CN113042741B - 用于3d打印的金属粉末或合金粉末的制备方法及节能型自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法及节能型自动化系统。本发明在真空紧耦合气雾化技术制备金属粉末的方法的基础上，使制备得到的粉末直接进入后处理工序，包括气流破碎、烘干混料、计量称重、铝箔封口等进行自动化生产，解决真空紧耦合气雾化技术制备金属粉末及后处理工序流程上操作繁琐、自动化不足、生产效率低问题。通过本发明制得的金属粉末、合金粉末具有球形度高，流动性好，氧含量低，粒度分布均匀，外观质量干燥、光滑，无明显氧化色的颗粒，纯净度高等性能特点。

Description

用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法及节能型自动化系统

技术领域

本发明涉及3D打印材料制备技术领域，尤其涉及一种用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法及节能型自动化系统。

背景技术

3D打印粉末耗材是3D打印产业链中最重要的一环，也是最大的价值所在。金属粉末耗材的研发对于整个体系的发展起到了至关重要的作用。作为成形原材料，粉末的特性将直接影响到3D打印成形过程能否稳定、高效地进行，并且对成形零件的形状、尺寸精度、组织及力学性能产生决定性影响。例如金属粉末的粒径匹配，影响到打印工艺的适配性；提高颗粒的球形度、减少卫星球比率，可以保证粉末良好的流动性，提高打印工艺稳定性；减少合金粉末氧含量、夹杂和空心球比率，可以减少打印件组织内部缺陷的形成。因此，金属粉末材料是整个3D打印成形工艺的起点和根源。

国内传统生产金属粉末的技术为真空紧耦合气雾化制备不同粒径段粉末，粒度范围分布呈现为正态分布，通过粉末后处理工序完成筛分、分级等，工序分散并且没有惰性气体保护，每一道工序流转都涉及更换集粉罐、粉末倒装、集粉罐翻转及对接、吊运、拆卸、安装、清洗等繁琐过程，而且，在流转过程中，很容易因为衔接不够而导致的生产质量问题。

而且，在生产过程中，气站三处泄压和雾化所用的惰性气体均排放到大气中，不能重复循环利用，例如气站排放的氩气纯度达到99.999％，温度均在-20℃至-120℃，雾化后氩气排放的纯度99.995％，温度均在10℃-50℃，是较好的冷却降温能源和可再用氩气，均没有得到有效地利用，经统计使用1吨液氩雾化生产气站泄压排放浪费0.05吨液氩，约合人民币80-100元，经粉末雾化后的氩气全部排放到室外，严重地耗费时间、人力、物力及惰性气体，生产效率低，成本高，与当代自动化生产与节能环保的发展理念不符。并且真空紧耦合气雾化技术所制备的粉末存在大量卫星粉、收得率低、流动性差等固有缺点，在粉末后处理工序中粉末均会与空气接触，导致粉末氧含量增高，进而影响金属3D打印过程的顺利进行及打印件的性能的稳定性。

另外，真空紧耦合气雾化设备在高温地区连续生产时，进电大轴铜排处经常出现打弧及温度高的现象，容易使水箱的水温持续上升55-65℃，而且难以冷却，生产稳定性差。针对这样的问题，目前常用的方法为换水，不能解决根本问题，而且会增加不必要的工作量。

因此，高效、快速地实现工业自动化生产及减少成品粉末中卫星球所占的比例、提高粉末流动性、提升生产效率、提高粉末收得率、保证生产稳定性、排放的氩气得到合理化利用、节能、降本成为目前急需解决的重难点问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种3D打印材料的制备方法，通过采用气流破碎工艺来提高粒径15-53μm的粉末的收得率。

本发明的目的还在于提供一种用于制备3D打印材料的节能型自动化系统。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法，其包括以下步骤：

在氩气保护下，对雾化得到的金属粉末或合金粉末进行气流粉碎，得到粒度为15-53μm的金属粉末或合金粉末。

根据本发明的具体实施方案，在制备用于3D打印的金属粉末或合金粉末的过程中，对经过雾化得到的粉末进行气流粉碎/破碎，能够有效打散卫星球粉末，能够使粒径15-53μm的粉末的收得率以及粉末的流动性均获得一定的提升，相对于将气雾化得到的粉末进行气流分级处理获得粒径15-53μm的粉末的常规方法，本发明所提供的技术方案能够使粒径15-53μm的粉末的收得率提升4-7％，而且粉末的流动性可提升2-4s/50g，能够很好地解决粉末流动性差、卫星球多、粉末收得率低的问题。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述制备方法包括以下具体步骤：

(1)将金属粉末或合金粉末的元素料放入熔炼坩埚内；

(2)在氩气保护下，将元素料熔炼成熔液；

(3)将所述熔液加热至过热度达到200-350℃，保温10-20分钟，同时将中间包加热到1200-1600℃；

(4)使熔液注入中间包，然后对熔液进行雾化，得到金属粉末或合金粉末，其中，雾化压力优选为4-6MPa；

(5)在氩气保护下，对雾化得到的金属粉末或合金粉末进行气流粉碎，得到粒度为15-53μm的金属粉末或合金粉末；

(6)在氩气保护下，对粒度为15-53μm的金属粉末或合金粉末进行烘干、混料，完成制备过程。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(5)中，所述气流粉碎采用气流破碎机进行，更优选地，所述气流破碎机预先通入氩气，使通入的氩气压力达到0.2-0.5MPa，气流破碎机内部氧含量控制为≤50ppm。通入氩气的时间可以控制为约1min，以使通入的氩气的压力达到上述要求。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(5)中，雾化得到的金属粉末或合金粉末先冷却到≤30℃，再进行气流粉碎。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(5)中，所述气流破碎机的破碎时间为20-30min，流化床压力为0.5-1MPa。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(5)中，所述气流破碎机的一级分级轮的角度为10-20°，频率为5-10Hz，分级破碎得到的粒径＞53μm的粉末落入所述气流破碎机的一级集粉桶中；

所述气流破碎机的二级分级轮的角度为30-40°，频率为15-25Hz，分级破碎得到的粒径为15-53μm的粉末落入所述气流破碎机的二级集粉桶中；

分级破碎得到的粒径为0-15μm的粉末落入所述气流破碎机的三级集粉桶中，风机频率40-50Hz。

在上述制备方法中，所制备的金属粉末和合金粉末可以是通常用于3D打印的金属粉末和合金粉末。优选地，上述合金粉末为镍基合金粉末；以重量百分比计，该镍基合金的元素料组成可以包括：Cr 5-8％，Fe≤1％，Si 2.5-4.5％，Mn 0.3-0.8％，C≤1％，Mo 2.5-4.5％，Cu 2-5.5％，Nb≤1％，Ti≤1％，B≤1％，Ni余量。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，在向熔炼坩埚内添加元素料时，加入顺序为Ni、Cr、Fe、Nb、Mo、Cu、Ti、C、B、Si、Mn。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(2)中，通过中频感应设备加热得到金属或合金熔液，加热功率可以控制为100-230kw，通过高频设备加热中间包系统，加热功率可以控制为20-25kw。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(3)中，所述熔液是加热至1640-1680℃。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(4)中，所述雾化在真空气雾化设备中进行。更优选地，本发明所采用的真空气雾化设备为真空雾化熔炼炉，该真空雾化熔炼炉的熔炼室、雾化室、一级旋风分离器抽至真空状态，并填充氩气作为气体保护。其中，抽至真空状态时的压强优选为5×10^-2Pa-9×10^-2Pa。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(4)中，对熔液进行雾化得到金属粉末或合金粉末包括：使熔液经中间包的坩埚底部的漏嘴在重力和负压抽吸力的共同作用下流入集粉罐，在超高速惰性气体流(例如氩气)的冲击作用下，熔液冷却成微细液滴，凝固后得到金属粉末或合金粉末。其中，漏嘴的直径可以为3-5mm。负压抽吸力可以由鼓风机提供，优选地，所述鼓风机的频率为40-45Hz。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(4)中，气流雾化所采用的氩气由气站供应，气站压力为10-15MPa，氩气纯度为99.999％。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(6)中，所述烘干、混料在抽真空并回填氩气进行保护的烘干混料机中进行。其中，优选地，抽真空至压强为≤1Pa，回填的氩气的压力可以控制为0.2-0.5MPa，烘干温度≥120℃，混料时的电机频率可以控制为20-30Hz，混料时间可以控制为30-60min。

在上述制备方法中，优选地，该方法还包括：将经过烘干、混料的粒度为15-53μm的金属粉末或合金粉末进行分装的步骤。

在上述制备方法中，优选地，所述分装采用氩气保护下的分装机进行，通过烘干混料机的料筒电磁阀将金属粉末或合金粉末放入分装机的料仓中，通过螺旋杆下料将金属粉末或合金粉末进行分装，可以分装到塑料瓶之中。分装机中充入的氩气压力可以控制为0.2-0.5MPa。所述螺旋杆下料时的搅拌频率可以控制为8-15Hz(优选10Hz)，下料快加值可以控制为3-8kg(优选4kg)，慢加值可以控制为0.5-1.5kg(优选1kg)，高频率可以控制为4000-6000Hz，低频率可以控制为400-1000Hz。

在上述制备方法中，优选地，该方法还包括：对分装的塑料瓶进行封口的步骤，具体可以按照以下方式进行：将装满粉末的塑料瓶与上盖装配后，铝箔封口机对装配好的塑料瓶进行封口包装，最后放入包装箱。其中，铝箔封口机的感应功率可以控制为1-3kw，传输塑料瓶的传输带的传送速度可以控制为20-50r/min。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法包括以下具体步骤：

(1)将镍基合金所需的元素料按照熔点特性依次放入熔炼坩埚内；

(2)将真空雾化熔炼炉内的熔炼室、雾化室、一级旋风分离器抽至真空状态，并填充氩气作为气体保护，开启中频加热设备将镍基合金元素料熔炼成熔液，同时加热中间包系统；

(3)通过坩埚将镍基合金加热使合金液的过热度达到200-350℃，保温10-20分钟，中间包温度加热到1200-1600℃，准备开始雾化；

(4)将镍基合金熔液倒入中间包系统，调节雾化压力为4-6MPa，镍基合金熔液经中间包坩埚底部的漏嘴在重力和鼓风机负压抽吸力的共同作用下流入集粉罐，在超高速惰性气体流的冲击作用下，镍基合金熔液冷却成微细液滴，凝固后得到镍基合金粉末；

(5)向气流破碎机通入氩气，将镍基合金粉末放入气流破碎机中进行破碎分级，分别得到在三级集粉桶收集粒径0-15μm的粉末，二级集粉桶收集粒径15-53μm的粉末、一级集粉桶收集粒径＞53μm的粉末；

(6)将粒径15-53μm的粉末通过电磁阀控制放入烘干混料机中，烘干混料机抽真空后回填氩气进行保护，然后进行加热、混料；

(7)向计量分装机通入氩气，通过烘干混料机的料筒电磁阀将粉末放入计量分装机的料仓中，通过螺旋杆下料将粉末流入塑料瓶中；

(8)将装满粉末的塑料瓶与上盖装配后，铝箔封口机对装配好的塑料瓶进行封口包装，最后放入包装箱。

根据本发明的具体实施方案，本发明所提供的用于3D打印的金属粉末或合金粉末的制备方法是一种连续化的生产方法，这在本领域的现有技术中是从未出现过的。为了实现连续化，本发明所提供的制备方法的各个步骤之间通过一定的手段相互连接，例如：金属的熔炼在真空条件下进行，熔炼之后直接进行气雾化，避免与外部环境接触而产生氧化、团聚等问题；气雾化得到的金属粉末或合金粉末则可以进入集粉罐，然后由集粉罐送入下一步骤，即进入气流粉碎步骤，在这一过程中，通过集粉罐与气流破碎机的料仓进行直接连接输送粉末，也能够避免粉末发生氧化、团聚等问题；经过气流粉碎得到的金属粉末或合金粉末进入集粉桶，然后再进入后续的烘干混料步骤，该过程可以通过中转桶实现，避免粉末与外部环境接触，受到不利的影响；完成烘干混料的粉末在进入计量分装步骤时也可以通过中转桶实现，避免粉末与外部环境接触，受到不利的影响；计量分装步骤中，盛装了金属粉末或合金粉末的包装体由机械手输送进行封口处理，并且该输送过程可以在保护气氛下进行，也可能避免外部环境的影响。本发明的熔炼、气流粉碎、烘干混料、计量分装等步骤均可以在真空或氩气保护气氛下进行，能够尽可能地避免金属粉末、合金粉末受到不利的影响。总之，通过采用本发明的制备方法能够实现金属粉末、合金粉末的连续化、受保护的生产，降低次品率，提高粉末收得率和粉末流动性。

本发明还提供了一种用于上述制备方法的节能型自动化系统，其包括：气站、真空气雾化设备、气流破碎机、烘干混料机、过滤器、分子筛净化器；其中：

所述气站用于为真空气雾化设备、气流破碎机、烘干混料机等提供氩气；

所述真空气雾化设备包括水箱、进电大轴，所述水箱与进电大轴分别与所述气站连接，以使所述气站泄压排出的氩气经过水箱和进电大轴进行冷却循环；所述真空气雾化设备的氩气排出口与过滤器连接，所述过滤器与所述分子筛净化器连接，所述分子筛净化器与所述气流破碎机、烘干混料机连接，以使真空气雾化设备排出的氩气进入所述气流破碎机、烘干混料机。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述节能型自动化系统包括：气站、真空气雾化设备、气流破碎机、烘干混料机、过滤器、分子筛净化器、储气罐、变频空压机、储存罐；其中：

所述气站包括通过气体管道相连接的储液罐、低温泵、汽化器、鱼雷管、双排减压阀；其中，所述储液罐上设有排气阀(当储液罐的压力上升时，排气阀会自动排气)，所述储液罐和低温泵之间的管道上设有放空阀(放空阀的主要是排放氩气预冷低温泵)，所述低温泵和鱼雷管之间的管道上设有泄压阀(当气站不工作时，泄压阀将存留的氩气排除，起到安全保护作用)；

所述真空气雾化设备包括雾化室(主要用于冷却雾化的合金粉末)、熔炼室(熔炼室优选带有熔炼坩埚，用于熔炼合金的元素料)、水箱、进电大轴、过滤装置、风机、集粉罐、水流排、气流排；其中，所述熔炼室与所述雾化室连通(优选通过法兰连通)，所述水箱与所述水流排连接(优选通过水管连接)，所述水流排设有多个分别连接到熔炼室、雾化室、进电大轴、集粉罐等其他需要冷却的位置的支路(支路的水管上可以带有温度传感器、压力传感器和流量传感器，实时监测冷却水的状况)；所述进电大轴连接到所述雾化室内部(优选通过密封装置连接)，该进电大轴用于翻转熔炼坩埚和传输电源；所述集粉罐设于所述雾化室的下方，优选地，集粉罐上下开口，带夹层可快速冷却收集的合金粉末；所述风机通过过滤装置连接到所述集粉罐的上方，风机可以是可调频率的变频风机，过滤装置是可更换除尘布袋的过滤装置；所述气流排分别与所述熔炼室、雾化室连通，优选地，气流排上带有不同位置的手阀，每一个手阀可单独进行充气；

所述气流破碎机包括料筒、破碎主机、一级集粉桶、二级集粉桶、三级集粉桶；其中，所述料筒的出口连接至所述破碎主机的入口，所述破碎主机的出口分别与所述一级集粉桶的入口、二级集粉桶的入口、三级集粉桶的入口连接，所述一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口连接至所述气流破碎机的料筒(优选通过螺杆进料机构连接)；

所述烘干混料机设有料筒；

所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴分别设有氩气循环管线，所述气站的排气阀、放空阀、泄压阀分别连接到所述氩气循环管线，用于冷却所述水箱和所述进电大轴；所述氩气循环管线还与所述储气罐连接；所述气站的鱼雷管通过双排减压阀与所述真空气雾化设备的气流排连接(优选地，两者连接的管路上设有安全阀，用于安全保护)；

所述真空气雾化设备的集粉罐与所述气流破碎机的料筒连接(优选通过法兰连接)，通过电磁阀可控制粉末流入料筒的重量，实现快速破碎分级；

所述气流破碎机的一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口还连接至所述烘干混料机的料筒(优选地，所述一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口通过中转桶连接至所述烘干混料机的料筒)；

所述真空气雾化设备的风机与所述过滤器连接，所述过滤器、分子筛净化器、储气罐、变频空压机、存储罐依次连接，所述存储罐与所述气流破碎机、烘干混料机分别连接，用于向二者提供氩气；所述储气罐的入口与所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴之间的氩气循环管线连接，同时，所述储气罐的出口与所述变频空压机连接；

所述气流破碎机的氩气出口、所述烘干混料机的氩气出口分别与所述过滤器的入口连接，所述储存罐的出口与所述过滤器的入口连接。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述节能型自动化系统还包括计量分装机；

所述计量分装机包括料仓和称重平台；

所述烘干混料机的粉末出口与所述料仓连接(优选地，所述烘干混料机的粉末出口通过中转桶连接至所述料仓)；

所述存储罐的出口与所述计量分装机的氩气入口连接，用于提供氩气；

所述计量分装机的氩气出口与所述过滤器的入口连接。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述节能型自动化系统中，所述储气罐包括第一储气罐和第二储气罐；

所述第一储气罐的入口和出口分别与所述分子筛净化器、所述变频空压机连接；

所述第二储气罐的入口与所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴之间的氩气循环管线连接，同时，所述第二储气罐的出口与所述变频空压机连接。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述节能型自动化系统中，所述存储罐包括第一存储罐和第二存储罐；

所述第一存储罐的入口与所述变频空压机连接，所述第一存储罐的出口分别与所述气流破碎机、烘干混料机的氩气入口连接；

所述第二存储罐的入口与所述变频空压机连接，所述第二存储罐的出口与所述气站与所述真空气雾化设备的水箱和进电大轴之间的氩气循环管线连接。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述节能型自动化系统还包括铝箔封口机；所述铝箔封口机用于对盛装了粉末的容器(例如塑料瓶)进行封口处理。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述节能型自动化系统还包括3D打印机；

所述3D打印机的氩气入口与所述存储罐连接，氩气出口与所述过滤器的入口连接。

根据本发明的具体实施方案，优选地，气站的储液罐的排气阀上带有电磁阀和压力传感器，当储液罐压力超过0.8MPa时，电磁阀会自动打开排气，低于0.8MPa时会自动关闭，保证储液罐的压力和安全，排除的氩气温度在-80℃至-40℃，氩气纯度99.999％。

根据本发明的具体实施方案，优选地，气站的放空阀在预冷低温泵时会打开，排气至有液相出现，待温度降低至-120℃以下、低温泵活塞口部位全部结霜时关闭，排出的氩气温度-120℃至-80℃，氩气纯度99.999％。

根据本发明的具体实施方案，优选地，气站的泄压阀在气站不工作时需要打开排气泄压，排出的氩气温度-80℃至-40℃，氩气纯度99.999％。

在上述节能型自动化系统中，气流破碎机能够很好地实现对于雾化得到的粉末的破碎，有效打散卫星球粉末，从而提高粉末的收得率和流动性，解决粉末流动性差、卫星球多、粉末收得率低的问题。

在上述节能型自动化系统中，真空气雾化设备的水箱与进电大轴分别与气站连接，气站泄压排出的氩气经过水箱和进电大轴进行冷却循环，循环的气体还可以进入3D打印机进行惰性气体保护打印制件，能够解决水箱冷却能力不足、进电大轴铜排处打弧及温度高、排出的氩气得不到利用的问题。

在上述节能型自动化系统中，优选地，真空气雾化设备的水箱外壁为夹层(即该水箱为双层夹套)，水箱的水使用去离子水，去离子水的冷却降温采用水管喷淋水冷和氩气循环进入水箱外壁夹层冷却。气站排放的低温氩气进入夹套层冷却水温，水箱的水温可由55℃-65℃降温到20℃-40℃。

在上述节能型自动化系统中，优选地，水箱和进电大轴的进气口与排气阀、放空阀、泄压阀的出气口相连接，保证气站排放的低温氩气可直接用于真空气雾化设备上冷却降温。

在上述节能型自动化系统中，真空气雾化设备的氩气排出口经过一系列设备连接至气流破碎机、烘干混料机、计量分装机连接，能够使真空气雾化设备排出的氩气经过过滤器和分子筛净化器之后进入气流破碎机、烘干混料机、计量分装机，以进行循环利用，氩气利用率达到70％，解决粉末后处理氧含量增高、成本高的问题。

在上述节能型自动化系统中，优选地，真空气雾化设备的风机的出气口(即氩气出口)的一路排放到室外，一路通过管道连接到过滤器的进气口，密闭环境中(如雾化中)排出的氩气可选择放入过滤器中，熔炼室敞开时排放的氩气需要排放到大气中，两路均有电磁阀控制，可独立选择操作。

在上述节能型自动化系统中，优选地，真空气雾化设备的进电大轴安装在一个密封箱中，气站排放的低温氩气可进入密封箱进行对进电大轴铜排处冷却和氩气保护。在设备工作时，进电大轴铜排处的温度可持续保持在20℃-30℃。

在上述节能型自动化系统中，优选地，集粉桶为上下开口并带有45-60°的锥度，上下端可以分别安装有电磁阀，用于控制真空气雾化设备制备粉末的流入和粉末的流出，集粉桶为双层夹套，夹套层可通水冷却降温。三个的集粉桶上可以分别设置取样孔，当粉末粒度及其他性能不合格时，可调节工艺参数将粉末进行二次破碎及分级，直到满足要求。

在上述节能型自动化系统中，优选地，一级集粉桶可拆卸，上方安装有一级分级轮，一级集粉桶上带有

的小孔，用于取样检测，一级分级轮的角度10-20°，频率为5-10Hz，分级破碎＞53μm的粉末会落入一级集粉桶中，下方有两个出口分别带有电磁阀，可选择落入下方的进料机构继续进入料筒进行二次分级，一般在粉末的粒度偏大时会选择进行二次分级破碎，也可选择进行下一道工序落入中转桶中。进一步的，二级集粉桶与一级集粉桶原理相同，二级分级轮的角度30-40°，频率为15-25HZ，分级破碎15-53μm的粉末会落入二级集粉桶中。进一步的，三级集粉桶与二级集粉桶原理相同，上方无分级轮，分级破碎0-15μm的粉会落入三级集粉桶中。

在上述节能型自动化系统中，优选地，当设有中转桶、计量分装机时，烘干混料机的料筒的一侧通过软管与中转桶连接，另一侧通过软管再经过中转桶与计量分装机的料仓相连接，烘干混料机降温时可通过填充压力进行循环冷却和氩气保护。料筒可以通过法兰连接到集粉罐的下方，通过卡箍将两者接口固定，粉末进入料筒后会经过螺杆进料装置进入气流破碎机进行破碎分级。所述软管材质可以为橡胶，软管上可以带有法兰和卡箍，实现与中转桶、烘干混料机上料筒的快速连接，烘干混料机上的料筒为上下开口，上下开口位置均带有电磁阀。

在上述节能型自动化系统中，优选地，过滤器的一端连接到气流破碎机、烘干混料机、计量分装机的出气口，另一端连接到3D打印机的出气口，过滤器主要将利用过的氩气进行除尘处理，处理后可再次利用。所述过滤器优选由24个除尘布袋组成，除尘布袋附件带有脉冲除尘器，每隔30s除尘一次，防止粉尘堵塞除尘布袋。

在上述节能型自动化系统中，优选地，分子筛净化器由两台吸附器、加热设备、仪电控阀门管道组成，两台吸附器一台吸附，一台再生，相互切换使用，分子筛净化器再生时间由降压、加热、冷吹、升压四阶段组成，再生加热是为了脱除吸附剂中的杂质，达到吸附剂循环使用的目的，分子筛净化器的共吸附性能使它可以在吸收氩气中的水分的同时还可以净化氩气中的污染物。

在上述节能型自动化系统中，优选地，第一储气罐的一端连接分子筛净化器，一端连接变频空压机，第一储气罐的氩气储存纯度会随着氩气的利用次数增加而降低，当氩气纯度过低时会自动向大气中排放第一储气罐内部的氩气直至纯度符合要求为止。更优选地，所述第一储气罐上带有压力传感器、氧含量检测仪、温度传感器，第一储气罐的内部压力≥1.5MPa会自动泄压，氧含量≥100ppm会发出报警并排放氩气，温度≥40℃发出报警并排放氩气，第一储气罐主要接收循环利用的氩气，氩气纯度为99.99-99.995％。

在上述节能型自动化系统中，优选地，第二储气罐的一端连接水箱和进电大轴的出气口，一端连接变频空压机，第二储气罐主要接收气站排放的氩气，纯度很高，温度低，用于水箱及进电大轴的辅助冷却及3D打印机的惰性气体保护。更优选地，所述第二储气罐上带有压力传感器、氧含量检测仪、氧含量传感器，第二储气罐的内部压力≥1.5MPa会自动泄压，氧含量≥50ppm会发出报警并排放氩气，温度≥40℃发出报警并排放氩气，第二储气罐主要接收气站泄压排放的氩气，氩气纯度为99.995-99.999％。

在上述节能型自动化系统中，优选地，第一存储罐的进气端通过气管连接变频空压机，出气端通过气管分别连接到气流破碎机、烘干混料机、计量分装机的进气口，用于后处理设备的氩气循环保护，防止合金粉末在后处理工序氧含量增加。更优选地，所述第一存储罐通过变频空压机将第一储气罐的氩气增压到1.5MPa，收集到氩气主要应用到气流破碎机、烘干混料机、计量分装机。

在上述节能型自动化系统中，优选地，第二存储罐的进气端通过气管连接变频空压机，出气端的一路气管连接到3D打印机用于惰性气体保护打印工作，一路气管连接到水箱和进电大轴的进气口，第二储气罐的氩气储存纯度会随着氩气的利用次数增加而降低，当氩气纯度过低时会自动向大气中排放第二储气罐内部的氩气直至纯度符合要求为止。更优选地，所述第二存储罐通过变频空压机将第二储气罐的氩气增压到1.5MPa，收集到氩气主要应用到3D打印机、水箱、进电大轴。

在上述节能型自动化系统中，优选地，第一储气罐和第一存储罐通过变频空压机连接，对应使用，第二储气罐和第二存储罐通过变频空压机连接，对应使用。

在上述节能型自动化系统中，优选地，所述计量分装机的称重平台固定在料仓的下方，用于称重包装的粉末。

在上述节能型自动化系统中，优选地，所述计量分装机的料仓上方有快接法兰，实现与中转桶的快速连接，料仓上方为有机玻璃，可观察到里面的粉末位置，通过中转桶下方的电磁阀可控制粉末的流量，下方有螺旋进料机构，将粉末从料仓运输到称重平台上。

在上述节能型自动化系统中，优选地，所述计量分装机的称重平台下方有重力传感器，可称重范围为0-50kg，附近有开关传感器，当塑料瓶被机械手放到称重平台时，粉末会通过螺杆进料装置下料，粉末进入塑料瓶中，到达设定重量5-10kg时会自动停止。

在上述节能型自动化系统中，优选地，所述的铝箔封口机带传送带，传送带附件带有开关传感器，当机械手装配好瓶盖放到传送带时，传送带自动运输装配好的塑料瓶。

本发明还提供了一种用于3D打印的镍基合金粉末，其是由上述制备方法制备的。

本发明在真空紧耦合气雾化技术制备金属粉末的方法的基础上，使制备得到的粉末直接进入后处理工序，包括气流破碎、烘干混料、计量称重、铝箔封口等进行自动化生产，解决真空紧耦合气雾化技术制备金属粉末及后处理工序流程上操作繁琐、自动化不足、生产效率低问题；

气流破碎工序可有效打散卫星球粉末，本发明所提供的技术方案通过采用气流破碎工序配合其他技术手段能够使粒径15-53μm的粉末的收得率以及粉末的流动性均获得一定的提升，相对于将气雾化得到的粉末进行气流分级处理的常规方法，经过工艺调整在原有粒径15-53μm的粉末的收得率基础上可再提升4-7％，流动性可提升2-4s/50g，解决粉末流动性差、卫星球多、粉末收得率低的问题；

气站泄压排出的氩气经过水箱和进电大轴进行冷却循环，循环的气体可进入3D打印机进行惰性气体保护打印制件，解决水箱冷却能力不足、进电大轴铜排处打弧及温度高、排出的氩气得不到利用的问题；真空紧耦合气雾化设备排出的氩气经过过滤器和分子筛净化器得到的气体可直接进入气流破碎、烘干混料、计量称重，并可以循环利用，氩气利用率达到70％，解决粉末后处理氧含量增高、成本高的问题。

通过本发明制得的金属粉末、合金粉末具有球形度高，流动性好，氧含量低，粒度分布均匀，外观质量干燥、光滑，无明显氧化色的颗粒，纯净度高等性能特点。

附图说明

图1是本发明的系统连接结构示意图。

图2为本发明的实施例1制备的金属粉末的示意图。

图3为本发明的实施例2制备的金属粉末的示意图。

主要附图标号说明：

气站1、真空气雾化设备2、气流破碎机3、烘干混料机4、计量分装机5、铝箔封口机6、过滤器7、分子筛净化器8、第一储气罐901、第二储气罐902、变频空压器10、第一储存罐1101、第二储存罐1102、3D打印机12、第一中转桶13、第二中转桶14、第一机械手15、第二机械手16；

排气阀101、放空阀102、泄压阀103、水箱201、进电大轴202、风机203、集粉罐204、一级集粉桶301、二级集粉桶302、三级集粉桶303、第一料筒304、软管401，403、第二料筒402、第二料仓501、称重平台502。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种用于制备金属粉末/合金粉末的节能型与自动化系统，如图1所示，该系统包括：气站1、真空气雾化设备2、气流破碎机3、烘干混料机4、计量分装机5、第一机械手15、第二机械手16、铝箔封口机6、过滤器7、分子筛净化器8、第一中转桶13、第二中转桶14、第一储气罐(或称储气罐A)901、第二储气罐(或称储气罐B)902、变频空压器10、第一储存罐(或称储存罐A)1101、第二储存罐(或称储存罐B)1102、3D打印机12。其中：

气站1主要包括储液罐、低温泵、汽化器、鱼雷管、双排减压阀，这五个部件通过气体管道连接，这五个部件的具体连接方式可以采用常规方式。其中：

储液罐上安装有排气阀101，该排气阀101上带有电磁阀和压力传感器，当储液罐压力超过0.8MPa时电磁阀会自动打开排气，低于0.8MPa时会自动关闭，保证储液罐的压力和安全，排除的氩气温度在-80℃至-40℃，氩气纯度99.999％。

在储液罐和低温泵之间的管道上固定有放空阀102，该放空阀102在预冷低温泵时会打开，排气至有液相出现，待温度降低至-120℃以下、低温泵活塞口部位全部结霜时关闭，排出的氩气温度-120℃至-80℃，氩气纯度99.999％。

在低温泵和鱼雷管之间的管道上固定有泄压阀103，该泄压阀103在气站不工作时需要打开排气泄压，排出的氩气温度-80℃至-40℃，氩气纯度99.999％。

真空气雾化设备2主要包括雾化室、熔炼室、水箱201、进电大轴202、过滤装置、风机203、集粉罐204、水流排、气流排。其中：

熔炼室通过法兰与雾化室相通，熔炼室带有熔炼坩埚，用于熔炼合金的元素料；将元素料熔炼得到的熔液雾化之后得到的金属粉末或合金粉末进入雾化室，雾化室主要用于冷却雾化的金属粉末、合金粉末。

水箱201通过水管连接到水流排上，水箱的水使用去离子水，水箱201为双层夹套，气站1排放的低温氩气进入夹套层冷却去离子水，水箱201的水温可由55℃-65℃降温到20℃-40℃，同时去离子水冷却降温也可以采用水管喷淋水冷。

水流排分出多个支路通过橡胶水管连接到熔炼室、雾化室、进电大轴202、集粉罐204等其他需要冷却的位置，水管上带有温度传感器、压力传感器和流量传感器，实时监测冷却水的状况。

进电大轴202通过密封装置连接到雾化室内部，用于翻转熔炼坩埚和传输电源；该进电大轴202安装在一个密封箱中，气站1排放的低温氩气可进入密封箱进行对进电大轴铜排处冷却和氩气保护；在设备工作时，进电大轴铜排处的温度可持续保持在20-30℃。

集粉罐204固定在雾化室下方，其为上下开口并带有45-60°的锥度，上下端分别安装有电磁阀，用于控制真空气雾化设备制备粉末的流入和粉末的流出，集粉罐204为双层夹套，夹套层可通水冷却降温，可快速冷却收集的粉末。

风机203通过过滤装置连接到集粉罐上方，风机204可调频率，过滤装置的除尘布袋可以更换。

气流排分别与熔炼室和雾化室相通，气流排上带有不同位置的手阀，每一个手阀可单独进行充气。

气流破碎机3包括第一料筒304、破碎主机、一级集粉桶301、二级集粉桶302、三级集粉桶303。一级集粉桶301可拆卸，上方安装有一级分级轮，一级集粉桶301上带有

的小孔，用于取样检测，一级分级轮的角度10-20°，频率为5-10Hz，分级破碎＞53μm的粉末会落入一级集粉桶301中，下方有两个出口分别带有电磁阀，可选择落入下方的进料机构继续进入料筒进行二次分级，一般在粉末的粒度偏大时会选择进行二次分级破碎，也可选择进行下一道工序落入第一中转桶13中。二级集粉桶302的原理与一级集粉桶301相同，二级分级轮的角度30-40°，频率为15-25Hz，分级破碎15-53μm的粉末会落入二级集粉桶302中。三级集粉桶303的原理与二级集粉桶302的原理相同，上方无分级轮，分级破碎0-15μm的粉会落入三级集粉桶303中。

烘干混料机4设有第二料筒402。该第二料筒402为上下开口，上下开口位置均带有电磁阀。

计量分装机5包括第二料仓501和称重平台502，其中：

该第二料仓501上方有快接法兰，实现与第二中转桶14的快速连接，第二料仓501上方为有机玻璃，可观察到里面的粉末位置，通过第二中转桶14下方的电磁阀可控制粉末的流量，下方有螺旋进料机构，将粉末从第二料仓501运输到称重平台502上。

称重平台502固定在第二料仓501的下方，用于称重包装的粉末。称重平台502下方有重力传感器，可称重范围为0-50kg，附近有开关传感器，当塑料瓶被到称重平台502时，粉末会通过螺杆进料装置下料，粉末进入塑料瓶中，到达设定重量5-10kg时会自动停止。

铝箔封口机6用于对装入粉末的塑料瓶进行封口。铝箔封口垫片的材质可以为PE，该铝箔封口机6设有传送带，该传送带附件带有开关传感器，当装配好瓶盖放到传送带时，传送带将装配好的塑料瓶自动运输到下一工序进行装箱，包装箱可放入12个塑料瓶。

过滤器7由24个除尘布袋组成，除尘布袋附件带有脉冲除尘器，每隔30s除尘一次，防止粉尘堵塞除尘布袋。

分子筛净化器8由两台吸附器、加热设备、仪电控阀门管道组成，两台吸附器一台吸附，一台再生，相互切换使用，分子筛净化器8的再生时间由降压、加热、冷吹、升压四阶段组成，再生加热是为了脱除吸附剂中的杂质，达到吸附剂循环使用的目的，分子筛净化器8的共吸附性能使它可以在吸收氩气中的水分的同时还可以净化氩气中的污染物。

第一储气罐901上带有压力传感器、氧含量检测仪、温度传感器，第一储气罐901的内部压力≥1.5MPa会自动泄压，氧含量≥100ppm会发出报警并排放氩气，温度≥40℃发出报警并排放氩气，第一储气罐901主要接收循环利用的氩气，氩气纯度为99.99-99.995％。

第二储气罐902上带有压力传感器、氧含量检测仪、氧含量传感器，第二储气罐902是内部压力≥1.5MPa会自动泄压，氧含量≥50ppm会发出报警并排放氩气，温度≥40℃发出报警并排放氩气，第二储气罐902主要接收气站泄压排放的氩气，氩气纯度为99.995-99.999％。

第一存储罐1101通过变频空压机将第一存储罐1101的氩气增压到1.5MPa，收集到氩气主要应用到气流破碎机、烘干混料机、计量分装机。

第二存储罐1102通过变频空压机将第二存储罐1102的氩气增压到1.5MPa，收集到氩气主要应用到3D打印机12、水箱201、进电大轴202。

其中，该节能型与自动化系统的各部件之间的连接关系如下：

真空气雾化设备2的集粉罐204通过法兰连接到气流破碎机3的第一料筒304上方，通过电磁阀可控制粉末流入第一料筒304的重量，实现快速破碎分级。一级、二级、三级集粉桶上端分别连接到气流破碎机3上，下端一路通过螺杆进料机构连接到第一料筒304上，一路通过法兰直接连接到第一中转桶13上方，三种集粉桶上分别带有取样孔，当粉末粒度及其他性能不合格时，可调节工艺参数将粉末进行二次破碎及分级，直到满足要求后可将粉末放入第一中转桶13内。

气站1的鱼雷管通过双排减压阀与真空气雾化设备2的气流排连接，两者连接的管路上安装安全阀，用于安全保护。

烘干混料机4的第二料筒402的一侧通过软管401与第一中转桶13连接，一侧通过软管403再经过第二中转桶403与计量分装机5的料仓相连接，烘干混料机4降温时可通过填充压力进行循环冷却和氩气保护。软管材质为橡胶，软管上带有法兰和卡箍，实现与第一中转桶13和烘干混料机4上料筒的快速连接。

真空气雾化设备2的风机203的出气口一路排放到室外，一路通过管道连接到过滤器7的进气口，密闭环境中(如雾化中)排出的氩气可选择放入过滤器7中，熔炼室敞开时排放的氩气需要排放到大气中，两路均有电磁阀控制，可独立选择操作。从雾化室排放出来的废气可通过风机203的一路管路直接排放到室外，生产中回填的高纯度氩气和雾化中排放的高纯度氩气可通过风机的另一路管路进入过滤器7进行回收利用。

气流破碎机3的第一料筒304通过法兰DN100连接到集粉罐204的下方，通过卡箍将两者接口固定，粉末进入第一料筒304后会经过螺杆进料装置进入气流破碎机进行破碎分级。

过滤器7的一端连接到气流破碎机3、烘干混料机4、计量分装机5的出气口，一端连接到3D打印机12的出气口，过滤器7主要将利用过的氩气进行除尘处理，处理后可再次利用。

第一储气罐901的一端连接分子筛净化器，一端连接变频空压机，第一储气罐901的氩气储存纯度会随着氩气的利用次数增加而降低，当氩气纯度过低时会自动向大气中排放第一储气罐901内部的氩气直至纯度符合要求为止。

第二储气罐902的一端连接水箱和进电大轴的出气口，一端连接变频空压机，第二储气罐902主要接收气站排放的氩气，纯度很高，温度低，用于水箱及进电大轴的辅助冷却及3D打印机的惰性气体保护。

第一存储罐1101的进气端通过气管连接变频空压机，出气端通过气管分别连接到气流破碎机、烘干混料机、计量分装机的进气口，用于后处理设备的氩气循环保护，防止合金粉末在后处理工序氧含量增加。

第二存储罐1102的进气端通过气管连接变频空压机，出气端的一路气管连接到3D打印机用于惰性气体保护打印工作，一路气管连接到水箱和进电大轴的进气口，储气罐B的氩气储存纯度会随着氩气的利用次数增加而降低，当氩气纯度过低时会自动向大气中排放储气罐B内部的氩气直至纯度符合要求为止。第一储气罐901和第一存储罐1101通过变频空压机连接，对应使用，第二储气罐902和第二存储罐1102通过变频空压机连接，对应使用。

真空气雾化设备2的水箱201和进电大轴202的进气口与排气阀101、放空阀102、泄压阀103的出气口相连接，保证气站排放的低温氩气可直接用于真空气雾化设备2上冷却降温。

第一机械手15用于将塑料瓶放置到计量分装机5的称重平台502上，以便注入粉末。

第二机械手16用于将装配好瓶盖的塑料瓶放置到铝箔封口机6的传送带上，以便进行传送。

实施例2

本实施例提供了一种镍基合金粉末的制备方法，其是采用实施例1的系统进行气雾化、气流破碎等工序。

按质量百分比计，该镍基合金粉末的配料成份(烧损后)为：Cr：6％，Fe：0.5％，Si：3％，Mn：0.4％，C：0.5％，Mo：3％，Cu：3％，Nb：0.5％，Ti：0.4％，B：0.6％，杂质：≤0.05％，Ni：余量，各组分的质量之和为100％。

该制备方法包括以下步骤：

(1)将配好的元素料按照Ni、Cr、Fe、Nb、Mo、Cu、Ti、C、B、Si、Mn顺序依次添加到熔炼坩埚之内。

(2)在氩气保护下，通过中频感应设备将元素料熔炼得到合金熔液，加热功率为200kw，加热时间100min。

(3)继续加热，使合金熔液的温度到达1650℃，利用高频设备加热中间包系统，加热功率为23kw，加热时间45min，中间包温度1400℃。

(4)将真空气雾化设备的熔炼室、雾化室、一级旋风分离器抽至真空状态时的压强为0.06Pa；

气站1的出口压力调节为12MPa，将合金熔液倒入中间包，调节雾化压力为4.5MPa，镍基合金熔液经中间包坩埚底部的漏嘴(直径3.5mm)在重力和鼓风机(频率控制为42Hz)负压抽吸力的共同作用下流入集粉罐204，在超高速惰性气体流的冲击作用下，镍基合金熔液冷却成微细液滴，凝固后得到合金粉末；其中，生产中回填的高纯度氩气和雾化中排放的高纯度氩气通过风机进入过滤器7、分子筛净化器8进入第一储气罐901，进行回收利用；并且，第一存储罐901的压力控制为1.0MPa，第二存储罐902的压力控制为1.0MPa。

(5)向气流破碎机3中通入氩气2min，充入氩气至压力达到0.2MPa，设备内部氧含量40ppm，然后使合金粉末进入气流破碎机3进行气流破碎，其中，进料频率控制为30Hz，破碎时间控制为20min，流化床压力控制为0.6MPa，一级分级轮角度为15°，频率控制为8Hz，二级分级轮角度为35°，频率控制为18Hz，风机频率控制为45Hz。

(6)将烘干混料机4抽至真空状态时的压强为0.5Pa，充入氩气至压力达到0.2MPa，使经过气流破碎的合金粉末进入烘干混料机4进行烘干、混料，其中，加热温度控制为120℃，电机频率控制为25Hz，混料时间控制为40min。

(7)向计量分装机5充入氩气1min，充入氩气至压力达到0.2MPa，使混料后的合金粉末进入计量分装机5进行分装，分装到塑料瓶之中，其中，搅拌频率控制为10Hz，下料快加值控制为4kg，慢加值控制为1kg，高频率控制为5000Hz，低频率控制为600Hz，装料总重为5kg。

(8)使装料后的塑料瓶进入铝箔封口机6进行封口，得到用于3D打印的合金粉末，其中，铝箔封口机6的感应功率控制为2kw，传输带速度控制为30r/min。

本实施例制备得到的镍基合金粉末的颗粒形貌如图2所示，该镍基合金粉末的粒度分布为15-53μm，D50为31.2μm，D90为52.3μm，显微颗粒球形度ψ≥87％，氧含量为80ppm，粉末收得率36.5％，流动性15.7s/50g，松装密度4.49cm³，振实密度5.22cm³。

实施例3

本实施例提供了一种镍基合金粉末的制备方法，其是采用实施例1的系统进行气雾化、气流破碎等工序。

按质量百分比计，该镍基合金粉末的配料成份(烧损后)为：Cr：7％，Fe：0.8％，Si：3.5％，Mn：0.6％，C：0.8％，Mo：2.6％，Cu：4％，Nb：0.2％，Ti：0.3％，B：0.4％，杂质：≤0.05％，Ni：余量，各组分的质量之和为100％。

该制备方法包括以下步骤：

(1)将配好的元素料按照Ni、Cr、Fe、Nb、Mo、Cu、Ti、C、B、Si、Mn顺序依次添加到熔炼坩埚之内。

(2)在氩气保护下，通过中频感应设备将元素料熔炼得到合金熔液，加热功率为230kw，加热时间94min。

(3)继续加热，使合金熔液的温度到达1660℃，利用高频设备加热中间包系统，加热功率为24kw，加热时间40min，中间包温度1360℃。

(4)将真空气雾化设备的熔炼室、雾化室、一级旋风分离器抽至真空状态时的压强为0.08Pa；

气站1的出口压力调节为14MPa，将合金熔液倒入中间包，调节雾化压力为5MPa，镍基合金熔液经中间包坩埚底部的漏嘴(直径4.2mm)在重力和鼓风机(频率控制为45Hz)负压抽吸力的共同作用下流入集粉罐204，在超高速惰性气体流的冲击作用下，镍基合金熔液冷却成微细液滴，凝固后得到合金粉末；其中，生产中回填的高纯度氩气和雾化中排放的高纯度氩气通过风机203进入过滤器7、分子筛净化器8进入第一储气罐901，进行回收利用；并且，第一存储罐901的压力控制为1.1MPa，第二存储罐902的压力控制为1.1MPa。

(5)向气流破碎机3中通入氩气2min，充入氩气至压力达到0.3MPa，设备内部氧含量45ppm，然后使合金粉末进入气流破碎机3进行气流破碎，其中，进料频率控制为32Hz，破碎时间控制为25min，流化床压力控制为0.8MPa，一级分级轮角度为17°，频率控制为9Hz，二级分级轮角度为37°，频率控制为20Hz，风机频率控制为46Hz。

(6)将烘干混料机4抽至真空状态时的压强为0.3Pa，充入氩气至压力达到0.15MPa，使经过气流破碎的合金粉末进入烘干混料机4进行烘干、混料，其中，加热温度控制为122℃，电机频率控制为28Hz，混料时间控制为45min。

(7)向计量分装机5充入氩气1min，充入氩气至压力达到0.15MPa，使混料后的合金粉末进入计量分装机5进行分装，分装到塑料瓶之中，其中，搅拌频率控制为10Hz，下料快加值控制为4kg，慢加值控制为1kg，高频率控制为5500Hz，低频率控制为800Hz，装料总重为5kg。

(8)使装料后的塑料瓶进入铝箔封口机6进行封口，得到用于3D打印的合金粉末，其中，铝箔封口机6的感应功率控制为2.5kw，传输带速度控制为40r/min。

本实施例制备得到的镍基合金粉末的颗粒形貌如图3所示，该镍基合金粉末的粒度分布为15-53μm，D50为32.8μm，D90为52.9μm，显微颗粒球形度ψ≥85％，氧含量为88ppm，粉末收得率35.3％，流动性14.8s/50g，松装密度4.52g/cm³，振实密度5.38g/cm³。

对比例

本对比例提供了一种粒径15-53μm的镍基合金粉末，具体采用常规的按照以下步骤制备：

1)配料100kg(合金粉末的组成同实施例2)，采用真空熔炼设备进行熔炼，然后再进行雾化，将雾化的粉末收集在集粉罐内，先筛分100目和270目，分别记录+100目、-100目至+270目、-270目的重量。

2)将步骤1)中的-270目粉末进行气流分级处理，分别记录0-15μm和15-53μm的重量，将15-53μm的粉末需要检测激光粒度数据、流动性、氧含量、计算收得率。

3)将步骤2)的粉末进行混料处理，记录氧含量数值。

4)将步骤3)混料的粉末进行人工称重瓶装包装。

表1为对比例1的工序流程表，表2为实施例2的工序流程表。

以下表3为同种的镍基合金粉末和装炉量在原系统和使用本发明实施例2、3的技术方案的情况下消耗能源与粉末数据的对比。

表3

由上述表3的内容可以看出：

对比例1的方法经过先筛分后分级等工序得到的成品15-53μm粉末的收得率为29.8％，流动性为18.1s/50g，本发明的方法得到的15-53μm粉末的收得率可以达到36.5％(实施例2)，粉末流动性可以达到14.8s/50g(实施例3)，收得率对比提升6.7％。

对比例1的方法先筛分后分级等工序的粉末损耗占比为5.4％，实施例2的粉末损耗占比为1.28％，实施例2的损耗占比更具有优势。

对比例1的方法经过先筛分后分级等工序得到的成品15-53μm粉末的氧含量为198ppm，其中在后处理工序过程增氧比较明显，本发明的方法得到的15-53μm粉末的氧含量为80ppm(实施例2)，本发明的方法处理工序氧含量控制方面更具有优势。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种节能型自动化系统，其中，该节能型自动化系统包括：气站、真空气雾化设备、气流破碎机、烘干混料机、过滤器、分子筛净化器、储气罐、变频空压机、储存罐；其中：

所述气站用于为真空气雾化设备、气流破碎机、烘干混料机提供氩气，包括通过气体管道相连接的储液罐、低温泵、汽化器、鱼雷管、双排减压阀；其中，所述储液罐上设有排气阀，所述储液罐和低温泵之间的管道上设有放空阀，所述低温泵和鱼雷管之间的管道上设有泄压阀；

所述真空气雾化设备包括雾化室、熔炼室、水箱、进电大轴、过滤装置、风机、集粉罐、水流排、气流排；其中，所述水箱与进电大轴分别与所述气站连接，以使所述气站泄压排出的氩气经过水箱和进电大轴进行冷却循环，所述真空气雾化设备的氩气排出口与过滤器连接，所述过滤器与所述分子筛净化器连接，所述分子筛净化器与所述气流破碎机、烘干混料机连接，以使真空气雾化设备排出的氩气进入所述气流破碎机、烘干混料机，所述熔炼室与所述雾化室连通，所述水箱与所述水流排连接，所述水流排设有多个分别连接到熔炼室、雾化室、进电大轴、集粉罐的支路；所述进电大轴连接到所述雾化室内部，所述集粉罐设于所述雾化室的下方，所述风机通过过滤装置连接到所述集粉罐的上方；所述气流排分别与所述熔炼室、雾化室连通；

所述气流破碎机包括料筒、破碎主机、一级集粉桶、二级集粉桶、三级集粉桶；其中，所述料筒的出口连接至所述破碎主机的入口，所述破碎主机的出口分别与所述一级集粉桶的入口、二级集粉桶的入口、三级集粉桶的入口连接，所述一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口连接至所述气流破碎机的料筒；

所述烘干混料机设有料筒；

所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴分别设有氩气循环管线，所述气站的排气阀、放空阀、泄压阀分别连接到所述氩气循环管线，用于冷却所述水箱和所述进电大轴；所述氩气循环管线还与所述储气罐连接；所述气站的鱼雷管通过双排减压阀与所述真空气雾化设备的气流排连接；

所述真空气雾化设备的集粉罐与所述气流破碎机的料筒连接；

所述气流破碎机的一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口还连接至所述烘干混料机的料筒；

所述真空气雾化设备的风机与所述过滤器连接，所述过滤器、分子筛净化器、储气罐、变频空压机、存储罐依次连接，所述存储罐与所述气流破碎机、烘干混料机分别连接，用于向二者提供氩气；所述储气罐的入口与所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴之间的氩气循环管线连接，同时还与所述变频空压机连接；

所述气流破碎机的氩气出口、所述烘干混料机的氩气出口分别与所述过滤器的入口连接，所述储存罐的出口与所述过滤器的入口连接。

2.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述熔炼室与所述雾化室通过法兰连通。

3.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述水箱与所述水流排通过水管连接。

4.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述进电大轴通过密封装置连接到所述雾化室内部。

5.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述三级集粉桶的出口通过螺杆进料机构连接至所述气流破碎机的料筒。

6.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述气站的鱼雷管与所述真空气雾化设备连接的管路上设有安全阀。

7.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述真空气雾化设备的集粉罐与所述气流破碎机的料筒通过法兰连接。

8.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述一级集粉桶的出口、二级集粉桶的出口、三级集粉桶的出口通过中转桶连接至所述烘干混料机的料筒。

9.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，该节能型自动化系统还包括计量分装机；

所述计量分装机包括料仓和称重平台；

所述烘干混料机的粉末出口与所述料仓连接；

所述存储罐的出口与所述计量分装机的氩气入口连接，用于提供氩气；

所述计量分装机的氩气出口与所述过滤器的入口连接。

10.根据权利要求9所述的节能型自动化系统，其中，所述烘干混料机的粉末出口通过中转桶连接至所述料仓。

11.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述储气罐包括第一储气罐和第二储气罐；

所述第一储气罐的入口和出口分别与所述分子筛净化器、所述变频空压机连接；

所述第二储气罐的入口与所述真空气雾化设备的水箱、进电大轴之间的氩气循环管线连接，同时，所述第二储气罐的出口与所述变频空压机连接。

12.根据权利要求1所述的节能型自动化系统，其中，所述存储罐包括第一存储罐和第二存储罐；

所述第一存储罐的入口与所述变频空压机连接，所述第一存储罐的出口分别与所述气流破碎机、烘干混料机的氩气入口连接；

所述第二存储罐的入口与所述变频空压机连接，所述第二存储罐的出口与所述气站与所述真空气雾化设备的水箱和进电大轴之间的氩气循环管线连接。

13.根据权利要求1或9所述的节能型自动化系统，其中，该节能型自动化系统还包括铝箔封口机和/或3D打印机；

所述铝箔封口机用于对由计量分装机分装之后的容器进行封口处理；

所述3D打印机的氩气入口与所述存储罐连接，氩气出口与所述过滤器的入口连接。

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