一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，对源金属进行加热，真空条件下，对其进行加热，使其液化，保持恒温并进行惰性气体保护；高温环境下，使源金属汽化形成微细金属液滴/颗粒；将微细液滴/颗粒进行球形化处理；将液滴/颗粒冷却处理，使其成为金属粉末；金属粉末粒度分类；精细金属粉末静化、沉积处理。本发明专利技术利用高温(温度高于源金属的沸点)汽化法，使液态金属汽化为微细的或超细微的液滴/颗粒，随后驱动、导引这些微细的或超细微的液滴/颗粒进入颗粒球形化处理设备，进行加热、旋转处理，使其在未固化前，通过气体旋转、研磨，形成球形金属液滴/颗粒。而后，通过冷却，使其成为微细的或超细微的球形金属粉末。

Method for preparing metal powder by high temperature vaporization and spheroidization treatment

The invention discloses a method for preparing metal powder by high temperature vaporization and spherical treatment, which is used to heat the source metal and heat it in vacuum to liquefy it, keep it at constant temperature and protect it from inert gas. Particles are spherical treated; droplets/particles are cooled to form metal powders; metal powders are classified; fine metal powders are stationary and deposited. The present invention uses high temperature (above the boiling point of the source metal) vaporization method to vaporize the liquid metal into fine or ultra-fine droplets/particles, and then drives and guides these fine or ultra-fine droplets/particles into the granular spherical treatment equipment for heating and rotating treatment so as to rotate the liquid metal through the gas before solidification. Turn and grind to form spherical metal droplets / particles. Then, through cooling, it becomes a fine or ultra fine spherical metal powder.

【技术实现步骤摘要】
一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法
本专利技术涉及一种粉末冶金技术，尤其涉及的是一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法。
技术介绍
金属粉末材料，在各种领域都有重要用途，如汽车，冶金，电子，化学工业等。在一些特殊应用方面，如涂料、涂层、薄膜等，精细的、颗粒均匀的金属粉末材料得到广泛应用。另外，随着3D打印技术深入发展，金属粉末材料是必不可少的原材料。在难熔金属材料的加工制造中，不能采用常规坩埚熔化、浇注成型及热机械处理等传统工艺进行加工，只能采用粉末冶金等方法。因此，粉末的制备是整个产业链的关键。传统的金属粉末生产方法包括：水雾化法、气雾化法等。这些加工方法所生产的金属粉末不仅含有严重的污染与杂质(如碳、氧等)，而且颗粒大、形体不规则及粒度分布差，对金属粉末的应用产生严重影响。对氧含量要求不高的金属粉末，使用水雾化法进行生产。利用高压水流的冲击力，将熔化的金属液流切割成不规则、大小不一的金属液滴，而后凝固成菱形、锯齿形等形态的固体金属粉末。气雾化方法广泛应用于制备金属粉末。该方法利用氮气、氩气等高压气源作为雾化剂，利用高压气体的冲击力，将熔化的金属破碎成为细小的金属液滴，这些细小的金属液滴进一步凝结为细小的固态金属粉末。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：如何制备难熔金属粉末材料，提供了一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：(101)对源金属进行加热，真空条件下，对其进行加热，使其液化，保持恒温并进行惰性气体保护；(102)高温环境下，使源金属汽化形成微细金属液滴/颗粒；(103)将微细液滴/颗粒进行球形化处理；(104)将液滴/颗粒冷却处理，使其成为金属粉末；(105)金属粉末粒度分类；(106)精细金属粉末静化、沉积处理。作为本专利技术的优选方式之一，所述源金属为一种或两种以上金属，所述两种以上源金属由设定比例组成的合金，在汽化前被液化，形成液态金属混合物。作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(102)中，对液态的金属直接进行连续高温、持久加热处理，使液态金属完全汽化，生成微细的金属液滴/颗粒，漂浮在加热容器上，然后在驱动及导引力的作用下，使微细金属液滴/颗粒迅速飘入下一级处理设备。所述步骤(103)中，将汽化后的微细金属液滴加热，使其保持熔融或半熔融状态，通过气体对颗粒进行旋转设置，使熔融态或半熔融态的金属液滴/颗粒高速旋转、运动，即使用气体研磨，使其成为球形金属液滴/颗粒。所述步骤(103)中，导入惰性气体，使导入的气流对金属液滴/颗粒形成推力，驱使金属液滴/颗粒向设定的方向移动。所述步骤(103)中，导入惰性气体，使导入的气流对金属液滴/颗粒形成引力，导引金属液滴/颗粒沿着设定的方向移动。所述步骤(103)中，使高压惰性气体以旋转的形式与熔融态或半熔融态的金属液滴/颗粒混合在一起，在旋转气流的带动下，使熔融态或半熔融态的金属液滴/颗粒高速旋转，使其不规则的形体收缩，旋转、研磨成表面光滑的球形体，而后沿着气流的方向快速移动。所述步骤(104)中，使用惰性气体，对熔融态的金属液滴/颗粒进行快速冷却，使其凝固成为金属粉末。所述步骤(105)中，金属粉末随气流流动，较大的颗粒根据其大小、重量，通过筛分及静电吸附处理，落下并收集处理；而精细的、超细微的粉末随气流进行下一级的静化、沉积处理。所述步骤(106)中，精细金属粉末经过较长时间的静化，缓慢沉积在密封罐的底部，而后收集、存储。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术利用高温(温度高于源金属的沸点)汽化法，使液态金属汽化为微细的或超细微的液滴/颗粒，随后驱动、导引这些微细的或超细微的液滴/颗粒进入颗粒球形化处理设备，进行加热、旋转处理，使其在未固化前，通过气体旋转、研磨，形成球形金属液滴/颗粒。而后，通过冷却，使其成为微细的或超细微的球形金属粉末。本专利技术制备的金属粉末具体为单质金属或合金(铝基、钛基、镍基等)粉体材料。本专利技术具有环境影响小的优点，所制成的粉体材料纯度高、颗粒小、球形及粒度分布集中等特性。附图说明图1是本专利技术的流程示意图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是源金属液化设备的结构示意图；图4是高温汽化设备的结构示意图；图5是颗粒驱动导引设备的结构示意图；图6是颗粒球形处理设备的结构示意图；图7是循环冷却设备的结构示意图；图8是金属粉末粒度分类设备的结构示意图；图9是超细微金属粉末处理器的结构示意图；图10是实施例1的流程示意图；图11是实施例2的流程示意图；图12是实施例3的流程示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括以下步骤：(101)对源金属进行加热，真空条件下，对其进行加热，使其液化，保持恒温并进行惰性气体保护；(102)高温环境下，使源金属汽化形成微细金属液滴/颗粒；(103)将微细液滴/颗粒进行球形化处理；(104)将液滴/颗粒冷却处理，使其成为金属粉末；(105)金属粉末粒度分类；(106)精细金属粉末静化、沉积处理。在步骤(101)中，参与反应的源金属为一种或两种以上金属。对于两种以上源金属，则由设定比例组成，在汽化前被液化，形成液态金属混合物，随后将其进行汽化。源金属的加热方法具体为电阻加热、电磁感应加热。要求加热温度高于源金属的熔点温度，以降低液体金属的粘度并使其流动顺畅。对源金属进行加热使其液化的过程，首先在真空条件下进行，然后保持恒温，并以惰性气体(氮气、氩气)保护，确保液态金属源不被杂质或其它气体污染。在步骤(102)中，使用带有冷却设置的耐高温的坩埚，通过导流管，导入液态金属进入坩埚内。使用高温汽化法(温度高于源金属的沸点)，直接将液态金属汽化成为微细金属液滴或颗粒。具体的高温汽化法为直流电弧汽化法、等离子体汽化法、激光汽化法。另外，惰性气体(氮气或氩气)参与其中。惰性气体对火焰(弧、炬、光束)喷口进行保护，防止金属液滴或颗粒在喷口处结壳，堵塞喷口，确保高温火焰(弧、炬、光束)正常喷出，生成的微细金属液滴能够连续不断地供给颗粒球形化处理设备。步骤(102)使用高于源金属沸点的火焰(弧、炬、光束)温度，对液态的金属直接进行连续高温、持久加热处理，使液态金属完全汽化，生成微细的金属液滴/颗粒，如浓雾状飘浮在坩埚的上面。微细金属液滴通过一个通道，在驱动及导引力的作用下，使微细金属液滴/颗粒迅速飘入颗粒球形化处理设备。在步骤(103)中，在坩埚的上方，连接一个通道至颗粒球形化处理设备，在气流(气体)驱动及导引力的作用下，使微细金属液滴/颗粒迅速飘入颗粒球形化处理设备。在颗粒球形化处理设备的周围，配置加热、保温设置，使飘入的微细金属液滴/颗粒在颗粒球形化处理设备内，保持为熔融态或半熔融态，免于球形化之前固化、成形。另外，在颗粒球形化处理设备的入口处、中间部位或转弯部位，设置多个排列均匀的气体/气流斜孔，引入的气体沿着颗粒球形化处理设备的内壁，以旋转的方式进行吹扫、运动。同时，旋转的气流带动熔融态、半熔融态的微细金属液滴/颗粒在颗粒球形化处理设备内快速旋转，并沿着气体流动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：(101)对源金属进行加热，真空条件下，对其进行加热，使其液化，保持恒温并进行惰性气体保护；(102)高温环境下，使源金属汽化形成微细金属液滴/颗粒；(103)将微细液滴/颗粒进行球形化处理；(104)将液滴/颗粒冷却处理，使其成为金属粉末；(105)金属粉末粒度分类；(106)精细金属粉末静化、沉积处理。

【技术特征摘要】
1.一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：(101)对源金属进行加热，真空条件下，对其进行加热，使其液化，保持恒温并进行惰性气体保护；(102)高温环境下，使源金属汽化形成微细金属液滴/颗粒；(103)将微细液滴/颗粒进行球形化处理；(104)将液滴/颗粒冷却处理，使其成为金属粉末；(105)金属粉末粒度分类；(106)精细金属粉末静化、沉积处理。2.根据权利要求1所述的一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，所述源金属为一种或两种以上金属，所述两种以上源金属由设定比例组成的合金，在汽化前被液化，形成液态金属混合物。3.根据权利要求1所述的一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，所述步骤(102)中，对液态的金属直接进行连续高温、持久加热处理，使液态金属完全汽化，生成微细的金属液滴/颗粒，漂浮在加热容器上，然后在驱动及导引力的作用下，使微细金属液滴/颗粒迅速飘入下一级处理设备。4.根据权利要求1所述的一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，所述步骤(103)中，将汽化后的微细金属液滴加热，使其保持熔融或半熔融状态，通过气体对颗粒进行旋转设置，使熔融态或半熔融态的金属液滴/颗粒高速旋转、运动，即使用气体研磨，使其成为球形金属液滴/颗粒。5.根据权利要求4所述的一种使用高温汽化、球形化处理制备金属粉末的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张格梅，
申请(专利权)人：张格梅，
类型：发明
国别省市：安徽,34