1.本实用新型涉及材料制备技术领域，具体涉及一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置。
背景技术：
2.由于增材制造技术的发展，球形金属粉末的应用越来越广泛，而气体雾化因其低成本，制得粉末粒径小、表面质量高而广受关注。
3.对于钛合金等活泼性极高的合金，由于熔融状态下能够与熔炼坩埚发生化学反应，因而通常采用无坩埚气雾化的方式。即预制特定尺寸的合金棒材，在高频感应线圈中熔化。由于高频电流的集肤效应，预制棒材通常具有锥形前端，熔化时可以保持锥面部分具有更高的温度，从而形成均匀流下的液流。如中国实用新型专利cn 204545419 u介绍的一种高真空感应无坩埚及有坩埚气体雾化制粉设备，可用于制备高品质钛及钛合金粉末。但是由于合金棒材仅头部受热，沿着棒材长度方向存在极高的温度差，从而产生了很高的热应力。对于tialcr等脆性较大的合金，在高热应力作用下极易产生热裂纹，严重时甚至会导致合金棒材直接碎裂，堵塞雾化喷嘴或击穿感应线圈。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，解决无坩埚雾化过程中合金棒材存在较高热应力的问题。
5.为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，包括线圈、高频感应电源和中频感应电源，所述线圈包括加热线圈和雾化线圈，其中，所述加热线圈用于预热合金棒材，设置在合金棒材的外部，并外接所述中频感应电源；所述雾化线圈用于熔化合金棒材，位于加热线圈的下方，设置在合金棒材的头部的外部，并外接所述高频感应电源；所述加热线圈、雾化线圈及合金棒材位于同一条轴心线上。
7.进一步地，所述合金棒材的头部呈圆锥形；所述雾化线圈为圆锥形，雾化线圈的内部为空心结构。
8.进一步地，所述加热线圈呈圆柱状，加热线圈内部为空心结构。
9.进一步地，所述加热线圈的下沿和雾化线圈的上沿之间的距离为3
‑
8cm。
10.进一步地，所述加热线圈和中频感应电源通过螺栓连接。所述雾化线圈和高频感应电源通过螺栓连接。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
12.(1)本实用新型组合式雾化制粉用感应熔炼装置利用加热线圈提前预热合金棒材至接近其熔点，可以减小与锥形头部之间的温度梯度，抑制热裂纹产生。可解决无坩埚气雾化制备脆性合金时，热应力导致的棒材破碎问题。
13.(2)通过设置加热线圈来预热，可使合金棒材整体受热均匀，提高液流稳定性。
14.(3)本实用新型的组合式结构，通过加热线圈预热使合金棒材具有较高的温度，使得高频感应熔化时仅需较低的电流值，高频电源不需要配备大功率的电源设备，降低了设备成本。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型装置的结构示意图。
17.图中，1
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合金棒材，2
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加热线圈，3
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雾化线圈，4
‑
中频感应电源，5
‑
高频感应电源。
具体实施方式
18.下面结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
19.如图1所示，本实施例的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，包括加热线圈2、雾化线圈3、中频感应电源4和高频感应电源5。雾化线圈3呈圆锥形且圆锥底部向上，外接高频感应电源5；加热线圈2呈圆柱状，外接中频感应电源4；雾化线圈3、加热线圈2及合金棒材1位于同一条轴心线上。
20.本实施例中，所用合金棒材1为直径40mm的钛合金棒材，下方有圆锥形尖角，便于雾化时在集肤效应下液滴沿棒材正下方滴下。
21.雾化线圈3为外径10mm的铜管制成，共3个线圈，中间间隔为8mm，锥形雾化线圈略大于合金棒材的圆锥头部，通过螺栓与高频感应电源5固定，线圈内部为直径6mm的管道，高频感应电源5和雾化线圈3间通过管道通冷却水，用于雾化时对电源和线圈进行冷却。
22.加热线圈2由外径10mm的铜管制成，共3个线圈，中间间隔为12mm，线圈直径为60mm，设置在合金棒材1的外部进行加热。由于钛合金的导热系数低，加热线圈2的下沿与雾化线圈3上沿距离为40mm，雾化前对合金棒材预热至约1300℃，使其整体受热均匀，减小沿轴心方向上的热梯度，从而抑制热裂纹产生。加热线圈2通过螺栓与中频感应电源4相连，线圈内部为直径6mm的管道，中频感应电源4和加热线圈2间通过管道通冷却水，用于预热时对电源和线圈进行冷却。
23.本实施例中，高频感应电源5电流频率为250千赫，中频感应电源电流频率为5千赫，利用电磁感应加热合金棒材1。
24.雾化开始前，将合金棒材1、加热线圈2、雾化线圈3、中频感应电源4和高频感应电源5按照给定距离进行安装，并对整个雾化系统抽高真空后通入氩气作为保护气体；随后利用中频感应电源4和加热线圈2对合金棒材1进行预热至1300℃，随后开启高频感应电源5，利用雾化线圈3加热合金棒材1至形成均匀液滴，获得钛合金球形粉末。
技术特征：
1.一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，包括线圈、高频感应电源和中频感应电源，其特征在于，所述线圈包括加热线圈和雾化线圈，其中，所述加热线圈用于预热合金棒材，设置在合金棒材的外部，并外接所述中频感应电源；所述雾化线圈用于熔化合金棒材，位于加热线圈的下方，设置在合金棒材的头部的外部，并外接所述高频感应电源；所述加热线圈、雾化线圈及合金棒材位于同一条轴心线上。2.根据权利要求1所述的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，其特征在于，所述合金棒材的头部呈圆锥形；所述雾化线圈为圆锥形，雾化线圈的内部为空心结构。3.根据权利要求1所述的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，其特征在于，所述加热线圈呈圆柱状，加热线圈内部为空心结构。4.根据权利要求1所述的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，其特征在于，所述加热线圈的下沿和雾化线圈的上沿之间的距离为3
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8cm。5.根据权利要求1所述的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，其特征在于，所述加热线圈和中频感应电源通过螺栓连接。6.根据权利要求1所述的一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，其特征在于，所述雾化线圈和高频感应电源通过螺栓连接。
技术总结
本实用新型提供一种组合式雾化制粉用感应熔炼装置，包括线圈、高频感应电源和中频感应电源。其中，线圈包括加热线圈和雾化线圈，加热线圈用于预热合金棒材，设置在合金棒材的外部，并外接中频感应电源；雾化线圈用于熔化合金棒材，位于加热线圈的下方，设置在合金棒材的头部的外部，并外接高频感应电源；加热线圈、雾化线圈及合金棒材位于同一条轴心线上。本实用新型的装置可解决无坩埚气雾化制备脆性合金时，热应力导致的棒材破碎问题，同时加热线圈的引入可以使合金棒材整体受热均匀，提高液流稳定性，并且使得用于熔化的高频电源所需电流和电压大大降低，可降低设备成本。可降低设备成本。可降低设备成本。
技术研发人员：杜宇雷 王茂松 蔡建宁
受保护的技术使用者：江苏库铂三维科技有限公司
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2021/11/24
再多了解一些
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