CN117753979A - 一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法，该装置包括：雾化室、等离子弧加热装置、钨极、旋转装置、金属棒料以及送粉装置；钨极内部沿其长度方向开设有中心孔；等离子弧加热装置用于产生等离子弧，以将从中心孔喷出的金属粗粉加热为半熔融状态；旋转装置用于控制金属棒料以预设速度转动，以将半熔融状态的金属粗粉碰撞金属棒料后破碎形成的金属液滴离心甩出；本发明以气雾化、等离子旋转电极等制粉技术生产的金属粗粉为原料，通过等离子弧加热装置对金属粗粉二次加热，令半熔融状态的金属粗粉以一定的速度冲击金属棒料进行金属粗粉的二次破碎，从而得到更多细粒径金属粉末，有效地提高细粒径金属粉末的收得率。

Description

一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金的技术领域，尤其涉及一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法。

背景技术

随着全球市场对先进制造技术的要求不断提高，3D打印技术凭借其设计与制造为一体的优势成为了航空航天、军事装置、船舶工业和生物医疗等领域的重要发展方向。3D打印具有生产形状复杂、生产周期短和材料利用率高等特点，获得高品质、低成本的球形粉体材料是满足金属3D打印技术及制备高性能金属构件的关键环节。等离子旋转电极雾化制粉设备是当前常用的一种金属粉末制备设备，通过该设备制备的球形金属粉末具有高球形度、低含氧量、少卫星粉和少空心粉等特点，满足了3D打印用金属粉末的要求。

目前，转移弧型等离子旋转设备等离子枪的出口延伸至雾化室内，等离子枪的出口端与电极棒料的前端相对设置。在制粉过程中等离子枪中的钨极为阴极，电极棒料为阳极，在阴极和阳极之间产生等离子弧，高功率密度的等离子弧作用于电极棒料的前端，使棒料受热熔化为液膜，电极棒料高速旋转将金属液膜旋转甩出形成金属液滴，金属液滴在表面张力的作用下形成金属粉末。当前，将粉体粒径范围小于53μm的金属粉末称为细粒径金属粉末，电极棒料转速越高，细粒径金属粉末的收得率越高，但是转移弧型等离子旋转设备工作过程中如果要实现高速旋转阳极棒料供电，会带来滑动电刷碳粉污染、机械轴温度升高和振动大等问题。为了保证转移弧型等离子旋转设备的正常工作，电极棒料的转速会受到一定的限制，从而导致细粒径金属粉末的收得率较低。研究人员发现，转移弧型等离子旋转设备正常工作时，制备的粉体中细粒径金属粉末的占比较低。

因此，我们需要一种细粒径金属粉末制备装置，解决现有的等离子旋转设备的细粒径金属粉末收得率低的问题。

发明内容

本发明提供一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法，解决了现有的等离子旋转设备的细粒径金属粉末收得率低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，该装置包括雾化室、等离子弧加热装置、钨极、旋转装置、金属棒料以及送粉装置；

所述等离子弧加热装置穿设在所述雾化室的侧壁上，所述等离子弧加热装置包括位于所述雾化室外部的入口端和位于所述雾化室内部的出口端；所述入口端与所述送粉装置连通，所述出口端用于安装所述钨极；

所述钨极内部沿其长度方向开设有中心孔，所述中心孔与所述送粉装置连通；

所述雾化室的侧壁上与所述出口端相对的位置设置有棒料通孔，所述金属棒料一端设置在所述旋转装置上，另一端穿过所述棒料通孔伸入所述雾化室内；

所述送粉装置用于将金属粗粉喷射入所述等离子弧加热装置内，所述金属粗粉从所述中心孔内朝向所述金属棒料喷出；所述金属粗粉为粉体粒径大于150μm的金属粉末；

所述等离子弧加热装置用于在所述出口端和所述金属棒料位于所述雾化室的一端的端面之间产生等离子弧，以将从所述中心孔喷出的所述金属粗粉加热为半熔融状态；所述半熔融状态指的是所述金属粗粉的内核为固态，外层熔化为液体；

所述旋转装置用于控制所述金属棒料以预设速度转动，以将半熔融状态的金属粗粉碰撞所述金属棒料后破碎形成的金属液滴离心甩出。

在一种可能的实现方式中，所述等离子弧加热装置包括穿设在所述雾化室侧壁的枪筒，所述枪筒位于所述雾化室内的一端同轴套设有阳极口，所述枪筒内部同轴设置有阴极套管；

所述钨极的一端同轴套设在所述阴极套管靠近所述阳极口的端部内；所述钨极的另一端从所述阳极口穿出；

所述等离子弧加热装置还包括送料管，所述送料管的一端同轴套设在所述阴极套管远离所述阳极口的端部内，所述送料管的另一端用于连通所述送粉装置。

在一种可能的实现方式中，所述送粉装置包括送粉器、送粉管以及惰性气体系统；

所述惰性气体系统与所述送粉器和所述雾化室均通过气体管路连通；

所述送粉器内存储有所述金属粗粉；

所述送粉管用于连通所述送粉器和所述送料管。

在一种可能的实现方式中，所述金属棒料与所述金属粗粉的材质相同。

在一种可能的实现方式中，所述旋转装置包括给进平台、设置在给进平台顶部的旋转轴以及同轴设置在所述旋转轴靠近所述棒料通孔一侧的连接棒；

所述金属棒料同轴可拆卸安装在所述连接棒远离所述旋转轴的一侧；

所述旋转轴用于控制所述金属棒料以所述预设速度匀速转动；

所述给进平台用于控制所述旋转轴朝向或远离所述棒料通孔运动。

在一种可能的实现方式中，所述钨极直径为14~36mm，所述中心孔的直径为2~8mm。

在一种可能的实现方式中，所述中心孔靠近所述棒料通孔的一端设置有倒角。

在一种可能的实现方式中，所述应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置还包括真空系统，所述真空系统与所述雾化室连通。

第二方面，本发明提供一种基于应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的应用方法，该方法包括：

控制所述旋转装置带动所述金属棒料以所述预设速度转动；

控制所述等离子弧加热装置以第一预设电流工作，以发出等离子弧将所述金属棒料靠近所述等离子弧加热装置的端面熔化为凹面；

控制所述等离子弧加热装置以第二预设电流工作，以维持所述等离子弧，同时令所述金属棒料靠近所述等离子弧加热装置的端面不被熔化；所述第二预设电流小于所述第一预设电流；

控制所述送粉装置工作，以通过惰性气体携带所述金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从所述中心孔靠近所述棒料通孔的一端喷出；所述第一预设速度为所述金属粗粉从所述中心孔靠近所述棒料通孔的一端喷出，令到达所述金属棒料靠近所述等离子弧加热装置的端面的所述金属粗粉保持半熔融状态的最小速度。

在一种可能的实现方式中，在控制所述送粉装置工作，以通过惰性气体携带所述金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从所述中心孔靠近所述棒料通孔的一端喷出之前，所述方法还包括：

根据所述钨极靠近所述棒料通孔的端面和所述金属棒料位于所述雾化室内的端面之间的距离，以及所述金属粗粉在所述等离子弧加热装置的作用下完全熔化为液体所需的时间，确定所述第一预设速度。

本发明实施例提供的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置在实际应用时，以气雾化、等离子旋转电极等制粉等技术生产的金属粗粉为原料，通过等离子弧加热装置对金属粗粉二次加热，将金属粗粉加热为内层为固态，外层为液态的半熔融状态，同时令半熔融状态的金属粗粉以一定的速度冲击金属棒料，在半熔融状态的金属粗粉与金属棒料撞击时，外层的液体受到金属棒料的反作用力，使其液体层表面张力被抵消，液体层破碎，此时内层的固态核受旋转装置为金属棒料提供的离心力被甩出，以此达到对金属粗粉的二次破碎，从而得到更多细粒径金属粉末，有效地提高细粒径金属粉末的收得率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的等离子弧加热装置的工作状态示意图；

图3为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的旋转装置的部分结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的送粉装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的方法的步骤流程图；

图6为图5中金属棒料的端面未被熔化为凹面前的结构示意图；

图7为图5中金属棒料的端面被熔化为凹面后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的方法制备细粒径金属粉末的实现原理图。

附图标记及说明：

1、雾化室；2、等离子弧加热装置；21、枪筒；22、阳极口；23、阴极套管；24、送料管；3、钨极；31、中心孔；4、旋转装置；41、给进平台；42、旋转轴；43、连接棒；5、金属棒料；6、送粉装置；61、送粉器；62、送粉管；63、惰性气体系统；7、棒料通孔；8、真空系统；9、等离子弧；10、凹面；11、金属粗粉；12、半熔融状态的金属粗粉；13、细粒径金属粉末。

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。

以下，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一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

为了解决现有的等离子旋转设备的细粒径金属粉末收得率低的问题，本发明实施例提供了一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置及其应用方法。

如图1、图2所示，第一方面，本发明实施例提供了一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，该装置包括雾化室1、等离子弧加热装置2、钨极3、旋转装置4、金属棒料5以及送粉装置6。

等离子弧加热装置2穿设在雾化室1的侧壁上，等离子弧加热装置2包括位于雾化室1外部的入口端和位于雾化室1内部的出口端。其中，入口端与送粉装置6连通，出口端用于安装钨极3。

钨极3内部沿其长度方向开设有中心孔31，中心孔31与送粉装置6连通。

雾化室1的侧壁上与出口端相对的位置设置有棒料通孔7，金属棒料5一端设置在旋转装置4上，另一端穿过棒料通孔7伸入雾化室1内。

送粉装置6用于将金属粗粉喷射入等离子弧加热装置2内，金属粗粉从中心孔31内朝向金属棒料5喷出。

其中，金属粗粉为粉体粒径大于150μm的金属粉末。

具体的，金属粗粉可以为由转移弧型等离子旋转设备制备得到的金属粉末；金属粗粉还可以为以气雾化制粉工艺制备得到的金属粉末。

等离子弧加热装置2用于在出口端和金属棒料5位于雾化室1的一端的端面之间产生等离子弧9，通过等离子弧9将从中心孔31喷出的金属粗粉加热为半熔融状态。

其中，半熔融状态指的是金属粗粉的内核为固态，外层熔化为液体。

旋转装置4用于控制金属棒料5以预设速度转动，以将半熔融状态的金属粗粉碰撞金属棒料5后破碎形成的金属液滴离心甩出。

半熔融状态的金属粗粉碰撞到以预设速度转动的金属棒料的端面后，半熔融状态的金属粗粉的外层液体受到反作用力后破碎，形成的金属液滴被离心甩出后受表面张力形成细粒径金属粉末。

进一步的，等离子弧加热装置2包括穿设在雾化室1侧壁的枪筒21，枪筒21位于雾化室1内的一端同轴套设有阳极口22，枪筒21内部同轴设置有阴极套管23。

钨极3的一端同轴套设在阴极套管23靠近阳极口22的端部内；钨极3的另一端从阳极口22穿出。

等离子弧加热装置2还包括送料管24，送料管24的一端同轴套设在阴极套管23远离阳极口22的端部内，送料管24的另一端用于连通送粉装置6。

其中，阳极口22中部的开口大小与钨极3的直径相关，一般开孔直径大于钨极3直径3~5mm，以供钨极3从开口处伸出。

钨极3一般为铈钨合金材质，钨极3一端设置有外螺纹，送料管24内部设置有与外螺纹匹配的内螺纹，方便将钨极3安装在阴极套管23上。

进一步的，为了保证金属粗粉可以顺利通过中心孔31后吹出，钨极3的直径为14~36mm，中心孔31的直径为2~8mm。中心孔31靠近棒料通孔7的一端设置有倒角。

进一步的，如图1、图3所示，旋转装置4包括给进平台41、设置在给进平台41顶部的旋转轴42以及同轴设置在旋转轴42靠近棒料通孔7一侧的连接棒43。

其中，金属棒料5同轴可拆卸安装在连接棒43远离旋转轴42的一侧。

旋转轴42用于控制金属棒料5以预设速度匀速转动；

给进平台41用于控制旋转轴42朝向或远离棒料通孔7运动。

在本实施例中，连接棒43与旋转轴42同轴螺纹连接，旋转轴42可以为电机的输出轴或其他驱动轴；金属棒料5与连接棒43同轴螺纹连接。

进一步的，金属棒料5与金属粗粉的材质相同。

进一步的，如图1、图2和图4所示，送粉装置6包括送粉器61、送粉管62以及惰性气体系统63。

惰性气体系统63与送粉器61和雾化室1均通过气体管路连通。

送粉器61内存储有金属粗粉。

送粉管62用于连通送粉器61和送料管24。

具体的，通过惰性气体系统63喷出惰性气体，通过惰性气体将送粉器61内的金属粉末依次通过送粉管62、送料管24和中心孔31送入雾化室1内。

进一步的，应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置还包括真空系统8，真空系统8与雾化室1连通。

具体的，等离子弧加热装置2在工作前，需要通过真空系统8除去雾化室1内的空气。

第二方面，如图5、图6和图7所示，本发明实施例提供了一种基于应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的应用方法，该方法包括：

步骤101、控制旋转装置4带动金属棒料5以预设速度转动。

步骤102、控制等离子弧加热装置2以第一预设电流工作，以发出等离子弧9将金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面熔化为凹面。

步骤103、控制等离子弧加热装置2以第二预设电流工作，以维持等离子弧9，同时令金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面不被熔化。其中，第二预设电流小于第一预设电流。

步骤104、控制送粉装置6工作，以通过惰性气体携带金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从中心孔31靠近棒料通孔7的一端喷出。

其中，第一预设速度为金属粗粉从中心孔31靠近棒料通孔7的一端喷出，令到达金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面的金属粗粉保持半熔融状态的最小速度。

具体的，为了将金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面熔化为凹面，需要根据金属棒料5的熔点确定第一预设电流的大小。第一预设电流一般设置为500~3000A。

为了在维持等离子弧9的同时，令金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面不被熔化，首先，需要确定金属棒料5与金属粗粉的材质相同，其次，需要根据金属粗粉的熔点确定第二预设电流的大小。第二预设电流一般设置在200~1000A。

如图8所示，本发明实施例提供的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置在实际应用时，以气雾化、等离子旋转电极等制粉等技术生产的金属粗粉为原料，通过等离子弧加热装置2对金属粗粉11二次加热，将金属粗粉11加热为内层为固态，外层为液态的半熔融状态，同时令半熔融状态的金属粗粉12以一定的速度冲击金属棒料5，在半熔融状态的金属粗粉12与金属棒料5撞击时，外层的液体受到金属棒料5的反作用力，使其液体层表面张力被抵消，液体层破碎，此时内层的固态核受旋转装置为金属棒料5提供的离心力被甩出，以此达到对金属粗粉11的二次破碎，从而得到更多细粒径金属粉末13，有效地提高细粒径金属粉末13的收得率。

本发明的实施例提供的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置在实际应用时还可以实现对不规则形状的金属粉末的球化和细化。

进一步的，在控制送粉装置6工作，以通过惰性气体携带金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从中心孔31靠近棒料通孔7的一端喷出之前，该方法还包括：

根据钨极3靠近棒料通孔7的端面和金属棒料5位于雾化室1内的端面之间的距离，以及金属粗粉在等离子弧加热装置2的作用下完全熔化为液体所需的时间，确定第一预设速度。

具体为，首先，根据物体吸热公式确定金属粗粉熔化需要的热量值：

；

其中，为金属粗粉的比热容，/>为金属粗粉的质量，/>为金属粗粉未被等离子弧9加热前的初始温度，/>为金属粗粉的熔点温度，/>为金属粗粉的温度从/>升高至/>所需吸收的热量值。

其次，根据物体热流密度公式确定金属粗粉完全熔化所需的时间：

；

其中，表示金属粗粉的热流密度；/>表示金属粗粉的热流截面积，/>表示金属粗粉的传热系数，/>表示金属粗粉的传热长度，/>表示金属粗粉完全熔化所需的时间。

最后，将金属粗粉完全熔化所需的时间代入速度公式中，计算得到第一预设速度：

；

其中，表示钨极3到金属棒料5端面之间的距离，/>表示上一步计算得到的第一预设速度。

也就是说，为了保证金属粗粉以半熔融状态撞击金属棒料5的端面，需要控制金属粗粉从中心孔31射出的速度必须大于第一预设速度。当金属粗粉从中心孔31射出的速度小于第一预设速度时，金属粗粉会完全熔化为液态。

实施例1

在本实施例中，金属粗粉为TC4粉末，金属棒料5为尺寸为φ50×100mm的TC4棒料，旋转装置4带动金属棒料5转动的预设速度为30000rpm。

在控制等离子弧加热装置2以第一预设电流工作，以发出等离子弧9将金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面熔化为凹面时，第一预设电流根据TC4棒料的熔点确定，具体设置为1400A。

在控制等离子弧加热装置2以第二预设电流工作，以维持等离子弧9，同时令金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面不被熔化时，第二预设电流根据TC4粉末的熔点确定，具体设置为500A。

送粉装置6内的惰性气体为氩气，送粉装置6以氩气为介质，将TC4粉末喷射入等离子弧加热装置2内，并控制TC4粉末以第二预设速度从中心孔31喷出，向金属棒料5的端面撞击。第二预设速度大于第一预设速度。

计算第一预设速度时，当TC4粉末的直径为200μm时，首先，以单个粉末进行计算，根据物体吸热公式计算单个TC4粉末熔化需要的热量值；

；

也就是说，单个TC4粉末熔化需要的热量值为。

其次，根据物体热流密度公式确定单个TC4粉末完全熔化所需的时间：

；

即：；

计算得到的单个TC4粉末完全熔化所需的时间为/>。

最后，在钨极3到金属棒料5端面之间的距离为60mm时，根据速度公式计算得到的第一预设速度为13.64 m/s。

在本发明实施例1中，令第二预设速度为第一预设速度的二倍，即令第二预设速度为27.28 m/s，在此速度下保证TC4粉末中心部分不被熔化，采用本发明处理前后金属粉末粒径分布对比如表1所示：

表1 采用本发明对TC4粗粉处理前和处理后粒径分布图

由表1可知，通过本发明对TC4粗粉处理后，TC4粉末中粒径小于53μm的粉末占比从0增加到了30.5%，细粒径金属粉末的比例明显增大。

实施例2

在本实施例中，金属粗粉为Ta粉末，金属棒料5为尺寸为φ50×100mm的Ta棒料，旋转装置4带动金属棒料5转动的预设速度为30000rpm。

在控制等离子弧加热装置2以第一预设电流工作，以发出等离子弧9将金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面熔化为凹面时，第一预设电流根据Ta棒料的熔点确定，具体设置为2300A。

在控制等离子弧加热装置2以第二预设电流工作，以维持等离子弧9，同时令金属棒料5靠近等离子弧加热装置2的端面不被熔化时，第二预设电流根据Ta粉末的熔点确定，具体设置为1000A。

送粉装置6内的惰性气体为氩气，送粉装置6以氩气为介质，将Ta粉末喷射入等离子弧加热装置2内，并控制Ta粉末以第二预设速度从中心孔31喷出，向金属棒料5的端面撞击。第二预设速度大于第一预设速度。

计算第一预设速度时，当Ta粉末的直径为200μm时，首先，以单个粉末进行计算，根据物体吸热公式计算单个Ta粉末熔化需要的热量值；

；

也就是说，单个Ta粉末熔化需要的热量值为。

其次，根据物体热流密度公式确定单个Ta粉末完全熔化所需的时间：

；

即：；

计算得到的单个Ta粉末完全熔化所需的时间为/>。

最后，在钨极3到金属棒料5端面之间的距离为40mm时，根据速度公式计算得到的第一预设速度为67.0m/s。

在本发明实施例2中，令第二预设速度为第一预设速度的二倍，即令第二预设速度为134m/s，在此速度下保证Ta粉末中心部分不被熔化，采用本发明处理前后金属粉末粒径分布对比如表2所示：

表2 采用本发明对Ta粗粉处理前和处理后粒径分布图

由表2可知，通过本发明对Ta粗粉处理后，Ta粉末中粒径小于53μm的粉末占比从0增加到了41.8%，细粒径金属粉末的比例明显增大。

与现有技术相比，本发明的方法操作简单，生产效率高，粉末无二次污染，制备的细粒径金属粉末的粉末纯净度较高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，包括雾化室（1）、等离子弧加热装置（2）、钨极（3）、旋转装置（4）、金属棒料（5）以及送粉装置（6）；

所述等离子弧加热装置（2）穿设在所述雾化室（1）的侧壁上，所述等离子弧加热装置（2）包括位于所述雾化室（1）外部的入口端和位于所述雾化室（1）内部的出口端；所述入口端与所述送粉装置（6）连通，所述出口端用于安装所述钨极（3）；

所述钨极（3）内部沿其长度方向开设有中心孔（31），所述中心孔（31）与所述送粉装置（6）连通；

所述雾化室（1）的侧壁上与所述出口端相对的位置设置有棒料通孔（7），所述金属棒料（5）一端设置在所述旋转装置（4）上，另一端穿过所述棒料通孔（7）伸入所述雾化室（1）内；

所述送粉装置（6）用于将金属粗粉喷射入所述等离子弧加热装置（2）内，所述金属粗粉从所述中心孔（31）内朝向所述金属棒料（5）喷出；所述金属粗粉为粉体粒径大于150μm的金属粉末；

所述等离子弧加热装置（2）用于在所述出口端和所述金属棒料（5）位于所述雾化室（1）的一端的端面之间产生等离子弧（9），以将从所述中心孔（31）喷出的所述金属粗粉加热为半熔融状态；所述半熔融状态指的是所述金属粗粉的内核为固态，外层熔化为液体；

所述旋转装置（4）用于控制所述金属棒料（5）以预设速度转动，以将半熔融状态的金属粗粉碰撞所述金属棒料（5）后破碎形成的金属液滴离心甩出。

2.根据权利要求1所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述等离子弧加热装置（2）包括穿设在所述雾化室（1）侧壁的枪筒（21），所述枪筒（21）位于所述雾化室（1）内的一端同轴套设有阳极口（22），所述枪筒（21）内部同轴设置有阴极套管（23）；

所述钨极（3）的一端同轴套设在所述阴极套管（23）靠近所述阳极口（22）的端部内；所述钨极（3）的另一端从所述阳极口（22）穿出；

所述等离子弧加热装置（2）还包括送料管（24），所述送料管（24）的一端同轴套设在所述阴极套管（23）远离所述阳极口（22）的端部内，所述送料管（24）的另一端用于连通所述送粉装置（6）。

3.根据权利要求2所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述送粉装置（6）包括送粉器（61）、送粉管（62）以及惰性气体系统（63）；

所述惰性气体系统（63）与所述送粉器（61）和所述雾化室（1）均通过气体管路连通；

所述送粉器（61）内存储有所述金属粗粉；

所述送粉管（62）用于连通所述送粉器（61）和所述送料管（24）。

4.根据权利要求1所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述金属棒料（5）与所述金属粗粉的材质相同。

5.根据权利要求1所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述旋转装置（4）包括给进平台（41）、设置在给进平台（41）顶部的旋转轴（42）以及同轴设置在所述旋转轴（42）靠近所述棒料通孔（7）一侧的连接棒（43）；

所述金属棒料（5）同轴可拆卸安装在所述连接棒（43）远离所述旋转轴（42）的一侧；

所述旋转轴（42）用于控制所述金属棒料（5）以所述预设速度匀速转动；

所述给进平台（41）用于控制所述旋转轴（42）朝向或远离所述棒料通孔（7）运动。

6.根据权利要求1所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述钨极（3）直径为14~36mm，所述中心孔（31）的直径为2~8mm。

7.根据权利要求6所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述中心孔（31）靠近所述棒料通孔（7）的一端设置有倒角。

8.根据权利要求1所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置，其特征在于，所述应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置还包括真空系统（8），所述真空系统（8）与所述雾化室（1）连通。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的应用粗粉制备细粒径金属粉末的装置的应用方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述旋转装置（4）带动所述金属棒料（5）以所述预设速度转动；

控制所述等离子弧加热装置（2）以第一预设电流工作，以发出等离子弧（9）将所述金属棒料（5）靠近所述等离子弧加热装置（2）的端面熔化为凹面；

控制所述等离子弧加热装置（2）以第二预设电流工作，以维持所述等离子弧（9），同时令所述金属棒料（5）靠近所述等离子弧加热装置（2）的端面不被熔化；所述第二预设电流小于所述第一预设电流；

控制所述送粉装置（6）工作，以通过惰性气体携带所述金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从所述中心孔（31）靠近所述棒料通孔（7）的一端喷出；所述第一预设速度为所述金属粗粉从所述中心孔（31）靠近所述棒料通孔（7）的一端喷出，令到达所述金属棒料（5）靠近所述等离子弧加热装置（2）的端面的所述金属粗粉保持半熔融状态的最小速度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在控制所述送粉装置（6）工作，以通过惰性气体携带所述金属粗粉以大于第一预设速度的初始速度从所述中心孔（31）靠近所述棒料通孔（7）的一端喷出之前，所述方法还包括：

根据所述钨极（3）靠近所述棒料通孔（7）的端面和所述金属棒料（5）位于所述雾化室（1）内的端面之间的距离，以及所述金属粗粉在所述等离子弧加热装置（2）的作用下完全熔化为液体所需的时间，确定所述第一预设速度。