[发明专利]金属粉末制造装置

说明书

在金属粉末装置中具备：第一坩埚(31)，其对熔解原材料(30)进行加热熔融而生成熔融金属；第一加热装置(33)，其用于对第一坩埚内的金属进行加热熔融；限制器(34)，其对设置于第一坩埚的底面的第一开口部(35)进行开闭；导入管(36)，其具有与第一坩埚的第一开口部连结的一端，将第一坩埚内的熔融金属向第一坩埚的外部引导；第二坩埚(32)，其接受从导入管流出的熔融金属；第二加热装置(37)，其用于对第二坩埚进行加热；以及熔融液喷嘴(11)，其设置于第二坩埚的底面。

技术领域

本发明涉及通过使高压气体流体与从熔融液喷嘴流下的熔融金属碰撞从而制造微粒状的金属(金属粉末)的金属粉末制造装置。

背景技术

从熔融金属制造微粒状的金属(金属粉末)的方法中有包含气体雾化法、水雾化法的雾化法。气体雾化法中，使熔融液从储存熔融金属的熔解槽的下部的熔融液喷嘴流下，从配置于熔融液喷嘴的周围的多个气体喷射喷嘴向熔融液吹送惰性气体。来自熔融液喷嘴的熔融金属的流动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，利用喷雾槽底部的采集料斗回收球状的金属粉末。

例如在日本特开2016-211027号公报中，公开了一种金属粉末的制造装置，该金属粉末的制造装置具有：在内部具备感应熔解炉以及坩埚(罐子)的熔解室(熔解槽)；位于其下部的喷雾室(喷雾槽)；一边吹送惰性气体一边使坩埚内的金属熔融液落下到喷雾腔内的雾化喷嘴(熔融液喷嘴以及气体喷射喷嘴)、使喷雾室内进行气体置换的气体导入口以及气体排出口、以及提供用于使喷雾室内成为氧化环境以及/或者氮化环境的气体的第二气体导入口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-211027号公报

发明内容

发明所要解决的课题

以层叠大量的金属粒子来造型所希望的形状的金属的金属三维打印机的材料等为代表，近年来对粒径比在雾化法中以往要求的金属粉末小的金属粉末的需求不断提高。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。因此，制造这种微粒的金属粉末的雾化器的熔融液喷嘴的最小孔径例如为3mm以下，非常小。

金属粉末在利用金属三维打印机的造型时通过高能量热源进行熔融，因此是高纯度是重要的。但是，即使是真空环境、惰性气体环境，坩埚内的熔融金属(熔融液)也包含金属(熔解原材料)的加热熔融时产生的氧化物作为杂质。由于氧化物比熔融液轻，因此在熔融液的液面附近集合。例如如日本特开2016-211027号公报那样倾倒感应熔解炉而将熔融液注入坩埚中的话，则在熔融液液面浮游的氧化物混入坩埚内，或者在浇注时在坩埚内壁附近产生的涡流使附着在该内壁上的氧化物脱离。如果该氧化物与熔融金属(熔融液)一起经由熔融液喷嘴被导入到喷雾槽内而包含于金属粉末中，则金属粉末的纯度降低，有可能无法满足用户要求的纯度。另外，由于上述理由，熔融液喷嘴的最小孔径变得非常小，成为氧化物容易堵塞的结构。当氧化物堵塞熔融液喷嘴时，需要更换熔融液喷嘴，有些情况下需要更换与熔融液喷嘴连结的坩埚自身，金属粉末的制造效率有可能降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够容易地防止熔融金属中的氧化物向熔融液喷嘴侵入的金属粉末制造装置。

用于解决课题的方案