JPH03232909A

JPH03232909A - 金属粉末の製造方法

Info

Publication number: JPH03232909A
Application number: JP2932490A
Authority: JP
Inventors: Akira Horata; 亮洞田
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2993029B2

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、噴霧法による金属粉末の製造方法に関する。

（従来の技術）噴霧法による金属粉末の製造方法には、ガス、水等によ
る流体噴霧法、遠心力を利用する遠心噴霧法、超音波や
振動を利用する機械的噴霧法等種々の粉末製造法がある
。

（発明が解決しようとする課題）このような従来の粉末製造法により得られる粉末の粒度
分布は、例えば第２図に示すよう番ε従来の粉末製造法
によると、粉末の粒度分布が細径のものから大径のもの
まで幅広く存在する。

噴霧粉末が生成される噴霧機構を分析調査してみると、
例えばガス噴霧では次のような段階で粉末が作製される
。

第１図に示す模式図にもとづいて説明すると、■棒状に
流動する棒状流りに高圧ガス流が当ると、第１図（ａ）
に示されるようなミクロ的溶融薄体１が形成され、次に
■このミクロ的溶融薄体１が棒状体２に分かれ、次いで
■この棒状体２が多数の粒子状の粒体３に分離し分散さ
れる。このような粒体に至るまでの段階にはかなりの不
確定要素がある。

しかし、従来のガス噴霧法では、この第１図（ａ）に示
す段階的な細粒化が第１図（ｂ）に示すように同一段階
で重ねて行われるため、得られる流体の粒度分布がバラ
ッき広く細径のものから大径のものまで不均一になるの
で、得ようとする粉末の粒径の制御は回能であった。例
えば、ガス噴霧法により得られる粉末の粒径は数ａｍか
ら１ｍｍまでの幅広い粒径なもつ粉末になっている。

本発明は、このような知見にもとづいてなされたもので
、噴霧の各段階を独立に制御することにより粒度分布の
バラツキの小さい所望の粒径なもつ粉末を効率よく得る
ことのできる金属粉末の製造方法を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明による金属粉末の製造方法は、第１
の段階で金属溶融物の薄状流または細状流を形成し、次
の第２の段階でこの薄状流体または細状流体にガス、水
、油等の異種流体の噴流を衝突させることを特徴とする
。

前記製造方法において、第１段階における金属溶融物の
薄状流または細状流を形成する段階は、通常の流体噴霧
法、遠心噴霧法、機械的噴霧法等を用いることができる
が、勿論これらの方法に限られない。

第２段階において薄状流体または細状流体に異種流体の
噴流を衝突させる手段は、溶融物の塊より厚さを制御し
た薄状流あるいは径を制御した細状流を形成し、これに
高圧の異種流体を衝突させて噴霧する。

（作用）本発明の金属粉末の製造方法によれば、第１の段階にお
ける金属溶融物の薄状流または細状流の厚さまたは径を
制御することで、第２段階あるいはその後の段階におい
て高圧噴流の衝突あるいは衝撃により得られる粉末の流
度分布を大幅に小さくすることが可能となり、噴霧粉末
の粒径制御が容易になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

本発明を適用したガス噴霧装置のいくつかの実施例につ
いて説明し、それぞれのガス噴霧装置により得られたガ
ス噴霧粉末の粒度分布について測定したのでその結果に
ついても以下に示す。

夫胤別ユ実施例１は、溶融金属の帯状流を形成し、この帯状流よ
り粉末を形成する方法である。

噴霧装置は、第３図および第４図に示すように、溶解室
１０内に溶融金属を蓄え、電熱ヒータ１１により溶解室
１０を加熱した状態に保持する。溶解室ｌＯの室内にパ
イプ１６からＡｒガスを流入し、注湯ノズル１２から溶
融金属の薄状流１３を射出し、この薄状流１３に高圧ノ
ズル１４から例えばＮ２ガスを吹き付けて、噴霧粉末１
５を形成する。

溶融金属としてＰｂ−３ｎ系共晶合金を用い、スーパー
ヒートを５０℃とした。注湯ノズル１２は、幅０．１ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの長大状の噴口であり、溶解室１０内
をＡｒガスで加圧した溶融金属を該注湯ノズル１２から
射出し、薄状流１３を形成した。一方、高圧ノズル１４
は、幅０．３ｍｍ、長さ７０ｍｍの長大状のガス噴口１
４ａをもち、このガス噴口１４ａから２８気圧のＮ２ガ
スを薄状流１３に吹き付けて噴霧粉末１５を形成するも
のである。

得られた粉末の最大粒径、平均粒径、および平均粒径±
２０％の範囲内の粒径をもつ噴霧粉末の歩留りを測定し
た。その結果は第１表に示すとおりである。

夾亀■遣実施例２は溶融金属から円筒状薄流を形成し、この円筒
状薄流体から噴霧粉末を形成する方法である。

噴霧装置は第５図及び第６図（Ａ）に示すように、筒状
のノズル本体２０の下端に環状の注湯ノズル２１が形成
され、その下方径内方向に高圧ノズル２２が末拡がり方
向に開口され、高圧通路２３からＡｒ等の高圧ガスが矢
印下方向に供給され該高圧ノズル２２から噴射される。

高圧ノズルの角度は注湯ノズルの噴口角度に対しほぼ３
０°に傾斜している。注湯ノズル２１は、幅０．１ｍｍ
。

直径３２ｍｍであり、高圧ノズル２２は、幅０゜３ｍｍ
、直径２５ｍｍの噴口である。この構成によると、注湯
ノズル２１から下方に円筒状の薄流体が形成され、この
薄流体の径方向内側から高圧ノズルが傾斜角をもって噴
射されて噴霧粉末が得られる。

得られる噴霧粉末の特性は第１表に示すとおりである。

実画ｌ凱旦実施例３は、実施例２と同様に溶融金属から円筒状薄流
を形成し、この円筒状薄流の薄流体からガス噴霧粉末を
形成する方法である。

噴霧装置は、基本的に第５図に示す実施例２に示す噴霧
装置とほぼ同様であり、注湯ノズルの形状が異なるもの
である。

実施例３の注湯ノズル３１は、第６図（Ｂ）に示すよう
に、直径３２ｍｍの円周上に３２個の直径０．２ｍｍの
噴孔が等間隔で開口されるものである。実施例２と同様
の条件で噴霧して得られた粉末の特性の結果は第１表に
示す通りである。

罠胤炎Ａ実施例４は、溶湯金属から遠心作用により遠心薄流を形
成し、この薄流体に高圧ガスを衝突させて噴霧粉末を形
成する方法である。

噴霧装置は、第７図および第８図に示すように、注湯パ
イプ４０の注湯ノズル４１の鉛直下方に軸４３により回
転される回転円板４４を設け、注湯ノズル４１から噴出
された溶融金属を遠心力により回転円板４４の頂面状で
放射状に分散し、分散して薄流化された薄流体の径方向
外側面上方位置の高圧ノズル４２から噴射される高圧ガ
スにより薄流体を微粒化し、噴霧粉末を得るものである
。

回転円板４４は例えばステンレス鋼５ＵＳ３０４で形成
され直径５０ｍｍのもので、その頂面にＡｔ２２０３か
らなるコート層が形成されている。この回転円板４４は
例えば１６００ｒｐｍで回転させる。注湯ノズル４２は
、同一円周上に３２個設けられ、注湯ノズル４２の口径
は３．２ｍｍに設定されている。

注湯ノズル４１から回転円板４４上に供給された溶融金
属は遠心力で薄流化し、この薄流化した薄体が高圧ノズ
ル４２からの高圧ガスにより噴霧化され噴霧粉末が得ら
れる。

得られた噴霧粉末の特性は第１表に示す通りである。

ル較■ユ比較例１は、溶湯金属の薄流体を形成せずに、注湯ノズ
ルから噴射された比表面積の相対的に小さな溶湯に噴射
ノズルからの高圧ガスを噴霧する方法である。

噴霧装置は、通常のガス噴霧装置であり、注湯ノズルの
口径は相対的に太きく３ｍｍ、噴射ノズルは環状に形成
されたもので、噴射ノズル径０゜３ｍｍの複数のノズル
が直径２５ｍｍの円周上に設けられたもので、噴霧角度
は３０’であり、噴射条件は実施例１と同様に設定した
。

得られた噴霧粉末の特性は第１表に示す通りである。

（以下、余白。）第 ■ 表第１表に示されるように、実施例１、実施例２および実
施例３は、比較例１と流体噴霧法を用いる点で共通する
が、得られる噴霧粉末の平均粒径のバラツキが比較例１
に比べ小さく、平均粒径の制御が精度よくコントロール
できることが解る。

実施例４は、比較例２と遠心噴霧法を用いる点で共通す
るが、得られる噴霧粉末の平均粒径のバラツキが比較例
２に比べ小さく、噴霧粉末の粒径制御が相対的に精度よ
くなされることが解った。

なお、本発明の前述した実施例において薄流形成法はこ
れらに限られるものでな（、また溶融物質、噴震媒体に
ついても前述した物質あるいは媒体に限定されるもので
はない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の金属粉末の製造方法によ
れば、第１段階における金属溶融物の薄状流または細状
流の厚さまたは径を制御することで、第２段階以降で噴
震生成される金属粉末の粒径な相対的に精度よく制御す
ることができ、均質なバラツキの小さな噴霧粉末を歩留
まり良く量産することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金属粉末が製造される工程を説
明するための模式図、第２図は本発明の実施例による金
属粉末の粒度分布を従来例のものと対比した特性図、第
３図は本発明の実施例の噴霧装置を示す概略構成図、第
４図はその噴霧部を表わす斜視図、第５図は本発明の実
施例の噴霧装置における注湯部および噴霧部を表わす拡
大断面図、第６図はその底面図を示すもので、、（Ａ）
は環状の高圧ノズルを表わす図、（Ｂ）は円穴状の高圧
ノズルを表わす図、第７図は本発明の実施例による遠心
噴霧装置を表わす概略構成図、第８図はその底面図であ
る。１２　・・・　注湯ノズル、１３　・・・　薄状流、１４　・・・　高圧ノズル、１５　・・・　噴霧粉末。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属溶融物の薄状流または細状流を形成した後、
この薄状流体または細状流体にガス、水、油等の異種流
体の噴流を衝突させることを特徴とする金属粉末の製造
方法。