[發明專利]一種微細合金粉末的制備方法

有效

• 申請號: 202011060659.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112170857B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 霍利山;門賀;郭海;黃嘉翔;馬麗
• 申請（專利權）人: 寧波中科畢普拉斯新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種微細合金粉末的制備方法，其特征在于，采用密閉的中間包盛裝合金液，將合金液經由中間包下的噴嘴向下噴射到密閉的制粉罐體中，合金液經制粉罐體內設置于噴嘴下方的氣體霧化裝置所噴出的高壓氣體霧化成液滴，然后氣霧化后的合金液滴噴射到噴嘴下方快速旋轉的冷卻輥表面上，經過旋轉冷卻輥的撞擊后再次破碎成更細小的顆粒，并經冷卻輥進一步冷卻后形成微細的合金粉末；所述中間包內設有塞桿，用于開啟或封閉中間包下方的水口；

所述罐體上方設有至少一個冷卻介質進口，并通過管道引到粉末顆粒經冷卻輥旋轉甩出方向的上方，用于進一步冷卻合金粉末；

所述氣體霧化裝置噴出的氣體和所述冷卻介質為惰性氣體，且所述氣體霧化裝置噴出的惰性氣體和所述冷卻介質進口噴出的惰性氣體的溫度低于0℃；

所述氣體霧化裝置噴出的氣體壓力在2MPa以上；

制得的合金粉末為完全非晶態，粒徑大小為2-11μm；

在制備過程中，向中間包內通入惰性氣體，利用惰性氣體的氣壓補償制粉時合金液液面下降所造成的液壓下降，使合金液從中間包噴出時的壓力恒定；所述補償氣壓符合如下公式：p(t)＝p₀+Mgt/(A-πr²)，其中，

p(t)為t時刻中間包內的補償氣壓值，單位：kPa；

p₀為制粉初始時的補償氣壓值，單位：kPa；

t為時間，單位：s；

M為單位時間內制粉質量，即單位時間內噴出合金液的質量，單位：g/s；

g為重力加速度：9.8m/s²；

A為中間包內腔橫截面積，單位：mm²；

r為中間包中塞桿半徑，單位：mm；

所述罐體下設有用于收集合金粉末的收集裝置，所述收集裝置上設置至少一個排氣口，所述排氣口與排氣裝置相連接，在制備過程中，排氣口排出的氣體量與罐體內氣體進入量相同。

2.根據權利要求1所述的微細合金粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、預設制粉參數：在中央控制臺中設定單位時間內制粉質量值M、制粉初始補償氣壓值p₀、中間包內腔橫截面積A、中間包中的塞桿半徑r、制粉過程中合金液保溫溫度、冷卻輥轉速、氣體霧化裝置所噴出的氣體壓力、制粉罐內的氣壓值等參數；

S2、澆注合金液：將中間包內腔預熱到合金液保溫溫度，將熔煉好的合金液澆入中間包內，并密封中間包；

S3、制粉準備：打開排氣裝置，將罐體內的氣壓抽至預設氣壓值，啟動冷卻輥和氣體霧化裝置；

S4、氣霧化制粉：待冷卻輥轉速和罐體內氣壓值穩定后，向中間包內充入惰性氣體，將中間包內初始補償氣壓提升到設定值，提起塞桿，開始制粉；

S5、收集粉末：制粉結束后，關閉制粉裝置，向罐體內充氣至大氣壓，取下粉末收集裝置收集制得的合金粉末。

3.根據權利要求1所述的微細合金粉末的制備方法，其特征在于，所述冷卻輥的旋轉表面線速度為10m/s以上。

4.根據權利要求1或3所述的微細合金粉末的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為純氮氣或純氬氣。

5.根據權利要求1所述的微細合金粉末的制備方法，其特征在于，所述罐體內的氣壓值在制粉全程中小于1個標準大氣壓，并保持恒定。