本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種TiAl粉的霧化制備裝置。

背景技術(shù)：

鈦合金密度小，強度大、硬度大，耐高溫性能強，其抗腐蝕性能及耐摩擦性能高，尤其是TiAl金屬間化合物因具有高比強度、高比剛度、耐蝕、耐磨、耐高溫以及優(yōu)異的抗氧化性能等優(yōu)點，正在成為當(dāng)代航空航天工業(yè)、民用工業(yè)等領(lǐng)域的優(yōu)秀候選結(jié)構(gòu)材料之一，特別是在航空發(fā)動機葉片領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。3D打印，或稱增材制造作為近年來興起的一種快速成型工藝，采用逐層鋪粉，激光或電子束融化成型的方式，實現(xiàn)了精密部件的精加工成型，并且避免了鑄造過程出現(xiàn)的縮孔縮松等缺陷，成為一種新興的材料加工手段。

目前3D打印所用的粉料，一般通過熔煉后真空澆注成鑄錠，隨后二次熔煉并采用霧化法制粉的方式獲得，在目前的霧化方法中，一般采用金屬熔體直接流出后，對熔體吹氣實現(xiàn)霧化。部分較先進(jìn)的工藝則采用離心法將熔體甩出后霧化，而采用離心甩出的過程中，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熔體甩出后霧化過程中氣體的吹速、角度，液流的方向均對霧化的效果和霧化后粉料的粒度均有影響，但目前的離心工藝均采用連續(xù)離心出液后吹氣的方式，因而使制得的粉料粒度分布不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種TiAl粉的霧化制備裝置。

本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括：

一種TiAl粉的霧化制備裝置，所述的裝置包括爐體、控制系統(tǒng)、熔煉室、霧化室和收集室。

所述的熔煉室位于爐體上方，包括坩堝，坩堝外設(shè)有感應(yīng)加熱體，爐體上方設(shè)有爐蓋，

熔煉室和霧化室之間設(shè)有隔板，所述的霧化室中設(shè)有耐火材料制成的儲液包，所述儲液包直徑為15cm，高度為30cm，所述儲液包包括外層襯和內(nèi)層，內(nèi)層采用與所要霧化的TiAl粉相同組分的TiAl合金制成，內(nèi)層厚度為1cm，感應(yīng)熔煉坩堝底部通過導(dǎo)流管連接到所述的儲液包，導(dǎo)流管上設(shè)有開/閉機構(gòu)，儲液包底部通過導(dǎo)流管連接離心噴嘴，所述的離心噴嘴為圓盤狀，直徑為10cm，所述離心噴嘴的外側(cè)對稱地設(shè)有4個排液口，排液口直徑為3cm，排液口開口方向為圓盤的法線方向，排液口上設(shè)有與PLC控制系統(tǒng)無線電連接的電磁閥，可以通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)脈沖式的開啟和關(guān)閉，離心噴嘴四周對應(yīng)地設(shè)有4個惰性氣體噴嘴，惰性氣體噴嘴方向正對離心噴嘴旋轉(zhuǎn)時排液口熔體的甩出方向；霧化室下方設(shè)有收集室，收集室內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器和超聲振動篩。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于：通過離心式的噴嘴，將合金熔體以離心式甩出，增加了甩出的速度，因而在與霧化氣流接觸時會產(chǎn)生更大的破碎力，改善了破碎效果，同時采用脈沖式的開關(guān)閥門，使熔體在正對霧化氣流方向時才甩出，發(fā)生接觸，保持了破碎時角度的一致性，提高了粉料的均勻程度，針對TiAl的高反應(yīng)活性，在儲液爐包設(shè)置所要霧化的TiAl粉相同組分的內(nèi)層，避免了儲液中熔體腐蝕儲液包，同時根據(jù)TiAl合金的密度、熔煉速度、供液速度、離心轉(zhuǎn)速等特點，針對其進(jìn)行了儲液包和霧化噴嘴尺寸的優(yōu)化設(shè)計，使霧化效果更好，效率更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明霧化制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明離心噴嘴機構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

一種TiAl粉的霧化制備裝置，所述的裝置包括爐體1、控制系統(tǒng)、熔煉室、霧化室和收集室。

所述的熔煉室位于爐體上方，包括坩堝2，坩堝外設(shè)有感應(yīng)加熱體3，爐體上方設(shè)有爐蓋，

熔煉室和霧化室之間設(shè)有隔板，所述的霧化室中設(shè)有耐火材料制成的儲液包4，所述儲液包直徑為15cm，高度為30cm，所述儲液包包括外層襯和內(nèi)層，內(nèi)層采用與所要霧化的TiAl粉相同組分的TiAl合金制成，內(nèi)層厚度為1cm，感應(yīng)熔煉坩堝底部通過導(dǎo)流管連接到所述的儲液包，導(dǎo)流管上設(shè)有開/閉機構(gòu)，儲液包底部通過導(dǎo)流管連接離心噴嘴5，所述的離心噴嘴為圓盤狀，直徑為10cm，所述離心噴嘴的外側(cè)對稱地設(shè)有4個排液口6，排液口直徑為3cm，排液口開口方向為圓盤的法線方向，排液口上設(shè)有與PLC控制系統(tǒng)無線電連接的電磁閥，可以通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)脈沖式的開啟和關(guān)閉，離心噴嘴四周對應(yīng)地設(shè)有4個惰性氣體噴嘴8，惰性氣體噴嘴方向正對離心噴嘴旋轉(zhuǎn)時排液口熔體的甩出方向；霧化室下方設(shè)有收集室7，收集室內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器和超聲振動篩。

采用上述裝置進(jìn)行霧化制粉時，首先將真空熔煉后澆注得到的具有所需組分的合金鑄錠，放于真空感應(yīng)熔煉爐的坩堝內(nèi)，隨后抽真空后開啟真空感應(yīng)加熱線圈電源，對坩堝內(nèi)的鑄錠加熱，約15-20min后鑄錠完全熔化，采用紅外測溫設(shè)備對合金熔體進(jìn)行測溫，在1730-1770℃下保溫2-3min后，熔體通過坩堝進(jìn)入霧化室的儲液包中，隨后經(jīng)過陶瓷導(dǎo)流管引導(dǎo)到離心噴嘴中，離心噴嘴開始離心旋轉(zhuǎn)，同時控制系統(tǒng)控制電磁閥以脈沖的方式開啟關(guān)閉，使熔體以脈沖的方式被甩出，上述甩出的熔體正對霧化氣體噴出方向，相互之間角度為0°，甩出的熔體與霧化氣體正面沖擊，在氣流作用下被粉碎成微小液滴，并冷卻凝固為細(xì)粉，隨后進(jìn)入收集室，通過旋風(fēng)分離器分離后經(jīng)振動篩篩分后收集。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。