[实用新型]一种无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置

说明书

本实用新型公开一种无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置，包括机械泵、罗茨泵、分子泵、合金棒材旋转与下降控制架、锥形感应线圈、超音速雾化喷嘴、真空雾化罐、收粉罐、粉尘与夹杂物收集罐和排风机；在采用无坩埚感应熔化惰性气雾化装置制备合金粉末过程中不接触任何陶瓷耐火材料的污染，锥形感应线圈产生的高频电磁场在合金棒材圆锥面上形成趋肤效应，使合金棒材无接触式感应熔化惰性气体雾化法制备了合金粉末。制粉过程中不接触任何有害物质，从源头上控制了合金粉末的洁净度，粉末合金材料在工程使用过程中降低了陶瓷夹杂物带来金属材料性能风险，最终改善粉末热等静压烧结以及3D打印合金材料的综合性能，提高材料使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及洁净合金粉末制备技术领域。具体地说是一种无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置。

背景技术

合金粉末是一种十分重要的工业原材料，广泛应用于制备高性能粉末金属材料。合金粉体的综合性能决定粉末冶金产品性能的优劣，制取洁净合金粉末是制备高性能粉末冶金材料的第一步，也是尤为关键的工艺。第二步是将是原料粉末通过成形、烧结以及烧结后的处理制得成品。粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类也愈来愈多。为了满足国民经济对粉末冶金的日益增长的需要，必须进一步扩大粉末冶金材料和制品的生产，改进粉末生产工艺、提高产品质量是尤为重要。

随着我国经济和科学技术的发展，为了满足合金粉末的各种要求，也就是对合金粉末制备装置的改进及生产工艺提出了新的要求。就像当年硬质合金的出现使机械加工生产了革命性的进展一样，粉末生产装置在各种特殊的结构材料、功能材料和复合材料的应用、改进上将发挥其特有的作用。目前，制备合金粉末过程中控制陶瓷夹杂物以及氧含量要求是非常苛刻，严重的影响粉末金属材料的综合性能指标。因此，研发制备合金粉末的新工艺装置以及从源头上降低合金粉末陶瓷夹杂物以及低氧含量而推广应用无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置及工艺技术是控制粉末夹杂物及粉末氧含量制备高性能粉末冶金产品有极大的意义。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有制备合金粉末装置及工艺技术中存在一些耐火材料被高温钢水腐蚀引起的陶瓷夹杂物以及粉末氧含量高的缺陷特征，提供了一种无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置，包括机械泵、罗茨泵、分子泵、合金棒材旋转与下降控制架、锥形感应线圈、超音速雾化喷嘴、真空雾化罐、收粉罐、粉尘与夹杂物收集罐和排风机；所述机械泵的流体入口与所述罗茨泵的流体出口连通，所述罗茨泵的流体入口与所述分子泵的流体出口连通，所述分子泵的流体入口与所述真空雾化罐的真空抽气口连通，所述合金棒材旋转与下降控制架安装在所述真空雾化罐的顶部，所述真空雾化罐底部的物料排出口与所述收粉罐罐壁上的收粉入口连通，所述收粉罐顶部的排放口与所述粉尘与夹杂物收集罐的物料入口连通，所述排风机的流体入口与所述粉尘与夹杂物收集罐的抽气口连通；所述锥形感应线圈和所述超音速雾化喷嘴分别固定安装在所述真空雾化罐内，所述锥形感应线圈的锥头端竖直向下，并且所述超音速雾化喷嘴位于所述锥形感应线圈的正下方；所述锥形感应线圈与交流电源电连接，所述合金棒材旋转与下降控制架驱动合金棒材在所述真空雾化罐内远离或邻近所述锥形感应线圈的轴向锥形通道，所述超音速雾化喷嘴的进气端与惰性气体供气源连通。

上述无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置，所述交流电源是输出电压为380V、输出频率为250～400kHz，输出功率为0～100kW的交流电源。

上述无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置，所述合金棒材邻近所述锥形感应线圈的一端具有一个圆锥形段，所述圆锥形段的母线与底面的夹角为 30-60°，所述圆锥形段外形与所述轴向锥形通道的形状相适配。

上述无坩埚电极感应熔化惰性气体雾化装置，所述合金棒材的尺寸为：合金棒材横截面直径为40～100mm，长度为600～1200mm。