CN106824453A - 碳化钛钨钴合金、金属硅射流破碎盘及射流粉碎机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳化钛钨钴合金、金属硅射流破碎盘及射流粉碎机，属于多晶硅生产领域。合金按重量百分比计包括：碳化钛25‑35％、碳化钨35‑45％、钴15‑17％，余量为镍。破碎盘包括面盘和用于固定面盘底部的底座，面盘由上述的碳化钛钨钴合金制成。粉碎机包括粉碎室和上述的破碎盘，底座固定于粉碎室的内部。该合金的抗冲击性能和耐磨性能优良，破碎盘和粉碎机的微硅粉产生量明显减少，金属硅的利用率提高；同时粉碎效率及成品率高、硅粉产量高、设备寿命长。

Description

碳化钛钨钴合金、金属硅射流破碎盘及射流粉碎机

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，具体而言，涉及一种碳化钛钨钴合金、金属硅射流破碎盘及射流粉碎机。

背景技术

在多晶硅生产领域，硅粉是生产三氯氢硅(又称硅氯仿)的主要原料。在三氯氢硅等多晶硅的生产过程中，硅粉通过金属硅颗粒料粉碎获得。目前金属硅的粉碎常用的设备是射流粉碎机，即利用不同压力下的气体通过喷嘴产生的高速气流所具有的巨大动能，使物料颗粒发生互相冲击碰撞，或与破碎盘冲击碰撞，达到粉碎的目的。

但是，由于金属硅是一种质地坚硬的物质，随气流冲击碰撞时对设备尤其是对破碎盘的磨损特别严重，降低了破碎盘以及射流粉碎机的使用寿命。同时破碎盘的频繁更换会影响硅粉的正常生产效率，使硅粉的产量下降。提高了多晶硅的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化钛钨钴合金，其具有较强的抗冲击性能和耐磨性能。

本发明的另一目的在于提供一种金属硅射流破碎盘，其面盘的抗冲击性能和耐磨性能优良，破碎盘使用寿命长。

本发明的再一目的在于提供一种射流粉碎机，其金属硅射流破碎盘的抗冲击性和耐磨性能优良，设备寿命长，粉碎效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种碳化钛钨钴合金，按重量百分比计，包括：碳化钛25-35％、碳化钨35-45％、钴15-17％，余量为镍。

一种金属硅射流破碎盘，包括面盘和用于固定面盘底部的底座，面盘由上述的碳化钛钨钴合金制成。

一种射流粉碎机，包括粉碎室和上述的射流破碎盘，底座固定于粉碎室的内部。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的碳化钛钨钴合金，碳化钛的硬度仅次于金刚石，碳化钨的硬度与金刚石相近，碳化钛和碳化钨的加入能够显著提高材料的强度，使碳化钛钨钴合金具有较强的抗冲击性能和耐磨性能。

本发明提供的金属硅射流破碎盘，采用该碳化钛钨钴合金为原料制备面盘，由于该碳化钛钨钴合金具有较强的抗冲击性能和耐磨性能，面盘在用于进行金属硅的破碎撞击过程中受到的冲击损伤及磨损较小，金属硅射流破碎盘的寿命提高。较佳的，该面盘用于和金属硅发生撞击的一面设置为弧形曲面，其能够有效抵消撞击的冲击力并减小撞击过程中的磨损。进一步的，在底座设置调节面盘高度的调节杆，可根据粉碎作业时不同的粒度要求对面盘的高度进行调节，从而提高成品率。

本发明提供的射流粉碎机，采用上述的金属硅射流破碎盘与金属硅发生撞击，耐磨和抗冲击性强，设备使用寿命长；设备利用率高，产量高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的金属硅射流破碎盘的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的金属硅射流破碎盘的剖视图；

图3为本发明实施例提供的支撑板的剖视图；

图4为本发明实施例提供的调节杆的结构示意图。

图标：100-金属硅射流破碎盘；110-面盘；120-底座；121-支撑板；122-第一表面；123-第二表面；124-螺孔；131-调节杆；132-第一端部；133-底盘；134-第二端部；141-第一锁紧装置；142-第二锁紧装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“固定”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提出一种射流粉碎机(图未示)，包括粉碎室(图未示)和设置于粉碎室内部的金属硅射流破碎盘100。

金属硅射流破碎盘100包括面盘110和用于将面盘110固定于粉碎室的底座120。在进行金属硅的粉碎操作时，金属硅颗粒与面盘110进行碰撞实现粉碎。

本实施例中，面盘110由碳化钛钨钴合金制成，该碳化钛钨钴合金，按重量百分比计，包括碳化钛25-35％、碳化钨35-45％、钴15-17％，余量为镍。

碳化钛和碳化钨的硬度极高，抗冲击性能和耐磨性能优良。按照上述配方烧结制得的碳化钛钨钴合金具有较强的抗冲击性能和耐磨性能。其用于制备面盘110，提高了粉碎效率；同时面盘110的寿命大大提高，从而提高了金属硅射流破碎盘100及射流粉碎机的使用寿命。

较佳的，碳化钛的重量百分比为30-35％，碳化钨的质量百分比为40-45％，钴的质量百分比为16-17％，余量为镍。按照该比例制得的碳化钛钨钴合金，其抗冲击性能和耐磨性进一步得到提高。

经发明人多次的研究发现，在碳化钛钨钴合金的制备过程中，先将碳化钛和钴混合后高温烧结制得碳化钛钴合金。将碳化钛钴合金破碎、磨粉后，再将碳化钛钴合金粉末与碳化钨和镍混合高温烧结，制得该碳化钛钨钴合金。通过该方法制得的碳化钛钨钴合金，其抗冲击性能和耐磨性能再一步得到提高。

请一并参阅图1及图2，在本实施例中，面盘110的远离底座120的表面为弧形曲面，较佳地面盘110呈半球型并朝向远离底座120的一侧凸出。

该设置方式能够有效抵消面盘110与金属硅颗粒撞击时产生的冲击力，减小撞击过程中对面盘110的磨损，进一步的提高面盘110的使用寿命。

底座120包括支撑板121以及用于调节面盘110与支撑板121之间距离的调节杆131。

在本实施例中，底座120采用不锈钢材料。不锈钢材料具有较好的机械强度和防腐蚀性能，设备工作稳定，寿命长，成本低。当然，在本发明其他的实施例中，底座120也可以采用如铝合金、镍合金等其他的材料。

该支撑板121与粉碎室连接将底座120固定于粉碎室，需要说明的是，该连接方式可以是固定连接，如焊接等；也可以是可拆卸连接，如卡接、螺纹连接、销接等。

请参阅图3，在本实施例中，支撑板121包括相对的第一表面122和第二表面123，支撑板121开设有贯穿第一表面122和第二表面123的螺孔124。

请参阅图4，调节杆131包括相对的第一端部132和第二端部134。

第一端部132与面盘110连接。在本实施例中，第一端部132设置有和面盘110配合的底盘133，面盘110连接于底盘133的表面。

底盘133的设置增加了第一端部132和面盘110的接触面积，降低了面盘110在受到金属硅冲击时与第一端部132之间的压强，有利于进一步增加金属硅射流破碎盘100的使用寿命。

第二端部134设置有与支撑板121开设的螺孔124相互配合的外螺纹，使用时，第二端部134设置于螺孔124内与支撑板121螺纹连接。

第二端部134与支撑板121的上述螺纹连接方式，通过旋转第二端部134使第二端部134与支撑板121之间的相对位置发生变化，从而调节支撑板121与面盘110之间的距离。该设置方式使面盘110在粉碎室内的相对位置具有可调节的功能，且调节精确度高，便于根据生产过程中对硅粉不同的粒度要求对面盘110的位置进行调节，从而提高金属硅破碎操作的成品率。

需要说明的是，在本发明其他的实施例中支撑板121和第二端部134的连接方式不限于上述的螺纹连接方式。比如，第二端部134和支撑板121采用滑动连接的形式，并在第二端部134和支撑板121之间设置如插销和插槽的插接匹配等结构进行固定。也可以是将第二端部134与支撑板121固定连接并将调节杆131设置为伸缩杆等的其他形式。

请一并参阅图1及图2，底座120还包括分别与第二端部134螺纹配合的第一锁紧装置141和第二锁紧装置142。

使用时，支撑板121位于第一锁紧装置141和第二锁紧装置142之间，第一锁紧装置141抵靠支撑板121的第一表面122，第二锁紧装置142抵靠支撑板121的第二表面123。

第一锁紧装置141和第二锁紧装置142与第二端部134的上述设置方式，用于增强第二端部134与支撑板121之间的连接稳定性，防止金属硅射流破碎盘100在工作时第二端部134和支撑板121之间的相对位置发生变化。

在本实施例中，第一锁紧装置141和第二锁紧装置142分别为具有与第二端部134配合的内螺纹的螺母，其使用方便、便于更换。

需要说明的是，在本发明其他的实施例中，锁紧装置的个数不限于上述的第一锁紧装置141和第二锁紧装置142两个，也可以设置三个、四个或者更多的锁紧装置用于加强第二端部134和支撑板121之间连接的稳定性。较佳地，设置二到四个锁紧装置，其尽可能对称地分布于支撑板121的两侧，如锁紧装置的个数为三个时，支撑板121的一侧设置一个锁紧装置，另一侧设置两个锁紧装置；锁紧装置个数为四个时，支撑板121的每侧设置两个锁紧装置。上述的二到四个锁紧装置的设置方式在保证连接稳定性的同时，使用方便。

进一步需要说明的是，在本发明其他的实施例中，支撑板121的螺孔124也可以替换为不具有内螺纹的通孔形式，支撑板121和第二端部134之间的相对位置通过第一锁紧装置141和第二锁紧装置142的固定作用同样可以实现。

另外，在本发明的实施例中，底座120还可以包括至少一个固定螺栓，第一锁紧装置141、支撑板121及第二锁紧装置142均分别设置有与固定螺栓配合且位置对应的通孔。使用时，使每个紧固螺栓依次穿过第一锁紧装置141、支撑板121和第二锁紧装置142。

固定螺栓的上述设置方式将第一锁紧装置141、第二锁紧装置142固定于支撑板121，防止第一锁紧装置141及第二锁紧装置142与第二端部134之间发生相对转动，从而进一步提高第二端部134与支撑板121之间的相对稳定性。

较佳的，固定螺栓的个数为至少两个，至少两个的固定螺栓以第二端部134为中心均匀分布，其能够进一步提高第二端部134与支撑板121之间的稳定性。

以本实施例提供的金属硅射流破碎盘100为应用例，以专利号为CN106244910A提供的双向复合冲击板为对比例，分别应用于金属硅粉末的生产，测试并记录成品率、微硅粉产生量及破碎盘的使用寿命，数据如表1所示。

表1.性能测试表

从表1可知，本实施例提供的金属硅射流破碎盘100与现有技术相比，其微硅粉产生量明显减少，金属硅的利用率提高；粉碎的成品率及破碎盘使用寿命均显著提高。

综上所述，本发明实施例的碳化钛钨钴合金，其抗冲击性能和耐磨性能优良，本发明实施例的金属硅射流破碎盘100采用该碳化钛钨钴合金作为面盘110，金属硅射流破碎盘100及设有该金属硅射流破碎盘100的射流粉碎机的微硅粉产生量明显减少、破碎效率和成品率提高、使用寿命更长。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种碳化钛钨钴合金，其特征在于，按重量百分比计，包括：碳化钛25-35％、碳化钨35-45％、钴15-17％，余量为镍。

2.根据权利要求1所述的碳化钛钨钴合金，其特征在于，按重量百分比计，包括：所述碳化钛30-35％、所述碳化钨40-45％、所述钴16-17％，余量为所述镍。

3.根据权利要求1或2所述的碳化钛钨钴合金，其特征在于，由所述碳化钛和所述钴烧结后与所述碳化钨及所述镍混合烧结得。

4.一种金属硅射流破碎盘，其特征在于，包括面盘和用于固定所述面盘的底座，所述面盘由权利要求1-3任一项所述的碳化钛钨钴合金制成。

5.根据权利要求4所述的金属硅射流破碎盘，其特征在于，所述面盘的远离所述底座的表面为弧形曲面。

6.根据权利要求4所述的金属硅射流破碎盘，其特征在于，所述底座包括支撑板以及用于调节所述面盘与所述支撑板之间距离的调节杆，所述调节杆包括相对的第一端部和第二端部，所述第一端部与所述面盘连接，所述第二端部与所述支撑板配合。

7.根据权利要求6所述的金属硅射流破碎盘，其特征在于，所述支撑板包括相对的第一表面和第二表面，所述支撑板开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的螺孔，所述第二端部设置有与所述螺孔配合的外螺纹。

8.根据权利要求7所述的金属硅射流破碎盘，其特征在于，所述底座还包括与所述第二端部螺纹配合的第一锁紧装置和第二锁紧装置。

9.根据权利要求8所述的金属硅射流破碎盘，其特征在于，所述底座还包括至少一个固定螺栓，所述第一锁紧装置、所述支撑板及所述第二锁紧装置均分别设置有位置对应的通孔，所述通孔与所述固定螺栓配合。

10.一种射流粉碎机，其特征在于，包括粉碎室和权利要求4-9任一项所述的射流破碎盘，所述底座固定于所述粉碎室的内部。