[发明专利]一种细化金属粉末粒径的装置及方法

说明书

本发明是关于一种细化金属粉末粒径的装置及方法。该装置包括：雾化室；送粉组件，送粉组件与雾化室连通，用于向雾化室提供粗粒径金属粉末；加热组件，加热组件设置于送粉组件与雾化室的连通路径中，用于在粗粒径金属粉末被分解之前使粗粒径金属粉末被加热至开始融化的状态；惰性气体供给系统，惰性气体供给系统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，并且用于在粗粒径金属粉末的加热和分解时提供保护气氛。本发明可以使1个粗粒径金属粉末分离成多个细粒径金属粉末，从而使生产的金属粉末粒径集中在10~100μm。

技术领域

本发明涉及雾化制粉技术领域，尤其涉及一种细化金属粉末粒径的装置及方法。

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，金属粉末的生产技术主要有气雾化制粉、等离子熔丝雾化制粉和等离子旋转电极制粉等。其中气雾化制粉由于采用高压气体直接作用于金属溶液，制备的金属粉末存在较多的空心粉；等离子熔丝雾化制粉技术只能用于非脆性丝材的雾化制粉，粉体材料类型受限；等离子旋转电极制粉技术生产的金属粉末以其球形度高、流动性好、杂质含量低等诸多优良品质已经成为业界公认的高品质粉末制备技术。

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细化金属粉末粒径的装置及方法，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细化金属粉末粒径的装置，包括：

雾化室；

送粉组件，所述送粉组件与所述雾化室连通，用于向所述雾化室提供所述粗粒径金属粉末；

加热组件，所述加热组件设置于所述送粉组件与所述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；

惰性气体供给系统，所述惰性气体供给系统与所述雾化室、所述加热组件连通，所述惰性气体供给系统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，并且用于在所述粗粒径金属粉末的加热和分解时提供保护气氛。

优选地，所述送粉组件包括容纳所述粗粒径金属粉末的供给端和与所述供给端连通的输送端，所述雾化室顶部设置有圆筒形接口，所述送粉组件的所述输送端通过所述圆筒形接口与所述雾化室连通。

优选地，所述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。

优选地，所述惰性气体供给系统包括，惰性气源、低压出气端以及高压出气端，所述惰性气源用于向所述低压出气端和所述高压出气端供给惰性气体，所述低压出气端和所述高压出气端都与所述雾化室连通，其中，所述高压出气端设置于所述加热组件的下方。

优选地，所述加热组件的高度范围为10~200mm、直径范围为2~100mm、功率范围为1~1000kW。