[发明专利]一种用于气雾化法制备超高温金属球形粉体的雾化器装置

说明书

一种用于气雾化法制备超高温金属球形粉体的雾化器装置，属于粉末冶金技术领域。所述装置包括进气管、上端盖和下端盖，本发明通过在上端盖和下端盖之间设置气体临时存储腔室，在腔室的外缘面切线处设有至少一个进气管，在腔室的出口设置为拉瓦尔喷管结构。本发明的优点是：本发明能有效的保证高压气体经过拉瓦尔雾化器喉部后可以达到超音速效果，最大限度的减小气体能量损失，提高雾化效率。本发明可以在气体流量不高于5m³/min、压力低于1.5MPa下工作，显著减小了雾化用气体成本；在保证不发生雾化器堵塞的前提下，‑100目粉体占收得粉末的比率约90%，‑200目粉体在‑100目粉体中占比约80%。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种用于气雾化法制备超高温金属球形粉体的雾化器装置。

背景技术

目前粉体材料一般选用细粉或超细粉作为原料，这样可获得组织更均匀、性能更优异的烧结或加工材料。已知的气体雾化技术是金属粉末常用的一种生产方法。其原理是金属熔体从导流管或石墨雾化器流出后进入气体雾化区，受到高速气流的作用，被冲击破碎为细小熔滴。随后熔滴在表面张力及雾化气体的冷却作用下，凝固成粉末颗粒。在气体雾化过程中，金属熔滴可获得很高的冷却速度，凝固生成晶粒细小、无偏析的粉末颗粒。其中雾化器是气体雾化的核心，雾化器决定了雾化效率和粉末性能，若雾化器设计不合理，首先雾化效果差，获得的粉末颗粒较粗，细粉的收得率较低。其次在气体雾化过程中还会发生导流管堵塞现象。轻微堵塞会使液流速度变慢，延长雾化时间，雾化效率低；或在雾化器上出现粉末粘连，会使雾化气流偏吹，降低气体雾化能力，致使雾化粉末粒度变粗，雾化效果差；严重则会使生产停顿，影响生产的顺畅进行。因此，雾化效果（粉末粒度和形状）和雾化通畅性是雾化器设计的关键指标。

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，该雾化器的环缝没有收敛段，不符合拉瓦尔雾化器的“收敛-扩张”的基本特征，所以气流速度无法达到超音速，不可能有很好的雾化效率，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，存在雾化器堵塞的风险。

中国专利（CN102489711A，公开日20120613）公开了一种制备微细金属粉末的气体雾化喷嘴，该雾化喷嘴有拉瓦尔雾化器所述的典型的“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器类似，气体临时存储腔室过小，环缝喷出的气流可能会有紊流，雾化器在工作过程中存在堵塞的风险。

中国专利（CN103273070A，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，该雾化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，即其一阶导数不连续，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专用雾化器、一种金属液流易流出的微细金属粉末雾化器类似的一点就是气体临时存储腔室也有过小的问题。

综上，以上发明专利所述的雾化器，均没有防金属液滴堵塞凝固的结构，且气体临时存储腔室都存在过小等缺点，难以形成一个稳定的高压腔室，将会造成高压气体能量的较大损失，降低雾化效率；还会发生气流不稳，易使雾化器发生堵塞等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有雾化器雾化效率低、气流不稳、易发生堵塞的问题，提供一种用于气雾化法制备超高温金属球形粉体的雾化器装置，该装置通过在上端盖和下端盖之间设置气体临时存储腔室，然后在气体临时存储腔室的外缘面切线处设有至少一个进气管，在气体临时存储腔室的出口设置拉瓦尔喷管结构，可在较少的用气量下，通过高速气流将金属熔体破碎成细小熔滴并获得较细的粉末，消除了制粉过程中的堵塞现象，使气体雾化制粉生产能够连续、高效运行。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于气雾化法制备超高温金属球形粉体的雾化器装置，所述的雾化器装置包括上端盖、下端盖、气体临时存储腔室、熔体入口、至少一个进气管；