[发明专利]一种金属粉末的分级装置及使用方法

说明书

一种金属粉末的分级装置及使用方法，属于3D打印用金属粉末技术领域。包括储粉罐、支架、风力电机、分级轮、一级收粉罐及引风机等；储粉罐倒立放置在支架上，分级电机位于筒体上方并与分级轮直接连接；将粉末装入储粉罐然后关闭球阀，将储粉罐在支架上倒装，确认连接无误后开启分级机变频器、引风机风门和二次风阀门，引风机功率2～5KW，调节分级轮功率为30～50KW，分级后脉冲仪循环喷吹4～10min后关闭，取样进行粒度分析。优点在于，有效降低污染，减少工作强度，显著提高产品质量。

技术领域

本发明属于3D打印用金属粉末技术领域，特别涉及一种金属粉末的分级装置及使用方法。尤其涉及一种微细金属粉末的分级装置及使用方法。

背景技术

3D打印技术作为第三次工业革命制造领域的典型代表技术，受到了社会各界的广泛关注。尤其是在航空航天制造企业，更是不惜耗费大量财力、物力加大研发力度，以确保自己的技术优势。3D打印过程中的铺粉过程作为前提条件，对成型零件起着至关重要的作用，而铺粉过程中的微细粉末(如粒度小于15μm的粉末，或形状不规则的颗粒)，由于粉末间作用力很大，粉末容易团聚，从而很难铺平，严重影响粉末后期的成型过程。

对于金属粉末的分级，比较传统的方法是采用振动筛进行分级，但将这一分级技术在应用于微细金属粉末(如粒度小于20μm)时，由于微细粉末的比重较轻，而且微细粉末很容易堵塞筛网，在筛分过程中很难通过筛网进行分级。后来开始借鉴气流分级技术，但目前为止，这一技术只应用在化工及药品行业，用于对轻比重的非金属粉末进行分级，因而设备构造简易，分级过程大多暴露在大气中进行，尤其是在进料口位置，在处理过程中极容易带入空气中的粉尘。这种污染对于易受氧污染、易燃易爆、纯洁度要求高的钛合金、高温合金粉末，是不允许存在的。

在完全不受污染的环境条件下实现粉末分级首先保证进料口中原始粉末不受污染，其次是确保分级后的金属粉末粒度精确，粗粉与细粉的粒度分布交叉控制在5％以内。这一设计的技术的难点在于：1)在粉末不受污染的前提条件下，确保进料口和二次进风口有足够风量进入气流筛；2)进料口的设计要能能保证自动加料，因而储粉罐采用支架固定，并通过球阀与进料口连接，实现进料量的自动控制；3)通过对进料量、风机功率及二次进风量的调节，实现对高温合金和钛合金粉末的分级，保证分级后的粉末粗粉与细粉之间粒度分布交叉控制在5％以内。4)需考虑阀门设计、密封措施等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属粉末的分级装置及使用方法。解决了金属粉末的分级传统的方法微细粉末的比重轻，容易堵塞筛网，在筛分过程中很难通过筛网进行分级的问题。有效实现了对易受氧污染、易燃易爆、纯洁度要求高的微细高温合金粉末及钛合金粉末进行精细分级，处理掉影响3D打印过程顺利进行的微细粉末，即粒度小于15μm的金属粉末。

一种金属粉末的分级装置，包括储粉罐1、支架2、不锈钢球阀3、进料口上盖4、观察窗口5、过滤管6、进料口7、风力电机8、分级轮9、筒体10、一级收粉罐11、旋风收集器12、布袋收集器13、引风机14；其中储粉罐1倒立放置在支架上2，储粉罐口与不锈钢球阀3相连接，不锈钢球阀3下端用KF40-80的转接头连接，不锈钢球阀3通过转接头与进料口上盖4相连接，通过不锈钢球阀控制粉末的进料量，进料口上盖4为倒扣的漏斗结构，进料口上盖4上面设置有观察窗口5，下面与过滤管6相连接，粉尘过滤口下端与进料口7连接。分级电机8位于筒体10上方并与分级轮9直接连接，通过分级电机8调节分级轮9的转速，并配以合理的二次进风来实现物料的有效分选。一级收粉罐11位于筒体10的下方，旋风收集器12、布袋收集器13和引风机14依次通过风管相连接；粗粉在重力作用下进入一级收粉罐11，更细的粉尘随气流进入旋风收集器12，在离心力的作用下，粉末沿筒壁旋转下降，在内锥尾部分离；净化后的气体通过中心排气管排出进入布袋收集器13，分离后的粉末通过料仓收集。

进料斗通过螺旋杆与分级机连接，分级机由分级电机8、分级轮9、筒体10组成。

一种金属粉末的分级装置的使用方法，其具体步骤及参数如下：