[发明专利]冷床熔炼式气雾化粉末制备方法与装置

权利要求书

1.一种冷床熔炼式气雾化粉末制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1、在制粉开始前通过启动预抽阀对制粉装置进行抽真空处理，再通过向制粉装置内整体充入惰性气体进行保护环境处理；

步骤2、将合金原料通过喂料口落入熔炼室内，通过一个一体化的水冷铜坩埚对落入的合金原料分别进行熔炼和精炼，其中熔炼室用于将合金原料熔化形成金属液流，其位于第一等离子枪的下方区域；精炼室用于精炼金属液流，其位于第二等离子枪的下方；

步骤3、在熔炼室内通过第一等离子枪对合金原料进行连续加热和熔炼，得到金属液流，第一等离子枪与熔炼室内金属液面间的间距控制在50-60mm内；

步骤4、熔炼室内得到的金属液流通过不断的积累溢流至精炼室中进行精炼，通过在精炼室内金属液面上方50-60mm处安装的第二等离子枪进行再次加热，第二等离子枪的工作功率设置成大于等于第一等离子枪的工作功率，使得精炼室内金属液流的温度达到控制的预定范围；第一等离子枪的工作功率为15-30kw，第二等离子枪的工作功率为20-40kw；

步骤5、精炼后的金属液流通过导流嘴和自身重力的作用下，连续且均匀的流入雾化喷嘴处的位置，导流嘴连接到精炼室的液流出口处，导流嘴的形状呈一缩口型，控制使喷嘴处的金属液流温度控制在一定区间范围内；

步骤6、雾化喷嘴处通过向流出的金属液流喷出99.999％高纯高压氩气对液流进行破碎气雾化处理，得到金属粉末；

其中，所述水冷铜坩埚下方处设置一螺旋式旋转杆，在熔炼过程中通过螺旋式旋转杆的旋转实现金属液体自下而上的翻腾以及水平方向的搅拌。

2.根据权利要求1所述的冷床熔炼式气雾化粉末制备方法，其特征在于，在雾化处理过程中，通过金属液流过热度控制和导流嘴抑制金属液流，流入到雾化喷嘴处导流口的液流直径在6mm以下。

3.根据权利要求1所述的冷床熔炼式气雾化粉末制备方法，其特征在于，雾化喷嘴处导流口直径设置为6mm，导流嘴整体长度为30mm。

4.一种冷床熔炼式气雾化粉末制备装置，其特征在于，包括抽真空单元、惰性气体充入单元、送料单元、熔炼室、精炼室、导流嘴、第一等离子枪、第二等离子枪以及雾化喷嘴，其中:

抽真空单元用于在制粉开始前通过启动预抽阀对制粉装置进行预抽，通过真空计指示系统的压力小于200Pa后，控制开启罗茨泵进行二级抽取，即高真空抽取，直到压力小于5Pa后，关闭预抽阀和罗茨泵，完成设备的整体抽真空，抽真空时间为25min；

惰性气体充入单元，用于向制粉装置内整体充入惰性气体进行保护环境处理；

送料单元具有一喂料口，用于将合金原料连续输入使原料通过喂料口落入熔炼室内；

熔炼室位于所述喂料口下方，通过一个一体化的水冷铜坩埚对落入的合金原料分别进行熔炼和精炼，其中熔炼室用于将合金原料熔化形成金属液流，其位于第一等离子枪的下方区域，精炼室用于精炼金属液流，其位于第二等离子枪的下方，通过第一等离子枪对落入到水冷铜坩埚内的合金原料进行连续加热和熔炼，得到金属液流；

所述第一等离子枪和第二等离子枪分别独立的控制其加热的工作功率和时间，实现对熔炼和精炼的精确和分区控制；

熔炼室中得到的金属液流通过不断的积累溢流至精炼室中进行精炼，在精炼室内金属液面上方安装的第二等离子枪对金属液流进行加热；所述第一等离子枪和第二等离子枪均设置在对应金属液面上方的50-60mm处位置；第二等离子枪的工作功率设置成大于等于第一等离子枪的工作功率，第一等离子枪的工作功率为15-30kw，第二等离子枪的工作功率为20-40kw；

导流嘴连接到精炼室的液流出口处，精炼后的金属液流通过导流嘴和自身重力的作用下，连续且均匀的流入雾化喷嘴处的位置，导流嘴的形状呈一缩口型，抑制液流的直径范围在6mm范围以下；

雾化喷嘴为环缝式喷嘴，用于向流出的金属液流喷出高纯高压氩气对液流进行破碎气雾化处理实现最终制粉。

5.根据权利要求4所述的冷床熔炼式气雾化粉末制备装置，其特征在于，导流嘴整体长度为30mm；雾化喷嘴处导流口直径为6mm。