[发明专利]一种金属粉末制造设备及其方法

说明书

本发明是关于一种金属粉末制造设备及其方法。该设备包括一次制粉装置，一次制粉装置包括第一雾化室和按照预设尺寸将金属粉末筛分为粗粒径金属粉末和细粒径金属粉末的筛分组件；二次制粉装置，二次制粉装置包括第二雾化室和加热组件，用于分解所述粗粒径金属粉末；送粉组件，送粉组件分别与第一雾化室和第二雾化室连通，用于将筛分后的粗粒径金属粉末输送至第二雾化室；以及惰性气体供给系统，用于在第一雾化室和第二雾化室中提供保护气氛，并通过对加热后的粗粒径金属粉末吹送惰性气体而使粗粒径金属粉末分解。本发明可以通过对金属棒料连续进行两次制粉，从而提高了对细粒径金属粉末的收集率。

技术领域

本发明涉及雾化制粉技术领域，尤其涉及一种金属粉末制造设备及其方法。

背景技术

近几年随着热等静压、金属增材制造、注射成型等粉末冶金技术的发展，对金属粉末的需求量增长迅速；尤其是随着金属增材制造技术等新型技术的发展，对金属粉末的品质特别是粒径分布提出了更高的要求，以粉末床选区熔化成形为代表的3D打印技术对金属粉末的粒径需求主要集中在15~100μm。

相关技术中，等离子旋转电极制粉技术是基于高速旋转离心雾化原理的球形金属粉末制备技术，主要工作原理是高温热源作用于高速旋转的电极棒料使其端面熔化形成液膜，液膜在高速旋转离心力作用下甩出形成液线，液线在惰性气氛中冷却，在表面张力作用下形成球形粉末。受限于电极棒料的工作转速，目前采用等离子旋转电极制粉技术制备的金属粉末粒径分布在20~250μm之间，较粗的粉末粒径限制了这一技术在以增材制造为代表的新材料领域的应用。

关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：传统的旋转电极制粉技术受制于设备极限工作转速、电极棒料直径等技术瓶颈，生产的金属粉末粒径集中在20~250μm。以钛合金粉末为例，粒径小于100μm的旋转电极粉末收率不到40%，较粗的粉末粒径限制了旋转电极制粉技术在3D打印领域的应用。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属粉末制造设备及其方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

首先，根据本发明提供一种金属粉末制造设备，包括：

一次制粉装置，用于将金属棒料制成金属粉末，所述一次制粉装置包括第一雾化室和按照预设尺寸将所述金属粉末筛分为粗粒径金属粉末和细粒径金属粉末的筛分组件；

二次制粉装置，所述二次制粉装置包括第二雾化室和加热组件，用于分解所述粗粒径金属粉末；

送粉组件，所述送粉组件分别与所述第一雾化室和所述第二雾化室连通，用于将筛分后的所述粗粒径金属粉末输送至所述第二雾化室；以及

惰性气体供给系统，所述惰性气体供给系统与所述第一雾化室、所述第二雾化室、所述加热组件连通，所述惰性气体供给系统用于在所述第一雾化室和所述第二雾化室中提供保护气氛，并通过对加热后的粗粒径金属粉末吹送惰性气体而使所述粗粒径金属粉末分解；

其中，所述加热组件设置于所述送粉组件与所述第二雾化室的连通路径中，用于在所述粗粒径金属粉末被分解之前使所述粗粒径金属粉末被加热至开始融化的状态。

优选地，所述筛分组件包括筛网，所述筛网直径为100μm。

优选地，所述第二雾化室的顶部设置有圆筒形接口，所述圆筒形接口设置有夹层，所述加热组件设置于所述圆筒形接口的夹层中。