[发明专利]中间包坩埚、金属粉末气雾化装置和金属粉末气雾化方法

说明书

本发明公开了一种中间包坩埚、金属粉末气雾化装置和金属粉末气雾化方法，所述中间包坩埚包括坩埚本体、密封件和导液管，所述导液管设置在所述坩埚本体的底板上，所述导液管与所述坩埚本体的内腔相连通，所述密封件被设置成能移动至所述导液管内并封闭所述导液管的入口。本发明通过限制导液管的上端面低于底板的第二部分的上端面，中间包坩埚内金属熔液实时接触到导液管的上端面并将热量传输至导液管的其他部分，从而对导液管的整体进行预热，防止金属熔液在导液管处产生较多热损失，且使金属熔液达到金属粉末雾化需求的过热度。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种中间包坩埚、金属粉末气雾化装置和金属粉末气雾化方法。

背景技术

气雾化制粉技术是采用高压雾化介质冲击金属熔液成为液滴，液滴在飞行冷却过程中发生球化与凝固行为，最终形成合金球形粉末。在全球范围内，气雾化制粉技术作为一门发展多年的技术，已成为主要的合金粉末制备方式。以前，气雾化制粉主要用于激光熔覆、热喷涂、金属注射成型等领域，随着近十年金属增材制造技术的大量应用，特别是激光选区熔化(SLM)技术的普及，对于低氧含量、高球形度、高流动性、粒度范围在15-53μm的合金粉末需求量日益增多。然而，常规气雾化制粉技术制备的合金粉末粒度范围为0-250μm，其中15-53μm粒度段占比仅为30-40％，致使金属增材制造合金粉材成本居高不下。15-53μm粒度段与整个通粉相比为细粉段，所以要获得更多的金属增材制造用粉，就是要提高气雾化制粉的细粉段收得率。

对于工业级气雾化制粉生产，参考专利号为CN202022461899.0、名称为一种稳定型喷射装置的专利。通过在连接喷杯上连接加热装置以补充熔炼炉内的金属熔液倒入连接喷杯时的热量散失，并在连接喷杯的底部设置阀门组件用于提高金属液的稳定性。上述装置内的金属熔液流经连接喷杯、第二流动通孔和出液装置依旧会产生大量热损失，致使金属熔液雾化前过热度不足，金属熔液粘度较大，雾化得到的金属粉末破碎程度低；同时由于第二流动通孔处的温度低于金属熔液的温度，金属熔液在流经第二流动通孔时可能会冷凝并堵塞第二流动通孔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中第二流动通孔处的温度低于金属熔液的温度，金属熔液在流经第二流动通孔时可能会冷凝并堵塞第二流动通孔的缺陷，提供一种中间包坩埚、金属粉末气雾化装置和金属粉末气雾化方法。

本发明所提到的“过热度”是指，超过金属材料熔点的温度。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种中间包坩埚，所述中间包坩埚包括坩埚本体、密封件和导液管，所述导液管设置在所述坩埚本体的底板上，所述导液管与所述坩埚本体的内腔相连通，所述密封件被设置成能移动至所述导液管内并封闭所述导液管的入口；

所述底板包括第一部分和设于所述第一部分上方的第二部分，所述第一部分上开设有第一通孔，所述第二部分上开设有第二通孔，所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径，所述导液管的上端面低于所述第二部分的上端面。

在本方案中，通过移动密封件能够密封导液管的入口，在加热中间包坩埚内的金属时，避免金属熔液进入导液管内导致导液管被堵塞。将底板分为第一部分和第二部分，第二部分能够抬高中间包坩埚内部金属熔液的高度，增大金属熔液与导液管相连的雾化喷嘴的距离，降低金属熔液的热传导以防止雾化喷嘴发生热变形。通过设置第二部分可相应减小第一部分的厚度，从而缩短了导液管在第一部分内的长度，进而缩短导液管的入口与雾化喷嘴的距离，避免金属熔液在导液管流动过程中产生较多的热损失，保证金属熔液进入雾化喷嘴后有足够的过热度。