CN109482501A - 一种球形金属粉末的分离方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球形金属粉末的分离方法及装置，涉及粉末筛分技术领域。用以解决现有技术中球形金属粉末分离存在分离不连续，效率低以及分离功能单一等问题。包括：将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。
Description
技术领域
本发明涉及粉末筛分技术领域，更具体的涉及一种球形金属粉末的分离方法及装置。
背景技术
增材制造技术作为一项备受关注的技术，在航空航天、汽车、生物医药等行业得到了大力发展，已成为一种推动传统制造业转型升级的重要力量。然而，粉末耗材仍是制约该技术规模化应用的重要因素之一。球形金属粉末因具有良好的流动性，能铺成薄层，进而提高零件的尺寸精度和表面质量，零件亦能获得高密度和均匀性组织，是金属增材制造的首选原料形状。但是，在球形金属粉末的制备过程中，会出现球形、近球形、不规则形状粉末，不规则形状粉末直接影响粉末流动性和松装密度，进而对所打印件的性能产生不利影响。因此，有效分离球形金属粉末具有广泛的需求和重要的意义。
目前，分离球形金属粉末的方法主要有干筛分法、斜面式分离法等。其中干筛分法仅适合于不规则金属粉末与球形金属粉末的粒度差异较大时的情况，对于粉末粒度相近的球形金属粉末和不规则金属粉末则难以进行有效分离。斜面式分离法是基于球形颗粒与非球形颗粒在倾斜平面上受力特点及运动特性的差异，将粉末倒在具有一定倾角的粗糙板面上，依据球形颗粒能够滚落而非球形粉末停留在板面上来实现二者分离的目的，但是该方法难以进行连续分离，其下料及残渣的清理完全依靠手工操作，效率比较低；再者，受人为因素影响大，且只能分离出球形粉末和非球形粉末两种类型，存在功能单一以及可重复性差的问题。
综上所述，现有的球形金属粉末分离存在分离不连续，效率低以及分离功能单一等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种球形金属粉末的分离方法及装置，用以解决现有技术中球形金属粉末分离存在分离不连续，效率低以及分离功能单一等问题。
本发明实施例提供一种球形金属粉末的分离方法，包括：
将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；
所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。
优选地，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱具体包括：
球形度≥90％的所述待分离的金属粉末跌落至所述第一粉末收集箱；
球形度在70％～90％的所述待分离的金属粉末随着所述传送带被毛刷刷入所述第二粉末收集箱；
粘附在所述传送带上的不规则的金属粉末被刮刀刮入所述第三粉末收集箱。
优选地，所述传送带的运转速率介于0.05～2.55m/min。
优选地，所述传送带材质为橡胶，不锈钢和布料中的一种；所述传送带的长度和宽度比为1:1至3.5:1。
优选地，所述待分离的金属粉末包括钛合金粉末，不锈钢粉末，高温合金粉末和难熔金属粉末中的一种。
本发明实施例还提供了一种球形金属粉末的分离装置，包括粉料箱，倾斜板，传送带，第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收件箱；
所述粉料箱位于所述倾斜板的上方，所述传送带位于所述倾斜板的正下方；
所述第一粉末收集箱的一部分位于所述传送带的正下方，所述第一粉末收集箱的另一部分延伸出所述传送带的正下方；
所述第二粉末箱位于所述传送带的正下方且与所述第一粉末收集箱相邻，所述第三粉末箱位于所述传送带的正下方且与所述第二粉末箱相邻。
优选地，还包括有毛刷，所述毛刷位于所述第二粉末收集箱和所述传送带，且与所述传送带相接触。
优选地，还包括刮刀，所述刮刀位于所述第三粉末收集箱和所述传送带，且与所述传送带相接触。
优选地，还包括挡板，所述挡板设置在所述粉料箱的开口处。
优选地，所述球形金属粉末的分离装置设置在封闭空间内，所述封闭空间充满惰性气体。
本发明实施例提供一种球形金属粉末的分离方法及装置，该方法包括：将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。该方法根据球形粉末和非球形粉末的形态差异，会导致球形粉末和非球形粉末的受力情况，运动路径和流动性不相同的原因，采用在传送带下方不同的位置分布设置不同的粉末收集箱，由于球形金属粉末流动性好，运动阻力小，在第一粉末收集箱内会收集球形度高的金属粉末，而近似球形金属粉末的流动性稍差，运动阻力大，滑行距离介于球形金属粉末与不规则金属粉末，因此在第二粉末收集箱内会收集到球形度不太高的金属粉末，相应地，不规则金属粉末流动性极差，从倾斜板上落下在传送带上的移动距离很小，同时粘附于靠近倾斜板方向的传送带上的不规则金属粉末会被第三粉末收集箱收集。该方法实现粉末筛选操作的机械化和自动化，解决了现有分离方法存在的分离不连续问题，提高筛分效率，再者，该分类方法属于物理筛选分离过程，不存在污染，不会对金属粉末产生不利影响，是一种安全有效的筛选方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种球形金属粉末的分离装置主视示意图；
图2为本发明实施例提供的一种球形金属粉末的分离装置右视图示意图。
图中1为粉料箱，2为挡板，3为倾斜板，4为传送带、5为第一粉末收集箱，6为第二粉末收集箱，7为第三粉末收集箱，8为毛刷和9为刮刀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种球形金属粉末的分离装置主视示意图，图2为本发明实施例提供的一种球形金属粉末的分离装置右视图示意图。
以下先基于图1和图2介绍本发明实施例提供的球形金属粉末的分类装置，具体地，该装置主要包括粉料箱，挡板，倾斜板，传送带，第一粉末收集箱，第二粉末收集箱，第三粉末收集箱，毛刷和刮刀。
如图1和图2所示，粉料箱位于倾斜板的上方，传送带位于倾斜板的正下方，在实际应用中，为了控制粉料箱内的待分离的金属粉末落入倾斜板的质量，优选地，在粉料箱的开口处与倾斜板相接触的位置还设置有挡板，通过该挡板，可以控制粉料箱内流入到倾斜板上的待分离的金属粉末的速度以及质量。
进一步地，传送带位于倾斜板的正下方，当传送带开始运动后，会带动跌落至传送带上的待分离的金属粉末在传送带上运行，在本发明实施例中，为了能够将待分离的金属粉末进行有效的分类，优选地，在传送带的下方分别设置有第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。
具体地，第一粉末收集箱的一部分位于传送带的传输方向的正下方，另一部分延伸出传送带的正下方；第二粉末收集箱位于传送带的正下方，且远离倾斜板的一侧，与第一粉末收集箱相邻；第三粉末箱位于传送带的正下方，相对于第二粉末收集箱，与倾斜板的距离小于第二粉末收集箱与倾斜板的距离，且第三粉末收集箱与第二粉末收集箱相邻。
在实际应用中，由于球形粉末和非球形粉末的形态差异，会导致球形粉末和非球形粉末的受力情况，运动路径和流动性不相同的原因，在本发明实施例中，采用在传送带下方不同的位置分布设置不同的粉末收集箱，可以将待分离的金属粉末进行分类，具体地，球形金属粉末流动性好，运动阻力小，为滚动，使得球形度≥90％的金属粉末直接落入第一粉末收集箱内；近球形的金属粉末流动性稍差，运动阻力大，滑行距离介于球形金属粉末与不规则金属粉末，使得球形度在70％～90％的近似球形金属粉末在远离倾斜板方向的传送带上随传送带且被毛刷刷入第二粉末收集箱内；不规则金属粉末流动性极差，从倾斜板上落下在传送带上的移动距离很小，同时粘附于靠近倾斜板方向的传送带上的不规则金属粉末被刮刀刮入第三粉末收集箱内。
需要说明的是，在本发明实施例中，毛刷位于所述第二粉末收集箱和传送带，且与传送带相接触，用于刷传送带上的金属粉末；刮刀位于第三粉末收集箱和传送带，与传送带相接触，用于刮传送带上的金属粉末。
进一步地，传送带材质为橡胶，不锈钢和布料中的一种，不同材质的传送带根据倾斜板的倾斜角度和粉料箱的下料速度可以选择不同的运转速率，从而可以有效的将待分离的金属粉末进行分类。
在本发明实施例中，传送带的长度和宽度比可以介于1:1至3.5:1，本发明实施例中，对传送带的长度和宽度比不做具体的限定。
需要说明的是，本发明实施例提供的球形金属粉末的分离装置需要在封闭环境中应用，即在封闭空间中实现对待分离的金属粉末的分类，在实际应用中，需要向封闭空间内充入惰性气体。
在本发明实施例中，通过采用上述实施例提供的球形金属粉末的分离装置，可以实现金属粉末的分类，具体包括以下步骤：
步骤101，将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；
步骤102，所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。
在步骤101中，通过设置在粉料箱出口的挡板控制流入倾斜板的待分离金属粉末的速度和质量。
在实际应用中，传送带的运转速率介于0.05～2.55m/min，且传送带的长度和宽度比介于1:1至3.5:1。
待分离的金属粉末可以包括钛合金粉末，不锈钢粉末，高温合金粉末和难熔金属粉末中的一种。
在步骤102中，待分离的金属粉末通过倾斜板然后跌落至传送带上，待分离的金属粉末根据金属粉末的球形度依次会跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。需要说明的是，球形度≥90％的待分离的金属粉末跌落至第一粉末收集箱；球形度在70％～90％的待分离的金属粉末随着传送带被毛刷刷入第二粉末收集箱；粘附在传送带上的不规则金属粉末被刮刀刮入所述第三粉末收集箱。
为了能更清楚的介绍本发明实施例提供的球形金属粉末的分离方法，以下结合实施例1～实施例5，对该方法进行详细介绍：
实施例1
将粒径在30-300μm的Ti6Al4V粉末装入粉料箱1中，调整挡板2，使待分离Ti6Al4V粉末以2g/s自然均匀地从倾角为15°的倾斜板3下落到长宽比为2.5:1的传送带4上，该传送带的运转速率为2m/min。
分离后，第一粉末收集箱5内收集的Ti6Al4V粉末占全部待分离Ti6Al4V粉末的94％，且其球形度≥90％；第二粉末收集箱6内收集的Ti6Al4V粉末占5％；第三粉末收集箱7内收集的Ti6Al4V粉末占1％。
实施例2
将粒径在30-300μm的待分离TiAl4822粉末装入粉料箱1中，调整挡板2，使待分离TiAl4822粉末以50g/s自然均匀地从倾角为45°的倾斜板3下落到长宽比为2:1的传送带4上，该传送带的运转速率为2.55m/min。
分离后，第一粉末收集箱5内收集的TiAl4822粉末占全部待分离TiAl4822粉末的96％，且其球形度≥90％；第二粉末收集箱6内收集的TiAl4822粉末占3％；第三粉末收集箱7内收集的TiAl4822粉末占1％。
实施例3
将粒径在30-300μm的待分离316L粉末装入粉料箱1中，调整挡板2，使待分离316L粉末以100g/s自然均匀地从倾角为30°的倾斜板3下落到长宽比为1:1的传送带4上，该传送带的运转速率为1.5m/min。
分离后，第一粉末收集箱5内收集的316L粉末占全部待分离316L粉末的98％，且其球形度≥90％；第二粉末收集箱6内收集的316L粉末占1％；第三粉末收集箱7内收集的316L粉末占1％。
实施例4
将粒径在30-300μm的待分离GH4169粉末装入粉料箱1中，调整挡板2，使待分离金属粉末以150g/s自然均匀地从倾角为40°的倾斜板3下落到长宽比为3.5:1的传送带4上，该传送带的运转速率为1m/min。
分离后，第一粉末收集箱5内收集的GH4169粉末占全部待分离316L粉末的95％，且其球形度≥90％；第二粉末收集箱6内收集的GH4169粉末占3％；第三粉末收集箱7内收集的GH4169粉末占2％。
实施例5
将粒径在30-300μm的待分离Ta粉末装入粉料箱1中，调整挡板2，使待分离金属粉末以200g/s自然均匀地从倾角为5°的倾斜板3下落到长宽比为3:1的传送带4上，该传送带的运转速率为0.05m/min。
分离后，第一粉末收集箱5内收集的Ta粉末占全部待分离Ta粉末的99％，且其球形度≥90％；第二粉末收集箱6内收集的Ta粉末占0.5％；第三粉末收集箱7内收集的Ta粉末占0.5％。
综上所述，本发明实施例提供一种球形金属粉末的分离方法及装置，该方法包括：将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。该方法根据球形粉末和非球形粉末的形态差异，会导致球形粉末和非球形粉末的受力情况，运动路径和流动性不相同的原因，采用在传送带下方不同的位置分布设置不同的粉末收集箱，由于球形金属粉末流动性好，运动阻力小，在第一粉末收集箱内会收集球形度高的金属粉末，而近似球形金属粉末的流动性稍差，运动阻力大，滑行距离介于球形金属粉末与不规则金属粉末，因此在第二粉末收集箱内会收集到球形度不太高的金属粉末，相应地，不规则金属粉末流动性极差，从倾斜板上落下在传送带上的移动距离很小，同时粘附于靠近倾斜板方向的传送带上的不规则金属粉末会被第三粉末收集箱收集。该方法实现粉末筛选操作的机械化和自动化，解决了现有分离方法存在的分离不连续问题，提高筛分效率，再者，该分类方法属于物理筛选分离过程，不存在污染，不会对金属粉末产生不利影响，是一种安全有效的筛选方法。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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)
1.一种球形金属粉末的分离方法，其特征在于，包括：
将待分离的金属粉末放入粉料箱内，所述待分离的金属粉末沿着与所述粉料箱呈5～45°夹角的倾斜板上滑落至传送带上；
所述传送带匀速运动带动滑落至所述传送带上的所述待分离的金属粉末，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待分离的金属粉末按照球形度的大小，依次跌落至第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收集箱具体包括：
球形度≥90％的所述待分离的金属粉末跌落至所述第一粉末收集箱；
球形度在70％～90％的所述待分离的金属粉末随着所述传送带被毛刷刷入所述第二粉末收集箱；
粘附在所述传送带上的不规则的金属粉末被刮刀刮入所述第三粉末收集箱。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传送带的运转速率介于0.05～2.55m/min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传送带材质为橡胶，不锈钢和布料中的一种；所述传送带的长度和宽度比为1:1至3.5:1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待分离的金属粉末包括钛合金粉末，不锈钢粉末，高温合金粉末和难熔金属粉末中的一种。
6.一种球形金属粉末的分离装置，其特征在于，包括粉料箱，倾斜板，传送带，第一粉末收集箱，第二粉末收集箱和第三粉末收件箱；
所述粉料箱位于所述倾斜板的上方，所述传送带位于所述倾斜板的正下方；
所述第一粉末收集箱的一部分位于所述传送带的正下方，所述第一粉末收集箱的另一部分延伸出所述传送带的正下方；
所述第二粉末箱位于所述传送带的正下方且与所述第一粉末收集箱相邻，所述第三粉末箱位于所述传送带的正下方且与所述第二粉末箱相邻。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括有毛刷，所述毛刷位于所述第二粉末收集箱和所述传送带之间，且与所述传送带相接触。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括刮刀，所述刮刀位于所述第三粉末收集箱和所述传送带之间，且与所述传送带相接触。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括挡板，所述挡板设置在所述粉料箱的开口处。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述球形金属粉末的分离装置设置在封闭空间内，所述封闭空间充满惰性气体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2018-12-25 CN CN201811587626.1A patent/CN109482501A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190319 |