一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴制造技术

一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，属于粉末冶金技术领域。该雾化喷嘴主要包括上盖、安装在上盖中心的导液管护套和下盖。其中，导液管护套中空部分为导液通道，在上盖下部为下盖，且下盖侧面有两处进气孔。当上盖和下盖封闭后形成气腔，联通气腔，以及喷嘴主轴线为中心环形分布在下盖下部的拉瓦尔（Laval）喷孔。本发明专利技术的优点是：本发明专利技术能减少气流紊流作用，使雾化过程顺利进行，并减少抽吸压力，使熔体流速变慢，使雾化更充分，能使熔体流出后直接被气流雾化，雾化更加充分，雾化效率提高。本发明专利技术所述的环孔气体雾化喷嘴与传统的喷嘴相比，雾化稳定，效率提高50%，而且制出的金属粉末颗粒度、球形度好，且分布窄，流动性好。

High efficiency annular gas atomizing nozzle for preparing spherical metal powder

The utility model relates to a high-efficiency ring-hole gas atomizing nozzle for preparing spherical metal powder, belonging to the powder metallurgy technical field. The atomizing nozzle mainly comprises an upper cover, a liquid guiding tube jacket and a lower cover arranged at the center of the upper cover. The hollow part of the sheath of the liquid guide pipe is the liquid guide passage, the lower part of the upper cover is the lower cover, and the side of the lower cover has two air inlets. When the upper cover and the lower cover are closed, a gas cavity, a combined ventilation cavity, and a Laval nozzle orifice with a central annular distribution at the lower part of the lower cover are formed. The invention has the advantages of reducing the turbulence effect of the air flow, smoothing the atomization process, reducing the suction pressure, slowing the melt flow rate, making the atomization more fully, making the melt directly atomized by the air flow after flowing out, making the atomization more fully and improving the atomization efficiency. Compared with the traditional nozzle, the annular hole gas atomizing nozzle has the advantages of stable atomization, 50% increase in efficiency, good granularity and sphericity of metal powder, narrow distribution and good fluidity.

【技术实现步骤摘要】
一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴。
技术介绍
随着金属3D打印技术、金属注射成型技术、热喷涂技术的发展，对金属粉末质量的要求越来越高，但现有技术和实际生产需要之间还存在一定差距，因此，高质量金属球形粉末的制备已成为雾化工艺和设备发展的主要方向。据统计，60%金属粉末采用雾化法生产，运用高速气流雾化是实现超细雾化有效可行的手段之一。其中，雾化喷嘴是雾化设备中最重要的组成部分，在整个雾化过程中，雾化喷嘴对雾化效率的高低及稳定性起着非常重要的作用，目前实际应用的雾化喷嘴在型式和结构方面多种多样，但迄今为止，这些雾化喷嘴尚无一套理论计算方法，对雾化喷嘴的设计还以经验、实验为主。通常根据液体的温度和生产粉末的要求，选择适当的雾化喷嘴型式。中国专利（CN1078928，公开日19931201）专利技术了自吸式超声速环形射流雾化器，在低压下雾化低熔点金属，但不适合高熔点金属的雾化，而且粉末粒度也较粗。中国专利（CN102837001A，公开日20121226）公开了一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴，该喷嘴的环缝没有收敛段，不符合拉瓦尔喷嘴的“收敛-扩张”的基本特征，其气流速度无法达到超音速，导致其雾化效率较低，且气体腔室与环缝相比太小，腔室气压很难稳定。因此，气流从环缝喷出，可能会有紊流或气流吹偏现象，存在喷嘴堵塞的风险。中国专利（CN102489711A，公开日20120613）公开了一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴，该喷嘴有拉瓦尔喷嘴所述的典型的“收敛-扩张”的基本特征，但是与一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴类似，气体临时存储腔室过小，环缝喷出的气流可能会有紊流，喷嘴在工作过程中存在堵塞的风险。中国专利（CN103273070A，公开日20130904）公开了一种可调式钛及钛合金熔液超细雾化喷嘴，该喷嘴的环缝虽然也具备“收敛-扩张”的特征，然而其喉部曲线不平滑，气流能量会在喉部出现较大损失，会减弱气流的出口速度。其次，与一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴、一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴类似的一点就是气体临时存储腔室也有过小的问题。传统喷嘴的导液管堵塞时经常需要拆卸喷嘴，这有可能引起雾化喷嘴与气流间的同心度发生偏差，从而引起导液管与气流间的同心度发生偏差，雾化时将加大雾化液滴的不均匀度，降低雾化效果，严重时会产生局部粘壁现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的雾化喷嘴存储腔室过小、存在紊流、工作过程中可能发生堵塞的问题，提供一种结构简单、气流出口处为laval型、带有导流套的制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，该环孔气体雾化喷嘴利用高速气流将金属熔体破碎成细小熔滴并凝固成粉末，制备出的球形金属粉末流动性好、粒度分布范围合适。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的环孔气体雾化喷嘴包括上盖、导液管护套、导液通道、下盖、多个进气孔、气腔及多个Laval喷孔；所述的上盖中部设有台肩孔，所述的导液管护套安装在上盖的台肩孔内，导液管护套的中空部分为导液通道，上盖下部连接有下盖，所述的下盖侧面设有多个进气孔，上盖和下盖之间封闭形成气腔，所述的多个Laval喷孔设置在下盖下部设有的台肩孔的台肩端面上，多个Laval喷孔与气腔连通。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：（1）本专利技术所述的环孔气体雾化喷嘴的喷孔设计成Laval型，与收缩管出口相比，气流的出口速度可提高一倍以上。能减少气流紊流作用，使雾化过程顺利进行，并减少抽吸压力，使熔体流速变慢，使雾化更充分，能使熔体流出后直接被气流雾化，雾化更加充分，雾化效率提高。本专利技术所述的环孔气体雾化喷嘴与传统的喷嘴相比，雾化稳定，效率提高50%，而且制出的金属粉末颗粒度、球形度好，且分布窄，流动性好。（2）本专利技术所述的环孔气体雾化喷嘴，锥形导液管护套套在喷嘴上，当雾化过程导液通道堵塞时，可轻易地将锥形导液管护套取出，而不用拆卸喷嘴，确保雾化喷嘴与气流间的同心度不发生偏差；锥形导液管护套套在喷嘴上也确保了喷嘴与护套的同心度不发生偏差，因此，当导液通道导入护套后，它与喷嘴的同心度也不发生偏差，这就保障了雾化时雾化液滴的均匀稳定。附图说明图1是本专利技术环孔气体雾化喷嘴的主剖视图。图2是环孔气体雾化喷嘴Laval喷孔分布图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一：本实施方式记载的是一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的环孔气体雾化喷嘴包括上盖1、导液管护套2、导液通道3、下盖4、多个进气孔5、气腔6及多个Laval喷孔7；所述的上盖1中部设有台肩孔，所述的导液管护套2安装在上盖1的台肩孔内，导液管护套2的中空部分为导液通道3，上盖1下部连接有下盖4，所述的下盖4侧面设有多个进气孔5，上盖1和下盖4之间封闭形成气腔6，所述的多个Laval喷孔7设置在下盖4下部设有的台肩孔的台肩端面上，多个Laval喷孔7与气腔6连通。所述的环孔气体雾化喷嘴各部件之间通过密封圈密封，使用螺栓连接。具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的导液管护套2由纯铜制成。具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的导液管护套2下部外形为倒置的圆台体，导液管护套2下部与上盖1的台肩孔相配合。具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的导液通道3直径为6~10mm。具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的导液管护套2下部伸出下盖4的台肩孔外的长度为2~5mm。具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，如图2所示，所述的多个Laval喷孔7位于同一圆周上且均布设置，多个Laval喷孔7的数量为20~24个，该圆周直径为D，D=16~20mm。高压惰性气体由进气孔5进入气腔6，然后通过Laval喷孔7喷出。具体实施方式七：具体实施方式六所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的Laval喷孔7由进气口至出气口方向依次由收缩段10、喉部9和扩张段8构成，所述的收缩段10连通气腔6。具体实施方式八：具体实施方式七所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，每个所述的Laval喷孔7的中心线下端均向导液管护套2中心线一侧倾斜设置，每个所述的Laval喷孔7的中心线与导液管护套2中心线之间的夹角为喷射顶角θ，θ为22.5°~30°。实施例1：使用图1所示的喷嘴结构，气体流量为5Nm3/min（氩气），喷嘴的最高使用压力为4.0MPa；喷嘴导液管护套为纯铜制成，导液通道直径为6mm，伸出下喷嘴的气流出口端为2mm；环孔的中心圆直径D为16mm；喷射顶角θ为22.5°；以钛合金TA1为雾化对象进行粉末的雾化试验，试验合金为10kg，雾化温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，其特征在于：所述的环孔气体雾化喷嘴包括上盖（1）、导液管护套（2）、导液通道（3）、下盖（4）、多个进气孔（5）、气腔（6）及多个Laval喷孔（7）；所述的上盖（1）中部设有台肩孔，所述的导液管护套（2）安装在上盖（1）的台肩孔内，导液管护套（2）的中空部分为导液通道（3），上盖（1）下部连接有下盖（4），所述的下盖（4）侧面设有多个进气孔（5），上盖（1）和下盖（4）之间封闭形成气腔（6），所述的多个Laval喷孔（7）设置在下盖（4）下部设有的台肩孔的台肩端面上，多个Laval喷孔（7）与气腔（6）连通。

【技术特征摘要】
1.一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，其特征在于：所述的环孔气体雾化喷嘴包括上盖（1）、导液管护套（2）、导液通道（3）、下盖（4）、多个进气孔（5）、气腔（6）及多个Laval喷孔（7）；所述的上盖（1）中部设有台肩孔，所述的导液管护套（2）安装在上盖（1）的台肩孔内，导液管护套（2）的中空部分为导液通道（3），上盖（1）下部连接有下盖（4），所述的下盖（4）侧面设有多个进气孔（5），上盖（1）和下盖（4）之间封闭形成气腔（6），所述的多个Laval喷孔（7）设置在下盖（4）下部设有的台肩孔的台肩端面上，多个Laval喷孔（7）与气腔（6）连通。2.根据权利要求1所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，其特征在于：所述的导液管护套（2）由纯铜制成。3.根据权利要求1所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，其特征在于：所述的导液管护套（2）下部外形为倒置的圆台体，导液管护套（2）下部与上盖（1）的台肩孔相配合。4.根据权利要求1所述的一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：安徽哈特三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34