CN204396886U - 用于球形稀有金属粉末的制备装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于球形稀有金属粉末的制备装置，原料室下端与雾化室上端连通，雾化室下端与收粉罐入口端连通，真空机组与雾化室上侧部连通，排气除尘罐与雾化室下侧部连通，原料室内设有送丝盘和送丝机构，雾化室顶部对称设有等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ，送丝盘上的盘丝通过送丝机构连续置于等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ之间。本实用新型通过超音速等离子束流直接轰击稀有金属丝材，使金属丝材迅速熔融，并雾化冷凝成粉，由于等离子束流温度极高且其能量密度很大，所以采用该装置可制备的稀有金属粉末类型广泛；此外该装置的原料熔化及雾化过程在惰性气氛保护下实施，可有效避免一些高活性稀有金属如钛及钛合金粉末污染，保证所制备粉末的高纯净性。
Description
技术领域
本实用新型属粉末冶金技术领域，具体涉及一种用于球形稀有金属粉末的制备装置。
背景技术
随着热喷涂、注射成型、增材制造等技术的蓬勃发展，相关技术领域对其粉末原料的需求呈现出供不应求的新态势。高质量的球形稀有金属粉末是这些生产技术领域所必须的重要原料，粉末生产在整个产品生产流程中关系重大，其粉末原材料更是其最终产品质量的重要基础。目前，可规模化生产高质量球形稀有金属粉末的技术主要有等离子旋转电极制粉技术和惰性气体雾化技术。等离子旋转电极制粉技术以高温等离子束流熔融高速旋转稀有金属棒料前端，依靠棒料高速旋转的离心力分散甩出熔融液滴，熔融液滴再依靠表面张力冷凝成球形粉末。由于目前应用的等离子枪功率有限，且采用的原料多为直径在50-80mm的稀有金属棒料，所以现有等离子旋转电极制粉技术可进行及钛合金、镍基合金及钴基合金的旋转雾化制粉，但无法对更高熔点的铌、钼、钨基金属及合金进行旋转雾化制粉，此外，等离子旋转电极制粉技术中金属棒料的旋转速度一般在20000转/分以内，无法提供更高的金属熔滴分散雾化的离心力，所以现在以该技术所制备的球形稀有金属粉末一般粒度较粗，如钛及钛合金粉末，其等离子旋转电极制备的粉末绝大部分粒度都在100～250μm之间，更小粒径的粉末收率较低。针对惰性气体雾化技术，由于一些稀有金属在高温熔炼过程中呈现极度的活性，所以熔化稀有金属原料大都在真空或惰性气氛下，并采用水冷铜坩埚的感应熔炼方式，或采用金属棒料的直接感应熔化；目前采用感应熔化的方式能耗较高，且大都熔化如钛及钛合金、镍基合金等稀有金属进行雾化制粉，对于更高熔点的铌、钼、钨基金属及合金也无法进行熔化并雾化制粉，上述缺陷，制约了钼、钨基金属及合金的球形粉末在更多领域的应用，因此有必要提出改进。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题：提供一种用于球形稀有金属粉末的制备装置，通过超音速等离子束流直接轰击稀有金属丝材，使金属丝材迅速熔融，并雾化冷凝成粉，由于等离子束流温度极高且其能量密度很大，所以采用该装置可制备的稀有金属粉末类型广泛；此外该装置的原料熔化及雾化过程在惰性气氛保护下实施，可有效避免一些高活性稀有金属如钛及钛合金粉末污染，保证所制备粉末的高纯净性。
本实用新型采用的技术方案：用于球形稀有金属粉末的制备装置，具有原料室，所述原料室下端与雾化室上端连通，所述雾化室下端与收粉罐入口端连通，真空机组与雾化室上侧部连通，排气除尘罐与雾化室下侧部连通，其中，所述原料室内设有送丝盘和送丝机构，雾化室顶部对称设有等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ，所述送丝盘上的盘丝通过送丝机构连续置于等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ之间。
其中，所述等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ均为配备拉瓦尔喷管的超音速等离子枪且为非转移弧型，等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ与竖直方向均呈20-40°夹角设置。
其中，所述等离子枪Ⅰ和等离子枪Ⅱ均采用高纯氩气作为气源。
本实用新型与现有技术相比的优点：
1、通过超音速等离子束流直接轰击雾化稀有金属丝材，使丝材迅速熔融，并雾化冷凝成粉，由于等离子束流温度极高，其束流中心高达上万摄氏度，且其能量密度很大，而采用稀有金属丝材作为原料时所需的熔化能量密度小，所以采用本实用新型可制备的稀有金属粉末类型广泛，从低熔点的铝、铜金属及合金到难熔金属铌、钼、钨等，皆可采用该装置进行球形粉末制备；
2、原料熔化及雾化过程均在惰性气氛保护下实施，可有效避免一些高活性稀有金属如钛及钛合金粉末污染，保证所制备粉末的低氧高纯净；
3、结构简单实用，所用各部件均为材料加工和应用领域的常规装置，其送丝机构，超音速等离子枪均为等离子喷涂技术领域的常规装置，成本低，易操作。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1描述本实用新型的一种实施例。
用于球形稀有金属粉末的制备装置，具有原料室1，所述原料室1下端与雾化室2上端连通，所述雾化室2下端与收粉罐4入口端连通，真空机组3与雾化室2上侧部连通，排气除尘罐5与雾化室2下侧部连通，原料室1、雾化室2和收粉罐4之间相连通，雾化室2和收粉罐4、排气除尘罐5及真空机组之间均设置有阀门开启连通或关闭；其中，所述原料室1内设有送丝盘6和送丝机构7，雾化室2顶部对称设有等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2，所述送丝盘6上的盘丝通过送丝机构7连续置于等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2之间。上述等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2均为配备拉瓦尔喷管的超音速等离子枪且为非转移弧型，等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2与竖直方向均呈20-40°夹角设置，优选25°夹角，且等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2均采用高纯氩气作为气源。
工作原理：将一组直径2mm钼合金盘丝装入送丝盘6并将盘丝引入到送丝结构7，开启收粉罐4与雾化室2及真空机组3与雾化室2之间的两个阀门，关闭排气除尘罐5与雾化室2之间的阀门，然后启动真空机组3对原料室1、雾化室2和收粉罐4抽真空，待其内真空度达到5×10-3Pa时，停止真空机组3的运行，关闭真空机组3与雾化室2之间的阀门，启动等离子枪Ⅰ8-1和等离子枪Ⅱ8-2，使之产生超音速等离子束流，熔融并雾化钼合金盘丝产生球形金属粉末，控制送丝机构7连续送入钼合金盘丝，并不断雾化所制备的球形粉末，当收粉罐4内的球形粉末达到一定量时，开启雾化室2和排气除尘罐5间阀门，及时排出雾化室2内多余氩气，制粉完毕，关闭等离子枪电源，待粉末冷却后出粉。
上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。
Claims (3)
1.用于球形稀有金属粉末的制备装置，具有原料室(1)，其特征在于：所述原料室(1)下端与雾化室(2)上端连通，所述雾化室(2)下端与收粉罐(4)入口端连通，真空机组(3)与雾化室(2)上侧部连通，排气除尘罐(5)与雾化室(2)下侧部连通，其中，所述原料室(1)内设有送丝盘(6)和送丝机构(7)，雾化室(2)顶部对称设有等离子枪Ⅰ(8-1)和等离子枪Ⅱ(8-2)，所述送丝盘(6)上的盘丝通过送丝机构(7)连续置于等离子枪Ⅰ(8-1)和等离子枪Ⅱ(8-2)之间。
2.根据权利要求1所述的用于球形稀有金属粉末的制备装置，其特征在于：所述等离子枪Ⅰ(8-1)和等离子枪Ⅱ(8-2)均为配备拉瓦尔喷管的超音速等离子枪且为非转移弧型，等离子枪Ⅰ(8-1)和等离子枪Ⅱ(8-2)与竖直方向均呈20-40°夹角设置。
3.根据权利要求1或2所述的用于球形稀有金属粉末的制备装置，其特征在于：所述等离子枪Ⅰ(8-1)和等离子枪Ⅱ(8-2)均采用高纯氩气作为气源。
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150617 |