用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備，利用單個(gè)大功率激光器(6)或多個(gè)呈不同角度聚焦的大功率激光器(6)替代傳統(tǒng)的等離子槍，且通過高速電機(jī)(5)實(shí)現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)，推料電機(jī)(9)實(shí)現(xiàn)棒料的自動(dòng)進(jìn)給。通過以上結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機(jī)構(gòu)；解決了等離子旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備中碳電刷使用的局限性，實(shí)現(xiàn)“無碳刷”形式制備金屬及合金粉體材料，消除了碳電刷摩擦發(fā)熱及磨損的現(xiàn)象，從而有效提高了棒料的極限轉(zhuǎn)速，極大的降低了粉塵及噪音污染，明顯增強(qiáng)了設(shè)備穩(wěn)定性、提高了生產(chǎn)效率?？蓱?yīng)用于霧化方法制備金屬或合金粉末領(lǐng)域。
【專利說明】用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化制粉領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于制備多種金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，航空航天、軍事工業(yè)、核電工程、深?？碧降戎T多領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芙饘佟⒑辖鸾Y(jié)構(gòu)件的需求量與日俱增，性能要求也日趨嚴(yán)格。根據(jù)未來工業(yè)發(fā)展的使用要求，要實(shí)現(xiàn)其性能上的大幅度跨越，70?80%要靠高性能粉體材料的制備，因此下世紀(jì)高端領(lǐng)域結(jié)構(gòu)件對材料的要求將不再滿足于傳統(tǒng)材料的漸進(jìn)式提高，而是要求開辟新的材料系統(tǒng)及工藝領(lǐng)域。
[0003]等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化法制備的粉體材料具有氧含量低、夾雜少、粘接粉少、粉末球形度高、表面光亮，潔凈、物理工藝性能良好等特點(diǎn)，滿足高端領(lǐng)域結(jié)構(gòu)件的制造要求，是目前制備高性能金屬或合金粉末最主要的方法之一，其設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用這種方法的基本原理為:啟動(dòng)高速電機(jī)，通過碳電刷(固定部分)傳遞能量給予陽極棒(轉(zhuǎn)動(dòng)部分)高速旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給式運(yùn)動(dòng)，在真空爐內(nèi)利用等離子體產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫制造金屬或合金粉末。
[0004]等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化法最大的缺點(diǎn)是:傳統(tǒng)的等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設(shè)備采用的是銅電極與碳電刷的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其不足之處在于碳電刷與銅電極的連接機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜；并且在高速旋轉(zhuǎn)下，碳電刷與銅電極會(huì)出現(xiàn)摩擦發(fā)熱以及磨損的現(xiàn)象，導(dǎo)致電極棒極限轉(zhuǎn)速難以提升、更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是如何解決現(xiàn)有等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設(shè)備連接機(jī)構(gòu)復(fù)雜，并且碳電刷與銅電極會(huì)出現(xiàn)摩擦發(fā)熱以及磨損的現(xiàn)象，導(dǎo)致電極棒極限轉(zhuǎn)速難以提升、更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低等技術(shù)難題。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，包括霧化室，霧化室一端設(shè)有一個(gè)大功率激光器，所述大功率激光器呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；
[0009]或包括多個(gè)呈不同角度的大功率激光器，所述多個(gè)呈不同角度的大功率激光器聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部；
[0010]金屬或合金棒料一端位于霧化室內(nèi)，另一端與高速電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)；
[0011]所述高速電機(jī)位于導(dǎo)軌上，高速電機(jī)與推料電機(jī)連接，在推料電機(jī)的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)棒料的自動(dòng)進(jìn)給。[0012]優(yōu)選地，所述霧化室內(nèi)設(shè)有棒料探測器。
[0013]本發(fā)明還提供一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]步驟一:在霧化室與高速電機(jī)之間裝上金屬或合金棒料，此時(shí)單個(gè)大功率激光器呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；或多個(gè)呈不同角度的大功率激光器，聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；
[0015]步驟二:大功率激光器快速熔化霧化室內(nèi)的金屬或合金棒料，金屬或合金棒料由高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒；
[0016]步驟三:推料電機(jī)推動(dòng)高速電機(jī)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在推料電機(jī)的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)金屬或合金棒料的自動(dòng)進(jìn)給。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)棒料探測器檢測到有棒料時(shí)，大功率激光器發(fā)射激光束快速熔化金屬或合金棒料；
[0018]當(dāng)棒料探測器檢測到?jīng)]有棒料時(shí)，大功率激光器自動(dòng)停止發(fā)射激光束。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備，利用單個(gè)大功率激光器或多個(gè)呈不同角度聚焦的大功率激光器替代傳統(tǒng)的等離子槍，且通過高速電機(jī)實(shí)現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)，推料電機(jī)實(shí)現(xiàn)棒料的自動(dòng)進(jìn)給。采用以上結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；解決了傳統(tǒng)等離子旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備中碳電刷使用的局限性，實(shí)現(xiàn)“無碳刷”形式制備金屬及合金粉體材料，消除了碳電刷摩擦發(fā)熱及磨損的現(xiàn)象，從而有效提高了棒料的極限轉(zhuǎn)速，極大的降低了粉塵及噪音污染，明顯增強(qiáng)了設(shè)備穩(wěn)定性，提高了制粉速度與效率，降低了能源消耗及設(shè)備的運(yùn)行成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1:等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2:本發(fā)明提供的一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1、碳電刷、銅電極旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2、等離子槍裝置；3、霧化室；4、進(jìn)給裝置；5、高速電機(jī)；6、大功率激光器；7、棒料探測器；8、金屬棒料；9、推料電機(jī)；10、導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0026]如圖2所示，本實(shí)施例提供一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，包括霧化室3，霧化室3 —端設(shè)有多個(gè)呈不同角度的大功率激光器6，所述多個(gè)呈不同角度的大功率激光器6聚焦對準(zhǔn)金屬棒料8端部；[0027]金屬棒料8 —端位于霧化室內(nèi)3,另一端與高速電機(jī)5相連；
[0028]所述高速電機(jī)5位于導(dǎo)軌10上，高速電機(jī)5與推料電機(jī)9連接，在推料電機(jī)9的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)金屬棒料8的自動(dòng)進(jìn)給。
[0029]本實(shí)施例中，霧化室3內(nèi)設(shè)有棒料探測器7。
[0030]運(yùn)用本實(shí)施例的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，進(jìn)行金屬粉末的制備，包括以下步驟:
[0031]步驟一:在霧化室3與高速電機(jī)5之間裝上金屬棒料8，此時(shí)多個(gè)呈不同角度的大功率激光器6對準(zhǔn)金屬棒料8 ；
[0032]步驟二:棒料探測器7檢測到有棒料時(shí)，此時(shí)啟動(dòng)大功率激光器6，大功率激光器6發(fā)射激光束快速熔化金屬棒料8 ;金屬棒料8由高速電機(jī)5驅(qū)動(dòng)完成高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒；
[0033]步驟三:推料電機(jī)9推動(dòng)高速電機(jī)5完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在推料電機(jī)9的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)金屬棒料8的自動(dòng)進(jìn)給，使得金屬棒料8向霧化室3內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
[0034]步驟四:當(dāng)棒料探測器7檢測到?jīng)]有棒料時(shí)，大功率激光器6自動(dòng)停止發(fā)射激光束。
[0035]本實(shí)施例設(shè)計(jì)簡單、制造容易、性能安全可靠，是一種無碳刷的金屬旋轉(zhuǎn)霧化制粉工藝及設(shè)備，利用一只或者多只大功率激光器替代傳統(tǒng)的等離子槍系統(tǒng)，棒料直接由高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，推料電機(jī)進(jìn)給，取代了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；由于沒有電極棒與碳刷之間的摩擦，所以棒料的極限轉(zhuǎn)速大幅提升，且避免了碳電刷磨損導(dǎo)致的更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低等技術(shù)難題。
[0036]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，包括霧化室(3)，霧化室(3) —端設(shè)有一個(gè)大功率激光器(6)，所述大功率激光器(6)呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部； 或包括多個(gè)呈不同角度的大功率激光器(6)，所述多個(gè)呈不同角度的大功率激光器(6)聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部； 金屬或合金棒料一端位于霧化室內(nèi)(3),另一端與高速電機(jī)(5)相連,實(shí)現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)； 所述高速電機(jī)(5)位于導(dǎo)軌(10)上，高速電機(jī)(5)與推料電機(jī)(9)連接，在推料電機(jī)(9)的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)棒料的自動(dòng)進(jìn)給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，所述霧化室(3)內(nèi)設(shè)有棒料探測器(7)。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，制備金屬或合金粉末的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:在霧化室(3)與高速電機(jī)(5)之間裝上金屬或合金棒料，此時(shí)單個(gè)大功率激光器(6)呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；或多個(gè)呈不同角度的大功率激光器(6)，聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部； 步驟二:大功率激光器快速熔化霧化室(3)內(nèi)的金屬或合金棒料，金屬或合金棒料由高速電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)完成高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒； 步驟三:推料電機(jī)(9)推動(dòng)高速電機(jī)(5)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在推料電機(jī)(9)的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)金屬或合金棒料的自動(dòng)進(jìn)給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)棒料探測器(7)檢測到有棒料時(shí)，大功率激光器(6)發(fā)射激光束快速熔化金屬或合金棒料； 當(dāng)棒料探測器(7)檢測到?jīng)]有棒料時(shí)，大功率激光器(6)自動(dòng)停止發(fā)射激光束。
【文檔編號(hào)】B22F9/10GK104014801SQ201410241936
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】戴煜, 肖必剛, 李禮 申請人:湖南頂立科技有限公司