CN213827020U - 一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，属于软磁合金粉末的制备领域。通过气雾化组件引入高压惰性气体冲击导流管引出的高温合金熔液，使其雾化形成若干细小的合金液滴并跌落到离心雾化组件上，离心雾化盘转动，离心雾化盘上的合金液滴在离心力的作用下，扩散成更小尺寸的合金液滴，并从离心雾化盘的边缘飞出，合金液滴在液体表面张力作用下呈球形状态，跌落至水冷容器的冷水中快速降温凝固并与冷水中的氧气反应形成具有表面氧化层的合金粉末。与现有技术相比，本实用新型提出制备装置能够制备的球形形状软磁合金粉末，使其具有较好的直流叠加特性，并且粉末粒径较小；同时，制备的合金粉末表面还形成有氧化层，具有较好的防锈性能。

Description

一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置

技术领域

本实用新型属于软磁合金粉末的制备领域，尤其是一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置。

背景技术

目前铁硅铬软磁合金粉末的制备方法主要有气雾化法和水雾化法两种。雾化法制备的粉末形貌为球形，粉末具有比较好的直流叠加特性。但是，粉末粒径相对比较大，一般为25~35微米；同时，气雾化法制备的铁硅铬粉末表面没有形成金属氧化物，防锈特性较差。水雾化法制备的铁硅铬粉末粒径相对比较小，一般为8~15微米；并且粉末与水中的氧气发生反应，在表面生成金属氧化物，具有较好的防锈特性。但是，水雾化法制备的软磁合金粉末形貌为椭球型，粉末的直流叠加特性较差。

因此，如何克服气雾化铁硅铬软磁合金粉末粒径大，防锈性能差的问题，同时保留较好的直流叠加特性，成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，包括：

中间包，底部设有导流管，所述中间包的内部注有铁硅铬软磁合金熔液；

气雾化组件，设于中间包的底部，并与中间包底部的导流管连通，所述气雾化组件引入高压惰性气体冲击导流管引出的合金熔液形成离散的合金液滴；

离心雾化组件，包括360°转动的离心雾化盘以及驱动离心雾化盘转动的电机；所述离心雾化盘设于气雾化组件的下方，所述电机的输出轴与离心雾化盘的底部中心固定连接；

水冷容器，设于离心雾化组件的下方，所述水冷容器内注有冷水；经离心雾化组件雾化后的小尺寸合金液滴滴落至水冷容器的冷水中降温凝固形成合金粉末，同时跌落至冷水中的合金液滴与冷水中的氧气发生氧化反应，凝固后的合金粉末表面形成防锈的氧化层。

在进一步的实施例中，所述气雾化组件包括与导流管连接的雾化喷嘴以及套设于雾化喷嘴的雾化盘；所述雾化喷嘴从上至下依次包括环形部以及锥形部，所述环形部的外径大于锥形部的顶部外径；所述雾化盘的顶部与中间包的底部固定连接，所述离心雾化盘的中心从上至下依次开设圆形孔以及锥形孔；所述圆形孔的内径大于锥形孔的顶部内径；所述环形部的外径等于圆形孔的内径；所述锥形部的顶部外径小于锥形孔的顶部内径；所述锥形部插于锥形孔内并使锥形部的外锥面和锥形孔的内锥面具有空隙；所述雾化盘还开有进气孔，所述进气孔与锥形孔连通；导流管引出的合金熔液进入雾化喷嘴，并从雾化喷嘴底端喷出；进气孔将气体引入锥形孔和锥形部之间的空隙，并从雾化喷嘴的底端边缘对合金熔液施加斜向下的冲击力，使合金熔液产生向下的加速运动以及横向扩散，从而使合金溶液雾化形成若干合金液滴并向下方锥形扩散冲击到离心雾化组件上。

在进一步的实施例中，所述环形部的侧面外壁设有外螺纹，所述圆形孔的侧面内壁设有内螺纹，所述环形部和圆形孔螺纹连接。

在进一步的实施例中，所述离心雾化盘为锥形结构，所述离心雾化盘的底部直径大于离心盘的顶部直径；通过此设置可以使跌落在离心雾化盘不同直径位置的液滴在向离心盘边缘飞溅的过程中不互相碰撞，有利于液滴的最小化。跌落到离心盘上的合金液滴在离心力的作用下，进一步扩散成更小尺寸的合金液滴，合金液滴在液体表面张力作用下呈球形状态，并从离心盘的边缘飞出，跌落至离心雾化组件下方的冷却水中，冷却凝固成合金粉末。

在进一步的实施例中，所述离心雾化盘的锥面上还覆有一层陶瓷膜；陶瓷膜具有耐高温的特性，能够防止高温的合金液滴持续直接冲击金属材质的离心雾化盘的表面，降低离心雾化盘熔化的风险。

在进一步的实施例中，所述制备装置还包括用于向水冷容器中的冷水供氧的增氧组件；通过设置增氧组件持续向冷水中供氧，以确保滴入冷水中的合金液滴能够充分地与氧气发生氧化反应，进而使冷却凝固后的合金粉末形成表面氧化层，提升防锈性能。

在进一步的实施例中，所述增氧组件包括增氧机以及一端与增氧机连接的增氧管，所述增氧管的另一端延伸至水冷容器中的冷水液面以下。

有益效果：本实用新型提出的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置包括中间包、气雾化组件、离心雾化组件以及水冷容器。通过气雾化组件引入高压惰性气体冲击导流管从中间包引出的高温合金熔液，使合金熔液雾化形成若干合金液滴。这些合金液滴向下冲击离心雾化组件的离心雾化盘，跌落到离心雾化盘上的合金液滴在离心力的作用下，进一步扩散成更小尺寸的合金液滴，并从离心雾化盘的边缘飞出，合金液滴在液体表面张力作用下呈球形状态。并从离心雾化盘的边缘滴落至水冷容器的冷水中快速降温凝固并与冷水中的氧气反应形成具有表面氧化层的合金粉末。与现有技术相比，本实用新型提出的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置能够减小制备的合金粉末呈球形形状，具有较好的直流叠加特性，并且粒径较小；同时，制备的合金粉末表面还形成有氧化层，具有较好的防锈性能。

附图说明

图1是本实用新型的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置的结构示意图。

图2是本实用新型的气雾化组件的分解图。

图3是本实用新型的离心雾化组件的结构示意图。

图1至图3中的各标注为：中间包10、导流管11、气雾化组件20、雾化喷嘴21、环形部211、外螺纹2111、锥形部212、雾化盘22、圆形孔221、内螺纹2211、锥形孔222、进气孔223、离心雾化组件30、离心雾化盘31、电机32、支撑杆33、水冷容器40、增氧组件50、增氧机51、增氧管52。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

经研究发现，目前铁硅铬软磁合金粉末的制备方法主要有气雾化法和水雾化法两种。雾化法制备的粉末形貌为球形，具有较好的直流叠加特性。但是，粉末粒径相对比较大，一般为25~35微米；同时，气雾化法制备的铁硅铬粉末表面没有形成金属氧化物，防锈特性较差。水雾化法制备的铁硅铬粉末粒径相对比较小，一般为8~15微米；并且粉末与水中的氧气发生反应，在表面生成金属氧化物，具有较好的防锈特性。但是，水雾化法制备的软磁合金粉末形貌为椭球型，粉末的直流叠加特性较差。 本申请拟设计一种制备装置以克服铁硅铬软磁合金粉末粒径大，防锈性能差的问题；同时保留较好的直流叠加特性。

为了解决现有技术中存在的问题，如图1所示，本实用新型提供一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，包括中间包10、气雾化组件20、离心雾化组件30以及水冷容器40。

中间包10为筒形结构，其内注有高温熔融状态的铁硅铬软磁合金熔液，以下简称合金熔液。中间包10的底部设有导流管11，通过导流管11可以将高温的铁硅铬软磁合金熔液向下引出至气雾化组件20进行雾化形成铁硅铬软磁合金液滴，以下简称合金液滴。

气雾化组件20设于中间包10的底部中。结合图2，气雾化组件20与中间包10的导流管11连通。通过气雾化组件20引入高压惰性气体高速冲击导流管11引出的合金熔液，使合金熔液进而形成若干离散的合金液滴，实现对合金熔液的初步雾化。具体的，气雾化组件20包括雾化喷嘴21以及雾化盘22。其中，雾化喷嘴21与导流管11连接。雾化喷嘴21从上至下依次包括环形部211以及锥形部212。环形部211的外径大于锥形部212的顶部外径。气雾化盘22的顶部与中间包10的底部固定连接。气雾化盘22的中心从上至下依次包括圆形孔221以及锥形孔222。并且，圆形孔221的内径大于锥形孔222的顶部内径。环形部211的外径等于圆形孔221的内径；锥形部212的顶部外径略小于锥形孔222的顶部内径。气雾化盘22上水平开有至少一个进气孔223，进气孔223与锥形孔222连通。雾化喷嘴21插于雾化盘22，使环形部211插于圆形孔221内，锥形部212插于锥形孔222内。此时，环形部211的底端和圆形孔221的底端抵触，使雾化盘22对雾化喷嘴21进行支撑。锥形部212的外锥面和锥形孔222的内锥面之间具有空隙。通过导流管11引出合金熔液使合金溶液进入雾化喷嘴21，并从雾化喷嘴21底端喷出。进气孔223引入高压惰性气体，气体进入锥形孔222和锥形部212之间的空隙受到压缩，气体流速增加并从雾化喷嘴21的底端边缘对合金溶液施加斜向下的冲击力；该冲击力具有水平和竖直方向的作用力分量，从而使合金熔液产生向下的加速运动以及横向的扩散，从而使合金溶液向下产生锥形扩散形成若干熔融状态的合金液滴。经过气雾化组件20雾化形成的合金液滴向下运动并冲击离心雾化组件30，在离心力的作用下，进一步扩散成更小尺寸的合金液滴。

结合图3，离心雾化组件30包括离心雾化盘31以及电机32。其中，离心雾化盘31设于气雾化组件20的下方。电机32竖直设置；并且，电机32通过多个支撑杆33与水冷容器40的侧壁固定连接。电机32的输出轴水平向上并与离雾化心盘31的底部中心固定连接，电机32运行能够带动离心雾化盘31水平360°转动。经过气雾化组件20雾化后形成的合金液滴跌落到离心雾化盘31上，同时，电机32带动离心雾化盘31转动，跌落到离心盘上的合金液滴在离心力的作用下，进一步扩散成更小尺寸的合金液滴，合金液滴在液体表面张力作用下呈球形状态，并从离心盘31的边缘飞出滴落至水冷容器40中。

水冷容器40设于离心雾化组件30的下方；并且，水冷容器40内注有冷水。从离心雾化盘31边缘飞出的球形合金液滴滴落至水冷容器40的冷水中，快速降温凝固形成球形合金粉末。同时，由于合金液滴的温度较高，在滴落至冷水的过程中与冷水中的氧气发生氧化反应，使得生成的合金粉末的表面形成一层致密的氧化层，使得合金粉末具有较好的防锈性能。最后，将冷水中的合金粉末取出干燥即可。

当进气孔223引入高压惰性气体时，气体进入锥形部212和锥形孔222之间的间隙，使雾化喷嘴21受到向上的冲击力，雾化喷嘴21具有向上运动的趋势，从而使雾化喷嘴21和雾化盘22之间的气密性降低。在进一步的实施例中，环形部211侧面外壁设有外螺纹2111，圆形孔221螺纹侧面内壁设有内螺纹2211，环形部211和圆形孔221螺纹连接，进而使雾化喷嘴21和雾化盘22保持稳定，提高雾化喷嘴21和雾化盘22之间的气密性。

在进一步的实施例中，离心雾化盘31为锥形结构。具体的，离心雾化盘31的底部直径大于离心雾化盘31的顶部直径，从而增加离心雾化盘31与气雾化后的合金液滴的接触面，使气雾化后的合金溶液受到充分的冲击以进一步减小尺寸，进而减小制备的合金粉末的粒径。同时，离心盘31为锥形结构，使得离心雾化盘31的顶面为倾斜的斜面，通过此设置可以使跌落在离心雾化盘不同直径位置的液滴在向离心盘边缘飞溅的过程中不互相碰撞，有利于液滴的最小化。

经气雾化组件20雾化后的合金液滴的温度仍旧很高，持续冲击离心雾化盘31容易导致金属材质的离心雾化盘31的表面熔化。为了解决这一问题，在进一步的实施例中离心雾化盘31的锥面上还覆有一层陶瓷膜。陶瓷膜具有耐高温的特性，能够承受高温的合金液滴的冲击，进而防止离心雾化盘31的熔化的风险。

离心雾化后的合金液滴不断滴落至水冷容器40的冷水中，并与水冷容器40中冷水中的氧气发生氧化反应，导致冷水中的氧气含量越来越少。在进一步的实施例中，制备装置还包括增氧组件50。增氧组件50包括增氧机51以及增氧管52，增氧管52的一端与增氧机51连接，增氧管52的另一端延伸至水冷容器40中的冷水液面以下。增氧机51将空气通过增氧管52导入到水冷容器40的冷水中，增加冷水中的氧气含量，确保滴入冷水中的合金液滴能够充分地与氧气发生氧化反应，进而使冷却凝固后的合金粉末形成表面氧化层，提升防锈性能。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，包括：

中间包，底部设有导流管，所述中间包的内部注有铁硅铬软磁合金熔液；

气雾化组件，设于中间包的底部，并与中间包底部的导流管连通，所述气雾化组件引入高压惰性气体，冲击导流管引出的合金熔液形成离散的合金液滴；

离心雾化组件，包括360°转动的离心盘以及驱动离心雾化盘转动的电机；所述离心雾化盘设于气雾化组件的下方，所述电机的输出轴与离心雾化盘的底部中心固定连接；

水冷容器，设于离心雾化组件的下方，所述水冷容器内注有冷水；经离心雾化组件离心扩散后的小尺寸合金液滴滴落至水冷容器的冷水中降温凝固形成合金粉末，同时跌落至冷水中的合金液滴与冷水中的氧气发生氧化反应，凝固后的合金粉末表面形成防锈的氧化层。

2.根据权利要求1所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述气雾化组件包括与导流管连接的雾化喷嘴以及套设于雾化喷嘴的气雾化盘；所述雾化喷嘴从上至下依次包括环形部以及锥形部，所述环形部的外径大于锥形部的顶部外径；所述气雾化盘的顶部与中间包的底部固定连接，所述气雾化盘的中心从上至下依次开设圆形孔以及锥形孔；所述圆形孔的内径大于锥形孔的顶部内径；所述环形部的外径等于圆形孔的内径；所述锥形部的顶部外径小于锥形孔的顶部内径；所述锥形部插于锥形孔内并使锥形部的外锥面和锥形孔的内锥面具有空隙；所述气雾化盘还开有进气孔，所述进气孔与锥形孔连通。

3.根据权利要求2所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述环形部的侧面外壁设有外螺纹，所述圆形孔的侧面内壁设有内螺纹，所述环形部和圆形孔螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述离心雾化盘为锥形结构，所述离心雾化盘的底部直径大于离心雾化盘的顶部直径。

5.根据权利要求4所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述离心雾化盘的锥面上还覆有一层陶瓷膜。

6.根据权利要求1所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括用于向水冷容器中的冷水供氧的增氧组件。

7.根据权利要求6所述的铁硅铬软磁合金粉末的制备装置，其特征在于，所述增氧组件包括增氧机以及一端与增氧机连接的增氧管，所述增氧管的另一端延伸至水冷容器中的冷水液面以下。

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