一種高活性金屬超細粉末制備裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種高活性金屬超細粉末制備裝置，包括壓力容器體以及制粉系統，制粉系統包括金屬放置部，金屬放置部用于放置金屬棒料，金屬放置部外側壁設置有加熱裝置，金屬放置部下端對向設置有超聲波發射極，超聲波發射極至少為兩個，所述超聲波發射極可發射頻率相同、方向相反的超聲波。此外，本發明專利技術還公開了一種金屬粉末制備。解決了現有技術存在的金屬粉末粒徑不均的技術問題。

Highly active metal superfine powder preparation device and method

The invention discloses a high active metal ultrafine powder preparation device, which comprises a pressure vessel body and pulverizing system, coal pulverizing system including metal placed, metal placed for placing metal bar, metal placed outer wall is provided with a heating device, a metal placed lower part disposed opposite to the ultrasonic emitter, ultrasonic emitter two at least, the ultrasonic transmitting ultrasonic pole emission frequency is equal and opposite to the. In addition, the invention also discloses a preparation method of metal powder. The utility model solves the technical problem that the particle size of the metal powder is uneven in the prior art.

【技術實現步驟摘要】
一種高活性金屬超細粉末制備裝置及方法
本專利技術涉及3D打印增材制造領域以及粉末冶金領域，具體涉及一種高活性金屬超細粉末制備裝置及方法。
技術介紹
金屬粉末作為一類重要的工業原料，在冶金、能源、電子、醫療、航空航天等領域的應用日益擴大。尤其是隨著3D打印技術的迅猛發展，制造領域對金屬粉末的需求更為迫切，與此同時，對金屬粉末的性能要求也不斷提高。高性能的金屬粉末具有粒度范圍窄、純度高、成本低等特點。窄粒度可以保證熔融的金屬顆粒保持基本相同的狀態，否則，太大的顆粒在打印時已處于固態，太小的顆粒則早已蒸發；高純度不僅影響金屬成形部件的質量，還有助于保證成形過程的可靠性和穩定性；低成本有利于應用領域的拓展，推動工業領域的規劃化生產。高性能的金屬粉末需要采用先進的制備技術才能獲得。目前，國內外生產金屬粉末的傳統方式是霧化法，制備出的常規金屬粉末粒徑范圍大，必須經過多次篩分及檢驗才能得到所需的粒徑，生產效率極低，且粉末球形度不佳；制備高活性金屬粉末，則很難獲得純凈的產物。致使大量高性能金屬粉末依賴進口，嚴重制約國內金屬3D打印增材制造行業的發展。為適應新形勢的需要，助力3D打印增材制造產業的發展，研發新型制粉技術，提高金屬粉末的制備水平及工藝具有重要的現實意義。本專利技術針對高活性金屬粉末易被氧化、污染的特點，提供一種新型的金屬粉末制備裝置及方法，可獲得性能優異的金屬粉末。
技術實現思路
本專利技術的其中一個目的是提出一種高活性金屬超細粉末制備裝置及方法，解決了現有技術存在的金屬粉末粒徑不均的技術問題。本專利技術提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果(生產成本較高、金屬粉末粒度分布不均勻等)詳見下文闡述。為實現上述目的，本專利技術提供了以下技術方案：一種高活性金屬超細粉末制備裝置，包括壓力容器體以及制粉系統，所述制粉系統包括金屬放置部，所述金屬放置部用于放置金屬棒料，所述金屬放置部外側壁設置有加熱裝置，所述金屬放置部下端對向設置有至少兩個超聲波發射極，所述超聲波發射極可發射頻率相同、方向相反的超聲波。優選地，所述超聲波發射極穿過所述壓力容器體的側壁對向設置、軸線重合；所述超聲波發射極平面之間的距離調至半個聲波波長的整數倍。優選地，所述制粉系統還包括活塞桿、設置于所述壓力容器體上端的裝料倉、設置于所述裝料倉上端的氣缸，所述活塞桿一端置于所述裝料倉內，另一端置于所述氣缸內。優選地，所述活塞桿上設置有用于固定所述金屬棒料的固定部。優選地，所述活塞桿與所述金屬放置部之間設置有連接桿，所述連接桿上設置有用于固定所述金屬棒料的固定部。優選地，所述金屬棒料底部為倒錐體，所述加熱裝置設置于所述金屬棒料倒錐體的外側壁。優選地，所述加熱裝置為感應線圈。優選地，所述壓力容器體包括上爐腔和下爐腔，所述下爐腔為倒錐體。優選地，所述壓力容器體底部設置有集粉罐，所述集粉罐與所述爐腔之間設置有球閥。優選地，所述壓力容器體與所述裝料倉之間通過密封蓋板密封，實現裝料倉內完成換料的連續生產。優選地，還包括對壓力容器體進行抽真空處理的抽真空裝置，所述抽真空裝置與所述壓力容器體連接。優選地，所述抽真空裝置包括機械泵、羅茨泵。優選地，還包括向壓力容器體內充入惰性氣體的氣路。優選地，所述惰性氣體為純度在99.999％以上的高純氣體，所述惰性氣體為高純Ar氣或高純N2，所述惰性氣體充入量為0.6～1.2MPa本專利技術還提供了一種金屬粉末制備方法，所述方法應用于權利要求1至13任一項所述的高活性金屬超細粉末制備裝置，包括：S10、將金屬棒料放置于裝料倉內；S20、通過活塞桿將金屬棒料推入壓力容器體內；S30、通過氣路向壓力容器體充入惰性氣體；S40、通過加熱裝置將金屬棒料熔化為金屬熔液；S50、通過超聲波發射極發射頻率相同、方向相反的超聲波，形成超聲駐波場，在駐波場壓力結點位置將金屬熔滴破碎分散。優選地，在步驟S20前還包括使用機械泵、羅茨泵對爐腔抽真空至6.63×10-1Pa。基于上述技術方案，本專利技術實施例至少可以產生如下技術效果：本專利技術在金屬放置部5-2位置放置金屬棒料，通過在金屬棒料底端外側壁的加熱裝置5-3對金屬棒料底部進行加熱熔化，形成與金屬棒料本體粘連的射流7-1，在重力作用下，射流從棒料脫落，形成金屬液流7-2。如圖2所示，對向設置的超聲波發射極2發射頻率相同，方向相反的超聲波，產生諧振的超聲駐波場2-1，在駐波場壓力結點位置2-2將金屬液流7-2擊碎成超細的錐狀的破碎微滴群7-3，微滴在容器體內飛行并冷卻凝固成具有高球形度的金屬粉末。解決了金屬粉末粒徑不均的技術問題。該裝置還包括可與壓力容器體1連通的氣路6，通過氣路6向壓力容器體1充入惰性氣體，在惰性保護氣氛下可以避免金屬的氧化，同時可以作為聲波能量傳輸介質。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術實施例所提供的金屬粉末制備裝置的示意圖；圖2為圖1中I部位的局部放大圖；圖3為本專利技術實施例所提供的金屬粉末制備方法的流程圖。附圖標記：壓力容器體1、上爐腔1-1、下爐腔1-2、超聲波發射極2、超聲駐波場2-1，駐波場壓力結點位置2-2；機械泵3、羅茨泵4、制粉系統5、密封蓋板5-1、金屬放置部5-2、加熱裝置5-3、氣缸5-4、活塞桿5-5、裝料倉5-6、連接桿5-7、氣路6、射流7-1、金屬液流7-2、破碎微滴群7-3、集粉罐8、球閥9。具體實施方式下面可以參照附圖1～圖3以及文字內容理解本專利技術的內容以及本專利技術與現有技術之間的區別點。下文通過附圖以及列舉本專利技術的一些可選實施例的方式，對本專利技術的技術方案(包括優選技術方案)做進一步的詳細描述。需要說明的是：本實施例中的任何技術特征、任何技術方案均是多種可選的技術特征或可選的技術方案中的一種或幾種，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本專利技術的所有可替代的技術特征以及可替代的技術方案，也不便于每個技術特征的實施方式均強調其為可選的多種實施方式之一，所以本領域技術人員應該知曉：可以將本專利技術提供的任一技術手段進行替換或將本專利技術提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到新的技術方案。本實施例內的任何技術特征以及任何技術方案均不限制本專利技術的保護范圍，本專利技術的保護范圍應該包括本領域技術人員不付出創造性勞動所能想到的任何替代技術方案以及本領域技術人員將本專利技術提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到的新的技術方案。本專利技術實施例提供了一種高活性金屬超細粉末制備裝置及方法。下面結合圖1～圖3對本專利技術提供的技術方案進行更為詳細的闡述。如圖1～圖2所示，本專利技術實施例所提供的金屬粉末制備裝置包括壓力容器體1以及制粉系統5，制粉系統5包括金屬放置部5-2，金屬放置部5-2用于放置金屬棒料。金屬棒料懸空置于壓力容器體1的腔體內部，金屬棒料底端外側壁設置有加熱裝置5-3，金屬放置部5-2下端對向設置有超聲波發射極2，超聲波發射極2至少為兩個。本專利技術在金屬放置部5-2位置放置金屬棒料，通過在金屬棒料底端外側壁的加熱裝置5-3對金屬棒料底部進行加熱熔化，形成與金屬棒料本體粘連的射流7-1，在重力作用下，射流從棒料脫落，形成金屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高活性金屬超細粉末制備裝置，包括壓力容器體以及制粉系統，其特征在于，所述制粉系統包括金屬放置部，所述金屬放置部用于放置金屬棒料，所述金屬放置部外側壁設置有加熱裝置，所述金屬放置部下端對向設置有至少兩個超聲波發射極，所述超聲波發射極可發射頻率相同、方向相反的超聲波。

【技術特征摘要】
1.一種高活性金屬超細粉末制備裝置，包括壓力容器體以及制粉系統，其特征在于，所述制粉系統包括金屬放置部，所述金屬放置部用于放置金屬棒料，所述金屬放置部外側壁設置有加熱裝置，所述金屬放置部下端對向設置有至少兩個超聲波發射極，所述超聲波發射極可發射頻率相同、方向相反的超聲波。2.根據權利要求1所述的高活性金屬超細粉末制備裝置，其特征在于，所述超聲波發射極穿過所述壓力容器體的側壁對向設置、軸線重合；所述超聲波發射極平面之間的距離調至半個聲波波長的整數倍。3.根據權利要求1所述的高活性金屬超細粉末制備裝置，其特征在于，所述制粉系統還包括活塞桿、設置于所述壓力容器體上端的裝料倉、設置于所述裝料倉上端的氣缸，所述活塞桿一端置于所述裝料倉內，另一端置于所述氣缸內。4.根據權利要求1所述的高活性金屬超細粉末制備裝置，其特征在于，所述金屬棒料底部為倒錐體，所述加熱裝置設置于所述金屬棒料倒錐體的外側壁。5.根據權利要求1所述的高活性金屬超細粉末制備裝置，其特征在于，所述壓力容器體與所述裝料倉之間通過密封蓋板密封，實現裝料倉內完成換料的連續生產。6.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海波，高勝東，孔令鴻，高玉來，
申請(專利權)人：深圳微納增材技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44