一种底孔式坩埚感应熔炼气雾化制粉装置及方法制造方法及图纸

提供一种新型气雾化制粉装置，包括：第一坩埚、第二坩埚、感应线圈、隔热部件、喷嘴、导液部件、塞杆、温度检测部件、夹持部件。还提供一种该新型气雾化制粉装置的装配方法。再提供一种新型气雾化制粉的方法。其优点在于：本发明专利技术的新型气雾化制粉装置及装配方法简单有效；同时基于制粉方法，可快速完成相应制粉实验。

A bottom hole type induction melting and atomization pulverizing device and method

【技术实现步骤摘要】
一种底孔式坩埚感应熔炼气雾化制粉装置及方法
本专利技术涉及金属增材制造领域、气雾化制粉领域，尤其涉及一种底孔式坩埚感应熔炼气雾化制粉装置及方法。
技术介绍
金属增材制造技术被誉为“第三次革命”技术，现阶段已在航空航天、医疗植入、汽车、模具以及原型件设计等方面取得应用，未来在高端装备的关键复杂零件上还会有更大的应用空间。虽然现阶段金属增材制造已有应用，但受限于材料技术，能够通过增材制造成熟加工的合金材料总共仅20～30种，许多复杂零件无法采用其原始设计材料进行增材制造，而仅能采用304/316不锈钢等工艺较为成熟的材料做替代，但最终输出的不是零件，仅为模型。未来，随着金属增材制造加工技术的发展，复杂零件一定会采用自身材料进行增材制造加工，同时金属增材制造加工特点不同于传统铸造或锻造加工，为了更好的发挥出增材制造的加工潜力，一定会有增材制造专用合金材料面市。那么，未来金属增材制造会对更多合金材料有需求。金属增材制造的原材料主要为粉材，而气雾化制粉是主流的合金制粉技术。为了满足金属增材制造所需的种类繁多的原材料，研究者需要充分挖掘气雾化制粉技术在定制化制粉方面的潜力。然而，现有关于气雾化制粉装备及方法的专利都是描述气雾化如何大批量制备合金粉材，如CN109641276A。如果采用此类大批量生产型气雾化制粉设备试制新材料势必会造成极大的材料浪费。为了灵活熔炼新材料，需要利用像CN207222887U与CN204545419U一样的关键小巧部件与设备来简化熔炼-雾化工序，在节省材料的同时可快速完成新材料的试验。CN109641276A仅能在新材料的金属增材制造加工工艺摸索成熟后，方可大批量生产。前期的新材料成分设计及优化过程中，如果利用其技术方案，将造成极大的设备及材料浪费。CN204545419U涉及到底孔式坩埚感应熔炼气雾化制粉，但其更多的是偏重更大范畴的设备整体构造，在设备关键位置的构造、装配方法及制粉工艺流程与参数并未提及。另外，在实际气雾化制粉实验或生产中，会面临导液管与内坩埚“漏液”问题与导液管与塞杆贴合度差问题，前者会造成雾化喷嘴或设备被合金熔液“烫坏”，后者会造成导液管堵塞无法进行后续雾化过程，该专利对此类工程问题都未提及。CN207222887U技术方案同样涉及到底孔式坩埚感应熔炼，但实则此专利是制备非晶合金带材的装置，虽然能够满足气雾化单坩埚熔炼且导流的需求，但该技术方案并未涉及到气雾化制粉的技术要点。首先，金属增材制造常用材料(如高温合金、钛合金、钢)熔点都在1300℃以上，远高于大多数非晶材料的玻璃化温度，故两者的熔炼温度条件是不同的，气雾化制粉需要添加热电偶，同时高温熔液在通往雾化过程中需要有专门的导液管，不然会烫坏装置。其次，1300℃以上的合金熔液粘度系数小，流动性较佳，如果导液管与坩埚配合不好，会造成合金熔液漏液，一则浪费材料，二则可能造成设备损害。最后，该技术方案的坩埚采用的是“圆筒形”结构，底部的一些熔液可能会粘附在底面较多，造成材料浪费。现有气雾化制粉装置及技术方案无法满足小型定制化新材料合金粉材试制，本技术方案仅采用含一套熔炼电源、线圈及坩埚，就可实现小批量定制化制粉。同时，本技术方案提供各关键部件的装配方式、制粉流程及工艺方法，相比其他类似专利，本技术方案可切实完成小批量定制化制粉。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种底孔式坩埚感应熔炼气雾化制粉装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：提供一种新型气雾化制粉装置，安装于一气雾化制粉设备，包括：第一坩埚，用于防止合金熔液向外流出损伤设备；第二坩埚，所述第二坩埚设置在所述第一坩埚的内部，所述第一坩埚和第二坩埚之间设置有填充层，用于合金熔炼的盛装；感应线圈，所述感应线圈套设在所述第一坩埚的外部，利用电磁感应原理加热并熔化所述第二坩埚内装的合金；隔热部件，所述隔热部件设置在所述第一坩埚的底部，用于支撑并找平所述第一坩埚，同时可以减少其上端的热量传递给下端；喷嘴，所述喷嘴设置在所述隔热部件的下部，用于对合金熔液进行粉碎；导液部件，所述导液部件的第一端依次贯穿所述第二坩埚、所述第一坩埚、所述隔热部件和所述喷嘴设置，所述导液部件的第二端与所述第二坩埚过盈配合，用于将所述第二坩埚中熔炼完毕的合金熔液引流到所述喷嘴处；塞杆，所述塞杆为中空结构，所述塞杆的第一端与所述导液部件的第二端接触，用于顶住所述导液部件，通过其上升或下降控制合金液流进入所述导液部件；温度检测部件，所述温度检测部件设置在所述塞杆的内部，用于监测合金熔液温度；夹持部件，所述夹持部件与所述塞杆的第二端连接，用于连接所述塞杆和其上的传统装置，以保证所述塞杆能够在竖直方向上移动，并传递压力至所述塞杆，以保证顶住所述塞杆。优选地，所述导液部件包括：第一中空管，所述第一中空管的第二端与所述第二坩埚过盈配合；第二中空管，所述第一中空管嵌套所述第二中空管设置，所述第二中空管与所述第一中空管共轴设置。优选地，所述第一中空管嵌套所述第二中空管的第二端设置。优选地，所述夹持部件包括：第一夹持元件；第二夹持元件，所述第二夹持元件设置在所述第一夹持元件的下方；若干弹性元件，所述第一夹持元件和所述第二夹持元件通过若干所述弹性元件连接；若干限位元件，所述第二夹持元件通过若干所述限位元件与所述塞杆的第二端连接。优选地，还包括：若干固定部件10，若干所述固定部件10分布设置在所述第一坩埚和所述感应线圈之间；所述固定部件10与所述隔热部件垂直连接。进一步地，所述填充层为镁砂，其粒径为3-5mm。进一步地，所述固定部件10为废旧刚玉塞杆。进一步地，还包括：所述第二坩埚和所述第一中空管第二端之间设置有第二填充层。进一步地，所述第二填充层为镁砂和水玻璃的混合物；其中，所述镁砂的粒径小于200μm；其中，以体积百分比计，所述镁砂:所述水玻璃为2:1。还提供一种如上所述的新型气雾化制粉装置的装配方法，包括以下步骤：步骤A1、将所述喷嘴、所述隔热部件和所述感应线圈依次安装在气雾化制粉设备的预设接口处；步骤A2、将所述第二坩埚放置于所述第一坩埚的内部；步骤A3、将所述填充层填充于所述第一坩埚和所述第二坩埚之间；步骤A4、将装有所述第二坩埚和所述填充层的所述第一坩埚放置在所述隔热部件上，并位于所述感应线圈的内部；步骤A5、将所述导液部件的第一端依次贯穿所述第二坩埚、所述第一坩埚、所述隔热部件和所述喷嘴设置；步骤A6、将所述塞杆的第一端顶住所述导液部件的第二端设置；步骤A7、将所述温度检测部件安装在所述塞杆的内部。优选地，在所述步骤A4中，包括：步骤A41、将装有所述第二坩埚和所述填充层的所述第一坩埚放置在所述隔热部件上，并位于所述感应线圈的内部；步骤A42、将一同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型气雾化制粉装置，安装于一气雾化制粉设备，其特征在于，包括：/n第一坩埚；/n第二坩埚，所述第二坩埚设置在所述第一坩埚的内部，所述第一坩埚和第二坩埚之间设置有填充层；/n感应线圈，所述感应线圈套设在所述第一坩埚的外部；/n隔热部件，所述隔热部件设置在所述第一坩埚的底部；/n喷嘴，所述喷嘴设置在所述隔热部件的下部；/n导液部件，所述导液部件的第一端依次贯穿所述第二坩埚、所述第一坩埚、所述隔热部件和所述喷嘴设置，所述导液部件的第二端与所述第二坩埚过盈配合；/n塞杆，所述塞杆为中空结构，所述塞杆的第一端与所述导液部件的第二端接触；/n温度检测部件，所述温度检测部件设置在所述塞杆的内部；/n夹持部件，所述夹持部件与所述塞杆的第二端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型气雾化制粉装置，安装于一气雾化制粉设备，其特征在于，包括：
第一坩埚；
第二坩埚，所述第二坩埚设置在所述第一坩埚的内部，所述第一坩埚和第二坩埚之间设置有填充层；
感应线圈，所述感应线圈套设在所述第一坩埚的外部；
隔热部件，所述隔热部件设置在所述第一坩埚的底部；
喷嘴，所述喷嘴设置在所述隔热部件的下部；
导液部件，所述导液部件的第一端依次贯穿所述第二坩埚、所述第一坩埚、所述隔热部件和所述喷嘴设置，所述导液部件的第二端与所述第二坩埚过盈配合；
塞杆，所述塞杆为中空结构，所述塞杆的第一端与所述导液部件的第二端接触；
温度检测部件，所述温度检测部件设置在所述塞杆的内部；
夹持部件，所述夹持部件与所述塞杆的第二端连接。


2.根据权利要求1所述的新型气雾化制粉装置，其特征在于，所述导液部件包括：
第一中空管，所述第一中空管的第二端与所述第二坩埚过盈配合；
第二中空管，所述第一中空管嵌套所述第二中空管设置，所述第二中空管与所述第一中空管共轴设置。


3.根据权利要求2所述的新型气雾化制粉装置，其特征在于，
所述第一中空管嵌套所述第二中空管的第二端设置。


4.根据权利要求1所述的新型气雾化制粉装置，其特征在于，所述夹持部件包括：
第一夹持元件；
第二夹持元件，所述第二夹持元件设置在所述第一夹持元件的下方；
若干弹性元件，所述第一夹持元件和所述第二夹持元件通过若干所述弹性元件连接；
若干限位元件，所述第二夹持元件通过若干所述限位元件与所述塞杆的第二端连接。


5.根据权利要求1所述的新型气雾化制粉装置，其特征在于，还包括：
若干固定部件，若干所述固定部件分布设置在所述第一坩埚和所述感应线圈之间；所述固定部件与所述隔热部件垂直连接。


6.一种如权利要求1～5任一所述的新型气雾化制粉装置的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A1、将所述喷嘴、所述隔热部件和所述感应线圈依次安装在气雾化制粉设备的预设接口处；
步骤A2、将所述第二坩埚放置于所述第一坩埚的内部；
步骤A3、将所述填充层填充于所述第一坩埚和所述第二坩埚之间；
步骤A4、将装有所述第二坩埚和所述填充层的所述第一坩埚放置在所述隔热部件上，并位于所述感应线圈的内部；
步骤A5、将所述导液部件的第一端依次贯穿所述第二坩埚、所述第一坩埚、所述隔热部件和所述喷嘴设置；
步骤A6、将所述塞杆的第一端顶住所述导液部件的第二端设置；
步骤A7、将所述温度检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊恩想，刘小欣，吴欢欢，苏青，付超，廖文俊，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31