CN113828783A - 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法 - Google Patents

一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113828783A
CN113828783A CN202010583846.8A CN202010583846A CN113828783A CN 113828783 A CN113828783 A CN 113828783A CN 202010583846 A CN202010583846 A CN 202010583846A CN 113828783 A CN113828783 A CN 113828783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
turbine
powder
atomizing
amorphous powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010583846.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王利民
李盘
黄力军
陈舟
蔡巍
曾伟宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Skyline Smart Material Technology Co ltd
Original Assignee
Hunan Skyline Smart Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Skyline Smart Material Technology Co ltd filed Critical Hunan Skyline Smart Material Technology Co ltd
Priority to CN202010583846.8A priority Critical patent/CN113828783A/zh
Publication of CN113828783A publication Critical patent/CN113828783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086—Cooling after atomisation

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供了一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法，包括雾化室和设于雾化室上端的雾化装置，雾化室内设有旋转涡轮冷却装置，本方案结构简单，但能提升旋转涡轮对雾化后未完全凝固粉末的接触面积，实现接触急冷，形成粉末非晶组织；另一方面，流经涡轮叶面的气体持续冷却叶片，减少叶面升温，保证了涡轮叶面对雾化后还未完全凝固粉末快速冷却形成非晶组织所需的过冷度，达到急冷效果；另外，通过调节旋转涡轮转速，有效提高粉末与涡轮叶面之间的接触概率，同时，采用高导热材质的涡轮叶面，避免了粉末在叶面上的凝结成块。本方案有效提高了非晶粉末生产加工质量和生产效率，适合工业级别的大批量生产。

Description

一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法
技术领域
本发明涉及金属粉末生产技术，特别是一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法。
背景技术
非晶粉末除了具有传统的高纯度、球形度、高流动性和粒径分布集中的特点，还具有优异的软磁性能、高的反应活性和催化性能、良好的力学性能等理化特征，在电工电子、航天航空、舰船、汽车、冶金和化工等领域得到越来越广泛的应用。
减少冷却凝固过程中的非均匀形核是制备大块非晶的技术关键。目前主要的制备方法为：快速凝固法、熔体急冷法、深过冷等方法。熔体急冷法是制备非晶态合金的主要方法。极高的冷却速度(105K/s～106K/s)可以有效地抑制液态金属在冷却过程中的形核和长大，从而得到非晶态固体。同样，非晶粉粉末的形成能力在以下情况也会受到削弱：①多组元合金成分偏离了共晶或近共晶成分点；②原材料的纯度不够高；③在母合金熔配或者是成形过程中引入了杂质；④成形前母合金的过热度选择不合适。
近年来，常用的非晶带材破碎法和气雾化法由于设备工艺条件的限制,雾化制粉法要获得105K/s的冷却速度是很难的，且制备粉末的方法存在粉末形貌不规则、粒径分布范围宽和氧含量高等问题；水雾化法虽然可以提高制备非晶的冷却速率，但是熔融液流与水流的相互作用，制得粉末易氧化，形状不规则，同时熔融金属凝固时遇水产生水蒸气膜，阻碍熔滴的急速冷却。
专利号为CN106132599B公开了一种雾化金属粉末的制造方法，对熔融金属流喷射液温10℃以下、喷射压力5MPa以上的喷射水，将该熔融金属流分离而制成金属粉，并且对该金属粉进行冷却，制成水雾化金属粉末。使用液温10℃以下、喷射压力5MPa以上的喷射水的冷却从冷却开始时成为没有膜沸腾区域、在过渡沸腾区域的冷却，能够促进冷却，能够简便地进行直到可使金属粉末无定形化的快速冷却。另外，也可以喷射非活性气体进行熔融金属流的分离，使用液温10℃以下、喷射压力5MPa以上的喷射水进行分离了的金属粉的冷却，制成气体雾化金属粉末。应予说明，在对分离了的金属粉的喷射水冷却时，优选在金属粉的温度达到MHF点以下后进行。
专利号为CN103769595A公开了一种制备微晶和非晶态粉末材料的方法，包括熔炼炉，感应线圈，气体雾化器，雾化塔，雾化塔基座，转动轴承，驱动链轮，双层冷却水装置，连接出料收集装置；其特征在于利用雾化气体将感应熔炼炉熔化的金属液体分散为微小液滴，微小液滴撞击雾化塔内表面，发生变形并骤冷凝固，得到微晶或非晶态的粉末材料；本发明的技术能够制备金属单质、金属合金或各种非金属材料的微晶和非晶态粉末材料。
但是现有的生产过程中，操作繁琐，冷却装置与未完全凝固的粉末接触面积有限，对未完全凝固的粉末冷却效果不理想，影响非晶粉末的加工生产质量，无法实现工业级别的大批量生产，是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于提高对未完全凝固粉末与冷却装置的接触面积，便于提高冷却速率和产品质量的非晶粉末快速冷却生产设备及其方法。
本发明的技术方案是：一种非晶粉末的快速冷却生产方法，包括以下步骤：将熔融后的金属物料通入雾化室内进行雾化，雾化后的金属粉末通过旋转涡轮冷却，冷却后对粉末收集；旋转涡轮的冷却速率为104-106k/s。
所述的雾化为气雾化，也可以是水雾化或二者的组合。
进一步：旋转涡轮为高熔点、高导热材料制成，雾化后的金属粉末落入旋转涡轮内，在离心力的作用下，向旋转涡轮的外沿方向运动，在运动的过程中，通过与旋转涡轮面和叶片的接触，实现接触式急速冷却；高熔点、高导热材料为钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆、钛及其合金等。
工作时从旋转涡轮内腔入口通入冷却氮气，即可以进一步使粉末材料急冷增加非晶组织，同时粉末材料表面快速凝固不容易被旋转叶片碰撞接触造成颗粒变形，通入冷却气或者冷却液持续冷却旋转涡轮，保证急冷形成粉末材料非晶组织所需的过冷度，使球形度变差，又可以持续冷却旋转涡轮叶片，保证叶片与粉末材料接触冷却得到更多非晶粉末所需的过冷度。
再进一步：所述旋转涡轮转速为100-8000转/min；其直径为0.2-3m。
优选地，所述旋转涡轮转速为500-6000转/min；其直径为0.5-2m。
更优地，所述旋转涡轮转速为1000-4000转/min；其直径为1-1.5m。
最佳地，所述旋转涡轮转速为3000转/min；其直径为0.8m。
一种非晶粉末快速冷却生产设备，包括雾化室和设于雾化室上端的雾化装置，雾化室内设有冷却装置，所述冷却装置包括旋转涡轮、驱动器和支撑架，驱动器通过支撑架固定在雾化室内，驱动器的上方通过驱动轴连接旋转涡轮。
所述旋转涡轮内凹。所述驱动器外设有密封护罩。
所述的支撑架内设有空心管，空心管与密封护罩连通，空心管内通入冷却液和/或线路。
进一步地：所述雾化装置包括限流管、雾化器和安装板，限流管通过安装板安装在雾化室的上端并密封连接，安装板上还设有若干雾化器，雾化器用于对限流管内下落的熔液进行雾化。
本方案的优点在于，加工过程中金属高温熔液通过限流管进入雾化区被高压、高速气流破碎/撕裂成微小的液滴，经雾化区雾化后的粉尘云喷射沉积在高速动运的部件上进行急速接触式冷却，后在离心力的作用下粉尘被甩出旋转涡轮呈抛物线状，沉降进入雾化室下部及输送管道；有效的提高了雾化后的金属雾滴冷却效率和效果，提高了雾化后的粉尘云与旋转涡轮之间的碰撞效果，便于破坏雾化后的粉尘云颗粒的表层的保护结构，便于非晶粉末的成型，有效的提高了产品的生产质量，便于批量生产。
所述旋转涡轮内凹。便于雾化后的粉尘云能够直接喷射在旋转涡轮内，便于雾化后的粉尘云能够充分接触到旋转涡轮，使雾化后的粉尘云颗粒能够碰撞破坏其表面的气膜，进一步的提升其冷却效果，便于产品质量的提升。
所述旋转涡轮由若干涡轮叶片等间距组成。便于雾化后的粉尘云颗粒与叶片直接接触，同时便于风扇效果的产生，提升对颗粒的冷却效果和其自身的散热效果。
所述驱动器外设有密封护罩。便于降低高温对驱动器的影响，提高驱动器的使用寿命。
支撑架内设有空心管，空心管与密封护罩连通，空心管内通入冷却液和/或线路。避免高温影响线路、驱动器的使用，同时便于对旋转涡轮起到热传导降温的作用。
所述雾化装置包括限流管、雾化器和安装板，限流管通过安装板安装在雾化室的上端并密封连接，安装板上还设有若干雾化器，雾化器用于对限流管内下落的熔液进行雾化。
优选地，雾化装置为气雾和水雾一体装置，包括安装板、限流管、雾化器和水雾化喷嘴，限流管通过安装板密封安装在雾化室的上端，限流管的外围设有雾化器，水雾化喷嘴设于雾化器的下方，雾化器和水雾化喷嘴形成的高压高速气流和高压液流朝向限流管下端的出口喷射实现雾化，限流管内流通高温熔液。
雾化装置上还设有辅助冷却装置，辅助冷却装置用于冷却雾化口内壁。
所述雾化室的上端设有至少一个观察窗，雾化室的中部设有泄压口，泄压口上设有压力传感器接口，雾化室上还设有充气接口，雾化室的下端设有真空接口、热电偶接口和氧含量接口，热电偶接口和氧含量接口位于真空接口的下端，雾化室的底部连接输送管。
所述雾化室设有夹层壁，夹层壁内设有冷却液或隔热材料。使用过程中能够提升对非晶粉末的冷却效果，当粉末通过旋转涡轮甩出沿雾化室内壁下落，下落过程中与雾化室夹层壁接触，进行热传导，便于其冷却效果的提升。
优先地，旋转涡轮的旋转速度为2000转/min，冷却速率为8×105k/s。便于提高对雾化后颗粒的碰撞效果和冷却速率的提升，有效的提高了产品质量，便于降低能源的损耗。当旋转涡轮的旋转速度太小的时候，雾化后的粉末会堆积在涡轮叶面上，部分粉末达不到急冷效果，当旋转涡轮的旋转速度太大的时候，会形成高速气流，部分雾化后的粉末直接被气流吹出而不落在叶面上，不能实现接触急冷效果。因为不同金属的比重不一样，所以，需要最佳转速也不一样，同时气流的形成，也与叶面的形状相关连。针对比重在5克/立方厘米到8克/立方厘米的金属，采用的转速为2000转/min。
本发明具有如下特点：本方案结构简单，但能提升旋转涡轮对雾化后未完全凝固粉末的接触面积，实现接触急冷，形成粉末非晶组织；另一方面，流经涡轮叶面的气体持续冷却叶片，减少叶面升温，保证了涡轮叶面对雾化后还未完全凝固粉末快速冷却形成非晶组织所需的过冷度，达到急冷效果；另外，通过调节旋转涡轮转速，有效提高粉末与涡轮叶面之间的接触概率，同时，采用高导热材质的涡轮叶面，避免了粉末在叶面上的凝结成块；本方案有效提高了非晶粉末生产加工质量和生产效率，适合工业级别的大批量生产。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1-为本发明结构示意图；
图2-为图1的局部放大示意图；
图3-为图1中A部分雾化装置结构放大示意图；
图4-为另一种雾化装置结构示意图；
1-熔液，2-限流管，3-雾化器，4-高压高速气流，5-安装板，6-观察窗，7-旋转涡轮，8-安装基座，9-驱动电机，10-压力传感器接口，11-支腿，12-泄压口，13-密封护罩，14-真空接口，15-夹层壁，16-雾化室，17-热电偶接口，18-氧含量接口，19-输送管道，20-充气接口，21-水雾化喷嘴，22-高压液流，23-辅助冷却装置，24-第一进水管，25-第二进水管，26-高压柱形液流。
具体实施方式
如附图所示：一种非晶粉末快速冷却生产设备，包括雾化室16和设于雾化室16上端的雾化装置，雾化室16内设有冷却装置，冷却装置包括旋转涡轮7、驱动器和支撑架，驱动器通过支撑架固定在雾化室16内，驱动器的上方通过驱动轴连接旋转涡轮7，在本实施例中驱动器为驱动电机9，驱动电机9通过驱动轴与旋转涡轮7连接，驱动旋转涡轮7高速旋转。
在实施例中，旋转涡轮7内凹。便于雾化后的粉尘云能够直接喷射在旋转涡轮7内，便于雾化后的粉尘云能够充分接触到旋转涡轮7，使雾化后的粉尘云颗粒能够碰撞破坏其表面的气膜，进一步的提升其冷却效果，便于产品质量的提升。
在实施例中，旋转涡轮7由若干涡轮叶片等间距组成；涡轮叶片采用高导热材料制成，如钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆、钛及其合金等高导热材料，便于雾化后的粉尘云颗粒与叶片直接接触，同时便于风扇效果的产生，提升对颗粒的冷却效果和其自身的散热效果。
在实施例中，驱动器外设有密封护罩13；便于降低高温对驱动器的损耗，提高驱动器的使用寿命。支撑架内设有空心管，空心管与密封护罩13连通，空心管内通入冷却液和/或线路；避免高温影响线路、驱动器的使用，同时便于对旋转涡轮7起到热传导降温的作用。优选地，支撑架包括安装基座8和至少三根支腿11，支腿11采用空心管制成，安装基座8通过支腿11安装在雾化室16内，驱动电机9通过螺栓固定在安装基座8的下方，密封护罩13与安装基座8密封连接并罩设在驱动电机9的外。
本方案在加工过程中金属高温熔液1通过限流管2进入雾化区被高压、高速气流破碎/撕裂成微小的液滴，经雾化区雾化后的粉尘云喷射沉积在高速动运的部件上进行急速接触式冷却，后在离心力的作用下粉尘被甩出旋转涡轮呈抛物线状，沉降进入雾化室16下部及输送管道19；有效的提高了雾化后的金属雾滴冷却效率和效果，提高了雾化后的粉尘云与旋转涡轮之间的碰撞效果，便于破坏雾化后的粉尘云颗粒的表层的保护结构，便于非晶粉末的成型，有效的提高了产品的生产质量，便于批量生产。
在实施例中，雾化装置包括限流管2、雾化器3和安装板5，限流管2通过安装板5安装在雾化室16的上端并密封连接，安装板5上还设有若干雾化器3，雾化器3用于对限流管2内下落的熔液1进行雾化，雾化器3呈圆周分布在限流管2出口端。使用过程中雾化器3喷出高压高速气流4将限流管2中下落的金属熔液1雾化成细小雾滴，并形成雾化后的粉尘云，粉尘云在高压高速气流4的推动下向旋转涡轮喷射，使粉尘云与旋转涡轮7发生碰撞、急速冷却，从而支撑非晶粉末颗粒，雾化气采用3-10MPa的高压惰性气体，如氮气、氪气、氦气、氩气或氙气等。
在另一个实施例中，雾化装置包括安装板5、限流管2、雾化器3和水雾化喷嘴21，限流管2通过安装板5密封安装在雾化室16的上端，限流管2的外围设有雾化器3，水雾化喷嘴21设于雾化器3的下方，水雾化喷嘴21与第一进水管24连接，雾化器3和水雾化喷嘴21形成的高压高速气流4和高压液流22朝向限流管2下端的出口喷射实现雾化，限流管2内流通高温熔液1。
优选地，雾化器3和水雾化喷嘴21均设置若干个，雾化器3和水雾化喷嘴21均等间距呈圆周分布在雾化装置的雾化口内，对限流管2中下落的熔液1进行雾化。
在另一个实施例中，雾化装置上还设有辅助冷却装置23，辅助冷却装置23用于冷却雾化口内壁。
优选地，辅助冷却装置23通过固定板安装在雾化装置上，雾化口外围设有冷却腔，冷却腔与第二进水管25连接，冷却腔内通入冷却液，便于对雾化口进行冷却，使用过程中金属液滴通过气雾化和水雾化后的雾滴滴落在雾化口的内壁，从而通过辅助冷却装置23对其进行冷却，便于对雾滴360°进行冷却，确保产品的加工生产质量。
更优地，雾化口内壁设有若干个与冷却腔连通的喷口，喷口喷出高压柱形液流26，进一步的对雾化后的金属熔液1起到冷却效果，或者喷口还可以直接连接第二进水管25，第二进水管25内通入高压冷却液，实现高压柱形液流26的喷洒效果，根据加工的需要喷口还可以增设可调节喷头，便于提高冷却的效果。
优选地，旋转涡轮7的内径大于雾化后的粉尘云的外径，能够有效的避免粉尘云跑出旋转涡轮7外，便于非晶粉末生产质量的提升。
在实施例中，雾化室16设有夹层壁15，夹层壁15内设有冷却液或隔热材料，本实施例中夹层壁内通入冷却液，冷却液为水、纯水或液氮等；使用过程中能够提升对非晶粉末的冷却效果，当粉末通过旋转涡轮甩出沿雾化室16内壁下落，下落过程中与雾化室16夹层壁15接触，进行热传导，便于其冷却效果的提升。
在实施例中，雾化室16的上端设有至少一个观察窗6，便于观察雾化室16内金属熔液1雾化生产情况；雾化室16的中部设有泄压口12，泄压口12上设有压力传感器接口10，便于了解雾化室16内压力情况，加工完成后可以直接通过泄压口12进行泄压，或者通过泄压口12调节雾化室16内的压力；雾化室16上还设有充气接口20，便于往雾化室16内充入惰性气体，避免雾化过程中金属液滴的氧化，便于产品质量的提升，在充气惰性气体前对雾化室16进行抽真空处理；雾化室16的下端设有真空接口14、热电偶接口17和氧含量接口18，热电偶接口17和氧含量接口18位于真空接口14的下端，便于对雾化室16进行真空的抽取，同时通过热电偶接口17和氧含量接口18，便于检测雾化室16内成品的温度和雾化室16内的氧气含量，便于产品生产条件的监测，雾化室16的底部连接输送管，通过输送管将加工后的非晶粉末排出雾化室16。
采用上述的非晶粉末快速冷却生产设备加工生产非晶粉末，包括以下步骤：将熔融的金属熔液1通过限流管2进入雾化室16内经高压高速气雾化，高压高速气雾化气流与雾化后的雾滴一同喷射在高速转动的旋转涡轮7上快速冷却，冷却后对粉末进行收集即可。
旋转涡轮为高熔点、高导热材料制成，雾化后的金属粉末落入旋转涡轮内，在离心力的作用下，向旋转涡轮的外沿方向运动，在运动的过程中，通过与旋转涡轮面和叶片的接触，实现接触式急速冷却；高熔点、高导热材料为钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆、钛及其合金等。
优选地，工作时从旋转涡轮内腔入口通入冷却氮气，即可以进一步使粉末材料急冷增加非晶组织，同时粉末材料表面快速凝固不容易被旋转叶片碰撞接触造成颗粒变形，通入冷却气或者冷却液持续冷却旋转涡轮，保证急冷形成粉末材料非晶组织所需的过冷度，使球形度变差，又可以持续冷却涡轮叶片，保证叶片与粉末材料接触冷却得到更多非晶粉末所需的过冷度。
雾化室16在雾化前进行抽真空，再充入惰性气体，惰性气体为氮气、氪气、氦气、氩气或氙气等，便于降低非晶粉末的氧化，便于生产质量的提升；旋转涡轮7的旋转速度为100-8000转/min，冷却速率为104-107k/s；其直径为0.2-3m，优选地，其直径为0.5-1m；更优地，；其直径为1、1.2或1.5m，便于防止雾化后的粉尘云喷射在旋转涡轮外，便于非晶粉粉末加工质量的提升。
优选地，旋转涡轮7的旋转速度为1-6000转/min，冷却速率为104-106k/s。更优地，旋转涡轮7的旋转速度为2000、3000、4000或5000转/min，冷却速率为8×105k/s。便于提高对雾化后颗粒的碰撞效果和冷却速率的提升，有效的提高了产品质量，便于能源的损耗。
优先地，旋转涡轮的旋转速度为2000转/min，冷却速率为8×105k/s。便于提高对雾化后颗粒的碰撞效果和冷却速率的提升，有效的提高了产品质量，便于降低能源的损耗。当旋转涡轮的旋转速度太小的时候，雾化后的粉末会堆积在旋转涡轮叶面上，部分粉末达不到急冷效果，当旋转涡轮的旋转速度太大的时候，会形成高速气流，部分雾化后的粉末直接被气流吹出而不落在叶面上，不能实现接触急冷效果。因为不同金属的比重不一样，所以，需要最佳转速也不一样，同时气流的形成，也与叶面的形状相关连。针对比重在5克/立方厘米到8克/立方厘米的金属，采用的转速为2000转/min。
本方案不但能提升旋转涡轮对雾化后未完全凝固粉末的接触面积，实现接触急冷，形成粉末非晶组织；另一方面，流经旋转涡轮叶面的气体持续冷却叶片，减少叶面升温，保证了旋转涡轮叶面对雾化后还未完全凝固粉末快速冷却形成非晶组织所需的过冷度，达到急冷效果；另外，通过调节旋转涡轮转速，有效提高粉末与涡轮叶面之间的接触概率，同时，采用高导热材质的涡轮叶面，避免了粉末在叶面上的凝结成块；本方案有效提高了非晶粉末生产加工质量和生产效率，适合工业级别的大批量生产。
本方案结构简单、操作便利，提升了旋转涡轮对雾化后粉末的碰撞效果，便于对其结构的破坏，同时高速旋转的旋转涡轮能够避免粉末在其避免存留凝结成块，有效的提高了粉末与旋转涡轮之间的充分接触，进一步的提升了对粉末的冷却效果，有效的提高了非晶粉末生产加工质量和生产效率，便于大批量生产。

Claims (10)

1.一种非晶粉末的快速冷却生产方法，包括以下步骤：将熔融后的金属物料通入雾化室内进行雾化，其特征在于：雾化后的金属粉末通过旋转涡轮冷却，冷却后对粉末收集；旋转涡轮的冷却速率为104-106k/s。
2.根据权利要求1所述的非晶粉末的快速冷却生产方法，其特征在于：所述的雾化为气雾化。
3.根据权利要求1所述的非晶粉末的快速冷却生产方法，其特征在于：所述的雾化为先气雾化后再水雾化。
4.根据权利要求1所述的非晶粉末的快速冷却生产方法，其特征在于：所述旋转涡轮为高熔点、高导热材料制成，雾化后的金属粉末落入旋转涡轮内，在离心力的作用下，向旋转涡轮的外沿方向运动，在运动的过程中，通过与旋转涡轮面和叶片的接触，实现接触式急速冷却。
5.根据权利要求4所述的非晶粉末的快速冷却生产方法，其特征在于：工作时向旋转涡轮内腔入口通入冷却气或者冷却液，使粉末材料急冷增加非晶组织，同时粉末材料表面快速凝固不容易被旋转涡轮叶片碰撞接触造成颗粒变形，通入冷却气或者冷却液持续冷却旋转涡轮，保证急冷形成粉末材料非晶组织所需的过冷度，所述旋转涡轮转速为100-8000转/min，其直径为0.2-3m。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法所使用的非晶粉末快速冷却生产设备，包括雾化室和设于雾化室上端的雾化装置，雾化室内设有冷却装置，其特征在于：所述冷却装置包括旋转涡轮、驱动器和支撑架，驱动器通过支撑架固定在雾化室内，驱动器的上方通过驱动轴连接旋转涡轮。
7.根据权利要求6所述的非晶粉末快速冷却生产设备，其特征在于：所述旋转涡轮内凹。
8.根据权利要求6所述的非晶粉末快速冷却生产设备，其特征在于：所述驱动器外设有密封护罩。
9.根据权利要求8所述的非晶粉末快速冷却生产设备，其特征在于：支撑架内设有空心管，空心管与密封护罩连通，空心管内通入冷却液和/或线路。
10.根据权利要求1所述的非晶粉末快速冷却生产设备，其特征在于：所述雾化装置包括限流管、雾化器和安装板，限流管通过安装板安装在雾化室的上端并密封连接，安装板上还设有若干雾化器，雾化器用于对限流管内下落的熔液进行雾化。
CN202010583846.8A 2020-06-24 2020-06-24 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法 Pending CN113828783A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010583846.8A CN113828783A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010583846.8A CN113828783A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113828783A true CN113828783A (zh) 2021-12-24

Family

ID=78964193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010583846.8A Pending CN113828783A (zh) 2020-06-24 2020-06-24 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113828783A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115338415A (zh) * 2022-10-20 2022-11-15 湖南特种金属材料有限责任公司 一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置
CN115415531A (zh) * 2022-08-12 2022-12-02 洛阳晟源新材料有限公司 一种真空下非晶合金冷却装置
CN117840422A (zh) * 2024-03-08 2024-04-09 朗峰新材料启东有限公司 一种锰基非晶纳米晶复相粉体及其制备方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2030117U (zh) * 1988-02-06 1989-01-04 中南工业大学 制造微细粉末的快速冷凝装置
CN2091732U (zh) * 1991-06-04 1992-01-01 中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所 急冷制粉装置
CN1072622A (zh) * 1991-11-30 1993-06-02 中南工业大学 制造微细金属粉末的方法和装置
CN2160482Y (zh) * 1993-01-05 1994-04-06 郑州工学院 金属快速凝固装置
JPH1180812A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Kubota Corp 非晶質金属粉末の製造方法および装置
CN1415021A (zh) * 1999-11-30 2003-04-30 维维亚娜·巴斯孔塞洛斯·比莱利亚 用于散热并固化熔融物料颗粒的装置和方法
CN103769595A (zh) * 2013-11-26 2014-05-07 王利民 一种制备微晶和非晶态粉末材料的方法
CN105397100A (zh) * 2014-08-25 2016-03-16 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种微细金属粉末的制备方法及实现该方法的设备
CN105817632A (zh) * 2015-01-09 2016-08-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 片状粉末的制备装置及方法
JP2017031463A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 Ｊｆｅスチール株式会社 水アトマイズ金属粉末の製造方法
CN106563810A (zh) * 2016-12-16 2017-04-19 江苏广昇新材料有限公司 高性能焊锡粉的离心雾化制粉工艺及其装置
CN107427926A (zh) * 2015-03-30 2017-12-01 杰富意钢铁株式会社 水雾化金属粉末的制造方法
JP2018104787A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 Ｊｆｅスチール株式会社 アトマイズ金属粉末の製造方法及びアトマイズ金属粉末の製造装置
CN109500403A (zh) * 2018-12-14 2019-03-22 新疆众和股份有限公司 一种高纯铝粒的制备方法
CN209598209U (zh) * 2019-02-27 2019-11-08 马鞍山新康达磁业有限公司 一种气雾化粉末收集装置及生产设备

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2030117U (zh) * 1988-02-06 1989-01-04 中南工业大学 制造微细粉末的快速冷凝装置
CN2091732U (zh) * 1991-06-04 1992-01-01 中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所 急冷制粉装置
CN1072622A (zh) * 1991-11-30 1993-06-02 中南工业大学 制造微细金属粉末的方法和装置
CN2160482Y (zh) * 1993-01-05 1994-04-06 郑州工学院 金属快速凝固装置
JPH1180812A (ja) * 1997-09-04 1999-03-26 Kubota Corp 非晶質金属粉末の製造方法および装置
CN1415021A (zh) * 1999-11-30 2003-04-30 维维亚娜·巴斯孔塞洛斯·比莱利亚 用于散热并固化熔融物料颗粒的装置和方法
CN103769595A (zh) * 2013-11-26 2014-05-07 王利民 一种制备微晶和非晶态粉末材料的方法
CN105397100A (zh) * 2014-08-25 2016-03-16 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种微细金属粉末的制备方法及实现该方法的设备
CN105817632A (zh) * 2015-01-09 2016-08-03 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 片状粉末的制备装置及方法
CN107427926A (zh) * 2015-03-30 2017-12-01 杰富意钢铁株式会社 水雾化金属粉末的制造方法
JP2017031463A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 Ｊｆｅスチール株式会社 水アトマイズ金属粉末の製造方法
CN106563810A (zh) * 2016-12-16 2017-04-19 江苏广昇新材料有限公司 高性能焊锡粉的离心雾化制粉工艺及其装置
JP2018104787A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 Ｊｆｅスチール株式会社 アトマイズ金属粉末の製造方法及びアトマイズ金属粉末の製造装置
CN109500403A (zh) * 2018-12-14 2019-03-22 新疆众和股份有限公司 一种高纯铝粒的制备方法
CN209598209U (zh) * 2019-02-27 2019-11-08 马鞍山新康达磁业有限公司 一种气雾化粉末收集装置及生产设备

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115415531A (zh) * 2022-08-12 2022-12-02 洛阳晟源新材料有限公司 一种真空下非晶合金冷却装置
CN115415531B (zh) * 2022-08-12 2024-03-29 洛阳晟源新材料有限公司 一种真空下非晶合金冷却装置
CN115338415A (zh) * 2022-10-20 2022-11-15 湖南特种金属材料有限责任公司 一种应用于一体成型电感的铁硅铬合金粉末的制备装置
CN117840422A (zh) * 2024-03-08 2024-04-09 朗峰新材料启东有限公司 一种锰基非晶纳米晶复相粉体及其制备方法
CN117840422B (zh) * 2024-03-08 2024-06-14 朗峰新材料启东有限公司 一种锰基非晶纳米晶复相粉体及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113828783A (zh) 一种非晶粉末快速冷却生产设备及其方法
CN109304471B (zh) 一种适用于高熔点金属的等离子雾化制粉设备
CN104475743B (zh) 一种微细球形钛及钛合金粉末的制备方法
CN105855560B (zh) 球形金属粉末及其制备方法
CN107262730A (zh) 一种微细球形金属粉末的气体雾化制备方法及其设备
EP2300139B1 (en) Method for atomising molten slag
WO2019024421A1 (zh) 一种制备靶材的方法和靶材
CN105252009B (zh) 一种微细球形钛粉末的制造方法
CN109808049A (zh) 一种高温气体气雾化制备球形粉末的方法
CN109317687A (zh) 一种超声波振动雾化室及由其组成的雾化制粉设备
CN113828780A (zh) 一种二次急冷式非晶粉末生产设备及其方法
JP4264873B2 (ja) ガスアトマイズ法による微細金属粉末の製造方法
CN113828782A (zh) 一种非晶材料的生产方法及其设备
US5332198A (en) Method for producing rapidly-solidified flake-like metal powder and apparatus for producing the same
JP2014227591A (ja) 金属微粉末の製造装置、及び製造方法
US11919089B2 (en) Method and device for breaking up an electrically conductive liquid
CN112743096A (zh) 一种等离子雾化装置、金属粉末的制备装置及制备方法
KR101372839B1 (ko) 분말 제조방법 및 그 장치
CN114054764B (zh) 一种气雾化制粉用喷管雾化器
CN2160482Y (zh) 金属快速凝固装置
US3533136A (en) Apparatus for producing metal powder
JPH0754019A (ja) 多段階分裂及び急冷による粉末の作製法
JPH07102307A (ja) フレーク状粉末材料の製造方法
CN206351253U (zh) 一种快速凝固制备微细金属粉末的装置
CN217252827U (zh) 一种球形金属粉末制备用棒料升降式离心雾化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination