【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气雾化喷嘴及铜合金粉末的制备方法，属于合金粉末制备。
技术介绍
1、气雾化法制粉是一种将液态金属或合金通过高速气流破碎成细小液滴，随后这些液滴在飞行中快速凝固形成粉末的工艺。这种制粉技术广泛应用于粉末冶金、3d打印、表面涂层和催化剂制备等领域。气雾化法制粉能够生产出具有良好球形度、高纯度和窄粒度分布的粉末，适用于高性能的材料和应用。气雾化法制粉根据制备过程中是否需要真空环境可分为真空气雾化法制粉和非真空气雾化制粉。真空气雾化法在纯度、球形度和粒度控制方面具有优势，但成本较高，且操作复杂。非真空气雾化法在成本、操作简便性以及规模化生产方面有优势，但在纯度和球形度方面则略逊一筹。
2、铜及铜合金因其具有优良的导电性、导热性、延展性、耐蚀性、无磁性以及高强度的特点，广泛应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、航空航天、海洋船舶等领域。随着社会市场提出的生产周期短、环保要求高、个性化定制等需求增加，传统铸造、轧制及挤压等方法制备的铜及铜合金构件越来越难满足要求，3d打印铜及铜合金技术应运而生。在增材制造中，铜材料应用相对较晚，但近年来呈现快速发展趋势。目前，国内增材制造用铜合金粉末需求与日俱增，现有铜合金粉末生产厂家难以满足相关需求，开展增材制造用铜合金材料及制粉工艺因而受到广泛关注，气雾化制粉法因近年来持续提升的雾化效率已经成为合金粉末的主要生产方法。
3、在非真空环境下，高温的铜合金极易与空气中的氧气发生反应，这不仅降低了粉末的纯度和性能，也影响了收率，增加了生产成本。此外，在非真空条件下
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种气雾化喷嘴及铜合金粉末的制备方法，所生产的铜合金粉末氧氮含量以及非金属夹杂含量低，且粉末形貌符合生产要求。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种气雾化喷嘴，包括：进液通道，所述进液通道设置于上喷板的轴心位置；进气通道，所述进气通道位于下喷板侧壁；腔室，所述腔室由上喷板与下喷板连接形成；第一出气通道，所述第一出气通道由下喷板内壁倾斜向所述进液通道延伸形成；第二出气通道，所述第二出气通道设置于下喷板内壁。
4、优选的，所述第一出气通道的中心喷射线和所述进液通道的外壁延长线相交于点a，所述第二出气通道的中心喷射线和所述进液通道的外壁延长线相交于点b，所述点a与点b之间的距离h的计算公式为：：
5、
6、其中l1为第一出气通道的中心距，l2为第二出气通道的中心距，为进液通道的直径，α为第一出气通道的中心喷射线与进液通道的外壁延长线的夹角，β为第二出气通道的中心喷射线与进液通道的外壁延长线的夹角，h为第一出气通道的中心喷射线与进液通道的外壁延长线的交点a和第二出气通道的中心喷射线与进液通道的外壁延长线的交点b之间的距离。
7、优选的，所述中心距l2为30～40mm，所述直径为14～20mm，所述中心距l1与所述直径的差值为1～5mm，所述夹角α为15°～25°，所述夹角β为4°～8°。
8、本专利技术还提供一种铜合金粉末的制备方法，使用上述方案所述的雾化喷嘴，包括以下步骤：
9、s1原料准备：取纯度为99.9％金属原材料，对其表面进行清洁处理，确保原材料表面无氧化物杂质及灰尘，并将处理后的原材料进行称重；
10、s2中间包安装：首先对中间包和导流眼表面进行清理，并在中间包的内壁和导流眼的接触面上涂抹耐受高温和化学腐蚀专用的粘结剂，将导流眼准确地放置在中间包正下方，竖直不偏，并施加一定的压力以确保粘结剂均匀分布并充分接触，将装配好的漏包放置在雾化室的喷嘴正上方，将所述与导流眼通过粘结剂粘制好的中间包安置于石墨加热体内，并确保导流眼下放至石墨加热体底部，且中间包不晃动，在所述石墨加热体外部及底部安装莫来石保温材质的耐火保温板，并在耐火保温板的外部安装电磁感应线圈；
11、s3原料熔炼：在本专利技术中采用双熔炼坩埚进行熔炼，所述熔炼坩埚为涂覆氧化锆的刚玉预制坩埚，且每个所述熔炼坩埚均设有带排气孔的氧化铝密封盖板，将配置好的原料分别装入两个熔炼坩埚内，并盖上密封盖板，随后通过密封盖板的排气孔向两个熔炼坩埚内通入惰性气体，置换熔炼坩埚内空气，随后开启电磁感应加热器进行加热，至熔炼坩埚内金属料完全熔化；
12、s4雾化准备：在雾化前5～10min时，打开雾化气体加热器，加热惰性雾化气体；在温度达到雾化浇注温度前2～3min，打开喷嘴进气，向雾化室内充入高温的惰性气体，压力为3～5mpa，打开风机，打开排气阀，维持2min，使得雾化室内氧含量检测仪显示氧含量降至0.1％以下；
13、s5浇注及雾化：将铜合金熔液倒入中间包，铜合金熔液通过中间包流入雾化室，调节喷嘴的进气压，在高温的惰性气体冲击下进行雾化，得到雾化后的铜合金粉末；
14、s6粉末分级：对收集的粉料按照粒径分布进行分级。
15、优选的，步骤2中，所述中间包顶部设置漏斗状漏包浇口；所述中间包底部1/3位置以下设置陶瓷过滤板，所述陶瓷过滤片的孔径规格为50～100ppi；所述中间包的保温层为莫来石材质耐火保温板。
16、优选的，步骤3中，所述熔炼坩埚的材质为涂覆有氧化锆的刚玉预制坩埚；在所述熔炼过程中，采用中频感应加热的方式，逐步升温进行熔炼在金属熔炼的同时，对中间包通过逐步升温的方式加热并保温。
17、优选的，步骤3中，当金属完全融化后，降低加热功率，并向所述熔炼坩埚中加入造渣剂。
18、优选的，步骤5的浇注温度为1430～1470℃，铜合金熔液浇注点位于中间包漏斗状漏包浇口的内环边际至内环边际向外延伸的1/3的位置之间。
19、优选的，步骤5中，雾化压力为4～5mpa。
20、优选的，步骤6中，粉末分级采用一体式气流分级设备，风机频率为40～50hz，分级频率8～10hz，所述粒径分布要求为：d10：15～25μm，d50：30～40μm，d90：53～58μm。
21、本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术所述的铜合金粉末的制备方法中，在非真空条件下，结合氧化锆涂覆的刚玉预制坩埚对合金材料进行熔炼、使用特殊安装的中间包进行浇注，利用所设计的雾化喷嘴，连续生产出的铜合金粉末氧含量低于0.05％，粉末球形度高于90％，粉末粒径分布达到生产标准。
23、本专利技术所使用的喷嘴，通过控制进液通道的直径、第一出气通道和第二出气通道的中心距、第一出气通道的中心喷射线与进液通道内壁延长线的夹角以及第二出气通道的中心喷射线与进液通道内壁延长线的夹角，降低雾化未完全凝固粉末与已凝固粉末的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气雾化喷嘴，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种气雾化喷嘴，其特征在于，所述第一出气通道(5)的中心喷射线(9)和所述进液通道(1)的外壁延长线(4)相交于点A，所述第二出气通道(6)的中心喷射线(10)和所述进液通道(1)的外壁延长线(4)相交于点B，所述点A与点B之间的距离H的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种气雾化喷嘴，其特征在于，所述中心距l2为30～40mm，所述直径为14～20mm，所述中心距l1与所述直径的差值为1～5mm，所述夹角α为15°～25°，所述夹角β为4°～8°。
4.一种铜合金粉末的制备方法，使用权利要求1-3任一所述雾化喷嘴，包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述中间包的顶部设置漏斗状漏包浇口；所述中间包的底部1/3位置以下设置陶瓷过滤板，所述陶瓷过滤片的孔径规格为50～100PPI；所述中间包的保温层为莫来石材质耐火保温板。
6.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述熔炼坩埚
7.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S3中，在金属熔炼的同时，对中间包通过逐步升温的方式加热并保温。
8.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S5的浇注温度为1430～1470℃，铜合金熔液浇注点位于中间包漏斗状漏包浇口的内环边际至内环边际向外延伸的1/3的位置之间。
9.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S5中，雾化压力为4～5MPa。
10.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤S6中，粉末分级采用一体式气流分级设备，风机频率为40～50Hz，分级频率8～10Hz，所述粒径分布要求为：D10：15～25μm，D50：30～40μm，D90：53～58μm。
...【技术特征摘要】
1.一种气雾化喷嘴，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种气雾化喷嘴，其特征在于，所述第一出气通道(5)的中心喷射线(9)和所述进液通道(1)的外壁延长线(4)相交于点a，所述第二出气通道(6)的中心喷射线(10)和所述进液通道(1)的外壁延长线(4)相交于点b，所述点a与点b之间的距离h的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种气雾化喷嘴，其特征在于，所述中心距l2为30～40mm，所述直径为14～20mm，所述中心距l1与所述直径的差值为1～5mm，所述夹角α为15°～25°，所述夹角β为4°～8°。
4.一种铜合金粉末的制备方法，使用权利要求1-3任一所述雾化喷嘴，包括以下步骤：
5.按照权利要求4所述一种铜合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述中间包的顶部设置漏斗状漏包浇口；所述中间包的底部1/3位置以下设置陶瓷过滤板，所述陶瓷过滤片的孔径规格为50～100ppi；所述中间包的保温层为莫来石材质耐火保温板。
6.按照权利要求4所述一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：程锋，蒋丰懋，任泉，吕彩莹，刘向，程多，朱俭，王伟，殷雷，
申请(专利权)人：中航迈特增材制造徐州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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