[發(fā)明專利]球形稀有金屬粉末制備裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510084365.1
• 申請(qǐng)日: 2015-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN104588675A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀衛(wèi)衛(wèi);賈文鵬;陳斌科;趙培;湯慧萍;向長淑;朱紀(jì)磊;周勃延
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安賽隆金屬材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22F9/10
• 分類號(hào): B22F9/10
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種球形稀有金屬粉末制備裝置，其特征在于：包括制粉爐體(1)和帶有電子束控制裝置(4)的電子槍(3)，以及用于對(duì)制粉爐體(1)內(nèi)部進(jìn)行抽真空的真空機(jī)組(2)和用于給制粉爐體(1)內(nèi)部充入高純惰性氣體的惰性氣瓶組(8)；所述電子槍(3)設(shè)置在制粉爐體(1)頂部中心位置處且伸入制粉爐體(1)內(nèi)部，所述制粉爐體(1)的底部中心位置處設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封(7)，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封(7)的下方設(shè)置有用于帶動(dòng)穿過旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封(7)的稀有金屬棒料(6)旋轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，所述稀有金屬棒料(6)與高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)部位固定連接；所述制粉爐體(1)的底部兩端設(shè)置有向下凸出的出粉口，所述出粉口上連接有出粉閥(11)，所述出粉口的底部設(shè)置有收粉容器(9)，位于旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封(7)的兩側(cè)到所述出粉口之間的制粉爐體(1)底壁形成了向下傾斜的出粉板(12)；所述惰性氣瓶組(8)通過惰性氣體傳輸管(13)與制粉爐體(1)連接，所述真空機(jī)組(2)通過抽真空管(14)和設(shè)置在抽真空管(14)上的緩沖罐(10)與制粉爐體(1)連接。

2.按照權(quán)利要求1所述的球形稀有金屬粉末制備裝置，其特征在于：所述制粉爐體(1)外輪廓的形狀為直徑為2m～3m的圓柱形。

3.按照權(quán)利要求1所述的球形稀有金屬粉末制備裝置，其特征在于：所述高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)為電主軸或高速電機(jī)，所述高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的轉(zhuǎn)速為20000r/min～30000r/min。

4.按照權(quán)利要求1所述的球形稀有金屬粉末制備裝置，其特征在于：所述惰性氣瓶組(8)內(nèi)部充入的高純惰性氣體為Ar氣或He氣，所述高純惰性氣體的質(zhì)量純度不小于99.999％。

5.按照權(quán)利要求1所述的球形稀有金屬粉末制備裝置，其特征在于：所述稀有金屬棒料(6)的直徑為50mm～80mm，所述稀有金屬棒料(6)的長度為300mm～700mm。

6.一種利用如權(quán)利要求1所述裝置制備球形稀有金屬粉末的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、將用于制備球形稀有金屬粉末的稀有金屬棒料(6)穿過制粉爐體(1)底部中心位置處的旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封(7)，送入制粉爐體(1)中，并將稀有金屬棒料(6)的下端與高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)部位固定連接，使稀有金屬棒料(6)豎直立于制粉爐體(1)內(nèi)；

步驟二、首先啟動(dòng)真空機(jī)組(2)，對(duì)制粉爐體(1)內(nèi)部抽高真空至預(yù)設(shè)真空度；然后通過惰性氣瓶組(8)往制粉爐體(1)內(nèi)部充入高純惰性氣體，并再次啟動(dòng)真空機(jī)組(2)，對(duì)制粉爐體(1)內(nèi)部抽高真空至預(yù)設(shè)真空度；

步驟三、首先啟動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)帶動(dòng)稀有金屬棒料(6)高速旋轉(zhuǎn)；然后啟動(dòng)電子槍(3)，并通過電子束控制裝置(4)設(shè)置電子束流大小，電子束控制裝置(4)控制電子槍(3)發(fā)射的電子束斑始終集中于逐漸變短的稀有金屬棒料(6)頂端中心，從而使稀有金屬棒料(6)頂端迅速熔融形成金屬熔體，并被稀有金屬棒料(6)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力甩出，霧化成細(xì)小霧滴，再冷凝為球形稀有金屬粉末；

步驟四、打開出粉閥(11)，冷凝后的球形稀有金屬粉末經(jīng)過出粉板(12)和所述出粉口流入收粉容器(9)中，對(duì)制備出的球形稀有金屬粉末進(jìn)行收集。

7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：步驟一中所述稀有金屬棒料(6)為采用數(shù)控車床精加工的直徑為50mm～80mm、長度300mm～700mm的光棒，且所述稀有金屬棒料(6)經(jīng)過了采用去污劑和無水酒精進(jìn)行的去油污和去雜質(zhì)的表面處理。

8.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)為電主軸或高速電機(jī)，所述高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)的轉(zhuǎn)速為20000r/min～30000r/min。

9.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：步驟二中所述預(yù)設(shè)真空度為1×10^-3Pa～5×10^-1Pa，步驟二中所述高純惰性氣體為Ar氣或He氣，所述高純惰性氣體的質(zhì)量純度不小于99.999％。

10.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：步驟三中所述電子束流大小為0.1A～5A。