[發明專利]一種制備高純球形金屬粉體的設備及方法

在審

• 申請號: 202010579822.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111545766A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 柯良節
• 申請（專利權）人: 柯良節
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本發明公開了一種制備高純球形金屬粉體的設備及方法，其中，所述設備包括自動送粉裝置，與所述自動送粉裝置連接的反應生成室，與所述反應生成室連接的射頻等離子體發生器，所述自動送粉裝置用于將形狀不規則的原料粉體顆粒送入所述反應生成室，所述射頻等離子體發生器用于對送入所述反應生成室的原料粉體顆粒進行加熱熔化并形成高純球形金屬粉體。本發明采用射頻等離子發生器對原料粉體顆粒進行加熱熔化處理，利用射頻等離子體發生器具有能量密度高，加熱強度大，等離子體矩的體積大等優點，可制備球化率高、純度高、密度大且粒度分布相對較窄的球形金屬粉體；且本發明不會因電極蒸發而污染產品，有利于保證制得的球形金屬粉體的高純度。

技術領域

本發明涉及球形金屬粉體的制備領域，特別涉及一種制備高純球形金屬粉體的設備及方法。

背景技術

金屬3D打印技術的核心是材料和裝置，隨著金屬3D打印技術的發展，裝置逐漸成熟，但目前可用于金屬3D打印的材料種類少、性能不穩定，傳統冶金用金屬粉末材料還不能完全適用金屬3D打印工藝。另外，3D打印用金屬粉末要求球形度高、含氧量低、粒度分布窄，而國內在金屬粉末材料性能研究、制備技術數據積累等方面比較匿乏。目前，我國3D打印快速成型技術使用的材料大多需從國外進口，或設備廠家自己投入巨大精力和經費研制，價格昂貴，致使生產成本提高。因此解決好材料的性能和成本問題，將會更好地推動我國的快速成型技術的發展。

目前的球形金屬粉體加工過程中，一般采用坩堝加熱和電極感應加熱兩種加熱的方式對金屬進行熔化，熔化后的金屬在氣流的作用下吹散并冷卻，生產相應的粉體，然后在后續的打印中使用。

然而，現有的球形金屬粉體加工方式存在能耗較高、球化率低、粒度分布較寬以及球形金屬粉體易受電極蒸發污染導致球形金屬粉體的純度較低的問題。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種制備高純球形金屬粉體的設備及方法，旨在解決現有球形金屬粉體加工方式存在能耗較高、球化率低、粒度分布較寬以及球形金屬粉體易受電極蒸發污染導致球形金屬粉體的純度較低的問題。

本發明的技術方案如下：

一種制備高純球形金屬粉體的設備，其中，包括自動送粉裝置，與所述自動送粉裝置連接的反應生成室，與所述反應生成室連接的射頻等離子體發生器，所述自動送粉裝置用于將形狀不規則的原料粉體顆粒送入所述反應生成室，所述射頻等離子體發生器用于對送入所述反應生成室的原料粉體顆粒進行加熱熔化并形成高純球形金屬粉體。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括與所述射頻等離子體發生器電連接的控制系統，所述控制系統內設置有與所述射頻等離子體發生器電連接的射頻電源。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括與所述射頻等離子體發生器以及自動送粉裝置分別連通的氣柜，所述氣柜用于存儲等離子體反應氣體、保護氣體及載流氣體。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括與所述反應生成室連通的真空手套箱收粉系統。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括與所述真空手套箱收粉系統連通的旋風除塵裝置。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括設置在所述旋風除塵裝置底部的除塵收粉罐。

所述制備高純球形金屬粉體的設備，其中，還包括與所述反應生成室以及射頻等離子體發生器連通的水環式真空泵組。

一種基于所述設備制備高純球形金屬粉體的方法，其中，包括步驟：

自動送粉裝置將原料粉體顆粒送入反應生成室；

啟動射頻等離子體發生器對送入所述反應生成室的原料粉體顆粒進行加熱熔化，得到球形金屬液滴，所述球形金屬液滴凝固后形成所述高純球形金屬粉體。