本發(fā)明屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種組合霧化式制備球形金屬合金微粉的裝置和方法，具體涉及一種生產(chǎn)3D打印用金屬合金球形粉體的裝置及其方法。

背景技術(shù)：

3D打印(增材制造)技術(shù)，尤其是復(fù)雜金屬構(gòu)件的3D打印技術(shù)，已經(jīng)成為全球最關(guān)注的新興技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的機(jī)加工工藝相比，3D打印技術(shù)因不受零件的幾何形狀限制、減少了昂貴的費(fèi)用、縮短了研發(fā)時(shí)間、人力成本低、無(wú)需前處理和后處理工藝，使其成為一個(gè)非常有潛力的技術(shù)。為了獲得優(yōu)質(zhì)的金屬合金成形件，除工藝、設(shè)備和軟件等重要條件外，金屬合金粉體材料是一個(gè)關(guān)鍵因素。

目前合金粉末制備方法主要有等離子旋轉(zhuǎn)電極、單棍快淬、等離子體球化法、水霧化法、惰性氣體霧化法和高速離心霧化法等，其中旋轉(zhuǎn)電極法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品球形度好，但因其動(dòng)平衡問(wèn)題，只能生產(chǎn)20目左右的粗粉；單棍快淬法制備的粉末多為不規(guī)則形狀、雜質(zhì)含量高。等離子體法射頻等離子體槍火高能等離子體槍作為熱源，所需設(shè)備復(fù)雜，原材料要求高，成本較高，難以滿足大批量生產(chǎn)3D打印金屬粉末的生產(chǎn)要求。水霧化法由于降溫速度太快，存在著易造成微粉形狀不規(guī)則和球形度不好，以及產(chǎn)品中氧含量過(guò)高的缺點(diǎn)。雖然惰性氣體霧化法生產(chǎn)產(chǎn)品的球形度有較大提高，細(xì)粉收率較高，但是產(chǎn)品微粉表面易出現(xiàn)衛(wèi)星滴，導(dǎo)致其流動(dòng)性和鋪展性降低，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行球形度精選，由于顆粒較細(xì)使得球形度篩選的難度增大；同時(shí)單獨(dú)的氣霧化操作要求惰性氣體的壓力很高，高達(dá)5.0MPa，甚至10.0MPa以上。高速離心霧化是近兩年開(kāi)發(fā)的金屬合金微粉的方法，為了獲得3D打印用的球形微粉，離心盤的轉(zhuǎn)速要求高達(dá)20000轉(zhuǎn)/分以上，存在轉(zhuǎn)盤的動(dòng)平衡問(wèn)題和設(shè)備制作的難度較高問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決目前技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供生產(chǎn)3D打印用金屬合金球形粉體的裝置及其方法。它具有金屬合金微粉產(chǎn)品的粒度分布窄且可控性好，球形度明顯提高，含氧量大幅度降低，同時(shí)也減少了設(shè)備投資和生產(chǎn)操作成本。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明一種組合霧化式制備球形金屬合金微粉的裝置，包括感應(yīng)熔化爐、中間包、霧化用惰性氣體管、氣霧化噴環(huán)、離心霧化轉(zhuǎn)盤、高速電機(jī)、電機(jī)保護(hù)殼、霧化室外殼、固定支撐和熔化操作倉(cāng)外殼。

所述的感應(yīng)熔化爐、中間包、霧化用惰性氣體管、氣霧化噴環(huán)位于熔化操作倉(cāng)外殼內(nèi)；所述離心霧化轉(zhuǎn)盤、高速電機(jī)、電機(jī)保護(hù)殼、固定支撐由上而下依次位于霧化室外殼內(nèi)；熔化操作倉(cāng)外殼位于霧化室外殼的上方。

所述的中間包位于所述的氣霧化噴環(huán)的正上方，氣霧化噴環(huán)位于熔化操作倉(cāng)外殼內(nèi)的底部，中間包底部中心設(shè)有漏孔，漏孔的中心線與氣霧化噴環(huán)的漏眼的中心線相重合。

所述的氣霧化噴環(huán)為緊耦合氣霧化結(jié)構(gòu)，位于離心霧化轉(zhuǎn)盤的正上方，其內(nèi)孔的中心線與離心霧化轉(zhuǎn)盤的中心線相重合。

所述的離心霧化轉(zhuǎn)盤下方直接與高速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，所述的高速電機(jī)位于電機(jī)保護(hù)殼內(nèi)，高速電機(jī)轉(zhuǎn)軸上帶有水冷卻夾套。

所述中間包底部中心的漏孔貫通氣霧化噴環(huán)、熔化操作倉(cāng)外殼底部和霧化室外殼的上部位置。

所述霧化室外殼的形狀為上部圓筒體、下部為錐體。

所述熔化操作倉(cāng)外殼為水夾套型，熔化操作倉(cāng)外殼的側(cè)部設(shè)有霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥和密封門，熔化操作倉(cāng)外殼的頂部設(shè)有抽真空管閥。

所述霧化室外殼為水夾套型，霧化室外殼的兩側(cè)上部設(shè)有排氣管閥，側(cè)下部設(shè)有入孔、置換用惰性氣體進(jìn)口管閥，下部設(shè)有產(chǎn)品出口管閥。

所述霧化用惰性氣體管用于將氣霧化噴環(huán)與霧化用惰性氣體進(jìn)口管連接。

所述感應(yīng)熔化爐設(shè)有輔料電動(dòng)加入裝置和倒液電動(dòng)控制裝置。

優(yōu)選的，所述的霧化室外殼的內(nèi)徑為5.0m～8.0m，直筒段高度為3.0m～6.0m。

優(yōu)選的，所述氣霧化噴環(huán)的漏眼直徑為5mm～8mm，從氣霧化噴環(huán)噴射出來(lái)的惰性氣體所形成的環(huán)錐的頂角為40°～60°。

優(yōu)選的，所述離心霧化轉(zhuǎn)盤為氧化鋁陶瓷層和金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)，上端面為氧化鋁陶瓷層，是平面或者錐面，錐面的頂角為120°～140°；上端面的直徑為100mm～200mm。

優(yōu)選的，所述離心霧化轉(zhuǎn)盤上端面與氣霧化噴環(huán)噴出惰性氣體所形成環(huán)錐的頂點(diǎn)之間的距離為30mm～100mm。

優(yōu)選的，所述高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000rpm～20000rpm。

一種使用上述組合霧化式制備球形金屬合金微粉的裝置制備球形金屬合金微粉的方法，包括以下步驟：

a.選取低含氧量的金屬合金原料，首先進(jìn)行水洗并進(jìn)行超聲波清洗，去除原料表面的雜質(zhì)，干燥后得到待熔化的金屬合金原料；

b.將待熔化的金屬材料放入感應(yīng)熔化爐中，將熔煉過(guò)程中待加入的輔料放入所述的輔料電動(dòng)加入裝置；

c.關(guān)閉密封門，關(guān)閉所有對(duì)外管閥；向熔化操作倉(cāng)外殼水夾套和霧化室外殼水夾套中進(jìn)水，并保持水的進(jìn)出穩(wěn)定；

d.打開(kāi)抽真空管閥，進(jìn)行抽真空操作，使裝置的絕對(duì)壓力達(dá)到1.0kPa以下，關(guān)閉真空管閥；

e.打開(kāi)置換用惰性氣體進(jìn)口管閥向裝置內(nèi)充入惰性氣體至裝置內(nèi)的表壓大于10.0kPa以上，關(guān)閉置換用惰性氣體進(jìn)口管閥；

f.重復(fù)c步驟和d步驟，直至裝置內(nèi)的氧氣含量小于10ppm；

g.開(kāi)啟感應(yīng)熔化爐電源，開(kāi)始對(duì)爐內(nèi)金屬進(jìn)行加熱至熔化，并繼續(xù)加熱達(dá)到一定的過(guò)熱度；開(kāi)啟輔料電動(dòng)加入裝置將所需輔料加入爐內(nèi)，對(duì)金屬熔融液進(jìn)行脫氧脫硫磷處理；

h.開(kāi)啟排氣管閥，開(kāi)啟霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥將惰性氣體引入氣霧化噴環(huán)，使氣霧化噴環(huán)處于正常工作狀態(tài)；啟動(dòng)高速電機(jī)使離心霧化轉(zhuǎn)盤達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，并向水冷卻夾套通入冷卻水，保證轉(zhuǎn)軸處于冷卻狀態(tài)；

i.開(kāi)啟倒液電動(dòng)控制裝置，將感應(yīng)熔化爐內(nèi)的金屬熔融液倒入中間包，金屬熔融液通過(guò)中間包底部的漏孔進(jìn)入氣霧化噴環(huán)的漏眼，按順序首先進(jìn)行緊耦合氣霧化制粉，熔融液被霧化氣分割成小液滴后落在下方的離心霧化轉(zhuǎn)盤上，借高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化轉(zhuǎn)盤將熔融液滴甩出，并進(jìn)一步進(jìn)行破碎和球化；金屬熔融微小液滴在飛行過(guò)程中依靠表面張力完成球形化，然后進(jìn)行降溫凝固被冷卻；

j.待中間包中熔融液漏完后，關(guān)閉霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥，關(guān)閉高速電機(jī)的電源，關(guān)閉排氣管閥；

k.待落在霧化室外殼內(nèi)底部的金屬微粉溫度降至100℃以下時(shí)，打開(kāi)產(chǎn)品出口管閥，對(duì)金屬微粉進(jìn)行粒度分級(jí)篩分，得到球形金屬合金微粉產(chǎn)品。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為含氧量小于10ppm的純氬氣或純氦氣。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)熔化爐中金屬熔融液的溫度達(dá)到比其熔點(diǎn)高出250°～350℃的過(guò)熱度，以保證氣霧化和離心霧化操作的穩(wěn)定操作。

優(yōu)選的，所述霧化用惰性氣體的壓力為1.0MPa～4.0MPa。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的突出效果為：

(1)一次產(chǎn)品金屬合金粉體的粒度分布窄。對(duì)于單獨(dú)的氣霧化法，即使氣體壓力很高，也會(huì)不可避免地由于不同位置高壓氣體對(duì)金屬熔融液切割力度不同，造成金屬液滴的大小不均，一次粉體產(chǎn)品的粒度分布較寬不均勻。對(duì)于離心霧化法，由于從中間包漏下來(lái)的金屬熔融液流量的不均勻性，即使離心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到很高，也會(huì)存在一次產(chǎn)品粒度分布很寬的問(wèn)題。而本發(fā)明將氣體霧化與離心霧化結(jié)合起來(lái)，使得兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以彌補(bǔ)兩者的上述的不足，使得一次粉體產(chǎn)品的粒度分布變得較窄。

(2)一次產(chǎn)品金屬合金粉體的粒度可控性提高。由于具有了氣體霧化和離心霧化兩種造粒方法的結(jié)合，可以同時(shí)對(duì)影響粒度分布的因素如霧化氣體壓力、噴射頂角、離心轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速、離心轉(zhuǎn)盤與氣霧化之間的距離等多種手段進(jìn)行調(diào)控，使得對(duì)粒度大小的可控性明顯提高。

(3)一次產(chǎn)品金屬合金微粉的球形度明顯提高。由于在氣霧化之后引入離心霧化，通過(guò)氣霧化形成的金屬合金熔融液滴進(jìn)一步經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)盤作用，使得球形度不好的液滴，進(jìn)一步球化，同時(shí)也有效地避免了顆粒衛(wèi)星滴的形成，因此使得一次產(chǎn)品金屬合金微粉的球形度得到大幅度的提高。

(4)設(shè)備成本和產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低。由于氣體霧化和離心霧化的結(jié)合，既降低了離心轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，降低的設(shè)備制作成本，也可以使霧化氣體的壓力較大幅度降低；同時(shí)上述的三個(gè)優(yōu)點(diǎn)也使產(chǎn)品的收率明顯提高，因此綜合起來(lái)使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各部件標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、感應(yīng)熔化爐；2、中間包；3、霧化用惰性氣體管；4、氣霧化噴環(huán)；5、離心霧化轉(zhuǎn)盤；7、高速電機(jī)；8、電機(jī)保護(hù)殼；9、霧化室外殼；10、固定支撐；11熔化操作倉(cāng)外殼；12、霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥；13、密封門；14、抽真空管閥；15排氣管閥；16、入孔；17、置換用惰性氣體進(jìn)口管閥；18、產(chǎn)品出口管閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1。

本發(fā)明一種本發(fā)明一種組合霧化式制備球形金屬合金微粉的裝置，其特征是包括感應(yīng)熔化爐(1)、中間包(2)、霧化用惰性氣體管(3)、氣霧化噴環(huán)(4)、離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)、高速電機(jī)(7)、電機(jī)保護(hù)殼(8)、霧化室外殼(9)、固定支撐(10)和熔化操作倉(cāng)外殼(11)。

所述的感應(yīng)熔化爐(1)、中間包(2)、霧化用惰性氣體管(3)、氣霧化噴環(huán)(4)位于熔化操作倉(cāng)外殼(11)內(nèi)；所述離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)、高速電機(jī)(7)、電機(jī)保護(hù)殼(8)、固定支撐(10)由上而下依次位于霧化室外殼(9)內(nèi)；熔化操作倉(cāng)外殼(11)位于霧化室外殼(9)的上方。

所述的中間包(2)位于所述的氣霧化噴環(huán)(4)的正上方，氣霧化噴環(huán)(4)位于熔化操作倉(cāng)外殼(11)內(nèi)的底部，中間包(2)底部中心設(shè)有漏孔，漏孔的中心線與氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼的中心線相重合。

所述的氣霧化噴環(huán)(4)為緊耦合氣霧化結(jié)構(gòu)，位于離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)的正上方，其內(nèi)孔的中心線與離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)的中心線相重合。

所述的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)下方直接與高速電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)軸相連，所述的高速電機(jī)(7)位于電機(jī)保護(hù)殼(8)內(nèi)，高速電機(jī)(7)轉(zhuǎn)軸上帶有水冷卻夾套(6)；

所述中間包(2)底部中心的漏孔貫通氣霧化噴環(huán)(4)、熔化操作倉(cāng)外殼(11)底部和霧化室外殼(9)的上部位置。

所述霧化室外殼(9)的形狀為上部圓筒體、下部為錐體。

所述熔化操作倉(cāng)外殼(11)為水夾套型，熔化操作倉(cāng)外殼(11)的側(cè)部設(shè)有霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)和密封門(13)，熔化操作倉(cāng)外殼(11)的頂部設(shè)有抽真空管閥(14)。

所述霧化室外殼(9)為水夾套型，霧化室外殼(9)的兩側(cè)上部設(shè)有排氣管閥(15)，側(cè)下部設(shè)有入孔(16)、置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)，下部設(shè)有產(chǎn)品出口管閥(18)。

所述霧化用惰性氣體管(3)用于將氣霧化噴環(huán)(4)與霧化用惰性氣體進(jìn)口管(12)連接。

所述感應(yīng)熔化爐(1)設(shè)有輔料電動(dòng)加入裝置和倒液電動(dòng)控制裝置。

優(yōu)選的，所述的霧化室外殼(9)的內(nèi)徑為5.0m～8.0m，直筒段高度為3.0m～6.0m。

優(yōu)選的，所述氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼直徑為5mm～8mm，從氣霧化噴環(huán)(4)噴射出來(lái)的惰性氣體所形成的環(huán)錐的頂角為40°～60°。

優(yōu)選的，所述離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)為氧化鋁陶瓷層和金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)，上端面為氧化鋁陶瓷層，是平面或者錐面，錐面的頂角為120°～140°；上端面的直徑為100mm～200mm。

優(yōu)選的，所述離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上端面與氣霧化噴環(huán)(4)噴出惰性氣體所形成環(huán)錐的頂點(diǎn)之間的距離為30mm～100mm。

優(yōu)選的，所述高速電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速為5000rpm～20000rpm。

一種使用上述組合霧化式制備球形金屬合金微粉的裝置制備球形金屬合金微粉的方法，包括以下步驟：

a.選取低含氧量的金屬合金原料，首先進(jìn)行水洗并進(jìn)行超聲波清洗，去除原料表面的雜質(zhì)，干燥后得到待熔化的金屬合金原料；

b.將待熔化的金屬材料放入感應(yīng)熔化爐(1)中，將熔煉過(guò)程中待加入的輔料放入所述的輔料電動(dòng)加入裝置；

c.關(guān)閉密封門(13)，關(guān)閉所有對(duì)外管閥；向熔化操作倉(cāng)外殼(11)水夾套和霧化室外殼(9)水夾套中進(jìn)水，并保持水的進(jìn)出穩(wěn)定；

d.打開(kāi)抽真空管閥(14)，進(jìn)行抽真空操作，使裝置的絕對(duì)壓力達(dá)到1.0kPa以下，關(guān)閉真空管閥(14)；

e.打開(kāi)置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)向裝置內(nèi)充入惰性氣體至裝置內(nèi)的表壓大于10.0kPa以上，關(guān)閉置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)；

f.重復(fù)c步驟和d步驟，直至裝置內(nèi)的氧氣含量小于10ppm；

g.開(kāi)啟感應(yīng)熔化爐(1)電源，開(kāi)始對(duì)爐內(nèi)金屬進(jìn)行加熱至熔化，爐內(nèi)溫度為1500°～2000℃，并繼續(xù)加熱達(dá)到一定的過(guò)熱度；開(kāi)啟輔料電動(dòng)加入裝置將所需輔料加入爐內(nèi)，對(duì)金屬熔融液進(jìn)行脫氧脫硫磷處理；

h.開(kāi)啟排氣管閥(15)，開(kāi)啟霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)將惰性氣體引入氣霧化噴環(huán)(4)，使氣霧化噴環(huán)(4)處于正常工作狀態(tài)；啟動(dòng)高速電機(jī)(7)使離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，并向水冷卻夾套(6)通入冷卻水，保證轉(zhuǎn)軸處于冷卻狀態(tài)；

i.開(kāi)啟倒液電動(dòng)控制裝置，將感應(yīng)熔化爐(1)內(nèi)的金屬熔融液倒入中間包(2)，金屬熔融液通過(guò)中間包(2)底部的漏孔進(jìn)入氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼，按順序首先進(jìn)行緊耦合氣霧化制粉，熔融液被霧化氣分割成小液滴后落在下方的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上，借高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)將熔融液滴甩出，并進(jìn)一步進(jìn)行破碎和球化；金屬熔融微小液滴在飛行過(guò)程中依靠表面張力完成球形化，然后進(jìn)行降溫凝固被冷卻；

j.待中間包(2)中熔融液漏完后，關(guān)閉霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)，關(guān)閉高速電機(jī)(7)的電源，關(guān)閉排氣管閥(15)；

k.待落在霧化室外殼(9)內(nèi)底部的金屬微粉溫度降至100℃以下時(shí)，打開(kāi)產(chǎn)品出口管閥(18)，對(duì)金屬微粉進(jìn)行粒度分級(jí)篩分，得到球形金屬合金微粉產(chǎn)品。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為含氧量小于10ppm的純氬氣或純氦氣。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)熔化爐(1)中金屬熔融液的溫度達(dá)到比其熔點(diǎn)高出250°～350℃的過(guò)熱度，以保證氣霧化和離心霧化操作的穩(wěn)定操作。

優(yōu)選的，所述霧化用惰性氣體的壓力為1.0MPa～4.0MPa。

實(shí)施例1

適用于3D打印的球形316L不銹鋼微粉的生產(chǎn)。

霧化室外殼(9)的內(nèi)徑為5.5m，直筒段高度為4.0m，感應(yīng)熔化爐(1)的容量為30kg，氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼直徑為5mm，噴射頂角為40°，選擇直徑為100mm的錐面式離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)，錐面頂角為140°，離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上端面與氣霧化噴環(huán)(4)噴出氣體的交匯點(diǎn)之間的距離為30mm，高速電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為6000rpm。

選取含氧量低于200ppm(質(zhì)量)的316L牌號(hào)的不銹鋼原料30kg，首先進(jìn)行水洗并進(jìn)行超聲波清洗，去除原料表面的雜質(zhì)，干燥后得到待熔化金屬合金原料。將待熔化金屬合金原料放入感應(yīng)熔化爐(1)中，將熔煉過(guò)程中待加入的輔料脫氧劑、脫硫磷劑放入輔料電動(dòng)加入裝置。關(guān)閉密封門，關(guān)閉所有對(duì)外管閥；向熔化操作倉(cāng)外殼(11)水夾套和霧化室外殼(9)水夾套中進(jìn)水，并保持水的進(jìn)出穩(wěn)定。打開(kāi)抽真空管閥(14)進(jìn)行抽真空操作，使裝置的壓力達(dá)到1.0kPa以下，關(guān)閉真空管閥(14)；打開(kāi)置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)向裝置內(nèi)充入惰性氣體至裝置內(nèi)的表壓大于10.0kPa，關(guān)閉置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)。重復(fù)進(jìn)行抽真空和惰性氣體置換，直至裝置內(nèi)的氧氣含量小于10ppm。

開(kāi)啟感應(yīng)熔化爐(1)電源，開(kāi)始對(duì)爐內(nèi)金屬進(jìn)行加熱至熔化，并進(jìn)一步升溫至1700℃，其過(guò)熱度約為250℃。開(kāi)啟輔料電動(dòng)加入裝置將所需輔料加入爐內(nèi)，對(duì)金屬熔融液進(jìn)行脫氧脫硫磷處理。開(kāi)啟排氣管閥(15)；將霧化用惰性氣體的壓力控制在1.0MPa，開(kāi)啟霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)將惰性氣體引入氣霧化噴環(huán)(4)，使氣霧化噴環(huán)(4)處于正常工作狀態(tài)；啟動(dòng)高速電機(jī)(7)使離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)達(dá)到設(shè)定的6000rpm轉(zhuǎn)速，并向水冷卻夾套(6)通入冷卻水，保證轉(zhuǎn)軸處于冷卻狀態(tài)。

開(kāi)啟倒液電動(dòng)控制裝置，將感應(yīng)熔化爐(1)內(nèi)的金屬熔融液倒入中間包(2)，金屬熔融液通過(guò)中間包(2)底部的漏孔進(jìn)入氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼，按順序首先進(jìn)行緊耦合氣霧化制粉，熔融液被霧化氣分割成小液滴后落在下方的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上，借高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)將熔融液滴甩出，并進(jìn)一步進(jìn)行破碎和球化；金屬熔融微小液滴在飛行過(guò)程中依靠表面張力完成球形化，然后進(jìn)行降溫凝固被冷卻。待中間包中熔融液漏完后，關(guān)閉霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)，關(guān)閉高速電機(jī)(7)的電源，關(guān)閉排氣管閥(15)。

待落在霧化室外殼(9)內(nèi)底部的316L不銹鋼微粉溫度降至100℃以下時(shí)，打開(kāi)產(chǎn)品出口管閥(18)，對(duì)金屬微粉進(jìn)行粒度分級(jí)篩分，得到球形316L不銹鋼微粉產(chǎn)品，其性能參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)附表1。

實(shí)施例2

適用于3D打印的球形Ti6Al4V合金微粉的生產(chǎn)。

霧化室外殼(9)的內(nèi)徑為6.0m，直筒段高度為5.0m，感應(yīng)熔化爐(1)的容量為30kg，氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼直徑為6mm，噴射頂角為45°，選擇直徑為120mm的錐面式離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)，錐面頂角為120°，離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上端面與氣霧化噴環(huán)(4)噴出氣體的交匯點(diǎn)之間的距離為40mm，高速電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為10000rpm。

選取含氧量低于200ppm(質(zhì)量)的Ti6Al4V合金原料30kg，首先進(jìn)行水洗并進(jìn)行超聲波清洗，去除原料表面的雜質(zhì)，干燥后得到待熔化金屬合金原料。將待熔化金屬合金原料放入感應(yīng)熔化爐(1)中，將熔煉過(guò)程中待加入的輔料脫氧劑、脫硫磷劑放入輔料電動(dòng)加入裝置。關(guān)閉密封門，關(guān)閉所有對(duì)外管閥；向熔化操作倉(cāng)外殼(11)水夾套和霧化室外殼(9)水夾套中進(jìn)水，并保持水的進(jìn)出穩(wěn)定。打開(kāi)抽真空管閥(14)進(jìn)行抽真空操作，使裝置的壓力達(dá)到1.0kPa以下，關(guān)閉真空管閥(14)；打開(kāi)置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)向裝置內(nèi)充入惰性氣體至裝置內(nèi)的表壓大于10.0kPa，關(guān)閉置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)。重復(fù)進(jìn)行抽真空和惰性氣體置換，直至裝置內(nèi)的氧氣含量小于10ppm。

開(kāi)啟感應(yīng)熔化爐(1)電源，開(kāi)始對(duì)爐內(nèi)金屬進(jìn)行加熱至熔化，并進(jìn)一步升溫至1900℃，其過(guò)熱度約為250℃。開(kāi)啟輔料電動(dòng)加入裝置將所需輔料加入爐內(nèi)，對(duì)金屬熔融液進(jìn)行脫氧脫硫磷處理。開(kāi)啟排氣管閥(15)；將霧化用惰性氣體的壓力控制在1.5MPa，開(kāi)啟霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)將惰性氣體引入氣霧化噴環(huán)(4)，使氣霧化噴環(huán)(4)處于正常工作狀態(tài)；啟動(dòng)高速電機(jī)(7)使離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)達(dá)到設(shè)定的10000rpm轉(zhuǎn)速，并向水冷卻夾套(6)通入冷卻水，保證轉(zhuǎn)軸處于冷卻狀態(tài)。

開(kāi)啟倒液電動(dòng)控制裝置，將感應(yīng)熔化爐(1)內(nèi)的金屬熔融液倒入中間包(2)，金屬熔融液通過(guò)中間包(2)底部的漏孔進(jìn)入氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼，按順序首先進(jìn)行緊耦合氣霧化制粉，熔融液被霧化氣分割成小液滴后落在下方的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上，借高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)將熔融液滴甩出，并進(jìn)一步進(jìn)行破碎和球化；金屬熔融微小液滴在飛行過(guò)程中依靠表面張力完成球形化，然后進(jìn)行降溫凝固被冷卻。待中間包中熔融液漏完后，關(guān)閉霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)，關(guān)閉高速電機(jī)(7)的電源，關(guān)閉排氣管閥(15)。

待落在霧化室外殼(9)內(nèi)底部的Ti6Al4V合金微粉溫度降至100℃以下時(shí)，打開(kāi)產(chǎn)品出口管閥(18)，對(duì)金屬微粉進(jìn)行粒度分級(jí)篩分，得到球形Ti6Al4V合金微粉產(chǎn)品，其性能參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)附表1。

實(shí)施例3

適用于3D打印的球形金屬鈦微粉的生產(chǎn)。

霧化室外殼(9)的內(nèi)徑為7.0m，直筒段高度為5.5m，感應(yīng)熔化爐(1)的容量為30kg，氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼直徑為6.5mm，噴射頂角為50°，選擇直徑為130mm的錐面式離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)，錐面頂角為130°，離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上端面與氣霧化噴環(huán)(4)噴出氣體的交匯點(diǎn)之間的距離為50mm，高速電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為8000rpm。

選取含氧量低于100ppm(質(zhì)量)的金屬鈦原料30kg，首先進(jìn)行水洗并進(jìn)行超聲波清洗，去除原料表面的雜質(zhì)，干燥后得到待熔化金屬合金原料。將待熔化金屬合金原料放入感應(yīng)熔化爐(1)中，將熔煉過(guò)程中待加入的輔料脫氧劑、脫硫磷劑放入輔料電動(dòng)加入裝置。關(guān)閉密封門，關(guān)閉所有對(duì)外管閥；向熔化操作倉(cāng)外殼(11)水夾套和霧化室外殼(9)水夾套中進(jìn)水，并保持水的進(jìn)出穩(wěn)定。打開(kāi)抽真空管閥(14)進(jìn)行抽真空操作，使裝置的壓力達(dá)到1.0kPa以下，關(guān)閉真空管閥(14)；打開(kāi)置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)向裝置內(nèi)充入惰性氣體至裝置內(nèi)的表壓大于10.0kPa，關(guān)閉置換用惰性氣體進(jìn)口管閥(17)。重復(fù)進(jìn)行抽真空和惰性氣體置換，直至裝置內(nèi)的氧氣含量小于10ppm。

開(kāi)啟感應(yīng)熔化爐(1)電源，開(kāi)始對(duì)爐內(nèi)金屬進(jìn)行加熱至熔化，并進(jìn)一步升溫至1900℃，其過(guò)熱度約為250℃。開(kāi)啟輔料電動(dòng)加入裝置將所需輔料加入爐內(nèi)，對(duì)金屬熔融液進(jìn)行脫氧脫硫磷處理。開(kāi)啟排氣管閥(15)；將霧化用惰性氣體的壓力控制在2.0MPa，開(kāi)啟霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)將惰性氣體引入氣霧化噴環(huán)(4)，使氣霧化噴環(huán)(4)處于正常工作狀態(tài)；啟動(dòng)高速電機(jī)(7)使離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)達(dá)到設(shè)定的8000rpm轉(zhuǎn)速，并向水冷卻夾套(6)通入冷卻水，保證轉(zhuǎn)軸處于冷卻狀態(tài)。

開(kāi)啟倒液電動(dòng)控制裝置，將感應(yīng)熔化爐(1)內(nèi)的金屬熔融液倒入中間包(2)，金屬熔融液通過(guò)中間包(2)底部的漏孔進(jìn)入氣霧化噴環(huán)(4)的漏眼，按順序首先進(jìn)行緊耦合氣霧化制粉，熔融液被霧化氣分割成小液滴后落在下方的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)上，借高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化轉(zhuǎn)盤(5)將熔融液滴甩出，并進(jìn)一步進(jìn)行破碎和球化；金屬熔融微小液滴在飛行過(guò)程中依靠表面張力完成球形化，然后進(jìn)行降溫凝固被冷卻。待中間包中熔融液漏完后，關(guān)閉霧化用惰性氣體進(jìn)口管閥(12)，關(guān)閉高速電機(jī)(7)的電源，關(guān)閉排氣管閥(15)。

待落在霧化室外殼(9)內(nèi)底部的金屬鈦微粉溫度降至100℃以下時(shí)，打開(kāi)產(chǎn)品出口管閥(18)，對(duì)金屬微粉進(jìn)行粒度分級(jí)篩分，得到球形金屬鈦微粉產(chǎn)品，其性能參數(shù)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)附表1。

附表1產(chǎn)品性能對(duì)比表

此外，以上所述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的個(gè)別實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，以及符合本發(fā)明保護(hù)主題思路的技術(shù)方案，均在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。