CN105710381A - 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法 - Google Patents

一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105710381A
CN105710381A CN201610122849.5A CN201610122849A CN105710381A CN 105710381 A CN105710381 A CN 105710381A CN 201610122849 A CN201610122849 A CN 201610122849A CN 105710381 A CN105710381 A CN 105710381A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
grid
turbulent flow
air source
pressure air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610122849.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105710381B (zh
Inventor
初冠南
徐朋明
林艳丽
王春妹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Xinming Enterprise Management Co., Ltd
Original Assignee
DONGYING JINMAO ALUMINIUM HIGH-TECH CO LTD
Harbin Institute of Technology Weihai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DONGYING JINMAO ALUMINIUM HIGH-TECH CO LTD, Harbin Institute of Technology Weihai filed Critical DONGYING JINMAO ALUMINIUM HIGH-TECH CO LTD
Priority to CN201610122849.5A priority Critical patent/CN105710381B/zh
Publication of CN105710381A publication Critical patent/CN105710381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105710381B publication Critical patent/CN105710381B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法。主要由高压气源、超声振动栅、超声发射装置和熔化炉组成，所述的超声振动栅置于高压气源和熔化炉之间，且超声振动栅与超声发射装置连接，所述的超声振动栅通过多个棱条形成多组栅格，高压气源喷出气流至超声振动栅，超声发射装置使超声振动栅产生机械振动，气流流经栅格后形成湍流涡街，熔化炉的铝液进入湍流涡街后，随着气流旋转流动，铝液凝固成细小颗粒。本发明解决了现有制粉方法生产的金属粉末存在颗粒大、圆度低、存在缺陷和使用性能差的问题，利用湍流涡街的独立旋转运动避免颗粒膨胀长大，提高真球度并促使晶粒沿直径方向长大，提高其力学性能。

Description

一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法
技术领域
本发明涉及一种超细铝粉的制备方法，特别涉及一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法。
背景技术
超细铝粉广泛应用于3D打印、航天燃料和防腐涂料中，具有重要的国防和社会意义。目前国内外超细铝粉生产工艺技术大多采用20年代发明的空气雾化法，即用压缩空气通过喷嘴将熔融的铝液雾化成液滴，随后被大量的空气冷却成为金属粉末。但是近几年蓬勃发展的3D打印行业成为了传统制粉技术无法进入的高技术产业，传统制粉方法生产的金属粉末存在颗粒大、圆度低、存在缺陷和使用性能差的问题。因此空气雾化法所生产金属粉末不能满足3D打印行业需求。特别是空气雾化法存在铝粉氧化燃烧的危险。针对该现状，本发明提出了一种超细铝粉制备技术，在超声湍流雾化作用下，利用湍流涡街避免晶核碰撞长大技术克服了铝粉颗粒制备的关键难题，超声湍流雾化法形核速率快，晶粒生长定向可控，能够获得高效高质、高真球度、高球径均匀性的超细粉体。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法，解决了现有制粉方法生产的金属粉末存在颗粒大、圆度低、存在缺陷和使用性能差的问题。
本发明提到的一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置，主要由高压气源、超声振动栅、超声发射装置和熔化炉组成，所述的超声振动栅置于高压气源和熔化炉之间，且超声振动栅与超声发射装置连接，所述的超声振动栅通过多个棱条形成多组栅格，高压气源喷出气流至超声振动栅，超声发射装置使超声振动栅产生机械振动，气流流经栅格后形成湍流涡街，熔化炉的铝液进入湍流涡街后，随着气流旋转流动，铝液凝固成细小颗粒。
上述的棱条的横截面为圆形。
上述的棱条的直径d为0.05-0.1mm。
其中，每个栅格的长度L为0.1-2mm。
上述的高压气源靠近超声振动栅的一侧设有喷嘴，所述的超声振动栅距离喷嘴的距离为10~100mm。
上述的熔化炉的底部设有熔化炉底盖。
本发明提到的一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：组装湍流雾化装置，所述的湍流雾化装置主要由高压气源、超声振动栅、超声发射装置和熔化炉组成，所述的超声振动栅置于高压气源和熔化炉之间，高压气源靠近超声振动栅的一侧设有喷嘴，且超声振动栅与超声发射装置连接，所述的超声振动栅通过多个棱条形成多组栅格，棱条的横截面为圆形；
步骤二：在熔化炉中将铝锭加热至750-800℃；
步骤三：打开高压气源的开关，高压气源由喷嘴流出高压室温气流，气流流动方向为由喷嘴至超声振动栅；
步骤四：超声发射装置启动，为超声振动栅提供机械振动，振动方向与气流方向平行，由于流体的粘性，高压气体流经振动栅后形成湍流涡街；
步骤五：打开熔化炉底盖，使铝液在重力作用下流出；
步骤六：当铝液进入高压气体形成的湍流涡街后，随着气流旋转流动，由于气流为室温，铝液逐渐冷却，并最终凝固成超细铝粉。
优选的，高压气源由喷嘴流出压力为2MPa-100Mpa，高压气源采用的气体为氮气。
优选的，超声发射装置启动，为超声振动栅提供振动频率为100-100000HZ的机械振动。
优选的，上述的栅格的长度L为0.1-2mm，棱条的直径d为0.05-0.1mm。
本发明的有益效果是：本发明通过在高压气源和液态铝液之间加装超声振动栅，利用超声振动实现气流的湍流涡街流动，铝液在湍流涡街的独立旋转运动下可以产生以下效果，
其一，湍流克服了传统雾化制粉中颗粒的碰撞长大，有利于制备超细铝粉；
其二，湍流增强了颗粒的独立自传运动，旋转运动提高了颗粒的圆度；
其三，旋转运动形成了离心力，促使晶粒均沿直径方向生长，制备的颗粒力学性能好；
本发明设计合理、工作可靠、效果显著，具有较强的推广价值。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是图1中A部的放大图；
上图中：1-高压气源，2-喷嘴，3-超声振动栅，4-超声发射装置，5-熔化炉，6-熔化炉底盖，7-湍流涡街。
具体实施方式
结合附图1-2，对本发明作进一步的描述：
本发明提到的一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置，主要由高压气源1、超声振动栅3、超声发射装置4和熔化炉5组成，所述的超声振动栅3置于高压气源1和熔化炉5之间，且超声振动栅3与超声发射装置4连接，上述的熔化炉5的底部设有熔化炉底盖6；所述的超声振动栅3通过多个棱条形成多组栅格，高压气源1喷出气流至超声振动栅3，超声发射装置4使超声振动栅3产生机械振动，气流流经栅格后形成湍流涡街7，熔化炉5的铝液进入湍流涡街7后，随着气流旋转流动，铝液凝固成细小颗粒；上述的棱条的横截面为圆形，棱条的直径d为0.05-0.1mm；其中，每个栅格的长度L为0.1-2mm。
另外，高压气源1靠近超声振动栅3的一侧设有喷嘴2，所述的超声振动栅3距离喷嘴2的距离为10~100mm，高压气源采用的气体为氮气。
再者，本发明提到的一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：组装湍流雾化装置，所述的湍流雾化装置主要由高压气源1、超声振动栅3、超声发射装置4和熔化炉5组成，所述的超声振动栅3置于高压气源1和熔化炉5之间，高压气源1靠近超声振动栅3的一侧设有喷嘴2，且超声振动栅3与超声发射装置4连接，所述的超声振动栅3通过多个棱条形成多组栅格，棱条的横截面为圆形；上述的栅格的长度L为0.1-2mm，棱条的直径d为0.05-0.1mm；
步骤二：在熔化炉5中将铝锭加热至750-800℃；
步骤三：打开高压气源1的开关，高压气源由喷嘴2流出高压室温气流，气流流动方向为由喷嘴2至超声振动栅3；高压气源由喷嘴2流出压力为2MPa-100Mpa，高压气源采用的气体为氮气；
步骤四：超声发射装置4启动，为超声振动栅3提供振动频率为100-100000HZ的机械振动，振动方向与气流方向平行，由于流体的粘性，高压气体流经振动栅后形成湍流涡街7；
步骤五：打开熔化炉底盖6，使铝液在重力作用下流出；
步骤六：当铝液进入高压气体形成的湍流涡街7后，随着气流旋转流动，由于气流为室温，铝液逐渐冷却，并最终凝固成超细铝粉。
本发明解决了现有制粉方法生产的金属粉末存在颗粒大、圆度低、存在缺陷和使用性能差的问题，本发明通过在高压气源和液态铝液之间加装超声振动栅，利用超声振动实现气流的湍流涡街流动，利用湍流涡街的独立旋转运动避免颗粒膨胀长大，提高真球度并促使晶粒沿直径方向长大，提高其力学性能，本发明工艺简单，稳定性好，效果显著，具有较强的推广价值。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：主要由高压气源（1）、超声振动栅（3）、超声发射装置（4）和熔化炉（5）组成，所述的超声振动栅（3）置于高压气源（1）和熔化炉（5）之间，且超声振动栅（3）与超声发射装置（4）连接，所述的超声振动栅（3）通过多个棱条形成多组栅格，高压气源（1）喷出气流至超声振动栅（3），超声发射装置（4）使超声振动栅（3）产生机械振动，气流流经栅格后形成湍流涡街（7），熔化炉（5）的铝液进入湍流涡街（7）后，随着气流旋转流动，铝液凝固成细小颗粒。
2.根据权利要求1所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：所述的棱条的横截面为圆形。
3.根据权利要求2所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：所述的棱条的直径d为0.05-0.1mm。
4.根据权利要求1所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：每个栅格的长度L为0.1-2mm。
5.根据权利要求1所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：所述的高压气源（1）靠近超声振动栅（3）的一侧设有喷嘴（2），所述的超声振动栅（3）距离喷嘴（2）的距离为10~100mm。
6.根据权利要求1所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置，其特征是：所述的熔化炉（5）的底部设有熔化炉底盖（6）。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一：组装湍流雾化装置，所述的湍流雾化装置主要由高压气源（1）、超声振动栅（3）、超声发射装置（4）和熔化炉（5）组成，所述的超声振动栅（3）置于高压气源（1）和熔化炉（5）之间，高压气源（1）靠近超声振动栅（3）的一侧设有喷嘴（2），且超声振动栅（3）与超声发射装置（4）连接，所述的超声振动栅（3）通过多个棱条形成多组栅格，棱条的横截面为圆形；
步骤二：在熔化炉（5）中将铝锭加热至750-800℃；
步骤三：打开高压气源（1）的开关，高压气源由喷嘴（2）流出高压室温气流，气流流动方向为由喷嘴（2）至超声振动栅（3）；
步骤四：超声发射装置（4）启动，为超声振动栅（3）提供机械振动，振动方向与气流方向平行，由于流体的粘性，高压气体流经振动栅后形成湍流涡街（7）；
步骤五：打开熔化炉底盖（6），使铝液在重力作用下流出；
步骤六：当铝液进入高压气体形成的湍流涡街（7）后，随着气流旋转流动，由于气流为室温，铝液逐渐冷却，并最终凝固成超细铝粉。
8.根据权利要求7所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，其特征是：高压气源由喷嘴（2）流出压力为2MPa-100MPa，高压气源采用的气体为氮气。
9.根据权利要求7所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，其特征是：超声发射装置（4）启动，为超声振动栅（3）提供振动频率为100-100000HZ的机械振动。
10.根据权利要求7所述的超细铝粉超声湍流雾化制备装置的制备方法，其特征是：所述的栅格的长度L为0.1-2mm，棱条的直径d为0.05-0.1mm。
CN201610122849.5A 2016-03-04 2016-03-04 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法 Expired - Fee Related CN105710381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610122849.5A CN105710381B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610122849.5A CN105710381B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105710381A true CN105710381A (zh) 2016-06-29
CN105710381B CN105710381B (zh) 2017-05-31

Family

ID=56157330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610122849.5A Expired - Fee Related CN105710381B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105710381B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106423698A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于涡环结构的雾化射流方法及其装置
CN109576496A (zh) * 2018-12-29 2019-04-05 中北大学 废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040231463A1 (en) * 2003-03-05 2004-11-25 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of manufacturing magnetic particle, magnetic particle and magnetic recording medium
JP2005146370A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd アルミニウム製金属ボール、電解液注入孔封止材及び当該封止材を使用して製造された電池
CN103725909A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 北京科技大学 一种粉末液相模锻制备铝合金的方法
CN103787395A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 江苏大学 一种全流程调控制备微米级超高纯氧化铝粉体的方法
CN103866399A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 上海华力微电子有限公司 一种用于去耦反应离子刻蚀设备的气流控制装置
CN105148796A (zh) * 2015-09-07 2015-12-16 中国兵器科学研究院宁波分院 一种活性纳米铝粉的喷雾造粒方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040231463A1 (en) * 2003-03-05 2004-11-25 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of manufacturing magnetic particle, magnetic particle and magnetic recording medium
JP2005146370A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd アルミニウム製金属ボール、電解液注入孔封止材及び当該封止材を使用して製造された電池
CN103725909A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 北京科技大学 一种粉末液相模锻制备铝合金的方法
CN103787395A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 江苏大学 一种全流程调控制备微米级超高纯氧化铝粉体的方法
CN103866399A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 上海华力微电子有限公司 一种用于去耦反应离子刻蚀设备的气流控制装置
CN105148796A (zh) * 2015-09-07 2015-12-16 中国兵器科学研究院宁波分院 一种活性纳米铝粉的喷雾造粒方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106423698A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于涡环结构的雾化射流方法及其装置
CN106423698B (zh) * 2016-10-31 2019-03-05 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于涡环结构的雾化射流方法及其装置
CN109576496A (zh) * 2018-12-29 2019-04-05 中北大学 废铝回收制备激光选区熔化用粉末的方法、产物以及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN105710381B (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205414417U (zh) 一种等离子雾化制备增材制造用高性能粉末的装置
CN109622982B (zh) 金属粉末的制备装置和制备方法
CN204770679U (zh) 制造球形微细金属粉末的旋转超声雾化装置
CN103273070B (zh) 一种可调式钛及钛合金熔液超细雾化喷嘴
CN201913249U (zh) 一种用于金属气体雾化的环缝型超音速喷嘴
CN109570518A (zh) 一种用于金属粉末制备的超音速气雾化喷盘
JP6422679B2 (ja) 中空粒子の製造装置
WO2020063625A1 (zh) 一种逐液滴离心雾化法制备超细球形金属粉末的装置及方法
CN110280774A (zh) 一种金属粉末制备装置
CN105618772B (zh) 一种结构参数可调的超音速雾化喷嘴
CN105328199A (zh) 一种新型气雾化喷嘴及其实现方法
CN105618773B (zh) 一种用于制备3d打印金属粉末的气雾化装置
CN202763046U (zh) 一种制备微细金属粉末的雾化器
Si et al. Design and evaluation of a Laval-type supersonic atomizer for low-pressure gas atomization of molten metals
CN105710381A (zh) 一种超细铝粉超声湍流雾化制备装置及方法
CN202447671U (zh) 制备微细金属粉末的二次加速超音速防返风环缝雾化喷嘴
CN104858439A (zh) 一种旋流式钛及钛合金熔液超细雾化喷嘴
CN102794454A (zh) 一种制备金属及合金粉末的高能气体雾化喷嘴
CN101966589B (zh) 一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器
JP4668751B2 (ja) 粉体製造方法
CN206335133U (zh) 环形排布对撞式气流雾化钛合金粉末制取设备
CN202684095U (zh) 一种制备金属及合金粉末的高能气体雾化喷嘴
CN201693177U (zh) 制备金属超微粉末的雾化喷嘴
CN102515479A (zh) 一种制备玻璃微珠的装置
CN106493377A (zh) 环形排布对撞式气流雾化钛合金粉末制取设备及制取方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191220

Address after: Room 403, building D, wisdom Plaza, No.72 Fuqian street, Dongying District, Dongying City, Shandong Province, 257000

Patentee after: Shandong Xinming Enterprise Management Co., Ltd

Address before: 264209 No. 2, Wenhua West Road, Shandong, Weihai

Co-patentee before: Dongying Jinmao Aluminium High-Tech Co.,Ltd.

Patentee before: Harbin University of Technology (Weihai)

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170531

Termination date: 20200304

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee