[发明专利]一种采用气雾化制备高熔点金属或合金球形粉末的方法

说明书

本发明公开一种采用气雾化制备高熔点金属或合金球形粉末的方法，涉及高熔点金属或合金粉末技术领域，包括以下步骤：(1)感应加热装置设置为多个，感应加热装置中心设有通孔，多个感应加热装置的通孔同轴设置；(2)电极感应熔炼：在惰性气体保护状态下，将高熔点金属或合金圆棒的圆锥形尖端对应感应加热线圈，圆棒以其轴为中心线自转、并向下移动，依次经过第一感应加热线圈和第二感应加热线圈；(3)雾化：在高熔点金属或合金液滴滴落之前，开启气雾化喷嘴，往喷嘴内通入高压惰性气体进行雾化，形成细小颗粒，冷却后得到高熔点金属或合金粉末。本发明的优点为：可以一步制备球形粉体，缩短制备流程，更环保，且制得的粉体中氧含量更低。

技术领域

本发明涉及高熔点金属或合金粉末技术领域，具体涉及一种采用气雾化制备高熔点金属或合金球形粉末的方法。

背景技术

生产实践活动中，钨、钼、铌、钽等高熔点金属或合金已被广泛用于航空航天、生物医疗等领域的制品生产，生产过程当中需要对这些金属或合金进行熔化，然后进行模具铸造等生产活动。另外，钨粉、钼粉、铌粉、钽粉等高熔点金属或合金的生产多采用还原法、等离子法来生产，受限于金属熔化的问题，不能采用气雾化的技术模式。

钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。钽所具有的特性，使它的应用领域十分广阔。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。此外，在化工、电子、电气等工业中，钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务，使所需费用大大降低。

球形高熔点金属或合金粉末的生产可采取以下三种方法：

1、等离子旋转电极法(PREP)，采用等离子体将高速旋转的高熔点金属或合金棒端面熔化，熔化后钽的液滴在离心力的作用下形成细小颗粒，冷却后得到粉末。

该方法设备造价昂贵，需配备大功率电源、等离子发射器、惰性气体供气装置等；在一些成型设备上，等离子熔化法可熔化的棒材直径一般为固定尺寸，不可调整或调整空间不大；金属污染，由于等离子矩接触金属原料，会造成一定程度接触污染；成本较高，设备造价高，消耗电力、氩气、氦气等惰性气体较多；操作复杂，结构复杂；细粉(250目以下)比例非常低。

2、等离子雾化法(PA)，采用两个以上的等离子体将高熔点金属或合金丝熔化，并在等离子体气流的作用下同时破碎成细小颗粒，冷却后得到球形粉末。

该方法所需设备造价昂贵，需配备大功率电源、等离子发射器、惰性气体供气装置等；棒材直径不可调整或调整空间不大，金属污染，由于等离子矩接触金属原料，会造成一定程度接触污染；成本较高，设备造价高，消耗电力、氩气、氦气等惰性气体较多；操作复杂，结构复杂。

3、用金属热还原法得到不规则的非球形粉末，再采用等离子球化法二次加工，使得不规则粉末表面熔化，进而材料收缩形成细小颗粒，冷却后得到粉末。

如在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾：K₂TaF₇+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行，温度加热到900℃时，还原反应迅速完成。但采用该方法制得的高熔点金属或合金粉末粒度不规则，要得到球形粉末，需要进行二次加工，比如采取等离子球化法得到球形钽粉。生产过程长、成本高。

公开号为CN110125425A的专利申请公开一种电极感应气雾化连续液流制备球形金属粉末的方法，但是气雾化(二流雾化)方法只能解决1800度熔点以下金属粉末的制备。当需要制备熔点高于1800度的高熔点金属或合金球形粉末时，当前气雾化由于不能实现高熔点材料的加热熔化，故而不能解决高熔点金属或合金气雾化生产粉末的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于创新开发一种可熔化高熔点金属或合金的加热装置，采用该装置后，找到了一种采用气雾化制备高熔点金属或合金球形粉末的方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：