專利名稱：金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備和金屬粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備和一種金屬粉末。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，通過霧化方法將熔融金屬粉碎成金屬粉末的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備(霧化器)已經(jīng)用于生產(chǎn)金屬粉末。現(xiàn)有技術(shù)中已知的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的示例包括在JP-B-3-55522中披露的熔融金屬霧化和粉碎設(shè)備。
熔融金屬霧化和粉碎設(shè)備設(shè)置有噴射口和噴嘴，所述噴射口用于在向下方向上噴射熔體(或熔浴)(熔融金屬)，所述噴嘴具有從熔體噴嘴噴射的熔體流過的流動(dòng)通路、和開口到流動(dòng)通路內(nèi)的狹縫。水從噴嘴的狹縫被噴射。
上述在先技術(shù)的設(shè)備被設(shè)計(jì)成通過使流過流動(dòng)通路的熔體與從狹縫噴射的水碰撞，從而將熔體分散成很多微細(xì)液滴的形式，并使很多微細(xì)液滴冷卻和凝固。
從噴射口噴射的熔體通過流動(dòng)通路自由落下，并與水接觸。然而，熔體的通道的路徑隨很多因素例如水的流速、噴嘴的形狀等變化，這又會(huì)改變其中熔體與水接觸的位置。
這導(dǎo)致了下面的問題熔體在它的分散、冷卻和凝固狀態(tài)方面改變，由此產(chǎn)生了所生產(chǎn)的金屬粉末的粒度或顆粒尺寸分布上的變化。
而且，因?yàn)橹車諝獗灰氡粶p壓的流動(dòng)通路內(nèi)，所以在流動(dòng)通路的附近產(chǎn)生了空氣流。然而，當(dāng)與空氣接觸時(shí)，熔體可以由于溫度降低而凝固或由于氧化而變質(zhì)或降解，由此存在最終的金屬粉末出現(xiàn)質(zhì)量降低的可能性。特別地，此問題在熔融金屬含有很高活性金屬成分例如Ti和Al的情況下變得突出。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，所述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備可以有效地生產(chǎn)出具有均勻粒度的微細(xì)(即，精細(xì)，細(xì)微)金屬粉末，并且提供由所述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的質(zhì)量提高的金屬粉末。
本發(fā)明的第一方面涉及一種金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備。所述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備包括供給熔融金屬供給部分和設(shè)置在所述供給部分下面的噴嘴。所述噴嘴包括流動(dòng)通路和孔，所述流動(dòng)通路由噴嘴的內(nèi)圓周表面限定，從供給部分供給的熔融金屬能夠流過所述流動(dòng)通路，且所述流動(dòng)通路具有底端部分，所述孔朝向流動(dòng)通路的底端部分開口、用于將流體噴射到流動(dòng)通路內(nèi)。
通過使流過流動(dòng)通路的熔融金屬與從噴嘴的孔噴射的流體接觸，熔融金屬能夠被分散并轉(zhuǎn)變成很多微細(xì)液滴，從而很多微細(xì)液滴被冷卻并凝固以便生產(chǎn)出金屬粉末。
所述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)一步包括管狀部件，所述管狀部件設(shè)置在供給部分與噴嘴的流動(dòng)通路之間，所述管狀部件具有頂端、底端和孔腔，從供給部分供給的熔融金屬通過所述孔腔以與流體接觸。
根據(jù)上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，因?yàn)楣軤畈考O(shè)置在供給部分與流動(dòng)通路之間，所以熔融金屬可以通過管狀部件被引導(dǎo)到流動(dòng)通路的適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)位置。因此，此金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備可以有效地生產(chǎn)出具有均勻粒度的微細(xì)金屬粉末。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件布置成管狀部件的底端大約位于流動(dòng)通路的中間位置。
這保證了熔融金屬通過管狀部件的內(nèi)部被供給到出現(xiàn)最猛烈減壓的部分。結(jié)果，可以可靠地防止或抑制將由熔融金屬與空氣接觸引起的不利效果。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述流動(dòng)通路具有其由噴嘴的內(nèi)圓周表面限定的內(nèi)徑在向下的方向上連續(xù)減小的部分。
這有助于使噴嘴的內(nèi)圓周表面平滑。被吸入流動(dòng)通路內(nèi)的空氣沿逐漸減小的內(nèi)徑部分的內(nèi)圓周表面沒有任何障礙地加速，從而減小了流動(dòng)通路內(nèi)的壓力。這使得可以微細(xì)地分散熔融金屬并獲得微細(xì)尺寸的液滴。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述流動(dòng)通路具有最小內(nèi)徑部分，且所述管狀部件布置成管狀部件的底端位于流動(dòng)通路的最小內(nèi)徑部分附近。
這保證了吸入流動(dòng)通路內(nèi)的空氣的流速在管狀部件的底端附近變成最快，為此，壓力在底端附近被進(jìn)一步減小。這使得可以微細(xì)地分散熔融金屬并獲得特別微細(xì)的液滴。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件的頂端與供給部分接觸。
這使得可以切斷空氣，所述空氣否則將在管道部件的頂端通過下落的熔融金屬被吸收并被引入管道部件內(nèi)。結(jié)果，變得可以抑制所述不利效果(例如流動(dòng)路線的干擾、溫度的降低和熔融金屬的氧化)，所述不利效果是熔融金屬接觸空氣引起的。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件的頂端氣密地連接到供給部分。
這使得可以更加可靠地防止空氣在管狀部件的頂端被引入管狀部件內(nèi)。而且，管狀部件的底端部分由在管狀部件的下面流動(dòng)的空氣流減壓。結(jié)果，熔融金屬以如此方式被噴射，即它被從管狀部件的孔吸出，從而防止凝固的材料粘附到孔的周邊上。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件的孔腔具有1至400mm2的橫截面積。
使用具有這種尺寸范圍的管狀部件使得本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備可以有效地生產(chǎn)出具有均勻粒度的極微細(xì)的金屬粉末。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件具有大致圓柱形的形狀。
這保證了當(dāng)熔融金屬從管狀部件的底端面(底端部分)落下時(shí)，液滴在水平方向上分布成沒有任何不均勻地與通常圓錐形狀的流體射束接觸。結(jié)果，流體射束使得液滴在總體上可以被均勻地分散并被冷卻，由此生產(chǎn)出具有均勻粒度的金屬粉末。這也有助于防止引入流動(dòng)通路內(nèi)的空氣流被管狀部件無意地干擾、且由此熔融金屬的下落線路被改變的可能性。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件設(shè)置有分開裝置，所述分開裝置用于大體上均勻地、以發(fā)散的方式分開已經(jīng)通過管狀部件的孔腔的熔融金屬。
使用分開裝置使得液滴均勻地下落在整個(gè)流動(dòng)通路上，從而使得液滴與圓錐形流體射束大體上均勻地接觸，且具有很高冷卻效率地被冷卻和凝固。這使得可能以更加可靠的方式獲得均勻的金屬粉末。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件具有底端面，且所述分開裝置包括至少一個(gè)凸起，所述至少一個(gè)凸起沿管狀部件的底端面的圓周方向設(shè)置。
這樣的凸起可以容易地用作分開裝置，所述分開裝置用來沿管狀部件的圓周方向上大體上均勻地分開已經(jīng)通過管狀部件的孔腔的熔融金屬。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述至少一個(gè)凸起包括多個(gè)凸起。
即使管狀部件的軸線例如相對(duì)于垂直方向保持稍微傾斜，這也有助于消除液體集中在底端面的局部區(qū)域的可能性。這使得液滴均勻地下落在整個(gè)流動(dòng)通路上。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述多個(gè)凸起沿管狀部件的底端面的圓周方向大體上等間距布置。
這使得容易沿管狀部件的圓周方向大體上均勻地形成液體。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述至少一個(gè)凸起包括具有環(huán)狀形狀的一個(gè)凸起。
這使得凸起可以用作能夠均勻地分開熔融金屬的分開裝置。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述至少一個(gè)凸起具有尖銳的底端。
這有助于減小液滴與管狀部件之間的接觸面積，從而使得液滴與管狀部件快速分離。結(jié)果，可以進(jìn)一步縮短液滴停留在管狀部件的表面上的時(shí)間，即液滴與空氣接觸的時(shí)間。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件是具有底壁的、底部有壁的管狀形狀，且所述分開裝置包括多個(gè)孔，所述多個(gè)孔在底壁內(nèi)形成為均勻地分布在底壁內(nèi)。
這保證了熔融金屬在經(jīng)受一次破裂之前就被分成小和均勻尺寸的金屬流，這使得在一次破裂中可以獲得窄的粒度分布的更微細(xì)的液滴。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述管狀部件由陶瓷材料制成。
優(yōu)選地使用陶瓷材料，因?yàn)樘沾刹牧夏蜔嵝蕴貏e高且較少可能受到例如氧化的化學(xué)變化。而且，陶瓷材料顯示了相對(duì)高的熱絕緣特性(相對(duì)低的熱導(dǎo)率)，這提供了抑制熔融金屬的溫度降低的優(yōu)點(diǎn)。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述流體是液體形式。
液體流體具有大于氣體流體的比重和熱容的比重和熱容，并且因此可以使得熔融金屬更微細(xì)和在很短的時(shí)間段內(nèi)有效地冷卻熔融金屬(在二次破裂過程中)。而且，液體流體易于吸收更大量的空氣，這意味著液體流體可以將流動(dòng)通路內(nèi)的壓力(大氣壓力)減小到更低水平，并進(jìn)一步便于在一次破裂過程中粉碎熔融金屬。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述熔融金屬包含Ti和Al中的至少一種。
這些成分是高度活性的，且作為公知常識(shí)，含有這些成分的熔融金屬難以粉碎，因?yàn)樗鋈廴诮饘僖子谕ㄟ^與空氣的短時(shí)接觸就被容易地氧化為氧化膜。本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備甚至可以容易地使這種熔融金屬粉末化。
在上述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備中，優(yōu)選的是所述噴嘴包括第一部件和布置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件與第二部件之間留出空間以形成孔，所述第一部件具有凹入部分，所述凹入部分沿流動(dòng)通路的圓周方向形成為對(duì)應(yīng)于流動(dòng)通路的部分的環(huán)狀形狀，且空氣流被所述凹入部分干擾并朝向管狀部件定向，所述空氣流在從噴嘴的孔噴射的流體的作用下在流動(dòng)通路內(nèi)產(chǎn)生。
這保證了朝向管狀部件定向的空氣流沿管狀部件的外圓周表面向下流動(dòng)。因此，在管狀部件的底端部分內(nèi)，空氣流通過更靠近管狀部件的區(qū)域，從而進(jìn)一步促進(jìn)管狀部件的底端部分附近的壓力減小。
本發(fā)明的第二方面涉及一種由前述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的金屬粉末。
這使得可以獲得高質(zhì)量的金屬粉末。
在上面的金屬粉末中，優(yōu)選的是所述金屬粉末具有1至20μm范圍內(nèi)的平均粒度。
前面的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備可以被有利地用于生產(chǎn)這種微細(xì)金屬粉末。


通過下面結(jié)合附圖描述給出的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的上面和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。附圖如下圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的示意圖(縱剖視圖)；圖2是被圖1中的單點(diǎn)鏈線圍繞的區(qū)域(A)的放大局部視圖(示意圖)；圖3是被圖1中的單點(diǎn)鏈線圍繞的區(qū)域(B)的放大局部視圖(示意圖)；圖4是示意性圖示管狀部件的另一示范性構(gòu)造的局部剖視圖；圖5是示意性圖示管狀部件的再一示范性構(gòu)造的局部剖視圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的一些部分的放大局部視圖(示意圖)；和圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的一些部分的放大局部視圖(示意圖)。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備和金屬粉末。
第一實(shí)施例首先，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的示意圖(縱剖視圖)，圖2是被圖1中的單點(diǎn)鏈線圍繞的區(qū)域(A)的放大局部視圖(示意圖)，且圖3是被圖1中的單點(diǎn)鏈線圍繞的區(qū)域(B)的放大局部視圖(示意圖)。
在下面的描述中，僅為了便于理解，圖1至3中的上側(cè)被稱為“頂”或“上”且下側(cè)被稱為“底”或“下”。
圖1中示出的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備(霧化器)1是利用霧化方法將熔融金屬Q(mào)粉碎成金屬粉末R的設(shè)備。金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1包括用于供給熔融金屬Q(mào)的供給部分(漏斗)2，設(shè)置在供給部分2下面的噴嘴3，設(shè)置在供給部分2與噴嘴3之間的管狀部件10。
現(xiàn)在將描述各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)。
如圖1中所示，供給部分2具有底部有壁的管狀部分。在供給部分2的內(nèi)部空間(空腔部分)22內(nèi)，臨時(shí)存儲(chǔ)了通過熔化金屬粉末的原材料而獲得的熔融金屬Q(mào)。
而且，噴射口23形成在供給部分2的底部21的中心。內(nèi)部空間22內(nèi)的熔融金屬Q(mào)在向下方向上自由落下、并從噴射口23被噴射。
噴嘴3布置在供給部分2下面。噴嘴3設(shè)置有第一流動(dòng)通路31，從供給部分2供給(噴射)的熔融金屬Q(mào)流過所述第一流動(dòng)通路31；和第二流動(dòng)通路32，從用于供給流體(本實(shí)施例中為水)的水源(沒有示出)供給的水S通過所述第二流動(dòng)通路32。
第一流動(dòng)通路31具有圓形橫截面并在噴嘴3的中心在垂直方向上延伸。第一流動(dòng)通路31被噴嘴3的內(nèi)圓周表面限定。
第一流動(dòng)通路31具有收斂形狀的逐漸減小的內(nèi)徑部分33(或稱為內(nèi)徑逐漸減小的部分)，所述逐漸減小的內(nèi)徑部分33的內(nèi)徑從噴嘴3的頂端面41朝向噴嘴3的底部逐漸減少。換言之，第一流動(dòng)通路31具有它的由噴嘴3的內(nèi)圓周表面限定的內(nèi)徑在向下的方向上連續(xù)減小的部分。由此，存在于噴嘴3的上面的空氣(氣體)G，被從孔34(后面描述)噴射的水S流吸入逐漸減小的內(nèi)徑部分33。
由此，被引入的空氣G在靠近逐漸減小的內(nèi)徑部分33(第一流動(dòng)通路31)的最小內(nèi)徑部分331處，即在孔34被開口的部分附近，顯示出最大的流速。當(dāng)空氣G以此方式流動(dòng)時(shí)，第一流動(dòng)通路31內(nèi)的壓力(大氣壓力)從頂部朝向最小內(nèi)徑部分331逐漸減小。
如果熔融金屬Q(mào)四周的壓力，當(dāng)保持在這種減壓狀態(tài)的熔融金屬Q(mào)通過第一流動(dòng)通路31時(shí)被減小，且如果周圍的減壓程度壓倒了凝聚力，那么熔融金屬Q(mào)被分散(經(jīng)受初次破碎)，并由此轉(zhuǎn)變成很多微細(xì)液滴Q1。
在第一流動(dòng)通路31內(nèi)熔融金屬通過降低周圍壓力經(jīng)受初次解體的位置將被稱為“初次破碎位置”。
盡管逐漸減小的內(nèi)徑部分33的最小內(nèi)徑部分331的附近已經(jīng)被描述為減壓最猛烈的區(qū)域，但是應(yīng)該理解的是，減壓最猛烈區(qū)域的確切位置不限于本實(shí)施例中的最小內(nèi)徑部分331的附近，而是可以基于逐漸減小的內(nèi)徑部分33和孔34等的形狀和角度等被改變。
在本實(shí)施例中，逐漸減小的內(nèi)徑部分33的內(nèi)徑在向下方向上連續(xù)減小。由此，逐漸減小的內(nèi)徑部分33具有平滑的內(nèi)圓周表面。被吸入逐漸減小的內(nèi)徑部分33的空氣G沿逐漸減小的內(nèi)徑部分33的內(nèi)圓周表面沒有任何障礙地加速，從而減小了第一流動(dòng)通路31內(nèi)的壓力。
特別地，在第一流動(dòng)通路31內(nèi)，空氣G的流速在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的最小內(nèi)徑部分331附近變成最快，這是因?yàn)閴毫υ谧钚?nèi)徑部分331的附近進(jìn)一步減小。這使得可以微細(xì)地分散熔融金屬Q(mào)并可以獲得微細(xì)尺寸的液滴Q1。
如圖2中所示，第二流動(dòng)通路32由以下組成孔34，所述孔34朝向第一流動(dòng)通路31的底端部(最小內(nèi)徑部分331附近)開口；保存部分35，所述保存部分35用于臨時(shí)保持水S；和引入通路36，水S通過所述引入通路36從保存部分35被引入到孔34內(nèi)。
保存部分35連接到水源以接收來自水源的水S。保存部分35通過引入通路36與孔34連通。
引入通路36是其縱剖面為楔形形狀的區(qū)域。這使得可以逐漸增加從保存部分35流到引入通路36內(nèi)的水S的流速，并因此可以穩(wěn)定地從孔34噴射具有增加的流速的水S。
孔34是在其處順序通過了保存部分35和引入通路36的水S然后被噴射或噴出到第一流動(dòng)通路31內(nèi)的區(qū)域。
孔34開口成在噴嘴3的整個(gè)內(nèi)圓周表面上的狹縫的形式。而且，孔34在相對(duì)于第一流動(dòng)通路31的中心軸線0傾斜的方向上開口。
通過如此方式形成的孔34，水S作為大致圓錐輪廓的流體射束S1噴射，且所述圓錐輪廓的頂點(diǎn)S2位于下側(cè)(見圖1)。熔融金屬Q(mào)與流體射束S1接觸，并被分散(經(jīng)受第二次破裂)成更加微細(xì)的形狀。
此時(shí)，液滴Q1被冷卻和凝固以生產(chǎn)出金屬粉末R。由此金屬粉末R被容納在布置在金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1下面的容器(沒有示出)內(nèi)。
如圖1和2中所示，第一流動(dòng)通路31和第二流動(dòng)通路32形成在其內(nèi)的噴嘴3包括圓盤狀形狀(環(huán)狀形狀)的第一部件4和與第一部件4同心布置的圓盤狀形狀(環(huán)狀形狀)的第二部件5。第二部件5布置在第一部件4的下面且在它們之間留出空間37。
孔34、引入通路36和保存部分35被以這種方式布置的第一部件4和第二部件5分別限定。即，第二流動(dòng)通路32通過形成在第一部件4與第二部件5之間的空間37提供。
第一部件4和第二部件5的構(gòu)成材料的示例包括，但是不是特別限于，各種金屬材料。特別地，優(yōu)選地使用不銹鋼。
如圖1中所示，由管狀主體形成的蓋子7被固定不變地固定到第二部件5的底端面51上。蓋子7與第一流動(dòng)通路31同心地布置。使用蓋子7可以防止金屬粉末R在它們落下時(shí)飛散，藉此金屬粉末R可以可靠地容納在容器內(nèi)。
優(yōu)選地，蓋子7氣密地連接到第二部件5的底端面。這使得可以防止外部空氣流入蓋子7。結(jié)果，當(dāng)液滴Q1經(jīng)受二次破裂時(shí)，可以可靠地防止液滴Q1與外部空氣接觸、并防止遭受否則會(huì)出現(xiàn)的氧化變質(zhì)。
在流體射束S1的作用下，蓋子7內(nèi)部保持在減壓狀態(tài)。這進(jìn)一步減小了與蓋子7內(nèi)部連通的第一流動(dòng)通路31內(nèi)的壓力。結(jié)果，熔融金屬Q(mào)在一次破裂中被更加微細(xì)地分裂，這使得可以獲得甚至更微細(xì)的液滴Q1，最終獲得甚至更微細(xì)的金屬粉末R。
從這點(diǎn)看，蓋子7的內(nèi)徑優(yōu)選地為孔34的環(huán)徑(環(huán)狀孔34的直徑)的大約1至4倍大，優(yōu)選地1.5至3倍大。這使得可以充分地減少蓋子7內(nèi)的壓力，同時(shí)充分冷卻液滴Q1。
如果蓋子7的內(nèi)徑小于上面提到的下限值，那么存在在二次破裂中通過分裂液滴Q1而形成的液滴沒有被充分冷卻的可能性。由此，獲得的金屬粉末R可以具有異常的形狀。
另一方面，如果蓋子7的內(nèi)徑大于上面提到的上限值，那么可以存在蓋子7內(nèi)的壓力不能被充分降低的情形。這使得不可以進(jìn)一步降低與蓋子7的內(nèi)部連通的第一流動(dòng)通路31的內(nèi)部的壓力。
現(xiàn)在，在先技術(shù)的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備(霧化器)構(gòu)造成從供給部分的噴射口噴射的熔融金屬在空氣中自由地下落通過流動(dòng)通路并與流體射束接觸。
如上所述，在流體射束的作用下，在流體通路內(nèi)產(chǎn)生了氣流。由此，自由下落的熔融金屬的下落路線被氣流干擾。這意味著當(dāng)熔融金屬通過一次破裂位置時(shí)，熔融金屬?zèng)]有遵從恒定的通道路線。
結(jié)果，出現(xiàn)了分散(一次破裂)程度，例如液滴的尺寸的變化，由此產(chǎn)生了下面的問題最終獲得的金屬粉末的粒度分布散開在很寬的范圍內(nèi)。
而且，由于引入到流動(dòng)通路內(nèi)的空氣與自由下落的熔融金屬接觸的事實(shí)，以加速的方式熔融金屬因?yàn)闇囟冉档投獭⒉⒂捎谘趸冑|(zhì)或降解，這產(chǎn)生了下面的另一個(gè)問題凝固的金屬粘附到噴射口上。
由此，特別當(dāng)熔融金屬含有高度活性金屬成分例如Ti和Al時(shí)，產(chǎn)生了采用尺寸稍微大些的噴射口23的需要。在這種情況下，最終的金屬粉末的粒度也與噴射口23的尺寸成比例地增加，從而使得難以獲得微細(xì)尺寸和高質(zhì)量的金屬粉末。
在本發(fā)明中，管狀部件10設(shè)置在供給部分2與噴嘴的第一流動(dòng)通路31之間。管狀部件10用來將從噴射口23噴射的熔融金屬Q(mào)通過它的內(nèi)部(孔腔)引入到第一流動(dòng)通路31內(nèi)。
由于管狀部件10的防護(hù)熔融金屬Q(mào)免受空氣G流影響的能力，管狀部件10能夠?qū)⑷廴诮饘貿(mào)引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)位置，藉此熔融金屬Q(mào)在一次破裂位置可以可靠地經(jīng)受一次破裂。由此，熔融金屬Q(mào)通過減壓被可靠地分散，從而產(chǎn)生具有均勻的粒度的微細(xì)金屬粉末R。
而且，因?yàn)槿廴诮饘貿(mào)免受空氣G流的影響，所以可以抑制由溫度降低引起的凝固和由氧化引起的熔融金屬Q(mào)的變質(zhì)或降解。因此，即使在金屬粉末含有高活性金屬成分的情況下，金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1也可以容易地生產(chǎn)金屬粉末R。
而且，由于這種有利的效果，即使當(dāng)噴射口23的尺寸被制得很小以便減少熔融金屬Q(mào)的噴射量時(shí)，也仍然可以抑制由溫度降低引起的凝固和由氧化引起的熔融金屬Q(mào)的變質(zhì)或降解，由此使得熔融金屬Q(mào)以可靠的方式被噴射。
此外，熔融金屬Q(mào)的噴射量的減少使得微細(xì)液滴Q1形成有與噴射量成比例的尺寸，并最終使得可以獲得更微細(xì)的金屬粉末R。
通過金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1生產(chǎn)的金屬粉末R具有優(yōu)選地在大約1至20μm范圍內(nèi)的更優(yōu)選地在大約1至10μm范圍內(nèi)的平均粒度。本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備可以有利地用于生產(chǎn)這種微細(xì)金屬粉末R。
在本實(shí)施例中，如圖3中所示，管狀部件10是細(xì)長構(gòu)造并具有底部有壁的管狀形狀。設(shè)置在供給部分2與第一流動(dòng)通路31之間的管狀部件10，在它的頂端側(cè)具有單個(gè)開口11，并在它的底壁上具有多個(gè)小直徑孔12。
通過孔12，流過管狀部件10的熔融金屬Q(mào)被分開為多個(gè)金屬流。這使得熔融金屬Q(mào)在一次破裂中破裂成更微細(xì)的液滴Q1。即，多個(gè)孔12起分開裝置的作用，所述分開裝置用于在管狀部件10的圓周方向上大體上相等地分開熔融金屬Q(mào)(以發(fā)散的方式)。
從這點(diǎn)看，優(yōu)選的是，孔12在管狀部件10的底壁(底部)內(nèi)形成為均勻地分配在底壁內(nèi)。這保證了熔融金屬Q(mào)在經(jīng)受一次破裂之前就被分成小和均勻尺寸的金屬流，這使得在一次破裂中可以獲得窄的粒度分布的更微細(xì)的液滴Q1。
孔12中每一個(gè)的內(nèi)徑?jīng)]有特別地限于、但是可以優(yōu)選地在大約1至10mm的范圍內(nèi)更優(yōu)選地在大約1至5mm的范圍內(nèi)。如果孔12中每一個(gè)的內(nèi)徑落入上述范圍，那么變得可以形成微細(xì)液滴Q1，同時(shí)防止孔12被凝固的熔融金屬Q(mào)材料或者通過熔融金屬Q(mào)的表面張力被阻塞。
如圖1中所示，管狀部件10以如此方式布置，即管狀部件10可以與噴射口23同心且與第一流動(dòng)通路31的中心軸線0一致。而且，如圖3中所示，管狀部件10的頂端與供給部分2的底部21保持接觸。
這使得可以切斷空氣G，所述空氣G否則將在管道部件10的頂端通過下落的熔融金屬Q(mào)被吸收并被引入管道部件10內(nèi)。結(jié)果，變得可以抑制前述不利效果(例如熔融金屬Q(mào)的流動(dòng)路線的干擾、溫度的降低和氧化)，所述不利效果是熔融金屬Q(mào)接觸空氣G引起的。
另一方面，管狀部件10的底端布置成大約位于第一流動(dòng)通路31的中間位置。這保證了熔融金屬Q(mào)通過管狀部件10的內(nèi)部被供給到減壓發(fā)生最猛烈的最小內(nèi)徑部分331附近。結(jié)果，可以可靠地防止或抑制將由熔融金屬Q(mào)與空氣G的接觸引起的不利效果。
在此連接中，優(yōu)選的是，管狀部件10的底端位于一次破裂位置附近。這保證了熔融金屬Q(mào)當(dāng)從管狀部件10的底端噴射時(shí)就經(jīng)受一次破裂。結(jié)果，可以獲得超微細(xì)的液滴Q1。
一次破裂位置易于隨熔融金屬Q(mào)的成分和粘性、以及噴嘴3的逐漸減小的內(nèi)徑部分33和孔34的形狀和角度而變化。由此，理想的是，管狀部件10的底端的位置基于一次破裂位置得到調(diào)整。
而且，經(jīng)常的情形是，一次破裂位置通常位于第一流動(dòng)通路31的減壓最猛烈的區(qū)域內(nèi)，或在第一流動(dòng)通路31的減壓最猛烈的區(qū)域附近。因此，本實(shí)施例中的一次破裂位置位于最小內(nèi)徑部分331附近。
由此，在本實(shí)施例中，由于管狀部件10的底端位于最小內(nèi)徑部分331附近的事實(shí)，熔融金屬Q(mào)在它從管狀部件10噴射出之后就立即經(jīng)受一次破裂。這使得熔融金屬Q(mào)在高溫和低粘性時(shí)經(jīng)受一次破裂，從而使得可以獲得甚至更微細(xì)的液滴Q1，并最終獲得甚至更微細(xì)的金屬粉末R。
而且，如果熔融金屬Q(mào)是可以變成無定形粉末顆粒的成分，那么通過減小液滴Q1的尺寸，可以增加液滴Q1的冷卻速度。這使得可以更加可靠地將原子排列保持在液體狀態(tài)，從而獲得具有更高無定形程度的無定形金屬粉末R。
也優(yōu)選的是，管狀部件10在它的頂端氣密地連接到供給部分2。這使得可以更加可靠地防止空氣G在管狀部件10的頂端被引入管狀部件10內(nèi)。
而且，管狀部件10的底端部分由在管狀部件10的下面流動(dòng)的空氣G流減壓。結(jié)果，熔融金屬Q(mào)以如此方式被噴射，即它被從管狀部件10的孔12吸出，從而防止凝固的材料粘附到孔12的周邊上。
盡管基于噴射口23的尺寸，即下落的熔融金屬流的外徑，管狀部件10的尺寸可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，但是，管狀部件10的孔腔的橫截面面積優(yōu)選地在大約1至400mm2的范圍內(nèi)更優(yōu)選地在5至80mm2的范圍內(nèi)。使用具有這種尺寸范圍的管狀部件10使得本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備能夠有效地生產(chǎn)具有均勻粒度的極微細(xì)金屬粉末R。
盡管供給部分2和管狀部件10在本實(shí)施例中保持接觸，但是它們也可以彼此間隔開。
而且，管狀部件10優(yōu)選地為圓柱形形狀。這保證了當(dāng)熔融金屬Q(mào)從管狀部件10的底端面落下時(shí)，液滴Q1在水平方向上分布成沒有任何不均勻地與通常圓錐形狀的流體射束S1接觸。結(jié)果，流體射束S1使得液滴Q1在總體上可以被均勻地分散并被冷卻，由此生產(chǎn)出具有均勻粒度的金屬粉末R。
這也有助于防止(或消除)引入第一流動(dòng)通路31內(nèi)的空氣G流被管狀部件10無意地干擾、且熔融金屬Q(mào)的下落線路最終被改變的可能性。
可選地，形成在管狀部件10的底壁內(nèi)的多個(gè)孔12可以在數(shù)量上減少到單個(gè)，且管狀部件10可以具有沒有底壁的管狀形狀。
圖4和5示意性圖示管狀部件的其它示范性構(gòu)造的局部剖視圖。
圖4中圖示的管狀部件10具有在管狀部件10的底端面的圓周方向上延伸的環(huán)狀凸起13。凸起13可以方便地用作分開裝置，所述分開裝置用來在管狀部件10的圓周方向上大體上均勻地分開已經(jīng)通過管狀部件10的孔腔的熔融金屬Q(mào)(以發(fā)散的方式)。
使用分開裝置可以使得液滴Q1均勻地下落在整個(gè)第一流動(dòng)通路31上，從而使得液滴Q1與圓錐形流體射束S1大體上均勻地接觸，且具有很高冷卻效率地被冷卻和凝固。這使得可能以更加可靠的方式獲得均勻的金屬粉末R。
通過將凸起13形成為上述的這種環(huán)狀形狀，凸起13用作能夠更加均勻地分開熔融金屬Q(mào)的分開裝置。如果已經(jīng)通過管狀部件10的熔融金屬Q(mào)至到達(dá)管狀部件10的底部開口12附近，熔融金屬Q(mào)就通過表面張力朝向管狀部件10的內(nèi)壁移動(dòng)，并沿著內(nèi)壁下流以到達(dá)凸起13的底端部分，同時(shí)被分成液滴Q1。
如圖4中圖示的，凸起13在它的下端是銳邊的。這有助于減小液滴Q1與管狀部件10之間的接觸面積，從而使得液滴Q1與管狀部件10快速分離。結(jié)果，可以進(jìn)一步縮短液滴Q1停留在管狀部件10的表面上的時(shí)間，即液滴Q1與空氣G接觸的時(shí)間。
圖5中示出的管狀部件10具有多個(gè)隆起部分(凸起)14，所述隆起部分14沿管狀部件10的底端面的圓周方向以大體上等間距地布置。這使得隆起部分14起分開裝置的作用，所述分開裝置在管狀部件10的圓周方向上大體上均勻地分開已經(jīng)通過管狀部件10的孔腔的熔融金屬Q(mào)(以發(fā)散的方式)。這提供了與由前述凸起13提供的效果相同的有利效果。
通過將隆起部分14沿管狀部件10的底端面的圓周方向形成為多個(gè)數(shù)量，變得容易沿管狀部件10的底端面(底端部分)的圓周方向、以大體上相等的間隔形成液滴Q1，且即使管狀部件10的軸線例如相對(duì)于垂直方向保持稍微傾斜，也沒有液體Q1集中在底端面的局部區(qū)域的可能性。這使得液滴Q1均勻地下落在整個(gè)第一流動(dòng)通路31上。
分開裝置的其它示例包括與管狀部件10的軸線平行地形成在管狀部件10的內(nèi)圓周表面上的狹槽或凸起。此構(gòu)造的分開裝置可以提供上述優(yōu)點(diǎn)。
管狀部件10可以由以下范圍內(nèi)的任何材料制成，所述材料展示出足夠大的耐熱性以致當(dāng)與熔融金屬Q(mào)接觸時(shí)不會(huì)遭受變質(zhì)或降解。管狀部件10的組成材料的示例包括例如氧化鋁和氧化鋯的各種陶瓷材料以及例如鎢的各種耐熱性金屬材料。
在這些材料中，陶瓷材料特別優(yōu)選地用作管狀部件10的組成材料。原因是陶瓷材料耐熱性特別高且較少可能受到例如氧化的化學(xué)變化。而且，陶瓷材料顯示了相對(duì)高的熱絕緣特性(相對(duì)低的熱導(dǎo)率)，這提供了抑制熔融金屬Q(mào)的溫度降低的優(yōu)點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，水S用作流體的例子已經(jīng)得到代表性地描述。所述流體也可以是任何類型的液體或氣體冷卻劑，但是在本實(shí)施例中優(yōu)選地使用液體流體。液體流體具有大于氣體流體的比重和熱容的比重和熱容，并且因此可以使得熔融金屬Q(mào)更微細(xì)和在很短的時(shí)間段內(nèi)有效地冷卻熔融金屬Q(mào)(在二次破裂過程中)。
而且，液體流體易于吸收更大量的空氣G，這意味著液體流體可以將第一流動(dòng)通路31內(nèi)的壓力(大氣壓力)減小到更低水平，并進(jìn)一步便于在一次破裂過程中粉碎熔融金屬Q(mào)。
熔融金屬Q(mào)可以含有任何種類的成分，且甚至含有例如Ti和Al中至少一種的金屬材料可以被用作熔融金屬Q(mào)。這些成分是高度活性的，且作為公知常識(shí)，含有這些成分的熔融金屬Q(mào)難以粉碎，因?yàn)樗鋈廴诮饘貿(mào)易于通過與空氣G的短時(shí)接觸就被容易地氧化為氧化膜。本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備甚至可以容易地使這種熔融金屬Q(mào)粉末化。
使用上文中描述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1使得可以有效地生產(chǎn)具有均勻粒度的微細(xì)金屬粉末R。
在這種高質(zhì)量的金屬粉末R例如被用作研磨材料(所述研磨材料用于研磨工件的表面)的情況下，可以保證的是，當(dāng)研磨材料即本發(fā)明的金屬粉末朝工件噴射時(shí)，各個(gè)顆粒的動(dòng)能變得幾乎相等，從而可以使用與動(dòng)能成比例的均勻的研磨力執(zhí)行研磨操作。這使得工件被加工為具有很高的加工精度。
而且，如果本發(fā)明的金屬粉末例如被用作用于形成壓塊的未加工的粉末，那么可以防止出現(xiàn)形成例如空隙的缺陷，并可以獲得具有高密度的壓塊。通過烘焙由此獲得的壓塊，也可以生產(chǎn)出高尺寸精確度的燒結(jié)體。
第二實(shí)施例下面將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的一些部分的放大局部視圖(示意圖)。在下面的描述中，僅為了便于理解，圖6中的上側(cè)被稱為“頂”或“上”且下側(cè)被稱為“底”或“下”。
下面對(duì)第二實(shí)施例的描述將集中于與第一實(shí)施例不同的點(diǎn)，且相同點(diǎn)將不予以描述。
除了管狀部件具有不同的構(gòu)造，本實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備與第一實(shí)施例中的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備相同。
如圖6中所示，本實(shí)施例中設(shè)置了多個(gè)管狀部件10’。正如上述第一實(shí)施例一樣，管狀部件10’中的每一個(gè)以如此方式布置，即它可以在它的頂端與供給部分2的底部接觸，同時(shí)在它的底端大約位于第一流動(dòng)通路31的中間位置。
使用這種構(gòu)造允許熔融金屬Q(mào)被更廣泛地分散，通過所述構(gòu)造熔融金屬Q(mào)通過多個(gè)管狀部件10’被引導(dǎo)到第一流動(dòng)通路31。這有助于減小由此形成的液滴Q1彼此接觸并彼此粘結(jié)的可能性，由此，抑制或防止液滴Q1的粒度的增大。
管狀部件10’中的每一個(gè)可以采取與在第一實(shí)施例中實(shí)施的管狀部件10的構(gòu)造相同的構(gòu)造。
第三實(shí)施例下面將描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的一些部分的放大局部視圖(示意圖)。在下面的描述中，僅為了便于理解，圖7中的上側(cè)被稱為“頂”或“上”且下側(cè)被稱為“底”或“下”。
下面對(duì)第三實(shí)施例的描述將集中于與第一實(shí)施例不同的點(diǎn)，且相同點(diǎn)將不予以描述。
除了第一部件和第二部件的構(gòu)造不同，本實(shí)施例的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1與第一實(shí)施例中的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備相同。
如可以從圖7中看到的，第一凹入部分43和第一易于變形部分44形成在第一部件4內(nèi)。同樣，第二凹入部分53和第二易于變形部分54形成在第二部件5內(nèi)。
第一凹入部分43通過切去逐漸減小的內(nèi)徑部分33的一部分形成。第一凹入部分43的形成減少了第一部件4的厚度。厚度減小部分展示了低的物理強(qiáng)度并變得可易于變形，由此用作第一易于變形部分44。
由于第一易于變形部分44如上所述可易于變形的事實(shí)，比第一易于變形部分44更靠近第一流動(dòng)通路31的中心軸線0(圖7中更加向右)布置的第一中心部分45，可以容易地和可靠地圍繞第一易于變形部分44移動(dòng)。作為這種位移的一個(gè)示例，已經(jīng)經(jīng)受了位移的第一中心部分45’由圖7中的雙點(diǎn)鏈線表示。
第一凹入部分43形成為在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的整個(gè)圓周上的環(huán)狀形狀。這意味著第一易于變形部分44形成為在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的圓周方向上延伸，藉此第一中心部分45在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的每個(gè)圓周部分內(nèi)可以被一致地(uniformly)移動(dòng)。
如圖7中所示，相對(duì)于保持部分35與引入通路36之間的邊界38，第一凹入部分43向內(nèi)(在中心軸線0側(cè))定位，即在圖7中的右側(cè)。
第一凹入部分43形成為具有三角形橫截面形狀。這使得第一凹入部分43的兩個(gè)斜面431和432在如此方向上變形從而朝向彼此移動(dòng)。即，第一易于變形部分44可以變形以便減小第一凹入部分43的頂點(diǎn)部分433的頂角，從而使得第一中心部分45被容易和可靠地移動(dòng)。
盡管在圖示的構(gòu)造中，第一凹入部分43相對(duì)于邊界38向內(nèi)定位，但是這沒有對(duì)本發(fā)明施加任何限制?？蛇x地，第一凹入部分43可以定位在邊界38的外側(cè)。
而且，盡管在圖示的構(gòu)造中第一凹入部分43具有三角形橫截面形狀，但是這沒有對(duì)本發(fā)明施加任何限制。可選地，第一凹入部分43可以具有例如U形的橫截面。
第二凹入部分53通過切去第二部件5的鄰近孔34的底部55的一部分形成。第二凹入部分53的形成減小了第二部件5的厚度。厚度減小的部分展示了低物理強(qiáng)度且變得可易于變形，由此用作第二易于變形部分54。
由于第二易于變形部分54如上所述可易于變形的事實(shí)，比第一易于變形部分54更靠近第一流動(dòng)通路31的中心軸線0布置的第二中心部分56，可以移動(dòng)以跟隨第一中心部分45’的位移。作為這種位移的一個(gè)示例，已經(jīng)經(jīng)受了位移的第二中心部分56’由圖7中的雙點(diǎn)劃線表示。
第二凹入部分53形成為沿逐漸減小的內(nèi)徑部分33的圓周方向的環(huán)狀形狀。這意味著第二易于變形部分54形成為在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的圓周方向上延伸，藉此第二中心部分56在逐漸減小的內(nèi)徑部分33的每個(gè)圓周部分內(nèi)可以被一致地移動(dòng)。
如圖7中所示，相對(duì)于邊界38，第二凹入部分53向內(nèi)定位，即在圖7中的右側(cè)。
第二凹入部分53形成為具有三角形橫截面形狀。這使得第二凹入部分53的兩個(gè)斜面531和532在如此方向上變形以致彼此遠(yuǎn)離地移動(dòng)。即，第二易于變形部分54可以變形以便增加第二凹入部分53的頂點(diǎn)部分533的頂角，從而使得第二中心部分56被容易和可靠地移動(dòng)。
盡管在圖示的構(gòu)造中，第二凹入部分53相對(duì)于邊界38向內(nèi)定位，但是這沒有對(duì)本發(fā)明施加任何限制?？蛇x地，第二凹入部分53可以定位在邊界38的外側(cè)。
而且，盡管在圖示的構(gòu)造中第二凹入部分53具有三角形橫截面形狀，但是這沒有對(duì)本發(fā)明施加任何限制?？蛇x地，第二凹入部分53可以具有例如U形的橫截面。
利用上述結(jié)構(gòu)的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1，當(dāng)流體射束S1從孔34噴射時(shí)，內(nèi)圓周表面341和外圓周表面342被流過孔34的水S的壓力擠壓。由此，孔34易于被擴(kuò)大。
然而，圖7中的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1保證了當(dāng)流體射束S1從孔34噴射時(shí)，第一中心部分45在通過邊界38、引入通路36和孔34的附近的水S的壓力下圍繞第一易于變形部分44位移，由此假定了在圖7中由附圖標(biāo)記45’表示的位置。
與第一中心部分45一樣，第二中心部分56被水S的壓力移動(dòng)以跟隨第一中心部分45’(移動(dòng)的第一中心部分45)，由此，假定了由附圖標(biāo)記56’表示的位置。
如此，圖7中示出的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1適于保證第一中心部分45和第二中心部分56在相同的方向上分別位移(變形)，結(jié)果限制孔34的直徑(間隙)的擴(kuò)大。
這使得可以保持孔34的尺寸恒定，藉此從孔34噴射的流體射束S1的流速能夠以可靠的方式維持恒定。結(jié)果，無論水S的壓力如何，可以維持流體射束S1的流速恒定，由此使流體射束S1冷卻液滴Q1的能力保持恒定。
而且，利用圖7中示出的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備1，被吸入逐漸減小的內(nèi)徑部分33內(nèi)的空氣G流，被形成大約位于逐漸減小的內(nèi)徑部分33的中間位置的第一凹入部分43干擾，且被朝向管狀部件10定向。朝向管狀部件10定向的空氣G流沿管狀部件10的外圓周表面向下流動(dòng)。
因此，在管狀部件10的底端部分內(nèi)，空氣G流通過更靠近管狀部件10的區(qū)域，從而進(jìn)一步促進(jìn)管狀部件10的底端部分附近的壓力減小。這有助于將熔融金屬Q(mào)從管狀部件10的內(nèi)部吸出，由此保證熔融金屬Q(mào)的可靠噴射。
而且，因?yàn)橐淮纹屏盐恢迷诟拷軤畈考?0的底端部分處，所以使得熔融金屬Q(mào)在高溫和低粘性情況下經(jīng)受一次破裂。這使得可以獲得更微細(xì)的液滴Q1，并最終獲得更微細(xì)的金屬粉末R。
而且，如果熔融金屬Q(mào)是可以變成無定形粉末顆粒的成分，那么通過減小液滴Q1的尺寸可以增加液體Q1的冷卻速度。這使得可以更可靠地將原子排列(atomic arrangement)維持在液態(tài)，從而獲得具有更高無定形程度的無定形金屬粉末R。
盡管本發(fā)明的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備和金屬粉末已經(jīng)通過圖示的實(shí)施例在上面得到描述，但是本發(fā)明不限于此。例如，組成金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備的各個(gè)部分可以由能夠執(zhí)行相似功能的其它任何部分替換。必要時(shí)還可以添加任何組成部分。此外，通過例如組合在上面結(jié)合前述實(shí)施例描述的多個(gè)構(gòu)造，可以構(gòu)成管狀部件。
示例1、金屬粉末的生產(chǎn)示例1首先，通過在高頻感應(yīng)電爐中熔化Cu(銅)獲得熔融材料。
其次，由此熔融材料通過圖1中示出的霧化器(本金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備)被粉碎成銅粉末(金屬粉末)。
在圖1中示出的霧化器中，鋁制成的圓柱形部件(管狀部件)布置成它的頂端氣密地連接到漏斗(供給部分)，且它的底端大約位于在流動(dòng)通路(第一流動(dòng)通路)的中間位置，熔融金屬通過所述流動(dòng)通路。
使用的圓柱形部件具有5mm的內(nèi)徑(橫截面積19.6mm2)。水被用作用于冷卻熔融金屬的流體。
示例2以與示例1中相同的方式，除了使用的圓柱形部件具有6mm的內(nèi)徑(橫截面積28.3mm2)，獲得銅粉末。
比較示例以與示例1中相同的方式，除了使用不具有圓柱形部件的霧化器，獲得銅粉末。
2、金屬粉末的測(cè)定對(duì)于在各個(gè)示例和比較示例中獲得的銅粉末，通過激光類型粒度分布測(cè)量儀測(cè)定平均粒度和粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差。表1顯示了測(cè)評(píng)的結(jié)果。
表1

如表1中所示，可以認(rèn)識(shí)到，相較于比較示例的銅粉末，各個(gè)示例的銅粉末具有很小和均勻的粒度。這種趨勢(shì)在示例1中獲得的銅粉末的情況下特別明顯。
在這點(diǎn)上，代替Cu粉末，Cu-Ti合金(重量上Cu∶Ti＝99∶1)粉末、Cu-Al合金(重量上Cu∶Al＝97∶3)粉末、和Cu-Ti-Al合金(重量上Cu∶Ti∶Al＝98∶1∶1)粉末中的每一個(gè)，以與各個(gè)示例和比較示例相同的方式制造，以便實(shí)施與上述測(cè)評(píng)相同的測(cè)評(píng)試驗(yàn)。測(cè)評(píng)結(jié)果與各個(gè)示例和比較示例中的測(cè)評(píng)結(jié)果大體上相同。
權(quán)利要求
1.一種金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，包括供給部分，所述供給部分供給熔融金屬；和噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在所述供給部分下面，所述噴嘴包括流動(dòng)通路和孔，所述流動(dòng)通路由噴嘴的內(nèi)圓周表面限定，從供給部分供給的熔融金屬能夠流過所述流動(dòng)通路，且所述流動(dòng)通路具有底端部分，所述孔朝向流動(dòng)通路的底端部分開口用于將流體噴射到流動(dòng)通路內(nèi)，由此通過使流過流動(dòng)通路的熔融金屬與從噴嘴的孔噴射的流體接觸，熔融金屬能夠被分散并轉(zhuǎn)變成很多微細(xì)液滴，從而很多微細(xì)液滴被冷卻并凝固以便生產(chǎn)出金屬粉末，其中所述金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)一步包括管狀部件，所述管狀部件設(shè)置在供給部分與噴嘴的流動(dòng)通路之間，所述管狀部件具有頂端、底端和孔腔，從供給部分供給的熔融金屬通過所述孔腔以與流體接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件布置成管狀部件的底端位于流動(dòng)通路的中間位置附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述流動(dòng)通路具有其由噴嘴的內(nèi)圓周表面限定的內(nèi)徑在向下的方向上連續(xù)減小的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述流動(dòng)通路具有最小內(nèi)徑部分，且所述管狀部件布置成管狀部件的底端位于流動(dòng)通路的最小內(nèi)徑部分附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件的頂端與供給部分接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件的頂端氣密地連接到供給部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件的孔腔具有1至400mm2的橫截面面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件具有大體圓柱形的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件設(shè)置有分開裝置，所述分開裝置用于大體上均勻地、以發(fā)散的方式分開已經(jīng)通過管狀部件的孔腔的熔融金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件具有底端面，且所述分開裝置包括至少一個(gè)凸起，所述至少一個(gè)凸起沿管狀部件的底端面的圓周方向設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)凸起包括多個(gè)凸起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述多個(gè)凸起沿管狀部件的底端面的圓周方向大體上等間距布置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)凸起包括具有環(huán)狀形狀的一個(gè)凸起。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)凸起具有尖銳的底端。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件為具有底壁的、底部有壁的管狀形狀，且所述分開裝置包括多個(gè)孔，所述多個(gè)孔在所述底壁內(nèi)形成為均勻地分布在底壁內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述管狀部件由陶瓷材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述流體是液體形式。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述熔融金屬包含Ti和Al中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備，其中所述噴嘴包括第一部件和布置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件與第二部件之間留出空間以形成孔，所述第一部件具有凹入部分，所述凹入部分沿流動(dòng)通路的圓周方向形成為對(duì)應(yīng)于流動(dòng)通路的所述部分的環(huán)狀形狀，且空氣流被所述凹入部分干擾并朝向管狀部件定向，所述空氣流在從噴嘴的孔噴射的流體的作用下在流動(dòng)通路內(nèi)產(chǎn)生。
20.一種金屬粉末，所述金屬粉末通過權(quán)利要求1限定的金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的金屬粉末，所述金屬粉末具有1至20μm范圍內(nèi)的平均粒度。
全文摘要
一種金屬粉末生產(chǎn)設(shè)備能夠有效地生產(chǎn)具有均勻粒度的微細(xì)金屬粉末。由所述設(shè)備生產(chǎn)的金屬粉末具有提高的質(zhì)量。所述設(shè)備(霧化器)使用霧化方法將熔融金屬粉碎成金屬粉末。所述設(shè)備包括用于供給熔融金屬的供給部分(漏斗)、設(shè)置在供給部分下面的噴嘴、設(shè)置在供給部分與噴嘴之間的管狀部件。所述管狀部件構(gòu)造成保證從噴射口噴射的熔融金屬通過管狀部件的孔腔，然后與流體射束接觸。此外，所述管狀部件具有氣密地連接到供給部分的頂端和大約位于第一流動(dòng)通路的中間位置的底端，熔融金屬通過所述第一流動(dòng)通路。
文檔編號(hào)B22F9/08GK101024248SQ20071000518
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者志村辰裕 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社