[发明专利]球形钛及钛合金粉末制备装置和方法

权利要求书

1.球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：包括保护罩(1)、旋转轮(3)、熔炼单元(4)、升降装置(5)和一级收粉罐(7)；所述保护罩(1)包括熔炼室(12)和雾化室(11)，旋转轮(3)转动设置在熔炼室(12)内，熔炼单元(4)设置在旋转轮(3)的下方，且熔炼单元(4)通过升降装置(5)上下移动，使得旋转轮(3)位于熔炼单元(4)内，熔炼室(12)的上部与雾化室(11)中部连通，且连通口位于旋转轮(3)的切线方向上，一级收粉罐(7)设置在雾化室(11)的下端并与其内部连通，雾化室(11)的上端设置有进气管(9)，下部设置有排气管(10)。

2.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：所述熔炼单元(4)包括双层水冷铜坩埚(42)和感应线圈(41)，感应线圈(41)设置在双层水冷铜坩埚(42)的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：还包括电机(2)，所述电机(2)转速为100000～20000rpm，且电机(2)驱动旋转轮(3)旋转。

4.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：所述旋转轮(3)材质为304不锈钢，表面设置有Y₂O₃或ZrO或BaZrO₃或CaZrO₃涂层；所述旋转轮(3)外径为30～50cm，旋转轮(3)外缘处设置有三角形或多边形开槽，且开槽的深度为20～100μm，旋转轮(3)数量为1～20个，相邻旋转轮(3)之间的间距2～5mm。

5.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：所述升降装置(5)(5)为伺服升降装置，且上升速度为10～50μm/s，升降装置(5)的升降杆(6)材质为紫铜。

6.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：还包括二级收粉罐(8)，二级收粉罐(8)设置在雾化室(11)和排气管(10)之间，且中部部与雾化室(11)下部的连接，二级收粉罐(8)上部设置有布袋除尘器(81)，布袋除尘器(81)的出口与排气管(10)连接。

7.根据权利要求1所述的球形钛及钛合金粉末制备装置，其特征在于：所述排气管(10)上设置有压力传感器(13)和氧含量检测仪(14)，进气管(9)上设置有进气阀(91)，排气管(10)上设置有排气阀(101)，且压力传感器(13)和氧含量检测仪(14)均与进气阀(91)和排气阀(101)电连接。

8.球形钛及钛合金粉末制备方法，其特征在于包括下列步骤：

a、合金锭的熔炼

将钛锭或钛合金锭材加入双层水冷铜坩埚(42)，保持真空度小于0.1Pa，然后充入氩气，通过感应线圈(41)对双层水冷铜坩埚(42)使得钛锭或钛合金锭材熔化，加热温度为钛锭或钛合金锭材过热度80～150℃；

b、熔滴的雾化

在钛锭或钛合金锭材完全融化液面稳定后，旋转轮(3)下端置于双层水冷铜坩埚(42)液面下，旋转轮(3)旋转，转速为100000～20000rpm，使得熔滴在离心力作用，沿抛物线飞出并与氩气换热；

c、粉末收集，收集熔滴换热凝固后的球形粉末；

d、粉末筛分，将球形粉末筛分制得成品。

9.根据权利要求8所述的球形钛及钛合金粉末制备方法，其特征在于：步骤b中旋转轮(3)外径为30～50cm，旋转轮(3)外缘处设置有三角形或多边形开槽，且开槽的深度为20～100μm，旋转轮(3)数量为1～20个，相邻旋转轮(3)之间的间距2～5mm。

10.根据权利要求8或9所述的球形钛及钛合金粉末制备方法，其特征在于：步骤a和b的工作压力为105～115Kpa，氧含量≤10ppm，所述补氩气的纯度为99.999％。