The invention discloses a high purity superfine spherical titanium powder preparation device and preparation method of titanium or titanium wire rod as raw material by melting and milling; atomization of titanium wire or titanium rod with supersonic argon plasma torch and electron gun combination; through adjusting the input power, plasma torch and high-energy electron gun the insertion depth and vertical angle to achieve the regulation of titanium powder yield, particle size of titanium powder; atomization generated in the pulverized coal furnace is provided with a water wall cooling powder into natural area, and the area at the bottom of the powder into a powder collecting device for collection; collection of argon entrained in cyclone separator for titanium powder; after argon can be reused after filtration and purification.
【技术实现步骤摘要】
一种高纯度微细球形钛粉制备方法及其装置
本专利技术属于高级金属材料领域,具体涉及一种高纯度微细球形钛粉制备方法及其装置。
技术介绍
随着3D打印技术在航空航天、军工、汽车、医疗等领域的广泛应用,对3D打印材料,尤其是高纯度微细球形金属粉末及合金的需求在快速增长。而对相应金属材料的纯度、流动性、球形度、粒径均一性等的要求也日趋严格。钛金属拥有密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点,其高纯度微细球形粉末是3D打印中最常用的原料之一。由于钛金属具有硬度高,熔点高、反应活性强等特点,使用常规方法制造的钛粉具有球形度差、粒度分布不均、含氧量高等特点,无法在3D打印领域应用。目前,3D打印领域使用的钛粉制备方法主要有氢化钛热脱氢法、射频等离子体雾化法、等离子火炬雾化法等。氢化钛热脱氢法是利用氢化钛性脆,且在高温条件下易分解为氢气和金属钛的特性,将氢化钛通过机械方法粉碎后,加热脱氢生产钛粉的方法。该方法产量大,但所称产钛粉球形度、粒度均一性等较差。射频等离子体雾化法(US9516734,US9163299)以加拿大Tekna公司为代表,该技术采用钛金属粉末作为原料,用射频等离子炬对原料粉末进行加热,冷却后生成球形度较好的钛粉。该方法能解决钛粉球形度的问题,但粉末纯度、粒度受限于原料本身,且生产成本较高。等离子火炬雾化法(US5707419,WO2011054113A1)以加拿大Pyrogenesis和AP&C公司为代表。该技术采用钛丝作为原料,以直流等离子炬的高温等离子射流为热源,在氩气环境下利用等离子炬射流的高温、高速特性,用多把等离子炬将原料钛丝熔融并雾化为细小的 ...
【技术保护点】
一种高纯度微细球形钛粉制备装置,其特征在于,包括制粉炉(11),制粉炉(11)的上部区域为锥形体的制粉准备区(12),下部区域为倒锥形体的大粉末收集区,制粉炉的中部为成粉区(14),其形状为桶状结构,成粉区(14)的下部通过气体管道(17)连通小粉末收集区:所述制粉准备区(12)的顶部为动密封装置(5),动密封装置(5)的上部为连续进料矫直系统(3),动密封装置(5)的下部为导向装置(4),所述导向装置(4)位于制粉准备区(12)内部,超音速氩气等离子炬(6)和高能电子枪(8)安装在制粉准备区(12)的锥面并穿过锥面伸入制粉准备区(12)内;所述大粉末收集区的底部为大粉末收集设备(16),所述小粉末收集区包括旋风分离器(18),所述旋风分离器(18)一端连桶气体管道(17),底部连通小粉末收集设备(20),上部连通过滤装置(21),所述过滤装置(21)上部连接真空装置(22)。
【技术特征摘要】
1.一种高纯度微细球形钛粉制备装置,其特征在于,包括制粉炉(11),制粉炉(11)的上部区域为锥形体的制粉准备区(12),下部区域为倒锥形体的大粉末收集区,制粉炉的中部为成粉区(14),其形状为桶状结构,成粉区(14)的下部通过气体管道(17)连通小粉末收集区:所述制粉准备区(12)的顶部为动密封装置(5),动密封装置(5)的上部为连续进料矫直系统(3),动密封装置(5)的下部为导向装置(4),所述导向装置(4)位于制粉准备区(12)内部,超音速氩气等离子炬(6)和高能电子枪(8)安装在制粉准备区(12)的锥面并穿过锥面伸入制粉准备区(12)内;所述大粉末收集区的底部为大粉末收集设备(16),所述小粉末收集区包括旋风分离器(18),所述旋风分离器(18)一端连桶气体管道(17),底部连通小粉末收集设备(20),上部连通过滤装置(21),所述过滤装置(21)上部连接真空装置(22)。2.根据权利要求1所述的高纯度微细球形钛粉制备装置,其特征在于,所述制粉准备区(12)和成粉区(14)之间设有耐温隔板(10),耐温隔板(10)的中间部位开有通孔,其中心为雾化点(13)。3.根据权利要求1所述的高纯度微细球形钛粉制备装置,其特征在于,所述超音速氩气等离子炬和高能电子枪上均设有调节功率、位置和角度的装置(7和9)。4.根据权利要求1所述的高纯度微细球形钛粉制备装置,其特征在于,所述超音速氩气等离子炬(6)和高能电子枪(8)各为2-4把,以钛金属丝为中心,超音速氩气等离子炬(6)和高能电子枪(8)成均匀间隔排列。5.根据权利要求1所述的高纯度微细...
【专利技术属性】
技术研发人员:张庆麟,李军,严圣军,
申请(专利权)人:加拿大艾浦莱斯有限公司,
类型:发明
国别省市:加拿大,CA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。