CN209318793U - 制备球形粉末的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于粉末冶金技术领域，尤其涉及一种制备球形粉末的装置及其制备方法，制备球形粉末的装置包括过滤桶、驱动装置和用于产生金属液滴的发生装置，过滤桶设置于发生装置的下方并用于盛装由发生装置产生的金属液滴，且过滤桶的周壁上开设有若干个过滤孔，驱动装置与过滤桶连接并用于驱动过滤桶旋转以过滤桶内的金属液滴从过滤孔内甩出。本实用新型的制备球形粉末的装置，主要是利用旋转的过滤桶上的过滤孔来实现金属液滴雾化，其结构简单，运行成本低，且其制备的球形粉末具有球形度高以及球形粉末之间无黏连等优点，这就使得其制备的球形粉末的品质好质量高；并且，过滤孔有若干个，在高速离心力的作用下，能够实现金属粉末的高回收率。

Description

制备球形粉末的装置

技术领域

本实用新型属于粉末冶金技术领域，尤其涉及一种制备球形粉末的装置。

背景技术

金属球形粉末由于其能够用于金属3D打印、激光融覆、金属注射成型等领域，而得到了越来越多的关注。目前，主流制取金属球形粉末的方式有：等离子旋转电极雾化法、等离子雾化法和气雾化法，以上几种方法均有其不足之处，等离子旋转电极雾化法中，其细粉收率太低，无法满足大部分3D打印需求；等离子雾化法中，其成本过高，且工艺难度大，导致无法实现普及；气雾化法中，其粉末的球形度差，导致粉末品质变差。显然，目前已有的技术难以满足3D打印等对高端球形粉末的需求，导致3D打印技术等发展受阻。因此，亟需一种低成本、高效率、高质量的制粉方式取代已有的制粉技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制备球形粉末的装置及其制备方法，旨在解决现有技术中的制备球形粉末的方法无法同时满足高细粉收率和球形度好的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种制备球形粉末的装置，包括过滤桶、驱动装置和用于产生金属液滴的发生装置，所述过滤桶位于发生装置的下方以使得所述发生装置产生的金属液滴能够滴入到所述过滤桶内，所述过滤桶的周壁上开设有若干个过滤孔，所述驱动装置与所述过滤桶连接以驱动所述过滤桶旋转从而将所述过滤桶内的所述金属液滴从所述过滤孔内甩出。

进一步地，各所述过滤孔呈环形均匀地分布在所述过滤桶的周壁上。

进一步地，各所述过滤孔的直径均为8μm～12μm。

进一步地，所述过滤桶为坩埚。

进一步地，所述制备球形粉末的装置还包括收粉桶，所述过滤桶安装于所述收粉桶内。

进一步地，所述收粉桶的底部设有圆环凸起，所述过滤桶安装于所述圆环凸起内，且所述过滤桶的外周壁抵接在所述圆环凸起的内壁上。

进一步地，所述驱动装置包括电机和法兰盘，所述电机通过所述法兰盘连接于所述过滤桶的底部以驱动所述过滤桶旋转。

进一步地，所述发生装置为装有所述金属液的原料桶，所述原料桶设于所述过滤桶的上方。

进一步地，所述发生装置包括加热件和金属棒料，所述金属棒料设置于所述过滤桶的上方，所述加热件设置于所述金属棒料的侧部并正对所述金属棒料的下端部。

进一步地，所述制备球形粉末的装置还包括旋转件，所述旋转件与所述金属棒料相连并用以驱动所述金属棒料旋转，所述金属棒料的旋转方向与所述过滤桶的旋转方向相反设置。

本实用新型的有益效果：本实用新型的制备球形粉末的装置，在具体地制备过程中，先开启驱动装置，带动过滤桶旋转，再将发生装置产生的金属液滴滴入到旋转的过滤桶中，位于过滤桶内的金属液滴在过滤桶产生的旋转离心力作用下，从过滤桶周壁上过滤孔中甩出并分解成小直径的金属液滴，甩出后的小直径的金属液滴因为旋转离心力的作用以及金属液滴表面张力的作用下迅速凝固形成球形粉末，这就完成了球形粉末的制备。本实用新型的制备球形粉末的装置，主要是利用旋转的过滤桶上的过滤孔来实现金属液滴雾化，其结构简单，运行成本低，且其制备的球形粉末具有球形度高以及球形粉末之间无黏连等优点，这就使得其制备的球形粉末的品质好质量高；并且，过滤孔有若干，在高速离心力的作用下，能够实现金属粉末的高回收率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的采用原料桶的制备球形粉末的装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的采用加热件和金属棒料的制备球形粉末的装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的制备球形粉末的方法的流程图。

图4为本实用新型实施例提供的制备球形粉末的方法中的步骤S20的流程图。

其中，图中各附图标记：

10—过滤桶 11—过滤孔 20—发生装置

21—原料桶 22—加热件 23—金属棒料

30—收粉桶 31—圆环凸起 40—金属液滴

50—球形粉末。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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；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。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实用新型中的具体含义。

如图1～2所示，本实用新型实施例提供了一种制备球形粉末的装置，包括过滤桶10、驱动装置和用于产生金属液滴40的所述发生装置20，所述过滤桶10设置于所述发生装置20的下方并用于盛装由所述发生装置20产生的金属液滴40。过滤桶10的安装固定可以通过外部的支架结构实现。

进一步地，所述过滤桶10的周壁上开设有若干个过滤孔11，所述驱动装置与所述过滤桶10连接并用于驱动所述过滤桶10旋转以将所述过滤桶10内的所述金属液滴40从所述过滤孔11内甩出。驱动装置用于输出动力并通过该动力使得过滤桶10可以旋转，如此使得过滤桶10内可以产生离心力。

具体地，本实用新型实施例的制备球形粉末的装置，在具体地制备过程中，先开启驱动装置，带动过滤桶10旋转，再将发生装置20产生的金属液滴40滴入到旋转的过滤桶10中，位于过滤桶10内的金属液滴40在过滤桶10产生的旋转离心力作用下，从过滤桶10周壁上过滤孔11中甩出并分解成小直径的金属液滴40，甩出后的小直径的金属液滴40因为旋转离心力的作用以及金属液滴40表面张力的作用下迅速凝固形成球形粉末50，这就完成了球形粉末50的制备。本实用新型实施例的制备球形粉末的装置，主要是利用旋转的过滤桶10上的过滤孔11来实现金属液滴40雾化，其结构简单，运行成本低，且其制备的球形粉末50具有球形度高以及球形粉末之间无黏连等优点，这就使得其制备的球形粉末50的品质好质量高；并且，过滤孔11有若干个，在高速离心力的作用下，能够实现金属粉末50的高回收率。

其中，过滤孔11只设置在过滤桶10的外侧圆周壁上，而不设置在过滤桶10的底壁，也就是说，过滤桶10的底壁为封闭结构。

本实施例中，所述驱动装置包括电机(图未示)和法兰盘(图未示)，所述电机通过所述法兰盘连接于所述过滤桶10的底部以驱动所述过滤桶10旋转。

具体地，电机的输出轴通过联轴器或者法兰盘等部件直接与过滤桶10的底部连接，当电机旋转时，从而带动过滤桶10旋转；利用电机带动，电机的旋转控制操作更为简单，电机的成本低，电机旋转噪声小，能够使得整个制备球形粉末的装置成本低且运行时无噪音产生，提高了整个制备球形粉末的装置操作的舒适性。

本实施例中，各所述过滤孔11呈环形均匀地分布在所述过滤桶10的周壁上。例如，过滤孔11可以分设形成若干圈布置，每一圈中的过滤孔11均匀布置，并且若干圈过滤孔11上下并排布置。

具体地，各过滤孔11均匀地分布在过滤桶10的周壁上，使得金属液滴40能够从过滤桶10的周壁上均匀地甩出，使得甩出后形成球形粉末50能够均匀地分布在过滤桶10的外侧，避免制备的球形粉末50在过滤桶10外的一处或者多处堆积而使得球形粉末50产生粘黏，进而影响球形粉末50的品质。

本实施例中，各所述过滤孔11的直径均为8μm～12μm。。

具体地，各过滤孔11的直径设置为8μm～12μm，更加便于金属液滴40的雾化，使得制备的球形粉末50具有较高的品质，避免过滤孔11的直径设置过大，导致金属液滴40得不到有效地过滤和雾化；避免过滤孔11的直径设置过小，而导致金属液滴40不易从过滤孔11内甩出，从而降低球形粉末50的收粉率；更具体地，各过滤孔11的直径可以为8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、或者12μm。

进一步地，根据过滤孔11直径的不同，制备球形粉末50的直径也就不同，可以通过更换不同过滤孔11直径的过滤桶10，从而制备不同尺寸的球形粉末50，使得球形粉末50的粒度得到有效地控制。

优选地，各过滤孔11的直径为10μm。

本实施例中，所述过滤桶10为坩埚。

具体地，坩埚具有耐高温的特性，当金属液滴40滴入坩埚内时，坩埚不会损坏，且金属液滴40并不会粘附在坩埚上，从而使得金属液滴40能够完全地从坩埚上的过滤孔11甩出，且不会受到污染，提高球形粉末50的收粉率。

进一步地，过滤孔11只设置在坩埚的外侧圆周壁上，而不设置在坩埚的底壁，也就是说，坩埚的底壁为封闭结构。

本实施例中，如图1～2所示，所述制备球形粉末的装置还包括收粉桶30，所述过滤桶10安装于所述收粉桶30内。

具体地，收粉桶30主要用于收集球形粉末50，过滤桶10安装于收粉桶30内，使得从过滤桶10内甩出的球形粉末50直接进入收粉桶30内，以便于球形粉末50的集中处理，也能够避免球形粉末50受到污染，有利于球形粉末50的统一收集和封装。

本实施例中，所述收粉桶30的底部设有圆环凸起31，所述过滤桶10安装于所述圆环凸起31内，且所述过滤桶10的外周壁抵接在所述圆环凸起31的内壁上。

具体地，收粉桶30的底部设有一圈圆环凸起31，过滤桶10安装于圆环凸起31内，且过滤桶10的外周壁抵接在圆环凸起31的内壁上，圆环凸起31的设置能够避免球形粉末50掉落到过滤桶10与收粉桶30之间，球形粉末50由于过滤桶10的旋转产生损坏，或者，使得球形粉末50不易取出，增加收粉难度，甚至在过滤桶10的旋转时球形粉末50对过滤桶10或者收粉桶30产生磨损，降低过滤桶10或者收粉桶30的使用寿命，从而减少整个制备球形粉末的装置的使用寿命。

本实施例中，如图1～2所示，所述发生装置20为装有所述金属液的原料桶21，所述原料桶21设于所述过滤桶10的上方。

具体地，原料桶21的具体使用过程为，将金属溶液装在原料桶21内，再将金属溶液直接从原料桶21内倒入过滤桶10内，可直接利用金属溶液进行球形粉末50的制备，使得球形粉末50的制备更为简单可靠。

本实施例中，如图1～2所示，所述发生装置20包括加热件22和金属棒料23，所述金属棒料23位于所述过滤桶10的上方，所述加热件22位于所述金属棒料23的侧部并正对所述金属棒料23的下端部设置。

具体地，通过加热件22对金属棒料23的加热而得到金属液滴40，而金属液滴40直接滴入过滤桶10内，避免金属液滴40受到污染，提高球形粉末50的质量；同时，球形粉末50的生产过程也不会产生废料，不会污染环境。

本实施例中，所述制备球形粉末的装置还包括旋转件(图未示)，所述旋转件与所述金属棒料23相连并用以驱动所述金属棒料23旋转，所述金属棒料23的旋转方向与所述过滤桶10的旋转方向相反设置。

具体地，金属棒料23可旋转设置，而加热件22固定设置，通过金属棒料23的旋转，这就是加热件22相对地沿着金属棒料23的四周进行加热融化，金属棒料23的熔化更为均匀彻底，避免加热死角，提高金属棒料23的利用率，降低制备球形粉末的成本。

更进一步地，金属棒料23的旋转方向与过滤桶10的旋转方向完全相反，这就使得从金属棒料23上滴落的金属液滴40从滴落到从过滤孔11内甩出，金属液滴40分别受到两个完全相反的离心力的作用，使得金属液滴40能够有效地从过滤孔11甩出，金属液滴40的雾化更为彻底，形成的球形粉末50的球形度更高，球形粉末50的品质也就越高。

进一步地，加热件22可以为电弧焊枪或者等离子枪，利用电弧焊枪或者等离子枪对金属棒料23进行熔化，从而产生金属液滴40。

如图3～4所示，本实用新型实施例还提供了一种制备球形粉末的方法，包括以下步骤：

S10：驱动过滤桶10旋转，且所述过滤桶10的周壁上设有若干个过滤孔11；

S20：将金属液滴40滴入所述过滤桶10内；

S30：位于所述过滤桶10内的所述金属液滴40在所述过滤桶10的旋转离心力的作用下从所述过滤孔11中甩出所述过滤桶10外形成球形粉末50。

具体地，本实用新型实施例还提供了一种制备球形粉末的方法，首先驱动过滤桶10旋转，再将金属液滴40滴入到过滤桶10内，位于过滤桶10内的金属液滴40在过滤桶10产生的旋转离心力作用下，从过滤桶10周壁上过滤孔11中甩出并分解成小直径的金属液滴40，甩出后的小直径的金属液滴40因为旋转离心力的作用以及金属液滴40表面张力的作用下迅速凝固形成球形粉末50，这就完成了球形粉末50的制备。本实用新型实施例的制备球形粉末的方法，主要是利用旋转的过滤桶10上的过滤孔11来实现金属液滴40雾化，其结构简单，运行成本低，且其制备的球形粉末50具有球形度高以及球形粉末之间无黏连等优点，这就使得其制备的球形粉末50的品质好质量高。

本实施例中，所述步骤S20具体为：

将在盛有金属液的原料桶21倾斜设置，以使得所述原料桶21内的所述金属液能够滴入所述过滤桶10内。

具体地，将金属溶液盛放原料桶21内，再将金属溶液直接从原料桶21内倒入过滤桶10内，可直接利用金属溶液进行球形粉末50的制备，使得球形粉末50的制备更为简单可靠。

本实施例中，如图3～4所示，所述步骤S20具体为：

S21：将金属棒料23设于所述过滤桶10的上方；

S22：开启加热件22并对所述金属棒料23的下端部进行加热以使得所述金属棒料23受热融化产生金属液滴40，所述金属液滴40入所述过滤桶10内。

具体地，通过加热件22对金属棒料23的加热而得到金属液滴40，而金属液滴40直接滴入过滤桶10内，避免金属液滴40受到污染，提高球形粉末50的质量；同时，球形粉末50的生产过程也不会产生废料，不会污染环境。

进一步地，加热件22可以为电弧焊枪或者等离子枪，利用电弧焊枪或者等离子枪对金属棒料23进行熔化，从而产生金属液滴40。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备球形粉末的装置，其特征在于：包括过滤桶、驱动装置和用于产生金属液滴的发生装置，所述过滤桶位于发生装置的下方以使得所述发生装置产生的金属液滴能够滴入到所述过滤桶内，所述过滤桶的周壁上开设有若干个过滤孔，所述驱动装置与所述过滤桶连接以驱动所述过滤桶旋转从而将所述过滤桶内的所述金属液滴从所述过滤孔内甩出。

2.根据权利要求1所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：各所述过滤孔呈环形均匀地分布在所述过滤桶的周壁上。

3.根据权利要求1所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：各所述过滤孔的直径均为8μm～12μm。

4.根据权利要求1所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述过滤桶为坩埚。

5.根据权利要求1所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述制备球形粉末的装置还包括收粉桶，所述过滤桶安装于所述收粉桶内。

6.根据权利要求5所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述收粉桶的底部设有圆环凸起，所述过滤桶安装于所述圆环凸起内，且所述过滤桶的外周壁抵接在所述圆环凸起的内壁上。

7.根据权利要求1所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机和法兰盘，所述电机通过所述法兰盘连接于所述过滤桶的底部以驱动所述过滤桶旋转。

8.根据权利要求1～7任一项所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述发生装置为装有金属液的原料桶，所述原料桶设于所述过滤桶的上方。

9.根据权利要求1～7任一项所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述发生装置包括加热件和金属棒料，所述金属棒料设置于所述过滤桶的上方，所述加热件位于所述金属棒料的侧部并正对所述金属棒料的下端部设置。

10.根据权利要求9所述的制备球形粉末的装置，其特征在于：所述制备球形粉末的装置还包括旋转件，所述旋转件与所述金属棒料相连并用以驱动所述金属棒料旋转，所述金属棒料的旋转方向与所述过滤桶的旋转方向相反设置。