[发明专利]一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴

说明书

一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，属于粉末冶金技术领域。该雾化喷嘴主要包括上盖、安装在上盖中心的导液管护套和下盖。其中，导液管护套中空部分为导液通道，在上盖下部为下盖，且下盖侧面有两处进气孔。当上盖和下盖封闭后形成气腔，联通气腔，以及喷嘴主轴线为中心环形分布在下盖下部的拉瓦尔（Laval）喷孔。本发明的优点是：本发明能减少气流紊流作用，使雾化过程顺利进行，并减少抽吸压力，使熔体流速变慢，使雾化更充分，能使熔体流出后直接被气流雾化，雾化更加充分，雾化效率提高。本发明所述的环孔气体雾化喷嘴与传统的喷嘴相比，雾化稳定，效率提高50%，而且制出的金属粉末颗粒度、球形度好，且分布窄，流动性好。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴。

背景技术

随着金属3D打印技术、金属注射成型技术、热喷涂技术的发展，对金属粉末质量的要求越来越高，但现有技术和实际生产需要之间还存在一定差距，因此，高质量金属球形粉末的制备已成为雾化工艺和设备发展的主要方向。据统计，60%金属粉末采用雾化法生产，运用高速气流雾化是实现超细雾化有效可行的手段之一。其中，雾化喷嘴是雾化设备中最重要的组成部分，在整个雾化过程中，雾化喷嘴对雾化效率的高低及稳定性起着非常重要的作用，目前实际应用的雾化喷嘴在型式和结构方面多种多样，但迄今为止，这些雾化喷嘴尚无一套理论计算方法，对雾化喷嘴的设计还以经验、实验为主。通常根据液体的温度和生产粉末的要求，选择适当的雾化喷嘴型式。

中国专利（CN1078928，公开日19931201）发明了自吸式超声速环形射流雾化器，在低压下雾化低熔点金属，但不适合高熔点金属的雾化，而且粉末粒度也较粗。中国专利（CN102837001A，公开日20121226）公开了一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴，该喷嘴的环缝没有收敛段，不符合拉瓦尔喷嘴的“收敛-扩张”的基本特征，其气流速度无法达到超音速，导致其雾化效率较低，且气体腔室与环缝相比太小，腔室气压很难稳定。因此，气流从环缝喷出，可能会有紊流或气流吹偏现象，存在喷嘴堵塞的风险。

中国专利（CN102489711 A，公开日20120613）公开了一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴，该喷嘴有拉瓦尔喷嘴所述的典型的“收敛-扩张”的基本特征，但是与一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴类似，气体临时存储腔室过小，环缝喷出的气流可能会有紊流，喷嘴在工作过程中存在堵塞的风险。中国专利（CN103273070 A，公开日20130904）公开了一种可调式钛及钛合金熔液超细雾化喷嘴，该喷嘴的环缝虽然也具备“收敛-扩张”的特征，然而其喉部曲线不平滑，气流能量会在喉部出现较大损失，会减弱气流的出口速度。其次，与一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴、一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化喷嘴类似的一点就是气体临时存储腔室也有过小的问题。

传统喷嘴的导液管堵塞时经常需要拆卸喷嘴，这有可能引起雾化喷嘴与气流间的同心度发生偏差，从而引起导液管与气流间的同心度发生偏差，雾化时将加大雾化液滴的不均匀度，降低雾化效果，严重时会产生局部粘壁现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的雾化喷嘴存储腔室过小、存在紊流、工作过程中可能发生堵塞的问题，提供一种结构简单、气流出口处为laval型、带有导流套的制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，该环孔气体雾化喷嘴利用高速气流将金属熔体破碎成细小熔滴并凝固成粉末，制备出的球形金属粉末流动性好、粒度分布范围合适。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种制备球形金属粉体用高效率环孔气体雾化喷嘴，所述的环孔气体雾化喷嘴包括上盖、导液管护套、导液通道、下盖、多个进气孔、气腔及多个Laval喷孔；