一种金属粉末制备装置及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108115145A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201711465760.X(22)申请日2017.12.28(71)申请人北京康普锡威科技有限公司地址101407北京市怀柔区雁栖经济开发区乐园大街6号(72)发明人张少明贺会军朱学新刘建林刚赵新明刘英杰张金辉边隽杰袁国良王志刚安宁祝志华(74)专利代理机构北京辰权知识产权代理有限公司11619代理人佟林松(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种金属粉末制备装置及制备方法(57)摘要本发明涉及本发明涉及一种金属粉末制备装置及方法，该装置包括控制系统、熔炼系统、真空系统、雾化室、压力控制系统、除尘系统等部分组成，其中雾化室中的雾化器包括气体雾化喷嘴、流咀和熔体分散器；所述的气体雾化喷嘴和流咀在熔体分散器上方，气体雾化喷嘴中心线和熔体分散器的中心线以及流咀中心线重合，所述流咀安装在熔炼室的底部，且伸入雾化室中。所述方法包括：装炉，金属加热并熔炼，熔体在重力和气体压力的作用下射入雾化室内的熔体分散器上，分散成液滴，对液滴雾化为细小的液滴，液滴冷却凝固形成金属粉末。本发明公开的制备金属粉末的方法具有粉末粒度可控性好、粉末粒度分布较窄、不易堵炉、节能环保等优点。CN108115145ACN108115145A权利要求书1/2页1.一种金属粉末制备装置，其特征在于，包括控制系统、真空系统、熔炼系统、雾化室、压力控制系统和除尘系统；所述控制系统控制整个系统的操作与运行；真空系统分别与所述熔炼系统的熔炼室和雾化室相连，并有阀门控制连通；熔炼室在雾化室上方并与之相连；雾化室内部包括雾化器并且所述雾化器在熔炼室底部；所述压力控制系统与熔炼室相连；所述雾化室与所述除尘系统相连；所述除尘系统包括旋风除尘器、过滤器与风机，所述除尘器设有阀门控制与大气之间的连通；所述的雾化器包括气体雾化喷嘴、流咀和熔体分散器；所述的气体雾化喷嘴和流咀在熔体分散器上方，气体雾化喷嘴中心线和熔体分散器的中心线以及流咀中心线重合，所述流咀安装在熔炼室的底部，且伸入雾化室中。2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述的熔炼系统包括熔炼包、中间包、熔炼室及加热熔炼电源；所述的熔炼室与雾化室之间只有熔体通道相连，其他部分处于密封隔离状态；所述的压力控制系统包括压力传感器、给气控制阀、排气控制阀和压力控制器。3.如权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述的气体雾化喷嘴是环孔式喷嘴，其喷孔数量为2～50个，优选为12～30个，且各喷孔中心线与所述气体雾化喷嘴中心线夹角α为0～65°，优选的是10～45°。4.如权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述的气体雾化喷嘴是环缝式喷嘴，其喷射中心线与气体雾化喷嘴中心线夹角α为0～65°，优选的是10～45°；所述的流咀的内孔出口处直径d为1～20mm，优选为5～8mm。5.如权利要求1-4任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述的熔体分散器包括外套、加热器、测温传感器和控温器；所述的熔体分散器的顶端距流咀底面距离h为5～80mm，优选为30～50mm；所述的熔体分散器与熔体接触的部分由氮化硼、氮化铝、氮化钛、氮化硅、氧化锆、氧化铝、金刚石、石墨、钛与钛合金、模具钢、不锈钢、高熔点金属与合金中的一种或几种构成。6.如权利要求1-4任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述的熔体分散器的顶面为锥形，锥面母线与锥面中心线之间的夹角β为20°～85°，优选的是30°～60°。7.如权利要求1-4任意一项所述的制备装置，其特征在于，所述的熔体分散器的顶面为内凹的曲面锥形，锥面底沿母线方向的切线与锥面中心线之间的夹角β为20°～90°，优选的是30°～80°。8.一种如权利要求1-7任意一项所述的装置来制备金属粉末的方法，包括以下步骤：S1：装炉，包括将金属按设计配比装入熔炼包中；S2：加热与熔炼，包括开启熔炼包熔炼电源，对金属进行加热熔炼，同时开启中间包电源加热中间包；S3：浇注雾化，当熔炼完成且中间包温度达到设定值时将熔体浇注到中间包中，启动压力控制系统，将熔炼室中的压力控制在设定值，熔体在重力和气体压力的作用下射入雾化室的熔体分散器上，然后在分散器锥面上流动铺展形成薄膜，薄膜在表面张力的作用下分散成液滴，与此同时开启气体雾化喷嘴，气体雾化喷嘴射出的气流冲击金属液滴，将其分散成更小的液滴，液滴冷却凝固形成金属粉末；S4：粉末收集与除尘，雾化形成的粉末随着气体进入旋风除尘器，经旋风除尘器沉降后落入收粉罐中，超细部分经过过滤器过滤，洁净气体则排到室外；或者，当熔炼易被氧化的金属时，在S1步骤后还包括S1′：气氛准备，包括启动真空系统