JPH01108305A - アルミニウム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、粉末冶金法に使用するアルミニウム合金粉末
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム合金粉末の製造方法としては、所望のアル
ミニウム合金組成の溶湯を空気と共に噴霧することによ
り、急速に冷却凝固させて粉末を製造するエアーアトマ
イズ法が最も一般的で良く知られている。

しかし、アルミニウムは極めて活性な金属であるため、
この方法では空気中で容易に酸化されて粉末粒子表面に
厚い酸化被膜が生成する。この酸化被膜は通常の粉末冶
金法による焼結を阻害するため、通常の焼結成形が困難
であった。そこで−船釣には、かかるアルミニウム合金
粉末を熱間鍛造、熱間押出、ホットプレス等の熱間塑性
加工や熱間加圧により成形固化させるのであるが、それ
でも充分強固に成形することが難しく、強度や靭性など
多くの特性において満足できるアルミニウム合金が得ら
れなかった。

このようにエアーアトマイズ法で製造したアルミニウム
合金粉末には酸化被膜の生成により焼結性が低下する欠
点があったので、最近では特開昭５８−７１３６０号公
報、特公昭６０−２４５８Ｌ号公報、同６０−４４３６
３号公報及び同６１−３８２４４号公報等に示されるよ
うに、不活性ガス雰囲気中で溶湯を噴霧するガスアトマ
イズ法が提案されている。

これらのガスアトマイズ法では溶湯の噴霧化にも工夫が
なされているが、いずれにしても酸素等の吸着ガスを出
来るだけ除去した不活性ガス雰囲気中で溶湯を噴霧化し
、酸化被膜のない清浄な表面をもつアルミニウム合金粉
末を製造しようとするものであった。

しかしながら、従来この種の方法で得られた酸化被膜な
もたないアルミニウム合金粉末は非常に活性であるため
、その後の取扱い中に酸素や水に触れると急激な反応を
起こし、却って表面に厚い酸化被膜を形成したり、場合
によっては粉塵爆発等の事故を招く危険があった。この
為、アルミニウム合金を製造する段階で粉末の取扱いに
難しい点が多く１、製造設備の点でも多くの問題があっ
た。

〔発明が解決しようとＴる問題点〕

本発明はかかる従来の事情に鑑み、アルミニウム合金粉
末の酸化被膜を制御して、取扱い上安全で且つ成形性の
良いアルミニウム合金粉末を安全且つ簡単に製造する方
法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 本発明のアルミニウム合金粉末の製造方法は、酸素含有
量が０．１〜１．５体積％で、水分含有量が０．０１〜
０．２体積％である不活性ガス又は窒素ガス若しくはこ
れらの混合ガスからなる雰囲気中において、溶湯アトマ
イズ法によりアルミニウム合金粉末を製造することを特
徴とする。

こ−で溶湯アトマイズ法とは、溶融状態の金属を噴霧す
る全ての方法を含み、例えばエアーアトマイズ法、ガス
アトマイズ法、遠心アトマイズ法及び回転アトマイズ法
などがある。

〔作用〕

本発明方法では、溶湯アトマイズ法にて使用するアルゴ
ン等の不活性ガス又は窒素ガス若しくはこれらの混合ガ
スからなる雰囲気中の酸素量及び水分量を調整すること
によって、アルミニウム合金粉末の酸化被膜を制御する
。

雰囲気中の酸素はＡｊ又はＡ１合金中のＭｇやＣｕ等と
反応して酸化被膜を生成するので、その含有量をｏ、ｉ
〜１．５体積％の範囲に調整して、粉末粒子表面に極薄
い酸化被膜のみを形成させる。酸素含有量が０．１体積
％未満ではＡｊ合金粉末の酸化被膜が少なく表面が活性
過ぎ、取り扱いが難しいばかりか、加熱中又は成形中に
著しい酸化が起つて望ましい特性の合金が得られない。

又、酸素含有量が１．５体積％を超えると酸化被膜が厚
くなり、成形性が低下する。

又、雰囲気中の水分はＡｊと反応してＨの反応と共にＡ
ｊ　Ｏ酸化被膜を生成したり、Ａｊｏ・２Ｈ０の形で結
晶水として粉末粒子表面に存在し、粉末の固化中又は固
化後に材料欠陥の原因となり、特性を低下させる。従っ
て、水分含有量も０．０１〜０．２体積％に調整する。

水分含有量が０．０１体積％未満では酸化被膜が少なく
表面が活性過ぎ、０．２体積％を超えると酸化被膜が厚
過ぎ又結晶水も多くなる。

溶湯噴霧の雰囲気として不活性ガスや窒素ガスを用いる
理由は、上記の如く酸化被膜を調整Ｔるため以外に、こ
れらのガスが粉末粒子表面に吸着されて薄いガス層を形
成するので、短時間であれば大気中にさらされても粒子
表面の酸化が逆打せず、大気中で粉末を取り扱うことが
可能となるからである。

このようにして酸化被膜を制御したアルミニウム合金粉
末は、通常の如く熱間でホットプレス、鍛造、押出、圧
延などによって固化される。

又、溶湯アトマイズ法により製造したアルミニウム合金
粉末は、鋳造材に比較して微細均一で偏析も少ない。特
に、この性質は凝固時の冷却速度が１０　Ｔ：ｊａｅａ
以上であって、得られたアルミニウム合金粉末の体積が
０．０６５ａｌｌ以下である場合に認められ、この条件
を満たず粉末を使用することにより一層高い合金特性が
達成できる。

〔実施例〕

Ａｊ−８，８ｗｔ％Ｚｎ−２，４５ｗｔ％Ｍｇ−１，２
ｖｉｔ％０ｕ−１，４ｗｔ％Ｇｏの組成を有するＡ！合
金粉末を、下記第１表に示す０□及びＨ２０含有量の各
雰囲気中において溶湯アトマイズ法により、粉末の体積
が０．０５ｆｉのとさ冷却速度が１０３Ｖ日ｅｃとなる
ように製造した。

第　　１　　表 （註）Ｘ印を付した試料は比較例である。

尚、０　含有量及びＨＯ含有量を本発明の範囲よりも少
なくした試料については、得られる１合金粉末が活性で
あり、粉塵爆発の可能性を有しているので作成しなかっ
た。

得られたＡ／合金粉末のうち体積が０．０５１１１１以
下の粒子のみを用いて、３５０Ｃで押出しＡ１合金を製
造した。使用した各粉末及び得られた各合金試料につい
て０　含有量及びＨ含有量を測定して第２表に示した。

第　　２　　表 （註）＊印を付した試料は比較例である。

この結果から、大気中でのエアーアトマイズ法による試
料屋７は粉末及び合金ともにＯ含有量が極めて多いこと
が判る。これらの酸化物は得られるアルミニウム合金の
伸び率や靭性を著しく低下させる原因となる。

又、Ａｒガス中でのガスアトマイズ法による試料黒６で
は粉末のＯ含有量が極端に少ないが１かえって酸化が進
行しやＴいために、合金中のｏ２含有量は本発明法によ
る粉末と変わらない程度にまで大幅に増加しており粉末
を高純度に保持する意味が殆どないことが判る。

尚、合金の０　含有量が粉末のＯ含有量よりも多くなる
のは、粉末の取り扱い中の酸化、特に押出前の加熱によ
り酸化が進行した為である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アルミニウム粉末表面の酸化被膜を制
御することができるので、得られる粉末の取り扱いが容
易であり、粉末冶金プロセスの安定化及び簡略化に寄与
でき、良好な特性を有するアルミニウム合金の製造に有
効である。

同　山本正、＃□、“ 守・）ヮ一１７・ ＼−一ノ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素含有量が０．１〜１．５体積％で、水分含有
   量が０．０１〜０．２体積％である不活性ガス又は窒素
   ガス若しくはこれらの混合ガスからなる雰囲気中におい
   て、溶湯アトマイズ法によりアルミニウム合金粉末を製
   造することを特徴とするアルミニウム合金粉末の製造方
   法。
2. （２）アルミニウム合金粉末の凝固時の冷却速度が１０
   ＾３℃／ｓｅｃ以上であつて、得られるアルミニウム合
   金粉末の粒子の体積を０．０６５ｍｍ＾３以下とするこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲（１）項記載のアルミ
   ニウム合金粉末の製造方法。