[發(fā)明專利]一種制備球形金屬粉體用高效率環(huán)孔氣體霧化噴嘴

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810368056.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN108480652A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽哈特三維科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種制備球形金屬粉體用高效率環(huán)孔氣體霧化噴嘴，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。該霧化噴嘴主要包括上蓋、安裝在上蓋中心的導(dǎo)液管護(hù)套和下蓋。其中，導(dǎo)液管護(hù)套中空部分為導(dǎo)液通道，在上蓋下部為下蓋，且下蓋側(cè)面有兩處進(jìn)氣孔。當(dāng)上蓋和下蓋封閉后形成氣腔，聯(lián)通氣腔，以及噴嘴主軸線為中心環(huán)形分布在下蓋下部的拉瓦爾（Laval）噴孔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明能減少氣流紊流作用，使霧化過程順利進(jìn)行，并減少抽吸壓力，使熔體流速變慢，使霧化更充分，能使熔體流出后直接被氣流霧化，霧化更加充分，霧化效率提高。本發(fā)明所述的環(huán)孔氣體霧化噴嘴與傳統(tǒng)的噴嘴相比，霧化穩(wěn)定，效率提高50%，而且制出的金屬粉末顆粒度、球形度好，且分布窄，流動(dòng)性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備球形金屬粉體用高效率環(huán)孔氣體霧化噴嘴。

背景技術(shù)

隨著金屬3D打印技術(shù)、金屬注射成型技術(shù)、熱噴涂技術(shù)的發(fā)展，對(duì)金屬粉末質(zhì)量的要求越來越高，但現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際生產(chǎn)需要之間還存在一定差距，因此，高質(zhì)量金屬球形粉末的制備已成為霧化工藝和設(shè)備發(fā)展的主要方向。據(jù)統(tǒng)計(jì)，60%金屬粉末采用霧化法生產(chǎn)，運(yùn)用高速氣流霧化是實(shí)現(xiàn)超細(xì)霧化有效可行的手段之一。其中，霧化噴嘴是霧化設(shè)備中最重要的組成部分，在整個(gè)霧化過程中，霧化噴嘴對(duì)霧化效率的高低及穩(wěn)定性起著非常重要的作用，目前實(shí)際應(yīng)用的霧化噴嘴在型式和結(jié)構(gòu)方面多種多樣，但迄今為止，這些霧化噴嘴尚無一套理論計(jì)算方法，對(duì)霧化噴嘴的設(shè)計(jì)還以經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)為主。通常根據(jù)液體的溫度和生產(chǎn)粉末的要求，選擇適當(dāng)?shù)撵F化噴嘴型式。

中國(guó)專利（CN1078928，公開日19931201）發(fā)明了自吸式超聲速環(huán)形射流霧化器，在低壓下霧化低熔點(diǎn)金屬，但不適合高熔點(diǎn)金屬的霧化，而且粉末粒度也較粗。中國(guó)專利（CN102837001A，公開日20121226）公開了一種金屬液流易流出的微細(xì)金屬粉末霧化噴嘴，該噴嘴的環(huán)縫沒有收斂段，不符合拉瓦爾噴嘴的“收斂-擴(kuò)張”的基本特征，其氣流速度無法達(dá)到超音速，導(dǎo)致其霧化效率較低，且氣體腔室與環(huán)縫相比太小，腔室氣壓很難穩(wěn)定。因此，氣流從環(huán)縫噴出，可能會(huì)有紊流或氣流吹偏現(xiàn)象，存在噴嘴堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

中國(guó)專利（CN102489711 A，公開日20120613）公開了一種制備微細(xì)金屬粉末的氣體霧化噴嘴，該噴嘴有拉瓦爾噴嘴所述的典型的“收斂-擴(kuò)張”的基本特征，但是與一種金屬液流易流出的微細(xì)金屬粉末霧化噴嘴類似，氣體臨時(shí)存儲(chǔ)腔室過小，環(huán)縫噴出的氣流可能會(huì)有紊流，噴嘴在工作過程中存在堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)專利（CN103273070 A，公開日20130904）公開了一種可調(diào)式鈦及鈦合金熔液超細(xì)霧化噴嘴，該噴嘴的環(huán)縫雖然也具備“收斂-擴(kuò)張”的特征，然而其喉部曲線不平滑，氣流能量會(huì)在喉部出現(xiàn)較大損失，會(huì)減弱氣流的出口速度。其次，與一種制備微細(xì)金屬粉末的氣體霧化噴嘴、一種金屬液流易流出的微細(xì)金屬粉末霧化噴嘴類似的一點(diǎn)就是氣體臨時(shí)存儲(chǔ)腔室也有過小的問題。

傳統(tǒng)噴嘴的導(dǎo)液管堵塞時(shí)經(jīng)常需要拆卸噴嘴，這有可能引起霧化噴嘴與氣流間的同心度發(fā)生偏差，從而引起導(dǎo)液管與氣流間的同心度發(fā)生偏差，霧化時(shí)將加大霧化液滴的不均勻度，降低霧化效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部粘壁現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的霧化噴嘴存儲(chǔ)腔室過小、存在紊流、工作過程中可能發(fā)生堵塞的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、氣流出口處為laval型、帶有導(dǎo)流套的制備球形金屬粉體用高效率環(huán)孔氣體霧化噴嘴，該環(huán)孔氣體霧化噴嘴利用高速氣流將金屬熔體破碎成細(xì)小熔滴并凝固成粉末，制備出的球形金屬粉末流動(dòng)性好、粒度分布范圍合適。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種制備球形金屬粉體用高效率環(huán)孔氣體霧化噴嘴，所述的環(huán)孔氣體霧化噴嘴包括上蓋、導(dǎo)液管護(hù)套、導(dǎo)液通道、下蓋、多個(gè)進(jìn)氣孔、氣腔及多個(gè)Laval噴孔；