[發明專利]一種一體式感應熔煉氣霧化制粉裝置及氣霧化制粉的方法

有效

• 申請號: 201710358256.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107116225B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 計紅軍;周均博;梁孟;陸驊俊;馬舒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 覃迎峰

本發明提供了一種一體式感應熔煉氣霧化制粉裝置及氣霧化制粉的方法，其中裝置包括氣霧化制粉裝置，所述氣霧化制粉裝置包括支撐架、氣霧化坩堝，所述支撐架上設有用于收集合金粉末的石英管，所述石英管的一端連接有通入保護氣體的剛玉管；所述支撐架上設有感應線圈，所述氣霧化坩堝設在感應線圈內，所述氣霧化坩堝的底部設有噴嘴，所述噴嘴朝著石英管的內部；所述氣霧化坩堝的噴嘴的軸線與石英管的軸線垂直；所述剛玉管的開口朝著噴嘴的出口處；所述石英管的開口端通過塞子密封。此裝置結構簡單、占地面積小、組裝容易，制粉過程中不會出現液體堵塞噴嘴現象，同時可以改變通入氣體的流量，來改變制備粉末的粒徑分布比。

技術領域

本發明涉及一種氣霧化制粉設備，尤其是涉及一種一體式感應熔煉氣霧化制粉裝置及氣霧化制粉的方法。

背景技術

氣霧化法制粉技術是生產金屬及合金粉末的主要方法，其制粉的原理是用高速氣流將從導液管流出的液態金屬流粉碎成小液滴并在隨后的飛行中凝固成粉末的過程。氣霧化粉末具有粉末粒度可控、氧含量低、適用于多種金屬及合金粉末的生產等優點，已成為高性能及特種合金粉末制備的主要方向。隨著粉末冶金新工藝新材料的出現以及粉末材料在化工、電子器件制備、表面工程及軍事等工業中的應用，對于粉末在純度、細小、球形度等方面的要求不斷提高，從而進一步推動粉末氣霧化法制備技術的發展。

金屬熔體經高壓氣流霧化后變成小液滴，小液滴在往下飛行中不斷冷卻凝固成粉末。粉末的氧含量與形狀在凝固過程中不斷變化，當條件允許時，粉末的氧含量可達到較低的水平，形狀呈球形。一般認為高球形度，氧含量低的粉末需要在真空條件下制備，非真空條件下制備一般較困難。但真空霧化制粉裝置結構復雜，制造和維護成本高，所生產的粉末不具備成本優勢。進一步的研究和實踐表明，霧化裝置的結構和功能配置對控制粉末的氧含量和形狀有密切關系，非真空霧化裝置可以實現高球形度、低氧含量的粉末的制備。

目前，傳統的氣霧化制粉設備熔煉與限流澆注系統分離，造成在粉末制備過程中，與氧氣會有一定接觸，使得制備粉末氧含量高或者易氧化金屬完全氧化，降低粉末使用性能。也有一些氣霧化制粉設備是熔煉與澆注一體式結構，但其設備大多真空性要求高，結構過于復雜，操作麻煩，維修困難，并且價格昂貴，對于非真空性要求的氣霧化裝置，其霧化室容積一般又較大，不利于氣氛控制。同時，目前國內普遍采用非限制性霧化噴嘴，制備粉末粒徑細小化困難，也有一些特殊噴嘴的設計，但結構相對復雜。氣霧化過程中大多采用高壓氣體將金屬溶體從霧化室噴射出形成粉末顆粒，噴嘴易堵塞。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種一體式感應熔煉氣霧化制粉裝置及氣霧化制粉的方法，結構簡單、占地面積小、組裝容易且氣霧化壓力低的保護性氣氛下的熔煉氣霧化制粉設備，制粉過程中不會出現液體堵塞噴嘴現象，同時可以改變通入氣體的流量，來改變制備粉末的粒徑分布比。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種一體式感應熔煉氣霧化制粉裝置，其包括氣霧化制粉裝置，所述熔煉裝置置于感應加熱設備內；所述氣霧化制粉裝置包括支撐架、氣霧化坩堝，所述支撐架上設有用于收集合金粉末的石英管，所述石英管的一端連接有通入保護氣體的剛玉管；所述支撐架上設有感應線圈，所述氣霧化坩堝設在感應線圈內，所述氣霧化坩堝的底部設有噴嘴，所述噴嘴朝著石英管的內部；所述氣霧化坩堝的噴嘴的軸線與石英管的軸線垂直；所述剛玉管的開口朝著噴嘴的出口處；所述石英管的開口端通過塞子密封；所述氣霧化坩堝設有與外界氣瓶相連的進氣口。

采用此技術方案，帶有噴嘴及進氣口的氣霧化坩堝實現合金液體的滴入，兩端開口端通過塞子密封的石英管實現霧化粉末的收集，所述保持熔融金屬小坩堝與石英管緊密相連，霧化室和初步篩分室均在石英管內，采用垂直霧化的設計進行粉末氣霧化制備。氣霧化坩堝的噴嘴的軸線垂直于石英管軸線，實現垂直霧化，這是為了讓霧化后的粉末作平拋運動，可以實現讓粒徑較大的球形粉末離噴嘴較近而讓粒徑較小的球形粉末離噴嘴較遠以實現對粉末的初步篩選。