用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備，利用單個大功率激光器(6)或多個呈不同角度聚焦的大功率激光器(6)替代傳統(tǒng)的等離子槍，且通過高速電機(5)實現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)，推料電機(9)實現(xiàn)棒料的自動進給。通過以上結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機構(gòu)；解決了等離子旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備中碳電刷使用的局限性，實現(xiàn)“無碳刷”形式制備金屬及合金粉體材料，消除了碳電刷摩擦發(fā)熱及磨損的現(xiàn)象，從而有效提高了棒料的極限轉(zhuǎn)速，極大的降低了粉塵及噪音污染，明顯增強了設(shè)備穩(wěn)定性、提高了生產(chǎn)效率?？蓱?yīng)用于霧化方法制備金屬或合金粉末領(lǐng)域。
【專利說明】用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化制粉領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于制備多種金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，航空航天、軍事工業(yè)、核電工程、深海勘探等諸多領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芙饘?、合金結(jié)構(gòu)件的需求量與日俱增，性能要求也日趨嚴(yán)格。根據(jù)未來工業(yè)發(fā)展的使用要求，要實現(xiàn)其性能上的大幅度跨越，70?80%要靠高性能粉體材料的制備，因此下世紀(jì)高端領(lǐng)域結(jié)構(gòu)件對材料的要求將不再滿足于傳統(tǒng)材料的漸進式提高，而是要求開辟新的材料系統(tǒng)及工藝領(lǐng)域。
[0003]等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化法制備的粉體材料具有氧含量低、夾雜少、粘接粉少、粉末球形度高、表面光亮，潔凈、物理工藝性能良好等特點，滿足高端領(lǐng)域結(jié)構(gòu)件的制造要求，是目前制備高性能金屬或合金粉末最主要的方法之一，其設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用這種方法的基本原理為:啟動高速電機，通過碳電刷(固定部分)傳遞能量給予陽極棒(轉(zhuǎn)動部分)高速旋轉(zhuǎn)、進給式運動，在真空爐內(nèi)利用等離子體產(chǎn)生的瞬時高溫制造金屬或合金粉末。
[0004]等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化法最大的缺點是:傳統(tǒng)的等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設(shè)備采用的是銅電極與碳電刷的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其不足之處在于碳電刷與銅電極的連接機構(gòu)十分復(fù)雜；并且在高速旋轉(zhuǎn)下，碳電刷與銅電極會出現(xiàn)摩擦發(fā)熱以及磨損的現(xiàn)象，導(dǎo)致電極棒極限轉(zhuǎn)速難以提升、更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是如何解決現(xiàn)有等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉設(shè)備連接機構(gòu)復(fù)雜，并且碳電刷與銅電極會出現(xiàn)摩擦發(fā)熱以及磨損的現(xiàn)象，導(dǎo)致電極棒極限轉(zhuǎn)速難以提升、更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低等技術(shù)難題。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，包括霧化室，霧化室一端設(shè)有一個大功率激光器，所述大功率激光器呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；
[0009]或包括多個呈不同角度的大功率激光器，所述多個呈不同角度的大功率激光器聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部；
[0010]金屬或合金棒料一端位于霧化室內(nèi)，另一端與高速電機相連，實現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)；
[0011]所述高速電機位于導(dǎo)軌上，高速電機與推料電機連接，在推料電機的推動下實現(xiàn)棒料的自動進給。[0012]優(yōu)選地，所述霧化室內(nèi)設(shè)有棒料探測器。
[0013]本發(fā)明還提供一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]步驟一:在霧化室與高速電機之間裝上金屬或合金棒料，此時單個大功率激光器呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；或多個呈不同角度的大功率激光器，聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；
[0015]步驟二:大功率激光器快速熔化霧化室內(nèi)的金屬或合金棒料，金屬或合金棒料由高速電機驅(qū)動完成高速旋轉(zhuǎn)運動，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒；
[0016]步驟三:推料電機推動高速電機完成進給運動，在推料電機的推動下實現(xiàn)金屬或合金棒料的自動進給。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)棒料探測器檢測到有棒料時，大功率激光器發(fā)射激光束快速熔化金屬或合金棒料；
[0018]當(dāng)棒料探測器檢測到?jīng)]有棒料時，大功率激光器自動停止發(fā)射激光束。
[0019](三)有益效果
[0020]本發(fā)明的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化方法及設(shè)備，利用單個大功率激光器或多個呈不同角度聚焦的大功率激光器替代傳統(tǒng)的等離子槍，且通過高速電機實現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)，推料電機實現(xiàn)棒料的自動進給。采用以上結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機構(gòu)設(shè)計；解決了傳統(tǒng)等離子旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備中碳電刷使用的局限性，實現(xiàn)“無碳刷”形式制備金屬及合金粉體材料，消除了碳電刷摩擦發(fā)熱及磨損的現(xiàn)象，從而有效提高了棒料的極限轉(zhuǎn)速，極大的降低了粉塵及噪音污染，明顯增強了設(shè)備穩(wěn)定性，提高了制粉速度與效率，降低了能源消耗及設(shè)備的運行成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1:等離子體旋轉(zhuǎn)電極霧化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2:本發(fā)明提供的一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1、碳電刷、銅電極旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；2、等離子槍裝置；3、霧化室；4、進給裝置；5、高速電機；6、大功率激光器；7、棒料探測器；8、金屬棒料；9、推料電機；10、導(dǎo)軌。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0026]如圖2所示，本實施例提供一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，包括霧化室3，霧化室3 —端設(shè)有多個呈不同角度的大功率激光器6，所述多個呈不同角度的大功率激光器6聚焦對準(zhǔn)金屬棒料8端部；[0027]金屬棒料8 —端位于霧化室內(nèi)3,另一端與高速電機5相連；
[0028]所述高速電機5位于導(dǎo)軌10上，高速電機5與推料電機9連接，在推料電機9的推動下實現(xiàn)金屬棒料8的自動進給。
[0029]本實施例中，霧化室3內(nèi)設(shè)有棒料探測器7。
[0030]運用本實施例的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，進行金屬粉末的制備，包括以下步驟:
[0031]步驟一:在霧化室3與高速電機5之間裝上金屬棒料8，此時多個呈不同角度的大功率激光器6對準(zhǔn)金屬棒料8 ；
[0032]步驟二:棒料探測器7檢測到有棒料時，此時啟動大功率激光器6，大功率激光器6發(fā)射激光束快速熔化金屬棒料8 ;金屬棒料8由高速電機5驅(qū)動完成高速旋轉(zhuǎn)運動，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒；
[0033]步驟三:推料電機9推動高速電機5完成進給運動，在推料電機9的推動下實現(xiàn)金屬棒料8的自動進給，使得金屬棒料8向霧化室3內(nèi)運動；
[0034]步驟四:當(dāng)棒料探測器7檢測到?jīng)]有棒料時，大功率激光器6自動停止發(fā)射激光束。
[0035]本實施例設(shè)計簡單、制造容易、性能安全可靠，是一種無碳刷的金屬旋轉(zhuǎn)霧化制粉工藝及設(shè)備，利用一只或者多只大功率激光器替代傳統(tǒng)的等離子槍系統(tǒng)，棒料直接由高速電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，推料電機進給，取代了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，避免了傳統(tǒng)碳電刷與銅電極復(fù)雜的連接機構(gòu)設(shè)計；由于沒有電極棒與碳刷之間的摩擦，所以棒料的極限轉(zhuǎn)速大幅提升，且避免了碳電刷磨損導(dǎo)致的更換頻繁、粉塵多、噪音大、設(shè)備穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率低等技術(shù)難題。
[0036]以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，包括霧化室(3)，霧化室(3) —端設(shè)有一個大功率激光器(6)，所述大功率激光器(6)呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部； 或包括多個呈不同角度的大功率激光器(6)，所述多個呈不同角度的大功率激光器(6)聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部； 金屬或合金棒料一端位于霧化室內(nèi)(3),另一端與高速電機(5)相連,實現(xiàn)棒料的高速旋轉(zhuǎn)； 所述高速電機(5)位于導(dǎo)軌(10)上，高速電機(5)與推料電機(9)連接，在推料電機(9)的推動下實現(xiàn)棒料的自動進給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，其特征在于，所述霧化室(3)內(nèi)設(shè)有棒料探測器(7)。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備金屬或合金粉末的激光加熱旋轉(zhuǎn)霧化設(shè)備，制備金屬或合金粉末的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:在霧化室(3)與高速電機(5)之間裝上金屬或合金棒料，此時單個大功率激光器(6)呈直線對準(zhǔn)金屬或合金棒料的端部；或多個呈不同角度的大功率激光器(6)，聚焦對準(zhǔn)金屬或合金棒料端部； 步驟二:大功率激光器快速熔化霧化室(3)內(nèi)的金屬或合金棒料，金屬或合金棒料由高速電機(5)驅(qū)動完成高速旋轉(zhuǎn)運動，并在離心力作用下形成金屬或合金粉末顆粒； 步驟三:推料電機(9)推動高速電機(5)完成進給運動，在推料電機(9)的推動下實現(xiàn)金屬或合金棒料的自動進給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)棒料探測器(7)檢測到有棒料時，大功率激光器(6)發(fā)射激光束快速熔化金屬或合金棒料； 當(dāng)棒料探測器(7)檢測到?jīng)]有棒料時，大功率激光器(6)自動停止發(fā)射激光束。
【文檔編號】B22F9/10GK104014801SQ201410241936
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】戴煜, 肖必剛, 李禮 申請人:湖南頂立科技有限公司