一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备制造技术

本实用新型专利技术属于粉末冶金领域，公开一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，用以解决单一雾化机制导致的粉末孔隙率高和细粉产率低的问题。该设备包括：加速箱、雾化仓和粉末收集装置；加速箱水平设在雾化仓一侧，与雾化仓相连通，雾化仓底部与粉末收集装置相连通。加速箱内的第一加速转筒和第二加速转筒水平设在箱体底部，构成V型放料区，金属线材放置在V型放料区，金属线材的正上方设有可沿箱体上下移动的限位转筒，金属线材一端伸入雾化仓内，另一端连接推料装置。电机和传动装置设在箱体底部，传动装置的两个输出轴连接两个加速转筒，其输入轴连接电机。雾化仓侧壁设有等离子炬，等离子炬连接压气装置，雾化仓外侧设有水冷系统。

【技术实现步骤摘要】
一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备
本技术涉及粉末冶金
，尤其涉及一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备。
技术介绍
目前，雾化法制备的金属粉末是热等静压、增材制造、金属注塑成型等工艺的主要原料，用于上述工艺的原料粉体需要具有球形或近球形的形貌，较细的尺寸，较好的流动性，较低的杂质含量，以满足充型能力和最终零件性能的要求。目前，球形金属粉末的主要制备方法是气体雾化和离心雾化。气体雾化的雾化能量主要来自于高速气体的动能，这样就增加了气体与金属液体的接触频率，使得粉体中含有气孔，而气孔残留在零件中就会显著降低成型件的疲劳等力学性能。离心雾化的雾化能量主要来自于离心力，因而气体不占据显著贡献，因此具有较高的致密度和较好的表面光洁度。然而，离心雾化(如等离子旋转电极雾化法)，其雾化后粉体平均粒度与金属熔体的表面张力、密度、熔池直径和雾化转速有关，而表面张力、密度和熔池直径对于一个稳定的离心雾化过程均是定值，因而实际粉体平均粒度主要与转速有关，转速越高，则得到粉末越细。以目前工业常用的钛合金为例，激光选区增材制造和金属注塑成型等技术所需要的球形粉末粒度通常小于50μm，以下将粒度为d＜50μm的粉末称为细粉，而气体雾化法的细粉收率为30wt％，且气体雾化法的气孔问题较难根除。对于等离子旋转电极法，目前商用技术的极限转速在30000rpm左右，该技术下的上述钛粉细粉收率通常<15wt％，这使得该法生产钛粉的产率较低，成本较高。因此，就现有技术来讲，存在雾化制粉的孔隙率高和细粉收率低的问题。
技术实现思路
为了解决以上问题，本技术提供一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，解决了单一雾化原理的设备在生产中存在的问题，在大幅度提高金属粉体雾化效率和细粉收率的同时，降低了粉末孔隙率，进而提高了球形粉末的质量，降低了金属细粉的生产成本。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以解决。本技术提供的一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，包括：加速箱、雾化仓和粉末收集装置；所述加速箱水平设置在所述雾化仓的一侧，且所述加速箱与所述雾化仓相连通，所述雾化仓的底部通过排料通道与所述粉末收集装置相连通；所述加速箱包括箱体、推料装置、电机、传动装置、第一加速转筒、第二加速转筒和限位转筒；所述第一加速转筒和所述第二加速转筒水平设置在所述箱体的底部，且所述第一加速转筒和所述第二加速转筒的上表面构成V型放料区，所述V型放料区内放置有金属线材；所述金属线材的正上方设有所述限位转筒，所述限位转筒设置于所述箱体上，所述限位转筒可沿所述箱体上下移动；所述金属线材远离所述雾化仓的一端设置有推料装置；所述电机和所述传动装置设置在所述箱体的底部，所述传动装置包含两个输出轴，两个所述输出轴分别连接所述第一加速转筒的转轴和所述第二加速转筒的转轴，所述传动装置的输入轴连接所述电机；所述雾化仓的侧壁上设置有等离子炬，且所述等离子炬的喷口朝向所述金属线材的伸入所述雾化仓的一端的端面，所述等离子炬的进气口连接有压气装置，所述雾化仓的外侧沿雾化仓的外表面设置有水冷装置。根据本技术的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，加速箱水平设置在雾化仓的一侧，且加速箱与雾化仓相连通，雾化仓的底部通过排料通道与粉末收集装置相连通，使整个设备内部互相连通。第一加速转筒和第二加速转筒水平设置在箱体的底部，构成V型放料区，V型放料区内放置金属线材，金属线材的正上方设有限位转筒，限位转筒设置于箱体上，并可沿箱体上下移动，方便金属线材的取放，同时可适用于不同直径规格的金属线材。金属线材远离雾化仓的一端设置有推料装置，推料装置由顶针、滑轮和两个滑轨组成，顶针的针尖顶住金属线材远离雾化仓的一端的端面，顶针的棒身与滑轮的支架焊接固定，两个滑轨分别设置在箱体的顶部和底部，滑轮通过伺服电机驱动，并沿滑轨左右移动，从而带动顶针推动金属线材向雾化仓内运动。电机和传动装置设置在箱体的底部，传动装置包含两个输出轴，两个输出轴分别连接第一加速转筒的转轴和第二加速转筒的转轴，传动装置的输入轴连接电机，电机通过传动装置扩大转速，从而使第一加速转筒和第二加速转筒的转速增大至试验所需的转速要求。加速箱的底部连接有真空系统和惰性气瓶，用于实现整个设备的抽真空操作和惰性气体充入操作。雾化仓的侧壁上设置有等离子炬，且等离子炬的喷口朝向金属线材的伸入所述雾化仓的一端的端面，使等离子射流正好打在金属线材端面，等离子炬的进气口通过管路与压气装置连接，使等离子炬内气体具有一定压力，便于形成等离子射流，雾化仓的外侧沿雾化仓的外表面设置有水冷装置，使雾化后的金属液滴迅速冷却成金属粉末。本技术通过调节限位转筒的位置，使金属线材与限位转筒、第一加速转筒和第二加速转筒均外切，启动电机使第一加速转筒和第二加速转筒转动并带动金属线材做离心运动，然后打开等离子炬进行雾化，这样就可以使金属线材同时进行离心和二流雾化，由此得到的粉末粒度更细，粉末球形度更好，细粉收率更高。作为优选的，所述限位转筒通过直角杆连接在所述箱体上，所述箱体的内壁上设置有竖直滑槽，所述直角杆的水平段伸入所述限位转筒内，所述直角杆的水平段的端部设置有轴承，所述轴承的外表面紧贴所述限位转筒的内壁；所述直角杆的竖直段的端部连接有滚轮，所述滚轮装配在所述竖直滑槽内。根据本技术的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，限位转筒通过直角杆连接在箱体上，直角杆的水平段伸入限位转筒内，直角杆的水平段的端部与轴承的内壁固定连接，轴承的外表面紧贴限位转筒的内壁，使限位转筒转动时直角杆固定，直角杆的竖直段的端部通过滚轮支架与滚轮焊接固定，滚轮通过伺服电机驱动在竖直滑槽内上下运动，以此带动限位转筒上下移动，并可以固定限位转筒在竖直方向的任意位置。作为优选的，所述雾化仓的侧壁上还水平连通有第一风道和第二风道，且所述第一风道和所述第二风道分别分布在等离子炬的两侧；所述第一风道内设置有第一风机，所述第二风道内设置有第二风机；所述第一风道和所述第二风道分别与所述粉末收集装置相连通。根据本技术的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，雾化仓的侧壁上水平连通第一风道和第二风道，且第一风道和第二风道分别分布在等离子炬的两侧，第一风道内设置有第一风机，第一风机的前端设有第一滤网，第二风道内设置有第二风机，第二风机的前端设有第二滤网。第一风道和第二风道分别与粉末收集装置相连通，保证设备内气体循环。作为优选的，所述第一风机的前端设有第一滤网，所述第二风机的前端设有第二滤网。根据本技术的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，第一风机和第二风机前设置滤网为了避免金属液滴在雾化过程中进入第一风道和第二风道，损伤风机。作为优选的，所述粉末收集装置包括细粉收集器、废料收集器和细粉通道，所述细粉通道为斜坡状，且与所述排料通道相连通，所述排料通道倾斜设置，所述细粉通道靠近所述排料通道的一侧连通有所述细粉收集器，所述细粉收集器的进料口设置有筛板，所述细粉通道的最低端连接所述废料收集器。根据本技术的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，细粉通道为斜坡状，且与排料通道相连通，保证粉末能顺利落入细粉收集器，排料通道倾斜设置，使金属液滴首先落入排料通道进行冷却后顺利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，其特征在于，包括：加速箱(1)、雾化仓(2)和粉末收集装置(3)；所述加速箱(1)水平设置在所述雾化仓(2)的一侧，且所述加速箱(1)与所述雾化仓(2)相连通，所述雾化仓(2)的底部通过排料通道(23)与所述粉末收集装置(3)相连通；所述加速箱(1)包括箱体(4)、推料装置(5)、电机(6)、传动装置(7)、第一加速转筒(8)、第二加速转筒(9)和限位转筒(10)；所述第一加速转筒(8)和所述第二加速转筒(9)水平设置在所述箱体(4)的底部，且所述第一加速转筒(8)和所述第二加速转筒(9)的上表面构成V型放料区，所述V型放料区内放置有金属线材；所述金属线材的正上方设有所述限位转筒(10)，所述限位转筒(10)设置于所述箱体(4)上，并可沿所述箱体(4)上下移动；所述金属线材远离所述雾化仓(2)的一端设置有推料装置(5)；所述电机(6)和所述传动装置(7)设置在所述箱体(4)的底部，所述传动装置(7)包含两个输出轴，两个所述输出轴分别连接所述第一加速转筒(8)的转轴和所述第二加速转筒(9)的转轴，所述传动装置(7)的输入轴连接所述电机(6)；所述雾化仓(2)的侧壁上设置有等离子炬(11)，且所述等离子炬(11)的喷口朝向所述金属线材伸入所述雾化仓(2)的一端的端面，所述等离子炬(11)的进气口连接有压气装置(21)，所述雾化仓(2)的外侧沿雾化仓(2)的外表面设置有水冷装置(20)。...

【技术特征摘要】
1.一种离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，其特征在于，包括：加速箱(1)、雾化仓(2)和粉末收集装置(3)；所述加速箱(1)水平设置在所述雾化仓(2)的一侧，且所述加速箱(1)与所述雾化仓(2)相连通，所述雾化仓(2)的底部通过排料通道(23)与所述粉末收集装置(3)相连通；所述加速箱(1)包括箱体(4)、推料装置(5)、电机(6)、传动装置(7)、第一加速转筒(8)、第二加速转筒(9)和限位转筒(10)；所述第一加速转筒(8)和所述第二加速转筒(9)水平设置在所述箱体(4)的底部，且所述第一加速转筒(8)和所述第二加速转筒(9)的上表面构成V型放料区，所述V型放料区内放置有金属线材；所述金属线材的正上方设有所述限位转筒(10)，所述限位转筒(10)设置于所述箱体(4)上，并可沿所述箱体(4)上下移动；所述金属线材远离所述雾化仓(2)的一端设置有推料装置(5)；所述电机(6)和所述传动装置(7)设置在所述箱体(4)的底部，所述传动装置(7)包含两个输出轴，两个所述输出轴分别连接所述第一加速转筒(8)的转轴和所述第二加速转筒(9)的转轴，所述传动装置(7)的输入轴连接所述电机(6)；所述雾化仓(2)的侧壁上设置有等离子炬(11)，且所述等离子炬(11)的喷口朝向所述金属线材伸入所述雾化仓(2)的一端的端面，所述等离子炬(11)的进气口连接有压气装置(21)，所述雾化仓(2)的外侧沿雾化仓(2)的外表面设置有水冷装置(20)。2.根据权利要求1所述的离心辅助等离子雾化的金属粉末制备设备，其特征在于，所述限位转筒(10)通过直角杆(25)连接在所述箱体(4)上，所述箱体(4)的内壁上设置有竖直滑槽(12)；所述直角杆(25)的水平段伸入所述限位转筒(10)内，所述直角杆(25)的水平段的端部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军发，
申请(专利权)人：刘军发，
类型：新型
国别省市：陕西,61