JPH01149906A - 超急冷金属合金粉末製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶湯供給管付き噴出口部より溶湯を回転ディ
スク上に噴出させて、超急冷全屈合金粉末を製造する超
急冷金属合金粉末製造装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、金属合金粉末応用製品の中、熱間静水圧圧縮だよ
る機械部品成形、射出成形による複雑形状部品成形など
に使用する合金粉末として粒径が小さく、形状が球形と
なるものが、要求される様になってきた。金属粉末の製
造方法として、従来。

酸化物還元法、電解法、カーゴニル法、水（ガス）噴霧
法、上記回転ディスク法等、数多くの方法が開発されて
いる。この中で、上記の要求条件を満足させ得る可能性
のある方法として、水（ガス）噴霧法１回転ディスク法
などが考えられ得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の水（ガス）噴霧法による場合、噴出口部より噴出
される噴出流が、水（ガス）の噴霧層中に突入し、その
噴霧水（ガス）によって粉砕され。

噴霧金属合金として急冷される事を原理としているため
、噴出溶湯流を一定条件で粉砕することて困難がある。

即ち、製造される合・金粉末の平均粒径は１５〜２５μ
ｍと比較的小さいが、その粒度分布は数μｍから数１０
０μｍまで広い範囲に分布してしまうという欠点がある
。

他方、従来の回転ディスク法による合金粉末の製造の場
合には、湯粒の飛翔条件がほぼ一定しているため、粉砕
合金粉末の粒度分布は数μｍから約１５０μｍと比較的
狭い範囲で分布する反面、上記噴霧法と異なり、その平
均粒径は２０〜５０μｍと大きくなってしまうという欠
点がある。但し、他の長所として、ガス巻き込みによる
空孔、サテライトなどはない。

尚、先に述べた様に１合金射出成形による複雑形状部品
成形、熱間静水圧圧縮による機械部品成形などの成形精
度を上げるためには、形状をより球状に粒径はより小さ
く・空孔、サテライトなどをもたない様な合金粉末を用
いる事が必要である。

更にそれらの合金のもつ磁気機能特性を下げないために
粉末の表面酸化も防止しなければならないという煩さが
ある。

そこで９本発明の技術的課題は、従来の水（ガス）噴霧
法および回転ディスク法等による超急冷金属合金粉末の
製造方法の欠点に鑑みより品質のよい金属合金粉末を製
造する製造装置を提供することである。

換言すれば、粉体形状は球形、平均粒径１０μｍ以下、
そして、ガス巻き込みによる空孔が各粉本になく、サテ
ライトもない超急冷金属合金粉末を得ることを目標とす
る。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明によれば９合金溶湯を噴出する噴出口部と、該噴
出口部よυ噴出された合金溶湯を受けて。

湯粒として空中に飛散させる回転ディスクとを有する超
急冷金属合金粉末製造装置において、前記回転ディスク
は、実質的に、当該回転中心を基底部とするすりばち状
の形状を呈し、一方、当該回転ディスクだ対向し、前記
空中に飛散した湯粒に当接する位置に、湯粒粉砕板を設
けたことを特徴とする超急冷金属合金粉末製造装置が得
られる。

即ち１本発明は２回転デイスク法を基本とする事が９回
転ディスク法における唯一の欠点は先て述べた様だ製造
合金粉末の平均粒径が５０〜１００μｍと非常に大きい
と云う事である。これを１０μｍ以下にするだめの製造
技術を本発明は与える。

まず１本発明だよれば、溶湯噴出口部先端は例えば９回
転ディスク直上１０〜１闇の位置に固定される。又は、
上記噴出口部先端を回転ディスクの回転軸上よりずらし
て設置してもよい。溶湯は噴出口部より１例えば約０．
５〜２　’Ｑ　／　ｃｍ２の圧力で回転ディスク上に噴
出される。尚、噴出圧は噴出口径（０，５〜２．５φ瓢
）によって決定される。又。

必要合金粉末粒径の調整のため噴出圧を、加減してもよ
い。回転ディスクは１例えば１０４〜１１０５ｒｐの回
転数をもって回転させる。回転ディスク上に噴出された
溶湯は遠心力によって一坦上記回転ディスク上で膜状に
広がり１回転ディスク先端上より、一般に、平均粒径５
０〜１００μｍの湯粒として飛翔する。この湯粒を湯粒
粉砕板に当て、更に細かい湯粒に粉砕する。湯粒粉砕板
の機質は原則として、湯粒とぬれ性のよくないものが選
らばれる。

尚９回転ディスク及び湯粒粉砕板に上記溶湯及び湯粒は
熱を奪われない材質を用いたが湯粒の粉砕を微細化する
ことが多い。

これらの微細化された溶粒は、自身の表面張力で球形に
なり凝固し球状粉末となる。この場合。

製造合金の材質によっては高圧不活性噴霧ガスによって
飛翔湯粒を急冷凝固させないでもよい。但しアモルファ
ス合金粒末を製造する様な場合には。

上記高圧不活性噴霧ガスによる急冷が必要である。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図には２本発明に関係する噴出口部周辺の概略を示
す。まず、直径６σφのセラミックス製回転ディスク２
を約２．５　Ｘ　１０　　ｒｐｍの回転数をもって回転
させる。尚、第２図に示すとおり９回転ディスク２の傾
斜はθ＝７０°とする。

溶湯供給管１ｃ）内で溶解された７８．５％Ｎｉ　−Ｆ
ｅ合金溶湯を噴出させるために溶湯供給管１９内をＡｒ
ガスをもって０．８　ｋｉｉｌ　／　ｃｍ　の圧力で加
圧した。次に溶湯噴出制御板１７（カーピン・ス）　ツ
ｉＲ−）を打ち抜き溶湯噴出口部１より溶湯を高速回転
中の回転ディスク２に向けて噴出させる。該溶湯は回転
ディスク２に致達すると遠心力によって回転ディスク２
の中心近傍から２円周方向−＼膜状てなって移動し始め
る。該溶湯は回転ディスク２の先端又はその近傍より湯
粒となって飛翔する。この湯粒は回転ディスク２の上方
に対向するように設置されている湯粒粉砕板８に打ち当
り更に細かく粉砕され下方に向きを変えて飛散する。

該飛散湯粒は、それ自身の表面張力によって球状となり
、空中又は粉本製造容器（図示しない）に追突して急冷
凝固され超急冷金属合金粉末が得られる。

以上の工程を経て、　７８．５　％　Ｎｉ−Ｆｅ合金粉
末は製造された製造条件は次の通りである。

ディスク回転数２．５Ｘ１０ｒｐｍｗ溶湯噴出圧０、８
　ｋｇ／　ｃｍ　、溶湯温度１６００℃、溶湯先端噴出
温度１５８０１？、、溶湯噴出口径０．５φ閣、溶解量
１　ｋｇ／　ａｈ　、回転ディスク材質、ＢＮ（＋ｙク
ロンイトライド）又は黒鉛、シリコンナイトライド等。

回収された７　８．５　％　Ｎｉ−Ｆｅ合金粉末の平均
粒径約７μｍ形状は球形である。電顕観察の結果、ガス
巻き込みによる空孔なし、サテライトなし。

なお、ディスクの傾斜ば９０’＜θ≦７００ぐらいが望
ましいが、特に限定しない（材質等によって変化する） 〔発明の効果〕 以上の説明のとおり９本発明によれば１回転ディスク法
による従来の合金粉末の平均粒径は５０〜２００１１ｍ
と非常に大きかった。本発明によって。

平均・粒径１０μｍ以下の、然も巻き込みガスてよる空
孔をもたないサテライトのない品質の高い超急冷金属合
金の球状微粉末をつくる新しい技術が開発された。

また１本発明に於いては、高圧噴霧水（ガス）を用いな
くとも微粉末合金を製造する事が可能である非常に経済
的である。

該技術をもって、射出成形による複雑形状部品および熱
間静水圧成形による機械部品等のプリホーム、超電導半
導体材その他磁性および機能材等の新素材開発を可能な
らしめる事が出来る様だなった。

【図面の簡単な説明】

第１図には１本発明に係る実施例の超急冷金属合金粉末
製造装置の噴出口部周辺の原理模式図。 第２図は第１図に示した回転ディスクの拡大断面図であ
る。 １・・・溶湯噴出口部、２・・・セラミックス製回転デ
ィスク、３・・・回転軸、４・・・回転駆動部、５・・
・ディスク留めネジ、６・・・ディスク固定板、７・・
・誘導加熱リング、８・・・湯粒粉砕板、９・・・合金
粉末、１０・・・装置支持台、１１・・・噴出湯、１２
・・・耐熱性フィルタ、１３・・・金属溶湯、１４・・
・鋳塊、１５・・・高周波炉、１６・・・誘導加熱板、
１７・・・溶湯噴出制御板。 １８・・・溶湯供給管支持台、１９・・・溶湯供給管。 ２０・・・溶湯噴出棒、２１・・・熱電対、θ・・・慣
シ鉢状回転ディスク傾斜角度。 第２図　　第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、合金溶湯を噴出する噴出口部と、該噴出口部より噴
   出された合金溶湯を受けて、湯粒として空中に飛散させ
   る回転ディスクとを有する超急冷金属合金粉末製造装置
   において、前記回転ディスクは、実質的に、当該回転中
   心を基底部とするすりばち状の形状を呈し、一方、当該
   回転ディスクに対向し、前記空中に飛散した湯粒に当接
   する位置に、湯粒粉砕板を設けたことを特徴とする超急
   冷金属合金粉末製造装置。