一种球形合金粉末的制备装置及制备方法

1.本发明涉及球形合金粉末制备技术领域，具体为一种球形合金粉末的制备装置及制备方法。


背景技术：

2.现有的球形合金粉末制备装置在使用时，包括以下步骤：1、合金锭的熔炼：将钛锭或钛合金锭材加入双层水冷铜坩埚，然后充入氩气，通过感应线圈对双层水冷铜坩埚使得钛锭或钛合金锭材熔化；2、熔滴的雾化：在钛锭或钛合金锭材完全融化液面稳定后，旋转轮下端置于双层水冷铜坩埚液面下，同时，旋转轮高速旋转，使得熔滴在离心力作用，延抛物线飞出并与氩气换热；3、粉末收集：收集熔滴换热凝固后的球形粉末；4、粉末筛分：将球形粉末筛分制得成品。
3.但是，在熔滴的雾化的雾化过程中，由于多个旋转轮高速旋转，使得双层水冷铜坩埚内的熔体液面产生剧烈波动，从而使得制备的球形粉末粒径不均匀。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种球形合金粉末的制备装置及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种球形合金粉末的制备装置，包括支腿，所述支腿的顶部固定连接有箱体，所述箱体的底部通过升降机构连接有双层水冷铜坩埚，且双层水冷铜坩埚的外侧壁固定套设有感应线圈，所述箱体的内侧壁固定连接有u形设置的安装板，且安装板的侧壁通过转轴转动连接有多个阵列设置的旋转轮，所述安装板的侧壁固定连接有第一电机，且第一电机的输出端与转轴的一端固定，所述箱体的内侧壁固定连接有支撑板，且支撑板的上侧壁固定插设有多个阵列设置的固定管，各个所述固定管的侧壁开设有条形开口，且旋转轮插设在条形开口内，所述固定管的下端贯穿支撑板的下侧壁并固定连接有固定盘，且固定盘在双层水冷铜坩埚的内侧壁滑动，所述支撑板的上侧壁设置有用于对固定管内熔体液面进行抽风的抽风机构，且固定管的侧壁设置有用于控制熔体液面高度的控制机构，所述箱体内设置有用于对球形合金粉末进行收集的收集机构。
6.优选的，所述升降机构包括固定连接在箱体下侧壁的第一u形板和第二u形板，且第一u形板的侧壁固定连接有固定杆，所述固定杆的侧壁套设有移动管，且移动管的上端贯穿箱体的底部并与双层水冷铜坩埚的底部固定，所述第二u形板的侧壁转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的侧壁螺纹连接有螺纹套，且螺纹套的上端贯穿箱体的底部并与双层水冷铜坩埚的底部固定，所述第二u形板的下侧壁固定连接有第二电机，且第二电机的输出端与螺纹杆的下端固定。
7.优选的，所述收集机构包括固定插设在箱体上侧壁的氩气管，且氩气管的侧壁固定连接有电磁阀，所述氩气管的下端贯穿箱体的下侧壁并固定连接有收集箱，且氩气管的
侧壁固定连接有锥形设置的收集罩，所述收集箱的底部滑动连接有收集盒，且收集盒的侧壁固定连接有拉手，所述收集盒的底部开设有通孔，且通孔内固定连接有过滤板，所述收集箱的下侧壁固定连接有出气管。
8.优选的，所述抽风机构包括固定连接在支撑板上侧壁多个阵列设置的固定板，且各个固定板的上端固定连接有工作箱，所述工作箱靠近固定管的侧壁固定连接有抽风管，且工作箱远离抽风管的侧壁固定连接有排风管，所述安装板的下侧壁固定连接有两个对称设置的固定板，且两个固定板相对的侧壁转动连接有转动杆，所述转动杆插设在工作箱内，且各个工作箱内通过转动杆转动连接有转扇，所述转动杆的转动通过驱动机构进行驱动。
9.优选的，所述驱动机构包括固定连接在转轴一端的主动皮带轮，所述转动杆的一端贯穿其中一个固定板的侧壁并固定连接有从动皮带轮，且从动皮带轮和主动皮带轮通过皮带传动。
10.优选的，所述控制机构包括插设在其中一个固定管侧壁的移动杆，且移动杆的另一端固定连接有移动板，所述移动板通过复位机构与支撑板的上侧壁连接，且复位机构上连接有安装块，所述安装块的侧壁固定连接有距离传感器。
11.优选的，所述复位机构包括固定连接在支撑板上侧壁两个对称设置的固定块，且各个固定块的侧壁插设有t形导杆，所述t形导杆的一端与移动板的侧壁固定，且各个t形导杆的侧壁套设有弹簧。
12.优选的，各个所述固定管的侧壁固定连接有加热环。
13.优选的，各个所述条形开口的侧壁固定连接有两个对称设置的固定槽，且固定槽包括斜面。
14.本发明还提供了一种球形合金粉末的制备方法，包括以下步骤：s1:启动第二电机，第二电机的转动带动螺纹杆的转动，从而带动螺纹套和移动管进行升降，进而带动双层水冷铜坩埚进行升降；s2:启动第一电机，第一电机的转动带动转轴和旋转轮的转动；s3:当固定盘在双层水冷铜坩埚内滑动时，会对双层水冷铜坩埚内的熔体进行挤压，使其沿着多个固定管上升，从而使得旋转轮下端置于固定管内熔体液面下，通过设置多个固定管与旋转轮一一对应，且固定管的直径相对较小，从而能够降低液面波动的幅度，由于固定管的直径相对较小，熔体与旋转轮的接触相对较少，能够降低液面波动，并且，产生波动时，由于液面面积较小，产生的波动幅度较小，同时，各个旋转轮转动时产生的波动相互独立，互不干扰，从而使得固定管内熔体液面波动的幅度更小，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀；s4:当双层水冷铜坩埚内的熔体逐渐进入固定管中时，熔体产生的压力会推动移动杆进行移动，移动杆的移动带动移动板同步移动，同时，弹簧收缩，并且，通过距离传感器检测移动板的位置信息，当熔体达到设定的高度时，通过距离传感器控制升降机构停止对双层水冷铜坩埚进行上升，并且，当固定管内的液面过高时，能够通过升降机构对双层水冷铜坩埚进行下降，从而保证固定管内的熔体液面处于设定的高度，保证液面高度恒定，即能够保证旋转轮旋转过程中，处于旋转轮外缘开槽内的熔体量更加均匀，使得制备的球形粉末粒径更加均匀；s5:转轴进行转动时，带动主动皮带轮进行转动，主动皮带轮的转动通过皮带带动
从动皮带轮和转动杆的转动，转动杆的转动带动多个转扇进行同步转动，从而通过抽风管进行抽气，并通过排风管排出，因为旋转轮旋转时，会在旋转轮的切线方向给熔体一个向前的推力，此推力会使得液面产生波动，所以，此时通过抽风管进行抽风时，会对固定管内的熔体液面产生一个与旋转轮切线方向推力相反的吸力，从而能够降低液面波动的幅度，使得液面更加平稳，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀；s6:旋转轮进行转动时，使得熔滴在离心力作用，延抛物线飞出；s7:与此同时，打开电磁阀，通过氩气管通入氩气，根据伯努力原理，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，所以，当氩气通过收集罩时，会使得收集罩产生吸力，从而将产生的球形粉末吸入氩气管内与氩气换热，换热凝固后的球形粉末进入收集盒内进行统一收集，使得对球形粉末的收集效率更高、更加方便。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）该种球形合金粉末的制备装置及制备方法，通过设置多个固定管，在进行制备时，通过升降机构使得双层水冷铜坩埚向上移动，当固定盘在双层水冷铜坩埚内滑动时，会对双层水冷铜坩埚内的熔体进行挤压，使其沿着多个固定管上升，从而使得旋转轮下端置于固定管内熔体液面下，通过设置多个固定管与旋转轮一一对应，且固定管的直径相对较小，从而能够降低液面波动的幅度，同时，各个旋转轮转动时产生的波动相互独立，互不干扰，从而使得固定管内熔体液面波动的幅度更小，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
16.（2）该种球形合金粉末的制备装置及制备方法，通过设置抽风机构等，在进行制备时，启动第一电机，第一电机的转动带动转轴和旋转轮的转动，与此同时，带动主动皮带轮进行转动，主动皮带轮的转动通过皮带带动从动皮带轮和转动杆的转动，转动杆的转动带动多个转扇进行同步转动，从而通过抽风管进行抽气，并通过排风管排出，此时，抽风管抽风时，会对固定管内的熔体液面产生一个相反的吸力，从而能够降低液面波动的幅度，使得液面更加平稳，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
17.（3）该种球形合金粉末的制备装置及制备方法，通过设置控制机构等，当双层水冷铜坩埚内的熔体逐渐进入固定管中时，熔体产生的压力会推动移动杆进行移动，移动杆的移动带动移动板同步移动，同时，弹簧收缩，并且，通过距离传感器检测移动板的位置信息，当熔体达到设定的高度时，通过距离传感器控制升降机构停止对双层水冷铜坩埚进行上升，并且，当固定管内的液面过高时，能够通过升降机构对双层水冷铜坩埚进行下降，从而保证固定管内的熔体液面处于设定的高度，使得保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
附图说明
18.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明另一个视角的立体结构示意图；图3为本发明中箱体的内部结构示意图；图4为本发明中安装板的立体结构示意图；图5为本发明中工作箱的内部结构示意图；图6为图1中a处的放大结构示意图；图7为图2中b处的放大结构示意图；图8为图3中c处的放大结构示意图；
图9为图4中d处的放大结构示意图；图10为图5中e处的放大结构示意图；图11为图8中f处的放大结构示意图。
19.图中：1、支腿；2、升降机构；201、第一u形板；202、固定杆；203、移动管；204、螺纹杆；205、螺纹套；206、第二电机；207、第二u形板；3、控制机构；301、移动杆；302、移动板；303、安装块；304、距离传感器；4、收集机构；401、氩气管；402、电磁阀；403、收集箱；404、收集盒；405、拉手；406、出气管；407、通孔；408、过滤板；409、收集罩；5、复位机构；501、固定块；502、t形导杆；503、弹簧；6、抽风机构；601、固定板；602、工作箱；603、抽风管；604、排风管；605、转动杆；606、转扇；7、驱动机构；701、从动皮带轮；702、主动皮带轮；703、皮带；8、加热环；9、固定槽；10、斜面；11、箱体；12、双层水冷铜坩埚；13、感应线圈；14、安装板；15、转轴；16、旋转轮；17、第一电机；18、支撑板；19、固定管；20、条形开口；21、固定盘。
具体实施方式
20.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做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。
21.请参阅图1至图11，本发明提供一种球形合金粉末的制备装置，包括支腿1，支腿1的顶部固定连接有箱体11，箱体11的底部通过升降机构2连接有双层水冷铜坩埚12，且双层水冷铜坩埚12的外侧壁固定套设有感应线圈13，箱体11的内侧壁固定连接有u形设置的安装板14，且安装板14的侧壁通过转轴15转动连接有多个阵列设置的旋转轮16，旋转轮16材质为304不锈钢，表面设置有y2o3或zro或bazro3或cazro3涂层，旋转轮16外径为30～50cm，旋转轮16外缘处设置有三角形或多边形开槽，且开槽的深度为20～100μm，旋转轮16数量为1～20个，旋转轮16外缘处设置有三角形或多边形开槽，且开槽的深度为20～100μm，可控制粉末的粒度大小，安装板14的侧壁固定连接有第一电机17，且第一电机17的输出端与转轴15的一端固定，箱体11的内侧壁固定连接有支撑板18，且支撑板18的上侧壁固定插设有多个阵列设置的固定管19，各个固定管19的侧壁开设有条形开口20，且旋转轮16插设在条形开口20内，固定管19的下端贯穿支撑板18的下侧壁并固定连接有固定盘21，且固定盘21在双层水冷铜坩埚12的内侧壁滑动，支撑板18的上侧壁设置有用于对固定管19内熔体液面进行抽风的抽风机构6，且固定管19的侧壁设置有用于控制熔体液面高度的控制机构3，箱体11内设置有用于对球形合金粉末进行收集的收集机构4，通过设置多个固定管19与旋转轮16一一对应，且固定管19的直径相对较小，从而能够降低液面波动的幅度，同时，各个旋转轮16转动时产生的波动相互独立，互不干扰，从而使得固定管19内熔体液面波动的幅度更小，同时，在旋转轮16高速旋转时，会对固定管19内的熔体液面产生一个相反的吸力，从而能够降低液面波动的幅度，使得液面更加平稳，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀，并且，能够保证固定管19内的熔体液面处于设定的高度，使得保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
22.如图2和图7所示，升降机构2包括固定连接在箱体11下侧壁的第一u形板201和第二u形板207，且第一u形板201的侧壁固定连接有固定杆202，固定杆202的侧壁套设有移动
管203，且移动管203的上端贯穿箱体11的底部并与双层水冷铜坩埚12的底部固定，第二u形板207的侧壁转动连接有螺纹杆204，螺纹杆204的侧壁螺纹连接有螺纹套205，且螺纹套205的上端贯穿箱体11的底部并与双层水冷铜坩埚12的底部固定，第二u形板207的下侧壁固定连接有第二电机206，且第二电机206的输出端与螺纹杆204的下端固定，启动第二电机206，第二电机206的转动带动螺纹杆204的转动，从而带动螺纹套205和移动管203进行升降，进而带动双层水冷铜坩埚12进行升降。
23.如图1、图2、图3和图6所示，收集机构4包括固定插设在箱体11上侧壁的氩气管401，且氩气管401的侧壁固定连接有电磁阀402，氩气管401的下端贯穿箱体11的下侧壁并固定连接有收集箱403，且氩气管401的侧壁固定连接有锥形设置的收集罩409，收集箱403的底部滑动连接有收集盒404，且收集盒404的侧壁固定连接有拉手405，收集盒404的底部开设有通孔407，且通孔407内固定连接有过滤板408，收集箱403的下侧壁固定连接有出气管406，打开电磁阀402，氩气通过产氩气管401进入收集箱403中，并通过出气管406排出，氩气的温度为-30～-50
°
c，氩气的流量为1000～1300ml/min，并通过出气管406排出，根据伯努力原理，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，所以氩气通过时会对收集罩409产生吸力，从而将产生的球形粉末吸入氩气管401内与氩气换热，换热凝固后的球形粉末进入收集盒404内进行统一收集，使得对球形粉末的收集效率更高、更加方便。
24.如图5、图9和图10所示，抽风机构6包括固定连接在支撑板18上侧壁多个阵列设置的固定板601，且各个固定板601的上端固定连接有工作箱602，工作箱602靠近固定管19的侧壁固定连接有抽风管603，且工作箱602远离抽风管603的侧壁固定连接有排风管604，安装板14的下侧壁固定连接有两个对称设置的固定板601，且两个固定板601相对的侧壁转动连接有转动杆605，转动杆605插设在工作箱602内，且各个工作箱602内通过转动杆605转动连接有转扇606，转动杆605的转动通过驱动机构7进行驱动，在进行制备时，通过驱动机构7带动转动杆605和多个转扇606进行同步转动，从而通过抽风管603进行抽气，并通过排风管604排出，此时，抽风管603抽风时，会对固定管19内的熔体液面产生一个相反的吸力，从而能够降低液面波动的幅度，使得液面更加平稳，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
25.如图5和图10所示，驱动机构7包括固定连接在转轴15一端的主动皮带轮702，转动杆605的一端贯穿其中一个固定板601的侧壁并固定连接有从动皮带轮701，且从动皮带轮701和主动皮带轮702通过皮带703传动，在进行制备时，启动第一电机17，第一电机17的转动带动转轴15和旋转轮16的转动，与此同时，带动主动皮带轮702进行转动，主动皮带轮702的转动通过皮带703带动从动皮带轮701和转动杆605的转动。
26.如图7、图8和图11所示，控制机构3包括插设在其中一个固定管19侧壁的移动杆301，且移动杆301的另一端固定连接有移动板302，移动板302通过复位机构5与支撑板18的上侧壁连接，且复位机构5上连接有安装块303，安装块303的侧壁固定连接有距离传感器304，当双层水冷铜坩埚12内的熔体逐渐进入固定管19中时，熔体产生的压力会推动移动杆301进行移动，移动杆301的移动带动移动板302同步移动，同时，弹簧503收缩，并且，通过距离传感器304检测移动板302的位置信息，当熔体达到设定的高度时，通过距离传感器304控制升降机构2停止对双层水冷铜坩埚12进行上升，并且，当固定管19内的液面过高时，能够通过升降机构2对双层水冷铜坩埚12进行下降，从而保证固定管19内的熔体液面处于设定的高度，使得保证制备的球形粉末粒径更加均匀。
27.如图11所示，复位机构5包括固定连接在支撑板18上侧壁两个对称设置的固定块501，且各个固定块501的侧壁插设有t形导杆502，t形导杆502的一端与移动板302的侧壁固定，且各个t形导杆502的侧壁套设有弹簧503，对移动板302的移动起到导向与复位作用。
28.如图8所示，各个固定管19的侧壁固定连接有加热环8，对固定管19内的熔体进行加热，避免其冷却。
29.如图4和图9所示，各个条形开口20的侧壁固定连接有两个对称设置的固定槽9，且固定槽9包括斜面10，当固定管19内的熔体液面高度过高时，能够进入固定槽9内暂存，从而使得固定管19内的熔体液面高度更加准确。
30.本发明还提供了一种球形合金粉末的制备方法，包括以下步骤：s1:启动第二电机206，第二电机206的转动带动螺纹杆204的转动，从而带动螺纹套205和移动管203进行升降，进而带动双层水冷铜坩埚12进行升降；s2:启动第一电机17，第一电机17的转动带动转轴15和旋转轮16的转动；s3:当固定盘21在双层水冷铜坩埚12内滑动时，会对双层水冷铜坩埚12内的熔体进行挤压，使其沿着多个固定管19上升，从而使得旋转轮16下端置于固定管19内熔体液面下，通过设置多个固定管19与旋转轮16一一对应，且固定管19的直径相对较小，从而能够降低液面波动的幅度，由于固定管19的直径相对较小，熔体与旋转轮16的接触相对较少，能够降低液面波动，并且，产生波动时，由于液面面积较小，产生的波动幅度较小，同时，各个旋转轮16转动时产生的波动相互独立，互不干扰，从而使得固定管19内熔体液面波动的幅度更小，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀；s4:当双层水冷铜坩埚12内的熔体逐渐进入固定管19中时，熔体产生的压力会推动移动杆301进行移动，移动杆301的移动带动移动板302同步移动，同时，弹簧503收缩，并且，通过距离传感器304检测移动板302的位置信息，当熔体达到设定的高度时，通过距离传感器304控制升降机构2停止对双层水冷铜坩埚12进行上升，并且，当固定管19内的液面过高时，能够通过升降机构2对双层水冷铜坩埚12进行下降，从而保证固定管19内的熔体液面处于设定的高度，保证液面高度恒定，即能够保证旋转轮16旋转过程中，处于旋转轮16外缘开槽内的熔体量更加均匀，使得制备的球形粉末粒径更加均匀；s5:转轴15进行转动时，带动主动皮带轮702进行转动，主动皮带轮702的转动通过皮带703带动从动皮带轮701和转动杆605的转动，转动杆605的转动带动多个转扇606进行同步转动，从而通过抽风管603进行抽气，并通过排风管604排出，因为旋转轮16旋转时，会在旋转轮16的切线方向给熔体一个向前的推力，此推力会使得液面产生波动，所以，此时通过抽风管603进行抽风时，会对固定管19内的熔体液面产生一个与旋转轮16切线方向推力相反的吸力，从而能够降低液面波动的幅度，使得液面更加平稳，从而保证制备的球形粉末粒径更加均匀；s6:旋转轮16进行转动时，使得熔滴在离心力作用，延抛物线飞出；s7:与此同时，打开电磁阀402，通过氩气管401通入氩气，根据伯努力原理，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，所以，当氩气通过收集罩409时，会使得收集罩409产生吸力，从而将产生的球形粉末吸入氩气管401内与氩气换热，换热凝固后的球形粉末进入收集盒404内进行统一收集，使得对球形粉末的收集效率更高、更加方便。