本實(shí)用新型涉及3D打印增材制造領(lǐng)域以及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置。

背景技術(shù)：

隨著加工技術(shù)的發(fā)展及革新，粉末材料在汽車、冶金、航天、航空、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是隨著3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展，制造領(lǐng)域?qū)τ诮饘俜勰┑男枨蟾鼮槠惹小８咝阅艿慕饘俜勰┚哂辛鲃?dòng)性好、粒度范圍窄、成分均勻等特點(diǎn)，但其需要采用先進(jìn)的制備技術(shù)才能獲得。

目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)金屬球形粉末的主要方式是霧化法，國(guó)內(nèi)霧化制粉技術(shù)水平與國(guó)外差距較大，制備的金屬粉末粒度范圍大，必須經(jīng)過(guò)多次篩分及檢驗(yàn)才能得到所需的粒徑，生產(chǎn)效率極低，且存在粒度分布不均勻、粉末球形度不佳、顆粒表面存在衛(wèi)星球以及存在一定數(shù)量的空心粉末等缺陷，致使大量高性能金屬粉末依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約國(guó)內(nèi)金屬3D打印增材制造行業(yè)的發(fā)展。

在眾多金屬粉末制備工藝中，旋轉(zhuǎn)離心法制粉以其獨(dú)特的粒徑尺寸，形貌可控性和較高生產(chǎn)效率，已成為制備金屬或合金粉末的一種重要方法。但現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)離心制粉技術(shù)中金屬液由熔煉室流至旋轉(zhuǎn)離心盤時(shí)，雖然具有一定的過(guò)熱度，但從熔煉室流出的金屬液與旋轉(zhuǎn)離心盤存在較大的溫差，從而會(huì)導(dǎo)致金屬液的熱量損失，進(jìn)而影響霧化效果，降低產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的其中一個(gè)目的是提出一種制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在由于從熔煉室流出的金屬液與旋轉(zhuǎn)離心盤存在較大的溫差，從而會(huì)導(dǎo)致金屬液的熱量損失，進(jìn)而影響霧化效果，降低產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效益的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見(jiàn)下文闡述。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，包括：熔煉坩堝、中間包坩堝以及電機(jī)，所述熔煉坩堝置于所述中間包坩堝的頂部，所述中間包坩堝與所述電機(jī)連接，所述熔煉坩堝、中間包坩堝外部分別設(shè)置有第一加熱裝置和第二加熱裝置。

進(jìn)一步的，所述第一加熱裝置、第二加熱裝置以環(huán)繞的方式分別設(shè)置在所述熔煉坩堝、所述中間包坩堝的外部。

進(jìn)一步的，所述熔煉坩堝底部設(shè)有導(dǎo)流嘴，所述中間包坩堝內(nèi)部設(shè)有液體流道、圓周面上設(shè)有液體流出孔、底部設(shè)有熔池，所述導(dǎo)流嘴與所述熔池連通，所述熔池頂部與所述液體流道連通。

進(jìn)一步的，所述第一加熱裝置具體為感應(yīng)線圈加熱和/或電阻加熱，

進(jìn)一步的，所述第二加熱裝置具體為感應(yīng)線圈加熱和/或電阻加熱。

進(jìn)一步的，所述中間包坩堝為石墨坩堝。

進(jìn)一步的，所述熔池頂部與所述液體流道的連通處采用圓弧過(guò)渡。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)與所述中間包坩堝具體通過(guò)軸連接。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000rpm-40000rpm。

進(jìn)一步的，所述中間包坩堝圓周上的液體流出孔為圓柱形。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過(guò)在熔煉坩堝和中間包坩堝外側(cè)均設(shè)置加熱加熱裝置，從而減小從熔煉坩堝流入到中間包坩堝內(nèi)的金屬熔液的溫差，進(jìn)而減少金屬液的熱量損失，提高響霧化效果、產(chǎn)品質(zhì)量以及及生產(chǎn)效益。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中中間包坩堝內(nèi)金屬流道和流出孔的局部放大示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-熔煉坩堝； 2-導(dǎo)流嘴； 3-中間包坩堝； 4-液體流道； 5-液體流出孔； 6-熔池； 7-電機(jī)； 8-第一加熱裝置； 9-第二加熱裝置。

具體實(shí)施方式

下面可以參照附圖圖1～圖2以及文字內(nèi)容理解本實(shí)用新型的內(nèi)容以及本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)之間的區(qū)別點(diǎn)。下文通過(guò)附圖以及列舉本實(shí)用新型的一些可選實(shí)施例的方式，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是：本實(shí)施例中的任何技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為了描述簡(jiǎn)潔的需要本文件中無(wú)法窮舉本實(shí)用新型的所有可替代的技術(shù)特征以及可替代的技術(shù)方案，也不便于每個(gè)技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：可以將本實(shí)用新型提供的任意技術(shù)手段進(jìn)行替換或?qū)⒈緦?shí)用新型提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到新的技術(shù)方案。本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)所能想到的任何替代技術(shù)方案以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將本實(shí)用新型提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到的新的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置。

下面結(jié)合圖1～圖2對(duì)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，包括：熔煉坩堝1、中間包坩堝3以及電機(jī)7，所述熔煉坩堝1置于所述中間包坩堝3的頂部，所述中間包坩堝3與所述電機(jī)7連接，所述熔煉坩堝1、中間包坩堝3外部分別設(shè)置有第一加熱裝置8和第二加熱裝置9。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：如圖1所示，本實(shí)用新型提出的制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，包括熔煉坩堝1、中間包坩堝3以及電機(jī)6，熔煉坩堝1處于中間包坩堝3的頂部，中間包坩堝3與電機(jī)6相連接，熔煉坩堝1與中間包坩堝3的外部分別設(shè)有加熱裝置，其中熔煉坩堝1外部設(shè)置的第一加熱裝置8可以為感應(yīng)線圈或者是電阻加熱，同時(shí)也可以是這兩種加熱方式的結(jié)合，其作用是熔化熔煉坩堝1內(nèi)的金屬，使得加熱熔化成液態(tài)金屬；中間包坩堝3外部設(shè)置的第二加熱裝置9同樣可以是感應(yīng)線圈或者是電阻加熱，同時(shí)也可以是這兩種加熱方式的結(jié)合，其作用是對(duì)從熔煉坩堝1流入的液態(tài)金屬進(jìn)行加熱和保溫，其目的是減小從熔煉坩堝1流入中間包坩堝3的液態(tài)金屬的熱損失。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，置于熔煉坩堝1和中間包坩堝3外部的加熱裝置均是以環(huán)繞的方式布置的，通過(guò)這種環(huán)繞設(shè)置的方式，可以使得加熱更加充分和均勻，從而更進(jìn)一步的提高加熱的效率，同時(shí)也能減小熱量的損失。

本實(shí)用新型提出的制備金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置在抽真空后反充惰性氣體的環(huán)境下工作，優(yōu)選的，其抽真空后至氣壓為6.63×10^-3Pa，再充入0.06MPa的高純度惰性保護(hù)氣體，其中充入的惰性氣體優(yōu)選為氬氣。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，熔煉坩堝1底部設(shè)有導(dǎo)流嘴2，所述中間包坩堝3內(nèi)部設(shè)有液體流道4、圓周面上設(shè)有液體流出孔5、底部設(shè)有熔池6，所述導(dǎo)流嘴2與所述熔池6連通，所述熔池6頂部與所述液體流道4連通，從熔煉坩堝1內(nèi)加熱熔化的液態(tài)金屬通過(guò)熔煉坩堝1底部的導(dǎo)流嘴2流入中間包坩堝3底部的熔池6中，因中間包坩堝3具有加熱保溫裝置，且中間包坩堝3與電機(jī)7相連接，由電機(jī)7提供動(dòng)力帶動(dòng)中間包坩堝3高速旋轉(zhuǎn)，速率增加的液態(tài)金屬通過(guò)熔池6頂部與液體流道4的連通出進(jìn)入液體流道4中，并順著液體流道4流入中間包坩堝3圓周面上，通過(guò)圓周面的液體流出孔5甩成金屬液滴，被甩出的金屬液滴在表面張力的作用下形成球形，冷卻凝固成具有高球形度的金屬粉末。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，液體流出孔5的形狀為圓柱形，獲得一定速率的液態(tài)金屬通過(guò)中間包坩堝3圓周面上的圓柱形液體流出孔甩出，在表面張力的作用下形成球形，冷卻凝固成具有高球形度的金屬粉末。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，中間包坩堝3為石墨坩堝，石墨坩堝具有良好的熱導(dǎo)性和耐高溫性，在高溫使用過(guò)程中，熱膨脹系數(shù)小，對(duì)急熱、急冷具有一定抗應(yīng)變性能，所以直接選用石墨坩堝作為中間包坩堝3可以提高金屬熔煉的效果。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，中間包坩堝3與電機(jī)7通過(guò)軸進(jìn)行連接，電機(jī)7通過(guò)軸將動(dòng)力傳輸給中間包坩堝3，使得中間包坩堝3高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生足以讓金屬液滴甩出中間中間包坩堝3圓周面上液體流出孔5的離心力；具體的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可在1000rpm-40000rpm范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同流動(dòng)性能的液態(tài)金屬，例如，當(dāng)某液態(tài)金屬的流動(dòng)性較好時(shí)，金屬液滴甩出所需的離心力相對(duì)較小，故此時(shí)可以將電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為一個(gè)相對(duì)較小的值，比如5000rpm，而當(dāng)某液態(tài)金屬的流動(dòng)性較差時(shí)，金屬液滴甩出所需的離心力相對(duì)較大，故此時(shí)可以將電機(jī)7的轉(zhuǎn)速設(shè)置為一個(gè)相對(duì)較小的值，比如30000rpm，由此，根據(jù)液態(tài)金屬不同的流動(dòng)性能，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的功效。

本實(shí)用新型通過(guò)在熔煉坩堝1和中間包坩堝2外側(cè)分別設(shè)置第一加熱加熱8和第二加熱裝置9，從而減小從熔煉坩堝1流入到中間包坩堝3內(nèi)的金屬熔液的溫差，進(jìn)而減少金屬液的熱量損失，提高響霧化效果、產(chǎn)品質(zhì)量以及及生產(chǎn)效益。

上述本實(shí)用新型所公開(kāi)的任意技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開(kāi)了數(shù)值范圍，那么公開(kāi)的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解：優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無(wú)法窮舉，所以本實(shí)用新型才公開(kāi)部分?jǐn)?shù)值以舉例說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。

如果本文中使用了″第一″、″第二″等詞語(yǔ)來(lái)限定零部件的話，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：″第一″、″第二″的使用僅僅是為了便于描述上對(duì)零部件進(jìn)行區(qū)別如沒(méi)有另行聲明外，上述詞語(yǔ)并沒(méi)有特殊的含義。

另外，上述本實(shí)用新型公開(kāi)的任意技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語(yǔ)除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本實(shí)用新型提供的任意部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來(lái)的單獨(dú)部件。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。