金属粉末制造装置及其气体喷射器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种金属粉末制造装置及其气体喷射器，能够不改变喷雾槽的体型而高效地制造微细的金属粉末。在金属粉末制造装置中具备喷雾槽(4)和向喷雾槽内将熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴(20A、20B)。多个喷雾喷嘴分别具备：熔液喷嘴(11)，其使熔融金属在喷雾槽内流下；以及气体喷射喷嘴(71)，其配置在熔液喷嘴的周围，具有对从熔液喷嘴流下的熔融金属喷射气体的多个喷射孔(91)。多个喷射孔的中心轴(251)分别相对于熔液喷嘴的中心轴(Cm)向左右的任一方偏移，多个喷射孔的中心轴的各个中心轴与熔液喷嘴的中心轴处于扭转的位置。心轴与熔液喷嘴的中心轴处于扭转的位置。心轴与熔液喷嘴的中心轴处于扭转的位置。

【技术实现步骤摘要】
金属粉末制造装置及其气体喷射器


[0001]本专利技术涉及通过使高压气体流体与从熔液喷嘴流下的熔融金属碰撞而制造微粒状的金属(金属粉末)的金属粉末制造装置及其气体喷射器。

技术介绍

[0002]从熔融金属制造微粒状的金属(金属粉末)的方法有包含气体雾化法、水雾化法在内的雾化法。气体雾化法中，使熔液从贮存熔融金属的熔解槽的下部的熔液喷嘴流下，从由配置于该熔液喷嘴的周围的多个喷射孔构成的气体喷射喷嘴向该熔液吹送惰性气体。来自熔液喷嘴的熔融金属的流被来自气体喷射喷嘴的惰性气体流切断，成为微细的多个金属液滴而在喷雾槽内落下，一边因表面张力而球状化一边凝固。由此，利用喷雾槽底部的料斗回收球状的金属粉末。
[0003]近年来，以层叠大量的金属粒子而对所希望的形状的金属进行造型的金属三维打印机的材料等为代表，与雾化法中以往谋求的金属粉末相比，粒径小的金属粉末的需求近年来提高。用于粉末冶金、焊接等的以往的金属粉末的粒径例如为70
‑
100μm左右，但用于三维打印机的金属粉末的粒径例如为20
‑
50μm左右，非常细。
[0004]作为用于不大幅改变喷雾槽的体型而高效地制造微细的金属粉末的技术，在国际公开第2019/112052号中公开了通常设置多个相对于1个喷雾槽仅设置1个的喷雾喷嘴。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1：国际公开第2019/112052号
[0007]但是，若在1个喷雾槽内设置多个喷雾喷嘴，则从各喷雾喷嘴(熔液喷嘴)到喷雾槽的内壁的距离比喷雾喷嘴为1个的情况短。因此，凝固前的金属粒子与喷雾槽的内壁接触或粘着，收率容易降低。另外，由于由各喷雾喷嘴粉碎后的金属粒子彼此在凝固前接触而金属粒子的粒径扩大或金属粒子变形，因此担心具有所希望的粒径的金属粉末的收率降低。进而，在因在喷雾槽的内壁粘着、堆积金属粒子而使喷雾槽的散热性能降低的情况下，也有金属粉末在喷雾槽内未被充分冷却而粘着、堆积于料斗而收率降低的可能性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种能够不改变喷雾槽的体型而高效地制造微细的金属粉末的金属粉末制造装置及其气体喷射器。
[0009]本申请包括多个解决上述课题的手段，若列举其中一个例子，则为如下这样的金属粉末制造装置，其具备：喷雾槽；以及向所述喷雾槽内将熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴，所述多个喷雾喷嘴分别具有：熔液喷嘴，其使熔融金属在所述喷雾槽内流下；以及气体喷射喷嘴，其配置在所述熔液喷嘴的周围，具有对从所述熔液喷嘴流下的熔融金属喷射气体的多个喷射孔，所述多个喷射孔的中心轴分别相对于所述熔液喷嘴的中心轴向左右的任一方偏移，所述多个喷射孔的中心轴的各个中心轴与所述熔液喷嘴的中心轴处于扭转的位置。
[0010]本专利技术的效果如下。
[0011]根据本专利技术，能够不改变喷雾槽的体型而高效地制造微细的金属粉末。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的第一实施方式的气体雾化装置的整体结构图。
[0013]图2是第一实施方式的气体雾化装置的气体喷射器200周边的剖视图。
[0014]图3是第一实施方式的气体喷射器200的仰视图。
[0015]图4是第一实施方式的气体喷射器200的立体图。
[0016]图5是从下方观察第一实施方式的第一气体喷射喷嘴71A的立体图。
[0017]图6是第一实施方式的第一气体喷射喷嘴71A的仰视图。
[0018]图7是第二实施方式的气体喷射器200A的仰视图。
[0019]图8是第三实施方式的气体喷射器200B的仰视图。
[0020]图9是第三实施方式的气体喷射器200C的仰视图。
[0021]图10是第一实施方式的第一气体喷射喷嘴71A的变形例的仰视图。
[0022]图中：1—溶解槽，2—料斗，3—喷射气体供给管，4—喷雾槽，5—采集部，6—惰性气体，8—熔液流，11—熔液喷嘴，12—熔液喷嘴插入孔，15—金属微粒，20—喷雾喷嘴，21—开口端，27—熔液流下区域，41—锥形部，50—气体流路，61—环，71—气体喷射喷嘴，81—流，82—回旋流，83—流(气帘)，91—喷射孔，200—气体喷射器，251—喷射方向(喷射孔的中心轴)。
具体实施方式
[0023]以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0024]＜第一实施方式＞
[0025]图1是作为本专利技术的第一实施方式的金属粉末制造装置的气体雾化装置的整体结构图。图1的气体雾化装置具备：溶解槽1，其收纳储存有作为液体状的金属的熔融金属(熔液)的坩埚(也称为中间包)100；气体喷射器200，其通过对从坩埚100经由熔液喷嘴(后述)11成为细流而流下的熔液吹送高压气体(气体流体)而粉碎成多个微粒，从而对熔融金属进行液体喷雾；喷射气体供给管(喷射流体供给管)3，其用于向气体喷射器200供给高压气体；喷雾槽4，其是被保持为惰性气体环境的容器，将从气体喷射器200喷雾的微粒状的液体金属在落下过程中急冷凝固；以及料斗2，其设置于喷雾槽4的底部，回收在喷雾槽4中的落下过程中凝固的粉末状的固体金属。料斗2由采集部5和锥形部41构成。
[0026]溶解槽1内优选保持为惰性气体环境。图1的喷雾槽4是在上部及中部具有相同直径的圆筒状的容器。从促进料斗2对金属粉末的回收的观点出发，在喷雾槽4的下部设置有越靠近采集部5直径越小的锥形部41。锥形部41的下端与采集部5的上端连接。从采集部5将惰性气体6与凝固的金属粉末一起排出到装置外。若通过惰性气体6在采集部5内产生回旋流并向装置外排气，则能够高效地回收金属粉末。作为采集部5的形状，能够选择具有底(底面)的圆筒。
[0027]图2是本实施方式的气体雾化装置的气体喷射器200周边的剖视图，图3是本实施方式的气体喷射器200的仰视图，图4是本实施方式的气体喷射器200的立体图。另外，在图
3、图4中，省略了后述的两根熔液喷嘴11A、11B的图示。
[0028](熔液喷嘴11A、11B)
[0029]如图2所示，在溶解槽1内的坩埚100的底部，从溶解槽1的底面向铅垂下方突出地设置有使坩埚100内的熔融金属分别向喷雾槽4内流下的多个熔液喷嘴即熔液喷嘴11A、11B。两根熔液喷嘴11A、11B能够形成为相同的形状，在各自的内部具有沿熔液流下的铅垂方向延伸的纵长的孔。该纵长的孔成为熔融金属从坩埚100的底部朝向铅垂下方流下的熔液流路。
[0030]位于熔液喷嘴(第一熔液喷嘴)11A和熔液喷嘴(第二熔液喷嘴)11B的下端的开口端21A、21B以从气体喷射器200的底面突出并面向喷雾槽4内的空洞的方式分别配置。坩埚100内的熔融金属在熔液喷嘴11A、11B的内部的孔中成为熔液流8而流下，经由开口端21A、21B向喷雾槽4内放出(流下)。作为有助于向喷雾槽4内导入的熔液的直径的大小的第一熔液喷嘴11A和第二熔液喷嘴11B的最小内径，例如能够选择5mm以下的值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末制造装置，其特征在于，具备：喷雾槽；以及向所述喷雾槽内将熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴，所述多个喷雾喷嘴分别具有：熔液喷嘴，其使熔融金属在所述喷雾槽内流下；以及气体喷射喷嘴，其配置在所述熔液喷嘴的周围，具有对从所述熔液喷嘴流下的熔融金属喷射气体的多个喷射孔，所述多个喷射孔的中心轴分别相对于所述熔液喷嘴的中心轴向左右的任一方偏移，所述多个喷射孔的中心轴的各个中心轴与所述熔液喷嘴的中心轴处于扭转的位置。2.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置，其特征在于，所述多个喷射孔的中心轴分别相对于所述熔液喷嘴的中心轴偏移的方向在全部所述多个喷雾喷嘴中相同。3.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置，其特征在于，所述多个喷射孔的中心轴分别相对于所述熔液喷嘴的中心轴偏移的方向在所述多个喷雾喷嘴中的相邻的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：芝山隆史，江口滋信，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：