JP6323604B1 - 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質な金属粉末を製造することができる金属粉末製造装置と、それを用いる金属粉末の製造方法を提供すること。【解決手段】溶融金属を吐出する溶融金属供給部20と、溶融金属供給部20の下方に設置される筒体32と、溶融金属供給部20から吐出された溶融金属を冷却する冷却液の流れを、筒体の内周面に沿って形成する冷却液層形成部38と、を有する金属粉末製造装置10である。冷却液層形成部38は、内周面33から半径方向の内側に向かう冷却液を安定化し、筒体32の内周面33に沿って流れる方向に冷却液を吐出する先端折曲部38aを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法に関する。
たとえば特許文献1に示すように、いわゆるガスアトマイズ法を用いて金属粉末を製造する金属粉末製造装置とその装置を用いた製造方法が知られている。従来の装置は、溶融金属を吐出する溶融金属供給容器と、この溶融金属供給容器の下方に設置される筒体と、溶融金属供給部から吐出された溶融金属を冷却する冷却液の流れを、筒体の内周面に沿って形成する冷却液層形成部と、を有する。
冷却液層形成部は、冷却用筒体の内周面の接線方向に向けて冷却液を噴射し、冷却液を冷却容器の内周面に沿って旋回させながら流下させることにより、冷却液層を形成している。冷却液層を用いることで、溶滴を急冷し、高機能性の金属粉末を製造することができることが期待されている。
しかしながら、従来の装置では、冷却用筒体の内周面の接線方向に向けて冷却液を噴射したとしても、冷却液は、筒体の内周面で反射して内周面から半径方向の内側に向かう流れが生じ乱流となる。このため、従来の装置では、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが困難であり、均質な(粒径、結晶状態、形状等が均一な)金属粉末を製造するのが難しいという課題があった。特に、冷却液の流量を増大させたり、冷却液を押し出すポンプの圧力を増大させ冷却液の速度を増大させると、その傾向が強くなる。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高品質な金属粉末を製造することができる金属粉末製造装置と、それを用いる金属粉末の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る金属粉末製造装置は、
溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、
前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体の内周面に沿って形成する冷却液層形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液層形成部は、前記筒体の上部で前記筒体の内側に安定流を形成するための先端折曲部を有することを特徴とする。
溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、
前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体の内周面に沿って形成する冷却液層形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液層形成部は、前記筒体の上部で前記筒体の内側に安定流を形成するための先端折曲部を有することを特徴とする。
本発明に係る金属粉末製造方法は、
溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周面に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
前記筒体の上部で前記筒体の内側に具備してある安定流形成部から先端折曲部を通して前記筒体の前記内周面に沿って前記冷却液を吐出することを特徴とする。
溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周面に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
前記筒体の上部で前記筒体の内側に具備してある安定流形成部から先端折曲部を通して前記筒体の前記内周面に沿って前記冷却液を吐出することを特徴とする。
本発明に係る金属粉末製造装置および金属粉末の製造方法では、溶融金属供給部から吐出された溶融金属が冷却液に接触する位置の上流側に先端折曲部が具備してある。先端折曲部では、内周面から半径方向の内側に向かう冷却液の安定流に化し、筒体の内周面に沿って流れる方向に冷却液を吐出する。このために、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になり、高品質な金属粉末を、生産することが可能になる。
好ましくは、前記先端折曲部の内径は、前記筒体の内周面の内径よりも小さく、
前記先端折曲部と前記内周面との間の隙間が、前記冷却液を前記内周面に沿って流すための冷却液吐出部を構成している。このように構成することで、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になる。
前記先端折曲部と前記内周面との間の隙間が、前記冷却液を前記内周面に沿って流すための冷却液吐出部を構成している。このように構成することで、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になる。
前記先端折曲部の内径は、前記先端折曲部の軸方向の下端に向けてテーパ状に大きく構成してもよい。
前記先端折曲部は、前記先端折曲部の軸方向の下端に向けてテーパ状に傾斜してもよい。先端折曲部を、軸方向の下端に向けてテーパ状に傾斜させることで、冷却液を内周面に向けて押しつける方向の力が作用し、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になる。
好ましくは、前記先端折曲部が下端に具備してある内枠は、前記筒体の上方に取り付けられている。このように構成することで、溶融金属供給部から吐出された溶融金属が冷却液に接触する位置の上流側に先端折曲部を配置しやすくなる。
好ましくは、前記冷却液層形成部は、前記内枠に向けて前記冷却液を螺旋状に衝突させる螺旋流れ形成部を有する。螺旋流れ形成部は、たとえば筒体の内周面の接線方向に向けて冷却液を噴射するノズルを筒体に取り付けることにより形成される。螺旋流れ形成部から筒体の内周面の接線方向に向けて冷却液が吐出する位置の内側に、内枠を取り付けることで、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になる。
好ましくは、前記先端折曲部の先端には、前記内枠との間に所定隙間の折り返し端部が具備してある。折り返し端部を具備させることで、先端折曲部と内周面との間の冷却液吐出部から流出する冷却液の流れがさらに安定化し、筒体の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層を形成することが容易になる。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
第1実施形態
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置10は、溶融金属21をアトマイズ法(ガスアトマイズ法)により粉末化して、多数の金属粒子で構成された金属粉末を得るための装置である。この装置10は、溶融金属供給部20と、金属供給部20の鉛直方向の下方に配置してある冷却部30とを有する。図面において、鉛直方向は、Z軸に沿う方向である。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置10は、溶融金属21をアトマイズ法(ガスアトマイズ法)により粉末化して、多数の金属粒子で構成された金属粉末を得るための装置である。この装置10は、溶融金属供給部20と、金属供給部20の鉛直方向の下方に配置してある冷却部30とを有する。図面において、鉛直方向は、Z軸に沿う方向である。
溶融金属供給部20は、溶融金属21を収容する耐熱性容器22を有する。耐熱性容器22の外周には、加熱用コイル24が配置してあり、容器22の内部に収容してある溶融金属21を加熱して溶融状態に維持するようになっている。容器22の底部には、吐出口23が形成してあり、そこから、冷却部30を構成する筒体32の内周面33に向けて、溶融金属21が滴下溶融金属21aとして吐出されるようになっている。
容器22の外底壁の外周部には、吐出口23を囲むように、ガス噴射ノズル26が配置してある。ガス噴射ノズル26には、ガス噴射口27が具備してある。ガス噴射口27からは、吐出口23から吐出された滴下溶融金属21aに向けて高圧ガスが噴射される。高圧ガスは、吐出口23から吐出された溶融金属の周囲全周から斜め下方向に向けて噴射され、滴下溶融金属21aは、多数の液滴となり、ガスの流れに沿って筒体32の内周面に向けて運ばれる。
溶融金属21は、いかなる元素を含んでいてもよく、たとえば、Ti、Fe、Si、B、Cr、P、Cu、Nb、Zrの少なくともいずれかを含んでいるものも用いることができる。これらの元素は活性が高く、これらの元素を含む溶融金属21は、短時間の空気との接触により、容易に酸化して酸化膜を形成してしまい、微細化することが困難とされている。金属粉末製造装置10は、上述したようにガス噴射ノズル26のガス噴射口27から噴射するガスとして不活性ガスを用いることで、酸化しやすい溶融金属21であっても容易に粉末化することができる。
ガス噴射口27から噴射されるガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、あるいはアンモニア分解ガス等の還元性ガスが好ましいが、溶融金属21が酸化しにくい金属であれば空気であってもよい。
本実施形態では、筒体32の軸心Oは、鉛直線Zに対して所定角度θ1で傾斜してある。所定角度θ1としては、特に限定されないが、好ましくは、5〜45度である。このような角度範囲とすることで、吐出口23からの滴下溶融金属21aを、筒体32の内周面33に形成してある冷却液層50に向けて吐出させ易くなる。
冷却液層50に吐出された滴下溶融金属51は、冷却液層50に衝突し、さらに分断され微細化されるとともに冷却固化され、固体状の金属粉末となる。筒体32の軸心Oに沿って下方には、排出部34が設けられ、冷却液層50に含まれる金属粉末を冷却液と共に、外部に排出可能になっている。冷却液と共に排出された金属粉末は、外部の貯留槽などで、冷却液と分離されて取り出される。なお、冷却液としては、特に限定されないが、冷却水が用いられる。
本実施形態では、筒体32の軸芯O方向の上部には、内枠38が具備してある。内枠38は、それと一体に成形してある取付フランジ39により、筒体32の上部に取り付けてある。内枠38の取付方法は、特に限定されず、筒体32と一体に成形してあってもよい。内枠38は、筒体32の内周面33の内径よりも小さい内径を有し、筒体32の内周面と同芯状に配置してある。本実施形態では、内枠38の内周面と筒体32の内周面とは、略平行に配置してある。
内枠38に対応する筒体32の上部位置には、冷却液層形成部としてのノズル37が形成してある。ノズル37には、筒体32の内側に向けて開口するノズル孔37aが形成してある。ノズル孔37aは、内枠38に所定隙間で向き合うように形成してある。
内枠38の軸芯Oに沿っての下端部には、先端折曲部(冷却液層形成部)38aが具備してある。本実施形態では、先端折曲部38aは、内枠38の下端から軸芯Oに略垂直に径方向の外側に広がる板形状を有し、先端折曲部38aの外周端と内周面33との間の隙間が、周方向に断続する(連続でもよい)冷却液吐出部52を構成している。冷却液吐出部52の径方向幅t1は、特に限定されないが、冷却液層50の厚みとの関係で決定され、好ましくは、1〜50mmである。また、幅t1は、冷却液層50の厚みよりも薄くてもよい。
また、先端折曲部38aが、内周面33と同芯状の内枠38から径方向の外側に突出することで、ノズル孔37aの内側には、ノズル孔37aに対向する安定流形成部40が形成される。安定流形成部40の内容積は、内枠38の軸芯Oに沿った長さL1と、先端折曲部38aの径方向幅t2により決定される。先端折曲部38aの径方向幅t2が大きくなるほど、安定流形成部40の内容積は大きくなり、安定流形成部としての機能は大きくなるが、滴下溶融金属21aが筒体32の内部に入り込める開口面積を狭める傾向にある。先端折曲部38aの径方向幅t2は、冷却液吐出部52の径方向幅t1に対して、t2/t1が1/10〜9/10となるように決定されることが好ましい。
安定流形成部40では、ノズル孔37aから半径方向の内側に向かう冷却液が内枠38に衝突し、さらにフランジ39では軸芯Oに沿っての上側に向かう流れが制限され、先端折曲部38aでは、軸芯Oに沿っての下側に向かう流れが制限される。そのために、ノズル孔37aから流出して径方向の内側に向かう冷却液は、安定流形成部40において、一時的に乱流が安定化され、冷却液吐出部52から内周面に沿って高速度で吐出され、内周面33の内側で軸芯Oに沿って冷却液層50を形成することができる。なお、安定流形成部40は、筒体32の上部で、冷却液吐出部52の内側(内径側)に配置される。
内枠38の軸方向長さL1は、ノズル孔37aを覆う程度の長さであればよく、筒体32の内周面33に、十分な軸方向長さL0の冷却液層50の液面が露出するようになっている。内側に露出している冷却液層50の軸方向長さL0は、内枠38の軸方向長さL1に比較して、5〜500倍の長さであることが好ましい。また、筒体32の内周面33の内径は、特に限定されないが、好ましくは50〜500mmである。
本実施形態では、筒体32のZ軸方向の上部には、周方向の複数箇所で、螺旋流れ形成部としてのノズル37が接続してある。ノズル37を、筒体32の接線方向に接続することで、ノズル37から筒体32の内部に、冷却液が軸芯Oの回りで回転するように入り込む。筒体32からの冷却液の流れは、ノズル孔37aを通して、内周面33から径方向の内側に向かう流れとなり、内枠38の内周面に衝突し、安定流形成部40で圧力(静圧)が高められ、冷却液吐出部52を通して、筒体32の内周面33に沿って吐出される。
ノズル37のノズル口37aから筒体32の内部に供給される冷却液の回転流れと、冷却液に作用する重力とにより、筒体32の内周面33に沿って流れる冷却液は、螺旋状の流れとなり、冷却液層50を形成する。このようにして形成された冷却液層50の内周側液面に、図1に示す滴下溶融金属21aが入射し、滴下溶融金属21aは、螺旋流れの冷却液層50の内部で冷却液と共に流れて冷却される。
本実施形態に係る金属粉末製造装置10と、それを用いた金属粉末の製造方法では、金属供給部20の吐出口23から吐出された滴下溶融金属21aが冷却液層50に接触する位置の上流側に、先端折曲部38a付き内枠38が具備してある。このために、ノズル孔37aを通して、内周面33から半径方向の内側に向かう冷却液の内周面から半径方向の内側に向かう冷却液の流れを、安定流形成部40にて冷却液を安定化し、その後に、冷却液吐出部52から筒体32の内周面33に沿って流れる方向に偏向することができる。したがって、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体32の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層50を形成することが容易になり、高品質な金属粉末を、生産することが可能になる。
また、内枠38の先端折曲部38aの内径は、筒体32の内周面33の内径よりも小さく、先端折曲部38aと内周面33との間の隙間が、冷却液を内周面33に沿って流すための冷却液吐出部52を構成している。このように構成することで、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体32の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層50を形成することが容易になる。
さらに、本実施形態では、内枠38は、筒体32の軸芯Oの上方に取り付けられている。このように構成することで、金属供給部20から吐出された溶融金属が冷却液に接触する位置の上流側に内枠38を配置しやすくなる。
さらにまた本実施形態では、ノズル37を、筒体32の接線方向に接続することで、ノズル37から筒体32の内部に、冷却液が軸芯Oの回りで回転するように入り込む。ノズル37から筒体2の内周面33の接線方向に向けて冷却液が吐出する位置の内側に、内枠38を取り付けることで、筒体32の内周面33に沿って均一な厚みの螺旋流れから成る冷却液層50を形成することが容易になる。
第2実施形態
図2に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置10aは、以下に示す以外は、第1実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
図2に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置10aは、以下に示す以外は、第1実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
本実施形態では、冷却部30aの先端折曲部38aの内径側先端には、内枠38との間に所定の径方向隙間t3の折り返し安定流形成部42を形成するための折り返し端部38bが具備してある。折り返し端部38bは、本実施形態では、内枠38と略同芯に成形してあるが、折り返し安定流形成部42が形成されることを条件に、内枠38と傾斜してテーパ状に形成されていてもよい。
折り返し端部38bの軸芯Oに沿っての長さL2は、特に限定されないが、内枠38の軸芯Oに沿っての長さL1よりは短く、折り返し端部38bが、ノズル孔37aから内枠38に向かう冷却液の流れを塞がないような関係にあることが好ましい。折り返し安定流形成部42の径方向隙間t3は、先端折曲部38aの径方向幅t2よりも折り返し端部38bの板厚分で小さい。
本実施形態では、折り返し端部38bを具備させることで、安定流形成部40の軸芯Oに沿っての下方に折り返し安定流形成部42が形成され、冷却液吐出部52から流出する冷却液の流れがさらに安定化し、筒体32の内周面33に沿って均一な厚みの冷却液層50を形成することが容易になる。
第3実施形態
図3に示すように、本発明の第2実施形態に係る金属粉末製造装置110と金属粉末の製造方法は、以下に示す以外は、第1実施形態または第2実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
図3に示すように、本発明の第2実施形態に係る金属粉末製造装置110と金属粉末の製造方法は、以下に示す以外は、第1実施形態または第2実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
本実施形態では、金属粉末製造装置110は、冷却部130aにおいて、冷却液層形成部として、流路ボックス136を有する。流路ボックス136は、筒体32の軸芯O方向の上部に取り付けられている。流路ボックス136の内部には流路が形成してある。この流路ボックス136の軸芯O方向の上部(または下部)には、複数のノズル137が接続してある。流路ボックス136の内部に螺旋状の冷却液の流れを形成するように、これらのノズル137は、流路ボックス136の上部(または下部)で外周側に軸芯Oに対して傾斜して接続されていてもよい。
あるいは、これらのノズル137は、流路ボックス136の上部(または下部)で外周側に軸芯Oに対して平行に接続されていてもよい。あるいは、流路ボックス136の内部に、螺旋状の冷却液の流れを形成するように、ノズル137は、流路ボックス136の外周面に接続してあってもよい。
流路ボックス136の内周側には、内枠138(図1に示す内枠38に対応)が流路ボックス136と一体に形成してある。内枠138は、筒体32の内周面33よりも小さな内径を有し、内枠138の下端部に先端折曲部138aが一体に成形してある。先端折曲部138aと内周面33との間の隙間が冷却液吐出部52となる。本実施形態では、流路ボックス136の下方内周側に周方向孔を形成することで、冷却液吐出部52を形成することができる。冷却液吐出部52の外径が内周面33の内径に一致し、冷却液吐出部52の内径が先端折曲部138aの内径に一致する。
本実施形態では、ノズル137から流路ボックス136の内部に入り込む冷却液の流れにより、冷却液吐出部52から流出する冷却液の流れが、内周面33に沿っての螺旋状の流れとなり、冷却液層50を形成する。あるいは、冷却液吐出部52から流出する冷却液の流れが、内周面33に沿っての軸芯Oと平行な流れとなり、冷却液層50を形成する。
本実施形態に係る金属粉末製造装置110と、それを用いた金属粉末の製造方法では、金属供給部20の吐出口23から吐出された滴下溶融金属21aが冷却液層50に接触する位置の上流側に先端折曲部138a付きの内枠138が具備してある。このために、流路ボックス136の内部で半径方向の内側に向かう冷却液を、安定流形成部40で冷却液を安定化し、その後に、先端折曲部138aと内周面33との間の冷却液吐出部52から筒体32の内周面33に沿って吐出することができる。
したがって、冷却液の流量を増大させたり、冷却液の速度を増大させた場合でも、筒体32の内周面に沿って均一な厚みの冷却液層50を形成することが容易になり、高品質な金属粉末を、生産することが可能になる。なお、本実施形態においても、第2実施形態と同様に、先端折曲部138aの径方向外側端に折り返し端部(図2に示す折り返し端部38b)を具備させてもよい。
第4実施形態
図4に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置210は、以下に示す以外は、第1実施形態〜第3実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
図4に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置210は、以下に示す以外は、第1実施形態〜第3実施形態と同様であり、共通する部材には共通する部材名称と符号を付し、共通する部分の説明は一部省略する。
図1〜図3に示す実施形態では、先端折曲部38aまたは138aが内枠38または138に対して略垂直であるが、必ずしも垂直ではなく、傾斜角度θ2で傾斜してあってもよい。なお、本実施形態では、流路ボックス236の軸芯O方向の上部(または下部)には、複数のノズル237が接続してある。
本実施形態では、冷却部230において、先端折曲部238aの内枠238または軸芯Oに対する傾斜角度(テーパ角度)θ2は、特に限定されないが、好ましくは、5〜45度である。先端折曲部238aを、軸方向の下端に向けてテーパ状に傾斜させることで、冷却液を内周面33に向けて押しつける方向の力が作用し、筒体32の内周面33に沿って均一な厚みの冷却液層50を形成することが容易になる。本実施形態においても、第2実施形態と同様に、先端折曲部238aの径方向外側端に折り返し端部(図2に示す折り返し端部38b)を具備させてもよい。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例
図1に示す金属粉末製造装置10を用いて、Fe−Si−B(実験番号6)、Fe−Si−Nb−B−Cu(実験番号7)、Fe−Si−B−P−Cu(実験番号8)、Fe−Nb−B(実験番号9)、Fe−Zr−B(実験番号10)から成る金属粉末を製造した。
実施例
図1に示す金属粉末製造装置10を用いて、Fe−Si−B(実験番号6)、Fe−Si−Nb−B−Cu(実験番号7)、Fe−Si−B−P−Cu(実験番号8)、Fe−Nb−B(実験番号9)、Fe−Zr−B(実験番号10)から成る金属粉末を製造した。
各実験において溶解温度1500℃、噴射ガス圧5MPa、使用ガス種アルコ゛ンと一定とし螺旋水流条件はポンプ圧7.5kPaであった。実施例においては平均粒径が約25μmの金属粉末を製造することができた。平均粒径は、乾式粒度分布測定装置(HELLOS)を用いて測定し求めた。また実験番号6〜10で作製した金属粉末の結晶分析を、粉末X線回折法により評価した。金属粉末の磁気特性についてはHcメータにて保磁力(Oe)を測定することで行った。結果を表1に示す。また、冷却液層50の厚みは30mmでは、軸芯O方向にばらつきが小さいことが観察された。
比較例
枠体38および先端折曲部を具備させない以外は、実施例と同じ金属粉末製造装置を用いて、実施例と同じようにして、金属粉末(実験番号1〜5)を製造し、同様な評価を行った。結果を表1に示す。冷却液層50の厚みは30mmで、軸芯O方向にばらつきが大きいことが観察された。
枠体38および先端折曲部を具備させない以外は、実施例と同じ金属粉末製造装置を用いて、実施例と同じようにして、金属粉末(実験番号1〜5)を製造し、同様な評価を行った。結果を表1に示す。冷却液層50の厚みは30mmで、軸芯O方向にばらつきが大きいことが観察された。
表1の実施例と比較例を比べると、実施例では、磁気特性が向上しており非晶質性が向上した。これは冷却液が安定流形成部40で一次的に堰き止められ安定化されたことにより、より良質な螺旋水流が得られ、均一な冷却効果が得られたと考えられる。また金属粉末の結晶分析を粉末X線回折により行ったところ、結晶に起因するピークを持つ比較例もあった。金属粉末の磁気特性については比較例についてはすべて実施例よりも保磁力が大きく実施例がすぐれていることが確認できることからも、より均一な冷却効果が得られていることがわかる。
上記比較例と実施例を比較すると、安定流形成部40を具備させることでポンプ圧が高い状態においても安定した水流がえられたから、均一な冷却効果が得られ従来作製できなかった組成に対しても非晶質性が確認でき、さらに磁気特性も改善することができた。
10,10a,110,210… 金属粉末製造装置
20… 溶融金属供給部
21… 溶融金属
22… 容器
23… 吐出口
24… 加熱用コイル
26… ガス噴射ノズル
27… ガス噴射口
30,130,230… 冷却部
32… 筒体
33… 内周面
34… 排出部
35… 調整板
37… ノズル
37a… ノズル孔
136,236… 流路ボックス
137,237… ノズル
38,138,238… 内枠
38a,138a,238a… 先端折曲部
38b… 折り返し端部
39… 取付フランジ
40… 安定流形成部
42… 折り返し安定流形成部
50… 冷却液層
52… 冷却液吐出部
20… 溶融金属供給部
21… 溶融金属
22… 容器
23… 吐出口
24… 加熱用コイル
26… ガス噴射ノズル
27… ガス噴射口
30,130,230… 冷却部
32… 筒体
33… 内周面
34… 排出部
35… 調整板
37… ノズル
37a… ノズル孔
136,236… 流路ボックス
137,237… ノズル
38,138,238… 内枠
38a,138a,238a… 先端折曲部
38b… 折り返し端部
39… 取付フランジ
40… 安定流形成部
42… 折り返し安定流形成部
50… 冷却液層
52… 冷却液吐出部
Claims (5)
- 溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、
前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体の内周面に沿って形成する冷却液層形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液層形成部は、前記筒体の軸芯方向の上部に具備してある内枠を有し、前記内枠は、前記筒体の内周面の内径よりも小さい内径を有し、
前記内枠の軸芯に沿っての下端部には、前記内枠から径方向の外側に突出する先端折曲部が具備してあり、
前記先端折曲部の内径は、前記筒体の内周面の内径よりも小さく、
前記先端折曲部と前記内周面との間の隙間が、前記冷却液を前記内周面に沿って流すための冷却液吐出部を構成してあり、
前記内枠と前記先端折曲部とにより、安定流形成用空間部が前記筒体の上部で、前記冷却液吐出部の内径側に形成してあり、
前記安定流形成用空間部では、半径方向の内側に向かう冷却液が前記内枠に衝突し、前記先端折曲部では、軸芯に沿っての下側に向かう流れが制限され、前記冷却液は、前記安定流形成用空間部において、一時的に乱流が安定化され、前記冷却液吐出部から前記筒体の内周面に沿って吐出されることを特徴とする金属粉末製造装置。 - 前記冷却液を前記筒体の内周面に向けて押しつける方向の力が作用するように、前記先端折曲部は、前記内枠に対して所定角度で前記先端折曲部の軸方向の下端に向けてテーパ状に傾斜してある請求項1に記載の金属粉末製造装置。
- 前記筒体の軸方向の上部には、周方向の複数箇所で、ノズルが接続してあり、
前記内枠に向けて前記冷却液を螺旋状に衝突させるようになっている請求項1または2に記載の金属粉末製造装置。 - 前記先端折曲部の先端には、前記内枠との間に所定隙間を形成するための折り返し端部が具備してある請求項1〜3に記載の金属粉末製造装置。
- 溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周面に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
請求項1〜4のいずれかに記載の金属粉末製造装置を用いて、
前記筒体の上部で前記筒体の内側に具備してある前記安定流形成用空間部から前記先端折曲部と前記内周面との間の隙間である前記冷却液吐出部を通して前記筒体の前記内周面に沿って前記冷却液を吐出することを特徴とする金属粉末の製造方法。
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