一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法

本发明具体涉及一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法。

背景技术：

1、等离子旋转电极雾化技术是一种工业化生产高质量钛合金等金属粉末的重要方法。由旋转电极雾化技术制备的钛合金粉末的粒径主要与电极棒旋转速度等因素相关。由于金属粉末粒径过大会导致流动性及松装密度的降低，进而导致烧结制得的材料的致密度及性能降低。电极棒旋转速度增加可以增大离心力，有利于熔化的液体破碎，使得生产的钛粉粒径变小。由于使用较小粒径的粉末制备的材料具有更加优异的力学性能，因此在制粉过程应尽可能选择较大的电极棒转速。然而，选取较大的转速会导致棒材发生强烈的振动，使得制粉过程不能连续进行，同时会对制粉设备造成较大的损害。因此现阶段棒材的转速通常不会超过30000r/min。这造成了制得粉末中小粒径(小于150微米)的粉末产率较低(不足40％)，且存在大量的无法有效利用的大尺寸球形以及片状余粉。目前由于等离子旋转电极雾化过程中会产生的大量无法利用的余粉，导致制粉的产率低，造成大量的资源浪费并使得生产成本大幅提高，同时也给相关的生产厂商带来了巨大的仓储压力。

技术实现思路

1、本发明是要解决现有等离子旋转电极雾化过程中会产生大量无法利用的余粉，导致制粉的产率低，造成大量的资源浪费并使得生产成本大幅提高的问题，而提供一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法。

2、一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法是按以下步骤完成的：

3、一、收集旋转电极雾化过程中产生的余粉，对其进行高能球磨，得到高能球磨的余粉；

4、二、称量小粒径原料粉末、增强相粉末与高能球磨的余粉混合，得到混合粉末；

5、三、对混合粉末进行低能球磨，得到低能球磨的粉末；

6、四、在石墨模具的内壁喷涂氮化硼，将低能球磨的粉末倒入石墨模具至所需高度，压入涂有氮化硼的石墨垫片；

7、五、将压头放入石墨模具中，并将石墨模具置于真空热压烧结炉内部，进行烧结，得到烧结后的棒材；

8、六、将烧结后的棒材从石墨模具中取出，对棒材表面进行车削直至露出金属光泽，并在棒材一端加工出固定棒材所需的螺纹，即完成旋转电极雾化过程中产生的余粉的回收利用。

9、本发明有益效果：

10、本发明首先将大尺寸余粉通过高能球磨破碎，随后与少量小粒径粉末及增强相原料通过低能球磨混合。上述过程可以将大尺寸余粉打碎，并去除粉末表面的卫星球，同时将余粉与细粉充分混合均匀，使得细粉可以填充到粗粉的间隙中，提升粉末的流动性与松装密度，进而提升烧结后棒材的致密度。此外高能球磨破碎的步骤还有利于在后续低能球磨过程中增强相原料的均匀分散附着。本发明可以充分利用现阶段无法被有效利用的大尺寸球形与片层状余粉，提升制备金属粉末的产率，降低成本，同时减少金属材料的浪费，缓解大量余粉积压造成的仓储压力。制得的棒材不存在明显的组织缺陷，满足等离子旋转电极雾化技术制粉的要求，制得的粉末粒径较小，球形度较高，可以被有效利用。

技术特征：

1.一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法是按以下步骤完成的：

2.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤一中所述高能球墨的参数：球料比为(10～20):1，转速为300～360rpm，球磨时间为18～24h。

3.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤二中所述小粒径原料粉末为金属粉；所述增强相粉末为非金属粉末、稀土或稀土化合物。

4.根据权利要求3所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤二中所述小粒径原料粉末为钛粉；所述增强相粉末为二硼化钛、碳粉、硅粉、稀土或稀土氧化物。

5.根据权利要求3所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤二中所述小粒径原料粉末的粒径小于50μm。

6.根据权利要求3所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤二中所述增强相粉末的粒径小于10μm。

7.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤二所述混合粉末中小粒径原料粉末的质量分数为5～10％，所述混合粉末中增强相粉末是质量分数为0.5～5％。

8.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤三中所述低能球磨的参数：球料比为(5～10):1，转速为180～260rpm，球磨时间为4～6h。

9.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于步骤五中所述烧结的参数：烧结温度为1100～1300℃，保温时间为0.5～2h，压力为15～50mpa。

10.根据权利要求1所述一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，其特征在于将步骤六中获得的棒材用于中小粒径金属粉的制备。

技术总结一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法，本发明具体涉及一种旋转电极雾化过程中产生的余粉再利用方法。本发明要解决现有等离子旋转电极雾化过程中会产生大量无法利用的余粉，导致制粉的产率低，造成大量的资源浪费并使得生产成本大幅提高的问题。方法：将余粉通过高能球磨破碎，随后与少量小粒径粉末及增强相进行混合，通过真空热压烧结直接制成棒材，完成旋转电极雾化过程中产生的余粉的回收。本发明回收后的余粉用于中小粒径金属粉与复合材料粉的制备。技术研发人员：刘文齐,王帅,金嘉熠,黄陆军,王书奇,安琦,张宇,耿林受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1