JPH04276005A - 金属微粉末の製造方法 - Google Patents
金属微粉末の製造方法Info
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- JPH04276005A JPH04276005A JP3629891A JP3629891A JPH04276005A JP H04276005 A JPH04276005 A JP H04276005A JP 3629891 A JP3629891 A JP 3629891A JP 3629891 A JP3629891 A JP 3629891A JP H04276005 A JPH04276005 A JP H04276005A
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Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスアトマイズ法による
金属微粉末の製造方法に関する。
金属微粉末の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスアトマイズ法は、耐火物製の溶湯ノ
ズルから金属溶湯を細流状に流下させ、その溶湯流に対
して噴射ノズルより高速で噴射された噴霧ガスのジェッ
トを衝突させ、溶湯流を連続的に粉化して、金属粉末を
大量に製造する方法である。近年、急冷凝固による品質
向上、溶射用粉末等に対する要求から、微粉末が要望さ
れている。微粉化の好適な手段としては、特開昭６０−
２１１００２号公報に開示されているアトマイズ方法が
ある。この方法は第６図に示すように、溶湯ノズル２１
の先端部２２を逆円錐形状に形成し、そのノズル孔２３
の出口部２４の近傍周囲にガスジェットの噴射口２５を
設け、溶湯ノズル２１の先端部外周側面に沿ってジェッ
トを噴射し、溶湯ノズル２１から金属溶湯が流出すると
同時に粉化する噴霧方法である。かかる方法によると、
ジェットの粉化エネルギーの伝達効率が高くまたジェッ
トの噴射口に溶滴の沈着が生じにくいため、微粉化が達
成される。
ズルから金属溶湯を細流状に流下させ、その溶湯流に対
して噴射ノズルより高速で噴射された噴霧ガスのジェッ
トを衝突させ、溶湯流を連続的に粉化して、金属粉末を
大量に製造する方法である。近年、急冷凝固による品質
向上、溶射用粉末等に対する要求から、微粉末が要望さ
れている。微粉化の好適な手段としては、特開昭６０−
２１１００２号公報に開示されているアトマイズ方法が
ある。この方法は第６図に示すように、溶湯ノズル２１
の先端部２２を逆円錐形状に形成し、そのノズル孔２３
の出口部２４の近傍周囲にガスジェットの噴射口２５を
設け、溶湯ノズル２１の先端部外周側面に沿ってジェッ
トを噴射し、溶湯ノズル２１から金属溶湯が流出すると
同時に粉化する噴霧方法である。かかる方法によると、
ジェットの粉化エネルギーの伝達効率が高くまたジェッ
トの噴射口に溶滴の沈着が生じにくいため、微粉化が達
成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶湯ノ
ズル２１の先端部２２がノズル孔２３に対して鋭角状に
形成されているため、噴霧ガスのジェットによる冷却作
用が著しく、ノズル孔出口部２４において孔詰りが生じ
易い。特に、１０００℃を越える高融点金属に対して、
ガス圧を高くしてアトマイズする場合、この傾向が著し
い。
ズル２１の先端部２２がノズル孔２３に対して鋭角状に
形成されているため、噴霧ガスのジェットによる冷却作
用が著しく、ノズル孔出口部２４において孔詰りが生じ
易い。特に、１０００℃を越える高融点金属に対して、
ガス圧を高くしてアトマイズする場合、この傾向が著し
い。
【０００４】また、ジェットの噴射口の開口面積が小さ
いため、ジェットによる溶湯流の粉砕効果が柱状溶湯流
の中心部と外周部とで異なるため、生成粉末の粒度分布
幅が大き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、溶湯ノズルに孔詰りが生じにく
く、かつ粒度分布の狭い金属微粉末を製造することがで
きる方法を提供することを目的とする。
いため、ジェットによる溶湯流の粉砕効果が柱状溶湯流
の中心部と外周部とで異なるため、生成粉末の粒度分布
幅が大き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、溶湯ノズルに孔詰りが生じにく
く、かつ粒度分布の狭い金属微粉末を製造することがで
きる方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明の金属微粉末の製造方法は、溶湯ノズ
ルのノズル孔より流出した金属溶湯に噴霧ガスのジェッ
トを衝突させて金属溶湯を粉化し金属粉末を製造する方
法において、溶湯ノズルの先端部外周側面を逆円錐形状
の曲面で形成し、該側面に沿ってジェットを逆円錐形状
に噴出させ、ジェットの交差部における相互干渉により
生じた噴霧ガスの上昇流を溶湯ノズル先端面の中心部に
開口した溶湯ノズル孔から流出した金属溶湯に吹き付け
、該金属溶湯を溶湯ノズル先端面において放射方向に流
動する膜状の溶湯流とし、ノズル先端面の周縁において
前記溶湯流にジェットを衝突させて粉化することを発明
の構成とするものである。
になされた本発明の金属微粉末の製造方法は、溶湯ノズ
ルのノズル孔より流出した金属溶湯に噴霧ガスのジェッ
トを衝突させて金属溶湯を粉化し金属粉末を製造する方
法において、溶湯ノズルの先端部外周側面を逆円錐形状
の曲面で形成し、該側面に沿ってジェットを逆円錐形状
に噴出させ、ジェットの交差部における相互干渉により
生じた噴霧ガスの上昇流を溶湯ノズル先端面の中心部に
開口した溶湯ノズル孔から流出した金属溶湯に吹き付け
、該金属溶湯を溶湯ノズル先端面において放射方向に流
動する膜状の溶湯流とし、ノズル先端面の周縁において
前記溶湯流にジェットを衝突させて粉化することを発明
の構成とするものである。
【０００６】
【作用】金属溶湯は溶湯ノズルの先端面の中心部に開口
した溶湯ノズル孔より流出するので、ガスジェットがノ
ズル孔出口部を直接冷却しないため、溶湯ノズル孔を流
出する溶湯の冷却が防止され、高融点金属であっても孔
詰りが生じにくい。また、溶湯ノズル先端部の周縁より
逆円錐形状に噴射されたジェットは、交差部における相
互干渉により、交差部から溶湯ノズル孔出口部に指向す
る噴霧ガスの上昇流が生じる。一方、溶湯ノズル孔より
流出した金属溶湯は、前記上昇流が吹き付けられるため
、溶湯ノズル先端面に沿って放射方向に膜状に広がる溶
湯流を形成する。該溶湯流は、溶湯ノズルの先端面の周
縁において、溶湯ノズルの先端部外周側面に沿って噴出
されたガスジェットによって順次粉化される。溶湯流は
膜状となっており、またガスノズル孔の開口面積を大き
くとれ、ガスジェットの噴射量が増大するため、ジェッ
トによる粉砕 （微細化） 効果が大きく、微粉化のみ
ならず粒度分布の幅も狭くなり、均一粒度の微粉が容易
に得られる。
した溶湯ノズル孔より流出するので、ガスジェットがノ
ズル孔出口部を直接冷却しないため、溶湯ノズル孔を流
出する溶湯の冷却が防止され、高融点金属であっても孔
詰りが生じにくい。また、溶湯ノズル先端部の周縁より
逆円錐形状に噴射されたジェットは、交差部における相
互干渉により、交差部から溶湯ノズル孔出口部に指向す
る噴霧ガスの上昇流が生じる。一方、溶湯ノズル孔より
流出した金属溶湯は、前記上昇流が吹き付けられるため
、溶湯ノズル先端面に沿って放射方向に膜状に広がる溶
湯流を形成する。該溶湯流は、溶湯ノズルの先端面の周
縁において、溶湯ノズルの先端部外周側面に沿って噴出
されたガスジェットによって順次粉化される。溶湯流は
膜状となっており、またガスノズル孔の開口面積を大き
くとれ、ガスジェットの噴射量が増大するため、ジェッ
トによる粉砕 （微細化） 効果が大きく、微粉化のみ
ならず粒度分布の幅も狭くなり、均一粒度の微粉が容易
に得られる。
【０００７】
【実施例】本発明を実施するためのアトマイズ装置の噴
霧ノズル装置の一例を図１に示す。尚、アトマイズ装置
の他の部分の構造は従来と同様であり、溶湯ノズル３
の上部は金属溶湯を収容するタンディッシュ底部に装着
され、噴霧ノズル装置１ の下方には金属粉末や噴霧ガ
スを回収するためのアトマイズチャンバーが気密に設け
られる。
霧ノズル装置の一例を図１に示す。尚、アトマイズ装置
の他の部分の構造は従来と同様であり、溶湯ノズル３
の上部は金属溶湯を収容するタンディッシュ底部に装着
され、噴霧ノズル装置１ の下方には金属粉末や噴霧ガ
スを回収するためのアトマイズチャンバーが気密に設け
られる。
【０００８】噴霧ノズル装置１ は、内部に環状のガス
室５ を備えたノズル本体２ と、該本体２ の中央開
口部に貫通状に装着された溶湯ノズル３ とで構成され
ている。前記ガス室５ には高圧の噴霧ガスを供給する
ためのガス導入管６ が連通して設けられている。一方
、溶湯ノズル３ の先端部７ の外周側面８ は逆円錐
形状の曲面で形成され、先端面９ の中心部には溶湯ノ
ズル孔１０が開口している。また、ノズル本体２の内面
には、前記先端部外周側面８ に沿って開口したスリッ
ト状のガスノズル孔１１が形成されている。尚、ガスノ
ズル孔は図例に限らず、管状のノズル孔を有するノズル
チップの複数個をノズル本体２に環状に隣接配置して構
成してもよい。
室５ を備えたノズル本体２ と、該本体２ の中央開
口部に貫通状に装着された溶湯ノズル３ とで構成され
ている。前記ガス室５ には高圧の噴霧ガスを供給する
ためのガス導入管６ が連通して設けられている。一方
、溶湯ノズル３ の先端部７ の外周側面８ は逆円錐
形状の曲面で形成され、先端面９ の中心部には溶湯ノ
ズル孔１０が開口している。また、ノズル本体２の内面
には、前記先端部外周側面８ に沿って開口したスリッ
ト状のガスノズル孔１１が形成されている。尚、ガスノ
ズル孔は図例に限らず、管状のノズル孔を有するノズル
チップの複数個をノズル本体２に環状に隣接配置して構
成してもよい。
【０００９】タンディシュに収容された金属溶湯は図２
に示すように、溶湯ノズル３ を介し、そのノズル孔１
０より流下する。一方、ガス導入管６より導入された圧
縮性ガス（噴霧ガス） はガス室５ を経てガスノズル
孔１１より逆円錐形状のジェット１２として噴射される
。この際、溶湯ノズル先端部外周側面８ はガスガイド
面として機能する。ジェット１２の交差部１３において
、ジェット同士が干渉するため上昇流１４が生じ、これ
が溶湯ノズル孔１０より流出した溶湯に吹き付けられる
。このため、溶湯は、溶湯ノズル３ の先端面９ に沿
って膜状に付着しつつ放射方向に流動する溶湯流１５と
なり、先端面９ の周縁において、ジェット１２によっ
て粉砕される。尚、ジェット交差部１３において、ジェ
ット同士の干渉により上昇流１４を生じさせるには、ジ
ェット１２の交差角θは従来に比して大きい方がよく、
４５〜６０度程度とするのがよい。
に示すように、溶湯ノズル３ を介し、そのノズル孔１
０より流下する。一方、ガス導入管６より導入された圧
縮性ガス（噴霧ガス） はガス室５ を経てガスノズル
孔１１より逆円錐形状のジェット１２として噴射される
。この際、溶湯ノズル先端部外周側面８ はガスガイド
面として機能する。ジェット１２の交差部１３において
、ジェット同士が干渉するため上昇流１４が生じ、これ
が溶湯ノズル孔１０より流出した溶湯に吹き付けられる
。このため、溶湯は、溶湯ノズル３ の先端面９ に沿
って膜状に付着しつつ放射方向に流動する溶湯流１５と
なり、先端面９ の周縁において、ジェット１２によっ
て粉砕される。尚、ジェット交差部１３において、ジェ
ット同士の干渉により上昇流１４を生じさせるには、ジ
ェット１２の交差角θは従来に比して大きい方がよく、
４５〜６０度程度とするのがよい。
【００１０】本発明の効果を確認するため、溶湯ノズル
の先端面 （円形） の面積Ｓ１ とその中心部に開口
した溶湯ノズル孔 （円形） の面積Ｓ２ との比Ｓ１
／Ｓ２ を種々変えてＦｅ−４．５ ％Ｃ鋼をアトマ
イズした。アトマイズ条件は、ガス圧４．０ ＭＰａ
、ジェット交差角６０°とした。その効果を図３および
図４に示す。同図より、特に面積比Ｓ１ ／Ｓ２ を３
０以上にすることによって、平均粒径が２０μｍ 以下
で、しかも標準偏差が２．５ 以下と分布幅の狭い微粉
が得られることが分かる。
の先端面 （円形） の面積Ｓ１ とその中心部に開口
した溶湯ノズル孔 （円形） の面積Ｓ２ との比Ｓ１
／Ｓ２ を種々変えてＦｅ−４．５ ％Ｃ鋼をアトマ
イズした。アトマイズ条件は、ガス圧４．０ ＭＰａ
、ジェット交差角６０°とした。その効果を図３および
図４に示す。同図より、特に面積比Ｓ１ ／Ｓ２ を３
０以上にすることによって、平均粒径が２０μｍ 以下
で、しかも標準偏差が２．５ 以下と分布幅の狭い微粉
が得られることが分かる。
【００１１】次に、Ｆｅ−４．５ ％Ｃ鋼を使用し、溶
湯ノズルの先端面を２５φｍｍ、溶湯ノズル外径４．０
φｍｍとして、前記と同じアトマイズ条件でガスアト
マイズを実施した。その結果、得られた粉末の粒度分布
を図５に示す。 尚、同図には、比較のため従来例として特開昭６０−２
１１０２ 号公報に開示された噴霧ノズル装置を用いて
得られた結果 （同公報第３頁Ｆ） を併記した。同図
より、平均粒径は実施例が１５μｍ 、従来例が１７μ
ｍ でほぼ同程度であるが、標準偏差は実施例が２．５
、従来例が４．５ であった。本発明の粉末の粒度分
布幅は従来に対して １／２程度であり、粒径のそろっ
た均一性のある微粉が得られた。 尚、標準偏差は累積百分率の５０％径と８４％径の比を
いい、小さい値ほど粒径の均一性は高い。
湯ノズルの先端面を２５φｍｍ、溶湯ノズル外径４．０
φｍｍとして、前記と同じアトマイズ条件でガスアト
マイズを実施した。その結果、得られた粉末の粒度分布
を図５に示す。 尚、同図には、比較のため従来例として特開昭６０−２
１１０２ 号公報に開示された噴霧ノズル装置を用いて
得られた結果 （同公報第３頁Ｆ） を併記した。同図
より、平均粒径は実施例が１５μｍ 、従来例が１７μ
ｍ でほぼ同程度であるが、標準偏差は実施例が２．５
、従来例が４．５ であった。本発明の粉末の粒度分
布幅は従来に対して １／２程度であり、粒径のそろっ
た均一性のある微粉が得られた。 尚、標準偏差は累積百分率の５０％径と８４％径の比を
いい、小さい値ほど粒径の均一性は高い。
【００１２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の金属微粉末
の製造方法は、溶湯ノズル先端部の周縁から逆円錐形状
にガスジェットを噴射し、交差部における干渉により生
じた上昇流を溶湯ノズル孔出口部に吹き付け、溶湯を溶
湯ノズル先端面に沿って放射方向に流動する膜状の溶湯
流とし、これを先端面周縁でジェットによって粉化する
ので、溶湯ノズル先端部が冷却されにくいため孔詰りが
生じにくく、また溶湯の膜状化とガスジェットの噴射量
の増大により、微粉化のみならず粒度の均一化をも同時
に達成することができる。
の製造方法は、溶湯ノズル先端部の周縁から逆円錐形状
にガスジェットを噴射し、交差部における干渉により生
じた上昇流を溶湯ノズル孔出口部に吹き付け、溶湯を溶
湯ノズル先端面に沿って放射方向に流動する膜状の溶湯
流とし、これを先端面周縁でジェットによって粉化する
ので、溶湯ノズル先端部が冷却されにくいため孔詰りが
生じにくく、また溶湯の膜状化とガスジェットの噴射量
の増大により、微粉化のみならず粒度の均一化をも同時
に達成することができる。
【図１】本発明を実施するための噴霧ノズル装置の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の粉化状態を示す噴霧ノズル装置の要部
断面説明図である。
断面説明図である。
【図３】実施例に係る溶湯ノズル先端面の面積Ｓ１ と
溶湯ノズル孔断面積Ｓ２ との比Ｓ１ ／Ｓ２ と、製
造粉末の平均粒径との関係を示すグラフである。
溶湯ノズル孔断面積Ｓ２ との比Ｓ１ ／Ｓ２ と、製
造粉末の平均粒径との関係を示すグラフである。
【図４】実施例に係るＳ１ ／Ｓ２ 面積比と製造粉末
の標準偏差との関係を示すグラフである。
の標準偏差との関係を示すグラフである。
【図５】他の実施例に係る製造粉末の粒度分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】従来の噴霧ノズル装置の断面図である。
１ 噴霧ノズル装置
３ 溶湯ノズル
７ 溶湯ノズル先端部
９ 溶湯ノズル先端面
１２ ジェット
１３ ジェット交差部
１４ 上昇流
１５ 溶湯流
Claims (1)
- 【請求項１】 溶湯ノズルのノズル孔より流出した金
属溶湯に噴霧ガスのジェットを衝突させて金属溶湯を粉
化し金属粉末を製造する方法において、溶湯ノズルの先
端部外周側面を逆円錐形状の曲面で形成し、該側面に沿
ってジェットを逆円錐形状に噴出させ、ジェットの交差
部における相互干渉により生じた噴霧ガスの上昇流を溶
湯ノズル先端面の中心部に開口した溶湯ノズル孔から流
出した金属溶湯に吹き付け、該金属溶湯を溶湯ノズル先
端面において放射方向に流動する膜状の溶湯流とし、ノ
ズル先端面の周縁において前記溶湯流にジェットを衝突
させて粉化することを特徴とする金属微粉末の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3629891A JPH04276005A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 金属微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3629891A JPH04276005A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 金属微粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276005A true JPH04276005A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=12465910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3629891A Pending JPH04276005A (ja) | 1991-03-01 | 1991-03-01 | 金属微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04276005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104107919A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | 株洲火炬工业炉有限责任公司 | 一种高压水雾化喷嘴 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0441607A (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 金属粉末の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP3629891A patent/JPH04276005A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0441607A (ja) * | 1990-06-08 | 1992-02-12 | Honda Motor Co Ltd | 金属粉末の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104107919A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-10-22 | 株洲火炬工业炉有限责任公司 | 一种高压水雾化喷嘴 |
| CN104107919B (zh) * | 2013-04-16 | 2016-07-06 | 株洲火炬工业炉有限责任公司 | 一种高压水雾化喷嘴 |
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