CN111741826B - 金属粉末制造装置以及金属粉末的制造方法 - Google Patents

Abstract

金属粉末制造装置包括：供给装置，所述供给装置使熔融金属垂下；燃烧火焰喷射装置，所述燃烧火焰喷射装置将超音速的燃烧火焰从燃烧火焰喷射口向从所述供给装置垂下的所述熔融金属集中喷射，并使集中的所述燃烧火焰成为喷射集中流向正下方喷出；稳定部件，所述稳定部件使所述喷射集中流的上游部周围的环境空气稳定。

Description

金属粉末制造装置以及金属粉末的制造方法

技术领域

本公开涉及制造金属粉末的金属粉末制造装置以及金属粉末的制造方法。

背景技术

作为金属粉末的制造方法，已知的是将熔融金属垂下并粉碎成熔滴，将该熔滴冷却，形成金属粉末的雾化法。此外，还已知雾化法有利用高压气体进行粉碎的气体雾化法和利用高压水进行粉碎的水雾化法。

此外，作为气体雾化法的一种，已知燃烧火焰气体雾化法，该燃烧火焰气体雾化法利用超音速燃烧火焰将熔融金属粉碎(例如，特开第2014-136807号公报，国际公开第2012-157733号公报)。已知燃烧火焰气体雾化法可以将熔融金属粉碎成微小的熔滴，能够形成比通常的气体雾化法更加微小的金属粉末。

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1、2中记载的燃烧火焰气体雾化法中，集中喷射的燃烧火焰成为超音速气体流的喷射集中流后从集中点朝正下方喷出。此时，在喷射集中流的上游部分周围，形成跟随气体流的空气流，由于喷射集中流为超音速，喷射集中流的上游部周围容易形成负压区域，也就是说，容易产生比周围气压更低的部分。

特别地，在将熔融金属下垂到中空管的下端并沿着中空管的下端的外周喷射燃烧火焰的“封闭型”金属粉末制造装置中，燃烧火焰喷射装置封闭喷射集中流的上方，因此，在喷射集中流的上流部周围容易产生负压部分。

这样的负压部分会吸引喷射集中流，反复产生并消失，最终可能会引起喷射集中流摇摆。即由于负压部分的产生，喷射集中流发生摇摆，最终可能会发生湍流。因此，熔融金属的粉碎变得不稳定，形成的金属粉末的粒度分布变差，并且可能无法获得期望的粒度分布。

因此，在本公开中，旨在提供能够抑制喷射集中流的摇摆，形成稳定的喷射集中流的金属粉末制造装置以及金属粉末制造方法。

解决技术问题的技术手段

第1形式的金属粉末制造装置包括：供给装置，所述供给装置使熔融金属垂下；燃烧火焰喷射装置，所述燃烧火焰喷射装置将超音速的燃烧火焰从燃烧火焰喷射口向从所述供给装置垂下的所述熔融金属集中喷射，并使集中的所述燃烧火焰形成为喷射集中流向正下方喷出；稳定部件，所述稳定部件使所述喷射集中流的上游部周围的环境空气稳定。

根据第1形式的金属粉末制造装置，可以抑制在喷射集中流的上游周围产生的负压，从而抑制喷射集中流的摇摆，从而可以形成稳定的喷射集中流。由此，可以得到能够形成可以稳定粉碎熔融金属，即，可以形成微小的且粒子直径分布良好的金属粉末的金属粉末制造装置。

此外，此处所述的“喷射集中流的上游部”是指超音速的燃烧火焰集中形成喷射集中流的部分，以及包括即将被集中之前的超音速燃烧火焰部分的部分。此外，环境空气稳定是指具体地抑制负压部分产生，和抑制环境空气内的压力变化等。

第2形式的金属粉末制造装置，在第1形式的金属粉末制造装置中，所述稳定部件具有筒部，该筒部使所述喷射集中流从上端开口通过到下端开口，并且在所述筒部的上端开口和所述燃烧火焰喷射装置之间设有间隙，该上端开口设置在所述喷射集中流的上游部周围。

根据第2形式的金属粉末制造装置，由于在筒部的上端开口与燃烧火焰喷射装置之间设有间隙，筒部周围环境空气气体被吸入喷射集中流中，可以形成从喷射集中流的上游部周围到筒部的上端开口处的，流入喷射集中流的周围的气流。因此，可以抑制喷射集中流的上游部周围的负压产生，并能够形成稳定的喷射集中流。

第3形式的金属粉末制造装置，在第1形式的金属粉末制造装置中，所述稳定部件在所述喷射集中流的上游部周围处具有喷射气体的气体喷射部。

根据第3形式的金属粉末制造装置，通过从气体喷射部将气体喷射到喷射集中流上游部周围，可以使气流流入喷射集中流的上游部周围。因此，在喷射集中流的上游部周围，可以抑制负压部分的产生，且能够形成稳定的喷射集中流。

第4形式的金属粉末制造装置，在第1形式的金属粉末制造装置中，所述稳定部件具有筒部，所述筒部使得所述喷射集中流从上端开口流入，所述上端开口与所述燃烧火焰喷射装置之间设置间隙，并且所述稳定部件还具有流体喷出口，所述流体喷出口在所述筒部的内侧面，喷出流体并使流体沿着所述内侧面向下流动。

根据第4形式的金属粉末制造装置，由于在筒部的上端开口与燃烧火焰喷射装置之间设置了间隙，筒部周围环境空气气体通过流体流动从上端开口引入筒部内，从喷射集中流上游部周围到筒部的上端开口，可以使气流流入喷射集中流周围。因此，可以抑制喷射集中流的上游部周围处负压部分的产生，并形成稳定的喷射集中流。

并且，在第4形式的金属粉末制造装置中，由于可以通过流体的流动将筒部周围环境空气气体更强烈地吸入筒部内，筒部的位置可以布置在从喷射集中流的上游部朝下游侧偏移的位置，即，燃烧火焰的集中点下方的围绕喷射集中流的位置。

第5形式的金属粉末制造装置，在第4形式的金属粉末制造装置中，在所述内周面的周向上开设有多个所述流体喷出口。

通过设置这样的流体喷出口，使筒部周围的环境空气气体成为螺旋气流引入筒部内，从喷射集中流的上游部周围处到管状部件的上端开口，可以形成螺旋状流入的气流。因此，在喷射集中流的上游部周围处，可以更加抑制负压区域的产生，通过螺旋气流使喷射集中流的位置恒定，并且可以形成更稳定的喷射集中流。

第6形式的金属粉末制造装置，在第4或第5形式的金属粉末制造装置中，可以喷出作为上述流体的液体。

根据第6形式的金属粉末制造装置，可以容易地降低引入筒部内的环境空气气体的温度。因此，可以得到能够形成稳定的喷射集中流并急速冷却粉碎的熔滴，并且能够易于形成粒子直径分布良好且非晶质的金属粉末的金属粉末制造装置。

此处，在第6形式的金属粉末制造装置中，筒部可以相对于喷射集中流倾斜配置，喷射集中流冲入筒部内的液体中，熔滴可以直接被液体冷却。在这种情况下，为了提高熔滴的冷却效率，液体流优选为回旋流。通过这样做，可以得到能够进一步急速冷却粉碎的熔滴，并且能够易于形成粒子直径分布良好且非晶质的金属粉末的金属粉末制造装置。

并且，如果筒部过于倾斜，集中喷射流可能会变得不稳定。因此，优选地，倾斜角控制在较小角度，相对于集中喷射流优选地将角度设定在30度以内。

第7形式的金属粉末制造装置，在第2种或第4种形式的金属粉末制造装置中，其特点在于，所述稳定部件从所述筒部的上端开口到下端开口的长度为10mm以上。

在第7形式的金属粉末制造装置中，从筒部的上端开口到下端开口之间的长度设置为10mm以上，因此，与不足10mm的情况相比，可以使粒子直径分布更加均一化。

第8形式的金属粉末制造装置，在第2种或第4种形式的金属粉末制造装置中，所述间隙为5mm以上。

在第8形式的金属粉末制造装置中，由于筒部的上端开口和燃烧火焰喷射装置之间的间隙设置为5mm以上，因此，与不足5mm的情况相比，可以更稳定且高效地制造具有预定粒子直径的微小金属粉末。

此外，第9形式的金属粉末的制造方法是，向垂下的熔融金属集中喷射超音速的燃烧火焰，所述燃烧火焰形成为喷射集中流朝正下方喷出并且使环境空气流入所述喷射集中流的上游部周围。

根据第9形式的金属粉末的制造方法，使喷射集中流的上游部周围的环境空气稳定，在喷射集中流上游部周围处，抑制负压部分的产生，且抑制了喷射集中流的摇摆，可以形成稳定的喷射集中流。因此，可以得到能够稳定粉碎熔融金属，即，形成粒子直径分布良好的金属粉末的金属粉末的制造方法。

发明的效果

根据本公开的金属粉末制造装置以及金属粉末的制造方法，具有可以形成稳定的喷射集中流，并形成微小且粒子直径分布良好的金属粉末的较佳效果。

附图说明

图1为示意本发明的第1实施方式的金属粉末制造装置的概念图。

图2为示意本发明的第2实施方式的金属粉末制造装置的概念图。

图3为示意本发明的第3实施方式的金属粉末制造装置的概念图。

图4为示意本发明的第4实施方式的金属粉末制造装置的筒部以及喷嘴的截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

根据图1对本发明的第1实施方式的金属粉末制造装置10进行说明。如图1所示，本实施方式的金属粉末制造装置10构成为包括：供应熔融金属M的供给装置12以及粉碎熔融金属M生成熔滴Mmp的燃烧火焰喷射装置14。而且，金属粉末制造装置10将供给装置12以及燃烧火焰喷射装置14配置在开放空间中(例如，在大气中)。

供给装置12配备有用于容纳熔融金属M的容器16，容器16的外周侧配置有高频线圈18，该高频线圈18将金属材料加热熔融变成熔融金属M。供给装置12在容器16的底面下方的中央处，具有与容器16内部相连通的浇筑喷嘴20，能够将容纳在容器16内的熔融金属M从浇筑喷嘴20垂下。

燃烧火焰喷射装置14的中央处，圆锥状的中空管部22向下延伸，该中空管部22位于供给装置12的下侧，使熔融金属M垂下。此外，燃烧火焰喷射装置14形成为包括圆环状的燃烧室24和喷射燃烧火焰26的燃烧火焰喷射口28，燃烧火焰喷射口28为圆环状并包围中空管部22的外周侧。

本实施方式的燃烧火焰喷射装置14形成为：在燃烧室24的内部，例如，能够将空气与作为烃的煤油进行气体混合并燃烧，从燃烧火焰喷射口28向下方内侧，沿着燃烧火焰喷射口28的圆周无间隙地喷射燃烧火焰26。此外，燃烧火焰26形成为比熔融金属M的熔点温度更高，且作为超音速气体流被喷射。

另外，燃烧火焰喷射装置14构成为封闭型，能够在供给装置12的下方从燃烧火焰喷射口28朝向斜下方喷射燃烧火焰26，通过包围从浇筑喷嘴20供给的熔融金属M的垂下流Ma，使燃烧火焰26可以集中于垂下流Ma的一个位置处(以下将燃烧火焰26集中于垂下流Ma处称为集中位置SP)并喷射。

此外，燃烧火焰喷射装置14能够以均等的喷射压力沿着从浇筑喷嘴20供给的熔融金属M的垂下流Ma的外周无间隙地喷射燃烧火焰26，喷射的燃烧火焰26可以集中于垂下流Ma的集中位置SP处并发生冲撞。

此外，燃烧火焰喷射装置14能够以超音速、集中地喷射燃烧火焰26，集中的燃烧火焰26成为扩散被抑制的大致直线状的喷射集中流34，并可以从集中位置SP处垂直向下喷射。

在此，燃烧火焰26若在垂下流Ma的集中位置SP处冲撞，熔融金属M被粉碎，生成雾状的微小化的熔融状态的金属粉末，即熔滴Mmp。(以下将本粉碎称为一次粉碎。)而且，包含熔滴Mmp的喷射集中流34以保持超音速或接近超音速的高速在燃烧火焰喷射装置14的轴线CLc的延长线上流下。

此外，通过一次粉碎生成的熔滴Mmp由于是有质量的液体，惯性力起作用，与气体的喷射集中流34相比，流下速度变慢。因此，流下的溶体Mmp在流下过程中，通过相对速度较快的喷射集中流34，受到拉扯和撕碎的力，被再次粉碎并微小化。(以下将本粉碎称为二次粉碎)。

喷射集中流34的流速和形状例如由燃烧室24中的压力和中空管部22以及燃烧火焰喷射口28的形状决定。此外，粉碎能力由喷射收敛流34的流与单位之间内从中空管部22排出的熔融金属M的排出量的比率决定。即，相对于喷射收敛流34，排出的熔融金属M的量越多，单位体积的熔融金属M的粉碎能量变得越小，粉碎变得不充分。

另一方面，来自中空管部22的熔融金属M的排出量取决于熔融金属M的液面高度引起的自重、容器16作用于熔融金属M的气压(例如，放置容器16的环境的气压。另外，在容器16放置在压力容器(如图1所示)中时，压力容器内的气压)以及除了与燃烧火焰喷射口28的下侧部分的压力差外，由燃烧火焰26喷出产生的牵引流产生的压力(负压)。

在容器16为空的一般状态下，在与浇筑喷嘴20连通的容器16的孔部16a的入口处配置压力传感器，通过测量该入口中，未排出熔融金属M的情况下的压力，而得到该燃烧火焰26的喷射引起的压力。这个压力被称为最高压力。然而，由于燃烧火焰26喷射引起的最高压力在很大程度上取决于燃烧条件，因此不能完全独立地控制熔融金属M的排出量与粉碎能量，喷射集中流34的控制也非常困难。特别地，集中喷射燃烧火焰26的本公开的制造方法中，由于在长时间在高温范围内持续粉碎，控制影响二次粉碎的喷射集中流34是重要的。本实施方式中的最高压力与没有筒部36的情况相比可以控制为达到1.2倍以上。

从而，与没有筒部36的情况相比，可以使从中空管部22排出的熔融金属M的排出量增大。

(稳定部件)

在燃烧火焰喷射装置14的下方，作为使喷射集中流34的上游部周围的环境稳定的稳定部件，具有规定直径的筒部36与燃烧火焰喷射装置14的轴线CLc同轴布置。筒部36被配置为与燃烧火焰喷射装置14的下表面相隔规定距离，筒部36的上端与燃烧火焰喷射装置14的下表面之间的设有环状间隙S1。此外，筒部36的内径以为了能够在燃烧火焰26以及喷射集中流34之间设置环状间隙S2的方式而决定。

此外，优选地，筒部36配置在燃烧火焰喷射装置14与供给用于冷却熔滴Mmp的气体或液体的部位之间。

筒部36的长度L如图1所示为自筒部36的上端开口到下端开口之间的长度。优选地，筒部36长度在10mm以上。如果长度L未达到10mm，则不能通过筒部36取得粒子直径分布均一化的效果。优选地，长度L的下限为15mm，更优选地为20mm。另一方面，长度L的上限没有特别限定，但通过将其限制为规定的长度，可以防止熔滴Mmp附着于筒部36的下端开口处而凝固。

喷射集中流34虽然是扩散被抑制的大致直线状的流，但是随着与火焰喷射装置14的下表面分离，多少会有扩散倾向。因此，如果筒部36太长。则包含在扩散了的喷射集中流34中的熔滴Mmp可能会附着在筒部36的下侧的内表面上并凝固。在这种情况下，在金属粉末制造装置10长时间连续工作时，下端开口的流路面积逐渐变窄，可能无法获得使粒子直径分布均一化的效果。筒部36的长度L的上限，优选地为300mm，更优选地为100mm，更优选地为80mm，更优选地为60mm。

优选地，筒部36的上端的内径(图1的R2)与燃烧室24连通并相对于在燃烧火焰喷射装置14的下侧形成的燃烧火焰喷射口28的开口部的最小直径(图1的R1)为1.5倍以上。如果未达到1.5倍，飞散的熔滴Mmp容易附着于筒部36的内侧并凝固。更优选地为2倍以上。此外，考虑到由燃烧火焰喷射装置14形成的喷射集中流34的一般宽度，优选地，在筒部36上端处的内径R2为30mm以上。

筒部36的内径的上限没有特别限定，但是如果超过开口部的最小直径R1的10倍时，由于筒部36的配置导致本公开的效果会减弱。因此，优选地10倍以下、例如，优选地，筒部36的内径R2为500mm以下。

(作用、效果)

接下来，将说明关于本实施方式的金属粉末制造装置10的操作以及作用/效果。

利用金属粉末制造装置10制造金属粉末Msp的顺序为，首先，向容器16内投入金属材料，利用高频线圈18加热熔融制作熔融金属M。此时，通过未显示在图中的阀门关闭从容器16内部通向燃烧火焰喷射口28的中空管部22，以防止熔融金属M垂下于中空管部22。

接着，从燃烧火焰喷射装置14的燃烧火焰喷射口28喷射出超音速的燃烧火焰26，打开容器16的未显示的阀门，使容器16内的熔融金属M从浇筑喷嘴20作为垂下流Ma向下垂直流出。因此，超音速的燃烧火焰26向垂下流Ma的集中位置SP处集中喷射，超音速的燃烧火焰26在垂下流Ma的集中位置SP处冲撞，垂下流Ma被超音速的燃烧火焰26的冲撞能量一次粉碎，生成雾状的微小的熔滴Mmp。

本实施方式中，通过燃烧火焰喷射装置14，可以在高温下用超音速的燃烧火焰26加热垂下流Ma的同时，即使垂下流Ma的粘度降低的同时，粉碎(一次粉碎)。而且，通过集中喷射超音速的燃烧火焰26，用超音速的燃烧火焰26的高冲击能量，可以使垂下流Ma被粉碎。因此，可以使垂下流Ma容易地被粉碎，可以得到微小粒子直径的熔滴Mmp。

从而，集中喷射于垂下流Ma的集中位置SP处的燃烧火焰26通过超音速气体流的特性，成为抑制了从集中位置SP的扩散，呈直线状流下。此时，通过燃烧火焰26的一次粉碎生成雾状的熔滴Mmp与喷射集中流34一同，保持超音速或接近它的高速垂直向下流下。

本实施形式的金属粉末制造装置10通过燃烧火焰喷射装置14，可以使熔滴Mmp与高温/高速的喷射集中流34一起流下。即，通过喷射集中流34的加热，可以在降低熔滴Mmp的粘度的同时使熔滴Mmp流下，并且可以在与超音速的喷射集中流34之间产生速度差且向下流动。因此，熔滴Mmp可以容易地被二次粉碎，可以生成更加细微的熔滴Mmp。

通过二次粉碎微小化的熔滴Mmp之后被冷却，变成微小的金属粉末Msp。

顺便提及，在不设置筒部36的情况下，喷射集中流34的上游部周围处可能会产生负压部分，该负压部分为气流沉降形成不稳定的环境空气，喷射集中流34的上游部被吸引到不稳定的负压部分，可能存在随着负压反复产生并消失，最终使得喷射集中流34摇摆的情况。燃烧火焰气体雾化法由于利用超音速的喷射集中流34对熔滴Mmp进行二次粉碎使其微小化，如果喷射集中流34变得不稳定，则相关的二次粉碎中会产生不均衡，可能会生成粒子直径分布不好的金属粉末Msp。

另一方面，在本实施方式的金属粉末制造装置10中，由于在筒部36的上端与燃烧火焰喷射装置14的下表面之间形成环状间隙S1，喷射集中流34的上部周围处，通过使得气流C(放置金属粉末制造装置10周围的空气)以在喷射集中流34的上部周围，使得喷射集中流34被吸入的方式流入，抑制喷射集中流34的上游部周围的负压部分的产生，可以稳定喷射集中流34的上游部周围的气流，即环境空气。

此外，优选地在筒部36的上端开口与燃烧火焰喷射装置14的下表面之间形成间隙(如图1所示的宽度w)。优选地，间隙的宽度w在5mm以上。如后所述，可以控制金属粉末Msp的粒子直径。即，可以稳定且高效低成本地量产具有预定粒子直径的微小金属粉末Msp。间隙的宽度w的下限，优选地为7mm，更优选地为10mm。

此外，间隙的宽度w在上述范围中，优选地，相对于筒部36的上端处的内径(图1所示的R2)，0.1倍以上。如果不到0.1倍，与前述说明的封闭型金属粉末制造装置同样的，由于会产生负压部分，喷射集中流34可能会发生摇摆，最终发生湍流。因此，熔融金属M的粉碎变得不稳定，形成的金属粉末Msp的粒子直径分布较差，恐怕无法获得所希望的粒度分布。

另一方面，间隙的宽度w的上限如果超过筒部36的内径R2的10倍，显然也可能会同样的产生作为不稳定的环境空气的负压部分。例如，间隙的宽度w的上限为600mm，筒部36的内径R2优选地为600mm以下。这个上限，更优选地为500mm以下，更优选地为300mm以下，更优选地为200mm以下，更优选地为100mm以下。

由此，可以形成抑制摇摆的稳定的集中喷射流34，熔滴Mmp的稳定的2次粉碎成为可能，可以得到微小的并且粒子直径分布良好的金属粉末Msp。

根据本实施方式的金属粉末制造装置10，由于使熔融金属M垂下的中空管部22向燃烧火焰喷射口28延伸，从中空管部22垂下的熔融金属M到被燃烧火焰26一次粉碎的距离变短，一次粉碎变得稳定。因此，通过稳定的一次粉碎和稳定的二次粉碎，可以得到粒子直径分布良好的金属粉末Msp。

此外，在本实施方式的金属粉末制造装置10中，在筒部36的下方，向喷射集中流34喷射雾化水，可以将经过二次粉碎的微小化的熔滴Mmp迅速冷却，或者可以将经过二次粉碎的微小化的熔滴Mmp冲入水流以实现快速冷却。因此，可以得到非晶质化的Msp。

此外，本实施方式中，期望筒部36的横截面形状为圆形，但是并不局限于此。此外，在非圆形的情况下的筒部36的内径，从喷射集中流34喷出的方向看，是与喷射集中流34的中心部同轴的圆，并且，与筒部36的内径接触的最小圆的直径。此外，筒部36形成为沿着轴方向的规定直径，但也可以是沿轴的一个方向逐渐增大的形状。

[第2实施方式]

根据图2，对本发明的第2实施方式的金属粉末制造装置10进行说明。并且，与第1实施方式的同一构造利用同一符号表示，并省略其说明。

如图2所示，在本实施方式的金属粉末制造装置10中，配置有作为稳定部件的位于燃烧火焰喷射装置14的下侧处的气体喷射部38，该稳定部件使得喷射集中流34的上游部周围的环境空气稳定。

气体喷射部38包括喷嘴42，该喷嘴42从尖端处的气体喷射口40喷射气体。本实施方式的喷嘴42形成为包围喷射集中流34的上游部周围的环状，并相对于喷射集中流34的轴线在径向上延伸。并且，气体喷射口40在周向上连续形成。气体G从气体喷射口40沿相对于喷射集中流34的轴线的正交方向朝喷射集中流34的中心喷射。并且，从气体喷射口40喷出的气体G可以是空气，也可以是不包括的氧气的氩气、氮气、氢气等惰性气体和还原性气体。

在本实施方式中，通过将气体G从气体喷射口40喷射到喷出集中流34的上游周围处，可以使喷射集中流34的上游部周围的气流变得稳定，可以更可靠地抑制负压部分的产生。

因此，本实施方式的金属粉末制造装置10与第1实施方式相同，可以抑制喷射集中流34的摇摆，形成稳定的喷射集中流34，使熔滴Mmp的稳定的2次粉碎变为可能，可以得到微小的，并且粒子直径分布良好的金属粉末Msp。

[第3实施方式]

根据图3，对本发明的第3实施方式的金属粉末制造装置10进行说明。并且，与前述实施方式的同一构造利用同一符号表示，并省略其说明。

如图3所示，在本实施方式的金属粉末制造装置10中，设有作为稳定部件的筒部36和气体喷射部38，该稳定部件使喷射集中流34的上游部周围的环境空气稳定。

喷嘴42设置在筒部36的上部侧，并且其尖端部分向筒部36的内部突出。喷嘴42的尖端部分朝向下方，以沿着垂下的喷射集中流34的方式，使得气体G从气体喷射口40喷射。

在本实施方式中，由于筒部36覆盖沿着垂下的喷射集中流34流动的气流的外周侧，因此可以形成更加稳定的喷射集中流34。

[第4实施方式]

根据图4，对本发明的第4实施方式的金属粉末制造装置10进行说明。并且，与前述实施方式的同一构造利用同一符号表示，并省略其说明。

如图4所示，在本实施方式的金属粉末制造装置10中，沿筒部36的切线方向延伸的多个(在本实施方式中为4个)喷嘴44在筒部36的周向上以相等的间隔布置。

可以从喷嘴44沿筒部36的内周表面喷射气体G。因此，在筒部36的内部，以包围喷射集中流34的方式，形成气体G的回旋气流，从而可以使垂下的喷射集中流34在回旋气流的中心处稳定地配置。

[实验结果1]

筒部36的长度L与得到的金属粉末Msp粒度分布之间的关系如下所示。

在本实施方式中，使用图1的金属粉末制造装置10。

供给装置12的熔融金属M，使用合金组成是FeSiCrC系的金属。

燃烧火焰喷射口28的开口部的最小直径R1设为25mm。

使用图1所示的筒部36作为稳定部件。此筒部36由SUS304材料制成，并且采用内径为46mm，外径为50mm的圆筒形结构。此外，从上端开口到下端开口的长度L被设置为20mm，40mm，60mm(样品编号1,2,3)。

此外，筒部36的上端开口和燃烧火焰喷射装置14的下表面之间的间隙的宽度w，样品1号和2号设置为10mm，3号设置为20mm。

使用麦奇克公司制造的激光衍射/散射式粒度分布测量装置(型号MT3300)，测量所得到的金属粉末Msp的粒度的体积分布(中位数直径：D10，D50，D90)。

测量结果表示在表1中。此外，还示出了粒子直径的不均衡，一并记录了(D90-D10)/D50的数值。表示为该数值越小则不均衡越小。

随着筒状部分36的长度增加，所获得的金属粉末Msp的粒径增加。另外，(D90-D10)/D50的数值为样本1号的数值(2.3)很小。

由于本实施方式的金属粉末制造装置10将超音速的燃烧火焰26从燃烧火焰喷射口28集中喷射于熔融金属M，装置易于变得大型化，喷射速度的调整和燃烧温度的调整可能会变得困难。但是，即使在这种金属粉制造装置10中，也可以通过改变筒部36的形状来控制金属粉末Msp的粒径。也就是说，可以以低成本稳定且高效地量产具有预定粒径的金属粉末Msp。

【表1】

[实验结果2]

以下，示意了筒部36的上端开口与燃烧火焰喷射装置14的下表面之间的间隙的宽度w的变化与金属粉末Msp的粒度分布之间的关系。

在本实施方式中，使用图1的金属粉末制造装置10。

供给装置12的熔融金属M，使用合金组成是FeSiCrC系的金属。

燃烧火焰喷射口28的开口部的最小直径R1设为25mm。

使用图1所示的筒部36作为稳定部件。此筒部36采用的结构为：由SUS304材料制成，在附图的横向方向上的截面为圆形，并且上端开口的内径为60mm，下端开口的内径为80mm。此外，从上端开口到下端开口之间的长度L设为230mm。

此外，在本实施方式中，构造成：将筒部36的下端侧插入与筒部36向相同方向延伸的圆筒形的冷却筐体(未图示)，通过将水喷雾到喷射集中流34中，对熔滴Mmp进行冷却。

使用麦奇可公司制造的激光衍射/散射式粒度分布测量装置(型号MT3300)，测量所得到的金属粉末Msp的粒度的体积分布(中位数直径：D10，D50，D90)。

测量结果表示在表2中。此外，一并记录了表示粒径的不均衡的(D90-D10)/D50的数值。

当间隙的宽度w在20mm至60mm的范围内时，(D90-D10)/D50的数值随着变长而趋于变小。也就是说，可以通过改变该间隙的宽度w来控制金属粉末Msp的粒径，可以以低成本稳定且高效地量产具有预定粒径的微小的金属粉末Msp。

【表2】

[其他实施方式]

虽然以上描述了本发明的一种具体实施方式，但是本发明不限于此，上述说明以外的不背离本发明的主旨的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。

在上述第3实施方式中，从喷嘴42喷射气体，但是也可以从喷嘴42喷射水等的液体。因此，可以容易地降低吸入筒部36内的环境空气气体的温度，形成稳定的喷射集中流34，并且可以快速冷却粉碎的熔滴Mmp，使粒子直径分布良好，并且可以容易的形成非晶质金属粉末Msp。

此外，也可以设置成：筒部36相对喷射集中流34倾斜设置，使喷射集中流34冲入筒部36内的液体内，以能够通过液体直接冷却熔滴Mmp。可以由于液体被直接冷却。在这种情况下，为了提高熔滴Mmp的冷却效率，如第4实施方式所示的喷嘴42一样，液体流优选地形成为回旋流。通过这样做，可以更快速地冷却粉碎的熔滴Mmp，可以改善粒子直径分布，并且可以更容易地形成非晶质金属粉末Msp。此外，如果筒部36倾斜过大，则喷射集中流34可能会变得不稳定。从而，优选地将倾斜角度保持为较小，优选地相对于喷射集中流34的角度在30度以内。

此外，可以在金属粉末制造装置10的下方配置抽吸和收集金属粉末Msp的腔体、抽吸装置等。

2018年2月19日提交的日本专利申请2018-026916的公开内容通过引用全体合并于本申请文本中。

本说明书记载的所有文献、专利申请以及技术标准的各个文献、专利申请以及技术标准的参考引入按照具体且分别被记载的情况下的相同程度，被引用参考到本申请文本中。

Claims (11)

1.一种金属粉末制造装置，所述金属粉末制造装置包括：

供给装置，所述供给装置使熔融金属垂下；

燃烧火焰喷射装置，所述燃烧火焰喷射装置将超音速的燃烧火焰从燃烧火焰喷射口向从所述供给装置垂下的所述熔融金属集中喷射，并使集中的所述燃烧火焰形成为喷射集中流向正下方喷出；

稳定部件，所述稳定部件使所述喷射集中流的上游部周围的环境空气稳定，所述稳定部件包括使所述喷射集中流通过下端开口的筒部，所述筒部的上端开口与所述燃烧火焰喷射装置之间设有间隙，所述上端开口的边缘设置在所述喷射集中流的上游部周围。

2.如权利要求1所述的金属粉末制造装置，所述稳定部件包括向所述喷射集中流的上游部周围喷射气体的气体喷射部。

3.如权利要求1所述的金属粉末制造装置，所述稳定部件从所述筒部的上端开口到下端开口的长度为10mm以上。

4.如权利要求1所述的金属粉末制造装置，所述间隙为5mm以上。

5.一种金属粉末制造装置，所述金属粉末制造装置包括：

供给装置，所述供给装置使熔融金属垂下；

燃烧火焰喷射装置，所述燃烧火焰喷射装置将超音速的燃烧火焰从燃烧火焰喷射口向从所述供给装置垂下的所述熔融金属集中喷射，并使集中的所述燃烧火焰形成为喷射集中流向正下方喷出；

稳定部件，所述稳定部件使所述喷射集中流的上游部周围的环境空气稳定，所述稳定部件配置为所述稳定部件和所述燃烧火焰喷射装置之间设有间隙，且所述稳定部件包括筒部，所述筒部使所述喷射集中流通过下端开口，并且所述稳定部件还具有流体喷出口，所述流体喷出口在所述筒部的内侧面，喷出流体并使流体沿着所述内侧面向下流动。

6.如权利要求5所述的金属粉末制造装置，在所述内侧面的周向上设有多个所述流体喷出口。

7.如权利要求5或6所述的金属粉末制造装置，能够喷出作为所述流体的液体。

8.如权利要求5所述的金属粉末制造装置，所述稳定部件从所述筒部的上端开口到下端开口的长度为10mm以上。

9.如权利要求5所述的金属粉末制造装置，所述间隙为5mm以上。

10.一种金属粉末的制造方法，所述金属粉末的制造方法使用如权利要求1-9中任一项所述的金属粉末制造装置，所述金属粉末的制造方法为：

向垂下的熔融金属集中喷射超音速的燃烧火焰，所述燃烧火焰形成为喷射集中流向正下方喷射并且在所述喷射集中流的上游部布置有使周围的环境空气稳定的稳定部件的状态下喷出所述燃烧火焰。

11.如权利要求10所述的金属粉末的制造方法，所述稳定部件使气流流入所述喷射集中流的上游部周围。