一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010542133.3

申请日:

2010.11.13

公开号:

CN101966589A

公开日:

2011.02.09

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B22F 9/08申请日:20101113授权公告日:20120425终止日期:20161113|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B22F 9/08申请日:20101113|||公开

IPC分类号:

B22F9/08

主分类号:

B22F9/08

申请人:

河南理工大学

发明人:

米国发; 王狂飞; 王海燕; 王有超; 陈立林; 郑喜平

地址:

454003 河南省焦作市高新区世纪大道2001号河南理工大学材料科学与工程学院

优先权:

专利代理机构:

郑州中民专利代理有限公司 41110

代理人:

郭中民

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内容摘要

一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器,它包括用于盛装金属液的钳锅,环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室,其特征在于:环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环,且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置;其中,靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的α1顶角点,远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的α2顶角点,两顶角之间的距离为0.1-0.4m;控制雾化压力在0.5-2.5MPa。

权利要求书

1: 、 一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器, 它包括用于盛装金 属液的钳锅, 环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器 驻室, 其特征在于 : 环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置 的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环, 且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延 长线相交的侧斜方式设置 ; 其中, 靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导 液管轴线交汇于雾化 II 区的 α1 顶角点, 远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线 均与导液管轴线交汇于雾化 III 区的 α2 顶角点, 两顶角之间的距离为 0.1-0.4m ; 控制雾 化压力在 0.5-
2: 5Mpa。 2. 根据权利要求 1 所述的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器, 其 特征在于 : 所述雾化器驻室为环形单腔式结构。
3: 根据权利要求 1 所述的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器, 其 特征在于 : 所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构, 设置在 内外两个喷嘴环上的喷嘴分别与相应的环腔相连通。

说明书


一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化 器

    技术领域 本发明属于金属粉末的制造领域, 尤其是涉及一种制造气体雾化快速凝固球形微 细金属粉末 (非晶、 准晶及微晶粉末) 用复合雾化器。
     背景技术 Stephen D. Ridder 等根据高速摄影拍摄的普通气体雾化情况, 概括得出雾化分 为三个阶段。雾化 I 区 : 输液管出口的液流扩展成带和初次受气流撞击破碎成分散的小液 流; 雾化 II 区 : 小液流经高能气流冲击形成液雾, 该区为主要雾化区 ; 雾化 III 区 : 液雾聚 合成小液滴和凝固。
     根据上述分析, 防止液雾聚合是改善粉末细化效果的关键。陈振华等人根据此原 理, 在雾化系统中加一个或多个组合的旋转盘来撞击和破碎经气流雾化后的液滴 (见中国 专利, 88212137, 90106130, 91106862) , 即所谓的双级或多级雾化法。这种方法使雾化效果 得到明显改善, 但所得到的粉末不是球形, 呈泪滴状, 而且雾化设备也相对复杂。
     发明内容 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种制造气体 雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器。该复合雾化器是通过在雾化第三区 (在距 顶角 0.1-0.4m 距离内) 附加一个气体射流来阻止液雾聚合并破碎残存的大液滴, 这样既能 够大幅度细化粉末又能保持粉末的球形度。
     本发明的目的可通过下述技术措施来实现 : 本发明的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括用于盛装金属 液的钳锅, 环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻 室; 环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的 内外两个同心圆结构的喷嘴环, 且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的 侧斜方式设置 ; 其中, 靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交 汇于雾化 II 区的 α1 顶角点, 远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液 管轴线交汇于雾化 III 区的 α2 顶角点, 两顶角之间的距离为 0.1-0.4m ; 控制雾化压力在 0.5-2.5Mpa。
     本发明中所述雾化器驻室为环形单腔式结构。
     本发明中所述雾化器驻室也可根据需要设计成内外两环腔结构, 即所述雾化器驻 室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构, 设置在内外两个喷嘴环上的喷嘴 分别与相应的环腔相连通。
     本发明的有益效果如下 : 本发明相比现有技术可使金属液流得以更充分雾化, 从而使得气体雾化效果更佳。采 5 6 用本发明制造微细金属粉末其冷却速度可达到 10 -10 K/s , 日产可达 120Kg 以上, 平均粒
     度小于 15μm。 附图说明 图 1 为单腔式结构驻室的结构示意图。
     图 2 为两腔式结构驻室结构的结构示意图。
     图中序号 : 1 为柱塞, 2 为钳锅, 3 为导液管, 4 为环形单腔式结构的雾化器驻室, 5 为内喷嘴环, 6 为外喷嘴环, 7 为两腔式雾化器驻室中的内环腔, 8 为两腔式雾化器驻室中的 外环腔。
     具体实施方式
     本发明以下将结合实施例 (附图) 作进一步描述 : 实施例 1 : 如图 1 所示, 本实施例的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括 用于盛装金属液的钳锅 2, 环绕钳锅底部金属液导液管 3 设置的与高速气流源相连通的环 形结构的环形单腔式结构的雾化器驻室 4 ; 环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干 个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环 5、 6, 且所述喷嘴均以 其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置 ; 其中, 靠近导液管轴线的内喷嘴环 5 上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化 II 区的 α1 顶角点, 远离导液管轴线的 外喷嘴环 6 上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化 III 区的 α2 顶角点, 两顶角 之间的距离为 0.1-0.4m ; 控制雾化压力在 0.5-2.5Mpa。
     实施例 2 如图 2 所示, 该实施例与实施例 1 的不同之处在于 : 所述雾化器驻室为通过竖直设置的 环形隔板分隔成的内外两环腔结构, 设置在内喷嘴环 5 上的喷嘴均与内环腔 7 相连通, 设置 在外喷嘴环 6 上的喷嘴均与外环腔 8 相连通。
     本发明的复合雾化器用于非晶 Al -Ni-Y 合金球形粉末的制造时, 气体雾化压力 6 为 1.0Mpa, 冷却速度达 10 K/s, 制得的 Al-Ni-Y 非晶粉末平均粒度为 7-12μm。
     本发明的复合雾化器用于 Al-Mn 准晶球形粉末的制造时, 雾化压力为 1.5 Mpa, 制 得的 Al-Mn 准晶粉末平均粒度为 10-14μm。
     本发明的复合雾化器用于微细 Al -Li 合金球形粉末的制造时, 雾化压力为 1.5 Mpa, 制得的 Al-Li 准晶粉末平均粒度为 8-13μm。

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1、10申请公布号CN101966589A43申请公布日20110209CN101966589ACN101966589A21申请号201010542133322申请日20101113B22F9/0820060171申请人河南理工大学地址454003河南省焦作市高新区世纪大道2001号河南理工大学材料科学与工程学院72发明人米国发王狂飞王海燕王有超陈立林郑喜平74专利代理机构郑州中民专利代理有限公司41110代理人郭中民54发明名称一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器57摘要一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器,它包括用于盛装金属液的钳锅,环绕钳锅底部金属液导液管设置。

2、的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室,其特征在于环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环,且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置;其中,靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的1顶角点,远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的2顶角点,两顶角之间的距离为0104M;控制雾化压力在0525MPA。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN101966589A1/1页21、一种制造气体雾化。

3、快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器,它包括用于盛装金属液的钳锅,环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室,其特征在于环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环,且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置;其中,靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的1顶角点,远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的2顶角点,两顶角之间的距离为0104M;控制雾化压力在0525MPA。2根据权利要求1所述的制造气体雾化快速凝固球形微细金属。

4、粉末用复合雾化器,其特征在于所述雾化器驻室为环形单腔式结构。3根据权利要求1所述的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器,其特征在于所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构,设置在内外两个喷嘴环上的喷嘴分别与相应的环腔相连通。权利要求书CN101966589A1/2页3一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器技术领域0001本发明属于金属粉末的制造领域,尤其是涉及一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末(非晶、准晶及微晶粉末)用复合雾化器。背景技术0002STEPHENDRIDDER等根据高速摄影拍摄的普通气体雾化情况,概括得出雾化分为三个阶段。雾化I。

5、区输液管出口的液流扩展成带和初次受气流撞击破碎成分散的小液流;雾化II区小液流经高能气流冲击形成液雾,该区为主要雾化区;雾化III区液雾聚合成小液滴和凝固。0003根据上述分析,防止液雾聚合是改善粉末细化效果的关键。陈振华等人根据此原理,在雾化系统中加一个或多个组合的旋转盘来撞击和破碎经气流雾化后的液滴(见中国专利,88212137,90106130,91106862),即所谓的双级或多级雾化法。这种方法使雾化效果得到明显改善,但所得到的粉末不是球形,呈泪滴状,而且雾化设备也相对复杂。发明内容0004本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉。

6、末用复合雾化器。该复合雾化器是通过在雾化第三区(在距顶角0104M距离内)附加一个气体射流来阻止液雾聚合并破碎残存的大液滴,这样既能够大幅度细化粉末又能保持粉末的球形度。0005本发明的目的可通过下述技术措施来实现本发明的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括用于盛装金属液的钳锅,环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室;环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环,且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置;其中,靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾。

7、化II区的1顶角点,远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的2顶角点,两顶角之间的距离为0104M;控制雾化压力在0525MPA。0006本发明中所述雾化器驻室为环形单腔式结构。0007本发明中所述雾化器驻室也可根据需要设计成内外两环腔结构,即所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构,设置在内外两个喷嘴环上的喷嘴分别与相应的环腔相连通。0008本发明的有益效果如下本发明相比现有技术可使金属液流得以更充分雾化,从而使得气体雾化效果更佳。采用本发明制造微细金属粉末其冷却速度可达到105106K/S,日产可达120KG以上,平均粒说明书CN10。

8、1966589A2/2页4度小于15M。附图说明0009图1为单腔式结构驻室的结构示意图。0010图2为两腔式结构驻室结构的结构示意图。0011图中序号1为柱塞,2为钳锅,3为导液管,4为环形单腔式结构的雾化器驻室,5为内喷嘴环,6为外喷嘴环,7为两腔式雾化器驻室中的内环腔,8为两腔式雾化器驻室中的外环腔。具体实施方式0012本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述实施例1如图1所示,本实施例的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括用于盛装金属液的钳锅2,环绕钳锅底部金属液导液管3设置的与高速气流源相连通的环形结构的环形单腔式结构的雾化器驻室4;环绕所述雾化器驻室的环形底面设置。

9、有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环5、6,且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置;其中,靠近导液管轴线的内喷嘴环5上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的1顶角点,远离导液管轴线的外喷嘴环6上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的2顶角点,两顶角之间的距离为0104M;控制雾化压力在0525MPA。0013实施例2如图2所示,该实施例与实施例1的不同之处在于所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构,设置在内喷嘴环5上的喷嘴均与内环腔7相连通,设置在外喷嘴环6上的喷嘴均与外环腔8相连通。0014本发明的复合雾化器用于非晶ALNIY合金球形粉末的制造时,气体雾化压力为10MPA,冷却速度达106K/S,制得的ALNIY非晶粉末平均粒度为712M。0015本发明的复合雾化器用于ALMN准晶球形粉末的制造时,雾化压力为15MPA,制得的ALMN准晶粉末平均粒度为1014M。0016本发明的复合雾化器用于微细ALLI合金球形粉末的制造时,雾化压力为15MPA,制得的ALLI准晶粉末平均粒度为813M。说明书CN101966589A1/2页5图1说明书附图CN101966589A2/2页6图2说明书附图。

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