金属粉末生产方法及生产设备

技术领域

本申请涉及增材制造金属粉末原料制备技术领域，具体而言，涉及一种金属粉末生产方法及生产设备。

背景技术

增材制造技术对金属粉末原料有着高性能要求，金属粉末需要纯净度高、球形度高、特定粒度段、流动性好、极低空心球及合适松装密度等。目前主流增材制造金属粉末原料生产工艺为VIGA（真空感应熔炼惰性气体雾化法）、EIGA（电极感应熔炼惰性气体雾化法）、PREP（等离子体旋转电极法）和PA（等离子体雾化法）。VIGA和EIGA工艺生产粉末不可避免存在球形度低、大量卫星球、许多空心球等问题，PREP工艺生产粉末粒度粗大，53μm以下细粉收得率极低，PA工艺生产成本高。转盘离心雾化工艺生产的金属粉末一方面53μm以下细粉收得率高、粉末球形度高、空心球及卫星球极少，另一方面其生产成本也较低。

传统转盘离心雾化生产方式，在雾化作业时需要一个熟练操作人员时刻观察中间包内合金熔体液位，利用液压机构不断进行倒炉作业使得合金熔体液位维持中间包高度的1/3至1/2。此外，还需要另一个熟练的操作人员时刻关注离心雾化是否顺利，若导流嘴堵塞或者离心雾化盘雾化不正常，作业人员需要立即回炉，等待设备冷却后再进行清理作业。此外，为了应对异常运行情况，还需要增加一人时刻应对可能出现的异常运行情况。设备操作人员完成倒炉作业和离心雾化效果评估，一方面要求操作人员具备极高的作业素养，也放大了因操作人员主观判断误差导致低作业效率的风险，另一方面阻碍了转盘离心雾化工业化生产规模的扩大。

因此，为了解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的技术问题，亟需一种金属粉末生产方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种金属粉末生产方法及生产设备，解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，能够有效提高转盘离心雾化装备的自动化生产水平，提高金属粉末的生产效率，降低生产成本。

第一方面，本申请提供了一种金属粉末生产设备，用于生产金属粉末，包括熔炼室、雾化室、离心雾化机构、粉末收集机构、抽真空机构、水冷系统、液压机构、供气系统、监控系统、工控机及核心控制系统；所述熔炼室、所述雾化室和所述粉末收集机构依次连接；所述离心雾化机构设置在所述雾化室内；所述熔炼室分别与所述水冷系统、所述液压机构、所述供气系统和所述监控系统连接；

所述熔炼室用于熔炼金属原材料，得到合金熔体；

所述雾化室用于为合金熔体的雾化提供空间；

所述离心雾化机构用于对合金熔体进行雾化，得到雾化熔滴；

所述粉末收集机构用于分离金属粉末和惰性气体，收集雾化制备的金属粉末；

所述抽真空机构用于对所述金属粉末生产设备进行抽真空操作，以保证去除所述金属粉末生产设备中的氧气；

所述水冷系统用于对金属粉末生产设备各部件进行降温冷却；

所述液压机构用于打开所述熔炼室和当发生故障情况或异常运行情况时进行倒炉作业；

所述供气系统用于提供惰性气体和压缩空气动力气；

所述监控系统用于监控金属粉末的生产过程；

所述工控机用于驱动所述金属粉末生产设备各部件的运作；

所述核心控制系统用于控制所述工控机，以驱动所述金属粉末生产设备各部件的运作。

本申请提供的金属粉末生产设备可以生产金属粉末，通过熔炼室、雾化室、离心雾化机构和粉末收集机构进行金属粉末的离心雾化生产，通过抽真空机构、水冷系统、液压机构、供气系统、监控系统、工控机及核心控制系统辅助生产，通过金属粉末生产设备各部件相互协作，以生产金属粉末，解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，能够有效提高金属粉末的生产效率，降低生产成本，提高转盘离心雾化装备的自动化生产水平。

可选地，所述熔炼室由炉体和炉盖组成；所述炉盖上部设置有至少2个观察孔；

所述观察孔用于观察所述熔炼室内部各部件的运行情况。

可选地，所述熔炼室内设置有感应熔炼坩埚、感应熔炼线圈、中间包、中间包感应加热线圈、塞杆系统、熔炼倾倒机构和废料处置坩埚；所述感应熔炼线圈位于所述感应熔炼坩埚外部；所述中间包感应加热线圈位于所述中间包外部；所述塞杆系统位于所述中间包上方；

所述感应熔炼坩埚用于储存金属原材料；

所述感应熔炼线圈用于加热所述感应熔炼坩埚内储存的金属原材料，得到合金熔体；

所述中间包用于储存合金熔体；

所述中间包感应加热线圈用于维持所述中间包内合金熔体的温度，以使合金熔体维持在雾化工艺要求的温度水平；

所述塞杆系统用于在合金熔体的雾化起始阶段和发生故障情况或异常运行情况时，堵住所述中间包下方的导流嘴的入口，以防止合金熔体流出；

所述熔炼倾倒机构用于实现所述感应熔炼坩埚的倾倒动作；

所述废料处置坩埚用于当生产过程中发生故障情况或异常运行情况导致生产暂停时储存所述感应熔炼坩埚内的合金熔体。

本申请提供的金属粉末生产设备可以生产金属粉末，通过熔炼室内设置的感应熔炼坩埚、感应熔炼线圈、中间包、中间包感应加热线圈、塞杆系统、熔炼倾倒机构和废料处置坩埚，使得金属原材料在高温环境下熔化成合金熔体，为后续的雾化作业提供了雾化材料，保证了后续的雾化作业顺利进行。

可选地，所述熔炼倾倒机构包括驱动倾倒装置和手动控制装置；所述驱动倾倒装置固定安装在所述炉体上，且所述驱动倾倒装置贯穿所述炉体，所述驱动倾倒装置一端位于所述炉体内部并与所述感应熔炼坩埚连接，所述驱动倾倒装置另一端位于所述炉体外部并与所述手动控制装置连接；

所述驱动倾倒装置用于驱动感应熔炼坩埚实现倾倒动作；

所述手动控制装置用于当所述驱动倾倒装置的驱动电机发生故障情况时，作为所述驱动倾倒装置的备用控制部件，对所述驱动倾倒装置进行控制。

可选地，所述雾化室位于所述熔炼室下方，所述雾化室与所述熔炼室通过中间包下方的导流嘴进行连接。

可选地，所述离心雾化机构位于雾化室内；所述离心雾化机构包括离心雾化盘、高速电主轴及安装支架；所述离心雾化盘与所述高速电主轴连接；所述高速电主轴与所述安装支架连接；

所述离心雾化盘用于对合金熔体进行离心雾化，得到雾化熔滴；

所述高速电主轴用于驱动所述离心雾化盘转动；

所述安装支架用于为所述离心雾化盘和所述高速电主轴提供支撑。

可选地，所述粉末收集机构包括第一收粉罐、第二收粉罐、第三收粉罐、排风管道、旋风分离器、除尘器、引风机、第一通风管道和第二通风管道；所述第一收粉罐、所述第二收粉罐和所述第三收粉罐分别位于所述雾化室下部、所述旋风分离器下部和所述除尘器下部；所述排风管道与所述雾化室连接；所述除尘器通过所述第一通风管道与所述旋风分离器连接；所述除尘器通过所述第二通风管道和所述引风机连接；所述旋风分离器通过所述排风管道与所述雾化室进行连接；

所述第一收粉罐、所述第二收粉罐、所述第三收粉罐用于储存金属粉末；

所述排风管道用于输送所述雾化室中的含金属粉末的气体到所述粉末收集机构；

所述旋风分离器用于分离含金属粉末的气体中的粗颗粒粉末；

所述除尘器用于分离含金属粉末的气体中的细颗粒粉末；

所述引风机用于为含金属粉末的气体提供流动吸力，以及排出分离金属粉末后的气体到外界；

所述第一通风管道用于输送所述旋风分离器中的含金属粉末的气体到所述除尘器；

所述第二通风管道用于输送所述除尘器中分离金属粉末后的气体到所述引风机。

可选地，所述水冷系统由工业水冷机、集水管、回水管及供水管路组成。

第二方面，本申请提供了一种金属粉末生产方法，应用于前文所述的金属粉末生产设备以生产金属粉末，包括步骤：

响应于工作人员通过所述核心控制系统输入的启动指令，所述工控机驱动所述液压机构打开所述熔炼室，以向所述熔炼室内投入金属原材料，并在金属原材料投入完成后启动所述水冷系统，以对所述金属粉末生产设备各部件进行降温；

利用所述抽真空机构，对所述熔炼室、所述雾化室及所述粉末收集机构进行抽真空处理后，通过所述供气系统，向所述熔炼室、所述雾化室及所述粉末收集机构输入惰性气体；

通过所述熔炼室、所述雾化室、所述离心雾化机构和所述粉末收集机构，开始倒炉作业和雾化作业；

运用所述粉末收集机构，储存经过雾化作业后生成的金属粉末；

当检测到离心雾化生产结束时，所述核心控制系统发出雾化作业结束警报，以使所述金属粉末生产设备中的所有部件停止工作并恢复至待机状态。

本申请提供的金属粉末生产方法可以生产金属粉末，通过金属粉末生产设备及对应的生产方法，以生产金属粉末，能够解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，提高金属粉末的生产效率，提高转盘离心雾化装备的自动化生产水平。

可选地，通过所述熔炼室、所述雾化室、所述离心雾化机构和所述粉末收集机构，开始倒炉作业和雾化作业之后，还包括：

通过监控系统，确定在倒炉作业和雾化作业的作业过程中是否出现异常情况，并根据出现的异常情况，发出相应的调节指令。

有益效果：本申请提供的金属粉末生产方法及生产设备，通过金属粉末生产设备及对应的生产方法，以生产金属粉末，解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，实现金属粉末的自动化生产，提高了金属粉末生产设备的自动化生产水平。

附图说明

图1为本申请实施例提供的金属粉末生产设备的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的金属粉末生产方法的流程图。

图3为观察孔的结构示意图。

图4为熔炼室内部的结构示意图。

图5为熔炼倾倒机构的结构示意图。

图6为离心雾化机构的结构示意图。

图7为粉末收集机构的结构示意图。

标号说明：1、熔炼室；2、雾化室；3、离心雾化机构；4、粉末收集机构；5、抽真空机构；6、水冷系统；7、液压机构；8、供气系统；9、监控系统；10、工控机；100、核心控制系统；11、感应熔炼坩埚；12、感应熔炼线圈；13、中间包；14、中间包感应加热线圈；15、塞杆系统；16、导流嘴；17、熔炼倾倒机构；171、驱动倾倒装置；172、手动控制装置；18、废料处置坩埚；19、炉盖；20、炉体；21、观察孔；301、离心雾化盘；302、高速电主轴；303、安装支架；304、离心雾化区域；401、第一收粉罐；402、第二收粉罐；403、第三收粉罐；41、排风管道；42、旋风分离器；43、除尘器；44、引风机；45、第一通风管道；46、第二通风管道；902、液位高度。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种金属粉末生产设备的结构示意图，该金属粉末生产设备用于生产金属粉末，包括熔炼室1、雾化室2、离心雾化机构3、粉末收集机构4、抽真空机构5、水冷系统6、液压机构7、供气系统8、监控系统9、工控机10及核心控制系统100；熔炼室1、雾化室2和粉末收集机构4依次连接；熔炼室1分别与水冷系统6、液压机构7、供气系统8和监控系统9连接；

熔炼室1用于熔炼金属原材料，得到合金熔体；

雾化室2用于为合金熔体的雾化提供空间；

离心雾化机构3用于对合金熔体进行雾化，得到雾化熔滴；

粉末收集机构4用于分离金属粉末和惰性气体，收集雾化制备的金属粉末；

抽真空机构5用于对金属粉末生产设备进行抽真空操作，以保证去除金属粉末生产设备中的氧气；

水冷系统6用于对金属粉末生产设备各部件进行降温冷却；

液压机构7用于打开熔炼室1和当发生故障情况或异常运行情况时进行倒炉作业；

供气系统8用于提供惰性气体和压缩空气动力气；

监控系统9用于监控金属粉末的生产过程；

工控机10用于驱动金属粉末生产设备各部件的运作；

核心控制系统100用于控制工控机10，以驱动金属粉末生产设备各部件的运作。

具体应用中，通过熔炼室1、雾化室2、离心雾化机构3和粉末收集机构4进行金属粉末的离心雾化生产，通过抽真空机构5、水冷系统6、液压机构7、供气系统8、监控系统9、工控机10及核心控制系统100进行辅助生产，通过金属粉末生产设备各部件相互协作，以生产金属粉末，解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，能够有效提高金属粉末的生产效率，降低生产成本，提高转盘离心雾化装备的自动化生产水平。

具体地，熔炼室1由炉体20和炉盖19组成；炉盖19上部设置有至少2个观察孔21；

观察孔21用于观察熔炼室1内部各部件的运行情况。

具体应用中，如图3所示，图3为观察孔21的结构示意图，通过在熔炼室1的炉盖19的上部设置的至少2个观察孔21，可便于工作人员观察感应熔炼坩埚11内各部件的运行情况。该观察孔21可由透明且耐高温的材质组成，如玻璃等材质。通过液压机构7可对炉盖19进行打开。

具体地，如图4所示，图4为熔炼室1内部的结构示意图，熔炼室1内设置有感应熔炼坩埚11、感应熔炼线圈12、中间包13、中间包感应加热线圈14、塞杆系统15、熔炼倾倒机构17和废料处置坩埚18；感应熔炼线圈12位于感应熔炼坩埚11外部；中间包感应加热线圈14位于中间包13外部；塞杆系统15位于中间包13上方；可通过监测系统9监测中间包13的液位高度902；

感应熔炼坩埚11用于储存金属原材料；

感应熔炼线圈12用于加热感应熔炼坩埚11内储存的金属原材料，得到合金熔体；

中间包13用于储存合金熔体；

中间包感应加热线圈14用于维持中间包13内合金熔体的温度，以使合金熔体维持在雾化工艺要求的温度水平；

塞杆系统15用于在合金熔体的雾化起始阶段和发生故障情况或异常运行情况时，堵住中间包13下方的导流嘴16的入口，以防止合金熔体流出；

熔炼倾倒机构17用于实现驱动感应熔炼坩埚11的倾倒动作；

废料处置坩埚18用于当生产过程中发生故障情况或异常运行情况导致生产暂停时储存感应熔炼坩埚11内的合金熔体。

具体应用中，通过感应熔炼线圈12加热感应熔炼坩埚11及感应熔炼坩埚11内储存的金属原材料，使得金属原材料受热由固态熔化成液态，得到合金熔体，同时中间包感应加热线圈14对中间包13进行加热，使得中间包13维持在能够保证中间包13内合金熔体处于雾化工艺要求的温度，当雾化作业开始时，熔炼倾倒机构17开始倒炉作业，熔炼倾倒机构17能够实现正位倾倒动作和负位倾倒动作（熔炼倾倒机构17在正常运作时处于正位倾倒动作），当熔炼倾倒机构17处于正位倾倒动作时，驱动感应熔炼坩埚11进行正方向倾倒（设定中间包13所在方向为正方向），以使感应熔炼坩埚11往中间包13内转移合金熔体，当熔炼倾倒机构17处于负位倾倒动作时，驱动感应熔炼坩埚11进行负方向倾倒，以使感应熔炼坩埚11往废料处置坩埚18内转移合金熔体，进而延长感应熔炼坩埚11的使用寿命。

例如，当生产过程中发生故障情况或异常运行情况导致生产暂停时，如出现由于熔炼室1的炉盖19没有盖好导致熔炼室1密封性不足的异常运行情况时，需要先暂停各个生产步骤，塞杆系统15会堵住中间包13下方的导流嘴16的入口，以防止合金熔体流出，熔炼倾倒机构17从正位倾倒动作转换为负位倾倒动作，从而使得感应熔炼坩埚11往废料处置坩埚18倾倒，将感应熔炼坩埚11内的合金熔体转移至废料处置坩埚18内，进而延长感应熔炼坩埚11的使用寿命。

在熔炼室1中，可以通过设定内部各部件的材质和组合方式来提高生产效率和降低成本，例如，感应熔炼坩埚11和中间包13可以采用热等静压石墨等材质进行制造，废料处置坩埚18可以采用由黏土等材质制造的低成本坩埚，熔炼倾倒机构17可以为采用平齿和齿轮的组合方式的机构，该组合方式有助于提高感应熔炼坩埚11倾倒动作的可控性。

具体地，熔炼倾倒机构17包括驱动倾倒装置171和手动控制装置172；驱动倾倒装置171固定安装在炉体20上，且驱动倾倒装置171贯穿炉体20，驱动倾倒装置171一端位于炉体20内部并与感应熔炼坩埚11连接，驱动倾倒装置171另一端位于炉体20外部并与手动控制装置172连接；

驱动倾倒装置171用于实现感应熔炼坩埚11的倾倒动作；

手动控制装置172用于当驱动倾倒装置171的驱动电机发生故障情况时，作为驱动倾倒装置171的备用控制部件，对驱动倾倒装置171进行控制。

具体应用中，如图5所示，图5为熔炼倾倒机构17的结构示意图，熔炼倾倒机构17处于正常使用状态时，驱动倾倒装置171执行正位倾倒动作，当生产过程中发生故障情况或异常运行情况导致生产暂停时，驱动驱动倾倒装置171执行负位倾倒动作，从而使得感应熔炼坩埚11内的合金熔体转移至废料处置坩埚18内。而手动控制装置172作为驱动倾倒装置171的备用控制部件，当驱动倾倒装置171的驱动电机发生故障情况时，工作人员可以控制手动控制装置172，以控制驱动倾倒装置171。

具体地，雾化室2位于熔炼室1下方，雾化室2与熔炼室1通过中间包13下方的导流嘴16进行连接。

具体应用中，熔炼室1内的合金熔体通过中间包13下方的导流嘴16流向雾化室2，为雾化室2内执行的雾化作业提供了材料。

具体地，离心雾化机构3位于雾化室2内；离心雾化机构3包括离心雾化盘301、高速电主轴302及安装支架303；离心雾化盘301与高速电主轴302连接；高速电主轴302与安装支架303连接；

离心雾化盘301用于对合金熔体进行离心雾化，得到雾化熔滴；

高速电主轴302用于驱动离心雾化盘301进行转动；

安装支架303用于为离心雾化盘301和高速电主轴302提供支撑。

具体应用中，如图6所示，图6为离心雾化机构3的结构示意图，其中，实线为标注线条，虚线为监测视线，可通过监测系统9监测离心雾化区域304，导流嘴16的合金熔体流向离心雾化盘301，离心雾化盘301与高速电主轴302连接，当高速电主轴302的轴心转动时，驱动离心雾化盘301进行转动，使得离心雾化盘301中的合金熔体进行离心雾化，得到雾化熔滴，雾化熔滴在惰性气体中飞行的过程中冷却凝固成固体粉末，最后形成含金属粉体的气体混合物（即含金属粉体的气体）。

具体地，粉末收集机构4包括第一收粉罐401、第二收粉罐402、第三收粉罐403、排风管道41、旋风分离器42、除尘器43、引风机44、第一通风管道45和第二通风管道46；第一收粉罐401、第二收粉罐402和第三收粉罐403分别位于雾化室2下部、旋风分离器42下部和除尘器43下部；排风管道41与雾化室2连接；除尘器43通过第一通风管道45与旋风分离器42连接；除尘器43通过第二通风管道46和引风机44连接；旋风分离器42通过排风管道41与雾化室2进行连接；

第一收粉罐401、第二收粉罐402、第三收粉罐403用于储存金属粉末；

排风管道41用于输送雾化室2中的含金属粉末的气体到粉末收集机构4；

旋风分离器42用于分离含金属粉末的气体中的粗颗粒粉末；

除尘器43用于分离含金属粉末的气体中的细颗粒粉末；

引风机44用于为含金属粉末的气体提供流动吸力，以及排出分离金属粉末后的气体到外界；

第一通风管道45用于输送旋风分离器42中的含金属粉末的气体到除尘器43；

第二通风管道46用于输送除尘器43中分离金属粉末后的气体到引风机44。

具体应用中，如图7所示，图7为粉末收集机构4的结构示意图，雾化室2通过排风管道41输送含金属粉末的气体到粉末收集机构4，依次经过旋风分离器42、除尘器43和引风机44处理，最终把金属粉末分离后的废气排到外界。

其中，收粉罐（第一收粉罐401、第二收粉罐402和第三收粉罐403）的规格可根据收粉量而选择，收粉罐可采用双层水冷设计，用于快速冷却金属粉末；雾化室2及旋风分离器42与它们对应的第一收粉罐401和第二收粉罐402之间可以设置挡板阀，便于在不停止雾化生产的前提下更换新的收粉罐，同时设置小型独立真空泵，可以对重新装入的收粉罐及连接管道进行抽真空处理，提高真空抽取速度及降低抽真空成本。为了保障进入旋风分离器42的含粉气流的温度合适，排风管道41设置水冷套进行降温。

具体地，抽真空机构5可以对熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4进行抽真空作业。其中，抽真空机构5设置有罗茨泵及机械泵。通过设置在熔炼室1和雾化室2之间的第一挡板阀、设置在雾化室2与粉末收集机构4之间的第二挡板阀，通过控制第一挡板阀和第二挡板阀的开启或关闭，可以对雾化室2及粉末收集机构4，或者熔炼室1进行同时或者单独抽真空作业。

其中，罗茨泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。

机械泵，即机械真空泵，是制造真空的一种机械，它可以把一个密闭的或半密闭的空间中空气排出或者吸收，达到局部空间的相对真空。

具体地，水冷系统6由工业水冷机、集水管、回水管及供水管路组成，用以对抽真空机构5、熔炼室1、雾化室2、感应熔炼线圈12及其电源、中间包感应加热线圈14及其电源、高速电主轴302、收粉罐（第一收粉罐401、第二收粉罐402和第三收粉罐403）等部件进行降温冷却。

具体地，供气系统8可以提供惰性气体和压缩空气动力气；压缩空气动力气用于各类阀门（设置在各部件之间的挡板阀之类的阀门）的开启或者关闭；供气系统8提供的惰性气体用于熔炼室1与雾化室2抽真空完成后的惰性气体回填及雾化过程中的补气，以及高速电主轴302驱动离心雾化盘301转动时的气冷及粉尘防护。

具体地，监控系统9监测温度、压力、氧含量、液位高度和图像数据；温度至少包括感应熔炼坩埚11内合金熔体温度、中间包13的温度、感应熔炼线圈12电源的冷却水进出水温度、中间包感应加热线圈14电源的冷却水进出水温度、熔炼室1的温度、雾化室2的温度、收粉罐的温度、高速电主轴302的冷却水进出水温度等；压力至少包括熔炼室1及雾化室2的气压；氧含量至少包括熔炼室1的氧含量和雾化室2的氧含量等；液位高度至少包括中间包13内合金熔体最高液位等；图像数据至少包括离心雾化盘301的离心雾化区域304的监控图像，用于检测离心雾化盘301是否破碎、导流嘴16是否堵塞和雾化情况是否良好。

具体地，核心控制系统100还用于发出自动化离心雾化作业命令、工控机10的动作命令及警报。其中，自动化离心雾化作业命令即为雾化作业的启动指令，工控机10的动作命令即为对工控机10的驱动指令，警报即为当雾化作业结束或出现异常情况导致生产暂停时，发出告警信号。

参考图2，图2为本申请实施例提供的金属粉末生产方法的流程图，该金属粉末生产方法应用于前文的金属粉末生产设备，包括：

步骤S101，响应于工作人员通过核心控制系统100输入的启动指令，工控机10驱动液压机构7打开熔炼室1，以向熔炼室1内投入金属原材料，并在金属原材料投入完成后启动水冷系统6，以对金属粉末生产设备各部件进行降温。

在步骤S101中，响应于工作人员通过核心控制系统100输入的启动指令，工控机10驱动液压机构7打开熔炼室1的炉盖19，以向感应熔炼坩埚11投入金属原材料，并在金属原材料投入完成后启动水冷系统6，以对金属粉末生产设备各部件进行降温。

具体应用中，在工作人员通过核心控制系统100输入的启动指令后，响应于启动指令，工控机10驱动液压机构7打开熔炼室1的炉盖19，推动炉盖19旋转90℃后停止，随后通过人工方式将合金母料（金属原材料）放入感应熔炼坩埚11内，人工方式装料可以最大程度上利用感应熔炼坩埚11的空间，使感应熔炼坩埚11满负荷运行，提升单次雾化生产量；也可用通过机器方式装料，输入预设的控制指令，使得装料机器将预设重量的合金母料放入感应熔炼坩埚11内，该方法方便快捷，但由于合金母料为不规则形状，机器方式装料方法不能最大程度上利用感应熔炼坩埚11的空间；装料完成后，将炉盖19反向旋转90°，下放炉盖19，最后对熔炼室1的炉盖19和炉体20进行锁紧密封；然后，开启水冷系统6，以对金属粉末生产设备各部件进行降温。

步骤S102，利用抽真空机构5，对熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4进行抽真空处理后，通过供气系统8，向熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4输入惰性气体。

在步骤S102中，打开抽真空机构5的真空气动阀（抽真空开关），利用抽真空机构5中的机械泵，对熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4进行抽真空处理，当雾化室2和熔炼室1内的压力都降到1000Pa以下时，开启抽真空机构5中的罗茨泵，当雾化室2和熔炼室1内的压力都降低至5Pa以下时，依次关闭罗茨泵、真空气动阀及机械泵。

打开供气系统8的惰性气体气动阀，向熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4内填充高纯惰性气体，当雾化室2内惰性气体压力恢复至97-102kPa时，关闭惰性气体气动阀，停止惰性气体回填。

步骤S103，通过熔炼室1、雾化室2、离心雾化机构3和粉末收集机构4，开始倒炉作业和雾化作业。

在步骤S103中，通过感应熔炼线圈12和中间包感应加热线圈14，通过电磁感应原理，对感应熔炼坩埚11和中间包13进行加热。

当感应熔炼坩埚11内金属原材料达到预设的第一温度阈值且感应熔炼坩埚11内金属原材料熔化成合金熔体，以及中间包13的温度达到预设的第二温度阈值时，驱动高速电主轴302以使离心雾化盘301达到预设的转速阈值；

预设的第一温度阈值为足以令合金母料熔化成合金熔体的温度，预设的第二温度阈值为足以使合金熔体维持雾化工艺要求的温度，第一温度阈值与第二温度阈值可以相等，第一温度阈值和第二温度阈值可以为雾化工艺设定温度，可根据实际需要调整，但不限于此。

当感应熔炼坩埚11内金属原材料熔化成合金熔体且中间包13的温度达到预设的第二温度阈值时，启动高速电主轴302以使离心雾化盘301达到预设的转速阈值，该预设的转速阈值即为雾化工艺要求转速。

通过熔炼倾倒机构17，控制驱动倾倒装置171执行正位倾倒动作，以倾倒感应熔炼坩埚11，从而开始倒炉作业和雾化作业，同时启动监控系统9对离心雾化盘301所在的离心雾化区域304进行实时监测，检测导流嘴16是否堵塞、雾化作业是否结束及离心雾化盘301是否破碎。

通过离心雾化盘301进行离心雾化产生得到的雾化熔滴在惰性气体中飞行的过程中冷却凝固成固体粉末，最后形成含金属粉体的气体混合物（即含金属粉体的气体），含金属粉体的气体经过粉末收集机构4中的旋风分离器42、除尘器43和引风机44的处理，最终分离出气体中金属粉末。

其中，倒炉作业根据预设的倒炉程序进行运作：

当中间包13内液位处于中间包13高度1/2处时，记为最高液位h

对于中间包13任意液位h，导流嘴16出口熔体流量为：

；

其中，q为导流嘴16出口熔体流量，A为导流嘴16出口面积，p

根据质量守恒定律，从导流嘴16出口流出的合金熔体流量一直等于从中间包13内流出的合金熔体流量，则中间包13内流出的合金熔体总量Q为：

；

其中，Q为中间包13内流出的合金熔体总量，T为倒炉作业时间间隔，t为时间变量。

倒炉作业完成时，中间包13内熔体处于最高液位h

Δt；

其中，ΔQ

；

其中，A

倒炉作业完成后进行n次采集，从倒炉完成时刻至第i次采集，中间包13内流出的合金熔体总量可计算为：

；

其中，Q

第n次采集时中间包13内液位高度h

；/>

其中，

可得在第n-1次采集和第n次采集的气压采集时间间隔Δt内导流嘴16出口处合金熔体流量q

；

其中，熔炼室1的气压p

当监控系统9检测到中间包13内合金熔体液位升高至最高液位h

1）中间包13流出的合金熔体总量Q归0，监测系统9按照设定的气压采集时间间隔Δt采集熔炼室1及雾化室2的气压；

2）核心控制系统100首先比较中间包13流出的预设合金熔体总量Q

其中，熔炼室1及雾化室2的气压采集时间间隔Δt不超过10s。

具体地，通过熔炼室1、雾化室2、离心雾化机构3和粉末收集机构4，开始倒炉作业和雾化作业之后，还包括：

通过监控系统9，确定在倒炉作业和雾化作业的作业过程中是否出现异常情况，并根据出现的异常情况，发出相应的调节指令。

在一些实施例中，通过监控系统9，检测导流嘴16是否堵塞、雾化作业是否结束及离心雾化盘301是否破碎，若出现上述异常情况，核心控制系统100会根据出现的异常情况，发出相应的调节指令。

例如，判断雾化作业情况的依据：正常雾化过程中，导流嘴16出口熔体液流、离心雾化盘301本体及其表面熔体温度高，颜色明亮，它们和周围背景颜色有显著区别；当出现堵炉异常或者雾化作业结束，离心雾化盘301会快速降温，其颜色与周围背景快速一致，故通过高清摄像机（监控系统9）采集离心雾化盘301周围区域（离心雾化区域304）的图像数据可以判断是否出现堵炉异常及雾化作业结束；导流嘴16出口无明亮液流，此时出现堵炉异常或者雾化作业结束，通过监测系统9监测中间包13的液位高度902，通过液位高度902判断中间包13内是否存在合金熔体以确定出现堵炉异常或者雾化作业结束，当中间包13内存在合金熔体时，则确定出现堵炉异常，当中间包13内不存在合金熔体时，则确定雾化作业结束；导流嘴16出口有明亮液流，但离心雾化盘301本体区域呈背景颜色，则离心雾化盘301破碎。

当发出导流嘴16堵塞的调节指令时，工作人员确定导流嘴16堵塞的情况是否属实，若该情况属实，则通过工控机10命令驱动熔炼倾倒机构17执行负位倾倒动作使感应熔炼坩埚11复位，随后继续驱动熔炼倾倒机构17执行负位倾倒动作，以使感应熔炼坩埚11内剩余的合金熔体倒入废料处置坩埚18内。

当发出离心雾化盘301破碎的调节指令时，通过工控机10命令驱动熔炼倾倒机构17执行负位倾倒动作使感应熔炼坩埚11复位，随后继续驱动熔炼倾倒机构17执行负位倾倒动作，以使感应熔炼坩埚11内剩余的合金熔体倒入废料处置坩埚18内。同时通过工控机10驱动塞杆系统15以堵住导流嘴16入口，高速电主轴302的保护罩快速合拢进而保护高速电机，高速电主轴302断电停机，此外，打开熔炼室1的排气阀，使得熔炼室1快速向外界排气，降低熔炼室1的气压，进而降低熔炼室1与雾化室2之间的气压差。此时熔炼室1与雾化室2之间的气压差大小如下：

；

其中，液位h由倒炉作业中第n次采集时中间包13内液位高度的计算公式确定，h为中间包13内合金熔体液位，

步骤S104，运用粉末收集机构4，储存经过雾化作业后生成的金属粉末。

在步骤S104中，运用粉末收集机构4中的旋风分离器42、除尘器43、引风机44，分离金属粉末，并将金属粉末分离后的废气从金属粉末生产设备中排出。

步骤S105，当检测到离心雾化生产结束时，核心控制系统100发出雾化作业结束警报，以使金属粉末生产设备中的所有部件停止工作并恢复至待机状态。

在步骤S105中，当通过监控系统9检测到导流嘴16出口无明亮液流时，此时出现堵炉异常或者雾化作业结束，当确定为雾化作业结束时，离心雾化生产结束时，核心控制系统100发出雾化作业结束警报，发出复原指令，熔炼倾倒机构17使感应熔炼坩埚11复位，关闭感应熔炼线圈12及中间包感应加热线圈14的电源、关闭惰性气体气动阀、关闭引风机44及其入口气动阀、高速电主轴302停止转动；水冷系统6和核心控制系统100可由工作人员关闭，由此，使得金属粉末生产设备中的所有部件停止工作并恢复至待机状态。

由上可知，该金属粉末生产方法，通过响应于工作人员通过核心控制系统100输入的启动指令，工控机10驱动液压机构7打开熔炼室1，以向熔炼室1内投入金属原材料，并在金属原材料投入完成后启动水冷系统6，以对金属粉末生产设备各部件进行降温，利用抽真空机构5，对熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4进行抽真空处理后，通过供气系统8，向熔炼室1、雾化室2及粉末收集机构4输入惰性气体，通过熔炼室1、雾化室2、离心雾化机构3和粉末收集机构4，开始倒炉作业和雾化作业，运用粉末收集机构4，储存经过雾化作业后生成的金属粉末，当检测到离心雾化生产结束时，核心控制系统100发出雾化作业结束警报，以使金属粉末生产设备中的所有部件停止工作并恢复至待机状态；从而，通过金属粉末生产设备及对应的生产方法，以生产金属粉末，解决传统转盘离心雾化生产方式中需要依靠人工进行操作的问题，实现金属粉末的自动化生产，提高了金属粉末生产设备的自动化生产水平。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。