本實用新型涉及3D打印增材制造領(lǐng)域以及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(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、交通運輸、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，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?。高性能的金屬粉末具有流動性好、粒度范圍窄、成分均勻等特點，需要采用先進的制備技術(shù)才能獲得。

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)金屬球形粉末的主要方式是霧化法，國內(nèi)霧化制粉技術(shù)水平與國外差距較大，制備的金屬粉末粒度范圍大，必須經(jīng)過多次篩分及檢驗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口，嚴重制約國內(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。

本實用新型提供的制備可控金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置可以制備一定粒度范圍的金屬粉末。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出的一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的金屬粉末粒度范圍大，粒度分布不均勻的技術(shù)問題。本實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)效果詳見下文闡述。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，包括熔煉坩堝、中間包坩堝、電機，所述熔煉坩堝置于所述中間包坩堝的上方，所述熔煉坩堝靠近所述中間包坩堝的一端設(shè)有導(dǎo)流嘴，所述中間包坩堝圓周面上設(shè)有尺寸大小不同的流出孔。

進一步的，所述流出孔的孔徑范圍為15-250um。

進一步的，所述流出孔的沿所述中間包坩堝周向以等距分布的形式布設(shè)在所述中間包坩堝圓周面上。

進一步的，所述流出孔距離所述中間包坩堝底部最近的尺寸最小，且沿所述中間包坩堝頂部方向依次增大。

進一步的，所述中間包坩堝底部結(jié)構(gòu)為錐體結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述中間包坩堝與所述電機通過軸連接，由所述電機提供所述中間包坩堝旋轉(zhuǎn)的動力。

進一步的，所述電機的轉(zhuǎn)速范圍為1000rpm-40000rpm。

進一步的，所述裝置處于抽真空至6.63×10^-3Pa，并反充0.06MPa的高純惰性保護氣體的環(huán)境。

進一步的，所述保護氣體為氬氣。

進一步的，所述中間包坩堝頂部設(shè)有擋片，用于防止液態(tài)金屬甩出。

基于上述技術(shù)方案，本實用新型通過在中間包坩堝的圓周面上設(shè)置尺寸的不同的流出孔，從而制備粒度范圍可控的金屬粉末，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的金屬粉末粒度范圍大，粒度分布不均勻的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所提供的可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置示意圖；

圖2為本實用新型實施例所提供的流出孔局部放大示意圖；

附圖標記：

1-熔煉坩堝；2-導(dǎo)流嘴；3-中間包坩堝；4-大流出孔；5-中流出孔；

6-小流出孔；7-錐形結(jié)構(gòu)；8-電機。

具體實施方式

下面可以參照附圖圖1～圖2以及文字內(nèi)容理解本實用新型的內(nèi)容以及本實用新 型與現(xiàn)有技術(shù)之間的區(qū)別點。下文通過附圖以及列舉本實用新型的一些可選實施例的方式，對本實用新型的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進一步的詳細描述。需要說明的是：本實施例中的任何技術(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，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本實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，也不便于每個技術(shù)特征的實施方式均強調(diào)其為可選的多種實施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：可以將本實用新型提供的任意技術(shù)手段進行替換或?qū)⒈緦嵱眯滦吞峁┑娜我鈨蓚€或更多個技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進行組合而得到新的技術(shù)方案。本實施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實用新型的保護范圍，本實用新型的保護范圍應(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)人員將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進行組合而得到的新的技術(shù)方案。

本實用新型實施例提供了一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置。

下面結(jié)合圖1～圖2對本實用新型提供的技術(shù)方案進行更為詳細的闡述。

本實用新型實施例所提供的一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，其包括熔煉坩堝1、中間包坩堝3、電機8，所述熔煉坩堝1置于所述中間包坩堝3的上方，所述熔煉坩堝1靠近所述中間包坩堝3的一端設(shè)有導(dǎo)流嘴2，所述中間包坩堝3圓周面上設(shè)有尺寸大小不同的流出孔。

如圖1所示，為一種制備可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置示意圖，包括熔煉坩堝1、中間包坩堝3、電機8，所述熔煉坩堝1置于所述中間包坩堝3的上方，所述熔煉坩堝靠近所述中間包坩堝的一端設(shè)有導(dǎo)流嘴2，所述中間包坩堝圓周面上設(shè)有尺寸大小不同的流出孔，其中本實施例中以大流出孔4、中流出孔5以及小流出孔6更清楚地表示中間包坩堝圓周面上分布的不同尺寸的流出孔，但實際上，流出孔的尺寸型號并不是僅限于本實施例所提供的這幾種型號，而是根據(jù)實際生產(chǎn)的需要進行設(shè)置。

本實施例的工作過程為將待熔化的金屬放入熔煉坩堝1內(nèi)，將整個裝置抽真空至6.63×10^-3Pa，并充入0.06MPa的高純度惰性保護氣體，熔煉坩堝加熱將金屬熔化為液態(tài)金屬，待熔化均勻后，通過置于熔煉坩堝1下方，靠近中間包坩堝3的導(dǎo)流嘴2流入，形成穩(wěn)定的金屬射流，優(yōu)選地，流入到位于中間包坩堝底部的錐形結(jié)構(gòu)7中，中間包坩堝3在電機8的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，速率增加的金屬溶液流至中間包坩堝3圓周面，金屬液分別通過大流出孔4、中流出孔5以及小流出孔6甩出，形成金屬液滴， 并在表面張力的作用下形成球形，最后冷卻凝固成具有高球形度、不同粒度的金屬球。其中附圖2為本實施例所提到的大流出孔4、中流出孔5以及小流出孔6的局部放大示意圖，其中通過不同尺寸的流出孔甩出的金屬液滴可形成不同粒度的金屬粉末，通過設(shè)置流出孔的尺寸范圍即可以形成特定粒度范圍的金屬粉末。

本實用新型的一個實施例中，流出孔的孔徑尺寸范圍為15-250um，其中該范圍是根據(jù)不同的金屬以及不同的需求進行設(shè)置的，優(yōu)選的，流出孔沿著中間包坩堝3圓周面周向以等距分布的形式布設(shè)在中間包坩堝3的圓周面上，通過等距分布的方式設(shè)置流出孔的位置，可以使的形成的不同粒度的金屬粉末分布也能分布清晰明顯。

進一步的，流出孔距離所述中間包坩堝3底部最近的尺寸最小，且沿所述中間包坩堝頂部方向依次增大，即尺寸不同的流出孔是沿著中間包坩堝軸向底部至頂部依次增大，優(yōu)選的，沿軸向的位置排列也是以等距的方式分布的，其中流出孔尺寸的這種設(shè)計主要是與不同位置的金屬液滴所獲得的離心速度以及液態(tài)金屬的分布情況有關(guān)系。

本實用新型的一個實施例中，中間包坩堝3底部結(jié)構(gòu)為錐形結(jié)構(gòu)7，設(shè)置為這種錐形結(jié)構(gòu)可以更好的容置從熔煉坩堝1的導(dǎo)流嘴2噴射出來的液態(tài)金屬，同時也能使流入中間包坩堝3底部的液體金屬更容易獲得大的離心速度，促使液態(tài)金屬更容易形成金屬液滴甩出，并在表面張力的作用下形成球形，最后冷卻凝固成金屬球，從而進一步提高制備金屬粉末的生產(chǎn)效率。

其中，中間包坩堝3與電機8通過軸進行連接，通過電機8提供中間包坩堝3高速旋轉(zhuǎn)的動力，從而產(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的離心力；具體的，電機的轉(zhuǎn)速可在1000rpm-40000rpm范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同流動性能的液態(tài)金屬，例如，當(dāng)某液態(tài)金屬的流動性較好時，金屬液滴甩出所需的離心力相對較小，故此時可以將電機的轉(zhuǎn)速設(shè)置為一個相對較小的值，比如5000rpm，而當(dāng)某液態(tài)金屬的流動性較差時，金屬液滴甩出所需的離心力相對較大，故此時可以將電機的轉(zhuǎn)速設(shè)置為一個相對較小的值，比如30000rpm，由此，根據(jù)液態(tài)金屬不同的流動性能，對電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)節(jié)能的功效。

在本實用新型提供的實施例所提供的可控粒度范圍金屬粉末的旋轉(zhuǎn)離心裝置，通過在中間包坩堝的圓周面上設(shè)置尺寸的不同的流出孔，從而制備粒度范圍可控的金屬粉末，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的金屬粉末粒度范圍大，粒度分布不均勻的技術(shù)問題。

上述本實用新型所公開的任意技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(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，無法窮舉，所以本實用新型才公開部分數(shù)值以舉例說明本實用新型的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對本實用新型創(chuàng)造保護范圍的限制。

如果本文中使用了″第一″、″第二″等詞語來限定零部件的話，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零部件進行區(qū)別如沒有另行聲明外，上述詞語并沒有特殊的含義。

另外，上述本實用新型公開的任意技術(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。本實用新型提供的任意部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

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