本發(fā)明屬于一種多絲大電流電弧霧化制備球型微細粉末的裝置，具體涉及一種通過電弧絲霧化的方法進行球型微細粉末材料制備的裝置。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)又稱三維打印技術(shù)，是指通過可以“打印”出真實物體的3D打印機，采用分層加工、迭加成形的方式逐層增加材料來生成3D實體。近些年來，3D打印技術(shù)飛速發(fā)展，包括政府、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、高科技研發(fā)、教育業(yè)、以及制造業(yè)對3D打印材料的需求巨大。3D打印技術(shù)依托于信息技術(shù)、精密機械和材料科學(xué)三個方面，缺一不可。尤其對合格的打印材料的需求更為實際和迫切。

以3D打印所需的球形鈦粉為例，目前最常用的球型鈦粉的制造技術(shù)是加拿大AP&C公司的等離子體霧化技術(shù)。通過三個等離子電極將絲材加熱融化，使用高壓氬氣吹散霧化，得到符合粒度和成分要求的球型鈦粉。通過此方法生產(chǎn)的球型鈦粉質(zhì)量較好，能滿足增材制造、注射成型等應(yīng)用領(lǐng)域。但是，等離子霧化法生產(chǎn)的成本很高，效率不足，隨著3D打印技術(shù)在全世界的迅速發(fā)展，價格和效率逐漸會成為粉末制備的限制因素。因此，開發(fā)一種高效率、低成本、質(zhì)量優(yōu)異的球型鈦粉制備技術(shù)成為了全世界共同關(guān)注和研發(fā)的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多絲大電流電弧霧化制備球型微細粉末的裝置，通過使用電弧絲霧化設(shè)備制備粉末，并通過由電弧絲霧化設(shè)備產(chǎn)品依次與霧化塔、產(chǎn)品收集器、氣壓控制器、冷卻通道、氬氣過濾器、氬氣緩沖罐、氣體壓縮機、氬氣匯流排、電弧絲霧化設(shè)備電源依次相連通，高真空泵和低真空泵組成的抽真空系統(tǒng)分別與電弧絲霧化設(shè)備、霧化塔和產(chǎn)品收集器相連，冷卻設(shè)備分別與霧化塔和冷卻通道相連，其中，所述的電弧絲霧化設(shè)備包括熔化室和電弧絲霧化槍，整個裝置與總控制柜相連接。

所述的電弧絲霧化槍由送絲裝置、一個中心噴嘴和多個導(dǎo)電嘴構(gòu)成，其中多個導(dǎo)電嘴分別與電弧絲霧化設(shè)備電源相連，送絲裝置和導(dǎo)電噴嘴不少于兩個且成對增加。

所述的球型微細粉末制備的裝置，其中氬氣匯流排由6*2瓶標準氬氣瓶組成，電弧絲霧化槍固定于熔化室頂部，并加以密封。熔化室中設(shè)有霧化槍固定口，氬氣進氣口，氬氣出氣口。產(chǎn)品收集器中包括氣固分離裝置、廢氣通道及粉末篩分裝置，最下方為粉末流出孔，可實現(xiàn)不同粒度粉末的收集。

本實用新型通過多絲電弧融化同時進行，且電弧絲霧化設(shè)備功率更大，電弧絲霧化速度更快，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)效率的成倍提升；

電弧絲霧化設(shè)備的電流、電壓、氣體壓力和出絲速度決定了最終球型粉末的粒度分布，通過總控制柜調(diào)節(jié)不同的參數(shù)，可獲得所需的粒度分布；

電弧絲霧化槍出口處的氣體壓力使液流高速向下噴出，形成一個喇叭形的粒子束流。高速的氣體能有效增強霧化效果，減少粒子之間的粘連；

整套設(shè)備成本不高，氬氣可回收再利用，絲材原料普遍，加工簡單，成本較等離子霧化方法大幅降低；其特征在于此方法可實現(xiàn)生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品粒度可控、氧含量可調(diào)節(jié)、球型度好、微細粉末收得率高，降低了微細粉末的生產(chǎn)成本，全過程在氬氣保護下進行，收集到的粉末成分可滿足使用要求。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖

圖2是電弧絲霧化槍四絲局部原理示意圖

圖中：

1.熔化室，2.送絲裝置，3.中心噴嘴，4.多個導(dǎo)電嘴，4-1、4-2、4-4、4-4.導(dǎo)電嘴，5.霧化塔，6.產(chǎn)品收集器，7.氣壓控制器，8.冷卻通道，9.氬氣過濾器，10.氬氣緩沖罐，11.氣體壓縮機，12.氬氣匯流排，13.電弧絲霧化設(shè)備電源，14.真空泵，15.低真空泵，16.冷卻設(shè)備，17.總控制柜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1和附圖2對本實用新型流程進行具體的說明：

下面以四絲為例：

1)將四組細絲通過送絲裝置(2)分別引入到導(dǎo)電嘴(4-1)、導(dǎo)電嘴(4-2)、導(dǎo)電嘴(4-3)和導(dǎo)電嘴(4-4)中，通過總控制柜(11)，開啟高真空泵(14)和低真空泵(15)，對熔化室(1)，霧化塔(5)，產(chǎn)品收集器(13)進行霧化前的抽真空處理。

2)將氬氣匯流排(12)中的氬氣通入電弧絲霧化設(shè)備及與其相連通的霧化塔(5)和產(chǎn)品收集器(6)，形成氣體的循環(huán)供應(yīng)，以保證系統(tǒng)全部處在氬氣保護氣氛下。

3)向電弧絲霧化設(shè)備輸入1.0MPa以下的持續(xù)穩(wěn)定的氬氣流，5-10s后電弧霧化槍自動開啟，絲材被電弧融化并形成穩(wěn)定向下的液體束流，同時冷卻設(shè)備(16)通水運行，保證粉末充分霧化后及時在霧化塔(5)中冷卻成型。

4)熔融的顆粒被高強氣流不斷沖散，并在表面張力的作用下球化成型。整個電弧絲霧化過程液滴在極高的溫度梯度(106K/m)下迅速冷卻，進入冷卻階段驟冷凝固，最終得到球型度良好，符合粒度分布的球型粉末。

5)冷卻成型的粉末沿氬氣出氣孔落入收集室內(nèi)，繼而在氬氣保護氣氛下進行篩分分級，而排出的氬氣經(jīng)過冷卻通道(8)排出至過濾器(9)，而后進入氬氣緩沖罐(10)中，以便由氣體壓縮機(11)壓縮后重新后進行新一輪的循環(huán)使用。所述的形成穩(wěn)定的電弧絲霧化成型所需要的壓縮氬氣流量為3-15slpm，設(shè)置電弧絲霧化參數(shù)：電壓：20-50V，電流：200-1000A，氣體壓力：0-1.0MPa，出絲控制速度：1-10m/min。

采用多絲大電流電弧霧化制備球型微細粉末的裝置所生產(chǎn)的細微球型粉末，能夠保證粉末純度，有效控制粒度分布，減小粉末粘連，改善松裝密度，增加流動性，可滿足3D打印、注射成型等工藝的使用要求。