[发明专利]一种用于制备金属粉末的设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于制备金属粉末的设备及方法，其中包括一种用于制备金属粉末的设备，包括，熔炼系统，用于将金属原料熔炼成合金熔体；雾化系统，用于将从熔炼系统流出的合金熔体雾化成合金液滴；机械破碎系统，包括粉碎腔室以及设于粉碎腔室内的高速转盘，所述高速转盘用于对降落的合金液滴进行撞击并高速离心分散，高速离心分散的合金液体与粉碎腔室内壁再次撞击形成高温金属粉末；冷却系统，用于降低高温金属粉末的温度；收集系统，用于收集降温后的金属粉末。本发明还公开一种制备金属粉末的方法，采用用于制备金属粉末的设备制备小粒径的金属粉末。

技术领域

本发明涉及金属球状粉末的制备领域，特别涉及一种用于制备金属粉末的设备及方法。

背景技术

金属粉末是粉末冶金工业的基础原料之一，由于具有较大的比表面积及活性，因而在电、磁、光以及催化、吸附和化学反应性等领域都能起到极为重要的作用，具有十分广泛的用途，在工业生产上，特别是在粉末冶金、制造机械零件、生产摩擦材料、减摩材料、超硬材料、磁性材料、润滑剂及其制品、化工、切割、发热材料、焊条等领域具有良好的应用前景；且近年来，金属粉末在电磁、生物、医学、光学等诸多领域被越来越多的应用。

传统粉末冶金对粉末的尺寸、粒度分布、粉末形貌以及稳定性等方面并未形成严格的要求。然而，近十多年来随着金属注射成形、热喷涂、金属快速成形、表面贴装等技术的发展，金属粉末的几何特性对于保证高质量产品的精确性和稳定性已经变得与材料性能同等重要。例如：在金属注射成形中需要粉末粒径在10～15μm左右且分布集中的粉末，同时要求粉末具有球形度高，分散度良好，且具有优异流变性能的特点，这可提高金属注射成形工艺制备器件的密度，并可制备具有三维复杂形状的电子元器件，同时可保证金属注射成形过程的可靠性和稳定性；在耐磨耐蚀喷涂的工艺中采用粉末粒径在20μm以下的粉末，可使熔融颗粒在达到基体时处于基本相同的熔化状态，避免出现未熔化的过大颗粒，从而提高等离子喷涂和超音速火焰喷涂的涂层质量；在磁性吸波片中为提高吸波效果，通常采用厚度1μm左右的粉末，并且要求粉末具有固定的厚度宽度比，目前主要通过将平均粒径10～15μm左右的球形合金粉末通过辊压法压制获得。

综上所述，无论是在基础科学研究还是粉末冶金应用中，都要求粉末满足球形度高、氧含量低、粒径分布合理的特征。

目前，金属球形粉末的生产技术有气体雾化法、水雾化、等离子旋转电极法和超声雾化。气雾化法由于冷却速率较低，不易制备出完全非晶态的合金粉末，且粉末粒径大、不易得到平均粒径15μm以下的粉末，还受限于熔化液流粗且流体难控，气嘴结构复杂，气体利用率低，生产的粉末细粉少，产能低，且投资大生产成本高。水雾化法获得的粉末表面易形成氧化物，粉末形状不规则。等离子旋转电极法受限于转速和辅件而生产的粉末粒度粗，且生产成本高。超声雾化是利用超声波定向压强，使液体表面产生有限振幅的表面张力波，形成隆起液面，在隆起的液面周围发生空化作用，使液体雾化成小液滴，但超声雾化法仅适用于制备低熔点金属粉末。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于制备金属粉末的设备，能高效率的制备出粒径小的金属粉末，且能适用于各种熔点的金属粉末。

一种用于制备金属粉末的设备，包括，

熔炼系统，用于将金属原料熔炼成合金熔体；

雾化系统，用于将从熔炼系统流出的合金熔体雾化成合金液滴；

机械破碎系统，包括粉碎腔室以及设于粉碎腔室内的高速转盘，所述高速转盘用于对降落的合金液滴进行撞击并高速离心分散，高速离心分散的合金液体与粉碎腔室内壁再次撞击形成高温金属粉末；

冷却系统，用于降低高温金属粉末的温度；

收集系统，用于收集降温后的金属粉末。