[發明專利]3D打印用超細球形鈦合金粉制備裝置

在審

• 申請號: 201710971022.6
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107470643A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 范亞卓;苗慶東;謝波;趙三超
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/00;B33Y70/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 劉揚

技術領域

本發明涉及鈦合金感應熔煉3D打印設備領域，尤其是一種3D打印用超細球形鈦合金粉制備裝置。

背景技術

3D打印金屬粉末作為金屬零件3D打印產業鏈中最重要的一環，也是最大的價值所在。3D打印金屬粉末除需具備良好的可塑性外，還必須滿足粉末粒徑細小、粒度分布較窄、球形度高、流動性好和松裝密度高等要求。雖然3D打印技術這幾年來獲得了突飛猛進的發展，成本也大幅度地降低，但是成本依然偏高，因此，在工業界，應用領域最廣的，是擁有高附加值的金屬制品，例如鈦合金和鈦，主要用于醫療和航空航天等軍工領域。目前3D打印的發展受制于超細鈦合金粉的原料獲得困難，難以高效的制備出超細球形鈦合金粉。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高效的制備超細球形鈦合金粉的3D打印用超細球形鈦合金粉制備裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：3D打印用超細球形鈦合金粉制備裝置，包括感應熔煉系統，所述感應熔煉系統下方設置有高壓氬氣霧化系統，所述高壓氬氣霧化系統噴出的高壓氬氣將源自感應熔煉系統的鈦合金液滴破碎成球形鈦合金粉。

進一步的是，所述感應熔煉系統由真空感應熔煉線圈和鈦合金棒構成。

進一步的是，高壓氬氣霧化系統上設置有高壓氬氣進氣口和高壓氬氣出氣口。

進一步的是，所述高壓氬氣出氣口朝向源自感應熔煉系統的鈦合金液滴。

進一步的是，所述高壓氬氣出氣口朝向高壓氬氣霧化系統的中心軸線方向。

進一步的是，所述高壓氬氣霧化系統中部設置有通孔，所述鈦合金液滴穿過所述通孔并在壓氬氣霧化系統下方被高壓氬氣破碎成球形鈦合金粉。

本發明的有益效果是：在實際使用時，隨著感應熔煉系統不斷的輸出鈦合金液滴，在鈦合金液滴墜落至高壓氬氣霧化系統內之后，隨即會被高壓氬氣霧化系統噴出的高壓氬氣吹散并最終破碎成更為細小的液滴顆粒，最終形成球形鈦合金粉。本發明十分巧妙的利用了液滴狀態下的鈦合金的物理特性，并結合高壓氬氣，從而把感應熔煉系統和惰性氣體霧化系統結合在了一起，從而實現了高效且低成本的生產球形鈦合金粉。本發明尤其適用于制備超細球形鈦合金粉的3D打印用超細球形鈦合金粉之中。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中標記為：感應熔煉系統1、鈦合金棒11、真空感應熔煉線圈12、高壓氬氣霧化系統2、氬氣霧化后的鈦合金液滴21、高壓氬氣出氣口22、高壓氬氣進氣口23、感應熔煉后的鈦合金液滴24。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示的3D打印用超細球形鈦合金粉制備裝置，包括感應熔煉系統1，所述感應熔煉系統1下方設置有高壓氬氣霧化系統2，所述高壓氬氣霧化系統2噴出的高壓氬氣將源自感應熔煉系統1的鈦合金液滴破碎成球形鈦合金粉。

一般的，為了結構的精簡，優選這樣的方案：所述感應熔煉系統1由真空感應熔煉線圈12和鈦合金棒11構成。在實際使用時，把鈦合金棒11放入感應熔煉系統1的真空感應熔煉線圈12內，通過調節真空感應熔煉線圈12的功率，來調節鈦合金棒11的熔融速度，從而控制鈦合金熔融液滴向高壓氬氣霧化系統2的流速和流量；從感應熔煉系統1直接流下的鈦合金熔融液滴，在高壓氬氣霧化系統2的高速氬氣流的沖刷作用下，將鈦合金熔融液霧化；收集霧化并冷卻后的鈦粉或鈦合金粉，即得到超細球形鈦粉或鈦合金粉，其中，以上各步驟優選均在氬氣氣氛保護下進行。一般的，如圖1所示，所述高壓氬氣霧化系統2中部設置有通孔，所述鈦合金液滴穿過所述通孔并在壓氬氣霧化系統2下方被高壓氬氣破碎成球形鈦合金粉。

為了對高壓氬氣霧化系統2進行進一步的結構優化，可以選擇在高壓氬氣霧化系統2上設置高壓氬氣進氣口23和高壓氬氣出氣口22。如圖1所示，其中，為了保證對感應熔煉后的鈦合金液滴24具有更好的霧化效果，可以選擇讓所述高壓氬氣出氣口22朝向源自感應熔煉系統1的鈦合金液滴，從而強化霧化效果。進一步的，還可以讓所述高壓氬氣出氣口22朝向高壓氬氣霧化系統2的中心軸線方向。

實施例

實施例一