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专利号: 202510647143X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,包括:S1:获取气雾化法制备的多个金属粉末样品,采集金属粉末样品的性能参数;

S2:基于性能参数评估粉末综合性能,剔除粉末综合性能低的样品,收集剩余样品的第一工艺参数和第二工艺参数,所述第一工艺参数包括雾化压力、进气量和进料量;以第一工艺参数为因变量,第二工艺参数为自变量,构建多元线性回归模型并优化,优化后的模型为预测模型;

S3:获取粉末生产的第二工艺参数并输入预测模型,得到第一工艺参数的初始值;

S4:保持进气量和进料量不变,通过雾化压力二分法进行自适应调控,使粉末综合性能达到最高,得出当前最优雾化压力;

所述雾化压力二分法具体包括:

1)首次判断阶段:基于当前的雾化压力、进气量和进料量,通过固定进料量并改变进气量、或固定进气量并改变进料量的方式,在0.001Mpa变化幅度范围内多次增加雾化压力,若满足粉末综合性能提升或不变的比例达到预设阈值,则二分法调节阶段的第一次雾化压力的调节方向为增加;

在0.001Mpa变化幅度范围内多次减小雾化压力,若在10次以内有8次满足粉末综合性能下降,则二分法调节阶段的第一次雾化压力的调节方向为减小;

2)二分法调节阶段:基于首次判断阶段的结果,反复根据最近一次雾化压力变化和粉末综合性能变化调节雾化压力,直至粉末综合性能达到稳定,输出雾化压力;

二分法调节阶段的每次调节具体为:

当最近一次雾化压力的调节方向为增加时,若粉末综合性能提升或不变,则再增加Xpa雾化压力,若粉末综合性能下降,则减小X/2pa雾化压力;其中X表示预设的雾化压力调节幅度,0.001Mpa≤X≤0.1Mpa;

当最近一次雾化压力的调节方向为减小时,若粉末综合性能提升或不变,则再减小Xpa雾化压力;若粉末综合性能下降,则增加X/2pa雾化压力;

S5:基于当前最优雾化压力以及当前的进气量和进料量,采用穷举法得到当前最优雾化压力下使粉末综合性能达到最高的进气量和进料量,作为当前最优进气量和最优进料量;

S6:循环进行步骤S4和S5,直至生产的粉末综合性能达到稳定。

2.根据权利要求1所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述性能参数包括粗糙度、球形度、粒度分布量化结果和比表面积量化结果。

3.根据权利要求2所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述粒度分布量化结果和比表面积量化结果的计算公式为:;

其中,E为粒度分布量化结果,K为比表面积量化结果, 为粒度设定范围的中间值,为粒度实际值,S为比表面积实际值,Smin为比表面积设定区间最小值,Smax为比表面积设定区间最大值。

4.根据权利要求2所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述粗糙度、球形度、粒度实际值和比表面积实际值均通过激光粒度分析仪采集得到。

5.根据权利要求1所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述S2中,所述的基于性能参数评估粉末综合性能进行质量评估,具体采用的计算公式为:;

其中,M为粉末综合性能,R为粗糙度,Q为球形度,E为粒度分布量化结果,K为比表面积量化结果,w1、w2、w3和w4为权重系数。

6.根据权利要求1所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述第二工艺参数包括金属液流的温度、金属液流的流速、雾化喷嘴的孔径、惰性气体的流速、雾化介质的种类、液冷机构的冷却温度、熔炼室的憋压、气液比、喷嘴角度和金属种类。

7.根据权利要求1所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,所述雾化压力二分法的二分法调节阶段中还包括错误反馈措施,错误反馈措施具体为:若连续多次调节雾化压力后粉末综合性能下降的次数达到预设阈值,则期间导致粉末综合性能下降的雾化压力调节均标记为错误调节,调整回到第一次错误调节前的雾化压力,根据第一次错误调节的雾化压力调节量 和调节方向进行一次反向二分法调节,清除错误调节标记,随后继续执行二分法调节阶段;

反向二分法的每次调节具体为:

若第一次错误调节的调节方向为增加,则雾化压力减小 ;若第一次错误调节的调节方向为减小,则雾化压力增加 。

8.根据权利要求1所述的主动自适应调控雾化压力的气雾化制备金属粉末方法,其特征在于,S5中所述穷举法具体是:

3 3

依次改变进气量和进料量的工艺参数,进气量变化范围在500‑1000m/h内,以1m/h为一个间隔,进料量变化范围在5‑20kg/h内,以0.1kg/h为一个间隔,列举进气量和进料量的所有组合,评估每个组合下制备的金属粉末样品的粉末综合性能,筛选得到当前雾化压力下粉末综合性能最高的最优进气量和进料量。