一种粉末制备方法技术

本申请公开了一种粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：下料，将金属电极棒送入熔炼区；熔炼，在保护气体气氛下，采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流；雾化，采用高速旋转的容器将金属液流雾化成金属液滴；二次雾化，采用高速气流对液滴进行进一步破碎与冷却；收集，将雾化后得到的金属液滴冷却并收集。本申请提供的粉末制备方法，提高了金属粉末的纯净度，球形度，并且减少了空心粉和卫星粉得率。

A method of powder preparation

The invention discloses a method for preparing powder, characterized by comprising the following steps: blanking, the metal electrode bar into the melting zone; melting in a protective gas atmosphere, using high frequency induction coil metal electrode bar melted into liquid metal flow; atomization by high speed rotation of the container will become liquid metal drops of liquid metal atomization; two atomization, using high-speed airflow is further broken and cooling of droplets; collecting, cooling metal droplets obtained and collected. The powder preparation method provided by the application improves the purity of the metal powder, the degree of sphericity, and reduces the yield of the hollow powder and the satellite powder.

【技术实现步骤摘要】
一种粉末制备方法
本申请涉及材料制备领域，特别是涉及一种粉末制备方法。
技术介绍
随着我国航天航空领域装备的不断推新和升级换代，关键零部件的研制周期需要不断缩短，同时大型复杂精密构件也需要进行快速制造与直接制造，而传统的铸锻焊技术均难以满足上述要求。目前，增材制造技术从原理上突破了复杂异型构件的制造难题，实现从材料微观组织到宏观结构的可控制造，已成为航天航空领域未来最具潜力的制造技术之一。但是，增材制造技术的应用还存在较多难题，其中一个重要的技术瓶颈在于高品质金属粉末的制备，目前，国内外金属3D打印粉末大多采用等离子旋转雾化法、二流雾化法以及射频等离子球化法制备，但是这些方法所制备得到的金属粉末或含杂质量高。因此，如何制备高纯净度的专用金属粉末，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种粉末制备方法，可以用于获得高纯净度的金属粉末。本专利技术提供的技术方案如下：一种粉末制备方法，包括以下步骤：下料，将金属电极棒送入熔炼区；熔炼，在保护气体气氛下，采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流；雾化，采用高速旋转的容器将金属液流雾化成金属液滴；将雾化后得到的金属液滴冷却并收集。优选的，还包括步骤：破碎，采用超音速气流将雾化所得的金属液滴再次破碎。优选的，还包括步骤：加热，将高速旋转的容器加热至300℃至600℃。优选的，金属电极棒的直径为20mm至50mm，长度为300mm至500mm，所述金属电极棒的底端形貌为锥形、圆弧形、漏斗形。优选的，金属电极棒在高频感应线圈中的移动速度为0mm/min至200mm/min，旋转速度为0r.p.m至90r.p.m。优选的，高频感应线圈的额定输出功率为100KW，输出功率调整范围为5KW至100KW，工作频率范围为100kHz±50kHz。优选的，高速旋转的容器的转速为60000r.p.m至140000r.p.m。优选的，高速旋转的容器的材质可采用紫铜、陶瓷中的任意一种或多种。优选的，超音速气流的雾化压力为0.5MPa至15MPa，气体流量≥5m3/h。优选的，保护气氛为氦气、氩气、氮气中的任意一种或多种。本专利技术提供的一种粉末制备方法，先将自转的金属电极棒送入熔炼区，再采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流，由于高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流时，并不与金属电极棒直接接触，因此，避免了金属液流掺入杂质，因此高纯净度的金属液流落入高速旋转的容器雾化所得的金属液滴也具有高纯净度，金属液滴冷却后形成金属粉末，因此，最终获得高纯净度的金属粉末。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的粉末制备方法的实施例1制备的AlSi10Mg铝合金粉末的微观形貌图；图2为本专利技术所提供的粉末制备方法的实施例2制备的TC4钛合金粉末的微观形貌图；图3为本专利技术所提供的粉末制备方法的实施例3制备的IN718高温合金粉末的微观形貌图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。通用制备方法一种粉末制备方法，包括以下步骤：下料，将金属电极棒送入熔炼区；熔炼，在保护气体气氛下，采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流；雾化，采用高速旋转的容器将金属液流雾化成金属液滴；将雾化后得到的金属液滴冷却并收集。优选的，还包括步骤：破碎，采用超音速气流将雾化所得的金属液滴再次破碎。采用本专利技术制备的金属粉末由于经过超音速气流二次破碎，所得的粉末粒度分布更加集中(粒度范围在20μm至120μm)，筛分后得到所需粒度范围的粉末所占比例高，很大程度上提高生产效率。与高速旋转的容器接触时间短，杂质含量低，纯度更高。此外，由于高速气体的二次快速冷却使得粉末卫星粉含量大大减少，粉末球形度高，少/无空心粉末，流动性好；优选的，还包括步骤：加热，将高速旋转的容器加热至300℃至600℃。更加优选的，加热，将高速旋转的容器加热至400℃至500℃。优选的，金属电极棒的直径为20mm至50mm，长度为300mm至500mm，所述金属电极棒的底端形貌为锥形、圆弧形、漏斗形。优选的，金属电极棒在高频感应线圈中的移动速度为0mm/min至200mm/min，旋转速度为0r.p.m至90r.p.m。更加优选的，金属电极棒在高频感应线圈中的移动速度为50mm/min至100mm/min，旋转速度为30r.p.m至60r.p.m。优选的，高频感应线圈的额定输出功率为100KW，输出功率调整范围为5KW至100KW，工作频率范围为100kHz±50kHz。更加优选的，高频感应线圈的输出功率调整范围为50KW至100KW，或者100KW至120KW。优选的，高速旋转的容器的转速为60000r.p.m至140000r.p.m。更加优选的，高速旋转的容器的转速为100000r.p.m至140000r.p.m。采用本专利技术制备的金属粉末由于经过60000r.p.m至140000r.p.m超高转速高速旋转的容器的破碎，转速远超等离子旋转雾化的24000r.p.m，因而所得的粉末粒度更加细小，极大地提高了细粉收得率。优选的，高速旋转的容器的材质可采用紫铜、陶瓷中的任意一种或多种，高速旋转的容器的形状可采用圆盘状、碟状、杯状、平板状中的任意一种或多种。优选的，超音速气流的雾化压力为0.5MPa至15MPa，气体流量≥5m3/h。更加优选的，超音速气流的雾化压力6MPa至10MPa。具体的，超音速气流是由惰性气体经过拉瓦尔喷嘴加速形成的。更具体的，拉瓦尔喷嘴安装在雾化喷盘上方呈周向分布，数量为8个至16个。优选的，保护气氛为氦气、氩气、氮气中的任意一种或多种。采用本专利技术制备的金属粉末直接通过感应线圈将金属电极棒熔化并经超高转速圆盘及超音速气流破碎、冷却制粉。所有过程同时进行，可以不间断生产，且设备投入成本低，很大程度的减少了金属粉末生产的流程，缩短了生产周期。实施例1本专利技术实施例1使用本专利技术的粉末制备方法，制备一种AlSi10Mg铝合金粉末，包括以下步骤：下料，将直径为50mm，长度为300mm的AlSi10Mg铝合金电极棒按10mm/min的进给速度，20r.p.m的自转速度送入熔炼区；熔炼，采用输出功率为50KW，工作频率为70KHz的高频感应线圈将金属电极棒熔化成AlSi10Mg铝合金液流；雾化，AlSi10Mg铝合金电极棒在熔炼区被高频感应线圈熔化所得的AlSi10Mg铝合金液流流入转速为80000r.p.m的旋转盘中，合金液流在离心力加速作用下甩出旋转盘，形成AlSi10Mg铝合金液滴；冷却，将雾化所得的AlSi10Mg铝合金液滴进行冷却，AlSi10Mg铝合金液滴在自身表面张力作用下形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：下料，将金属电极棒送入熔炼区；熔炼，在保护气体气氛下，采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流；雾化，采用高速旋转的容器将金属液流雾化成金属液滴；将雾化后得到的金属液滴冷却并收集。

【技术特征摘要】
1.一种粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：下料，将金属电极棒送入熔炼区；熔炼，在保护气体气氛下，采用高频感应线圈将金属电极棒熔化成金属液流；雾化，采用高速旋转的容器将金属液流雾化成金属液滴；将雾化后得到的金属液滴冷却并收集。2.根据权利要求1所述的一种粉末制备方法，其特征在于，还包括步骤：破碎，采用超音速气流将雾化所得的金属液滴再次破碎。3.根据权利要求1所述的一种粉末制备方法，其特征在于，还包括步骤：加热，将高速旋转的容器加热至300℃至600℃。4.根据权利要求1所述的一种粉末制备方法，其特征在于，所述金属电极棒的直径为20mm至50mm，长度为300mm至500mm，所述金属电极棒的底端形貌为锥形、圆弧形、漏斗形。5.根据权利要求1所述的一种粉末制备方法，其特征在于，所述金属电极棒在高频感应线圈中的移动速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴煜，谭兴龙，李礼，刘志坚，刘屹，
申请(专利权)人：湖南顶立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43