CN109382520B - 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法 - Google Patents

金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109382520B
CN109382520B CN201810896189.5A CN201810896189A CN109382520B CN 109382520 B CN109382520 B CN 109382520B CN 201810896189 A CN201810896189 A CN 201810896189A CN 109382520 B CN109382520 B CN 109382520B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coolant
molten metal
flow
metal powder
cylindrical body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810896189.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109382520A (zh
Inventor
堀野贤治
吉留和宏
原田明洋
松元裕之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN109382520A publication Critical patent/CN109382520A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109382520B publication Critical patent/CN109382520B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0844Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid in controlled atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086Cooling after atomisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086Cooling after atomisation
    • B22F2009/0864Cooling after atomisation by oil, other non-aqueous fluid or fluid-bed cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086Cooling after atomisation
    • B22F2009/0872Cooling after atomisation by water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够制造高质量的金属粉末的金属粉末制造装置以及使用其的金属粉末的制造方法。金属粉末制造装置(10)具有:喷出熔融金属的熔融金属供给部(20)、设置于熔融金属供给部(20)的下方的筒体(32)、沿着筒体的内周面形成冷却液的液流的冷却液层形成部(38),其中上述冷却液冷却从熔融金属供给部(20)喷出的熔融金属。冷却液层形成部(38)具有使从内周面(33)朝向半径方向的内侧的冷却液稳定化,并向沿着筒体(32)的内周面(33)流动的方向喷出冷却液的前端折弯部(38a)。

Description

金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法
技术领域
本发明涉及金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法。
背景技术
例如如专利文献1所示,已知有使用所谓的气体雾化法制造金属粉末的金属粉末制造装置和使用了该装置的制造方法。现有的装置具有:喷出熔融金属的熔融金属供给容器、设置于该熔融金属供给容器的下方的筒体、以及沿着筒体的内周面形成冷却液的液流的冷却液层形成部,该冷却液层形成部冷却从熔融金属供给部喷出的熔融金属。
冷却液层形成部向冷却用筒体的内周面的切线方向喷射冷却液,一边使冷却液沿着冷却容器的内表面旋转一边流下,由此,形成冷却液层。期待通过使用冷却液层,能够将溶滴骤冷并制造高功能性的金属粉末。
但是,现有的装置中,即使向冷却用筒体的内周面的切线方向喷射冷却液,冷却液也在筒体的内周面进行反射,产生从内周面朝向半径方向的内侧的流动而成为湍流。因此,现有的装置中,存在难以沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层,并难以制造均质的(粒径,结晶状态,形状等为均匀的)金属粉末的技术问题。特别是增大冷却液的流量,或增大挤出冷却液的泵的压力而增大冷却液的速度时,该倾向变强。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-80812号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于这种实际状况而研发的,其目的在于,提供一种能够制造高质量的金属粉末的金属粉末制造装置和使用该金属粉末制造装置的金属粉末的制造方法。
用于解决技术问题的方案
为了达成上述目的,本发明提供一种金属粉末制造装置,其特征在于,具有:
熔融金属供给部,其喷出熔融金属;
筒体,其被设置于上述熔融金属供给部的下方;以及
冷却液层形成部,其沿着上述筒体的内周面形成冷却液的液流,该冷却液的液流冷却从上述熔融金属供给部喷出的上述熔融金属,
上述冷却液层形成部在上述筒体的上部具有用于上述筒体的内侧形成稳定流的前端折弯部。
本发明提供一种金属粉末制造方法,其特征在于,具有:
沿着设置于熔融金属供给部的下方的筒体的内周面形成冷却液的液流的工序;以及
将熔融金属从上述熔融金属供给部向上述冷却液的液流进行喷出的工序,
从在上述筒体的上部在上述筒体的内侧所具备的稳定流形成部通过前端折弯部沿着上述筒体的上述内周面喷出上述冷却液。
本发明的金属粉末制造装置及金属粉末的制造方法中,在从熔融金属供给部喷出的熔融金属与冷却液接触的位置的上游侧具备前端折弯部。在前端折弯部,从内周面朝向半径方向的内侧的冷却液进行稳定流化,按照沿着筒体的内周面流动的方向喷出冷却液。因此,即使在增大冷却液的流量,或增大冷却液的速度的情况下,也可容易沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层,并生产高质量的金属粉末。
优选的是,上述前端折弯部的内径比上述筒体的内周面的内径小,且上述前端折弯部与上述内周面之间的间隙构成用于使上述冷却液沿着上述内周面流动的冷却液喷出部。通过这样构成,即使在增大冷却液的流量,或增大冷却液的速度的情况下,也容易沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层。
上述前端折弯部的内径也可以以朝向上述前端折弯部的轴方向的下端锥形状变大的方式构成。
上述前端折弯部也可以向上述前端折弯部的轴方向的下端锥形状地倾斜。通过使前端折弯部向轴方向的下端锥形状地倾斜,作用将冷却液向内周面挤压的方向的力,容易沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层。
优选的是,上述前端折弯部在下端具备的内框安装于上述筒体的上方。通过这样构成,容易在从熔融金属供给部喷出的熔融金属与冷却液接触的位置的上游侧配置前端折弯部。
优选的是,上述冷却液层形成部具有使上述冷却液向上述内框螺旋状地撞击的螺旋液流形成部。螺旋液流形成部通过将例如向筒体的内周面的切线方向喷射冷却液的喷嘴安装于筒体而形成。通过在从螺旋流动形成部向筒体的内周面的切线方向喷出冷却液的位置的内侧安装内框,容易沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层。
优选的是,在上述前端折弯部的前端具备在与上述内框之间形成规定间隙的翻折端部。通过具备翻折端部,从前端折弯部与内周面之间的冷却液喷出部流出的冷却液的液流进一步稳定化,容易沿着筒体的内周面形成均匀的厚度的冷却液层。
更具体而言,本发明提供一种金属粉末制造装置,其特征在于,具有:
熔融金属供给部,其喷出熔融金属;
筒体,其设置于上述熔融金属供给部的下方;以及
冷却液层形成部,其沿着上述筒体的内周面形成冷却液的液流,该冷却液的液流冷却从上述熔融金属供给部喷出的上述熔融金属,
上述冷却液层形成部具有在上述筒体的轴芯方向的上部所具备的内框,上述内框具有比上述筒体的内周面的内径小的内径,
在沿着上述内框的轴芯的下端部具备从上述内框向径向外侧突出的前端折弯部,
上述前端折弯部的内径比上述筒体的内周面的内径小,
上述前端折弯部与上述内周面之间的间隙构成用于使上述冷却液沿着上述内周面流动的冷却液喷出部,
利用上述内框和上述前端折弯部,稳定流形成用空间部在上述筒体的上部形成于上述冷却液喷出部的内径侧,
在上述稳定流形成用空间部,朝向半径方向的内侧的冷却液与上述内框撞击,在上述前端折弯部,朝向沿着轴芯的下侧的液流被限制,上述冷却液在上述稳定流形成用空间部,使湍流暂时性地稳定化,并从上述冷却液喷出部沿着上述筒体的内周面喷出。
优选的是,上述前端折弯部相对于上述内框以预定角度向上述前端折弯部的轴方向的下端倾斜为锥形状,以作用将上述冷却液向上述筒体的内周面挤压的方向的力。
优选的是,在上述筒体的轴方向的上部,在周方向的多个部位连接有喷嘴,使上述冷却液向上述内框螺旋状地撞击。
优选的是,在上述前端折弯部的前端具备用于在与上述内框之间形成规定间隙的翻折端部。
更具体的本发明提供一种金属粉末的制造方法,其特征在于,具备:
沿着设置于熔融金属供给部的下方的筒体的内周面形成冷却液的液流的工序;和
将熔融金属从上述熔融金属供给部向上述冷却液的液流进行喷出的工序,
该金属粉末制造装置的制造方法使用上述任一项所记载的金属粉末制造装置,从在上述筒体的上部在上述筒体的内侧所具备的上述稳定流形成用空间部,通过上述前端折弯部与上述内周面之间的间隙即上述冷却液喷出部,沿着上述筒体的上述内周面喷出上述冷却液。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的金属粉末制造装置的概略截面图;
图2是本发明的另一实施方式的金属粉末制造装置的概略截面图;
图3是本发明的又一实施方式的金属粉末制造装置的概略截面图;
图4是本发明的又一实施方式的金属粉末制造装置的概略截面图。
符号说明
10、10a、110、210……金属粉末制造装置
20……熔融金属供给部
21……熔融金属
22……容器
23……喷出口
24……加热用线圈
26……气体喷射喷嘴
27……气体喷射口
30、130、230……冷却部
32……筒体
33……内周面
34……排出部
35……调整板
37……喷嘴
37a……喷嘴孔
136、236……流路盒子
137、237……喷嘴
38、138、238……内框
38a、138a、238a……前端折弯部
38b……翻折端部
39……安装凸缘
40……稳定流形成部(稳定流形成用空间)
42……翻折稳定流形成部
50……冷却液层
52……冷却液喷出部
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式说明本发明。
第一实施方式
如图1所示,本发明一个实施方式的金属粉末制造装置10是用于将熔融金属21通过雾化法(气体雾化法)进行粉末化,得到由多个金属粒子构成的金属粉末的装置。该装置10具有熔融金属供给部20、配置于金属供给部20的垂直方向的下方的冷却部30。附图中,垂直方向是沿着Z轴的方向。
熔融金属供给部20具有收容熔融金属21的耐热性容器22。在耐热性容器22的外周配置有加热用线圈24,将收容于容器22的内部的熔融金属21加热并维持成熔融状态。在容器22的底部形成有喷出口23,熔融金属21从该喷出口23朝向构成冷却部30的筒体32的内周面33作为滴下熔融金属21a被喷出。
在容器22的外底壁的外周部,以包围喷出口23的方式配置有气体喷射喷嘴26。在气体喷射喷嘴26具备有气体喷射口27。从气体喷射口27朝向从喷出口23喷出的滴下熔融金属21a喷射高压气体。高压气体从由喷出口23喷出的熔融金属的周围整周朝向斜下方向喷射,滴下熔融金属21a成为多个液滴,并沿着气体的流动朝向筒体32的内周面行进。
熔融金属21也可以含有任意元素,例如能够使用含有Ti、Fe、Si、B、Cr、P、Cu、Nb、Zr的至少任意种的金属。这些元素的活性高,含有这些元素的熔融金属21通过短时间的与空气的接触,容易氧化而形成氧化膜,而难以进行微细化。如上所述,金属粉末制造装置10通过使用惰性气体作为从气体喷射喷嘴26的气体喷射口27喷射的气体,从而即使是容易氧化的熔融金属21,也能够容易进行粉末化。
作为从气体喷射口27喷射的气体,优选为氮气、氩气、氦气等的惰性气体或氨分解气体等的还原性气体,但如果是熔融金属21难以氧化的金属,则也可以是空气。
本实施方式中,筒体32的轴心O相对于垂直线Z以预定角度θ1倾斜。作为预定角度θ1,没有特别限定,但优选为5~45度。通过设为这种角度范围,容易使来自喷出口23的滴下熔融金属21a朝向形成于筒体32的内周面33的冷却液层50喷出。
向冷却液层50喷出的滴下熔融金属51与冷却液层50撞击,进一步被分断并微细化,并且进行冷却固化,而成为固体状的金属粉末。沿着筒体32的轴心O在下方设置有排出部34,可将冷却液层50所包含的金属粉末与冷却液一起向外部排出。与冷却液一起排出的金属粉末在外部的存积槽等中与冷却液分离而被取出。此外,作为冷却液,没有特别限定,可使用冷却水。
本实施方式中,在筒体32的轴芯O方向的上部具备内框38。内框38利用与其一体成形的安装凸缘39而安装于筒体32的上部。内框38的安装方法没有特别限定,也可以与筒体32一体成形。内框38具有比筒体32的内周面33的内径小的内径,与筒体32的内周面配置成同芯状。本实施方式中,内框38的内周面和筒体32的内周面配置成大致平行。
在与内框38对应的筒体32的上部位置形成有作为冷却液层形成部的喷嘴37。在喷嘴37形成有向筒体32的内侧开口的喷嘴孔37a。喷嘴孔37a以与内框38按照规定间隙面对面的方式形成。
在沿着内框38的轴芯O的下端部具备有前端折弯部(冷却液层形成部)38a。本实施方式中,前端折弯部38a具有从内框38的下端起与轴芯O大致垂直地向径向的外侧扩展的板形状,前端折弯部38a的外周端与内周面33之间的间隙构成周方向上间断(也可以连续)的冷却液喷出部52。冷却液喷出部52的径向宽度t1没有特别限定,可根据与冷却液层50的厚度的关系决定,优选为1~50mm。另外,宽度t1也可以比冷却液层50的厚度薄。
另外,通过前端折弯部38a从与内周面33同芯状的内框38向径向的外侧突出,从而在喷嘴孔37a的内侧形成与喷嘴孔37a相对的稳定流形成部(稳定流形成用空间)40。稳定流形成部40的内容积根据沿着内框38的轴芯O的长度L1和前端折弯部38a的径向宽度t2决定。前端折弯部38a的径向宽度t2越大,稳定流形成部40的内容积越大,作为稳定流形成部的功能越大,但有减窄滴下熔融金属21a进入筒体32的内部的开口面积的倾向。优选以前端折弯部38a的径向宽度t2相对于冷却液喷出部52的径向宽度t1的t2/t1成为1/10~9/10的方式来决定。
稳定流形成部40中,从喷嘴孔37a朝向半径方向的内侧的冷却液与内框38撞击,进一步在凸缘39朝向沿着轴芯O的上侧的液流被限制,在前端折弯部38a朝向沿着轴芯O的下侧的液流被限制。因此,从喷嘴孔37a流出并朝向径向的内侧的冷却液在稳定流形成部40中使湍流暂时性地稳定化,从冷却液喷出部52沿着内周面以高速度喷出,能够在内周面33的内侧沿着轴芯O形成冷却液层50。此外,稳定流形成部40在筒体32的上部配置于冷却液喷出部52的内侧(内径侧)。即,利用内框38和前端折弯部38a,稳定流形成用空间部40在筒体32的上部形成于冷却液喷出部52的内径侧。
内框38的轴方向长度L1只要为覆盖喷嘴孔37a的程度的长度即可,以在筒体32的内周面33上露出充分的轴方向长度L0的冷却液层50的液面。露出于内侧的冷却液层50的轴方向长度L0与内框38的轴方向长度L1相比,优选为5~500倍的长度。另外,筒体32的内周面33的内径没有特别限定,优选为50~500mm。
本实施方式中,在筒体32的Z轴方向的上部,在周方向的多个部位连接作为螺旋流动形成部的喷嘴37。通过将喷嘴37连接于筒体32的切线方向,从而冷却液从喷嘴37以绕轴芯O进行旋转的方式进入筒体32的内部。来自筒体32的冷却液的液流通过喷嘴孔37a,成为具有从内周面33朝向径向的内侧的液流分量的螺旋液流,与内框38的内周面撞击,在稳定流形成部40提高压力(静压),通过冷却液喷出部52,沿着筒体32的内周面33进行喷出。
通过从喷嘴37的喷嘴口37a向筒体32的内部供给的冷却液的旋转液流和作用于冷却液的重力,沿着筒体32的内周面33流动的冷却液成为螺旋状的液流,形成冷却液层50。向这样形成的冷却液层50的内周侧液面入射图1所示的滴下熔融金属21a,滴下熔融金属21a在螺旋液流的冷却液层50的内部与冷却液一起流动而被冷却。
本实施方式的金属粉末制造装置10和使用其的金属粉末的制造方法中,在从金属供给部20的喷出口23喷出的滴下熔融金属21a与冷却液层50接触的位置的上游侧具备带前端折弯部38a的内框38。因此,通过喷嘴孔37a,将从内周面33朝向半径方向的内侧的冷却液的从内周面朝向半径方向的内侧的冷却液的液流,利用稳定流形成部40稳定冷却液,然后,能够从冷却液喷出部52向沿着筒体32的内周面33流动的方向偏向。
即,稳定流形成部40中,朝向半径方向的内侧的冷却液与内框38撞击,在前端折弯部38a,朝向沿着轴芯O的下侧的流动被限制,冷却液在稳定流形成部40使湍流暂时性地稳定化,并从冷却液喷出部52沿着筒体32的内周面喷出。因此,即使在增大冷却液的流量,或增大冷却液的速度的情况下,也可容易地沿着筒体32的内周面形成均匀的厚度的冷却液层50,并生产高质量的金属粉末。
另外,内框38的前端折弯部38a的内径比筒体32的内周面33的内径小,前端折弯部38a与内周面33之间的间隙构成用于使冷却液沿着内周面33流动的冷却液喷出部52。通过这样构成,即使在增大冷却液的流量,或增大冷却液的速度的情况下,也容易沿着筒体32的内周面形成均匀的厚度的冷却液层50。
另外,本实施方式中,内框38安装于筒体32的轴芯O的上方。通过这样构成,容易在从金属供给部20喷出的熔融金属与冷却液接触的位置的上游侧配置内框38。
另外,本实施方式中,通过将喷嘴37连接于筒体32的切线方向,从而冷却液从喷嘴37以绕轴芯O进行旋转的方式进入筒体32的内部。通过在从喷嘴37朝向筒体32的内周面33的切线方向喷出冷却液的位置的内侧安装内框38,容易沿着筒体32的内周面33形成由均匀的厚度的螺旋液流构成的冷却液层50。
此外,上述的实施方式中,以如下方式构成,从喷嘴孔37a向框体38的内周面以螺旋液流进行撞击,液流的方向被改变,通过冷却液喷出部52,沿着筒体32的内周面33螺旋状流动。但是,本实施方式中,不限定于这种流动。
例如也可以通过将喷嘴37大致垂直地连接于筒体32的外周面,使从形成于筒体32的内周面33的喷嘴孔37a朝向框体38的内周面的液流成为非螺旋液流(也可以在一部分中混入螺旋液流)。在该情况下,非螺旋液流与框体38的内周面撞击,液流的方向被改变,通过冷却液喷出部52喷出,而形成沿着筒体32的内周面33的非螺旋液流的冷却层50。
第二实施方式
如图2所示,本发明一个实施方式所涉及的金属粉末制造装置10a除了以下所示的以外,与第一实施方式一样,对共同的部件标注共同的部件名称和符号,共同的部分的说明省略一部分。
本实施方式中,在冷却部30a的前端折弯部38a的内径侧前端具备用于在与内框38之间形成预定的径向间隙t3的翻折稳定流形成部42的翻折端部38b。本实施方式中,翻折端部38b形成为与内框38大致同芯,但也可以以能形成翻折稳定流形成部42为条件,与内框38倾斜地形成为锥形状。
沿着翻折端部38b的轴芯O的长度L2没有特别限定,但优选比沿着内框38的轴芯O的长度L1短,翻折端部38b处于不堵塞从喷嘴孔37a朝向内框38的冷却液的流动那样的关系。翻折稳定流形成部42的径向间隙t3与前端折弯部38a的径向宽度t2相比小翻折端部38b的板厚量。
本实施方式中,通过具备翻折端部38b,在稳定流形成部40的沿着轴芯O的下方形成翻折稳定流形成部42,从冷却液喷出部52流出的冷却液的流动进一步稳定化,容易沿着筒体32的内周面33形成均匀的厚度的冷却液层50。
第三实施方式
如图3所示,本发明的第二实施方式的金属粉末制造装置110和金属粉末的制造方法除了以下所示的以外,其它与第一实施方式或第二实施方式一样,对共同的部件标注共同的部件名称和符号,共同的部分的说明省略一部分。
本实施方式中,金属粉末制造装置110在冷却部130a中具有作为冷却液层形成部的流路盒子136。流路盒子136安装于筒体32的轴芯O方向的上部。在流路盒子136的内部形成有流路。在该流路盒子136的轴芯O方向的上部(或下部)连接有多个喷嘴137。也可以以在流路盒子136的内部形成螺旋状的冷却液的液流的方式,这些喷嘴137在流路盒子136的上部(或下部)相对于轴芯O倾斜地连接于外周侧。
或者,这些喷嘴137也可以在流路盒子136的上部(或下部)相对于轴芯O平行地连接于外周侧。或者,喷嘴137也可以以在流路盒子136的内部形成螺旋状的冷却液的液流的方式连接于流路盒子136的外周面。
在流路盒子136的内周侧,内框138(与图1所示的内框38对应)与流路盒子136一体地形成。内框138具有比筒体32的内周面33小的内径,在内框138的下端部一体地成型有前端折弯部138a。前端折弯部138a与内周面33之间的间隙成为冷却液喷出部52。本实施方式中,通过在流路盒子136的下方内周侧形成周方向孔,能够形成冷却液喷出部52。冷却液喷出部52的外径与内周面33的内径一致,冷却液喷出部52的内径与前端折弯部138a的内径一致。
本实施方式中,通过从喷嘴137进入流路盒子136的内部的冷却液的液流,从冷却液喷出部52流出的冷却液的液流成为沿着内周面33的螺旋状的液流,并形成冷却液层50。或从冷却液喷出部52流出的冷却液的液流成为与沿着内周面33的轴芯O平行的液流,并形成冷却液层50。
本实施方式的金属粉末制造装置110和使用其的金属粉末的制造方法中,在从金属供给部20的喷出口23喷出的滴下熔融金属21a与冷却液层50接触的位置的上游侧具备带前端折弯部138a的内框138。因此,能够使在流路盒子136的内部朝向半径方向的内侧的冷却液,利用稳定流形成部40稳定冷却液,然后,从前端折弯部138a与内周面33之间的冷却液喷出部52沿着筒体32的内周面33进行喷出。
因此,即使在增大冷却液的流量,或增大冷却液的速度的情况下,也可容易地沿着筒体32的内周面形成均匀的厚度的冷却液层50,并生产高质量的金属粉末。此外,本实施方式中,也与第二实施方式一样,也可以在前端折弯部138a的径向外侧端具备翻折端部(图2所示的翻折端部38b)。
第四实施方式
如图4所示,本发明的一个实施方式的金属粉末制造装置210除了以下所示的以外,其它与第一实施方式~第三实施方式一样,对共同的部件标注共同的部件名称和符号,共同的部分的说明省略一部分。
图1~图3所示的实施方式中,前端折弯部38a或138a相对于内框38或138大致垂直,但未必是垂直,也可以以倾斜角度θ2倾斜。此外,本实施方式中,在流路盒子236的轴芯O方向的上部(或下部)连接有多个喷嘴237。
本实施方式中,在冷却部230,相对于前端折弯部238a的内框238或轴芯O的倾斜角度(锥形角度)θ2没有特别限定,优选为5~45度。通过使前端折弯部238a向轴方向的下端倾斜为锥形状,作用冷却液向筒体32的内周面33进行挤压的方向的力,容易沿着筒体32的内周面33形成均匀的厚度的冷却液层50。本实施方式中,与第二实施方式一样,也可以在前端折弯部238a的径向外侧端具备翻折端部(图2所示的翻折端部38b)。
此外,本发明不限定于上述的实施方式,能够在本发明的范围内进行各种改变。
实施例
以下,进一步基于详细的实施例说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。
实施例
使用图1所示的金属粉末制造装置10,制造由Fe-Si-B(实验编号6)、Fe-Si-Nb-B-Cu(实验编号7)、Fe-Si-B-P-Cu(实验编号8)、Fe-Nb-B(实验编号9)、Fe-Zr-B(实验编号10)构成的金属粉末。
各实验中,溶解温度1500℃、喷射气体压力5MPa、使用气体种类氩气并设为恒定,螺旋水流条件的泵压为7.5kPa。实施例中,能够制造平均粒径约25μm的金属粉末。平均粒径使用干式粒度分布测定装置(HELLOS)求得。另外,通过粉末X射线衍射法评价实验编号6~10中制作的金属粉末的结晶分析。金属粉末的磁特性通过利用Hc仪表测定矫顽力(Oe)来进行评价。将结果表示于表1中。另外,观察到冷却液层50的厚度为30mm,轴芯O方向上偏差较小。
比较例
除了不具备框体38及前端折弯部以外,使用与实施例相同的金属粉末制造装置,以与实施例相同的方式制造金属粉末(实验编号1~5),并进行同样的评价。将结果示于表1中。观察到冷却液层50的厚度为30mm,轴芯O方向上偏差较大。
将表1的实施例和比较例相比时,实施例中,磁特性提高且非晶质性提高。认为这是由于,冷却液在稳定流形成部40被一次性地截止并稳定化,由此,得到更优质的螺旋水流,并得到均匀的冷却效果。另外,还存在通过粉末X射线衍射进行金属粉末的结晶分析,结果具有结晶引起的峰值的比较例。对于金属粉末的磁特性,能够确认到比较例的矫顽力全部比实施例大,实施例优异,因此,可知能够得到更均匀的冷却效果。
当将上述比较例和实施例进行比较时,通过具备稳定流形成部40,即使在泵压较高的状态下,也可得到稳定的水流,因此,可得到均匀的冷却效果,即使相对于以往不能制作的组成也能够确认非晶质性,还能够进一步改善磁特性。
【表1】
实验No 实施例/比较例 组成 粒径(μm) 晶体结构 矫顽力(Oe)
1 比较例 Fe<sub>75</sub>Si<sub>10</sub>B<sub>15</sub> 25.3 非晶质/结晶 5.6
2 比较例 Fe<sub>73.5</sub>Si<sub>13.5</sub>B<sub>9</sub>Nb<sub>3</sub>Cu<sub>1</sub> 25.4 非晶质/结晶 10.2
3 比较例 Fe<sub>83.3</sub>Si<sub>4</sub>B<sub>8</sub>P<sub>4</sub>Cu<sub>0.7</sub> 25.8 结晶 170
4 比较例 Fe<sub>84</sub>Nb<sub>7</sub>B<sub>9</sub> 25.9 结晶 180
5 比较例 Fe<sub>90</sub>Zr<sub>7</sub>B<sub>3</sub> 25.6 结晶 253
6 实施例 Fe<sub>75</sub>Si<sub>10</sub>B<sub>15</sub> 25.2 非晶质 0.38
7 实施例 Fe<sub>73.5</sub>Si<sub>13.5</sub>B<sub>9</sub>Nb<sub>3</sub>Cu<sub>1</sub> 26.1 非晶质 1.42
8 实施例 Fe<sub>83.3</sub>Si<sub>4</sub>B<sub>8</sub>P<sub>4</sub>Cu<sub>0.7</sub> 24.8 非晶质 2.30
9 实施例 Fe<sub>84</sub>Nb<sub>7</sub>B<sub>9</sub> 25.2 非晶质 1.63
10 实施例 Fe<sub>90</sub>Zr<sub>7</sub>B<sub>3</sub> 24.5 非晶质 1.92

Claims (5)

1.一种金属粉末制造装置,其特征在于,
具有:
熔融金属供给部(20),其喷出熔融金属;
筒体(32),其设置于所述熔融金属供给部(20)的下方;以及
冷却液层形成部,其沿着所述筒体(32)的内周面(33)形成冷却液的液流,所述冷却液的液流冷却从所述熔融金属供给部(20)喷出的所述熔融金属,
所述冷却液层形成部具有:
喷嘴孔(37a),其制作从所述内周面(33)朝向半径方向的内侧的所述冷却液的液流;以及
内框(38、138、238),其以覆盖形成于所述筒体(32)的内周面(33)的所述喷嘴孔(37a)的方式设置于所述内周面(33)的半径方向的内侧,
所述内框(38、138、238)以距形成有所述喷嘴孔(37a)的所述筒体(32)的内周面(33)具有间隙的方式配置,
所述内框(38、138、238)具有比所述筒体(32)的内周面(33)的内径小的内径,
在沿着所述内框(38、138、238)的轴芯的下端部具备从所述内框(38、138、238)向径向外侧突出的前端折弯部(38a、138a、238a),
所述前端折弯部(38a、138a、238a)的内径比所述筒体(32)的内周面(33)的内径小,
所述前端折弯部(38a、138a、238a)与所述内周面(33)之间的间隙构成用于使所述冷却液沿着所述内周面(33)流动的冷却液喷出部(52),
利用所述内框(38、138、238)和所述前端折弯部(38a、138a、238a),稳定流形成用空间部(40)在所述筒体(32)的上部形成于所述冷却液喷出部的内径侧,
在所述稳定流形成用空间部(40),从所述喷嘴孔(37a)朝向半径方向的内侧的冷却液与所述内框(38、138、238)撞击,在所述前端折弯部(38a、138a、238a),朝向沿着轴芯的下侧的液流被限制,在所述稳定流形成用空间部(40),使湍流暂时性地稳定化,并从所述冷却液喷出部(52)沿着所述筒体(32)的内周面(33)喷出所述冷却液。
2.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置,其中,
所述前端折弯部(38a、138a、238a)相对于所述内框(38、138、238)以预定角度向所述前端折弯部(38a、138a、238a)的轴方向的下端倾斜为锥形状,以作用将所述冷却液向所述筒体(32)的内周面(33)挤压的方向的力。
3.根据权利要求1或2所述的金属粉末制造装置,其中,
在所述筒体(32)的轴方向的上部,在周方向的多个部位连接有喷嘴,
使所述冷却液朝向所述内框(38、138、238)螺旋状地撞击。
4.根据权利要求1或2所述的金属粉末制造装置,其中,
在所述前端折弯部(38a、138a、238a)的前端具备用于在与所述内框(38、138、238)之间形成规定间隙的翻折端部。
5.一种金属粉末的制造方法,其特征在于,
具备:
沿着设置于熔融金属供给部(20)的下方的筒体(32)的内周面(33)形成冷却液的液流的工序;以及
使熔融金属从所述熔融金属供给部(20)向所述冷却液的液流进行喷出的工序,
该金属粉末的制造方法使用权利要求1~4中任一项所述的金属粉末制造装置,从在所述筒体(32)的上部在所述筒体(32)的内侧所具备的所述稳定流形成用空间部(40),通过作为所述前端折弯部(38a、138a、238a)与所述内周面(33)之间的间隙的所述冷却液喷出部(52),沿着所述筒体(32)的所述内周面(33)喷出所述冷却液。
CN201810896189.5A 2017-08-08 2018-08-08 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法 Active CN109382520B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017153076A JP6323604B1 (ja) 2017-08-08 2017-08-08 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
JP2017-153076 2017-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109382520A CN109382520A (zh) 2019-02-26
CN109382520B true CN109382520B (zh) 2022-02-18

Family

ID=62143794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810896189.5A Active CN109382520B (zh) 2017-08-08 2018-08-08 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP6323604B1 (zh)
KR (1) KR102203575B1 (zh)
CN (1) CN109382520B (zh)
DE (1) DE102018119209A1 (zh)
GB (1) GB2565655B (zh)
TW (1) TWI658883B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084094B1 (en) 2017-08-08 2021-08-10 Tdk Corporation Manufacturing apparatus for metal powder and manufacturing method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101062522A (zh) * 2006-04-25 2007-10-31 精工爱普生株式会社 金属粉末制造装置、金属粉末及其成形体
JP2010090421A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Seiko Epson Corp 金属粉末製造装置
JP2010090410A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Seiko Epson Corp 金属粉末製造装置
CN104018048A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 精工爱普生株式会社 镁基合金粉末及镁基合金成形体
CN104084596A (zh) * 2014-07-15 2014-10-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 非晶态粉末的制备方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1452510A (en) * 1973-01-05 1976-10-13 Xerox Corp Spheroidization method and apparatus
JPS5582702A (en) * 1978-12-19 1980-06-21 Toyota Motor Corp Production of metal powder
JPS6144111A (ja) * 1984-08-07 1986-03-03 Kawasaki Steel Corp 金属粉末の製造装置
JPH07107167B2 (ja) * 1990-05-10 1995-11-15 株式会社クボタ 急冷凝固金属粉末の製造方法及び製造装置
JP2672056B2 (ja) * 1991-06-05 1997-11-05 株式会社クボタ 金属粉末製造方法及びその装置
JP2719074B2 (ja) * 1991-06-05 1998-02-25 株式会社クボタ 金属粉末製造方法および製造装置
JP3932574B2 (ja) * 1996-08-30 2007-06-20 セイコーエプソン株式会社 金属粉末の製造装置
JP4181234B2 (ja) 1997-09-04 2008-11-12 セイコーエプソン株式会社 非晶質金属粉末の製造方法および装置
WO2000038865A1 (fr) * 1998-12-24 2000-07-06 Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. Procede de fabrication de poudre metallique
JP4488651B2 (ja) * 2001-05-23 2010-06-23 高周波熱錬株式会社 熱プラズマによるセラミック又は金属の球状粉末の製造方法および装置
JP4207954B2 (ja) * 2005-12-20 2009-01-14 セイコーエプソン株式会社 金属粉末製造装置
TWI547328B (zh) * 2013-12-06 2016-09-01 Metal Ind Res & Dev Ct Metal powder manufacturing method and device
SE542606C2 (en) * 2014-03-31 2020-06-16 Jfe Steel Corp Method for producing atomized metal powder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101062522A (zh) * 2006-04-25 2007-10-31 精工爱普生株式会社 金属粉末制造装置、金属粉末及其成形体
JP2010090410A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Seiko Epson Corp 金属粉末製造装置
JP2010090421A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Seiko Epson Corp 金属粉末製造装置
CN104018048A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 精工爱普生株式会社 镁基合金粉末及镁基合金成形体
CN104084596A (zh) * 2014-07-15 2014-10-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 非晶态粉末的制备方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109382520A (zh) 2019-02-26
GB2565655B (en) 2020-05-27
GB2565655A (en) 2019-02-20
DE102018119209A1 (de) 2019-02-14
KR102203575B1 (ko) 2021-01-15
JP6323604B1 (ja) 2018-05-16
TWI658883B (zh) 2019-05-11
KR20190016457A (ko) 2019-02-18
GB201812899D0 (en) 2018-09-19
TW201910023A (zh) 2019-03-16
JP2019031710A (ja) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109382521B (zh) 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法
CN109382519B (zh) 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法
EP3689512B1 (en) Metal powder producing apparatus
JP5299445B2 (ja) 金属粉末製造方法
JP5396802B2 (ja) 金属粉末製造装置
CN109382520B (zh) 金属粉末制造装置和金属粉末的制造方法
JP7131245B2 (ja) 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
JP7110867B2 (ja) 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
JP2019031711A (ja) 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
JP6330959B1 (ja) 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
JP2001226704A (ja) 金属粉末の製造装置および製造方法
CN115889790A (zh) 金属粉末制造装置及金属粉末的制造方法
JP2012000592A (ja) 高温溶湯のガスアトマイザー
JP2834348B2 (ja) 金属粉末の製造方法
JP2018083965A (ja) 金属粉末製造装置
JPH04276005A (ja) 金属微粉末の製造方法
JPH04301012A (ja) 金属粉末製造装置
JPH02236206A (ja) 球形微細粉末の製造方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant