[发明专利]一种用于增材制造金属粉末的自动化生产系统及方法

权利要求书

1.一种用于增材制造金属粉末的自动化生产方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）将金属原料置于熔炼室进行真空熔炼，金属熔体通过熔炼室与雾化室之间的喷盘，被高压惰性气体击碎为小液滴，即雾化，小液滴在雾化室下降过程中冷却为各粒径段粉末；

（2）步骤（1）中形成的粒径段粉末随系统内部气流飞行至第一旋风分离器，进入第一旋风分离器的粒径段粉末通过分离作用，细粉末随气体进入第二旋风分离器，粗粉末经分离后下落进入中转罐；

（3）进入第二旋风分离器的细粉末通过分离作用进入第二旋风分离器下端的第一集粉罐，超细粉末随气流进入第一过滤布袋，进入第一过滤布袋的超细粉末最终下落至第二集粉罐内，进入第一过滤布袋的气体通过与第一过滤布袋连接的第一风机排出系统；

（4）进入中转罐的粗粉末通过电磁给料机进入旋振筛，旋振筛将直径为0-53μm的粉末从旋振筛底端逐渐筛出，从旋振筛筛出的粉末通过螺旋进料机构进入气流分级机，通过气流分级机的分级，使得直径为15-53μm的粉末下落至第三集粉罐，0-15μm的粉末通过气流进入依次通过第三旋风分离器和第二过滤布袋进行粉末收集，并将第三旋风分离器和第二过滤布袋收集的粉末分别收集至第四集粉罐和第五集粉罐，所述第三集粉罐内的金属粉末即为所需金属粉末成品；

其中，所述步骤（4）中气流分级机的分级过程为：在粉末通过螺旋进料机构进入气流分级机后，开启进气管道，惰性气体通过拉瓦尔喷嘴均匀的进入气流分级机形成超音速气流，通过惰性气体形成的超音速气流将气流分级机内部的卫星球上的细粉和相互吸附抱团的细粉打散，打散的粉末随着上升气流进入分级区，分级区将打散的粉末按直径大小进行分级。

2.根据权利要求1所述的一种用于增材制造金属粉末的自动化生产方法，其特征在于：所述步骤（1）中在雾化室中冷却形成的各粒径段粉末根据直径大小分为粗粉末、细粉末和超细粉末。

3.一种用于增材制造金属粉末的自动化生产系统，其特征在于：采用权利要求1-2中任一项所述的自动化生产方法，所述自动化生产系统包括熔炼室、雾化室、第一旋风分离器、第二旋风分离器、第一集粉罐、第一过滤布袋、第二集粉罐、第一风机、中转罐、 旋振筛、气流分级机、第三集粉罐、第三旋风分离器、第四集粉罐、第二过滤布袋、第五集粉罐和第二风机，所述熔炼室的下端和雾化室连通，所述雾化室的下端和第一旋风分离器连通，所述第一旋风分离器的上端连通第二旋风分离器，所述第二旋风分离器连通第一过滤布袋，所述第一过滤布袋的上端和第一风机连接，所述第二旋风分离器和第一过滤布袋的下端分别连接第一集粉罐和第二集粉罐；所述第一旋风分离器的下端连通中转罐，所述中转罐下端连通旋振筛上端和第三旋风分离器上端，所述旋振筛下端连通气流分级机，所述气流分级机连通第三旋风分离器，所述第三旋风分离器上端连通第二过滤布袋，所述第二过滤布袋连接第二风机，所述气流分级机、第三旋风分离器和第二过滤布袋下方分别连通第三集粉罐、第四集粉罐和第五集粉罐；

所述中转罐下端和第三旋风分离器连通的管道为回流管道，所述回流管道上还依次设有流量计、压力表和引风机；

所述气流分级机上设有进气管道、数个拉瓦尔喷嘴和分级区，所述进气管道设于气流分级机外围，且和外部惰性气体环境连通，数个所述拉瓦尔喷嘴均匀设于进气管道上，且所述拉瓦尔喷嘴连通进气管道和气流分级机内部，所述分级区设于气流分级机内部上方；

其中，所述旋振筛将直径为0-53μm的粉末从所述旋振筛的底端逐渐筛出，从所述旋振筛筛出的粉末通过所述螺旋进料机构进入气流分级机，通过所述气流分级机的分级，使得直径为15-53μm的粉末下落至所述第三集粉罐，0-15μm的粉末通过气流进入依次通过所述第三旋风分离器和所述第二过滤布袋进行粉末收集，并将所述第三旋风分离器和所述第二过滤布袋收集的粉末分别收集至所述第四集粉罐和所述第五集粉罐，所述第三集粉罐内的金属粉末即为所需金属粉末成品。

4.根据权利要求3所述的一种用于增材制造金属粉末的自动化生产系统，其特征在于：所述第二旋风分离器和第一过滤布袋之间设有一排气阀，所述第一集粉罐、第二集粉罐、第三集粉罐、第四集粉罐和第五集粉罐上端均设有气动阀，所述中转罐的上端和下端也均设有气动阀。