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真空 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (6): 87-92.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2022.06.15

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真空雾化制粉技术研究进展及展望

冯骏骁, 左野, 王勇, 张增海, 滕龙, 沈子惟, 金贺, 宋静思, 张哲魁   

  1. 沈阳真空技术研究所有限公司,辽宁 沈阳 110042
  • 收稿日期:2022-05-05 出版日期:2022-11-25 发布日期:2022-12-05
  • 通讯作者: 张哲魁,高级工程师。
  • 作者简介:冯骏骁(1994-),男,辽宁省沈阳市人,本科,工程师。

Research, Development Prospect of Vacuum Atomization Powdering Technology

FENG Jun-xiao, ZUO Ye, WANG Yong, ZHANG Zeng-hai, TENG Long, SHEN Zi-wei, JIN He, SONG Jing-si, ZHANG Zhe-kui   

  1. Shenyang Vacuum Technology Institute, Shenyang 110042, China
  • Received:2022-05-05 Online:2022-11-25 Published:2022-12-05

摘要: 真空雾化制粉设备作为工业化生产金属粉末的主要设备,广泛应用于增材制造、粉末冶金、航天和医疗等重点领域。本文围绕目前最常见的几种真空雾化制粉技术,对其特点和发展方向进行了深入的研究和探讨。首先简要介绍了雾化制粉的技术背景和当前制粉手段的常见分类,然后结合目前主要的雾化制粉设备制造商和金属粉末供应商所采用的技术及设备的核心性能指标,详细介绍了VIGA(vacuum induction-melting gas atomization)、EIGA(electrode induction-melting inert gas atomization)、VIGA-CC(water-cooled copper crucible vacuum induction-melting gas atomizing)和PREP(plasma rotating electrode-comminuting process)方法,并对雾化制粉技术及设备未来的发展方向进行了展望。

关键词: 雾化制粉, 粉末冶金, 增材制造

Abstract: As the main equipment for the industrial production of metal powder, vacuum atomization milling equipment is widely used in key areas including additive manufacturing, powder metallurgy, aerospace and medical treatment. This paper focuses on the most common vacuum atomization milling technology, and their characteristics and development directions are deeply studied and discussed. Firstly, the technical background of atomized milling and the common classification of current milling methods are briefly introduced, and then combined with the core performance indicators of the technology and equipment used by the major atomization milling equipment manufacturers and metal powder suppliers, the vacuum atomization milling methods including VIGA(vacuum induction-melting gas atomization), EIGA(electrode induction-melting inert gas atomization), VIGA-CC(water-cooled copper crucible vacuum induction-melting gas atomizing) and PREP (plasma rotating electrode-comminuting process)are described in detail. The future development direction of atomization milling technology and equipment is also prospected.

Key words: atomization powder, powder metallurgy, additive manufacturing

中图分类号: 

  • TF341.7
[1] 李清泉, 韩延良. 真空熔炼高压气体雾化制粉技术及设备[J]. 粉末冶金工业, 1996, 6(2): 27-31.
[2] TSANTRIZOS P G, ALLAIRE F, ENTEZARIAN M. Method of production of metal and ceramic powders by plasma atomization: US5707419A[P].1998-01-13.
[3] 曾克里, 罗浩, 朱杰, 等. 丝材等离子雾化钛合金粉末研究进展[J]. 粉末冶金工业, 2021, 31(6): 1-12.
[4] 张国庆, 刘娜, 李周. 高性能金属材料雾化与成形技术研究进展[J]. 航空材料学报, 2020, 40(3): 95-109.
[5] JIA W M, CHEN S Y, WEI M W, et al.Characteristics and printability of K417G nickel-base alloy powder prepared by VIGA method[J]. Powder Metal, 2019, 62(1): 30-37.
[6] 王晓鸣. 钢水中间包冶金技术[J]. 江苏冶金, 1995(6): 9-12.
[7] 曲选辉, 张国庆, 章林. 粉末冶金技术在航空发动机中的应用[J]. 航空材料学报, 2014, 34(1): 1-10.
[8] CARPENTER TECHNOLOGY.Whitepaper:electrode inert gas and plasma atomization comparison[EB/OL]. [2022- 05-05].https: //www.carpenteradditive.com/eiga-titanium-powder-whitepaper?hsCtaTracking=386c6613-5eaf-45c4-9b70-d50b98879141%7Cfe22b43f-7405-4963-b6ff-0d4ccb06af3f.
[9] 索吉斯·斯比坦斯, 马克思·温顿, 弗朗茨·法高斯, 等. 具有环状绕组的电极感应熔化(钝性)气体雾化线圈: CN202080057560.4[P].2022-04-01.
[10] 谢波, 李建军, 乔忠路. 电极感应气雾化法制备3D打印用TC4粉末增氧量研究[J]. 真空, 2020, 57(6): 80-83.
[11] ALD VACUUM TECHNOLOGIES.EIGA systems-electrode induction melting inert gas atomization systems for electrodes up to 150mm diameter and 1000mm length[EB/OL].[2022-05-05].https://www.ald-vt.com/cn/portfolio/engineering/vacuum-metallurgy/electrode-induction-melting-inert-gas-atomization/.
[12] 杨军, 王晓峰, 葛正浩. 气雾化法制备3D打印金属粉末的技术研究进展[J]. 粉末冶金工业, 2022, 32(1): 69-77.
[13] 赵少阳, 王利卿, 谈萍, 等. VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究[J]. 粉末冶金技术, 2020, 38(6): 443-448.
[14] 张国庆, 刘玉峰, 刘娜, 等. TiAl金属间化合物粉末冶金工艺研究进展[J]. 航空制造技术, 2019, 62(22): 38-42.
[15] 赵少阳, 谈萍, 汤慧萍, 等. 2种3D打印用雾化Ti-6Al-4V合金粉末的对比研究[J]. 钛工业进展, 2019, 36(4): 13-18.
[16] 孙念光, 陈斌科, 向长淑, 等. 等离子旋转电极雾化制粉技术现状和创新[J]. 粉末冶金工业, 2020, 30(5): 84-87.
[17] 张莹, 李世魁, 陈生大. 用等离子旋转电极法制取镍基高温合金粉末[J]. 粉末冶金工业, 1998(6): 13-18.
[18] 杨洪涛, 卢志辉, 孙志杨, 等. 等离子旋转电极雾化制粉设备国内研究现状[J]. 粉末冶金工业, 2021, 31(4): 88-93.
[19] KAUFMANN A. Production of pure,spherical powders: US3802816A[P].1972-06-22.
[20] 陶宇, 冯涤, 张义文, 等. PREP工艺参数对FGH95高温合金粉末特性的影响[J]. 钢铁研究学报, 2003, 15(5): 46-50.
[21] 赵风琴, 王长京. 等离子旋转电极制粉设备中的等离子发生器装置的设计与制造[J]. 稀有金属材料与工程, 1988(6): 66-70.
[22] 机械科学研究总院. 国内首台大型等离子旋转雾化制粉设备研制成功[EB/OL].(2011-03-16).http://www.sasac.gov.cn/n2588025/n2588124/c3906715/content.html.
[23] 高正江, 周香林, 李景昊, 等. 高性能球形金属粉末制备技术进展[J]. 热喷涂技术, 2018, 10(3): 1-9.
[24] 宋静思, 左野, 应冰, 等. 真空感应熔炼炉主流结构及未来发展[J]. 真空, 2022, 59(4): 70-75.
[25] 李建军, 孙足来, 宋青竹, 等. 真空半连续气雾化制粉炉: CN201920120858.X[P].2019-11-05.
[26] 吕威闫, 杨番, 韩国峰, 等. VIGA和EIGA气雾化法制备增材制造用低合金钢粉末[J]. 中国表面工程, 2020, 33(5): 115-122.
[27] GUO R P, XU L, ZONG B Y P, et al. Characterization of prealloyed Ti-6Al-4V powders from EIGA and PREP process and mechanical properties of HIPed powder compacts[J]. Acta Metallurgica Sinica(English Letters), 2017, 30(8): 735-744.
[28] 胡连喜, 冯小云. 粉末冶金高温合金研究及发展现状[J]. 粉末冶金工业, 2018, 28(4): 1-7.
[1] 吴凡, 林博超, 权银洙, 陈玮, 杨洋. 电子束增材制造设备及应用进展*[J]. 真空, 2022, 59(1): 79-85.
[2] 马义刚, 李智慧. 超高真空和高真空技术的应用[J]. 真空, 2021, 58(4): 98-102.
[3] 许海鹰, 王壮, 桑兴华, 杨波, 彭勇. 丝束同轴冷阴极电子枪的研制*[J]. 真空, 2021, 58(2): 76-81.
[4] 赵宇辉, 赵吉宾, 王志国, 王福雨. Inconel 625镍基高温合金激光增材制造内应力控制方式研究*[J]. 真空, 2020, 57(3): 73-79.
[5] 李论, 赵吉宾, 周波, 田同同. 基于角表数据结构的增材制造分层计算方法*[J]. 真空, 2020, 57(3): 84-88.
[6] 赵吉宾, 李论, 周波, 田同同. 增材制造分层轮廓方向平行填充轨迹生成方法*[J]. 真空, 2020, 57(3): 89-93.
[7] 刘殿海, 李论, 周波, 赵吉宾. 基于激光冲击强化改善增材制造零件残余应力的自动化控制方法*[J]. 真空, 2020, 57(2): 83-87.
[8] 赵宇辉, 赵吉宾, 王志国. Inconel 625镍基高温合金激光增材制造翘曲变形行为研究*[J]. 真空, 2020, 57(2): 88-93.
[9] 王志永, 赵宇辉, 赵吉宾, 王志国, 何振丰. 陶瓷增材制造的研究现状与发展趋势*[J]. 真空, 2020, 57(1): 67-75.
[10] 赵宇辉, 姚超, 王志国. 激光增材制造过程熔池温度测试及预测方法的研究*[J]. 真空, 2020, 57(1): 76-82.
[11] 孙长进, 赵宇辉, 王志国, 吴嘉俊, 何振丰, 王晓帆. 增材新概念结构无损检测技术发展现状及趋势研究[J]. 真空, 2019, 56(4): 65-70.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 李志胜. 空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制[J]. 真空, 2018, 55(5): 66 -70 .
[4] 郑 列, 李 宏. 200kV/2mA 连续可调直流高压发生器的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 10 -13 .
[5] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[6] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[7] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[8] 纪 明, 孙 亮, 杨敏勃. 一种用于对月球样品自动密封锁紧的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 24 -27 .
[9] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[10] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .