JPH01104704A - 超急冷金属合金粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶湯供給管付き噴出口部により、溶湯を回転デ
ィスク上に噴出させ、上記回転ディスク上より、高圧噴
出不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ＋Ｎ２など）の噴出層中に飛
散させ急冷凝固させて金属合金粉末を製造する方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

金属合金粉末応用製品の中、熱間静水圧圧縮による機械
部品成形、射出成形による複雑形状部品成形などに使用
する合金粉末として粒径が小さく。

形状が球形となるものが最近要求される様になってきた
。金属粉末の製造方法として従来、酸化物還元法、電解
法、カー＆ニル法、アトマイズ法。

上記回転ディスク法等数多くの方法が開発されている。

この中上記の要求条件を満足させ得る可能性のある方法
としてガスアトマイズ法と回転ディスク法が考えられ得
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のガスアトマイズ法による場合。

噴出口部よシ噴出される噴出流がアトマイズガスの環帯
を開口する様に該ガス層に突入し粉砕され、噴霧金属合
金として急冷される事を原理とする。この場合噴出溶湯
流を噴出高圧ガス層へ突入させるため。

高圧ガスでアトマイズされた噴霧金属合金の粉体の中に
はガスが巻き込まれた状態、換言すれば空孔をもつ状態
で凝固されるものもある。この方法で作製された粉体の
平均粒径は２０〜５０μｍと大きく１０μｍ以下のもの
は未だ作シ出されていない。

他方回転ディスク法に於いては上記の様なガス巻き込み
による空孔は生じない。更に粉体形状は球形となる。し
かし該方法に於いてはその平均粒径は５０〜１００μｍ
と大きくなる事が広く知られている。上記の様な粒体の
場合、射出成形→脱パインディング→焼結の工程後得ら
れた成形体の相対密度を９５チ以上にする事はむづかし
い。これは機械的強度、磁気的性質を劣化させる原因の
１つとなる。

そこで１本発明の目的は、従来の高圧不活性ガス噴出ア
トマイズ法および回転ディスク法等による超急冷金属合
金粉末の製造方法の欠点を除去し。

よシ品質のよい金属粉末の製造技術を確立する事にある
。即ち、粉体形状は球形、平均粒径１０μｍ以下そして
ガス巻き込みによる空孔が各粉体にない事を目標とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、溶湯供給管付噴出口部より、溶湯を回
転ディスク上に噴出させてなる飛しょう湯粒を、更に回
転ディスク上より、高圧不活性ガスの噴出層中に飛散さ
せ急冷させて金属合金の粉末を製造する方法に於いて、
板部材を、前記飛しょう湯粒の飛しょう位置に設けるこ
とにより、前記飛しょう湯粒を更に微粉化することを特
徴とする超急冷合金粉末の製造方法が得られる。換言す
ればガス巻き込みによる空孔をもたない球状粉末を作製
するためには上記回転ディスク法を基本とし平均粒径を
１０μｍ以下とするために以下のようにする。

溶湯噴出口部先端は回転ディスク直上１０〜１間・の位
置に固定される。溶湯は噴出口部より約０．５〜１　ｋ
ｙ／ｍ２の圧力で回転ディスク上に噴出される。

回転ディスクは１０４〜１０”　ｒ、ｐ、ｍ、の回転数
をもって回転させる。ここに於いて特に回転ディスクお
よび湯粒粉砕板には金属溶湯とのぬれ性のよくないセラ
ミック（例えばＳ　ｉ　３Ｎ４＋　Ｓ　ｔＣ＋　Ａｔ２
０３など）又は黒鉛材などが選らばれねばならない。回
転ディスク上に噴出された溶湯はディスク表面上で凝固
される事なく、シかも２．直ちに５０〜２００μｍの粒
径をもつ飛しょう湯粒となシ２回回転ディスク面よシ遠
心力によシ飛散される。尚、必らずしもディスクの先端
から飛散するとは限らない。その後、この飛散湯粒は板
部材たる湯粒粉砕板に打ち当たる事によって更に細かく
粉砕される。

このとき回転ディスクおよび湯粒粉砕板に、溶湯は出来
るだけ熱を奪われない事が重要である。

上記溶湯は湯粒粉砕板から飛散した後その外周辺に噴出
される高圧不活性ガス環帯層中に突入し。

これによって始めて急冷凝固される。

〔実施例〕

以下２本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図には本発明に関係する噴出口部周辺概
略を示す直径６ｃｍφのセラミックス製回転ディスク２
を約２．５　Ｘ　１０’ｒｐｍの回転数をもって回転さ
せる。冷却用高圧Ａｒがスが噴出される。

次に溶湯供給管６内で溶解された７８．５％Ｎｉ−Ｆｅ
合金溶湯を噴出させるために溶湯供給管６内をＡｒガス
でもって加圧する。最後に、噴出溶湯制御板７（カーボ
ン・ストツノや−）を打ち抜き、溶湯噴出口先端部４よ
シ溶湯を高速回転中のディスク２に向けて噴出させる。

該溶湯は上記ディスク２に到達すると、遠心力によって
ディスク２の中心近傍から１円周方向へ移動し始める。

しかしセラミックス（Ｓｉ５Ｎ４）型回転ディスクを用
いるとこれは溶湯との間に、なじみが悪く円板上で湯膜
をつくらす湯粒となって、比較的短い時間内にディスク
２を離れ飛散する。この湯粒はその上部に配設されてい
る板部材たる湯粒粉砕板１３に打ち尚シ、更に細かく粉
砕され、下方向に向きを変えて飛散する。

該飛散湯粒は冷却用高圧Ａｒがス噴出層中に突入し急冷
凝固される。

以上の工程を経て７８．５　％　ＮｉＦｅ合金粉体は製
造された。製造条件は次の通シ゛である。

ディスク回転数２．５　Ｘ　１０’　ｒｐｍ、冷却用高
圧Ａｒ噴出ガス圧１００　ｋｇ７ｃｍ２．溶湯噴出圧０
．４　ｋｇ／ａｎ２゜溶湯温度１６００℃、溶湯先端噴
出温度１５８０℃、溶湯噴出部口径０．５φ泪２溶解量
１　ｋｇ／ｃｈ回収された７８，５％Ｎｉ−Ｆｅ合金粉
末の平均粒径は約７μｍ、形状は球形のものが得られた
。また電顕観察の結果、ガス巻き込みによる空孔は認め
られなかった。

〔発明の効果〕

回転ディスク法による従来の合金粉末の平均粒径は５０
〜２００μｍと非常に大きかった。本発明によって平均
粒径１０μｍ以下の、しかも巻き込みガスによる空孔を
もたない品質の高い超急冷金属合金の球状微粉末をつく
る新しい技術が開発された。

この技術をもって射出成形による複雑形状部品。

および熱間静水圧成形による機械部品等のプリホーム、
超電導材、半導体材等の新素材開発を可能ならしめる事
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実験に用いられた本発明に係る合金粉末製造
装置の概念図、第２図は第１図に係る製造装置の噴出口
部周辺の原理模式図を示す。 １・・・ディスク駆動用モータ、２・・・回転ディスク
。 ３・・・噴出口部本体支持台、４・・・噴出口先端部、
５・・・誘導加熱用黒鉛筒、６・・・溶湯供給管（ルッ
が部）。 ７・・・噴出溶湯制御板、８・・・溶湯噴出用ガス供給
口。 ９・・・噴出溶湯制御板支持台、１０・・・誘導加熱板
。 １１・・・高圧冷却ガス供給口、１２・・・高圧冷却ガ
ス噴出口、１３・・・溶湯粒粉枠板、１４・・・合金粉
末。 １５・・・高圧冷却噴出ガス、１６・・・噴出溶湯流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯供給管付噴出口部より、溶湯を回転ディスク
   上に噴出させてなる飛しょう湯粒を、更に回転ディスク
   上より、高圧不活性ガスの噴出層中に飛散させ急冷させ
   て、金属合金の粉末を製造する方法に於いて、板部材を
   、前記飛しょう湯粒の飛しょう位置に設けることにより
   、前記ひしょう湯粒を更に微粉化することを特徴とする
   超急冷金属合金粉末の製造方法。