一种高冷却梯度等离子电弧-气雾化复合制粉装置及方法

文档序号:24722154发布日期:2021-04-16 15:17阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,包括依次连接的真空熔炼系统、等离子电弧

气雾化复合系统、高冷却梯度系统和粉末收集室;所述真空熔炼系统包括真空熔炼室,置于真空熔炼室内的高频熔炼线圈、熔炼坩埚、第一真空系统、第一保护气氛气路和第一冷却系统;所述等离子电弧

气雾化复合系统包括雾化室,置于雾化室内的高压非氧化气路、气雾化喷嘴、电极枪、真空系统、第二保护气氛气路、ar 气路和第二冷却系统;所述气雾化喷嘴设有中心孔,所述中心孔装有导向装置;所述电极枪位于气雾化喷嘴的下方;所述高冷却梯度系统包括涡旋叶片,所述涡旋叶片内设有内冷却循环管道,所述涡旋叶片设于气雾化喷嘴下方。2.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述电极枪位于气雾化喷嘴下边缘3~5mm处;所述涡旋叶片处于气雾化喷嘴下边缘10~30 mm处。3.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述涡旋叶片材料为不锈钢或钛。4.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述内冷却循环管道内填充的冷却介质为水、液氮或液氦。5.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述高频熔炼线圈内、外安装有带中心孔的陶瓷防护罩,材质为氧化钇、氧化锆、氮化硼或氧化铝。6.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述高压非氧化气路的出气口与金属或合金液流呈0~90
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。7.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述气雾化喷嘴、中心孔、导向装置、高频熔炼线圈、电极枪和涡旋叶片的中心点在同一轴线上。8.根据权利要求1所述的一种高冷却梯度等离子电弧

气雾化复合制粉装置,其特征在于,所述电极枪至少两个且同圆心呈偶数对称排列,所述电击枪包括电极,所述电极距离圆心3~5mm,所述电极的材料为钨、石墨或铌。9.一种利用如权利要求1

8任一所述的装置进行气雾化制粉的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将待制粉金属或合金投入高频熔炼线圈内,密封好真空熔炼室,通过第一真空系统和第二真空系统对整个装置进行抽真空,将第一保护气体通过第一保护气氛气路通入到真空熔炼室内,将第二保护气体通过第二保护气氛气路通入到雾化室和粉末收集室内;高纯ar气通过ar气路反冲入雾化室;(2)用高频熔炼线圈对待制粉金属或合金进行熔化,待其熔化后熔体温度超过待制粉金属或合金的熔点100~300 o
c后,形成稳定连续的金属或合金液流;(3)步骤(2)得到的金属或合金液流在重力的作用下自由下落,同时,对电极枪施加电压进行起弧放电,当液流离开气雾化喷嘴时,同步被高能等离子电弧和喷嘴产生的惰性气流破碎成细小的金属液滴;(4)金属或合金液滴在下降过程中经过高冷却梯度系统进行快速冷却凝固,得气雾化粉末,落入设备下端的粉末收集室中。
10.根据权利要求9所述的气雾化制粉的方法,其特征在于,步骤(1)中,抽真空后的装置内的真空度至少达到1
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‑3pa;所述真空熔炼室、雾化室和粉末收集室的气体压力为0.15~0.4 mpa;所述雾化室内部高纯ar气的压力为0.02~0.03 mpa;步骤(2)中,所述高频熔炼线圈的功率为15~200 kw;步骤(3)中,电极枪施加电压为50~80 v,雾化气体压力为1~10 mpa;步骤(4)中,所述气雾化粉末的粒度为0.1~30μm,氧含量为100~650 ppm。
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