CN107116226A - 一种组合雾化用离心旋转盘 - Google Patents

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刘允中
耿江江
王腾
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    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
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Abstract

本发明公开一种组合雾化用离心旋转盘，包括离心盘、离心托盘，所述离心盘可拆卸地同轴嵌套连接在离心托盘上，所述离心托盘底端与电机轴螺纹连接。本发明提供的组合雾化用离心旋转盘，由于采用复合式结构，避免了采用单一结构加工困难、制造成本高、使用寿命短的缺点；可广泛适用于不同金属或合金的雾化制粉，即使在高熔点合金材料的雾化过程中，离心盘也不会因热冲击而破裂。该旋转盘还能使金属熔体均匀分布于其表面，形成一层完整的液膜，并在离心力作用下分裂成更细的液滴，然后在飞行过程中冷却凝固成微细粉末。

Description

一种组合雾化用离心旋转盘
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，尤其涉及一种组合雾化用离心旋转盘。
背景技术
雾化法属于机械制粉法，应用较广泛，生产规模仅次于还原法。组合雾化法是一种金属雾化制粉新技术，制备的粉末粒径小、粒度分布窄、球形度好，在3D打印、金属粉末注射成形、电子浆料等领域具有广阔的应用前景。
组合雾化法将自由下落式气体雾化和离心雾化相结合。在组合雾化中，旋转盘的选材、设计与制造非常关键。目前组合雾化一般沿用离心雾化所用的旋转盘，大都采用陶瓷一体式结构，加工困难，成本较高，使用寿命短；在适用范围方面，大多只适用于低熔点金属或合金的雾化制粉，而对于高熔点金属材料，易因为雾化过程的热冲击而引起离心盘的开裂破损。此外，一部分金属熔体在离心雾化开始时由于冷却凝固容易粘附在旋转盘上，严重影响雾化制粉的正常进行，降低雾化效率，增加成本。因此，组合雾化的旋转盘选材、设计与制造需要改进和创新。
发明内容
鉴于上述现有离心旋转盘的不足，本发明的目的在于提供一种组合雾化用离心旋转盘，不仅加工容易，生产成本低，而且适用范围广，雾化制粉效果良好。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种组合雾化用离心旋转盘，包括离心盘、离心托盘，所述离心盘可拆卸地同轴嵌套连接在离心托盘上，所述离心托盘底端与电机轴螺纹连接。
所述离心盘为横截面呈T字形的回转体，由上至下依次包括同轴设置的离心圆盘和底部圆柱，所述的离心圆盘边缘设置有阶梯凸边，所述的底部圆柱的圆周面设置有外螺纹。
所述离心托盘由上至下包括同轴设置的圆形托盘、空心圆柱和和连接螺杆，所述的圆形托盘上端面设置有与所述阶梯凸边相匹配的阶梯凹槽，所述空心圆柱内居中设置有阶梯螺孔，所述阶梯螺孔的内周壁上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述连接螺杆与电机轴螺纹连接。
所述离心盘的材质采用六方氮化硼或石墨。
所述离心盘上表面涂覆有厚度为10um-100um的陶瓷薄膜层。
所述陶瓷薄膜为二氧化钛薄膜。
所述离心托盘的材质采用不锈钢。
本发明提供的组合雾化用离心旋转盘，由于采用复合式结构，便于拆卸与更换；离心盘与离心托盘采用两种不同的材料，离心盘的材质为六方氮化硼或石墨，离心托盘的材质为不锈钢，加工方便，降低生产成本，还可以延长使用寿命；离心盘嵌入离心托盘中，由于离心托盘对离心盘的约束作用，离心盘难以因热冲击而发生破损，从而避免一体式陶瓷离心盘的热损伤问题。此外，离心盘以六方氮化硼或石墨为基体材料，表面涂覆一层二氧化钛薄膜，可起热障作用，减小金属熔体在雾化过程中对离心盘的热冲击，避免离心盘的破损，显著减少金属在离心盘上的冷凝粘附。
附图说明
图1为本发明实施例的组合雾化用离心旋转盘整体结构示意图。
图2为本发明实施例的离心盘剖面示意图。
图3为本发明实施例的离心托盘剖面示意图。
图中：1-离心盘；11-离心圆盘；12-阶梯凸台；13-底部圆柱；14-外螺纹； 2-离心托盘；21-阶梯凹槽；22-圆形托盘；23-空心圆柱；24-阶梯螺孔；25-内螺纹；26-连接螺杆。
具体实施方式
本发明提供了一种组合雾化用离心旋转盘，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图2和图3所述一种组合雾化用离心旋转盘，包括离心盘1、离心托盘2，所述离心盘1可拆卸地同轴嵌套连接在离心托盘2上，所述离心托盘2底端与电机轴螺纹连接。
如图2所示，所述离心盘1为横截面呈T字形的回转体，由上至下依次包括同轴设置的离心圆盘11和底部圆柱13，所述的离心圆盘11直径设为100mm，当然也可以根据实验需要调节离心盘的直径，其边缘设置有阶梯凸边12，所述的底部圆柱13的圆周面设置有外螺纹14。离心盘1的基体材质为六方氮化硼，由于六方氮化硼具有良好的耐热性和导热性，化学性质稳定，对绝大多数金属熔体呈化学惰性，同时采用六方氮化硼制作离心盘易于机加工。因此适用于组合雾化制粉的旋转盘。
如图3所示，所述离心托盘2由上至下包括同轴设置的圆形托盘22、空心圆柱23和和连接螺杆26，所述的圆形托盘22上端面设置有与所述阶梯凸边12相匹配的阶梯凹槽21，所述空心圆柱内居中设置有阶梯螺孔24，所述阶梯螺孔24的内周壁上设置有与所述外螺纹14相配合的内螺纹25，所述连接螺杆26与电机轴螺纹连接，避免了传统离心雾化中因离心盘与电机直接连接产生夹持力而产生的断裂或其它破损，从而保证离心盘的结构完整。
本实施例的离心托盘2采用不锈钢制成，易于加工，不易破损，可重复使用，降低制备成本。
本实施例的组合雾化用离心旋转盘由于采用复合结构，可根据需要更换不同材质或直径的离心盘1。
在进一步的实施例中，为了使气雾化金属熔滴在所述离心盘1上形成一层薄而均匀的流动液膜，所述离心盘1上涂覆有一层厚度为10um-100um的陶瓷薄膜，可起热障作用，降低金属熔体对离心盘的热冲击，减少金属过早冷凝在离心盘上的粘附，同时改善金属液滴与所述离心盘1的润湿性。在本实施例中，涂覆的陶瓷薄膜为二氧化钛薄膜，其厚度可以根据需要进行调节和优化，控制在适当的范围之内；若太厚，二氧化钛薄膜抗热冲击性不好，容易引起陶瓷薄膜的破损；若太薄，在雾化过程中离心盘温差变化大，所述离心盘1容易开裂。
在进一步的实施例中，为了提高所述离心盘1与涂覆的二氧化钛薄膜的粘附力，本发明采取了如下方法：
将50g去离子水，15g平均粒径为10微米的二氧化钛粉末，1.5g硅酸钠，1g六偏磷酸钠配制成溶液；将经酒精清洗过的所述离心盘101在温度为100℃的电阻炉里预热10分钟；通过刷涂法将配制的溶液均匀地涂覆在所述离心盘101上，形成10um-100um的二氧化钛薄膜；将涂覆好的所述离心盘101放在温度为300℃的电阻炉里保温3小时，然后随炉冷却。
本发明提供的组合雾化用离心旋转盘，由于采用组装式结构，若使用过程中发生离心盘的破损，可随时对离心盘1进行更换；离心盘1与离心托盘2采用两种不同的材料，离心盘1由六方氮化硼或石墨制成，离心托盘2采用不锈钢材质；由于离心盘1的材质具有优良的耐热性和导热性，加上离心托盘2的约束作用，即使高温金属熔滴，例如铜合金熔体，快速滴落在离心盘上时，也不会因热冲击而发生破损，因此可用于组合雾化制备高熔点金属粉末。离心托盘2采用不锈钢材质，易加工，成本较低。离心盘1以六方氮化硼或石墨为基体材料，其表面涂覆一层二氧化钛薄膜，通过组合雾化可实现气雾化金属熔滴在离心盘1上重新聚合形成薄而均匀的液膜，再借助旋转盘离心分裂获得均匀微细球形金属粉末。
以上对本发明进行了详细的介绍，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：包括离心盘(1)、离心托盘(2)，所述离心盘(1)可拆卸地同轴嵌套连接在离心托盘(2)上，所述离心托盘(2)底端与电机轴螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述离心盘(1)为横截面呈T字形的回转体，由上至下依次包括同轴设置的离心圆盘(11)和底部圆柱(13)，所述的离心圆盘(11)边缘设置有阶梯凸边(12)，所述的底部圆柱(13)的圆周面设置有外螺纹(14)。
3.根据权利要求2所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述离心托盘(2)由上至下包括同轴设置的圆形托盘(22)、空心圆柱(23)和和连接螺杆(26)，所述的圆形托盘(22)上端面设置有与所述阶梯凸边(12)相匹配的阶梯凹槽(21)，所述空心圆柱内居中设置有阶梯螺孔(24)，所述阶梯螺孔(24)的内周壁上设置有与所述外螺纹(14)相配合的内螺纹(25)，所述连接螺杆(26)与电机轴螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述离心盘(1)的材质采用六方氮化硼或石墨。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述离心盘(1)上表面涂覆有厚度为10um-100um的陶瓷薄膜层。
6.根据权利要求5所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述陶瓷薄膜为二氧化钛薄膜。
7.根据权利要求1所述的组合雾化用离心旋转盘，其特征在于：所述离心托盘(2)的材质采用不锈钢。
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