JPH01159307A - Manufacture of amorphous alloy powder containing nitride - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「技術分野」
本発明は、例えば粉末冶金法を用いた非晶質合金等の製
造に使用される窒化物含有非晶質合金粉末の製造法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a nitride-containing amorphous alloy powder used, for example, in producing an amorphous alloy using a powder metallurgy method.
「従来技術およびその問題点」
従来、金属溶湯に窒化物や炭化物の粉末を強制的に添加
し急冷することによって、非晶質母相中に窒化物や炭化
物の粒子を分散させた合金が得られることが知られてい
る。このような非晶質合金は、硬度が高く、耐腐食性に
優れるという非晶質金属の特性を備えると共に、分散し
た窒化物や炭化物によって硬度や耐摩耗性などの材料特
性がさらに向上する。"Prior art and its problems" Conventionally, alloys with nitride and carbide particles dispersed in an amorphous matrix have been obtained by forcibly adding nitride or carbide powder to molten metal and rapidly cooling it. It is known that Such an amorphous alloy has the characteristics of an amorphous metal such as high hardness and excellent corrosion resistance, and the material properties such as hardness and wear resistance are further improved by the dispersed nitrides and carbides.
しかしながら、上記のような製造方法では、金属溶湯中
に窒化物や炭化物の粉末を添加する際、比重の違い等（
こまって粉末を均一に分散させることが困難であった。However, in the above manufacturing method, when adding nitride or carbide powder to molten metal, differences in specific gravity, etc.
This made it difficult to uniformly disperse the powder.
また、窒化物などの粉末は、高価であるという問題点も
あった。Another problem is that powders such as nitrides are expensive.
また、窒化物や炭化物の粉末をガスにより金属溶湯中に
吹き込むことによって、粉末を金属溶湯中に強制的に分
散させる方法も試みられているが、製造工程が増えるこ
と（こよって製品コストがさらに高くなるという問題点
があった。In addition, attempts have been made to forcibly disperse nitride or carbide powder into the molten metal by blowing the powder into the molten metal using gas, but this method increases the number of manufacturing steps (and thus increases product costs). The problem was that it was expensive.
一方、材料特性の向上の目的からは、常に小さい粒径を
持つ粒子を均一に分散させることが要求されるのである
が、上記のような製造方法では、分散させるための富化
物や炭化物を別途製造しなければならず、このような小
さな粒径を持つ粉末の製造は一般に困難であった。On the other hand, for the purpose of improving material properties, it is always required to uniformly disperse particles with a small particle size, but in the above manufacturing method, enriched substances and carbides are separately added for dispersion. The production of powders with such small particle sizes has generally been difficult.
「発明の目的」
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、より簡
単な工程で、均−像細な組織を有する窒化物含有非晶質
合金粉末の製造法を提供することにある。"Objective of the Invention" In view of the problems of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a method for producing a nitride-containing amorphous alloy powder having a uniform and fine-grained structure using a simpler process. be.
「発明の構成Ｊ
本発明による窒化物含有非晶質合金粉末の製造法は、窒
化物形成可能な元素を含有する非晶質合金材料の溶湯を
５０ｋｑ／ｃｒｒｉ’以上の高圧窒素ガスにより粉末化
し、非晶質母相中に富化物が均一微細に分散した合金粉
末を得ることを特徴とする。"Structure of the Invention J The method for producing a nitride-containing amorphous alloy powder according to the present invention involves pulverizing a molten metal of an amorphous alloy material containing an element capable of forming nitrides with high-pressure nitrogen gas of 50 kq/crri' or more. , it is characterized by obtaining an alloy powder in which enriched substances are uniformly and finely dispersed in an amorphous matrix.
このように、窒化物形成可能な元素を含有する非晶質合
金材料の溶湯に窒素ガスを５０ｋｑ／ｃイ以上というこ
れまでにない高圧で吹き付けて粉末化することにより、
溶湯が急冷されて非晶質の組繊が形成されると共に、窒
化物を形成する元素が富化されて微細な窒化物が均一に
分散した合金粉末を得ることができる。そして、この合
金粉末を用いて粉末冶金法により製造した非晶質あるい
は結晶化した金属製品は、優れた耐摩耗性および靭性を
宵しており、工具材、軸受材などの耐摩耗材料や、高強
度耐食材料、耐熱材料などとして適している。In this way, by spraying nitrogen gas at an unprecedentedly high pressure of 50 kq/cm or more onto a molten metal of an amorphous alloy material containing elements that can form nitrides, the material is pulverized.
The molten metal is rapidly cooled to form an amorphous composite fiber, and an alloy powder in which nitride-forming elements are enriched and fine nitrides are uniformly dispersed can be obtained. Amorphous or crystallized metal products manufactured by powder metallurgy using this alloy powder have excellent wear resistance and toughness, and can be used as wear-resistant materials such as tool materials and bearing materials. Suitable as high-strength corrosion-resistant material, heat-resistant material, etc.
本発明において、窒化物形成可能な元素を含有する非晶
質合金材料としでは、富化物を形成する元素を含有し、
高圧窒素ガスを吹き付けて急冷したときに非晶質となる
合金組成でなければならない。この場合、窒化物形成元
素としでは、■、Ｃｒ、 Ｚｒ、Ｔｉ、 ＡＩ、Ｔａ、
Ｎｂ、 Ｈｆ、 Ｍｏがら選ばれた一種ま茫は二種以
上でなければならない。In the present invention, the amorphous alloy material containing an element capable of forming a nitride contains an element that forms an enrichment,
The alloy composition must be such that it becomes amorphous when rapidly cooled by blowing high-pressure nitrogen gas. In this case, the nitride-forming elements include ■, Cr, Zr, Ti, AI, Ta,
There must be two or more of the selected species among Nb, Hf, and Mo.
上記のような非晶質合金材料としでより好ましくは、α
１００−ｘ−ｙ−ｚ β、Ｃ，Ｍ、（ここでαはＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄからなる群より選ばれた一種または
二種以上の元素、βはＢ 、 Ｐ 、 Ｓｉ、 Ｇｅか
らなる群より選ばれた一種または二種以上の元素、Ｍは
窒化物形成可能な元素で、Ｖ 、 Ｃｒ、 ｌｒ、丁１
、Ａ１、Ｔａ、 Ｎｂ。More preferably, α is an amorphous alloy material as described above.
100-x-y-z β, C, M, (here α is Fe,
One or more elements selected from the group consisting of Co, Ni, and Pd; β is one or more elements selected from the group consisting of B, P, Si, and Ge; M is capable of forming a nitride elements such as V, Cr, lr, and 1
, A1, Ta, Nb.
Ｈｆ、 Ｍｏから選ばれた一種ま斧は二種以上の元素を
表わし、Ｘは１０〜３５原子％、ｙは２〜１５原子％、
２は２〜２５原子％である。）で示される合金材料であ
る。One or more elements selected from Hf and Mo represent two or more elements, X is 10 to 35 atomic%, y is 2 to 15 atomic%,
2 is 2 to 25 atomic %. ) is an alloy material shown in
本発明では、まず、上記に示す合金材料を高周波溶解炉
などを用いでルツボ内にて金属溶湯とし、ルツボ底部に
設けられた溶湯噴出用ノズルを通して流出し、落下させ
る。そして、噴出用ノズルから落下する溶湯流に対して
、例えば円形状にＲ１された多孔の噴霧化ノズルより、
窒素ガスを５０に９／ｃｒｎ’以上の圧力で吹き付けて
溶湯流を粉末化する。この場合、窒素ガスの噴出圧が５
０ｋｑ／ｃボ未溝では、溶湯中への窒素吸収が十分でな
く、効果的な窒化物量を形成させることができず、しか
も大きな急冷効果を賦与することができず、このために
所要の優れた特性を有する金属材料の製造が困難となる
。なお、本発明において、上記窒素ガスの噴出圧は、８
０〜１５０ ｋｇ／ｃｍ’とすることがざらに好ましい
。In the present invention, first, the alloy material shown above is made into a molten metal in a crucible using a high frequency melting furnace or the like, and the molten metal is flowed out through a molten metal spouting nozzle provided at the bottom of the crucible and allowed to fall. Then, for the molten metal flow falling from the jetting nozzle, a multi-hole atomization nozzle with a circular shape R1, for example,
The molten metal stream is pulverized by blowing nitrogen gas at a pressure of 9/crn' or higher. In this case, the injection pressure of nitrogen gas is 5
In the case of a 0 kq/c groove without a groove, nitrogen absorption into the molten metal is insufficient, and an effective amount of nitride cannot be formed, and furthermore, a large quenching effect cannot be imparted. It becomes difficult to manufacture metal materials with such characteristics. In addition, in the present invention, the ejection pressure of the nitrogen gas is 8
It is generally preferable to set it as 0-150 kg/cm'.
こうして製造された合金粉末は、高速で噴出する窒素ガ
スにより急冷されて非晶質となる。得られた粉末の組織
は、顕微鏡観察によってこの非晶質母材中に窒化物が微
細均一に分散していることを確認できる。なお、富化物
と共に炭化物も形成されるが、窒化物が多く含まれでい
る方がよい材料特性を得ることができる。また、本発明
の製造法によって形成される窒化物の量は、少なくとも
０．０５％以上の体積率である。The alloy powder thus produced is rapidly cooled by nitrogen gas ejected at high speed and becomes amorphous. Microscopic observation of the structure of the obtained powder reveals that nitrides are finely and uniformly dispersed in this amorphous matrix. Although carbides are also formed together with enrichments, better material properties can be obtained if more nitrides are included. Further, the amount of nitride formed by the manufacturing method of the present invention has a volume fraction of at least 0.05%.
本発明によって製造された合金粉末は、公知の粉末冶金
法により、優れた耐摩耗性と靭性を有する焼結製品とす
ることができる。粉末冶金法による製品化は、例えば上
記で得られた合金粉末を熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）
、ホットプレス（）ＩＰ）などの方法で金属塊とし、こ
の金属塊を鍛造し圧延する方法や、金属容器に合金粉末
を充填後、熱間押出しなど（こより成形する方法などに
より行なうことかできる。また、上記で得られた合金粉
末を圧縮成形し、これを焼結して製品化することもでき
る。さらに、これらの金属製品に、焼き入れや、焼きも
どしなどの熱処理を行なうことにより、非晶質のまま、
あるいは非晶質の一部あるいは全部を結品化して、所望
の特性を得ることもできる。The alloy powder produced according to the present invention can be made into a sintered product having excellent wear resistance and toughness by a known powder metallurgy method. For commercialization by powder metallurgy, for example, the alloy powder obtained above is subjected to hot isostatic pressing (HIP).
This can be done by forming a metal lump using a method such as hot pressing (IP), then forging and rolling the metal lump, or by filling a metal container with alloy powder and then hot extruding or other methods. .Also, the alloy powder obtained above can be compression molded and sintered to produce a product.Furthermore, by subjecting these metal products to heat treatment such as quenching and tempering, Remains amorphous,
Alternatively, desired characteristics can be obtained by crystallizing part or all of the amorphous material.
「発明の実施例」
第１図には、本発明を実施するための非晶質合金粉末製
造装置の一例が示されている。"Embodiments of the Invention" FIG. 1 shows an example of an amorphous alloy powder manufacturing apparatus for carrying out the present invention.
この合金粉末製造方法は、本体容器１１内に隔壁１２が
設けられ、上部に溶解チャンバー１３、下部に噴霧チャ
ンバー１４が形成されている。溶解チャンバー１３には
、合金材料の溶湯が注入されるルツボ１５が設置されで
おり、ルツボ１５で溶解された溶湯は、ルツボ１５底部
に設けられた溶湯噴出用ノズル１６を通して噴霧チャン
バー１４内に落下するようになっでいる。また、溶解チ
ャンバー１３には、内圧制御用のガス管２５が取付けら
れており、このガス管２５を通しで窒素ガスなどの気体
を導入することにより、ルツボ１５内の溶湯に適度な加
圧力を与え、溶湯噴出用ノズル１６から流出する溶湯の
量を調整できるようになっている。In this alloy powder manufacturing method, a partition wall 12 is provided in a main container 11, a dissolution chamber 13 is formed in the upper part, and a spray chamber 14 is formed in the lower part. A crucible 15 into which a molten alloy material is injected is installed in the melting chamber 13, and the molten metal melted in the crucible 15 falls into the spray chamber 14 through a molten metal spouting nozzle 16 provided at the bottom of the crucible 15. It's becoming like that. Further, a gas pipe 25 for internal pressure control is attached to the melting chamber 13, and by introducing gas such as nitrogen gas through the gas pipe 25, an appropriate pressure is applied to the molten metal in the crucible 15. The amount of molten metal flowing out from the molten metal spouting nozzle 16 can be adjusted.
噴霧チャンバー１４内の前記溶湯噴出用ノズル１６の周
囲には、第１次ガス噴出ノズル１７が設百され、この第
１次ガス噴出ノズル１７のやや下方には、第２次ガス噴
出ノズル１８が設置されている。A primary gas jetting nozzle 17 is installed around the molten metal jetting nozzle 16 in the spray chamber 14, and a secondary gas jetting nozzle 18 is installed slightly below the primary gas jetting nozzle 17. is set up.
第１次ガス噴出ノズル１７は、溶湯噴出用ノズル１６か
ら落下する溶湯に対して全周方向からガスを噴出するよ
うに円形配Ｈされたものからなっており、この噴出ガス
により溶湯は粉末化される。第第２次ガス噴出ノズル１
８は、同しく円形配ゴされたものからなっており、粉末
化された溶湯にガスを噴出しで、溶：ＪＡを冷却させる
。この第２次ガス噴出ノズル１８は、粉末化された溶湯
を冷却凝固させる作用および凝固粉末を噴霧チャンバー
１４内で飛散するのを防止して速やかにチャンバー底部
に移行させる作用を有するものである。また、第２次ガ
ス噴出ノズル１８の下方にさらに第３次ガス噴出ノズル
等を設け、多段の噴出ノズルを有する構造としで、−層
の冷却を与えることができる。なお、第２次以上の多段
ガス噴出ノズルは使用目的によ）で設置されるものであ
る。The primary gas ejection nozzle 17 is arranged in a circular manner so as to eject gas from the entire circumference toward the molten metal falling from the molten metal ejection nozzle 16, and the ejected gas turns the molten metal into powder. be done. Secondary gas jet nozzle 1
Reference numeral 8 is similarly arranged in a circular shape, and blows gas into the powdered molten metal to cool the molten JA. This secondary gas jetting nozzle 18 has the function of cooling and solidifying the powdered molten metal, and the function of preventing the solidified powder from scattering within the spray chamber 14 and quickly transferring it to the bottom of the chamber. Moreover, a tertiary gas ejection nozzle or the like is further provided below the secondary gas ejection nozzle 18, so that a structure having multi-stage ejection nozzles can be provided, thereby providing cooling in a negative layer. Note that the second or higher multi-stage gas ejection nozzles are installed depending on the purpose of use.
噴霧チャンバー１４の下部にはガス出口１９が設けられ
、このガス出口１９に循環管２０の一端が接続されであ
り、循Ｉ３管２０の他端は噴霧チャンバー１４の上部の
ガス人口２１に接続されている。したがって、噴霧チャ
ンバー１４内のガスは、ガス出口１９から循環管２０内
（こ流出し、循環管２０を通しでガス人口２１から再び
噴霧チャンバー１４内に循環されるようになっおり、凝
固粉末を運ヤかにチャンバー内より取出す作用を有して
いる。なお、循環管２０の経路には、サイクロン分級機
などからなる回収器２２）フロアなどからなる送風手段
２３か配置されでいる。なお、循環管２０の経路に、必
要に応してさらに噴出ガスを冷却する熱交換器２４等が
配置されていてもよい。A gas outlet 19 is provided at the bottom of the spray chamber 14, one end of a circulation pipe 20 is connected to this gas outlet 19, and the other end of the circulation pipe 20 is connected to a gas port 21 at the top of the spray chamber 14. ing. Therefore, the gas in the atomization chamber 14 flows out from the gas outlet 19 into the circulation pipe 20, and is circulated through the circulation pipe 20 from the gas port 21 into the atomization chamber 14 again to remove the solidified powder. The carrier has the function of taking out the air from inside the chamber.In addition, in the path of the circulation pipe 20, a collector 22, such as a cyclone classifier, and a blowing means 23, such as a floor, are arranged. Note that a heat exchanger 24 or the like may be arranged in the path of the circulation pipe 20 to further cool the ejected gas as necessary.
この装置を用いた本発明の合金粉末製造方法は、例えば
次のように実施される。まず、本体容器１１は図示しな
い真空ポンプなどを用いて真空排気された後、１気圧ま
で窒素ガスなどが導入される。そして、窒化物形成可能
な元素を含有する非晶質合金材料を、図示しない高周波
炉などを用いてルツボ内にて合圧溶湯とする。そして、
ガス管２５からざらに窒素ガスなどを溶解チャンバー１
３内に導入しでルツボ１５内の溶湯に適度な加圧力を与
え、溶湯を溶湯噴出用ノズル１６を通しで噴霧チャンバ
ー１４内に落下させる。そして、溶湯噴出用ノズル１６
から落下する溶湯流に対しで、第１次ガス噴出ノズル１
７から窒素ガスを５０ｋｑ／ｃｍ以上の圧力で噴出させ
、溶湯を粉末化する。ざらに、必要に応じで、第２次ガ
ス噴出ノズル１８がら同しく窒素ガスを噴出させ、粉末
化された溶湯を急冷固化させる。なお、第２次ガス噴出
ノズル１８から噴出させる窒素ガスの圧力は、上記のよ
うな高圧である必要はない。The method for producing alloy powder of the present invention using this apparatus is carried out, for example, as follows. First, the main body container 11 is evacuated using a vacuum pump or the like (not shown), and then nitrogen gas or the like is introduced to a pressure of 1 atmosphere. Then, the amorphous alloy material containing an element capable of forming a nitride is molten under pressure in a crucible using a high frequency furnace (not shown) or the like. and,
Roughly introduce nitrogen gas etc. from the gas pipe 25 into the dissolving chamber 1
3 and applies an appropriate pressure to the molten metal in the crucible 15, and the molten metal is dropped into the spray chamber 14 through the molten metal spouting nozzle 16. And the molten metal spouting nozzle 16
against the molten metal flow falling from the primary gas jet nozzle 1.
Nitrogen gas is ejected from No. 7 at a pressure of 50 kq/cm or more to powderize the molten metal. Roughly, if necessary, nitrogen gas is similarly ejected from the secondary gas ejection nozzle 18 to rapidly cool and solidify the powdered molten metal. Note that the pressure of the nitrogen gas ejected from the secondary gas ejection nozzle 18 does not need to be as high as described above.
一方、噴霧チャンバー１４内においては、循環管２０の
送風手段２３を作＠させ、ガス出口１９から循環管２０
ヲ通り、ガス入口２１から返送される循環気流を形成し
ておく。そして、前記で形成された合金粉末は、この気
流に乗ってガス出口１９から循環管２０内に導入され、
循環管２０の経路に配Ｍされたサイクロン分級機などの
回収器２２で回収される。On the other hand, inside the spray chamber 14, the air blowing means 23 of the circulation pipe 20 is operated, and the circulation pipe 20 is opened from the gas outlet 19.
A circulating air flow is formed through the gas inlet 21 and returned from the gas inlet 21. Then, the alloy powder formed above is introduced into the circulation pipe 20 from the gas outlet 19 on this air flow,
It is recovered by a recovery device 22 such as a cyclone classifier arranged in the path of the circulation pipe 20.
実施例
合金材料として下記の組成Ａ〜０の合金を使用し、これ
を下記の噴霧ガスで噴霧して窒化物含有合金粉末を製造
した。An alloy having the following composition A to 0 was used as an example alloy material, and this was atomized with the following atomizing gas to produce a nitride-containing alloy powder.
合金組成 噴霧ガス
Ａ； （ＦｅｅｓＣｒａＭＯａＰ＋３Ｃ＋ｏ）ｅｓＶ
ａ Ｎ２Ｂ； （ＦｅｅｏＣｒ８ＭＯａＰｒ
３Ｃ＋５）９ｅＶ４Ｎ２Ｃ； （ＦｅｓｏＣｒａＭＯ
ａＰ＋３Ｃ＋５）ｓｅＶａ ＡｒＤ； （Ｆ
ｅｓｏＣｒａＭＯ４Ｐ＋３（＋５）ｓｓＮｂ４Ｎ２合金
粉末の製造は、第１図の装Ｍを用いて次のような方法で
行なった。すなわち、各合金材料をルツボ１５内にで高
周波溶解炉によって加熱溶解する。この溶湯をざらに加
熱した徒、ガス管２５から窒素ガスを導入して溶解チャ
ンバー１３の内圧を所定の圧力に調整する。そして、ル
ツボ１５内の溶湯を、内径３ｍｍの溶湯噴出用ノズル１
６を通して、噴霧チャンバー１４内に落下させた。Alloy composition Spray gas A; (FeesCraMOaP+3C+o)esV
a N2B; (FeeoCr8MOaPr
3C+5)9eV4N2C; (FesoCraMO
aP+3C+5)seVa ArD; (F
The esoCraMO4P+3(+5)ssNb4N2 alloy powder was produced using the apparatus M shown in FIG. 1 in the following manner. That is, each alloy material is heated and melted in the crucible 15 using a high frequency melting furnace. After the molten metal is heated roughly, nitrogen gas is introduced from the gas pipe 25 to adjust the internal pressure of the melting chamber 13 to a predetermined pressure. Then, the molten metal in the crucible 15 is transferred to the molten metal spouting nozzle 1 having an inner diameter of 3 mm.
6 and dropped into the spray chamber 14.
こうして、溶湯噴出用ノズル１６がら落下する溶湯流に
対して、円形配置された第１次ガス噴出ノズル１７から
窒素ガス流を吹き付けて、溶湯を微粉化した。さらに、
微粉化された溶湯に対しで、第２次ガス噴出ノズル１８
からも窒素ガス流を吹き付（すた、こうして、溶湯は微
粉化され、急冷固化されで、合金粉末が形成された。In this way, a flow of nitrogen gas was sprayed from the circularly arranged primary gas ejection nozzle 17 onto the molten metal flow falling from the molten metal ejection nozzle 16, thereby pulverizing the molten metal. moreover,
For the pulverized molten metal, the secondary gas jet nozzle 18
In this way, the molten metal was pulverized and rapidly solidified to form an alloy powder.
一方、上記アトマイジングの際に、循環管２ｏの経路に
配置されたフロア２３１Ｆ！：作動させておき、噴霧チ
ャンバー１４内からガス出口１９に流入し、循環管２０
を通ってガス人口２１より噴霧チャンバー１４内に返送
される循環気流を形成しておいた。その結果、アトマイ
ジングにより形成された合金粉末は、上記循環気流に乗
ってガス出口１９より循環管２０内に流入し、循環管２
ｏの経路に配置されたサイクロン分級機からなる回収器
２２に回収された。On the other hand, during the above atomizing, the floor 231F placed in the path of the circulation pipe 2o! : Operate, gas flows from inside the spray chamber 14 to the gas outlet 19, and the circulation pipe 20
A circulating air flow was formed through which the gas supply 21 was returned to the atomization chamber 14. As a result, the alloy powder formed by atomizing flows into the circulation pipe 20 from the gas outlet 19 on the circulating airflow, and flows into the circulation pipe 20 through the gas outlet 19.
It was collected in a collector 22 consisting of a cyclone classifier arranged in the path of o.
上記において、各試料の粉末作成時の条件を第１表に示
す。Table 1 shows the conditions for preparing powder for each sample in the above.
また、得られた各合金粉末の各粒度における組織を第２
表に示す。In addition, the structure of each grain size of each obtained alloy powder was
Shown in the table.
第２表から、Ｎ２を噴霧しで製造した合金粉末では、炭
化物、窒化物が形成されていること、Ａｒを噴霧して製
造した合金粉末では、炭化物のみが形成されでいること
がわかる。また、一般に粒度が大きくなると、急冷効果
が減少することから、アモルファス組織となりにくいこ
とがわかる。From Table 2, it can be seen that carbides and nitrides are formed in the alloy powder produced by spraying N2, and only carbides are formed in the alloy powder produced by spraying Ar. Additionally, as the particle size increases, the quenching effect generally decreases, which makes it difficult to form an amorphous structure.
（以下、余白）
こうしで得られた合金粉末のＣｕ−にα線によるＸ線回
折チャートを第２図および第３図に示す。第２図は、組
成Ｃの合金材料をＡｒにより噴霧しで製造した合金粉末
であり、（ａ）は粒径３７〜４４ｕｍのもの、（ｂ）は
粒径２２５−３７ｕのもの、（ｃ）は粒径２５ｕｍ以下
のものを示している。第２図中、・はｖＣの位置を示し
ている。また、第３図は組成りの合金材料をＮ２により
噴霧して製造した合金粉末であり、（ａ）は粒径３７〜
４４ｕｍのもの、（ｂ）は粒径２５〜３７ｕ＋ｔ＋のち
の、（ｃ）は粒径２５ｕｍ以下のものを示している。第
３図中、マはＶ（Ｃ，Ｎ）の位Ｍを示している。(Hereinafter, blank space) X-ray diffraction charts of the alloy powder obtained by this process using α-rays are shown in FIGS. 2 and 3. Figure 2 shows alloy powders produced by spraying alloy material with composition C with Ar; (a) has a particle size of 37 to 44 um, (b) has a particle size of 225 to 37 um, and (c) indicates a particle size of 25 um or less. In FIG. 2, * indicates the position of vC. In addition, Fig. 3 shows an alloy powder produced by spraying an alloy material with a composition with N2, and (a) shows a particle size of 37 to
44 um, (b) shows a particle size of 25 to 37 u+t+, and (c) shows a particle size of 25 um or less. In FIG. 3, Ma indicates the digit M of V(C,N).
また、得られた合金粉末の金属組織を示す５００倍にお
ける顕微鏡写真を第４図および第５図に示す。第４図は
、組成Ｃの合金材料をＡｒにより噴霧しで製造した合金
粉末であり、第５図は、組成りの合金材料をＮ２により
噴霧して製造した合金粉末である。このように、噴霧ガ
スとしでＡｒを用いた第４図では、均一なアモルファス
金属の組織のみが見られるが、噴霧ガスとしてＮ２を用
いた第５図では、アモルファス金属の組織中に、Ｖ（Ｃ
，Ｎ）の白色球状粒子が微細均一に分布していることが
確認される。Furthermore, micrographs at 500 times magnification showing the metal structure of the obtained alloy powder are shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows an alloy powder produced by spraying an alloy material having a composition C with Ar, and FIG. 5 shows an alloy powder produced by spraying an alloy material having a composition C with N2. In this way, in FIG. 4 using Ar as the atomizing gas, only a uniform amorphous metal structure can be seen, but in FIG. 5 using N2 as the atomizing gas, V( C
, N) are confirmed to be finely and uniformly distributed.
さらに、組成Ｃの合金材料ＶＡｒにより噴霧しで製造し
た合金粉末と、組成りの合金材料壱Ｎ２により噴霧して
製造した合金粉末とについで、各粒径１こおけるとツカ
ース硬さ（ＤＰＮ）を測定した結果を第６図に示す。こ
のように、Ｎ２を噴霧することにより、窒化物を形成さ
せた非晶質合金粉末は、より高い硬度を有しでいること
わかる。Furthermore, for the alloy powder produced by spraying with the alloy material VAr of composition C and the alloy powder produced by spraying with the alloy material 1N2 of composition, the Tsukars hardness (DPN) was determined for each particle size of 1 particle. The measurement results are shown in Figure 6. Thus, it can be seen that the amorphous alloy powder in which nitrides are formed by spraying N2 has higher hardness.
ざらにまた、組成りの合金材料８Ｎ２により噴霧しで製
造した合金粉末を再溶解し、単ロール法により薄帯を作
成したもののＸ線回折チャートを第７図に示す。図にお
いて、マはバナジウムの炭窒化物、Ｖ（Ｃ，Ｎ）の位Ｍ
％示している。Furthermore, FIG. 7 shows an X-ray diffraction chart of an alloy powder produced by spraying with an alloy material having a composition of 8N2, which was remelted, and a ribbon was prepared by a single roll method. In the figure, M is vanadium carbonitride, and M is the position of V(C,N).
% is shown.
このよう１こ、窩化物は一般に融点が高いため、再溶解
によって分解せず、残存していることがわかる。この母
合金を使用しで、窒化物が均−微細に分散した非晶質合
金薄帯を作成する方法としでも適していることかわかる
。It can be seen that since the pitted material generally has a high melting point, it is not decomposed by re-dissolution and remains. It can be seen that this master alloy is also suitable as a method for producing an amorphous alloy ribbon in which nitrides are uniformly and finely dispersed.
［発明の効果Ｊ
以上説明したように、本発明によれば、窒化物形成可能
な元素を含宵する非晶質合金材料の溶湯％ ５０ｋｑ／
ｃｒｒｆ以上の高圧窒素ガスにより噴霧化して粉末とす
ることにより、多量の窒素ガスを溶湯中に吸収させるこ
とができ、簡単な工程で、非晶貢母相中に窒化物が均一
微細に分散した合金粉末を得ることができる。この合金
粉末は、非晶質金属の有する硬度が高く、耐腐食性に優
れるという特゛ｉｌ：を備えると共に、均一微細に形成
された窒化物によりさらに硬度が向上し、より優れた耐
摩耗性が得られる。したがって、この富化物含有非晶貢
合金粉末は、例えば粉末冶金法により製造する各種の高
強度材料として極めて有用なものである。[Effect of the Invention J As explained above, according to the present invention, the molten metal of the amorphous alloy material containing an element capable of forming nitrides % 50 kq/
A large amount of nitrogen gas can be absorbed into the molten metal by atomizing it into powder using high-pressure nitrogen gas at crrf or higher, and nitrides can be uniformly and finely dispersed in the amorphous matrix phase with a simple process. Alloy powder can be obtained. This alloy powder has the characteristics of high hardness of amorphous metal and excellent corrosion resistance, and the hardness is further improved by uniformly finely formed nitrides, resulting in better wear resistance. is obtained. Therefore, this enriched amorphous alloy powder is extremely useful as various high-strength materials manufactured by powder metallurgy, for example.
第１図は本発明を実施するための合金粉末製造装置の一
例を示す模式断面図、第２図（ａ）、（ｂ） 、（ｃ）
は組成Ｃの合金材料ｉＡｒにより噴霧しで製造した合金
粉末のＸ線回折チャート、第３図（ａ） 、 （ｂ）
、（ｃ）は組成りの合金材料＠ Ｎ ２により噴霧しで
製造した合金粉末のＸ線回折チャート、第４図は組成Ｃ
の合金材料をＡｒにより噴霧して製造した合金粉末の金
属組織を示す５００倍にあける顕微鏡写真、第５図は組
成りの合金材料をＮ２により噴霧しで製造した合金粉末
の金属組織を示す５００倍におけるＲ微鏡写真、第６図
は組成Ｃの合金材料をＡｒにより噴霧して製造した合金
粉末と、組成８の合金材料をＮ２により噴霧して製造し
た合金粉末とについで、各粒径におけるビッカース硬さ
（ＤＰＮ）を測定した結果を示す図、第７図は組成８の
合金材料をＮ２により噴霧しで製造した合金粉末を再溶
解し、単ロール法により薄帯を作成したもののＸ線回折
チャートである。
図中、１１は本体容器、１２は隔壁、１３は溶解チャン
バー、１４は噴霧チャンバー、１５はルツボ、１６は溶
湯噴出用ノズル、１７は第１次ガス噴出ノズル、１８は
第２次ガス噴出ノズル、１９はガス出口、２０は循環管
、２１はガス入口、２２は回収装置、２３は送風手段、
２４は熱交換器である。
２θ（ｄｅｇ）
第２図
２θ（ｄｅｇ）
第３図
第４図
第５図
手糸売ネ甫正書（方式）
１．事件の表示
昭和６２年特許願第１９２３６６号
２）発明の名称
窒化物含有非晶質合金粉末の製造法
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 宮城県仙台市上杉３丁目８番２２号氏名 増水
健 （他２名）
４、代理人
昭和６３年１２月７日（発送日；昭和６３年１２月２０
日）６６補正の対象
明細書の図面の簡単な説明の欄
７、補正の内容
（１）明細書第１８頁、下から第３〜２行の「第２図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）は」を「第２図は」と補正する。
（２）明細書第１８頁、最下行〜第１９頁、第１行の［
第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は」を「第３図は」と補
正する。
以上Fig. 1 is a schematic sectional view showing an example of an alloy powder manufacturing apparatus for carrying out the present invention, and Fig. 2 (a), (b), (c)
Figures 3(a) and 3(b) are X-ray diffraction charts of alloy powder produced by spraying with alloy material iAr of composition C.
, (c) is an X-ray diffraction chart of alloy powder produced by spraying with alloy material of composition @N2, and Figure 4 shows composition C.
Figure 5 is a micrograph magnified at 500 times showing the metallographic structure of an alloy powder produced by spraying an alloy material with the composition of The R microphotograph at magnification, Figure 6 shows the alloy powder produced by spraying the alloy material of composition C with Ar, and the alloy powder produced by spraying the alloy material of composition 8 with N2, each particle size Figure 7 shows the result of measuring the Vickers hardness (DPN) of the alloy material of composition 8, which was produced by spraying N2 to remelt the alloy powder and create a ribbon using the single roll method. This is a line diffraction chart. In the figure, 11 is the main container, 12 is the partition wall, 13 is the melting chamber, 14 is the spray chamber, 15 is the crucible, 16 is the molten metal jetting nozzle, 17 is the primary gas jetting nozzle, and 18 is the secondary gas jetting nozzle. , 19 is a gas outlet, 20 is a circulation pipe, 21 is a gas inlet, 22 is a recovery device, 23 is a blower means,
24 is a heat exchanger. 2θ (deg) Fig. 2 2θ (deg) Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Teitouri Neho Seisho (Method) 1. Description of the case Patent Application No. 192366 of 1988 2) Name of the invention Process for producing nitride-containing amorphous alloy powder 3, person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address 3-8 Uesugi, Sendai City, Miyagi Prefecture No. 22 Name: Ken Masumi (2 others) 4. Agent: December 7, 1988 (Delivery date: December 20, 1988)
Column 7 of the brief description of the drawings in the specification subject to the amendment (1) Page 18 of the specification, lines 3 to 2 from the bottom, "Figure 2 (
"a), (b), (c)" is corrected to "Figure 2 is". (2) Page 18, bottom line to page 19, first line of the specification [
"Fig. 3 (a), (b), (C)" is corrected to "Fig. 3 is". that's all
Claims (2)
の溶湯を５０ｋｇ／ｃｍ＾２以上の高圧窒素ガスにより
粉末化し、非晶質母相中に窒化物が均一微細に分散した
合金粉末を得ることを特徴とする窒化物含有非晶質合金
粉末の製造法。(1) An alloy in which nitrides are uniformly and finely dispersed in the amorphous matrix by pulverizing a molten amorphous alloy material containing an element capable of forming nitrides with high-pressure nitrogen gas of 50 kg/cm^2 or more A method for producing a nitride-containing amorphous alloy powder, characterized by obtaining a powder.
可能な元素を含有する非晶質合金材料として、α＿１＿
０＿０＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−＿ｚβ＿ｘＣ＿ｙＭ＿ｚ（
ここでαはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄからなる群より選ば
れた一種または二種以上の元素、βはＢ、Ｐ、Ｓｉ、Ｇ
ｅからなる群より選ばれた一種または二種以上の元素、
Ｃは炭素、Ｍは窒化物形成元素であるＶ、Ｃｒ、Ｚｒ、
Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏから選ばれた一種
または二種以上の元素を表わし、ｘは１０〜３５原子％
、ｙは２〜１５原子％、ｚは２〜２５原子％である。）
で示される合金材料を使用する窒化物含有非晶質合金粉
末の製造法。(2) In claim 1, the amorphous alloy material containing the nitride-forming element is α_1_
0_0_-_x_-_y_-_zβ_xC_yM_z(
Here, α is one or more elements selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, and Pd, and β is B, P, Si, and G.
One or more elements selected from the group consisting of e,
C is carbon, M is a nitride forming element V, Cr, Zr,
Represents one or more elements selected from Ti, Al, Ta, Nb, Hf, and Mo, and x is 10 to 35 atomic%
, y is 2 to 15 atom %, and z is 2 to 25 atom %. )
A method for producing a nitride-containing amorphous alloy powder using an alloy material shown in
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192366A JPH089724B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Nitride-containing amorphous alloy powder and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192366A JPH089724B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Nitride-containing amorphous alloy powder and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159307A true JPH01159307A (en) | 1989-06-22 |
| JPH089724B2 JPH089724B2 (en) | 1996-01-31 |
Family
ID=16290086
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62192366A Expired - Lifetime JPH089724B2 (en) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | Nitride-containing amorphous alloy powder and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089724B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006034054A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Belashchenko Vladimir E | Deposition system, method and materials for composite coatings |
| CN110983144A (en) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 中国科学院金属研究所 | Nitride reinforced high-entropy alloy and preparation method thereof |
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| JPS575842A (en) * | 1980-05-13 | 1982-01-12 | Asea Ab | Manufacture of ferrite-austenite stainless steel |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP62192366A patent/JPH089724B2/en not_active Expired - Lifetime
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| CN110983144A (en) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 中国科学院金属研究所 | Nitride reinforced high-entropy alloy and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH089724B2 (en) | 1996-01-31 |
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