[实用新型]一种通过颗粒局部熔化制备细粒径金属粉末的装置

说明书

本公开实施例是关于一种通过颗粒局部熔化制备细粒径金属粉末的装置。该装置包括雾化室、送粉机构、热源、旋转机构及驱动机构，其中，送粉机构用以将第一金属粉末送入雾化室内；热源的发热部设置于雾化室的内部，用以将第一金属粉末融化成外围呈液态的第二金属粉末；旋转机构的旋转部伸入雾化室内并接收掉落至旋转部表面的第二金属粉末；驱动机构与旋转机构连接，驱动机构驱动旋转部旋转产生离心力以将第二金属粉末粉碎成多个第三金属粉末。本公开实施例可以将粗粒径金属粉末进行二次破碎制备得到细粒径金属粉末，且能够提高细粒径金属粉末的质量和收率，扩大金属粉末的应用范围。

技术领域

本公开实施例涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种通过颗粒局部熔化制备细粒径金属粉末的装置。

背景技术

近几年随着热等静压、金属增材制造、注射成型等粉末冶金技术的发展，对金属粉末的需求也迅速增长；同时，随着金属增材制造技术等新型技术的发展，对金属粉末的品质特别是粒径分布提出了更高的要求，以粉末床选区熔化成形为代表的3D打印技术对金属粉末的粒径需求主要集中在15～100μm。

目前金属粉末的生产技术主要有气雾化制粉、等离子熔丝雾化制粉和等离子旋转电极制粉等。其中气雾化制粉由于采用高压气体直接作用于金属溶液，制备的金属粉末存在较多的空心粉；等离子熔丝雾化制粉技术只能用于非脆性丝材的雾化制粉，粉体材料类型受限；等离子旋转电极制粉技术生产的金属粉末以其球形度高、流动性好、杂质含量低等诸多优良品质已经成为业界公认的高品质粉末制备技术。

传统的等离子旋转电极制粉技术受制于设备极限工作转速、电极棒料直径等技术瓶颈，生产的金属粉末粒径主要集中在20～250μm，且细粒径粉末占比较少。以钛合金粉末为例，目前粒径小于100μm的旋转电极粉末收率不到40％，较粗的粉末粒径限制了旋转电极制粉技术在3D打印领域的应用。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种通过对金属粉末颗粒的局部熔化粉碎制备细粒径金属粉末的装置及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种通过颗粒局部熔化制备细粒径金属粉末的装置，包括雾化室、送粉机构、热源、旋转机构及驱动机构；其中，送粉机构用以将第一金属粉末送入所述雾化室内；热源包括发热部，所述发热部设置于所述雾化室的内部，用以将所述第一金属粉末融化成外围呈液态的第二金属粉末；旋转机构包括旋转部，所述旋转部伸入所述雾化室内并接收掉落至所述旋转部表面的所述第二金属粉末；驱动机构与所述旋转机构连接，所述驱动机构驱动所述旋转机构的旋转部旋转产生离心力以将所述第二金属粉末粉碎成多个第三金属粉末。

在一个实施例中，所述旋转部位于所述发热部的下方；所述发热部与所述旋转部之间包括高温区域，所述送粉机构包括送粉管道，所述送粉管道伸入所述高温区域附近以将所述第一金属粉末送入所述高温区域。

在一个实施例中，所述送粉机构的送粉速度、送粉量以及热源在所述高温区域的温度场分布与所述第一金属粉末的材料和粒径中的至少一个相关；和/或，所述热源的功率范围为1～1000kW，所述送粉速度范围为10～10000g/min，所述旋转部的转速为1000～150000r/min。

在一个实施例中，所述驱动机构包括动力机构和传动机构；所述旋转机构包括与所述旋转部连接的转轴；所述动力机构通过所述传动机构为所述转轴提供扭矩。

在一个实施例中，所述旋转机构的转轴为空心轴；所述空心轴内设置冷却介质，所述冷却介质与所述旋转部接触，以冷却所述旋转部。