JPH02305906A - 金属粉末の製造方法 - 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】 〈従来の技術〉 粉末冶金用に使用される鉄粉末の製造法は、機械的な粉
砕法によるもの、溶湯粉化法によるもの、物理化学的粉
化法などがある。特に、鉄基粉末冶金用原料粉の製造法
として工業的に多く採用されている製造法は、還元法と
噴霧法である。

還元法は、酸化鉄塊や鉱石などを所定の粒子径を有する
迄機械的に粉砕し、高温で一次還元を行った後再び粉砕
する。さらに、粉体中に残存する酸素を除去するため、
再び高温で還元を行う方法である。

一方噴霧法は、鉄ｔｓ湯中の説酸素を行ったあと、鉄の
溶湯を細孔に高圧のガス、あるいは水流ジェットを当て
て粉化する。得られた粉末を、説水乾燥後粉体中に残存
する酸素を除去するため、高温度で還元する。

還元後の工程は、還元法、噴霧法とも粉末をふるい分け
し、所定の粒度に調整したあと混合を行い鉄金属粉末と
して得られる。

又、還元法、噴霧法で製造された粉末の形状は、海綿状
、液滴状で、粒子内の金属組織は結晶と空孔によって構
成される。

鉄粉末の圧縮性や、形成性は、粉末の集団特性を代表す
る粒度分布、流動性により決定されるものでなく粒子内
の結晶の数の多少によって鉄粉末の圧縮性は決定される
。又、成形性は、鉄粉末の比表面積大少によって決まる
。

従来の還元法で製造される粉末は、噴霧法で製造された
粉末に比較して圧縮性が劣る事実は粒子内の結晶数が多
い為である。

又、噴霧法で製造される粉末の成形性が劣ることは、還
元粉末に比べ粉末の比表面積が小の為である。

粉末冶金法で構造用機械部品の製造に際し、鉄粉末に黒
鉛、銅、ニッケル等を混合し、混合粉末を圧縮形成した
あと、還元雰囲気中、あるいは、中性ガス雰囲気中で温
度１１００〜１１５０℃で焼結したあとサイジングを行
う工程が一般的である。

還元法で製造する粉末の還元温度は、還元後の粉砕工程
の難かしさから１１００℃を越えることがないため部品
の焼結に際し混入した黒鉛、銅、ニッケルの添加元素の
鉄粉中への拡散以外に、粒子内の結晶の成長が起こり部
品の物理的性質、特に寸法変化が安定しない。

又、噴霧法で製造する粉末は、部品の焼結後の寸法変化
は、還元粉末に比較して安定性は良いが、添加する黒鉛
、銅、ニッケル等の原素との拡散性かにぷい。

本発明者はこれら事情に鑑み、鉄粉末製造に際し、基原
料として酸化鉄スラグを用い、スラグを圧縮成形した後
、機械的粉砕法により粉末の見掛密度２．４〜２．８ｇ
　／ｃＩ＋！に調整し、高圧縮性、高成形性を有する鉄
粉末の製造法を提供する目的をもって研究した結果、粉
末冶金用に適した粉末の性能を有する製造法を見い出し
、本発明を完成した。

以下、鉄粉末の製造工程順にしたがい説明する。

（１）集塵機で補集される酸化鉄の成分は、Ｃ１Ｎｉ５
　Ｐ％　Ｃｒ５Ｍ０％　Ｃｕ、Ｓｂｓ　Ｐｂ、ＡＪＳ　
ｉ、Ｍｇ等が含有される。Ｃ，Ａｊｉ！、Ｓｔ、を除く
他の成分は、それぞれの成分量として０．０１％以下の
酸化鉄を選択する。

Ａｊ！ＳＳｔ等は磁力選鉱法によって除去でき、又、Ｃ
は雰囲気中の露点を高めることによって除去できる。Ｃ
，、ＡＩｔｓＳｉ以外の元素の除去法は工業的に困難が
伴う。又、補集される酸化鉄の粒子径は、１〜４５μの
範囲で、見掛密度０．８〜１．４ｄ／ｇで金型への充填
が低い。

これら酸化鉄に鉱物油、あるいは固形潤滑剤を重量比で
０．５〜１．０％添加混合し、圧縮成形用金型に一充填
し２〜７　Ｔ／ｃｍ！で圧縮したあと、粒子径を２００
μ以下となる粉砕法で粉化する。

（２）次ぎに一次還元は、酸化鉄粉末に重量比で１．０
〜２．０％の人造あるいは、天然黒鉛粉を混合したあと
大気中で炉の温度を９００〜１１００℃とし、この温度
に保持する時間を２〜１５時間の条件で還元するか、あ
るいは水素ガス雰囲気中で９００〜１１００℃、時間２
〜８時間保持するいずれの製造法を採っても一次還元後
の純鉄分９２〜９５％の純度のものが得られる。−次還
元の還元剤として、石炭粉、コークス粉等の還元剤を使
用しない理由は、還元後の粉末に空孔が発生しやすいた
めである。

（３）二次還元は、炉内雰囲気を水素ガスとし、精製さ
れた露点の低いガスを使用する。二次還元温度は、８５
０〜１０５０℃でこの温度に保持する時間は２〜３時間
とする。又、この条件で得られる鉄粉末の還元減量は０
．１％以下である。

〈実施例１〉 銑鉄製造用電気炉より補集された酸化鉄粉末を用い、鉱
油を重量比で０．５％混入混合し、３００φ×１５０の
金型で圧力３．５Ｔ／ｃｄで圧縮した。

得た圧粉体をスタンプミルで粉砕したあと、大気中で３
００℃で粉体中に含まれる鉱油を焙焼し除去した。焙焼
後の粉末の見掛密度は２．２ｃｊ／ｇである。又、粉度
は８０メツシユ以下とした。−次還元は、雰囲気を還元
性とし露点４０℃とし温度１１００℃に保持した時間を
８時間とした。

尚、炉の形式はプッシャー型で、送り速度２０＋＋ｎ／
分である。−次還元で得られた粉末を、さらに露点−５
０℃の水素ガス中で温度１０５０℃とし、この温度に保
持する時間を４時間とする条件をとした。

〈実施例２〉 炭素鋼製造用電気炉より補集された酸化鉄粉末を用い、
ステアリシ酸粉末を重量比で１％混入混合したあと実施
例１に記したと同様な方法で圧縮形成したあと粉砕し粉
末を得た。焙焼は６５０℃で１時間保持したあと、−次
還元を行った還元温度は１１００℃とし、この温度に保
持する時間を８時間とした。

一次還元で得た粉末を、温度１０５０℃としこの温度に
保持する時間を４時間とした。炉の雰囲気、型式などは
実施例１と同一である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、従来法で得られる粉末冶金用鉄粉末の
基原料が異なるため粉体の粒子内結晶数が従来法で得た
鉄粉末に比べ１／２以下である。

このため圧縮性が良好の結果を示し、加えて粉末形状が
不規則なため加圧後の粉末のからみが、極めて多くラト
ラー値で示される形成性は良好である。従って、粉末冶
金法の圧縮成形以降の工程で発生し易い欠け、クラック
等の不具合が発生し難い粉末特性を示す。更に、形状、
平均粒子径等を変えることにより、トナー用粉末、鉄基
触媒などに応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１及び２で製造した粉末と還元法、及
び、噴霧法で製造したてつ粉末の加圧圧力と圧粉体密度
の変化を示す。 本発明によって製造された粉末を、３〜７Ｔ／ｃｄの加
圧力で得た圧粉体密度は、還元法並びに噴霧法で得た圧
粉体密度は高い。 第２図は、ラトラー値はどの成形圧力で得た圧　−粉体
でも還元法、噴霧法で得た鉄粉末に比較して低い。 特許出願人　　　若松熱錬株式会社 図面の浄書（内容に変更なし） ３　　４　　５４　　７．９ が８つ斥カＱ４為２） 図　　　　の　鬼 ル紛４幻Ｉ〃−） 」２１肪わ鏝罰団Ｌ 手続補正書（方式） １．事件の表示 平成１年　特許願　第１２５３７５号 ２、発明の名称 金属粉末の製造方法 ３、補正をする者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄、鋼の製造に際し、集塵装置に補集される酸化鉄粉末
   を成形金型に充填し、２〜７Ｔ／ｃｍ＾２で圧縮形成し
   たあとスタンプミル、渦流ミル等の機械的粉砕法により
   １〜８００μの粒子径にふるい分けにより調整した後、
   還元工程を経て粉末冶金用鉄粉を製造する製造法。