CN106216661A - 一种低氧化金属粉末及其制备方法和制备用密封球磨机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种低氧化金属粉末及其制备方法和制备用密封球磨机，低氧化金属粉末的含氧量小于0.15％。低氧化金属粉末的制备方法包括以下步骤：S002：将所述低氧化金属粉末的原材料磨碎成粉末，再对所述粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量低于0.15％的低氧化金属粉末结块；S004：将低氧化金属粉末结块在无氧条件下磨碎成粉状，即得。低氧化物金属粉末制备用密封球磨机，包括机架、球磨筒和电机，机架上设置有密封筒，密封筒的一端设置有开口，开口上设置有密封盖，另一端设置有轴孔；球磨筒设置在密封筒内，球磨筒的一端设置有料口，料口上设置有料盖，另一端设置有转轴，转轴穿过轴孔伸出至密封筒的外侧；电机的主轴与球磨筒的转轴之间通过传动机构驱动连接。
Description
技术领域
本发明属于金属粉末加工技术领域，尤其涉及一种低氧化金属粉末及其制备方法和制备用密封球磨机。
背景技术
3D打印用金属粉末的含氧量的高低对打印效果的好坏有着直接的影响，其含氧量越低，打印效果越好。在金属粉末的加工过程中，需要对其进行筛分和脱氢降氧处理，经脱氢降氧处理后的金属粉末一般处于粘结状态，需要将金属粉末粘结块放入球磨机中进行打散和磨碎处理，但是现有的球磨机在对金属粉末粘结块进行打散磨碎时，常常会因金属粉末中的氧含量过高而导致金属粉末的纯度降低，不能达到工艺要求。
发明内容
为解决以上问题，本发明的一个目的在于提出一种低氧化金属粉末，其自身氧含量低，纯度高，非常适用于3D打印；本发明的另一个目的在于提出一种提供低氧化金属粉末的制备方法；本发明的再一个目的在于提出一种低氧化金属粉末制备用密封球磨机，在磨碎金属粉末粘结块时能隔离氧气等氧化性气体，保证磨碎后的金属粉末中的氧含量保持在要求范围内。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
一种低氧化金属粉末，其特征在于，所述低氧化金属粉末的含氧量小于0.15％。
优选地，所述低氧化金属粉末包括钛粉末或钛合金粉末。
进一步优选地，所述钛合金粉末包含铝元素和钒元素。
优选地，所述低氧化金属粉末的含氮量小于0.02％、含氢量小于0.03％。
优选地，所述低氧化金属粉末的粒度不大于500目。
上述低氧化金属粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S002：将所述低氧化金属粉末的原材料磨碎成粉末，再对所述粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量低于0.15％的低氧化金属粉末结块；
S004：将低氧化金属粉末结块在无氧条件下磨碎成粉状，即得。
根据本发明的低氧化金属粉末制备方法，在对低氧化金属粉末结块进行磨碎处理时，需要隔绝空气，特别是氧气，使低氧化金属粉末在磨碎的过程中不会再次被氧化，使其纯度不会降低。
优选地，步骤S004中，将低氧化金属粉末结块在惰性气体环境下磨碎成粉状。
根据本发明的低氧化金属粉末制备方法，先抽出低氧化金属粉末结块的磨碎环境中的空气，然后在冲入如氩气等惰性气体，使低氧化物金属粉末在物理磨碎的过程中不会发生任何化学反应，然后在当前的惰性气体环境中对磨碎后所得到的低氧化金属粉末进行密封保存。
一种低氧化金属粉末制备用密封球磨机，包括机架、球磨筒和电机，所述机架上设置有密封筒，所述密封筒的一端设置有开口，开口上设置有密封盖，所述密封筒的另一端设置有轴孔；所述球磨筒设置在所述密封筒内，所述球磨筒的一端设置有料口，料口上设置有料盖，所述球磨筒的另一端设置有转轴，所述转轴穿过所述轴孔伸出至所述密封筒的外侧；所述电机的主轴与所述球磨筒的所述转轴之间通过传动机构驱动连接。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，球磨筒设置在密封筒中，球磨筒一端的转轴通出密封筒后经过传动机构与电机的主轴连接，这样，电机就可驱动球磨筒在密封筒内的密封环境中对金属粉末结块进行磨碎，使外界的氧气不会进入密封筒和球磨筒内与金属粉末接触，以此便可控制磨碎后的金属粉末中的氧含量，保证金属粉末的纯度，使其达到工艺要求。
作为优选的，所述密封筒上设置有充气接口、抽气接口和测压接口，所述充气接口与惰性气源通过管路连接，所述充气接口上设置有第一阀门，所述抽气接口与抽气机通过管路连接，所述抽气接口上设置有第二阀门，所述测压接口上连接有压力表。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，密封筒上的抽气接口用于抽出筒内的空气，密封筒上的充气接口用于通入不会与金属粉末发生反应的惰性气体，使密封筒内的压力和外界的压力保持平衡，有助于降低密封筒的密封要求，压力表可对密封筒内的压力实时测量。
作为优选的，所述球磨筒的侧壁上设置有筛孔。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，球磨筒的侧壁上设置的筛孔可将被磨碎到目标大小的金属粉末颗粒及时滤出球磨筒，使金属粉末颗粒不会被磨得过小。
作为优选的，所述密封筒上设置有收料斗，所述收料斗位于所述球磨筒的下方，所述收料斗的底部设置有收料口。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，收料斗连接在密封筒的下方，从球磨筒上的筛孔滤出的金属粉末将进入收料斗中，收料斗底部的收料口可直接连接金属粉末储存罐，保证磨好后的金属粉末在储存过程中不会接触到空气。
作为优选的，所述密封筒的所述轴孔的边沿连接有密封罩，所述密封罩与所述转轴之间设置有密封环。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，球磨筒的转轴穿过轴孔时也穿过密封罩，密封罩中设置的密封环与转轴形成滑动密封，使密封筒在球磨筒转动时不会从轴孔处漏气。
作为优选的，所述机架上设置有多个轴承座，每个所述轴承座中分别设置有滑动轴承，所述转轴通过所述滑动轴承装配在所述轴承座中。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，转轴通过滑动轴承装配在轴承座中，机架上的多个轴承座对转轴以及球磨筒起到支撑作用。
作为优选的，所述传动机构为带轮传动机构，所述带轮传动机构包括主动带轮和从动带轮，所述主动带轮设置在所述电机的主轴上，所述从动带轮装配在所述转轴的端部，所述主动带轮与所述从动带轮之间通过传动带传动连接。
根据本发明的低氧化金属粉末制备用密封球磨机，带轮传动机构结构简单轻便，传动效率高，耐冲击，维护方便，不需要添加润滑油，不会造成环境污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的一种低氧化金属粉末制备用密封球磨机的一种实施例的全剖结构示意图；
图2是图1中的实施例的左视结构示意图。
在图1和图2中：1机架；101轴承座；2密封筒；201充气接头；202抽气接头；203压力表；3密封盖；4球磨筒；401筛孔；5料盖；6转轴；7电机；8收料斗；801收料口；9密封罩；10主动带轮；11从动带轮；12传动带。
具体实施方式
实施例1
一种低氧化钛粉末，粒度为100目，含氧量小于0.15％，含氮量小于0.02％、含氢量小于0.03％，其制备方法按照以下步骤进行：以金属材料海绵钛为原材料，将其磨碎成100目的粉末，对粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量小于0.15％的低氧化金属粉末结块，再将低氧化金属粉末结块在惰性气体条件下磨碎成粉状，即得粒度为100目的低氧化钛粉末。其中，脱氢降氧处理采用常规技术进行。
实施例2
一种低氧化Ti6Al4V粉末，粒度为200目，含氧量小于0.15％，含氮量小于0.02％、含氢量小于0.03％，其制备方法按照以下步骤进行：以Ti6Al4V合金锭为原材料，将其磨碎成100目的粉末，对粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量小于0.15％的低氧化Ti6Al4V粉末结块，再将低氧化Ti6Al4V粉末结块在惰性气体条件下磨碎成粉状，即得粒度为200目的低氧化Ti6Al4V粉末。其中，脱氢降氧处理采用常规技术进行。
上述实施例1-2制备的低氧化金属粉末，含氧量低，纯度高，制备过程不影响其纯度，粉末粒度均匀，质量高，成本低，可用于3D打印用球形粉原料、粉末冷压/温压烧结、热等静压、热喷涂、金属注塑成型、焊料、磨料等。
本发明的实施例提出一种低氧化金属粉末制备方法，包括：步骤S002：将所述低氧化金属粉末的原材料磨碎成粉末，再对所述粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量低于0.15％的低氧化金属粉末结块；S004：将所述低氧化金属粉末结块在无氧条件下磨碎成粉状，进一步地，可在惰性气体环境下将低氧化金属粉末结块磨碎成粉状后直接封存。
在以上实施例中，对磨碎低氧化金属粉末结块的工作空间先抽真空，然后再充入氩气等惰性气体，磨出达到要求的低氧化金属粉末后直接在氩气环境条件下对低氧化物金属粉末进行封存。
如图1和图2所示，本发明的实施例还提出一种低氧化金属粉末制备用密封球磨机，包括机架1、球磨筒4和电机7，所述机架1上设置有密封筒2，所述密封筒2的一端设置有开口，开口上设置有密封盖3，所述密封筒2的另一端设置有轴孔；所述球磨筒4设置在所述密封筒2内，所述球磨筒4的一端设置有料口，料口上设置有料盖5，所述球磨筒4的另一端设置有转轴6，所述转轴6穿过所述轴孔伸出至所述密封筒2的外侧；所述电机7的主轴与所述球磨筒4的所述转轴6之间通过传动机构驱动连接。
在以上实施例中，球磨筒4设置在密封筒2中，球磨筒4一端的转轴6通出密封筒2后经过传动机构与电机7的主轴连接，这样，电机7就可驱动球磨筒4在密封筒2内的密封环境中对金属粉末结块进行磨碎，使外界的氧气不会进入密封筒2和球磨筒4内与金属粉末接触，以此便可控制磨碎后的金属粉末中的氧含量，使其达到工艺要求。
根据发明的一个实施例，所述密封筒2上设置有充气接口、抽气接口和测压接口，所述充气接口与惰性气源通过管路连接，所述充气接口上设置有第一阀门，所述抽气接口与抽气机通过管路连接，所述抽气接口上设置有第二阀门，所述测压接口上连接有压力表203。
在以上实施例中，密封筒2上的抽气接口用于抽出筒内的空气，密封筒2上的充气接口用于通入不会与金属粉末发生反应的惰性气体，使密封筒2内的压力和外界的压力保持平衡，有助于降低密封筒2的密封要求，压力表203可对密封筒2内的压力实时测量。其中，充气接口上的第一阀门可控制充气接口的通断，抽气接口上的第二阀门可控制抽气接口的通断。
根据本发明的一个实施例，所述球磨筒4的侧壁上设置有筛孔401。
在以上实施例中，球磨筒4的侧壁上设置的筛孔401可将被磨碎到目标大小的金属粉末颗粒及时滤出球磨筒4，使金属粉末颗粒不会被磨得过小。
根据本发明的一个实施例，所述密封筒2上设置有收料斗8，所述收料斗8位于所述球磨筒4的下方，所述收料斗8的底部设置有收料口801。
在以上实施例中，收料斗8连接在密封筒2的下方，从球磨筒4上的筛孔401滤出的金属粉末将进入收料斗8中，收料斗8底部的收料口801可直接连接金属粉末储存罐，保证磨好后的金属粉末在储存过程中不会接触到空气。
根据本发明的一个实施例，所述密封筒2的所述轴孔的边沿连接有密封罩9，所述密封罩9与所述转轴6之间设置有密封环。
在以上实施例中，球磨筒4的转轴6穿过轴孔时也穿过密封罩9，密封罩9中设置的密封环与转轴6形成滑动密封，使密封筒2在球磨筒4转动时不会从轴孔处漏气。
根据本发明的一个实施例，所述机架1上设置有多个轴承座101，每个所述轴承座101中分别设置有滑动轴承，所述转轴6通过所述滑动轴承装配在所述轴承座101中。
在以上实施例中，转轴6通过滑动轴承装配在轴承座101中，机架1上的多个轴承座101对转轴6以及球磨筒4起到支撑作用。
根据本发明的一个实施例，所述传动机构为带轮传动机构，所述带轮传动机构包括主动带轮10和从动带轮11，所述主动带轮10装配在所述电机7的主轴上，所述从动带轮11装配在所述转轴6的端部，所述主动带轮10与所述从动带轮11之间通过传动带12传动连接。
在以上实施例中，带轮传动机构结构简单轻便，传动效率高，耐冲击，维护方便，不需要添加润滑油，不会造成环境污染。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种低氧化金属粉末，其特征在于，所述低氧化金属粉末的含氧量小于0.15％，所述低氧化金属粉末包括钛粉末或钛合金粉末。
2.根据权利要求1所述的低氧化金属粉末，其特征在于，所述钛合金粉末包含铝元素和钒元素。
3.根据权利要求1所述的低氧化金属粉末，其特征在于，所述低氧化金属粉末的含氮量小于0.02％、含氢量小于0.03％。
4.一种低氧化金属粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S002：将所述低氧化金属粉末的原材料磨碎成粉末，再对所述粉末进行脱氢降氧处理，得到含氧量低于0.15％的低氧化金属粉末结块；
S004：将所述低氧化金属粉末结块在无氧条件下磨碎成粉状，即得。
5.根据权利要求4所述的低氧化金属粉末制备方法，其特征在于，在步骤S004中，将低氧化金属粉末结块在惰性气体环境下磨碎成粉状。
6.一种低氧化金属粉末球磨机，用于对权利要求4和5中所述的低氧化金属粉末结块进行磨碎，其特征在于，包括：
机架(1)，所述机架(1)上设置有密封筒(2)，所述密封筒(2)的一端设置有开口，开口上设置有密封盖(3)，所述密封筒(2)的另一端设置有轴孔；所述密封筒(2)上还设置有充气接头(201)、抽气接头(202)和测压接口，所述充气接口与惰性气源通过管路连接，所述充气接口上设置有第一阀门，所述抽气接口与抽气装置通过管路连接，所述抽气接口上设置有第二阀门，所述测压接口上连接有压力表(203)；
球磨筒(4)，所述球磨筒(4)设置在所述密封筒(2)内，所述球磨筒(4)的一端设置有料口，料口上设置有料盖(5)，所述球磨筒(4)的另一端设置有转轴(6)，所述转轴(6)穿过所述轴孔伸出至所述密封筒(2)的外侧；
电机(7)，所述电机(7)的主轴与所述球磨筒(4)的所述转轴(6)之间通过传动机构驱动连接。
7.根据权利要求6所述的低氧化金属粉末球磨机，其特征在于，所述球磨筒(4)的侧壁上设置有筛孔(401)。
8.根据权利要求7所述的低氧化金属粉末球磨机，其特征在于，所述密封筒(2)上设置有收料斗(8)，所述收料斗(8)位于所述球磨筒(4)的下方，所述收料斗(8)的底部设置有收料口(801)。
9.根据权利要求6所述的低氧化金属粉末球磨机，其特征在于，所述密封筒(2)的所述轴孔的边沿连接有密封罩(9)，所述密封罩(9)与所述转轴(6)之间设置有密封环。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的低氧化金属粉末球磨机，其特征在于，所述传动机构为带轮传动机构，所述带轮传动机构包括主动带轮(10)和从动带轮(11)，所述主动带轮(10)设置在所述电机(7)的主轴上，所述从动带轮(11)装配在所述转轴(6)的端部，所述主动带轮(10)与所述从动带轮(11)之间通过传动带(12)传动连接。
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