[发明专利]金属粉末的制造方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金，特别涉及一种金属粉末的制造方法及其设备。

背景技术

金属粉末，无论是高纯度的单一金属的粉末，还是合金粉末，其工业用途越来越多。例如，在航空领域，发动机的材料、飞行器的零件，或者在电力领域的热交换器件，以及日用品、医疗器械等诸多领域，都有应用。

目前，金属粉末的制造方法主要是雾化法、化学法、电解法和机器研磨法。

中国高温合金粉末生产的主体工艺是等离子旋转电极法（Plasma Rotating Electrode Process，PREP），由于该种方法的固有缺点，粉末粒度一般为50~150微米，残留少数大尺寸的夹杂物，难以满足高性能粉末高温合金部件的要求。其他正在研究采用的是氩气雾化（Argon Gas Atomization，AA）法，但细粉＜53微米收得率低，且雾化时接触耐火材料造成粉末中夹杂物多的问题难以彻底解决。另外，等离子旋转电极法要求将原料加工成棒形材料。

图1是现有技术中一种金属粉末制造装置主要部分的示意图。其主要包括：水收容槽1、金属元素电极供应装置2，高压高电流放电用电源3、电极震动装置4、水供给口5、等离子水中放电后产生的金属元素分散液的排出口6、金属元素电极7、以及金属元素电极的相对电极即其对极8。

图1装置中，对极8通常为碳电极。金属元素电极7和其对极8之间使等离子放电，在水中通过等离子放电发生金属的离子蒸气，蒸气和水接触产生金属分散液。再经过排出口6后过滤收集得到金属粉末。电极震动装置4可防止溶着，并可控制分散量。

可以看出，图1的方法和电解法类似，能够产出微细的金属粉末，但所需能耗高，产出效率低；并且很难适用于合金粉末的制造。

不同的工业用途，对金属粉末的纯度和粒度等指标的要求不同。

由于成本和技术等原因，在技术落后的地区，较多产出的金属粉末粒度通常较大，例如从53微米直至10毫米，在此被称为“粗粉”。而粒度在53微米左右及以下的粉末，在此被称为“细粉”，则需要进口，或者通过生产成本较高的工艺流程获得。需要说明的是，粗粉粒度的下限和细粉粒度的上限并非泾渭分明，粗和细是相对而言的，或者说粗和细是统计意义上的概念，即粗粉粒度的均值肯定高于细粉粒度的均值，但并非意味着粗粉中最小颗粒的粒度也一定大于细粉中最大颗粒的粒度。

此处，粗粉和细粉，统称为“粉末”。

生产细粉的原材料，通常来自于被简单加工的金属，或者相同金属的粗粉的再处理，这些材料，被加工或压制成板形、棒形、或者线形，例如图1装置中金属元素电极的形状。因此，上述方法没有发挥出粗粉已经形成的粒度形态的优势，提高了用粗粉生产细粉的成本。可以看出，找到更高效的降低粉末粒度，使粉末细化，用粗粉制造细粉的方法和装置，会对产业落后地区的产品和产业升级有益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属粉末的制造方法及其设备，在减小金属粉末粒度时，降低成本提高产出效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种金属粉末的制造方法，包括：

通过电极对介电材料和金属粉末的混合物施加电压；

提高电极间的电压，使其大于或者等于介电材料的击穿电压；

降低电极间的电压，使其小于介电材料的击穿电压。

可选的，震动、搅动或吹动介电材料和金属粉末的混合物。

进一步的，介电材料为液体、气体、或液体与气体的混合。

进一步的，介电材料是去离子水、液态惰性气体或者其他绝缘液体；所述其他绝缘液体包括有机物液体，所述有机物液体包括酒精或汽油。

进一步的，持续更新介电材料。

进一步的，过滤介电材料和金属粉末的混合物，金属粉末中其粒度小于等于过滤所允许的粒度的金属粉末可以通过过滤。

进一步的，调节可以通过过滤得以滤出的粒度大小，控制滤出金属粉末的粒度分布。

进一步的，所述过滤使用过滤材料包括聚四氟乙烯或其他绝缘材料。

进一步的，所述电压为脉冲电压。

所述脉冲电压包括矩形脉冲、梯形脉冲、方波脉冲、尖脉冲、三角脉冲、锯齿脉冲、阶梯脉冲、或间歇正弦脉冲，或上述脉冲全部或部分的组合。

本发明所述脉冲，包括具有如下特征的任意波形，无论其是否连续，所述特征为，对于一设定值V，其波形包括从小于V到大于等于V的变化，以及从大于等于V到小于V的变化。

对于所述脉冲电压，设定所述设定值V，其特征包括设定V为击穿介电材料所需的电压值，即击穿电压。