KR101009927B1 - A measure equipment for flow rate and apparent density of metal powder and method for measuring flow rate and apparent desity of metal powder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동을 이용하여 유동성이 낮은 금속 분말의 유동성의 측정이 가능하고, 유동성 측정시에 낙하한 금속 분말을 일정 용기에 담아 겉보기 밀도 측정이 가능하도록 한 금속분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치에 관한 것이다.The present invention is capable of measuring the fluidity of the metal powder having low fluidity by using vibration, and measuring the fluidity and the apparent density of the metal powder so that the apparent density can be measured by placing the metal powder dropped in the container when the fluidity is measured. It is about.
본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치(100)는, 1㎚ 내지 1㎜의 입도를 가지는 금속 분말이 장입되는 장입용기(110)와, 상기 장입용기(110)를 일정 높이로 유지하는 지지대(120)와, 상기 지지대(120)에 진동을 제공하는 진동기(130)와, 상기 진동기(130)에서 발생한 진동이 지면으로 전달되지 않도록 차단하는 방진구(140)와, 상기 장입용기(110)로부터 낙하하는 금속 분말을 수집하는 겉보기 밀도 측정구(150)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도를 동시에 측정 가능하므로 사용편의성이 향상되며 측정 시간이 현저히 감소하는 이점이 있다.The flow rate and apparent density measuring apparatus 100 of the metal powder according to the present invention includes a charging container 110 into which a metal powder having a particle size of 1 nm to 1 mm is loaded, and the charging container 110 at a predetermined height. The support 120 to maintain, the vibrator 130 to provide a vibration to the support 120, the vibration barrier 140 to block the vibration generated from the vibrator 130 to be transmitted to the ground, and the charging container It is configured to include an apparent density measuring sphere 150 for collecting the metal powder falling from the (110). According to the present invention, it is possible to measure the flow rate and the apparent density of the metal powder at the same time, there is an advantage that the ease of use is improved and the measurement time is significantly reduced.
금속 분말, 유동도, 겉보기 밀도, 보정계수, 진동 Metal powder, fluidity, apparent density, correction factor, vibration
Description
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring the fluidity and apparent density of a metal powder employing a preferred embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 이용한 유동도 및 겉보기 밀도 측정 방법을 나타낸 순서도.Figure 2 is a flow chart showing the flow rate and the apparent density measurement method using the flow rate and apparent density measuring apparatus of the metal powder according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 의한 유동도 및 겉보기 밀도 측정 방법에서 일 단계인 측정단계를 세부적으로 나타낸 순서도.Figure 3 is a flow chart showing in detail the measurement step, one step in the flow and apparent density measurement method according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 이용하여 측정한 실시예와 비교예의 측정값을 비교하여 나타낸 표.Figure 4 is a table comparing the measured values of the Examples and Comparative Examples measured by using the fluidity and apparent density measuring device of the metal powder according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100. 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치 110. 장입용기100. Flow rate and apparent
112. 장입공간 114. 구멍112. Charging
120. 지지대 122. 지지부120.
124. 높이조절부 126. 받침부124.
130. 진동기 140. 방진구130. Vibrator 140. Dustproof port
150. 겉보기 밀도 측정구 152. 겉보기 밀도 측정용기150. Apparent
154. 용기지지대 156. 수집부154.
160. 개폐구 162. 차폐판160. Opening and closing door 162. Shielding plate
164. 탄성부재 166. 해지버튼164.
168. 몸체 170. 작업대168. Body 170.Work Table
S100. 장비세팅단계 S200. 진동발생단계S100. Equipment setting step S200. Vibration generation stage
S300. 용기개방단계 S400. 측정단계S300. Container opening step S400. Measurement stage
S410. 유동도측정과정 S420. 유동도보정계수산출과정S410. Flow Measurement Process S420. Flow Correction Factor Calculation Process
S430. 유동도환산과정 S450. 겉보기밀도측정과정S430. Flow conversion process S450. Apparent density measurement process
S460. 겉보기밀도보정계수산출과정 S470. 겉보기밀도환산과정S460. Calculation of apparent density correction factor S470. Apparent Density Conversion Process
α . 유동도보정계수 β . 겉보기밀도보정계수 α. Fluidity correction factor β. Apparent Density Correction Factor
본 발명은 진동을 이용하여 유동성이 낮은 금속 분말의 유동성의 측정이 가능하고, 이와 동시에 유동성 측정시에 낙하한 금속 분말을 일정 용기에 담아 겉보기 밀도 측정이 가능하도록 하여 사용편의성이 향상되도록 한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치에 관한 것이다.According to the present invention, it is possible to measure the fluidity of the metal powder having low fluidity by using vibration, and at the same time, the metal powder dropped in the measurement of fluidity in a certain container so that the apparent density can be measured to improve the convenience of use. It relates to a device for measuring the flow rate and the apparent density of.
유동도는 일정량(50g)의 분말이 대기압 하에서 일정한 깔때기(funnel)를 통과하는데 걸리는 시간으로 정의된 것으로, 소결 성형 등의 금속 분말 성형 압축 공 정에서 생산성에 크게 영향을 미치는 공정요소이다.The flow rate is defined as the time taken for a certain amount (50 g) of powder to pass through a constant funnel under atmospheric pressure, and is a process factor that greatly affects productivity in a metal powder molding compression process such as sinter molding.
따라서, 금속분말을 성형하게 될 금형의 설계에 앞서 금속 분말의 유동도는 반드시 측정해야만 한다.Therefore, the flow rate of the metal powder must be measured prior to the design of the mold to form the metal powder.
즉, 금속 분말의 유동도는 성형시에 금형 내부에 충진되는 시간과 직결되므로 제품의 생산성에 큰 변수로 작용하게 되어 금형 설계시에 금속 분말의 유동도 측정은 반드시 선행되어야 한다.That is, since the flow rate of the metal powder is directly related to the time to fill the inside of the mold at the time of molding, the flow rate of the metal powder acts as a large variable in the productivity of the product.
또한 금속 분말을 압연하여 판재 등을 제조하는 압연 공정에서는 자동화를 가능케하기 위해 금속 분말의 시간당 충진량을 일정하게 유지해야 한다.In addition, in the rolling process of rolling a metal powder to manufacture a plate, etc., the filling amount of the metal powder per hour must be kept constant in order to enable automation.
즉, 금속 분말의 유동도는 겉보기밀도 및 분말의 형상과 같은 입자들 간의 상호 마찰력 크기에 따라 서로 다른 양상을 가지므로, 금속 분말의 유동도 측정이 선행되지 않은 상태에서 압연장치를 이용한 금속 분말의 성형을 실시하게 되면, 금속 분말의 충진량이 일정하지 않고 변화하여 압연시 판재의 두께가 불균일하거나, 충진 자체가 이루어지지 않는 등의 오류가 발생할 수 있으므로 금속 분말의 유동도 측정은 중요하다.That is, the flow rate of the metal powder has a different aspect according to the mutual frictional force between the particles such as the apparent density and the shape of the powder, so that the metal powder using the rolling apparatus without the flow measurement of the metal powder is not preceded. When the molding is carried out, the filling amount of the metal powder is not constant, so that an error such as a non-uniform thickness of the sheet or a failure of filling itself may occur during rolling, so the flow rate measurement of the metal powder is important.
이에 따라 종래의 금속 분말 유동도 측정장치는 기술규격(KS D 0035, ASTM B 213-03)에 따라 구멍지름 2.5㎜의 보정깔때기와 이의 지지대로 구성되어 있다.Accordingly, the conventional metal powder flow measurement apparatus is composed of a correction funnel having a hole diameter of 2.5 mm and a support according to the technical standard (KS D 0035, ASTM B 213-03).
그러나 금속 분말의 형상(판상, 불규칙상 등), 입자의 크기 및 입도의 분포에 따라 입자 간의 마찰력이 서로 상이하게 되어 유동성이 낮은 분말(입자간 마찰력이 큰 금속분말)은 상기 측정장치로는 유동성을 측정할 수 없게 되는 문제점이 있다.However, according to the shape of the metal powder (plate shape, irregular shape, etc.), particle size and particle size distribution, the frictional force between the particles is different from each other. There is a problem that can not be measured.
한편, 겉보기 밀도는 일정한 용기에 규정된 방법으로 분말을 채웠을때 단위체적당 질량으로 규정된다.On the other hand, the apparent density is defined as the mass per unit volume when the powder is filled by the method specified in a certain container.
이러한 겉보기 밀도는 구멍지름 2.5㎜ 또는 5㎜를 갖는 깔때기를 구비한 측정장치를 이용하여 낙하하여 모인 금속 분말의 겉보기 밀도를 측정하게 된다.(KS D ISO 3923-1)This apparent density is measured by using a measuring device with a funnel having a hole diameter of 2.5 mm or 5 mm to measure the apparent density of the metal powder collected. (KS D ISO 3923-1)
그러나, 이러한 겉보기 밀도 측정장치는, 유동성이 낮아 깔때기로부터 낙하가 쉽지 않은 금속 분말의 경우 겉보기 밀도의 측정 자체가 불가하므로, 겉보기 밀도 측정을 위한 또 다른 장치인 스콧볼루미터(KS D ISO 3923-1)를 이용해야만 하는 번거로움이 발생하게 된다.However, since the apparent density measuring device is unable to measure the apparent density in the case of metal powder, which has a low fluidity and is not easily dropped from the funnel, another device for measuring the apparent density (KS D ISO 3923-1) Hassle has to be used.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 진동을 이용하여 유동성이 낮은 금속 분말의 유동성의 측정이 가능하도록 한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus for measuring the fluidity and apparent density of a metal powder that enables the measurement of the fluidity of a metal powder having low fluidity using vibration.
본 발명의 다른 목적은, 기준분말과의 비교시험을 통해 보정계수를 산출하여 금속 분말의 유동도가 보다 정확하게 측정될 수 있도록 한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the fluidity and apparent density of a metal powder, which allows the flow rate of the metal powder to be measured more accurately by calculating a correction coefficient through a comparative test with a reference powder.
본 발명의 또 다른 목적은, 일측에 겉보기 밀도 측정구를 구비하여 유동도 측정시에 낙하하여 일정 용기에 수집된 금속분말의 겉보기 밀도를 측정함으로써 유동도 및 겉보기 밀도 측정이 동시에 가능하도록 한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparent density measuring instrument on one side, the metal powder which allows the flow and apparent density to be measured simultaneously by measuring the apparent density of the metal powder collected in a container by dropping at the time of measuring the fluidity. An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the fluidity and the apparent density of.
본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치는, 1㎚ 내지 1㎜의 입도를 가지는 금속 분말이 장입되는 장입용기와, 상기 장입용기를 일정 높이로 유지하는 지지대와, 상기 지지대에 진동을 제공하는 진동기와, 상기 진동기에서 발생한 진동이 지면으로 전달되지 않도록 차단하는 방진구와, 상기 장입용기로부터 낙하하는 금속 분말을 수집하는 겉보기 밀도 측정구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.An apparatus for measuring the fluidity and apparent density of a metal powder according to the present invention includes a charging container into which a metal powder having a particle size of 1 nm to 1 mm is loaded, a support for holding the charging container at a constant height, and a vibration in the support. It is characterized in that it comprises a vibrator for providing, a dustproof block for blocking the vibration generated in the vibrator is not transmitted to the ground, and the apparent density measuring sphere for collecting the metal powder falling from the charging container.
상기 지지대에 제공된 진동은 장입용기에 전달되는 것을 특징으로 한다.The vibration provided on the support is characterized in that it is transmitted to the charging container.
상기 장입용기 일측에는, 상기 장입용기 내부의 장입공간 하부를 선택적으로 개방하는 개폐구가 구비됨을 특징으로 한다.One side of the charging container, it characterized in that the opening and closing port for selectively opening the lower portion of the charging space inside the charging container is provided.
상기 겉보기 밀도 측정구는, 상기 진동기와 이격되는 것을 특징으로 한다.The apparent density measuring sphere is characterized in that spaced apart from the vibrator.
상기 겉보기 밀도 측정구는, 겉보기 밀도 측정용기와, 상기 겉보기 밀도 측정용기 및 금속 분말의 하중을 지지하는 용기지지대와, 상기 측정용기 하측에 위치하여 측정용기 외측에 떨어진 금속 분말을 수집하는 수집부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The apparent density measuring sphere includes an apparent density measuring container, a container support for supporting the load of the apparent density measuring container and the metal powder, and a collecting part for collecting metal powder which is disposed under the measuring container and dropped out of the measuring container. Characterized in that configured.
상기 진동기는 가진력 5~50㎏, 주파수 50~60Hz, 진동수 3000~3600VPM을 갖는 것을 특징으로 한다.The vibrator is characterized in that it has an excitation force of 5 ~ 50kg, frequency 50 ~ 60Hz, frequency 3000 ~ 3600VPM.
본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 이용한 유동도 및 겉보기 밀도 측정 방법은, 장입용기에 금속 분말을 장입하고, 상기 장입용기 하측에 겉보기 밀도 측정용기를 이격 배치하는 장비세팅단계와, 상기 장입용기에 진동이 전달되도록 진동기를 동작하는 진동발생단계와, 상기 장입용기의 일측을 개방하여 금속 분말이 낙하하도록 하는 용기개방단계와, 상기 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도를 측정하는 측정단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Flow rate and apparent density measurement method using the flow rate and apparent density measuring device of the metal powder according to the present invention, the equipment setting step of charging the metal powder in the charging container, the apparent density measuring vessel spaced below the charging container And a vibration generating step of operating a vibrator to transmit vibration to the charging container, opening a container to open one side of the charging container to drop the metal powder, and measuring the fluidity and apparent density of the metal powder. Characterized in that the measuring step.
상기 측정단계는, 상기 장입용기 내부의 금속 분말이 모두 배출되는 시간을 측정하는 유동도 측정과정과, 상기 장입용기에서 배출된 금속 분말을 겉보기 밀도 측정용기에 수집하여 단위체적당 질량을 측정하는 겉보기 밀도 측정과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The measuring step may include a flow rate measuring process for measuring a time for discharging all of the metal powder in the charging container, and collecting a metal powder discharged from the charging container in an apparent density measuring container to measure mass per unit volume. Characterized in that it comprises a measurement process.
상기 유동도측정과정 이후에는, 상기 진동기의 동작 없이 측정된 금속 분말의 유동도와, 상기 진동기를 동작하여 측정된 금속 분말의 유동도를 서로 비교하여 유동도보정계수를 계산하는 유동도보정계수산출과정과, 상기 진동기를 동작하여 측정된 금속 분말의 유동도와 유동도보정계수를 이용하여 유동도를 산출하는 유동도환산과정이 실시됨을 특징으로 한다.After the flow measurement process, the flow correction coefficient calculation process of calculating the flow correction coefficient by comparing the flow of the metal powder measured without the operation of the vibrator, and the flow of the metal powder measured by operating the vibrator And a flow rate conversion process of calculating a flow rate using the flow rate and the flow rate correction coefficient of the metal powder measured by operating the vibrator.
상기 겉보기 밀도 측정과정 이후에는, 상기 진동기의 동작 없이 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도와, 상기 진동기를 동작하여 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도를 서로 비교하여 겉보기밀도보정계수를 계산하는 밀도보정계수산출과정과, 상기 진동기를 동작하여 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도와 겉보기밀도보정계수를 이용하여 겉보기밀도를 산출하는 겉보기밀도환산과정이 실시됨을 특징으로 한다.After the apparent density measurement process, a density correction coefficient calculation process of calculating the apparent density correction coefficient by comparing the apparent density of the metal powder measured without operating the vibrator and the apparent density of the metal powder measured by operating the vibrator And an apparent density conversion process of calculating the apparent density using the apparent density and the apparent density correction coefficient of the metal powder measured by operating the vibrator.
상기 장비세팅단계에서, 상기 장입용기의 하단과 겉보기 밀도 측정용기의 상단은 25㎜ 이격된 것을 특징으로 한다.In the equipment setting step, the lower end of the charging container and the upper end of the apparent density measuring container is characterized in that spaced 25mm apart.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 금속분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치(이하 '측정장치(100)'라 칭함)의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 1 will be described in detail the configuration of the fluidity and apparent density measuring device (hereinafter referred to as "
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예가 채용된 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 나타낸 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram showing an apparatus for measuring the fluidity and apparent density of a metal powder employing a preferred embodiment of the present invention.
도면과 같이, 본 발명에 의한 측정장치(100)는 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도를 동시에 측정할 수 있도록 구성된 것으로, 유동성이 낮아서 종래의 장치로 측정이 불가한 금속 분말에 진동을 가하여 측정이 가능하도록 구성된다.As shown in the drawing, the measuring
이를 위해 상기 측정장치(100)는 금속 분말이 장입되는 장입용기(110)와, 상기 장입용기(110)를 일정 높이로 유지하는 지지대(120)와, 상기 지지대(120)에 진동을 제공하는 진동기(130)와, 상기 진동기(130)에서 발생한 진동이 지면으로 전달되지 않도록 차단하는 방진구(140)와, 상기 장입용기(110)로부터 낙하하는 금속 분말을 수집하는 겉보기 밀도 측정구(150)를 포함하여 구성된다.To this end, the measuring
상기 장입용기(110)는 내부에 장입공간(112)이 형성되어 금속 분말의 장입이 가능하며, 상기 장입공간(112)은 하단부는 장입공간(112)과 외부가 연통되도록 구멍(114)이 천공 형성된다. 상기 구멍(114)은 2.5㎜ 또는 5.0㎜의 직경을 갖도록 구성된다.The charging
그리고, 상기 장입공간(112)은 아래로 갈수록 횡단면적이 감소하도록 형성되어 깔때기(funnel) 형상을 가진다.In addition, the charging
상기 장입용기(110)의 하부에는 개폐구(160)가 구비된다. 상기 개폐구(160)는 구멍(114)을 선택적으로 개방하여 금속 분말이 구멍(114)을 통해 아래로 낙하할 수 있도록 하는 구성이다.The lower portion of the charging
이를 위해 상기 개폐구(160)는, 좌우로 슬라이딩하여 상기 구멍(114)을 선택적으로 차폐하는 차폐판(162)과, 상기 차폐판(162)에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(164)와, 상기 차폐판(162)의 구속을 선택적으로 해지하는 해지버튼(166)과, 상기 탄성부재(164)를 수용하고 차폐판(162)의 슬라이딩 방향을 안내하는 몸체(168)를 포함하여 구성된다.To this end, the opening and
따라서, 상기 차폐판(162)이 구멍(114)을 차폐한 상태에서 탄성부재(164)가 탄성 복원력을 유지한 채로 상기 해지버튼(166)에 의해 차폐판(162)의 움직임이 제한되면, 사용자는 상기 해지버튼(166)을 눌러 차폐판(162)에 대한 구속력을 제거함으로써 탄성부재(164)의 탄성복원력에 의해 차폐판(162)을 슬라이딩시켜 구멍(114)을 아래 방향으로 개구시킬 수 있게 된다.Therefore, if the movement of the
이러한 상기 개폐구(160)는 종래에 손으로 막은 상태에서 장입용기(110) 내부에 금속 분말을 장입하고, 구멍(114)으로부터 손을 떼어 유동도를 측정하던 것을 개선하기 위한 것이다.The opening and
상기 개폐구(160)는 지지대(120)에 의해 일정 높이를 유지한 상태로 하중이 지지된다. 그리고, 상기 지지대(120)는 장입용기(110)의 높이 조절이 가능하도록 구성된다.The opening and
이를 위해 상기 지지대(120)는 수직 방향으로 직립된 지지부(122)와, 상기 지지부(122)에서 우측방향으로 돌출되어 장입용기(110)와 결합되며 상기 지지부(122)의 길이 방향으로 상/하 유동하여 장입용기(110)의 높이 조절이 가능하도록 하는 높이조절부(124)와, 상기 지지부(122)의 하단부와 결합되어 받쳐주는 받침 부(126)를 포함하여 구성된다.To this end, the
상기 측정장치(100)에는 진동기(130)가 더 구비된다. 상기 진동기(130)는 장입용기(110)에 진동을 제공하여 금속 분말이 구멍(114)을 통해 보다 용이하게 낙하할 수 있도록 하는 구성이다.The measuring
따라서, 상기 진동기(130)는 장입용기(110)에 진동이 전달될 수 있도록 하는 범위 내에서 다양한 위치에 설치 가능하며, 본 발명의 실시예에서는 받침부(126) 상면에 구성하였고, 가진력 5~50㎏, 주파수 50~60Hz, 진동수 3000~3600VPM을 갖도록 구성하였다.Therefore, the
즉, 상기 진동기(130)가 작동하여 진동을 발생하면, 이러한 진동은 상기 받침부(126), 지지부(122), 높이조절부(124)에 순차적으로 전달되어 상기 장입용기(110)에 도달할 수 있게 된다.That is, when the
상기 받침부(126) 하측에는 방진구(140)가 구비된다. 상기 방진구(140)는 진동기(130)에서 발생한 진동이 하측 즉, 지면으로 전달되지 않도록 차단하는 역할을 수행한다.The
따라서, 상기 방진구(140)의 하면은 바닥과 접촉하도록 구성됨이 바람직하며, 본 발명의 실시예와 같이 상기 받침부(126)를 상방향으로 지지하기 위한 작업대(170)의 하면에 구성하여도 무방하다.Therefore, it is preferable that the bottom surface of the
상기와 같은 구성에 의해 금속 분말의 유동도 측정이 가능하며, 이하 상기 겉보기 밀도 측정구(150)의 구성을 상세히 설명한다.By the configuration as described above it is possible to measure the flow rate of the metal powder, and the configuration of the apparent
먼저, 상기 겉보기 밀도 측정구(150)는 진동기(130)에서 발생한 진동이 전달 되지 않도록 설치되며, 겉보기 밀도 측정용기(152)와, 상기 겉보기 밀도 측정용기(152) 및 금속 분말의 하중을 지지하는 용기지지대(154)와, 상기 측정용기(152) 하측에 위치하여 측정용기(152) 외측에 떨어진 금속 분말을 수집하는 수집부(156)를 포함하여 구성된다.First, the apparent
따라서, 상기 겉보기 밀도 측정용기(152)는 투명한 원통형 컵이 적용되었으며, 상기 용기지지대(154)에 의해 지지되어 상기 장입용기(110)와 진동기(130) 사이의 공간에 위치하게 된다.Therefore, the apparent
그리고, 상기 겉보기 밀도 측정용기(152)는 수집부(156) 내부에 수용된 상태로 용기지지대(154)에 지지된다. 이것은 상기 구멍(114)을 통해 하측으로 낙하하면서 비산된 금속 분말을 재시험시에 사용할 수 있도록 하기 위함이다.The apparent
따라서, 상기 수집부(156) 내부에 수집된 금속 분말은 수거통(도시하지 않음) 등에 수거한 후 차후에 유동도 시험을 반복시에 재사용이 가능하게 된다.Therefore, the metal powder collected inside the
이하 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 금속분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치(100)를 이용한 측정방법을 설명한다.Hereinafter, a measuring method using the fluidity and apparent
도 2에는 본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 이용한 유동도 및 겉보기 밀도 측정 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.Figure 2 is a flow chart showing the flow rate and the apparent density measurement method using the fluidity and apparent density measurement apparatus of the metal powder according to the present invention.
도면과 같이, 본 발명에 따른 측정방법은, 장입용기(110)에 금속 분말을 장입하고, 상기 장입용기(110) 하측에 겉보기 밀도 측정용기(152)를 이격 배치하는 장비세팅단계(S100)와, 상기 장입용기(110)에 진동이 전달되도록 진동기(130)를 동작하는 진동발생단계(S200)와, 상기 장입용기(110)의 일측을 개방하여 금속 분말이 낙하하도록 하는 용기개방단계(S300)와, 상기 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도를 측정하는 측정단계(S400)로 이루어진다.As shown in the drawing, the measuring method according to the present invention, charging the metal powder in the charging
상기 장비세팅단계(S100)에서 구멍(114)은 차폐판(162)에 의해 차폐된 상태로 유지되며, 상기 구멍(114)이 차폐되었을 때 장입공간(112) 내부에는 금속 분말이 장입된다. In the equipment setting step (S100), the
그리고, 금속 분말의 겉보기 밀도를 측정하기 위해 상기 겉보기 밀도 측정용기(152)의 상단은 장입용기(110)의 하단은 이격거리(d)가 25㎜ 가 되도록 한다.Then, in order to measure the apparent density of the metal powder, the upper end of the apparent
이를 위해 상기 높이조절부(124)는 지지부(122)의 길이 방향으로 슬라이딩 조정된다.To this end, the
또한 상기 겉보기 밀도 측정구(150)는 장입용기(110), 지지대(120), 진동기(130) 및 작업대(170)와 이격된 상태를 유지하도록 세팅(setting)된다.In addition, the apparent
상기 장비세팅단계(S100)가 완료되면 상기 진동기(130)에 전원을 인가하여 진동을 발생시키게 된다(진동발생단계:S200).When the equipment setting step (S100) is completed, the vibration is generated by applying power to the vibrator 130 (vibration generation step: S200).
이때 상기 진동기(130)에서 발생한 진동은 받침부(126), 지지부(122), 높이조절부(124)에 순차적으로 전해져 상기 장입용기(110)에 도달하게 된다.At this time, the vibration generated from the
반대로, 상기 진동기(130)에서 발생한 진동 중 작업대(170)에 전달된 일부는 방진구(140)에 의해 상쇄됨으로써 상기 용기지지대(154)의 진동을 차단할 수 있게 된다.On the contrary, part of the vibration transmitted from the
이후 상기 장입용기(110) 내부의 금속 분말은 개폐구(160)의 작용에 의해 구멍(114)이 개방되어 상기 구멍(114)을 통해 하측으로 낙하하게 된다(용기개방단 계:S300).Thereafter, the metal powder inside the charging
상기 용기개방단계(S300)가 실시된 이후 일정 시간이 경과하면 상기 측정단계(S400)가 실시된다.If a predetermined time elapses after the container opening step S300 is performed, the measuring step S400 is performed.
이하 첨부된 도 3을 참조하여 상기 측정단계(S400)의 상세 구성을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration of the measuring step S400 will be described with reference to FIG. 3.
도 3에는 본 발명에 의한 유동도 및 겉보기 밀도 측정 방법에서 일 단계인 측정단계를 세부적으로 나타낸 순서도가 도시되어 있다.Figure 3 is a flow chart showing in detail the measurement step, one step in the flow and apparent density measurement method according to the present invention.
도면과 같이, 상기 측정단계(S400)는 상기 장입용기(110) 내부의 금속 분말이 모두 낙하한 시점까지 걸리는 시간을 측정하여 금속 분말의 유동도를 측정하게 되며, 상기 겉보기 밀도 측정용기(152) 내부에 일정 부피만큼 수집된 금속 분말의 질량을 측정하여 겉보기 밀도를 측정하게 된다.As shown in the drawing, the measuring step (S400) is to measure the flow time of the metal powder by measuring the time taken to the point where all of the metal powder inside the charging
보다 세부적으로 살펴보면, 상기 측정단계(S400)는, 크게 상기 장입용기(110) 내부의 금속 분말이 모두 배출되는 시간을 측정하는 유동도측정과정(S410)과, 상기 장입용기(110)에서 배출된 금속 분말을 겉보기 밀도 측정용기(152)에 수집하여 단위체적당 질량을 측정하는 겉보기 밀도 측정과정(S450)으로 구성된다.Looking in more detail, the measuring step (S400), largely measuring the flow time (S410) for measuring the time all the metal powder inside the charging
그리고, 상기 유동도측정과정(S410)과 겉보기 밀도 측정과정(S450)에는 다수의 과정이 각각 이어진다.In addition, a plurality of processes are continued in the flow measurement process S410 and the apparent density measurement process S450, respectively.
즉, 상기 유동도측정과정(S410) 이후에는, 상기 진동기(130)의 동작없이 측정된 금속분말의 유동도와, 상기 진동기(130)를 동작하여 측정된 금속 분말의 유동도를 서로 비교하여 유동도보정계수(α)를 계산하는 유동도보정계수산출과정(S420)과, 상기 진동기(130)를 동작하여 측정된 금속 분말의 유동도와 유동도보정계수 (α)를 이용하여 유동도를 산출하는 유동도환산과정(S430)이 실시된다.That is, after the flow measurement step (S410), the flow rate of the metal powder measured without the operation of the
상기 유동도보정계수산출과정(S420)은 아래 식 1)에 따라 유동도보정계수(α)를 계산하게 된다.The flow correction factor calculation process S420 calculates the flow correction factor α according to Equation 1) below.
식 1) 유동도 보정계수(α) = 진동기 미작동시 기준분말 유동도/진동기 작동시 기준분말 유동도Equation 1) Flow Correction Coefficient (α) = Reference powder flow rate when the vibrator is not operating / Reference powder flow rate when the vibrator is operated
상기 유동도환산과정(S430)은 아래 식 2)에 따라 유동도를 환산하게 된다.The flow rate conversion process (S430) is to convert the flow rate according to Equation 2) below.
식 2) 진동기 작동시 시험분말의 환산유동도 = 유동도 보정계수 × 진동기 작동시 시험분말의 측정 유동도Equation 2) Conversion fluidity of the test powder when the vibrator is operated = Flow correction factor × Measured flow rate of the test powder when the vibrator is operated
또한, 상기 겉보기 밀도 측정과정(S450) 이후에는, 상기 진동기(130)의 동작 없이 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도와, 상기 진동기(130)를 동작하여 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도를 서로 비교하여 겉보기밀도보정계수(β)를 계산하는 밀도보정계수산출과정(S460)과, 상기 진동기(130)를 동작하여 측정된 금속 분말의 겉보기 밀도와 겉보기밀도보정계수(β)를 이용하여 겉보기밀도를 산출하는 겉보기밀도환산과정(S470)이 실시된다.In addition, after the apparent density measurement process (S450), the apparent density of the metal powder measured without the operation of the
상기 밀도보정계수산출과정(S460)은 아래 식 3)에 따라 밀도보정계수(β)를 산출하게 된다.The density correction coefficient calculation process S460 calculates the density correction coefficient β according to Equation 3) below.
식 3) 겉보기밀도 보정계수(β) = 진동기 미작동시 기준분말 겉보기밀도/진동기 작동시 기준분말 겉보기밀도Equation 3) Apparent Density Correction Coefficient (β) = Reference Powder Apparent Density when Vibrator is inoperative / Reference Powder Apparent Density when Vibrator is in operation
상기 겉보기밀도환산과정(S470)은 아래 식 4)에 따라 겉보기밀도를 환산하게 된다.In the apparent density conversion process (S470), the apparent density is converted according to Equation 4) below.
식 4) 진동기 작동시 시험분말의 환산 겉보기밀도 = 겉보기밀도 보정계수 ×진동기 작동시 시험분말의 측정 겉보기밀도Equation 4) Conversion of test powder when operating the vibrator = apparent density correction factor × measurement of the test powder when operating the vibrator
상기 측정단계(S400)의 세부 과정은 아래 실시예를 통해 설명한다.The detailed process of the measuring step (S400) will be described through the following examples.
본 발명의 실시예에서 상기 구멍(114)은 2.5㎜로 설정하였으며, 상기 진동기(130)는 가진력 5~50㎏, 주파수 50~60Hz, 진동수 3000~3600VPM을 갖는 것을 채택하였다.In the embodiment of the present invention, the
그리고, 상기 이격거리(D)는 25㎜가 되도록 하였으며, 상기 상기 겉보기 밀도 측정용기(152)에는 진동기(130)에서 발생한 진동이 전달되지 않도록 하였다.In addition, the separation distance D was set to 25 mm, and the vibration generated in the
[실시예][Example]
HDH법으로 제조된 타이타늄(Ti) 분말을 금속 분말의 일 실시예로 채택하여 유동도를 측정하였다. 실험에 사용된 타이타늄(Ti)분말은 각각 60mesh, 100mesh, 200mesh, 400mesh의 입자 크기를 가지는 4가지 금속분말로 준비하였다.Titanium (Ti) powder prepared by the HDH method was adopted as an example of the metal powder to measure the fluidity. Titanium (Ti) powder used in the experiment was prepared with four metal powders having particle sizes of 60 mesh, 100 mesh, 200 mesh, and 400 mesh, respectively.
100mesh 크기의 타이타늄(Ti) 분말은 종래의 유동성 측정장치(hall flowmeter)로도 측정이 가능하였으나 200mesh, 400mesh 크기의 분말은 측정이 불가능 하였다.Titanium (Ti) powder of 100 mesh size could be measured by a conventional hall flow meter, but 200 mesh and 400 mesh powders could not be measured.
측정된 100mesh 타이타늄(Ti) 분말의 유동도는 8.2sec/50g 이었고 겉보기 밀도는 1.54g/㎤ 이었다.The measured 100 mesh titanium (Ti) powder had a flow rate of 8.2 sec / 50 g and an apparent density of 1.54 g / cm 3.
한편, 100mesh 타이타늄(Ti) 분말을 본 발명에 따른 측정장치(100)를 이용하여 유동도를 측정한 결과 9.8sec/50g이었고 겉보기 밀도는 1.57g/㎤로 종래의 장비 로 측정된 유동도와 98%이상의 일치도를 보였다.On the other hand, 100mesh titanium (Ti) powder was measured using the
또한, 200/400 mesh의 유동도는 각각 58.8 sec/g, 165.6sec/50g 였다. 이때 유동도보정계수(α)는 표준분말 또는 유동도 측정이 가능한 동일한 분말을 이용하여 구할 수 있다. 상기 실험에 사용된 Ti 분말의 유동도보정계수(α)는 0.83으로 실제 200mesh 및 400 mesh의 유동도는 각각 48.8sec/g와 137.4sec/50g으로 평가할 수 있다. In addition, the flow rates of the 200/400 mesh were 58.8 sec / g and 165.6 sec / 50g, respectively. In this case, the fluidity correction coefficient (α) can be obtained using standard powder or the same powder which can measure the fluidity. The flow correction coefficient (α) of the Ti powder used in the above experiment was 0.83, and the flow rates of the actual 200mesh and 400mesh can be evaluated as 48.8sec / g and 137.4sec / 50g, respectively.
상기 실시예의 데이터를 정리하면 도 4와 같다.The data of the above embodiment is summarized in FIG. 4.
도 4는 본 발명에 의한 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치를 이용하여 측정한 실시예와 비교예의 측정값을 비교하여 나타낸 표이다.Figure 4 is a table comparing the measured values of the Examples and Comparative Examples measured using the fluidity and apparent density measuring device of the metal powder according to the present invention.
도면과 같이, 상기 진동기(130)가 설치된 본 발명의 경우에는 200mesh 400mesh 모두 측정이 가능한 것을 알 수 있다.As shown in the figure, in the case of the present invention in which the
그리고, 진동기(130)가 설치되지 않은 종래의 장치를 이용하여 측정 가능한 100mesh 타이타늄 분말의 유동도 8.2sec/50g을 본 발명의 측정장치(100)를 이용하여 측정한 유동도 9.8sec/50g로 나눈 값으로 정의되는 유동도보정계수(α)는 0.83이다.Then, the flow rate of 8.2sec / 50g of the 100mesh titanium powder which can be measured using the conventional apparatus without the
따라서, 유동도보정계수(α) 0.83에 200mesh, 400mesh에 대하여 본 발명의 측정장치(100)로 측정된 유동도 58.8sec/50g 165.6sec/50g을 곱하여 환산하게 되면(유동도환산과정(S430)하게 되면 각각 48.8sec/50g, 137.4sec/50g의 실제 유동도를 예측할 수 있다.Therefore, when the flow correction coefficient (α) is multiplied by the flow rate 58.8 sec / 50g 165.6 sec / 50g measured by the measuring
한편, 진동기(130)를 작동하지 않고 측정된 겉보기 밀도는 100mesh의 경우 1.55g/㎤로 측정되었으나, 200mesh와, 400mesh는 측정되지 않았다.On the other hand, the apparent density measured without operating the
그러나, 본 발명의 측정장치(100)를 이용하여 진동기(130)를 작동시킨 상태에서 측정한 겉보기 밀도는 100mesh의 경우 1.57g/㎤, 200mesh의 경우 1.41g/㎤, 400mesh의 경우 1.37g/㎤로 각각 측정되었다.However, the apparent density measured in the state where the
따라서, 진동기(130)의 동작 여부에 관계없이 모두 측정된 100mesh의 유동도를 이용하여 1.55를 1.57로 나눈 값 0.98을 겉보기밀도보정계수(β)로 산출하여 200mesh, 400mesh 의 타이타늄 분말에 대한 겉보기 밀도 측정값에 곱하게 되면, 200mesh의 경우 1.38g/㎤, 400mesh의 경우 1.34g/㎤의 겉보기 밀도를 나타내었다.Therefore, the apparent density for the titanium powder of 200mesh and 400mesh was calculated by calculating the apparent density correction coefficient (β) by dividing 1.55 by 1.57 using the measured fluidity of 100mesh regardless of the operation of the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
예를 들어 본 발명의 실시예에서는 타이타늄(Ti) 분말을 예로 들어 실시하였으나, 1㎚ 내지 1㎜의 입도 범위를 가지는 다양한 금속 분말에 모두 적용 가능함은 물론이다.For example, in the embodiment of the present invention was carried out by taking titanium (Ti) powder as an example, of course, it can be applied to a variety of metal powder having a particle size range of 1nm to 1mm.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 금속분말의 유동도 및 겉보기 밀도 측정장치에서는, 진동을 이용하여 유동성이 낮은 금속 분말의 유동성의 측정이 가능하도록 하였다.As described in detail above, in the fluidity and apparent density measuring apparatus of the metal powder according to the present invention, it is possible to measure the fluidity of the metal powder having low fluidity by using vibration.
따라서, 유동도 및 겉보기 측정이 가능한 금속 분말의 적용 범위가 확대되는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage in that the application range of the metal powder which can measure the fluidity and the apparent measurement is expanded.
또한 본 발명에서는 기준분말(종래 측정장치에서 측정 가능한 분말 및 진동기의 동작 없이 측정 가능한 분말)과의 비교시험을 통해 보정계수를 산출하여 실제 금속 분말의 유동도 및 겉보기 밀도를 환산할 수 있도록 구성하였다.In addition, the present invention was configured to calculate the correction coefficient through the comparison test with the reference powder (powder measurable in the conventional measuring device and powder that can be measured without the operation of the vibrator) to convert the flow and apparent density of the actual metal powder .
따라서, 유동도 및 겉보기 밀도를 보다 정확하게 측정할 수 있게 되는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that the flow rate and apparent density can be measured more accurately.
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