一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置及制粉方法制造方法及圖紙

一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置及制粉方法，其特征在于：包括從上至下依次設(shè)置的換料室、熔煉室和霧化室，換料室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動棒料升降及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)，熔煉室內(nèi)安裝有對棒料進行加熱熔化的感應(yīng)線圈以及將熔化后的液滴破碎成小液滴的超聲波換能器，熔煉室的一側(cè)連接有惰性氣體進氣管，在惰性氣體進氣管上設(shè)有對氣體加熱裝置，霧化室內(nèi)設(shè)有對熔化后的液滴進行霧化的噴嘴。本發(fā)明專利技術(shù)將超聲波換能器和熱氣體引入電極感應(yīng)技術(shù)中，制粉裝置結(jié)構(gòu)合理，制粉方法工藝簡單，有效解決現(xiàn)有霧化方式單一、細粉收得率低等問題，大大提高了生產(chǎn)效率和細粉收得率，降低了生產(chǎn)成本。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于霧化制粉，涉及一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置及制粉方法。

技術(shù)介紹

1、目前制備金屬粉末的方法主要包括電極感應(yīng)氣霧化工藝、超聲波霧化制粉工藝等，其中電極感應(yīng)氣霧化(eiga)原理是采用棒材原料作為電極，使其在高頻感應(yīng)電圈中不斷熔化，在重力的作用下金屬液流經(jīng)霧化器中心孔，在高速氣流沖擊霧化后得到金屬粉末。超聲波霧化制粉原理是電弧將金屬絲熔化成液滴，液滴直接落在超聲換能器的霧化表面，超聲波換能器將高頻聲波轉(zhuǎn)換成高頻機械能，高頻振動產(chǎn)生駐波，當熔融的金屬液體通過霧化面時，它被破碎成均勻的微米級液滴細霧，實現(xiàn)霧化。霧化后的微米級液滴在霧化面的旋轉(zhuǎn)離心力和駐波的作用下，被甩出霧化面，遇空氣冷卻迅速固化，形成微米級金屬固體顆粒。

2、目前電極感應(yīng)氣霧化工藝已成為球形鈦合金粉末的主流制備方式。在工業(yè)化生產(chǎn)中，該工藝采用常溫氣體作為破碎氣體，通過電極感應(yīng)原理將原料棒材加熱熔化成液滴滴落到霧化室，常溫惰性氣體將液滴破碎形成粉末，但是現(xiàn)有裝置氣體過熱度低，霧化方式單一，造成細粉收得率通常在40％-50％，存在細粉收得率低，原材料利用率低的缺陷。而超聲霧化制粉的原料為金屬絲，原料成本較高，生產(chǎn)效率也較低。

3、因此，需要研發(fā)出一種新的氣霧化制粉裝置及制粉方法，以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、過熱度高的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，增設(shè)超聲裝置，有效提高生產(chǎn)效率高和細粉收得率。

<p>2、本專利技術(shù)所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種工藝合理、生產(chǎn)效率高的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉方法，有效提高細粉收得率，降低制粉成本。

3、本專利技術(shù)解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：包括從上至下依次設(shè)置的換料室、熔煉室和霧化室，換料室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動棒料升降及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)，熔煉室內(nèi)安裝有對棒料進行加熱熔化的感應(yīng)線圈以及將熔化后的液滴破碎成小液滴的超聲波換能器，熔煉室的一側(cè)連接有惰性氣體進氣管，在惰性氣體進氣管上設(shè)有對氣體加熱裝置，霧化室內(nèi)設(shè)有對熔化后的液滴進行霧化的噴嘴。

4、作為改進，所述換料室與熔煉室之間設(shè)有一可開閉的隔板，換料室內(nèi)豎直設(shè)有一支架，支架上設(shè)有可上下移動的滑塊，旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)包括可驅(qū)動滑塊上下移動的升降電機和驅(qū)動棒料旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機，升降電機固定在支架的上端，旋轉(zhuǎn)電機安裝在滑塊上，棒料的上端通過夾持裝置與旋轉(zhuǎn)電機相連接。

5、進一步，所述感應(yīng)線圈為與棒料同軸設(shè)置的多匝大角度錐形線圈。

6、進一步，所述換料室和熔煉室為承壓壓力不小于3.0mpa的耐壓裝置，在惰性氣體進氣管上安裝有調(diào)壓閥。

7、進一步，所述超聲波換能器為至少二個，分別對稱設(shè)置在感應(yīng)線圈的外側(cè)。

8、最后，所述噴嘴為拉瓦爾噴嘴。

9、本專利技術(shù)解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉方法，其特征在于：采用上述電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置進行制備，具體步驟為：

10、1)安裝棒料：降下隔板，換料室與熔化室分隔開來，將棒料通過夾持裝置安裝在滑塊上與旋轉(zhuǎn)電機連接；

11、2)將換料室抽真空至指定真空度，升起隔板，換料室與熔煉室連通，鈦合金棒料在旋轉(zhuǎn)電機和升降電機的控制下，以一定的轉(zhuǎn)速和運動速度向下進入感應(yīng)線圈內(nèi)；

12、3)調(diào)節(jié)調(diào)壓閥的閥門將熔煉室壓力調(diào)制適合壓力，惰性氣體經(jīng)氣體加熱裝置加熱后進入熔煉室；

13、4)開啟線圈電源，將棒料熔化；

14、5)開啟超聲波換能器，將熔化后的液滴超聲破碎成小液滴；

15、6)超聲破碎后的小液滴被高壓氣體帶入拉瓦爾噴嘴后，在霧化室內(nèi)進行霧化，凝固形成球形度金屬粉末；

16、7)棒料熔化結(jié)束后，料頭在旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)的控制下向上返回至換料室，關(guān)閉隔板，更換新的棒料，重復(fù)以上工序。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點在于：

18、將電極感應(yīng)霧化制粉技術(shù)和超聲波霧化制粉技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，熔煉室內(nèi)增設(shè)設(shè)置了超聲波換能器，使得熔化后的液滴經(jīng)超聲波換能器破碎成更細小液滴；增大錐形線圈錐形角度，使液滴在感應(yīng)線圈里停留更多時間加熱，獲取更高的過熱度，同時延長液滴在超聲波換能器作用范圍內(nèi)的時間，延長超聲破碎時間。設(shè)置氣體加熱裝置，對進入熔煉室的惰性氣體進行加熱，提高液滴過熱度，可進一步細化粉末。本專利技術(shù)將超聲波換能器和熱氣體引入電極感應(yīng)技術(shù)中，制粉裝置結(jié)構(gòu)合理，制粉方法工藝簡單，有效解決現(xiàn)有霧化方式單一、細粉收得率低等問題，大大提高了生產(chǎn)效率和細粉收得率，降低了生產(chǎn)成本。

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【技術(shù)保護點】

1.一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：包括從上至下依次設(shè)置的換料室、熔煉室和霧化室，換料室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動棒料升降及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)，熔煉室內(nèi)安裝有對棒料進行加熱熔化的感應(yīng)線圈以及將熔化后的液滴破碎成小液滴的超聲波換能器，熔煉室的一側(cè)連接有惰性氣體進氣管，在惰性氣體進氣管上設(shè)有對氣體加熱裝置，霧化室內(nèi)設(shè)有對熔化后的液滴進行霧化的噴嘴。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述換料室與熔煉室之間設(shè)有一可開閉的隔板，換料室內(nèi)豎直設(shè)有一支架，支架上設(shè)有可上下移動的滑塊，旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)包括可驅(qū)動滑塊上下移動的升降電機和驅(qū)動棒料旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機，升降電機固定在支架的上端，旋轉(zhuǎn)電機安裝在滑塊上，棒料的上端通過夾持裝置與旋轉(zhuǎn)電機相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述感應(yīng)線圈為與棒料同軸設(shè)置的多匝大角度錐形線圈。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述換料室和熔煉室為承壓壓力不小于3.0MPa的耐壓裝置，在惰性氣體進氣管上安裝有調(diào)壓閥。

<p>5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述超聲波換能器為至少二個，分別對稱設(shè)置在感應(yīng)線圈的外側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述噴嘴為拉瓦爾噴嘴。

7.一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉方法，其特征在于：采用權(quán)利要求1～6任一所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置進行制備，具體步驟為：

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【技術(shù)特征摘要】

1.一種電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：包括從上至下依次設(shè)置的換料室、熔煉室和霧化室，換料室內(nèi)設(shè)有驅(qū)動棒料升降及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)，熔煉室內(nèi)安裝有對棒料進行加熱熔化的感應(yīng)線圈以及將熔化后的液滴破碎成小液滴的超聲波換能器，熔煉室的一側(cè)連接有惰性氣體進氣管，在惰性氣體進氣管上設(shè)有對氣體加熱裝置，霧化室內(nèi)設(shè)有對熔化后的液滴進行霧化的噴嘴。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極感應(yīng)超聲熱氣體霧化制粉裝置，其特征在于：所述換料室與熔煉室之間設(shè)有一可開閉的隔板，換料室內(nèi)豎直設(shè)有一支架，支架上設(shè)有可上下移動的滑塊，旋轉(zhuǎn)升降機構(gòu)包括可驅(qū)動滑塊上下移動的升降電機和驅(qū)動棒料旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機，升降電機固定在支架的上端，旋轉(zhuǎn)電機安裝在滑塊上，棒料的上端通過夾持裝置與旋轉(zhuǎn)電機相連接。

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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張會華，楊鵬偉，趙樞明，趙文天，張群，莊新鵬，馬國楠，樊子煜，鐘亮，魯仁義，楊廣，劉芊瑩，曹雨琪，徐藝凡，
申請(專利權(quán))人：中國兵器科學(xué)研究院寧波分院，
類型：發(fā)明
國別省市：