【技术实现步骤摘要】
本技术涉及粉末冶金设备，尤其涉及一种多功能熔炼装置。
技术介绍
1、随着科技的发展，粉末冶金技术、3d打印技术和注射成型技术已取得了迅猛的发展，但这些技术所需要利用熔炼装置对金属原材料进行加工。传统的熔炼装置功能单一，而且往往需要以坩埚来盛放金属原材料，操作不方便，而且在熔炼过程中坩埚中的非金属物质易进入金属液，使金属的纯度下降。等离子电弧熔炼装置是目前常用的熔炼装置之一，该装置无需使用坩埚，可以避免坩埚对金属熔体的污染，有利于提高粉末的纯度。超声振动雾化技术是一种能量利用率高、惰性气体消耗量小并且所制备的液滴球形度好、粒度可控、粒度范围窄的技术。因此，现有的等离子电弧熔炼装置大多配备有超声振动器。当金属熔体覆在超声振动器表面时，金属熔体在超声振动作用下铺展成液膜，当超声振动器的振动面的振幅达到一定值时，液膜在超声振动的作用下破碎，液滴从超声振动装置飞出，并在飞行过程中凝固为球形粉末。但是，现有的熔炼装置所配备超声振动器仅适用于低熔点金属(如al、ti、钢等)的雾化，对于更高熔点的金属材料(例如高熵合金材料)则不适用。
2、因此，十分有必要提供一种既能熔炼雾化低熔点金属，又能熔炼雾化高熔点金属的多功能熔炼装置。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种多功能熔炼装置，本技术将等离子枪的钨电极及超声波振动板设置于熔炼雾化室内，可在同一腔室内实现金属原料的熔炼和雾化，结构紧凑合理，操作方便，所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷
2、为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：
3、一种多功能熔炼装置，包括熔炼雾化室、收粉室、等离子枪及超声波振动板；所述熔炼雾化室的侧壁上开设有棒料入口，所述熔炼雾化室的上部设置有抽气管及充气管，所述抽气管及充气管上均设置有控制阀，所述熔炼雾化室的底部设置有出料口，所述出料口与收粉室连通；所述等离子枪的钨电极穿过所述熔炼雾化室的一侧侧壁后容置于所述熔炼雾化室内；所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板，所述超声波振动板安装于所述熔炼雾化室内；所述水冷铜板内设置有水冷通道，所述水冷通道内铺设有水管，所述水管的进水端和出水端均延伸至所述熔炼雾化室外。
4、本技术将等离子枪的钨电极及超声波振动板设置于熔炼雾化室内，在同一腔室内实现金属原料的熔炼和雾化，结构紧凑合理，操作方便。将由金属单质或合金材质的棒料从所述棒料入口处插入熔炼雾化室，所述棒料与所述棒料入口的侧壁活动密封配合；所述等离子枪提供热源，使金属棒料在所述熔炼雾化室内熔化，形成熔融态的金属液；所述超声波振动板发出超声波，将金属液变成微细金属液滴；金属液滴在飞行过程中逐渐凝固成金属粉末，金属粉末在自身重力的作用下落入收粉室。
5、由于所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板，使本技术的多功能熔炼装置既能熔炼雾化低熔点金属，又能熔炼雾化高熔点金属。若加工的棒料属于高熔点的金属，则加热板接电，而水冷铜板不工作；若加工的棒料属于低熔点的金属，则利用外部的供水设备向水冷铜板的水管供水，而加热板不接电工作。
6、作为本技术的优选实施方式，所述钨电极的中轴线与所述棒料入口的中轴线在同一直线上。
7、作为本技术的优选实施方式，所述超声波振动板朝向所述钨电极，所述超声波振动板与水平面之间的夹角为30～60°。
8、作为本技术的优选实施方式，所述超声波振动板的数量不少于两个，且均匀分布于所述等离子枪的周围。
9、作为本技术的优选实施方式，所述收粉室与所述熔炼雾化室密封配合，所述收粉室与所述熔炼雾化室通过螺纹或卡扣可拆卸连接。
10、作为本技术的优选实施方式，所述支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板依次层叠，所述支撑板固定连接有支撑杆，所述支撑杆远离所述支撑板的一端与所述熔炼雾化室的侧壁连接。
11、可以理解的是，本技术对超声波振动板的尺寸和形状没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际工艺需求选择合适尺寸和形状的超声波振动板。所述超声波振动板可以是方形板结构、圆台形板结构、弧形板结构中的任意一种。
12、当时超声波振动板为方形板结构或圆台形板结构时，所述超声波振动板在远离所述支撑杆的一侧表面设置有凹槽。可以理解的是，本技术对所述凹槽的形状和尺寸没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行对凹槽的形状和尺寸进行设计。所述凹槽可以是环形凹槽、半圆球型凹槽中的至少一种。
13、作为本技术的优选实施方式，所述熔炼雾化室内设置有基板组件及喷吹嘴，所述基板组件包括基板、及与所述基板连接的连接杆，所述喷吹嘴位于所述基板与所述超声波振动板之间，所述喷吹嘴的进气端连接有进气管，所述进气管延伸至所述熔炼雾化室外。
14、进一步的，所述喷吹嘴朝向所述基板，所述喷吹嘴的喷吹方向与所述超声波振动板之间的夹角为5～30°。
15、进一步的，所述基板组件不少于两个，所述基板组件均匀分布于所述棒料入口的周围。
16、进一步的，所述连接杆远离所述基板的一端与所述熔炼雾化室的侧壁固定连接。所述基板通过连接杆固定设置在熔炼雾化室内，喷吹嘴的进气管与外部的供气设备连接，在喷吹嘴的喷吹作用下，金属液滴覆于所述基板上，并在基板的表面沉积形成沉积锭。
17、进一步的，所述连接杆远离所述基板的一端贯穿熔炼雾化室的侧壁，且与所述熔炼雾化室的侧壁活动密封配合。
18、在熔炼雾化室外设置推进电机或气缸，通过推进电机或气缸推动连接杆，使基板组件在水平方向上做往复运动，以便调整所述基板在熔炼雾化室内的位置。
19、本技术还可以在熔炼雾化室外设置旋转电机，通过旋转电机驱动连接杆旋转，从而带动基板旋转。当需要生产沉积锭时，关闭旋转电机或控制旋转电机缓慢旋转即可。而制粉时，在旋转电机的驱动下，所述基板高速旋转，金属液滴与基板的表面接触，在离心力的作用下破碎成更加细小的液滴，并将液滴甩出，甩出的液滴在飞行过程中凝固成粉末，粉末在自身重力的作用下落入收粉室内。
20、可以理解的是，本技术对基板的形状和尺寸没有特别限制，本领域技术人员可根据实际工艺需求对基板的形状和尺寸进行设计。例如，所述基板的形状可以是长条形、圆盘形、椭圆盘形和锥形中的任意一种。而不同形状的基板，可以用于制备出不同形状的沉积锭。
21、与现有技术相比，本技术的有益效果为：
22、本技术将等离子枪的钨电极及超声波振动板设置于熔炼雾化室内，在同一腔室内实现金属原料的熔炼和雾化，结构紧凑合理，操作方便，所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板，使所述多功能熔炼装置既能熔炼雾化低熔点金属，又能熔炼雾化高熔点金属；熔炼雾化室的出料口与收粉室连通，方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能熔炼装置，其特征在于，包括熔炼雾化室、收粉室、等离子枪及超声波振动板；所述熔炼雾化室的侧壁上开设有棒料入口，所述熔炼雾化室的上部设置有抽气管及充气管，所述抽气管及充气管上均设置有控制阀，所述熔炼雾化室的底部设置有出料口，所述出料口与收粉室连通；所述等离子枪的钨电极穿过所述熔炼雾化室的一侧侧壁后容置于所述熔炼雾化室内；所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板，所述超声波振动板安装于所述熔炼雾化室内；所述水冷铜板内设置有水冷通道，所述水冷通道内铺设有水管，所述水管的进水端和出水端均延伸至所述熔炼雾化室外。
2.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述钨电极的中轴线与所述棒料入口的中轴线在同一直线上。
3.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述超声波振动板朝向所述钨电极，所述超声波振动板与水平面之间的夹角为30～60°。
4.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述超声波振动板的数量不少于两个，且均匀分布于所述等离子枪的周围。
5.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征
6.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述熔炼雾化室内设置有基板组件及喷吹嘴，所述基板组件包括基板、及与所述基板连接的连接杆，所述喷吹嘴位于所述基板与所述超声波振动板之间，所述喷吹嘴的进气端连接有进气管，所述进气管延伸至所述熔炼雾化室外。
7.如权利要求6所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述喷吹嘴朝向所述基板，所述喷吹嘴的喷吹方向与所述超声波振动板之间的夹角为5～30°。
8.如权利要求6所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述基板组件的数量不少于两个，所述基板组件均匀分布于所述熔炼雾化室的棒料入口的周围。
9.如权利要求6所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述连接杆远离所述基板的一端与所述熔炼雾化室的侧壁固定连接。
10.如权利要求6所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述连接杆远离所述基板的一端贯穿熔炼雾化室的侧壁，且与所述熔炼雾化室的侧壁活动密封配合。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能熔炼装置，其特征在于，包括熔炼雾化室、收粉室、等离子枪及超声波振动板；所述熔炼雾化室的侧壁上开设有棒料入口，所述熔炼雾化室的上部设置有抽气管及充气管，所述抽气管及充气管上均设置有控制阀，所述熔炼雾化室的底部设置有出料口，所述出料口与收粉室连通；所述等离子枪的钨电极穿过所述熔炼雾化室的一侧侧壁后容置于所述熔炼雾化室内；所述超声波振动板包括支撑板、超声波压电陶瓷片、加热板及水冷铜板，所述超声波振动板安装于所述熔炼雾化室内；所述水冷铜板内设置有水冷通道，所述水冷通道内铺设有水管，所述水管的进水端和出水端均延伸至所述熔炼雾化室外。
2.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述钨电极的中轴线与所述棒料入口的中轴线在同一直线上。
3.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述超声波振动板朝向所述钨电极，所述超声波振动板与水平面之间的夹角为30～60°。
4.如权利要求1所述的多功能熔炼装置，其特征在于，所述超声波振动板的数量不少于两个，且均匀分布于所述等离子枪的周围。
【专利技术属性】
技术研发人员：王谦，林浩然，陈浩，于朋，屠后田，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：新型
国别省市：
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