專利名稱：制造微細粉末的快速冷凝裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及制造微細金屬粉末，尤其是非晶、準晶和微晶粉末的設備。
日本昭61－401中涉及了一種制造非晶合金粉末的裝置，液態(tài)金屬由一個高壓噴嘴噴射，其噴射壓力為80kg／cm2，冷卻元件是一個陀螺狀的圓錐，需用水冷卻；日本新技研(株)出售的NEV－P10型回轉(zhuǎn)圓錐制粉裝置，液態(tài)金屬采用電子槍噴射，批量進行，冷卻元件是可回轉(zhuǎn)的圓錐，用液氦冷卻。上述設備均是間續(xù)生產(chǎn)，單爐容量為0.1－1kg，生產(chǎn)產(chǎn)量低。
本實用新型的目的是設計一種能夠快速冷凝，大量生產(chǎn)微細金屬粉末的裝置。
本實用新型的裝置是通過開有多個引流孔的冷卻圓盤安裝在冷卻圓錐同一轉(zhuǎn)軸上實現(xiàn)的。
本實用新型裝置如圖1所示坩堝1盛有的熔體2通過噴嘴3在氣體管口4的氣體壓力作用下被霧化成液珠噴到高速旋轉(zhuǎn)的圓錐6上，圓錐進一步將液珠離散成更細的粉末彈落到高速旋轉(zhuǎn)的圓盤7上快速冷凝，并被甩出。在這一過程的同時，可將冷卻介質(zhì)從管口9流入內(nèi)襯5所嵌成的霧化冷卻室中。冷卻后的粉末隨氣流落在收集桶8內(nèi)。本裝置的特征在于冷卻圓盤開有多個引流孔11，并安裝在冷卻圓錐同一轉(zhuǎn)軸上作周心運動。其轉(zhuǎn)速為3000－10000轉(zhuǎn)／分；圓盤與圓錐的大小配合，以粉末落入圓盤的邊緣區(qū)域為準，一般圓盤φ500～φ800mm，厚度10～30mm，圓錐底徑φ180～φ500mm，高度50～100mm；圓盤所開引流孔的截面積之和應大于噴嘴進氣管截面積，直徑為φ10～φ14mm，孔數(shù)20～36個，圓錐、圓盤以及內(nèi)襯均用銅材制成，還可以用其它導熱性能良好的金屬材料制成，包括Ag、Ni、不銹鋼等。控制噴嘴與圓錐的高度差，以調(diào)整液珠的凝固時間。
本實用新型在制粉過中，其它參數(shù)為噴嘴氣體噴射壓力 ＞6kg／cm2噴嘴角度30°～120°圓錐角度30°～120°噴嘴與圓錐高度差30～200mm冷卻介質(zhì)液體通常為液氮、液體CO2、水及油本實用新型裝置，其冷卻圓盤有利于被離散的微細金屬粉末快速凝固，從圖4“Al－Cu二次枝晶間距”電鏡照片可見冷卻速度達到了106k／s，從而改善了原來由氣體、液體所形成的冷卻環(huán)境，可以連續(xù)生產(chǎn)，提高了粉末的產(chǎn)量和質(zhì)量，日產(chǎn)達100kg以上，平均粒度＜20μm。


圖1快速冷凝制粉裝置；圖2快速冷凝制粉裝置側位噴射示意圖；圖3快速冷凝制粉裝置，其中10為間接冷卻介質(zhì)管，9為直接冷卻介質(zhì)管。
圖4Al－Cu二次枝晶間距電鏡照片。
實施例1.Al－Si、Al－Cu、Al－Mn、Al－Fe微晶粉末制造在噴射氣體壓力為10kg／cm2，風管內(nèi)徑φ20mm，圓盤、圓錐轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)／分，圓盤直徑φ550mm，開孔直徑12mm；圓盤底徑為φ260mm，圓錐與噴嘴高度差50mm，冷卻液為水的條件下，獲得Al－Si，Al－Cu，Al－Mn，Al－Fe微晶粉末，其平均粒度＜20μm，產(chǎn)量0.5kg／分，含氧量＜0.4％，冷卻速度106k／s。其中Al－Si40初晶硅晶粒度＜1μm。
2.Al－Mn全準晶粉末制造在噴射壓力10kg／cm2，風管內(nèi)徑φ20mm，圓盤、圓錐轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)／分；圓盤直徑φ500mm，開孔36個，孔徑φ10mm；圓錐底徑φ180mm，圓錐與噴嘴高度差75mm；冷卻液為液氮的條件下，采用側位噴射，獲得Al78Mn22的全準晶粉末，粒度＜20μm，產(chǎn)量0.5kg／分，含氧量＜0.05％，冷卻速度＞106k／s。
3.細Al粉制造在噴射壓力10kg／cm2，風管內(nèi)徑φ20mm，圓盤、圓錐轉(zhuǎn)速為3000～5000轉(zhuǎn)／分，圓盤直徑φ600mm，開孔24個，孔徑φ12mm，圓錐底徑φ260mm，圓錐與噴嘴高度差為100mm，冷卻液為水的條件下，獲得細Al粉，其平均粒度＜20μm，產(chǎn)量0.5kg／分，冷卻速度為106k／s，含氧量＜0.3％。
4.Fe－Si－B非晶粉末制造在噴射壓力為10kg／cm2，風管內(nèi)徑φ20mm；圓盤、圓錐轉(zhuǎn)速為3000～5000轉(zhuǎn)／分，圓盤直徑φ500～800mm，開孔20～30個，圓錐底徑φ180～250mm，圓錐與噴嘴高度差50mm；冷卻介質(zhì)為液氮的條件下，獲得Fe－Si－B非晶粉末，其平均粒度＜20μm，產(chǎn)量0.5kg／分。
權利要求1.一種制造金屬微細粉末的快速冷凝裝置，它有一個由內(nèi)襯5嵌成的霧化室，在該室上安有噴咀3和冷卻介質(zhì)管9，在該室中裝有可旋轉(zhuǎn)的圓錐6，該室還與收集箱8相聯(lián)通，本實用新型裝置的特征在于冷卻圓錐6的下面有一個同軸旋轉(zhuǎn)的開有引流孔的冷卻圓盤7。
2.根據(jù)權利要求1所述的快速冷凝裝置，其特征在于所述冷卻圓盤由導熱系數(shù)較大的金屬材料制成。
專利摘要一種制造微細粉末的快速冷凝裝置，是制造金屬粉末，尤其是非晶和準晶和微晶粉末的設備。使用該設裝置有利于微細金屬粉末的快速冷凝，冷卻速度可達106k/s，可以連續(xù)生產(chǎn)，日產(chǎn)達100kg以上，平均粒度＜20μm。
文檔編號B22F9/10GK2030117SQ8821213
公開日1989年1月4日 申請日期1988年2月6日 優(yōu)先權日1988年2月6日
發(fā)明者陳振華, 王建業(yè), 王榮, 張賢京, 魏詩遠, 孫有章 申請人:中南工業(yè)大學