[发明专利]高熔点金属或合金粉末雾化制造方法

说明书

提供了高熔点金属或合金粉末雾化制造方法，包括：通过进料管提供高熔点金属或合金的熔体；使熔体相对于进料管的中心轴线以转向角转向以获得转向的熔体；将转向的熔体引至雾化区域；以及向雾化区域提供至少一种雾化气流。可以在用于雾化过程的雾化室内在水的存在下进行雾化过程。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月15日提交的美国临时申请No.62/631,286的优先权。该文献通过引用以其整体合并于此。

技术领域

本公开的领域涉及应用于电子工业、金属注射成型、热喷涂、热喷涂焊接、3D打印和催化剂材料的细金属粉末的生产。

背景技术

可以合成许多具有优异的物理和化学性质的新材料，但仍然难以通过常规方法(铸造/加工)以工业规模经济地进行生产。这些材料中的一些是通过以下可替选技术合成或沉积而成的：例如金属注射成形、3D打印、热喷涂以及其它要求粉末具有特定尺寸分布、球形度和物理性质的技术。电子器件和部件在尺寸方面也已被显著减小，并且它们还在用于应用含有金属粉的导电材料的焊锡膏或油墨的配方中需要细金属粉。简而言之，技术正在进步，并且为了能够实现更多创新型散料、涂层、导电层、金属化应用和金属成形应用，对尺寸分布相对细和尺寸分布相对紧密的金属粉末的需求日益增长。在其中也使用了选定的贵金属或具有多种氧化态的金属的催化材料中还可见细粉的其它一些应用。在该后一种情况下，可以生产金属细粉并将其分散在介质上，以一起用作催化材料。对于此类应用，常见的是需要或要求的粒径分布大多小于50微米甚至小于20微米。

细金属粉末还有多种其它应用，例如金属注射成形、热喷涂、热喷涂焊接、3D打印等。

常规技术(雾化、离心崩解、水雾化…)可以生产细粉，但是用这些技术难以从金属或合金中获得颗粒的较小的粒径、关于尺寸分布的低标准偏差和球形。根据这些技术，这通常导致具有限定的尺寸分数的所生产的粉末的低回收率。

发明内容

本公开描述了一种具有高熔点的金属粉末的新生产方法。该方法生产粒径标准偏差小的细球形粉末。

在第一方面，提供了一种高熔点金属或合金粉末的雾化制造方法，包括：

通过进料管提供所述高熔点金属或合金的熔体；

使所述熔体相对于进料管的中心轴线以转向角转向以获得转向的熔体；

将转向的熔体引至雾化区域；以及

向雾化区域提供至少一种雾化气流，

可以在用于雾化过程的雾化室内在水的存在下进行所述雾化过程。

在第二方面，提供了一种高熔点金属或合金粉末的雾化制造方法，包括：

通过进料管提供所述高熔点金属或合金的熔体；

通过转向器将所述熔体输送至雾化区域；

向雾化区域提供至少一种雾化气流；

将水输送到用于所述雾化过程的雾化室中，其中，在将熔体输送到雾化区域之前，使所述熔体相对于进料管的中心轴线以转向角在转向器中转向。

第三方面，提供了一种高熔点金属或合金粉末的雾化制造方法，包括：

通过进料管提供所述高熔点金属或合金的熔体；

将熔体引至雾化区域；以及向所述雾化区域提供至少一种平均气体速度为至少300m/s的雾化气流，其中在所述雾化区域中，雾化气体与高熔点金属的比例为约5000cm³气体/cm³待雾化金属至约40000cm³气体/cm³待雾化金属，从而提供平均粒径小于50微米且几何标准偏差低于约2.2的粉末分布。