[發(fā)明專利]一種用于增材制造金屬粉末的自動化生產系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110976892B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 陳洋;吳文恒;顧孫望;盧林;張亮;繆旭日;郭韶山;車鵬;朱德祥
• 申請（專利權）人: 中天上材增材制造有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B02C19/06;B02C23/30;B04C9/00;B07B9/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

1.一種用于增材制造金屬粉末的自動化生產方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

（1）將金屬原料置于熔煉室進行真空熔煉，金屬熔體通過熔煉室與霧化室之間的噴盤，被高壓惰性氣體擊碎為小液滴，即霧化，小液滴在霧化室下降過程中冷卻為各粒徑段粉末；

（2）步驟（1）中形成的粒徑段粉末隨系統(tǒng)內部氣流飛行至第一旋風分離器，進入第一旋風分離器的粒徑段粉末通過分離作用，細粉末隨氣體進入第二旋風分離器，粗粉末經分離后下落進入中轉罐；

（3）進入第二旋風分離器的細粉末通過分離作用進入第二旋風分離器下端的第一集粉罐，超細粉末隨氣流進入第一過濾布袋，進入第一過濾布袋的超細粉末最終下落至第二集粉罐內，進入第一過濾布袋的氣體通過與第一過濾布袋連接的第一風機排出系統(tǒng)；

（4）進入中轉罐的粗粉末通過電磁給料機進入旋振篩，旋振篩將直徑為0-53μm的粉末從旋振篩底端逐漸篩出，從旋振篩篩出的粉末通過螺旋進料機構進入氣流分級機，通過氣流分級機的分級，使得直徑為15-53μm的粉末下落至第三集粉罐，0-15μm的粉末通過氣流進入依次通過第三旋風分離器和第二過濾布袋進行粉末收集，并將第三旋風分離器和第二過濾布袋收集的粉末分別收集至第四集粉罐和第五集粉罐，所述第三集粉罐內的金屬粉末即為所需金屬粉末成品；

其中，所述步驟（4）中氣流分級機的分級過程為：在粉末通過螺旋進料機構進入氣流分級機后，開啟進氣管道，惰性氣體通過拉瓦爾噴嘴均勻的進入氣流分級機形成超音速氣流，通過惰性氣體形成的超音速氣流將氣流分級機內部的衛(wèi)星球上的細粉和相互吸附抱團的細粉打散，打散的粉末隨著上升氣流進入分級區(qū)，分級區(qū)將打散的粉末按直徑大小進行分級。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于增材制造金屬粉末的自動化生產方法，其特征在于：所述步驟（1）中在霧化室中冷卻形成的各粒徑段粉末根據(jù)直徑大小分為粗粉末、細粉末和超細粉末。

3.一種用于增材制造金屬粉末的自動化生產系統(tǒng)，其特征在于：采用權利要求1-2中任一項所述的自動化生產方法，所述自動化生產系統(tǒng)包括熔煉室、霧化室、第一旋風分離器、第二旋風分離器、第一集粉罐、第一過濾布袋、第二集粉罐、第一風機、中轉罐、 旋振篩、氣流分級機、第三集粉罐、第三旋風分離器、第四集粉罐、第二過濾布袋、第五集粉罐和第二風機，所述熔煉室的下端和霧化室連通，所述霧化室的下端和第一旋風分離器連通，所述第一旋風分離器的上端連通第二旋風分離器，所述第二旋風分離器連通第一過濾布袋，所述第一過濾布袋的上端和第一風機連接，所述第二旋風分離器和第一過濾布袋的下端分別連接第一集粉罐和第二集粉罐；所述第一旋風分離器的下端連通中轉罐，所述中轉罐下端連通旋振篩上端和第三旋風分離器上端，所述旋振篩下端連通氣流分級機，所述氣流分級機連通第三旋風分離器，所述第三旋風分離器上端連通第二過濾布袋，所述第二過濾布袋連接第二風機，所述氣流分級機、第三旋風分離器和第二過濾布袋下方分別連通第三集粉罐、第四集粉罐和第五集粉罐；

所述中轉罐下端和第三旋風分離器連通的管道為回流管道，所述回流管道上還依次設有流量計、壓力表和引風機；

所述氣流分級機上設有進氣管道、數(shù)個拉瓦爾噴嘴和分級區(qū)，所述進氣管道設于氣流分級機外圍，且和外部惰性氣體環(huán)境連通，數(shù)個所述拉瓦爾噴嘴均勻設于進氣管道上，且所述拉瓦爾噴嘴連通進氣管道和氣流分級機內部，所述分級區(qū)設于氣流分級機內部上方；

其中，所述旋振篩將直徑為0-53μm的粉末從所述旋振篩的底端逐漸篩出，從所述旋振篩篩出的粉末通過所述螺旋進料機構進入氣流分級機，通過所述氣流分級機的分級，使得直徑為15-53μm的粉末下落至所述第三集粉罐，0-15μm的粉末通過氣流進入依次通過所述第三旋風分離器和所述第二過濾布袋進行粉末收集，并將所述第三旋風分離器和所述第二過濾布袋收集的粉末分別收集至所述第四集粉罐和所述第五集粉罐，所述第三集粉罐內的金屬粉末即為所需金屬粉末成品。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于增材制造金屬粉末的自動化生產系統(tǒng)，其特征在于：所述第二旋風分離器和第一過濾布袋之間設有一排氣閥，所述第一集粉罐、第二集粉罐、第三集粉罐、第四集粉罐和第五集粉罐上端均設有氣動閥，所述中轉罐的上端和下端也均設有氣動閥。