JP2618109B2 - 金属粉末の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
金属粉末の製造方法およびその製造装置Info
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Description
る冷却液層中に噴射して金属粉末を製造する方法および
そのための製造装置に関する。
金元素も過飽和に含有させることができるので、例えば
アルミニウムやその合金の急冷凝固粉末によって形成さ
れた押出材は、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。
して、回転ドラム法がある。この方法は、図3に示すよ
うに、回転する冷却ドラム61の内周面に冷却液層62を遠
心力の作用で形成し、該冷却液層62に溶融金属を噴射
し、微細に分断して急冷凝固した金属粉末を得る方法で
ある。同図において、63は溶融金属噴射手段としての噴
射るつぼであり、その外周面には加熱用の高周波コイル
64が装着され、その下部側壁には噴射ノズル65が開設さ
れている。前記るつぼ63内の溶融金属66は、該るつぼ63
に不活性ガス67を加圧注入することによって前記ノズル
65がら噴出される。そして、冷却ドラム61内の金属粉末
は、一定量溜まると、冷却ドラム61の回転を止め、冷却
液と共に回収され、脱液後、乾燥される。
ラム法では、いわゆるバッチ式操業となり、生産性が劣
る。そのうえ、粉末回収時に溶融金属の噴射を止めなけ
ればならないため、ノズルに孔詰りが生じ易いという問
題がある。また、冷却温度を一定にするためには、冷却
液層の液面より冷却液を供給、排出して温度制御しなけ
ればならないが、この際、液面が乱れ、粉末粒度や品質
にばらつきが生じ易いという問題があった。
め、脱液の際に時間がかかり効率が悪いという問題があ
る。更に、アルミニウムやその合金等の活性金属の粉末
を乾燥 (特に熱風乾燥) する際、粒径 100μm未満の微
粉がある程度以上含まれていると爆発のおそれがある。
で、安定した品質の金属粉末を連続生産でき、脱液効率
が良好で、また乾燥の際に爆発のおそれのない金属粉末
の製造方法およびその装置を提供することを目的とす
る。
方法は、冷却用筒体の内周面に沿って旋回しながら流下
する冷却液層を形成し、該冷却液層の内周面側より溶融
金属を噴射し、冷却液層によって分断し冷却凝固させて
金属粉末を得、該金属粉末を含む冷却液を冷却用筒体の
下端に連設した液切り用部材に旋回しながら流下させ、
冷却液を該部材より外部へ排出することを発明の構成と
するものである。乾燥時の爆発を防止するには、液切り
用部材から冷却液を排出する際、爆発の原因となる微粉
末をも冷却液と共に排出させるとよい。
装置は、内周面に沿って接線方向から冷却液を噴出供給
するための冷却液噴出管が設けられた冷却用筒体と、前
記冷却液噴出管より噴出された冷却液によって前記筒体
の内周面に形成された冷却液層に溶融金属を噴射するた
めの溶融金属噴射手段と、前記冷却液噴出管に冷却液を
供給するための冷却液供給手段とを備え、前記筒体の下
端には筒状の液切り用部材が連設されていることを発明
の構成とするものである。
噴出された冷却液は、筒体の内周面に沿って旋回しなが
ら流下する。この際、冷却液は旋回時の遠心力の作用で
筒体内周面にほぼ一定内径の冷却液層を形成する。該冷
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、一定の温度が容易に維持される。従って、温
度制御のために液面より冷却液を供給、排出する必要が
なく、液面に乱れが生じにくく、安定性に優れる。
給すると、溶融金属は旋回流によって分断され、冷却凝
固され、金属粉末が連続生産される。この粉末は、温度
や液面状態が安定な冷却液層によって形成されるため、
品質の安定性に優れる。冷却液層中の金属粉末は、冷却
液と共に旋回しながら流下し、筒体の下端より液切り用
部材に入る。ここで、冷却液は遠心力の作用で該部材の
脱液用開孔より放射状に外方へ飛散排出され、一次的に
脱液された液分の少ない金属粉末が得られる。この金属
粉末は液分が少ないので、脱液装置にかけることにより
短時間で液分がほとんどなくなり、乾燥も容易に行われ
る。
して微粉が通過可能な脱液用開孔を備えたものを使用す
ることにより、冷却液と共に爆発の原因となる微粉も同
時に排出することができる。このため、乾燥手段とし
て、熱風乾燥を適用しても、爆発のおそれがなく、高効
率で金属粉末を乾燥することができる。
ための装置について説明する。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21を形成
するための冷却用筒体1 と、冷却液層21に溶融金属22を
噴射供給するための手段である噴射ルツボ2 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3 を備
えている。
には、溶融金属を冷却液層21に供給するための開口4 が
中心部に形成された蓋体5 が被着されている。下部内周
面には冷却液層21の層厚調整用リング6 がボルトによっ
て着脱、交換自在に取り付けられている。上部には冷却
液噴出管7 の吐出口8 が筒体内周面に接線方向から等間
隔で複数箇所開口しており、該噴出管7 の管軸方向は筒
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。筒体1 の下端には液切り用部材として
円筒状の網体9 が連設されており、該網体9 の下端に
は、粉末回収用の漏斗体10が取り付けられており、網体
9 の回りにはカバー11が設けられている。尚、層厚調整
用リング6 は、図例では断面方形状であるが、リングの
上面の外周縁から下面の内周縁にかけて漸次縮径する流
線形の曲面で形成してもよい。
タンク12に配管接続されている。また、前記カバー11の
底部はタンク12に配管されており、カバー11によって回
収された冷却液はタンク12に戻され、循環使用される。
尚、タンク12には、図示省略の補給用の冷却液供給管が
設けられ、またタンク内や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
れるが、油が使用される場合もある。
としての噴射るつぼ2 が設けられており、その外周には
加熱用誘導コイル14が巻回形成され、その底部にはノズ
ル孔15が開設されている。噴射るつぼ2にはArやN2
等の不活性ガスや溶融金属が圧送され、るつぼ2 内の溶
融金属22が前記ノズル孔15より冷却液層21に噴射され
る。尚、噴射るつぼ2 は黒鉛や窒化珪素等の耐火物で形
成されている。
動させて、筒体1 の内周面に高速旋回しながら流下する
冷却液層21を形成する。すなわち、筒体1 の内周面に沿
って冷却液噴出管7 より噴出された冷却液は、筒体1 の
内周面に沿って旋回しながら流下し、層厚調整用リング
6 をオーバーフローして下方へ流出する。この際、冷却
液は流下速度が押えれると共に旋回時の遠心力の作用で
前記リング6 の上方においてほぼ一定内径の冷却液層21
が容易に形成される。
却液によって形成されるため、一定の温度が容易に維持
される。従って、温度制御のために液面より冷却液を供
給、排出する必要がなく、液面に乱れが生じにくく、安
定性に優れる。次に、筒体1 の上部に設けられた噴射る
つぼ2 にArガス等の不活性ガスを圧送して、るつぼ2
内の溶融金属22をノズル孔15より冷却液層21の内面に向
けて噴射し、旋回流により分断し、急冷凝固させる。
金属流もしくは溶滴を噴射供給すると、溶融金属は旋回
流によって分断され、急冷凝固され、金属粉末が連続製
造される。この粉末は、温度や液面状態が安定な冷却液
層によって形成されるため、品質の安定性に優れる。冷
却液層21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6 を越えて流下し、筒体1 の下端より液
切り用網体9 に入る。ここで、冷却液は遠心力の作用で
網体9 より放射状に外方へ飛散排出され、一次的に脱液
される液分の少ない金属粉末が得られる。
属の粉末を製造する場合、前記網体9 として、爆発の原
因となる 100μm未満の微粉を通過することができる開
孔 (メッシュ) を備えた網体を用いることにより、冷却
液と共に爆発性の微粉をも外部へ排出することができ、
爆発のおそれなく、熱風乾燥により金属粉末を効率よく
乾燥することができる。因みに、AC9B担当のAl合金粉末
を用い、ハルトマン型爆発試験器により爆発限界を調べ
たところ、100 μm未満(150メッシュアンダー) の粉末
では910 mg/l以上で爆発した。一方、100〜150 μm
の粉末では6000mg/l 以上でも爆発しなかった。従っ
て、網体は150 メッシュ以下のものを使用するのがよ
い。
から排出された金属粉末は、液分が少ないので、順次遠
心分離機等の適宜の脱液装置にかけることにより短時間
で液分がほとんどなくなり、容易に乾燥され、製品粉末
となる。ところで、前記網体9 による一次脱液の効果を
上げるには、図2に示すように、網体9 の内周面に、流
下緩衝用のフランジ13の一個又は複数個(図例では2
個)をボルト等によって着脱自在に付設するとよい。該
フランジ13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うことができる。
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15から噴射したが、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) により噴射るつ
ぼ2 内の下部の溶融金属を加圧状態とし、ノズル孔15か
ら噴射 (噴出) してもよい。この場合、筒体1 の軸心を
鉛直方向に対して若干傾斜させ、重力落下する溶融金属
を筒体内周面に形成された冷却液層に供給するようにす
るとよい。
ような円筒形状に限らず、例えば、内周面が上拡き回転
放物面で形成された横断面円形の漏斗形状や切頭逆円錐
形状としてもよい。この場合、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、液切り用部材として、図例では網体を示し
たが、これに限るものではなく、多数の開気孔を有する
円筒状多孔体や、多数の貫通孔を穿孔した管材を用いる
こともできる。尚、液切り用部材は、防錆のため、ステ
ンレス鋼等の不錆材を使用するのがよい。
量金属粉末の製造に限らず、鉄やその合金等の金属粉末
の製造に適用できることは勿論である。
製造方法によると、筒体の内面面に沿って冷却液を噴出
供給して、筒体内周面に沿って旋回しながら流下する冷
却液層を形成するので、溶融金属が噴射供給される冷却
液層の内周面は安定し、温度も均一に保持される。そし
て、該冷却液層中に溶融金属を噴射供給するので、品質
の安定した急冷凝固粉末が連続的に生産され、噴射ノズ
ルに孔詰りも生じない。また、筒体より冷却液と共に流
下した金属粉末は、液切り用部材によって一次脱液され
るため、脱液装置により高能率で脱液され、乾燥も容易
に行うことができる。この際、冷却液と共に爆発の原因
となる微粉をも排出することにより、乾燥時の爆発を有
効に防止しうる。
筒体を高速回転させることなく、容易に高速旋回する冷
却液層が得られ、装置の小形化、簡単化が図れる。
図である。
説明図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 冷却用筒体の内周面に沿って旋回しなが
ら流下する冷却液層を形成し、該冷却液層の内周面側よ
り溶融金属を噴射し、冷却液層によって分断し冷却凝固
させて金属粉末を得、該金属粉末を含む冷却液を冷却用
筒体の下端に連設した液切り用部材に旋回しながら流下
させ、冷却液を該部材より外部へ排出することを特徴と
する金属粉末の製造方法。 - 【請求項2】 金属粉末を含む冷却液を液切り用部材に
旋回しながら流下させ、冷却液と共に微粉末を該部材よ
り外方へ排出する請求項1に記載の金属粉末の製造方
法。 - 【請求項3】 内周面に沿って接線方向から冷却液を噴
出供給するための冷却液噴出管が設けられた冷却用筒体
と、前記冷却液噴出管より噴出された冷却液によって前
記筒体の内周面に形成された冷却液層に溶融金属を噴射
するための溶融金属噴射手段と、前記冷却液噴出管に冷
却液を供給するための冷却液供給手段とを備え、前記筒
体の下端には筒状の液切り用部材が連設されていること
を特徴とする金属粉末の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10101391A JP2618109B2 (ja) | 1990-12-05 | 1991-05-02 | 金属粉末の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40052190 | 1990-12-05 | ||
JP2-400521 | 1990-12-05 | ||
JP10101391A JP2618109B2 (ja) | 1990-12-05 | 1991-05-02 | 金属粉末の製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04228508A JPH04228508A (ja) | 1992-08-18 |
JP2618109B2 true JP2618109B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=26441941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10101391A Expired - Lifetime JP2618109B2 (ja) | 1990-12-05 | 1991-05-02 | 金属粉末の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2618109B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-02 JP JP10101391A patent/JP2618109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04228508A (ja) | 1992-08-18 |
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