JPH04136108A - 急冷凝固金属粉末の連続製造方法 - 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、金属溶湯を旋回移動する冷却液層中に噴射し
て金属粉末を製造する方法に関し、金属溶湯の粉末化か
ら脱液、乾燥まで連続的に処理することができる方法に
関するものである。

（従来の技術） 急冷凝固金属粉末は、結晶粒が微細で合金元素も過飽和
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。

前記急冷凝固金属粉末の好適な製造方法として、回転ド
ラム法がある。この方法は、第３図に示すように、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に熔融金属を噴射し、微
細に分断して急冷凝固粉末を得る方法である。同図にお
いて、６３は加熱用の高周波コイル６４が装着された噴
射ルツボであり、その下部側壁には噴射ノズル６５が開
設されている。

前記ルツボ６３内の熔融金属６６は、該ルツボ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６
５から噴出される。

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、脱水後、乾燥される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、回転ドラム法では、いわゆるバッチ式操
業となり、生産性が劣るうえ、粉末回収時に溶湯の噴射
も止めなければならないため、ノズルに孔詰りか生じ易
いという問題がある。また、金属溶湯の粉末化から乾燥
までの時間が長くなり、すなわち粉末が冷却液に接触し
ている時間が長く、粉末中の水素・酸素等のガス含有量
が増大し、粉末の押出時や押出材の熱処理時にガス欠陥
が生じ易くなるという問題がある。

本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、金属粉末の
連続生産が可能で、また粉末化から乾燥まで速やかに処
理することができる急冷凝固金属粉末の連続製造方法を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記問題を解決するためになされた本発明の製造方法は
、筒体２１の内周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３１を形
成し、該冷却液層３１の内周面側より金属溶湯を噴射し
、冷却液層３Ｉによって分断し冷却凝固させて金属粉末
を得、筒体２１より冷却液と共に流下した金属粉末を連
続的に脱液した後、続いて連続的に乾燥することを発明
の構成とするものである。

（作　用） 筒体２１の内周面に沿って噴出供給された冷却液は、筒
体内周面に沿って旋回しながら流下し、旋回時の遠心力
の作用でほぼ一定内径の冷却液層３１を形成する。この
冷却液層３１の内周面より金属溶湯を噴射供給すると、
溶湯は旋回流により分断されると共に急冷凝固され、粉
末となる。

この際、冷却液層３１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に一定の温度が容易に維持される
。このため、温度制御のために液面より冷却液を排出、
供給する必要がなく、液面には乱れは生じず、安定した
状態が維持される。それ故、冷却液層３１に噴射された
金属溶湯は常に一定状態の下で冷却液層３１中に注入、
分断され、−定温度の下で冷却凝固されるため、金属粉
末の品質が安定する。

冷却液層３１中の金属粉末は冷却液と共に旋回しながら
流下し、筒体２１の下端より排出されるので、金属粉末
の連続生産が可能となる。

更に、冷却液と共に排出された金属粉末は、連続的に脱
液され、続いて乾燥されるので、粉化から乾燥まで冷却
液と接触している期間が短かく、ガス成分の吸収が少な
い。

（実施例） 第１図は本発明を実施するための装置の全体構成を示し
ており、連続注湯装置ｌから送出された金属溶湯は、粉
化装置２、連続脱液機３および連続乾燥袋Ｗ４を経て製
品金属粉末とされる。

前記連続注湯袋Ｗ１は、耐火性断熱材で形成された本体
容器６を備え、該容器６には蓋体７により密閉自在とさ
れた金属溶湯供給口８が開設され、不活性ガス等の圧媒
供給管９、容器内溶湯の排出管１０が設けられており、
底部には誘導加熱用コイル１１を有する凹部１２が設け
られている。該コイル１１によって、容器６内の金属溶
湯１３は温度制御が行われ、圧媒供給管９より注入され
るアルゴンガス等の不活性ガスにより排出管ＩＯを介し
て粉化装置２へ圧送される。排出管１０は、断熱層の形
成やインダクションヒータ等の適宜の保温手段により保
温される。

前記粉化装置２は、旋回する冷却液層を形成するための
筒体２１と、冷却液層に金属溶湯を噴射供給するための
噴射ルツボ２２と、前記筒体２１に冷却液を供給するた
めのポンプ２６等の手段とを備えている。

前記筒体２１は、第２図に示すように、円筒状であり、
その上端には中心部に適宜大きさの開口２３を有する蓋
体２４が被着形成されており、上端部外周側には筒体内
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
冷却液噴出孔２５が設けられており、ポンプ２６の吐出
口に配管接続されている。

筒体２１の中間部内周面には冷却′ａ層の層厚調整用リ
ング２７がボルト２８によって着脱、交換自在に取り付
けられている。筒体２１の下端には液切り用の円筒状網
体２９が連設されており、その下端には漏斗体３０が取
り付けられている。

冷却液噴出孔２５から筒体２Ｉ内周面に沿って噴出され
た冷却液は、筒体２１内周面に沿って旋回しながら流下
すると共に旋回流の遠心力の作用で一定内径の冷却液層
３１を形成する。層厚調整用リング２７を乗り越えて流
下した冷却液は、遠心力の作用で網体２９より排出され
ると共に漏斗体３０に流入する。ｗ４体２９より排出さ
れた冷却液は、網体２９の外周に設けられたカバー３２
の底部よりタンク３３に回収される。タンク３３内の冷
却液はポンプ２６によって筒体２１に循環供給される。

尚、タンク３３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経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、−船釣に水が
使用される。

前記蓋体２４の上方には金属溶湯供給手段としての噴射
ルツボ２２が設けられており、その外周には加熱用コイ
ル３６が右同形成され、その底部にはノズル孔３７が開
設されている。噴射ルツボ２２には前記連続注湯装置１
から金属溶湯が圧送される。

前記連続脱液機３は、上方に拡径した回転ドラム４１を
偵え、該ドラム４１の中間部周壁は多数の細孔を有する
スクリーンプレートで形成され、内周面には脱水後の粉
末を上方へ送り出すための凸状リブ４２が多数形成され
ている。回転ドラム４１の外周面側には冷却液回収カバ
ー４３が設けられており、脱液された冷却液は、その底
部よりタンク３３に回収される。また、回転ドラム４１
の上部には金属粉未回収カバー４４が設けられ、排出シ
ュート４５が付設されている。

前記連続乾燥装置４は、多数の細孔を有する流動床４８
を有する乾燥容器４７と、該容器４７の上部より湿潤原
料を供給するためのロータリーフィーダーを有する供給
装置４９と、容器４７の下部より熱風を供給するための
熱風発生装置５０と、容器４７上部より排出した俳風よ
り微粉を捕取するためのサイクロン５１とを備えており
、容器４７の上部および下部側壁には排出管５２が付設
されている。

本発明を実施するには、先ずポンプ２６を作動させて、
筒体２１の内周面に高速旋回しながら流下する冷却液層
３１を形成する。

次に、筒体２１の上部に設けられた噴射ルツボ２２に連
続注湯装置１より金属溶湯を圧送し、ルツボ２２内の金
属溶湯３８をノズル孔３７より冷却液層３１内面に噴射
し、分断、急冷凝固させて粉末化する。

金属粉末は冷却液Ｎ３１を形成した冷却液と共に筒体２
１の下端開口より排出される。冷却液の大部分は、漏斗
体３０に流下するまでに、冷却液自体のもつ遠心力の作
用で網体２９によって分離排出される。漏斗体３０に流
下した金属粉末と冷却液は、引き続いて連続脱液機３に
供給され、遠心力の作用で脱液される。この際、前記網
体２９によって、処理物は一次脱液されているので、脱
液効率が良好である。

連続脱液機３の排出シュート４５より排出された湿潤金
属粉末は引き続いて連続乾燥装置４の供給装置４９へ投
入され、ロータリーフィーダーによって乾燥容器４７に
送り込まれる。容器４７内では流動床４８上に下から吹
き上げられる熱風によって流動層５３が形成されており
、湿潤金属粉末は、流動層５３中で熱風と激しく混合さ
れ、熱交換され、速やかに乾燥されて、通常オーバーフ
ローにより排出管５２を介して外部に取り出される。

尚、本発明を実施するに際して、連続注湯装置、連続脱
液機、連続乾燥装置は既述のものに限らず、市場に供給
されている適宜のものを使用することができる。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の急冷凝固金属粉末の連続製
造方法は、筒体の内周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、金属溶湯が注入される冷却液層の内周面
が安定し、冷却液層の温度も容易に均一に保持される。

そして、該冷却液層中に金属溶湯を噴射供給するので、
品質−定の急冷凝固粉末が連続的に生産され、生産性が
高く、噴射ノズルに孔詰りも生しない。また、冷却液と
共に流下された金属粉末は、連続的に脱液、乾燥される
ため、冷却液と接触する時間が短縮され、ガス含有量を
低減させることができ、押出等の加工時に生じるガス欠
陥の防止に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための金属粉末製造設備の全
体構成図、第２図は金属粉末を連続生産するための筒体
の断面図、第３図は従来の金属粉末製造装置の要部断面
図である。 ２１・・・筒体、３１・・・冷却液層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒体（２１）の内周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
   （３１）を形成し、該冷却液層（３１）の内周面側より
   金属溶湯を噴射し、冷却液層（３１）によって分断し冷
   却凝固させて金属粉末を得、筒体（２１）より冷却液と
   共に流下した金属粉末を連続的に脱液した後、続いて連
   続的に乾燥することを特徴とする急冷凝固金属粉末の連
   続製造方法。