CN106238743B - 自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，具有雾化仓，所述雾化仓上端设有自动送料装置和与雾化仓相邻的中间进料仓，所述中间进料仓和内部设有坩埚与旋转盘的雾化仓经与之连接的外部真空机组抽至真空或抽至真空并充入惰性气体后，由自动送料装置将中间进料仓内的物料送入坩埚中加热熔炼，坩埚内熔融后的金属液体由坩埚底部滴至旋转盘上经旋转盘离心雾化后形成球形金属粉。本发明通过设置于雾化仓上端的自动送料装置，将物料从雾化仓外部经中间仓中转后送入雾化仓内熔融后离心雾化制备球形金属粉，整个制备过程处于真空状态或惰性气体气氛中，降低了离心旋转设备的复杂度并提高了旋转盘转速，圆球度高，生产效率高。

Description

自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置
技术领域
本发明属于金属粉末材料制备技术领域，具体涉及一种自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置。
背景技术
随着加工方式的变革，3D打印快速成型技术产生并快速发展，这种以增才制造为理念的成型技术运用粉末状金属等可粘合材料，通过逐层打印方式来制造实体制件，该方法生产效率高、成型率高、材料利用率高，必将成为未来的主流加工方式，伴随着3D打印快速成型技术的发展，3D打印用球形金属粉的需求量将不断扩大，而球形金属粉是3D打印的重要原料，金属在雾化成为金属粉末的过程中需要尽量减少污染，真空条件必不可少，目前离心雾化设备中，旋转电极雾化设备的转速因为机械原因无法提高，如果旋转电极雾化设备的转速提高，只能使用非常昂贵的机械和密封系统，过低的转速会使球形粉颗粒过大，因此改进是必要的。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，通过设置于雾化仓上端的自动送料装置，将物料从雾化仓外部经中间仓中转后送入雾化仓内熔融后离心雾化制备球形金属粉，整个制备过程处于真空状态或惰性气体气氛中，降低了离心旋转设备的复杂度并提高了旋转盘转速，圆球度高，生产效率高，制备的球形金属粉为符合3D打印使用要求的超细球形金属粉。
本发明采用的技术方案：自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，具有雾化仓，所述雾化仓上端设有自动送料装置和与雾化仓相邻的中间进料仓，所述自动送料装置将外部物料夹抓后送入中间进料仓内，所述中间进料仓和内部设有坩埚与旋转盘的雾化仓经与之连接的外部真空机组抽至真空或抽至真空并充入惰性气体后，由自动送料装置将中间进料仓内的物料送入坩埚中加热熔炼，所述坩埚内熔融后的金属液体由坩埚底部滴至旋转盘上经旋转盘离心雾化后形成球形金属粉。
其中，所述自动送料装置包括机器手A、机器手B和设于中间进料仓上的密封阀门A和密封阀门B，所述机器手A设于雾化仓外部且密封阀门B关闭时机器手A将外部物料夹抓后由开启的密封阀门A送入中间进料仓后密封阀门A关闭，所述中间进料仓经外部真空机组抽至真空或抽至真空后填充惰性气体后，通过设于雾化仓内部的机械手B由开启的密封阀门B进入中间进料仓内将物料夹抓后送入坩埚内加热熔炼，所述雾化仓处于并保证在真空或惰性气体保护状态。
进一步地，所述机器手A、机器手B和设于中间进料仓上的密封阀门A与密封阀门B均与自动控制系统连接并由其进行自动控制。
进一步地，所述中间进料仓和雾化仓经外部真空机组抽至真空后其内部的真空度为0.1pa～0.01pa。
本发明与现有技术相比的优点：
1、通过设置于雾化仓上端的自动送料装置，将物料从雾化仓外部经中间仓中转后送入雾化仓内熔融后离心雾化制备球形金属粉实现连续自动化生产球形金属粉，避免了由于进料操作而影响雾化仓内的工作气氛；
2、本结构在球形金属粉整个制备过程均处于真空状态或惰性气体气氛中，为球形金属粉的制备提供了洁净的制备环境，避免了球形金属粉在制备过程中的污染；
3、降低了离心旋转设备的复杂度并提高了旋转盘的转速，球形金属粉圆球度高，生产效率高，制备的球形金属粉为符合3D打印使用要求的超细球形金属粉。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1描述本发明的一种实施例。
自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，具有雾化仓8，所述雾化仓8上端设有自动送料装置和与雾化仓8相邻的中间进料仓5，所述自动送料装置将外部物料夹抓后送入中间进料仓5内，所述中间进料仓5和内部设有坩埚6与旋转盘7的雾化仓8经与之连接的外部真空机组抽至真空或抽至真空并充入惰性气体后，由自动送料装置将中间进料仓5内的物料送入坩埚6中加热熔炼，所述坩埚6内熔融后的金属液体由坩埚6底部滴至旋转盘7上经旋转盘7离心雾化后形成球形金属粉；具体的，所述自动送料装置包括机器手A1、机器手B4和设于中间进料仓5上的密封阀门A2和密封阀门B3，所述机器手A1设于雾化仓8外部且密封阀门B3关闭时机器手A1将外部物料夹抓后由开启的密封阀门A2送入中间进料仓5后密封阀门A2关闭，所述中间进料仓5经外部真空机组抽至真空或抽至真空后填充惰性气体后，通过设于雾化仓8内部的机械手B4由开启的密封阀门B3进入中间进料仓5内将物料夹抓后送入坩埚6内加热熔炼，所述雾化仓8处于并保证在真空或惰性气体保护状态；具体的，所述机器手A1、机器手B4和设于中间进料仓5上的密封阀门A2与密封阀门B3均与自动控制系统连接并由其进行自动控制；具体的，所述中间进料仓5和雾化仓8经外部真空机组抽至真空后其内部的真空度为0.1pa～0.01pa。
本结构中，使用的原料为形状规则的块状物料或者散料压实成型的块状物料，如钛棒或者海绵钛压块，如图1所示，中间进料仓5上的密封阀门A2与密封阀门B3采用真空插板阀A和真空插板阀B时的结构简图，机器手A1、机器手B4真空插板阀A和真空插板阀B均由自动控制系统进行控制，而自动控制系统为市面上通用的控制机器手的控制系统，雾化仓8经真空泵10抽至真空度为0.1pa～0.01pa的真空，或者抽至真空后充入高纯度的惰性气体，从而为球形金属粉的制备提供了洁净的制备环境，避免了球形金属粉在制备过程中的污染，工作时，真空插板阀A接收到开通信号后开启，使中间进料仓5的一处料口开启，此时，真空插板阀B为闭合状态，自动控制系统控制机器手A1将物料从大气中抓起后由中间进料仓5的一处处开启的料口放入中间进料仓5内部，之后机器手A1移出中间进料仓5，真空插板阀A2接收到关闭信号后将中间进料仓5上一处开启的料口关闭，中间进料仓5和雾化仓8均有一个单独的真空处理系统，由自动控制系统控制其工作，真空泵10通过真空阀11与中间进料仓5连接，中间进料仓5通过真空泵10抽至真空度为0.1pa～0.01pa的真空后，或者抽至真空并向中间进料仓5充入高纯度的惰性气体后，中间进料仓5真空泵10停止工作，真空阀11关闭，真空插板阀B接收到开通信号后控制中间进料仓5的另一处料口开启，自动控制系统控制机器手B4将物料从中间进料仓5内取出后，投入到坩埚6内进行熔炼，真空插板阀B关闭，之后机械手B4复位，待金属物料融化后，熔融后的金属液体从坩埚6底部流出，滴入高速旋转的旋转盘7上，通过离心力甩出并雾化，在甩出的过程中受金属液体张力作用形成球状微液滴，并快速凝固，球状微液滴在到达雾化仓8仓壁前即已成为固体，雾化后的球形金属粉通过设于雾化仓8底部的收集舱9进行收集，高速旋转的旋转盘7和坩埚6在物料加热熔炼和金属液体雾化过程中总处于真空状态或惰性气体气氛中，为球形金属粉的制备提供了洁净的制备环境，避免了球形金属粉在制备过程中的污染，本结构中坩埚6作为盛装金属溶液的容器，可以是水冷坩埚或者陶瓷坩埚等，坩埚6中物料加热方式可以是电子束加热、等离子加热、感应加热、电阻加热、电弧加热等方式，中间进料仓5和雾化仓8可以是真空状态，也可以使用惰性气体保护中间进料仓5和雾化仓8内形成纯净的熔炼气氛环境。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (3)

1.自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，具有雾化仓(8)，其特征在于：所述雾化仓(8)上端设有自动送料装置和与雾化仓(8)相邻的中间进料仓(5)，所述自动送料装置将外部物料夹抓后送入中间进料仓(5)内，所述中间进料仓(5)和内部设有坩埚(6)与旋转盘(7)的雾化仓(8)经与之连接的外部真空机组抽至真空或抽至真空并充入惰性气体后，由自动送料装置将中间进料仓(5)内的物料送入坩埚(6)中加热熔炼，所述坩埚(6)内熔融后的金属液体由坩埚(6)底部滴至旋转盘(7)上经旋转盘(7)离心雾化后形成球形金属粉；所述自动送料装置包括机器手A(1)、机器手B(4)和设于中间进料仓(5)上的密封阀门A(2)和密封阀门B(3)，所述机器手A(1)设于雾化仓(8)外部且密封阀门B(3)关闭时机器手A(1)将外部物料夹抓后由开启的密封阀门A(2)送入中间进料仓(5)后密封阀门A(2)关闭，所述中间进料仓(5)经外部真空机组抽至真空或抽至真空后填充惰性气体后，通过设于雾化仓(8)内部的机械手B(4)由开启的密封阀门B(3)进入中间进料仓(5)内将物料夹抓后送入坩埚(6)内加热熔炼，所述雾化仓(8)处于并保证在真空或惰性气体保护状态。
2.根据权利要求1所述的自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，其特征在于：所述机器手A(1)、机器手B(4)和设于中间进料仓(5)上的密封阀门A(2)与密封阀门B(3)均与自动控制系统连接并由其进行自动控制。
3.根据权利要求1或2所述的自动化真空进料式球形金属粉的旋转盘离心雾化制备装置，其特征在于：所述中间进料仓(5)和雾化仓(8)经外部真空机组抽至真空后其内部的真空度为0.1pa～0.01pa。
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