[发明专利]粉末制造设备和粉末形成方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种粉末制造设备和一种用于由钢水(molten steel)生产粉末的粉末形成方法，且更具体而言，涉及一种粉末制造设备和一种通过将冷却流体喷射到钢水上来将钢水粉化成均匀的粉末的粉末形成方法。

背景技术

汽车和金属部件的形状已经变得复杂，且其需求已经增加。因此，除了传统制造方法，诸如，锻造方法和铸造方法，已经越来越多地使用优化用于批量生产的方法，诸如，热压成形(HPF)。由于HPF技术的发展，由金属粉末形成的产品的刚性和其他性能已经得到改进，且因此HPF用于制造复杂汽车部件的使用已经逐渐增加。因此，已经研究了用于大量地生产金属粉末的粉化技术。

图1例示了用于通过使用流体(诸如，高压气体或冷却水)粉化钢水(S)来生产精细的粉末(P)的粉末制造设备。该粉末制造设备可用来生产具有预期颗粒尺寸分布和性能的微小尺寸的精细的粉末。通过从安装在主体20上的射流喷嘴30喷射到钢水(S)上的流体将从钢水供应单元10向下流动的钢水(S)粉化成精细的粉末(P)。射流喷嘴30连接到固定体11，且连接到固定体11的射流喷嘴30的喷射位置可调整以改变从射流喷嘴30喷射的流体撞击钢水的撞击点。

使用惰性气体作为流体的方法具有这些优点，诸如形成非常精细的粉末、颗粒尺寸的均匀性以及不发生粉末氧化，但是在批量生产方面具有缺点。另一方面，尽管使用冷却水的水射流方法具有缺点，诸如不均匀的颗粒表面形状、获得均匀的颗粒的难度以及金属粉末氧化的高可能性，但是在批量生产方面水射流方法具有优点。由于对作为用于制造汽车部件的原材料的金属粉末的需求显著增加，使用冷却水的水射流方法被认为是用于生产金属粉末的有竞争力的方法。

当通过水射流方法生产金属粉末时，金属粉末质量由多个因素(诸如，金属粉末的颗粒尺寸分布、表观密度、表面形状以及氧含量)确定。金属粉末的颗粒尺寸分布、表观密度和表面形状主要在水射流过程中确定，并且水射流过程的变量诸如冷却水的量和压力、钢水的初始温度以及喷嘴的结构对金属粉末的性能具有影响。在一般的水射流过程中，当高压冷却水撞击钢水时，钢水被粉化成精细的金属粉末并且被冷却，并且金属粉末的粉化度和表面形状由冷却水的压力确定，具体而言，冷却水滴的尺寸和速度以及通过冷却水滴施加的脉冲的幅度。已经开发了并且商品化了用于形成水滴且通过用水滴撞击钢水来有效地粉化钢水的水射流喷嘴和喷嘴结构。

在相关技术中，这样的喷嘴结构通常被分成两种类型。

首先，如图2中例示的，使用V-射流类型喷嘴结构。在V-射流类型喷嘴结构中，喷嘴尖端31被配置为朝向钢水流的一个点喷射扇形冷却水流以便生产金属粉末。V-射流类型喷嘴结构包括多个喷嘴尖端31，且通过喷嘴尖端31喷射的冷却水广泛地散布。因此，容易设置加工条件和调整冷却水撞击钢水的角度。然而，有效地撞击钢水的冷却水滴的数目是相对小的，且因此使用大量的冷却水来生产粉末。

如图3中例示的，另一种是包括环形单件喷嘴35和喷射孔36的环形类型喷嘴结构，冷却水流通过该喷射孔被喷射朝向钢水的一个点。与V-射流类型喷嘴结构相比，通过冷却水滴(流体滴)将相对大的脉冲施加到钢水，且因此使用少量的流体。然而，如果初始加工条件不完善，则难以调整流体滴相对于钢水的点的角度。另外，难以制造用于高压流体喷射的单件环形喷嘴结构。

此外，在两种喷嘴结构中，如果使流体撞击钢水的撞击角度变化，根据冷却水和空气的流动，由钢水形成的精细的粉末可能不落下而是可能形成大团块。

(专利文件1)KR10-2004-0067608A

发明内容

技术问题

为了解决相关技术的上述问题，本公开内容的一方面可以提供一种粉末制造设备和一种用于使用流体形成精细的粉末同时防止粉末变粗劣的粉末形成方法。

本公开内容的一方面还可以提供一种粉末制造设备和一种即使加工条件变化也能允许稳定加工的粉末形成方法。

本公开内容的一方面还可以提供一种粉末制造设备和一种用于生产具有预定颗粒尺寸分布和平均颗粒尺寸同时减小冷却水的量、增加脉冲的幅度并且保证预定撞击角度的粉末形成方法。

技术方案

本公开内容提供了如下描述的一种粉末制造设备和一种粉末形成方法以便实现本公开内容的上述方面。