阅读说明：本技术 一种钛合金粉末加工设备及制备工艺 (Titanium alloy powder processing equipment and preparation process ) 是由 刘红艳 李玉山 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种钛合金粉末加工设备及制备工艺,包括机架体,送料装置,高频发生器,安装板,电磁加热圈,钛液雾化机构,旋转造粒机构,调速器和配电柜；本发明高频发生器控制电磁加热圈的设置,避免了现有坩埚会对钛及钛合金液产生污染,严重影响了激光增材的问题；钛液雾化机构的设置,雾化过程无坩埚,由于熔化和雾化同时进行,大大缩短了工艺流程；旋转造粒机构的设置,旋转电机带动旋转盘转动,在离心力的作用下,雾化后的钛液粒经过旋转盘甩出,从而形成金属液滴,金属液滴进一步球化并冷凝得到所需粉末,具有生产周期短、球化率高、成本低的优点。(The invention provides titanium alloy powder processing equipment and a preparation process, wherein the titanium alloy powder processing equipment comprises a frame body, a feeding device, a high-frequency generator, a mounting plate, an electromagnetic heating ring, a titanium liquid atomizing mechanism, a rotary granulating mechanism, a speed regulator and a power distribution cabinet; the high-frequency generator controls the arrangement of the electromagnetic heating ring, so that the problem that the existing crucible can pollute titanium and titanium alloy liquid and seriously affect laser material increase is solved; the arrangement of the titanium liquid atomization mechanism, the atomization process has no crucible, and the melting and atomization are carried out simultaneously, so that the process flow is greatly shortened; the rotary granulation mechanism is arranged, the rotary motor drives the rotary disc to rotate, and under the action of centrifugal force, atomized titanium liquid particles are thrown out through the rotary disc, so that metal liquid drops are formed, and the metal liquid drops are further spheroidized and condensed to obtain required powder.)

一种钛合金粉末加工设备及制备工艺

技术领域

本发明属于钛合金粉末制备技术领域，尤其涉及一种钛合金粉末加工设备及制备工艺。

背景技术

随着激光3D打印技术、热喷涂技术等近终成型粉末冶金技术得到高速发展，人们开始将近终成型粉末冶金技术应用到现有工艺中，伴随着新型技术的加入，原料粉末的纯度、形貌、粒度等都具有较为明显的优化提升，但是在制造工艺进步的同时，原料方面的缺陷成为了最大的问题，因此人们将眼光投放于制备原料上，其中球形钛及钛合金成为备受关注的制备原料。

现有钛及钛合金粉的制备工艺主要包括：机械粉碎法、化学反应法和雾化法，其中机械粉碎法得到的粉末形状不规则、含氧量偏高，不符合要求；而化学反应法只适用于纯钛粉的制备，且制得的粉末氯残留高，纯度不够；因而，目前球形钛及钛合金粉的制备主要采用雾化法，然而雾化过程中，金属液又易变形，无法获得完全为球形的粉末；此外，钛极易和氧气发生反应从而被氧化，过程中所涉及的各种设备，例如坩埚，也会对钛及钛合金液产生污染，对制备得到的钛合金粉末质量形成直接影响。

因此，发明一种钛合金粉末制备加工设备显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种钛合金粉末加工设备及制备工艺，以解决现有球形钛及钛合金粉的制备主要采用雾化法，雾化过程中，金属液易变形，无法获得完全为球形的粉末，此外，钛极易和氧气发生反应从而被氧化，过程中所涉及的各种设备，例如坩埚，也会对钛及钛合金液产生污染，对制备得到的钛合金粉末质量造成直接影响的问题。

一种钛合金粉末加工设备及制备工艺，在机架体上通过螺栓安装有送料装置，该送料装置前侧的下端固定有安装板；所述安装板上设置有电磁加热圈，一高频发生器安装在机架体的上端；该电磁加热圈与高频发生器电性连接；一钛液雾化机构固定在机架体的下方；一旋转造粒机构设置在钛液雾化机构的右侧，并通过螺栓与机架体固定；一调速器通过螺钉安装在机架体的一侧；一配电柜通过螺栓固定在机架体的一侧。

所述送料装置包括安装架，丝杆滑台，滑动架，钛棒卡接件和钛棒，所述安装架通过螺栓固定在机架体上，该安装架上配合安装有丝杆滑台；所述滑动架通过内六角螺栓与丝杆滑台上的滑台固定；所述钛棒卡接件通过螺栓安装在滑动架上，该钛棒卡接件插接在钛棒的孔内；所述丝杆滑台通过导线与调速器连接。

所述钛液雾化机构包括集液箱，三通管和隔片，所述集液箱通过螺栓安装在机架体的底部，该集液箱横向贯穿有三通管；所述三通管左端与外界压缩气源连接，右端延伸至通孔内，其下端位于集液箱内侧的底部；所述隔片设置在三通管的右端。

所述旋转造粒机构包括旋转电机，固定外壳，旋转盘，通孔和排料口，所述旋转电机通过螺栓固定在固定外壳的右侧，该旋转电机贯穿固定外壳与旋转盘固定连接；所述固定外壳上端与机架体固定；所述旋转盘外部设置有多个喇叭口，且喇叭口的尖端部的直径为1-2mm；所述通孔开设在旋转盘的左侧；所述排料口焊接在固定外壳的底部。

所述配电柜内部设置有3个断路器，分别与高频发生器，调速器和旋转电机通过导线连接。

一种钛合金粉末制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：送料，将钛棒固定在钛棒卡接件上，调整调速器的转速，将其设定为150-200r/min，将固定好的钛棒通过丝杆滑台缓慢送入电磁加热圈。

步骤二：熔化，电磁加热圈通过高频发生器控制电磁加热圈发热，并将温度控制在1670℃，钛棒接触电磁加热圈内部，高温控制下实现熔化，得到钛液。

步骤三：雾化，将步骤二中得到的钛液落入集液箱内，此时在三通管通入高压压缩气体，利用负压作用将钛液吹向隔片，得到雾化钛液。

步骤四：造粒，将步骤三中得到的雾化钛液通过管道送入旋转盘，旋转电机带动旋转盘进行转动，离心力作用下，雾化钛液经过旋转盘甩出，形成金属滴液，金属滴液通过球化冷凝得到钛合粉末。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明钛合金粉末加工设备及制备工艺的设置，摒弃了现有结构中采用坩埚进行雾化的制作方法，在设备内部设置钛液雾化结构，实现了雾化和熔化同步进行，使得制备过层中的设备不会对钛及钛合金液产生污染，避免现有设备构制备过程中钛合金液产生污染影响制备质量的问题。

2.本发明钛合金粉末制备工艺，通过熔化和雾化同时进行，并进行洁净雾化，避免现有工艺中雾化结构对原来产生污染的问题，通过就金属液滴落旋转甩出的做工方式得到球形粉末结构，避免现有工艺无法获得球形粉末的弊端。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明钛液雾化机构结构示意图。

图3是本发明旋转造粒机构结构示意图。

图4是本发明的旋转造粒机构左视图。

图中：

1-机架体，2-送料装置，21-安装架，22-丝杆滑台，23-滑动架，24-钛棒卡接件，25-钛棒，3-高频发生器，4-安装板，5-电磁加热圈，6-钛液雾化机构，61-集液箱，62-三通管，63-隔片，7-旋转造粒机构，71-旋转电机，72-固定外壳，73-旋转盘，74-通孔，75-排料口，8-调速器，9-配电柜。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如附图1至附图4所示：

本发明提供的一种钛合金粉末加工设备及制备工艺，在机架体上1通过螺栓安装有送料装置2，该送料装置2前侧的下端固定有安装板4；所述安装板4上设置有电磁加热圈5，一高频发生器3安装在机架体1的上端；该电磁加热圈5与高频发生器3电性连接；一钛液雾化机构6固定在机架体1的下方；一旋转造粒机构7设置在钛液雾化机构6的右侧，并通过螺栓与机架体1固定；一调速器8通过螺钉安装在机架体1的一侧；一配电柜3通过螺栓固定在机架体1的一侧。

送料装置2中的钛棒卡接件24上固定有钛棒25，调整调速器8的转速，将其设定为150-200r/min，丝杆滑台22将钛棒25缓慢送入电磁加热圈5内熔化，实现了钛棒25的可视化熔化，通过高频发生器3控制电磁加热圈5的温度在1600-1670℃，通过高频熔化的形式对钛棒25进行熔化，避免了现有坩埚会对钛及钛合金液产生污染对的问题。

钛液雾化机构6在雾化时，熔化的钛液落入集液箱61内，三通管62通入高压压缩气体，在负压的作用下将钛液吹向隔片63，实现雾化，并将雾化后的钛液输送至旋转盘73内，雾化过程无坩埚，由于熔化和雾化同时进行，大大缩短了工艺流程。

旋转造粒机构7中的旋转电机71带动旋转盘73转动，在离心力的作用下，雾化后的钛液经过旋转盘甩出，从而形成金属液滴，金属液滴进一步球化并冷凝得到所需粉末，具有生产周期短、球化率高、成本低的优点。

一种钛合金粉末制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：送料，将钛棒固定在钛棒卡接件上，调整调速器的转速，将其设定为150-200r/min，将固定好的钛棒通过丝杆滑台缓慢送入电磁加热圈，实现了钛棒的可视化熔化；

步骤二：熔化，电磁加热圈通过高频发生器控制电磁加热圈发热，并将温度控制在1600-1670℃，钛棒接触电磁加热圈内部，高温控制下实现熔化，得到钛液，通过高频熔化的形式对钛棒进行熔化，实现高净环境做工，提高原料的洁净度；

步骤三：雾化，将步骤二中得到的钛液落入集液箱内，此时在三通管通入高压压缩气体，利用负压作用将钛液吹向隔片，得到雾化钛液，缩短工艺流程，提高工作效率；

步骤四：造粒，将步骤三中得到的雾化钛液通过管道送入旋转盘，旋转电机带动旋转盘进行转动，离心力作用下，雾化钛液经过旋转盘甩出，形成金属滴液，金属滴液通过球化冷凝得到钛合粉末，缩短生产周期，降低生产成本。

利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。