專利名稱：金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備。
某些具有吸氫粉碎能力的金屬或合金，例如較為典型的稀土貯氫合金等，在需要將其制成粉末時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)是采用現(xiàn)有的機(jī)械破碎制粉設(shè)備，將這類合金的鑄錠進(jìn)行破碎、球磨制得所述的粉末；現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、成本高，而且很難制成超微細(xì)粉末和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效率、低成本、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)出微細(xì)或超微細(xì)金屬粉末的生產(chǎn)設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下獨(dú)特的設(shè)備制取微細(xì)粉末(參見(jiàn)


圖1，圖2，圖3)該制粉設(shè)備由高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐，微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐和微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐三大部分構(gòu)成。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)制粉設(shè)備相比較，優(yōu)點(diǎn)是成本低、效率高、質(zhì)量好，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)微細(xì)或超細(xì)高純、易氧化的金屬與合金粉末。
下面是附圖的說(shuō)明，通過(guò)對(duì)附圖的解釋并結(jié)合詳細(xì)的說(shuō)明，能更清楚的了解本實(shí)用新型的特征所在
圖1和圖4是本實(shí)用新型所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備中的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐的剖面示意圖和側(cè)視圖；圖2是本實(shí)用新型所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備中的微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐的剖面示意圖；圖3是本實(shí)用新型所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備中的脫氫爐的剖面示意圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中1.高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐，它有二個(gè)結(jié)構(gòu)相同的自動(dòng)加料器(1)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)二個(gè)加料器通過(guò)閥門(mén)(9)交替開(kāi)閉，連續(xù)制粉；爐內(nèi)裝有水冷銅質(zhì)坩堝(2)，通過(guò)自動(dòng)傾倒裝置可以改變坩堝的傾角，并可調(diào)節(jié)其位置；真空泵(3)的極限真空度為5×10-4乇；霧化制粉系統(tǒng)由一個(gè)高速離心霧化盤(pán)(4)和另一個(gè)與離心高速霧化盤(pán)垂直的粉末收集轉(zhuǎn)盤(pán)(5)構(gòu)成，二者的轉(zhuǎn)速為2000-5000rpm；凝固在旋轉(zhuǎn)收集轉(zhuǎn)盤(pán)上的金屬粉末通過(guò)刮片(6)刮下進(jìn)入儲(chǔ)料桶(7)；掃描電子槍(8)按預(yù)定程序在坩堝上面循環(huán)掃描。
合金料熔化后以一定的流量注入到高速離心霧化盤(pán)上，霧化成小液滴，然后借助離心力飛向粉末收集轉(zhuǎn)盤(pán)。
該設(shè)備制成的粉末一般呈片狀，片狀粉的厚度在10-100μm之間，片狀粉的徑向尺寸約為0.5-3m/m，這種粉末具有微細(xì)晶體結(jié)構(gòu)，其晶粒尺寸在0.05-5.0μm之間。
采用本實(shí)用新型所述的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料，連續(xù)熔煉，連續(xù)制粉，在降低成本的同時(shí)又提高了生產(chǎn)效率；采用水冷銅質(zhì)坩堝基本消除了合金熔體的沾污，減少了非金屬夾雜；掃描電子槍按預(yù)定程序循環(huán)掃描，爐內(nèi)充入氮、氬等保護(hù)氣氛，既可以加速熔煉過(guò)程，減少爐內(nèi)氣氛對(duì)熔融金屬的氧化，又可以保證熔池加熱均勻，以便制成夾雜和偏析程度很低的微晶結(jié)構(gòu)的粉末。
2.上述高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐制得的金屬粉，通過(guò)送料器(10)送入機(jī)微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐的氫化室內(nèi)，室內(nèi)安裝一臺(tái)振動(dòng)粉碎機(jī)(12)，該機(jī)的振動(dòng)頻率為100Hz，可連續(xù)調(diào)節(jié)振幅，通過(guò)充氫口(14)向室內(nèi)充入氫氣，氫氣的純度≥99.99％。螺旋槽加熱線圈(13)最高加熱溫度為850℃，粉料在螺旋式輸料槽內(nèi)停留時(shí)間為5-20分鐘；上述的粉碎過(guò)程亦可以在常溫常壓下進(jìn)行(溫度25-30℃，氫壓1個(gè)大氣壓)；或者在高溫高壓下進(jìn)行(溫度850℃，氫壓≤105bar)；通過(guò)連續(xù)氫化爐，進(jìn)行機(jī)械與化學(xué)相結(jié)合的精細(xì)制粉，進(jìn)一步制成微細(xì)或超微細(xì)金屬粉末。
金屬粉末在氫化爐內(nèi)沿螺旋槽振動(dòng)粉碎和輸送過(guò)程，又具有促進(jìn)和加速粉末的吸氫作用，從而可以得到化學(xué)成份均勻而且性能一致的粉料。
由于氫化合金主要是沿晶界破碎，因而制得的粉末顆粒尺寸和晶粒尺寸可能達(dá)到同一個(gè)數(shù)量級(jí)即0.05-5.0μm。此外，沿晶界的氫化粉碎，致使顆粒周邊比較圓滑，又加上振動(dòng)的機(jī)械粉碎作用，促使顆粒表面進(jìn)一步光滑，可以大大提高金屬粉末的流動(dòng)性，為使用金屬粉末提供了有利條件。
3.振動(dòng)氫化后的粉料，通過(guò)加料器(17)送入中高溫脫氫爐，脫氫爐通過(guò)加熱線圈(16)加熱，其最高加熱溫度為600℃。不銹耐熱鋼制的爐管(19)由電動(dòng)機(jī)(20)驅(qū)動(dòng)，按一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，粉料在爐管內(nèi)按螺旋路徑下滑，通過(guò)出料閥(21)進(jìn)入成品粉收集器(22)；脫出的氫氣，純度可以進(jìn)一步提高，經(jīng)過(guò)出口閥門(mén)(23)回收利用。在氫化過(guò)程中，殘留在微細(xì)粉末中的氫氣，必須經(jīng)脫氫爐脫氫處理后，才能成為成品粉。
本實(shí)用新型的實(shí)施方案是(參見(jiàn)
圖1，圖2，圖3)高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐是在爐體的中央設(shè)置一個(gè)水冷銅質(zhì)坩堝(2)，在坩堝的上方垂直安置一把掃描電子槍(8)，在電子槍的左右對(duì)稱裝有二個(gè)加料器(1)。在坩堝的左側(cè)爐殼上設(shè)有一真空泵(3)；坩堝由自動(dòng)傾倒裝置固定在爐體上；坩堝右側(cè)下方有一高速離心霧化盤(pán)(4)，在它的右側(cè)設(shè)有與其軸向垂直的粉末收集轉(zhuǎn)盤(pán)(5)；坩堝中的金屬液倒在霧化轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周上時(shí)，被其離心力撕碎并甩到收集轉(zhuǎn)盤(pán)的平面上，收集轉(zhuǎn)盤(pán)本身也呈高速轉(zhuǎn)動(dòng)，就將金屬液滴拉成極薄的片狀粉末，該片狀粉末被刮片(6)刮下，落入其下方的粉末收集器(7)中；改變坩堝倒在霧化轉(zhuǎn)盤(pán)上金屬液的數(shù)量和二個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速，就可以改變粉末的粗細(xì)粒度。
微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐是在氫化室(11)內(nèi)設(shè)有一臺(tái)螺旋振動(dòng)粉碎機(jī)(12)，螺旋槽的外圍有加熱線圈(13)；爐殼上有一個(gè)充氫口(14)和一個(gè)出料閥門(mén)(15)，出料閥門(mén)下接儲(chǔ)料桶(16)；氫化室頂部有一個(gè)送料器(10)，作為該爐的進(jìn)料口。
微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐有爐體(18)，爐體加熱線圈(24)，旋轉(zhuǎn)爐管(19)，并由電動(dòng)機(jī)(20)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)；脫氫粉末由送料器(17)輸入；斜置的爐管下方有出口閥門(mén)(23)，放出或回收利用氫氣，脫出的氫氣可純化后繼續(xù)使用。
權(quán)利要求1.一種金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，它包括高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐，微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐和微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐三大部分，其特征在于(一)所述的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐的爐體的中央設(shè)置一個(gè)水冷銅質(zhì)坩堝(2)，在坩堝的上方垂直安置一把掃描電子槍(8)，在電子槍的左右對(duì)稱裝有二個(gè)加料器(1)；在坩堝的左側(cè)爐殼上設(shè)有一真空泵(3)；坩堝由自動(dòng)傾倒裝置固定在爐體上；坩堝右側(cè)下方有一高速離心霧化轉(zhuǎn)盤(pán)(4)，在它的右側(cè)設(shè)有與其軸向垂直的粉末收集轉(zhuǎn)盤(pán)(5)；在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的收集轉(zhuǎn)盤(pán)的平面上有刮片(6)，其下方有粉末收集器(7)；(二)在所述的微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐中的氫化室(11)內(nèi)，設(shè)有一臺(tái)螺旋振動(dòng)粉碎機(jī)(12)，螺旋槽的外圍有加熱線圈(13)；爐殼上有一個(gè)充氫口(14)和一個(gè)出料閥門(mén)(15)，出料閥門(mén)(15)下有儲(chǔ)料桶(16)；氫化室頂部有一個(gè)作為該爐進(jìn)料口的送料器(10)；(三)微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐，由送料器(17)，爐體(18)，旋轉(zhuǎn)爐管(19)，出料閥門(mén)(21)，成品粉末收集器(22)組成；其上方有輸入脫氫粉末的送料器(17)；斜置的爐管下方有出料閥門(mén)(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐中設(shè)有等離子熱源加熱的水冷銅質(zhì)坩堝(2)或感應(yīng)加熱的耐火質(zhì)坩堝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐中設(shè)有掃描電子槍(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐中設(shè)有用難熔金屬鉬、鉬合金或高熱傳導(dǎo)金屬銅制成的轉(zhuǎn)速為2000-5000轉(zhuǎn)/分并用磁流體進(jìn)行真空傳動(dòng)密封的高速離心霧化轉(zhuǎn)盤(pán)(4)與粉末收集轉(zhuǎn)盤(pán)由(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐內(nèi)有振動(dòng)頻率為100HZ且振幅連續(xù)可調(diào)的振動(dòng)粉碎機(jī)(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐中有最高加熱溫度≤850℃的螺旋輸送槽加熱線圈(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐中有輸入氫氣最高壓力為105bar的氫化室(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐有耐熱鋼制成的最高加熱溫度≤600℃的旋轉(zhuǎn)爐管(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，其特征在于所述的微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐中設(shè)有可按預(yù)定程序控制連續(xù)加料出料的旋轉(zhuǎn)爐管(19)、加料裝置(17)、出料閥門(mén)(21)和成品粉收集器(22)。
專利摘要一種金屬微細(xì)粉末制造設(shè)備，由高速轉(zhuǎn)盤(pán)離心霧化制粉爐，微細(xì)粉末連續(xù)氫化爐和微細(xì)粉末連續(xù)脫氫爐三大部分所組成，這種設(shè)備可以大量生產(chǎn)顆粒尺寸和晶粒尺寸達(dá)0.05-5.0μm數(shù)量級(jí)的微細(xì)和超微細(xì)高純、易氧化金屬與合金粉末。
文檔編號(hào)B22F9/00GK2242149SQ92242669
公開(kāi)日1996年12月11日 申請(qǐng)日期1992年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月15日
發(fā)明者陳迂, 蔡韻, 戴須根, 俞東平, 薛娟, 俞樹(shù)人, 王樹(shù)年 申請(qǐng)人:上海申建冶金機(jī)電技術(shù)工程公司