金属粉末的制备装置及方法与流程

本公开涉及制粉，尤其涉及一种金属粉末的制备装置及方法。

背景技术：

1、金属粉末作为一类重要的工业原料，在冶金、能源、电子、医疗、航空航天等领域的应用日渐重要。超声雾化采用高频振动使液膜分离破碎的原理，直接利用超声波的振动使液滴破碎形成粉末。由于其制备的粉末球形度好、粒度范围窄、制备的粉末质量高，在粉末制备领域的应用也越来越广泛。

2、相关技术中，一般采用一次超声雾化的方法制备金属粉末，其主要是将熔融金属液投入高频振动的换能器工具头上，使金属薄液在工具头上形成波动，并在波峰位置将小液滴振飞，然后形成金属粉末。但是，由于超声设备的振动频率存在局限性，难以大批量制备直径在50μm以下的细粉。

技术实现思路

1、本公开提供了一种金属粉末的制备装置及方法，以解决传统金属粉末的制备装置由于超声设备振动频率的局限性，难以制备直径小于50μm的细粉的技术问题。

2、为此，第一方面，本公开提供了一种金属粉末的制备装置，包括：

3、熔炼室，具有液体出口，熔炼室用于制备熔融金属液；

4、雾化室，具有连通液体出口的液体进口；

5、第一超声组件，穿设于雾化室且位于液体进口的下方，以给熔融金属液提供第一次振波，得到一级液滴；以及

6、第二超声组件，设置于雾化室内且位于第一超声组件下方，以给一级液滴提供第二次振波，得到二级液滴；其中，二级液滴的粒径小于一级液滴的粒径。

7、在一种可能的实施方式中，第一超声组件与液体进口之间的距离小于或者等于5mm；和/或，

8、第二超声组件与第一超声组件之间的距离为5mm～10mm。

9、在一种可能的实施方式中，一级液滴的粒径为50μm～120μm；和/或，

10、二级液滴的粒径小于或者等于50μm。

11、在一种可能的实施方式中，第一超声组件包括相对设置的第一超声波发射极和第二超声波发射极，第一超声波发射极和第二超声波发射极用于发射频率相同、方向相反的超声波。

12、在一种可能的实施方式中，第一超声波发射极和第二超声波发射极设有多个，一第二超声波发射极对应一第一超声波发射极设置。

13、在一种可能的实施方式中，雾化室还具有固体出口，雾化室包括上壳体和下壳体，上壳体盖合于下壳体，以在上壳体和下壳体之间形成雾化腔；

14、液体进口设于上壳体远离下壳体的一侧，固体出口设于下壳体远离上壳体的一侧，第一超声组件穿设于上壳体，第二超声组件位于上壳体内。

15、在一种可能的实施方式中，雾化室还包括密封件，密封件设于液体进口和液体出口之间。

16、在一种可能的实施方式中，制备装置还包括集粉罐，集粉罐连接于固体出口，用于收集雾化室内形成的目标金属粉末；和/或，

17、制备装置还包括抽空组件，抽空组件连通雾化腔，以给雾化腔提供真空环境。

18、第二方面，本公开还提供了一种应用于如上所述的金属粉末的制备装置的方法，其特征在于，包括：

19、通过熔炼室制备熔融金属液，并控制熔融金属液以预设流速进入雾化室；

20、控制第一超声组件以第一振幅作业，以击碎熔融金属液，获得一级液滴；

21、控制第二超声组件以第二振幅作业，以震碎一级液滴，获得二级液滴，冷却凝固、收集，获得目标金属粉末；其中，二级液滴的粒径小于一级液滴的粒径。

22、在一种可能的实施方式中，通过熔炼室制备熔融金属液之前还包括：

23、控制雾化室的真空度小于或者等于6.63*10-3pa；

24、对雾化室充入惰性气体，并使雾化室内压强小于1mpa。

25、根据本公开提供的金属粉末的制备装置及方法，该金属粉末的制备装置包括：熔炼室，具有液体出口，熔炼室用于制备熔融金属液；雾化室，具有连通液体出口的液体进口；第一超声组件，穿设于雾化室且位于液体进口的下方，以给熔融金属液提供第一次振波，得到一级液滴；以及第二超声组件，设置于雾化室内且位于第一超声组件下方，以给一级液滴提供第二次振波，得到二级液滴；其中，二级液滴的粒径小于一级液滴的粒径。本公开技术方案，通过优化金属粉末的制备装置的具体结构，以优化金属粉末的制备工艺，解决了传统金属粉末制备装置由于超声设备存在局限振动频率、难以制备直径小于50μm的细粉的问题，提高金属粉末制备装置的细粉生产范围和细粉品质。具体而言，将金属粉末制备装置配置为至少包括熔炼室、雾化室、第一超声组件及第二超声组件的组合构件，该熔炼室连通雾化室，并给雾化室提供熔融金属液；该第一超声组件穿设于雾化室，以给熔融金属液提供第一次振波，从而击碎熔融金属液，获得一级液滴；该第二超声组件设置在雾化室内部，以给一级液滴提供第二次振波，从而震碎一级液滴，获得二级液滴，该二级液滴即为目标金属粉末的液体形态，当其在雾化室内飞行一定距离，即可冷却凝固成具有高球形度的目标金属粉末。如此，通过至少两次超声波能作用于熔融金属液上，使其分散成为颗粒度更小、球形度更高、品质更好的细粉，满足金属制件需要，提优金属粉末制件的性能。

技术特征：

1.一种金属粉末的制备装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述第一超声组件与所述液体进口之间的距离小于或者等于5mm；和/或，

3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述一级液滴的粒径为50μm～120μm；和/或，

4.根据权利要求1至3任一项所述的制备装置，其特征在于，所述第一超声组件包括相对设置的第一超声波发射极和第二超声波发射极，所述第一超声波发射极和所述第二超声波发射极用于发射频率相同、方向相反的超声波。

5.根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述第一超声波发射极和所述第二超声波发射极设有多个，一所述第二超声波发射极对应一所述第一超声波发射极设置。

6.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述雾化室还具有固体出口，所述雾化室包括上壳体和下壳体，所述上壳体盖合于所述下壳体，以在所述上壳体和所述下壳体之间形成雾化腔；

7.根据权利要求6所述的制备装置，其特征在于，所述雾化室还包括密封件，所述密封件设于所述液体进口和所述液体出口之间。

8.根据权利要求7所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括集粉罐，所述集粉罐连接于所述固体出口，用于收集所述雾化室内形成的目标金属粉末；和/或，

9.一种应用于如权利要求1至9任一项所述的金属粉末的制备装置的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述通过熔炼室制备熔融金属液之前还包括：

技术总结
本公开涉及一种金属粉末的制备装置及方法，该金属粉末的制备装置包括：熔炼室，具有液体出口，熔炼室用于制备熔融金属液；雾化室，具有连通液体出口的液体进口；第一超声组件，穿设于雾化室且位于液体进口的下方，以给熔融金属液提供第一次振波，得到一级液滴；以及第二超声组件，设置于雾化室内且位于第一超声组件下方，以给一级液滴提供第二次振波，得到二级液滴；其中，二级液滴的粒径小于一级液滴的粒径。本公开技术方案有效解决了传统金属粉末的制备装置由于超声设备振动频率的局限性，难以制备直径小于50μm的细粉的技术问题。

技术研发人员：孔令鸿,王海波,高玉来
受保护的技术使用者：深圳微纳增材技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13