JPH05222412A - 扁平状粉末作製装置 - Google Patents
扁平状粉末作製装置Info
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- JPH05222412A JPH05222412A JP5641992A JP5641992A JPH05222412A JP H05222412 A JPH05222412 A JP H05222412A JP 5641992 A JP5641992 A JP 5641992A JP 5641992 A JP5641992 A JP 5641992A JP H05222412 A JPH05222412 A JP H05222412A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 扁平粉末に混じる連結粉末を少なくし、扁平
粉末の収率を高める。 【構成】 ズルから流出する金属溶湯にガスを噴射して
金属溶湯の液滴を生成させ、前記金属液滴をノズル２下
方に設置した回転冷却体４の冷却面に衝突させる冷却体
は鉛直方向に対して回転軸を３０〜７０°傾斜した円筒
体とする。
粉末の収率を高める。 【構成】 ズルから流出する金属溶湯にガスを噴射して
金属溶湯の液滴を生成させ、前記金属液滴をノズル２下
方に設置した回転冷却体４の冷却面に衝突させる冷却体
は鉛直方向に対して回転軸を３０〜７０°傾斜した円筒
体とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ノズルより流出させた
金属溶湯にガスを噴射して液滴にした後、液滴を回転冷
却体に衝突させて冷却するとともに扁平状に変形し、次
に高速で回転する回転冷却体の遠心力により回転冷却体
から離脱させることにより扁平状金属粉末を得る粉末製
造装置に関するものであり、さらに詳しく述べるなら
ば、粒径の小さい扁平状粉末を効率良く製造するのに適
した扁平粉末製造装置に関する。かかる扁平粉末はその
形状の特異性を利用して耐食性塗料の顔料などとしての
用途が期待されている。
金属溶湯にガスを噴射して液滴にした後、液滴を回転冷
却体に衝突させて冷却するとともに扁平状に変形し、次
に高速で回転する回転冷却体の遠心力により回転冷却体
から離脱させることにより扁平状金属粉末を得る粉末製
造装置に関するものであり、さらに詳しく述べるなら
ば、粒径の小さい扁平状粉末を効率良く製造するのに適
した扁平粉末製造装置に関する。かかる扁平粉末はその
形状の特異性を利用して耐食性塗料の顔料などとしての
用途が期待されている。
【０００２】
【従来の技術】上記の装置におけるガス噴射用ノズルと
してはフリーホール型（図２参照）及びコンファインド
型（図３参照）の二つのものが使用されている。図２、
３において、２は金属溶湯、３は溶湯ノズル、５は噴射
ノズル、６は高速ガスによりアトマイズされた液滴、１
０は溶湯溜めである。特開平１−３１９６０６号、２−
３４７０６号、２−９３００７号公報などに示されてい
るように回転冷却体はホーン型となっており、液滴衝突
後の粉末が冷却面から容易に離脱できるように工夫され
ている。また、回転冷却体には、液滴の冷却効率を高め
るために熱伝導率の良好な純銅が用いられてきた。
してはフリーホール型（図２参照）及びコンファインド
型（図３参照）の二つのものが使用されている。図２、
３において、２は金属溶湯、３は溶湯ノズル、５は噴射
ノズル、６は高速ガスによりアトマイズされた液滴、１
０は溶湯溜めである。特開平１−３１９６０６号、２−
３４７０６号、２−９３００７号公報などに示されてい
るように回転冷却体はホーン型となっており、液滴衝突
後の粉末が冷却面から容易に離脱できるように工夫され
ている。また、回転冷却体には、液滴の冷却効率を高め
るために熱伝導率の良好な純銅が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
純銅製回転冷却体を使用した扁平粉末製造装置では、連
結粉が多くなり、この結果粒径の小さな扁平状粉末の収
率が悪いという問題が起こった。そこで、この原因究明
のため回転冷却体の物性と液滴衝突・離脱状況の関連に
つき検討したところ、純銅製回転冷却体は硬さが低くか
つ金属液滴との濡れ性が良いために、ガスアトマイズに
より作られる極めて微細な金属粉が冷却面で衝突する際
回転冷却体表面のエロージョン損耗が多く、損耗により
生じた凹凸面に金属液滴が捕捉され、その上に別の液滴
が堆積するために、扁平粉末の遠心力による離脱性が悪
化することが分かった。また、上記したエロージョン損
耗による凹凸発生と並行して冷却面の銅と溶融金属液滴
との化学的反応も起こり、反応生成物の層が冷却面に形
成され、この結果清浄な回転冷却体の表面を保てなくな
ることが分かった。これらの原因により純銅製の回転冷
却体による粉末を製造すると連結粉末が多くなり、また
粉末が粗大化する傾向は避けられない。したがって本発
明は上記した装置で製造される扁平粉末に含まれる連結
粉末と粗大粉末の割合を低くして、微細・単独（非連
結）粉末の収率を高めることを目的とする。
純銅製回転冷却体を使用した扁平粉末製造装置では、連
結粉が多くなり、この結果粒径の小さな扁平状粉末の収
率が悪いという問題が起こった。そこで、この原因究明
のため回転冷却体の物性と液滴衝突・離脱状況の関連に
つき検討したところ、純銅製回転冷却体は硬さが低くか
つ金属液滴との濡れ性が良いために、ガスアトマイズに
より作られる極めて微細な金属粉が冷却面で衝突する際
回転冷却体表面のエロージョン損耗が多く、損耗により
生じた凹凸面に金属液滴が捕捉され、その上に別の液滴
が堆積するために、扁平粉末の遠心力による離脱性が悪
化することが分かった。また、上記したエロージョン損
耗による凹凸発生と並行して冷却面の銅と溶融金属液滴
との化学的反応も起こり、反応生成物の層が冷却面に形
成され、この結果清浄な回転冷却体の表面を保てなくな
ることが分かった。これらの原因により純銅製の回転冷
却体による粉末を製造すると連結粉末が多くなり、また
粉末が粗大化する傾向は避けられない。したがって本発
明は上記した装置で製造される扁平粉末に含まれる連結
粉末と粗大粉末の割合を低くして、微細・単独（非連
結）粉末の収率を高めることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために本発明は、金属溶湯を流出させるノズルの下方
に回転冷却体を配置し、かつ前記金属溶湯を回転冷却体
への衝突前に液滴とするガスを噴射するノズルを有する
扁平状粉末の製造装置において、前記回転冷却体の表面
に、気孔率で５％を超えない気孔を有しかつ主としてセ
ラミックスからなるセラミックス−金属複合体の皮膜を
形成したことを特徴とする扁平粉末作製装置を提供する
ものである。
るために本発明は、金属溶湯を流出させるノズルの下方
に回転冷却体を配置し、かつ前記金属溶湯を回転冷却体
への衝突前に液滴とするガスを噴射するノズルを有する
扁平状粉末の製造装置において、前記回転冷却体の表面
に、気孔率で５％を超えない気孔を有しかつ主としてセ
ラミックスからなるセラミックス−金属複合体の皮膜を
形成したことを特徴とする扁平粉末作製装置を提供する
ものである。
【０００５】ここで、セラミックス複合体はセラミック
スを主体とする必要があり、好ましくは６０〜９５％、
より好ましくは７０〜８５重量％のセラミックスを含
む。残部は金属であり、特にコバルト、ニッケル及びこ
れらの合金などの耐熱性金属が好ましい。セラミックス
複合体がセラミックスを９５％以上含むと回転冷却体へ
の被覆が困難となり、一方セラミックスが７０重量％未
満では硬さが低く表面の損耗が多くまた、反応層がない
清浄な回転冷却体の表面を保つことが困難になる。
スを主体とする必要があり、好ましくは６０〜９５％、
より好ましくは７０〜８５重量％のセラミックスを含
む。残部は金属であり、特にコバルト、ニッケル及びこ
れらの合金などの耐熱性金属が好ましい。セラミックス
複合体がセラミックスを９５％以上含むと回転冷却体へ
の被覆が困難となり、一方セラミックスが７０重量％未
満では硬さが低く表面の損耗が多くまた、反応層がない
清浄な回転冷却体の表面を保つことが困難になる。
【０００６】セラミックス複合体を表面皮膜として施す
基材は熱伝導性にすぐれた銅または銅合金あるいはアル
ミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。セラミック
ス複合体皮膜の厚さは好ましくは０．０５μｍ以上がよ
く、上限は特に制限がないが、０．２ｍｍ程度で十分で
ある。厚さが０．５ｍｍ以上であると回転冷却体の冷却
効率が低下するので好ましくない。
基材は熱伝導性にすぐれた銅または銅合金あるいはアル
ミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。セラミック
ス複合体皮膜の厚さは好ましくは０．０５μｍ以上がよ
く、上限は特に制限がないが、０．２ｍｍ程度で十分で
ある。厚さが０．５ｍｍ以上であると回転冷却体の冷却
効率が低下するので好ましくない。
【０００７】また、ＰＶＤやＣＶＤで被覆した気孔の無
いセラミックス皮膜を施した回転冷却体では、液滴が回
転冷却体に衝突すると、被覆した無気孔セラミックスと
基材との熱膨張率の差により無気孔皮膜が剥離するの
で、清浄な回転冷却体の表面が得られず、この結果液滴
の回転冷却体の表面への付着や連結粉が多くなり粒径の
小さな扁平状粉末の収率が悪くなる。つまり、プラズマ
溶射などの方法により回転冷却体表面を微細気孔が分散
するセラミックスで被覆することにより、液滴衝突後の
回転冷却体の表面粗さを小さくすることができ、同時に
セラミックス複合体と基材との熱膨張の差による悪影響
を緩和することができる。
いセラミックス皮膜を施した回転冷却体では、液滴が回
転冷却体に衝突すると、被覆した無気孔セラミックスと
基材との熱膨張率の差により無気孔皮膜が剥離するの
で、清浄な回転冷却体の表面が得られず、この結果液滴
の回転冷却体の表面への付着や連結粉が多くなり粒径の
小さな扁平状粉末の収率が悪くなる。つまり、プラズマ
溶射などの方法により回転冷却体表面を微細気孔が分散
するセラミックスで被覆することにより、液滴衝突後の
回転冷却体の表面粗さを小さくすることができ、同時に
セラミックス複合体と基材との熱膨張の差による悪影響
を緩和することができる。
【０００８】被覆するセラミックス複合体の気孔率が５
％をこえると、気孔が粗大化するために回転冷却体の表
面粗さが大きくなる。すると、気孔内に露出された基材
の金属と溶湯が反応するために、清浄な回転冷却体の表
面が得られなくなり、ひいいては液滴の回転冷却体表面
への付着や連結粉が多くなるので、粒径の小さな扁平状
粉末の収率が悪くなる。したがって、セラミックス複合
体の気孔率は５％以下でなければならない。
％をこえると、気孔が粗大化するために回転冷却体の表
面粗さが大きくなる。すると、気孔内に露出された基材
の金属と溶湯が反応するために、清浄な回転冷却体の表
面が得られなくなり、ひいいては液滴の回転冷却体表面
への付着や連結粉が多くなるので、粒径の小さな扁平状
粉末の収率が悪くなる。したがって、セラミックス複合
体の気孔率は５％以下でなければならない。
【０００９】セラミックスとしては、炭化物、窒化物、
ほう化物、けい化物、酸化物などを使用する。例えば、
炭化物としては、Ｃｒ3 Ｃ2 ，ＴｉＣ，ＮｂＣ，Ｖ4 Ｃ
3 ，ＷＣなどを使用すれば良い。これらのセラミックス
を金属とともに溶射して１ｍｍ程度の溶射層を形成した
後に、溶射層を研摩加工により、所定厚さでかつ表面粗
さが数ミクロンになるように仕上げを行うことにより、
本発明の特徴とするセラミックス複合体皮膜を得ること
ができる。
ほう化物、けい化物、酸化物などを使用する。例えば、
炭化物としては、Ｃｒ3 Ｃ2 ，ＴｉＣ，ＮｂＣ，Ｖ4 Ｃ
3 ，ＷＣなどを使用すれば良い。これらのセラミックス
を金属とともに溶射して１ｍｍ程度の溶射層を形成した
後に、溶射層を研摩加工により、所定厚さでかつ表面粗
さが数ミクロンになるように仕上げを行うことにより、
本発明の特徴とするセラミックス複合体皮膜を得ること
ができる。
【００１０】以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】図１に示す扁平状粉末製造装置において回転
冷却体の本体１２（底辺直径４００ｍｍ，高さ２００ｍ
ｍ及び頂角９０°）として純銅を使用し、その表面に表
１に示すセラミックス及びセラミックス複合材料（セラ
ミックス７５％、コバルト２５％）をＰＶＤ，プラズマ
溶射又は減圧プラズマ溶射で被覆した後、照射層を厚み
０．１ｍｍとなるように研摩してセラミックス−金属複
合体皮膜１２ａとした。プラズマ溶射又は減圧プラズマ
溶射は共にＡｒ＋Ｈ2 をプラズマガスとし、後者は１０
００Ｐａの減圧条件で溶射を行った。
冷却体の本体１２（底辺直径４００ｍｍ，高さ２００ｍ
ｍ及び頂角９０°）として純銅を使用し、その表面に表
１に示すセラミックス及びセラミックス複合材料（セラ
ミックス７５％、コバルト２５％）をＰＶＤ，プラズマ
溶射又は減圧プラズマ溶射で被覆した後、照射層を厚み
０．１ｍｍとなるように研摩してセラミックス−金属複
合体皮膜１２ａとした。プラズマ溶射又は減圧プラズマ
溶射は共にＡｒ＋Ｈ2 をプラズマガスとし、後者は１０
００Ｐａの減圧条件で溶射を行った。
【００１１】金属溶湯２としては、Ｆｅ80Ｐ13Ｃ7 （ａ
ｔ％）の合金を使用し、これをノズル３より流出させ
て、１００ｋｇ／ｃｍ2 のガス圧で窒素ガスを噴射ノズ
ル５より噴出させてアトマイズし液滴６を形成した。こ
の液滴６を回転数５０００ｒｐｍの回転冷却体１２に衝
突させた。表１にサイクロンで回収した扁平状粉末１の
収率と回転冷却体の皮膜１２ａへの付着の有無ならびに
皮膜剥離の有無を示す。
ｔ％）の合金を使用し、これをノズル３より流出させ
て、１００ｋｇ／ｃｍ2 のガス圧で窒素ガスを噴射ノズ
ル５より噴出させてアトマイズし液滴６を形成した。こ
の液滴６を回転数５０００ｒｐｍの回転冷却体１２に衝
突させた。表１にサイクロンで回収した扁平状粉末１の
収率と回転冷却体の皮膜１２ａへの付着の有無ならびに
皮膜剥離の有無を示す。
【００１２】 表 １ 被覆物質 気孔率 扁平粉末 液滴 皮膜 備考 （％） 収率（％） 付着 剥離 なし − ３０ あり − 従来例 ＮｂＣ ０ ２８ あり あり ＰＶＤ、比較例 ＴｉＣ ０ ２８ あり あり ＰＶＤ、比較例 ＴｉＮ ０ ２７ あり あり ＰＶＤ、比較例 Ｃｒ3 Ｃ2 １２．７ ４０ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 ＷＣ １３．２ ３８ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 ＮｂＣ １０．１ ４０ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 ＴｉＮ ９．３ ４２ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 Ｃｒ2 Ｏ3 ９．８ ４１ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 Ａｌ2 Ｏ3 １０．５ ３９ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 ＴｉＢ2 ８．９ ４２ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 ＭｏＳｉ2 １１．６ ３８ 局部的 なし Ｐ溶射皮膜、比較例 Ｃｒ3 Ｃ2 ４．３ ５５ ない なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 ＷＣ ４．５ ５０ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 ＮｂＣ ４．５ ５２ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 ＴｉＮ ４．７ ５０ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 Ｃｒ2 Ｏ3 ４．４ ５３ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 Ａｌ2 Ｏ3 ４．８ ５０ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 ＴｉＢ2 ４．６ ５４ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 ＭｏＳｉ2 ４．９ ５１ なし なし ＲＰ溶射皮膜、実施例 備考 「扁平粉末収率」は回収された全粉末、すなわち
全扁平粉末中の粒径が２５〜９０μｍの範囲にある微細
粉末の割合である。液滴付着は回転冷却体への液滴の付
着を意味する。Ｐ溶射はプラズマ溶射、ＲＰ溶射は減圧
プラズマ溶射の略称である。
全扁平粉末中の粒径が２５〜９０μｍの範囲にある微細
粉末の割合である。液滴付着は回転冷却体への液滴の付
着を意味する。Ｐ溶射はプラズマ溶射、ＲＰ溶射は減圧
プラズマ溶射の略称である。
【００１３】以上の結果から分かるように、セラミック
複合皮膜の気孔率がゼロ（ＰＶＤ皮膜の場合）である
と、液滴が皮膜に付着しまた皮膜の剥離が起こる。さら
に微細な扁平粉末の収率が非常に低く、セラミック複合
皮膜を施さない回転冷却体を使用する従来例よりも低く
なる。また、セラミック複合皮膜の気孔率が１０％強あ
るいはそれ以上であると、液滴が回転冷却体に局部的に
付着し、これに伴い扁平微細粉末の収率が低くなる。こ
れに対して本発明実施例は微細扁平粉末の収率が高い。
複合皮膜の気孔率がゼロ（ＰＶＤ皮膜の場合）である
と、液滴が皮膜に付着しまた皮膜の剥離が起こる。さら
に微細な扁平粉末の収率が非常に低く、セラミック複合
皮膜を施さない回転冷却体を使用する従来例よりも低く
なる。また、セラミック複合皮膜の気孔率が１０％強あ
るいはそれ以上であると、液滴が回転冷却体に局部的に
付着し、これに伴い扁平微細粉末の収率が低くなる。こ
れに対して本発明実施例は微細扁平粉末の収率が高い。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、溶湯の液滴を衝突させる
回転冷却体を微細な気孔が分散する気孔率５％以下のセ
ラミックスを主体とする皮膜で被覆すると、液滴の回転
冷却体への付着や粉末同志の結合が防止でき、結果とし
て、扁平状粉末の粒径を小さくする効果がある。
回転冷却体を微細な気孔が分散する気孔率５％以下のセ
ラミックスを主体とする皮膜で被覆すると、液滴の回転
冷却体への付着や粉末同志の結合が防止でき、結果とし
て、扁平状粉末の粒径を小さくする効果がある。
【図１】 扁平状粉末の製造装置を示す概念図である。
【図２】 コンファインド型ノズルを使用する扁平状粉
末の製造装置を示す概念図である。
末の製造装置を示す概念図である。
【図３】 コンファインド型ノズルを使用する扁平状粉
末の製造装置を示す概念図である。
末の製造装置を示す概念図である。
１ 扁平状粉末 ２ 金属溶湯 ３ 溶湯ノズル ５ 噴射ノズル ６ 液滴 １０ 溶湯溜め １２ 回転冷却体 １２ａ 皮膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小口 昌弘 東京都中央区八重洲一丁目９番９号 帝国 ピストンリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 金属溶湯を流出させるノズルの下方に回
転冷却体を配置し、かつ前記金属溶湯を回転冷却体への
衝突前に液滴とするガスを噴射するノズルを有する扁平
状粉末の製造装置において、前記回転冷却体の表面に、
気孔率で５％を超えない気孔を有しかつ主としてセラミ
ックスからなるセラミックス−金属複合体の皮膜を形成
したことを特徴とする扁平粉末作製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056419A JP3133459B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 扁平状粉末作製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04056419A JP3133459B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 扁平状粉末作製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222412A true JPH05222412A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3133459B2 JP3133459B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=13026590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04056419A Expired - Fee Related JP3133459B2 (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 扁平状粉末作製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133459B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009062573A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | National Institute For Materials Science | 遠心噴霧法に用いる回転ディスクとこれを用いた遠心噴霧法 |
| WO2010087018A1 (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 遠心噴霧法に用いる回転ディスクとこれを用いた遠心噴霧法 |
| CN111230132A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-06-05 | 西安赛隆金属材料有限责任公司 | 一种金属粉体的制备方法 |
| CN115159161A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 深圳市中金岭南科技有限公司 | 一种用于高温金属粉体的封存装置 |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP04056419A patent/JP3133459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009062573A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | National Institute For Materials Science | 遠心噴霧法に用いる回転ディスクとこれを用いた遠心噴霧法 |
| WO2010087018A1 (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 遠心噴霧法に用いる回転ディスクとこれを用いた遠心噴霧法 |
| CN111230132A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-06-05 | 西安赛隆金属材料有限责任公司 | 一种金属粉体的制备方法 |
| CN111230132B (zh) * | 2020-04-26 | 2020-08-25 | 西安赛隆金属材料有限责任公司 | 一种金属粉体的制备方法 |
| CN115159161A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-11 | 深圳市中金岭南科技有限公司 | 一种用于高温金属粉体的封存装置 |
| CN115159161B (zh) * | 2022-06-30 | 2024-04-19 | 深圳市中金岭南科技有限公司 | 一种用于高温金属粉体的封存装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3133459B2 (ja) | 2001-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |