一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置的制作方法

1.本技术涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置。


背景技术：

2.球形金属粉末制备主要采用雾化技术，包括气体雾化和离心雾化。其中，气体雾化以高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程，但是气体雾化法制备的金属粉末粒度分布宽，空心粉较多并存在卫星颗粒，其设备庞大，消耗气体量大，生产成本较高。而离心雾化法是借助旋转所产生的离心力将熔化液滴甩出并冷凝而得到球形粉末，主要有等离子旋转电极雾化及旋转圆盘雾化制粉技术。但现有技术中，离心雾化时惰性气体往往处于相对停滞的状态，经过离心力甩出的金属液滴，均是自由下落，其在下落的过程中的停留时间较短，导致金属粉末的冷却成型效果较差。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本技术提出一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置。
4.本技术的一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置，包括安装架和安装于安装架上的产料盒，所述产料盒的顶部中心处通过旋转进给机构连接有金属棒料，所述产料盒的顶部还设置有至少一个等离子枪；所述产料盒腔内位于所述金属棒料下方设有出粉板和位于所述出粉板中心处的旋转盘，所述旋转盘的下端设置有锥形吹气块；所述产料盒的顶部一侧通过第一管道连接有真空组件，所述产料盒的顶部另一侧通过第二管道连接有惰性气瓶。
5.进一步，本技术的离心雾化装置所述的出粉板向下倾斜，其向下倾斜一端的边缘向下延伸形成竖直板，所述竖直板与产料盒的侧壁形成出粉口，所述出粉口上设有出粉阀，所述出粉阀的下端设置有集料盒。
6.进一步，本技术的离心雾化装置所述的出粉板下设置有循环气泵，所述循环气泵的一端通过第三管道与产料盒的内部相连通，且所述第三管道位于所述产料盒腔内的端头处开设有吸气口；所述循环气泵的另一端通过第四管道连接有设于所述旋转盘底部的旋转接头，所述旋转接头连接有旋转杆，所述旋转杆的上端与所述旋转盘固定连接，所述旋转杆的下端与旋转驱动机构连接，所述旋转驱动机构设置在安装架上，所述旋转杆为中空结构。
7.进一步，本技术的离心雾化装置所述的锥形吹气块上设置有若干出气口，所述出气口与旋转杆的中空结构相连通，且所述出气口均倾斜向上布置。
8.进一步，本技术的离心雾化装置所述的吸气口设置在所述锥形吹气块和所述集料盒之间，且靠近所述锥形吹气块；所述吸气口上方设置有防止粉末进入的倒扣的伞帽，所述伞帽的周围边缘与所述出粉板之间设置有进气间隙。
9.进一步，本技术的离心雾化装置所述的真空组件包括第一管道和真空机组，所述
第一管道与产料盒的顶部贯通连接，所述真空机组通过第一管道与产料盒的顶部连接。在制粉过程中，真空机组首先对产料盒内部进行抽真空，达到预设真空后，关闭真空机组，然后，惰性气瓶通过第二管道对产料盒内部充入惰性气体，惰性气体的质量纯度大于或者等于99.999％，金属棒料熔化及雾化制粉流程均在惰性气氛下，保证所制备粉末的低氧高纯净。惰性气瓶提供的惰性气体为氩气或者氦气。
10.进一步，本技术的离心雾化装置所述的金属棒料包括位于所述产料盒外部的连接端和位于所述产料盒内部的自由端，所述连接端与旋转进给机构连接。
11.进一步，本技术的离心雾化装置所述的等离子枪与所述金属棒料呈30-60
°
夹角，所述等离子枪、旋转进给机构、真空组件、循环气泵和旋转驱动机构均与电源电性连接。等离子枪发生超高温等离子弧作为熔化金属热源，其能量密度高，能量利用率大，从低熔点金属铝到高温合金及铌、钼及合金等难熔金属，使用范围广。
12.进一步，本技术的离心雾化装置所述的旋转杆穿过所述出粉板的位置处还设有密封装置；所述金属棒料穿过所述产料盒的位置处同样设有密封装置。
13.本技术的有益效果包括：提供了一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置，通过在旋转盘的下方设置可形成锥形气幕的锥形吹气块，使得在离心力作用下脱离旋转盘的金属粉末能够在锥形气幕的作用下增大其滞空时间，同时为了避免锥形气幕将金属粉末再次吹到旋转盘上，在锥形吹气块的下方且位于集料盒的上方设置吸气口，使得滞空的金属粉末朝向吸气口方向下落，以避免金属粉末下落轨迹不一致的问题。
附图说明
14.图1为本实用新型结构示意图；
15.图2为本实用新型局部结构示意图；
16.图3为本实用新型吸气口16的结构示意图；
17.其中：1、产料盒，2、旋转进给机构，3、金属棒料，4、真空组件，5、等离子枪，6、惰性气瓶，7、集料盒，8、循环气泵，9、旋转接头，10、旋转杆，11、旋转盘，12、旋转驱动机构，13、锥形吹气块，14、安装架，15、密封装置，16、吸气口，17、伞帽，18、出粉板，19、竖直板，20、出粉口。
具体实施方式
18.为使本技术具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。具体实施方式中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.如图1～3所示，本技术的一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置，包括安装架14和安装于安装架14上的产料盒1，所述产料盒1的顶部中心处通过旋转进给机构2连接有金属棒料3，所述金属棒料3包括位于所述产料盒1外部的连接端和位于所述产料盒
1内部的自由端，所述连接端与旋转进给机构2连接，所述金属棒料3穿过所述产料盒1的位置处设有密封装置15；在本实施例中，旋转进给机构为旋转进给电机，且旋转进给机构的转速为60-80r/min，进给速度为2-5mm/s。所述产料盒1的顶部还设置有至少一个等离子枪5，在本实施例中，所述等离子枪5为2个，且与所述金属棒料3呈45
°
夹角；所述产料盒1腔内位于所述金属棒料3下方设有出粉板18和位于所述出粉板18中心处的旋转盘11，所述旋转盘11的下端设置有锥形吹气块13；所述出粉板18向下倾斜，其向下倾斜一端的边缘向下延伸形成竖直板19，所述竖直板19与产料盒1的侧壁形成出粉口20，所述出粉口20上设有出粉阀，所述出粉阀的下端设置有集料盒7所述产料盒1的顶部一侧通过第一管道连接有真空组件4，所述产料盒1的顶部另一侧通过第二管道连接有惰性气瓶6。
21.所述出粉板18下设置有循环气泵8，所述循环气泵8的一端通过第三管道与产料盒1的内部相连通，且所述第三管道位于所述产料盒1腔内的端头处开设有吸气口16；所述循环气泵8的另一端通过第四管道连接有设于所述旋转盘11底部的旋转接头9，所述旋转接头9连接有旋转杆10，所述旋转杆10的上端与所述旋转盘11固定连接，所述旋转杆10的下端与旋转驱动机构12连接，所述旋转驱动机构12设置在安装架14上，所述旋转杆10为中空结构，且所述旋转杆10穿过所述出粉板18的位置处还设有密封装置15；在本实施例中，旋转驱动机构的转速为40000-60000r/min。所述锥形吹气块13上设置有若干出气口，所述出气口与旋转杆10的中空结构相连通，且所述出气口均倾斜向上布置。
22.所述吸气口16设置在所述锥形吹气块13和所述集料盒7之间，且靠近所述锥形吹气块13；所述吸气口16上方设置有防止粉末进入的倒扣的伞帽17，所述伞帽17的周围边缘与所述出粉板18之间设置有进气间隙。所述真空组件2包括第一管道和真空机组，所述第一管道与产料盒1的顶部贯通连接，所述真空机组通过第一管道与产料盒1的顶部连接。在本实施例中，所述等离子枪5、旋转进给机构2、真空组件4、循环气泵8和旋转驱动机构12均与电源电性连接。
23.在具体使用过程中，本技术所述的装置在惰性气体的环境下，采用等离子枪5产生的等离子弧熔化金属棒料3，产生的金属熔滴落到高速旋转的旋转盘11上，利用离心力甩出分散熔滴后冷却形成金属细粒径粉末。旋转杆10带动旋转盘11高速旋转，从而使得制备的粉末粒径细小，颗粒均匀，流动性好。当金属棒料3为直径60mm和长度1000mm的铌金属棒料时，在旋转驱动机构55000r/min的转速下，能够制备出直径小于45μm的铌金属粉末颗粒，且直径小于45μm的铌金属粉末颗粒占金属粉末颗粒总量的45％，制粉效果好。
24.开始制粉时，首先通过旋转进给机构2把金属棒料3送入产料盒1中，然后对产料盒1进行抽真空，冲入氩气或者氦气惰性气体，启动旋转驱动机构12带动旋转盘11高速旋转，然后等离子枪5发生高温等离子弧作用到金属棒料3的自由端，熔化的金属棒料3形成金属熔体，落到旋转盘11上，经旋转盘11高速离心，冷凝成球形金属粉末，通过出粉板18，最终收集到集料盒7内；同时，锥形吹气块13与旋转杆10一起转动，循环气泵8将集料盒7内的惰性气体进行循环转动，在锥形吹气块13的出气口处形成锥形气幕，使得在离心力作用下脱离旋转盘11的金属粉末能够在锥形气幕的作用下增大其滞空时间，并且将第三管道的吸气口16设置在出粉口20和旋转杆10之间且靠近旋转杆10的位置，使得滞空的金属粉末朝向吸气口16方向下落，避免了金属粉末下落轨迹不一致的问题。
25.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实
施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。