[發明專利]用于生產鐵粉末的方法和裝置

有效

• 申請號: 201611143593.2
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN107570712B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 柳顯坤;尹埻鐵
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;周玉梅

本發明公開一種用于生產鐵粉末的方法和裝置。具體地，本發明公開一種通過水霧化工藝生產鐵粉末的方法，其可以包括：在中間罐中制備熔融金屬；通過打開形成在中間罐底部上的孔以自由下落的方式排放熔融金屬；以及通過使用一對水噴灑噴嘴將水噴灑在自由下落的熔融金屬上來生產鐵粉末，所述水噴灑噴嘴形成的角度為至少45°。本發明能夠通過調節噴灑至自由下落的熔融金屬上的水的角度來增加鐵粉末的回收率，同時防止水花飛濺現象。

技術領域

本發明涉及一種用于生產鐵粉末的方法和裝置，更具體地，涉及一種用于生產鐵粉末的方法和裝置，當鐵粉末通過沿著自由下落的熔融金屬流的線性區域噴灑水的水霧化工藝生產時，其能夠增加鐵粉末的回收率。

背景技術

通常，粉末冶金是在模具中擠壓并形成金屬粉末，然后燒結所述粉末以制造燒結部件的方法。此方法主要用于制造需要高精確度的車輛部件，如齒輪，因為該方法可以用于制造具有復雜形狀且需要高精確度的機器部件。

在各種類型的金屬粉末中，鐵(Fe)粉末具有約50至150μm的粒子尺寸，且不單獨使用。通常，根據為了改進強度的各種目的，將合金元素(例如，碳(C)、鎳(Ni)、銅(Cu)或鉬(Mo))添加至鐵(Fe)粉末而制得混合粉末。

用于生產混合粉末的鐵粉末通常通過水霧化工藝生產。水霧化工藝是使用高壓泵在豎直下落的熔融金屬上噴灑水從而利用水的沖擊力和冷卻率來生產金屬粉末的方法。

此水霧化工藝主要用于粉碎金屬，例如鐵(Fe)或銅(Cu)，其具有較高的熔點并且不會快速氧化。

特別地，用于粉末冶金的鐵粉末通常通過水霧化工藝生產，這是因為，由于燒結體的可壓縮性和機械性質其必須為不規則粒子的形式。

圖1為解釋通過水霧化工藝生產金屬粉末的常規方法的圖。

如圖1中所示，在通過水霧化工藝生產金屬粉末的常規方法中，以這種方式生產金屬粉末：在中間罐(tundish)1中容納的熔融金屬3通過形成在中間罐1的下部中的孔5向下排放，在此情況中使用相互面對安裝的噴嘴9在對稱的方向上將水噴灑至自由下落的熔融金屬3上。

更詳細地，從每個噴嘴9噴灑的水通常具有100至200巴的壓力。噴灑的水流7通過在熔融金屬3的流的特定位置相互碰撞而將熔融金屬3轉變為滴的形式，然后將其固化，其結果是最終形成金屬粉末。

通過水霧化工藝生產的鐵粉末的大多數物理性質根據水霧化工藝的變量而改變，例如從每個噴嘴9噴灑的水的壓力和角度。

為了增加在水霧化工藝中金屬粉末的回收率，金屬粉末通常通過增加由從噴嘴9噴灑的水流形成的霧化角度來生產。

在此情況下，具有180μm或更小的粒子尺寸的粉末過篩，并用作鐵粉末的產物。具有180μm或更大的粒子尺寸的粉末被篩出并用作熔融金屬的材料，或用作在其他工藝中用于清洗目的的啞粉(dummy powder)，或僅在根據特殊目的制造需要大粒子尺寸粉末的部件時少量使用。

因此，鐵粉末生產中的回收率是指粒子尺寸為180μm或更小的粉末的比例。

然而，當霧化角度增加以提高回收率時，水的移動距離短，其沖擊力過強。因此，發生噴灑的水豎直向上飛濺的水花飛濺現象。

圖2為顯示相關技術中由于水花飛濺現象發生熔融金屬堆積的示意圖。

如圖2中所示，當水花飛濺現象發生時，發生熔融金屬的粒子圍繞噴嘴9粘附并生長的堆積現象。堆積的發生減小回收率，或由于工藝的不連續性使生產率變差。因此，如果忽視，設備本身可能受損。

因此，相關技術已經嘗試通過以小于40°的銳角從每個噴嘴9噴灑水并增加水與熔融金屬3的碰撞位置的豎直距離來減小由于水花飛濺造成的熔融金屬3的粒子的堆積。然而，問題在于，水流形成的噴射角度越小，金屬粉末的回收率越差。