CN115254387A - 超细金属粉末及其颗粒粒径分选方法与使用的分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超细金属粉末技术领域，公开了一种超细金属粉末及其颗粒粒径分选方法与使用的分选装置，所述颗粒粒径分选装置包括分选箱、充气罐和喷射器；喷射器位于分选箱的中部，喷射器的外侧面设有喷嘴，喷嘴沿水平方向朝向分选箱的内壁；分选箱的底面设有若干个沿径向相邻地排布于喷嘴与分选箱的内壁之间的环形凹槽；充气罐内盛装有待分选粉末颗粒；分选箱内盛放有分散液体，粉末颗粒的比重大于分散液体的比重，分散液体的液面位于喷嘴的上方；可得到粒径从大至小分布的粉末颗粒；采用分选方法，操作简便，无粉尘和浪费，可根据需要进行一次或者多次的分选，制得的超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备。
Description
技术领域
本发明涉及超细金属粉末技术领域，尤其涉及超细金属粉末及其颗粒粒径分选方法与使用的分选装置。
背景技术
颗粒粒径小于10μm的粉末称为超细粉末，粒径小于10μm的金属超微粒子具有电子特殊性，可保持电中性，并且对颗粒的比热、磁性和超导性都有影响，科学界把这一发现命名为久宝效应。
现有技术的超细金属粉末是通过雾化法或者超细球磨法制得，并用气流分级机进行分选，或者利用金属粉体自有的磁性采用旋流机机型分选，这些设备的结构复杂，控制难度大，成本高，并且难于以粒径范围为控制对象实施分选，故此无法满足对超细金属粉末有明确的粒径要求的制品需求。
用于超细晶硬质合金切削刀具的或冷喷涂超细合金粉末涂层的超细金属粉末，要求超细金属粉末的颗粒粒径具有更高的集中度，即粒径的分布范围更小，采用上述现有技术的分选方法分选的超细金属粉末的粒径难于满足客户的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一目的在于提出一种用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，结构简单，可有效将粉末颗粒按照粒径的大小分成若干份。
本发明的第二目的在于提出一种使用以上用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置的粉末粒径分选方法，操作简便，既不会污染环境，又可避免浪费物料。
本发明的第三目的在于提出一种超细金属粉末，可根据需要的颗粒粒径的分布范围，采用以上所述分选装置进行一次或者多次的分选，以满足制品的质量要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，包括分选箱、充气罐和喷射器；
所述喷射器位于所述分选箱的中部，所述喷射器的外侧面设有喷嘴，所述喷嘴沿水平方向朝向所述分选箱的内壁；
所述分选箱的底面设有若干个环形凹槽，若干个所述环形凹槽依次沿径向相邻地排布于所述喷嘴与所述分选箱的内壁之间；
所述充气罐的底部与外界的压缩空气泵连通，所述充气罐安装于所述喷射器的下方，所述充气罐的顶部与所述喷射器的内腔连通，所述充气罐内盛装有待分选粉末颗粒；
所述分选箱内盛放有分散液体，所述粉末颗粒的比重大于所述分散液体的比重，所述分散液体的液面位于所述喷嘴的上方。
优选的，所述喷嘴为直径沿朝外延伸方向逐步缩小的锥形管。
优选的，所述充气罐内盛装的待分选粉末颗粒是干燥的，所述喷嘴的开口部为无气压时自动闭合的弹性体。
进一步的，所述充气罐的底部设有通气阀，所述通气阀的输出端与所述充气罐的底部相连通，所述通气阀的输入端与外界的压缩空气泵连通。
进一步的，所述分选箱还设有收集阀；
所述收集阀位于所述环形凹槽的下方，所述收集阀的输入端与所述环形凹槽相连通。
优选的，所述环形凹槽为上大下小的锥形槽，所述收集阀的输入端位于所述环形凹槽的最低点。
优选的，所述充气罐的底部为上大下小的锥形槽，所述通气阀的输出端位于所述充气罐的底部的最低点。
进一步的，本发明提出了一种粉末颗粒的粒径分选方法，使用以上所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，包括以下步骤：
S1)将待分选粉末颗粒装入充气罐中，将充气罐安装在喷射器的底部，并使充气罐的顶部与喷射器的内腔连通；
S2)然后打开连通充气罐的压缩空气泵，在压缩空气的作用下，待分选粉末从充气罐的顶部进入喷射器的内腔，然后从喷嘴射出，再在分散液体中沿抛物线飞行并降落在喷嘴与分选箱的内壁之间的若干个环形凹槽内；
S3)依次收集排列在喷嘴至分选箱的内壁之间的若干个环形凹槽内的粉末颗粒，即可得到粒径不同并且是从大至小分布在若干个所述环形凹槽内的粉末颗粒。
进一步的，本发明还提出了一种超细金属粉末，使用以上所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置分选制得，所述超细金属粉末的颗粒粒径小于10μm，所述超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备。
本发明的上述技术方案的有益效果为：所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，可以用于各种固体粉末的粒径分选，可得到粒径不同且是从大至小分布的粉末颗粒，可以根据制品的需要选择使用其中一个或者多个的环形凹槽中的粉末颗粒；测量并统计以上分选的每个环形凹槽中的粉末颗粒的粒径和对应的质量占比，即可得知待分选粉末颗粒的粒径分布状况，以此可用于检测或评估粉末颗粒的粒径分布以及相关的粉末研磨设备的输出质量；还可以将其中一个环形凹槽中的粉末颗粒干燥，按照上述同样的方法进行第二次的分选，如此可获得分布范围更小的粉末颗粒；所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，结构简单，还可使用水或者制品配方中的溶剂作为分散液体，环保又经济。
进一步的，本发明提出的使用所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置的粉末颗粒的粒径分选方法，操作简便，既不会产生粉尘，也不会产生物料浪费。
进一步的，本发明还提出了一种超细金属粉末，可根据需要的颗粒粒径的分布范围，采用本发明的以上所述分选装置进行一次或者多次的分选，使分选后的超细金属粉末具有更佳的比热、磁性和超导性，制得的超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备，以满足制品的质量要求。
附图说明
图1是本发明的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置的一个实施例的结构示意图；
其中：分选箱1；充气罐2；喷射器3；环形凹槽11；通气阀21；喷嘴31；收集阀111。
具体实施方式
下面结合附图1并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
一种用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，包括分选箱1、充气罐2和喷射器3；
所述喷射器3位于所述分选箱1的中部，所述喷射器3的外侧面设有喷嘴31，所述喷嘴31沿水平方向朝向所述分选箱1的内壁；
所述分选箱1的底面设有若干个环形凹槽11，若干个所述环形凹槽11依次沿径向相邻地排布于所述喷嘴31与所述分选箱1的内壁之间；
所述充气罐2的底部与外界的压缩空气泵连通，所述充气罐2安装于所述喷射器3的下方，所述充气罐2的顶部与所述喷射器3的内腔连通，所述充气罐2内盛装有待分选粉末颗粒；
所述分选箱1内盛放有分散液体4，所述粉末颗粒的比重大于所述分散液体4的比重，所述分散液体4的液面位于所述喷嘴31的上方。
如图1所示，本发明的所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，可以用于包括超细金属粉末的各种固体粉末的粒径分选，只要粉末不与分散液体4发生化学反应或者溶解于分散液体4中即可，使用时，只要将待分选粉末颗粒装入充气罐2中，将充气罐2安装就位，然后打开连通充气罐2的压缩空气泵，在压缩空气的作用下，待分选粉末从充气罐2的顶部进入喷射器3的内腔，然后从喷嘴31射出，在加速度和重力的双重作用下，待分选粉末在分散液体4中沿抛物线飞行并降落在喷嘴31与分选箱1的内壁之间的若干个环形凹槽11内，依次收集排列在喷嘴31至分选箱1的内壁之间的若干个环形凹槽11中的粉末颗粒，即可得到粒径不同且是从大至小分布的粉末颗粒；可以根据需要配置环形凹槽11的数量，环形凹槽11的配置数量越多，相应获得的每个环形凹槽11中的粉末颗粒的粒径分布范围越小，此时可以根据制品的需要选择使用其中一个或者多个的环形凹槽11中的粉末颗粒；测量并统计以上分选的每个环形凹槽11中的粉末颗粒的粒径和对应的质量占比，即可得知待分选粉末颗粒的粒径分布状况，以此可用于检测或评估粉末颗粒的粒径分布以及相关的粉末研磨设备的输出质量；还可以将其中一个环形凹槽11中的粉末颗粒干燥，按照上述同样的方法进行第二次的分选，如此可获得分布范围更小(即更为集中)的粉末颗粒；所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，结构简单，还可使用水或者制品配方中的溶剂作为分散液体4，环保又经济。
优选的，所述喷嘴31为直径沿朝外延伸方向逐步缩小的锥形管。
如图1所示，喷嘴31为形状沿朝外延伸方向逐步缩小的锥形管，可以提高待分选颗粒在喷嘴31中的加速效应，以此拉开不同粒径的待分选颗粒降落在喷嘴31与分选箱1的内壁之间的间距，进一步提高粒径分选的效果。
将分选得到的所述粉末颗粒用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备，可以有效提高制得的刀具或者涂层的耐高温性能。
优选的，所述充气罐2内盛装的待分选粉末颗粒是干燥的，所述喷嘴31的开口部为无气压时自动闭合的弹性体。
保持待分选粉末颗粒的干燥度，并避免分散液体4渗入喷射器3内，可以避免待分选粉末颗粒因潮湿粘合在一起，而导致分选失效。
进一步的，所述充气罐2的底部设有通气阀21，所述通气阀21的输出端与所述充气罐2的底部相连通，所述通气阀21的输入端与外界的压缩空气泵连通。
如图1所示，通过调节通气阀21输出至充气罐2的气压，可以控制待分选粉末颗粒在喷嘴31与分选箱1的内壁之间的分布范围，避免气压过大时待分选粉末颗粒飞出分散液体4的液面，并避免部分的待分选粉末颗粒撞击分选箱1的内壁，从而避免出现分选效果不佳的现象出现。
进一步的，所述分选箱1还设有收集阀111；
所述收集阀111位于所述环形凹槽11的下方，所述收集阀111的输入端与所述环形凹槽11相连通。
如图1所示，开启收集阀111，即可以使用容器收集对应的环形凹槽11中的粉末颗粒。
优选的，所述环形凹槽11为上大下小的锥形槽，所述收集阀111的输入端位于所述环形凹槽11的最低点。
如图1所示，将收集阀111设置在锥形的环形凹槽11的最低点，可以避免粉末颗粒在经过收集阀111收集后仍残留在环形凹槽11内。
优选的，所述充气罐2的底部为上大下小的锥形槽，所述通气阀21的输出端位于所述充气罐2的底部的最低点。
如图1所示，将充气罐2的底部设置为锥形槽，并将通气阀21的输出端设置在充气罐2的底部低点，可以避免待分选粉末颗粒残留在充气罐2内。
进一步的，本发明提出了一种粉末颗粒的粒径分选方法，使用以上所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，包括以下步骤：
S1)将待分选粉末颗粒装入充气罐2中，将充气罐2安装在喷射器3的底部，并使充气罐2的顶部与喷射器3的内腔连通；
S2)然后打开连通充气罐2的压缩空气泵，在压缩空气的作用下，待分选粉末从充气罐2的顶部进入喷射器3的内腔，然后从喷嘴31射出，再在分散液体4中沿抛物线飞行并降落在喷嘴31与分选箱1的内壁之间的若干个环形凹槽11内；
S3)依次收集排列在喷嘴31至分选箱1的内壁之间的若干个环形凹槽11内的粉末颗粒，即可得到粒径不同并且是从大至小分布在若干个所述环形凹槽11内的粉末颗粒。
所述粉末颗粒的粒径分选方法，操作简便，既不会产生粉尘，也不会产生物料浪费。
进一步的，本发明还提出了一种超细金属粉末，使用以上所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置分选制得，所述超细金属粉末的颗粒粒径小于10μm，所述超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备。
可根据需要的颗粒粒径的分布范围，采用本发明的以上所述分选装置进行一次或者多次的分选，从而使分选后的超细金属粉末具有更佳的比热、磁性和超导性，以满足超细晶硬质合金切削刀具的质量要求或冷喷涂超细合金粉末涂层的质量要求。
综上所述，如图1所示的本发明的实施例，所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，可以用于各种固体粉末的粒径分选，可以根据制品的需要选择使用其中一个或者多个的环形凹槽11中的粉末颗粒；测量并统计以上分选的每个环形凹槽11中的粉末颗粒的粒径和对应的质量占比，即可得知待分选粉末颗粒的粒径分布状况，以此可用于检测或评估粉末颗粒的粒径分布以及相关的粉末研磨设备的输出质量；还可以将其中一个环形凹槽11中的粉末颗粒干燥，按照上述同样的方法进行第二次的分选，如此可获得分布范围更小的粉末颗粒；所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，结构简单，并且可使用水或者涂料配方中的溶剂作为分散液体4，环保又经济。
进一步的，本发明提出的使用所述用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置的粉末颗粒的粒径分选方法，操作简便，既不会产生粉尘，也不会产生物料浪费。
进一步的，本发明还提出了一种超细金属粉末，可根据需要的颗粒粒径的分布范围，采用本发明的以上所述分选装置进行一次或者多次的分选，使分选后的超细金属粉末具有更佳的比热、磁性和超导性，制得的超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备，以满足制品的质量要求。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，包括分选箱、充气罐和喷射器；
所述喷射器位于所述分选箱的中部，所述喷射器的外侧面设有喷嘴，所述喷嘴沿水平方向朝向所述分选箱的内壁；
所述分选箱的底面设有若干个环形凹槽，若干个所述环形凹槽依次沿径向相邻地排布于所述喷嘴与所述分选箱的内壁之间；
所述充气罐的底部与外界的压缩空气泵连通，所述充气罐安装于所述喷射器的下方，所述充气罐的顶部与所述喷射器的内腔连通，所述充气罐内盛装有待分选粉末颗粒；
所述分选箱内盛放有分散液体，所述粉末颗粒的比重大于所述分散液体的比重，所述分散液体的液面位于所述喷嘴的上方。
2.根据权利要求1所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述喷嘴为直径沿朝外延伸方向逐步缩小的锥形管。
3.根据权利要求1所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述充气罐内盛装的待分选粉末颗粒是干燥的，所述喷嘴的开口部为无气压时自动闭合的弹性体。
4.根据权利要求1所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述充气罐的底部设有通气阀，所述通气阀的输出端与所述充气罐的底部相连通，所述通气阀的输入端与外界的压缩空气泵连通。
5.根据权利要求1所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述分选箱还设有收集阀；
所述收集阀位于所述环形凹槽的下方，所述收集阀的输入端与所述环形凹槽相连通。
6.根据权利要求5所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述环形凹槽为上大下小的锥形槽，所述收集阀的输入端位于所述环形凹槽的最低点。
7.根据权利要求4所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，其特征在于，所述充气罐的底部为上大下小的锥形槽，所述通气阀的输出端位于所述充气罐的底部的最低点。
8.一种粉末颗粒的粒径分选方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置，包括以下步骤：
S1)将待分选粉末颗粒装入充气罐中，将充气罐安装在喷射器的底部，并使充气罐的顶部与喷射器的内腔连通；
S2)然后打开连通充气罐的压缩空气泵，在压缩空气的作用下，待分选粉末从充气罐的顶部进入喷射器的内腔，然后从喷嘴射出，再在分散液体中沿抛物线飞行并降落在喷嘴与分选箱的内壁之间的若干个环形凹槽内；
S3)依次收集排列在喷嘴至分选箱的内壁之间的若干个环形凹槽内的粉末颗粒，即可得到粒径不同并且是从大至小分布在若干个所述环形凹槽内的粉末颗粒。
9.一种超细金属粉末，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的用于超细金属粉末的颗粒粒径分选装置分选制得，所述超细金属粉末的颗粒粒径小于10μm，所述超细金属粉末用于超细晶硬质合金切削刀具的制备或冷喷涂超细合金粉末涂层的制备。
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Citations (9)
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2022
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