[发明专利]一种气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置及方法

权利要求书

1.一种气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：该装置包括连续送料器、金属矫直机构、气雾化喷嘴、高频熔炼线圈、雾化室、收粉罐、导向装置、真空室、动密封装置、散热罩和防护罩；所述的真空室外面设置钛或钛合金丝材/棒材的连续送料器，真空室顶端设置动密封装置，真空室内部设置金属矫直装置，真空室下方为雾化室，雾化室与真空室之间安装有气雾化喷嘴，喷嘴中心孔内装有丝材或棒材的导向装置，喷嘴下方安装有高频熔炼线圈，其中动密封装置、矫直装置、喷嘴中心孔中的导向装置、以及高频熔炼线圈安装在同一轴线上；雾化室内部安装有散热罩，散热罩顶部设有防护罩，散热罩和防护罩的中心与高频熔炼线圈中心在同一轴线上；雾化室下方设有收粉罐。

2.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：所述的钛及钛合金丝材或棒材的直径为0.2～10mm。

3.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：所述的装置的冷态极限真空小于1×10^-4Pa，热态极限真空小于1×10^-2Pa，泄漏率小于5Pa/h。

4.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：所述的高频熔炼线圈内、外安装有带中心孔的陶瓷防护罩，材质为氧化钇、氧化锆、氧化铝或氮化硼。

5.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：所述的防护罩为可替换结构，材质为不锈钢或钛合金。

6.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置，其特征在于：所述的雾化室外壁设有循环冷却水，观察孔和真空接口；所述的收粉罐带有水冷系统。

7.根据权利要求1所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的装置在制备钨、钽和陶瓷材料粉末中的应用。

8.一种气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，包括如下步骤：

(1)对装置抽真空，真空度至少达到1×10^-4Pa，然后将高纯惰性气体反冲入制粉装置的真空室、雾化室和收粉罐，设备内部气体压力为0.10～0.50MPa；

(2)将钛或钛合金丝材或棒材由连续送料器通过动密封装置送到真空室，在真空室内经金属矫直机构矫直后，通过气雾化喷嘴中心孔内的导向装置到达高频熔炼线圈内部；

(3)用功率为20～200KW的高频/超高频电源对丝材/棒材进行熔化，待其熔化后熔体温度超过熔点100～300℃后，形成连续的金属液流或液滴；

(4)获得的金属液流或液滴在重力的作用下自由下落，离开高频熔炼线圈后，被喷嘴产生的惰性气流破碎成细小的金属液滴，雾化气体的压力为0.50～10MPa，雾化气体流量为10-150L/S；

(5)金属液滴在降落过程中，经过球化、冷却凝固成钛或钛合金粉末，最后落入设备下端的收粉罐内；

(6)待粉末充分冷却至室温后，即可进行粉末的筛粉和包装。

9.根据权利要求8所述的气雾化制备球形钛粉及钛合金粉末的方法，其特征在于：所述的钛粉及钛合金粉末呈球形或近球形，粒度为1～100μm，氧含量为500～2000ppm。