本申请涉及粉末冶金，尤其涉及一种金属粉末气雾化自动分级系统及方法。
背景技术：
1、粉末冶金技术是使用金属粉末作为原料经过成型、烧结制造金属材料或金属制品的工艺技术。目前，随着粉末冶金技术的发展，新材料和新技术不断地更新，各个领域尤其是3d打印增材制造领域对金属粉末的要求也更加严格。
2、金属粉末通过其霍尔流速小、内部成分均匀、低含氧量、球形度高、粒径小、粒径分布窄等性能，以及其特殊的化学性能，可以显著提高制备产品的各项性能参数，并降低产品的生产成本，因此，对此类金属粉末的制备加工设备以及生产方法有着较高的要求。
3、真空气雾化生产的金属粉末相较于其他的生产方式生产出的金属粉末具有低氧含量、球形度高、流动性好等优势，因此，其一直受到3d打印增材制造的欢迎。
4、但是，由于现有的大部分金属粉末雾化装置生产雾化后的气体直接排到空气中，造成浪费；而粉末分级设备工作前，也需要引风机不断工作，抽取保护气体置换内部的空气，因此，其不仅需要长时间置换过程才可以达到生产要求，而且排空空气时容易造成保护气体的损失，还无法保证设备内部的低含氧量。
技术实现思路
1、本申请的实施例提供一种金属粉末气雾化自动分级系统及方法，不仅能够显著减少金属粉末的氧增量，而且能够减少排空空气时保护气体的损失并缩短排空时间。
2、为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种金属粉末气雾化自动分级系统，包括真空控制系统、熔炼雾化系统、粉末分级系统和除尘回收装置；所述真空控制系统与所述熔炼雾化系统的排气口连通；所述粉末分级系统包括依次连通的收粉器、送粉器、涡轮分级机组件和收粉罐组件；所述收粉器的进料口与所述熔炼雾化系统的出料口连通；所述涡轮分级机组件的进料口通过气体循环管道分别与所述送粉器的出料口和所述除尘回收装置的出风口连通；所述气体循环管道位于所述涡轮分级机组件的上方；所述涡轮分级机组件的排气口与所述气体循环管道连通；所述气体循环管道上设有排气阀和引风机；所述涡轮分级机组件的出风口与所述除尘回收装置的第一进风口连通。
3、进一步地，所述收粉器位于所述送粉器的上方；所述收粉器的出风口与所述除尘回收装置的第二进风口连通。
4、进一步地，所述涡轮分级机组件包括串联的一级涡轮分级机和二级涡轮分级机；所述收粉罐组件包括一级收粉罐和二级收粉罐；所述一级涡轮分级机的进料口与所述送粉器的出料口连通；所述二级涡轮分级机出风口与所述除尘回收装置的第一进风口连通；所述一级涡轮分级机和二级涡轮分级机的出料口分别与所述一级收粉罐和所述二级收粉罐连通；所述一级涡轮分级机和所述二级涡轮分级机的排气口均与所述气体循环管道连通。
5、进一步地，所述收粉器采用双层水冷结构，且其内部设有水冷降温棒。
6、进一步地，所述一级涡轮分级机与所述气体循环管道之间的管路上设有第一开关阀；所述二级涡轮分级机与所述气体循环管道之间的管路上设有第二开关阀；所述收粉器与所述除尘回收装置之间的管路上设有第一蝶阀；所述送粉器的出料口处设有第二蝶阀。
7、进一步地，所述气体循环管道上还设有减压阀。
8、进一步地，所述真空控制系统包括罗茨泵、滑阀泵和扩散泵；所述罗茨泵、滑阀泵和扩散泵均与所述熔炼雾化系统连通。
9、进一步地，所述熔炼雾化系统包括熔炼炉、雾化喷嘴、雾化室和氩气气瓶组；所述雾化喷嘴位于所述熔炼炉与所述雾化室之间；所述雾化喷嘴的进气口与所述氩气气瓶组的出气口连通；所述熔炼炉与所述雾化室的排气口均与所述真空控制系统连通；所述熔炼炉与所述真空控制系统之间的管路上设有真空熔炼阀；所述雾化室与所述真空控制系统之间的管路上设有真空雾化阀。
10、进一步地，所述排气阀为电磁阀；所述第一开关阀和所述第二开关阀均为球阀。
11、另一方面，本申请的实施例还提供了一种基于上述金属粉末气雾化自动分级系统的分级方法，包括以下步骤：将金属合金加入熔炼雾化系统内，并通过真空控制系统抽取熔炼雾化系统内的空气；向熔炼雾化系统中充入氩气，待其达到常压状态后，控制氩气进入粉末分级系统和除尘回收装置内；打开气体循环管道上的排气阀，使空气通过排气阀排出；关闭排气阀，并切断涡轮分级机组件与气体循环管道之间的连接管路；经熔炼雾化系统雾化的金属粉末和氩气一起进入收粉器内，通过水冷方式降低收粉器内金属粉末温度，金属粉末中的超细粉经收粉器的出风口进入除尘回收装置内被收集，氩气进入气体循环管道内待进行气体循环；开启送粉器，其余金属粉末被循环的氩气带入粉末分级系统内进行分级，粉末分级系统排出的氩气经除尘回收装置后继续进行循环。
12、本申请相比现有技术具有以下有益效果：
13、1、本申请实施例金属粉末气雾化自动分级系统在涡轮分级机组件和除尘回收装置之间设置气体循环管道，并将其中一段设置在涡轮分级机组件的上方，且涡轮分级机组件的顶部通过连接管道连通气体循环管道，气体循环管道上设有排气阀和引风机。雾化前，当雾化室的氩气流入粉末分级系统与除尘回收装置时，由于氩气的比重大于空气的比重，氩气会逐渐充满粉末分级系统与除尘回收系统的底部，并将空气从气体循环管道上的排气阀排出，由此，不仅能够有效降低设备内部氧气含量，显著减少金属粉末的氧增量，而且能够减少排空空气时保护气体的损失并缩短排空时间。另外，在雾化过程中通入的氩气在经过雾化后还被引风机带动作为后续涡轮分级机组件的保护气，进行气体循环利用，不仅保证了系统内部的低氧状态还避免了保护气的损失。
14、2、本申请实施例金属粉末气雾化自动分级系统中的收粉器的出风口和位于其下方的送粉器的出料口分别连通除尘回收装置的进风口和涡轮分级机组件的进料口，可以直接将超细粉与需要分级的金属粉末分离，提高涡轮分级机对粗颗粒粉末的分级精度。
15、3、本申请实施例金属粉末气雾化自动分级系统设置有两个涡轮分级机，不仅可以进行长时间连续生产不会影响分级效率，而且只需要调整分级电机频率就可以对金属粉末进行不同粒径范围的粉末收集，产出的球形粉末可以应用到不同工艺，当金属粉末比重大于3g/cm3时，分级机分级精度更高。
16、4、本申请实施例金属粉末气雾化自动分级系统中的收粉器采用双层水冷，且其内部设有水冷降温棒，可以有效降低金属粉末温度，减少分级设备升温以适应长时间工作。
17、5、本申请实施例金属粉末气雾化自动分级系统不需要复杂昂贵的气体回收系统，成本较低。
1.一种金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，包括真空控制系统、熔炼雾化系统、粉末分级系统和除尘回收装置；
2.根据权利要求1所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述收粉器位于所述送粉器的上方；所述收粉器的出风口与所述除尘回收装置的第二进风口连通。
3.根据权利要求2所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述涡轮分级机组件包括串联的一级涡轮分级机和二级涡轮分级机；所述收粉罐组件包括一级收粉罐和二级收粉罐；所述一级涡轮分级机的进料口与所述送粉器的出料口连通；所述二级涡轮分级机出风口与所述除尘回收装置的第一进风口连通；所述一级涡轮分级机和二级涡轮分级机的出料口分别与所述一级收粉罐和所述二级收粉罐连通；所述一级涡轮分级机和所述二级涡轮分级机的排气口均与所述气体循环管道连通。
4.根据权利要求3所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述收粉器采用双层水冷结构，且其内部设有水冷降温棒。
5.根据权利要求4所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述一级涡轮分级机与所述气体循环管道之间的管路上设有第一开关阀；所述二级涡轮分级机与所述气体循环管道之间的管路上设有第二开关阀；所述收粉器与所述除尘回收装置之间的管路上设有第一蝶阀；所述送粉器的出料口处设有第二蝶阀。
6.根据权利要求5所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述气体循环管道上还设有减压阀。
7.根据权利要求6所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述真空控制系统包括罗茨泵、滑阀泵和扩散泵；所述罗茨泵、滑阀泵和扩散泵均与所述熔炼雾化系统连通。
8.根据权利要求7所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述熔炼雾化系统包括熔炼炉、雾化喷嘴、雾化室和氩气气瓶组；所述雾化喷嘴位于所述熔炼炉与所述雾化室之间；所述雾化喷嘴的进气口与所述氩气气瓶组的出气口连通；所述熔炼炉与所述雾化室的排气口均与所述真空控制系统连通；所述熔炼炉与所述真空控制系统之间的管路上设有真空熔炼阀；所述雾化室与所述真空控制系统之间的管路上设有真空雾化阀。
9.根据权利要求8所述的金属粉末气雾化自动分级系统，其特征在于，所述排气阀为电磁阀；所述第一开关阀和所述第二开关阀均为球阀。
10.一种基于权利要求1~9任一所述的金属粉末气雾化自动分级系统的分级方法，其特征在于，包括以下步骤：
