JP2004124178A - アトマイズ粉末の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】不活性ガスにより溶湯を微細に砕く前に、出湯ノズル自体で溶湯を砕き易くしておき、同じガスエネルギーであった場合に、より微粉末を製造するアトマイズ粉末の製造方法を提供する。
【解決手段】ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法において、アトマイズノズルを構成する出湯ノズル形状をスリット型ノズルとし、該スリット型ノズルにより溶湯を砕き易くした状態で、該溶湯をカーテン状に出湯し不活性ガスにより微細化するアトマイズ粉末の製造方法。上記スリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比を１０〜１４とするアトマイズ粉末の製造方法。
【選択図】 図２
【解決手段】ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法において、アトマイズノズルを構成する出湯ノズル形状をスリット型ノズルとし、該スリット型ノズルにより溶湯を砕き易くした状態で、該溶湯をカーテン状に出湯し不活性ガスにより微細化するアトマイズ粉末の製造方法。上記スリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比を１０〜１４とするアトマイズ粉末の製造方法。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属粉末の製造方法には、還元法、噴霧法、電解法およびミリング法等が知られている。その中でも噴霧法に属するガスアトマイズ法は、最も生産性に優れた製法の一つとして電池材料や磁石材料等の製造に頻繁に用いられている。この方法はノズルから融けた金属を流下させ、その周囲より高圧ガスを吹き付けて粉化する製法で、通常噴霧ノズル、すなわち、ガスを放出するノズルは環状であったり、ペンシル状であったりするが、金属の溶湯を落下させる出湯ノズルは丸形状の出湯ノズルが一般的である。このガスアトマイズ法は、その円筒状の溶湯をアトマイズガスのエネルギーにより微細に砕き、その後に冷却するという過程を経て金属粉末を製造するものである。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平９−２０９０１号公報）
（２）特許文献２（特開平１１−９２８０４号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したガスアトマイズ法により、微細な金属粉末（平均粒径ｄ＝２０〜３０μｍ）を造るための条件としては、▲１▼ガスのエネルギーを高める（ガス流量を大きくする）。▲２▼出湯量を小さくするのが一般的であるが、アトマイズガスのエネルギーは、設備そのもので規定されてしまう値であり、出湯量を小さくするのも自ずと限界があり、小さくすればする程、金属溶湯は出湯ノズルから出難くなり、アトマイズ自体が出来なくなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、不活性ガスにより溶湯を微細に砕く前に、出湯ノズル自体で溶湯を砕き易くしておき、同じガスエネルギーであった場合に、より微粉末を製造する方法として、出湯ノズル形状をスリット型にすることにより、遙かに細かい粒子の粉末が得られることを見出した。その発明の要旨とするところは、
（１）ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法において、アトマイズノズルを構成する出湯ノズル形状をスリット型ノズルとし、該スリット型ノズルにより溶湯を砕き易くした状態で、該溶湯をカーテン状に出湯し不活性ガスにより微細化することを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法。
（２）前記（１）に記載のスリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比を１０〜１４とすることを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法である。
【０００６】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るアトマイズ粉末の製造装置の全体概略図である。この図１に示すように、気密を保つことができるアトマイズタンク１の上部内側にはアトマイズノズル２が設置されている。このアトマイズノズル２は、タンディッシュ３内に溶湯４を貯留し、このタンディッシュ３の底部に開設した小孔５と直結され、ストッパー６を小孔５から引き抜くことによってタンディッシュ３内に溶湯４を受入れ、アトマイズタンク１内に流下させる出湯ノズル７とこの出湯ノズル７の廻りに配置されたガス噴射装置８とで構成されている。
【０００７】
図２は、本発明に使用する溶湯ノズルの先端形状を示す図である。この図に示すように、出湯ノズル７の先端部のノズルの形状をスリット型ノズル９を構成する。このように出湯ノズル７をスリット型ノズル９のような形状にすることにより、溶湯はカーテン状に出湯ノズルから出てくるため、同じ断面積を有する円筒状に出できた溶湯と比べて、筒状のものを直接微細化させるものより、遙かに小さなエネルギーで微細な粉末を製造することができる。なお、本発明はノズルがスリット型であればそれで良い。すなわち、図２（ａ）に示すような長方形以外にも、図２（ｂ）に示すようなコーナーに丸み（Ｒ部）を持たせたり、あるいは、図２（ｃ）の示すような楕円形であっても良い。
【０００８】
図３は、ノズル断面積と平均粒径との関係を示す図である。この図に示すように、従来の丸型ノズルと本発明でのスリット型ノズルを使用した場合とでは、同じノズル断面積であっても平均粒径は、本発明の方が遙かに微細な粉末が得られていることが判る。また、そのスリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比は１０〜１４とする。この長辺／短辺比または長径／短径比が１０未満ではその効果が少なく、また、１４を超えると金属溶湯は出湯ノズルから出難くなり、出湯量が小さくなり生産性が悪くなる。従って、その範囲を１０〜１４とした。このように、ノズルに長辺／短辺比または長径／短径比を設けることに最大の特徴がある。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
ＳＵＳ３１６Ｌよるなる合金原料をアルミナ坩堝中に収納し、高周波誘導溶解炉によって溶解した後、表１に示す出湯ノズル、長辺／短辺比、断面積の条件でＡｒガスを吹き込みながら溶湯を流下させ、Ａｒガスを吹き付けて粉末化し、試料を得た。その結果、表１に示す平均粒径の金属粉末が得られた。この表１に示すように、Ｎｏ．１〜４は本発明例であり、Ｎｏ．５〜１０は比較例である。比較例Ｎｏ．５〜７は従来の丸型ノズルであるために、平均粒径がより大きいことが判る。また、比較例Ｎｏ．８はスリット型ノズルであるが、断面積が小さいため平均粒径の微細なものは得られるが生産性が悪い。また、比較例Ｎｏ．９〜１０は長辺／短辺比が１０未満のために、平均粒径がより大きいことが判る。これに対し、本発明であるＮｏ．１〜４の何れも平均粒径の小さいものが得られていることが判る。
【００１０】
【表１】
【００１１】
上述したことから判るように、本発明によるスリット型ノズルの場合、通常の丸型ノズルに比較して、平均粒径が小さくなる傾向を示している。また、ガス流量が同じであっても、ガスエネルギーを与える前に、溶湯自体を物理的に砕くため、同じガス流量時の粉末と比べると、平均粒径の小さな粉末を製造することが可能となるものである。これは、同じ断面積を有する円筒状に出てきた溶湯と比べて、筒状のものを直接微細化させるより、より小さなエネルギーで微細な粉末を製造することが出来たものである。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるスリット型ノズルを採用することにより不活性ガスにより溶湯を微細に砕く前に、出湯ノズル自体で溶湯を砕き易くしておき、筒状のものを直接微細化させるより、より小さなエネルギーで微細な粉末を製造することが可能となり、これによって、装置の大型化や複雑化、さらにはランニングコストの削減を図ることが可能となり工業的に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアトマイズ粉末の製造装置の全体概略図である。
【図２】本発明に使用する溶湯ノズルの先端形状を示す図である。
【図３】ノズル断面積と平均粒径との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ アトマイズタンク
２ アトマイズノズル
３ タンディッシュ
４ 溶湯
５ 小孔
６ ストッパー
７ 出湯ノズル
８ ガス噴射装置
９ スリット型ノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属粉末の製造方法には、還元法、噴霧法、電解法およびミリング法等が知られている。その中でも噴霧法に属するガスアトマイズ法は、最も生産性に優れた製法の一つとして電池材料や磁石材料等の製造に頻繁に用いられている。この方法はノズルから融けた金属を流下させ、その周囲より高圧ガスを吹き付けて粉化する製法で、通常噴霧ノズル、すなわち、ガスを放出するノズルは環状であったり、ペンシル状であったりするが、金属の溶湯を落下させる出湯ノズルは丸形状の出湯ノズルが一般的である。このガスアトマイズ法は、その円筒状の溶湯をアトマイズガスのエネルギーにより微細に砕き、その後に冷却するという過程を経て金属粉末を製造するものである。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平９−２０９０１号公報）
（２）特許文献２（特開平１１−９２８０４号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したガスアトマイズ法により、微細な金属粉末（平均粒径ｄ＝２０〜３０μｍ）を造るための条件としては、▲１▼ガスのエネルギーを高める（ガス流量を大きくする）。▲２▼出湯量を小さくするのが一般的であるが、アトマイズガスのエネルギーは、設備そのもので規定されてしまう値であり、出湯量を小さくするのも自ずと限界があり、小さくすればする程、金属溶湯は出湯ノズルから出難くなり、アトマイズ自体が出来なくなる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、不活性ガスにより溶湯を微細に砕く前に、出湯ノズル自体で溶湯を砕き易くしておき、同じガスエネルギーであった場合に、より微粉末を製造する方法として、出湯ノズル形状をスリット型にすることにより、遙かに細かい粒子の粉末が得られることを見出した。その発明の要旨とするところは、
（１）ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法において、アトマイズノズルを構成する出湯ノズル形状をスリット型ノズルとし、該スリット型ノズルにより溶湯を砕き易くした状態で、該溶湯をカーテン状に出湯し不活性ガスにより微細化することを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法。
（２）前記（１）に記載のスリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比を１０〜１４とすることを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法である。
【０００６】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係るアトマイズ粉末の製造装置の全体概略図である。この図１に示すように、気密を保つことができるアトマイズタンク１の上部内側にはアトマイズノズル２が設置されている。このアトマイズノズル２は、タンディッシュ３内に溶湯４を貯留し、このタンディッシュ３の底部に開設した小孔５と直結され、ストッパー６を小孔５から引き抜くことによってタンディッシュ３内に溶湯４を受入れ、アトマイズタンク１内に流下させる出湯ノズル７とこの出湯ノズル７の廻りに配置されたガス噴射装置８とで構成されている。
【０００７】
図２は、本発明に使用する溶湯ノズルの先端形状を示す図である。この図に示すように、出湯ノズル７の先端部のノズルの形状をスリット型ノズル９を構成する。このように出湯ノズル７をスリット型ノズル９のような形状にすることにより、溶湯はカーテン状に出湯ノズルから出てくるため、同じ断面積を有する円筒状に出できた溶湯と比べて、筒状のものを直接微細化させるものより、遙かに小さなエネルギーで微細な粉末を製造することができる。なお、本発明はノズルがスリット型であればそれで良い。すなわち、図２（ａ）に示すような長方形以外にも、図２（ｂ）に示すようなコーナーに丸み（Ｒ部）を持たせたり、あるいは、図２（ｃ）の示すような楕円形であっても良い。
【０００８】
図３は、ノズル断面積と平均粒径との関係を示す図である。この図に示すように、従来の丸型ノズルと本発明でのスリット型ノズルを使用した場合とでは、同じノズル断面積であっても平均粒径は、本発明の方が遙かに微細な粉末が得られていることが判る。また、そのスリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比は１０〜１４とする。この長辺／短辺比または長径／短径比が１０未満ではその効果が少なく、また、１４を超えると金属溶湯は出湯ノズルから出難くなり、出湯量が小さくなり生産性が悪くなる。従って、その範囲を１０〜１４とした。このように、ノズルに長辺／短辺比または長径／短径比を設けることに最大の特徴がある。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
ＳＵＳ３１６Ｌよるなる合金原料をアルミナ坩堝中に収納し、高周波誘導溶解炉によって溶解した後、表１に示す出湯ノズル、長辺／短辺比、断面積の条件でＡｒガスを吹き込みながら溶湯を流下させ、Ａｒガスを吹き付けて粉末化し、試料を得た。その結果、表１に示す平均粒径の金属粉末が得られた。この表１に示すように、Ｎｏ．１〜４は本発明例であり、Ｎｏ．５〜１０は比較例である。比較例Ｎｏ．５〜７は従来の丸型ノズルであるために、平均粒径がより大きいことが判る。また、比較例Ｎｏ．８はスリット型ノズルであるが、断面積が小さいため平均粒径の微細なものは得られるが生産性が悪い。また、比較例Ｎｏ．９〜１０は長辺／短辺比が１０未満のために、平均粒径がより大きいことが判る。これに対し、本発明であるＮｏ．１〜４の何れも平均粒径の小さいものが得られていることが判る。
【００１０】
【表１】
上述したことから判るように、本発明によるスリット型ノズルの場合、通常の丸型ノズルに比較して、平均粒径が小さくなる傾向を示している。また、ガス流量が同じであっても、ガスエネルギーを与える前に、溶湯自体を物理的に砕くため、同じガス流量時の粉末と比べると、平均粒径の小さな粉末を製造することが可能となるものである。これは、同じ断面積を有する円筒状に出てきた溶湯と比べて、筒状のものを直接微細化させるより、より小さなエネルギーで微細な粉末を製造することが出来たものである。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるスリット型ノズルを採用することにより不活性ガスにより溶湯を微細に砕く前に、出湯ノズル自体で溶湯を砕き易くしておき、筒状のものを直接微細化させるより、より小さなエネルギーで微細な粉末を製造することが可能となり、これによって、装置の大型化や複雑化、さらにはランニングコストの削減を図ることが可能となり工業的に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアトマイズ粉末の製造装置の全体概略図である。
【図２】本発明に使用する溶湯ノズルの先端形状を示す図である。
【図３】ノズル断面積と平均粒径との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ アトマイズタンク
２ アトマイズノズル
３ タンディッシュ
４ 溶湯
５ 小孔
６ ストッパー
７ 出湯ノズル
８ ガス噴射装置
９ スリット型ノズル
Claims (2)
- ガスアトマイズ法により金属粉末を製造する方法において、アトマイズノズルを構成する出湯ノズル形状をスリット型ノズルとし、該スリット型ノズルにより溶湯を砕き易くした状態で、該溶湯をカーテン状に出湯し不活性ガスにより微細化することを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法。
- 請求項１に記載のスリット型ノズルでの長辺／短辺比または長径／短径比を１０〜１４とすることを特徴とするアトマイズ粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002290578A JP2004124178A (ja) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | アトマイズ粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002290578A JP2004124178A (ja) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | アトマイズ粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004124178A true JP2004124178A (ja) | 2004-04-22 |
Family
ID=32282392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002290578A Withdrawn JP2004124178A (ja) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | アトマイズ粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004124178A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109986086A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-09 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种用于增材制造的高球形度多组元合金粉末的制备方法 |
-
2002
- 2002-10-03 JP JP2002290578A patent/JP2004124178A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109986086A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-09 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种用于增材制造的高球形度多组元合金粉末的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |