[實(shí)用新型]一種制備球形TiN粉的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820155895.X
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207811271U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴奇;廖先杰;張樹(shù)立;吳恩輝;李軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 攀枝花學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C01B21/076
• 分類(lèi)號(hào): C01B21/076
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 何強(qiáng);楊冬

本實(shí)用新型是提供一種提高Ti的氮化率的制備球形TiN粉的設(shè)備，屬于鈦合金粉末的制備領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種制備球形TiN粉的設(shè)備，其包括霧化倉(cāng)、與霧化倉(cāng)連接的等離子炬、向等離子炬送料的送料裝置、氣粉分離裝置、與氣粉分離裝置連接的抽氣裝置和收粉倉(cāng)二，所述霧化倉(cāng)底部連接有收粉倉(cāng)一，所述霧化倉(cāng)倉(cāng)壁連接有排氣管，所述排氣管與氣粉分離裝置連接；所述收粉倉(cāng)一和收粉倉(cāng)二均設(shè)有加熱裝置。本實(shí)用新型大大提高了制備TiN的效率，制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)原料要求較低，球化率和氮化率都有所提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于鈦合金粉末的制備領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種制備球形TiN粉的設(shè)備。

背景技術(shù)

Ti在800℃或以上時(shí)會(huì)與氮?dú)夥磻?yīng)生成TiN。金屬化合物TiN具有許多優(yōu)良的物理及化學(xué)性能，它抗腐蝕性、抗磨損性及抗氧化性都非常優(yōu)良，具有較高的熔點(diǎn)(3205℃)和硬度1990(×9.8N/mm2)。TiN沉積在首飾和燈具上既可以達(dá)到美觀效果，又能增強(qiáng)耐磨性能，是代替目前廣泛使用的WC的潛在材料，可以大大降低材料應(yīng)用的成本。TiN化合物具有較高的生物兼容性，在臨床醫(yī)學(xué)和口腔醫(yī)學(xué)方面也具有很高的應(yīng)用價(jià)值。此外TiN也可用作制造坩堝、切削刀具、添加劑等。TiN粉末的應(yīng)用廣度和深度與它所擁有的優(yōu)異性能極不相稱，有待人們研究開(kāi)發(fā)，可以預(yù)示，氮化鈦粉末將會(huì)成為世紀(jì)新材料。傳統(tǒng)的TiN粉末制備方法，如：金屬鈦粉氮化法、二氧化鈦碳熱還原氮化法、氣相法等得到的TiN粉末形狀不規(guī)則，未具有較好的球形度，流動(dòng)性較差，機(jī)械性能不均勻，使用性能大打折扣。而且傳統(tǒng)的制備方法氮化率不高，氮化時(shí)間較長(zhǎng)，粒徑范圍較寬，能源消耗大。

等離子體發(fā)生器又稱等離子炬，它是利用外加電場(chǎng)或高頻感應(yīng)電場(chǎng)使氣體導(dǎo)電，利用氣體與電弧接觸使氣體電離產(chǎn)生一種高溫、離子化和傳導(dǎo)性的等離子體的裝置。由于電離氣體的導(dǎo)電性，使電弧能量迅速轉(zhuǎn)移并變成氣體的熱能，形成一種高溫氣體射流(溫度達(dá)5500℃以上)和高強(qiáng)度熱源。等離子體球化的原理就是利用離子體高熱效應(yīng)，將送入到熱等離子體的棒材或形狀不規(guī)則的粉末熔融，并被等離子射流高速?zèng)_擊分散霧化，再快速冷卻，使熔滴因表面張力而急速收縮形成球形極佳的球狀粉末。利用高頻感應(yīng)電場(chǎng)使氣體導(dǎo)電的等離子炬稱為高頻等離子炬，它由于具有無(wú)電極污染、弧區(qū)大、溫度相對(duì)均勻、能提供純凈熱源，材料處理快，尤其在高熔點(diǎn)粉末球化方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

目前，出現(xiàn)了一種利用等離子霧化制備球形鈦粉的方法，例如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN103769594A公開(kāi)了一種等離子霧化制備高純球形超細(xì)/納米粉末的裝備，用于霧化制備出超細(xì)/納米金屬或者陶瓷粉末。其包括送料裝置、霧化塔、安裝在霧化塔的對(duì)稱等離子體炬、真空系統(tǒng)、粉末收集裝置以及后續(xù)與之相連的氣粉分離系統(tǒng)和氣體凈化循環(huán)系統(tǒng)。原材料經(jīng)過(guò)送料裝置送入對(duì)稱等離子體炬的等離子焦點(diǎn)區(qū)(等離子射流焦點(diǎn)區(qū))，原材料被霧化成超細(xì)液滴或氣霧狀，超細(xì)液滴或氣霧狀與連續(xù)通入霧化塔的常溫氬氣進(jìn)行熱交換冷卻凝固成球形粉末。上述裝備也可以用來(lái)制備球形TiN，制備方法為：等離子炬的電離氣體口采用先通入氬氣起弧，起弧穩(wěn)定后再關(guān)閉氬氣通入氮?dú)猓獨(dú)獗浑婋x起弧產(chǎn)生等離子射流，送料裝置把Ti原料送入等離子體射流區(qū)，原料在高溫下熔融霧化的同時(shí)與電離氣體氮?dú)夥磻?yīng)生成TiN，從霧化倉(cāng)冷卻口通入冷卻氣體或冷卻水使熔融的TiN迅速冷卻形成球形TiN粉末。用上述裝備在制備球形TiN時(shí)存在這樣的問(wèn)題：由于原料經(jīng)等離子炬熔融霧化后需要迅速冷卻至800°C以下以獲得顆粒度小、球形好的TiN粉末，熔融的Ti來(lái)不及充分與氮?dú)夥磻?yīng)，原料氮化率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高Ti的氮化率的制備球形TiN粉的設(shè)備。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種制備球形TiN粉的設(shè)備，包括霧化倉(cāng)、與霧化倉(cāng)連接的等離子炬、向等離子炬送料的送料裝置、氣粉分離裝置、與氣粉分離裝置連接的抽氣裝置和收粉倉(cāng)二，所述霧化倉(cāng)底部連接有收粉倉(cāng)一，所述霧化倉(cāng)倉(cāng)壁連接有排氣管，所述排氣管與氣粉分離裝置連接；所述收粉倉(cāng)一和收粉倉(cāng)二均設(shè)有加熱裝置。