JPH05148516A - Production of metal powder and device therefor - Google Patents
Production of metal powder and device thereforInfo
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- JPH05148516A JPH05148516A JP4135369A JP13536992A JPH05148516A JP H05148516 A JPH05148516 A JP H05148516A JP 4135369 A JP4135369 A JP 4135369A JP 13536992 A JP13536992 A JP 13536992A JP H05148516 A JPH05148516 A JP H05148516A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を旋回移動す
る冷却液層中に供給して金属粉末を製造する方法および
その装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a metal powder by supplying molten metal into a swirling cooling liquid layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】急冷凝固金属粉末は、結晶粒が微細で合
金元素も過飽和に含有させることができるので、急冷凝
固粉末によって形成された押出材や焼結材は、溶製材で
は具備することのない優れた材質特性を有し、機械部品
等の素材として注目されている。2. Description of the Related Art Since a rapidly solidified metal powder has fine crystal grains and can supersaturate alloying elements, an extruded material or a sintered material formed by the rapidly solidified powder should be included in an ingot material. It has excellent material properties and is attracting attention as a material for machine parts.
【０００３】前記急冷凝固金属粉末の製造方法として、
特公平１−49769号公報に開示されているように、回転
ドラム法がある。この方法は、冷却液の入った有底の冷
却ドラムを回転し、その内周面に冷却液層を遠心力の作
用で形成し、該冷却液層に溶融金属を噴出し、これを旋
回する冷却液層によって分断して急冷凝固した金属粉末
を得る方法である。As a method for producing the rapidly solidified metal powder,
As disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 1-49769, there is a rotating drum method. In this method, a bottomed cooling drum containing a cooling liquid is rotated, a cooling liquid layer is formed on the inner peripheral surface thereof by the action of centrifugal force, molten metal is jetted into the cooling liquid layer, and this is swirled. This is a method of obtaining a metal powder that is rapidly cooled and solidified by being divided by a cooling liquid layer.
【０００４】一方、米国特許 4,787,935号、4,869,469
号には、溶融金属流をガスアトマイズした後、アトマイ
ズされた球形の溶滴を冷却用筒体内で旋回しながら流下
する冷却ガスの渦巻き流に供給し、冷却凝固させる金属
粉末の製造方法およびその装置が開示されている。On the other hand, US Pat. Nos. 4,787,935 and 4,869,469
No. 1 describes a method and apparatus for producing a metal powder, in which a molten metal flow is gas atomized, and then atomized spherical droplets are supplied to a swirling flow of cooling gas flowing down while swirling in a cooling cylinder, and cooled and solidified. Is disclosed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記回転ドラム法によ
ると、いわゆるバッチ式操業となり、生産性に劣るとい
う問題がある。また、冷却ドラムの回転数には限度があ
るため、冷却液層の流速を大きくすることが困難で、微
粉末が得難いという問題がある。一方、前記米国特許の
製造方法によると、粒径0.1 μm の微粉末から1000μm
程度の粗粉末まで、連続的に製造することができる。According to the rotary drum method, there is a problem that the so-called batch type operation is performed and the productivity is poor. Further, since the number of rotations of the cooling drum is limited, it is difficult to increase the flow velocity of the cooling liquid layer and it is difficult to obtain fine powder. On the other hand, according to the manufacturing method of the above-mentioned U.S. Pat.
It is possible to continuously produce even a coarse powder of a certain degree.
【０００６】しかし、この製造方法では、冷却速度が10
2 〜107 ℃／sec 程度しか得られず、急冷作用が不十分
である。また、冷却ガスの渦巻き流の中心部の溶滴は旋
回運動を行ないにくく、冷却速度が低下するため、製造
粉末の品質にばらつきが生じ易いという問題がある。ま
た、冷却用筒体内に溶滴の冷却に好適な冷却ガスの渦巻
き流を形成するには、冷却用筒体を相当大きくしなけれ
ばなず、設置場所、設備コストの面で、容易に実施し難
いという問題がある。However, in this manufacturing method, the cooling rate is 10
Only about 2 to 10 7 ° C / sec can be obtained, and the quenching action is insufficient. Further, the droplets at the center of the swirling flow of the cooling gas are less likely to perform the swirling motion, and the cooling rate is reduced, so that there is a problem that the quality of the manufactured powder tends to vary. In addition, in order to form a swirling flow of cooling gas suitable for cooling droplets in the cooling cylinder, the cooling cylinder must be made quite large, which is easy to implement in terms of installation location and equipment cost. There is a problem that it is difficult to do.
【０００７】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、冷却速度にばらつきが生じにくく、大きな冷却速度
で急冷凝固させることができ、また微粉末が容易に得ら
れる金属粉末の製造方法およびその方法を実施するため
の好適な製造装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and a method for producing a metal powder and a method therefor, in which the cooling rate hardly varies, rapid cooling and solidification can be performed at a large cooling rate, and fine powder can be easily obtained. It is an object of the present invention to provide a suitable manufacturing apparatus for carrying out.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の金属粉末の製造
方法は、冷却用筒体の内周面に沿って冷却液を噴出供給
し、該筒体の冷却液排出端側へ筒体内周面に沿って旋回
しながら移動する冷却液層を形成し；該冷却液層の内側
の空間部に溶融金属を供給し；該溶融金属に冷却液層に
指向するガスジェットを吹き付けて分断すると共に分断
された溶融金属を冷却液層に供給し；冷却液層中で凝固
した金属粉末を含む冷却液を筒体の冷却液排出端から外
部へ排出する。金属粉末を含む冷却液の外部への排出に
際しては、該冷却液を筒体の冷却液排出端に設けられた
閉塞用蓋に備えられた排出管からその管内を満たしつつ
外部へ排出するのがよい。According to the method for producing a metal powder of the present invention, a cooling liquid is jetted and supplied along the inner peripheral surface of a cooling cylinder, and the inner circumference of the cylinder is extended toward the cooling liquid discharge end of the cylinder. Forming a cooling liquid layer that moves while swirling along a surface; supplying molten metal to a space inside the cooling liquid layer; and spraying a gas jet directed to the cooling liquid layer onto the molten metal to divide it The divided molten metal is supplied to the cooling liquid layer; the cooling liquid containing the metal powder solidified in the cooling liquid layer is discharged to the outside from the cooling liquid discharge end of the cylindrical body. When discharging the cooling liquid containing the metal powder to the outside, it is necessary to discharge the cooling liquid to the outside while filling the inside of the discharge pipe provided in the closing lid provided at the cooling liquid discharge end of the cylindrical body. Good.
【０００９】また、本発明の製造装置は、内周面に沿っ
て冷却液を噴出供給するための冷却液噴出流路が設けら
れた冷却用筒体と；前記冷却液噴出流路から噴出された
冷却液が前記筒体の内周面に沿って旋回しながら筒体の
冷却液排出端側に移動するように形成された冷却液層の
内側の空間部に溶融金属を供給するための溶融金属供給
手段と；該溶融金属を分断すると共に分断された溶融金
属を冷却液層に供給するためのガスジェットを噴出する
ためのガスジェット噴出手段と；前記冷却液噴出流路に
冷却液を供給するための冷却液供給手段とを備えてい
る。前記冷却用筒体には、冷却液排出端に閉塞用蓋を設
け、該蓋に冷却液を管内に満たした状態でこれを排出す
るための排出管を設けておくのがよい。Further, the manufacturing apparatus of the present invention comprises a cooling cylinder provided with a cooling liquid jet passage for jetting and supplying the cooling liquid along the inner peripheral surface; and a jetting from the cooling liquid jet passage. Melting for supplying molten metal to the space inside the cooling liquid layer formed so that the cooling liquid swirls along the inner peripheral surface of the cylindrical body and moves to the cooling liquid discharge end side of the cylindrical body. A metal supply means; a gas jet ejecting means for dividing the molten metal and ejecting a gas jet for supplying the divided molten metal to a cooling liquid layer; supplying a cooling liquid to the cooling liquid ejection passage And a cooling liquid supply means for doing so. It is preferable that the cooling cylinder is provided with a closing lid at the cooling liquid discharge end, and a discharge pipe for discharging the cooling liquid when the pipe is filled with the cooling liquid.
【００１０】[0010]
【作用】冷却用筒体の内周面に沿って冷却液噴出流路か
ら噴出供給された冷却液は、筒体の内周面に沿って旋回
しながら筒体の冷却液排出端開口に向って移動する。こ
の際、旋回時の遠心力の作用でほぼ一定内径の冷却液層
が筒体内周面に形成される。この冷却液層は常に新たに
供給される冷却液によって形成されるために一定の温度
が容易に維持される。また、冷却媒体は液体であるた
め、ガスに比べて冷却能に優れる。このめた、冷却液層
としては旋回半径が小さく、また、層厚の薄いもので足
り、ひいてはこれを形成する冷却用筒体もコンパクトな
もので済む。The cooling liquid jetted and supplied from the cooling liquid jetting passage along the inner peripheral surface of the cooling cylinder is swirled along the inner peripheral surface of the cylindrical body toward the cooling liquid discharge end opening of the cylindrical body. To move. At this time, a cooling liquid layer having a substantially constant inner diameter is formed on the peripheral surface of the cylinder by the action of the centrifugal force during turning. Since this cooling liquid layer is always formed by the newly supplied cooling liquid, a constant temperature is easily maintained. Further, since the cooling medium is a liquid, it has a higher cooling ability than gas. As a result, the cooling liquid layer needs only a small swirling radius and a thin layer thickness, and the cooling cylinder forming the cooling liquid layer can be compact.
【００１１】前記冷却液層の内側の空間部に溶融金属供
給手段から供給された溶融金属は、ガスジェット噴出手
段から冷却液層に指向して噴出されたガスジェットが吹
き付けられて、分断される。分断された溶融金属（溶
滴）は、冷却液層に向って飛散し、すべての溶滴が冷却
液層内に確実に注入供給される。冷却液層内に注入され
た溶滴は、その周りに冷却液の蒸気が発生するが、この
蒸気は溶滴の周りから速やかに離脱する。その理由は、
冷却液層における流速の分布は旋回中心側に行くほど増
大する傾斜速度分布となっているため、冷却液層内に注
入された溶滴は回転運動をするからである。従って、溶
滴の外周面は冷却液に常に接するようになるため、溶滴
は高い冷却速度で冷却されると共に蒸気による粉末粒子
表面の汚染も防止される。また、ガスジェットの流速、
流量を制御することにより、分断された溶滴の大きさを
容易に調整することができるため、所期の急冷凝固微粉
末を容易に得ることができる。しかも、冷却液層の温
度、表面状態が一定で安定なため、溶滴の冷却条件が一
定になり、粉末の品質も安定する。The molten metal supplied from the molten metal supply means to the space inside the cooling liquid layer is divided by the gas jet ejecting means spraying a gas jet directed toward the cooling liquid layer. .. The divided molten metal (droplets) scatter toward the cooling liquid layer, and all the droplets are reliably injected and supplied into the cooling liquid layer. The vapor of the cooling liquid is generated around the droplets injected into the cooling liquid layer, but the vapors are quickly separated from the periphery of the droplets. The reason is,
This is because the distribution of the flow velocity in the cooling liquid layer has a gradient velocity distribution that increases toward the center of swirling, so that the droplets injected into the cooling liquid layer make a rotational motion. Therefore, since the outer peripheral surface of the droplet is always in contact with the cooling liquid, the droplet is cooled at a high cooling rate, and at the same time, the surface of the powder particle is prevented from being contaminated by vapor. Also, the flow velocity of the gas jet,
By controlling the flow rate, the size of the separated droplets can be easily adjusted, so that the desired rapidly solidified fine powder can be easily obtained. Moreover, since the temperature and surface state of the cooling liquid layer are constant and stable, the cooling conditions for the droplets are constant and the quality of the powder is also stable.
【００１２】冷却液層は連続的に形成されるため、溶融
金属を連続的に供給し、ガスジェットを連続的に吹き付
けて分断し、冷却液層に供給することによって、粉末の
連続生産が可能となる。そして、冷却液層内で凝固した
金属粉末は、冷却液と共に冷却用筒体の冷却液排出端開
口より連続的に排出され、均質な金属粉末が連続的に生
産される。Since the cooling liquid layer is continuously formed, the molten metal is continuously supplied, the gas jet is continuously sprayed and divided, and the cooling liquid layer is supplied to enable continuous production of powder. Becomes Then, the metal powder solidified in the cooling liquid layer is continuously discharged together with the cooling liquid from the cooling liquid discharge end opening of the cooling cylinder, and the homogeneous metal powder is continuously produced.
【００１３】金属粉末を含む冷却液の排出に際しては、
該冷却液を筒体の冷却液排出端開口に閉塞用蓋を設けて
おき、前記冷却液を閉塞用蓋に備えられた排出管からそ
の管内を満たしつつ外部へ排出するとよい。この方法に
よれば、冷却液層の内側の空間部に、ガスジェットを形
成するガスを容易に充満させることができる。このガス
として適宜の不活性ガスや還元性ガスなどの非酸化性ガ
スを用いることにより、溶滴の酸化を防止することがで
きる。When discharging the cooling liquid containing the metal powder,
It is advisable to provide a closing lid for the cooling liquid at the opening of the cooling liquid discharge end of the cylindrical body, and to discharge the cooling liquid to the outside from the discharge pipe provided in the closing lid while filling the inside of the pipe. According to this method, the space forming the inside of the cooling liquid layer can be easily filled with the gas forming the gas jet. By using a suitable non-oxidizing gas such as an inert gas or a reducing gas as this gas, it is possible to prevent the oxidation of the droplets.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は実施例に係る金属粉末製造装置を示し
ており、内周面に冷却液層9 を形成するための冷却用筒
体1 と、冷却液層9 の内側の空間部23に溶融金属25を流
下供給するための溶融金属供給手段であるるつぼ15と、
前記筒体1 に冷却液を供給するための手段であるポンプ
7 と、流下した細流状の溶融金属25を溶滴に分断すると
共に冷却液層9 に供給するためのガスジェット26を噴出
するガスジェット噴出手段であるジェットノズル24とを
備えている。[Embodiment] FIG. 1 shows a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment, in which a cooling cylinder 1 for forming a cooling liquid layer 9 on an inner peripheral surface and a space 23 inside the cooling liquid layer 9 are formed. And a crucible 15 which is a molten metal supply means for supplying the molten metal 25 downwardly,
A pump that is a means for supplying a cooling liquid to the cylindrical body 1.
7 and a jet nozzle 24, which is a gas jet ejecting means for ejecting a gas jet 26 for supplying the cooling liquid layer 9 with the molten metal 25 flowing down and dividing it into droplets.
【００１５】前記筒体1 は円筒形状であり、筒体軸心が
鉛直方向に設置されており、その上端開口には環状蓋2
が取り付けられ、該蓋2 の中心部には溶融金属を冷却用
筒体1 の内部に供給するための開口部3 が形成されてい
る。また、冷却用筒体1 の上部には、冷却液噴出流路5
を有する冷却液噴出管4 が周方向等間隔に複数個形成さ
れ、該流路5 の出口 (吐出口) は冷却用筒体1 内周面に
沿って接線方向から冷却液を噴出供給できるように開口
されている。前記流路5の開口部における中心線は、筒
体軸心に直交する平面に対して 0〜20゜程度斜め下方に
設定されている。そして、冷却液噴出管4 は、ポンプ7
を介してタンク8 に配管接続されており、タンク8 内の
冷却液をポンプ7 によって吸い揚げて該噴出管4 の冷却
液噴出流路5 から冷却用筒体1 内周面側に噴出供給する
ことより筒体1 の内周面に、該内周面に沿って旋回しな
がら流下する冷却液層9 が形成される。タンク8 には、
図示省略の補給用の冷却液供給管が設けられ、またタン
ク8 内や冷却液の循環流路の途中に冷却器を適宜介在さ
せてもよい。冷却液としては一般に水が使用される。冷
却能に優れ、低コストだからである。水のほか、油など
の加熱した金属の急冷処理に使用される液体が使用され
る場合もある。尚、水を用いる場合、水中の溶存酸素を
除去したものを使用するのが望ましい。酸素の除去処理
装置は市販されており、入手容易である。The tubular body 1 has a cylindrical shape, the axial center of the tubular body is installed in the vertical direction, and an annular lid 2 is provided at the upper end opening.
Is attached, and an opening 3 for supplying molten metal to the inside of the cooling cylinder 1 is formed in the center of the lid 2. In addition, at the upper part of the cooling cylinder 1, the cooling liquid ejection channel 5
A plurality of cooling liquid jetting pipes 4 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and the outlet (discharging port) of the flow path 5 is capable of jetting and supplying the cooling liquid from the tangential direction along the inner peripheral surface of the cooling cylinder 1. It is open to. The center line of the opening of the flow path 5 is set obliquely downward by about 0 to 20 ° with respect to the plane orthogonal to the axis of the cylindrical body. The cooling liquid jet pipe 4 is connected to the pump 7
It is connected to the tank 8 via a pipe, and the cooling liquid in the tank 8 is sucked up by the pump 7 and jetted and supplied from the cooling liquid jetting passage 5 of the jetting pipe 4 to the inner peripheral surface side of the cooling cylinder 1. As a result, the cooling liquid layer 9 is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 1 while flowing down while swirling along the inner peripheral surface. Tank 8 has
A cooling liquid supply pipe for replenishment (not shown) may be provided, and a cooler may be appropriately interposed in the tank 8 or in the cooling liquid circulation passage. Water is generally used as the cooling liquid. This is because it has excellent cooling ability and low cost. In addition to water, liquids used for quenching heated metals such as oil may be used. When water is used, it is desirable to use water from which dissolved oxygen has been removed. Oxygen removal treatment devices are commercially available and easily available.
【００１６】冷却用筒体1 の内周面下部には、冷却液層
9 の層厚を調整するための層厚調整用リング10がボルト
によって着脱、交換自在に取付けられ、このリング10に
よって冷却液の流下速度が抑えられて略一定内径の冷却
液層9 が少ない流量で容易に形成される。筒体1 の冷却
液排出端である下端開口には円筒状の液切り用網体11が
連設され、この網体11の下側には漏斗状の粉末回収容器
12が取付けられている。前記網体11の周囲には該網体11
を覆うように冷却液回収カバー13が設けられ、この回収
カバー13の底部には排液口14が形成され、該排液口14は
配管を介してタンク8 に接続されている。At the lower part of the inner peripheral surface of the cooling cylinder 1, a cooling liquid layer is formed.
A layer thickness adjusting ring 10 for adjusting the layer thickness of 9 is detachably attached by bolts and is exchangeably attached, and this ring 10 suppresses the flow rate of the cooling liquid and the flow rate of the cooling liquid layer 9 with a substantially constant inner diameter is small. Easily formed. A cylindrical draining net 11 is continuously provided at the lower end opening which is the cooling liquid discharge end of the cylinder 1, and a funnel-shaped powder recovery container is provided below the net 11.
12 is installed. The mesh 11 is provided around the mesh 11.
A cooling liquid recovery cover 13 is provided so as to cover the liquid, and a drain port 14 is formed at the bottom of the recovery cover 13, and the drain port 14 is connected to the tank 8 via a pipe.
【００１７】冷却用筒体1 の上方に配置された溶融金属
供給手段であるるつぼ15は黒鉛や窒化珪素等の耐火物で
形成され、有底円筒状のるつぼ本体16と、該るつぼ本体
16の上端開口を閉塞する蓋体17とを備えてなる。るつぼ
本体16の外周には加熱用の誘導コイル18が設けられ、る
つぼ本体16の底部19には、上下方向に貫通状のノズル孔
20が形成され、該ノズル孔20は環状蓋2 の開口部3 に向
いている。また、るつぼ15の蓋体17には、Ａr やＮ2 等
の不活性ガスの圧媒や圧送された溶融金属を注入するた
めの注入孔21が形成され、該注入孔21から不活性ガス等
を加圧注入することにより、るつぼ15内の溶融金属22が
ノズル孔20から開口部3 を介して冷却液層9 内側の空間
部23に噴出される。A crucible 15 serving as a molten metal supply means arranged above the cooling cylinder 1 is made of a refractory material such as graphite or silicon nitride, and has a bottomed cylindrical crucible body 16 and a crucible body.
And a lid 17 for closing the upper opening of 16. An induction coil 18 for heating is provided on the outer periphery of the crucible body 16, and a bottom 19 of the crucible body 16 has a vertically penetrating nozzle hole.
20 is formed, and the nozzle hole 20 faces the opening 3 of the annular lid 2. The lid 17 of the crucible 15 is provided with an injection hole 21 for injecting a pressure medium of an inert gas such as Ar or N 2 or a molten metal that has been pressure-fed. The molten metal 22 in the crucible 15 is jetted from the nozzle hole 20 into the space 23 inside the cooling liquid layer 9 through the opening 3 by injecting under pressure.
【００１８】前記冷却液層9 の内側の空間部23には、通
常のガスアトマイズ法で使用されるエア或いは不活性ガ
ス等の圧縮ガスを噴出させるためのジェットノズル24が
配置されている。該ノズル24は、環状蓋2 の開口部3 を
介して挿入された圧縮ガス供給管27の先端に取付けら
れ、このノズル24の噴出口は、冷却液層9 およびるつぼ
15のノズル孔20から噴出された細流状の溶融金属25に指
向されている。A jet nozzle 24 for ejecting a compressed gas such as air or an inert gas used in a usual gas atomizing method is arranged in the space 23 inside the cooling liquid layer 9. The nozzle 24 is attached to the tip of a compressed gas supply pipe 27 inserted through the opening 3 of the annular lid 2, and the nozzle 24 has a jet port at which the cooling liquid layer 9 and the crucible are connected.
It is directed to a molten metal 25 in the form of a trickle jet ejected from 15 nozzle holes 20.
【００１９】前記冷却液噴出流路5 の出口は図では冷却
用筒体1 の上部側面に開口しているが、該出口と層厚調
整用リング10までの距離が長い場合、冷却液の流下速度
の増大により、冷却液層9 の層厚が中央部で凹状になり
易いので、冷却液噴出流路5の出口は冷却用筒体1 の上
端と層厚調整用リング10の上面との中央位置から前記リ
ング10の上面までの間に開口させるのがよい。かかる位
置に開口しても、出口より上方は、遠心力の作用により
冷却液が押し上げられ、下方とほぼ同様の一定厚さの冷
却液層が形成される。Although the outlet of the cooling liquid jetting passage 5 is open to the upper side surface of the cooling cylinder 1 in the figure, when the distance between the outlet and the layer thickness adjusting ring 10 is long, the cooling liquid flows down. Since the layer thickness of the cooling liquid layer 9 tends to be concave in the central portion due to the increase in speed, the outlet of the cooling liquid jetting channel 5 is located at the center between the upper end of the cooling cylinder 1 and the upper surface of the layer thickness adjusting ring 10. It is preferable to open between the position and the upper surface of the ring 10. Even if it is opened at such a position, the cooling liquid is pushed up by the action of the centrifugal force above the outlet, and a cooling liquid layer having a substantially constant thickness is formed, which is almost the same as the lower portion.
【００２０】前記構成において、金属粉末を製造するに
は、先ず、ポンプ7 を作動させて、筒体1 内周面に冷却
液層9 を形成し、次に、るつぼ15内の溶融金属22をノズ
ル孔20から下方に噴出する。このとき、ジェットノズル
24からガスジェット26を高速で噴出させておく。るつぼ
15から噴出された細流状の溶融金属25にジェットノズル
24から噴出されたガスジェット26が吹き付けられ、該溶
融金属25が分断されると共に分断された溶滴が冷却液層
9 に向けて飛散される。この飛散された溶滴は、旋回し
ながら流下する冷却液層9 内に注入され、急冷凝固され
て金属粉末が製造される。この場合、ガスジェット26と
溶融金属25との衝突部から冷却液層9 までの距離を適宜
設定することにより、粉末粒子の形状を球形から偏平な
不定形まで変化させることができる。すなわち、冷却液
層9 までの距離を短くすると、ガスジェット26によって
分断された溶滴は、その表面に凝固殻を形成する前に冷
却液層9 中に注入され、冷却液層9 によって再分断され
るため、微細な不定形粉末が得られる。一方、前記距離
を十分とると、溶滴の表面に凝固殻が形成されるため、
冷却液層9 に注入されても、ほぼ球形を保つことができ
る。In the above structure, in order to produce the metal powder, first, the pump 7 is operated to form the cooling liquid layer 9 on the inner peripheral surface of the cylindrical body 1, and then the molten metal 22 in the crucible 15 is formed. It jets downward from the nozzle hole 20. At this time, the jet nozzle
Gas jet 26 is ejected from 24 at high speed. Crucible
Jet nozzle on the molten metal 25 in the form of fine stream ejected from 15
A gas jet 26 ejected from 24 is blown, the molten metal 25 is divided, and the divided droplets form a cooling liquid layer.
Scattered for 9. The scattered droplets are injected into the cooling liquid layer 9 flowing down while swirling, and rapidly solidified to produce metal powder. In this case, by appropriately setting the distance from the collision portion between the gas jet 26 and the molten metal 25 to the cooling liquid layer 9, the shape of the powder particles can be changed from a spherical shape to a flat amorphous shape. That is, when the distance to the cooling liquid layer 9 is shortened, the droplets divided by the gas jet 26 are injected into the cooling liquid layer 9 before forming a solidified shell on the surface of the droplet, and are re-divided by the cooling liquid layer 9. Therefore, a fine amorphous powder is obtained. On the other hand, if the distance is sufficient, a solidified shell is formed on the surface of the droplet,
Even if it is injected into the cooling liquid layer 9, it can maintain a substantially spherical shape.
【００２１】そして、冷却液層9 中の金属粉末は、冷却
液と共に旋回しながら層厚調整用リング10を越えて流下
し、冷却用筒体1 の下端開口より液切り用網体11に入
る。ここで、冷却液は遠心力の作用で網体11から放射状
に外方へ飛散し、一次的に脱液された液分の少ない金属
粉末が得られる。この一次脱液された金属粉末は粉末回
収容器12に入り、ここから排出されて、遠心分離機等の
脱液装置により脱液され、乾燥装置により乾燥される。
また、網体11から飛散された冷却液は回収カバー13を介
してタンク8 に戻されて循環使用される。The metal powder in the cooling liquid layer 9 flows down over the layer thickness adjusting ring 10 while swirling together with the cooling liquid, and enters the draining net 11 through the lower end opening of the cooling cylinder 1. .. Here, the cooling liquid is scattered radially outward from the net body 11 by the action of centrifugal force, and a metal powder that is primarily deliquesed and has a small amount of liquid is obtained. The metal powder that has undergone the primary deliquoring enters the powder recovery container 12, is discharged from there, is deliquored by a deliquoring device such as a centrifuge, and is dried by a drying device.
Further, the cooling liquid scattered from the mesh 11 is returned to the tank 8 via the recovery cover 13 and is circulated and used.
【００２２】図２は金属粉末製造装置の他の実施例を示
しており、前記実施例の製造装置と同部材は同符号で示
している。この実施例では、冷却用筒体1は筒体軸心が
傾斜して配置されている。冷却液噴出流路5 は、厚肉の
冷却用筒体1 に直接開設されており、冷却用筒体1 の外
周面に開口した冷却液噴出流路5 の入口はポンプ7 に配
管接続される。また、冷却用筒体1 の下端開口には該開
口を閉塞するための漏斗状の閉塞用蓋31が取り付けられ
ており、その底部には排出管33が備えられており、その
内部が冷却液の排出流路32とされている。また、冷却用
筒体1 の下部内周面には、上面がテーパ面で形成された
層厚調整用リング10がボルトによって取り付けられてい
る。前記排出管33は、その端部開口( 出口) がタンク8
の上部に位置するように配管されており、その途中に流
量調整弁34が設けられている。前記タンク8 の上部開口
には、網かご35が取付け取外し自在に装着されている。FIG. 2 shows another embodiment of the metal powder manufacturing apparatus, and the same members as those of the manufacturing apparatus of the above embodiment are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the cooling cylinder 1 is arranged so that the cylinder axis is inclined. The cooling liquid jetting channel 5 is directly opened in the thick-walled cooling cylinder 1, and the inlet of the cooling liquid jetting channel 5 opened on the outer peripheral surface of the cooling cylinder 1 is connected to the pump 7 by piping. .. Further, a funnel-shaped closing lid 31 for closing the opening is attached to the lower end opening of the cooling cylinder 1, and a discharge pipe 33 is provided at the bottom thereof, and the inside thereof is the cooling liquid. Of the discharge channel 32. Further, a layer thickness adjusting ring 10 having a tapered upper surface is attached to the inner peripheral surface of the lower portion of the cooling cylinder 1 by bolts. The discharge pipe 33 has an end opening (exit) at the tank 8
The pipe is arranged so as to be located in the upper part of the, and a flow rate adjusting valve 34 is provided in the middle thereof. A mesh basket 35 is detachably attached to the upper opening of the tank 8.
【００２３】該実施例の場合、流量調整弁34の開閉を適
宜調整することにより、冷却液を排出流路32内に満たし
た状態で排出することができる。この場合、排出管33か
らガスの流出を阻止することができ、筒体1 の冷却液層
9 の内側の空間部23に、ジェットノズル24から噴出した
ガスジェット26のガスを充満させることができる。従っ
て、不活性ガス等の非酸化性のガスを用いることによ
り、分断された溶滴の酸化を有効に防止することができ
る。In the case of this embodiment, the cooling liquid can be discharged while the discharge passage 32 is filled with the cooling liquid by appropriately adjusting the opening and closing of the flow rate adjusting valve 34. In this case, the outflow of gas from the discharge pipe 33 can be prevented, and the cooling liquid layer of the cylinder 1 can be prevented.
The space 23 inside 9 can be filled with the gas of the gas jet 26 ejected from the jet nozzle 24. Therefore, by using a non-oxidizing gas such as an inert gas, it is possible to effectively prevent oxidation of the separated droplets.
【００２４】図３は金属粉末製造装置の第３実施例であ
り、該実施例では、冷却用筒体1 の内周面に、冷却液噴
出流路5 の出口が上下方向に複数段（２段）開口してい
る。冷却液噴出流路5 の筒軸方向の段数、間隔は、筒体
内径、冷却液の吐出量、噴出圧力、下側の層厚調整用リ
ング10の設定距離等により異なるが、ほぼ一定内径の冷
却液層9 が得られるように適宜の段数を略等間隔に設け
ればよい。この実施例では、層厚調整用リング10の上部
に冷却液噴出流路5 が複数段設けられているので、前記
リング10の上部で冷却液の流下速度の増大による冷却液
層9 の層厚の減少を防止することができ、筒体1 の内周
面にほぼ一定内径、一定旋回流速の冷却液層9 を長い範
囲で容易に形成することができ、冷却域を長範囲に設け
ることができる。なお、同図に示すように、冷却液噴出
流路5 の筒軸方向に隣接する段間に、各々層厚調整用リ
ング10A を設けてもよい。これによって、冷却液層9 の
層厚、流速をより一層安定させることができる。もっと
も、冷却液噴出流路5 を一段とし、層厚調整用リングを
複数段設けるだけでも、冷却液層9 の層厚の減少を防止
する効果がある。FIG. 3 shows a third embodiment of the apparatus for producing metal powder. In this embodiment, the cooling liquid jetting passage 5 has a plurality of outlets (2) arranged vertically in the inner peripheral surface of the cooling cylinder 1. It is open. The number of steps and intervals in the cylinder axis direction of the cooling liquid jetting flow passage 5 differ depending on the inner diameter of the cylinder, the discharge amount of the cooling liquid, the jetting pressure, the set distance of the lower layer thickness adjusting ring 10, etc. An appropriate number of stages may be provided at substantially equal intervals so that the cooling liquid layer 9 can be obtained. In this embodiment, since a plurality of cooling liquid jetting channels 5 are provided on the upper part of the layer thickness adjusting ring 10, the layer thickness of the cooling liquid layer 9 due to the increase of the cooling liquid flow-down speed on the ring 10 is increased. It is possible to prevent a decrease in the amount of water, and to easily form a cooling liquid layer 9 having a substantially constant inner diameter and a constant swirling flow velocity on the inner peripheral surface of the cylinder 1 in a long range, and to provide a cooling region in a long range. it can. Note that, as shown in the figure, the layer thickness adjusting rings 10A may be respectively provided between the stages of the cooling liquid jetting flow passage 5 adjacent to each other in the cylinder axis direction. As a result, the layer thickness and flow velocity of the cooling liquid layer 9 can be further stabilized. However, even if the cooling liquid jetting channel 5 is provided in one stage and a plurality of layer thickness adjusting rings is provided, there is an effect of preventing the reduction of the layer thickness of the cooling liquid layer 9.
【００２５】また、図３の第３実施例では、網体11の内
周面に流下緩衝用のフランジ28がボルト等によって着脱
自在に付設されている。該フランジ28により、冷却液の
流下スピードが遅くなり、より長時間の脱液が可能にな
ると共に、流下エネルギーを周方向の回転エネルギーと
して有効利用することによって遠心脱液を効果的に行な
うことができる。Further, in the third embodiment of FIG. 3, a flange 28 for buffering the downward flow is detachably attached to the inner peripheral surface of the net body 11 by means of bolts or the like. The flange 28 slows down the flow rate of the cooling liquid, enables dewatering for a longer period of time, and effectively utilizes the downflow energy as rotational energy in the circumferential direction to effectively perform centrifugal dewatering. it can.
【００２６】図４は金属粉末製造装置の第４の実施例を
示しており、該実施例では、冷却用筒体1 は筒体軸心が
傾斜して配置されており、その内周面に形成された冷却
液層9 の内側の空間部23においてガスジェット26がＶ形
に交差するように２本のジェットノズル24,24 が圧縮ガ
ス供給管27,27 を介して設けられている。前記ジェット
ノズル24,24 のノズル開口はスリット形であり、ガスジ
ェット26も一定の幅を有する膜状となっており、その交
差状態における断面が図のようにＶ形となっている。そ
して、Ｖ形ガスジェットの交差域に溶融金属25がるつぼ
15のノズル孔20から流下し、分断されている。かかるＶ
形ガスジェットによれば、分断効果に優れ、また溶融金
属25の流下位置が少々ずれても分断された溶滴を交差域
から冷却液層9 の内周面の特定範囲に飛散させて注入す
ることができる。尚、ノズル開口が逆円錐形のスリット
で形成されたジェットノズルを用いて、逆円錐形状の面
状ガスジェットを形成し、その交差部に溶融金属を供給
するようにしてもよい。また、線状ガスジェットを噴出
するジェットノズルを逆円錐形状に複数個配置し、逆円
錐形状の線状ガスジェットの集合体を形成し、その交差
部に溶融金属を供給するようにしてもよい。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the apparatus for producing metal powder. In this embodiment, the cooling cylinder 1 is arranged with its cylinder axis inclined, and the inner peripheral surface of the cooling cylinder 1 is inclined. Two jet nozzles 24, 24 are provided via compressed gas supply pipes 27, 27 so that the gas jet 26 intersects in a V shape in the space 23 inside the formed cooling liquid layer 9. The nozzle openings of the jet nozzles 24, 24 are slit-shaped, the gas jet 26 is also in the form of a film having a constant width, and the cross section in the intersecting state is V-shaped as shown in the drawing. And molten metal 25 is crucible at the intersection of V-shaped gas jets.
It flows down from 15 nozzle holes 20 and is divided. Such V
According to the shape gas jet, the dividing effect is excellent, and even if the position where the molten metal 25 flows down is slightly displaced, the divided droplets are scattered and injected from the intersecting area to a specific range on the inner peripheral surface of the cooling liquid layer 9. be able to. It is also possible to use a jet nozzle whose nozzle opening is formed by a slit having an inverted conical shape to form a surface gas jet having an inverted conical shape and to supply the molten metal to the intersection. Further, a plurality of jet nozzles for ejecting a linear gas jet may be arranged in an inverted conical shape to form an aggregate of the inverse conical linear gas jets, and the molten metal may be supplied to the intersection thereof. ..
【００２７】前記第３および第４実施例においては、冷
却用筒体1 の下端開口には液切り用網体11が連設されて
おり、ここからガスジェット26を形成したガスが流出す
るが、該下端開口に、図２のように、排出管33を備えた
閉塞用蓋31を取り付けてもよい。かかる構成によれば、
排出管33の途中に設けられた流量調整弁34を調整するこ
とにより、冷却液層9 の内側の空間部23にガスジェット
26を形成したガスを容易に充満させることができる。In the third and fourth embodiments, the draining net 11 is connected to the lower end opening of the cooling cylinder 1 from which the gas forming the gas jet 26 flows out. As shown in FIG. 2, a closing lid 31 having a discharge pipe 33 may be attached to the lower end opening. According to this configuration,
By adjusting the flow rate adjusting valve 34 provided in the middle of the discharge pipe 33, the gas jet is generated in the space 23 inside the cooling liquid layer 9.
The gas forming 26 can be easily filled.
【００２８】なお、前記各実施例では、冷却用筒体1 と
して円筒状のものを示したが、これに限らず、内周面が
冷却液の移動方向に沿って漸次縮径する回転対称面で形
成された形状、例えば漏斗形状としてもよい。回転放物
面によってラッパ形状とした場合、層厚調整用フランジ
を取付けなくても、一定内径の冷却液層を形成すること
ができる。また、冷却用筒体は、図例では、その筒体軸
心が鉛直ないし斜め方向となるように配置したものを示
したが、これに限るものではなく、冷却水の噴出速度が
十分で筒体内周面に遠心力の作用で冷却液層9が形成さ
れる限り、筒体軸心の方向は問わない。In each of the above embodiments, the cooling cylinder 1 has a cylindrical shape, but the invention is not limited to this, and the inner peripheral surface has a rotationally symmetric surface whose diameter gradually decreases along the moving direction of the cooling liquid. Alternatively, the shape may be a funnel shape. When the trumpet shape is formed by the paraboloid of revolution, the cooling liquid layer having a constant inner diameter can be formed without attaching the layer thickness adjusting flange. Further, in the illustrated example, the cooling cylinder is shown to be arranged so that the axis of the cylinder is vertical or oblique, but the present invention is not limited to this, and the cooling water jet speed is sufficient and The direction of the axis of the cylinder does not matter as long as the cooling liquid layer 9 is formed on the inner peripheral surface of the body by the action of the centrifugal force.
【００２９】また、図例では、層厚調整用リング10はそ
の上面が水平面ないしテーパ面で形成されているが、こ
れに限らず、例えばリング上端外周縁から下端内周縁に
かけて漸次縮径する流線形曲面で形成してもよい。ま
た、るつぼ15内の溶融金属22は、圧媒を作用させて加圧
することによりノズル孔20から噴出したが、圧媒を作用
させることなく、溶融金属22自体に作用する重力 (自
重) により、ノズル孔20から噴出 (流出) するようにし
てもよい。Further, in the illustrated example, the layer thickness adjusting ring 10 is formed such that the upper surface thereof is a horizontal surface or a tapered surface, but the present invention is not limited to this, and for example, a flow whose diameter gradually decreases from the outer peripheral edge of the upper end to the inner peripheral edge of the lower end. It may be formed by a linear curved surface. Further, the molten metal 22 in the crucible 15 was ejected from the nozzle hole 20 by applying a pressure medium to pressurize it, but without acting the pressure medium, gravity (self-weight) acting on the molten metal 22 itself, You may make it spout (outflow) from the nozzle hole 20.
【００３０】また、本発明の製造対象である粉末の材質
は、アルミニウム又はその合金等の低融点金属に限ら
ず、チタニウム、ニッケル、鉄又はそれらの合金等の高
融点金属をも含み、特に制限されない。また、本発明に
よって製造された金属粉末は、粉末冶金，熱間等方圧加
圧，熱間鍛造，熱間押出等の原料粉末、合成樹脂，ゴ
ム，金属等への複合用粉末、電磁クラッチ・ブレーキ用
の磁性粉末、などに使用される。The material of the powder to be manufactured according to the present invention is not limited to low melting point metals such as aluminum or its alloys, but also includes high melting point metals such as titanium, nickel, iron or alloys thereof, and is particularly limited. Not done. The metal powder produced by the present invention is a raw material powder for powder metallurgy, hot isostatic pressing, hot forging, hot extrusion, powder for compounding synthetic resin, rubber, metal, etc., electromagnetic clutch. -Used as magnetic powder for brakes.
【００３１】図１で説明した第１実施例の金属粉末製造
装置を備え、溶融金属の供給から金属粉末の製造、脱
液、乾燥を一貫して行なうための金属粉末連続生産設備
の一例の全体構成図を図５および図６に示す。本例によ
ると、連続注湯装置41から圧送された溶融金属は、既述
の金属粉末製造装置42、連続脱液機43および連続乾燥装
置44を経て、製品金属粉末とされる。尚、金属粉末製造
装置として他の実施例のものが使用可能なことは勿論で
ある。An overall example of a continuous metal powder production facility equipped with the metal powder production apparatus of the first embodiment described with reference to FIG. 1 for consistently performing production of metal powder from the supply of molten metal, liquid removal, and drying. Configuration diagrams are shown in FIGS. 5 and 6. According to the present example, the molten metal pressure-fed from the continuous pouring device 41 passes through the metal powder manufacturing device 42, the continuous dewatering device 43, and the continuous drying device 44, and becomes the product metal powder. Needless to say, the metal powder manufacturing apparatus of the other embodiment can be used.
【００３２】前記連続注湯装置41は、耐火性断熱材で形
成された本体容器46を備え、該容器46には蓋体47により
密閉自在とされた金属溶湯供給口48が開設され、不活性
ガス等の圧媒供給管49、容器内の溶融金属53の排出管50
が設けられており、底部には誘導加熱用コイル51を有す
る凹部52が設けられている。該コイル51によって、容器
46内の溶融金属53は温度制御が行われ、圧媒供給管49よ
り注入されるアルゴンガス等の不活性ガスにより排出管
50を介して金属粉末製造装置42のるつぼ15へ圧送され
る。排出管50は、断熱層の形成やインダクションヒータ
等の適宜の保温手段により保温される。The continuous pouring device 41 is provided with a main body container 46 formed of a refractory heat insulating material, and the container 46 is provided with a molten metal supply port 48 which can be hermetically closed by a lid 47 and is inactive. Pressure medium supply pipe 49 for gas, etc., discharge pipe 50 for molten metal 53 in the container
Is provided, and a recess 52 having an induction heating coil 51 is provided on the bottom. Container by the coil 51
The temperature of the molten metal 53 in the 46 is controlled, and a discharge pipe is formed by an inert gas such as argon gas injected from the pressure medium supply pipe 49.
It is pressure-fed to the crucible 15 of the metal powder manufacturing apparatus 42 via 50. The discharge pipe 50 is kept warm by an appropriate heat keeping means such as formation of a heat insulating layer or an induction heater.
【００３３】前記金属粉末製造装置42によって製造され
た金属粉末は、液切り用網体11によって一次脱液された
後の残留冷却液と共に粉末回収容器12を介して連続脱液
機43に供給され、遠心力の作用で脱液される。連続脱液
機43は、上方に拡径した回転ドラム55を備え、該ドラム
55の中間部周壁は多数の細孔を有するスクリーンプレー
トで形成され、内周面には脱水後の粉末を上方へ送り出
すための凸状リブ56が多数形成されている。回転ドラム
55の外周面側には冷却液回収カバー57が設けられてお
り、脱液された冷却液は、その底部よりタンク8 に回収
される。また、回転ドラム55の上部には金属粉末回収カ
バー58が設けられ、排出シュート59が付設されている。The metal powder produced by the metal powder producing apparatus 42 is supplied to the continuous dewatering machine 43 through the powder recovery container 12 together with the residual cooling liquid after being primarily dewatered by the draining net 11. , It is drained by the action of centrifugal force. The continuous dewatering device 43 includes a rotating drum 55 whose diameter is expanded upward.
An intermediate peripheral wall of 55 is formed of a screen plate having a large number of pores, and a large number of convex ribs 56 for sending the dehydrated powder upward are formed on the inner peripheral surface. Rotating drum
A cooling liquid recovery cover 57 is provided on the outer peripheral surface side of 55, and the drained cooling liquid is recovered in the tank 8 from the bottom thereof. Further, a metal powder recovery cover 58 is provided above the rotary drum 55, and a discharge chute 59 is attached.
【００３４】連続脱液機43の排出シュート59より排出さ
れた湿潤金属粉末は引き続いて連続乾燥装置44に供給さ
れる。連続乾燥装置44は、多数の細孔を有する流動床61
を有する乾燥容器62と、該容器62の上部より湿潤原料を
供給するためのロータリーフィーダーを有する供給装置
63と、前記容器62の下部より熱風を供給するための熱風
発生装置64と、前記容器62上部より排出した排風より微
粉を捕収するためのサイクロン65とを備えており、前記
容器62の上部および下部側壁には排出管66が付設されて
いる。The wet metal powder discharged from the discharge chute 59 of the continuous dewatering device 43 is continuously supplied to the continuous drying device 44. The continuous drying device 44 includes a fluidized bed 61 having a large number of pores.
And a supply device having a rotary container for supplying a wet raw material from the upper part of the container 62.
63, a hot air generator 64 for supplying hot air from the lower portion of the container 62, and a cyclone 65 for collecting fine powder from the exhaust air discharged from the upper portion of the container 62, the container 62 of A discharge pipe 66 is attached to the upper and lower side walls.
【００３５】乾燥容器62内では流動層67が形成されてお
り、湿潤金属粉末は、流動層67中で熱風と激しく混合さ
れ、熱交換され、速やかに乾燥されて、通常オーバーフ
ローにより排出管66を介して外部に取り出される。尚、
本発明を実施するに際しては、連続注湯装置、連続脱液
機、連続乾燥装置は既述のものに限らず、市場に供給さ
れている適宜のものを使用することができる。A fluidized bed 67 is formed in the drying container 62, and the wet metal powder is vigorously mixed with hot air in the fluidized bed 67, heat-exchanged, and quickly dried, and the exhaust pipe 66 is usually discharged by overflow. It is taken out through the outside. still,
In carrying out the present invention, the continuous pouring device, the continuous dewatering device, and the continuous drying device are not limited to those described above, and any appropriate device supplied to the market can be used.
【００３６】次に具体的な金属粉末の製造実施例を掲げ
る。 〈製造実施例１〉図７に示す製造装置を用いて、アルミ
ニウム合金粉末を製造した。冷却用筒体1 の内径Ｄは10
0mm であり、冷却液噴出流路5 の吐出口は冷却用筒体1
の上端と層厚調整用リング10の上端との中間位置に設け
た。冷却液噴出流路5 の吐出口径は11.5mmであり、これ
より0.3m3/min の流量で冷却水を噴出させた。その結
果、層厚調整用リング10の上方に内径ｄ＝55mm、長さｈ
＝50mm、水膜面流速43m/secの冷却液層9 が形成され
た。Next, specific examples of producing metal powder will be described. <Manufacturing Example 1> Aluminum alloy powder was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG. The inner diameter D of the cooling cylinder 1 is 10
0 mm, and the discharge port of the cooling liquid jetting channel 5 is the cooling cylinder 1
It was provided at an intermediate position between the upper end of the layer and the upper end of the layer thickness adjusting ring 10. The discharge port diameter of the cooling liquid jetting channel 5 was 11.5 mm, and the cooling water was jetted from this at a flow rate of 0.3 m 3 / min. As a result, the inner diameter d = 55 mm and the length h above the layer thickness adjusting ring 10.
= 50 mm, a water layer surface velocity of 43 m / sec was formed, and a cooling liquid layer 9 was formed.
【００３７】るつぼ15で1000°C の溶融アルミニウム合
金( 組成: wt％でAlー12Siー1 Mgー1Cu ) を溶製した。
そして、るつぼ15に1.0kgf/cm2のアルゴンガスを供給し
て、るつぼ内の溶融金属22を加圧し、るつぼ15のノズル
孔20から直径2mm の細流状溶融金属25を冷却液層9 の内
側の空間部23に噴出した。細流状溶融金属25と水平面と
のなす噴出角θ1 は30゜とした。A molten aluminum alloy (composition: wt% Al-12Si-1Mg-1Cu) at 1000 ° C was melted in a crucible 15.
Then, 1.0 kgf / cm 2 of argon gas was supplied to the crucible 15 to pressurize the molten metal 22 in the crucible, and a trickle molten metal 25 with a diameter of 2 mm was fed from the nozzle hole 20 of the crucible 15 to the inside of the cooling liquid layer 9. Gushed into the space 23 of. The jet angle θ 1 formed by the trickle molten metal 25 and the horizontal plane was 30 °.
【００３８】前記空間部23内で溶融金属25に向けて、ノ
ズル孔径6mm のジェットノズル 24からエヤジェット26
を 5kgf/cm2 で噴出させて吹き付けた。ジェット26と水
平面とのなす噴出角θ2 は45゜とした。また、図８に示
すように、ジェット26と細流状溶融金属25とのなす角
は、平面的に見て溶融金属25から冷却液層の旋回方向Ａ
に測ってθ3 ＝45゜とした。A jet nozzle 24 having a nozzle hole diameter of 6 mm and an air jet 26 are directed toward the molten metal 25 in the space 23.
Was sprayed at 5 kgf / cm 2 . The jet angle θ 2 formed by the jet 26 and the horizontal plane was 45 °. Further, as shown in FIG. 8, the angle formed by the jet 26 and the trickle molten metal 25 is such that the plan direction A of the cooling liquid layer from the molten metal 25 is viewed in plan.
The angle was θ 3 = 45 °.
【００３９】その結果、図９のＡに示す粒度分布（ある
粉末の粒径と、粉末全量に対するその粒径の粉末の含有
重量％との関係）をもつアルミニウム合金粉末が得られ
た。この粉末の平均粒径は291.8 μm であり、かさ密度
は0.90g/cm3 であった。また、粉末の粒子形状を観察し
たところ、偏平不定形状であった。従って、エヤジェッ
トによって分断された溶滴は、冷却液層によって再分断
されたものと推定される。As a result, an aluminum alloy powder having the particle size distribution shown in FIG. 9A (the relationship between the particle size of a certain powder and the content% by weight of the powder having that particle size with respect to the total amount of the powder) was obtained. The powder had an average particle size of 291.8 μm and a bulk density of 0.90 g / cm 3 . Moreover, when the particle shape of the powder was observed, it was found to be a flat irregular shape. Therefore, the droplets divided by the air jet are presumed to be re-divided by the cooling liquid layer.
【００４０】比較のため、溶融金属に向けてエヤジェッ
トを吹き付ける点を除き、同条件でアルミニウム合金粉
末を製造した。その結果を図９のＢに併せて示した。こ
の場合の平均粒径は420 μm 、かさ密度は0.70g/cm3 で
あった。従って、実施例におけるエヤジェットの吹き付
けにより、微粉化を容易に達成できることが確認され
た。 〈製造実施例２〉図２に示す製造装置を用いて、製造実
施例１と同組成のアルミニウム合金粉末を製造した。冷
却用筒体1 の内径は200mm であり、筒体軸心は鉛直方向
に対して25°傾斜させた。冷却液噴出流路5 の吐出口径
は11.5mmであり、これより0.3m3/min の流量で冷却水を
噴出させた。その結果、環状蓋2 と層厚調整用リング10
との間に、内径250mm 、長さ300mm 、平均流速20m/sec
の冷却液層9 が形成された。また、流量調整弁34を調整
して、排出流路32内に冷却液が充満するようにした。For comparison, an aluminum alloy powder was produced under the same conditions except that an air jet was blown toward the molten metal. The results are also shown in B of FIG. In this case, the average particle size was 420 μm and the bulk density was 0.70 g / cm 3 . Therefore, it was confirmed that atomization can be easily achieved by spraying the air jet in the examples. <Manufacturing Example 2> An aluminum alloy powder having the same composition as in Manufacturing Example 1 was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG. The inner diameter of the cooling cylinder 1 was 200 mm, and the cylinder axis was inclined at 25 ° with respect to the vertical direction. The discharge port diameter of the cooling liquid jetting channel 5 was 11.5 mm, and the cooling water was jetted from this at a flow rate of 0.3 m 3 / min. As a result, the annular lid 2 and the layer thickness adjustment ring 10
250mm inner diameter, 300mm length, average flow velocity 20m / sec
A cooling liquid layer 9 of was formed. Further, the flow rate adjusting valve 34 is adjusted so that the discharge flow path 32 is filled with the cooling liquid.
【００４１】るつぼ15で1000°C の溶融アルミニウム合
金を溶製し、るつぼ15に1.0kgf/cm2のアルゴンガスを供
給して、るつぼ内の溶融金属22を加圧し、るつぼ15のノ
ズル孔20から直径2mm の細流状溶融金属25を鉛直下方に
噴出し、冷却液層9 の内側の空間部23に供給した。前記
空間部23内で溶融金属25に向けて、ノズル孔径6mm のジ
ェットノズル 24からアルゴンガスジェット26を10kgf/c
m2 で噴出させて吹き付け、溶融金属25を粉化した。溶
融金属25とアルゴンガスジェット26とのなす角は30°と
した。A molten aluminum alloy at 1000 ° C. is melted in the crucible 15 and 1.0 kgf / cm 2 of argon gas is supplied to the crucible 15 to pressurize the molten metal 22 in the crucible 15 to make the nozzle holes 20 of the crucible 15. From the above, a trickle molten metal 25 having a diameter of 2 mm was jetted vertically downward and supplied to the space 23 inside the cooling liquid layer 9. An argon gas jet 26 of 10 kgf / c from a jet nozzle 24 having a nozzle hole diameter of 6 mm is directed toward the molten metal 25 in the space 23.
The molten metal 25 was pulverized by being jetted at m 2 and sprayed. The angle formed by the molten metal 25 and the argon gas jet 26 was 30 °.
【００４２】得られた粉末の平均粒径は200 μm 、かさ
密度は1.3g/cm3であり、粒径と冷却速度との関係を図１
０に示す。尚、冷却速度は、粉末粒子の金属組織より判
断した。同図より、本発明により製造した金属粉末は、
粒径が100 〜1000μm と比較的大きいものでも、冷却速
度が104 〜105 ℃/secであり、微細な組織が得られるこ
とが分かる。尚、同図より、0.1 μm の粒径の場合の冷
却速度は108 ℃/sec以上と推定される。The average particle size of the obtained powder was 200 μm and the bulk density was 1.3 g / cm 3 , and the relationship between the particle size and the cooling rate was shown in FIG.
It shows in 0. The cooling rate was judged from the metal structure of the powder particles. From the figure, the metal powder produced by the present invention is
It can be seen that even with a relatively large grain size of 100 to 1000 μm, the cooling rate is 10 4 to 10 5 ° C / sec, and a fine structure can be obtained. From the figure, it is estimated that the cooling rate when the particle size is 0.1 μm is 10 8 ° C / sec or more.
【００４３】次に、粉末中に含有されるガス量を測定し
たところ、Ｈ2：12ppm 、Ｏ2 ：500ppmであった。比較
のため、流量調整弁34を全開し、排出管33内を冷却水に
よって閉塞しないようにし、他は同じ条件で、アルミニ
ウム合金粉末を製造した。得られた粉末のガス含有量
は、Ｈ2 ：20ppm 、Ｏ2 ：820 ppm であった。これによ
り、実施例は比較例に対して、ガス含有量が著しく低減
されていることが分かる。 〈製造実施例３〉製造実施例２と同様の製造条件で鉄合
金粉末を製造した。但し、鉄合金の組成は、wt％でFeー
1.3Cー4Cr ー3.5Mo ー10W ー3.5Vー10Coであり、溶融温
度は1600°C とした。Next, when the amount of gas contained in the powder was measured, it was H 2 : 12 ppm and O 2 : 500 ppm. For comparison, the aluminum alloy powder was produced under the same conditions except that the flow control valve 34 was fully opened so that the discharge pipe 33 was not blocked by cooling water. The gas content of the obtained powder was H 2 : 20 ppm and O 2 : 820 ppm. From this, it can be seen that the gas content of the example is remarkably reduced as compared with the comparative example. <Manufacturing Example 3> Iron alloy powder was manufactured under the same manufacturing conditions as in Manufacturing Example 2. However, the composition of iron alloy is wt% Fe-
1.3C-4Cr-3.5Mo-10W-3.5V-10Co, and the melting temperature was 1600 ° C.
【００４４】得られた粉末の平均粒径は250 μm であ
り、粉末中に含有されるガス量を測定したところ、
Ｈ2 ：9 ppm 、Ｏ2 ：580ppm、Ｎ2 ：720ppmであった。
尚、冷却液層の平均流速を5 m/sec とし、他は同条件で
前記組成の鉄合金粉末を製造したところ、ガス含有量
は、Ｈ2 ：15ppm 、Ｏ2 ：1200 ppm、Ｎ2 ：740ppmであ
った。これより、冷却液層の流速を大きくするほど、溶
滴の周りに発生した冷却液蒸気は溶滴から速やかに離脱
し、良好な汚染防止作用が得られることが分かる。The obtained powder had an average particle size of 250 μm, and the amount of gas contained in the powder was measured.
H 2: 9 ppm, O 2 : 580ppm, N 2: was 720 ppm.
When an iron alloy powder having the above composition was produced under the same conditions except that the average flow velocity of the cooling liquid layer was 5 m / sec, the gas content was H 2 : 15 ppm, O 2 : 1200 ppm, N 2 : It was 740 ppm. From this, it can be seen that as the flow velocity of the cooling liquid layer is increased, the cooling liquid vapor generated around the droplets is promptly separated from the droplets, and a good antifouling action can be obtained.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、冷
却用筒体の内周面に沿って旋回しながら移動する冷却液
層を形成するので、冷却液層の温度を容易に一定に保持
することができ、また冷却液層の冷却能が優れることか
ら冷却用筒体ひいては製造設備のコンパクト化や設備コ
ストの低減を図ることができる。そして、該冷却液層に
ガスジェットにより予め分断した溶融金属すなわち溶滴
を強制的に供給するので、分断されたすべての溶滴を確
実に冷却液層に供給することができ、すべての溶滴を大
きな冷却速度で一様に急冷することができ、均質な金属
粉末が得られる。As described above, according to the present invention, since the cooling liquid layer which moves while swirling along the inner peripheral surface of the cooling cylinder is formed, the temperature of the cooling liquid layer can be easily made constant. Since it can be held, and the cooling ability of the cooling liquid layer is excellent, it is possible to make the cooling cylinder and hence the manufacturing equipment compact and reduce the equipment cost. Further, since the molten metal, that is, the droplets previously divided by the gas jet is forcibly supplied to the cooling liquid layer, all the divided droplets can be reliably supplied to the cooling liquid layer, and all the droplets can be supplied. Can be rapidly cooled uniformly with a large cooling rate, and a homogeneous metal powder can be obtained.
【００４６】また、粉化された金属粉末を含む冷却液
を、冷却用筒体の冷却液排出端開口を閉塞するようにし
て排出することにより、冷却液層の内側の空間部にガス
ジェットのガスを充満させることができるので、不活性
ガスを用いることによって溶滴の酸化を有効に防止する
ことができ、高品質の金属粉末を得ることができる。Further, the cooling liquid containing the pulverized metal powder is discharged by closing the opening of the cooling liquid discharge end of the cooling cylinder, so that the gas jet is discharged into the space inside the cooling liquid layer. Since the gas can be filled, the oxidation of the droplets can be effectively prevented by using an inert gas, and a high-quality metal powder can be obtained.
【図１】実施例に係る金属粉末製造装置の要部断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a metal powder manufacturing apparatus according to an embodiment.
【図２】他の実施例に係る同装置の要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of the same device according to another embodiment.
【図３】第３の実施例に係る同装置の要部断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts of the same device according to a third embodiment.
【図４】第４の実施例に係る同装置の要部断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts of the same device according to a fourth embodiment.
【図５】連続注湯装置の断面説明図である。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a continuous pouring device.
【図６】金属粉末連続生産設備の全体配置図である。FIG. 6 is an overall layout diagram of a metal powder continuous production facility.
【図７】本発明の製造実施例に供した金属粉末製造装置
の要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of essential parts of a metal powder production apparatus used in a production example of the present invention.
【図８】製造実施例における細流状溶融金属とガスジェ
ットとの平面的位置関係図である。FIG. 8 is a plane positional relationship diagram between a trickle molten metal and a gas jet in a manufacturing example.
【図９】製造実施例および製造比較例によって製造され
た金属粉末の粒度分布を示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing a particle size distribution of metal powders manufactured by a manufacturing example and a manufacturing comparative example.
【図１０】本発明の製造実施例によって製造された金属
粉末の粒径と冷却速度との関係を示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the particle size and the cooling rate of the metal powder manufactured by the manufacturing example of the present invention.
１ 冷却用筒体 ４ 冷却液噴出管 ５ 冷却液噴出流路 ７ ポンプ（冷却液供給手段） ９ 冷却液層 15 るつぼ (溶融金属供給手段) 23 空間部 24 ジェットノズル (ガスジェット噴出手段) 25 溶融金属 26 ガスジェット 31 閉塞用蓋 33 排出管 1 Cooling Cylinder 4 Cooling Liquid Jet Pipe 5 Cooling Liquid Jet Flow Path 7 Pump (Cooling Liquid Supply Means) 9 Cooling Liquid Layer 15 Crucible (Melted Metal Supplying Means) 23 Space 24 Jet Nozzle (Gas Jet Jetting Means) 25 Melting Metal 26 Gas jet 31 Closing lid 33 Discharge pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 彰一 大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番22 号 株式会社クボタ恩加島工場内 (72)発明者 吉野 正規 大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番22 号 株式会社クボタ恩加島工場内 (72)発明者 青木 敏行 大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番22 号 株式会社クボタ恩加島工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoichi Yoshino 7-22, Minami Enkajima, Taisho-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Kubota Enkajima Plant (72) Inventor Yoshino Minami, Taisho-ku, Osaka City, Osaka Prefecture 7-22 1-2 Onkajima, Kubota Onkajima Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Aoki 7-22-22 Minamienkajima, Minamienkajima, Taisho-ku, Osaka, Osaka Kubota Onkajima Co., Ltd.
Claims (4)
出供給し、該筒体の冷却液排出端側へ筒体内周面に沿っ
て旋回しながら移動する冷却液層を形成し；該冷却液層
の内側の空間部に溶融金属を供給し；該溶融金属に冷却
液層に指向するガスジェットを吹き付けて分断すると共
に分断された溶融金属を冷却液層に供給し；冷却液層中
で凝固した金属粉末を含む冷却液を筒体の冷却液排出端
から外部へ排出することを特徴とする金属粉末製造方
法。1. A cooling liquid layer is formed by jetting and supplying a cooling liquid along the inner peripheral surface of a cooling cylinder, and moving toward the cooling liquid discharge end of the cylindrical body while swirling along the peripheral surface of the cylinder. A molten metal is supplied to a space inside the cooling liquid layer; a gas jet directed to the cooling liquid layer is sprayed on the molten metal to divide the molten metal, and the divided molten metal is supplied to the cooling liquid layer; A method for producing metal powder, characterized in that the cooling liquid containing the metal powder solidified in the liquid layer is discharged to the outside from the cooling liquid discharge end of the cylindrical body.
却液を筒体の冷却液排出端に設けられた閉塞用蓋に備え
られた排出管からその管内を満たしつつ外部へ排出する
請求項１に記載した金属粉末製造方法。2. A cooling liquid containing metal powder solidified in a cooling liquid layer is discharged to the outside from a discharge pipe provided in a closing lid provided at a cooling liquid discharge end of a cylinder while filling the inside of the pipe. Item 1. The method for producing a metal powder according to Item 1.
めの冷却液噴出流路が設けられた冷却用筒体と；前記冷
却液噴出流路から噴出された冷却液が前記筒体の内周面
に沿って旋回しながら筒体の冷却液排出端側に移動する
ように形成された冷却液層の内側の空間部に溶融金属を
供給するための溶融金属供給手段と；該溶融金属を分断
すると共に分断された溶融金属を冷却液層に供給するた
めのガスジェットを噴出するためのガスジェット噴出手
段と；前記冷却液噴出流路に冷却液を供給するための冷
却液供給手段とを備えていることを特徴とする金属粉末
製造装置。3. A cooling cylinder provided with a cooling liquid jet passage for jetting and supplying a cooling liquid along an inner peripheral surface; and a cooling liquid jetted from the cooling liquid jet passage, Molten metal supply means for supplying the molten metal to the space inside the cooling liquid layer formed so as to move to the cooling liquid discharge end side of the cylindrical body while swirling along the inner peripheral surface of the cylinder; Gas jet ejecting means for ejecting a gas jet for dividing the metal and for supplying the divided molten metal to the cooling liquid layer; cooling liquid supplying means for supplying the cooling liquid to the cooling liquid ejection passage An apparatus for producing metal powder, comprising:
が設けられ、該閉塞用蓋には冷却液を満たした状態でこ
れを排出するための排出管が備えられている請求項３に
記載した金属粉末製造装置。4. The cooling liquid discharge end of the cooling cylinder is provided with a closing lid, and the closing lid is provided with a discharge pipe for discharging the cooling liquid in a filled state. Item 3. The metal powder manufacturing apparatus as described in item 3.
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| JP13434991 | 1991-06-05 | ||
| JP23641491 | 1991-09-17 | ||
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| JP3-236414 | 1991-09-17 | ||
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