雾化室、用于制备金属粉末的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及3D打印增材制造和冶金技术领域，具体涉及一种雾化室、用于制备金属粉末的装置及其使用方法。该雾化室包括控制器、雾化室本体、第一收粉罐以及设置在雾化室本体内的变幅杆、换能器、第一加热单元和电磁感应片；第一加热单元设于变幅杆上，变幅杆的第一端为锥形伞状结构，变幅杆的第二端通过换能器与电磁感应片连接，电磁感应片上缠绕有电磁线圈，电磁线圈和第一加热单元均与控制器连接。该装置包括上述所述的雾化室。本发明专利技术通过采用该方法不仅减小了变幅杆与金属液之间的温度差，有效避免了金属液在变幅杆顶部结壳造成的超声特性变化、输出功率降低的现象发生，而且还解决了高熔点金属或合金难以通过超声雾化技术制备的问题。

Atomizing chamber, device for preparing metal powder and its using method

The invention relates to the field of 3D printing, additive manufacturing and metallurgy, in particular relates to an atomizing chamber, a device for preparing metal powder and a method for its use. The atomizing chamber includes a controller, an atomizing chamber body, powder collecting tank and the first set of horn, the body in the spray chamber, the first transducer and the electromagnetic induction heating unit; the first heating unit is arranged on the first end of the horn, the horn is a conical horn umbrella structure, second end of the transducer is connected with electromagnetic induction film, electromagnetic induction film wound on the electromagnetic coils, the electromagnetic coil and the first heating unit are respectively connected with a controller. The device comprises the atomizing chamber mentioned above. The invention adopts the method not only reduces between the horn and the liquid metal temperature difference, can effectively avoid the occurrence of changes, the ultrasound characteristics of liquid metal in the top crust caused by transformer output power decreases, but also solve the high melting point metal or alloy is prepared by ultrasonic atomization technology problems.

【技术实现步骤摘要】
雾化室、用于制备金属粉末的装置及其使用方法
本专利技术涉及3D打印增材制造和冶金
，具体涉及一种雾化室、用于制备金属粉末的装置及其使用方法。
技术介绍
金属粉末是材料产业的重要分支，利用金属粉末制备出的工件，具有其他材料所无法获得的优异性能。因此，金属粉末在航空航天、电子信息、冶金、能源、电力、医疗等领域有着广泛的应用前景。随着3D打印技术的发展，金属粉末的应用领域也进一步扩大，同时也对粉末的品质、成本等提出了更高的要求。超声雾化是近年发展起来的一种新的雾化技术，利用该方法可以获得球形度高且粒度范围窄的高性能金属粉末。但由于其核心部件压电陶瓷的居里温度较低，因此只能制备低熔点的金属或合金粉末；另外，由于工作时，变幅杆与金属液存在温差，两者接触易结壳，影响超声雾化效果。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的是现有技术中无法制备熔点较高的金属粉末、变幅杆易结壳的技术问题。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种雾化室，该雾化室包括控制器、与气源连接的雾化室本体、与所述雾化室本体的底部连通的第一收粉罐以及设置在所述雾化室本体内的变幅杆、换能器、第一加热单元和电磁感应片；所述第一加热单元设于所述变幅杆上，所述变幅杆的第一端为锥形伞状结构，所述变幅杆的第二端通过所述换能器与所述电磁感应片连接，所述电磁感应片上缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈和所述第一加热单元均与所述控制器连接。其中，所述锥形伞状结构的锥度为120-160°。其中，还包括冷却单元，所述电磁感应片插设在所述冷却单元中，所述冷却单元上开设有进口和出口，所述进口临近所述电磁感应片设置，所述出口设置在所述冷却单元的底部。其中，所述控制器上设有电源按钮、启动/停止按钮。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种用于制备金属粉末的装置，该装置包括补料室、熔炼室、真空泵组以及上述所述的雾化室，所述补料室通过所述熔炼室与所述雾化室本体的顶部连通，所述补料室与所述熔炼室之间设有可开闭的闸板，所述补料室、所述熔炼室和所述雾化室本体分别与所述真空泵组连接。其中，所述补料室包括与所述气源连通的补料室本体以及设置在所述补料室本体内的补料坩埚和第一驱动单元；所述补料室本体的底部通过所述闸板与所述熔炼室连通，所述补料坩埚由所述第一驱动单元带动翻转、用于向所述熔炼室提供金属料坯，所述补料坩埚的翻转角度可调。其中，所述熔炼室包括与所述补料室连通的熔炼室本体以及设置在所述熔炼室本体内的熔炼坩埚、中间包坩埚、导流管、第二驱动单元和第二加热单元；所述熔炼坩埚由所述第二驱动单元带动翻转、用于向所述中间包坩埚内浇注熔融金属液，所述熔炼坩埚的翻转角度可调，所述中间包坩埚的底部通过所述导流管与所述雾化室本体连通，所述导流管上设有所述第二加热单元。其中，还包括旋风分离器，所述旋风分离器包括连接管道、收粉阀门、分离器本体和第二收粉罐，所述分离器本体的顶部设有所述收粉阀门、底部与所述第二收粉罐连通，所述分离器本体的上部通过所述连接管道与所述雾化室本体的侧部连通。其中，所述真空泵组包括机械泵以及与所述机械泵连接的罗茨泵，所述补料室、所述熔炼室和所述雾化室本体分别与所述机械泵连接。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种用于制备金属粉末的装置的使用方法，该方法包括以下步骤：S1、当熔炼坩埚中装入指定量的金属料坯后，停止第一驱动单元、关闭闸板，分别将熔炼室本体和雾化室本体与机械泵连通，依次启动机械泵和罗茨泵，并跳转执行步骤S2；S2、当熔炼室本体和雾化室本体内压力达到10Pa后，关闭机械泵和罗茨泵，将雾化室本体与气源连通，使保护气体充入熔炼室本体和雾化室本体中，并跳转执行在步骤S3；S3、当熔炼室本体和雾化室本体内的压力达到0.01-0.08Mpa后，关闭气源，启动熔炼坩埚，并跳转执行步骤S4；S4、当熔炼坩埚中的金属料坯的熔点达到第一温度后，启动中间包坩埚，所述第一温度的范围为150-200℃，并跳转执行步骤S5；S5、当中间包坩埚的温度达到所述第一温度后，依次启动第二驱动单元、冷却单元、电磁线圈、第一加热单元、第二加热单元和收粉阀门，并跳转执行步骤S6；S6、运行指定时间后，打开补料室本体，向补料坩埚中补入金属料坯，并跳转执行步骤S7；S7、关闭补料室本体，将补料室本体与机械泵连通，依次启动机械泵和罗茨泵，并跳转执行步骤S8；S8、当补料室本体内压力达到10Pa后，关闭机械泵和罗茨泵，将补料室本体与气源连通，使保护气体充入补料室本体中，并跳转执行在步骤S9；S9、当补料室内的压力达到0.01-0.08Mpa，关闭气源，打开闸板，启动第一驱动单元，并跳转执行步骤S1。(三)有益效果本专利技术通过在变幅杆上设置第一加热装置，不仅减小了变幅杆与金属液之间的温度差，而且有效避免了金属液在变幅杆顶部结壳造成的超声特性变化、输出功率降低的现象发生，保证了超声雾化效果；另外，通过采用居里温度较高的电磁感应片，扩大了适用范围，解决了高熔点金属或合金难以通过超声雾化技术制备的问题。附图说明图1是本专利技术实施例的一种雾化室的示意图；图2是本专利技术实施例的一种用于制备金属粉末的装置的示意图。附图标记：1、补料室本体；1-1、气缸；1-2、连杆；1-3、补料坩埚；1-4、闸板；2、熔炼室本体；2-1、手柄；2-2、熔炼坩埚；2-3、中间包坩埚；2-4、导流管；2-5、第二加热单元；3、真空泵组；3-1、机械泵；3-2、罗茨泵；4、雾化室本体；4-11、变幅杆；4-12、第一加热单元；4-13、换能器；4-14、冷却单元；4-15、电磁感应片；4-16、进口；4-17、出口；4-2、第一收粉罐；4-3、控制器；4-31、电源按钮；4-32、启动/停止按钮；5、分离器本体；5-1、连接管道；5-2、收粉阀门；5-3第二收粉罐。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在专利技术中的具体含义。实施例1结合图1和图2所示，本专利技术实施例提供了一种雾化室，该雾化室包括控制器4-3、与气源连接的雾化室本体4、与雾化室本体4的底部连通的第一收粉罐4-2以及设置在雾化室本体4内的变幅杆4-11、换能器4-13、第一加热单元4-12和电磁感应片4-15；第一加热单元4-12设于变幅杆4-11上，变幅杆4-11的第一端为锥形伞状结构，其中，锥形伞状结构的锥度为120-160°，变幅杆4-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雾化室，其特征在于，包括控制器、与气源连接的雾化室本体、与所述雾化室本体的底部连通的第一收粉罐以及设置在所述雾化室本体内的变幅杆、换能器、第一加热单元和电磁感应片；所述第一加热单元设于所述变幅杆上，所述变幅杆的第一端为锥形伞状结构，所述变幅杆的第二端通过所述换能器与所述电磁感应片连接，所述电磁感应片上缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈和所述第一加热单元均与所述控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种雾化室，其特征在于，包括控制器、与气源连接的雾化室本体、与所述雾化室本体的底部连通的第一收粉罐以及设置在所述雾化室本体内的变幅杆、换能器、第一加热单元和电磁感应片；所述第一加热单元设于所述变幅杆上，所述变幅杆的第一端为锥形伞状结构，所述变幅杆的第二端通过所述换能器与所述电磁感应片连接，所述电磁感应片上缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈和所述第一加热单元均与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的雾化室，其特征在于，所述锥形伞状结构的锥度为120-160°。3.根据权利要求1所述的雾化室，其特征在于，还包括冷却单元，所述电磁感应片插设在所述冷却单元中，所述冷却单元上开设有进口和出口，所述进口临近所述电磁感应片设置，所述出口设置在所述冷却单元的底部。4.根据权利要求1所述的雾化室，其特征在于，所述控制器上设有电源按钮、启动/停止按钮。5.一种用于制备金属粉末的装置，其特征在于，包括补料室、熔炼室、真空泵组以及如权利要求1至4任一项所述的雾化室，所述补料室通过所述熔炼室与所述雾化室本体的顶部连通，所述补料室与所述熔炼室之间设有可开闭的闸板，所述补料室、所述熔炼室和所述雾化室本体分别与所述真空泵组连接。6.根据权利要求5所述的用于制备金属粉末的装置，其特征在于，所述补料室包括与所述气源连通的补料室本体以及设置在所述补料室本体内的补料坩埚和第一驱动单元；所述补料室本体的底部通过所述闸板与所述熔炼室连通，所述补料坩埚由所述第一驱动单元带动翻转、用于向所述熔炼室提供金属料坯，所述补料坩埚的翻转角度可调。7.根据权利要求5所述的用于制备金属粉末的装置，其特征在于，所述熔炼室包括与所述补料室连通的熔炼室本体以及设置在所述熔炼室本体内的熔炼坩埚、中间包坩埚、导流管、第二驱动单元和第二加热单元；所述熔炼坩埚由所述第二驱动单元带动翻转、用于向所述中间包坩埚内浇注熔融金属液，所述熔炼坩埚的翻转角度可调，所述中间包坩埚的底部通过所述导流管与所述雾化室本体连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令鸿，高胜东，高玉来，
申请(专利权)人：深圳微纳增材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44