一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置.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CN114367668A(43)申请公布日2022.04.19(21)申请号202210040605.8(22)申请日2022.01.14(71)申请人中航迈特粉冶科技（固安）有限公司地址065500河北省廊坊市固安县工业园区南区(72)发明人高正江张建张飞(74)专利代理机构北京中创博腾知识产权代理事务所(普通合伙)11636代理人高伟(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)B22F1/065(2022.01)B22F1/14(2022.01)B33Y40/00(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置(57)摘要本发明提供一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置，涉及金属粉末冷却的技术领域；包括圆环状气腔，圆环状气腔套设于雾化粉末的发散区外，还包括气嘴，所述气嘴设置于圆环状气腔的下端并与所述圆环状气腔连通，所述气嘴与圆环状气腔下端形成一定角度朝内设置且沿着所述圆环状气腔下端分布，所述角度取决于所述雾化粉末的温度区间分布；通过上述技术方案可以解决金属粉末冷却球化过于缓慢以及金属粉末畸形，卫星粉较多的问题。CN114367668ACN114367668A权利要求书1/1页1.一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴，其特征在于，包括：圆环状气腔，所述圆环状气腔套设于雾化粉末的发散区外，且圆环状气腔的内直径为所述圆环状气腔所处位置处发散区直径的1.2‑1.5倍；气嘴，所述气嘴设置于圆环状气腔的下端并与所述圆环状气腔连通，所述气嘴与所述圆环状气腔下端形成一定角度朝内设置，所述角度取决于所述雾化粉末的温度区间分布。2.根据权利要求1所述的金属粉末处理喷嘴，所述气嘴的远端形成的圆形直径不小于所述圆环状气腔的内直径。3.根据权利要求1‑2任一所述的金属粉末处理喷嘴，所述角度为40‑60°。4.根据权利要求1‑2任一所述的金属粉末处理喷嘴，所述温度区间为熔体熔点的75‑95％。5.根据权利要求1‑2任一所述的金属粉末处理喷嘴，所述圆环状气腔中的冷却气体压力为1‑2Mpa。6.根据权利要求1‑2任一所述的金属粉末处理喷嘴，所述气嘴为环孔结构或者环缝结构。7.根据权利要求6所述的金属粉末处理喷嘴，当所述气嘴为环孔结构时，所述气嘴的孔径为2‑3mm，数量为8‑10个。8.根据权利要求6所述的金属粉末处理喷嘴，当所述气嘴为环缝结构时，环缝缝隙的宽度为0.4‑0.7mm。9.一种3D打印球形金属粉末的制备方法，其特征在于采用权利要求1至8中任一项所述3D打印球形金属粉末处理喷嘴实现，其包括如下步骤：金属熔体流经气雾化喷嘴时，被高速气流破碎成金属液滴后继续向下跌落；当金属液滴凝固且进入到一定温度区间后，进入所述金属粉末处理喷嘴的作用范围，被高速气流二次冲击，粘连的金属粉末被分离并快速冷却凝固，便获得球形金属粉末。10.一种金属粉末的制造装置，其特征在于，采用权利要求1‑8任一所述的金属粉末处理喷嘴或权利要求9的3D打印球形金属粉末的制备方法。2CN114367668A说明书1/4页一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置技术领域[0001]本发明涉及金属粉末冷却技术领域，尤其是涉及一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置。背景技术[0002]微细球形金属粉末是增材制造(3D打印)、金属注射成形、热等静压和涂敷等技术的重要原材料。气雾化法是微细球形金属粉末的主要制备方法之一，其原理是通过高速运动的气体(雾化介质)冲击将熔融金属破碎成小熔滴，熔滴在雾化室内飞行过程中由于表面张力的作用发生球化，并快速凝结成不同粒径的球形或近球形金属粉末颗粒，最后被分级系统收集在粉罐。[0003]现有技术的真空气雾化制粉设备将合金料熔融为金属液，倒入中间包，高压惰性气体通过雾化器将金属液破碎成微小液滴，在自身应力下形成金属粉末，金属粉末通过风机气流引导进入收粉罐，在收粉罐中冷却2小时，然后倒入周转罐中，此时粉末表面温度约为100℃‑130℃，还需再放置2小时粉末温度才会降低约30°，之后再进行分级筛分，该种方法粉末冷却时间过长，严重影响生产效率。[0004]其次，熔体在一次雾化和二次雾化技术后，金属仍为熔融状态，即使细小金属液滴相互碰撞、熔合，但在表面张力的作用下，呈现球形状态；而当金属液滴处于半凝固状态时，即表面凝固状态，但其芯部还处于熔融状态时，此时金属液滴相互碰撞，由于表面张力无法作用于半凝固状态的金属液滴的外表，或表面张力太小，使得凝固后的金属粉末畸形，卫星粉较多，在3D打印过程中容易出现搭桥等问题。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种3D打印球形金属粉末处理喷嘴、方法和制造装置。通