制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置及其粉末制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置及其粉末制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體霧化法借助霧化裝置噴嘴產(chǎn)生的高速、高壓渦旋氣流將熔融的金屬或合金液流瞬間粉碎成細(xì)小液滴，并依靠冷卻介質(zhì)使其快速冷卻凝固成固體小顆粒，制備出的霧化顆粒球形度高、含氧量低、尺寸可控、具有快速冷凝的組織結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的霧化裝置在制備金屬及合金粉末時(shí)，容易產(chǎn)生鼓泡和反濺現(xiàn)象，對霧化裝置的損害大，大大降低霧化裝置的使用壽命，另外制備出的金屬及合金粉末粒徑不均勻，含氧量較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用壽命長、霧化效率高的新型制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置，包括用以儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)的霧化塔容器，所述霧化塔容器頂板開口上方設(shè)置有氣槍組件，所述氣槍組件包含底部具有漏嘴的漏包坩禍，所述漏嘴外圍設(shè)置有氣槍組件的環(huán)縫噴嘴，且所述環(huán)縫噴嘴也位于所述開口上方，所述霧化塔容器上部周側(cè)壁設(shè)置有伸入冷卻介質(zhì)并噴入惰性氣體的第一進(jìn)氣管、所述周側(cè)壁上還設(shè)置有引出霧化塔容器內(nèi)氧氣的出氣管。
[0005]進(jìn)一步的，所述氣槍組件還包含氣槍主體，所述氣槍主體具有環(huán)錐形內(nèi)腔，所述氣槍主體兩側(cè)端對稱設(shè)置有與環(huán)錐形內(nèi)腔相連通的第二進(jìn)氣管，所述環(huán)錐形內(nèi)腔底部設(shè)有連通環(huán)錐形內(nèi)腔與霧化塔容器的環(huán)縫噴嘴，所述漏嘴與環(huán)縫噴嘴平齊。
[0006]進(jìn)一步的，所述環(huán)縫噴嘴的噴嘴寬度為1.6~1.8mm，所述環(huán)縫噴嘴的內(nèi)徑為15~20mm，所述環(huán)縫噴嘴呈錐形，且其內(nèi)壁斜面與環(huán)錐形內(nèi)腔底平面之間的夾角為30° ;所述漏嘴的直徑為3.6-4.1mm0
[0007]進(jìn)一步的，所有第二進(jìn)氣管的中心線均位于同一直線上。
[0008]進(jìn)一步的，所述氣槍主體的噴射壓力為3.0-3.4MPa。
[0009]進(jìn)一步的，所述氣槍主體頂部外側(cè)壁與漏包坩禍外側(cè)壁相吻合壁相吻合。
[0010]進(jìn)一步的，所述氣槍主體采用不銹鋼材料并通過氬弧焊進(jìn)行密封焊接而成。
[0011]進(jìn)一步的，所述氣槍組件與霧化塔容器為小間隙配合，并經(jīng)橡膠圈密封。
[0012]進(jìn)一步的，所述霧化塔容器的底部呈錐形，且所述霧化塔容器的錐形底部設(shè)有閥門。
[0013]一種制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置的粉末制備方法，包括以下步驟:
(I)通入冷卻介質(zhì)，首先在如權(quán)利要求1~9所述制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置的霧化塔容器內(nèi)通入一定比例的冷卻介質(zhì)，將所述霧化塔容器上下分為空氣環(huán)境、冷卻介質(zhì)環(huán)境兩個(gè)部分； (2)排氣，接著利用第一進(jìn)氣管往冷卻介質(zhì)中不斷通入惰性氣體，將霧化塔容器內(nèi)空氣環(huán)境部分、冷卻介質(zhì)環(huán)境部分中含有的氧氣不斷經(jīng)出氣管排出，將空氣環(huán)境部分變?yōu)槎栊詺怏w環(huán)境；
(3)造粒，然后將金屬或合金熔融液體從漏包坩禍上方倒入，霧化介質(zhì)從第二進(jìn)氣管向氣槍組件的環(huán)錐形內(nèi)腔噴入并經(jīng)環(huán)縫噴嘴噴出，在金屬或合金熔融液體經(jīng)過漏嘴向下流入霧化塔容器的過程中，霧化介質(zhì)將金屬或合金熔融液流瞬間霧化破碎成大量細(xì)小的金屬或合金液滴，細(xì)小的液滴在惰性氣體環(huán)境部分的飛行過程中，在表面張力和霧化氣體的快速冷卻共同作用下迅速冷凝成球形或類球形顆粒；
(4)冷卻，緊接著將金屬或合金的球形或類球形顆粒落入霧化塔容器錐形底部的冷卻介質(zhì)中進(jìn)行冷卻，得到金屬或合金粉末；
(5 )收集，冷卻結(jié)束后，打開閥門收集所有金屬或合金粉末。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明采用漏斗形的漏包坩禍可有效防止霧化過程氣體介質(zhì)和金屬熔融液體沿漏包坩禍逆流而上導(dǎo)致的鼓泡和反濺現(xiàn)象的發(fā)生，延長了氣槍組件和漏包坩禍的壽命；通過高壓高速氣體霧化、惰性氣體保護(hù)的組合設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)霧化粉末形狀規(guī)則、粒徑均勻、含氧量低等優(yōu)點(diǎn)；通過調(diào)節(jié)熔融金屬液體的過熱度、漏包坩禍的孔徑、工作介質(zhì)的壓力等參數(shù)可以使霧化粉末粒度達(dá)到一個(gè)要求的范圍；上述技術(shù)的采用提高了霧化制粉的生產(chǎn)效率、細(xì)粉收得率和金屬粉末的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的流程示意圖。
[0019]圖中:1-霧化塔容器，11-頂板，12-開口，13-錐形底部，14-閥門，15-第一進(jìn)氣管，16-出氣管，2-氣槍組件，21-漏包坩禍，211-漏嘴，212-外側(cè)壁，22-氣槍主體，221-環(huán)縫噴嘴，222-環(huán)錐形內(nèi)腔，223-第二進(jìn)氣管，224-外側(cè)壁，3-冷卻介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1~3所示，一種制備金屬及合金粉末用的氣霧化裝置，包括用以儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)3的霧化塔容器1，所述霧化塔容器I頂板11開口 12上方設(shè)置有氣槍組件2，所述氣槍組件2包含底部具有漏嘴211的漏包坩禍21，所述漏嘴211外圍設(shè)置有高壓氣槍組件2的環(huán)縫噴嘴221，且所述環(huán)縫噴嘴221也位于所述開口 12上方，所述霧化塔容器I上部周側(cè)壁設(shè)置有伸入冷卻介質(zhì)3并噴入惰性氣體的第一進(jìn)氣管15、所述周側(cè)壁上還設(shè)置有引出霧化塔容器I內(nèi)氧氣的出氣管16。在未往霧化塔容器I內(nèi)通入惰性氣體時(shí)，霧化塔容器I內(nèi)上部為空氣環(huán)境，下部為冷卻介質(zhì)3環(huán)境，不斷往霧化塔容器I內(nèi)通入惰性氣體，不斷將霧化塔容器I內(nèi)部的氧氣排出，保持霧化塔容器I上部為惰性氣體環(huán)境，下部為冷卻介質(zhì)3環(huán)境。
[0021]在本發(fā)明中，所述氣槍組件2還包含氣槍主體22，所述氣槍主體22具有環(huán)錐形內(nèi)腔222，所述氣槍主體22兩側(cè)端對稱設(shè)置有與環(huán)錐形內(nèi)腔222相連通的第二進(jìn)氣管223，所述環(huán)錐形內(nèi)腔222底部設(shè)有連通環(huán)錐形內(nèi)腔222與霧化塔容器I的環(huán)縫噴嘴221，所述漏嘴211與環(huán)縫噴嘴221平齊。
[0022]在本發(fā)明中，所述環(huán)縫噴嘴221的噴嘴寬度為1.6-1.8mm，所述環(huán)縫噴嘴221的內(nèi)徑為15~20mm，優(yōu)選19mm，所述環(huán)縫噴嘴221呈錐形，且其內(nèi)壁斜面與環(huán)錐形內(nèi)腔222底平面之間的夾角為30°。
[0023]在本發(fā)明中，所述漏嘴211的直徑為3.6-4.1mm。通過對漏嘴211尺寸、霧化介質(zhì)噴射角度的控制，能更好的控制粉末的粒徑均勻性和外形的規(guī)則性