CN110548877B - 一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,包括:第一隔热板10,所述第一隔热板10由第一陶瓷材料制成;第二隔热板20,所述第二隔热板20由第二陶瓷材料制成;第二隔热板20嵌入设置在第一隔热板10的中部;所述第一陶瓷材料和所述第二陶瓷材料不相同。其优点在于,复合隔热板由上、下两层隔热板复合而成,上层的第二隔热板采用耐高温陶瓷可抵抗“泄露”的金属熔体,保护雾化器;下层的第一隔热板采用导热系数低、韧性高的纤维增强硅酸盐板材料,起到良好的隔热作用同时提高复合隔热板的整体韧性;复合隔热板造价低廉且可以多次使用。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉末制备隔热板,尤其涉及一种气雾化制备金属粉末的复合隔热板。
背景技术
目前制备金属合金球形粉末的主要技术路线为真空气雾化方式,真空气雾化是采用高速惰性气体将金属熔体液流破碎为细小的液滴,液滴凝固后形成金属粉末。在制备铁基、镍基等合金粉末过程中需要将母合金放入到陶瓷坩埚中进行感应熔炼,而后通过导液管将熔炼完全的金属熔体导入雾化器中雾化成合金粉末。
坩埚的材质为陶瓷材料,在合金熔炼过程中坩埚外壁温度较高,而雾化器的材质为不锈钢耐高温能力较差。若雾化器上表面温度过高会使雾化器发生膨胀变形,影响雾化器的尺寸精度,从而影响雾化进程甚至无法雾化。
在现有工艺技术下,气雾化制粉过程中的陶瓷隔热板主要存在下面的问题:
①陶瓷坩埚和金属雾化器之间的隔热板的导热系数较大,要想起到足够的隔热热效果需要陶瓷板的厚度更大。但是隔热板厚度的增加意味着导液管长度也需要相应的增高,从而导致金属熔体在导液管中流动距离加长,会降低熔体雾化时的过热度,降低收粉效率,同时提高合金熔液堵塞在导液管内部的概率。
②现有的隔热板的造价较高。
③现有的隔热板韧性较差,脆而易碎。在雾化完成后,需要将坩埚连同导液管一起抽离隔热板,在此过程中会对隔热板施加一定的压力,可能导致隔热板的破裂,降低隔热板的重复利用率。
因此,亟需一种解决上述问题的新型隔热板。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种气雾化制备金属粉末的复合隔热板。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,包括:
第一隔热板,所述第一隔热板由第一陶瓷材料制成,所述第一隔热板包括:
第一凹槽,所述第一凹槽设置在所述第一隔热板的上表面的中部;
第一通孔,所述第一通孔设置在所述第一隔热板的中部,所述第一通孔贯穿所述第一隔热板;
第二隔热板,所述第二隔热板由第二陶瓷材料制成,所述第二隔热板包括:
第二通孔,所述第二通孔设置在所述第二隔热板的中部,所述第二通孔贯穿所述第二隔热板;
所述第二隔热板设置在所述第一隔热板的所述第一凹槽,所述第二通孔与所述第一通孔连通;
所述第一陶瓷材料和所述第二陶瓷材料不相同。
优选地,所述第一陶瓷材料为纤维增强硅酸盐材料。
优选地,所述第二陶瓷材料为氧化铝或氧化锆。
优选地,所述第一通孔的直径与所述第二通孔的直径相同。
优选地,所述第一隔热板还包括:
开口,所述开口呈扇形,所述开口设置在所述第一隔热板的一侧。
优选地,所述开口的内径小于所述第一凹槽的外径的外径。
优选地,所述开口的圆心角小于或等于150°。
优选地,所述第一隔热板还包括:
第二凹槽,所述第二凹槽设置在所述第一隔热板的下表面的中部。
优选地,所述第二凹槽的外径小于第一凹槽的外径。
本发明采用以上技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:复合隔热板由上、下两层隔热板复合而成,上层的第二隔热板采用耐高温陶瓷可抵抗“泄露”的金属熔体,保护雾化器;下层的第一隔热板采用导热系数低、韧性高的纤维增强硅酸盐板材料,起到良好的隔热作用同时提高复合隔热板的整体韧性;复合隔热板造价低廉且可以多次使用。
附图说明
图1是本发明的一个示意性实施例的复合隔热板的示意图。
图2是本发明的一个示意性实施例的第一隔热板的第一视角的示意图。
图3是本发明的一个示意性实施例的第一隔热板的第二视角的示意图。
图4是本发明的一个示意性实施例的第二隔热板的示意图。
图5为本发明的一个具体实施例的复合隔热板与坩埚、雾化器的装配图。
图6为本发明的一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果图。
图7为本发明的一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果对比图。
图8为本发明的另一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果图。
图9为本发明的另一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果对比图。
图10为本发明的再一个具体实施例的复合隔热板与坩埚、雾化器的装配图。
图11为本发明的再一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果图。
图12为本发明的再一个具体实施例的复合隔热板与氧化铝板的隔热效果对比图。
其中,附图标记:第一隔热板10、第二隔热板20、熔炼坩埚30、导液管40、雾化器50、第一凹槽11、第一通孔12、开口13、第二凹槽14、第二通孔21。
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
实施例1
本发明的一个示意性实施例,如图1~4所示,一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,包括第一隔热板10和第二隔热板20,第二隔热板20嵌入设置在第一隔热板10的中部。
第一隔热板10包括第一凹槽11、第一通孔12和开口13,第一凹槽11设置在第一隔热板10的上表面的中部,第一通孔12设置在第一隔热板10的中部并贯穿第一隔热板10,开口13设置在第一隔热板10的一侧。
第一凹槽11、第一通孔12和第一隔热板10共轴设置。
第一隔热板10由第一陶瓷材料制成。
进一步地,第一隔热板10由纤维增强硅酸盐材料制成,导热系数为0.19~0.65W/m·K。
进一步地,第一隔热板10的厚度为10~15mm,外径为180~250mm。
第一通孔12的直径小于第一凹槽11的外径,第一凹槽11的外径小于第一隔热板10的外径。
进一步地,第一通孔12的直径为8~12mm。
开口13呈扇形,其外径与第一隔热板10的外径相同,其内径小于第一凹槽11的外径。
进一步地,开口13的内端面呈平面,即开口13呈外弧内平的形状。
进一步地,开口13的圆心角小于或等于150°。
进一步地,第一隔热板10还包括第二凹槽14,第二凹槽14设置在第一隔热板10的下表面的中部,第二凹槽14与第一隔热板10共轴设置。
进一步地,第二凹槽14的外径小于第一凹槽11的外径。
第二隔热板20包括第二通孔21,第二通孔21设置在第二隔热板20的中部并贯穿第二隔热板20。
第二隔热板20设置在第一隔热板10的第一凹槽11内,其形状与第一凹槽11的形状相同。
第二通孔21与第二隔热板20共轴设置,第二通孔21与第一通孔12连通。
第二隔热板20由第二陶瓷材料制成,第二陶瓷材料与第一陶瓷材料不同。
进一步地,第二隔热板20由高纯氧化铝或氧化锆制成,其导热系数大于第一隔热板10的导热系数。
进一步地,第二隔热板20的厚度为3~5mm,外径为60~150mm。
进一步地,第二通孔21的直径为8~12mm。
本发明的一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,由上、下两层隔热板复合而成,上层的第二隔热板采用耐高温陶瓷可抵抗“泄露”的金属熔体,保护雾化器;下层的第一隔热板采用导热系数低、韧性高的纤维增强硅酸盐板材料,起到良好的隔热作用同时提高复合隔热板的整体韧性;复合隔热板造价低廉且可以多次使用
实施例2
本发明的一个具体实施例,一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,包括第一隔热板10和第二隔热板20,第二隔热板20嵌入设置在第一隔热板10的中部。
第一隔热板10包括第一凹槽11、第一通孔12和开口13,第一凹槽11设置在第一隔热板10的上表面的中部,第一通孔12设置在第一隔热板10的中部并贯穿第一隔热板10,开口13设置在第一隔热板10的一侧。
第一凹槽11、第一通孔12和第一隔热板10共轴设置。
第一隔热板10由纤维增强硅酸盐材料制成,导热系数为0.19~0.65W/m·K。
第一隔热板10的厚度为12mm,外径为250mm。
第一通孔12的直径为8~12mm。
第二隔热板20包括第二通孔21,第二通孔21设置在第二隔热板20的中部并贯穿第二隔热板20。
第二隔热板20设置在第一隔热板10的第一凹槽11内,其形状与第一凹槽11的形状相同。
第二通孔21与第二隔热板20共轴设置,第二通孔21与第一通孔12连通。
第二隔热板20由高纯氧化铝或氧化锆制成,其导热系数大于第一隔热板10的导热系数。
第二隔热板20的厚度为5mm,外径为150mm。
第二通孔21的直径为8~12mm。
如图5所示,本实施例的复合隔热板的具体使用方式为:将复合隔热板置于一雾化器50上,第一隔热板10的下端面与雾化器50接触;将熔炼坩埚30置于第二隔热板20的上部,导液管40依次穿过熔炼坩埚30、第二通孔21、第一通孔12和雾化器50。
将本实施例与厚度为12mm的纯氧化铝板进行对比,其结果如图6~7所示。由图6~7可知,在顶端施加1970K温度的情况下,当温度传递至隔热板的底端时,本实施例的复合隔热板的温度比纯氧化铝板的温度低约340K。
实施例3
本实施例为本发明的一个具体实施例,本实施例与实施例2的结构和连接关系基本相同,区别仅在于:第二隔热板20的厚度不同。
在本实施例中,第二隔热板20的厚度为3mm。
本实施例的具体使用方式同实施例2。
将本实施例与厚度为12mm的纯氧化铝板进行对比,其结果如图6~7所示。由图8~9可知,在顶端施加1970K温度的情况下,当温度传递至隔热板的底端时,本实施例的复合隔热板的温度比纯氧化铝板的温度低约350K。
实施例4
本发明的一个具体实施例,一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,包括第一隔热板10和第二隔热板20,第二隔热板20嵌入设置在第一隔热板10的中部。
第一隔热板10包括第一凹槽11、第一通孔12、开口13和第二凹槽14,第一凹槽11设置在第一隔热板10的上表面的中部,第一通孔12设置在第一隔热板10的中部并贯穿第一隔热板10,开口13设置在第一隔热板10的一侧,第二凹槽14设置在第一隔热板10的下表面的中部。
第一凹槽11、第一通孔12、第二凹槽14和第一隔热板10共轴设置。
第一隔热板10由纤维增强硅酸盐材料制成,导热系数为0.19~0.65W/m·K。
第一隔热板10的厚度为12mm,外径为250mm。
第一通孔12的直径为8~12mm。
第二隔热板20包括第二通孔21,第二通孔21设置在第二隔热板20的中部并贯穿第二隔热板20。
第二隔热板20设置在第一隔热板10的第一凹槽11内,其形状与第一凹槽11的形状相同。
第二通孔21与第二隔热板20共轴设置,第二通孔21与第一通孔12连通。
第二隔热板20由高纯氧化铝或氧化锆制成,其导热系数大于第一隔热板10的导热系数。
第二隔热板20的厚度为3mm,外径为150mm。
第二通孔21的直径为8~12mm。
如图10所示,本实施例的复合隔热板的具体使用方式为:将复合隔热板置于一雾化器50上,第一隔热板10的下端面与雾化器50接触;将熔炼坩埚30置于第二隔热板20的上部,导液管40依次穿过熔炼坩埚30、第二通孔21、第一通孔12和雾化器50。
将本实施例与厚度为12mm的纯氧化铝板进行对比,其结果如图11~12所示。由图6~7可知,在顶端施加1970K温度的情况下,当温度传递至隔热板的底端时,本实施例的复合隔热板的温度比纯氧化铝板的温度低约414K。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,包括:
第一隔热板,所述第一隔热板由第一陶瓷材料制成,所述第一隔热板包括:
第一凹槽,所述第一凹槽设置在所述第一隔热板的上表面的中部;
第一通孔,所述第一通孔设置在所述第一隔热板的中部,所述第一通孔贯穿所述第一隔热板;
第二隔热板,所述第二隔热板由第二陶瓷材料制成,所述第二隔热板包括:
第二通孔,所述第二通孔设置在所述第二隔热板的中部,所述第二通孔贯穿所述第二隔热板;
所述第二隔热板设置在所述第一隔热板的所述第一凹槽,所述第二通孔与所述第一通孔连通;
所述第一陶瓷材料和所述第二陶瓷材料不相同;
所述第一陶瓷材料为纤维增强硅酸盐材料;
所述第二陶瓷材料为氧化铝或氧化锆;
所述第一隔热板还包括:
开口,所述开口呈扇形,所述开口设置在所述第一隔热板的一侧。
2.根据权利要求1所述的用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,所述第一通孔的直径与所述第二通孔的直径相同。
3.根据权利要求1所述的用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,所述第一凹槽的深度与所述第二隔热板的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的用于气雾化制备金属粉末的 复合隔热板,其特征在于,所述开口的内径小于所述第一凹槽的外径。
5.根据权利要求1所述的用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,所述开口的圆心角小于或等于150°。
6.根据权利要求1所述的用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,所述第一隔热板还包括:
第二凹槽,所述第二凹槽设置在所述第一隔热板的下表面的中部。
7.根据权利要求6所述的用于气雾化制备金属粉末的复合隔热板,其特征在于,所述第二凹槽的外径小于所述第一凹槽的外径。
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