旋转雾化制粉设备

工作原理

首先将金属原料在熔炉中加热至熔融状态，使其成为具有良好流动性的金属液。然后，将熔融金属液浇注到保温中间包坩埚，再通过限流导出管装置引导至高速旋转盘的中心。在高速旋转产生的强大离心力作用下，金属液在旋转盘上表面沿径向快速向边缘流动并形成一层薄的液膜6。当液膜到达旋转盘边缘时，会被高速旋转的离心力破碎雾化成细小的液滴。最后，这些液滴在与周围的冷却介质（如惰性气体）接触后迅速冷却凝固，形成球形或近球形的金属粉末颗粒。

结构组成

• 熔炼系统：包括熔炉和温度控制系统等，熔炉一般采用高频感应炉等，可将金属原料快速加热至所需的熔融温度，温度控制系统能精确控制温度，确保金属液的质量和稳定性。
• 高速离心雾化系统
  • 旋转盘：是核心部件，通常由高强度、耐高温、耐腐蚀的合金材料制成，如钼、钨等合金。旋转盘的表面精度和结构设计对雾化效果有重要影响，一些旋转盘侧面会开设均布孔洞并设置微米级钼网，可使金属液雾化更均匀，控制颗粒度2。
  • 驱动装置：由高性能电机、高速轴和轴承等组成，电机通过高速轴带动旋转盘高速旋转，转速通常可达每分钟数万转甚至更高。
• 冷却与收集系统：冷却系统一般采用惰性气体冷却，在雾化区域周围设置环形的冷却气体喷口，向雾化后的金属液滴喷射高压惰性气体，使液滴迅速冷却凝固。收集系统由粉末收集器、旋风分离器、过滤器等组成，用于收集和分离金属粉末。
• 控制系统：通过传感器实时监测和反馈各部分的运行参数，如温度、转速、气体流量等，操作人员可通过控制面板对这些参数进行精确设定和调整，以确保设备稳定运行和产品质量。

性能特点

• 粒度与形状可控：通过调节旋转盘的转速、金属液流量、冷却条件等参数，可精确控制金属粉末的粒度分布，能制备出从几十微米到几百微米不同粒度的粉末，且颗粒形状多为球形或近球形，流动性和填充性好。
• 粉末质量高：在惰性气体保护下进行雾化，可有效防止金属氧化和杂质混入，制备的金属粉末纯度高、氧含量低、化学成分均匀，能满足高端应用领域对材料性能的严格要求。
• 生产效率高：能够连续稳定地进行雾化生产，生产效率较高，可满足大规模工业化生产的需求。与其他雾化方法相比，旋转盘式离心雾化设备在相同时间内可生产更多的金属粉末。
• 适用范围广：可以处理多种金属及合金材料，包括铝、铜、锌、钛、镍等常见金属以及各种复杂的合金体系，适用于不同行业对金属粉末的需求。

应用领域

• 航空航天领域：用于制备航空发动机叶片、涡轮盘等关键零部件的高性能金属粉末原料，通过增材制造或粉末冶金工艺制造出具有高强度、高韧性、耐高温等性能的零件。
• 电子信息领域：可制备用于电子浆料、电极材料、集成电路封装等的金属粉末，如银粉、铜粉等，具有良好的导电性和导热性，能提高电子元件的性能和可靠性。
• 生物医疗领域：制备用于生物医学植入物、医疗器械等的金属粉末，如钛合金粉末，具有良好的生物相容性和机械性能，可通过 3D 打印等技术制造出个性化的医疗产品。