CN215144704U - 一种超声离心雾化制粉装置 - Google Patents
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Abstract
一种超声离心雾化制粉装置，包括制备仓、中间包、导流管、伞状超声器、离心盘、充气管和收集仓；制备仓中由上至下依次设置中间包、导流管、伞状超声器和离心盘；中间包上具有加热装置，中间包顶部连接氮气管，并具有合金溶液浇铸口，中间包底部连接导流管；导流管下方为伞状超声器，超声器的上表面为伞面状；伞状超声器的下方为离心盘；制备仓的底部侧面具有充气管，制备仓的底部相对充气管的一侧依次设置多个收集仓。该装置可制备微米级合金粉，所制备的粉体具有较高的球形度、球形率，粉体的粒径均匀集中。
Description
技术领域
本实用新型涉及粉状合金制备装置，具体涉及一种微米级球形粉状合金制备装置。
背景技术
粉末冶金技术作为材料成形的重要工业技术之一，是脆性材料、传统加工无法实现成形的重要途径，具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产，广泛应用于轨道交通、电子通信、航空航天、船舶兵器、生物医疗、新能源和核工业等重点领域，是最具发展活力的新材料成形科学技术。而制备粉末是实现粉末冶金的第一步。一般制备粉末分为雾化法、机械粉碎法、电化腐蚀法、化学气相沉积法、金属浴法等，其中雾化制粉法应用最为广泛。雾化法根据介质不同，又分为气雾化、油雾化、水雾化等。有色金属粉末制备一般都采用气雾化方式，随着雾化技术不断开发，又出现了气雾离心化方式。
随着有色金属粉末冶金技术发展需求，对有色金属粉末质量提出新的要求，要求粉体粒度小于25微米，粒度范围更窄，球形度和球形率更高。尤其以铝基合金材料为主的粉末体系，因为比重小、活性高、易吸气且成球困难，传统的气雾化制备方式，制备过程中通过高压气体破碎熔体液流，会出现气体紊乱，雾化液滴无规则旋转碰撞，甚至液滴凝固过程吸气，表面能降低等现象，无法获得质量较高的合格粉末。针对这些问题，为实现高质量铝合金粉末的制备，研究者尝试重新设计雾化器结构、雾化介质等，均未能获得更好地改善，其他雾化方式亦是如此。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超声离心雾化制粉装置，可实现“气压控制流速+超声高频振动+离心旋转凝固”的新的雾化形式。该装置可制备微米级合金粉，所制备的粉体具有较高的球形度、球形率，获得的粉体粒径均匀集中。
为了实现上述目的，本实用新型包括如下技术方案：
一种超声离心雾化制粉装置，包括制备仓、中间包、导流管、伞状超声器、离心盘、充气管和收集仓；
制备仓中由上至下依次设置中间包、导流管、伞状超声器和离心盘；
中间包上具有加热装置，中间包顶部连接氮气管，并具有合金溶液浇铸口，中间包底部连接导流管；
导流管下方为伞状超声器，超声器的上表面为伞面状；
伞状超声器的下方为离心盘；
制备仓的底部侧面具有充气管，制备仓的底部相对充气管的一侧依次设置多个收集仓。
如上所述的超声离心雾化制粉装置，优选地，所述导流管直径为2～5mm。
如上所述的超声离心雾化制粉装置，优选地，所述导流管末端与伞状超声波发射器最高点的距离为5～10mm。
如上所述的超声离心雾化制粉装置，优选地，所述离心盘的直径为300～500 mm。
如上所述的超声离心雾化制粉装置，优选地，所述离心盘与超声器的垂直距离为50～200mm。
采用本装置制备粉末，主要过程是熔融合金液态在中间包受到保护气氛压力，按一定流速通过导流管，喷射向超声器，在超声器的高频振动下，迅速破碎雾化呈液滴，洒落在离心盘，在离心力作用下，凝固成球型，并沿一定方向和速度，继续沉降，受到气流影响，最后沉积分布在不同收集仓。这样的制备工艺好处在于液滴收到同样高频超声波振动，迅速破碎呈细小液滴，且破碎情况一致，以至于粉体粒径比较集中。与传统气雾化制粉和气雾离心雾化制备的区别在于，没有采用气流破碎金属液，避免因为气流紊乱造成颗粒分布范围大，成球率低；也避免了粉体凝固过程受气流影响，发生碰撞，出现卫星球、团聚、多球粘连现象，降低了粉末受高压气体带来的吸气，以及降低密闭空间的气爆危险。该装置结构简单、操作方便，所制备的粉体具有较高的球形度和球形率，获得的粉体粒径均匀集中。
附图说明
图1为实施例1的超声离心雾化装置结构示意图。
具体实施方式
实施例1超声离心雾化制粉装置
超声离心雾化制粉装置结构如图1所示，超声离心雾化装置包括制备仓1、中间包2、导流管4、伞状超声器5、离心盘6、充气管7和收集仓8。
制备仓1中由上至下依次设置中间包2、导流管4、伞状超声器5和离心盘6。
中间包2上具有加热装置。中间包顶部连接氮气管3，并具有合金溶液浇铸口。中间包2底部连接导流管4，导流管直径为2～5mm。
导流管4下方为伞状超声器5，超声器的上表面为伞面状，导流管末端与伞状超声波发射器最高点的距离为5～10mm。
伞状超声器5的下方为离心盘6，离心盘的直径为300～500mm，离心盘与超声器的垂直距离为50～200mm。
制备仓1的底部侧面具有充气管7，制备仓1的底部相对充气管7的一侧依次设置多个收集仓8。
实施例2超声离心雾化制备铝基合金粉
采用实施例1所述的超声离心雾化制粉装置，分别将高铝和Al-30Ag、A1-50Cu、Al-30Si、Al-10Ce、Cu-30Ni中间合金，按照设计组分比例，分别计算称重，放入氧化铝坩埚中；中频感应炉进行钎料合金的熔炼，加热功率为30KW，熔炼温度为 850℃；加入覆盖剂和除渣剂，充分搅拌后将浮渣处理出来，然后合闭炉盖，抽真空至10-2Pa，炉温升降温至700℃，精炼保温10min；充入高纯氮气，炉内真空降至103Pa，中间包温度为450℃；不锈钢导流管直径为2.5mm；导流管末端与伞状超声波发射器最高处距离为6mm；导流管中合金溶液喷射速度为20mL/s；伞状超声器的超声波功率为120kHz，离心盘直径为400mm，离心盘与超声器垂直距离为 80mm，离心盘旋转速度为12000n/min。获得10～20μm球形合金粉，产率为85％，长短轴之比＜1.2，球形率为92％。
Claims (5)
1.一种超声离心雾化制粉装置，其特征在于，其包括制备仓(1)、中间包(2)、导流管(4)、伞状超声器(5)、离心盘(6)、充气管(7)和收集仓(8)；
制备仓(1)中由上至下依次设置中间包(2)、导流管(4)、伞状超声器(5)和离心盘(6)；
中间包(2)上具有加热装置，中间包顶部连接氮气管(3)，并具有合金溶液浇铸口，中间包(2)底部连接导流管(4)；
导流管(4)下方为伞状超声器(5)，超声器的上表面为伞面状；
伞状超声器(5)的下方为离心盘(6)；
制备仓(1)的底部侧面具有充气管(7)，制备仓(1)的底部相对充气管(7)的一侧依次设置多个收集仓(8)。
2.如权利要求1所述的超声离心雾化制粉装置，其特征在于，所述导流管直径为2～5mm。
3.如权利要求2所述的超声离心雾化制粉装置，其特征在于，所述导流管末端与伞状超声波发射器最高点的距离为5～10mm。
4.如权利要求3所述的超声离心雾化制粉装置，其特征在于，所述离心盘的直径为300～500mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的超声离心雾化制粉装置，其特征在于，所述离心盘与超声器的垂直距离为50～200mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN112159211A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-01 | 武汉理工大学 | 一种高致密度、高硬度、亚毫米级氧化铝陶瓷球的制备方法 |
| CN115846674A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-03-28 | 江苏威拉里新材料科技有限公司 | 一种金属粉末的离心雾化设备 |
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