[发明专利]一种等离子雾化装置、金属粉末的制备装置及制备方法

说明书

本发明公开一种等离子雾化装置、金属粉末的制备装置及制备方法，涉及3D打印技术领域，用于制备高球形度、低含氧量、粒度分布窄的金属粉末。所述等离子雾化装置具有相对设置的两个套管，两个所述套管之间的待雾化液体输送通道，每个所述套管靠近所述待雾化液体输送通道的一端具有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口沿着所述待雾化液体输送通道的输送方向分布。每个套管具有惰性气体输送腔以及套设于所述惰性气体输送腔内的等离子输送腔，所述惰性气体输送腔与所述第一开口连通，所述等离子体输送腔与第二开口连通。所述金属粉末的制备装置包括上述技术方案所提的等离子雾化装置。本发明提供的金属粉末的制备装置用于制备金属粉末。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种等离子雾化装置、金属粉末的制备装置及制备方法。

背景技术

经过近30年的快速发展，3D打印技术已成为当前最受关注的先进制造技术之一。但在金属3D打印工艺中，对金属粉末要求很高，如要求高球形度、低含氧量、粒度分布窄等。现有的金属粉末的制备工艺主要有：等离子旋转电极法、真空感应电极熔炼气体雾化法、等离子丝材雾化法、射频等离子球化法等。

目前现有的制备工艺制备出的金属粉末形貌难以控制，粒径较粗大且成本较高、生产效率低。其中，等离子丝材雾化法和射频等离子球化法制备出的金属粉末纯度也不符合要求，造成了材料的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等离子雾化装置、金属粉末的制备装置及制备方法，用于制备高球形度、低含氧量、粒度分布窄的金属粉末。

第一方面，本发明提供了一种等离子雾化装置。该等离子雾化装置具有相对设置的两个套管，两个所述套管之间的待雾化液体输送通道，每个所述套管靠近所述待雾化液体输送通道的一端具有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口沿着所述待雾化液体输送通道的输送方向分布。

每个所述套管具有惰性气体输送腔以及套设于所述惰性气体输送腔内的等离子输送腔，所述惰性气体输送腔与所述第一开口连通，所述等离子体输送腔与第二开口连通。

与现有技术相比，本发明提供的等离子雾化装置具有相对设置的两个套管，且每个套管具有惰性气体输送腔以及套设于惰性气体输送腔内的等离子体输送腔，可以避免由于密封不佳造成的等离子射流泄露损坏周围部件的情况。同时，惰性气体输送腔与所述第一开口连通，等离子体输送腔与第二开口连通，第一开口和第二开口沿着所述待雾化液体输送通道的输送方向分布。此时，当待雾化的熔融液从待雾化液体输送通道中掉落时，待雾化的熔融液被第一开口中喷射出的惰性气体射流与第二开口中喷射的等离子射流同时击中，雾化后得到雾化金属液滴。此时，由于惰性气体射流的源源不断的向待雾化液体输送通道中补充，使得等离子雾化装置内存在一定量的正压，从而避免了雾化时出现的反喷现象，进而实现连续生产，提高了待雾化的熔融液的雾化效率。

另外，在雾化过程中，在惰性气体射流和等离子射流的双重作用下，可以将先凝固的较细的金属粉末迅速吹离待雾化液体输送通道，防止先凝固的较细的金属粉末与未凝固的较粗的金属液滴发生碰撞，形成卫星粉。又由于等离子体输送腔套设于惰性气体输送腔内，使得等离子体输送腔在输送等离子体时产生的热量直接传递给惰性气体输送腔，使得惰性气体输送腔中的惰性气体被加热，从而使得惰性气体输送腔中的惰性气体的流速增加，且被加热的惰性气体射流的温度低于等离子射流的温度，因此，在对待雾化的熔融液进行雾化时，可以对待雾化的熔融液产生抽吸，使得待雾化的熔融液可以在短时间内进行多次的冲击破碎处理，以得到粒径分布窄的金属液滴。

第二方面，本发明还提供一种金属粉末的制备装置。该金属粉末的制备装置包括：雾化室以及第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所描述的等离子雾化装置，所述等离子雾化装置位于所述雾化室的入口。

与现有技术相比，本发明提供的金属粉末的制备装置的有益效果与第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所描述的等离子雾化装置的有益效果相同，此处不做赘述。