JP7315289B2 - プラズマアトマイズ金属粉末製造方法およびそのシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2015年7月17日に出願された米国仮出願第62/193,622号および2015年11月5日に出願された米国仮出願第62/251,476号に対する優先権を主張する。これらの文書は、その全体が参考として組み込まれる。
加熱された金属源を提供することと、
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと接触させることと、を含む、プラズマアトマイズ金属粉末製造方法を提供する。
加熱された金属源を提供することと、
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと接触させ、それにより、ASTM B214に従って測定される、少なくとも80%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する原料金属粉末を得ることと、を含む、プラズマアトマイズ金属粉末製造方法を提供する。
コストは低く保たれる。例えば、本明細書に記載の方法およびシステムに従うガス対金属比は30未満である。
プラズマアトマイズの稼働は、原料としてTi-6Al-4V(gr.23)の0.125インチ径のワイヤを使用し、垂直軸に対して約30°に向けた3つの収束プラズマジェットを使用して達成される。プラズマは、プラズマトーチノズル出口の2.5センチメートル未満の位置で金属ワイヤに接触する。各プラズマトーチは、150SLMアルゴンガス流を用いて30kWの出力で操作される。
シースガス流量は550SLMである。
プラズマアトマイズ稼働は、原料としてTi-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Siの0.125インチ径のワイヤおよび垂直軸に対して約30°に向けられた3つの収束プラズマジェットを使用して達成される。プラズマは、プラズマトーチノズル出口の2.0センチメートル未満の位置で金属ワイヤに接触する。各プラズマトーチは、150SLMのアルゴンガス流を用いて30kWの出力で操作される。
プラズマアトマイズ稼働は、原料としてジルコニウムの直径0.080インチのワイヤおよび垂直軸に対して約30°に向けられた3つの収束プラズマジェットを使用して達成される。プラズマは、プラズマトーチノズル出口の2.0センチメートル未満の位置で金属ワイヤに接触する。各プラズマトーチは、150SLMアルゴンガス流を用いて30kWの出力で操作される。
シースガス流量は550SLMである。
<付記>
本開示は以下の態様を含む。
<項1>
プラズマアトマイズ金属粉末製造方法であって、
加熱された金属源を提供することと、
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと接触させることと、を含み、前記アトマイズは、約20未満のガス対金属比を使用することによって実行され、それにより、ASTM B214に従って測定される、少なくとも80%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する原料金属粉末を得る、プラズマアトマイズ金属粉末製造方法。
<項2>
前記ガス対金属比は、約17未満である、<項1>に記載の製造方法。
<項3>
前記ガス対金属比は、約5~約15である、<項1>に記載の製造方法。
<項4>
前記ガス対金属比は、約2~約10である、<項1>に記載の製造方法。
<項5>
前記ガス対金属比は、約5~約10である、<項1>に記載の製造方法。
<項6>
前記ガス対金属比は、約10~約20である、<項1>に記載の製造方法。
<項7>
前記ガス対金属比は、約10~約15である、<項1>に記載の製造方法。
<項8>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも90%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する、<項1>~<項7>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項9>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも85%の0~75ミクロン粒径分布収率を有する、<項1>~<項7>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項10>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも50%の0~45ミクロン粒径分布収率を有する、<項1>~<項7>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項11>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも60%の0~45ミクロン粒径分布収率を有する、<項1>~<項7>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項12>
前記加熱された金属源は、前記少なくとも1つのプラズマ源の頂点で前記プラズマと接触する、<項1>~<項11>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項13>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の少なくとも1つの個別ノズルから放出される、<項1>~<項11>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項14>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の複数の個別ノズルから放出され、前記個別ノズルは、前記加熱された金属源の周りに角度を付けて位置決めされる、<項1>~<項11>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項15>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の環状ノズルから放出される、<項1>~<項11>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項16>
前記加熱された金属源は、ワイヤ、ロッド、および溶融流から選択される、<項1>~<項15>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項17>
前記加熱された金属源は、抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱のうちの少なくとも1つによって加熱されたワイヤである、<項1>~<項16>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項18>
前記加熱された金属源は、抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱のうちの少なくとも1つによって加熱されたロッドである、<項1>~<項16>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項19>
前記加熱された金属源は、スカル溶融または水冷るつぼから得られた加熱された溶融流である、<項1>~<項16>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項20>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、コバルト超合金、ニッケル超合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニオブ、ニオブ合金、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、酸素反応性金属、および窒素反応性金属のうちの1つから選択された少なくとも1つの部材を備える、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項21>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金から選択される、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項22>
前記加熱された溶融源は、チタン合金から選択される、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項23>
前記加熱された溶融源は、Ti-6Al-4Vである、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項24>
前記加熱された溶融源は、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr、およびチタンアルミナイドから選択される、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項25>
前記加熱された溶融源は、非合金Tiグレード(例えば、グレード1、2、3、または4)、PdまたはRuで改質されたTi合金(例えば、グレード7、11、16、17、26、または27)、アルファ型およびニア(near)アルファ型Ti合金(例えば、グレード6、9、12、18、28)、アルファ-ベータ型Ti合金(例えば、グレード5、23、または29)、およびニア(near)ベータ型およびベータ型Ti合金(例えば、グレード19または20)から選択される、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項26>
前記金属粉末は、反応性金属粉末である、<項1>~<項19>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項27>
プラズマアトマイズ金属粉末製造方法であって、
加熱された金属源を提供することと、
前記加熱された金属源を、少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと位置合わせさせることと、
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと接触させることと、を含む、プラズマアトマイズ金属粉末製造方法。
<項28>
前記加熱された金属源は、金属ワイヤまたは金属ロッドのうちの1つである、<項27>に記載の製造方法。
<項29>
前記加熱された金属源は、前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマの頂点と位置合わせされる、<項27>または<項28>に記載の製造方法。
<項30>
前記加熱された金属源を少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと位置合わせさせることは、前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の出口ノズルから最大で5センチメートル以内に位置決めすることを含む、<項27>~<項29>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項31>
前記加熱された金属源を少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと位置合わせさせることは、前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の出口ノズルから最大で2.5センチメートル以内に位置決めすることを含む、<項27>~<項29>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項32>
前記加熱された金属源を少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと位置合わせさせることは、前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の出口ノズルから最大で1.9センチメートル以内に位置決めすることを含む、<項27>~<項29>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項33>
前記位置合わせは、前記加熱された金属源の配向を断続的に調整して、前記加熱された金属源と前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマとの位置合わせを維持することを含む、<項27>~<項32>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項34>
前記加熱された金属源の前記配向の前記断続的な調整は、前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマの上流に、かつその遠隔に位置決めされた枢動点を中心に前記加熱された金属源を枢動させることを含む、<項33>に記載の製造方法。
<項35>
前記位置合わせは、前記プラズマの上流にチャネルを画定するガイド部材を位置決めすることと、前記ガイド部材の前記チャネルを通して前記加熱された金属源を変位させることと、を含む、<項27>~<項34>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項36>
ガス源および液体源のうちの少なくとも1つによって前記ガイド部材を冷却することをさらに含む、<項33>に記載の製造方法。
<項37>
前記加熱された金属源の前記配向の前記断続的な調整は、前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマの上流に、かつその遠隔に位置決めされた枢動点を中心に前記加熱された金属源を枢動させることを含む、<項35>または<項36>に記載の製造方法。
<項38>
前記チャネルの出口は、前記プラズマの近接に位置決めされる、<項33>~<項36>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項39>
前記ガイド部材は、前記加熱された金属源の汚染を制限する、<項33>~<項36>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項40>
前記チャネルを画定する前記ガイド部材の内面は、非汚染材料で形成される、<項39>に記載の製造方法。
<項41>
前記チャネルを画定する前記ガイド部材の内面は、電気絶縁材料で形成される、<項39>または<項40>に記載の製造方法。
<項42>
抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱のうちの少なくとも1つによって前記加熱された金属源を加熱することをさらに含む、<項27>~<項41>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項43>
前記アトマイズは、約20未満のガス対金属比を使用することによって実行され、それにより、少なくとも80%の0~106ミクロン分布収率を有する金属粉末を得る、<項27>~<項41>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項44>
前記ガス対金属比は、約17未満である、<項43>に記載の製造方法。
<項45>
前記ガス対金属比は、約5~約15である、<項43>に記載の製造方法。
<項46>
前記ガス対金属比は、約5~約10である、<項43>に記載の製造方法。
<項47>
前記ガス対金属比は、約2~約10である、<項43>に記載の製造方法。
<項48>
前記ガス対金属比は、約10~約20である、<項43>に記載の製造方法。
<項49>
前記ガス対金属比は、約10~約15である、<項43>に記載の製造方法。
<項50>
前記得られた原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも90%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する、<項43>~<項49>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項51>
前記得られた原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも30%の0~75ミクロン粒径分布収率を有する、<項43>~<項49>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項52>
前記得られた原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも50%の0~45ミクロン分布収率を有する、<項43>~<項49>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項53>
前記得られた原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも60%の0~45ミクロン分布収率を有する、<項43>~<項49>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項54>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の少なくとも1つの個別ノズルから放出される、<項43>~<項53>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項55>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の複数の個別ノズルから放出され、前記個別ノズルは、前記加熱された金属源の周りに角度を付けて位置決めされる、<項43>~<項53>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項56>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の環状ノズルから放出される、<項43>~<項53>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項57>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、コバルト超合金、ニッケル超合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニオブ、ニオブ合金、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、酸素反応性金属、および窒素反応性金属のうちの1つから選択された少なくとも1つの部材を備える、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項58>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金から選択される、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項59>
前記加熱された溶融源は、チタン合金から選択される、<項26>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項60>
前記加熱された溶融源は、Ti-6Al-4Vである、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項61>
前記加熱溶融源は、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr、およびチタンアルミナイドから選択される、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項62>
前記加熱された溶融源は、非合金Tiグレード(例えば、グレード1、2、3、または4)、PdまたはRuで改質されたTi合金(例えば、グレード7、11、16、17、26、または27)、アルファ型およびニアアルファ型Ti合金(例えば、グレード6、9、12、18、28)、アルファ-ベータ型Ti合金(例えば、グレード5、23、または29)、およびニアベータ型およびベータ型Ti合金(例えば、グレード19または20)から選択される、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項63>
前記金属粉末は、反応性金属粉末である、<項27>~<項56>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項64>
アトマイズシステムであって、
金属源を加熱するための少なくとも1つの加熱システムと、
加熱した後の前記金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、プラズマと接触させるように構成された少なくとも1つのプラズマ源と、
前記少なくとも1つのプラズマ源の上流に位置決めされた位置合わせシステムであって、前記位置合わせシステムは、前記少なくとも1つのプラズマ源に対して前記金属源の配向を調整するように適合されている、位置合わせシステムと、を備える、アトマイズシステム。
<項65>
前記位置合わせシステムは、前記プラズマの上流のチャネルを画定するガイド部材を備え、前記チャネルは前記金属源の変位経路をさらに画定する、<項64>に記載のアトマイズシステム。
<項66>
前記位置合わせシステムは、前記ガイド部材を冷却するためのガス源および液体源のうちの少なくとも1つを受けるための入口をさらに備える、<項65>に記載のアトマイズシステム。
<項67>
前記チャネルの出口は前記プラズマの近接に位置決めされる、<項65>または<項66>に記載のアトマイズシステム。
<項68>
前記ガイド部材は、前記加熱された金属源の汚染を制限する、<項65>~<項67>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項69>
前記チャネルを画定する前記ガイド部材の内面は、電気絶縁材料で形成される、<項65>~<項68>のいずれかに記載のアトマイズシステム。
<項70>
前記ガイド部材の内面は、セラミックで形成される、<項65>~<項69>のいずれかに記載のアトマイズシステム。
<項71>
前記ガイド部材は、前記金属源を給送するための給送装置と前記プラズマとの間に実質的に延びる、<項65>~<項70>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項72>
前記位置合わせシステムは、前記金属源に連結された変位可能部材を備え、前記変位可能部材の変位は、前記プラズマに対する前記金属源の配向の変化を引き起こす、<項64>~<項71>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項73>
前記位置合わせシステムは、前記金属源に連結された枢軸をさらに備え、前記変位可能部材の前記変位は前記金属源の前記枢軸の周りの回転を引き起こし、それによって前記金属源の前記変化する配向を引き起こす、<項72>に記載のアトマイズシステム。
<項74>
前記少なくとも1つの加熱システムは、抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱から選択される、<項64>~<項73>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項75>
前記少なくとも1つの加熱システムは、前記ガイド部材の周りまたは内部に位置決めされた抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱から選択される、<項71>に記載のアトマイズシステム。
<項76>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の少なくとも1つの個別ノズルから放出される、<項64>~<項75>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項77>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の複数の個別ノズルから放出され、前記個別ノズルは、前記加熱された金属源の周りに角度を付けて位置決めされる、<項64>~<項75>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項78>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の環状ノズルから放出される、<項64>~<項75>のいずれか1項に記載のアトマイズシステム。
<項79>
プラズマアトマイズ金属粉末製造方法であって、
加熱された金属源を提供することと、
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズを引き起こすのに有効な条件下で、少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと接触させることと、を含み、それにより、ASTM B214に従って測定される、少なくとも80%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する原料金属粉末を得る、プラズマアトマイズ金属粉末製造方法。
<項80>
前記ガス対金属比は、約20未満である、<項79>に記載の製造方法。
<項81>
前記ガス対金属比は、約17未満である、<項79>に記載の製造方法。
<項82>
前記ガス対金属比は、約5~約15である、<項79>に記載の製造方法。
<項83>
前記ガス対金属比は、約2~約10である、<項79>に記載の製造方法。
<項84>
前記ガス対金属比は、約5~約10である、<項79>に記載の製造方法。
<項85>
前記ガス対金属比は、約10~約20である、<項79>に記載の製造方法。
<項86>
前記ガス対金属比は、約10~約15である、<項79>に記載の製造方法。
<項87>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも90%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項88>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも85%の0~75ミクロン粒径分布収率を有する、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項89>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも50%の0~45ミクロン粒径分布収率を有する、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項90>
前記原料金属粉末は、ASTM B214に従って測定される、少なくとも60%の0~45ミクロン粒径分布収率を有する、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項91>
前記加熱された金属源は、前記少なくとも1つのプラズマ源の頂点で前記プラズマと接触する、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項92>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の少なくとも1つの個別ノズルから放出される、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項93>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の複数の個別ノズルから放出され、前記個別ノズルは、前記加熱された金属源の周りに角度を付けて位置決めされる、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項94>
前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の環状ノズルから放出される、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項95>
前記加熱された金属源は、ワイヤ、ロッド、および溶融流から選択される、<項79>~<項86>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項96>
前記加熱された金属源は、抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱のうちの少なくとも1つによって加熱されたワイヤである、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項97>
前記加熱された金属源は、抵抗加熱、アーク放電、および誘導加熱のうちの少なくとも1つによって加熱されたロッドである、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項98>
前記加熱された金属源は、スカル溶融または水冷るつぼから得られた加熱された溶融流である、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項99>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、コバルト超合金、ニッケル超合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニオブ、ニオブ合金、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、酸素反応性金属、および窒素反応性金属のうちの1つから選択された少なくとも1つの部材を備える、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項100>
前記加熱された溶融源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金から選択される、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項101>
前記加熱された溶融源は、チタン合金から選択される、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項102>
前記加熱された溶融源は、Ti-6Al-4Vである、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項103>
前記加熱された溶融源は、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr、およびチタンアルミナイドから選択される、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項104>
前記加熱された溶融源は、非合金Tiグレード(例えば、グレード1、2、3、または4)、PdまたはRuで改質されたTi合金(例えば、グレード7、11、16、17、26、または27)、アルファ型およびニアアルファ型Ti合金(例えば、グレード6、9、12、18、28)、アルファ-ベータ型Ti合金(例えば、グレード5、23、または29)、およびニアベータ型およびベータ型Ti合金(例えば、グレード19または20)から選択される、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
<項105>
前記金属粉末は、反応性金属粉末である、<項79>~<項95>のいずれか1項に記載の製造方法。
Claims (13)
- プラズマアトマイズ化金属粉末製造方法であって、
加熱された金属源を少なくとも1つのプラズマ源のプラズマと位置合わせすること、及び
前記加熱された金属源を、前記加熱された金属源のアトマイズ化を引き起こすのに有効な条件下で前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと接触させること、を含み、
前記加熱された金属源の位置合わせは、前記加熱された金属源の配向を断続的に調整して、前記加熱された金属源と前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマとの位置合わせを維持することを含み、
前記アトマイズ化を実行し、ASTM B214-07(2011)にしたがって測定して、少なくとも80重量%の0~106ミクロン粒経分布収率を有する原料金属粉末を得る、プラズマアトマイズ化金属粉末製造方法。 - 前記位置合わせは、アトマイズ中、前記加熱された金属源を受け入れるガイド部材によって前記加熱された金属源を位置合わせすることを含み、前記位置合わせは、前記ガイド部材の配向を前記ガイド部材に連結された変位可能部材で調整することにより、前記加熱された金属源の配向を調整して、前記加熱された金属源と前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマとの位置合わせを維持することを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと位置合わせすることが、前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の、前記プラズマ源のせん断力が最も大きい、頂点で位置合わせすることを含む、請求項1又は請求項2に記載の製造方法。
- 前記プラズマアトマイズ化はアトマイズゾーンへの前記金属源の質量速度(Kg/s)に対して注入されるガスの単位時間当たりの質量(Kg/s)が20未満で実行される、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記金属源の質量速度(Kg/s)に対して注入される前記ガスの単位時間当たりの質量(Kg/s)は、17未満である、請求項4に記載の製造方法。
- 前記加熱された金属源は、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、コバルト超合金、ニッケル超合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ニオブ、ニオブ合金、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、およびタングステン合金のうちの1つから選択された少なくとも1つの部材を備え、前記加熱された金属源は、ワイヤ、ロッド、溶融流、またはこれらの組み合わせ、から選択される、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記金属源の質量速度(Kg/s)に対して注入されるガスの単位時間当たりの質量(Kg/s)は、10未満である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記原料金属粉末は、ASTM B214-07(2011)に従って測定される、少なくとも90重量%の0~106ミクロン粒径分布収率を有する、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記プラズマは、前記少なくとも1つのプラズマ源の複数の個別ノズルから放出され、前記個別ノズルは、前記加熱された金属源の周りに角度を付けて位置決めされる、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと位置合わせすることは、前記加熱された金属源を前記少なくとも1つのプラズマ源の出口ノズルから最大で5センチメートル以内に位置決めすることを含む、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記加熱された金属源を、前記少なくとも1つのプラズマ源の前記プラズマと接触させることは、前記加熱された反応性金属源とアトマイズガスを接触させることを含む、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記加熱された金属源を、10kg/hの質量給送速度で供給することを更に含む、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記プラズマアトマイズ化はアトマイズゾーンへの前記金属源の質量速度(Kg/s)に対して注入されるガスの単位時間当たりの質量(Kg/s)が17未満で実行され、
前記加熱された金属源は、チタン、チタン合金、ニッケル、又はニッケル超合金のうちの1つから選択された少なくとも1つの部材を備え、プラズマガス流が少なくとも300slmである、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の製造方法。
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