金属粉末生产设备的制作方法
专利名称：金属粉末生产设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从熔融金属生产金属粉末的金属粉末生产设备。
背景技术：
传统地，通过雾化方法将熔融金属粉碎(或称为粉化)成金属粉末的金属粉末生产设备(雾化器)已经用于生产金属粉末。现有技术中已知的金属粉末生产设备的示例包括在JP-A-3-55522中披露的熔融金属雾化和粉碎(或称为粉化)设备。
熔融金属雾化和粉碎设备设置有用于在向下方向上喷射熔体(熔融金属)的熔体喷嘴，和水喷嘴，所述水喷嘴具有从熔体喷嘴喷射的熔体(或称为熔浴)流过的流动通路、和通到流动通路内的狭缝。水从水喷嘴的狭缝喷射。
上述在先技术的设备被设计成通过使流过流动通路的熔体与从狭缝喷射的水碰撞从而将熔体分散成很大数量的微细液滴的形式，并使很大数量的微细液滴冷却和凝固。
然而，上述在先技术的设备中，狭缝的间隙被流过它的水的压力过度地扩大。结果，在水喷嘴内的水压下降。此水压下降引起过度地降低从狭缝喷射的水的流速的问题。因此，因为快速流动的水使熔体粉碎的能力降低，所以不能制造出微细尺寸的金属粉末。这使得难以获得想要的微粒尺寸的金属粉末。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种金属粉末生产设备，所述金属粉末生产设备能够以可靠的方式维持从孔喷射的流体的流速几乎恒定。
本发明的一个方面在于一种金属粉末生产设备。所述金属粉末生产设备包括用于供给熔融金属的供给部分和设置在所述供给部分下面的喷嘴。所述喷嘴包括流动通路，所述流动通路由喷嘴的内圆周表面限定，从供给部分供给的熔融金属可以流过所述流动通路，所述流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小；和孔口(或称为孔)，所述孔口在流动通路的底端开口并适于朝向流动通路喷射(或注射)流体。
通过使流过所述流动通路的熔融金属与从喷嘴的孔口喷射的流体接触，熔融金属被分散并被转变成很多数量的微细液滴，从而，所述很多数量的微细液滴被凝固以便生产出金属粉末。
另外，所述喷嘴包括第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留有空间。所述孔口由第一部件和第二部件限定。用于限制所述孔口被流过孔口的流体的压力扩大的限制装置设置在喷嘴上。
这使得可以可靠的方式维持从所述孔口喷射的流体的流速几乎恒定。
优选地，所述孔口被开口成在喷嘴的内圆周表面的范围内延伸的圆周狭缝的形状。
这保证了所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点确切地位于下侧。
优选地，所述孔口具有由第一部件的端部限定的内圆周表面，和由第二部件的端部限定的外圆周表面。
这使得可以容易和可靠地形成所述孔口。而且，所述孔口的尺寸可以根据在第一部件与第二部件之间留出的空间的尺寸适当地设定。
优选地，所述孔口构造成保证所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点确切地位于下侧。
这保证了熔融金属在以大体上圆锥形轮廓被喷射的流体内被分散，并以可靠的方式被转变成很多数量的微细液滴。
优选地，所述喷嘴进一步包括用于临时保持(或保存)所述流体的保存部分，和用于将所述流体从所述保存部分引入所述孔口的引入通路，所述引入通路具有楔形的纵向横截面。
这使得可以逐渐增加流体的流速。也可以从所述孔口稳定地喷射具有增加的速度的流体。
优选地，所述内径逐渐减小的部分是收敛的形状。
这保证了存在于喷嘴上面的空气，与从孔口喷射的流体流一起流进(或被吸进)内径逐渐减小的部分。由此被引入的空气在靠近内径逐渐减小的部分的最小内径部分处显示出最大的流动速度。在流速已经变得最大的空气的作用下，熔融金属被散开并以可靠的方式转变为很大数量的微细液滴。
优选地，所述限制装置能够调整强加在所述孔口上的限制程度。
这使得可以稳定被喷射的流体的速度，从而生产出微细粒度的粉末粒。
优选地，所述限制装置包括夹具，所述夹具用于在大体上垂直的方向上夹持和压缩所述第一部件和所述第二部件。
这保证了第一部件和第二部件被可靠地压缩，且所述孔口的扩大以可靠的方式被限制，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具包括两个夹持件，所述两个夹持件分别布置在所述第一部件的顶部区域和所述第二部件的底部区域；和用于互连所述两个夹持件的连接器部分，所述连接器部分能够调整所述夹持件之间的间隔。
这保证了第一部件和第二部件被可靠地压缩，且所述孔口的扩大以可靠的方式被限制，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具包括以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置的多个夹具。即，所述夹具的数量为多个且所述多个夹具以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置。
这使得可以在垂直方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述限制装置包括用于在大体上水平方向上压缩第一部件和第二部件的夹具。
这使得可以在水平方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具适于大体上一致地收紧所述第一部件和所述第二部件的外周边部分的整个圆周。
这使得可以在水平方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
通过结合附图对下面给出的优选实施例的描述，本发明的上面和其它目的、特征和优点将变得明显。附图如下图1是显示根据本发明第一实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图；图2是被图1中的单点划线围绕的区域(A)的放大局部视图；图3是图1中显示的金属粉末生产设备的平面(俯视)图；图4是显示根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图；和图5是图4中显示的金属粉末生产设备的平面(俯视)图。
具体实施例方式
下文将通过在附图中示出的优选实施例描述根据本发明的金属粉末生产设备。
第一实施例图1是显示根据本发明第一实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图，图2是被图1中的单点划线围绕的区域(A)的放大局部视图，且图3是图1中显示的金属粉末生产设备的平面视图(俯视图)。
在下面的描述中，仅为了便于理解，图1和2中的上侧被称为“顶”或“上”且下侧被称为“底”或“下”。在图3中，供给部分从图示中省略。
图1中所示的金属粉末生产设备(雾化器)1A是通过雾化方法将熔融金属Q粉碎(或称为粉化)以获得很大数量的金属粉末颗粒(或称为微粒)R的设备。金属粉末生产设备1A包括用于供给熔融金属Q的供给部分2，设置在供给部分2下面的喷嘴3，连接到喷嘴3的夹具(限制装置)6A、6B、6C和6D，以及连接到喷嘴3的底端面51(第二部件5)的盖子7。
在本实施例中作为示例的是金属粉末生产设备1A生产由不锈钢(例如，304L、316L、17-4PH、440C等)或以Fe-Si为基础的磁性材料制成的金属粉末颗粒R。
现在将描述各个部分的结构。
如图1中所示，供给部分2具有底部封闭的管状形状的部分。在供给部分2的内部空间(空腔部分)22内，临时存储了通过以预定的摩尔比(例如1∶2的摩尔比)混和单质Co和单质Sn并熔化它们而获得的熔融金属Q(熔融材料)。
而且，喷射口23形成在供给部分2的底部21的中心。内部空间22内的熔融金属Q从喷射口23向下喷射。
喷嘴3布置在供给部分2下面。喷嘴3设置有第一流动通路31，且从供给部分2供给(喷射)的熔融金属Q流过所述第一流动通路31，和第二流动通路32，从用于供给流体(本实施例中为水或液体S)的水源(没有示出)供给的水S通过所述第二流动通路32。
第一流动通路31具有圆形横截面并在喷嘴3的中心在垂直方向上延伸。第一流动通路31由喷嘴3的内圆周表面限定。第一流动通路31具有内径逐渐减小的部分33，所述内径逐渐减小的部分33为收敛形状(即，逐渐减小的形状)，所述内径逐渐减小的部分33的内径从喷嘴3的顶端面41(第一部件4)朝向喷嘴3的底部逐渐减少。
由此，存在于喷嘴3的上面的空气(气体)G，与从孔口34(后面描述)喷射的水(流体)S流一起流进(或被吸进)内径逐渐减小的部分33。由此被引入的空气G在靠近内径逐渐减小的部分33的最小内径部分331处(在孔口34被开口的部分附近)显示出最大的流动速度。在流速已经变得最大的空气G的作用下，熔融金属Q被散开并以可靠的方式转变为很大数量的微细液滴Q1。
如图2中所示，第二流动通路32由以下组成孔口34，所述孔口34朝向第一流动通路31的底端部(最小内径部分331附近)开口；保存部分35，所述保存部分35用于临时保持(或保存)水S；和引入通路(互连通路)36，水S通过所述引入通路36从保存部分35引入到孔口34。
保存部分35连接到水源以接收来自水源的水S。保存部分35通过引入通路36与孔口34连通。而且，保存部分35具有矩形(或正方形)形状的横截面。
引入通路36是其纵向横截面为楔形形状的区域。这使得可以逐渐增加水S从保存部分35流到引入通路36内的流速，并因此可以稳定地将具有增加的流速的水S从孔口34喷射。
孔口34是在其处顺序通过了保存部分35和引入通路36的水S然后被喷射或喷出到第一流动通路31内的区域。
孔口34开口成圆周狭缝的形状，所述圆周狭缝延伸过喷嘴3的内圆周表面。而且，孔口34在相对于第一流动通路31的中心轴线O倾斜的方向上开口。
通过如此方式形成的孔口34，水S作为大致圆锥形轮廓的液体射束S1被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点S2确切地位于下侧(见图1)。这保证了在液体射束S1的里面和内部，熔融金属Q被分散并以可靠的方式转变为很多数量的微细液滴Q1。
如上所述，通过其流速在内径逐渐减小的部分33的最小内径部分331附近变成最大的空气G，熔融金属Q以可靠的方式被进一步分散和转变成很多数量的微细液滴Q1。这产生了增强效应，通过所述增强效应，熔融金属Q被可靠地分散并以更加可靠的方式被转变成很多数量的微细液滴Q1。
转变成很多数量的液滴Q1的熔融金属Q通过与液体射束S1接触被冷却和凝固，藉此很多数量的金属粉末颗粒R被生产出来。由此生产的很多数量的金属粉末颗粒R被容纳在布置在金属粉末生产设备1A下面的容器(没有示出)内。
第一流动通路31和第二流动通路32形成在其内的喷嘴3包括圆盘状形状(环状形状)的第一部件4和与第一部件4同心布置(见图1和2)的圆盘状形状(环状形状)的第二部件5。第二部件5布置在第一部件4的下面且在它们之间留出空间37。
孔口34、引入通路36和保存部分35由以这种方式布置的第一部件4和第二部件5分别限定。即，第二流动通路32通过形成在第一部件4与第二部件5之间的空间37提供。
如图2中所示，孔口34具有由第一部件4的底端面(端部)42限定的内圆周表面341，和由第二部件5的顶端面(端部)52限定的外圆周表面342。
同样，引入通路36具有由第一部件4的底端面(端部)42限定的上表面361，和由第二部件5的顶端面(端部)52限定的下表面362。
而且，保存部分35具有位于引入通路36上面的上表面351和内圆周表面352，上表面351和内圆周表面352两者都由第一部件4的底端面(端部)42限定；和位于引入通路36下面的下表面353和内圆周表面354，下表面353和内圆周表面354两者都由第二部件5的顶端面(端部)52限定。
通过以这种方式限定孔口34、引入通路36和保存部分35，可以在喷嘴3内容易地和可靠地形成孔口34、引入通路36和保存部分35。而且，孔口34、引入通路36和保存部分35的尺寸可以根据空间37的尺寸适当地设定。
第一部件4和第二部件5的构成材料的示例包括，但是不特别限于，各种金属材料。特别地，使用不锈钢，更优选地使用Cr为基础的不锈钢或沉淀硬化不锈钢。
如图1中所示，由管状主体形成的盖子7被固定地紧固到第二部件5的底端面51上。盖子7与第一流动通路31同心地布置。使用盖子7可以防止金属粉末颗粒R在它们落下时飞散，藉此金属粉末颗粒R可以可靠地容纳在容器内。
同时，如图1和3中所示，四个夹具6A、6B、6C和6D设置在喷嘴3的边缘。夹具6A、6B、6C和6D中的每一个适于在大致垂直方向上(图1中的上下方向上)夹持并压缩第一部件4和第二部件5。
而且，四个夹具6A、6B、6C和6D沿着喷嘴3的周边、即围绕第一流动通路31的中心轴线O布置，且具有预定的间隔(以相等的角间距)。这使得可以在垂直方向上一致地(即均匀地)压缩第一部件4和第二部件5。
在这样多的大体上具有相同构造的夹具6A、6B、6C和6D中，下面将只是代表性地描述夹具6A。
夹具6A包括两个夹持件61a和61b，以及用于互连所述两个夹持件61a和61b的连接器部分62。夹持件61a和61b中的每一个由圆盘状部件形成。
连接器部分62由具有阴螺纹624的连接器部分主体621、和具有阳螺纹623并与阴螺纹624螺纹连接的操作部分622组成。
连接器部分主体621为大致C状形状。阴螺纹624形成在连接器部分主体621的一端625。夹持件61b设置在连接器部分主体621的另一端626。
操作部分622具有把手627，夹持件61a设置在把手627的相对侧。
这种构造的夹具6A以如此姿势(或位置)连接到喷嘴3，即夹持件61a和61b在上下方向上彼此面对。此时，夹持件61a布置在第一部件4的顶端面(顶部)41的边缘区域，而夹持件61b布置在第二部件5的底端面(底端)51的边缘区域内。
利用如上面构成的金属粉末生产设备1A，当水S从孔口34喷射时，内圆周表面341在由箭头“B”表示的方向上被流过孔口34的水S的压力推动，且外圆周表面342在由箭头C表示的方向上被流过孔口34的水S的压力推动。由此，促使孔口34变大。然而，因为内圆周表面341与外圆周表面342之间的间隙(空间)被夹具6A、6B、6C和6D的压缩动作限制，孔口34的变大被防止。
因此，可以维持孔口34的尺寸恒定，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式保持恒定。
在各个夹具6A、6B、6C和6D中，夹持件61a和61b之间的间隔L可以通过旋转地操作把手627进行调整。这使得可以可靠地调整作用在喷嘴3上的压缩力，即强加在孔口34上的限制程度。由此，提供了下面的优点微细粒度(或称为细微颗粒尺寸)的粉末可以通过稳定喷射的流体的流速而生产出来。
如上所述，夹具6A、6B、6C和6D沿喷嘴3的周边布置，且具有预定间隔。这使得可以在垂直方向上一致地压缩第一部件4和第二部件5，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式保持恒定。
尽管四个夹具使用在图示的构造中，但是夹具的数量不限于此，且可以例如是两个、三个或多于五个。
而且，夹持件61a和61b、连接器部分主体621和操作部分622的组成材料的示例，包括(但是不特别限于)各种金属材料或各种类型的塑料，且可以单独使用或组合使用各种金属材料或各种类型的塑料。
第二实施例图4是显示根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图，且图5是图4中显示的金属粉末生产设备的平面视图(俯视图)。
在下面的描述中，仅为了便于理解，图4中的上侧被称为“顶”或“上”且下侧被称为“底”或“下”。
下文将参照这些图描述根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备。下面的描述将集中在与前面实施例不同的点上，且相同的点将从描述中省略。
除了在夹具的构造上的差别，本实施例与第一实施例相同。
图4和5中所示的金属粉末生产设备1B包括沿喷嘴3的外周边部分38设置的夹具(限制装置)6E。夹具6E适于在大致水平的方向上(在图4中的左右方向上)压缩第一部件4和第二部件5。
如图5中所示，夹具6E包括柔性线性主体63、柔性带状主体64和用于连接线性主体63的一端631和另一端632的连接器部件65。
带状主体64具有大体上等于喷嘴3的宽度(高度)的宽度，和被设定成稍微小于喷嘴3的外周边部分38的长度(周长)的长度。带状主体64设置成与喷嘴3的外周边部分38紧密接触。
线性主体63例如由金属线形成，且缠绕带状主体64多次(或称为多圈)。
连接器部分64被固定地紧固到线性主体63的一端631，并且构造成它可以夹持线性主体63的另一端632的任意部分，且可以将所述部分维持在被夹持的状态。
利用这种构造的夹具6E，带状主体64沿着喷嘴3的外周边部分38放置，然后，线性主体63缠绕带状主体64并紧靠带状主体64收紧。在此状态中，线性主体63的另一端632被连接器部分65夹紧。这使得可以一致地收紧喷嘴3的外周边部分38的几乎整个圆周，从而可靠地限制孔口34的任何扩大。
由此，可以保持孔口34的尺寸恒定，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式维持恒定。
在上述第一实施例中，当压缩喷嘴3时，夹具6A、6B、6C和6D的操作部分622被一个接一个地操作。然而，在本实施例中，压缩喷嘴3的任务可以仅通过互连线性主体63的另一端632和连接器部分65得以实施。为此，本实施例的夹具6E使得可以容易和更加一致地压缩喷嘴3。
线性主体63、带状主体64和连接器部分65的组成材料的示例包括各种金属材料。
尽管在图示的构造中，夹具6E具有一个被构造成共同压缩第一部件4和第二部件5的线性主体63，但是本发明不限于此。可选地，夹具6E例如可以设置有两个被构造成分开压缩第一部件4和第二部件5的线性主体。即使夹具6E以如此方式设置有两个线性主体，也可以容易和更加一致地压缩喷嘴3。
虽然本发明的金属粉末生产设备已经参照图示的实施例在上面得到描述，但是本发明不限于此。组成金属粉末生产设备的各个部分可以被其它能够执行同样功能的部分替换。而且，必要时可以添加任意的组成部分。
而且，本发明的金属粉末生产设备可以通过组合上述相应的实施例的两个或更多任意构造(特征)而构成。
例如，第二实施例的夹具可以被添加到第一实施例的喷嘴上。
另外，尽管在前面实施例中从喷嘴喷射的液体(流体)是水，但是本发明不限于此。所述液体例如可以是脂质或溶剂。
权利要求
1.一种金属粉末生产设备，包括供给部分，所述供给部分用于供给熔融金属；喷嘴，所述喷嘴设置在所述供给部分下面，所述喷嘴包括流动通路和孔口，所述流动通路由喷嘴的内圆周表面限定，从供给部分供给的熔融金属能够流过所述流动通路，所述流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小，所述孔口在流动通路的底端开口并适于朝向所述流动通路喷射流体，所述喷嘴包括第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留出空间，其中所述孔口由第一部件和第二部件限定；和用于限制所述孔口被流过孔口的流体的压力扩大的限制装置，所述限制装置设置在喷嘴上，由此通过使流过流动通路的熔融金属与从喷嘴的孔口喷射的流体接触，熔融金属被分散并转变成大量的微细液滴，从而所述大量的微细液滴被凝固以便生产出金属粉末。
2.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口被开口成在喷嘴的内圆周表面的范围内延伸的圆周狭缝的形状。
3.根据权利要求2所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口构造成保证所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点位于下侧。
4.根据权利要求3所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口具有由所述第一部件的端部限定的内圆周表面，和由所述第二部件的端部限定的外圆周表面。
5.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述喷嘴进一步包括用于临时保持所述流体的保存部分，和用于将所述流体从所述保存部分引入所述孔口的引入通路，所述引入通路具有楔形的纵向横截面。
6.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述内径逐渐减小的部分为收敛的形状。
7.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置能够调整强加在所述孔口上的限制程度。
8.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置包括夹具，所述夹具用于在大体上垂直的方向上夹持和压缩所述第一部件和所述第二部件。
9.根据权利要求8所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具包括两个夹持件，所述两个夹持件分别布置在所述第一部件顶部区域和所述第二部件的底部区域；和用于互连所述两个夹持件的连接器部分，所述连接器部分能够调整所述夹持件之间的间隔。
10.根据权利要求8所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具包括以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置的多个夹具。
11.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置包括用于在大体上水平的方向上压缩所述第一部件和所述第二部件的夹具。
12.根据权利要求11所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具适于大体上一致地收紧所述第一部件和所述第二部件的外周部分的整个圆周。
全文摘要
一种金属粉末生产设备，包括用于供给熔融金属的供给部分和设置在所述供给部分下面的喷嘴。所述喷嘴设置有流动通路，从供给部分供给的熔融金属能够流过所述流动通路，流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小。所述喷嘴进一步设置有孔口，所述孔口在所述流动通路的底端开口并适于朝向流动通路喷射流体。所述喷嘴具有第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留出空间，其中所述孔口被第一部件和第二部件限定。用于限制孔口被流过孔口的流体的压力扩大的夹具设置在喷嘴上。
文档编号B22F9/08GK1986122SQ20061016881
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月20日
发明者中林兴荣, 田中光丰, 志村辰裕, 田中义慈 申请人:精工爱普生株式会社
技术领域：
本发明涉及一种用于从熔融金属生产金属粉末的金属粉末生产设备。
背景技术：
传统地，通过雾化方法将熔融金属粉碎(或称为粉化)成金属粉末的金属粉末生产设备(雾化器)已经用于生产金属粉末。现有技术中已知的金属粉末生产设备的示例包括在JP-A-3-55522中披露的熔融金属雾化和粉碎(或称为粉化)设备。
熔融金属雾化和粉碎设备设置有用于在向下方向上喷射熔体(熔融金属)的熔体喷嘴，和水喷嘴，所述水喷嘴具有从熔体喷嘴喷射的熔体(或称为熔浴)流过的流动通路、和通到流动通路内的狭缝。水从水喷嘴的狭缝喷射。
上述在先技术的设备被设计成通过使流过流动通路的熔体与从狭缝喷射的水碰撞从而将熔体分散成很大数量的微细液滴的形式，并使很大数量的微细液滴冷却和凝固。
然而，上述在先技术的设备中，狭缝的间隙被流过它的水的压力过度地扩大。结果，在水喷嘴内的水压下降。此水压下降引起过度地降低从狭缝喷射的水的流速的问题。因此，因为快速流动的水使熔体粉碎的能力降低，所以不能制造出微细尺寸的金属粉末。这使得难以获得想要的微粒尺寸的金属粉末。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种金属粉末生产设备，所述金属粉末生产设备能够以可靠的方式维持从孔喷射的流体的流速几乎恒定。
本发明的一个方面在于一种金属粉末生产设备。所述金属粉末生产设备包括用于供给熔融金属的供给部分和设置在所述供给部分下面的喷嘴。所述喷嘴包括流动通路，所述流动通路由喷嘴的内圆周表面限定，从供给部分供给的熔融金属可以流过所述流动通路，所述流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小；和孔口(或称为孔)，所述孔口在流动通路的底端开口并适于朝向流动通路喷射(或注射)流体。
通过使流过所述流动通路的熔融金属与从喷嘴的孔口喷射的流体接触，熔融金属被分散并被转变成很多数量的微细液滴，从而，所述很多数量的微细液滴被凝固以便生产出金属粉末。
另外，所述喷嘴包括第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留有空间。所述孔口由第一部件和第二部件限定。用于限制所述孔口被流过孔口的流体的压力扩大的限制装置设置在喷嘴上。
这使得可以可靠的方式维持从所述孔口喷射的流体的流速几乎恒定。
优选地，所述孔口被开口成在喷嘴的内圆周表面的范围内延伸的圆周狭缝的形状。
这保证了所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点确切地位于下侧。
优选地，所述孔口具有由第一部件的端部限定的内圆周表面，和由第二部件的端部限定的外圆周表面。
这使得可以容易和可靠地形成所述孔口。而且，所述孔口的尺寸可以根据在第一部件与第二部件之间留出的空间的尺寸适当地设定。
优选地，所述孔口构造成保证所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点确切地位于下侧。
这保证了熔融金属在以大体上圆锥形轮廓被喷射的流体内被分散，并以可靠的方式被转变成很多数量的微细液滴。
优选地，所述喷嘴进一步包括用于临时保持(或保存)所述流体的保存部分，和用于将所述流体从所述保存部分引入所述孔口的引入通路，所述引入通路具有楔形的纵向横截面。
这使得可以逐渐增加流体的流速。也可以从所述孔口稳定地喷射具有增加的速度的流体。
优选地，所述内径逐渐减小的部分是收敛的形状。
这保证了存在于喷嘴上面的空气，与从孔口喷射的流体流一起流进(或被吸进)内径逐渐减小的部分。由此被引入的空气在靠近内径逐渐减小的部分的最小内径部分处显示出最大的流动速度。在流速已经变得最大的空气的作用下，熔融金属被散开并以可靠的方式转变为很大数量的微细液滴。
优选地，所述限制装置能够调整强加在所述孔口上的限制程度。
这使得可以稳定被喷射的流体的速度，从而生产出微细粒度的粉末粒。
优选地，所述限制装置包括夹具，所述夹具用于在大体上垂直的方向上夹持和压缩所述第一部件和所述第二部件。
这保证了第一部件和第二部件被可靠地压缩，且所述孔口的扩大以可靠的方式被限制，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具包括两个夹持件，所述两个夹持件分别布置在所述第一部件的顶部区域和所述第二部件的底部区域；和用于互连所述两个夹持件的连接器部分，所述连接器部分能够调整所述夹持件之间的间隔。
这保证了第一部件和第二部件被可靠地压缩，且所述孔口的扩大以可靠的方式被限制，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具包括以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置的多个夹具。即，所述夹具的数量为多个且所述多个夹具以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置。
这使得可以在垂直方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述限制装置包括用于在大体上水平方向上压缩第一部件和第二部件的夹具。
这使得可以在水平方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
优选地，所述夹具适于大体上一致地收紧所述第一部件和所述第二部件的外周边部分的整个圆周。
这使得可以在水平方向上一致地压缩第一部件和第二部件，藉此，从所述孔口喷射的流体的流速可以更加可靠的方式保持为几乎恒定。
通过结合附图对下面给出的优选实施例的描述，本发明的上面和其它目的、特征和优点将变得明显。附图如下图1是显示根据本发明第一实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图；图2是被图1中的单点划线围绕的区域(A)的放大局部视图；图3是图1中显示的金属粉末生产设备的平面(俯视)图；图4是显示根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图；和图5是图4中显示的金属粉末生产设备的平面(俯视)图。
具体实施例方式
下文将通过在附图中示出的优选实施例描述根据本发明的金属粉末生产设备。
第一实施例图1是显示根据本发明第一实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图，图2是被图1中的单点划线围绕的区域(A)的放大局部视图，且图3是图1中显示的金属粉末生产设备的平面视图(俯视图)。
在下面的描述中，仅为了便于理解，图1和2中的上侧被称为“顶”或“上”且下侧被称为“底”或“下”。在图3中，供给部分从图示中省略。
图1中所示的金属粉末生产设备(雾化器)1A是通过雾化方法将熔融金属Q粉碎(或称为粉化)以获得很大数量的金属粉末颗粒(或称为微粒)R的设备。金属粉末生产设备1A包括用于供给熔融金属Q的供给部分2，设置在供给部分2下面的喷嘴3，连接到喷嘴3的夹具(限制装置)6A、6B、6C和6D，以及连接到喷嘴3的底端面51(第二部件5)的盖子7。
在本实施例中作为示例的是金属粉末生产设备1A生产由不锈钢(例如，304L、316L、17-4PH、440C等)或以Fe-Si为基础的磁性材料制成的金属粉末颗粒R。
现在将描述各个部分的结构。
如图1中所示，供给部分2具有底部封闭的管状形状的部分。在供给部分2的内部空间(空腔部分)22内，临时存储了通过以预定的摩尔比(例如1∶2的摩尔比)混和单质Co和单质Sn并熔化它们而获得的熔融金属Q(熔融材料)。
而且，喷射口23形成在供给部分2的底部21的中心。内部空间22内的熔融金属Q从喷射口23向下喷射。
喷嘴3布置在供给部分2下面。喷嘴3设置有第一流动通路31，且从供给部分2供给(喷射)的熔融金属Q流过所述第一流动通路31，和第二流动通路32，从用于供给流体(本实施例中为水或液体S)的水源(没有示出)供给的水S通过所述第二流动通路32。
第一流动通路31具有圆形横截面并在喷嘴3的中心在垂直方向上延伸。第一流动通路31由喷嘴3的内圆周表面限定。第一流动通路31具有内径逐渐减小的部分33，所述内径逐渐减小的部分33为收敛形状(即，逐渐减小的形状)，所述内径逐渐减小的部分33的内径从喷嘴3的顶端面41(第一部件4)朝向喷嘴3的底部逐渐减少。
由此，存在于喷嘴3的上面的空气(气体)G，与从孔口34(后面描述)喷射的水(流体)S流一起流进(或被吸进)内径逐渐减小的部分33。由此被引入的空气G在靠近内径逐渐减小的部分33的最小内径部分331处(在孔口34被开口的部分附近)显示出最大的流动速度。在流速已经变得最大的空气G的作用下，熔融金属Q被散开并以可靠的方式转变为很大数量的微细液滴Q1。
如图2中所示，第二流动通路32由以下组成孔口34，所述孔口34朝向第一流动通路31的底端部(最小内径部分331附近)开口；保存部分35，所述保存部分35用于临时保持(或保存)水S；和引入通路(互连通路)36，水S通过所述引入通路36从保存部分35引入到孔口34。
保存部分35连接到水源以接收来自水源的水S。保存部分35通过引入通路36与孔口34连通。而且，保存部分35具有矩形(或正方形)形状的横截面。
引入通路36是其纵向横截面为楔形形状的区域。这使得可以逐渐增加水S从保存部分35流到引入通路36内的流速，并因此可以稳定地将具有增加的流速的水S从孔口34喷射。
孔口34是在其处顺序通过了保存部分35和引入通路36的水S然后被喷射或喷出到第一流动通路31内的区域。
孔口34开口成圆周狭缝的形状，所述圆周狭缝延伸过喷嘴3的内圆周表面。而且，孔口34在相对于第一流动通路31的中心轴线O倾斜的方向上开口。
通过如此方式形成的孔口34，水S作为大致圆锥形轮廓的液体射束S1被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点S2确切地位于下侧(见图1)。这保证了在液体射束S1的里面和内部，熔融金属Q被分散并以可靠的方式转变为很多数量的微细液滴Q1。
如上所述，通过其流速在内径逐渐减小的部分33的最小内径部分331附近变成最大的空气G，熔融金属Q以可靠的方式被进一步分散和转变成很多数量的微细液滴Q1。这产生了增强效应，通过所述增强效应，熔融金属Q被可靠地分散并以更加可靠的方式被转变成很多数量的微细液滴Q1。
转变成很多数量的液滴Q1的熔融金属Q通过与液体射束S1接触被冷却和凝固，藉此很多数量的金属粉末颗粒R被生产出来。由此生产的很多数量的金属粉末颗粒R被容纳在布置在金属粉末生产设备1A下面的容器(没有示出)内。
第一流动通路31和第二流动通路32形成在其内的喷嘴3包括圆盘状形状(环状形状)的第一部件4和与第一部件4同心布置(见图1和2)的圆盘状形状(环状形状)的第二部件5。第二部件5布置在第一部件4的下面且在它们之间留出空间37。
孔口34、引入通路36和保存部分35由以这种方式布置的第一部件4和第二部件5分别限定。即，第二流动通路32通过形成在第一部件4与第二部件5之间的空间37提供。
如图2中所示，孔口34具有由第一部件4的底端面(端部)42限定的内圆周表面341，和由第二部件5的顶端面(端部)52限定的外圆周表面342。
同样，引入通路36具有由第一部件4的底端面(端部)42限定的上表面361，和由第二部件5的顶端面(端部)52限定的下表面362。
而且，保存部分35具有位于引入通路36上面的上表面351和内圆周表面352，上表面351和内圆周表面352两者都由第一部件4的底端面(端部)42限定；和位于引入通路36下面的下表面353和内圆周表面354，下表面353和内圆周表面354两者都由第二部件5的顶端面(端部)52限定。
通过以这种方式限定孔口34、引入通路36和保存部分35，可以在喷嘴3内容易地和可靠地形成孔口34、引入通路36和保存部分35。而且，孔口34、引入通路36和保存部分35的尺寸可以根据空间37的尺寸适当地设定。
第一部件4和第二部件5的构成材料的示例包括，但是不特别限于，各种金属材料。特别地，使用不锈钢，更优选地使用Cr为基础的不锈钢或沉淀硬化不锈钢。
如图1中所示，由管状主体形成的盖子7被固定地紧固到第二部件5的底端面51上。盖子7与第一流动通路31同心地布置。使用盖子7可以防止金属粉末颗粒R在它们落下时飞散，藉此金属粉末颗粒R可以可靠地容纳在容器内。
同时，如图1和3中所示，四个夹具6A、6B、6C和6D设置在喷嘴3的边缘。夹具6A、6B、6C和6D中的每一个适于在大致垂直方向上(图1中的上下方向上)夹持并压缩第一部件4和第二部件5。
而且，四个夹具6A、6B、6C和6D沿着喷嘴3的周边、即围绕第一流动通路31的中心轴线O布置，且具有预定的间隔(以相等的角间距)。这使得可以在垂直方向上一致地(即均匀地)压缩第一部件4和第二部件5。
在这样多的大体上具有相同构造的夹具6A、6B、6C和6D中，下面将只是代表性地描述夹具6A。
夹具6A包括两个夹持件61a和61b，以及用于互连所述两个夹持件61a和61b的连接器部分62。夹持件61a和61b中的每一个由圆盘状部件形成。
连接器部分62由具有阴螺纹624的连接器部分主体621、和具有阳螺纹623并与阴螺纹624螺纹连接的操作部分622组成。
连接器部分主体621为大致C状形状。阴螺纹624形成在连接器部分主体621的一端625。夹持件61b设置在连接器部分主体621的另一端626。
操作部分622具有把手627，夹持件61a设置在把手627的相对侧。
这种构造的夹具6A以如此姿势(或位置)连接到喷嘴3，即夹持件61a和61b在上下方向上彼此面对。此时，夹持件61a布置在第一部件4的顶端面(顶部)41的边缘区域，而夹持件61b布置在第二部件5的底端面(底端)51的边缘区域内。
利用如上面构成的金属粉末生产设备1A，当水S从孔口34喷射时，内圆周表面341在由箭头“B”表示的方向上被流过孔口34的水S的压力推动，且外圆周表面342在由箭头C表示的方向上被流过孔口34的水S的压力推动。由此，促使孔口34变大。然而，因为内圆周表面341与外圆周表面342之间的间隙(空间)被夹具6A、6B、6C和6D的压缩动作限制，孔口34的变大被防止。
因此，可以维持孔口34的尺寸恒定，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式保持恒定。
在各个夹具6A、6B、6C和6D中，夹持件61a和61b之间的间隔L可以通过旋转地操作把手627进行调整。这使得可以可靠地调整作用在喷嘴3上的压缩力，即强加在孔口34上的限制程度。由此，提供了下面的优点微细粒度(或称为细微颗粒尺寸)的粉末可以通过稳定喷射的流体的流速而生产出来。
如上所述，夹具6A、6B、6C和6D沿喷嘴3的周边布置，且具有预定间隔。这使得可以在垂直方向上一致地压缩第一部件4和第二部件5，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式保持恒定。
尽管四个夹具使用在图示的构造中，但是夹具的数量不限于此，且可以例如是两个、三个或多于五个。
而且，夹持件61a和61b、连接器部分主体621和操作部分622的组成材料的示例，包括(但是不特别限于)各种金属材料或各种类型的塑料，且可以单独使用或组合使用各种金属材料或各种类型的塑料。
第二实施例图4是显示根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备的纵向截面视图，且图5是图4中显示的金属粉末生产设备的平面视图(俯视图)。
在下面的描述中，仅为了便于理解，图4中的上侧被称为“顶”或“上”且下侧被称为“底”或“下”。
下文将参照这些图描述根据本发明第二实施例的金属粉末生产设备。下面的描述将集中在与前面实施例不同的点上，且相同的点将从描述中省略。
除了在夹具的构造上的差别，本实施例与第一实施例相同。
图4和5中所示的金属粉末生产设备1B包括沿喷嘴3的外周边部分38设置的夹具(限制装置)6E。夹具6E适于在大致水平的方向上(在图4中的左右方向上)压缩第一部件4和第二部件5。
如图5中所示，夹具6E包括柔性线性主体63、柔性带状主体64和用于连接线性主体63的一端631和另一端632的连接器部件65。
带状主体64具有大体上等于喷嘴3的宽度(高度)的宽度，和被设定成稍微小于喷嘴3的外周边部分38的长度(周长)的长度。带状主体64设置成与喷嘴3的外周边部分38紧密接触。
线性主体63例如由金属线形成，且缠绕带状主体64多次(或称为多圈)。
连接器部分64被固定地紧固到线性主体63的一端631，并且构造成它可以夹持线性主体63的另一端632的任意部分，且可以将所述部分维持在被夹持的状态。
利用这种构造的夹具6E，带状主体64沿着喷嘴3的外周边部分38放置，然后，线性主体63缠绕带状主体64并紧靠带状主体64收紧。在此状态中，线性主体63的另一端632被连接器部分65夹紧。这使得可以一致地收紧喷嘴3的外周边部分38的几乎整个圆周，从而可靠地限制孔口34的任何扩大。
由此，可以保持孔口34的尺寸恒定，藉此从孔口34喷射的水S的流速可以可靠的方式维持恒定。
在上述第一实施例中，当压缩喷嘴3时，夹具6A、6B、6C和6D的操作部分622被一个接一个地操作。然而，在本实施例中，压缩喷嘴3的任务可以仅通过互连线性主体63的另一端632和连接器部分65得以实施。为此，本实施例的夹具6E使得可以容易和更加一致地压缩喷嘴3。
线性主体63、带状主体64和连接器部分65的组成材料的示例包括各种金属材料。
尽管在图示的构造中，夹具6E具有一个被构造成共同压缩第一部件4和第二部件5的线性主体63，但是本发明不限于此。可选地，夹具6E例如可以设置有两个被构造成分开压缩第一部件4和第二部件5的线性主体。即使夹具6E以如此方式设置有两个线性主体，也可以容易和更加一致地压缩喷嘴3。
虽然本发明的金属粉末生产设备已经参照图示的实施例在上面得到描述，但是本发明不限于此。组成金属粉末生产设备的各个部分可以被其它能够执行同样功能的部分替换。而且，必要时可以添加任意的组成部分。
而且，本发明的金属粉末生产设备可以通过组合上述相应的实施例的两个或更多任意构造(特征)而构成。
例如，第二实施例的夹具可以被添加到第一实施例的喷嘴上。
另外，尽管在前面实施例中从喷嘴喷射的液体(流体)是水，但是本发明不限于此。所述液体例如可以是脂质或溶剂。
权利要求
1.一种金属粉末生产设备，包括供给部分，所述供给部分用于供给熔融金属；喷嘴，所述喷嘴设置在所述供给部分下面，所述喷嘴包括流动通路和孔口，所述流动通路由喷嘴的内圆周表面限定，从供给部分供给的熔融金属能够流过所述流动通路，所述流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小，所述孔口在流动通路的底端开口并适于朝向所述流动通路喷射流体，所述喷嘴包括第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留出空间，其中所述孔口由第一部件和第二部件限定；和用于限制所述孔口被流过孔口的流体的压力扩大的限制装置，所述限制装置设置在喷嘴上，由此通过使流过流动通路的熔融金属与从喷嘴的孔口喷射的流体接触，熔融金属被分散并转变成大量的微细液滴，从而所述大量的微细液滴被凝固以便生产出金属粉末。
2.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口被开口成在喷嘴的内圆周表面的范围内延伸的圆周狭缝的形状。
3.根据权利要求2所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口构造成保证所述流体以大体上圆锥形轮廓被喷射，且所述圆锥形轮廓的顶点位于下侧。
4.根据权利要求3所述的金属粉末生产设备，其中所述孔口具有由所述第一部件的端部限定的内圆周表面，和由所述第二部件的端部限定的外圆周表面。
5.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述喷嘴进一步包括用于临时保持所述流体的保存部分，和用于将所述流体从所述保存部分引入所述孔口的引入通路，所述引入通路具有楔形的纵向横截面。
6.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述内径逐渐减小的部分为收敛的形状。
7.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置能够调整强加在所述孔口上的限制程度。
8.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置包括夹具，所述夹具用于在大体上垂直的方向上夹持和压缩所述第一部件和所述第二部件。
9.根据权利要求8所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具包括两个夹持件，所述两个夹持件分别布置在所述第一部件顶部区域和所述第二部件的底部区域；和用于互连所述两个夹持件的连接器部分，所述连接器部分能够调整所述夹持件之间的间隔。
10.根据权利要求8所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具包括以预定间隔围绕所述流动通路的中心轴线布置的多个夹具。
11.根据权利要求1所述的金属粉末生产设备，其中所述限制装置包括用于在大体上水平的方向上压缩所述第一部件和所述第二部件的夹具。
12.根据权利要求11所述的金属粉末生产设备，其中所述夹具适于大体上一致地收紧所述第一部件和所述第二部件的外周部分的整个圆周。
全文摘要
一种金属粉末生产设备，包括用于供给熔融金属的供给部分和设置在所述供给部分下面的喷嘴。所述喷嘴设置有流动通路，从供给部分供给的熔融金属能够流过所述流动通路，流动通路具有内径逐渐减小的部分，所述内径逐渐减小的部分的内径在向下的方向上逐渐减小。所述喷嘴进一步设置有孔口，所述孔口在所述流动通路的底端开口并适于朝向流动通路喷射流体。所述喷嘴具有第一部件和设置在所述第一部件下面的第二部件，且在第一部件与第二部件之间留出空间，其中所述孔口被第一部件和第二部件限定。用于限制孔口被流过孔口的流体的压力扩大的夹具设置在喷嘴上。
文档编号B22F9/08GK1986122SQ20061016881
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月20日
发明者中林兴荣, 田中光丰, 志村辰裕, 田中义慈 申请人:精工爱普生株式会社
最新回复(0)