CN101966589B - 一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器 - Google Patents
一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器 Download PDFInfo
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Abstract
一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器，它包括用于盛装金属液的钳锅，环绕钳锅底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室，其特征在于：环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环，且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置；其中，靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的α1顶角点，远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的α2顶角点，两顶角之间的距离为0.1-0.4m；控制雾化压力在0.5-2.5Mpa。
Description
技术领域
本发明属于金属粉末的制造领域，尤其是涉及一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末（非晶、准晶及微晶粉末）用复合雾化器。
背景技术
Stephen D. Ridder 等根据高速摄影拍摄的普通气体雾化情况，概括得出雾化分为三个阶段。雾化I区：输液管出口的液流扩展成带和初次受气流撞击破碎成分散的小液流；雾化II区：小液流经高能气流冲击形成液雾，该区为主要雾化区；雾化III区：液雾聚合成小液滴和凝固。
根据上述分析，防止液雾聚合是改善粉末细化效果的关键。陈振华等人根据此原理，在雾化***中加一个或多个组合的旋转盘来撞击和破碎经气流雾化后的液滴（见中国专利，88212137，90106130，91106862），即所谓的双级或多级雾化法。这种方法使雾化效果得到明显改善，但所得到的粉末不是球形，呈泪滴状，而且雾化设备也相对复杂。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器。该复合雾化器是通过在雾化第三区（在距顶角0.1-0.4m距离内）附加一个气体射流来阻止液雾聚合并破碎残存的大液滴，这样既能够大幅度细化粉末又能保持粉末的球形度。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括用于盛装金属液的钳埚，环绕钳埚底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室；环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环，且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置；其中，靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的α1顶角点，远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的α2顶角点，两顶角之间的距离为0.1-0.4m；控制雾化压力在0.5-2.5Mpa。
本发明中所述雾化器驻室为环形单腔式结构。
本发明中所述雾化器驻室也可根据需要设计成内外两环腔结构，即所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构，设置在内外两个喷嘴环上的喷嘴分别与相应的环腔相连通。
本发明的有益效果如下：
本发明相比现有技术可使金属液流得以更充分雾化，从而使得气体雾化效果更佳。采用本发明制造微细金属粉末其冷却速度可达到105-106K/s ,日产可达120Kg 以上，平均粒度小于15μm。
附图说明
图1为单腔式结构驻室的结构示意图。
图2为两腔式结构驻室结构的结构示意图。
图中序号：1为柱塞，2为钳埚，3为导液管，4为环形单腔式结构的雾化器驻室，5为内喷嘴环，6为外喷嘴环，7为两腔式雾化器驻室中的内环腔，8为两腔式雾化器驻室中的外环腔。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
实施例1：
如图1所示，本实施例的制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器包括用于盛装金属液的钳埚2，环绕钳埚底部金属液导液管3设置的与高速气流源相连通的环形结构的环形单腔式结构的雾化器驻室4；环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环5、6，且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置；其中，靠近导液管轴线的内喷嘴环5上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化II区的α1顶角点，远离导液管轴线的外喷嘴环6上的所有喷嘴的轴线均与导液管轴线交汇于雾化III区的α2顶角点，两顶角之间的距离为0.1-0.4m；控制雾化压力在0.5-2.5Mpa。
实施例2
如图2所示，该实施例与实施例1的不同之处在于：所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构，设置在内喷嘴环5上的喷嘴均与内环腔7相连通，设置在外喷嘴环6上的喷嘴均与外环腔8相连通。
本发明的复合雾化器用于非晶Al -Ni-Y 合金球形粉末的制造时，气体雾化压力为1.0Mpa，冷却速度达106 K/s，制得的Al-Ni-Y 非晶粉末平均粒度为7-12μm。
本发明的复合雾化器用于Al-Mn准晶球形粉末的制造时，雾化压力为1.5 Mpa，制得的Al-Mn准晶粉末平均粒度为10-14μm。
本发明的复合雾化器用于微细Al -Li 合金球形粉末的制造时，雾化压力为1.5 Mpa，制得的Al-Li准晶粉末平均粒度为8-13μm。
Claims (1)
1.一种制造气体雾化快速凝固球形微细金属粉末用复合雾化器，它包括用于盛装金属液的坩埚，环绕坩埚底部金属液导液管设置的与高速气流源相连通的环形结构的雾化器驻室，其特征在于：环绕所述雾化器驻室的环形底面设置有由若干个以均布排列方式设置的喷嘴构成的内外两个同心圆结构的喷嘴环，且所述喷嘴均以其轴线与导液管轴线的下延长线相交的侧斜方式设置；其中，靠近导液管轴线的内喷嘴环上的所有喷嘴的轴线构成一个顶角为а1的圆锥体，且此圆锥体的顶点与导液管轴线交汇于雾化II区，远离导液管轴线的外喷嘴环上的所有喷嘴的轴线构成一个顶角为а2的圆锥体，且该圆锥体的顶点与导液管轴线交汇于雾化III区，两圆锥体的两个顶点之间的距离为0.1-0.4m；控制雾化压力在0.5-2.5Mpa；所述雾化II区是小液流经高能气流冲击形成液雾，该区为主要雾化区；所述雾化III区是液雾聚合成小液滴和凝固区；所述雾化器驻室为通过竖直设置的环形隔板分隔成的内外两环腔结构，设置在内外两个喷嘴环上的喷嘴分别与相应的环腔相连通。
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