CN104690278A - 一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺。其技术方案是：新型电声换能器型超声雾化利用换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，当液体流至超声聚能器辐射表面并形成薄液层，薄液层在超声振动作用下激起表面张力波，当振动面的振幅达到一定值时，液滴即从波峰上飞出而成雾，冷却后在收集器中收集。本发明的特点是：新型超声雾化技术直接利用超声振动雾化金属，雾化基本以静态模式进行而没有高速运动。制备的粉末光洁圆整球形度好粒度分布窄，具有设备和工艺简单可控性高成本低等显著技术优势，有着良好的发展应用前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，是基于电声换能器型超声雾化的加工工艺。
背景技术
高性能合金粉末大多具有重要的工程应用背景和大的市场发展潜力，因此近年来在航空航天、电子信息、能源电力、冶金机械等领域的应用愈来愈广.随着现代科学技术的发展，对粉末材料的品种、质量以及成本等方面的要求越来越高，金属粉末的制备朝着高纯、微细、成分和粒度可控以及低成本的方向发展.。在传统粉末冶金应用中，对粉末的几何特性诸如颗粒尺寸、粒度分布、粉末形貌以及不同批次产品的稳定性等方面并未形成严格的要求。然而，近十多年来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本身的性能同等重要了
为了克服上述问题，本发明设计一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，提高金属粉末的几何性能，改善粉末的均一性、流动性，更好适应于金属快速成形、金属注射成形、热喷涂等新技术的需要，应用前景更加广泛。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺。其技术方案是一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，其特征是：超声雾化是利用超声能量使液体在气相中形成微细雾滴的过程，新型电声换能器型超声雾化利用换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，当液体流至超声聚能器辐射表面并形成薄液层，薄液层在超声振动作用下激起表面张力波，当振动面的振幅达到一定值时，液滴即从波峰上飞出而成雾，冷却后在收集器中收集。
新型超声雾化设备设备主要由真空/充气系统、金属熔炼及输送系统金属导流装置、超声振动系统、雾化罐体与粉末收集器等几部分构成。
具体工艺流程：系统抽真空至20Pa，返充Ar气至常压后通电熔化金属，待金属熔体温度达到熔融温度后，将金属液输至导流装置，金属流量调整好后，启动超声振动系统开始雾化金属流率为27 kg/ h，超声频率为20 kHz。雾化的粉末在收集器中冷却后，经25μm和45μm的振动筛分级后封装储存。
本发明的特点是：新型超声雾化技术直接利用超声振动雾化金属，雾化基本以静态模式进行而没有高速运动，区别在于传统气雾化利用高速气流的动能冲击破碎金属液流，是直接利用电能转化过来的声能使金属产生雾化。雾化过程没有高速运动使得雾化罐的高度大大降低（2m）左右，粉末自己的碰撞得到有效抑制，卫星颗粒明显减少，惰性气体的消耗大大减少。粉末的粒度只要取决于超声频率和金属液流速率，整个工艺过程易于控制并保持稳定。制备的粉末光洁圆整球形度好粒度分布窄，具有设备和工艺简单可控性高成本低等显著技术优势，有着良好的发展应用前景。
具体实施方式
一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，其特征是：超声雾化是利用超声能量使液体在气相中形成微细雾滴的过程，新型电声换能器型超声雾化利用换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，当液体流至超声聚能器辐射表面并形成薄液层，薄液层在超声振动作用下激起表面张力波，当振动面的振幅达到一定值时，液滴即从波峰上飞出而成雾，冷却后在收集器中收集。
新型超声雾化设备设备主要由真空/充气系统、金属熔炼及输送系统金属导流装置、超声振动系统、雾化罐体与粉末收集器等几部分构成。
具体工艺流程：选用Sn和Pb作为原料，按Sn 63%、Pb37% (质量分数)配制合金锭，在真空电阻炉内重熔。系统抽真空至20 Pa，返充Ar气至常压后通电熔化金属，待金属熔体温度达到250℃后，将金属液输至导流装置，金属流量调整好后，启动超声振动系统开始雾化金属流率为27 kg/ h，超声频率为20 kHz。雾化的粉末在收集器中冷却后，经25μm和45μm的振动筛分级后封装储存。
Claims (3)
1.一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，其特征是：超声雾化是利用超声能量使液体在气相中形成微细雾滴的过程，新型电声换能器型超声雾化利用换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，当液体流至超声聚能器辐射表面并形成薄液层，薄液层在超声振动作用下激起表面张力波，当振动面的振幅达到一定值时，液滴即从波峰上飞出而成雾，冷却后在收集器中收集。
2.根据权利要求1所述的一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，其特征是：新型超声雾化设备设备主要由真空/充气系统、金属熔炼及输送系统金属导流装置、超声振动系统、雾化罐体与粉末收集器等几部分构成。
3.根据权利要求1所述的一种新型超声雾化法金属粉末加工工艺，其特征是：具体工艺流程：系统抽真空至20Pa，返充Ar气至常压后通电熔化金属，待金属熔体温度达到熔融温度后，将金属液输至导流装置，金属流量调整好后，启动超声振动系统开始雾化金属流率为27 kg/ h，超声频率为20 kHz，雾化的粉末在收集器中冷却后，经25μm和45μm的振动筛分级后封装储存。
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