[发明专利]一种提高钛合金粉末成品率的装置

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种提高钛合金粉末成品率的装置。

背景技术

本发明以等离子离心雾化法为粉末制备原理，该方法通过等离子枪将高速旋转的坯料进行离心雾化，雾化沿锥面进行，粉末球形度好且能够很大程度上降低粉末空心度，但这种粉末制备方法，对于钛合金熔体液滴混合气氛冷却过程中的结晶机制考虑不足，而造成相对较低的粉末成品率。

本发明以俄联邦专利《粉末制备设备》内介绍的制粉设备结构为设备原型。然而这种设备结构在钛合金粉末制备过程中存在明显的不足之处：该设备雾化室内气体的主要冷却方式是通过雾化室冷却壁进行降温，而气体在距离雾化室冷却壁一定距离的区域以热态停滞，而导致离心飞离的液滴在飞行过程中对流冷却的效率降低，这样的冷却程度对钛合金粉末的生产明显不足，较多的冷却不充分的粉末以高速打到雾化室上会非球形粉末颗粒，从而降低成品粉末的出产率。

由于镍基高温合金的导热性比较高，其冷却程度要更加充分，成品率较高，因此上述方法主要用在镍基高温合金粉末的生产中。该方法若应用在钛合金粉末的制备上，须充分考虑钛合金粉末制备的特点。

在钛合金粉末制备时，熔炼过程中可能形成片状非球形粉末，这主要是由于雾化室尺寸及结构受限，粉末在飞行过程中达不到充分冷却的条件，高速运行的且冷却不充分的粉末颗粒与雾化室壁撞击后形貌发生改变。尽管雾化室水冷壁对雾化室内气体的冷却存在，然而被加热的气体在距离雾化室水冷壁一定距离的区域停滞，冷却介质的温降不够，并且由于钛合金的导热性较镍合金相比低，液滴在飞行过程中冷却不足而无法完全结晶，与雾化室壁撞击后会发生塑形变形，而在后续筛分时此种形貌的粉末被筛除，降低合格率。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高钛合金粉末成品率的装置，本发明通过引入了一套单独的气体循环冷却系统以达到增强雾化室气体温降的作用。在循环过程中对气体冷却而降低整个熔炼过程中气体的温度以进行补充冷却；具有结构简单、提高粉末成品率的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高钛合金粉末成品率的装置，包括有雾化室，雾化室上部通过阀门一与过滤器相连；过滤器通过阀门二与冷却装置相连；冷却装置通过阀门三与储气罐相连；储气罐通过阀门四与风机相连；风机通过阀门五与雾化室底部相连。

本发明的有益效果在于：

在惰性气体中，利用等离子流熔化旋转坯料端部，在采用等离子雾化法制取钛合金粉末过程中，通过引入独立于等离子枪的惰性气体循环冷却系统，对雾化室进行补充冷却，通过该循环系统将雾化室内被加热的气体冷却后送回雾化室。这种方法可通过对飞行中的粉末颗粒补充冷却，从而起到降低非球形粉数量的作用，可提高粉末成品率。

附图说明

图1 为本发明雾化室补充冷却气体循环原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，一种提高钛合金粉末成品率的装置，包括有雾化室1，雾化室1上部通过阀门一2与过滤器3相连；过滤器3通过阀门二4与冷却装置5相连；冷却装置5通过阀门三6与储气罐7相连；储气罐7通过阀门四8与风机9相连；风机9通过阀门五10与雾化室底部相连。

本发明的工作原理：

循环系统与设备一起抽真空，在熔化过程中，气体在风机9的抽气作用下，阀门四8打开，从雾化室1沿管道经打开的阀门一2、阀门二4和阀门三6，经过滤器3和冷却装置5进入储气罐7中，而冷却后的气体在风机9送风的作用下回到雾化室，对雾化室内的气体进行补充冷却，熔炼完成后将冷却装置5关闭，风机继续运行将剩余体排出后关闭风机9，并关闭所有阀门。