[发明专利]高压雾化制备微细球形铝粉的方法

说明书

本发明提供了一种高压雾化制备微细球形铝粉的方法。首先，在氮气和氦气的混合气体保护下，将铝锭在熔炼炉中加热熔化成为铝液并保温；然后将所得的铝液通过铝液导液管输送至由上述混合气体作为环境气体的雾化室中，同时，通过紧耦合气雾化喷嘴喷出混合气体，对所述铝液进行雾化处理，形成雾状铝液液滴；接着，在环境气体的冷却和保护下，冷却速凝，形成雾化铝粉；再利用混合气体作为传输介质，将所述雾化铝粉送入分级系统进行分级筛选处理，得到不同粒径的微细球形铝粉。本发明提供的方法，采用氮气和氦气混合气体作为雾化介质，具备雾化效率高、细粉收率高、粒径分布均匀、铝粉球形度好且尺寸均匀的优点。

技术领域

本发明涉及铝粉的制备方法，尤其涉及一种高压雾化制备微细球形铝粉的方法。

背景技术

铝粉是一种重要的金属粉末材料，广泛用于化工、涂料、耐火材料、铝热法合金、热喷涂复合粉末、火药、固体火箭推进剂等领域，在建筑和国防工业中有重要作用。

雾化法作为主流的铝粉制备技术，生产率范围大，可以根据市场需求生产多种不同粒度的球形粉末。雾化制粉的过程实际上是用引射和雾化的方法使熔融金属发散的过程。由高压氮气经雾化器后的文丘里作用，在喷口区产生真空，靠压力作用使熔融铝液进入雾化区。在喷嘴的出口处，熔融铝液的射流受到高压风气流的作用、压缩、快速流动，靠摩擦力使熔体表面层和内层产生相对位移，靠冲击力使熔体被击碎。气体使熔体射速波动并形成所谓的压缩突变，金属射流也得到进一步加速，此时高压气体从熔体表面带走单独的颗粒或液滴，当熔体射流的振幅达到临界值，并且熔体的射流有可能自由扩散时，随着被气流带走的金属分散颗粒流线谱的形成，金属熔体流则迅速破坏，随着熔体中的气体从熔体中逸出，金属射流和液滴破坏过程加剧，粉碎后的液滴在沉降器内经重力、表面张力、冷凝等作用形成粉粒。

随着气雾化制粉技术的发展，紧耦合气雾化技术在限制性气雾化喷嘴结构基础上得到了很大的发展，使金属熔体液流在高温导流管出口处就与高压雾化气体相互作用，实现雾化介质尽可能短的距离内发生气液两相流的相互作用，在很大程度能够降低两相流之间能量转换的损失，使雾化介质的动能最大限度地转化为金属粉末的表面能，对熔滴的破碎起到促进作用。

申请号为CN201310119933.8的发明专利公开了一种超细高活性铝粉的制备工艺及装置。该制备工艺先将铝锭熔融保温，然后输送到雾化室内，通过气体雾化喷嘴喷出的惰性混合气体进行雾化造粒，形成微米级铝粉；再输送进入分级器进行分级处理，得不同粒径的铝粉成品。但是该制备工艺的不足之处在于：存在雾化效率低、微细球形铝粉收率低、铝粉粒度较大且活性不高以及冷凝时间长导致粉末尺寸分布的宽的缺陷，限制了其实际的应用范围。

申请号为CN201210069937.5的发明专利公开了一种生产铝粉用雾化装置及其雾化工艺。该雾化工艺使铝液在惰性气体环境下雾化，雾化后的铝粉直接进入到油中急冷，从而防止铝粉雾化时产生雾化粉尘，同时铝粉直接进入油中，可有效的防止铝粉与氧气接触，防止铝粉氧化，保证铝粉的雾化质量，铝粉经油冷却后，随油进入分离系统将油与铝粉分离，从而完成铝粉的雾化生产。但是该雾化工艺的不足之处在于：存在雾化效率低、微细球形铝粉收率低的缺陷，且工艺复杂，限制了其实际的应用范围。

有鉴于此，有必要提供一种具备高细粉收率和粒径均匀度高的微细铝粉的雾化方法，用以拓宽微细球形铝粉的实际应用范围。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高压雾化制备微细球形铝粉的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高压雾化制备微细球形铝粉的方法，包括如下步骤：

S1、熔炼：在预定体积比氮气和氦气的混合气体保护下，将铝锭在熔炼炉中加热熔化成为铝液，并保持所述的铝液温度为780～840℃；