[發明專利]一種用于霧化制粉的水冷銅坩堝裝置

在審

• 申請號: 201811232956.9
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109290584A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 陳光;孫預麟;李沛;潘曦;徐東東
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;南京理工大學北方研究院
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明屬于球形金屬粉末的霧化法制備技術領域，特別是涉及一種用于霧化制粉的水冷銅坩堝裝置。所述坩堝裝置為一體式結構，坩堝裝置包括上部的坩堝體和下部的漏注，所述坩堝體包括外側壁和坩堝瓣，坩堝瓣固定在外側壁的內側，坩堝瓣之間為坩堝瓣間的縫隙，縫隙供磁力線穿透；所述坩堝瓣底部與漏注的頂端焊接，漏注頂端的內徑等于坩堝瓣底部的最小直徑，漏注的上部為逐級降低口徑設計結構，下部采用直筒狀設計結構。本發明采用逐級降低漏注口徑的方法，以此加大固態材料底部的導熱，能夠完全熔化材料并使其順利流下，克服了液流因不能順暢流下而堵塞漏注的難題，漏注下部采用直筒狀設計，從而提高制粉效果。

技術領域

本發明屬于球形金屬粉末的霧化法制備技術領域，特別是涉及一種用于霧化制粉的水冷銅坩堝裝置。

背景技術

隨著3D打印成形技術的發展，世界各國對球形粉末的需求已呈現供不應求的態勢，并更加重視其制備技術的研發。其中真空感應熔煉霧化法制備的球形粉末具有純度高、成本相對低廉、氧含量低、球形度高、細粉收得率高等優點，是目前制備球形粉末應用最廣泛的技術之一。

一般情況下，真空感應熔煉霧化法中所用的坩堝中的漏注由石墨導流基座、導流內芯兩種部件組成，且漏注的整體結構和材質對霧化效率及粉末性能有著至關重要的影響。現有技術中的漏注為直筒式結構，該直筒式結構漏注上部的開口面積過小，漏注上方的熔融液流無法熔化并堵住金屬液流流下，將會直徑導致制粉失敗。另外，因為熔融液流在流經漏注內部時，由于高溫液流沖刷及腐蝕的綜合因素，導致石墨中的碳等雜質元素溶解于熔液中，并被隨之帶走，進而最終影響球形粉末的性能。

另外，導流嘴直徑對于霧化效率也有很大關系。倘若導流嘴直徑較大，導致流下來的液柱過粗，氣體無法徹底將其擊碎；導流嘴直徑過小，液流不能順暢流下易堵塞漏注，從而導致霧化失敗，并且霧化效率低。因此，導流嘴直徑的選擇至關重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種漏注直徑逐漸減小的，用于霧化制粉的水冷銅坩堝裝置，從而克服漏注內金屬液流通不暢的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種用于霧化制粉的水冷銅坩堝裝置，所述坩堝裝置為一體式結構，坩堝裝置包括上部的坩堝體和下部的漏注，所述坩堝體包括外側壁和坩堝瓣，坩堝瓣固定在外側壁的內側，坩堝瓣之間為坩堝瓣間的縫隙，縫隙供磁力線穿透；所述坩堝瓣底部與漏注的頂端焊接，漏注頂端的內徑等于坩堝瓣底部的最小直徑，漏注的上部為逐級降低口徑設計結構，下部采用直筒狀設計結構。

所述漏注的底部為導流嘴，導流嘴為同心圓鏤空結構。

所述裝置還包括循環水冷卻系統，循環水冷卻系統設置在坩堝體的外側壁以及漏注的側壁中，包括進水口和出水口，導流嘴位置有前后兩道冷卻水通道，冷卻水從進水口進入，經過導流嘴處圓環式的前后兩道冷卻水通道，從出水口流出。

所述進水口和出水口與外部水管采用過盈插接的方式連接。

所述縫隙采用氮化硼或氧化釔填充，采用氮化硼對坩堝體內表面進行涂層處理保護。

所述坩堝瓣的數量為20-30個，坩堝瓣沿內壁均勻排列，相互之間的縫隙寬度為1±0.5mm。

所述坩堝體的內徑為50-200mm、坩堝瓣底部與漏注頂端的焊接處的內徑為15-20mm、漏注下部直筒狀的內徑為3-6mm。

導流嘴的內圓直徑為3-6mm，外圓直徑為16-21mm。

水冷銅坩堝采用純銅制作而成。

本發明與現有技術相比，其顯著優點如下：