CN2242149Y - 金属微细粉末制造设备 - Google Patents

Abstract

一种金属微细粉末制造设备，由高速转盘离心雾化制粉炉，微细粉末连续氢化炉和微细粉末连续脱氢炉三大部分所组成，这种设备可以大量生产颗粒尺寸和晶粒尺寸达0.05-5.0μm数量级的微细和超微细高纯、易氧化金属与合金粉末。

Description

金属微细粉末制造设备

本实用新型涉及的是一种金属微细粉末制造设备。

某些具有吸氢粉碎能力的金属或合金，例如较为典型的稀土贮氢合金等，在需要将其制成粉末时，现有技术是采用现有的机械破碎制粉设备，将这类合金的铸锭进行破碎、球磨制得所述的粉末；现有技术的缺点是生产效率低、成本高，而且很难制成超微细粉末和实现大规模工业化生产。

本实用新型的目的在于提供一种高效率、低成本、大规模工业化生产出微细或超微细金属粉末的生产设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下独特的设备制取微细粉末(参见图1，图2，图3)：该制粉设备由高速转盘离心雾化制粉炉，微细粉末连续氢化炉和微细粉末连续脱氢炉三大部分构成。

本实用新型与传统制粉设备相比较，优点是成本低、效率高、质量好，易于大规模工业化生产微细或超细高纯、易氧化的金属与合金粉末。

下面是附图的说明，通过对附图的解释并结合详细的说明，能更清楚的了解本实用新型的特征所在：

图1和图4是本实用新型所述的金属微细粉末制造设备中的高速转盘离心雾化制粉炉的剖面示意图和侧视图；

图2是本实用新型所述的金属微细粉末制造设备中的微细粉末连续氢化炉的剖面示意图；

图3是本实用新型所述的金属微细粉末制造设备中的脱氢炉的剖面示意图。

下面结合附图进行详细说明，其中：

1.高速转盘离心雾化制粉炉，它有二个结构相同的自动加料器(1)，运转时二个加料器通过阀门(9)交替开闭，连续制粉；炉内装有水冷铜质坩埚(2)，通过自动倾倒装置可以改变坩埚的倾角，并可调节其位置；真空泵(3)的极限真空度为5×10^-4乇；雾化制粉系统由一个高速离心雾化盘(4)和另一个与离心高速雾化盘垂直的粉末收集转盘(5)构成，二者的转速为2000-5000rpm；凝固在旋转收集转盘上的金属粉末通过刮片(6)刮下进入储料桶(7)；扫描电子枪(8)按预定程序在坩埚上面循环扫描。

合金料熔化后以一定的流量注入到高速离心雾化盘上，雾化成小液滴，然后借助离心力飞向粉末收集转盘。

该设备制成的粉末一般呈片状，片状粉的厚度在10-100μm之间，片状粉的径向尺寸约为0.5-3m/m，这种粉末具有微细晶体结构，其晶粒尺寸在0.05-5.0μm之间。

采用本实用新型所述的高速转盘离心雾化制粉炉可以实现连续加料，连续熔炼，连续制粉，在降低成本的同时又提高了生产效率；采用水冷铜质坩埚基本消除了合金熔体的沾污，减少了非金属夹杂；扫描电子枪按预定程序循环扫描，炉内充入氮、氩等保护气氛，既可以加速熔炼过程，减少炉内气氛对熔融金属的氧化，又可以保证熔池加热均匀，以便制成夹杂和偏析程度很低的微晶结构的粉末。

2.上述高速转盘离心雾化制粉炉制得的金属粉，通过送料器(10)送入机微细粉末连续氢化炉的氢化室内，室内安装一台振动粉碎机(12)，该机的振动频率为100Hz，可连续调节振幅，通过充氢口(14)向室内充入氢气，氢气的纯度≥99.99％。螺旋槽加热线圈(13)最高加热温度为850℃，粉料在螺旋式输料槽内停留时间为5-20分钟；上述的粉碎过程亦可以在常温常压下进行(温度：25-30℃，氢压：1个大气压)；或者在高温高压下进行(温度：850℃，氢压：≤10⁵bar)；通过连续氢化炉，进行机械与化学相结合的精细制粉，进一步制成微细或超微细金属粉末。

金属粉末在氢化炉内沿螺旋槽振动粉碎和输送过程，又具有促进和加速粉末的吸氢作用，从而可以得到化学成份均匀而且性能一致的粉料。

由于氢化合金主要是沿晶界破碎，因而制得的粉末颗粒尺寸和晶粒尺寸可能达到同一个数量级即0.05-5.0μm。此外，沿晶界的氢化粉碎，致使颗粒周边比较圆滑，又加上振动的机械粉碎作用，促使颗粒表面进一步光滑，可以大大提高金属粉末的流动性，为使用金属粉末提供了有利条件。

3.振动氢化后的粉料，通过加料器(17)送入中高温脱氢炉，脱氢炉通过加热线圈(16)加热，其最高加热温度为600℃。不锈耐热钢制的炉管(19)由电动机(20)驱动，按一定的转速旋转，粉料在炉管内按螺旋路径下滑，通过出料阀(21)进入成品粉收集器(22)；脱出的氢气，纯度可以进一步提高，经过出口阀门(23)回收利用。在氢化过程中，残留在微细粉末中的氢气，必须经脱氢炉脱氢处理后，才能成为成品粉。

本实用新型的实施方案是(参见图1，图2，图3)：高速转盘离心雾化制粉炉是在炉体的中央设置一个水冷铜质坩埚(2)，在坩埚的上方垂直安置一把扫描电子枪(8)，在电子枪的左右对称装有二个加料器(1)。在坩埚的左侧炉壳上设有一真空泵(3)；坩埚由自动倾倒装置固定在炉体上；坩埚右侧下方有一高速离心雾化盘(4)，在它的右侧设有与其轴向垂直的粉末收集转盘(5)；坩埚中的金属液倒在雾化转盘的圆周上时，被其离心力撕碎并甩到收集转盘的平面上，收集转盘本身也呈高速转动，就将金属液滴拉成极薄的片状粉末，该片状粉末被刮片(6)刮下，落入其下方的粉末收集器(7)中；改变坩埚倒在雾化转盘上金属液的数量和二个转盘的转速，就可以改变粉末的粗细粒度。

微细粉末连续氢化炉是在氢化室(11)内设有一台螺旋振动粉碎机(12)，螺旋槽的外围有加热线圈(13)；炉壳上有一个充氢口(14)和一个出料阀门(15)，出料阀门下接储料桶(16)；氢化室顶部有一个送料器(10)，作为该炉的进料口。

微细粉末连续脱氢炉有炉体(18)，炉体加热线圈(24)，旋转炉管(19)，并由电动机(20)带动其转动；脱氢粉末由送料器(17)输入；斜置的炉管下方有出口阀门(23)，放出或回收利用氢气，脱出的氢气可纯化后继续使用。

Claims (9)

1.一种金属微细粉末制造设备，它包括高速转盘离心雾化制粉炉，微细粉末连续氢化炉和微细粉末连续脱氢炉三大部分，其特征在于：

(一)所述的高速转盘离心雾化制粉炉的炉体的中央设置一个水冷铜质坩埚(2)，在坩埚的上方垂直安置一把扫描电子枪(8)，在电子枪的左右对称装有二个加料器(1)；在坩埚的左侧炉壳上设有一真空泵(3)；坩埚由自动倾倒装置固定在炉体上；坩埚右侧下方有一高速离心雾化转盘(4)，在它的右侧设有与其轴向垂直的粉末收集转盘(5)；在高速转动的收集转盘的平面上有刮片(6)，其下方有粉末收集器(7)；

(二)在所述的微细粉末连续氢化炉中的氢化室(11)内，设有一台螺旋振动粉碎机(12)，螺旋槽的外围有加热线圈(13)；炉壳上有一个充氢口(14)和一个出料阀门(15)，出料阀门(15)下有储料桶(16)；氢化室顶部有一个作为该炉进料口的送料器(10)；

(三)微细粉末连续脱氢炉，由送料器(17)，炉体(18)，旋转炉管(19)，出料阀门(21)，成品粉末收集器(22)组成；其上方有输入脱氢粉末的送料器(17)；斜置的炉管下方有出料阀门(23)。

2.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的高速转盘离心雾化制粉炉中设有等离子热源加热的水冷铜质坩埚(2)或感应加热的耐火质坩埚。

3.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的高速转盘离心雾化制粉炉中设有扫描电子枪(8)。

4.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的高速转盘离心雾化制粉炉中设有用难熔金属钼、钼合金或高热传导金属铜制成的转速为2000-5000转/分并用磁流体进行真空传动密封的高速离心雾化转盘(4)与粉末收集转盘由(5)。

5.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的微细粉末连续氢化炉内有振动频率为100HZ且振幅连续可调的振动粉碎机(12)。

6.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的微细粉末连续氢化炉中有最高加热温度≤850℃的螺旋输送槽加热线圈(13)。

7.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的微细粉末连续氢化炉中有输入氢气最高压力为10⁵bar的氢化室(11)。

8.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的微细粉末连续脱氢炉有耐热钢制成的最高加热温度≤600℃的旋转炉管(19)。

9.根据权利要求1所述的金属微细粉末制造设备，其特征在于所述的微细粉末连续脱氢炉中设有可按预定程序控制连续加料出料的旋转炉管(19)、加料装置(17)、出料阀门(21)和成品粉收集器(22)。

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