金属粉末制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种金属粉末制造装置，即使在喷雾槽内由熔液喷嘴和气体喷射喷嘴构成的喷雾喷嘴的个数增加，也能够抑制每一个喷雾喷嘴的金属粉末的制造效率的降低。金属粉末制造装置具备：喷雾槽(4)；以及多个喷雾喷嘴(20A、20B)，其分别具有使熔融金属(8)向喷雾槽(4)内流下的熔液喷嘴(11)、及从多个喷射孔(91)向从熔液喷嘴(11)流下的熔融金属(8)喷射气体的气体喷射喷嘴(71)。喷雾槽(4)的截面积A1[mm2]被设定为将喷雾喷嘴(20)的个数n(n为2以上的整数)乘以规定的面积值c1而得到的值。数)乘以规定的面积值c1而得到的值。数)乘以规定的面积值c1而得到的值。

【技术实现步骤摘要】
金属粉末制造装置


[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来制造微粒状的金属(金属粉末)的金属粉末制造装置。

技术介绍

[0002]对于由熔融金属制造微粒状的金属(金属粉末)的方法，存在包括气体雾化法、水雾化法在内的雾化法。气体雾化法是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非活性气体。从熔液喷嘴流下的熔融金属被来自气体喷射喷嘴的非活性气体流分割而成为微细的多个金属液滴被喷雾到喷雾槽内。各金属液滴在喷雾槽内落下，通过表面张力一边球化一边凝固。由此，在比喷雾槽底部的料斗靠下游侧处回收球状的金属粉末。
[0003]近年来，以层叠大量的金属粒子而造形期望的形状的金属的金属三维打印机的材料等为代表，与在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高涨。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非常细，例如为20～50μm左右。
[0004]作为利用金属粉末制造装置高效地制造微细的金属粉末的方法，有增加每单位时间的出液量(向喷雾槽内流下的熔液的量)的方法。在该情况下，增加熔液喷嘴的节流孔径(熔液喷嘴截面积)来使出液量增加。若出液量增加，则为了金属粉末的微粒化，还需要增加气体喷射喷嘴的气体压力。但是，由此得到的粉末的粒径分布成为宽分布(broad distribution)，与熔液喷嘴截面积的增加前的尖分布不同。另外，若增加气体压力，则为了防止金属向喷雾槽(腔室)的底部附着而需要增加喷雾槽的高度，从而金属粉末制造装置的维护性可能降低。进而，可能需要变更熔液喷嘴的材质、厚度以提高熔液喷嘴的耐久性。若像这样增加出液量，则需要变更与其相应的各种设计条件、运用条件，而调整需要时间。
[0005]为了解决上述课题，专利文献1(国际公开第2019/112052号)不是增加每一个熔液喷嘴的出液量，而是通过增加喷雾槽内的熔液喷嘴的个数来增加一个喷雾槽中的每单位时间的出液量。由此，各熔液喷嘴的截面积不变，也不需要增加(变更)气体压力，因此与使每一个熔液喷嘴的出液量增加的情况相比，能够抑制出液量增加前后的粒径分布的变化。另外，由于没有气体压力的变更，因此也能够防止金属向喷雾槽附着，也减少了改变喷雾槽的高度、即装置的高度的必要性。进而，不需要变更出液量增加时的设计、运用条件，能够提供在不改变喷雾槽的体型的情况下高效地制造微细的金属粉末的金属粉末制造装置。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：国际公开第2019/112052号
[0009]但是，若如专利文献1那样增加熔液喷嘴的个数，则气体喷射喷嘴的个数也同样地增加。若气体喷射喷嘴的个数增加，则相应地喷射气体量增加而喷雾槽内的压力上升，其结果是，金属粉末制造装置的排气速度降低，金属粉末的制造效率有可能降低。而且，若喷雾
喷嘴的个数增加，则喷出的金属液滴与喷雾槽的内壁碰撞而收率有可能降低，也需要适当地管理喷雾喷嘴与喷雾槽的侧壁的距离。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于，提供即使在喷雾槽内由熔液喷嘴和气体喷射喷嘴构成的喷雾喷嘴的个数增加、也能够抑制每一个喷雾喷嘴的金属粉末的制造效率的降低的金属粉末制造装置。
[0011]本申请包括多个解决上述课题的手段，举其一例，一种金属粉末制造装置，其具备：喷雾槽；以及多个喷雾喷嘴，其分别具有使熔融金属向所述喷雾槽内流下的熔液喷嘴、及从多个喷射孔向从所述熔液喷嘴流下的熔融金属喷射气体的气体喷射喷嘴，所述喷雾槽的截面积A1[mm2]是将所述喷雾喷嘴的个数n(n为2以上的整数)乘以规定的面积值c1而得到的值。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，即使喷雾槽内的喷雾喷嘴的个数增加，也能够抑制排气速度的降低，因此能够抑制每一个喷雾喷嘴的金属粉末的制造效率的降低。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的实施方式的气体雾化装置的整体结构图。
[0015]图2是本专利技术的实施方式的气体雾化装置的气体喷射器200周边的剖视图。
[0016]图3是本专利技术的实施方式的气体喷射器200的立体图。
[0017]图4是构成第一气体喷射喷嘴20A的多个喷射孔91的气体喷射方向25与来自第一熔液喷嘴11A的熔液的流下区域27的关系图。
[0018]附图标记说明：
[0019]1…
熔解槽，2
…
料斗，3
…
喷射气体供给管，4
…
喷雾槽，5
…
采集部，6
…
非活性气体，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
…
气体配管，71
…
气体喷射喷嘴，91
…
喷射孔，200
…
气体喷射器。
具体实施方式
[0020]以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0021]图1是本专利技术的实施方式的金属粉末制造装置即气体雾化装置的整体结构图。图1的气体雾化装置具备：熔解槽1，其收纳有坩埚(也称为中间包(tundish))100，该坩埚100储存有液体状的金属即熔融金属(熔液)7；气体喷射器200，其向从坩埚100经由熔液喷嘴(后述)11呈细流流下的熔液8吹送高压气体(气体流体)而将其粉碎成多个微粒(金属粒子)15，从而将熔融金属液体喷雾；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；以及喷雾槽4，其是保持为非活性气体气氛的容器，使从气体喷射器200喷雾出的微粒状的液体金属在落下过程中急冷凝固。
[0022]熔解槽1内优选保持为非活性气体气氛。
[0023]喷雾槽4是在上部及中部具有相同直径的圆筒状的容器。在喷雾槽4的下部设置有
料斗2。料斗2用于回收在喷雾槽4内落下过程中凝固的粉末状的固体金属，由采集部5和锥形部41构成。从促进由料斗2进行的金属粉末的回收的观点出发，锥形部41越接近采集部5则直径越小。锥形部41的下端与采集部5的上端连接。采集部5位于非活性气体的流动方向的下游侧，在采集部5连接有气体配管61。非活性气体6与凝固了的金属粉末一起从气体配管61向装置外排出。如果以通过非活性气体6而在采集部5内产生回旋流的方式向装置外排气，则能够高效地回收金属粉末。作为采集部5的形状，可以选择具有底部(底面)的圆筒。在气体配管61的下游也可以连接产生回旋流的粉体分离器(旋风分离器)。即金属粉末在采集部5的底部或旋风分离器的底部被回收。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末制造装置，其中，所述金属粉末制造装置具备：喷雾槽；以及多个喷雾喷嘴，其分别具有使熔融金属向所述喷雾槽内流下的熔液喷嘴、及从多个喷射孔向从所述熔液喷嘴流下的熔融金属喷射气体的气体喷射喷嘴，所述喷雾槽的截面积A1[mm2]是将所述喷雾喷嘴的个数n乘以规定的面积值c1而得到的值，n为2以上的整数。2.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置，其中，所述规定的面积值c1是满足61,250π[mm2]≤c1≤80,000π[mm2]的值。3.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置，其中，所述金属粉末制造装置还具备气体配管，所述气体配管在气体流的下游侧与所述喷雾槽连接，所述气体配管的截面积A2[mm2]是将所述喷雾喷嘴的个数n乘以规定的面积值c2而得到的值。4.根据权利要求3所述的金属粉末制造装...

【专利技术属性】
技术研发人员：芝山隆史，今野晋也，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：