CN113621911A - 一种熔融态金属及其合金改性装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种熔融态金属及其合金改性装置，涉及金属改性技术领域，包括充入反应气体的反应仓、设置在所述反应仓内并通过电机驱动旋转的旋转盘，所述旋转盘顶面外围设置环状的多孔板，所述多孔板与所述旋转盘形成用于放置熔融态金属及其合金的凹槽。熔融态的金属在旋转作用下甩出并穿过多孔板形雾化成液滴后进入反应仓，并与反应仓中通入的反应气体进行气液反应，气液接触和反应面积更大，反应更加充分，反应效率更高。

Description

一种熔融态金属及其合金改性装置
技术领域
本申请涉及金属改性技术领域，尤其是涉及一种熔融态金属及其合金改性装置。
背景技术
金属氮化或者碳化是一种常用金属改性方法。比如金属氮化处理，在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。再比如碳化处理，将金属中或者其粉末与含碳粉末混合物置于还原剂气氛中，经过高温处理，得到渗碳表面或者碳化物粉末。氮化或者碳化作为金属表面工程的一种重要手段，对金属表面性能调控具有显著作用。对于相关金属的氮化物或者碳化物，可以通过粉末冶金的方法得到相应的材料及其构件。一般的金属改性，可以增加碳化物、氮化物、氢化物、氧化物等作为第二相成分，对材料的强韧性及相关辅以性能影响显著。但是，由于第二相的掺杂方式多样，掺杂的陶瓷相成分粒度大小对其强韧化及相关性能调控影响重大，除了采用液液掺杂方式外，液固和固固掺杂都没法满足目标要求。通过气液反应实现对金属材料中相关成分进行调控成为一项重要手段。
然而，目前通过传统的气液反应进行的金属氮化、碳化、氧化或者还原方法，普遍需要将相应的气体通入熔融态金属或金属合金中，附加强制搅拌的方法促进气液反应的进行，虽然取得了一定的效果，但是也存在反应不充分，反应效率低的问题。
申请内容
本申请的目的在于提供一种熔融态金属及其合金改性装置，通过气液反应进行金属改性，反应更加充分，反应效率更高，具有较高的实用价值。
为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
本申请提供的一种熔融态金属及其合金改性装置，包括充入反应气体的反应仓、设置在所述反应仓内并通过电机驱动旋转的旋转盘，所述旋转盘外立面的上部设置环状的多孔板，所述多孔板与所述旋转盘形成用于放置熔融态金属及其合金的凹槽。
可选地，所述旋转盘底面设置旋转托盘，所述旋转托盘连接转轴，所述转轴穿出所述反应仓。
可选地，所述旋转托盘内铺设电热丝。
可选地，所述反应仓底部设置用于充入反应气体进气口，所述反应仓顶部设置出气口。
可选地，所述反应仓顶端设置进液流管，所述进液流管穿过所述反应仓并位于所述旋转盘的上方。
可选地，所述反应仓底部设置出料管，所述出料管穿过所述反应仓。
可选地，所述出料管管穿过所述反应仓的一端连通收集装置。
可选地，所述多孔板为多孔板。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请提供的一种熔融态金属及其合金改性装置，将熔融态的金属或金属合金通过旋转雾化成液滴后与反应气体进行反应，气液接触和反应面积更大，反应更加充分，反应效率更高。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例一种熔融态金属及其合金改性装置的结构示意图；
图2是本申请实施例一种熔融态金属及其合金改性装置的旋转盘结构示意图。
图中：1、反应仓；2、旋转盘；3、多孔板；4、旋转托盘；5、转轴；6、收集装置；7、进气口；8、出气口；9、进液流管；10、出料管。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
本申请的具体实施例提供了一种熔融态金属及其合金改性装置，如图1和图2所示，包括；反应仓1和旋转盘2，其中旋转盘2设置在反应仓1内部。旋转盘2能够通过电机驱动绕其旋转中心转动。旋转盘2为圆形，其端面边缘向上垂直设置环状的多孔板3，多孔板3作为侧板、旋转盘2作为底板，从而形成一个凹槽。多孔板3上具有多个通孔，将金属或金属合金熔化至熔融态后放入凹槽内，通过电机驱动旋转盘2的高速旋转后，熔融态的金属或金属合金从多孔板3上的通孔中甩出，从而雾化成液滴进入反应仓1内，在反应仓1内充入反应气体。雾化成液滴的金属与反应气体充分反应后，达到金属变性的目的。其中金属可以为铁，铜、铝、钛、镍等有色金属，对应的，充入的反应气体可以为氮气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气等，从而达到得氮化、碳化、氧化、氢化等效果。如此设置，相对于传统的反应气体直接与熔融态的金属或金属合金反应的方式，反应气体与液滴状的金属或金属合金反应时，接触面积更大，反应更加充分，反应效率更高。
其中多孔板3的材质可以为金属或陶瓷，类型可以为单层多孔板或多层复合多孔板。也可以为多层金属或陶瓷滤网。还可以为由多种金属、陶瓷小球充填堆积在而一起形成多空带，其中相邻小球连接在一起形成的连通间隙即为通孔。
作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1-，在旋转盘2底面上设置旋转托盘4，使得旋转托盘4能够带动旋转盘2一起旋转。在旋转托盘4的底端固定连接转轴5，使得转轴5与旋转托盘4同轴设置。在反应仓1底部设置转孔，将转轴5穿出转孔并通过轴承与转孔内壁连接。将转轴5穿出转孔的一端连接电机，如此即可通过电机驱动旋转托盘4转动。
作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1和图2所示，在旋转托盘4内铺设电热丝，在将熔融态的金属或金属合金倒入旋转盘2上前，给电热丝通电加热旋转托盘4，从而将旋转盘2加热至与熔融态的金属或金属合金温度相同。如此设置，保证熔融态的金属或金属合金温度恒定，防止熔融态的金属或金属合金被旋转盘2冷却而降低温度，影响雾化效率和反应效果。
也可以将金属或金属合金放置在旋转盘2中，使用电热丝直接加热熔化旋转盘2内的金属。
关于向反应仓1内部充入反应气体，作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1和图2所示，在反应仓1底部设置连通反应仓1内部与外部的进气口7，在反应仓1顶部设置连通反应仓1内部与外部的出气口8。将金属或金属合金加热熔化至熔融态后放入凹槽中，使用电机驱动旋转盘2高速旋转后，熔融态的金属或金属合金从多孔板3上的通孔中甩出，从而雾化成液滴进入反应仓1内。从进气口7向反应仓1内部充入反应气体，反应气体与雾化成液滴的金属反应，多余的反应气体及反应产物气体从出气口8排出反应仓。
关于向凹槽内倒入熔融态的金属或金属合金，作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1和图2所示，在反应仓1顶端设置连通反应仓1内部与外部的进液流管9，进液流管9穿过反应仓1从而连通反应仓1内部与外部，进液流管9位于旋转盘2的上方。从进液流管9穿出反应仓1的一端倒入熔融态的金属或金属合金，熔融态的金属或金属合金顺进液流管9流入反应仓1内部后，落入凹槽中，操作更加方便。
作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1和图2所示，在反应仓1底部设置出料管10，出料管10连通反应仓1内部与外部，出料管10穿过反应仓1。可以在出料管10连通反应仓1内部的一端设置加热装置，雾化成液滴的金属或金属合金与反应气体反应后，通过加热装置在保温或者加热的条件下以液滴形式落到反应仓1底部，从出料管10排出反应仓1外。
可选地，所述反应仓底部设置冷却装置和出料管。气液反应后的液滴在冷却条件下以半固态或者固态进入料管。所述出料管穿过所述反应仓。也可以在出料管10连通反应仓1内部的一端设置冷却装置，雾化成液滴的金属或金属合金与反应气体反应后，通过冷却装置在冷却条件下以半固态或者固态落到反应仓1底部，从出料管10排出反应仓1外。
作为可选地实施方式，于本申请的具体实施例中，如图1和图2所示，将出料管10穿出反应仓1的一端连通收集装置6。雾化成液滴的金属或金属合金与反应气体反应后，落到反应仓1底部，从出料管10流至收集装置6中。
其中收集装置6可以为熔池，雾化成液滴的金属或金属合金流入熔池后可以浇铸成块，也可以通过连熔连铸制成不同直径的棒条型材，还可以制成球化粉末。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，包括充入反应气体的反应仓(1)、设置在所述反应仓(1)内并通过电机驱动旋转的旋转盘(2)，所述旋转盘(2)顶面外围设置环状的多孔板(3)，所述多孔板(3)与所述旋转盘(2)形成用于放置熔融态金属及其合金的凹槽。
2.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述旋转盘(2)底面设置旋转托盘(4)，所述旋转托盘(4)连接转轴(5)，所述转轴(5)穿出所述反应仓(1)。
3.根据权利要求2所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述旋转托盘(4)内铺设电热丝。
4.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述反应仓(1)底部设置用于充入反应气体进气口(7)，所述反应仓(1)顶部设置出气口(8)。
5.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述反应仓(1)顶端设置进液流管(9)，所述进液流管(9)穿过所述反应仓(1)并位于所述旋转盘(2)的上方。
6.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述反应仓(1)底部设置出料管(10)，所述出料管(10)穿过所述反应仓(1)。
7.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述出料管(10)穿过所述反应仓(1)的一端连通收集装置(6)。
8.根据权利要求1所述的熔融态金属及其合金改性装置，其特征在于，所述多孔板(3)为金属单层多孔板、陶瓷单层多孔板、金属多层复合层多孔板和陶瓷多层复合多孔板中的任意一种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114769605A (zh) * 2022-05-06 2022-07-22 西安交通大学 一种可熔铸金属3d打印粉末定尺化制备方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61221310A (ja) * 1985-03-26 1986-10-01 Agency Of Ind Science & Technol 金属或は合金等の微粉末製造方法とその装置
CN2597069Y (zh) * 2002-09-26 2004-01-07 财团法人工业技术研究院 用于制备超微颗粒的反应器
CN202570119U (zh) * 2012-06-06 2012-12-05 上虞市双良化工设备有限公司 一种气液反应釜
CN104550988A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 大连理工大学 一种基于均匀液滴喷射法的制备超细球形金属粉末的装置及方法
CN204841627U (zh) * 2015-05-27 2015-12-09 南京杰博宏镓新型材料有限公司 一种难熔化合物粉末材料的制备装置
CN107998995A (zh) * 2018-01-12 2018-05-08 张格梅 一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置及方法
CN109014226A (zh) * 2018-09-25 2018-12-18 大连理工大学 一种制备3d打印用球形金属粉末的装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61221310A (ja) * 1985-03-26 1986-10-01 Agency Of Ind Science & Technol 金属或は合金等の微粉末製造方法とその装置
CN2597069Y (zh) * 2002-09-26 2004-01-07 财团法人工业技术研究院 用于制备超微颗粒的反应器
CN202570119U (zh) * 2012-06-06 2012-12-05 上虞市双良化工设备有限公司 一种气液反应釜
CN104550988A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 大连理工大学 一种基于均匀液滴喷射法的制备超细球形金属粉末的装置及方法
CN204841627U (zh) * 2015-05-27 2015-12-09 南京杰博宏镓新型材料有限公司 一种难熔化合物粉末材料的制备装置
CN107998995A (zh) * 2018-01-12 2018-05-08 张格梅 一种气液混合高压雾化制备化合物粉末材料的装置及方法
CN109014226A (zh) * 2018-09-25 2018-12-18 大连理工大学 一种制备3d打印用球形金属粉末的装置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114769605A (zh) * 2022-05-06 2022-07-22 西安交通大学 一种可熔铸金属3d打印粉末定尺化制备方法及装置

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