[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高溫金屬粉末的裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110289400.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113059169A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李龍;王吉南;栗繼偉;汪球;趙偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B22F9/10
• 分類(lèi)號(hào): B22F9/10
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明提供一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高溫金屬粉末的裝置，包括：加熱容器，容納金屬并通過(guò)加熱使金屬熔化成金屬液流；霧化室，接收加熱容器生成的金屬液流并通過(guò)離心霧化法生成金屬粉末，包括與加熱容器連接的霧化腔，位于霧化腔內(nèi)的轉(zhuǎn)盤(pán)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置在霧化腔底部的錐形排放管；冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)霧化腔內(nèi)進(jìn)行降溫，包括設(shè)置在霧化腔側(cè)壁處循環(huán)流動(dòng)冷卻介質(zhì)的冷卻夾層，和對(duì)霧化室內(nèi)部噴射惰性氣體的冷卻噴嘴。本發(fā)明在整個(gè)離心霧化過(guò)程中，通過(guò)冷卻水對(duì)霧化腔進(jìn)行循環(huán)冷卻，利用各噴嘴噴出的高壓惰性氣體對(duì)內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行熱防護(hù)與惰性氣氛保護(hù)，能夠使各設(shè)備穩(wěn)定工作在500℃以上，實(shí)現(xiàn)了高融點(diǎn)金屬的離心霧化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬霧化領(lǐng)域，特別是涉及一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高于500℃的高溫溫金屬粉末的裝置。

背景技術(shù)

目前，應(yīng)用于高溫金屬粉末的霧化技術(shù)主要有氣體霧化法(AA法)、真空感應(yīng)氣霧化法(VIGA法)、無(wú)坩堝電極感應(yīng)熔化氣體霧化法(EIGA法)、等離子火炬法(PA法)、等離子旋轉(zhuǎn)霧化法(PREP法)以及轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法等。

以典型的VIGA和PREP法為例，EIGA工藝通過(guò)高頻感應(yīng)線圈將緩慢旋轉(zhuǎn)的電極材料熔化并通過(guò)控制熔化參數(shù)形成細(xì)小液流(液流不需要接觸水冷坩堝和導(dǎo)流管)，當(dāng)合金液流流經(jīng)霧化噴嘴時(shí)，液流被霧化噴嘴產(chǎn)生的高速脈沖氣流擊碎并凝固形成微細(xì)粉末顆粒。EIGA法粉末最大的優(yōu)勢(shì)是無(wú)耐火材料夾雜、能耗小，不足之處是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)制得的金屬粉末粒度較粗大，電極的偏析也會(huì)導(dǎo)致合金粉體材料的成分不均勻。PREP法制備的粉末具有表面清潔、球形度高、伴生顆粒少、無(wú)空心/衛(wèi)星粉、流動(dòng)性好、高純度、低氧含量、粒度分布窄等優(yōu)勢(shì)。但是，PREP工藝受限于電極棒大幅提速后導(dǎo)致的密封、振動(dòng)等相關(guān)技術(shù)瓶頸，采用該法仍難以低成本制備細(xì)粒徑粉體。

目前常用的是轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法，轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法通過(guò)將金屬液體流向高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)面中心，在離心力的作用下，細(xì)小的液滴從轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣甩出并且凝固成粉末顆粒。轉(zhuǎn)盤(pán)霧化具有成本低、粒徑集中度高等優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化設(shè)備受限制于轉(zhuǎn)盤(pán)以及其他附屬設(shè)備的耐溫性，無(wú)法進(jìn)行高溫金屬(500℃以上熔點(diǎn)的金屬)的離心霧化制粉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高于500℃的高溫溫金屬粉末的裝置。

具體地，本發(fā)明提供.一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高溫金屬粉末的裝置，包括：

加熱容器，容納金屬并通過(guò)加熱使金屬熔化成金屬液流；

霧化室，接收加熱容器生成的金屬液流并通過(guò)離心霧化法生成金屬粉末，包括與加熱容器底部連接的圓桶形霧化腔，位于霧化腔內(nèi)通過(guò)上表面承接金屬液流的轉(zhuǎn)盤(pán)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置在霧化腔底部用于匯集金屬粉末并排出的錐形排放管；

冷卻系統(tǒng)，用于對(duì)霧化腔內(nèi)進(jìn)行降溫，包括設(shè)置在霧化腔側(cè)壁處循環(huán)流動(dòng)冷卻介質(zhì)的冷卻夾層，和對(duì)霧化室內(nèi)部噴射惰性氣體的冷卻噴嘴。

本發(fā)明通過(guò)加熱爐將金屬熔化成金屬液，高速電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，使流動(dòng)到轉(zhuǎn)盤(pán)上表面的金屬液流被離心力作用高速甩開(kāi)形成液滴，液滴再遇冷凝固成金屬粉末，在整個(gè)離心霧化過(guò)程中，通過(guò)冷卻水對(duì)霧化腔進(jìn)行循環(huán)冷卻，利用各噴嘴噴出的高壓惰性氣體對(duì)內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行熱防護(hù)與惰性氣氛保護(hù)，能夠使各設(shè)備穩(wěn)定工作在500℃以上，實(shí)現(xiàn)了高融點(diǎn)金屬的離心霧化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施例和附圖對(duì)本方案的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)一種采用轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化法生產(chǎn)高溫金屬粉末的裝置，包括加熱容器，霧化室和冷卻系統(tǒng)。