[發明專利]一種氣霧化生產3D打印用金屬粉的裝置

在審

• 申請號: 201810816941.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108672709A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 唐躍躍;張柯;葉國晨;蔣保林;許榮玉;周軍;張波;李兆寬
• 申請（專利權）人: 江蘇威拉里新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種氣霧化生產3D打印用金屬粉的裝置，所述裝置自上而下包括霧化噴盤固定頂板、霧化噴盤、電磁屏蔽環以及高頻感應線圈；所述霧化噴盤包括主霧化氣流噴口和輔助保護氣流噴口；所述高頻感應線圈包括同軸設置的第一線圈和第二線圈，第一線圈和第二線圈通過導線單獨控制；第一線圈位于第二線圈的上方，第二線圈為錐臺形線圈，其錐角在?°之間；所述熔化中心位于第二線圈內，α<β，所述α＝30?50°，所述β＝20?40°。該裝置能夠有效的收窄金屬粉末粒徑范圍。

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，特別涉及一種霧化法制備金屬粉末技術領域，具體涉及一種金屬氣霧化裝置。

背景技術

金屬氣霧化生產3D打印金屬粉的方法和裝置在快速的發展，中國專利(公布號CN107900366A，名稱：氣霧化連續制備3D打印用鈦或鈦合金粉末的裝置及方法)公開了如下技術方案：所述裝置自上而下包括霧化噴盤固定頂板、霧化噴盤、電磁屏蔽環以及高頻感應線圈；所述霧化噴盤和固定頂板通過固定螺栓；所述霧化噴盤固定頂板及霧化噴盤中心位置設有鈦或鈦合金絲材連續輸送給進孔；所述霧化噴盤與電磁屏蔽環以所述輸送給進孔軸心同軸安裝；所述霧化噴盤包括主霧化氣流噴口和輔助保護氣流噴口；經所述主霧化氣流噴口噴出的霧化氣流在所述絲材上匯聚形成霧化中心，所述霧化中心與所述高頻感性線圈加熱絲材端部形成的熔化中心重合。從而使得熔流產生后即被霧化主氣流限制并且霧化，最大限度保證過熱度、減少熱量損失，實現鈦或鈦合金霧化的高細粉收得率。

這種將高頻感應加熱線圈設置在噴射口下側的設置由于縮短了霧化氣流與金屬液流之間的距離，形成緊耦合，使金屬液流在高溫下就被氣流擊碎成細小液體，有利于獲得粒徑小范圍窄的金屬粉。

但是當想進一步提高其效果，獲得更高的細粉收得率就有必要對設備進行改進。

現有技術中，高頻感應線圈通常是筒狀或是倒錐形，絲材從其軸線穿過，絲材底端一般在感應線圈的底部上方較近的距離，磁感應線方向是弧形斜向外側延伸。熔融液滴或液流收到的電磁力Fem可以通過來計算。公式中：μ為金屬線材的導磁系數；I ₀為感應線圈中的電流；R_d為熔滴半徑；i為感應線圈的第i圈；n為感應線圈的總圈數；b i為第i圈的半徑；Z為熔滴幾何中心的高度；Z i為感應線圈第i圈的高度；F em為熔滴在軸向上某點所受的電磁力；G(x)為無因次函數，與金屬絲材半徑和高頻電流的透入深度之比有關。換言之，通過控制線圈半徑，高度以及電流大小能夠控制液滴或是液流頂端處的直徑大小，也就是說，能夠控制金屬熔融時的形貌。

電磁力作用到熔融液流或液滴的熔融點處，如圖1所示，熔融液流或液滴會收到向感應線圈底端寫向外的電磁力，這時會將液流或液滴拉寬一些，但是現有技術中，并沒有利用這一點。主要原因是這個作用力在筒狀或是倒錐形感應線圈作用下非常小，通常不做考慮。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠收窄金屬粉粒徑范圍的氣霧化生產3D打印用金屬粉的裝置。

為了實現上述目的，本發明提供的裝置，自上而下包括霧化噴盤固定頂板、霧化噴盤、電磁屏蔽環以及高頻感應線圈；

其中，所述霧化噴盤和霧化噴盤固定頂板通過固定螺栓固定連接；所述霧化噴盤固定頂板及霧化噴盤中心位置設有金屬絲材輸送給進孔；

所述霧化噴盤與電磁屏蔽環以所述輸送給進孔軸心同軸安裝；

所述霧化噴盤包括主霧化氣流噴口和輔助保護氣流噴口；

經所述主霧化氣流噴口噴出的霧化氣流在所述絲材上匯聚形成霧化中心，所述霧化中心與主霧化氣流噴口的連線構成與軸線夾角為α的圓錐面；所述霧化中心與所述高頻感應線圈加熱絲材端部形成的熔化中心重合；

噴盤輔助保護氣流噴口為環孔布置，數量在4-10個，

所述環孔為設置在主霧化氣流噴口外圍的通槽，其引導氣流呈倒錐形噴射，錐角為β；