一種粉末制備的貴金屬霧化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及制粉設(shè)備，具體的說是涉及一種粉末制備的貴金屬霧化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能、低成本粉末的廣泛應(yīng)用不僅改變了粉末冶金工業(yè)的生產(chǎn)方式，而且促進了生產(chǎn)方式的變革。發(fā)展高性能粉末及其制備技術(shù)，已成為當(dāng)今材料科學(xué)與工程研究中一個十分活躍的高科技前沿領(lǐng)域。氣霧化制粉具有環(huán)境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷卻速率大等優(yōu)點，經(jīng)歷近200年的發(fā)展，目前已經(jīng)成為生產(chǎn)高性能金屬及合金粉末的主要方法。霧化方法制取的粉末已占到當(dāng)今世界粉末總產(chǎn)量的近80 %。
[0003]氣體霧化技術(shù)是生產(chǎn)金屬及合金粉末的主要方法。霧化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生產(chǎn)成本低以及適應(yīng)多種金屬及合金粉末的生產(chǎn)等優(yōu)點，已成為高性能及特種合金粉末制備技術(shù)的主要發(fā)展方向。
[0004]自由落體噴嘴設(shè)計簡單、不易堵嘴、控制過程也比較簡單，但霧化效率不高。限制式噴嘴結(jié)構(gòu)緊湊，霧化效率顯著提高，但設(shè)計復(fù)雜，工藝過程難于控制。因此，氣霧化技術(shù)在隨后一段時期里發(fā)展緩慢。隨著二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，鐵粉燒結(jié)零件需求量劇增，為此，人們開始尋求更理想的鐵粉制備技術(shù)。Hanmitak實用新型了一種稱為DPG的氣霧化制粉工藝，成功制取了鐵粉，人們把這種鐵粉叫做RlE粉。Mannesman利用錐形空氣氣流粉碎熔融鐵水的方法同樣制得了高性能的鐵粉，這就是著名的曼內(nèi)斯曼法，其基本原理一直沿用至今。霧化鐵粉球形度高，表面光潔，適用于大批量生產(chǎn)。伴隨氣霧化制粉技術(shù)的迅速發(fā)展，關(guān)于氣霧化制粉工藝和機理的研究也不斷深入。Thompson研究了工藝參數(shù)對霧化鋁粉粉末粒度的影響，發(fā)現(xiàn)粉末粒度隨金屬液流速提高、射流壓力增加以及金屬熱度加大而減小。Watkingson在曼內(nèi)斯曼法基礎(chǔ)上使用環(huán)形噴嘴，工藝過程更穩(wěn)定，并發(fā)現(xiàn)使用空氣霧化容易引起金屬粉末氧化，降低了粉末純度。不久，采用惰性氣體霧化(氮氣和氬氣)的實驗研究得到發(fā)展。
[0005]20世紀(jì)50?60年代，氣霧化工藝開始大規(guī)模用于生產(chǎn)金屬及合金粉末。20世紀(jì)70年代初關(guān)于霧化工藝的優(yōu)化以及霧化機理的研究取得了顯著的進展，推動了氣霧化制粉技術(shù)的快速發(fā)展。
[0006]霧化法制粉技術(shù)是生產(chǎn)金屬及合金粉末的主要方法，霧化粉末具有粉末粒度可控、氧含量低、生產(chǎn)成本低以及適應(yīng)多種金屬及合金粉末的生產(chǎn)等優(yōu)點，已成為高性能合金粉末制備技術(shù)的主要發(fā)展方向。隨著粉末冶金新工藝新材料的出現(xiàn)以及粉末原材料在表面工程、電子、化工、激光快速原型、軍事等工業(yè)中的應(yīng)用，對合金粉末的要求向著微細、高純、球形化方向發(fā)展，這一驅(qū)動力推動著粉末霧化生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展。
[0007]目前傳統(tǒng)的霧化制粉設(shè)備為熔煉和限流澆注系統(tǒng)分離，金屬在熔煉爐中熔煉以后，傾倒?jié)沧⒂谙蘖魇街虚g漏包內(nèi)，此過程為開放式環(huán)境，無法對氧氣氛進行控制，難以制備低氧含量高質(zhì)量金屬粉末；而且限流式中間漏包系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的限流導(dǎo)流漏嘴不方便溫度測量控制，造成霧化時金屬熔液過冷凝固堵塞事故經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)致生產(chǎn)停頓；熔煉過程中存在高溫高能量金屬溶液澆注轉(zhuǎn)移飛濺，不但熱能量損失浪費，還具有一定操做安全隱患?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供了一種粉末制備的貴金屬霧化裝置，該霧化設(shè)備采用水霧化裝置、金屬霧化裝置快速將液態(tài)金屬流粉碎成小液滴并凝固成粉末，提高粉末制備的效率和質(zhì)量。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過以下方案來實現(xiàn):一種粉末制備的貴金屬霧化裝置，該金屬霧化裝置安裝在一平臺裝配體上，它包括:
[0010]熔煉保溫室、霧化室、充氣系統(tǒng)、旋風(fēng)除塵器、收粉罐、真空系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、電源及電控系統(tǒng)；
[0011]所述霧化室內(nèi)設(shè)置有:霧化系統(tǒng)裝配體、與霧化系統(tǒng)裝配體電連接的控制系統(tǒng)裝配體；
[0012]所述霧化系統(tǒng)裝配體頭部安裝固定有金屬霧化裝置，在金屬霧化裝置的頂部斜面上安裝有水霧化裝置，金屬霧化裝置通過門扣式固定夾安裝在霧化系統(tǒng)裝配體的外殼體上;
[0013]所述水霧化裝置包括水霧化殼體、噴頭主體、噴嘴、壓板，所述水霧化殼體為圓盤狀，在其內(nèi)部設(shè)置有兩層圓環(huán)形凹槽，最內(nèi)層凹槽處邊緣設(shè)置若干噴嘴，若干噴嘴的包圍圈內(nèi)設(shè)置噴頭主體壓帽，所述噴頭主體壓帽連通噴頭主體，所述噴頭主體連接圓盤形壓板，所述壓板通過螺栓固定在霧化系統(tǒng)裝配體的外殼體上；
[0014]所述金屬霧化裝置包括石墨杯、石英杯、加熱線圈、金屬霧化殼體、固定機構(gòu)、熱電偶裝配體，所述石墨杯套于石英杯內(nèi)，在石英杯外側(cè)繞制加熱線圈，所述加熱線圈電性連接熱電偶裝配體，石墨杯、石英杯、加熱線圈組合后整體置入金屬霧化殼體內(nèi)。
[0015]進一步的，所述收粉罐安裝在霧化系統(tǒng)裝配體最底端，收粉罐呈圓錐形漏斗狀，居于平臺裝配體的平臺下部。
[0016]進一步的，所述噴嘴設(shè)置有四個，置于水霧化殼體的內(nèi)層凹槽處邊緣四等分線上，噴嘴噴射方向向內(nèi)傾斜，其傾斜角度在75~85度之間，所述噴嘴主體為圓柱體，圓柱體一端邊緣設(shè)置成六角平面，便于六角扳手旋轉(zhuǎn)，在六角平面的一側(cè)端面上設(shè)置有一個凸柱，在該凸柱的端面上設(shè)置一字槽，一字槽底面呈弧形，其中心處設(shè)置有圓通孔，該圓通孔延伸至噴嘴的圓柱體另一端面。
[0017]進一步的，所述石墨杯為圓筒狀，兩端通孔，其材質(zhì)使用的是石墨材料，石墨杯開口邊緣處設(shè)置有一圈臺椽。
[0018]進一步的，所述石英杯為圓筒狀，兩端通孔，其材質(zhì)使用的是石英材料，石英杯開口邊緣處設(shè)置有一圈臺椽。
[0019]進一步的，所述加熱線圈繞制成圓筒狀，其內(nèi)壁距離石英杯外壁20~30mm，其下部線圈嵌于金屬霧化殼體內(nèi)部底面上的凹圈內(nèi)。
[0020]進一步的，所述金屬霧化殼體呈圓柱狀，在其上部邊緣的直徑兩端處各設(shè)置有一個邊耳，該邊耳呈方形臺柱狀，其中一個方形臺柱面上設(shè)置有四個螺紋孔，門扣式固定夾上設(shè)置有四個圓頭螺絲，四個圓頭螺絲旋緊在四個螺紋孔處，將門扣式固定夾固定在金屬霧化殼體上，另一個方形臺柱面上設(shè)置有二個螺紋孔，通過該二個螺紋孔將金屬霧化殼體連接重物用蝶形鉸鏈，所述重物用蝶形鉸鏈上設(shè)置有四個M4*10的連接螺絲，其上部的二個M4*10的連接螺絲連接金屬霧化殼體上蓋，上蓋通過重物用蝶形鉸鏈打開或者閉合，上蓋上設(shè)置有與門扣式固定夾匹配的夾扣部。
[0021]進一步的，所述金屬霧化殼體的蓋面邊緣處設(shè)置有一圈凹槽，在該凹槽上套有密封圈，所述金屬霧化殼體的側(cè)壁上設(shè)置有3個圓孔，其中兩個圓孔上套有絕緣套，第三個圓孔套接直角外錐螺紋黃銅卡套。
[0022]進一步的，所述絕緣套內(nèi)空腔處套有銅管連接頭，該銅管連接頭連接耐熱快速接頭。
[0023]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果是:本實用新型的實施增強了霧化制粉生產(chǎn)熱操作狀態(tài)下的安全性，霧化過程工藝參數(shù)的可控性高，生產(chǎn)更穩(wěn)定，也極大限度的提高了產(chǎn)品性能，生產(chǎn)更節(jié)能。本實用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，使用方便，便于維修，具有良好的通用性和互換性。本實用新型的氣體霧化是用一高速氣流將液態(tài)金屬流粉碎成小液滴并凝固成粉末的過程，核心是控制氣體對金屬液流的作用過程，使氣流的動能最大限度的轉(zhuǎn)化為新生粉末表面能。霧化過程是個多因素、多參量變化的復(fù)雜過程，其中噴嘴是霧化裝置中使霧化介質(zhì)(氣體等)獲得高能量、高速度并將霧化介質(zhì)的能量集中傳遞給熔融金屬的部件，本實用新型對霧化效率和霧化過程的穩(wěn)定性起重要作用，同時噴嘴的結(jié)構(gòu)和性能決定了霧化粉末的性能和效率。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型貴金屬霧化裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0027]圖3為圖1的B部放大圖。
[0028]圖4為本實用新型水霧化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5為本實用新型金屬霧化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖6為圖5的A部放大圖。
[0031]圖7為本實用新型噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖中標(biāo)記:平臺裝配體1、霧化系統(tǒng)裝配體2、控制系統(tǒng)裝配體3、收粉罐21、水霧化裝置20、金屬霧化裝置20b、水霧化殼體201、噴頭主體202、噴頭主體壓帽203、噴嘴204、壓板205、螺栓206、金屬霧化殼體207、石英杯209、石墨杯210、加熱線圈211、門扣式固定夾212、重物用蝶形鉸鏈213、M4*10平頭螺絲214、平頭螺絲215、耐熱快速接頭216、直角外錐螺紋黃銅卡套217、銅管連接頭218、3/8壓緊螺母219、密封圈220、絕緣套221、熱電偶裝配體222。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0034]請參照附圖1~7所示，一種粉末制備的貴金屬霧化裝置，該金屬霧化裝置安裝在一平臺裝配體I上，平臺裝配體I是一個平臺，平臺高度離地面2.5米，其周邊由鋁合金條柱組成的護欄，平臺的一側(cè)設(shè)置有樓梯，在平臺的中央設(shè)置霧化室。
[0035]本實用新型貴金屬霧化裝置包括:
[0036]熔煉保溫室、霧化室、充氣系統(tǒng)、旋風(fēng)除塵器、收粉罐21、真空系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、電源及電控系統(tǒng)；
[0037]所述霧化室內(nèi)設(shè)置有:霧化系統(tǒng)裝配體2、