[發明專利]一種轉澆復合坩堝

在審

• 申請號: 202110249804.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112985058A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 楊宗倫;周冬運;陳小龍;李永超
• 申請（專利權）人: 重慶國際復合材料股份有限公司
• 主分類號: F27B14/06
• 分類號: F27B14/06;F27B14/08;F27B14/10;F27B14/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 孫曉紅

本發明公開了一種轉澆復合坩堝，用于霧化法制備鉑基合金粉末，包括內層坩堝、外層坩堝、導流管、陶瓷管、石墨組件和用以加熱所述石墨組件的感應加熱線圈組件；所述導流管連通所述內層坩堝的底部且二者一體成型，所述外層坩堝設于所述內層坩堝的外周且開設可供所述導流管穿設的通孔，所述陶瓷管設于所述導流管的外周且與所述外層坩堝連接，所述石墨組件均布于所述外層坩堝與所述內層坩堝之間以及所述導流管與所述陶瓷管之間。上述轉澆復合坩堝能夠在鉑族金屬及合金熔體轉澆過程中進行及時且精確的溫度補償，使得導流管和內層坩堝溫度一致，從而提高合金粉末制備的成粉質量。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，特別涉及一種霧化法制備鉑基合金粉末用轉澆復合坩堝。

背景技術

由于鉑族金屬及其合金粉體材料具有優異性能，在工業中得以廣泛應用，主要用于粉末冶金制品如彌散強化材料、3D打印、催化劑、電子漿料和其他深加工產品的原料。霧化制粉技術將傳統熔煉技術與粉末冶金技術相結合，熔煉后直接用高壓的水、氣體或水-氣體混合介質擊碎液體金屬或合金而制得粉末，為制備普通材料、特殊微觀結構和性能的材料提供了重要方法。

影響鉑族金屬及合金粉末性能的因素包括：選擇的霧化方法和霧化結構裝置、霧化介質、金屬液流、噴射參數、聚粉裝置等。其中金屬液流的表面張力和粘度、過熱度和流股直徑都會對其性能產生影響。金屬熔體的粘度和表面張力，隨溫度的降低而增加，影響粉末的形狀和粒度；金屬液過熱溫度越高，細粉末產出率越高，越容易得球形粉末；金屬液流股直徑越小，單位時間內進入霧化區域的熔體量越小，增加細粉末的產出率。由于鉑族金屬及其合金材料熔點高(鉑的熔點1770℃，銥的熔點達2454℃)、熔體粘度高等特點，在霧化制粉過程中為獲得優質的粉體材料，對金屬液流的有效控制顯得尤為重要。

對鉑族金屬及合金液流的有效控制點在：熔體轉澆中間包坩堝及流經導流管末端時熔體溫度；熔體的過熱度及流量。其中，霧化時熔體流量受熔體粘度η、導流管內徑d、導流管高度h、以及導流上方液面高度H共同控制。由于鉑族金屬及合金熔體的特殊性，在轉澆過程中若溫度補償不及時或補償溫度不夠，熔體降溫非常迅速，極易造成導流管的堵塞，導致霧化作業中斷；其次是中間包和導流管內熔體溫度控制不一致，導致每次制備粉末的粒徑、粒度分布范圍波動變化較大，難易獲得穩定的粉末質量。

如何解決熔體轉澆過程中熔體溫度不一致的問題成為本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉澆復合坩堝，該坩堝能夠在熔體轉澆過程中提供及時且精確的溫度補償，提高合金粉末制備的成粉質量。

為實現上述目的，本發明提供一種轉澆復合坩堝，用于霧化法制備鉑基合金粉末，其特征在于，包括內層坩堝、外層坩堝、導流管、陶瓷管、石墨組件和用以加熱所述石墨組件的感應加熱線圈組件；所述導流管連通所述內層坩堝的底部且二者一體成型，所述外層坩堝設于所述內層坩堝的外周且開設可供所述導流管穿設的通孔，所述陶瓷管設于所述導流管的外周且與所述外層坩堝連接，所述石墨組件均布于所述外層坩堝與所述內層坩堝之間以及所述導流管與所述陶瓷管之間。

可選地，所述石墨組件包括設置在所述內層坩堝與所述外層坩堝之間的石墨管以及設置在所述陶瓷管和所述導流管之間的帶法蘭石墨管，所述帶法蘭石墨管的法蘭直徑大于所述通孔的直徑；

所述感應加熱線圈組件包括設于所述外層坩堝外周并沿軸向分層布置的第一感應加熱線圈和設于所述陶瓷管的外周并沿軸向分層布置的第二感應加熱線圈。

可選地，所述陶瓷管為帶法蘭陶瓷管，所述帶法蘭陶瓷管的直徑與所述通孔的直徑配合，所述帶法蘭陶瓷管的法蘭直徑大于所述通孔的直徑。

可選地，所述石墨管和所述內層坩堝之間、所述帶法蘭石墨管和所述導流管之間均設有內層澆筑填充料。

可選地，所述石墨管和所述外層坩堝之間、所述帶法蘭石墨管和所述帶法蘭陶瓷管之間均設有外層澆筑填充料。