KR20140134551A - Method and atomizer apparatus for manufacturing metal powder - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing metal powder and an atomizer apparatus. According to the present invention, the metal powder is manufactured by applying a metal atomizer process to spray metal powder to metal droplet which has gone through a gas atomizer process. According to the present invention, the method for manufacturing metal powder and the atomizer apparatus are capable of manufacturing the metal powder having the size of 0.1-10 μm which overcomes the limit of properties of a commercial powder material by forming secondary metal powder (3) by a physical method such as a metal atomizer method of spraying metal powder to primary metal powder (2) formed by a gas atomizer method.

Description

금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치{METHOD AND ATOMIZER APPARATUS FOR MANUFACTURING METAL POWDER}[0001] METHOD AND ATOMIZER APPARATUS FOR MANUFACTURING METAL POWDER [0002]

본 발명은 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 가스 아토마이저 방식의 문제점을 개선하여 큰 표면장력을 가지는 금속 액적을 효과적으로 분쇄하여 10㎛ 이하의 금속 분말을 생산할 수 있도록 하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a metal powder and an atomizer device, and more particularly, to a method for improving a gas atomization method by effectively pulverizing a metal droplet having a large surface tension, And to an atomizer device for producing the metal powder.

금속분말은 급속 응고로 인해 편석이 없고, 결정립이 미세하며, 가공방법에 따라 기공률을 제어하는 것이 가능하므로, 우수한 기계적 특성 및 내마모성을 갖는 구조용 부품뿐만 아니라 다공성 기능부품을 제조할 수 있어 금속분말 부품의 적용 분야가 꾸준히 증가하고 있다.
Since the metal powder has no segregation due to rapid solidification and has a fine grain size and can control the porosity according to the processing method, it is possible to manufacture porous functional parts as well as structural parts having excellent mechanical and abrasion resistance, The application areas of this system are steadily increasing.

이와 같은 금속분말의 제조와 관련하여 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0800505호 "금속분말 제조장치"는 하부에 용융금속을 배출하기 위한 오리피스가 형성된 금속 용해조; 진동발생기구로 부터 발새한 진동을 용해조 내부의 용융금속에 전달하여 용융금속을 미세화하기 위한 진동 전달로드; 용해조로부터 배출되는 용융금속의 액적을 더욱 미세화하기 위하여 공급 튜브를 통해 용융금속 액적에 분출되는 고압 가스를 수용한 고압가스 저장조; 및 고압가스에 의하여 미세화되어 배출되는 용융 금속 액적을 수용하여 냉각하는 금속분말 분무탱크를 구비하여, 평균 입경이 20㎛ 이하인 미세한 구상금속분말의 제조를 안정적으로 저가로 수행할 수 있으며, MIM용 금속분말 및 전자제품용 금속분말 등의 실용화를 위한 기술을 제안하고 있다.
Regarding the production of such a metal powder, Korean Registered Patent Publication No. 10-0800505 entitled " Metal Powder Production Apparatus "refers to a metal dissolving tank in which an orifice for discharging molten metal is formed in a lower portion; A vibration transmitting rod for transmitting vibrations from the vibration generating mechanism to the molten metal in the melting vessel to refine the molten metal; A high-pressure gas reservoir containing a high-pressure gas ejected into the molten metal droplet through a supply tube to further miniaturize droplets of the molten metal discharged from the melting vessel; And a metal powder spray tank for receiving and cooling the molten metal droplets which are finely atomized and discharged by the high-pressure gas. The fine spherical metal powder having an average particle diameter of 20 m or less can be stably and inexpensively manufactured, Powder, and metal powder for electronic products.

등록번호 제10-1096734호 "구형의 합금분말 및 그 제조방법"은 급속응고법(RSP)중의 하나인 종래의 가스 분무법(gas atomization process)의 경우에 목적 조성의 합금원료를 도가니에 용융하여 챔버내에 환상의 분사 노즐로 고압가스를 분사 및 냉각시켜 미세분말을 제조하는 것과는 달리, 상기한 환상의 분사 노즐에 의해 분사된 반액상의 미립자를 재차 고속으로 회전하는 수냉된 원통형 냉각 롤러의 내측에 부딪혀 2차적으로 냉각시켜 합금분말을 회수하여 용융합금의 냉각효과를 더욱 높게 하여 미세편석을 줄여 보다 균질한 미세조직을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 0.1∼2,000㎛ 크기의 구형의 합금분말을 제공하기 위한 기술을 제안하고 있다.
No. 10-1096734 entitled " Spherical Alloy Powder and Method for Producing the Same "discloses a method in which, in the case of the conventional gas atomization process, which is one of the rapid solidification methods (RSP), the alloy material of the target composition is melted in the crucible, Unlike the case where a fine powder is produced by injecting and cooling a high pressure gas with an injection nozzle of an annular shape, the semi-liquid fine particles injected by the above-mentioned annular injection nozzle hit the inside of a water-cooled cylindrical cooling roller rotating again at a high speed, To recover the alloy powder to further increase the cooling effect of the molten alloy to thereby reduce micro-segregation to obtain a more homogeneous microstructure and to provide a technique for providing a spherical alloy powder having a size of 0.1 to 2,000 mu m .

공개특허공보 공개번호 특2001-0011544호 "초음파를 이용한 크림솔더용 분말과 같은 미립자분말의 제조방법과 그 장치"는 액적낙하장치로부터 용융상태의 액적을 초음파속으로 낙하시킴으로써 용융상태의 물질을 작은 액적들로 분무시키고, 그 분무된 작은 액적들을 냉각시켜 응고시키되, 초음파의 진동수를 가변시킴으로써 분말 입도 크기를 조절할 수 있으며, 용융상태의 물질이 37Pb-63Sn 공정조성을 가지는 경우, 연속공급이 가능하고 일정한 유량을 초음파 혼 위에서 분무시켜 크림솔더용 분말을 제조하며, 분무단계가 불활성가스분위기에서 20∼44kHz 범위로 진동하는 초음파 혼 위에 적하시킴으로써 양질의 크림솔더용 분말을 대량으로 연속하여 제조할 수 있도록 하기 위한 기술을 제안하고 있다.
Open No. 2001-0011544 entitled "Method and Apparatus for Producing Fine Particle Powder such as Cream Solder Powder Using Ultrasonic Wave" discloses a method of dropping a molten droplet into a ultrasonic wave from a droplet dropping device, It is possible to adjust the powder particle size by varying the frequency of the ultrasonic waves, and when the molten material has a composition of 37Pb-63Sn process, it is possible to continuously supply, The powder is sprayed on the ultrasonic horn to prepare a powder for cream solder, and the spraying step is carried out in an inert gas atmosphere on an ultrasonic horn vibrating in the range of 20 to 44 kHz to make a continuous mass of high quality cream solder powder For example.

한편, 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0105256호 "금속 분말 제조 장치, 금속 분말 및 성형체"는 용융 금속을 공급하는 공급부(턴디쉬)와, 공급부의 하방에 마련된 액체 분출부와, 액체 분출부의 하방에 마련된 노즐 및 통형상체를 갖고, 노즐은 액체 제트(제 2 액체)를 분사하는 오리피스를 갖고 있고, 이 액체 제트에 분산액이 충돌하면, 분산액의 진행 방향은 강제적으로 변화되도록 하는 기술을 제안하고 있다.
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-2007-0105256, entitled " Metal Powder Production Apparatus, Metal Powder and Molded Body ", comprises a supply portion (tundish) for supplying molten metal, a liquid spouting portion provided below the supply portion, (Second liquid), and a technique of forcibly changing the proceeding direction of the dispersion liquid when the dispersion liquid impinges on the liquid jet is proposed .

이와 같이 일반적으로 금속 분말 제조의 대량 생산은 아토마이저 장치를 이용하며, 가스 아토마이저(gas atomizer) 방식과 수분사 아토마이저(water atomizer) 방식으로 나뉜다.
Generally, mass production of metal powder is performed using an atomizer device, and is divided into a gas atomizer method and a water atomizer method.

이때, 수분사 아토마이저 장치는 순수 물만을 분사하거나, 물과 가스를 혼합하여 분사하는 방식으로 구분할 수 있다. 수분사 아토마이저 방식은 가스 아토마이저 방식과 비교하여 작동 방식 및 액적의 분쇄(break-up) 이론 모델이 유사하지만, 액적을 분쇄하기 위한 운동에너지 전달을 가스인 기체 대신에 물의 액체를 사용하는 차이점이 있다.
At this time, the water jet atomizer device can be classified into a method of spraying only pure water, or spraying water and gas mixed. The water atomization atomization method is similar to the gas atomization method in terms of the operation method and the break-up theory model of the droplet, but the kinetic energy transfer for crushing the droplet is different from the gas using the liquid of water .

따라서, 수분사 아토마이저 장치는 가스 대신 밀도가 큰 물을 분사하기 때문에, 상대적으로큰 운동에너지를 발생하여 1㎛ 크기의 금속 분말까지 생성할 수 있는 장점을 갖지만, 비활성 기체 대신 물을 사용하면서 생성물인 금속 분말의 산화(Oxidization)와 후처리 문제의 한계점을 가지고 있다.
Therefore, the water jet atomizer device has the advantage of generating a relatively large kinetic energy to produce metal powder of a size of 1 탆, because it injects water of high density instead of gas. However, when water is used instead of inert gas, (Oxidization) of metal powders and post-treatment problems.

도 1은 일반적인 가스 아토마이저 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining the operation of a general gas atomizer device.

도 1을 참조하면, 일반적으로 가스 아토마이저 장치를 이용한 금속 분말 제조는 10㎛급의 분말 제조의 대량 생산에 가장 적합하게 사용되고 있다. 이와 같은 가스 아토마이저 장치(100)는 원통형 챔버(110)의 금속 액체가 공급 튜브(112)를 통해 중력에 의해 아래 방향으로 흘러 내리고, 비활성 기체(N2 혹은 Ar)가 노즐(114)을 통해 초음속의 빠른 유속으로(500m/s이상) 흘러 내리는 금속 액체 방향으로 분사된다. 빠른 유속의 비활성 기체는 큰 운동에너지(Ek)를 가지고 금속 액적에 타격되면서 금속 액적들이 분쇄(break-up)되고 무화(atomization)가 진행되도록 한다.
Referring to FIG. 1, metal powder production using a gas atomizer apparatus is generally most suitably used for mass production of powder of 10 μm grade. Such a gas atomizer device 100 allows the metal liquid in the cylindrical chamber 110 to flow downward by gravity through the supply tube 112 and the inert gas N 2 or Ar to flow through the nozzle 114 It is sprayed in the metallic liquid direction flowing down at a supersonic fast flow rate (over 500 m / s). The inert gas at high flow rates is struck by the metal droplet with a large kinetic energy (E k ), which causes the metal droplets to break-up and atomization to proceed.

그러나, 이와 같은 가스 아토마이저 장치를 이용한 금속 분말의 제조는 큰 표면장력을 가지는 금속 액적을 분쇄하기 위해 가스 운동에너지의 증가가 필요하며 가스 유속을 크게 증가시킬 필요성이 있지만, 900m/s 이상의 가스 분사 속도는 상용 가스 아토마이저 장치에서 현실적 한계점을 가지기 때문에 10㎛ 이하의 금속 분말을 생산하는데 이론적 어려움이 있다.
However, in the production of metal powder using such a gas atomizer device, it is necessary to increase the gas kinetic energy in order to crush the metal droplet having a large surface tension, and it is necessary to increase the gas flow rate greatly. However, Because of the practical limitations in commercial gas atomisation systems, theoretical difficulties exist in the production of metal powders below 10 μm.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 상용분말 소재의 특성 한계를 극복할 수 있는 0.1 ~ 10 ㎛ 크기를 갖는 금속분말의 제조가 가능하도록 하는 새로운 형태의 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a novel metal powder capable of overcoming the characteristic limit of commercial powder material, And to provide an atomizer device.

특히, 본 발명은 종래 가스 아토마이저 방식의 문제점을 개선하여 큰 표면장력을 가지는 금속 액적을 효과적으로 분쇄하여 10㎛ 이하의 금속 분말을 생산할 수 있도록 하는 새로운 형태의 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
More particularly, the present invention relates to a method for producing a new type of metal powder which can effectively produce a metal powder of 10 탆 or less by effectively pulverizing a metal droplet having a large surface tension by improving the problems of the conventional gas atomization method, And an object of the present invention is to provide a device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 용해된 금속 용액(1)이 낙하 배출되도록 하는 단계와; 상기 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계 및; 상기 1차 금속 분말(2)에 가스 아토마이저 방법에 의해 형성된 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계를 구비한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal powder, the method including: causing a molten metal solution to fall and be discharged; A gas atomization step of forming a primary metal powder (2) by spraying an inert gas to the falling metal solution (1) to pulverize the metal droplet; And a metal atomizer step of spraying a metal powder formed by the gas atomization method on the primary metal powder (2) to form a secondary metal powder (3).

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법에서 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말은 상기 금속 아토마이저 단계를 통해 형성된 상기 2차 금속 분말(3)을 사용할 수 있다.
In the method for manufacturing a metal powder according to the present invention, the metal powder to be sprayed in the metal atomizer step may be the secondary metal powder (3) formed through the metal atomizer step.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법에서 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말은 비활성 기체에 의해 분사되도록 할 수 있다.
In the method for manufacturing the metal powder according to the present invention, the metal powder sprayed in the metal atomizer step may be sprayed by the inert gas.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 더 포함하여; 상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용할 수 있다.
The method for manufacturing the metal powder according to the present invention further comprises filtering metal powder for blasting (3a) having a particle size larger than the particle size determined by the secondary metal powder (3); The metal powder for blasting (3a) may be used as a metal powder for spraying in the metal atomizer step.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 용해된 금속 용액(1)이 낙하 배출되도록 하는 단계와; 상기 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계 및; 상기 1차 금속 분말(2)이 낙하되는 상태에서 정해진 범위의 입도를 갖는 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계를 구비한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a metal powder, the method comprising: causing a molten metal solution to be dropped and discharged; A gas atomization step of forming a primary metal powder (2) by spraying an inert gas to the falling metal solution (1) to pulverize the metal droplet; And a metal atomizer step of spraying a metal powder having a particle size within a predetermined range in a state where the primary metal powder (2) falls, thereby forming a secondary metal powder (3).

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 더 포함하여; 상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용할 수 있다.
The method for manufacturing the metal powder according to the present invention further comprises filtering metal powder for blasting (3a) having a particle size larger than the particle size determined by the secondary metal powder (3); The metal powder for blasting (3a) may be used as a metal powder for spraying in the metal atomizer step.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치는 금속 용액(1)을 형성하고, 상기 금속 용액(1)이 낙하되어 배출되도록 하는 챔버(20)와; 상기 챔버(20)로부터 낙하되는 상기 금속 용액(1)에 비활성 가스가 분사되도록 함으로써, 금속 액적을 분쇄하여 1차 금속 분말(2)이 형성되도록 하는 가스 아토마이저(30) 및; 상기 1차 금속 분말(2)에 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 하는 금속 아토마이저(50)를 구비한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an atomizer device for manufacturing a metal powder, comprising: a chamber for forming a metal solution and for dropping the metal solution; Wow; A gas atomizer (30) for atomizing an inert gas into the metal solution (1) falling from the chamber (20), thereby pulverizing the metal droplet to form a primary metal powder (2); And a metal atomizer (50) for spraying a metal powder onto the primary metal powder (2) to form a secondary metal powder (3).

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치는 상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내기 위한 스크린 유니트(40) 및; 상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 금속 아토마이저(50)로 공급시키기 위한 이송 유니트(60)를 더 구비할 수 있다.
The atomizer device for manufacturing the metal powder according to the present invention comprises a screen unit 40 for filtering the metal powder 3a for blasting having a particle size larger than the particle size defined by the secondary metal powder 3; And a transfer unit 60 for supplying the metal powder for blasting 3a to the metal atomizer 50.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장에서 상기 가스 아토마이저(30)는 비활성 가스가 낙하되는 상기 금속 용액(1)으로 향하여 분사되도록 하는 노즐(32)을 구비하고, 상기 금속 아토마이저(50)는 분사하기 위한 금속 분말이 상기 1차 금속 분말(3)로 향하여 분사되도록 하는 노즐(52)을 구비하며, 상기 가스 아노마이저(30)의 노즐(32) 및 상기 금속 아토마이저(50)의 노즐(52)은 상기 챔버(20)의 하방으로 순차적으로 배치됨으로써, 상기 챔버(20)로부터 배출되는 상기 금속 용액(1)의 낙하과정에서 연속적인 공정이 이루어져 상기 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 할 수 있다.
In the atomizer chamber for producing the metal powder according to the present invention, the gas atomizer 30 has a nozzle 32 for injecting the inert gas toward the metal solution 1 in which the inert gas is dropped, The atomizer 50 has a nozzle 52 for injecting a metal powder for spraying toward the primary metal powder 3 and the nozzle 32 of the gas anomaly 30 and the metal atomizer The nozzles 52 of the secondary metal powder 50 are sequentially disposed below the chamber 20 so that a continuous process is performed during the dropping of the metal solution 1 discharged from the chamber 20, (3) can be formed.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치는 상기 챔버(20)의 하방 둘레를 감싸도록 설치되는 케이스(12)를 더 포함하고, 상기 스크린 유니트(40)는 정해진 체눈의 크기를 갖고, 상기 케이스(12) 내에 배치되어 상기 금속 아토마이저(50)를 통해 형성되는 상기 2차 금속 분말(3)이 낙하되는 위치에 설치되어 입도가 큰 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내도록 하는 스크린(42)을 구비할 수 있다.
The atomizer apparatus for manufacturing the metal powder according to the present invention further includes a case 12 installed to surround the lower portion of the chamber 20, and the screen unit 40 has a predetermined size And a metallic powder (3a) disposed in the case (12) and provided at a position where the secondary metal powder (3) formed through the metal atomizer (50) falls down to filter the metal powder for blasting A screen 42 may be provided.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치는 상기 스크린 유니트(40)는 정해진 체눈의 크기를 갖는 스크린(42), 사이클론(cyclone) 및 가상임팩터(virtual impactor)로 이루어지는 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.
In the atomizer apparatus for manufacturing the metal powder according to the present invention, the screen unit 40 may include a screen 42 having a predetermined sieve size, a cyclone, and a virtual impactor Wherein the metal powder is a metal powder.

본 발명에 의한 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치에 따르면, 가스 아토마이저 방식에 의해 형성되는 1차 금속 분말(2)을 금속 분말을 분사하는 금속 아토마이저 방식의 물리적인 방법에 의해 2차 금속 분말(3)을 형성함으로써, 상용분말 소재의 특성 한계를 극복할 수 있는 0.1 ~ 10㎛ 크기를 갖는 금속 분말의 제조가 가능하다. 특히, 가스 아토마이저 방식으로 제조된 높은 밀도의 고상 분말을 분사하여 10㎛ 이하의 분말 생성에 필요한 충분한 운동 에너지를 공급할 뿐만 아니라, 비활성 기체와 고상 금속 분말을 혼합하여 분사하기 때문에 최종적으로 생성되는 금속 분말의 산화와 후처리 문제점들도 해결할 수 있다. 또한, 공정중 형성되는 금속 분말 중 원하는 입도보다 큰 금속 분말(3a)을 금속 아토마이저 공정에 사용하도록 함으로써, 설비를 단순화시키고, 공정 공수를 감소시키면서도 미세편석이 적고, 보다 미세한 입도의 금속 분말을 제조할 수 있어 설비비를 감소시키고 생산효율을 높일 수 있다.
According to the method and the atomizer apparatus for producing a metal powder according to the present invention, the primary metal powder (2) formed by the gas atomizing method is subjected to a physical method of metal powder atomization By forming the secondary metal powder 3, it is possible to manufacture a metal powder having a size of 0.1 to 10 탆 which can overcome the characteristic limit of the commercial powder material. Particularly, since not only sufficient kinetic energy necessary for producing powders of 10 탆 or less is injected by spraying a high-density solid phase powder produced by the gas atomizing method, but also inert gas and solid phase metal powder are mixed and injected, Oxidation and post-treatment problems of the powder can also be solved. In addition, by using the metal powder (3a) having a particle size larger than the desired particle size in the metal atomization process, it is possible to simplify the equipment, reduce the number of process steps and reduce fine segregation, It is possible to reduce the equipment cost and increase the production efficiency.

도 1은 일반적인 가스 아토마이저 장치의 작동을 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 기술 사상에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 기술 사상에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 적용하는 경우 액적 금속의 웨버 수와 분쇄된 액적 크기의 계산결과를 보여주는 도면;
도 6은 종래 가스 아토마이저 방식을 적용하는 경우 액적 금속의 웨버 수와 분쇄된 액적 크기의 계산결과를 보여주는 도면이다.1 is a view for explaining the operation of a general gas atomizer device;
2 is a view for explaining a method for producing a metal powder according to the technical idea of the present invention;
3 is a view for explaining an atomizer device for manufacturing a metal powder according to the technical idea of the present invention;
4 is a view for explaining a method for manufacturing a metal powder and an atomizer device according to another preferred embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a view showing calculation results of the number of webber and the size of a pulverized droplet of a droplet metal when a method for manufacturing a metal powder and an atomizer device according to a preferred embodiment of the present invention are applied;
FIG. 6 is a view showing calculation results of the number of weber of the droplet metal and the size of the pulverized droplet when the conventional gas atomizing method is applied.

도 2는 본 발명의 기술 사상에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 기술 사상에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 2 is a view for explaining a method for manufacturing a metal powder according to a technical idea of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining an atomizer apparatus for manufacturing a metal powder according to the technical idea of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 가스 아토마이저 공정이 이루어진 금속 액적에 금속 분말을 타격하도록 함으로써, 가스 아토마이저 방식의 문제점을 개선하여 큰 표면장력을 가지는 금속 액적을 효과적으로 분쇄하여 10㎛ 이하의 금속 분말을 생산할 수 있도록 한다.
Referring to FIG. 2, a method for manufacturing a metal powder according to an embodiment of the present invention includes the steps of striking a metal powder in a metal liquid droplet having been subjected to a gas atomization process, thereby improving the problem of the gas atomization method, So that the metal powders of 10 탆 or less can be produced.

이와 같은 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 용해된 금속 용액(1; 도 3 참조)이 낙하 배출되도록 하는 단계 다음에 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계를 진행한다. 다음, 1차 금속 분말(2)에 정해진 범위의 입도를 갖는 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계를 진행하여 최종적으로 원하는 입도의 금속 분말을 제조하게 된다.
The method for producing the metal powder according to the present invention comprises the steps of causing the dissolved metal solution 1 (see FIG. 3) to fall and discharge, then spraying an inert gas to the falling metal solution 1, Thereby proceeding with the gas atomization step of forming the primary metal powder (2). Then, a metal powder having a particle size within a predetermined range is injected into the primary metal powder 2 to form a secondary metal powder 3, and finally a metal powder having a desired particle size is produced.

이때, 가스 아토마이저 단계 및 금속 아토마이저 단계는 금속 용액(1)이 낙하되는 상태에서 순차적 및 연속적으로 이루어지도록 함으로써, 제조 방법 및 아토마이저 장치의 구성을 단순화할 수 있을 것이다.
At this time, the gas atomization step and the metal atomization step may be performed sequentially and continuously in a state in which the metal solution 1 is dropped, thereby simplifying the manufacturing method and the configuration of the atomizer device.

본 발명에서 금속 용액(1)을 형성하는 단계와 가스 아토마이저 단계는 일반적으로 적용되고 있는 가스 아토마이저 방식의 기술을 적용할 수 있을 것이다. 그리고, 본 발명에서 금속 아토마이저 단계는 샌드 블라스팅(sand blasting)과 같이 고상 분말을 분사하여 소재를 처리하는 방식을 적용할 수 있는 것이다.
In the present invention, the step of forming the metal solution (1) and the gas atomization step may be applied to the gas atomization method which is generally applied. In the metal atomization step of the present invention, a method of treating a material by spraying a solid phase powder such as sand blasting can be applied.

한편, 본 발명에서 금속 아토마이저 단계에서 사용되는 고상 분말은 금속 용액(1)으로부터 제조되는 금속 분말과 동일한 재질의 금속 분말을 사용하는데, 바람직하게는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 가스 아토마이저 공법을 통해 제조한 금속 분말을 사용하여 별도의 분리과정 등의 후처리 과정이 필요없도록 하여 생산효율을 높이도록 한다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 본 발명에 따른 방법을 통해 제조되는 금속 분말을 사용하도록 함으로써, 아토마이저 장치를 단순하게 구성할 수 있도록 함과 동시에 공정의 단순화를 도모하도록 한다.
Meanwhile, in the present invention, the solid phase powder used in the metal atomization step is a metal powder of the same material as the metal powder produced from the metal solution (1). Preferably, So that the production efficiency is improved by eliminating the need for a post-treatment process such as a separate separation process. In particular, by using the metal powder produced by the method according to the present invention as in the preferred embodiment of the present invention, the atomizer device can be constructed simply and the process can be simplified.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)는 챔버(20), 가스 아토마이저(30) 및 금속 아토마이저(50)를 구비하여, 1차적으로 가스 아토마이저 방법에 의해 형성되는 금속 분말을 금속 분말로 2차적으로 분쇄하여 10㎛ 급의 분말을 대량 생산할 수 있도록 한다.
3, an atomizer device 10 for producing a metal powder according to the present invention comprises a chamber 20, a gas atomizer 30 and a metal atomizer 50, The metal powder formed by the milling method is secondarily pulverized with a metal powder so that a powder having a particle size of 10 mu m can be mass-produced.

이때, 챔버(20)는 금속 용액(1)을 형성하고, 금속 용액(1)이 낙하되어 배출되도록 한다. 가스 아토마이저(30)는 챔버(20)로부터 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 가스가 분사되도록 함으로써, 금속 액적을 분쇄하여 1차 금속 분말(2)이 형성되도록 한다. 금속 아토마이저(50)는 1차 금속 분말(2)에 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 한다.
At this time, the chamber 20 forms the metal solution 1, and the metal solution 1 is dropped and discharged. The gas atomizer 30 causes the inert gas to be injected into the metal solution 1 falling from the chamber 20 so that the metal liquid droplet is pulverized to form the primary metal powder 2. [ The metal atomizer 50 injects the metal powder into the primary metal powder 2 so that the secondary metal powder 3 is formed.

본 발명에서 가스 아토마이저(30)를 통해 형성되는 1차 금속 분말(2)에 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 하는 금속 아토마이저(50)는 가스 아토마이저(30)와 별도로 구성될 수도 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 챔버(20)의 하방으로 순차적으로 연이어 배치되어 설치되도록 함으로써, 비교적 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)의 구성이 간단하게 되도록 하고, 이물이 혼입될 여지를 안정적으로 차단하여 고품질의 금속 분말을 형성하도록 한다.
The metal atomizer 50 for spraying the metal powder into the primary metal powder 2 formed through the gas atomizer 30 so as to form the secondary metal powder 3 is provided in the gas atomizer 30, But it is also possible to provide the atomizer device 10 for the relatively simple production of the metal powder by simplifying the structure of the atomizer device 10 by sequentially arranging the metal particles 20 in the downward direction of the chamber 20 as in the preferred embodiment of the present invention. And stably shields the space in which the foreign matter is mixed to form a high-quality metal powder.

이와 같이 경우, 가스 아토마이저(30)와 금속 아토마이저(50)는 낙하되는 금속 용액(1)의 중심축 둘레로 설치되는 노즐(32, 52)을 갖는다. 이와 같은 각 노즐(32, 52)을 통해 가스 아토마이저(30)는 비활성 가스가 금속 용액(1) 둘레로 균일하게 분출되도록 하고, 금속 아토마이저(50)는 가스 아토마이저(30)를 통해 형성되어 낙하되는 1차 금속 분말(2) 둘레로 금속 분말이 균일하게 분출되도록 한다.
In this case, the gas atomizer 30 and the metal atomizer 50 have the nozzles 32 and 52 provided around the center axis of the metal solution 1 to be dropped. Through the nozzles 32 and 52, the gas atomizer 30 uniformly emits the inert gas around the metal solution 1, and the metal atomizer 50 is formed through the gas atomizer 30 So that the metal powder is uniformly blown around the falling primary metal powder 2.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 본 발명에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)는 형성되는 금속 분말(3)을 금속 아토마이저(30)에서 분출시키는 금속 분말로 적용하도록 할 수 있다. 이 경우, 스크린 유니트(40)를 통해 금속 분말이 수거되도록 하고, 이송 유니트(60)를 통해 스크린 유니트(40)에 수거된 금속 분말을 금속 아토마이저(50)로 공급하도록 할 수 있을 것이다. 이때, 스크린 유니트(40)는 정해진 입도보다 큰 입도를 가지는 금속 분말{3; 본 발명의 바람직한 실시예에서 블라스팅용 금속 분말(3a)}을 걸러 내기 위한 장치로서, 본 발명의 바람직한 실시예의 도 4에서 보인 바와 같은 정해진 체눈의 크기를 갖는 스크린(42)을 적용할 수 있을 뿐만아니라, 유체의 선회류(旋回流)에 의해서 생기는 원심력을 이용한 분리장치인 사이클론(cyclone) 및 전기적으로 분류 입경의 제어가 가능한 가상임팩터(virtual impactor) 등이 선택적으로 사용될 수 있을 것이다.
In the meantime, as in the preferred embodiment of the present invention, the atomizer device 10 for manufacturing the metal powder according to the present invention may be applied as a metal powder for ejecting the metal powder 3 to be formed from the metal atomizer 30 . In this case, the metal powder may be collected through the screen unit 40, and the metal powder collected in the screen unit 40 may be supplied to the metal atomizer 50 through the transfer unit 60. At this time, the screen unit 40 is formed of a metal powder having a particle size larger than a predetermined particle size {3; As a device for filtering metal powder 3a for blasting in the preferred embodiment of the present invention, it is possible to apply a screen 42 having a predetermined sieve size as shown in Fig. 4 of the preferred embodiment of the present invention Alternatively, a cyclone, which is a separation device using a centrifugal force generated by the swirling flow of the fluid, and a virtual impactor, which can control the particle size, can be selectively used.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 4 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 각 도면에서 종래기술로부터 용이하게 확인할 수 있는 가스 아토마이저 방법 및 장치의 구성 및 공정 제어관련기술, 가스 아토마이저 방법에 의해 금속 분말이 형성되는 원리, 금속 분말을 분사하기 위한 기술과 관련되는 블라스팅(blasting) 방법 및 장치 등 통상 본 발명에 적용되는 분야의 종사자들 및 그들이 관련분야의 종사자들을 통해 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시 및 상세한 설명은 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하였다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 4 to 6. On the other hand, the gas atomization method and apparatus configuration and process control related technology that can be easily confirmed from the prior art in each of the drawings, the principle of forming the metal powder by the gas atomization method, and the technique of spraying the metal powder Blasting methods and apparatuses, and those skilled in the art to which the present invention is applicable and those skilled in the art to which the present invention pertains will be omitted, And explained.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 설명하기 위한 도면이다.
4 is a view for explaining a method for manufacturing a metal powder and an atomizer device according to another preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 용해된 금속 용액(1)이 낙하 배출되도록 하면서 가스 아토마이저 단계와 금속 아토마이저 단계를 순차적으로 실시하여 10㎛ 이하의 입도를 갖는 금속 분말을 제조하도록 한다. 여기서, 가스 아토마이저 단계는 낙하되는 금속 용액(1)에 N2 및 Ar 등과 같은 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성한다. 금속 아토마이저 단계는 1차 금속 분말(2)에 가스 아토마이저 방법에 의해 형성된 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성한다.
Referring to FIG. 4, a method for manufacturing a metal powder according to a preferred embodiment of the present invention includes sequentially performing a gas atomization step and a metal atomization step while letting the molten metal solution 1 fall and discharge, Or less of the metal powder. Here, in the gas atomization step, an inert gas such as N 2 and Ar is injected into the falling metal solution 1 to pulverize the metal droplet to form the primary metal powder 2. The metal atomisation step forms a secondary metal powder (3) by spraying a metal powder formed by the gas atomisation method on the primary metal powder (2).

본 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법은 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말으로 금속 아토마이저 단계를 통해 형성된 2차 금속 분말(3)을 사용하고, 비활성 기체에 의해 분사되도록 한다.
The method for producing the metal powder according to the present embodiment uses the secondary metal powder 3 formed through the metal atomization step as the metal powder to be sprayed in the metal atomizer step and is sprayed by the inert gas.

특히, 본 실시예에서는 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 통해 블라스팅용 금속 분말(3a)을 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용한다.
Particularly, in this embodiment, the blasting metal powder 3a having a particle size larger than the particle size determined by the secondary metal powder 3 is filtered through the metal powder 3a for blasting in the metal atomizer stage It is used as powder.

또한, 본 실시예에서는 금속 용액(1)이 낙하되는 경로상에서 가스 아토마이저 단계와 금속 아토마이저 단계가 순차적으로 연이어 이루어지도록 함으로써, 공정의 연속성을 유지하도록 한다. 즉, 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계가 수행된 후, 연이어 1차 금속 분말(2)이 낙하되는 상태에서 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계가 수행되도록 한다.
Further, in this embodiment, the gas atomizer step and the metal atomizer step are successively connected successively on the path where the metal solution 1 falls, so that continuity of the process is maintained. That is, after the gas atomization step for forming the primary metal powder 2 is carried out by spraying an inert gas to the falling metal solution 1 and pulverizing the metal droplet, the primary metal powder 2 is successively dropped So that the metal atomizer step of forming the secondary metal powder 3 is carried out.

이때, 본 실시예에서는 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말을 2차 금속 분말(3) 중 정해진 범위의 입도(원하는 입도보다 큰 입도)를 갖는 금속 분말(3a)을 순환시켜 적용함으로써, 금속 아토마이저 단계에서 반복적인 사용으로 분쇄효과를 더욱 높이도록 한다. 즉, 본 실시예는 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 통해 블라스팅용 금속 분말(3a)을 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용하도록 하는 것이다.
At this time, in this embodiment, by applying the metal powder sprayed in the metal atomizer step by circulating the metal powder 3a having the particle size (particle size larger than the desired particle size) in the predetermined range of the secondary metal powder 3, Repeated use at the lower level will further enhance the crushing effect. That is, in this embodiment, metal powder for blasting (3a) having a particle size larger than the particle size determined by the secondary metal powder (3) is filtered through a step of filtering the metal powder (3a) for blasting in the metal atomizer step It is used as powder.

다시, 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)는 챔버(20), 가스 아토마이저(30), 스크린 유니트(40), 금속 아토마이저(50) 및 이송 유니트(60)를 구비하여, 챔버(20)로부터 낙하되는 금속 용액(1)에 1차적으로 가스 아토마이저(30)에 의해 금속 액적의 분쇄가 이루어져 1차 금속 분말(2)을 형성하도록 하고, 계속 낙하되는 1차 금속 분말(2)이 금속 아토마이저(50)로부터 분사되는 금속 분말에 의해 또 다시 분쇄되어 2차 금속 분말을 형성되도록 한다.
4, an atomizer device 10 for producing a metal powder according to a preferred embodiment of the present invention includes a chamber 20, a gas atomizer 30, a screen unit 40, a metal atomizer The primary metal powder 2 is firstly pulverized by the gas atomizer 30 to the metal solution 1 falling from the chamber 20 by the pulverizer 50 and the transfer unit 60, And the primary falling metal powder 2 is further pulverized by the metal powder injected from the metal atomizer 50 to form the secondary metal powder.

이때, 챔버(20)는 금속 용액(1)을 형성하고, 금속 용액(1)이 낙하되어 배출되도록 한다. 가스 아토마이저(30)는 챔버(20)로부터 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 가스가 분사되도록 함으로써, 금속 액적을 분쇄하여 1차 금속 분말(2)이 형성되도록 한다. 금속 아토마이저(50)는 1차 금속 분말(2)에 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 한다.
At this time, the chamber 20 forms the metal solution 1, and the metal solution 1 is dropped and discharged. The gas atomizer 30 causes the inert gas to be injected into the metal solution 1 falling from the chamber 20 so that the metal liquid droplet is pulverized to form the primary metal powder 2. [ The metal atomizer 50 injects the metal powder into the primary metal powder 2 so that the secondary metal powder 3 is formed.

본 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)에서 스크린 유니트(40)는 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 낸다. 그리고, 이송 유니트(60)는 블라스팅용 금속 분말(3a)이 금속 아토마이저(50)로 공급되도록 함으로써, 챔버(20)로부터 낙하되는 금속 용액(1)이 하방으로 순차적으로 배치된 가스 아토마이저(30), 금속 아토마이저(50) 및 스크린 유니트(40)를 통해 일련의 공정이 연속적으로 이루어지도록 한다. 즉, 본 실시예에서 가스 아토마이저(30)는 비활성 가스가 낙하되는 금속 용액(1)으로 향하여 분사되도록 하는 노즐(32)을 구비하고, 금속 아토마이저(50)는 분사하기 위한 금속 분말이 1차 금속 분말(3)로 향하여 분사되도록 하는 노즐(52)을 구비한다. 그리고, 가스 아노마이저(30)의 노즐(32) 및 금속 아토마이저(50)의 노즐(52)은 챔버(20)의 하방으로 순차적으로 배치됨으로써, 챔버(20)로부터 배출되는 금속 용액(1)의 낙하과정에서 연속적인 공정이 이루어져 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 한다.
The screen unit 40 in the atomizer apparatus 10 for producing the metal powder according to the present embodiment filters the metal powder 3a for blasting having a particle size larger than the particle size specified in the secondary metal powder 3. The transfer unit 60 supplies the metal powders 3a for blasting to the metal atomizer 50 so that the metal solution 1 falling from the chamber 20 is supplied to the gas atomizer 30, the metal atomizer 50, and the screen unit 40 so that a series of processes are performed successively. That is, in the present embodiment, the gas atomizer 30 has a nozzle 32 for injecting the inert gas toward the falling metal solution 1, and the metal atomizer 50 has a metal powder 1 for spraying And a nozzle 52 for spraying toward the secondary metal powder 3. The nozzle 32 of the gas anomaly 30 and the nozzle 52 of the metal atomizer 50 are sequentially disposed below the chamber 20 so that the metal solution 1 discharged from the chamber 20, So that the secondary metal powder 3 is formed.

그리고, 이와 같은 가스 아토마이저(30) 및 금속 아토마이저(50)의 노즐(32, 52)은 챔버(20)의 하방 둘레를 감싸도록 설치되는 케이스(12)내에 위치되어 설치되고, 스크린 유니트(40)의 스크린(42)은 케이스(12) 내에 배치되도록 설치된다. 여기서, 스크린(42)은 정해진 체눈의 크기를 갖고, 케이스(12) 내에 배치되어 금속 아토마이저(50)를 통해 형성되는 2차 금속 분말(3)이 낙하되는 위치에 설치되어 입도가 큰 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내도록 한다. 스크린(42)을 통과한 금속 분말(3b)는 완성 금속 분말이 된다. 이때, 생성되는 분말의 크기가 10㎛ 이상일 경우 계속적으로 비활성 기체와 함께 금속 아토마이저 단계에서 분사시키는 금속 분말로 활용하며, 10㎛ 이하의 금속 분말은 스크린(42)을 이용하여 0.5㎛, 1㎛, 5㎛등 상업적 필요 크기의 목적에 따라서 분류할 수 있다. 물론, 스크린 유니트(40)로 유체의 선회류(旋回流)에 의해서 생기는 원심력을 이용한 분리장치인 사이클론(cyclone) 및 전기적으로 분류 입경의 제어가 가능한 가상임팩터(virtual impactor)를 적용하는 경우 사이클론(cyclone) 또는 가상임팩터(virtual impactor)의 규격과 운전조건을 바꿈으로써 다양한 입도로 금속 분말의 분류가 가능할 것이다.
The nozzles 32 and 52 of the gas atomizer 30 and the metal atomizer 50 are installed in the case 12 installed so as to surround the lower part of the chamber 20, 40 are installed to be disposed in the case 12. The screen 42 of Fig. Here, the screen 42 has a predetermined mesh size and is provided at a position where the secondary metal powder 3 formed in the case 12 through the metal atomizer 50 falls, The metal powder (3a) is filtered out. The metal powder 3b having passed through the screen 42 becomes a finished metal powder. In this case, when the size of the generated powder is 10 탆 or more, the powder is continuously used as a metal powder to be sprayed in the metal atomizer step together with the inert gas, and the metal powder having a size of 10 탆 or less is coated on the screen (42) , 5 [mu] m, and so on. Of course, when a cyclone, which is a separation device using a centrifugal force generated by a swirling flow of a fluid with the screen unit 40, and a virtual impactor capable of controlling the particle size are electrically applied, cyclone, or virtual impactor, and classify the metal powders at various particle sizes by changing operating conditions.

한편, 본 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)에서 이송 유니트(60)는 스크린(42)상에 걸러진 금속 분말(3a)를 금속 아토마이저(50)로 이송시키기 위해 이송 펌프(62) 등이 적용될 것이다. 물론, 본 실시예에서 금속 아토마이저(50)는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치(10)의 구조와 제조 방법을 단순화시키기 위해 금속 용액(1)의 낙하가 이루어지는 경로상에 구성하였으나, 금속 아토마이저 공정이 별도로 이루어지는 경우, 이송 유니트(60)는 다른 다양한 종류가 적용될 수 있을 것이다.
The transfer unit 60 in the atomizer apparatus 10 for manufacturing the metal powder according to the present embodiment is configured to transfer the metal powder 3a filtered on the screen 42 to the metal atomizer 50 A pump 62 or the like will be applied. Of course, in the present embodiment, the metal atomizer 50 is configured in a path where the metal solution 1 falls in order to simplify the structure and manufacturing method of the atomizer device 10 for producing the metal powder, If the atomizing process is performed separately, various other types of transfer unit 60 may be applied.

이와 같은 본 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치는 가스 아토마이저 방식으로 생성된 10 ~ 100㎛ 크기의 금속 분말을 활용하여 액적 분쇄가 진행되는 공정 중에 비활성 기체와 함께 샌드 블라스팅(sand blasting)의 형태로 분사하여 금속 아토마이저 공정을 진행하게 된다. 고상의 금속 분말은 밀도가 7,800(kg/m3)으로 물에 비해 약 7.8배, 비활성 기체에 비해 약 7,000배 정도 높기 때문에, 금속 액적의 분쇄에 필요한 충분한 운동에너지 공급에 유리하다. 수분사 아토마이저와 비교하면 동일한 상대속도에서는 We수가 약 8배 높으며, 1 ~ 10㎛ 크기의 금속 분말 생성이 가능해진다. 그리고 비활성 기체와 함께 금속 분말이 분사되므로, 생성되는 금속 분말의 산화 발생의 문제점을 해결할 수 있다.
The method and the atomizer apparatus for manufacturing the metal powder according to the present embodiment are characterized in that the metal powder having a size of 10 to 100 탆 produced by the gas atomizing method is used for sandblasting and sand blasting to form a metal atomizer process. The solid metal powder has a density of 7,800 (kg / m 3 ) which is about 7.8 times higher than water and about 7,000 times higher than that of inert gas, so it is advantageous to supply sufficient kinetic energy necessary for pulverizing metal droplets. Compared with the water jet atomizer, the number of We is about 8 times higher at the same relative speed, and it is possible to produce a metal powder having a size of 1 to 10 μm. Since the metal powder is injected together with the inert gas, the problem of the oxidation of the generated metal powder can be solved.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 적용하는 경우 액적 금속의 웨버 수와 분쇄된 액적 크기의 계산결과를 보여주는 도면이고, 도 6은 종래 가스 아토마이저 방식을 적용하는 경우 액적 금속의 웨버 수와 분쇄된 액적 크기의 계산결과를 보여주는 도면이다. 이때, 도 5 및 6의 계산에서 N2 밀도는 1.1346Kg/m3, 액상의 순철(pure iron)밀도는 6,995Kg/m3, 순철의 표면장력은 1.825N/m로 가정하였다.
FIG. 5 is a view showing calculation results of the number of webber and the size of pulverized droplets of a droplet metal when applying the method and the atomizer apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. FIG. FIG. 5 is a view showing calculation results of the number of wefts of the droplet metal and the size of the pulverized droplet when the micor-type method is applied. 5 and 6, the N 2 density was assumed to be 1.1346 kg / m 3 , the liquid pure iron density to be 6,995 kg / m 3 , and the surface tension of pure iron to be 1.825 N / m.

본 발명에 따르면, 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 고상의 금속 분말과 금속 액적의 상대 속도가 10m/s이상이 되면, We수가 3이상이 되어 10㎛ 크기의 액적도 분쇄가 됨을 알 수 있다. 특히, 도 5의 (b)에 보는 바와 같이, 상대 속도가 25m/s 이상되면, 1㎛ 크기의 금속 분말의 생성이 가능함을 알 수 있다.
According to the present invention, as shown in FIG. 5 (a), when the relative velocity between the solid metal powder and the metal droplet is 10 m / s or more, the We number becomes 3 or more, . In particular, as shown in FIG. 5 (b), it can be seen that when the relative speed is 25 m / s or more, a metal powder having a size of 1 μm can be produced.

이에 비하여 종래기술은, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 50㎛ 이상의 액적은 상대속도 300m/s이상에서 We수가 3이상으로 모두 분쇄하게 됨을 알 수 있고, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 10㎛의 액적은 상대속도 700m/s이상에만 We수가 3이상이 되어 분쇄하게 되고, 분쇄되는 크기는 5㎛ 이하로 절반 정도의 크기가 된다. 상대속도 700m/s 이상은 노즐에서 분사되는 비활성 가스의 속도가 900m/s 이상이 됨을 의미하는데, 이러한 고속의 가스 분사는 상용화의 가스 아토마이저에서는 경제성이 극히 떨어지거나 혹은 거의 불가능한 수준이다.
On the other hand, in the prior art, as shown in FIG. 6 (a), it can be seen that when the droplet having a diameter of 50 μm or more is milled at a relative speed of 300 m / s or more, As described above, the liquid droplet of 10 mu m is crushed by a We number of 3 or more only at a relative speed of 700 m / s or more, and the crushed size is about 5 mu m or less. At a relative speed of more than 700 m / s, this means that the velocity of the inert gas injected from the nozzle is more than 900 m / s. Such a high-speed gas injection is extremely low or almost impossible in commercial gas atomizers.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말을 제조하기 위한 방법 및 아토마이저 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
Although the method and the atomizer apparatus for producing a metal powder according to the preferred embodiment of the present invention as described above have been described with reference to the above description and drawings, the present invention is merely illustrative and not limitative of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

1 : 금속 용액 2 : 1차 금속 분말
3 : 2 차 금속 분말 3a : 블라스팅용 금속 분말
10 : 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치
12 : 케이스 20 : 챔버
30 : 가스 아토마이저 32, 52 : 노즐
40 : 스크린 유니트 42 : 스크린
50 : 금속 아토마이저 60 : 이송 유니트1: metal solution 2: primary metal powder
3: Secondary metal powder 3a: Metal powder for blasting
10: Atomizer device for making metal powder
12: Case 20: Chamber
30: gas atomizer 32, 52: nozzle
40: Screen unit 42: Screen
50: metal atomizer 60: transfer unit

Claims (11)

용해된 금속 용액(1)이 낙하 배출되도록 하는 단계와;
상기 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계 및;
상기 1차 금속 분말(2)에 가스 아토마이저 방법에 의해 형성된 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계를 포함하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
So that the molten metal solution (1) is dropped and discharged;
A gas atomization step of forming a primary metal powder (2) by spraying an inert gas to the falling metal solution (1) to pulverize the metal droplet;
And a metal atomizer step of forming a secondary metal powder (3) by spraying a metal powder formed by the gas atomization method on the primary metal powder (2).
제 1 항에 있어서,
상기 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말은 상기 금속 아토마이저 단계를 통해 형성된 상기 2차 금속 분말(3)을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal powder injected in the metal atomisation step uses the secondary metal powder (3) formed through the metal atomisation step.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 금속 아토마이저 단계에서 분사되는 금속 분말은 비활성 기체에 의해 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the metal powder injected in the metal atomizer step is injected by an inert gas.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 더 포함하여;
상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of filtering metal powder (3a) for blasting having a particle size larger than the particle size specified in said secondary metal powder (3);
Wherein the blasting metal powder (3a) is used as a metal powder to be sprayed in the metal atomizer step.
용해된 금속 용액(1)이 낙하 배출되도록 하는 단계와;
상기 낙하되는 금속 용액(1)에 비활성 기체를 분사하여 금속 액적을 분쇄함으로써, 1차 금속 분말(2)을 형성하는 가스 아토마이저 단계 및;
상기 1차 금속 분말(2)이 낙하되는 상태에서 정해진 범위의 입도를 갖는 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)을 형성하는 금속 아토마이저 단계를 포함하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
So that the molten metal solution (1) is dropped and discharged;
A gas atomization step of forming a primary metal powder (2) by spraying an inert gas to the falling metal solution (1) to pulverize the metal droplet;
And a metal atomizer step of forming a secondary metal powder (3) by spraying a metal powder having a particle size within a predetermined range in a state where the primary metal powder (2) falls.
제 5 항에 있어서,
상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내는 단계를 더 포함하여;
상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 상기 금속 아토마이저 단계에서 분사하는 금속 분말로 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising the step of filtering metal powder (3a) for blasting having a particle size larger than the particle size specified in said secondary metal powder (3);
Wherein the blasting metal powder (3a) is used as a metal powder to be sprayed in the metal atomizer step.
금속 용액(1)을 형성하고, 상기 금속 용액(1)이 낙하되어 배출되도록 하는 챔버(20)와;
상기 챔버(20)로부터 낙하되는 상기 금속 용액(1)에 비활성 가스가 분사되도록 함으로써, 금속 액적을 분쇄하여 1차 금속 분말(2)이 형성되도록 하는 가스 아토마이저(30) 및;
상기 1차 금속 분말(2)에 금속 분말을 분사하여 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 하는 금속 아토마이저(50)를 포함하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.
A chamber (20) for forming a metal solution (1) and allowing the metal solution (1) to fall and be discharged;
A gas atomizer (30) for atomizing an inert gas into the metal solution (1) falling from the chamber (20), thereby pulverizing the metal droplet to form a primary metal powder (2);
And a metal atomizer (50) for forming a secondary metal powder (3) by spraying a metal powder onto the primary metal powder (2).
제 7 항에 있어서,
상기 2차 금속 분말(3)에서 정해진 입도보다 큰 입도를 갖는 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내기 위한 스크린 유니트(40) 및;
상기 블라스팅용 금속 분말(3a)을 금속 아토마이저(50)로 공급시키기 위한 이송 유니트(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.
8. The method of claim 7,
A screen unit (40) for filtering the metal powder (3a) for blasting having a particle size larger than the particle size defined by the secondary metal powder (3);
Further comprising a transfer unit (60) for supplying the metal powder (3a) for blasting to the metal atomizer (50).
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 가스 아토마이저(30)는 비활성 가스가 낙하되는 상기 금속 용액(1)으로 향하여 분사되도록 하는 노즐(32)을 구비하고,
상기 금속 아토마이저(50)는 분사하기 위한 금속 분말이 상기 1차 금속 분말(3)로 향하여 분사되도록 하는 노즐(52)을 구비하며,
상기 가스 아노마이저(30)의 노즐(32) 및 상기 금속 아토마이저(50)의 노즐(52)은 상기 챔버(20)의 하방으로 순차적으로 배치됨으로써, 상기 챔버(20)로부터 배출되는 상기 금속 용액(1)의 낙하과정에서 연속적인 공정이 이루어져 상기 2차 금속 분말(3)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.
9. The method according to claim 7 or 8,
The gas atomizer (30) has a nozzle (32) for jetting the inert gas toward the metal solution (1)
The metal atomizer (50) has a nozzle (52) for spraying metal powder for spraying toward the primary metal powder (3)
The nozzle 32 of the gas anomaly 30 and the nozzle 52 of the metal atomizer 50 are sequentially disposed below the chamber 20 so that the metal solution (3) is formed by a continuous process in the process of dropping the metal powder (1).
제 8 항에 있어서,
상기 챔버(20)의 하방 둘레를 감싸도록 설치되는 케이스(12)를 더 포함하고,
상기 스크린 유니트(40)는 정해진 체눈의 크기를 갖고, 상기 케이스(12) 내에 배치되어 상기 금속 아토마이저(50)를 통해 형성되는 상기 2차 금속 분말(3)이 낙하되는 위치에 설치되어 입도가 큰 블라스팅용 금속 분말(3a)을 걸러 내도록 하는 스크린(42)을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.
9. The method of claim 8,
And a case (12) installed to surround the lower portion of the chamber (20)
The screen unit 40 has a predetermined sieve size and is disposed in the case 12 at a position where the secondary metal powder 3 formed through the metal atomizer 50 falls, And a screen (42) for filtering off large metal powders for blasting (3a).
제 8 항에 있어서,
상기 스크린 유니트(40)는 정해진 체눈의 크기를 갖는 스크린(42), 사이클론(cyclone) 및 가상임팩터(virtual impactor)로 이루어지는 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 분말을 제조하기 위한 아토마이저 장치.9. The method of claim 8,
The screen unit (40) is made of any one selected from the group consisting of a screen (42) having a predetermined sieve size, a cyclone, and a virtual impactor. .
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