一種用于合金粉末生產(chǎn)的氣霧化噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及氣霧化合金粉末制備技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)是一種用于合金粉末生產(chǎn)的 氣霧化噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣霧化制粉是生產(chǎn)金屬粉末的一種重要方法，其原理為高速氣流經(jīng)過(guò)霧化噴嘴加 速后，將氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬小液滴的表面能，這樣金屬流被粉碎成小液滴，并在隨后的飛 行中凝固成粉末的過(guò)程。由于其制備金屬粉末的高效性，粒度可控性，不斷受到粉末冶金領(lǐng) 域的關(guān)注。氣霧化設(shè)備在很大程度上影響了制備的金屬粉末性能，而霧化噴嘴是整個(gè)氣霧 化設(shè)備的關(guān)鍵部件，實(shí)現(xiàn)氣流動(dòng)能與金屬粉末表面能之間的轉(zhuǎn)換。
[0003] 目前Laval形式霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)形式各樣，中國(guó)發(fā)明專利CN102489711A公布了一 種制備微細(xì)金屬粉末的氣霧化結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的上模包含了導(dǎo)液管，雖然簡(jiǎn)化了氣霧化噴嘴 組合件的整體結(jié)構(gòu)，降低了成本，但存在明顯的缺陷:這種包含導(dǎo)液管的上模，高溫熔液在 經(jīng)過(guò)噴嘴上模時(shí)溫度會(huì)驟降，造成高溫熔液在該部位凝固，導(dǎo)致堵塞，霧化中止，因此出粉 率較低。中國(guó)發(fā)明專利CN102837001A公布了 一種制備微細(xì)金屬粉末的霧化噴嘴，該結(jié)構(gòu)采 用了 Laval形式的噴嘴，形成由進(jìn)氣段、漸縮段以及擴(kuò)張段組成的氣流通道，這些氣流通道 是由上噴嘴、下噴嘴兩部分組合而成，氣流通道的各部分特別是狹窄的喉部，由于上下噴 嘴在加工時(shí)本身存在加工的正負(fù)偏差，當(dāng)兩部件合成以后，偏差會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，氣流通道變 形，采用這種結(jié)構(gòu)，對(duì)產(chǎn)品加工的精度要求非常高，而且對(duì)氣道參數(shù)進(jìn)行更改優(yōu)化時(shí)，需要 重新設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；另一方面，采用上述專利的噴嘴結(jié)構(gòu)，只對(duì)氣流通道的 擴(kuò)張段進(jìn)行了尺寸限制，而對(duì)漸縮的喉部及入口段的尺寸沒(méi)有進(jìn)行限制，也會(huì)造成整體組 合部件的失效，因此這種結(jié)構(gòu)存在不足。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種用于合金粉末 生產(chǎn)的氣霧化噴嘴，可以獲得超音速氣流，解決高溫熔液急冷形成的堵塞導(dǎo)液管問(wèn)題，減少 堵嘴現(xiàn)象，降低生產(chǎn)成本，對(duì)噴嘴的拉瓦爾噴嘴參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，對(duì)部分由于加工誤差引 起失效的噴嘴進(jìn)行補(bǔ)救，來(lái)提高噴嘴加工件的使用率。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種用于合金粉末生產(chǎn)的氣 霧化噴嘴，包括噴嘴上模，噴嘴上模與噴嘴下模連接，噴嘴上模與噴嘴下模之間從外到內(nèi)依 次形成包括進(jìn)氣腔、儲(chǔ)氣腔、氣流收縮段、噴嘴喉部和氣流擴(kuò)張段的氣道，噴嘴上模與噴嘴 下模中間位置設(shè)有空腔，噴嘴下模與漏嘴連接。
[0006] 所述噴嘴上模與噴嘴下模通過(guò)螺紋連接，通過(guò)調(diào)整螺紋擰入量，控制氣道參數(shù)。
[0007] 所述噴嘴上模包括中空的蓋板段、中空的圓柱段、中空的圓錐臺(tái)；其中，圓柱段和 圓錐臺(tái)的連接處為內(nèi)凹的圓弧過(guò)渡段;圓錐臺(tái)設(shè)置有一導(dǎo)液管導(dǎo)入孔及圓錐臺(tái)孔，導(dǎo)流管 導(dǎo)入孔與圓錐臺(tái)孔設(shè)有一過(guò)渡圓環(huán)平臺(tái)，圓錐臺(tái)的開(kāi)口角度為50-80度；中空的圓柱段位于 噴嘴上模的中段，圓柱段外圓柱表面設(shè)有外螺紋；中空的蓋板段位于噴嘴上模的上段，蓋板 段與圓柱段的過(guò)渡為90度的圓環(huán)平臺(tái)，蓋板段的外緣進(jìn)行倒角處理。
[0008] 所述噴嘴下模包括實(shí)體、兩階圓柱內(nèi)腔、上圓錐內(nèi)腔、下圓錐內(nèi)腔、進(jìn)氣孔及氣腔； 兩階圓柱內(nèi)腔位于實(shí)體的上方，圓柱內(nèi)腔第二階內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，第一階進(jìn)行倒角處理;上 圓錐內(nèi)腔位于兩階圓柱內(nèi)腔下方，上圓錐內(nèi)腔連接處為外凸圓弧過(guò)渡段，上圓錐內(nèi)腔的開(kāi) 口角度為40-70度;下圓錐內(nèi)腔位于上圓錐內(nèi)腔下方，下圓錐內(nèi)腔開(kāi)口角度為40-70度;噴嘴 下模設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣孔，其中心線呈一直線；氣腔位于上圓錐內(nèi)腔外圍，氣腔與進(jìn)氣孔相 接。
[0009] 所述噴嘴上模為漏斗形空腔，噴嘴上模底部與頂部各設(shè)置有下圓環(huán)平臺(tái)和上圓環(huán) 平臺(tái)，下圓環(huán)平臺(tái)比上圓環(huán)平臺(tái)的直徑大。
[0010] 所述氣流收縮段由水平漸縮段與圓弧減縮段組成，水平漸縮段由噴嘴上模的圓柱 段的下水平面與噴嘴下模上圓錐內(nèi)腔的圓弧過(guò)渡段組合而成，圓弧漸縮段由噴嘴上模內(nèi)凹 圓弧過(guò)渡段與噴嘴下模上圓錐內(nèi)腔的外凸圓弧過(guò)渡段組合而成;氣流收縮段的水平漸縮段 為4.00mm-5.70mm;噴嘴喉部由噴嘴下模的圓弧過(guò)渡段與噴嘴上模圓錐臺(tái)的直線段組合而 成，其喉部夾縫的寬度為〇. 10-0.40mm;氣流擴(kuò)張段，由噴嘴下模的上圓錐內(nèi)腔的直線段與 噴嘴上模圓錐臺(tái)的直線段組合而成，氣流擴(kuò)張段的長(zhǎng)度控制為1〇-14_;進(jìn)氣腔的外形為圓 柱通孔，進(jìn)氣腔直徑為6-10mm，進(jìn)氣腔長(zhǎng)度為22-23mm，貫穿于圓柱實(shí)體橫向中心線，進(jìn)氣腔 與儲(chǔ)氣腔相連;儲(chǔ)氣腔外形為一圓環(huán)，圓環(huán)的外徑外22-23mm，內(nèi)徑為18-19mm。
[0011] 所述整個(gè)噴嘴進(jìn)氣壓力為〇. 5-3MPa，氣體流量為4-20m3/分鐘;漏嘴伸出噴嘴下底 面的伸縮量控制為〇_〇. 1mm;噴嘴上模與噴嘴下模結(jié)合部位的密封采用密封圈或焊接形式。
[0012] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0013] 1、本實(shí)用新型包括噴嘴上模，噴嘴上模與噴嘴下模連接，噴嘴上模與噴嘴下模之 間從外到內(nèi)依次形成包括進(jìn)氣腔、儲(chǔ)氣腔、氣流收縮段、噴嘴喉部和氣流擴(kuò)張段的氣道，噴 嘴上模與噴嘴下模中間位置設(shè)有空腔，噴嘴下模與漏嘴連接，整個(gè)噴嘴可以獲得超音速氣 流，解決高溫熔液急冷形成的堵塞導(dǎo)液管問(wèn)題，減少堵嘴現(xiàn)象，降低生產(chǎn)成本，還對(duì)噴嘴的 拉瓦爾噴嘴參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，對(duì)部分由于加工誤差引起失效的噴嘴進(jìn)行補(bǔ)救，來(lái)提高噴 嘴加工件的使用率。
[0014] 2、本實(shí)用新型中的噴嘴上模與噴嘴下模通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)方便，適用范圍廣。
[0015] 3、本實(shí)用新型中的噴嘴上模包括中空的蓋板段、中空的圓柱段、中空的圓錐臺(tái)；其 中，圓柱段和圓錐臺(tái)的連接處為內(nèi)凹的圓弧過(guò)渡段；圓錐臺(tái)設(shè)置有一導(dǎo)液管導(dǎo)入孔及圓錐 臺(tái)孔，導(dǎo)流管導(dǎo)入孔與圓錐臺(tái)孔設(shè)有一過(guò)渡圓環(huán)平臺(tái)，圓錐臺(tái)的開(kāi)口角度為50-80度；中空 的圓柱段位于噴嘴上模的中段，圓柱段外圓柱表面設(shè)有外螺紋；中空的蓋板段位于噴嘴上 模的上段，蓋板段與圓柱段的過(guò)渡為90度的圓環(huán)平臺(tái)，蓋板段的外緣進(jìn)行倒角處理;噴嘴下 模包括實(shí)體、兩階圓柱內(nèi)腔、上圓錐內(nèi)腔、下圓錐內(nèi)腔、進(jìn)氣孔及氣腔;兩階圓柱內(nèi)腔位于實(shí) 體的上方，圓柱內(nèi)腔第二階內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，第一階進(jìn)行倒角處理;上圓錐內(nèi)腔位于兩階圓 柱內(nèi)腔下方，上圓錐內(nèi)腔連接處為外凸圓弧過(guò)渡段，上圓錐內(nèi)腔的開(kāi)口角度為40-70度;下 圓錐內(nèi)腔位于上圓錐內(nèi)腔下方，下圓錐內(nèi)腔開(kāi)口角度為40-70度;噴嘴下模設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣 孔，其中心線呈一直線;氣腔位于上圓錐內(nèi)腔外圍，氣腔與進(jìn)氣孔相接;減少堵嘴現(xiàn)象，使用 效果好，性能穩(wěn)定。
[0016] 4、本實(shí)用新型中的氣流收縮段由水平漸縮段與圓弧減縮段組成，水平漸縮段由噴 嘴上模的圓柱段的下水平面與噴嘴下模上圓錐內(nèi)腔的圓弧過(guò)渡段組合而成，圓弧漸縮段由 噴嘴上模內(nèi)凹圓弧過(guò)渡段與噴嘴下模上圓錐內(nèi)腔的外凸圓弧過(guò)渡段組合而成;氣流收縮段 的水平漸縮段為4.00mm-5.70mm;噴嘴喉部由噴嘴下模的圓弧過(guò)渡段與噴嘴上模圓錐臺(tái)的 直線段組合而成，其喉部夾縫的寬度為0.10-0.40mm;氣流擴(kuò)張段，由噴嘴下模的上圓錐內(nèi) 腔的直線段與噴嘴上模圓錐臺(tái)的直線段組合而成，氣流擴(kuò)張段的長(zhǎng)度控制為l〇-14mm;進(jìn)氣 腔的外形為圓柱通孔，進(jìn)氣腔直徑為6-10mm，進(jìn)氣腔長(zhǎng)度為22-23mm，貫穿于圓柱實(shí)體橫向 中心線，進(jìn)氣腔與儲(chǔ)氣腔相連;儲(chǔ)氣腔外形為一圓環(huán)，圓環(huán)的外徑外22-23mm，內(nèi)徑為18-19mm;這樣的結(jié)構(gòu)，能解決現(xiàn)有