CN113996798A - 气雾化制备合金粉末的装置及包含其的雾化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气雾化制备合金粉末的装置及包含其的雾化系统。该装置包括雾化喷嘴和感应线圈，所述雾化喷嘴包括容置腔，所述容置腔用于容纳所述感应线圈的至少一部分，所述雾化喷嘴的底部还设有开孔作为气体喷出口，且所述气体喷出口朝向所述感应线圈的轴线方向。母材的熔化点在容置腔内，即在雾化喷嘴内，拉近了熔化点与雾化点之间的距离，大大提高细粉收得率。且无需对雾化室进行改装，感应线圈正常从上方熔炼室安装，降低设备加工成本。另外，避免了气流场直接作用于感应线圈上，制粉过程更加稳定。制粉过程中，制成的合金粉末不会粘在感应线圈上，保护感应线圈的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种气雾化制备合金粉末的装置及包含其的雾化系统。
背景技术
目前，市面针对钛合金制粉的主流的技术是电极真空感应熔炼气雾化制粉(EIGA)，传统的EIGA气雾化制粉设备采用的钛合金母材规格是φ50-600mm棒子，且棒材是悬挂在气雾化喷嘴上部。在感应线圈熔化母材尖端后，熔液自由下落，通过雾化喷嘴中间孔，在雾化喷嘴下部受到高压惰性气体破碎，形成液滴，液滴自然冷却及球化形成球形粉末。但是，由于熔化点距雾化点较远，熔液从熔化点自由下落至雾化点，因为热散失，导致粘度增大，最后同样能量惰性气体，不能充分的破碎熔液，导致细粉收得率较低。
此外，现有技术中还存在在雾化喷嘴下部放置感应线圈的技术方案，以实现缩短母材熔化点与雾化点的距离。但是，还存在以下三个问题：
1.感应线圈至于喷嘴下部，即感应线圈是置于制粉设备的雾化室中(气雾化制粉设备中，雾化喷嘴下部是雾化室)，常规安装感应线圈都是从熔炼室(雾化喷嘴上部)已有窗口安装，改为雾化室安装不但要加开安装口(对气密性产生影响且增加制粉设备加工成本)，同时在每次在雾化喷嘴安装时，无法保证对中度，一旦不能保证对中度，熔炼过程中会产生液体受电磁力作用产生倾斜，导致雾化状态紊乱；
2.感应线圈置于雾化喷嘴下部，即置于高压惰性气体冲击范畴，在雾化过程中，感应线圈的晃动将同样导致制粉失败；另外，感应线圈处于气雾化气流场之中，也会对气流场造成新的不确定影响；
3.因为感应线圈处于雾化室，在制粉过程中难免会有粉末飞粘在线圈上，如果粉末温度足够高，可以烫穿线圈，即使温度不足于破坏线圈，长期积累，在线圈表面绝缘失效后，一样会短路“击穿”线圈，即制粉过程中存在极大的不可控成分。
因此，在现有技术中存在以下缺陷：传统雾化设备中母材熔化点与雾化点距离较长，细粉收得率低；而感应线圈“下置式”方案中线圈与气流场相互干扰，造成制粉过程不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中细粉收得率低及制粉过程不稳定的缺陷，提供一种气雾化制备合金粉末的装置及包含其的雾化系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供了一种气雾化制备合金粉末的装置，其包括雾化喷嘴和感应线圈，所述雾化喷嘴包括容置腔，所述容置腔用于容纳所述感应线圈的至少一部分，所述雾化喷嘴的底部还设有开孔作为气体喷出口，且所述气体喷出口朝向所述感应线圈的轴线方向。
在本方案中，采用上述结构形式，第一方面，感应线圈放置在容置腔内，母材置于感应线圈中加热，即母材的熔化点在容置腔内，即在雾化喷嘴内，而不在雾化喷嘴的上方，拉近了熔化点与雾化点之间的距离，气体喷出口中喷出的高压惰性气体能够对熔液充分破碎，大大提高细粉收得率。第二方面，无需对雾化室进行改装(加开感应线圈的安装口)，感应线圈正常从上方熔炼室安装，降低设备加工成本。第三方面，避免了气流场直接作用于感应线圈上，制粉过程更加稳定。第四方面，由于感应线圈不处于雾化喷嘴的雾化室中，因此在制粉过程中，制成的合金粉末不易甚至不会粘在感应线圈上，保护感应线圈的使用。
较佳地，所述感应线圈沿着其轴线对称设置。
在本方案中，采用上述结构形式，感应线圈中每个水平面上的电磁感应强度相同，对合金母材熔炼均匀；适用于棒材、丝材或细棒原料等母材，适用范围广。
较佳地，所述感应线圈包括锥形单元，所述锥形单元的细端靠近所述容置腔的底部。
在本方案中，采用上述结构形式，容易控制母材的熔化的稳定性，避免出现母材整体一起感应熔化，上方熔液与下方熔液结合使得熔液变大，导致雾化效果不好，不易控制雾化气液比的情况；另外，熔化点在感应线圈的下部，使得熔化点距离雾化点更近。
较佳地，所述感应线圈还包括连接于所述锥形单元两侧的两个连接单元，所述锥形单元包括若干层平行设置的线圈单元，若干层所述线圈单元按照直径大小由小到大排列，所述连接单元将若干层所述线圈单元依次连接。
在本方案中，采用上述结构形式，通过连接单元将若干层线圈单元连接起来，增强感应线圈的紧凑性。两个连接单元分别设置于锥形单元两侧，保证感应线圈的对称性和稳定性。另外，由于每个平面上的电磁感应强度理应相同，锥形单元的内径从大到小逐渐过渡，磁场相对稳定，合金母材熔化稳定，感应线圈下部的母材逐渐熔化。
较佳地，所述容置腔内壁与所述连接单元之间具有间隙。
在本方案中，采用上述结构形式，减少或避免容置腔受到感应线圈的影响受热变形；另外，容置腔内壁远离感应线圈，使得感应线圈转换的热量更多地作用在母材上，加强母材熔化的效果，以提高合金细粉收得率。
较佳地，所述线圈单元与所述连接单元内部中空，且所述连接单元与若干层所述线圈单元连通。
在本方案中，采用上述结构形式，每层线圈单元都与两个连接单元相互连通，使得感应线圈内部能够形成通道。在实际雾化过程中，在一侧连接单元内通入冷却水，冷却水流入所有的线圈单元，从另一侧连接单元流出，以对感应线圈进行冷却，防止其在加热过程中软化，保护感应线圈。对外部也是一种保护—有利于降低装置内部的温度。
较佳地，所述容置腔的腔体内径由大到小逐渐过渡，其中，越靠近所述容置腔底部，腔体内径越小。
在本方案中，采用上述结构形式，容置腔呈“喇叭口”结构，容置腔的内壁尽量远离感应线圈，使得感应线圈减少对雾化喷嘴电磁感应效果，更多地作用于合金母材上，加强母材熔化的效果，以提高合金细粉收得率。
较佳地，所述气体喷出口靠近所述容置腔的底部；
和/或，所述气体喷出口为环缝布置；
和/或，沿着气体的喷出方向，所述气体喷出口的开口先减小后增大。
在本方案中，采用上述结构形式，拉近熔化点于雾化点之间的距离，获得更高的合金细粉收得率。惰性气体能够从熔液的四周喷出对熔液进行雾化，雾化效率高，大大提高制粉率。加快气体的喷出速度，能够充分地破碎熔液，大大提高细粉收得率。
较佳地，所述容置腔的内壁上设置隔热层。
在本方案中，采用上述结构形式，避免出现雾化喷嘴感应受热变形的情况。
本发明还提供了一种雾化系统，所述雾化系统包括雾化设备和如上所述的气雾化制备合金粉末的装置，所述雾化设备连接于所述雾化喷嘴。
本发明的积极进步效果在于：
第一方面，感应线圈放置在容置腔内，母材置于感应线圈中加热，即母材的熔化点在容置腔内，即在雾化喷嘴内，而不在雾化喷嘴的上方，拉近了熔化点与雾化点之间的距离，气体喷出口中喷出的高压惰性气体能够对熔液充分破碎，大大提高细粉收得率。第二方面，无需对雾化室进行改装(加开感应线圈的安装口)，感应线圈正常从上方熔炼室安装，降低设备加工成本。第三方面，避免了气流场直接作用于感应线圈上，制粉过程更加稳定。第四方面，由于感应线圈不处于雾化喷嘴的雾化室中，因此在制粉过程中，制成的合金粉末不易甚至不会粘在感应线圈上，保护感应线圈的使用。
附图说明
图1为本发明实施例的气雾化制备合金粉末的装置的结构示意图。
图2为本发明实施例的雾化喷嘴的结构示意图。
图3为本发明实施例的雾化喷嘴的另一角度的结构示意图。
图4为本发明实施例的雾化喷嘴的剖视图。
图5为本发明实施例的感应线圈的结构示意图。
图6为本发明实施例的感应线圈的另一角度的结构示意图。
图7为本发明实施例的感应线圈的另一角度的结构示意图。
图8为图1中气体喷出口的放大图。
附图标记说明：
雾化喷嘴1
容置腔11
气体喷出口12
第一出口段121
第二出口段122
第三出口段123
隔热层13
喷嘴内腔14
感应线圈2
锥形单元21
线圈单元211
连接单元22
延伸单元23
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明实施例提供了一种气雾化制备合金粉末的装置，如图1、图2和图3所示。气雾化制备合金粉末的装置包括雾化喷嘴1和感应线圈2，雾化喷嘴1包括容置腔11，容置腔11用于容纳感应线圈2的至少一部分，其中，雾化喷嘴1中设置一通孔作为容置腔11。合金母材置于感应线圈2中，即置于雾化喷嘴1的容置腔11内，感应线圈2对合金母材进行加热使其熔化，熔液能够直接从容置腔11的底部下落，而无需穿过整个雾化喷嘴1。雾化喷嘴1的底部还设有开孔作为气体喷出口12，且气体喷出口12朝向感应线圈2的轴线方向。气体喷出口12中喷出的高压惰性气体对下落的熔液进行破碎，以收获合金粉。
在本实施例中，第一方面，感应线圈2放置在容置腔11内，母材置于感应线圈2中加热，即母材的熔化点在容置腔11内，即在雾化喷嘴1内，而不在雾化喷嘴1的上方，拉近了熔化点与雾化点之间的距离，气体喷出口12中喷出的高压惰性气体能够对熔液充分破碎，大大提高细粉收得率。第二方面，无需对雾化室进行改装(加开感应线圈的安装口)，感应线圈2正常从上方熔炼室安装，降低设备加工成本。第三方面，避免了气流场直接作用于感应线圈2上，制粉过程更加稳定。第四方面，由于感应线圈不处于雾化喷嘴1的雾化室中，因此在制粉过程中，制成的合金粉末不易甚至不会粘在感应线圈2上，保护感应线圈2的使用。
作为一种较佳的实施方式，如图5、图6和图7所示，感应线圈2沿着其轴线对称设置。传统的感应线圈螺旋向上，进口与出口大都一上一下，结构非对称，每个水平面上的电磁感应强度理应不同，要求感应线圈中间的棒状母材自转才能消除熔炼不均匀，而针对丝材和细棒原料，很难在熔炼过程中实现自转。采用本结构形式，感应线圈2中每个水平面上的电磁感应强度相同，对合金母材熔炼均匀；适用于棒材、丝材或细棒原料等母材，适用范围广；且无需其他额外操作，操作简便。
作为一种较佳的实施方式，如图1和图5所示，感应线圈2包括锥形单元21，锥形单元21的细端靠近容置腔11的底部。感应线圈2直径从下往上内径变大，感应线圈2的上部因离母材远仅进行感应预热不熔化，感应线圈2的下部因离母材近而实际执行感应熔化，容易控制母材的熔化的稳定性，避免出现母材整体一起感应熔化，上方熔液与下方熔液结合使得熔液变大，导致雾化效果不好，不易控制雾化气液比的情况；另外，熔化点在感应线圈2的下部，使得熔化点距离雾化点更近。
作为一种较佳的实施方式，感应线圈2还包括连接于锥形单元21两侧的两个连接单元22，锥形单元21包括若干层平行设置的线圈单元211，若干层线圈单元211按照直径大小由小到大排列，连接单元22将若干层线圈单元211依次连接。通过连接单元22将若干层线圈单元211连接起来，增强感应线圈2的紧凑性。两个连接单元22分别设置于锥形单元21两侧，保证感应线圈2的对称性和稳定性。另外，由于每个平面上的电磁感应强度理应相同，锥形单元21的内径从大到小逐渐过渡，磁场相对稳定，合金母材熔化稳定，感应线圈2下部的母材逐渐熔化。
例如，锥形单元21采用4-6圈不同水平面、不同圈径的钢管圈，钢管直径为5mm-8mm，壁厚为1mm-1.5mm，每层钢管圈之间的垂直间距为2mm-5mm。连接单元22采用铜管，作为连接单元22的铜管与锥形单元21的中心轴的夹角为20°-30°。
作为一种较佳的实施方式，容置腔11内壁与连接单元22之间具有间隙。减少或避免容置腔11受到感应线圈2的影响受热变形；另外，容置腔11内壁远离感应线圈2，使得感应线圈2转换的热量更多地作用在母材上，加强母材熔化的效果，以提高合金细粉收得率。
作为一种较佳的实施方式，线圈单元211与连接单元22内部中空，且连接单元22与若干层线圈单元211连通。每层线圈单元211都与两个连接单元22相互连通，使得感应线圈2内部能够形成通道。在一侧连接单元22内通入冷却水，冷却水流入所有的线圈单元211，从另一侧连接单元22流出，以对感应线圈2进行冷却，防止其在加热过程中软化，保护感应线圈2。同时对外部也是一种保护—有利于降低装置内部的温度。
作为一种较佳的实施方式，连接单元22与若干个线圈单元一体成型。减少加工步骤，另外，连接单元22能够与线圈单元211连通，采用一体成型方式更易实现。
具体地，通过3D打印一体成型实现紧凑型的连接单元22与若干个线圈单元。第一，容易实现连接单元22与线圈单元211之间的连通。第二，在具体实施时，锥形单元21中直径最小的线圈单元211的内径设定为8mm-12mm，即需要将直径为5mm-8mm的铜管弯管至8mm-12mm内径圆环。因为如果锥形单元21中底部线圈单元211的内径过大，容置腔11的腔体底部开口也要对应地加大，造成气体喷出口12与感应线圈2的距离加大，即拉长了熔化点与雾化点之间的距离；如果内径过小，母材在加热过程中容易粘在感应线圈2上，影响感应线圈2的使用效果。除3D打印外，其他常规方式很难实现。感应线圈2还包括与连接单元22的端口焊接的延伸单元23，延伸单元23中空，形成完整的水流通道。在实际雾化过程中，在一侧延伸单元23内通入冷却水，冷却水流入所有的线圈单元211和连接单元22，从另一侧延伸单元23流出。
另外，在具体实施时，感应线圈2采用CuCrZr铜合金材质，借助其高导电与高导热的特性，提高母材熔化效率。
作为一种较佳的实施方式，如图1和图2所示，容置腔11的腔体内径由大到小逐渐过渡，其中，越靠近容置腔11底部，腔体内径越小。容置腔11呈“喇叭口”结构，容置腔11的内壁尽量远离感应线圈2，使得感应线圈2减少对雾化喷嘴1电磁感应效果，更多地作用于合金母材上，加强母材熔化的效果，以提高合金细粉收得率。
作为一种较佳的实施方式，如图1和图4所示，容置腔11的内壁与雾化喷嘴1底面的夹角为45°-50°。如果夹角过大，感应线圈2伸入容置腔11的距离较小，拉长熔化点于雾化点之间的距离；如果夹角过大，雾化喷嘴1的强度得不到保障。
具体地，雾化喷嘴1采用3D打印一体成型，为了保证雾化喷嘴1在打印过程中都无需额外添加打印支撑，容置腔11的内壁与雾化喷嘴1底面的夹角为45°-50°。另外，结合图1进行理解，雾化喷嘴1包括包围容置腔11的喷嘴内腔14，喷嘴内腔14的横截面为类三角形，为了保证雾化喷嘴1在打印过程中无需额外添加打印支撑的同时，减少打印原材料与打印机。另一方面，传统的雾化喷嘴是机加工多个零件，然后通过零件之间的密封圈及螺栓/螺钉等紧固件连接，而一体成型的雾化喷嘴1中不包含密封橡胶圈，简化了雾化喷嘴内部的密封圈及装配结构，也避免出现了因雾化喷嘴1感应升温过高烫坏密封圈导致雾化喷嘴1结构不稳定的情况。
另外，雾化喷嘴1使用CuCrZr铜合金(打印性能参考：抗拉强度300±20MPa、屈服强度250±15MPa、延伸率38±2％)打印一体成型，主要是利用铜合金电磁感应发热少的特点。而且铜合金本身带有一定电磁屏蔽效果加之内部气体冷却，雾化喷嘴1不用额外考虑水冷。
关于雾化喷嘴1的相关尺寸参考如下，壁厚3mm-8mm，垂直方向的总厚度为50mm-70mm，底面直径为150mm-200mm，容置腔11底部孔径为20mm-25mm，容置腔11的内壁与雾化喷嘴1中心轴夹角40°-45°。
作为一种较佳的实施方式，气体喷出口12靠近容置腔11的底部。拉近熔化点于雾化点之间的距离，获得更高的合金细粉收得率。
具体地，结合图1理解，气体喷出口12由雾化喷嘴1的几个壁面围合而成，气体喷出口12与熔化点更近。
在一些实施例中，气体喷出口12为环缝布置。气体喷出口12围绕容置腔11的中心轴轴向布置，惰性气体能够从熔液的四周喷出对熔液进行雾化，雾化效率高，大大提高制粉率。
在一些实施例中，如图8所示，沿着气体的喷出方向(如图8中箭头方向示意)，气体喷出口12的开口先减小后增大。惰性气体在气体喷出口12先压缩后释放，加快气体的喷出速度，能够充分地破碎熔液，大大提高细粉收得率。
具体地，气体喷出口12为Laval结构，其包括第一出口段121、第二出口122段和第三出口段123，惰性气体依次经过第一出口段121和第二出口段122，从第三出口段123中喷出对熔液进行雾化。其中，第一出口段121内径逐渐由大到小向中间收缩至第二出口段122，第二出口段122之后内径逐渐由小变大扩张作为第三出口段123。对气流进行加速，且喷出的惰性气体更加均匀，雾化效果稳定。另外，气体喷出口12与雾化喷嘴1中心轴的夹角可适当增大，例如45°-70°，以上移雾化点，拉近熔化点与雾化点之间的距离。第二出口段122末端内径设定为喉径，例如，喉径为0.5mm-1.2mm。
作为一种较佳的实施方式，容置腔11的内壁上设置隔热层13。避免出现雾化喷嘴1感应受热变形的情况。
在具体实施时，在容置腔11的内壁做“热障涂层”表面处理，涂层厚度0.05mm-0.1mm，涂层结构为：结合层(MCrAlY)+热生长氧化物层(Al2O3薄膜)+陶瓷面层(Y2O3+ZrO2)。主要是避免母材高温加热的过程中，热辐射影响到雾化喷嘴1变形。本实施例作为一种示意性的表达方式，采用在容置腔11的内壁做“热障涂层”表面处理的方式。在其他可替代的实施例中也可以采用任何适用于此的方式。
本发明实施例还提供了一种雾化系统，其包括雾化设备和上述任一实施例所述的气雾化制备合金粉末的装置，雾化设备连接于雾化喷嘴1。雾化喷嘴1上开孔与雾化设备配合，通过雾化设备对雾化喷嘴1提供惰性气体，惰性气体再通过雾化喷嘴1的气体喷出口12喷出。其中，开孔可以环孔或环缝布置，即开孔围绕雾化喷嘴1的中心轴轴向布置。当然，开孔形状不受限制，只要雾化设备能够通过开孔与雾化喷嘴1配合即可。
在具体使用时，将雾化喷嘴1安装至雾化设备上，通过移动设备将感应线圈2从熔炼室窗口处安装至容置腔11中心位置，并保持感应线圈2底部与容置腔11底部有一定的间隙，例如2mm-15mm，且感应线圈2底部与容置腔11底部大致平行，感应线圈2的底部与容置腔11的内壁保持一定的间隙，例如1mm-5mm。通过上料装置将合金母材送到感应线圈2中特定位置，使得合金母材底部与容置腔11底部之间保留一定距离，例如5mm-25mm。其中，上料速度需要与熔炼量与雾化量相匹配，用来调整熔炼过程中，单位时间熔炼量，例如：上料速度为10mm/s-30mm/s。合金母材采用丝材，直径为3mm-5mm，当然也可采用棒材或细棒等原料。在感应线圈2中通入冷却水，打开电源(例如：频率100k-250Hz、功率5kw-25kw)。在母材刚熔化时开启雾化设备，喷出高压惰性气体(例如：气压为2.5Mpa-4Mpa)，高压惰性气体从气体喷出口12中喷出，在雾化喷嘴1下部一定位置破碎下落的熔液，获得合金细粉。因此，制粉过程中稳定性更高，在电源功率、频率、气压、气体流量等方面提升上都具有更大空间，配合工艺调控，可获得更高的合金细粉收得率。
举例有以下两种具体实施方式：
实施方式1
选用直径3mm的TC4钛合金丝材作为母材。
雾化喷嘴1选材CuCrZr铜合金材质，尺寸规格如下：
1)雾化喷嘴1底面直径为150mm，总厚度为50mm；
2)容置腔11底部中心孔内径为20mm；
3)容置腔11侧壁与中心轴夹角为45°；
4)雾化喷嘴1壁厚3mm，雾化喷嘴1中容置腔11的内腔壁面与中心轴夹角同样为45°，其他内腔壁面与中心轴夹角＞45°；
5)喉径为0.7mm，Laval管结构与中心轴夹角为60°；
6)雾化喷嘴1成型方式采用SLM 3D打印一体化成型。容置腔11侧壁做“热障涂层”表面处理，热障涂层结构与材料为“结合层(MCrAlY)+热生长氧化物层(Al2O3薄膜)+陶瓷面层(Y2O3+ZrO2)”。
感应线圈2选材CuCrZr铜合金材质，尺寸规格如下：
1)线圈单元211层数设置为5层；
2)底部线圈单元211内径为8mm；
3)线圈单元211管径为5mm，壁厚为1mm；
4)相邻线圈单元211在竖直方向上的间距为3mm；
5)在锥形单元21任意中心轴截面有对称的两根斜铜管作为连接单元22，斜铜管与5圈水平铜管圈相连连通，斜铜管与中心轴夹角为25°；
6)感应线圈2主体部分(锥形单元21与连接单元22)采用SLM 3D打印一体化成型，连接单元22的端口分别与两个延伸单元23焊接，其中延伸单元23采用同规格水冷铜管，形成完整水冷感应线圈。
在具体使用时，将雾化喷嘴1安装至雾化设备上，通过移动设备将感应线圈2从熔炼室窗口处安装至容置腔11中心位置，并保持感应线圈2底部与容置腔11底部间隙为2mm。通过上料装置将丝材送到感应线圈2中特定位置，丝材底部与容置腔11底部之间保留5mm的距离，调整上料速度为25mm/s。在感应线圈2中通入冷却水，打开电源(频率100k、功率5kw)。在丝材刚熔化时开启雾化设备，喷出高压惰性气体(气压为2.5Mpa)，高压惰性气体从气体喷出口12中喷出，在雾化喷嘴1下部一定位置破碎下落的熔液，获得合金细粉。可以获得超过60％的细粉(≤53μm)占比。
实施方式2
选用直径4mm的TC4钛合金丝材作为母材。
雾化喷嘴1选材CuCrZr铜合金材质，尺寸规格如下：
1)雾化喷嘴1底面直径为170mm，总厚度为60mm；
2)容置腔11底部中心孔内径为22mm；
3)容置腔11侧壁与中心轴夹角为45°；
4)雾化喷嘴1壁厚3mm，雾化喷嘴1中容置腔11的内腔壁面与中心轴夹角同样为45°，其他内腔壁面与中心轴夹角＞45°；
5)喉径为0.9mm，Laval管结构与中心轴夹角为65°；
6)雾化喷嘴1成型方式采用SLM 3D打印一体化成型。容置腔11侧壁做“热障涂层”表面处理，热障涂层结构与材料为“结合层(MCrAlY)+热生长氧化物层(Al2O3薄膜)+陶瓷面层(Y2O3+ZrO2)”。
感应线圈2选材CuCrZr铜合金材质，尺寸规格如下：
1)线圈单元211层数设置为5层；
2)底部线圈单元211内径为10mm；
3)线圈单元211管径为5mm，壁厚为1mm；
4)相邻线圈单元211在竖直方向上的间距为3mm；
5)在锥形单元21任意中心轴截面有对称的两根斜铜管作为连接单元22，斜铜管与5圈水平铜管圈相连连通，斜铜管与中心轴夹角为25°；
6)感应线圈2主体部分(锥形单元21与连接单元22)采用SLM 3D打印一体化成型，连接单元22的端口分别与两个延伸单元23焊接，其中延伸单元23采用同规格水冷铜管，形成完整水冷感应线圈。
在具体使用时，将雾化喷嘴1安装至雾化设备上，通过移动设备将感应线圈2从熔炼室窗口处安装至容置腔11中心位置，并保持感应线圈2底部与容置腔11底部间隙为3mm。通过上料装置将丝材送到感应线圈2中特定位置，丝材底部与容置腔11底部之间保留10mm的距离，调整上料速度为15mm/s。在感应线圈2中通入冷却水，打开电源(频率100k、功率10kw)。在丝材刚熔化时开启雾化设备，喷出高压惰性气体(气压为3Mpa)，高压惰性气体从气体喷出口12中喷出，在雾化喷嘴1下部一定位置破碎下落的熔液，获得合金细粉。可以获得超过60％的细粉(≤53μm)占比。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，其包括雾化喷嘴和感应线圈，所述雾化喷嘴包括容置腔，所述容置腔用于容纳所述感应线圈的至少一部分，所述雾化喷嘴的底部还设有开孔作为气体喷出口，且所述气体喷出口朝向所述感应线圈的轴线方向。
2.如权利要求1所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述感应线圈沿着其轴线对称设置。
3.如权利要求1所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述感应线圈包括锥形单元，所述锥形单元的细端靠近所述容置腔的底部。
4.如权利要求3所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述感应线圈还包括连接于所述锥形单元两侧的两个连接单元，所述锥形单元包括若干层平行设置的线圈单元，若干层所述线圈单元按照直径大小由小到大排列，所述连接单元将若干层所述线圈单元依次连接。
5.如权利要求4所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述容置腔内壁与所述连接单元之间具有间隙。
6.如权利要求4所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述线圈单元与所述连接单元内部中空，且所述连接单元与若干层所述线圈单元连通。
7.如权利要求1所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述容置腔的腔体内径由大到小逐渐过渡，其中，越靠近所述容置腔底部，腔体内径越小。
8.如权利要求1所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述气体喷出口靠近所述容置腔的底部；
和/或，所述气体喷出口为环缝布置；
和/或，沿着气体的喷出方向，所述气体喷出口的开口先减小后增大。
9.如权利要求1所述的气雾化制备合金粉末的装置，其特征在于，所述容置腔的内壁上设置隔热层。
10.一种雾化系统，其特征在于，所述雾化系统包括雾化设备和如权利要求1-9任一项所述的气雾化制备合金粉末的装置，所述雾化设备连接于所述雾化喷嘴。
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