一种组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置和方法与流程

文档序号:12674742阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是包括感应熔化炉(1)、中间包(2)、雾化用惰性气体管(3)、气雾化喷环(4)、离心雾化转盘(5)、高速电机(7)、电机保护壳(8)、雾化室外壳(9)、固定支撑(10)和熔化操作仓外壳(11);

所述的感应熔化炉(1)、中间包(2)、雾化用惰性气体管(3)、气雾化喷环(4)位于熔化操作仓外壳(11)内;所述离心雾化转盘(5)、高速电机(7)、电机保护壳(8)、固定支撑(10)由上而下依次位于雾化室外壳(9)内;熔化操作仓外壳(11)位于雾化室外壳(9)的上方;

所述的中间包(2)位于所述的气雾化喷环(4)的正上方,气雾化喷环(4)位于熔化操作仓外壳(11)内的底部,中间包(2)底部中心设有漏孔,漏孔的中心线与气雾化喷环(4)的漏眼的中心线相重合;

所述的气雾化喷环(4)为紧耦合气雾化结构,位于离心雾化转盘(5)的正上方,其内孔的中心线与离心雾化转盘(5)的中心线相重合;

所述的离心雾化转盘(5)下方直接与高速电机(7)的转轴相连,所述的高速电机(7)位于电机保护壳(8)内,高速电机(7)转轴上带有水冷却夹套(6);

所述中间包(2)底部中心的漏孔贯通气雾化喷环(4)、熔化操作仓外壳(11)底部和雾化室外壳(9)的上部位置;

所述雾化室外壳(9)的形状为上部圆筒体、下部为锥体;

所述熔化操作仓外壳(11)为水夹套型,熔化操作仓外壳(11)的侧部设有雾化用惰性气体进口管阀(12)和密封门(13),熔化操作仓外壳(11)的顶部设有抽真空管阀(14);

所述雾化室外壳(9)为水夹套型,雾化室外壳(9)的两侧上部设有排气管阀(15),侧下部设有入孔(16)、置换用惰性气体进口管阀(17),下部设有产品出口管阀(18);

所述雾化用惰性气体管(3)用于将气雾化喷环(4)与雾化用惰性气体进口管(12)连接;

所述感应熔化炉(1)设有辅料电动加入装置和倒液电动控制装置。

2.如权利要求1所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是,所述的雾化室外壳(9)的内径为5.0m~8.0m,直筒段高度为3.0m~6.0m。

3.如权利要求1所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是,所述气雾化喷环(4)的漏眼直径为5mm~8mm,从气雾化喷环(4)喷射出来的惰性气体所形成的环锥的顶角为40°~60°。

4.如权利要求1所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是,所述离心雾化转盘(5)为氧化铝陶瓷层和金属复合结构,上端面为氧化铝陶瓷层,是平面或者锥面,锥面的顶角为120°~140°;上端面的直径为100mm~200mm。

5.如权利要求1所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是,所述离心雾化转盘(5)上端面与气雾化喷环(4)喷出惰性气体所形成环锥的顶点之间的距离为30mm~100mm。

6.如权利要求1所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置,其特征是,所述高速电机(7)的转速为5000rpm~20000rpm。

7.一种使用权利要求1所述组合雾化式制备球形金属合金微粉的装置制备球形金属合金微粉的方法,其特征是,包括以下步骤:

a.选取低含氧量的金属合金原料,首先进行水洗并进行超声波清洗,去除原料表面的杂质,干燥后得到待熔化的金属合金原料;

b.将待熔化的金属材料放入感应熔化炉(1)中,将熔炼过程中待加入的辅料放入所述的辅料电动加入装置;

c.关闭密封门(13),关闭所有对外管阀;向熔化操作仓外壳(11)水夹套和雾化室外壳(9)水夹套中进水,并保持水的进出稳定;

d.打开抽真空管阀(14),进行抽真空操作,使装置的绝对压力达到1.0kPa以下,关闭真空管阀(14);

e.打开置换用惰性气体进口管阀(17)向装置内充入惰性气体至装置内的表压大于10.0kPa以上,关闭置换用惰性气体进口管阀(17);

f.重复c步骤和d步骤,直至装置内的氧气含量小于10ppm;

g.开启感应熔化炉(1)电源,开始对炉内金属进行加热至熔化,并继续加热达到一定的过热度;开启辅料电动加入装置将所需辅料加入炉内,对金属熔融液进行脱氧脱硫磷处理;

h.开启排气管阀(15),开启雾化用惰性气体进口管阀(12)将惰性气体引入气雾化喷环(4),使气雾化喷环(4)处于正常工作状态;启动高速电机(7)使离心雾化转盘(5)达到设定的转速,并向水冷却夹套(6)通入冷却水,保证转轴处于冷却状态;

i.开启倒液电动控制装置,将感应熔化炉(1)内的金属熔融液倒入中间包(2),金属熔融液通过中间包(2)底部的漏孔进入气雾化喷环(4)的漏眼,按顺序首先进行紧耦合气雾化制粉,熔融液被雾化气分割成小液滴后落在下方的离心雾化转盘(5)上,借高速旋转的离心雾化转盘(5)将熔融液滴甩出,并进一步进行破碎和球化;金属熔融微小液滴在飞行过程中依靠表面张力完成球形化,然后进行降温凝固被冷却;

j.待中间包(2)中熔融液漏完后,关闭雾化用惰性气体进口管阀(12),关闭高速电机(7)的电源,关闭排气管阀(15);

k.待落在雾化室外壳(9)内底部的金属微粉温度降至100℃以下时,打开产品出口管阀(18),对金属微粉进行粒度分级筛分,得到球形金属合金微粉产品。

8.如权利要求7所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的方法,其特征是,所述惰性气体为含氧量小于10ppm的纯氩气或纯氦气。

9.如权利要求7所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的方法,其特征是,所述感应熔化炉(1)中金属熔融液的温度达到比其熔点高出250°~350℃的过热度,以保证气雾化和离心雾化操作的稳定操作。

10.如权利要求7所述的组合雾化式制备球形金属合金微粉的方法,其特征是,所述雾化用惰性气体的压力为1.0MPa~4.0MPa。

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