[發明專利]用于制備金屬粉末的中間包及其射流方法、真空熔煉爐

在審

• 申請號: 201710341796.0
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107020383A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 王海波;孔令鴻;高玉來
• 申請（專利權）人: 深圳微納增材技術有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 姚金金

本發明涉及3D打印增材制造和冶金技術領域，具體涉及用于制備金屬粉末的中間包及其射流方法、真空熔煉爐，通過在中間包本體的下方連通一導流管，并在導流管外單獨設置第一加熱部件，從而在向中間包內澆注熔融金屬液時，利用導流管與熔融金屬液之間的溫差使流入到導流管中的熔融金屬液冷卻、并滯留和封堵在導流管中；而后再通過第一加熱部件加熱中間包內的金屬液至熔化均勻和穩定，然后對導流管內部的金屬液進行加熱，使導流管形成射流，由此克服了金屬液因轉澆溫差造成的凍結，以及具有小孔徑噴嘴的導流管難以形成小束流的問題，可獲得均勻穩定且連續的小束流，從而利于后續的破碎制粉過程，可獲得性能均勻的金屬粉末。

技術領域

本發明涉及3D打印增材制造和冶金技術領域，具體涉及用于制備金屬粉末的中間包及其射流方法、真空熔煉爐。

背景技術

金屬粉末是材料產業的重要分支，利用金屬粉末，可以制備出高性能的金屬構件。近年來，隨著3D打印技術的發展，工業領域對金屬粉末的需求更為迫切。目前，高壓氣霧化法是制備3D打印金屬粉末的常規方法之一，帶有坩堝的高壓氣霧化具有設備投入小、單爐產量高、生產成本相對較低的特點，適用于大部分金屬粉末的制備。然而，高壓氣霧化法制備的粉體存在粒度分布不均勻、顆粒表面存在衛星球等缺陷，這些缺陷的產生很大一方面原因是被高壓氣破碎的液流難以控制。

超聲破碎制粉技術、射頻擾動電極破碎制粉技術、旋轉離心破碎制粉技術等其它通過小束流破碎制粉的方法，首先也是要獲得一個可控的金屬液流，均勻穩定且連續的小束流對這類技術的金屬粉末制備至關重要。金屬液流的可控性體現在液流的流量可控，且形成的液流具有連續性。液流的流量主要取決于中間包噴嘴孔徑，小孔徑的噴嘴可以獲得截面尺寸相對較小的束流，如果這種小束流具有連續性，那么在后續的破碎制粉過程中，更利于獲得性能均勻的粉末。然而，實際生產中小孔徑的噴嘴不易產生連續的束流，一方面是由于轉澆入中間包坩堝的金屬液因熔煉坩堝與中間包坩堝之間存在溫差，導致金屬液在澆入后的一段時間內，金屬液熔化不均勻，故經噴嘴流出的液流不連續；另一方面是因為噴嘴的孔徑越小，金屬液流在流經噴嘴時越易凍結，導致形成的小束流不連續，甚至無束流形成或堵管。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的是向中間包澆注及中間包射流過程中，熔融金屬液容易因轉澆溫差而形成凍結、具有小孔中間包噴嘴難以形成小束流的技術問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于制備金屬粉末的中間包，該中間包包括中間包本體，所述中間包本體的下方連通有導流管，所述導流管用于對流入的熔融金屬液形成冷卻，以使冷卻后的金屬液停留在所述導流管中；所述導流管外設有第一加熱部件，所述第一加熱部件用于對停留在所述導流管中的金屬液形成加熱。

優選的，所述第一加熱部件為感應線圈、電阻和石墨中的一種或多種的組合。

優選的，所述導流管與所述中間包本體可拆卸連接。

所述導流管具有狹孔結構，所述狹孔結構的內徑為0.5～2.5mm。

優選的，所述中間包本體的外部設有第二加熱部件。

優選的，所述中間包本體由氧化鎂材質制成，所述導流管由氮化硼材質制成，所述導流管與所述中間包本體粘接。

優選的，所述導流管由其頂端至所述狹孔結構的內徑逐漸減小。

優選的，所述導流管由其狹孔結構至底端的內徑逐漸增大。

本發明還提供了一種真空熔煉爐，該真空熔煉爐包括如上所述的用于制備金屬粉末的中間包。