[发明专利]一种利用电磁力制备金属粉末的装置及方法

权利要求书

1.一种利用电磁力制备金属粉末的装置，其特征在于，包括熔融金属供给单元、电磁力金属粉末制备单元和金属粉末收集单元；

所述熔融金属供给单元用于向所述电磁力金属粉末制备单元供给熔融金属，所述熔融金属在所述电磁力金属粉末制备单元完成金属粉末制备，制备得到的金属粉末被收集在所述金属粉末收集单元；

所述电磁力金属粉末制备单元包括脉冲磁体，所述脉冲磁体用于在磁体周围产生周期性的电磁吸引力和电磁排斥力；

所述电磁力金属粉末制备单元最外侧还包括外壳，所述外壳内壁设置有螺旋状的槽，所述螺旋状的槽内盛有冷却液，该冷却液沿所述外壳内壁周向回旋形成冷却液面层；

所述熔融金属受到所述电磁排斥力时，此排斥力产生的喷射压力将所述熔融金属向外喷射弹开，进入所述外壳内壁的冷却液中，形成金属粉末，所述金属粉末随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，通过固液分离即获得所述金属粉末；

所述脉冲磁体置于脉冲磁体套内；所述脉冲磁体套上部外侧和下部外侧设置有遮罩板，所述遮罩板用于遮盖住所述脉冲磁体上部和下部的磁力线，使金属粉末集中在磁体中部磁力线最强的区域完成金属粉末制备；

所述熔融金属在重力作用下从所述熔融金属供给单元流出，沿着所述脉冲磁体套外壁流入所述电磁力金属粉末制备单元；所述脉冲磁体在周期性脉冲电流的作用下产生磁场力，对所述熔融金属在水平方向上产生周期性的电磁吸引力和电磁排斥力，所述熔融金属受到所述电磁吸引力时，紧贴所述脉冲磁体套外壁同时在重力作用下向下流动；在流经未被所述遮罩板覆盖的区域，所述熔融金属受到所述电磁排斥力时，此排斥力产生的喷射压力将所述熔融金属向外喷射弹开，进入所述外壳内壁的冷却液中，形成金属粉末，随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，通过固液分离即获得所述金属粉末；未发生喷射的熔融金属沿着所述脉冲磁体套外壁流入熔融金属回收槽。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔融金属供给单元包括熔融金属供给管道和金属液体容器，所述熔融金属供给单元的金属液体容器与所述电磁力金属粉末制备单元之间设置有隔热板，所述金属液体容器底部开设有环形通孔，所述隔热板也开设有环形通孔，且所述金属液体容器底部的环形通孔与所述隔热板的环形通孔相连通，所述金属液体自所述金属液体容器底部沿着该环形通孔流下，穿过所述隔热板的环形通孔，沿所述脉冲磁体套外壁在重力作用下向下流动。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述金属液体容器与所述熔融金属回收槽之间设置有金属液体回流管道，通过液泵将所述熔融金属回收槽内的金属液体泵回所述金属液体容器中。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲磁体为缠绕线圈组，通过调节脉冲电流强度，产生0～20Mpa范围内的喷射压力。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲磁体在周期性脉冲电流的作用下以不小于3.75×10⁴T/s的磁场变化率产生磁场力，所述熔融金属受到所述电磁排斥力时，此排斥力产生的喷射压力大于7.5Mpa，将所述熔融金属向外喷射弹开，形成粒度小于60微米的金属粉末，并以大于200m/s的速度进入所述外壳内壁的冷却液中，随着冷却液流入所述金属粉末收集单元。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲磁体套上部为锥形体。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲磁体套和所述遮罩板均为陶瓷材质。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲磁体线圈内部设置有磁体层间冷却系统。

9.一种利用如权利要求1至8任一项所述的装置制备金属粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将金属或金属合金熔融得到熔融金属液体，置于所述金属液体容器中；

(2)所述熔融金属液体自所述金属液体容器底部的环形通孔流出，穿过隔热板的环形通孔，沿着所述脉冲磁体套外壁向下流，同时所述脉冲磁体开始放电；

(3)所述金属液体先贴合在所述脉冲磁体套外壁流下，在流经不含有遮罩板区域，所述金属液体在脉冲磁力产生的排斥力作用下向外喷射，进入所述外壳内壁的冷却液中，随着冷却液流入所述金属粉末收集单元，在所述金属粉末收集单元通过固液分离即获得所述金属粉末；

(4)未发生喷射的熔融金属沿着所述脉冲磁体套外壁流入熔融金属回收槽，通过液泵泵回所述金属液体容器中。