KR100819534B1 - 고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립의 금속 분말의제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5㎛이하의 초 미립 금속 분말을 제조할 수 있는 고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립 금속 분말의 제조 방법에 관한 것으로, 물을 고압 분사하는 수 분사 노즐; 용해된 금속 또는 금속 합금의 금속 용탕을 저장하는 턴디쉬 도가니; 상기 턴디쉬 도가니의 하부에 설치되어 상기 금속 용탕을 상기 수 분사 노즐에 의해 고압으로 수 분사되고 있는 미세 수액적 영역으로 공급하는 턴디쉬 노즐; 상기 턴디쉬 도가니에 있는 금속 용탕이 응고되어 상기 턴디쉬 노즐에서 막히는 것을 방지하기 위하여 상기 금속 용탕내에 고온으로 가열된 가스를 공급하기 위한 세라믹 튜브; 그리고, 상기 턴디쉬 노즐과 상기 수 분사 노즐 사이의 공간의 공기 유량을 조절하기 위한 에어 갭을 포함하여 구성된 고압 수 분사 장치를 이용하여, 상기 금속을 용해하여 소정 조정의 금속 용탕을 제조하여 턴디쉬 도가니로 공급하는 단계; 물을 산화성 분위기로 고압 분사시키는 단계; 상기 금속 용탕을 턴디쉬 노즐을 통해 상기 고압 분사되는 산화성 분위기의 미세 수액적 영역으로 공급하여 상기 금속 용탕이 미세 분말로 분쇄 및 급냉 응고시키는 단계; 그리고 상기 미세 금속 분말이 포집 및 건조시키는 단계를 포함하여 초 미립 금속 분말을 제조 하는 방법이다.

수분사법, 초미립상, 금속분말, 자성재료

Description

고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립의 금속 분말의 제조 방법 {High-pressure water spray system and method for fabricating metallic powders having super small particle sizes using the same}

도 1은 본 발명에 따른 초 미립 금속 분말의 제조에 사용된 고압 수 분사 장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명에 따라 제조된 고순도의 Cu 금속 분말에 대한 주사 전자 현미경(SEM : Scannning Electron Microscope)의 조직 사진도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 턴디쉬 도가니 2 : 세라믹 튜브

3 : 턴디쉬 노즐 4 : 에어 갭

5 : 수 분사 노즐 6 : 고압 펌프

7 : 용기 튜브

본 발명은 금속 분말의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 5㎛이하의 초 미립 금속 분말을 제조할 수 있는 고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립 금속 분말 의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 금속 분말의 제조 방법은 한국특허등록공보 제0372226호에 제시되어 있다. 상기 한국특허등록공보에 의하면, 금속 분말의 평균 입경을 낮추기 위해서는 수압을 높이거나 물의 분사 노즐 각도를 높이는 방법이 적용되었으나, 이 방법에 의해서는 분말의 평균 입경을 5㎛이하로 형성하는 것이 매우 어렵고, 일부 만들어진 분말 표면에 초 미립의 위성 분말이 많이 부착하는 단점이 있었다.

이를 해결하기 위한 하나의 방법으로는 용탕을 직접 수 분사 장치로 보내주는 턴디쉬의 직경을 낮추는 것이 하나의 방법이었으나, 대기압 하에서는 턴디쉬 노즐의 직경을 5mm이하로의 낮출 수가 없음으로 인하여 5㎛이하의 초 미립 분말 제조가 매우 어려웠다.

따라서, 해외 업체들은 냉각 유량을 높이고 또한 수압을 700kg/cm2이상으로 높이는 방법을 채택하고 있으나, 이 방법에 의해서도 3㎛이하의 분말 제조는 매우 어렵고 또한 분말의 입도 분포가 매우 넓어서 수율이 크게 떨어지는 단점이 있었다. 또한 다량의 유량 및 초고압이 요구됨에 따라 장치 비용이 높아지고 제조비용이 높아지는 단점을 지니고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조 공정이 단순하면서, 보다 간단하고 조작이 용이한 고압 수 분사법을 통해 다양한 평균 분말 입경을 지닌 초 미립 금속 분말을 제조할 수 있는 고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립 금속 분말의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고압 수 분사 장치는, 물을 고압 분사하는 수 분사 노즐; 용해된 금속 또는 금속 합금의 금속 용탕을 저장하는 턴디쉬 도가니; 상기 턴디쉬 도가니의 하부에 설치되어 상기 금속 용탕을 상기 수 분사 노즐에 의해 고압으로 수 분사되고 있는 미세 수액적 영역으로 공급하는 턴디쉬 노즐; 상기 턴디쉬 도가니에 있는 금속 용탕이 응고되어 상기 턴디쉬 노즐에서 막히는 것을 방지하기 위하여 상기 금속 용탕내에 고온으로 가열된 가스를 공급하기 위한 세라믹 튜브; 그리고, 상기 턴디쉬 노즐과 상기 수 분사 노즐 사이의 공간의 공기 유량을 조절하기 위한 에어 갭을 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초 미립 금속 분말의 제조 방법은, 상기 금속을 용해하여 소정 조정의 금속 용탕을 제조하여 턴디쉬 도가니로 공급하는 단계; 물을 산화성 분위기로 고압 분사시키는 단계; 상기 금속 용탕을 턴디쉬 노즐을 통해 상기 고압 분사되는 산화성 분위기의 미세 수액적 영역으로 공급하여 상기 금속 용탕이 미세 분말로 분쇄 및 급냉 응고시키는 단계; 그리고 상기 미세 금속 분말이 포집 및 건조시키는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 고압 수 분사 장치 및 이를 이용한 초 미립 금속 분말의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 초 미립 금속 분말의 제조에 사용된 고압 수 분사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 고압 수 분사법에 의한 초 미립 금속 분말의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 고압 수 분사 장치의 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 물을 고압으로 펌핑하는 고압펌프(6)와, 상기 고압펌프(6)에서 펌핑된 물을 용기튜브(7)로 고압 분사하는 수 분사 노즐(5)과, 유도 용해로(도면에는 도시되지 않음)에서 대기중에서 용해된 금속 또는 금속 합금의 금속 용탕을 저장하기 위한 턴디쉬 도가니(1)와, 상기 턴디쉬 도가니(1)의 하부에 설치되어 상기 턴디쉬 도가니(1)에 저장된 금속 용탕을 상기 수 분사 노즐(5)에 의해 고압/고속으로 수 분사되고 있는 미세 수액적 영역으로 공급하는 턴디쉬 노즐(3)과, 상기 턴디쉬 도가니(1)에 있는 금속 용탕이 응고되어 상기 턴디쉬 노즐(3)에서 막히는 것을 방지하기 위하여 상기 금속 용탕내에 고온으로 가열된 가스를 공급하기 위한 세라믹 튜브(2)와, 상기 턴디쉬 노즐(3)과 상기 수 분사 노즐(5) 사이의 공간의 공기 유량을 조절하기 위한 에어 갭(Air gap)(4)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고압 수 분사 장치를 이용한 초 미립 금속 분말 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

상기 고압펌프(6)에 의해 발생한 고압 수를 상기 분사 장치의 수 분사 노즐(5)을 통과시켜 물을 고압 분사시킨다. 이 때, 상기 턴디쉬 노즐(3)과 수 분사 노 즐(5)간의 공간에서의 압력은 상기 에어 갭(4)을 통하여 공기 유량을 조절함에 의해 0.3～0.8기압이 되도록 수분간 유지한다.

다음에 해당 금속 또는 금속 합금을 상기 유도 용해로에서 용해하여 만들어진 금속 용탕을 상기 턴디쉬 도가니(1)내로 주입한다. 그러면 상기 금속 용탕은 턴디쉬 노즐(3)을 통해 고압/고속으로 분사되고 있는 미세 수액적 영역으로 공급된다.

이 때, 상기 턴디쉬 도가니(1)의 노내 분위기는 목적하는 금속의 용해 온도 대비 2/3이상으로 가열한다. 그리고, 상기 턴디쉬 도가니(1)의 턴디쉬 노즐(3)의 직경이 4mm이하임에 따라 일반적인 대기압하에서는 상기 금속 용탕이 쉽게 응고되어 상기 금속 용탕이 상기 턴디쉬 노즐(3)상에서 막힘이 발생할 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 800℃이상으로 고온 가열된 가스(여기서는 공기, 질소 등을 포함한다)를 상기 세라믹 튜브(2)를 통하여 상기 금속 용탕 내부로 불어 넣어준다.

이 때, 상기 고온으로 가열되어 상기 세라믹 튜브(2)를 통해 공급되는 가스의 압력은 3～15kg/cm2이 적당하다. 너무 낮으면 제대로 역할을 못하며, 너무 높으면 용탕이 역류할 가능성이 있어서 위험하다.

그리고, 상기 턴디쉬 노즐(3)을 통하여 고압의 미세 수액적 영역으로 떨어진 금속 용탕 입자는 미세 액적으로 분산 및 급냉 응고되어 평균 입경이 5㎛이하의 초 미립 금속 분말이 제조되고 이는 냉각수와 함께 용기 튜브(7)를 통하여 하부로 떨어지고 이는 침전 탱크로 이송, 여과되어 포집된다.

여기서, 적정 초 미립 금속 분말이 제조되는 조건 및 장치에 대해 설명하면 아래와 같다.

상기 턴디쉬 도가니(1)내의 온도는 목적하는 단일 금속 혹은 금속 합금의 용해 온도 대비 2/3이상의 온도로 가열되어야 하며, 상기 턴디쉬 도가니(1)내에 저장된 금속 용탕이 상기 턴디쉬 노즐(3)을 용이하게 통과하도록 하기 위해서, 800℃이상으로 가열한 가스를 3～15kg/cm2의 유압으로 상기 세라믹 튜브(2)를 통해 상기 턴디쉬 도가니(1)내의 금속 용탕 내부로 불어 넣어준다.

여기서, 상기 가스는 공기 혹은 불활성 가스(Ar, N2) 등을 포함하며, 제조 할려는 금속의 산화도에 따라 달리 할 수 있다. 그리고, 고온으로 가열한 가스의 유압을 3kg/cm2 이하가 되면 유압이 약하여 금속 용탕이 상기 턴디쉬 노즐(3)에 막히는 현상이 빈번히 발생하며, 상기 고온으로 가열한 가스의 유압을 15kg/cm2 이상으로 하면 상기 금속 용탕이 역류하여 작업에 위험이 따른다.

또한, 상기 턴디쉬 노즐(3) 직경은 1～4mm가 적당하다. 만약 상기 턴디쉬 노즐(3)의 직경이 1mm이하이면 생산성이 떨어지고 상기 금속 용탕이 상기 턴디쉬 노즐(3)에서 막힘이 빈번하게 발생한다. 한편, 상기 턴디쉬 노즐(3)의 직경이 4mm이상이면 현 제조 장치에 있어서 평균 입경이 5㎛이하의 분말 제조가 어려운 단점이 있다.

상기에서 물의 분사 압력은 금속 용탕의 미세화 및 104K/초 이상의 냉각 속도를 주기 위해 필수적으로 갖추어야 하는 것으로 450～1,000 kg/cm2 정도가 적정하다. 즉, 450 kg/cm2 이하면 충분한 냉각 속도 및 초 미립화가 이루어지지 않고, 반면에 1,000 kg/cm2 이상이면 냉각수의 소모량의 과다 및 장치의 안정성 등의 문 제를 유발할 수 있다.

이 때, 상기 턴디쉬 노즐(3)와 수 분사 노즐(5) 간의 공간에서의 내부 압력은 Air Gap(4)을 통하여 공기를 조절함에 의해 0.3～0.8기압이 되도록 유지해야 한다. 이에 의해 용탕의 분리가 용이하게 일어난다. 즉, 0.3기압이하에서는 분사되는 물이 역류할 우려가 있으며, 0.8기압이상에서는 용탕이 상기 분사 노즐(6)에 접근함에 따른 용탕의 분리 효과가 크게 떨어진다.

수 분사시의 수량은 300～700liter/분 이상이 적합하다. 즉, 300liter/분 이하에서는 충분한 냉각능이 이루어지지 않아 생성된 입자에 미립의 위성 분말이 붙거나 또한 분말 형상이 고구마 형으로 길어지는 경향이 있으며, 700liter/분 이상에서는 설비비가 크게 느는 단점이 있다.

또한, 상기 턴디쉬 노즐(3)과 분사 노즐(5) 간의 거리는 산화를 방지하기 위하여 10～20cm가 적당하다. 너무 낮으면 형성되는 노 내압력의 조정이 매우 어려우며, 너무 높으면 상기 금속 용탕의 산화량이 커지게 된다.

상기 수 분사 노즐(5) 형상은 고압 수의 균압화 및 금속 용탕이 수 분사 영역에 도달 시 분리가 많이 되도록 원추형 제트 방식이 바람직하며, 형상은 곡면을 형성하여야만 한다. 그리고, 상기 수 분사 노즐(5) 곡면의 정도는 d/l의 비가 0.15～0.35가 적당하다. 너무 낮으면 금속 용탕의 분리 효과가 떨어지며, 너무 높으면 분리된 금속 용탕이 노즐벽에 부착할 우려가 있다.

상기 수 분사 노즐(5)에서의 분사 각도는 30～60°가 적당하다. 즉, 30°이하면 냉각 장치가 매우 길어지며, 또한 분말 입경이 커지는 단점이 있고, 60°이상 이 되면 수 분사시 물의 역류가 일어날 가능성이 커지고 또한 분말의 구형화가 어렵게 된다.

이하, 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 실시예

순도 99.9%이상의 조성을 지닌 Cu 조괴를 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조한 다음, 이를 1000℃로 예열한 상기 턴디쉬 도가니(1)로 이송한다. 이 때, 상기 턴디쉬 노즐(3)의 직경은 3mm이며, 상기 턴디쉬 노즐(3) 및 금속 용탕에 800℃이상으로 가열한 공기를 상기 세라믹 튜브(2)를 통해 5kg/cm2의 유량으로 불어넣어 준다. 상기 턴디쉬 노즐(3)을 통하여 떨어진 금속 용탕은 대기 분위기하에서 분사 각도 45°의 상기 물 분사 노즐을 통하여 유량 450 liter/분, 유압 550kg/cm2으로 분사가 이루어지고 여기에 상기 금속 용탕을 떨어뜨려 미세 분말로 분쇄 및 급냉 응고시켜 초 미립의 Cu 분말이 제조되어 물과 함께 용기 튜브(7) 하부로 떨어지며, 다음에 침전 탱크에 포집된다. 그리고, 포집 탱크에서 금속 분말만을 포집하여 질소 가스 분위기의 건조로에서 200℃의 온도에서 1시간 건조처리 하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 2 실시예

본 발명에 따른 제 2 실시예에서는 상기 턴디쉬 노즐(3) 직경을 2mm로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 3 실시예

본 발명에 따른 제 3 실시예에서는 상기 턴디쉬 노즐(3) 직경을 5mm로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 4 실시예

본 발명에 따른 제 4 실시예에서는 턴디쉬 도가니(1)의 금속 용탕 및 턴디쉬 노즐(3)에 공급되는 고온 가열 가스의 유량을 5kg/cm2으로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 5 실시예

본 발명에 따른 제 5 실시예에서는 분사 각도가 60°인 수 분사 노즐(5)을 사용하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 6 실시예

본 발명에 따른 제 3 실시예에서는 상기 수 분사 노즐(5)의 수 분사 유압을 900kg/cm2으로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 7 실시예

본 발명에 따른 제 7 실시예에서는 순도 99.9%이상의 조성을 지닌 Ag 조괴를 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 그 이외의 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 8 실시예

본 발명에 따른 제 8 실시예에서는 순도 99.9%이상의 조성을 지닌 Ni 조괴를 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 9 실시예

본 발명에 따른 제 9 실시예에서는 Fe84.5Si9.5Al6 조성의 금속조괴를 사용하여 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 10 실시예

본 발명에 따른 제 10 실시예에서는 Fe93.5Si6.5 조성의 금속조괴를 사용하여 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 너머지 주건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 11 실시예

본 발명에 따른 제 11 실시예에서는 Fe18Ni80Mo2조성의 금속조괴를 사용하여 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분 말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 12 실시예

본 발명에 따른 제 12 실시예에서는 Fe50Ni50조성의 금속조괴를 사용하여 유도 용해로에서 대기중에서 녹여 금속 용탕을 제조하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 제조하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

여기서, 본 발명에 따른 몇가지 비교예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 비교예

본 발명에 따른 제 1 비교예에서는, 상기 턴디쉬 노즐 직경을 0.7mm로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 2 비교예

본 발명의 제 2 비교예에서는, 상기 턴디쉬 노즐 직경을 5mm로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 3 비교예

본 발명에 따른 제 3 비교예에서는, 상기 턴디쉬 노즐에 800℃이상으로 가열한 공기를 2kg/cm2의 유량으로 불어 넣어 주었고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다. 제조된 금속분말의 품질특성을 표 1에 나타낸다.

제 4 비교예

본 발명에 따른 제 4 비교예에서는, 300kg/cm2의 유압으로 물을 분사하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

제 5 비교예

본 발명에 따른 제 5 비교예에서는, 물의 분사 각도를 20°로 하였고, 나머지 조건은 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다. 제조된 금속 분말의 품질 특성을 [표 1]에 나타낸다.

여기서, 상기 [표 1]을 참조하면, 상기에서 설명한 범위내의 조건하에서 금속 분말을 제조한 경우, 금속 분말의 평균 입경이 5㎛이하의 초 미립의 분말이 제조 되었음을 알 수 있다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제조된 고순도의 Cu 금속 분말에 대한 주사 전자 현미경(SEM : Scannning Electron Microscope)의 조직 사진을 나타낸 것이다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의해 제조된 고순도의 Cu 금속 분말의 평균 입경은 2㎛정도이며, 그 형상이 구형에 가까우며 크기가 작을수록 거의 진구에 가까움을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 비교예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 비교예는 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 초 미립 금속 분말의 제조 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 턴디쉬 노즐 직경을 4mm이하로 낮추고 여기에 적정 압력의 고온 가스를 불어 넣어줌과 더불어, 물의 분사 압력과 물의 분사 각도를 적정하게 설정함에 따라 제조 공정이 단순하면서 제조 시간이 짧은 고압 수 분사법을 통해서도 평균 입경이 5㎛이하의 양질의 초 미립의 금속 분말을 제조할 수 있게 되어, 각종 전기 및 전자디바이스 산업에 이용될 수 있게 된다.

Claims (16)

1. 물을 고압으로 펌핑하는 고압펌프와;

   상기 고압펌프에 의해 발생한 고압 수를 고압 분사하는 수 분사 노즐과;

   용해된 금속 또는 금속 합금의 금속 용탕을 저장하는 턴디쉬 도가니와;

   상기 턴디쉬 도가니의 하부에 설치되어 상기 금속 용탕을 상기 수 분사 노즐에 의해 고압으로 수 분사되고 있는 미세 수액적 영역으로 공급하는 턴디쉬 노즐과;

   상기 턴디쉬 도가니에 있는 금속 용탕이 응고되어 상기 턴디쉬 노즐에서 막히는 것을 방지하기 위하여 상기 금속 용탕내에 고온으로 가열된 가스를 공급하기 위한 세라믹 튜브와;

   상기 턴디쉬 노즐과 상기 수 분사 노즐 사이의 공간의 공기 유량을 조절하기 위한 에어 갭;을 포함하여 구성되되,

   상기 턴디쉬 도가니의 온도 조건은 상기 금속의 용해 온도 대비 2/3이상으로 예열되고, 상기 턴디쉬 노즐의 직경은 1~4mm으로 형성되며, 상기 세라믹 튜브는 800℃이상으로 가열한 가스를 3~15kg/cm2의 유압으로 상기 금속 용탕 내부에 공급되고, 상기 수 분사 노즐은 300~1,000kg/cm2의 분사 압력과, 30~60°의 분사 각도로 분사되며, 상기 수 분사 노즐의 분사 수량은 300~700liter/분으로 형성되고, 상기 수 분사 노즐 형상은 원추형 제트 방식이고, 상기 수 분사 노즐의 곡면(d/l)의 비가 0.15~0.35으로 형성되며, 상기 에어 갭은 0.3~0.8기압을 유지하고, 상기 턴디쉬 노즐과 상기 수 분사 노즐 간의 거리는 10~20cm로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 수 분사 장치.
2. 제 1항에 기재된 고압 수 분사 장치를 이용한 초 미립 금속 분말의 제조방법에 있어서,

   상기 금속을 용해하여 금속 합금의 금속 용탕을 제조하여 상기 금속의 용해 온도 대비 2/3이상으로 예열된 턴디쉬 도가니로 공급하는 단계;

   물을 산화성 분위기로 300~1,000kg/cm2의 분사 압력과, 30~60°의 분사 각도로 300~700liter/분의 물 수량으로 고압 분사시키는 단계;

   상기 금속 용탕을 직경이 1~4mm로 형성된 턴디쉬 노즐을 통해 상기 고압 분사되는 산화성 분위기의 미세 수액적 영역으로 공급하여 상기 금속 용탕이 미세 분말로 분쇄 및 급냉 응고시키는 단계;

   상기 턴디쉬 도가니에 공급된 상기 금속 용탕이 턴디쉬 노즐에서 막히는 것을 방지하기 위해 800℃이상으로 가열한 가스를 3～15kg/cm2의 유압으로 상기 턴디쉬 도가니내의 상기 금속 용탕 내부로 불어주는 단계; 및

   상기 미세 금속 분말이 포집 및 건조시키는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초 미립 금속 분말의 제조 방법.
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