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Description
特定の１つの例示的な実施形態によれば、卑金属材料は、鉄リッチであり、保護ガスを発生するとともに硫黄不純物とも反応するＭｇを含む。あるいは、卑金属材料は、純鉄であり、添加剤は、Ｍｇである。別の特定の例によれば、金属系材料は、鉄リッチであり、添加剤は、ＫとＢａとの混合物を含む。カリウム（Ｋ）は、保護ガス雰囲気を発生すると予想され、バリウム（Ｂａ）は、硫黄と反応すると予想される。
図２８は、異なる添加剤について異なる温度でアルミニウム合金中に発生し得る異なる量のガスの例を示す。計算の基本系は、Ａｌ＋０．０２％のＳ＋０．０２％のＡｌ ２ Ｏ ３ である。破線は、処理される溶融物の初期体積の３倍として定義される保護雰囲気を提供するために得られるべきであるガス量の下限を表す。これらの例において、添加される添加剤の最小量は、添加剤の性質および溶融物の温度に従って変わる。例えば、溶融物が摂氏約８００度の温度である場合、添加される量にかかわらず、Ｎａは、十分なガスを発生させることができない。しかしながら、溶融物の温度が摂氏約９００度まで上昇すると、処理される溶融物の初期体積の少なくとも３倍を発生するためのＮａの最小量は、約０．３２重量％である。Ｋについては、溶融物が摂氏８００度である場合、最小量は、０．３６重量％であり、溶融物が摂氏約９００度である場合、０．２６重量％である。半分のＮａと半分のＫとの混合物が摂氏９００度のアルミニウム溶融物中で使用される場合、Ｎａ＋Ｋの最小量は、約０．２９重量％（０．１６重量％のＮａおよび０．１３重量％のＫ）となる。図２９は、摂氏１８００度でチタン溶融物に添加される最小量の異なる添加剤の例を示す。例えば、０．１１重量％のＣａの添加は、０．４８重量％のＺｎの添加とほぼ同じ最小量のガス保護を提供する。同様に、図３０〜図３５は、異なる系（Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、およびＮｉ）における異なる量の異なる添加剤の他の例を示す。図３６は、複合コバルト合金中の計算された最小量の添加剤（Ｋ＋Ｌｉ）を示す。
Claims (25)
- 粉末金属材料を製造する方法であって、
少なくとも１つの添加剤を溶融卑金属材料に添加する工程であって、前記少なくとも１つの添加剤が、処理される前記溶融卑金属材料の体積の少なくとも３倍の体積を有する溶融金属材料を囲む保護ガス雰囲気を形成する、工程、および
前記少なくとも１つの添加剤のうちの少なくともいくつかを添加した後に前記溶融金属材料を噴霧化して、複数の粒子を製造する工程を含む、方法。 - 前記粒子のメジアン円形度が、少なくとも０．６０である、請求項１に記載の方法。
- 前記粒子のメジアン真円度が、少なくとも０．６０である、請求項１に記載の方法。
- 前記噴霧化工程後に前記粒子を熱処理して微細構造成分または相を形成する工程をさらに含み、前記微細構造成分または相が、少なくとも０．６０のメジアン円形度および少なくとも０．６０のメジアン真円度を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記金属材料が、鉄系材料であり、前記少なくとも１つの添加剤が、マグネシウムを含み、前記微細構造成分または相が、黒鉛沈殿物ならびに／または炭化物および／もしくは窒化物であり、前記相および／または成分が、少なくとも０．６０のメジアン円形度および少なくとも０．６０のメジアン真円度を有する、請求項４に記載の方法。
- 前記噴霧化工程が、水噴霧化、ガス噴霧化、プラズマ噴霧化、または回転ディスク噴霧化を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記噴霧化工程が、水噴霧化を含み、前記水噴霧化工程が、前記溶融金属材料に２ＭＰａ〜１５０ＭＰａ以上の圧力で水を加えることを含む、請求項６に記載の方法。
- 前記卑金属材料が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、およびクロム（Ｃｒ）のうちの少なくとも１つを含み、前記卑金属材料が、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、バリウム（Ｂａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、炭素（Ｃ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、カリウム（Ｋ）、ランタン（Ｌａ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、窒素（Ｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニオブ（Ｎｂ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群から選択される少なくとも１つの合金元素を任意に含有する、請求項１に記載の方法。
- 前記卑金属材料に添加される前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料が鉄系材料であり、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、およびＣａのうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料が鉄系であり、不純物として存在する硫黄を含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記硫黄と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料が鉄系であり、不純物として存在する少なくとも１つの酸化物を含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料が鉄系であり、不純物として存在する硫黄および少なくとも１つの酸化物を含み、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、およびＣａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの添加剤がまた、前記硫黄および前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料がアルミニウム合金であり、不純物として存在する硫黄および／または少なくとも１つの酸化物を含み、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、ＫおよびＮａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記硫黄と反応し、かつ／または前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料がチタン系であり、不純物として存在する硫黄および／または少なくとも１つの酸化物を含み、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記硫黄と反応し、かつ／または前記少なくとも１つの添加剤が、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料がコバルト合金であり、不純物として存在する硫黄および／または少なくとも１つの酸化物を含み、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、およびＣａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記硫黄と反応し、かつ／または前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記卑金属材料がクロム合金であり、不純物として存在する硫黄および／または少なくとも１つの酸化物を含み、前記保護ガス雰囲気を形成する前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記硫黄と反応し、かつ／または前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの酸化物と反応する、請求項８に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの添加剤がＭｇを含む、請求項８に記載の方法。
- 卑金属材料および少なくとも１つの添加剤から形成された複数の噴霧化粒子を含み、前記噴霧化粒子が、少なくとも０．６０のメジアン円形度および少なくとも０．６０のメジアン真円度を有する、水噴霧化粉末金属材料。
- 前記卑金属材料が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、およびクロム（Ｃｒ）のうちの少なくとも１つを含み、前記卑金属材料が、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、バリウム（Ｂａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、炭素（Ｃ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、カリウム（Ｋ）、ランタン（Ｌａ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、窒素（Ｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニオブ（Ｎｂ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群から選択される少なくとも１つの合金元素を任意に含有する、請求項１９に記載の粉末金属材料。
- 前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の方法。
- 卑金属材料および少なくとも１つの添加剤から形成された複数の噴霧化粒子を含み、前記噴霧化粒子が、微細構造成分または相を含み、前記微細構造成分または相で少なくとも０．６０のメジアン円形度および少なくとも０．６０のメジアン真円度を有する、水噴霧化粉末金属材料。
- 前記卑金属材料が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、およびクロム（Ｃｒ）のうちの少なくとも１つを含み、前記卑金属材料が、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、バリウム（Ｂａ）、ベリリウム（Ｂｅ）、炭素（Ｃ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、カリウム（Ｋ）、ランタン（Ｌａ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、窒素（Ｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ニオブ（Ｎｂ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群から選択される少なくとも１つの合金元素を任意に含有する、請求項２２に記載の粉末金属材料。
- 前記少なくとも１つの添加剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｒ、Ｃａ、およびＢａのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の方法。
- 前記卑金属材料が鉄系材料であり、前記少なくとも１つの添加剤がＭｇを含み、前記微細構造成分または相が黒鉛沈殿物であり、前記黒鉛沈殿物が０．６０のメジアン円形度および０．６０のメジアン真円度を有する、請求項２３に記載の粉末金属材料。
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