CN108262475A - 一种金属包覆粉末生产装置及工艺 - Google Patents

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    • 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
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal

Abstract

一种金属包覆粉末生产装置由金属熔液容器、加热元件、喷射系统、芯核粉体容器、粉末分离系统、粉末收集系统、防护罩、金属液导流管、粉末导管、粉末流量控制阀、金属液面压力控制阀组成；工艺流程为：芯核粉体在重力作用下，进入喷射气体的输送管，实现芯核粉末的初步分散，金属液经金属液导流管与初步分散的芯核粉末和输送气体混合，在喷射系统中实现金属液包覆芯核粉末，然后金属液、复合粉末、气体一起高速喷出，金属液和复合粉末在喷射过程中实现凝固成包覆金属单质粉末和包覆复合粉末，在粉末分离系统与粉末收集系统的作用下，两种粉末实现分离与分类收集；喷射气体的压力为0.3‑2MPa，包覆金属液面的压力为0‑0.8MPa，芯层粉末加热温度为包覆金属熔点的0.3‑0.9倍；金属熔液温度为金属熔点之上70‑200℃。

Description

一种金属包覆粉末生产装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种复合粉末生产装置及工艺，特别涉及一种金属包覆粉末生产装置及工艺。
背景技术
复合粉末除具有单一超细粒子具有的表面效应、体积效应和量子效应外，还具有复合协同功能效应。同时也改善了单一粒子的表面性质，增大两种或多种组分的接触面积，使其具有更好的使用性。由于金属包覆粉末比原始芯核具有更优的导电、耐蚀、耐高温、耐磨性能，被广泛用于电子、航空及电子浆料等各领域。目前，金属包覆粉末的生产方法主要有溶胶-凝胶法、热分解-还原法、化学镀、物理气相沉积法、共沉淀法、化学气相沉积法、置换法等（凌国平，机械工程材料，2005,29（3）：44-46），溶胶-凝胶法虽能均匀分散，但工艺较为烦锁，浸渍和沉淀法一般只能获得含量较低的粉末；而球磨方法简单，但难形成包覆粉末；化学镀法有包覆层厚度太薄以及废液回收等问题。
发明内容
本发明针对目前金属包覆粉末生产存在的一些缺陷，提供一种高效的金属包覆粉末生产装置及工艺。
本发明的生产装置由金属熔液容器（2）、加热元件自带温度测量与控制装置（3、8）、喷射系统（12）、芯核粉体容器（9）、粉末分离系统（13）、粉末收集系统（14）、防护罩（15）、导流管（4）、粉末导管（6）、粉末流量控制阀（7）、金属液面压力控制阀（1）、喷射气体输送管（5）等组成；其特征在于，芯核粉体容器（9）置于喷射气体输送管（5）上方，芯核粉体（10）的输送速度通过粉末流量控制阀（7）调节，金属熔液容器（2）与金属液导流管（4）采用机械连接方式，金属液导流管（4）和粉末导管（6）与喷射气体输送管（5）的连接采用焊接或接头连接形式，保证连接紧密，金属液（11）的输送速度的控制与调节由金属液面压力控制阀（10）实现；金属液（11）和芯核粉体（10）的加热和保温通过加热元件自带温度测量与控制装置（3、8）实现；喷射出来的混合粉末，在粉末分离系统（13）与粉末收集系统（14）作用下，实现粉末的分离与收集。
采用本发明的工艺流程为：芯核粉体（10）在重力作用下，进入喷射气体输送管（5），实现芯核粉体（10）的初步分散，采用金属液面压力控制阀（10）调整金属液（11）的流量，金属液（11）经导流管（4）与初步分散的芯核粉体（10）和输送气体混合，在喷射系统（12）中实现金属液包覆芯核粉末，然后金属液、复合粉末、气体一起高速喷出，金属液和复合粉末在喷射过程中实现凝固成包覆金属单质粉末和包覆复合粉末，在粉末分离系统（13）与粉末收集系统（14）的作用下，两种粉末实现分离与分类收集；相关的具体工艺参数为喷射气体的压力为0.3-2MPa，包覆金属液面的压力为0-0.8MPa，芯层粉末加热温度为包覆金属熔点的0.3-0.9倍；金属熔液温度为金属熔点之上50-200℃。
本发明的优点在于：
1）芯核粉末采用加热装置，可调节加热温度，使芯核粉体与包覆金属液体混合时，不因急冷而凝固；
2）此方法制备工艺简单，生产效率高，特别适合由芯核材料熔点明显高于包覆金属熔点的复合粉末生产；
3）此设备除生产复合粉末外，还能同时制备包覆金属粉末，充分降低了生产成本；
4）此方法生产复合粉末的包覆完全且厚度较小，能充分发挥各组成粉末的性能；
5）此方法包覆金属凝固速度大，包覆层晶粒细小，复合粉末界面处反应时间短，可提高复合粉末的性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明的生产装置原理图。其中，（2）为金属熔液容器，采用双层结构，外层采用硬质合金、高温合金或钢制成，内层采用石墨或耐火材料制成；（4）为导流管，采用双层结构，外层采用钢铁制成，内层采用石墨、高温合金或耐热钢制成，两层之间的密封采用过盈配合或水玻璃填充等方式；（5）为喷射气体输送管，采用模具钢、耐热钢或高温合金等制成；（3、8）加热元件，采用电阻加热或感应加热方式，带有热电偶测温和控温装置；（6）为粉末导管，采用钢铁、模具钢等制成；（9）为芯核粉体容器，采用耐火材料、钢、铁、高温合金等制成；（7）为粉末流量控制阀，采用闸阀等流量类控制阀；（1）金属液面压力控制阀，采用减压阀等控制阀；（13）为粉末分离系统，采用吸气或磁力吸引进行粉末分离；（14）为粉末收集系统，采用钢铁等制成；
具体实施：
1. 铝包覆氧化铝复合粉末的成形工艺
芯核粉末采用为氧化铝粉末，粉末粒度为400目，采用氮气为喷射气体，喷射气体压力为0.8MPa，铝液温度为750℃，铝液面压力控制为0.2 MPa，氧化铝粉末的加热温度控制为400℃，粉末收集系统吸气机的额定流量为630 L/min；收集系统与喷射系统的垂直距离为1.5m，制备了铝包覆氧化铝复合粉末。

Claims (2)

1.一种金属包覆粉末的生产装置由金属熔液容器（2）、加热元件自带温度测量与控制装置（3、8）、喷射系统（12）、芯核粉体容器（9）、粉末分离系统（13）、粉末收集系统（14）、防护罩（15）、导流管（4）、粉末导管（6）、粉末流量控制阀（7）、金属液面压力控制阀（1）、喷射气体输送管（5）等组成；其特征在于，芯核粉体容器（9）置于喷射气体输送管（5）上方，芯核粉体（10）的输送速度通过粉末流量控制阀（7）调节，金属熔液容器（2）与金属液导流管（4）采用机械连接方式，金属液导流管（4）和粉末导管（6）与喷射气体输送管（5）的连接采用焊接或接头连接形式，保证连接紧密，金属液（11）的输送速度的控制与调节由金属液面压力控制阀（10）实现；金属液（11）和芯核粉体（10）的加热和保温通过加热元件自带温度测量与控制装置（3、8）实现；喷射出来的混合粉末，在粉末分离系统（13）与粉末收集系统（14）作用下，实现粉末的分离与收集。
2.金属包覆粉末的生产工艺，其特征在于：芯核粉体（10）在重力作用下，进入喷射气体输送管（5），实现芯核粉体（10）的初步分散，通过金属液面压力控制阀（10）的调整金属液（11）的流量，金属液经导流管（4）与初步分散的芯核粉体（10）和输送气体混合，在喷射系统（12）中实现金属液包覆芯核粉末，然后金属液、复合粉末、气体一起高速喷出，金属液和复合粉末在喷射过程中实现凝固成包覆金属单质粉末和包覆复合粉末，在粉末分离系统（13）与粉末收集系统（14）的作用下，两种粉末实现分离与分类收集；
实现上述具体工艺的参数为：喷射气体的压力为0.3-2MPa，包覆金属液面的压力为0-0.8MPa，芯层粉末加热温度为包覆金属熔点的0.3-0.9倍；金属熔液温度为金属熔点之上50-200℃。
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