[發明專利]帶氣體自循環功能的多級自由式氣霧化噴盤

有效

• 申請號: 201710834277.8
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107598178B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 吳文恒;盧林;張亮;龍倩蕾;吳凱琦;王濤
• 申請（專利權）人: 上海材料研究所
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B33Y70/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及帶氣體自循環功能的多級自由式氣霧化噴盤，包括副噴嘴、主噴嘴與循環氣體導流件，副噴嘴與循環氣體導流件上端相連，循環氣體導流件下端與主噴嘴相連，副噴嘴的熔體通道、循環氣體導流件的熔體通道、主噴嘴的熔體通道上下相通，循環氣體導流件與主噴嘴之間形成有循環導流通道，該循環導流通道與主噴嘴的熔體通道相通，且在主噴嘴安裝在熔煉室和霧化室之間的隔板上時，所述循環導流通道與霧化室相通。與現有技術相比，本發明利用副噴嘴氣流對鋼液進行引流和降低主噴嘴霧化區的負壓，并利用主噴嘴外套開孔和循環氣體導流部件實現霧化氣體自循環，從而實現主噴嘴霧化區的氣體平衡，保證霧化過程穩定、順利進行。

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，涉及一種霧化噴盤，尤其是涉及一種帶氣體自循環功能的多級自由式氣霧化噴盤。

背景技術

氣霧化制備的金屬粉末具有球形度高、流動性好、氧含量低等諸多優點。經過多年的發展與完善，氣霧化制粉技術已發展為生產高性能金屬及合金粉末的主要方法，進而成為支持和推動新材料研究及發展的重要手段。其基本原理是利用高速氣流將液態金屬粉碎成小液滴并最終凝固成粉末，氣霧化技術的核心是控制氣體對金屬液體的作用過程，使高速氣流的動能最大程度地轉化為金屬粉末的表面能。目前，隨著金屬3D打印技術的蓬勃發展，其賴以使用的金屬粉末原材料的制備越來越受到重視，這也進一步推動了氣霧化制粉技術的發展和應用。

目前在氣霧化制粉技術中，常見的有兩種不同結構的霧化噴盤，一種為自由式，一種為限制式。其中自由式噴嘴由于其結構簡單、工藝控制復雜性相對較低而被工業界廣泛使用，且在制備一些對純凈度要求嚴格的高端粉末時，自由式噴嘴相對于限制式噴嘴而言具有較大的優勢，因為在限制式噴嘴系統中，鋼液必須經過導液管進入霧化區，鋼液沖刷腐蝕陶瓷導液管，難免雜質進入霧化粉末中。如近年來發展的感應電極熔煉氣霧化制備鈦合金粉末工藝，采用自由式霧化噴嘴，鈦棒經感應線圈加熱熔化后直接進入霧化噴盤，有效避免了雜質的混入。

盡管如此，自由式噴盤在實際應用過程中所制備的粉末相對較粗，粉末平均粒徑D50≥65μm，且自由式噴盤在制備細粉末的過程中，也易發生反噴、飛濺等現象，從而導致霧化失敗。隨著金屬3D打印技術的快速發展，市場對純凈度高、球形度好的細粉末(≤53μm)的需求也越來越大，因此，研發設計適用于制備細粉末的自由式霧化噴盤，從而提高細粉收得率、降低生產成本，對于推動我國3D打印產業的發展具有重要意義，也對于深入理解氣霧化制粉技術具有一定的理論借鑒意義。

傳統的自由式氣霧化技術中，通常利用熔煉室和霧化室的氣壓差，即熔煉室氣壓高于霧化室氣壓來減少霧化過程中的反噴與飛濺，以保證霧化過程的順利進行，此種方案不僅會增加霧化系統后段風機的負擔，同時也會增加氣體的消耗，增加生產成本。

發明內容

本發明的目的就是為了針對當前自由式氣霧化制粉技術存在的霧化不穩定、生產細粉時易發生反噴、飛濺等弊端而提出一種帶氣體自循環功能的多級自由式氣霧化制粉噴盤。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種帶氣體自循環功能的多級自由式氣霧化噴盤，包括副噴嘴、主噴嘴與循環氣體導流件，所述副噴嘴的中間為熔體通道，所述副噴嘴的周圍為副噴嘴氣室，所述循環氣體導流件中間為熔體通道，所述主噴嘴中間為熔體通道，所述主噴嘴的周圍為主噴嘴氣室，所述副噴嘴與循環氣體導流件上端相連，所述循環氣體導流件下端與主噴嘴相連，副噴嘴的熔體通道、循環氣體導流件的熔體通道、主噴嘴的熔體通道上下相通，所述循環氣體導流件與主噴嘴之間形成有循環導流通道，該循環導流通道與主噴嘴的熔體通道相通，且在主噴嘴安裝在熔煉室和霧化室之間的隔板上時，所述循環導流通道與霧化室相通。

一個優選的實施方式中，所述副噴嘴包括密封連接的副噴嘴密封蓋與副噴嘴主體，所述副噴嘴密封蓋與副噴嘴主體之間形成副噴嘴氣室，副噴嘴密封蓋中間開口，副噴嘴主體中間為熔體通道，所述副噴嘴主體與循環氣體導流件連接，優選連接方式為采用螺紋連接。