[發(fā)明專利]冷床熔煉式氣霧化粉末制備方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810464138.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN108500279B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常輝;陳小龍;朱曉弦;孫中剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京尚吉增材制造研究院有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

1.一種冷床熔煉式氣霧化粉末制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟1、在制粉開始前通過啟動(dòng)預(yù)抽閥對(duì)制粉裝置進(jìn)行抽真空處理，再通過向制粉裝置內(nèi)整體充入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)環(huán)境處理；

步驟2、將合金原料通過喂料口落入熔煉室內(nèi)，通過一個(gè)一體化的水冷銅坩堝對(duì)落入的合金原料分別進(jìn)行熔煉和精煉，其中熔煉室用于將合金原料熔化形成金屬液流，其位于第一等離子槍的下方區(qū)域；精煉室用于精煉金屬液流，其位于第二等離子槍的下方；

步驟3、在熔煉室內(nèi)通過第一等離子槍對(duì)合金原料進(jìn)行連續(xù)加熱和熔煉，得到金屬液流，第一等離子槍與熔煉室內(nèi)金屬液面間的間距控制在50-60mm內(nèi)；

步驟4、熔煉室內(nèi)得到的金屬液流通過不斷的積累溢流至精煉室中進(jìn)行精煉，通過在精煉室內(nèi)金屬液面上方50-60mm處安裝的第二等離子槍進(jìn)行再次加熱，第二等離子槍的工作功率設(shè)置成大于等于第一等離子槍的工作功率，使得精煉室內(nèi)金屬液流的溫度達(dá)到控制的預(yù)定范圍；第一等離子槍的工作功率為15-30kw，第二等離子槍的工作功率為20-40kw；

步驟5、精煉后的金屬液流通過導(dǎo)流嘴和自身重力的作用下，連續(xù)且均勻的流入霧化噴嘴處的位置，導(dǎo)流嘴連接到精煉室的液流出口處，導(dǎo)流嘴的形狀呈一縮口型，控制使噴嘴處的金屬液流溫度控制在一定區(qū)間范圍內(nèi)；

步驟6、霧化噴嘴處通過向流出的金屬液流噴出99.999％高純高壓氬氣對(duì)液流進(jìn)行破碎氣霧化處理，得到金屬粉末；

其中，所述水冷銅坩堝下方處設(shè)置一螺旋式旋轉(zhuǎn)桿，在熔煉過程中通過螺旋式旋轉(zhuǎn)桿的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)金屬液體自下而上的翻騰以及水平方向的攪拌。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷床熔煉式氣霧化粉末制備方法，其特征在于，在霧化處理過程中，通過金屬液流過熱度控制和導(dǎo)流嘴抑制金屬液流，流入到霧化噴嘴處導(dǎo)流口的液流直徑在6mm以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷床熔煉式氣霧化粉末制備方法，其特征在于，霧化噴嘴處導(dǎo)流口直徑設(shè)置為6mm，導(dǎo)流嘴整體長(zhǎng)度為30mm。

4.一種冷床熔煉式氣霧化粉末制備裝置，其特征在于，包括抽真空單元、惰性氣體充入單元、送料單元、熔煉室、精煉室、導(dǎo)流嘴、第一等離子槍、第二等離子槍以及霧化噴嘴，其中:

抽真空單元用于在制粉開始前通過啟動(dòng)預(yù)抽閥對(duì)制粉裝置進(jìn)行預(yù)抽，通過真空計(jì)指示系統(tǒng)的壓力小于200Pa后，控制開啟羅茨泵進(jìn)行二級(jí)抽取，即高真空抽取，直到壓力小于5Pa后，關(guān)閉預(yù)抽閥和羅茨泵，完成設(shè)備的整體抽真空，抽真空時(shí)間為25min；

惰性氣體充入單元，用于向制粉裝置內(nèi)整體充入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)環(huán)境處理；

送料單元具有一喂料口，用于將合金原料連續(xù)輸入使原料通過喂料口落入熔煉室內(nèi)；

熔煉室位于所述喂料口下方，通過一個(gè)一體化的水冷銅坩堝對(duì)落入的合金原料分別進(jìn)行熔煉和精煉，其中熔煉室用于將合金原料熔化形成金屬液流，其位于第一等離子槍的下方區(qū)域，精煉室用于精煉金屬液流，其位于第二等離子槍的下方，通過第一等離子槍對(duì)落入到水冷銅坩堝內(nèi)的合金原料進(jìn)行連續(xù)加熱和熔煉，得到金屬液流；

所述第一等離子槍和第二等離子槍分別獨(dú)立的控制其加熱的工作功率和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)熔煉和精煉的精確和分區(qū)控制；

熔煉室中得到的金屬液流通過不斷的積累溢流至精煉室中進(jìn)行精煉，在精煉室內(nèi)金屬液面上方安裝的第二等離子槍對(duì)金屬液流進(jìn)行加熱；所述第一等離子槍和第二等離子槍均設(shè)置在對(duì)應(yīng)金屬液面上方的50-60mm處位置；第二等離子槍的工作功率設(shè)置成大于等于第一等離子槍的工作功率，第一等離子槍的工作功率為15-30kw，第二等離子槍的工作功率為20-40kw；

導(dǎo)流嘴連接到精煉室的液流出口處，精煉后的金屬液流通過導(dǎo)流嘴和自身重力的作用下，連續(xù)且均勻的流入霧化噴嘴處的位置，導(dǎo)流嘴的形狀呈一縮口型，抑制液流的直徑范圍在6mm范圍以下；

霧化噴嘴為環(huán)縫式噴嘴，用于向流出的金屬液流噴出高純高壓氬氣對(duì)液流進(jìn)行破碎氣霧化處理實(shí)現(xiàn)最終制粉。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷床熔煉式氣霧化粉末制備裝置，其特征在于，導(dǎo)流嘴整體長(zhǎng)度為30mm；霧化噴嘴處導(dǎo)流口直徑為6mm。