JP2000212608A - 金属粉末を製造する方法及び装置 - Google Patents

金属粉末を製造する方法及び装置

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JP2000212608A JP40254A JP2000040254A JP2000212608A JP 2000212608 A JP2000212608 A JP 2000212608A JP 40254 A JP40254 A JP 40254A JP 2000040254 A JP2000040254 A JP 2000040254A JP 2000212608 A JP2000212608 A JP 2000212608A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多くの微細成分においてかつ不所望な粗粒子
を避けて、限界内において望ましい粉末の幅広い粒子大
きさ分布が経済的に達成できる、溶融物からの金属粉末
のための製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、このような溶融物から金属粉
末を製造する方法及び装置に関する。小さな粒子直径を
有する粉末粒子の多くの割合及び金属粉末の高い注入密
度を用意するために、本発明によれば次のことが考慮さ
れている。すなわち溶融物ノズル部材（Ｄ）から大体に
おいて垂直に出る溶融物流（Ｓ）が、それぞれ異なった
方向を有する少なくとも３つのガス噴流（１，２，３）
によって作用を受け、その際、ガス噴流が、作用順序に
おいてそれぞれ運び込まれる溶融物流（Ｓ）に、それぞ
れ前置のガス噴流によって方向について設定されかつ形
成される溶融物流（ＦＳ）に、５°と１７０°の間の角
度を有するように整列されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冶金学的な容器の
ノズル部材から出る溶融物流が、噴射空間内においてガ
ス噴流によって液滴に分割され、かつこれらを大体にお
いて球形の粉末粒子に硬化させる、このような溶融物か
ら金属粉末を製造する方法に関する。
【０００２】さらに本発明は、大体において冶金学的容
器からここに溶融物ノズル部材によって金属溶融物流が
導入可能又は持込み可能な噴射空間、液滴へのその分割
のためにガス噴流により溶融物流に作用するガスノズル
を有するこの空間内の入口側に配置された分解ユニッ
ト、液滴を冷却しかつ粉末粒子を形成するために出口側
に設けられた硬化空間、及び後に配置された粉末処理装
置からなる、このような溶融物から金属粉末を製造する
装置を含む。
【０００３】
【従来の技術】ガス噴射される金属粉末は、製品への増
加する品質要求に基づいて材料及び表面技術においてま
すます利用される。その際、利用の様式は、有利な粉末
粒子大きさ及びこのような粒子大きさ分布を決め、この
ことは、直径範囲における所定の直径を有する粉末粒子
のそれぞれの割合である。対象物の表面被覆を行なう火
炎噴射のために、例えばいわゆる単一粒子粉末の利用
は、処理技術的に望ましく、かつ経済的である。それに
反して金属粉末から熱的にイソスタティックにプレスさ
れた部分を製造する際に、この粉末は、有利に高い注入
密度を有し、したがって相応する粒子大きさ分布を有す
るようにする。
【０００４】ガス噴射される金属粉末の製造は、大体に
おいて液体金属流が高い流速又は運動エネルギーを有す
るガス、なるべく不活性ガス又は希ガスによって作用を
受けるようにして行なわれる。ガスの作用は、細かい液
滴への金属流の分割を引起こし、これらの液滴は、結果
において回転楕円体的に粒子に硬化する。液体金属の温
度、粘度及び表面張力の他に、とくにガス噴流による溶
融物の加速度、又はその際に作用する力（Ｐｏｗｄｅｒ
Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＳｐｒａｙＦｏｒｍ
ｉｎｇ，Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅ
ｔａｌｌｕｒｇｙ ＆ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓ−１９９２、第１巻、Ｍｅｔａｌ Ｐｏ
ｗｄｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏ
ｎ、プリンストン、Ｎ．Ｊ．、第１３７−１５０頁、Ｐ
ａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉ
ｎ ａｎ ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；Ｃ
ｌｅａｓ Ｔｏｒｎｂｅｒｇ）は、形成される粉末粒子
の大きさ及び大きさ分布に対して尺度になる。
【０００５】自由落下する金属流が、噴射空間において
少なくとも１つのガス噴流によって作用を受け、このこ
とが、動作確実な方法をなすことができる場合、ガスノ
ズルと金属流との間の範囲において多くの割合のガス噴
流エネルギーが解体されるので、達成可能な粉末粒子大
きさは、成分の主部分に関して下方に制限されている。
粗い割合のフィルタ除去により、製品の品質上昇のため
に望ましい金属粉末の粒子大きさが設定できるが、それ
に製造の際のわずかな生産能力又は低い経済性が結び付
いている。
【０００６】金属粉末から又はそれにより製造される製
品の品質及びとくに経済性を改善するために、多くの微
細粒子割合及び大きな生産能力を有する回転楕円体の金
属粉末を製造することを可能にする方法を見出すという
ことが、以前から目的であった。
【０００７】比較的太い溶融物流の分割を直接行なうの
ではなく、これをまず扁平にすると、液体金属に作用す
るガス噴流の作用が強くされており、かつさらに細かい
液滴が形成され、これらの液滴は、硬化の前に表面張力
に基づいて球の形をとる。粉末粒子の直径の縮小は、前
記のように、どの程度に大きく溶融物が加速されるかに
おおいに依存している。
【０００８】金属溶融物のためのガス噴射方法が周知で
あり、ここでは液体金属は、冶金学的な容器のノズル部
材からこれが出た直後に、出口に直接取付けられたノズ
ルからの１つ又は複数のガス噴流によって分割される。
その際、ガスは、一方において出口において高い速度を
有し、他方において高い温度作用のために急速に膨張
し、かつ噴流中央の方向に作用を失うので、粗い及び細
かい成分を有するきわめて幅広い金属粉末成分が形成さ
れる。
【０００９】前記の欠点を避けるために、米国特許第２
９６８０６２号明細書によれば、外方に向かって広がる
溶融物ノズルを有する装置を利用し、かつこのノズルの
回りに同心的にガス供給通路を円錐形に形成することが
提案された。その際、ガス噴流は、中心に負圧を生じ、
この負圧は、広がった出口開口の縁に溶融物を流し、こ
こにおいてこの薄い溶融物フィルムはガス噴流によって
捕らえられ、かつ効果的に分割され、かつ加速される。
このような装置によってきわめて微粒子の粉末を製造す
ることができるが、その障害の受けやすさ及びわずかな
加工可能な溶融物量は不利である。
【００１０】噴射装置の動作確実性を改善するために、
米国特許第４２７２５６３号明細書によれば、溶融物ノ
ズル部材から溶融物流を自由落下により出させ、かつ落
下区間の後にガス噴流によって作用を及ぼすという提案
が行なわれている。超音速を有するガス噴流を形成する
ノズルの使用にもかかわらず、それにより小さな直径を
有する粉末粒子の形成にとって十分な溶融物の加速は達
成できない。
【００１１】自由落下する金属流に向けられたガス噴流
の加速作用を高めるために、小さなノズル間隔を適用す
ることは、すでに試みられている。しかしノズルの範囲
に、生じるガス噴流の吸引により又はエジェクタ作用に
基づいて、ガス渦流が誘起され、これらのガス渦流は、
金属流の分割場所からわずかなノズル間隔の際に、液滴
を連行し又は戻すことがあり、これらの液滴は、最終的
にノズル部材に付着し、かつ方法に不安定になるように
作用する。これらの理由により最小ノズル間隔が設けら
れるが、それにより小さな液滴への溶融物分割に関する
ガス噴流の有効性が、比例以上に減少する。例えば超音
速でラバルノズルから出るガス流の際、ノズル直径の３
０倍の間隔のところで、その力作用はほぼ半分に減少す
る。
【００１２】スエーデン国特許出願公告第４２１７５８
号明細書によれば、金属粉末を製造する装置が公知にな
っており、ここにおいて噴射空間において溶融物流を分
割するために２つのガス噴流が適用される。その際、持
込まれる自由落下する溶融物流の作用は、ほぼ２０°の
角度を有する第１のガス噴流によって行なわれ、このガ
ス噴流は、流れの開き及び転向を引起こし、その後、こ
れは、高い強度を有する第２のガス噴流によって垂直に
金属液滴に分割される。この過程において、ガスノズル
部分における金属液滴の固着は避けられているが、溶融
物の分割場所から第２のノズルまでの大きな間隔は、わ
ずかな割合の細かい粉末を含む幅広い粒子大きさ分布を
引起こす。
【００１３】水平のガス噴流により垂直金属流に作用を
及ぼす方法は、米国特許第４２８２９０３号明細書によ
って提案されており、その際、有利にわずかなノズル間
隔が適用される。その際、ノズル部材における金属液滴
の固着を阻止するために、ノズル範囲において補助ガス
噴流が、分割場所に斜めに向けて形成されている。その
際、コンパクトな溶融物流の分割は、ほとんどもっぱら
水平に向けられた主ガス噴流により行なわれるので、細
かい粒子の粉末の生産能力はわずかである。
【００１４】水平ガス噴流による溶融物流の作用によっ
て金属粉末を製造する別の方法は、ＰＣＴ第ＷＯ８９／
０５１９７号明細書に開示されている。この方法に相応
して、狭い側により大体において垂直に整列された２つ
の扁平なガス噴流が、互いに鋭角をなして整列され、か
つ噴流の互いに当たる範囲における溶融物流は、まず金
属流の表面範囲がかつ続いて別の部分範囲がガス噴流に
よって作用を受けるように導入される。拡大された分割
範囲により又は液体金属の分割が行なわれる長手方向の
延びによって、液体金属への比力作用は大きいが、ガス
噴流のエネルギーは、音速限界によって制限されてい
る。このようにして製造された金属粉末は、狭い粒子直
径範囲を有し、細かい及び粗い粒子は、わずかな量にお
いてしか代理されていないので、単一粒子の方向に形成
されたこの粉末は、いくつかの用途に対してわずかな注
入密度のために欠点を有する。
【００１５】溶融物から金属粉末を製造するすべての経
済的な方法及びそのために利用可能な装置は、共通に、
微細粉末成分があまりにわずかであり、かつ／又は粒子
大きさ分布が高級な製品になるように経済的に引続き処
理するために不都合であるという欠点を有する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ここにおいて本発明は
補助手段を提供し、かつ多くの微細成分においてかつ不
所望な粗粒子を避けて、限界内において望ましい粉末の
幅広い粒子大きさ分布が経済的に達成できる、溶融物か
らの金属粉末のための製造方法を提供するという目的を
設定する。さらに本発明の課題は、これが例えば大きな
注入密度を有し、場合によっては熱イソスタティックな
プレス（ＨＩＰ）によってとくに高級な製品に引続き処
理することができる成分における又は粒子大きさ分布を
有する金属粉末が所望のように製造できる、装置を提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的は、初めに述べ
たような方法において次のようにして達成可能である。
すなわち溶融物ノズル部材から大体において垂直に出る
溶融物流が、それぞれ異なった方向を有する連続する少
なくとも３つのガス噴流によって少なくとも部分的に作
用を受ける。
【００１８】初めに述べたような装置において、設定さ
れた課題は次のようにして解決される。すなわち分解ユ
ニットが、少なくとも３つのガスノズル部材を有し、こ
れらのガスノズル部材のガス噴流が、作用順序において
それぞれ運び込まれる溶融物流に、かつそれぞれ前置の
ガス噴流によって１つの方向に設定されかつ形成される
溶融物流に、５°と１７０°の間の角度を有するように
整列可能である。
【００１９】本発明により達成される利点は、大体にお
いて、一方においてその質量が、最終的にガス噴流によ
って作用を受ける面積に関して小さく、かつ他方におい
てわずかなノズル間隔を有する、したがって大きな力作
用を及ぼすガス噴流によって作用が行なわれるので、液
体金属が、液滴へのその分割の際に大きな加速を受ける
という点に見られる。しかしながらその際、溶融物流
が、小さな液滴への高エネルギーの分割の前に、前に配
置されたそれぞれ同じ方向の少なくとも２つのガス噴流
によって準備されるということが、本発明にとって重要
であり、その際、第１のステップにおいて作用面の増加
が、及び第２のステップにおいて運動する溶融物のコン
ディショニングが行なわれる。共動的に溶融物の質量が
作用面に対して小さく、かつガス噴流の力が大きいなら
ば、加速度は大きく、かつ小さな直径を有する粒子が形
成される。科学的に表現すると、次の関係が存在する：
粒子大きさは、加速度によって割った定数の平方根の値
にほぼ等しい。
【００２０】本発明の有利な構成において、次のことが
考慮されている。すなわち溶融物ノズル部材から出る溶
融物流が、少なくとも１つの第１のガス噴流によってそ
の流れ方向を転向され、かつ広げられ又は細くされかつ
／又は分割され、それから同じ方向成分を有する斜めに
当たる少なくとも１つの第２のガス噴流が、広げられか
つ／又は分割された扁平溶融物流をその形について準備
し、かつ後に配置された少なくとも１つの第３のガス噴
流のノズルのための吸引障壁を構成し、この第３のガス
噴流が、広げられた扁平溶融物流に対して斜めにないし
部分的に対向して高速ガス噴流として形成され、かつ液
滴への液体噴流の微細分割又は噴霧を行ない、次にこれ
らの噴流液滴が硬化させられる。第１のガス噴流によっ
て引起こされるコンパクトな溶融物流の転向及び広げの
際、当たり側において金属流のかなりの程度まで扁平な
形が製造でき、その際、ガス噴流の流入速度及び流入角
は、自由落下する溶融物流の太さ及び安定性又は長さ、
及び所望の細化又は広げに依存している。流入側に対向
してしばしば、扁平流の最終的な分割にとって不所望な
はがれた金属粒子を有する表面形が生じる。本発明によ
れば、不所望な表面形を有する扁平流のこの側が、斜め
に当たる後置の第２のガス噴流によって作用を受け、し
たがって流れは、金属液滴への効果的な分割のために構
成される。このガス噴流によって吸引障壁も構成でき、
それにより別の利点として、液状の粒子が最終的に有効
なラバルノズル部材に達することがないので、これに関
して装置の動作安全性は害されていない。さらに高速噴
流が、扁平溶融物流に斜めに向けられることが重要であ
る。なぜならそれにより金属液滴への細かい分割に関し
て大きな力作用が生じるからである。ガス噴流の部分的
な対向にまで達することがある扁平流への傾斜が大きく
形成されているほど、金属の加速度及び最終的に金属粉
末の微細粒子割合が大きくなる。
【００２１】粉末中の多くの微細粒子割合のため及び排
除しなければならない粗粒子の形成を避けるため、２．
０ｍｍないし１５．０ｍｍの直径を有する溶融物流が、
少なくとも１つの第１のガス噴流によってその流れ方向
について５°と８５°の間の、なるべく１５°と３０°
の間の角度（α）だけ転向され、かつ大体においてセク
タ状に溶融物扁平流に広げられると、とくに有利であ
る。５°より小さな溶融物流の転向は不都合である。な
ぜならこれは、飛躍的に扁平流の形成長さの増大を必要
とするが、この形成長さは、温度損失によって制限され
ているからである。有利にセクタ状に行なわれる液体金
属のとくに効率的な扁平流形成は、１５°と３０°の間
の角度を有するその転向の際に達成され、その際、４５
°より大きな転向は、ガス噴流による流れの不利な分解
を引起こすことがある。
【００２２】金属粉末の大きな微細粒子割合に関してで
あるが、望ましい粒子大きさ分布のためにも、セクタ状
の溶融物扁平流が、自由落下する溶融物流幅又は太さの
少なくとも５倍、なるべく少なくとも１０倍の第１のガ
ス噴流によって引起こされる幅に達した後に、高速ガス
噴流として形成された少なくとも１つの第３のガス噴流
によって、２５°と１５０°の間、なるべく６０°と９
０°の間の角度（γ）を有するように転向され、かつ液
滴流に噴霧され、又は分割される。溶融物流が、初めの
溶融物流太さの５倍よりわずかに広げられていると、そ
のコンパクトさが大きく、かつ製造可能な微細粒子割合
が比較的小さい。溶融物流直径の１０倍より大きな拡大
は、とくにこれを引起こす６０°と９０°の間の角度を
有する高速ガス噴流が溶融物扁平流を転向するとき、多
くの微細割合を有する液滴への分割のためのとくに良好
な前提を提供する。１５０°までのさらに大きな転向角
は、微細粒子割合を増加し、かつ単一粒子形成の傾向を
引起こす。
【００２３】金属流を準備するためであるが、とくに有
効な吸引障壁を形成するためにも、第３の高速噴流によ
る転向又は噴霧の範囲の前又はその範囲における溶融物
扁平流が、同じ方向成分を有するがこの溶融物流に対し
て５°と８５°の間、なるべく１５°と３０°の間の角
度（δ）を有する第２のガス噴流によって作用を受け、
かつ準備され、それにより高速ガス噴流の溶融物液滴を
導く吸引渦流が阻止される。５°より小さな噴流格
（δ）により、後続ガス噴流の吸引渦流は、完全には阻
止できず、それによりノズル部材における金属堆積の危
険、及び方法の不安定性が存在する。８５°より大きな
第２のガス噴流の作用角は、金属流をその噴霧の前に不
利に変形することがあり、かつ金属流と第３のガス噴流
との間の相対速度を、したがって金属の加速度を不利に
減少することがある。
【００２４】初めに述べたような装置によって達成する
ことができる本発明の利点は、大体において、分解ユニ
ット内における少なくとも３つのガスノズル部材の配置
によって、溶融物流が３つの範囲においてガス噴流の作
用を受けることができ、かつそれにより形成することが
でき、かつ処理可能である点に見られ、その際、溶融物
流へのガス噴流の角度は、望ましいようにそれぞれ５°
ないし１７０°の間にある。
【００２５】本発明の有利な構成において、第１のガス
ノズル部材は、これにより形成される第１のガス噴流
が、同方向成分を有し、５°と８５°の間の角度
（α’）、なるべく１５°と３０°の間の角度（α’）
を有するように溶融物流に向けられており、かつ自由落
下する溶融物流の長さが、溶融物流へのガス噴流の当た
り点からガスノズルまでの間隔を高々溶融物流の直径の
１０倍である値だけ増加又は減少する長さ寸法に等しい
ように配置されている。その際、これを細くするため及
びセクタ状に広げるため、溶融物流へのガス噴流の整列
の角度は重要であり、その際、扁平流への転向及び変形
の際のその安定性のため及びその際に達成可能な形のた
めに、自由落下する溶融物流の長さは大きな意味を有す
る。
【００２６】液体金属のためのとくに有利な噴霧条件を
用意できるようにするために、作用順序において第２の
ガス噴流が、５°と８５°の間の角度（δ）、なるべく
１５°と３０°の間の角度（δ）を有するように、前に
配置された第１のガス噴流によって広げられかつ細くさ
れた同じ流れ成分を有する扁平溶融物流に向けられてお
り、かつこの第２のガス噴流の当たり点が、後に配置さ
れた第３のガス噴流の転向、当たり又は噴霧点の又はそ
の前の範囲にあるように、第２のノズル部材が配置され
ていることは重要である。第２のガス噴流と扁平溶融物
流との間の角度、及び溶融物流へのその当たり点は、２
重の意味を有する。一方においてその際、直接続いて分
割を受ける扁平流の条件は、望ましく設定することがで
き、他方において高速ノズルのエジェクタ作用による吸
引渦流の形成の阻止を効果的に行なわなければならな
い。角度範囲の本発明による選択は、とくに有利な範囲
においてこれらの要求を満たしている。
【００２７】とくに望ましい構成にしたがって、高速ガ
ス噴流として形成された第３の又は作用順序において最
後のガス噴流が、２５°と１５０°の、なるべく６０°
より大きい角度（γ’）を有するように扁平溶融物流に
向けられており、かつガスノズルと転向、当たり又は噴
霧点との間の間隔が、ガスノズル直径の２０倍の値より
小さいように、第３のノズル部材が配置されている場
合、液滴への金属の分割のために大きな力作用又は加速
度が使用できるので、優れた粉末品質を有する装置の高
い能力が達成される。その際、力作用又は加速度は、大
きくなる角度とともに増加し、それにより全体としてさ
らに細かい粉末成分が製造できる。
【００２８】少なくとも第３の又は作用順序において最
後のノズル部材が、少なくとも１つの超音ガス噴流を製
造するように形成されていると、有利とわかった。
【００２９】本発明の変形において、高速ガス噴流を形
成するために利用可能な最後のガスノズル部材の前に、
溶融物流に向けることができるガス噴流を製造するため
に２つより多くのガスノズル部材が配置されていると、
扁平溶融物流のための望ましい分割条件が提供できる。
【００３０】ガス噴流が、それぞれその方向及びその強
さについて調節可能であると、所望の金属粉末成分のた
めの有利に良好な調節可能性が存在する。
【００３１】別の変形したがって望ましいものと考慮さ
れ、少なくとも１つのガス噴流が、互いに並べてかつ／
又はとくに中間にあるように互いに重ねて配置された複
数のノズルの配置によって、扁平噴流として又は多重噴
流として形成されていると、溶融物流の加速のために利
用可能なガス噴流の幅を拡大することができる。
【００３２】最後に、ガス噴流によって決められる平面
が、垂直線から外れていると、有利なこともある。
【００３３】
【発明の実施の形態】次に構成方法だけを示す図面によ
り本発明を詳細に説明する。
【００３４】図１に、噴射空間の入口範囲に３つのノズ
ルを有する分解ユニットが概略的に示されている。冶金
学的容器Ｇから溶融物ノズル部材Ｄによって、溶融物流
Ｓを形成しながら金属の取り入れが行なわれ、この溶融
物流は、行程区間ＬＳを介して大体において垂直に自由
落下するように形成されている。第１のガスノズルＡに
よって第１のガス噴流１が形成され、このガス噴流は、
間隔ＬＡを置いて、範囲１１における溶融物流Ｓに同じ
方向成分であるが角度α’により作用を及ぼす。第１の
ガス噴流１によるこの作用によって、当たり点１１の範
囲において始まって、コンパクトな溶融物流Ｓの転向又
は流れ方向変化、及び扁平溶融物流ＦＳを形成してその
細化及び広げが行なわれる。
【００３５】ノズルＢによって第２のガス噴流２が製造
され、このガス噴流は、当たり点２１においてその広げ
区間の後における金属溶融物流ＦＳに、同じ方向成分で
あるが角度δにより作用を及ぼす。
【００３６】なるべくラバルノズルとして形成されたガ
スノズルＣは、ガス噴流３を製造し、このガス噴流は、
ノズルＣに対して間隔ＬＣを置いて転向、当たり又は噴
霧点３１において扁平溶融物流ＦＳに角度γ’をなして
作用を及ぼし、かつその結果、金属粒子流Ｐにその分割
を引起こす。ガス噴流３による扁平溶融物流ＦＳの作用
は、斜めにないし部分的に対向方向に行なうことができ
る。
【００３７】本発明によれば、異なった整列の３つより
多くのガス噴流、及び／又はそれぞれ考慮された方向に
おける複数のガス噴流を設けることもできる。
【００３８】図２ａ及び２ｂは、９０°だけずらされた
２つの方向（正面及び側面）から見て溶融物流Ｓを概略
的に示している。溶融物ノズル部材Ｄから大体において
垂直に、噴射空間の分解ユニットへの溶融物流Ｓの取り
入れが行なわれる。直径Ｓ１を有する溶融物流ｓは、自
由落下区間の後に当たり点１１においてガス噴流１の作
用を受け、かつそれにより図２ｂから明らかなように、
角度αによって転向され、かつ細くされ、かつ図２ａに
示すように、扁平流ＦＳに広げられる。幅Ｓ２に達した
後に、転向、当たり又は噴霧点３１において高出力ガス
噴流３による扁平溶融物流ＦＳの作用が行なわれ、この
噴流は、金属粒子流Ｐの形成を引起こす。噴霧点３１の
範囲において又はその前に配置されて、扁平溶融物流Ｆ
Ｓは、点２１において扁平流ＦＳに当たるガス噴流２に
よって作用を受け、かつ形成され、その際、金属流の流
れ方向変化を引起こすこともできる。
【００３９】本発明によれば、同じ方向の成分を有する
少なくとも３つのガス噴流によって、溶融物流に順に作
用を及ぼし、かつ金属粒子流に分割することも可能にす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分解ユニットを示す略図である。
【図２】ガス噴流によってこれに作用を及ぼす際の溶融
物流の経過を概略的に示す正面図及び９０°だけ旋回し
た側面図である。
【符号の説明】
１ ガス噴流 ２ ガス噴流 ３ ガス噴流 １１ 当たり点 ２１ 当たり点 ３１ 当たり点 Ａ ガスノズル Ｂ ガスノズル Ｃ ガスノズル Ｄ ノズル部材 Ｇ 冶金学的容器 Ｐ 液滴 Ｓ 溶融物流 ＦＳ 扁平溶融物流 ＬＡ 間隔 ＬＳ 長さ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冶金学的な容器（Ｇ）のノズル部材から
    出る溶融物流が、噴射空間内においてガス噴流によって
    液滴に分割され、かつこれらを大体において球形の粉末
    粒子に硬化させる、このような溶融物から金属粉末を製
    造する方法において、溶融物ノズル部材（Ｄ）から大体
    において垂直に出る溶融物流（Ｓ）が、それぞれ異なっ
    た方向を有する連続する少なくとも３つのガス噴流
    （１，２，３）によって少なくとも部分的に作用を受け
    ることを特徴とする、金属粉末を製造する方法。
  2. 【請求項２】 溶融物ノズル部材（Ｄ）から出る溶融物
    流（Ｓ）が、少なくとも１つの第１のガス噴流（１）に
    よってその流れ方向を転向され、かつ広げられ又は細く
    されかつ／又は分割され、それから同じ方向成分を有す
    る斜めに当たる少なくとも１つの第２のガス噴流（２）
    が、広げられかつ／又は分割された扁平溶融物流（Ｆ
    Ｓ）をその形について準備し、かつ後に配置された少な
    くとも１つの第３のガス噴流（３）のノズル（Ｃ）のた
    めの吸引障壁を構成し、この第３のガス噴流（３）が、
    広げられた扁平溶融物流（ＦＳ）に対して斜めにないし
    部分的に対向して高速ガス噴流として形成され、かつ液
    滴（Ｐ）への液体噴流の微細分割又は噴霧を行ない、次
    にこれらの噴流液滴が硬化させられることを特徴とす
    る、請求項１に利記載の方法。
  3. 【請求項３】 ２．０ｍｍないし１５．０ｍｍの直径
    （Ｓ１）を有する溶融物流（Ｓ）が、少なくとも１つの
    第１のガス噴流（１）によってその流れ方向について５
    °と８５°の間の、なるべく１５°と３０°の間の角度
    （α）だけ転向され、かつ大体においてセクタ状に溶融
    物扁平流（ＦＳ）に広げられることを特徴とする、請求
    項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 セクタ状の溶融物扁平流（ＦＳ）が、自
    由落下する溶融物流幅又は太さ（Ｓ１）の少なくとも５
    倍、なるべく少なくとも１０倍の第１のガス噴流（１）
    によって引起こされる幅（Ｓ２）に達した後に、高速ガ
    ス噴流として形成された少なくとも１つの第３のガス噴
    流（３）によって、２５°と１５０°の間、なるべく６
    ０°と９０°の間の角度（γ）を有するように転向さ
    れ、かつ液滴流（Ｐ）に噴霧され、又は分割されること
    を特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 第３の高速噴流（３）による転向又は噴
    霧の範囲（３１）の前又はその範囲における溶融物扁平
    流（ＦＳ）が、同じ方向成分を有するがこれに対して５
    °と８５°の間、なるべく１５°と３０°の間の角度
    （δ）を有するガス噴流（２）によって作用を受け、か
    つ準備され、それにより高速ガス噴流（３）の溶融物液
    滴を導く吸引渦流が阻止されることを特徴とする、請求
    項１ないし４の１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 大体において冶金学的容器（Ｇ）からこ
    こに溶融物ノズル部材（Ｄ）によって金属溶融物流
    （Ｓ）が導入可能又は持込み可能な噴射空間、液滴への
    その分割のためにガス噴流により溶融物流（Ｓ）に作用
    するガスノズルを有するこの空間内の入口側に配置され
    た分解ユニット、液滴を冷却しかつ粉末粒子を形成する
    ために出口側に設けられた硬化空間、及び後に配置され
    た粉末処理装置からなる、とくに請求項１ないし５に記
    載の方法を実施するこのような溶融物から金属粉末を製
    造する装置において、分解ユニットが、少なくとも３つ
    のガスノズル部材（Ａ，Ｂ，Ｃ）を有し、これらのガス
    ノズル部材のガス噴流（１，２，３）が、作用順序にお
    いてそれぞれ運び込まれる溶融物流（Ｓ）に、かつそれ
    ぞれ前置のガス噴流によって１つの方向に設定されかつ
    形成される溶融物流（ＦＳ）に、５°と１７０°の間の
    角度を有するように整列されていることを特徴とする、
    金属粉末を製造する装置。
  7. 【請求項７】 第１のガス噴流（１）が、同方向成分を
    有し、５°と８５°の間の角度（α’）、なるべく１５
    °と３０°の間の角度（α’）を有するように溶融物流
    （Ｓ）に向けられており、かつ自由落下する溶融物流
    （Ｓ）の長さ（ＬＳ）が、溶融物流（Ｓ）へのガス噴流
    （１）の当たり点（１１）からガスノズル（Ａ）までの
    間隔（ＬＡ）を高々溶融物流の直径（Ｄ１）の１０倍で
    ある値だけ増加又は減少する ＬＳ＝（ＬＡ±１０×Ｓ１） 長さ寸法に等しいように、第１のガスノズル部材（Ａ）
    が配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の
    装置。
  8. 【請求項８】 作用順序において第２のガス噴流（２）
    が、５°と８５°の間の角度（δ）、なるべく１５°と
    ３０°の間の角度（δ）を有するように、前に配置され
    た第１のガス噴流（１）によって広げられかつ細くされ
    た同じ流れ成分を有する扁平溶融物流（ＦＳ）に向けら
    れており、かつこの第２のガス噴流（２）の当たり点
    （２１）が、後に配置された第３のガス噴流（３）の転
    向、当たり又は噴霧点（３１）の又はその前の範囲にあ
    るように、第２のノズル部材（Ｂ）が配置されているこ
    とを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 高速ガス噴流として形成された第３の又
    は作用順序において最後のガス噴流（３）が、２５°と
    １５０°の、なるべく６０°より大きい角度（γ’）を
    有するように扁平溶融物流（ＦＳ）に向けられており、
    かつガスノズル（Ｃ）と転向、当たり又は噴霧点（３
    １）との間の間隔が、ガスノズル直径の２０倍の値より
    小さいように、第３のノズル部材（Ｃ）が配置されてい
    ることを特徴とする、請求項６ないし８の１つに記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 少なくとも第３の又は作用順序におい
    て最後のノズル部材（Ｃ）が、少なくとも１つの超音ガ
    ス噴流（３）を製造するように形成されていることを特
    徴とする、請求項６ないし８の１つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】 高速ガス噴流（３）を形成するために
    利用可能な最後のガスノズル部材（Ｃ）の前に、溶融物
    流（Ｓ，ＦＳ）に向けることができるガス噴流を製造す
    るために２つより多くのガスノズル部材が配置されてい
    ることを特徴とする、請求項６ないし１０の１つに記載
    の装置。
  12. 【請求項１２】 ガス噴流が、それぞれその方向及びそ
    の強さについて調節可能であることを特徴とする、請求
    項６ないし１１の１つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１つのガス噴流が、並べて
    かつ／又はとくに中間にあるように互いに重ねて配置さ
    れた複数のノズルの配置によって、扁平噴流として又は
    多重噴流として形成されていることを特徴とする、請求
    項６ないし１２の１つに記載の装置。
  14. 【請求項１４】 ガス噴流によって決められる平面が、
    垂直線から外れていることを特徴とする、請求項６ない
    し１３の１つに記載の装置。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT409235B (de) * 1999-01-19 2002-06-25 Boehler Edelstahl Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallpulver
AT408990B (de) * 2000-08-16 2002-04-25 Holderbank Financ Glarus Einrichtung zum zerstäuben von flüssigen medien, insbesondere flüssigen schmelzen
AT411580B (de) * 2001-04-11 2004-03-25 Boehler Edelstahl Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von gegenständen
EP1434666B1 (de) * 2001-10-10 2005-01-05 Claes Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver aus spratzigen teilchen
AT412328B (de) * 2002-04-03 2005-01-25 Claes Dipl Ing Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver
AT411230B (de) * 2001-10-10 2003-11-25 Claes Dipl Ing Tornberg Verfahren zur herstellung von metallpulver aus spratzigen teilchen
DE10205897A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-21 Mepura Metallpulver Verfahren zur Herstellung von partikelförmigem Material
US7744808B2 (en) * 2007-12-10 2010-06-29 Ajax Tocco Magnethermic Corporation System and method for producing shot from molten material
CH705750A1 (de) 2011-10-31 2013-05-15 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Herstellung von Komponenten oder Abschnitten, die aus einer Hochtemperatur-Superlegierung bestehen.
EP2700459B1 (en) 2012-08-21 2019-10-02 Ansaldo Energia IP UK Limited Method for manufacturing a three-dimensional article
EP2737965A1 (en) * 2012-12-01 2014-06-04 Alstom Technology Ltd Method for manufacturing a metallic component by additive laser manufacturing
US9981315B2 (en) * 2013-09-24 2018-05-29 Iowa State University Research Foundation, Inc. Atomizer for improved ultra-fine powder production
KR101536454B1 (ko) * 2013-12-20 2015-07-13 주식회사 포스코 분말 제조 장치 및 분말 형성 방법
EP3756799A1 (en) * 2015-07-17 2020-12-30 AP&C Advanced Powders And Coatings Inc. Plasma atomization metal powder manufacturing processes and systems therefore
KR102544904B1 (ko) * 2015-10-29 2023-06-16 에이피앤드씨 어드밴스드 파우더스 앤드 코팅스 인크. 금속 분말 분무화 제조 공정
EP3442726B1 (en) 2016-04-11 2023-01-04 AP&C Advanced Powders And Coatings Inc. Reactive metal powders in-flight heat treatment processes
KR102421026B1 (ko) * 2016-08-24 2022-07-14 5엔 플러스 아이엔씨. 저융점 금속 또는 합금 분말 미립화 제조 공정
US20190217393A1 (en) 2018-01-12 2019-07-18 Hammond Group, Inc. Methods for processing metal-containing materials
EP3752304B1 (en) 2018-02-15 2023-10-18 5n Plus Inc. High melting point metal or alloy powders atomization manufacturing processes
EP3781339A4 (en) 2018-04-04 2021-09-22 Metal Powder Works, LLC SYSTEM AND PROCESS FOR MANUFACTURING POWDERS FROM DUCTILE MATERIALS

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1227274A (fr) * 1958-01-17 1960-08-19 Kohlswa Jernverks Ab Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour pulvériser ou décomposer des matières solides
US2968062A (en) 1959-03-23 1961-01-17 Federal Mogul Bower Bearings Atomizing nozzle and pouring cup assembly for the manufacture of metal powders
NL270569A (ja) * 1960-10-24
GB1272229A (en) * 1968-11-27 1972-04-26 British Iron Steel Research Improvements in and relating to the treatment of molten material
US3752611A (en) * 1969-06-18 1973-08-14 Republic Steel Corp Apparatus for producing metal powder
SE421758B (sv) 1970-11-11 1982-02-01 Uddeholms Ab Anordning enligt svenskt patent 6916675-9 for granulering av smelt metall
US4272463A (en) 1974-12-18 1981-06-09 The International Nickel Co., Inc. Process for producing metal powder
JPS5172906A (en) * 1974-12-23 1976-06-24 Hitachi Metals Ltd Tankabutsuo fukashitakosokudokoguko
US4382903A (en) 1978-07-21 1983-05-10 Asea Aktiebolag Method for manufacturing a metal powder by granulation of a metal melt
EP0131668B1 (fr) * 1983-07-12 1987-02-11 Compagnie Industrielle De Recuperation Metallurgique C.I.R.M. Procédé d'obtention de granulats à partir de scorie d'aciérie
EP0192383B1 (en) * 1985-02-18 1990-12-05 National Research Development Corporation Method of distributing liquid onto a substrate
US4905899A (en) 1985-11-12 1990-03-06 Osprey Metals Limited Atomisation of metals
GB8527852D0 (en) * 1985-11-12 1985-12-18 Osprey Metals Ltd Atomization of metals
SE461848B (sv) 1987-12-09 1990-04-02 Hg Tech Ab Foerfarande foer atomisering av vaetskor och anordning foer genomfoerande av foerfarandet
AT395230B (de) * 1989-11-16 1992-10-27 Boehler Gmbh Verfahren zur herstellung von vormaterial fuer werkstuecke mit hohem anteil an metallverbindungen
US5238482A (en) * 1991-05-22 1993-08-24 Crucible Materials Corporation Prealloyed high-vanadium, cold work tool steel particles and methods for producing the same
US5993509A (en) * 1996-11-19 1999-11-30 Nat Science Council Atomizing apparatus and process
US6142382A (en) * 1997-06-18 2000-11-07 Iowa State University Research Foundation, Inc. Atomizing nozzle and method
AT409235B (de) * 1999-01-19 2002-06-25 Boehler Edelstahl Verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallpulver
AT411580B (de) * 2001-04-11 2004-03-25 Boehler Edelstahl Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von gegenständen

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