一种超声雾化再冷却法制备金属非晶粉末的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种非晶粉末超声雾化制备装置，特别是一种涉及熔融、超声雾化、液氮+水二次再冷却系统、真空干燥、出料筛分收集为一体的超声雾化的新型金属非晶粉末制备设备。真空熔融坩埚将原材料熔炼为金属熔融液。所述的熔融液在超声雾化器作用下变为雾化球状液滴。所述的金属液滴经液氮和冷却水急速冷却形成金属颗粒。所述金属颗粒经真空干燥箱进行干燥。对所述干燥完毕的金属颗粒进行筛分并收集。本发明专利技术中的非晶态粉末的制备方法同时适用于金属、准晶和微晶。

A device for preparing metallic amorphous powders by ultrasonic atomization and re cooling

The invention relates to an amorphous powder ultrasonic atomization preparation device, in particular to a new type of metal amorphous powder preparation equipment, which involves melt, ultrasonic atomization, liquid nitrogen + two times cooling system, vacuum drying and screening and collection. The raw material is melted into molten metal by the vacuum melting crucible. The molten molten liquid is changed into atomized spherical droplet under the action of the ultrasonic nebulizer. The metal droplets are cooled rapidly to form metal particles through liquid nitrogen and cooling water. The metal particles are dried by a vacuum drying box. The metal particles are screened and collected for the finished drying. The preparation method of amorphous powder in this invention is suitable for metal, Quasicrystal and microcrystal.

【技术实现步骤摘要】
一种超声雾化再冷却法制备金属非晶粉末的装置
本专利技术涉及一种非晶粉末超声雾化制备装置，特别是一种涉及熔融、超声雾化、液氮+水二次再冷却系统、真空干燥、出料筛分收集为一体的超声雾化的新型金属非晶粉末制备设备。
技术介绍
21世纪初，由于德国工业4.0战略和中国制造2025的提出，制造业掀起一波创新创造的高潮。其中，以3D打印为代表的增材制造技术受到全球科技界的高度关注，金属的增材制造也越来越成为未来制造业的发展方向。然而，随着制造技术的发展，相应的问题也日益凸显，制造所用材料成为制约其发展的重要因素之一。金属3D打印、激光喷涂等新兴技术对粉末材料提出了极高的要求，传统的单质或合金粉末的性能已经难以满足高质量高性能产品的制造需求。因此，非晶材料成为了科研人员的研究热点。非晶粉末除了具有传统的高纯度、球形度、高流动性和粒径分布集中的特点，还具有优异的软磁性能、高的反应活性和催化性能、良好的力学性能等理化特征，在航天航空、舰船、汽车、冶金和化工等领域得到越来越广泛的应用。减少冷却凝固过程中的非均匀形核是制备大块非晶的技术关键。目前主要的制备方法为：快速凝固法、熔体急冷法、深过冷等方法。熔体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声雾化再冷却法制备金属非晶粉末的装置，其特征在于：所述装置从上至下主要由熔融装置、超声雾化器、液氮和水冷组成的冷却装置和干燥与收集装置组成；所述熔融装置包括金属液进液阀、金属进液管和坩埚；其中，坩埚为隔热材料制成，设有坩埚上盖，坩埚上盖中央设有螺纹式上盖进气口，便于抽真空后通入氩气；坩埚底部设有金属进液阀，金属进液阀打开，金属熔融液可通过金属进液管道向下流出坩埚；坩埚上盖通过连接螺栓与坩埚紧密连接；所述的超声雾化装置包括超声波发生器、变幅杆、压电式换能器和工具头；其中，超声波发生器的功率可调，压电式换能器把高频率电能转化为机械振动能；变幅杆是超声雾化装置中的重要组成部分，为中空管结构，金...

【技术特征摘要】
1.一种超声雾化再冷却法制备金属非晶粉末的装置，其特征在于：所述装置从上至下主要由熔融装置、超声雾化器、液氮和水冷组成的冷却装置和干燥与收集装置组成；所述熔融装置包括金属液进液阀、金属进液管和坩埚；其中，坩埚为隔热材料制成，设有坩埚上盖，坩埚上盖中央设有螺纹式上盖进气口，便于抽真空后通入氩气；坩埚底部设有金属进液阀，金属进液阀打开，金属熔融液可通过金属进液管道向下流出坩埚；坩埚上盖通过连接螺栓与坩埚紧密连接；所述的超声雾化装置包括超声波发生器、变幅杆、压电式换能器和工具头；其中，超声波发生器的功率可调，压电式换能器把高频率电能转化为机械振动能；变幅杆是超声雾化装置中的重要组成部分，为中空管结构，金属溶液通过变幅杆管道流向工具头，它在超声雾化装置中的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在较小的面积上即聚能；工具头为圆锥状，锥头有孔口，孔口的金属液变雾状飞出，；超声波发生器顶连接螺栓，使超声波发生器连接在坩埚底部；超声波发生器、压电式换能器和工具头以变幅杆中心线为轴心依次向下装配在变幅杆上，各个部件连接装配位置固定；所述的冷却装置包括液氮冷却和水冷却装置，由液氮冷却和水冷却空间组成的冷却室处于装置的中部，即在工具头下方和干燥与收集装置上方，为真空密闭空间；其中，液氮冷却装置为前冷却，包括压力温度监测器、液氮管、液氮进液阀、泄压阀、泄压罐和排气阀；压力温度监测器安装在冷却室顶部，在冷却室上部圆台壁周围螺旋地分布着液氮管，液氮入口设有液氮进液阀，液氮管向内均匀地分布着大量细孔，细孔与冷却室连通且设有细孔串联开关，控制所有细孔的开启和关闭；冷却室中部有一条排气泄压通道，为了保证安全，冷却室泄压与排气分别用泄压阀与排气阀控制；水冷装置为后冷却，包括进水阀、液面监测传感器、电机搅拌器、排水阀Ⅰ、排水阀Ⅱ、进粉阀；水冷装置设有液面监测传感器，进水口在预定水位线上，液面达到预定水位时进水阀门将自动关闭，未达到预定水位，阀门可手动控制；冷却室水底设有电机搅拌器；冷却室下面设有排水室，排水控制阀1控制冷却水和金属颗粒进入排水室，排水阀2控制排水室废水的排出；排水室下部设有倒圆台储粉空间，该处设有进粉阀控制潮湿的粉末进入干燥箱；所述真空干燥装置由干燥温控器；氮气调速器；氮气动力阀；干燥出粉开关；干燥箱；其中，干燥温控器可实现对干燥温度的实时调控；氮气动力阀、氮气调速器设置在干燥箱侧面，氮气作为干燥后粉末流动的驱动源；干燥出粉开关控制干燥箱与筛分装置的连接通道；所述出料筛分收集装置由筛分盘、旋转电机、旋转杆、筛分出粉开关、筛分孔、收粉倾斜通道和出粉口组成；其中，筛分盘上设有绕圆心均匀分布的密集筛粉孔，2个筛分盘孔径不同，孔径根据应用需求而定，分为粗中细三类；旋转电机与旋转杆相连，旋转杆从筛分盘中心穿过，为固定连接；筛分盘在旋转电机驱动下可正反转；筛分出粉开关控制筛分空间与收粉倾斜通道的连通；收粉倾斜通道为倾斜结构，方便粉末的滚动收集；倾斜通道末端设有出粉口。2.如权利要求1所述的一种超声雾化再冷却法制备金属非晶粉末的装置，其特征在于：超声波发生器的超声波振动源能把50-60Hz的市电转化为高功率(300W-600W)的高频率(15kHz-100kHz)电源提供给压电式换能器，超声波发生器内还可根据需要集成有时序控制器，设定控制超声波发振时间和间歇时间。3.如权利要求1所述的一种超...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德军，章冬辉，王文昌，宋仁国，张静，闫保旭，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32