Công nghệ sản xuất bột kim loại

Phát minh liên quan đến một phương pháp và quy trình để chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương

Công nghệ nền

Vào những năm 1820, phương pháp phun sương bằng không khí được sử dụng để tạo ra bột kim loại màu, và vào những năm 1950 và 1960, nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất bột kim loại và hợp kim. Vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980, với sự phát triển của công nghệ máy tính và công nghệ điều khiển hiện đại, phương pháp phun sương đã bước vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ. Hiện nay, phương pháp phun sương bằng khí thông thường là sử dụng khí lỏng, chẳng hạn như nitơ lỏng, argon lỏng, sau khi khí hóa được gia nhiệt, sử dụng khí áp suất cao nhiệt độ cao nhắm vào kim loại lỏng, phun sương kim loại thành các hạt. Hiện nay, phương pháp phun sương bằng khí sử dụng nhiều khí trơ hơn, hoặc không khí áp suất cao, v.v., nhược điểm là từ khí trơ sang chất lỏng rồi đến áp suất, làm tăng chi phí và vận chuyển nguy hiểm.

Sáng chế này nhằm mục đích cung cấp một phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương, giải quyết vấn đề chi phí cao cho việc chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương. Để giải quyết vấn đề kỹ thuật này, sáng chế cung cấp một phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương, bao gồm các bước sau: một bộ phun sương lỏng được làm nóng trước và hóa hơi để thu được một bộ phun sương khí, trong đó, bộ phun sương ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ từ 10 °C đến 30 °C, và bột kim loại thu được bằng cách đưa bộ phun sương khí vào khay phun sương và thực hiện quá trình phun sương khí của kim loại lỏng. Chất được phun sương là một chất có điểm sôi trong khoảng từ 50 °C đến 200 °C. Trong đó, bộ phun sương là etanol hoặc bộ phun sương là hỗn hợp etanol và nước. Bộ phun sương là nước, và trước khi bộ phun sương lỏng được nén áp suất, làm nóng và khí hóa trước, bộ phun sương cũng bao gồm các bước sau: chưng cất và loại bỏ oxy, khử trùng và khử ion nước thô, để thu được nước lỏng tinh khiết. Nước thô là bất kỳ loại nước nào trong nước máy, nước biển hoặc nước cất. Quá trình phun khí kim loại lỏng bao gồm: Ở áp suất không dưới 1,1 mpa và ở nhiệt độ không dưới điểm sôi của đầu phun, kim loại lỏng được phun bằng đầu phun hơi.

Trong đó, sau khi kim loại lỏng được phun khí và thu được bột kim loại, quá trình khử bột kim loại cũng bao gồm các bước sau. Trong đó, sau khi phun khí kim loại lỏng để thu được bột kim loại, khí phun được thải ra từ khay phun được thu hồi. Sáng chế hiện tại cung cấp một phương pháp để chế tạo bột kim loại bằng cách phun một chất lỏng ở nhiệt độ từ 10 °C đến 30 °C, các bình xịt ở trạng thái lỏng. So với khí trơ và nitơ ở trạng thái khí ở nhiệt độ và áp suất bình thường, sáng chế này không cần phải hóa lỏng vật liệu phun từ trạng thái khí, do đó giảm chi phí thu được vật liệu phun lỏng; Ở nhiệt độ và áp suất bình thường, đầu phun ở trạng thái lỏng, do đó không cần vận chuyển áp suất cao trong quá trình vận chuyển, giúp giảm chi phí vận chuyển và nguy hiểm của đầu phun. Tóm lại, phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun do sáng chế cung cấp có thể giảm đáng kể chi phí vật liệu phun, do đó giảm chi phí chuẩn bị bột kim loại. Để cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về sơ đồ kỹ thuật của phương án thực hiện sáng chế hoặc của kỹ thuật trước, một mô tả ngắn gọn về các bản vẽ cần sử dụng trong phương án thực hiện hoặc mô tả kỹ thuật trước được đưa ra dưới đây, các bản vẽ đính kèm được mô tả dưới đây chỉ là một số phương án thực hiện của sáng chế hiện tại và các bản vẽ đính kèm khác có thể được lấy mà không cần lao động sáng tạo đối với các kỹ thuật viên thông thường trong lĩnh vực này. Hình.

Hình 1 thể hiện sơ đồ dòng chảy của phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương, và Hình 2 thể hiện sơ đồ cấu trúc cục bộ của tháp phun sương.

Để giúp mọi người trong lĩnh vực kỹ thuật hiểu rõ hơn về sơ đồ của sáng chế, những nội dung sau đây được giải thích chi tiết hơn bằng các bản vẽ đính kèm và các phương án thực hiện cụ thể. Rõ ràng, các phương án thực hiện được mô tả chỉ là một phần của các phương án thực hiện của sáng chế, chứ không phải tất cả. Dựa trên các phương án thực hiện của sáng chế, tất cả các phương án thực hiện khác do các kỹ thuật viên thông thường trong lĩnh vực này thu được mà không thực hiện công việc sáng tạo đều nằm trong phạm vi bảo hộ của sáng chế. Như thể hiện trong Hình 1, Hình 1 cung cấp sơ đồ quy trình của phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương được cung cấp trong một phương án thực hiện của sáng chế, phương pháp này có thể bao gồm: Bước S1: hóa hơi sơ bộ một bộ phun sương lỏng dưới áp suất, để thu được một bộ phun sương khí. Bộ phun sương trong phương án thực hiện này đề cập đến một chất ở dạng lỏng ở nhiệt độ và áp suất bình thường. Cụ thể, nó có thể là một chất ở dạng lỏng trong môi trường có nhiệt độ từ 10 ° C đến 30 ° C. Bước S2: bình phun khí được đưa vào khay phun và kim loại lỏng được phun khí để thu được bột kim loại.

Cần lưu ý rằng, vì khí được sử dụng để phun kim loại lỏng, nên trạng thái khí của bộ phun phải được duy trì khi đưa vào khay phun; ngoài ra, khi sử dụng bộ phun để phun kim loại lỏng, bộ phun được sử dụng để phun kim loại lỏng ở áp suất cao, tương tự như quá trình phun thông thường để tạo bột kim loại. Như thể hiện trong Hình 2, Hình 2 cung cấp sơ đồ cấu trúc cục bộ của khay phun phun của một phương án thực hiện sáng chế. Trong quá trình phun kim loại, kim loại lỏng 2 chảy xuống từ hướng phía trên tấm phun phun 1; đồng thời, khí phun được phun qua kênh phun 3 vào cả hai mặt của kim loại lỏng 2 chảy xuống, tạo ra một lực tác động lên kim loại lỏng 2, từ đó tạo ra kim loại dạng bột. Hầu hết các loại khí phun hiện đang được sử dụng là nitơ hoặc các loại khí trơ khác. Tuy nhiên, loại khí này trong vận chuyển công nghiệp thường cần được làm mát trước khi được nén thành dạng lỏng, trong quá trình vận chuyển ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Đầu tiên, việc hóa lỏng nitơ lỏng hoặc khí trơ lỏng ở dạng khí tại nhiệt độ và áp suất bình thường tương đối tốn kém, và việc giữ nitơ lỏng ở dạng hóa lỏng trong quá trình vận chuyển cũng tốn kém, kết quả là chi phí của bình phun tăng lên, dẫn đến chi phí của bột kim loại cao hơn. Trong sáng chế hiện tại, một chất ở dạng lỏng tại nhiệt độ và áp suất bình thường được sử dụng trực tiếp làm bình phun, và dễ dàng thu được hơn một chất ở dạng khí tại nhiệt độ và áp suất bình thường, và không cần phải hóa lỏng chất đó, sáng chế này làm giảm chi phí mua bình phun và không cần sử dụng áp suất cao và vận chuyển nhiệt độ thấp trong quá trình vận chuyển. Do đó, bình phun được sử dụng trong sáng chế này có thể làm giảm đáng kể chi phí thu được bình phun, do đó làm giảm chi phí chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun.

Tùy chọn, trong một dạng thực hiện cụ thể của sáng chế, bộ phun sương có thể là nước, etanol hoặc hỗn hợp nước và etanol, trong số những chất khác. Xem xét rằng quá trình phun sương bột kim loại trong quá trình chuẩn bị, nhu cầu cuối cùng là phải hóa hơi quá trình phun sương. Do đó, để giảm chi phí hóa hơi các chất khí dung lỏng thành các chất khí dung khí dung, có thể sử dụng các chất có điểm sôi tương đối thấp làm chất khí dung. Tất nhiên, có thể hiểu rằng điểm sôi của nó không được quá thấp, nếu không nó sẽ dễ bay hơi hơn. Do đó, trong một dạng thực hiện cụ thể khác của sáng chế, vật liệu phun sương có thể bao gồm thêm một chất có điểm sôi trong khoảng từ 50 ° C đến 200 ° C. Tất nhiên, bộ phun sương có điểm sôi cao hơn không bị loại trừ trong sáng chế, và bộ phun sương có điểm sôi từ 50 ° C đến 200 ° C trong dạng thực hiện này là một dạng thực hiện được ưu tiên hơn, sáng chế có thể giảm chi phí hóa hơi chất lỏng phun sương. Trong một phương án thực hiện cụ thể khác của sáng chế này, bộ phun sương có thể là nước. Cần lưu ý rằng giá nước tương đối thấp so với các chất khác. Chi phí của bộ phun sương có thể được giảm đáng kể. Hơn nữa, nước được sử dụng làm bộ phun sương trong phương án thực hiện này có thể là nước dễ kiếm như nước biển, nước máy hoặc nước cất. Ngoài ra, để tránh tạp chất trong nước, nước cũng có thể bao gồm:

Nước thô được tinh chế bằng cách chưng cất, khử trùng và khử ion để thu được nước lỏng tinh khiết. Nước lỏng được sử dụng làm bình phun để chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun sương sau khi khí hóa, có thể ngăn chặn hiệu quả các hạt tạp chất trong nước, oxy, v.v. khỏi quá trình oxy hóa thành kim loại. Hơn nữa, để tránh quá trình oxy hóa một phần không thể tránh khỏi của bột kim loại thu được trong quá trình chế tạo, sau khi thu được bột kim loại, có thể bao gồm thêm quá trình xử lý bột kim loại bằng phản ứng khử. Đặc biệt, bột kim loại cũng có thể được trộn với khí khử để tạo ra phản ứng khử trong các điều kiện phản ứng nhất định và cuối cùng thu được bột kim loại tinh khiết hơn. Dựa trên các phương án thực hiện tùy ý, trong một phương án thực hiện cụ thể khác của sáng chế, sáng chế có thể bao gồm thêm: Ở áp suất không nhỏ hơn 1,1 mpa và không nhỏ hơn nhiệt độ sôi của bình phun, kim loại lỏng được phun sương bằng bình phun hơi. Cụ thể, khi bình phun khí hóa kim loại lỏng, đảm bảo bình phun không bị hóa lỏng. Do đó, cần phải tiến hành phun nguyên tử hóa kim loại trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Cụ thể, phun nguyên tử hóa có thể được thực hiện ở áp suất cao hơn 1,1 mpa và ở nhiệt độ cao hơn điểm sôi của đầu phun. Cần lưu ý rằng áp suất không thấp hơn 1,1 mpa có thể được áp dụng trong các trường hợp đầu phun là nước, nhưng cũng có thể áp dụng áp suất 0,6 mpa hoặc 0,7 mpa đối với các chất như etanol.

Tùy chọn, trong một dạng thực hiện cụ thể khác của sáng chế, nó có thể bao gồm thêm: sau khi phun khí áp suất cao của chất lỏng kim loại, thu được bột kim loại, các khí dung dạng khí thải ra từ khay phun được thu hồi. Do bộ phun ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ và áp suất bình thường, khi bộ phun khí thải được thải ra khỏi bộ phun ở nhiệt độ và áp suất cao, nhiệt độ và áp suất giảm, bộ phun có thể hóa lỏng thành chất lỏng. Nó dễ tái chế hơn các chất khí, do đó tiết kiệm chi phí hơn nữa. Các dạng thực hiện trong đặc tả kỹ thuật này được mô tả theo cách tăng dần. Mỗi dạng thực hiện nêu bật những điểm khác biệt so với các dạng thực hiện khác. Các phần giống nhau hoặc tương tự của mỗi dạng thực hiện được tham chiếu lẫn nhau. Đối với thiết bị tiếp xúc với dạng thực hiện, mô tả rất đơn giản vì nó tương ứng với phương pháp tiếp xúc với dạng thực hiện, như được mô tả trong phần phương pháp. Phương pháp chế tạo bột kim loại bằng phương pháp phun do sáng chế cung cấp được giới thiệu chi tiết. Trong bài báo này, nguyên lý và việc triển khai sáng chế được mô tả bằng các ví dụ cụ thể, chỉ nhằm mục đích giúp hiểu rõ phương pháp và ý tưởng cốt lõi của nó. Cần lưu ý rằng sáng chế có thể được cải tiến và sửa đổi mà không bị tách rời khỏi nguyên lý của sáng chế đối với các nhân viên kỹ thuật thông thường trong lĩnh vực kỹ thuật, và những cải tiến và sửa đổi này cũng nằm trong phạm vi bảo hộ của sáng chế.