將金屬原材料放入中頻感應(yīng)爐中熔煉，金屬的過(guò)熱度為100?200°C，并使用專用復(fù)合脫氧劑脫氧除渣，提高金屬熔體的純度，且使用的復(fù)合脫氧劑為硅鈣合金或鈣硅錳合金或純硅中的一種或者幾種組合；
S2將熔融的金屬液傾倒進(jìn)霧化設(shè)備的霧化漏包中，金屬液在重力和高壓氣流、高壓水流產(chǎn)生的負(fù)壓作用下經(jīng)過(guò)漏包底部的漏眼流入霧化區(qū)域，且金屬液流入霧化區(qū)域的流速為8 ?20kg/min ；
S3金屬液流在高壓氣體的霧化作用下變成金屬液滴，金屬液滴通過(guò)多次高壓水的破碎作用形成為微細(xì)液滴；其中，使用的高壓氣體為惰性氣體，其壓力為0.2?0.6MPa，流量為1?3m3/min ;使用的高壓水的壓力為80?120MPa，流量為35?75L/mim ；
S4微細(xì)液滴沿霧化筒下落過(guò)程中不斷收縮成近球形，落入集粉罐水中冷卻；而霧化筒體內(nèi)的水位使用渣漿栗進(jìn)行控制，其最下端的霧化點(diǎn)到冷卻水面的距離為3?5m ;
S5將冷卻得到的粉末通過(guò)水粉分離，裝入真空干燥機(jī)，經(jīng)分級(jí)檢測(cè)后包裝儲(chǔ)存。
[0028]具體地，本實(shí)施例以制備超細(xì)近球形低氧奧氏體316L不銹鋼粉末為例進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0029]按重量百分比稱取316L 成分配料:Fe:65%，Cr:18%，N1:14%，Mo:3%?？傊?100kg，加入到中頻熔煉爐中加溫熔化，待合金熔化，使用專用復(fù)合脫氧劑脫氧除渣，并測(cè)量溫度為1650 °C時(shí)，將熔融金屬液倒入到霧化漏包1中，金屬液通過(guò)霧化漏包底部的漏眼流入霧化區(qū)劃，控制金屬液流速度為10kg/min，惰性霧化氣體選擇氮?dú)?，壓力?.45MPa，流量為
2.5m3/mim，環(huán)縫型高壓氣體噴嘴21的環(huán)縫寬度L為2mm，氣體噴射頂角ω為60°，每個(gè)高壓水噴頭7上的高壓水霧化噴嘴均設(shè)置為二個(gè)，且均安置在環(huán)縫型高壓氣體噴嘴21的下方，同一高壓水噴頭7上噴出的高壓水呈扇面分布，扇面夾角Φ為25°，且高壓水霧化噴嘴的的直徑d為0.8mm，位置相對(duì)的二個(gè)高壓水霧化噴嘴之間的夾角Φ 1為40°，Φ 2為30°，使用的霧化水壓力為OMPa，流量為70L/mim。使用渣漿栗控制霧化筒4體內(nèi)水位，其最下端霧化點(diǎn)到集粉罐5內(nèi)冷卻水面的距離為4m。316L金屬液流通過(guò)高壓氣體和高壓水的破碎，經(jīng)過(guò)收縮成球形粉末(如圖3所示)，振實(shí)密度高為4.71g/cm3。同時(shí)，粉末的氧含量低，為3200ppm。并且，如圖4所示，獲得的粉末的粒度D50為8.067 μ m，收得率為65%。
[0030]實(shí)施例2
本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的設(shè)備及方法，但是具體地，本實(shí)施例以制備超細(xì)近球形低氧17-4PH不銹鋼粉末為例進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0031]按重量百分比稱取17-4PH 成分配料:Fe:75.8%，Cr:16%，N1:4%，Cu:4%，Nb:0.2%。總重100kg，加入到中頻熔煉爐中加溫熔化，待合金熔化，使用專用復(fù)合脫氧劑脫氧除渣，并測(cè)量溫度為1650°C時(shí)，將熔融金屬液倒入到霧化漏包1中，金屬液通過(guò)霧化漏包1底部的漏眼流入霧化區(qū)域，控制金屬液流速度為10kg/min，惰性霧化氣體選擇氮?dú)?，壓力?.4MPa，流量為2m3 /mim,環(huán)縫型高壓氣體噴嘴21的環(huán)縫寬度L為2mm，氣體噴射頂角ω為60°，每個(gè)高壓水噴頭7上的高壓水霧化噴嘴均設(shè)置為二個(gè)，且均安置在環(huán)縫型高壓氣體噴嘴21的下方，同一高壓水噴頭7上噴出的高壓水呈扇面分布，扇面夾角Φ為15°，且高壓水霧化噴嘴的直徑d為0.8mm，位置相對(duì)的二個(gè)高壓水霧化噴嘴之間的夾角Φ 1為45°，Φ 2為35°，使用的霧化水壓力為OMPa，流量為70L/mim。使用渣漿栗控制霧化筒4體內(nèi)水位，其最下端霧化點(diǎn)到集粉罐5內(nèi)冷卻水面的距離為4m。17-4PH金屬液流通過(guò)高壓氣體和高壓水的破碎，經(jīng)過(guò)收縮成球形粉末(如圖5所示)，振實(shí)密度高為4.63g/cm3。同時(shí)，粉末的氧含量低，為3400ppm。并且，如圖6所示，獲得的粉末的粒度D50為8.317 μ m，收得率為63%。
[0032]如圖7所示，為傳統(tǒng)水霧化產(chǎn)品樣品SEM圖；如圖8所示，為傳統(tǒng)水霧化產(chǎn)品樣品粒度分布圖。由這兩個(gè)圖可以清楚地看出，其制備的粉末與本發(fā)明制備的粉末相比，無(wú)論是形貌上，還是粒度上，還是收得率上都存在較大差異。而本發(fā)明由于增加了氣體的預(yù)破碎效果，所用的霧化水量大為減小，粉末的收縮過(guò)程延長(zhǎng)，因此球形度比傳統(tǒng)水霧化好，而且整個(gè)霧化過(guò)程中在惰性保護(hù)氣體中進(jìn)行，降低了粉末的氧含量。
[0033]實(shí)施例3
本實(shí)施例制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，所述方法包括以下步驟:s 1將金屬原材料放入中頻感應(yīng)爐中熔煉，其中金屬的過(guò)熱度為100?200°C，使用復(fù)合脫氧劑脫氧除渣；
s 2將熔融的金屬液傾倒進(jìn)霧化設(shè)備的霧化漏包中，金屬液在重力和高壓氣流、高壓水流產(chǎn)生的負(fù)壓作用下經(jīng)過(guò)漏包底部的漏眼以8?20kg/min流速流入霧化區(qū)域；其中所述高壓氣體為惰性氣體，其壓力為0.2?0.6MPa，流量為1?3m3/min ;所述高壓水的壓力為80?120MPa，所述高壓水的流量為35?75L/mim。
[0034]S 3所述金屬液流在高壓氣體的霧化作用下變成金屬液滴，金屬液滴通過(guò)多次高壓水的破碎作用形成為微細(xì)液滴；
S 4所述微細(xì)液滴沿霧化筒下落過(guò)程中不斷收縮成近球形，落入霧化筒底部水中冷卻；
S 5將冷卻得到的粉末通過(guò)水粉分離，裝入真空干燥機(jī)，進(jìn)行干燥。
[0035]上述各實(shí)施例中，所述復(fù)合脫氧劑為硅鈣合金、鈣硅錳合金和/或純硅。
[0036]上述各實(shí)施例中，所述霧化筒體內(nèi)的水位通過(guò)渣漿栗進(jìn)行控制，所述霧化筒體內(nèi)最下端的霧化點(diǎn)到冷卻水面的距離為3?5m。
[0037]對(duì)本發(fā)明應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明，凡是在本發(fā)明的精神原則之內(nèi)，所作出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: s 1將金屬原材料放入中頻感應(yīng)爐中熔煉，并使用復(fù)合脫氧劑脫氧除渣； s 2將熔融的金屬液傾倒進(jìn)霧化設(shè)備的霧化漏包中，金屬液在重力和高壓氣流、高壓水流產(chǎn)生的負(fù)壓作用下經(jīng)過(guò)漏包底部的漏眼以預(yù)定流速流入霧化區(qū)域； s 3所述金屬液流在高壓氣體的霧化作用下變成金屬液滴，金屬液滴通過(guò)多次高壓水的破碎作用形成為微細(xì)液滴； S 4所述微細(xì)液滴沿霧化筒下落過(guò)程中不斷收縮成近球形，落入霧化筒底部水中冷卻； S 5將冷卻得到的粉末通過(guò)水粉分離，裝入真空干燥機(jī)，進(jìn)行干燥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述復(fù)合脫氧劑為硅鈣合金、鈣硅錳合金和/或純硅。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述的步驟s 1中金屬原材料熔煉過(guò)程中，金屬的過(guò)熱度為100?200°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述的步驟S2中金屬液流入霧化區(qū)域的預(yù)定流速為8?20kg/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述高壓氣體為惰性氣體，所述高壓氣體的壓力為0.2?0.6MPa，所述高壓氣體的流量為1?3m3/min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述高壓水的壓力為80?120MPa，所述高壓水的流量為35?75L/mim。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述霧化筒體內(nèi)的水位通過(guò)渣漿栗進(jìn)行控制，所述霧化筒體內(nèi)最下端的霧化點(diǎn)到冷卻水面的距離為3?5m。8.一種制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化設(shè)備，該設(shè)備用于上述任一權(quán)利要求所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法，其特征在于，所述設(shè)備包括霧化漏包(1 )、設(shè)置在霧化漏包(1)底面上的高壓氣體霧化噴盤(2)、設(shè)置在高壓氣體霧化噴盤(2)底面上的高壓水霧化噴盤(3)、設(shè)置在高壓水霧化噴盤(3)底面上的霧化筒(4)及位于霧化筒(4)下方的集粉罐(5 )，其中所述高壓氣體霧化噴盤(2 )、高壓水霧化噴盤(3 )和霧化筒(4 )中設(shè)置有一相互連通的通道(6)，該通道(6)內(nèi)形成有霧化區(qū)域，且該通道(6)與霧化漏包(1)底部設(shè)置的漏眼相連通，所述高壓氣體霧化噴盤(2)上設(shè)置有環(huán)縫型高壓氣體噴嘴(21)，所述高壓水霧化噴盤(3)上按圓周排布有至少二組高壓水噴嘴，每組高壓水噴嘴分別包括二個(gè)沿高壓水霧化噴盤(3)中心軸對(duì)稱設(shè)置的高壓水噴嘴(7)，每個(gè)高壓水噴嘴(7)噴出的水呈扇形排布。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)縫型高壓氣體噴嘴(21)的環(huán)縫寬度L為1?5mm，夾角ω為45?75°。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化設(shè)備，其特征在于，所述的各高壓水霧化噴嘴的直徑d為0.5?1.0mm，位置對(duì)應(yīng)的兩個(gè)高壓水霧化噴嘴之間的夾角Φ為25?65°，位于同一高壓水噴頭(7)上噴出的高壓水呈扇面分布，扇面夾角Φ為 bο Γι r>η
【專利摘要】本發(fā)明一種制備超細(xì)近球形低氧金屬粉末的霧化方法及設(shè)備，所述方法包括將熔融的金屬液流先通過(guò)高壓氣體破碎成液滴，液滴再經(jīng)過(guò)高壓水多重破碎形成更加細(xì)小的液滴，并在霧化筒內(nèi)飛行的過(guò)程中收縮成近球形，最終凝固成為超細(xì)近球形低氧金屬粉末。本發(fā)明所述設(shè)備與傳統(tǒng)氣霧化相比，增加了高壓水的破碎作用，粉末粒度更加細(xì)小，由于增加了氣體的預(yù)破碎效果，所用的霧化水量大為減小，粉末的收縮過(guò)程延長(zhǎng)，因此球形度比傳統(tǒng)水霧化好，而且整個(gè)霧化過(guò)程中在惰性保護(hù)氣體中進(jìn)行，降低了粉末的氧含量。而且，本發(fā)明的技術(shù)先進(jìn)可靠，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，連續(xù)性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，適合于工業(yè)化生產(chǎn)并可廣泛應(yīng)用于金屬注射成形行業(yè)。
【IPC分類】B22F9/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105290412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510735411
【發(fā)明人】曾克里, 李志 , 翁廷, 朱杰, 宗偉, 冷丹, 羅浩, 周晚珠, 屈嬌, 王蘇英, 李聰
【申請(qǐng)人】曾克里
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日