本技術(shù)屬于粉末冶金粉體制備，具體為一種梯度環(huán)形凹槽球磨罐，應(yīng)用于新型復(fù)合材料和冶金技術(shù)的開發(fā)和研究。

背景技術(shù)：

1、片狀粉末冶金是近年受到廣泛關(guān)注的一種新型粉末冶金方法。相較于常規(guī)球形或不規(guī)則形狀金屬粉末，片狀金屬粉末具有更大的表面積，較高的增強體吸附能力，更好的復(fù)合材料界面結(jié)合水平，同時具有較強的晶體擇優(yōu)取向，其燒結(jié)后的金屬塊體表現(xiàn)出更好的力學(xué)性能。因此，片狀金屬粉末技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新型復(fù)合材料和冶金技術(shù)的開發(fā)和研究。

2、然而，傳統(tǒng)的具有光滑內(nèi)壁的球磨罐在制備片狀金屬粉末時存在耗時長、粉末損耗大、容易引入雜質(zhì)元素，特別是對于較硬的金屬粉末(如鈦、鎢等)，很難將其磨成片狀。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型提供一種梯度環(huán)形凹槽球磨罐，通過在球磨罐內(nèi)壁上加工梯度環(huán)形內(nèi)凹槽，可以優(yōu)化金屬粉末在球磨珠作用下與球磨罐的受力條件和碰撞方式，使得金屬粉末高效率、低損耗轉(zhuǎn)化成片狀。

2、該梯度環(huán)形凹槽球磨罐內(nèi)型面為圓柱面，內(nèi)型面上有沿高度方向分布若干個環(huán)形凹槽；其中，所述環(huán)形凹槽的截面為半橢圓弧形，從頂部到底部的環(huán)形凹槽的橢圓率遞減。

3、優(yōu)選的，所述環(huán)形凹槽的深度不大于球磨過程中所使用的最大球磨珠的半徑，且不小于使用的最小球磨珠的半徑。

4、優(yōu)選的，所述環(huán)形凹槽的高度大于球磨過程中所使用的最大球磨珠的直徑。

5、優(yōu)選的，所述球磨罐內(nèi)型面上有沿高度方向分布八個環(huán)形凹槽；從頂部到底部所述環(huán)形凹槽的橢圓率依次為1.6～1.4、1.4～1.2、1.2～1.1、1.1～1.08、1.08～1.06、1.06～1.04、1.04～1.02、1.02～1.00。

6、優(yōu)選的，所述環(huán)形凹槽的表面粗糙度ra＝0.8～3.2。

7、優(yōu)選的，所述球磨罐內(nèi)表面所述環(huán)形凹槽的數(shù)量為m，

8、其中，v為球磨罐的容積，r為球磨罐內(nèi)圓周面的半徑，l為環(huán)形凹槽的橢圓率最大的橢圓弧的長軸長度。

9、優(yōu)選的，相鄰兩條環(huán)形凹槽之間由光滑圓角過渡。

10、優(yōu)選的，相鄰兩條環(huán)形凹槽之間過渡圓角的半徑r＝1～5mm。

11、優(yōu)選的，所述m≤8。

12、優(yōu)選的，所述球磨罐采用尼龍、不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼、聚氨酯或陶瓷材質(zhì)。

13、有益效果

14、(一)本實用新型所述的球磨罐內(nèi)壁上加工有梯度環(huán)形凹槽(即橢圓率從頂部到底部遞減的環(huán)形凹槽)，在球磨過程中，金屬粉末與球磨珠在離心力的作用下會分布于梯度環(huán)形凹槽內(nèi)部，這樣就增大了金屬粉末與球磨珠的接觸概率和接觸面積，金屬粉末將受到更大的摩擦力、剪切力和壓力，使得金屬粉末快速成片。

15、(二)由于梯度環(huán)形凹槽設(shè)計，不同大小的金屬粉末可以在不同尺寸的凹槽中與匹配的球磨珠進(jìn)行接觸，受到不同方向的力的作用，增加金屬粉末成片的均勻性，減少原料損耗。

16、(三)因為球磨時間降低，金屬粉末與氣體、介質(zhì)、球磨罐本身的接觸時間減少，從而使得金屬粉末吸氧、氮、碳等雜質(zhì)元素的過程減少，降低了球磨過程中雜質(zhì)的引入，

17、降低了片狀金屬粉末中的雜質(zhì)元素含量。

18、(四)所述球磨罐可采用尼龍、不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼、聚氨酯或陶瓷材質(zhì)，用于滿足不同性質(zhì)的粉末冶金制備需要。

19、(五)球磨過程中所使用的球磨珠尺寸不同，所使用的最大球磨珠的直徑應(yīng)小于梯度環(huán)形凹槽的高度(橢圓弧長軸長)；由于梯度凹槽具有不同尺寸，可在同一球磨過程中使用不同尺寸的球磨珠，使不同性質(zhì)的金屬粉末高效率、低損耗成片。

20、(六)球磨罐材質(zhì)選擇性廣，可采用尼龍、不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼、聚氨酯或陶瓷材質(zhì)。

技術(shù)特征：

1.一種梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述球磨罐(1)內(nèi)型面為圓柱面，內(nèi)型面上有沿高度方向分布若干個環(huán)形凹槽(2)；其中，所述環(huán)形凹槽(2)的截面為半橢圓弧形，從頂部到底部的環(huán)形凹槽(2)的橢圓率遞減。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述環(huán)形凹槽(2)的深度不大于球磨過程中所使用的最大球磨珠(4)的半徑，且不小于使用的最小球磨珠(4)的半徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述環(huán)形凹槽(2)的高度大于球磨過程中所使用的最大球磨珠(4)的直徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述球磨罐(1)內(nèi)型面上有沿高度方向分布八個環(huán)形凹槽(2)；從頂部到底部所述環(huán)形凹槽(2)的橢圓率依次為1.6～1.4、1.4～1.2、1.2～1.1、1.1～1.08、1.08～1.06、1.06～1.04、1.04～1.02、1.02～1.00。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述環(huán)形凹槽(2)的表面粗糙度ra＝0.8～3.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述球磨罐(1)內(nèi)表面所述環(huán)形凹槽(2)的數(shù)量為m，

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，相鄰兩條環(huán)形凹槽(2)之間由光滑圓角過渡。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，相鄰兩條環(huán)形凹槽(2)之間過渡圓角的半徑r＝1～5mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于，所述m≤8。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的梯度環(huán)形凹槽球磨罐，其特征在于：所述球磨罐(1)采用尼龍、不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼、聚氨酯或陶瓷材質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于粉末冶金粉體制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種梯度環(huán)形凹槽球磨罐，應(yīng)用于新型復(fù)合材料和冶金技術(shù)的開發(fā)和研究。傳統(tǒng)的具有光滑內(nèi)壁的球磨罐在制備片狀金屬粉末時存在耗時長、粉末損耗大、容易引入雜質(zhì)元素，特別是對于較硬的金屬粉末(如鈦、鎢等)，很難將其磨成片狀。本技術(shù)提供一種梯度環(huán)形凹槽球磨罐，通過在球磨罐內(nèi)壁上加工梯度環(huán)形內(nèi)凹槽，可以優(yōu)化金屬粉末在球磨珠作用下與球磨罐的受力條件和碰撞方式，使得金屬粉末高效率、低損耗轉(zhuǎn)化成片狀。該梯度環(huán)形凹槽球磨罐內(nèi)型面為圓柱面，內(nèi)型面上有沿高度方向分布若干個環(huán)形凹槽；其中，所述環(huán)形凹槽的截面為半橢圓弧形，從頂部到底部的環(huán)形凹槽的橢圓率遞減。

技術(shù)研發(fā)人員：張洪梅,張家琪,穆嘯楠,程興旺,段紅強,楊祖懿
受保護的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240311
技術(shù)公布日：2024/12/19