本實用新型涉及3D打印增材制造領域以及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種制備金屬粉末的離心裝置。

背景技術：

粉末材料在汽車、冶金、航天、航空、交通運輸、生物醫(yī)學等領域的應用越來越廣泛，尤其是隨著3D打印技術的迅猛發(fā)展，制造領域?qū)τ诮饘俜勰┑男枨蟾鼮槠惹小８咝阅艿慕饘俜勰┚哂辛鲃有院?、粒度范圍窄、成分均勻等特點，需要采用先進的制備技術才能獲得。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)金屬球形粉末的主要方式是霧化法，但通過這種方式制備的金屬粉末粒度范圍大，必須經(jīng)過多次篩分及檢驗才能得到所需的粒徑，生產(chǎn)效率極低，且存在粒度分布不均勻、粉末球形度不佳、顆粒表面存在衛(wèi)星球以及存在一定數(shù)量的空心粉末等缺陷，嚴重制約國內(nèi)金屬3D打印增材制造行業(yè)的發(fā)展。

在眾多金屬粉末制備工藝中，旋轉(zhuǎn)離心法制粉以其獨特的粒徑尺寸，形貌可控性和較高生產(chǎn)效率，已成為目前制備金屬或合金粉末的一種重要方法。但現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)離心制粉技術存在以下不足，導致影響霧化效果、降低產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效益：

1、由于金屬熔液是垂直滴落在霧化盤表面，同時霧化盤是一個平面，此過程會出現(xiàn)不同層面的滑動現(xiàn)象，從而有可能使熔液在脫離霧化盤邊緣時速率沒有達到離心甩出的最大值。

2、垂直滴落的金屬熔液很難與霧化盤中心軸線重合，這樣造成熔液不能均勻地分布于霧化盤面，難以獲得最大的脫離速率。

3、熔液坩堝一般安裝在霧化室頂部，暴露在大氣中，底部通過輸液桿與腔室連通，容易造成產(chǎn)品氧化嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的其中一個目的是提出一種制備金屬粉末的離心裝置，解決了現(xiàn)有技術存在的由于垂直滴落的金屬熔液很難與霧化盤中心軸線重合，造成熔液不能均勻地分布于霧化盤面，使得使得形成的金屬熔滴不能獲得最大的甩出速率，進而影響霧化 效果、降低產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效益的技術問題。本實用新型提供的諸多技術方案中的優(yōu)選技術方案所能產(chǎn)生的諸多技術效果詳見下文闡述。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了以下技術方案：

一種制備金屬粉末的離心裝置，包括：熔煉坩堝、中間包坩堝以及電機，所述熔煉坩堝置于所述中間包坩堝的頂部，所述中間包坩堝與所述電機連接，所述熔煉坩堝底部設有導流嘴，所述中間包坩堝內(nèi)設有液體流道、圓周面上設有液體流出孔、底部設有熔池，所述導流嘴與所述熔池連通，所述熔池頂部與所述液體流道連通。

進一步的，所述中間包坩堝圓周面上的液體流出孔為圓柱形。

進一步的，所述中間包坩堝頂部設有檔邊，用于防止液態(tài)金屬甩出。

進一步的，所述液體流道均勻布設在所述中間包坩堝內(nèi)，與所述熔池頂部連通處采用圓弧過渡。

進一步的，所述裝置的工作狀態(tài)為抽真空后反充保護氣體狀態(tài)。

進一步的，所述抽真空后反充的保護氣體為惰性氣體。

進一步的，所述中間包坩堝與所述電機的連接方式具體通過軸連接。

進一步的，所述電機的轉(zhuǎn)速在1000rpm-40000rpm。

進一步的，所述熔池設有拔模斜度。

本實用新型的工作原理及過程為：熔煉坩堝在抽真空后反充惰性氣體的環(huán)境下對金屬進行加熱熔化，形成液態(tài)金屬，熔煉坩堝置于中間包坩堝的頂部，熔煉坩堝底部設有導流嘴，中間包坩堝底部設有熔池，其中導流嘴位于熔池上方，熔煉坩堝內(nèi)被加熱熔化的液態(tài)金屬液通過熔煉坩堝底部的導流嘴流入中間包坩堝底部的熔池中，中間包坩堝內(nèi)部設有液體流道，其中液體流道均勻地布設在中間包坩堝內(nèi)部，熔池頂部與中間包坩堝內(nèi)部均勻布設的液體流道連通，電機與中間包坩堝連接，通過電機驅(qū)動中間包坩堝旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，從而使的通過導流嘴流入熔池內(nèi)的液態(tài)金屬在離心力的作用下流動速率增加，在獲得一定的速率下，通過熔池頂部與液體流道的連通處進入液體流道中，并順著液體流道流入中間包坩堝圓周面上，通過圓周面的液體流出孔甩成金屬液滴，被甩出的金屬液滴在表面張力的作用下形成球形，冷卻凝固成具有高球形度的金屬粉末。

基于上述技術方案，本實用新型通過在中間包坩堝內(nèi)設置液體流道以及在中間包坩堝圓周面上設置液體流出孔，從而限定了金屬熔液的流向，使得金屬熔滴在離心力 作用下能以最大的速率甩出，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效益。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所提供的制備金屬粉末的離心裝置示意圖；

圖2為本實用新型實施例中液體流道以及液體流出孔的具體放大示意圖。

附圖標記：

1-熔煉坩堝； 2-導流嘴； 3-中間包坩堝； 4-液體流道；

5-液體流出孔； 6-熔池； 7-電機。

具體實施方式

下面可以參照附圖圖1～圖2以及文字內(nèi)容理解本實用新型的內(nèi)容以及本實用新型與現(xiàn)有技術之間的區(qū)別點。下文通過附圖以及列舉本實用新型的一些可選實施例的方式，對本實用新型的技術方案(包括優(yōu)選技術方案)做進一步的詳細描述。需要說明的是：本實施例中的任何技術特征、任何技術方案均是多種可選的技術特征或可選的技術方案中的一種或幾種，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本實用新型的所有可替代的技術特征以及可替代的技術方案，也不便于每個技術特征的實施方式均強調(diào)其為可選的多種實施方式之一，所以本領域技術人員應該知曉：可以將本實用新型提供的任意技術手段進行替換或?qū)⒈緦嵱眯滦吞峁┑娜我鈨蓚€或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到新的技術方案。本實施例內(nèi)的任何技術特征以及任何技術方案均不限制本實用新型的保護范圍，本實用新型的保護范圍應該包括本領域技術人員不付出創(chuàng)造性勞動所能想到的任何替代技術方案以及本領域技術人員將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到的新的技術方案。

本實用新型實施例提供了一種制備金屬粉末的離心裝置。

下面結合圖1～圖2對本實用新型提供的技術方案進行更為詳細的闡述。

本實用新型實施例所提供的一種制備金屬粉末的離心裝置，包括：熔煉坩堝1、中間包坩堝3以及電機7，所述熔煉坩堝1置于所述中間包坩堝3的頂部，所述中間包 坩堝3與所述電機7連接，所述熔煉坩堝1底部設有導流嘴2，所述中間包坩堝3內(nèi)設有液體流道4、圓周面上設有液體流出孔5、底部設有熔池6，所述導流嘴2與所述熔池6連通，所述熔池6頂部與所述液體流道4連通。

本實用新型熔煉坩堝1在抽真空后反充惰性氣體的環(huán)境下對金屬進行加熱熔化，形成液態(tài)金屬，熔煉坩堝1置于中間包坩堝2的頂部，熔煉坩堝1底部設有導流嘴2，中間包坩堝3底部設有熔池6，其中導流嘴2與熔池6連通，熔煉坩堝1內(nèi)被加熱熔化的液態(tài)金屬液通過熔煉坩堝1底部的導流嘴2流入中間包坩堝3底部的熔池6中，中間包坩堝內(nèi)部設有液體流道4，其中液體流道4均勻地布設在中間包坩堝3內(nèi)部，熔池6頂部與中間包坩堝3內(nèi)部均勻布設的液體流道連通，電機7與中間包坩堝2連接，通過電機7驅(qū)動中間包坩堝旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，從而使的通過導流嘴2流入熔池6內(nèi)的液態(tài)金屬在離心力的作用下流動速率增加，在獲得一定的速率下，通過熔池6頂部與液體流道的連通處進入液體流道4中，并順著液體流道4流入中間包坩堝3圓周面上，通過圓周面的液體流出孔5甩成金屬液滴，被甩出的金屬液滴在表面張力的作用下形成球形，冷卻凝固成具有高球形度的金屬粉末。

本實施例通過在中間包坩堝2內(nèi)設置液體流道4以及在中間包坩堝3圓周面上設置液體流出孔5，從而限定了金屬熔液的流向，使得金屬熔滴在離心力作用下能以最大的速率甩出，從而冷卻形成金屬粉末。

在本實用新型的的一個實施例中，在中間包坩堝3的頂部設置有檔邊，通過設置檔邊結構可以防止液態(tài)金屬被甩出。

在本實用新型的一個實施例中，液體流道4均勻布設在中間包坩堝內(nèi)，其與熔池6頂部連通，其連通處采用圓弧連接的方式進行過渡，通過這種過渡方式，可以使液態(tài)金屬更順利地從熔池6進入到金屬流道4中，從而使液態(tài)金屬能夠以最大的速度甩出中間包坩堝3的圓周面，從而提高制備金屬粉末的效率。

在本實用新型的一個實施例中，熔煉坩堝1內(nèi)的環(huán)境為抽真空后反充保護氣體，其保護氣體為高純度的惰性氣體，具體為氬氣，通過在充滿惰性氣體的環(huán)境下將金屬加熱熔化，可以最大限度的地防止金屬氧化，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

在本實用新型的一個實施例中，中間包坩堝3與電機7通過軸進行連接，電機7通過軸將動力傳輸給中間包坩堝3，使得中間包坩堝3高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生足以讓金屬液滴甩出中間中間包坩堝3圓周面上液體流出孔5的離心力；具體的，電機的轉(zhuǎn)速可在 1000rpm-40000rpm范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，以適應不同流動性能的液態(tài)金屬，例如，當某液態(tài)金屬的流動性較好時，金屬液滴甩出所需的離心力相對較小，故此時可以將電機的轉(zhuǎn)速設置為一個相對較小的值，比如5000rpm，而當當某液態(tài)金屬的流動性較差時，金屬液滴甩出所需的離心力相對較大，故此時可以將電機的轉(zhuǎn)速設置為一個相對較小的值，比如30000rpm，由此，根據(jù)液態(tài)金屬不同的流動性能，對電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)節(jié)能的功效。

在本實用新型的一個實施例中，熔池6設有拔模斜度，其一方面是為了便于尾料的取出，另一方面也可以降低熔池6本體的加工工藝。

本實用新型通過在中間包坩堝3內(nèi)設置液體流道4以及在中間包坩堝圓周面上設置液體流出孔5，從而限定了金屬熔液的流向，使得金屬熔滴在離心力作用下能以最大的速率甩出，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效益。

上述本實用新型所公開的任意技術方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領域的技術人員應該理解：優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實施的數(shù)值中技術效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無法窮舉，所以本實用新型才公開部分數(shù)值以舉例說明本實用新型的技術方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應構成對本實用新型創(chuàng)造保護范圍的限制。

如果本文中使用了″第一″、″第二″等詞語來限定零部件的話，本領域技術人員應該知曉：″第一″、″第二″的使用僅僅是為了便于描述上對零部件進行區(qū)別如沒有另行聲明外，上述詞語并沒有特殊的含義。

另外，上述本實用新型公開的任意技術方案中所應用的用于表示位置關系或形狀的術語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本實用新型提供的任意部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。