CN111922352A - 一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合金粉制备技术领域，提供一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法，旨在解决现有的球形铜合金粉多采用气雾法制备，但是市场上的气雾法制备装置在制备时，一方面效率较低，另一方面制得粉末中会带入非金属夹杂物，球形铜合金粉质量较低的问题，一种球形铜合金粉的高效制备装置，包括加工机箱和加工机箱下端安装的多个支撑脚，所述加工机箱的内腔中分隔为制备腔和储粉腔，且制备腔的内腔中自上而下依次设有分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ，分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ之间设有合金液滴液机构和用于雾化合金液的高速介质出口盘。本发明尤其适用于球形铜合金粉的高效制备，具有较高的社会使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及合金粉制备技术领域，具体涉及一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法。
背景技术
铜合金粉是由雾化制粉法制成球形或不规则形状的颗粒。其中球形铜合金粉指的是球形的铜合金粉颗粒，具有良好的强度、导热性、耐磨性和色泽，广泛用于制造机械零件、多孔过滤器、含油轴承、装饰品和热喷涂(焊)硬面材料。
铜合金粉在制备时，主要有电解法和雾化法两种。虽然电解法生产的铜粉纯度较高，但是生产能耗高从而成本高，环境污染严重；而雾化法有成本低、污染小的优点，可生产出低松比的铜粉。
雾化法有水雾法和气雾法两种，水雾法粉末颗粒多为不规则形状，氧含量高(高于600×10)，须经退火处理，无法直接制备出球形铜合金粉，现有的球形铜合金粉多采用气雾法制备，但是市场上的气雾法制备装置在制备时，一方面效率较低，另一方面制得粉末中会带入非金属夹杂物，球形铜合金粉的质量较低。
为此，我们提出了一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决现有的球形铜合金粉多采用气雾法制备，但是市场上的气雾法制备装置在制备时，一方面效率较低，另一方面制得粉末中会带入非金属夹杂物，球形铜合金粉质量较低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种球形铜合金粉的高效制备装置，包括加工机箱和加工机箱下端安装的多个支撑脚，所述加工机箱的内腔中分隔为制备腔和储粉腔，且制备腔的内腔中自上而下依次设有分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ，分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ之间设有合金液滴液机构和用于雾化合金液的高速介质出口盘，喷风出口盘贯通连接有介质管，介质管的另一端延伸至加工机箱的外腔并贯通连接有介质罐，介质管上安装有高速泵和电磁控制阀，分隔板Ⅰ背离喷风出口盘的一侧通过倾斜安装的高强度滤网与分隔板Ⅱ相连接，制备腔的顶壁上贯通开设有排气口，分隔板Ⅱ的下方自上而下依次设有筛分机构和传输机构；
所述合金液滴液机构包括固定安装在加工机箱顶壁上的保温外箱，且保温外箱的内腔设有合金液体箱，合金液体箱的下端贯通连接有进液管，进液管的另一端延伸至制备腔并贯通连接有传输筒，传输筒的侧壁上贯通安装有出液管，且出液管的另一端贯穿分隔板Ⅰ的侧壁并安装有喷滴管网，喷滴管网的下端开设有多个喷滴口，进液管和出液管上分别安装有单向进液阀和单向出液阀，传输筒背向进液管和出液管的一侧内腔中滑动安装有活塞，且活塞上铰接有驱动杆，且驱动杆的另一端延伸至传输筒的外腔并转动安装在驱动盘的边缘位置，驱动盘的后轴端延伸至加工机箱的外腔并安装在驱动电机的输出端上，驱动电机固定安装在加工机箱的后壁上；
所述筛分机构包括水平设置在喷滴管网下方的筛盘，筛盘的内腔中水平安装有筛网，且筛盘相向的两侧通过多个弹性伸缩杆安装在制备腔的内壁上，筛盘的下端边缘安装有直齿条，且直齿条上啮合有两个缺齿轮，缺齿轮的后轴端延伸至加工机箱的外腔并安装有传动带轮，两个传动带轮通过传动皮带相连接，其中一个传动带轮同轴安装有链轮Ⅲ，且链轮Ⅲ通过链条Ⅱ连接有链轮Ⅳ，且链轮Ⅳ固定套接在驱动电机的输出端上。
优选的，所述保温外箱的内腔中设有电热件，且电热件为沿着保温外箱内壁多层环绕的电热管。
优选的，所述传输机构包括水平设置在筛盘下方的传输皮带，且传输皮带的内部转动安装有多个传输辊，传输辊转动安装在制备腔的内壁上，传输皮带的输出侧设有螺旋传输机的入料端，且螺旋传输机的出料端延伸至储粉腔的内腔上部，其中一个传输辊的后端延伸至加工机箱的外腔并安装有链轮Ⅰ，链轮Ⅰ通过链条Ⅰ连接有链轮Ⅱ，且链轮Ⅱ与其中一个传动带轮同轴安装。
优选的，所述分隔板Ⅱ对应筛盘位置的侧壁上开设有用于球形铜合金粉下落的矩形通孔，且矩形通孔与高强度滤网的下端相抵触。
优选的，所述加工机箱对应储粉腔位置的前壁上安装有排粉箱门。
优选的，所述加工机箱的前壁上设有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。
本发明还提供一种基于球形铜合金粉高效制备装置的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉或感应炉将金属原料熔炼为成分合格的铜合金液体，然后将其注入合金液体箱内；
S2、铜合金液体由喷滴管网底部的喷滴口流出，通过喷滴口时与低温的高速介质相遇被雾化为细小液滴；
S3、细小液滴快速凝固成球形铜合金粉末并通过高强度滤网拦截，掉落至筛网上进行筛分；
S4、筛分合格的球形铜合金粉末掉落至传输皮带上，并通过螺旋传输机输送至储粉腔内，完成球形铜合金粉末制备后的存储；
S5、取用时，开启排粉箱门进行装箱使用。
优选的，所述步骤S1中，注入的铜合金液体过热100～150℃。
(三)有益效果
本发明实施例提供了一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法，具备以下有益效果：
1、通过合金液滴液机构和介质管、喷风出口盘、介质罐、高速泵、电磁控制阀的组合结构，合金液滴液机构用于合金液滴落，配合高速泵和电磁控制阀的启动，与高速介质相遇被雾化为细小液滴，随后快速冷却成为球形铜合金粉，球形铜合金粉为高强度滤网所拦截收集，完成制备，有效的保证了球形铜合金粉的高效制备。
2、通过合金液滴液机构和传输机构的组合结构，合金液滴液机构滴出的合金液滴快速雾化冷却成为球形铜合金粉，通过链轮Ⅰ、链条Ⅰ和链轮Ⅱ的传动机制，实现了筛分后球形铜合金粉通过传输皮带承接并传输入螺旋传输机，进而由螺旋传输机提升至储粉腔，实现无尘储存。
3、通过合金液滴液机构和筛分机构的组合结构，合金液滴液机构滴出的合金液滴快速雾化冷却成为球形铜合金粉，掉落至筛盘内，筛盘水平向来回运动，对成型的球形铜合金粉进行分选，保证球形铜合金粉的质量。
4、通过保温外箱、合金液体箱和电热件的设置，有效的保证合金液体箱内部的铜合金液滴维持液态，从而滴落合金液滴，与低温的高速介质相遇被雾化为细小液滴，进而快速凝固成球形铜合金粉末，提高制备效率。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种球形铜合金粉的高效制备装置及制备方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明外观示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明后视结构图；
图4为本发明中传输机构的结构示意图；
图5为本发明中合金液滴液机构的部分结构示意图。
图中：加工机箱1、制备腔101、储粉腔102、支撑脚2、介质管3、喷风出口盘31、介质罐4、高速泵5、电磁控制阀6、合金液滴液机构7、保温外箱71、合金液体箱72、电热件73、传输筒74、喷滴管网75、单向进液阀76、单向出液阀77、活塞78、驱动杆79、驱动盘710、驱动电机711、分隔板Ⅰ8、高强度滤网9、排风口10、传输机构11、传输辊110、传输皮带111、螺旋传输机112、链轮Ⅰ113、链轮Ⅱ114、分隔板Ⅱ12、筛分机构13、筛盘131、筛网132、弹性伸缩杆133、直齿条134、缺齿轮135、传动带轮136、传动皮带137、链轮Ⅲ138、控制面板14、排粉箱门15。
具体实施方式
下面结合附图1-5和实施例对本发明进一步说明：
实施例1
一种球形铜合金粉的高效制备装置，包括加工机箱1和加工机箱1下端安装的多个支撑脚2，所述加工机箱1的内腔中分隔为制备腔101和储粉腔102，且制备腔101的内腔中自上而下依次设有分隔板Ⅰ8和分隔板Ⅱ12，分隔板Ⅰ8和分隔板Ⅱ12之间设有合金液滴液机构7和用于雾化合金液的高速介质出口盘31，喷风出口盘31贯通连接有介质管3，介质管3的另一端延伸至加工机箱1的外腔并贯通连接有介质罐4，介质管3上安装有高速泵5和电磁控制阀6，分隔板Ⅰ8背离喷风出口盘31的一侧通过倾斜安装的高强度滤网9与分隔板Ⅱ12相连接，制备腔101的顶壁上贯通开设有排气口10，合金液滴液机构7用于合金液滴落，配合高速泵5和电磁控制阀6的启动，与高速介质相遇被雾化为细小液滴，随后快速冷却成为球形铜合金粉，球形铜合金粉为高强度滤网9所拦截收集，完成制备，分隔板Ⅱ12的下方自上而下依次设有筛分机构13和传输机构11，用于分选成型的球形铜合金粉并传输至储粉腔102进行存储；
本实施例中，介质为氦、氲、氮等惰性气体，保证气雾化的球形铜合金粉末颗粒呈圆形，氧含量最低(低于l00×10)，可直接用热成形技术(如热等静压)制成致密化产品。
本实施例中，如图2、3和5所示，所述合金液滴液机构7包括固定安装在加工机箱1顶壁上的保温外箱71，且保温外箱71的内腔设有合金液体箱72，合金液体箱72的下端贯通连接有进液管，进液管的另一端延伸至制备腔101并贯通连接有传输筒74，传输筒74的侧壁上贯通安装有出液管，且出液管的另一端贯穿分隔板Ⅰ8的侧壁并安装有喷滴管网75，喷滴管网75的下端开设有多个喷滴口，进液管和出液管上分别安装有单向进液阀76和单向出液阀77，传输筒74背向进液管和出液管的一侧内腔中滑动安装有活塞78，且活塞78上铰接有驱动杆79，且驱动杆79的另一端延伸至传输筒74的外腔并转动安装在驱动盘710的边缘位置，驱动盘710的后轴端延伸至加工机箱1的外腔并安装在驱动电机711的输出端上，驱动电机711固定安装在加工机箱1的后壁上；
本实施例中，将铜合金液体注入合金液体箱72内，驱动电机711启动，带动驱动盘710转动，通过驱动杆79带动活塞78在传输筒74内来回滑动，在拉动时，铜合金液体通过进液管上开启的单向进液阀76，进入传输筒74内；在推动时，传输筒74内的铜合金液体通过出液管开启的单向出液阀77进入喷滴管网75，并由喷滴管网75下端开设的多个喷滴口滴出，高速泵5和电磁控制阀6的启动，介质罐4内的介质输出，经过高速泵5加速输出，喷滴口滴出的铜合金液滴与低温的高速介质相遇被雾化为细小液滴，随后快速冷却成为球形铜合金粉。
本实施例中，如图2和3所示，所述筛分机构13包括水平设置在喷滴管网75下方的筛盘131，筛盘131的内腔中水平安装有筛网132，且筛盘131相向的两侧通过多个弹性伸缩杆133安装在制备腔101的内壁上，筛盘131的下端边缘安装有直齿条134，且直齿条134上啮合有两个缺齿轮135，缺齿轮135的后轴端延伸至加工机箱1的外腔并安装有传动带轮136，两个传动带轮136通过传动皮带137相连接，其中一个传动带轮136同轴安装有链轮Ⅲ138，且链轮Ⅲ138通过链条Ⅱ连接有链轮Ⅳ，且链轮Ⅳ固定套接在驱动电机711的输出端上，在驱动电机711启动时，结合链轮Ⅳ、链条Ⅱ和链轮Ⅲ138的传动机制，以及两个传动带轮136和传动皮带137的传动机制，有效的带动两个缺齿轮135同步转动，配合啮合的直齿条134和弹性伸缩杆133，水平向推动筛盘131来回运动，对成型的球形铜合金粉进行分选，保证球形铜合金粉的质量。
本实施例中，如图2所示，所述保温外箱71的内腔中设有电热件73，且电热件73为沿着保温外箱71内壁多层环绕的电热管，有效的保证合金液体箱72内部的铜合金液滴维持液态。
本实施例中，如图2-4所示，所述传输机构11包括水平设置在筛盘131下方的传输皮带111，且传输皮带111的内部转动安装有多个传输辊110，传输辊110转动安装在制备腔101的内壁上，传输皮带111的输出侧设有螺旋传输机112的入料端，且螺旋传输机112的出料端延伸至储粉腔102的内腔上部，其中一个传输辊110的后端延伸至加工机箱1的外腔并安装有链轮Ⅰ113，链轮Ⅰ113通过链条Ⅰ连接有链轮Ⅱ114，且链轮Ⅱ114与其中一个传动带轮136同轴安装，通过链轮Ⅰ113、链条Ⅰ和链轮Ⅱ114的传动机制，有效的带动传输辊110转动，配合传输皮带111和多个传输辊110的转动安装，实现了筛分后球形铜合金粉传输入螺旋传输机112，进而由螺旋传输机112提升至储粉腔102，实现无尘储存。
本实施例中，如图2所示，所述分隔板Ⅱ12对应筛盘131位置的侧壁上开设有用于球形铜合金粉下落的矩形通孔，且矩形通孔与高强度滤网9的下端相抵触，保证球形铜合金粉末通过高强度滤网9拦截，掉落至筛网132上进行筛分。
本实施例中，如图1所示，所述加工机箱1对应储粉腔102位置的前壁上安装有排粉箱门15，用于储存的球形铜合金粉末开启取用。
本实施例中，如图1所示，所述加工机箱1的前壁上设有控制面板14，且控制面板14上设有显示屏和控制按钮，控制面板14内置有PLC控制器，本实施例中，PLC控制器的型号为西门子S7-300，控制面板14通过电气控制线连接有高速泵5、电磁控制阀6、电热件73、驱动电机711和螺旋传输机112，实现装置的运行，保证球形铜合金粉的高效制备。
实施例2
参照实施例1，本发明还提供一种基于球形铜合金粉高效制备装置的制备方法，包括以下步骤：
S1、用电炉或感应炉将金属原料熔炼为成分合格的铜合金液体，然后将其注入合金液体箱72内；
S2、铜合金液体由喷滴管网75底部的喷滴口流出，通过喷滴口时与低温的高速介质相遇被雾化为细小液滴；
S3、细小液滴快速凝固成球形铜合金粉末并通过高强度滤网9拦截，掉落至筛网132上进行筛分；
S4、筛分合格的球形铜合金粉末掉落至传输皮带111上，并通过螺旋传输机112输送至储粉腔102内，完成球形铜合金粉末制备后的存储；
S5、取用时，开启排粉箱门15进行装箱使用。
本实施例中，所述步骤S1中，注入的铜合金液体过热100～150℃，以保证铜合金液体在转移时维持液体状态。
其他未描述结构参照实施例1。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种球形铜合金粉的高效制备装置，包括加工机箱和加工机箱下端安装的多个支撑脚，其特征在于，所述加工机箱的内腔中分隔为制备腔和储粉腔，且制备腔的内腔中自上而下依次设有分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ，分隔板Ⅰ和分隔板Ⅱ之间设有合金液滴液机构和用于雾化合金液的高速介质出口盘，喷风出口盘贯通连接有介质管，介质管的另一端延伸至加工机箱的外腔并贯通连接有介质罐，介质管上安装有高速泵和电磁控制阀，分隔板Ⅰ背离喷风出口盘的一侧通过倾斜安装的高强度滤网与分隔板Ⅱ相连接，制备腔的顶壁上贯通开设有排气口，分隔板Ⅱ的下方自上而下依次设有筛分机构和传输机构；
所述合金液滴液机构包括固定安装在加工机箱顶壁上的保温外箱，且保温外箱的内腔设有合金液体箱，合金液体箱的下端贯通连接有进液管，进液管的另一端延伸至制备腔并贯通连接有传输筒，传输筒的侧壁上贯通安装有出液管，且出液管的另一端贯穿分隔板Ⅰ的侧壁并安装有喷滴管网，喷滴管网的下端开设有多个喷滴口，进液管和出液管上分别安装有单向进液阀和单向出液阀，传输筒背向进液管和出液管的一侧内腔中滑动安装有活塞，且活塞上铰接有驱动杆，且驱动杆的另一端延伸至传输筒的外腔并转动安装在驱动盘的边缘位置，驱动盘的后轴端延伸至加工机箱的外腔并安装在驱动电机的输出端上，驱动电机固定安装在加工机箱的后壁上；
所述筛分机构包括水平设置在喷滴管网下方的筛盘，筛盘的内腔中水平安装有筛网，且筛盘相向的两侧通过多个弹性伸缩杆安装在制备腔的内壁上，筛盘的下端边缘安装有直齿条，且直齿条上啮合有两个缺齿轮，缺齿轮的后轴端延伸至加工机箱的外腔并安装有传动带轮，两个传动带轮通过传动皮带相连接，其中一个传动带轮同轴安装有链轮Ⅲ，且链轮Ⅲ通过链条Ⅱ连接有链轮Ⅳ，且链轮Ⅳ固定套接在驱动电机的输出端上。
2.如权利要求1所述的一种球形铜合金粉的高效制备装置，其特征在于：所述保温外箱的内腔中设有电热件，且电热件为沿着保温外箱内壁多层环绕的电热管。
3.如权利要求1所述的一种球形铜合金粉的高效制备装置，其特征在于：所述传输机构包括水平设置在筛盘下方的传输皮带，且传输皮带的内部转动安装有多个传输辊，传输辊转动安装在制备腔的内壁上，传输皮带的输出侧设有螺旋传输机的入料端，且螺旋传输机的出料端延伸至储粉腔的内腔上部，其中一个传输辊的后端延伸至加工机箱的外腔并安装有链轮Ⅰ，链轮Ⅰ通过链条Ⅰ连接有链轮Ⅱ，且链轮Ⅱ与其中一个传动带轮同轴安装。
4.如权利要求1所述的一种球形铜合金粉的高效制备装置，其特征在于：所述分隔板Ⅱ对应筛盘位置的侧壁上开设有用于球形铜合金粉下落的矩形通孔，且矩形通孔与高强度滤网的下端相抵触。
5.如权利要求1所述的一种球形铜合金粉的高效制备装置，其特征在于：所述加工机箱对应储粉腔位置的前壁上安装有排粉箱门。
6.如权利要求1所述的一种球形铜合金粉的高效制备装置，其特征在于：所述加工机箱的前壁上设有控制面板，且控制面板上设有显示屏和控制按钮，控制面板内置有PLC控制器。
7.一种球形铜合金粉的高效制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用电炉或感应炉将金属原料熔炼为成分合格的铜合金液体，然后将其注入合金液体箱内；
S2、铜合金液体由喷滴管网底部的喷滴口流出，通过喷滴口时与低温的高速介质相遇被雾化为细小液滴；
S3、细小液滴快速凝固成球形铜合金粉末并通过高强度滤网拦截，掉落至筛网上进行筛分；
S4、筛分合格的球形铜合金粉末掉落至传输皮带上，并通过螺旋传输机输送至储粉腔内，完成球形铜合金粉末制备后的存储；
S5、取用时，开启排粉箱门进行装箱使用。
8.如权利要求7所述的一种球形铜合金粉的高效制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，注入的铜合金液体过热100～150℃。
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