[發(fā)明專利]金屬粉末的制備裝置和制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811645179.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN109622982B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少明;胡強(qiáng);劉建;王志剛;溫育苗;林剛;朱學(xué)新;趙新明;張富文;劉英杰;徐蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京康普錫威科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/10
• 分類號(hào): B22F9/10
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發(fā)明涉及金屬粉末的制備裝置和制備方法，制備裝置包括霧化罐和位于霧化罐內(nèi)的導(dǎo)液管、超聲霧化器及其能量裝置、旋轉(zhuǎn)布液器及其動(dòng)力裝置，其中，導(dǎo)液管和旋轉(zhuǎn)布液器同軸設(shè)置，使得金屬熔液由導(dǎo)液管輸送至旋轉(zhuǎn)布液器，旋轉(zhuǎn)布液器和超聲霧化器同軸且靠近設(shè)置，使得金屬熔液由旋轉(zhuǎn)布液器離心分散至超聲霧化器的表面形成金屬膜。金屬粉末的制備方法具體涉及通過該裝置進(jìn)行的制備工藝。本發(fā)明利用離心霧化可將熔液快速均勻布化的特點(diǎn)，將其結(jié)合超聲霧化技術(shù)，制備高球形度、微觀表面圓潤的金屬粉末，并解決了離心霧化異形粉的粉末表面差和超聲霧化制備低效率、低產(chǎn)能的問題，實(shí)現(xiàn)了超聲、離心復(fù)合霧化制備球形金屬粉末制備的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬粉末的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及金屬粉末的制備裝置和制備方法。

背景技術(shù)

金屬粉末作為一種重要工業(yè)材料，在電力電子、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴(kuò)大。隨著熱噴涂、增材制造、輕量化裝備、電子表面貼裝等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于金屬粉末材料的粒徑分布、微觀形貌、穩(wěn)定性等方面的性能越來越高，并且由于金屬粉末表面圓潤度、球形度等參數(shù)決定金屬粉末篩分、調(diào)運(yùn)、使用過程中的穩(wěn)定性，因此這些因素推動(dòng)著金屬粉末制備技術(shù)向著高球形度、高穩(wěn)定性、高質(zhì)量的方向發(fā)展。

目前制備金屬粉末的方法主要是機(jī)械粉碎法、氣霧化、水霧化法、離心霧化法和等離子旋轉(zhuǎn)電極法等。機(jī)械粉碎法是利用機(jī)械齒與金屬材料之間的相互運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的擠壓和切應(yīng)力使大塊金屬材料得以破碎的方法，一般適用于脆性金屬材料粉末的制備，且所得粉末形狀不規(guī)則。氣霧化主要是高壓氣流將熔融態(tài)金屬液流破碎成小液滴并凝固成粉末的過程。氣霧化法制備金屬粉末存在細(xì)粉粘附，粒度分布寬，設(shè)備龐大，還要消耗大量氣，成本高。水霧化法主要是高壓水流將熔融態(tài)金屬液流破碎成小液滴并凝固成粉末的過程。水霧化法制備金屬粉末樹枝狀結(jié)構(gòu)，不適合制備球形金屬粉末。離心霧化主要是通過將金屬液導(dǎo)流到高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤上，通過離心力和液體表面張力的雙重作用被破碎成液滴飛離霧化盤，冷凝成球形金屬粉末。離心霧化法制備的金屬粉末粒度分布窄，但微觀形貌較差，設(shè)備龐大。等離子旋轉(zhuǎn)電極法是利用等離子束將金屬棒料熔化，在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，金屬熔液受到離心力和液體表面張力的雙重作用，被破碎成液滴飛離棒料，并冷凝成金屬粉末。由于金屬棒料受轉(zhuǎn)速限制，所制備的金屬粉末粒徑一般較大，粉末不易制取，且設(shè)備功率較大，安全系數(shù)低。

超聲霧化是利用超聲波在霧化聚能器上產(chǎn)生高頻振動(dòng)，當(dāng)金屬熔體從導(dǎo)液管流至聚能器表面上時(shí)，被聚能器表面振動(dòng)鋪展成液膜，當(dāng)振動(dòng)面的振幅達(dá)到一定值時(shí)，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的液滴即從振動(dòng)面上飛出形成霧滴，冷凝后固化形成粉末。

中國專利申請(qǐng)CN 201710564998.1公開了霧化室、用于制備金屬粉末的裝置及其使用方法，中國專利申請(qǐng)CN201711240113.9公開了大振幅超聲球形金屬粉末的制備裝置及方法，中國申請(qǐng)專利CN 01140401.9公開了球形金屬粉末的超聲霧化制備方法及裝置，這三件專利都是通過將熔融態(tài)金屬液以流向傘帽狀的超聲聚能環(huán)，利用超聲空化作用霧化成粉末的，受到聚能器上液膜厚度、超聲功率等限制，霧化流量在45um以下出粉率都較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決以上問題，本發(fā)明提供一種金屬粉末的制備裝置和制備方法，該制備裝置的超聲霧化核心裝置先進(jìn)可靠、穩(wěn)定性好、便于工業(yè)化，克服現(xiàn)有超聲霧化金屬粉末加工技術(shù)所存在的不足，且所制備的金屬粉球形度較好、生產(chǎn)效率較高。

金屬粉末的制備裝置，包括霧化罐和位于霧化罐內(nèi)的導(dǎo)液管、超聲霧化器及其能量裝置、旋轉(zhuǎn)布液器及其動(dòng)力裝置，導(dǎo)液管和旋轉(zhuǎn)布液器同軸設(shè)置，使得金屬熔液由導(dǎo)液管輸送至旋轉(zhuǎn)布液器，旋轉(zhuǎn)布液器和超聲霧化器同軸且靠近設(shè)置，使得金屬熔液由旋轉(zhuǎn)布液器離心分散至超聲霧化器的表面形成金屬膜。

其中，導(dǎo)液管、旋轉(zhuǎn)布液器和超聲霧化器自上而下依次設(shè)置，旋轉(zhuǎn)布液器設(shè)有布液噴頭，超聲霧化器為傘帽狀的環(huán)體，布液噴頭位于超聲霧化器的內(nèi)腔，布液噴頭將金屬熔液離心分散至所述超聲霧化器的內(nèi)腔壁。