【技术实现步骤摘要】
一种电弧辅助的等离子雾化制备球形金属粉末的方法及设备
本专利技术涉及粉末冶金和先进制造
,具体涉及一种等离子雾化制备球形金属粉末
技术介绍
球形金属粉末广泛应用于航天、冶金和医疗等制造行业。随着行业的飞速发展,对金属粉末的性能也提出了更高的要求。目前对粉末的需求主要包括,流动性好、松装密度高和纯净度好等方面。高性能粉末需求的日益增加对粉末制备技术提出了更大的挑战。目前,球形金属粉末制备方法主要有球化法、离心法和气雾化法。离心法以旋转电极法为代表,它是通过热源加热金属棒材使之熔化的同时棒材快速转动,熔融金属液流在离心力的作用下被甩出并在惰性气体作用下被击碎成细小液滴冷却凝固形成粉末。使用旋转电极法制备的粉末纯净度高,球形度好,但由于其粉末粒度主要取决于电机转速,所以细粉产量较低。气雾化法所制备粉末性能优异,是现在制备球形金属粉末的主要方法。其中使用较多且应用最广泛的是感应加热气雾化法,其制备的粉末球形度高,粉末粒径分布合理。感应加热气雾化法又可分为真空感应气雾化法(VIGA)和电极感应熔化气雾化法(EIGA)。其中真空感应气雾化(VIGA)法在金属材料熔化过程中使用坩埚,熔融金属液体会被坩埚污染,导致粉末纯净度降低;电极感应熔化气雾化(EIGA)法采用感应线圈加热金属材料,不使用坩埚,保证了粉末的纯净度,但两种方法在制粉过程中都需要使用大量惰性气体,粉末成本较高。等离子雾化法是使用等离子射流作为主要热源加热熔化丝材,并通过高速的气体射流将熔融的液滴击碎,使之雾化形成粉末。这种方法制备的粉 ...
【技术保护点】
1.一种等离子雾化制备球形金属粉末的设备,其特征在于:等离子发生器(1),包括铜制阴极座、钨制阴极、铜制阳极座、铜制阳极(2)和绝缘块(4),其中阴极座上设有阴极水冷口(3),阳极座上设有阳极水冷口(5),阳极上设有斜向送丝孔道,绝缘块上设有气体孔道,其中惰性气体输入流量为50-300l/min,气压为0.4-0.8MPa;电源,包括直流恒流等离子发生器电源和直流恒压辅助电源(20),其中直流恒流等离子发生器电源电流范围是100-800A、电压范围是20-100V,直流恒压辅助电源电压范围是10-50V、电流范围是100-300A;真空雾化室,包括水冷盖(6)、视镜(7)、上水冷出口(8)、下水冷入口(9)、真空桶体(10)、压力表(11)、泄压阀(12)和锥形桶(13),其中等离子发生器(1)使用法兰盘与水冷盖(6)采用螺纹连接;粉末收集系统,包括1号粉末收集桶(15)、2号粉末收集桶(16)和旋风分离器(17);真空系统,包括过滤器(18)和真空泵(19);送丝系统,包括密封桶(22)、送丝机(23)、电源控制器(24)、密封圈(25)、绝缘柔性送丝管(26)和金属导电件(27), ...
【技术特征摘要】
1.一种等离子雾化制备球形金属粉末的设备,其特征在于:等离子发生器(1),包括铜制阴极座、钨制阴极、铜制阳极座、铜制阳极(2)和绝缘块(4),其中阴极座上设有阴极水冷口(3),阳极座上设有阳极水冷口(5),阳极上设有斜向送丝孔道,绝缘块上设有气体孔道,其中惰性气体输入流量为50-300l/min,气压为0.4-0.8MPa;电源,包括直流恒流等离子发生器电源和直流恒压辅助电源(20),其中直流恒流等离子发生器电源电流范围是100-800A、电压范围是20-100V,直流恒压辅助电源电压范围是10-50V、电流范围是100-300A;真空雾化室,包括水冷盖(6)、视镜(7)、上水冷出口(8)、下水冷入口(9)、真空桶体(10)、压力表(11)、泄压阀(12)和锥形桶(13),其中等离子发生器(1)使用法兰盘与水冷盖(6)采用螺纹连接;粉末收集系统,包括1号粉末收集桶(15)、2号粉末收集桶(16)和旋风分离器(17);真空系统,包括过滤器(18)和真空泵(19);送丝系统,包括密封桶(22)、送丝机(23)、电源控制器(24)、密封圈(25)、绝缘柔性送丝管(26)和金属导电件(27),其中金属导电件(27)安装在绝缘柔性送丝管(26)中部,保证丝材、金属导电件(27)和辅助电源(20)相互导通且不与空气接触。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,真空雾化室特征在于:水冷盖(6)、真空桶体(10)和锥形桶(13)通过法兰盘按从上至下的顺序使用螺栓连接,法兰盘中间安装密封圈,保证气密性良好,螺栓数量均为12个。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于:锥形桶(13)下方出口安置三通管(14)与1号粉末收集通(15)连接;旋风分离器(17)入口与三通管(14)通过直通管和弯头连接,上方气体出口与过滤器(18)相连,下方粉末出口连接2号粉末收集桶(16)。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,以直流电源(24)控制电机(23)驱动送丝轮,送丝轮依靠摩擦力将丝材匀速送出;通过调节恒压控制电源的电压调整送丝速度;送...
【专利技术属性】
技术研发人员:李辉,曲浩然,马英舒,林健,符寒光,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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