[发明专利]钛合金熔炼雾化制粉设备及制备工艺

权利要求书

1.一种钛合金熔炼雾化制粉设备，包括坩埚体（1），所述坩埚体（1）内设有熔炼腔（1.1），所述坩埚体（1）下端设有供熔炼后的钛合金液体流出的浇注孔（1.2），所述坩埚体（1）下部设有加热机构（2），所述加热机构（2）下部设有喷盘（3），所述喷盘（3）下部设有用于对熔炼后的钛合金进行雾化的雾化仓（4），其特征在于：所述加热机构（2）包括加热管（2.1）、主加热线圈（5）、副加热线圈（2.2）、水冷罩（2.3），所述加热管（2.1）设在浇注孔（1.2）下部，所述主加热线圈（5）套设在坩埚体（1）外，所述副加热线圈（2.2）套设在加热管（2.1）外，所述水冷罩（2.3）套设在副加热线圈（2.2）外以屏蔽主加热线圈（5）的电磁线对副加热线圈（2.2）的加热稳定性的干扰。

2.根据权利要求1所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述加热管（2.1）上端设有用于插入浇注孔（1.2）的凸环（2.4），所述凸环（2.4）的外径与浇注孔（1.2）的内径一致，所述副加热线圈（2.2）的端部与凸环（2.4）相抵。

3.根据权利要求2所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述凸环（2.4）内设有冷却水腔（2.4.1）。

4.根据权利要求3所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述凸环（2.4）由多个子流块沿加热管（2.1）周向环绕构成，相邻子流块之间设有供电磁线穿过的间隙（2.4.2）。

5.根据权利要求1所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述加热管（2.1）内设有加热孔（2.5），所述加热孔（2.5）由上至下依序包括引入段（2.5.1）、过渡段（2.5.2）、引出段（2.5.3）、保温段（2.5.4）。

6.根据权利要求1所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述水冷罩（2.3）包括第一水冷套筒体（2.3.1）、设在第一水冷套筒体（2.3.1）上部的第一冷却水环（2.3.2）、设在第一水冷套筒体（2.3.1）下部的第二冷却水环（2.3.3），所述第一冷却水环（2.3.2）供冷却水流通的横截面积大于第二冷却水环（2.3.3）供冷却水流通的横截面积。

7.根据权利要求6所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述第一冷却水环（2.3.2）设置在第一水冷套筒体（2.3.1）的外周面，所述第二冷却水环（2.3.3）设置在第一水冷套筒体（2.3.1）的内壁。

8.根据权利要求1所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述副加热线圈（2.2）包括环绕加热管（2.1）设置的多个第一线环（2.2.1），所述副加热线圈（2.2）的两端的第一线环（2.2.1）之间的间隔距离小于副加热线圈（2.2）的中部的第一线环（2.2.1）之间的间隔距离。

9.根据权利要求1所述的钛合金熔炼雾化制粉设备，其特征在于：所述钛合金熔炼雾化制粉设备还包括套设在坩埚体（1）外的主加热线圈（5），所述主加热线圈（5）的下端面低于坩埚体（1）的下端面设置。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的钛合金熔炼雾化制粉设备的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤，

a、将钛合金原料放入坩埚体（1）中；

b、将熔炼腔（1.1）和雾化腔（4.1）内的压力抽至10pa以下，充入氩气至大气压，再将熔炼腔（1.1）和雾化腔（4.1）内的压力抽至10pa以下，再充入氩气，将熔炼腔（1.1）和雾化腔（4.1）内压力控制在80kpa~110kpa范围内；

c、开启电源，缓慢提升功率至50kW~1500kW之间，使钛合金缓慢熔化；

d、待钛合金完全熔化后，将钛合金液体过热度控制在10~50℃内持续1~5min，以保证液体完全合金化；

e、合金化结束后，加大主加热线圈（5）功率，主加热线圈（5）产生电磁线对钛合金液体产生推力，使钛合金液体不与坩埚体（1）的内壁接触，呈半悬浮状态，并将钛合金液体过热度控制在30~100℃之间；同时开启副加热线圈（2.2），将加热管（2.1）温度加热至1200~1650℃；

f、再依次开启雾化仓（4）下部的引风机、阀门和雾化气，雾化压力设置在2~10MPa；

g、提高副加热线圈（2.2）功率，将加热管（2.1）温度加热至1500~2200℃，使钛合金液体从加热管（2.1）流出，流量控制在1~15kg/min，雾化仓（4）内雾化气将流出后的钛合金熔液击碎呈液滴状，经冷却凝固后形成钛合金粉末，制备完毕。