一种低氧金属粉末制备用一体机及制备方法技术

本发明专利技术提供一种低氧金属粉末制备用一体机及制备方法，该装置包括电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统以及动力装置，制粉过程一体化，保证了制粉过程的密封性，解决了现有技术中出装料过程的氧化现象，且结构简单，使用方便，成本较低，便于自动化控制；该方法通过集成高温正压吸氢、惰性气体保护微正压制粉、高温负压脱氢制粉工艺于一体，工艺周期短，全程密封保护，安全可靠，且保证了金属粉末中的氧含量保持在要求范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种低氧金属粉末制备用一体机及制备方法
本专利技术涉及金属粉末加工
，尤其涉及一种低氧金属粉末制备用一体机及制备方法。
技术介绍
氧化是所有金属粉末的固有性质，一般来说，这些氧化物的存在会对通过这些粉末制备的成品的性质产生不利影响，从而得到较低品质的产品。例如，3D打印、热等静压、金属注射成型用金属粉末的含氧量的高低对产品性能有着直接关系，其含氧量越低，成型效果越好。在申请号为CN200780036469.9的专利技术专利中，公开了一种用于制备纯度至少高达起始粉末的纯度、氧含量等于或小于10ppm的金属粉末的方法，所述方法包括在惰性气氛中、在1－10-7巴的压力下加热以氧化物形式总共含有50－3000ppm氧的所述金属粉末至其中的氧化物变得热力学不稳定的温度，通过挥发除去产生的氧。所述金属粉末优选自钽、铌、钼、铪、锆、钛、钒、铼和钨。本专利技术还涉及通过所述方法生产的粉末以及这些粉末在冷喷涂工艺中的应用。但是该方法的实施需要找到使氧化物变得不稳定并且挥发而金属仍能继续保持在冷凝相中的热力学参数，所需工艺要求高，存在一定的不稳定性，使其工艺不稳定而成本相对较高。在申请号为CN201721558493.6的技术专利中，公开了一种制备低氧球形金属粉末的设备，其中，该设备包括：雾化室、保护气循环装置、激光器光学系统、高频振动装置和集粉器；雾化室的相对两侧面分别形成有进气口和出气口，雾化室底面靠近进气口的位置形成有光学系统安置孔；保护气循环装置的两端分别连接在雾化室的进气口和出气口；激光器光学系统设置在雾化室的底面，激光器光学系统通过所述光学系统安置孔能够将激光束发射进入雾化室内部；所述高频振动装置位于雾化室内部，固定在高频振动装置上的金属棒的表面能够被激光器光学系统发出的激光束照射；集粉器位于雾化室下方，与雾化室内部相通。该设备主要通过激光器光学系统与高频振动装置使金属棒被粉末化，但是金属棒表面上的氧化层使氧得以保留在金属粉末中，无法除去，这些氧化金属粉末会对产品的性能产生一定的影响。目前，在金属粉末的加工过程中，需要对金属原料进行氢化、制粉、脱氢再制粉的过程，但是现在所用粉末生产线设备落后，工序分散流程长，工艺集成度差，设备单机产能低，总成本较高，原料到产品加工质量品级低，达不到工艺要求。现有的制粉过程需要将氢化后的原料装出，转至球磨机中再加工磨粉，出装料的过程，产品极易被氧化，导致产品的氧含量过高，无法达到工艺要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种低氧金属粉末制备用一体机，该装置包括电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统以及动力装置，制粉过程一体化，保证了制粉过程的密封性，解决了现有技术中出装料过程的氧化现象，且结构简单，使用方便，成本较低，便于自动化控制。本专利技术的另一个目的在于提供了一种低氧金属粉末制备方法，该方法通过集成高温氢化、高温脱氢制粉工艺于一体，工艺周期短，全程密封保护，安全可靠，且保证了金属粉末中的氧含量保持在要求范围内。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种低氧金属粉末制备用一体机，包括有电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统和动力装置，所述反应弹体设置在所述电阻丝加热炉内，且通过所述动力装置带动所述反应弹体周向旋转，所述正负压力系统设置在所述反应弹体的一侧，且与所述反应弹体可拆卸连接，所述反应弹体的内部设置有在轴向上逐渐靠近轴心的送料叶片，所述送料叶片的一侧设置有用于出料的不锈钢磨球挡板，所述不锈钢磨球挡板的另一侧设置有螺旋向外的出料叶片。进一步，所述反应弹体的两侧分别设置有进料口和出料口，所述进料口的一侧上设置有挡板阀，所述正负压力系统包括有进气管、排气阀和压力表，所述进气管设置在所述挡板阀上远离进料口的一侧，所述排气阀与压力表设置在所述挡板阀的另一侧，所述进气管与所述进料口之间采用磁流体动密封连接。更进一步，所述进气管上分别设置有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口通入氢气，所述第二进气口通入惰性气体。进一步，所述正负压力系统包括有真空波纹管和粉末过滤器，所述真空波纹管的一端依次连接有罗茨泵和滑阀泵，所述真空波纹管的另一端通过真空阀与所述粉末过滤器连接。进一步，所述电阻丝加热炉在轴向上设置有用于容纳所述反应弹体的安装孔，所述反应弹体穿过所述安装孔，且与所述电阻丝加热炉可旋转连接。进一步，所述动力装置包括有电机和传动带，所述传动带的数量为2个，且分别连接反应弹体的两端，所述电机的主动轴通过所述传动带带动所述反应弹体周向旋转。进一步，所述不锈钢磨球挡板上设置有复数个滤孔，所述滤孔的内径尺寸小于不锈钢磨球的外径尺寸。一种低氧金属粉末制备方法，包括有如下步骤：S1、反应弹体由进料工位连接自动填料装置，完成自动填料过程；S2、填料完成后，反应弹体由进料工位运行至氢化制粉脱氢工位，并连接正负压力系统；S3、打开真空阀和挡板阀，将反应弹体抽真空至压强为10-4-10-3Pa，打开电阻丝加热炉，将反应弹体加热至100-200℃，保温1-2h；S4、关闭真空阀，将反应弹体的温度升至300-600℃，充氢气保证反应弹体内压强为0.5-1.5MPa，同时开启电机，使反应弹体的转速为5-10转/h；S5、打开真空阀，抽真空至10-4-10-3Pa，关闭电阻丝加热炉，使反应弹体温度降至15-25℃后，充入惰性气体至反应弹体内压强为0.13-0.2MPa；S6、开启电机，将反应弹体的转速调至20-30转/min，转动30-60min；S7、打开真空阀，抽真空至10-4-10-3Pa，打开电阻丝加热炉，将反应弹体升温至550-700℃，保温10-20h；S8，关闭电阻丝加热炉，待反应弹体温度降至15-25℃后，充入惰性气体至0.13-0.2MPa；S9、将反应弹体运行至出料工位，连接自动出料装置，得到低氧金属粉末。进一步，所述步骤S4还包括氢化热处理至反应弹体内压强1小时恒定不变，反应时间为6-8小时。进一步，所述步骤S9得到的低氧金属粉末的含氧量小于0.13％，含氮量小于0.02％，含氢量小于0.01％。进一步，所述步骤S9得到的低氧金属粉末为钛粉末或者钛合金粉末；其中，所述钛合金粉末包含铝元素和钒元素。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术所提供的一种低氧金属粉末制备用一体机及制备方法，该装置包括电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统以及动力装置，制粉过程一体化，保证了制粉过程的密封性，解决了现有技术中出装料过程的氧化现象，且结构简单，使用方便，成本较低，便于自动化控制；该方法通过集成高温正压吸氢、惰性气体保护微正压制粉、高温负压脱氢制粉工艺于一体，工艺周期短，全程密封保护，安全可靠，且保证了金属粉末中的氧含量保持在要求范围内。附图说明图1为本专利技术实施例低氧金属粉末制备用一体机的结构示意图。图2为本专利技术实施例低氧金属粉末制备方法的加工工序图。图3为本专利技术实施例低氧金属粉末制备方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氧金属粉末制备用一体机，包括有电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统和动力装置，其特征在于，所述反应弹体设置在所述电阻丝加热炉内，且通过所述动力装置带动所述反应弹体周向旋转，所述正负压力系统设置在所述反应弹体的一侧，且与所述反应弹体可拆卸连接，所述反应弹体的内部设置有在轴向上逐渐靠近轴心的送料叶片，所述送料叶片的一侧设置有用于出料的不锈钢磨球挡板，所述不锈钢磨球挡板的另一侧设置有螺旋向外的出料叶片。

【技术特征摘要】
1.一种低氧金属粉末制备用一体机，包括有电阻丝加热炉、反应弹体、正负压力系统和动力装置，其特征在于，所述反应弹体设置在所述电阻丝加热炉内，且通过所述动力装置带动所述反应弹体周向旋转，所述正负压力系统设置在所述反应弹体的一侧，且与所述反应弹体可拆卸连接，所述反应弹体的内部设置有在轴向上逐渐靠近轴心的送料叶片，所述送料叶片的一侧设置有用于出料的不锈钢磨球挡板，所述不锈钢磨球挡板的另一侧设置有螺旋向外的出料叶片。2.根据权利要求1所述的低氧金属粉末制备用一体机，其特征在于，所述反应弹体的两侧分别设置有进料口和出料口，所述进料口的一侧上设置有挡板阀，所述正负压力系统包括有进气管、排气阀和压力表，所述进气管设置在所述挡板阀上远离进料口的一侧，所述排气阀与压力表设置在所述挡板阀的另一侧，所述进气管与所述进料口之间采用磁流体动密封连接。3.根据权利要求2所述的低氧金属粉末制备用一体机，其特征在于，所述进气管上分别设置有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口通入氢气，所述第二进气口通入惰性气体。4.根据权利要求1或2所述的低氧金属粉末制备用一体机，其特征在于，所述正负压力系统包括有真空波纹管和粉末过滤器，所述真空波纹管的一端依次连接有罗茨泵和滑阀泵，所述真空波纹管的另一端通过真空阀与所述粉末过滤器连接。5.根据权利要求1所述的低氧金属粉末制备用一体机，其特征在于，所述电阻丝加热炉在轴向上设置有用于容纳所述反应弹体的安装孔，所述反应弹体穿过所述安装孔，且与所述电阻丝加热炉可旋转连接。6.根据权利要求1所述的低氧金属粉末制备用一体机，其特征在于，所述动力装置包括有电机和传动带，所述传动带的数量为2个，且分别连接反应弹体的两端，所述电机的主动轴通过所述传动带带动所述反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昭，布国亮，杨万朋，成佳佳，杨群，贺利鹏，
申请(专利权)人：西安嘉业航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61