JPH05345906A - 連続粉末製造装置 - Google Patents
連続粉末製造装置Info
- Publication number
- JPH05345906A JPH05345906A JP8423492A JP8423492A JPH05345906A JP H05345906 A JPH05345906 A JP H05345906A JP 8423492 A JP8423492 A JP 8423492A JP 8423492 A JP8423492 A JP 8423492A JP H05345906 A JPH05345906 A JP H05345906A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- roll
- rolls
- powder
- metallic powder
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ロール間隙を安定して一定に維持
する比較的簡易な装置で、粉末粒径の揃った結晶質ある
いは非晶質の合金粉末を連続して製造できる装置を提供
する。 【構成】 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有
する一対のロール表面に溶融金属をノズルを経由して落
下供給し、該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、凝
固させて金属粉末とする金属粉末の製造に使用する装置
であって、一方または両方の冷却ロール表面の円周方向
の全周にわたりロール軸方向に平行な凹部を形成し、か
つ前記凹部を除いたロール表面部分が対向ロールの接触
部となるように構成したことを特徴とする連続粉末製造
装置。
する比較的簡易な装置で、粉末粒径の揃った結晶質ある
いは非晶質の合金粉末を連続して製造できる装置を提供
する。 【構成】 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有
する一対のロール表面に溶融金属をノズルを経由して落
下供給し、該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、凝
固させて金属粉末とする金属粉末の製造に使用する装置
であって、一方または両方の冷却ロール表面の円周方向
の全周にわたりロール軸方向に平行な凹部を形成し、か
つ前記凹部を除いたロール表面部分が対向ロールの接触
部となるように構成したことを特徴とする連続粉末製造
装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末の連続製造装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より合金粉末をアトマイズ法で製造
する技術は良く知られて種々の分野で採用されている。
また、結晶質および非晶質の合金粉末を双ロール法で製
造する技術は、１９８０年にＡ．Ｓｉｎｇｅｒ等により
開発されＰｏｗｄｅｒ Ｍｅ−ｔａｌｌｕｒｇｙ誌（１
９８０ Ｎｏ．２）で紹介されている。この技術派は、
Ｆｅ系合金あるいは銅のような融点の低い材料の金属粉
末を製造する際に、双ロール法を用い１５０rps で回転
している一対のロールのロール間隔を５０〜１５０μｍ
に設定し、そのロール間隙に溶湯を滴下することにより
直径１００μｍの金属粉末を製造することに成功したと
報告されている。。
する技術は良く知られて種々の分野で採用されている。
また、結晶質および非晶質の合金粉末を双ロール法で製
造する技術は、１９８０年にＡ．Ｓｉｎｇｅｒ等により
開発されＰｏｗｄｅｒ Ｍｅ−ｔａｌｌｕｒｇｙ誌（１
９８０ Ｎｏ．２）で紹介されている。この技術派は、
Ｆｅ系合金あるいは銅のような融点の低い材料の金属粉
末を製造する際に、双ロール法を用い１５０rps で回転
している一対のロールのロール間隔を５０〜１５０μｍ
に設定し、そのロール間隙に溶湯を滴下することにより
直径１００μｍの金属粉末を製造することに成功したと
報告されている。。
【０００３】また、特開昭５８−６９０７号、特開昭５
８−１５３７０８号、特開昭５８−１８９３０８号、特
開昭５８−１６６６０６号および実開昭５９−１０９７
２９号の各公報には、非晶質合金粉末を製造する方法と
して、回転する単一または双ロール周面に溶融金属を落
下させて溶融金属的に分断した後、凝固させるか、さら
に一定速度で回転する金属製回転体に衝突させることに
より急冷凝固し、最適サイズの微細合金粉末を得る方法
を開示しているが、双ロール法においてロール同士は、
間隔を有する状態に保持され鋳造される。
８−１５３７０８号、特開昭５８−１８９３０８号、特
開昭５８−１６６６０６号および実開昭５９−１０９７
２９号の各公報には、非晶質合金粉末を製造する方法と
して、回転する単一または双ロール周面に溶融金属を落
下させて溶融金属的に分断した後、凝固させるか、さら
に一定速度で回転する金属製回転体に衝突させることに
より急冷凝固し、最適サイズの微細合金粉末を得る方法
を開示しているが、双ロール法においてロール同士は、
間隔を有する状態に保持され鋳造される。
【０００４】しかしながら、これらの従来技術は何れも
ロール高速回転の駆動機構が複雑で、しかもロール同士
のキス部の間隔設定とその維持が鋳造中の振動や熱膨張
のために非常に困難な作業となる。勿論、ロール間隙は
間隙測定器で常時計測をしてはいるものの数十〜数百μ
ｍという狭い間隙を常に一定に維持することは、極めて
難しいと言う問題がある。
ロール高速回転の駆動機構が複雑で、しかもロール同士
のキス部の間隔設定とその維持が鋳造中の振動や熱膨張
のために非常に困難な作業となる。勿論、ロール間隙は
間隙測定器で常時計測をしてはいるものの数十〜数百μ
ｍという狭い間隙を常に一定に維持することは、極めて
難しいと言う問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
問題点を解決するものであって、比較的簡易な装置で粉
末粒径の揃った結晶質あるいは非晶質の合金粉末を製造
できる装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するものであって、比較的簡易な装置で粉
末粒径の揃った結晶質あるいは非晶質の合金粉末を製造
できる装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明は、粉末粒径の揃
った結晶質あるいは非晶質の合金粉末を製造できる手段
を種々改良を続けた結果、双ロール法における急冷凝固
鋳造法で溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有す
る一対のロール表面に溶融金属をノズルを経由して落下
供給し、該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、凝固
させて金属粉末とする金属粉末の製造に使用する装置で
あって、ロールキス部において一定の間隙が構成される
ように一方または両方の軸方向に、円周方向の全周にわ
たりロール軸方向に平行な所定深さの凹部を形成し、か
つ凹部を除いた部分が対向ロールの接触部となるように
構成したロールを配置したことを特徴とする連続粉末製
造装置である。
った結晶質あるいは非晶質の合金粉末を製造できる手段
を種々改良を続けた結果、双ロール法における急冷凝固
鋳造法で溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有す
る一対のロール表面に溶融金属をノズルを経由して落下
供給し、該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、凝固
させて金属粉末とする金属粉末の製造に使用する装置で
あって、ロールキス部において一定の間隙が構成される
ように一方または両方の軸方向に、円周方向の全周にわ
たりロール軸方向に平行な所定深さの凹部を形成し、か
つ凹部を除いた部分が対向ロールの接触部となるように
構成したロールを配置したことを特徴とする連続粉末製
造装置である。
【０００７】本発明においても、高速で回転している一
対のロール間に溶融金属を落下させ、その落下速度より
著しく速い周速度によって溶融金属を負圧にすることに
よりキャビテーションを発生させ、溶融金属を微細な溶
融金属粉に分断し、引続いてこれを高速回転している金
属製ドラムのような回転体に衝突させて臨界冷却速度以
上の速度で冷却させることは従来の技術と同様である。
しかしながら、この方法で目的とする整粒された微細金
属粉を得ることは厳格なロールの間隔の管理と熟練した
技術が必要であったが、本発明者は極めて簡便な手段で
目的とする微細金属粉を得ることができるものである。
すなわち、予めロールの何れか一方、もしくは両方のロ
ール表面の周方向に凹部を形成し、しかもロール間隔が
常に一定に維持されるようにロールの何れか一方、もし
くは両方のロール表面の一部に、好ましくはロール端部
に、ロール表面が直接コンタクトする部位（接触部）を
残しておくことで、何ら特別の計器あるいは装置を必要
とせずにロール間隔を一定に保持することが可能とな
り、微細なかつ均一な金属粉末を製造することができる
ようになった。
対のロール間に溶融金属を落下させ、その落下速度より
著しく速い周速度によって溶融金属を負圧にすることに
よりキャビテーションを発生させ、溶融金属を微細な溶
融金属粉に分断し、引続いてこれを高速回転している金
属製ドラムのような回転体に衝突させて臨界冷却速度以
上の速度で冷却させることは従来の技術と同様である。
しかしながら、この方法で目的とする整粒された微細金
属粉を得ることは厳格なロールの間隔の管理と熟練した
技術が必要であったが、本発明者は極めて簡便な手段で
目的とする微細金属粉を得ることができるものである。
すなわち、予めロールの何れか一方、もしくは両方のロ
ール表面の周方向に凹部を形成し、しかもロール間隔が
常に一定に維持されるようにロールの何れか一方、もし
くは両方のロール表面の一部に、好ましくはロール端部
に、ロール表面が直接コンタクトする部位（接触部）を
残しておくことで、何ら特別の計器あるいは装置を必要
とせずにロール間隔を一定に保持することが可能とな
り、微細なかつ均一な金属粉末を製造することができる
ようになった。
【０００８】本発明で使用するロールは、その表面の円
周方向に形成される凹部は、ロール軸方向に平行に約１
００μｍ程度深さに形成されれば良く、何れか一方、も
しくは両方のロール表面に形成される。もし、一方のロ
ールのみであれば、凹部は約１００μｍで十分である
が、両方のロールに形成する場合の凹部深さは、各ロー
ルの軸方向に平行にそれぞれ約５０μｍ程度あれば良
い。しかしこの深さは、限定されるものでなく、製造さ
れる金属粉末の粒度によりこの凹部の大きさが多少変更
されることは勿論である。また、金属粉末に分断し、必
要な粉末サイズの形成に必要な冷却速度は滴下された溶
湯を受ける高速回転するロールの回転速度、すなわち冷
却速度で得られるが、その周速度は、１ｍ/sec以上、好
ましくは数ｍ/secが必要である。使用される各ロールの
表面材料としては、溶融金属との関係から、溶湯の凝固
が起こりにくいような熱伝導性の悪い材料、例えばＺｒ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、または溶融金属が付着し
ずらい、いわゆる濡れ性の小さな材料、例えばカーボ
ン、ＢＮ、ＡｌＮ、ＺｒＢ2 等を用いることができる。
周方向に形成される凹部は、ロール軸方向に平行に約１
００μｍ程度深さに形成されれば良く、何れか一方、も
しくは両方のロール表面に形成される。もし、一方のロ
ールのみであれば、凹部は約１００μｍで十分である
が、両方のロールに形成する場合の凹部深さは、各ロー
ルの軸方向に平行にそれぞれ約５０μｍ程度あれば良
い。しかしこの深さは、限定されるものでなく、製造さ
れる金属粉末の粒度によりこの凹部の大きさが多少変更
されることは勿論である。また、金属粉末に分断し、必
要な粉末サイズの形成に必要な冷却速度は滴下された溶
湯を受ける高速回転するロールの回転速度、すなわち冷
却速度で得られるが、その周速度は、１ｍ/sec以上、好
ましくは数ｍ/secが必要である。使用される各ロールの
表面材料としては、溶融金属との関係から、溶湯の凝固
が起こりにくいような熱伝導性の悪い材料、例えばＺｒ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、または溶融金属が付着し
ずらい、いわゆる濡れ性の小さな材料、例えばカーボ
ン、ＢＮ、ＡｌＮ、ＺｒＢ2 等を用いることができる。
【０００９】
【実施例】図１に金属粉末を製造する装置の一例を示
す。坩堝１には目的とする溶融金属２が溶融状態で入っ
ており、坩堝の底の湯口からノズル３を通して、その下
方に設けられた一対のロール４ａ，４ｂに溶融金属が供
給される。ロール４ａ，４ｂは図示しない駆動装置によ
り高速回転されるようになっており、ノズル３は水冷ジ
ャケット５によって外部から水冷して損傷しない方法が
採られる。ロール４ａ，４ｂの下方に回転体７が設けら
れていて、ロール４ａ，４ｂで分断されたロール形状の
ものが用いられるが、溶融金属滴が衝突し急冷凝固可能
であれば形状は特定されるものではない。回転体７の下
方には、金属粉末８を収容する容器９が設けられる。金
属粉末の種類によっては、高い冷却速度が必要になる場
合もあるのでこの場合はロール４ａ，４ｂを強制冷却可
能に構成することが好ましい。従来のロール４ａ，４ｂ
は図２に示すように近接されて設けられているが、ロー
ル間隔Ｓは、極めて不安定であった。
す。坩堝１には目的とする溶融金属２が溶融状態で入っ
ており、坩堝の底の湯口からノズル３を通して、その下
方に設けられた一対のロール４ａ，４ｂに溶融金属が供
給される。ロール４ａ，４ｂは図示しない駆動装置によ
り高速回転されるようになっており、ノズル３は水冷ジ
ャケット５によって外部から水冷して損傷しない方法が
採られる。ロール４ａ，４ｂの下方に回転体７が設けら
れていて、ロール４ａ，４ｂで分断されたロール形状の
ものが用いられるが、溶融金属滴が衝突し急冷凝固可能
であれば形状は特定されるものではない。回転体７の下
方には、金属粉末８を収容する容器９が設けられる。金
属粉末の種類によっては、高い冷却速度が必要になる場
合もあるのでこの場合はロール４ａ，４ｂを強制冷却可
能に構成することが好ましい。従来のロール４ａ，４ｂ
は図２に示すように近接されて設けられているが、ロー
ル間隔Ｓは、極めて不安定であった。
【００１０】本発明では、上記ロール４ａ，４ｂにさら
に改良を加え、溶融金属から、所望の粉末サイズが得ら
れるようなロール間隔を予めロール表面の円周に与えて
おくものであって、図３および図４にその具体的形状を
示した。すなわち図３は、一方のロール４ｂのみその軸
方向中央部の全周にわたり凹部１０を形成し、軸方向両
端部に他ロール４ａとの接続部１１を設けてロールキス
部に一定間隔１２を与えた例を示し、図４は、両方のロ
ール４ａ，４ｂに凹部１０，１０′を形成し、必要間隔
１２を与えた例を示した。表１にＳｎ粉末の製造例を図
３および図４に示すロールを使用した本発明例と、図２
に示す通常のロール形状を使用した例とを比較して示
す。
に改良を加え、溶融金属から、所望の粉末サイズが得ら
れるようなロール間隔を予めロール表面の円周に与えて
おくものであって、図３および図４にその具体的形状を
示した。すなわち図３は、一方のロール４ｂのみその軸
方向中央部の全周にわたり凹部１０を形成し、軸方向両
端部に他ロール４ａとの接続部１１を設けてロールキス
部に一定間隔１２を与えた例を示し、図４は、両方のロ
ール４ａ，４ｂに凹部１０，１０′を形成し、必要間隔
１２を与えた例を示した。表１にＳｎ粉末の製造例を図
３および図４に示すロールを使用した本発明例と、図２
に示す通常のロール形状を使用した例とを比較して示
す。
【００１１】
【表１】
【００１２】ロール間の間隙は、本発明の４ａ，４ｂの
ロール、通常の何れの場合も１００ミクロンの間隔で設
定し、それぞれカーボン材質のロールを回転数１０，０
００rpm の高速回転させた。４ａ，４ｂのロール間を通
過したＳｎの溶融金属滴は高速で下向きに放出され、図
１に示す回転円筒体７の表面に衝突させて急冷してＳｎ
の粉末８とした。得られた結果は表１の通りであり、本
発明ロールの場合には微細な金属粉末が得られたのに対
し、通常のロールを使用した場合には、粒径も大きく、
しかも鋳造途中で中断し鋳造不能となった。
ロール、通常の何れの場合も１００ミクロンの間隔で設
定し、それぞれカーボン材質のロールを回転数１０，０
００rpm の高速回転させた。４ａ，４ｂのロール間を通
過したＳｎの溶融金属滴は高速で下向きに放出され、図
１に示す回転円筒体７の表面に衝突させて急冷してＳｎ
の粉末８とした。得られた結果は表１の通りであり、本
発明ロールの場合には微細な金属粉末が得られたのに対
し、通常のロールを使用した場合には、粒径も大きく、
しかも鋳造途中で中断し鋳造不能となった。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置は双ロ
ール法による微細金属粉末において単にロール形状を工
夫するという簡便な手段で操業注に何ら支障なく製造す
ることが可能であり、その効果は極めて大きいものであ
る。
ール法による微細金属粉末において単にロール形状を工
夫するという簡便な手段で操業注に何ら支障なく製造す
ることが可能であり、その効果は極めて大きいものであ
る。
【図１】金属粉末を製造する装置の一例を示す。
【図２】従来のロール形態を示す説明図である。
【図３】本発明のロール形態を示す説明図である。
【図４】本発明の他のロール形態を示す説明図である。
１ ：坩堝 ２ ：溶融金属 ３ ：ノズル ４ａ，４ｂ：ロール ６ ：溶融金属滴 ７ ：回転体 ８ ：金属粉
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層
を有する一対のロール表面に溶融金属をノズルを経由し
て落下供給し、該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断
し、凝固させて金属粉末とする金属粉末の製造に使用す
る装置であって、一方または両方の冷却ロール表面の円
周方向の全周にわたりロール軸方向に平行な凹部を形成
し、かつ前記凹部を除いたロール表面部分が対向ロール
の接触部となるように構成したことを特徴とする連続粉
末製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423492A JPH05345906A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 連続粉末製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423492A JPH05345906A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 連続粉末製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05345906A true JPH05345906A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=13824786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8423492A Withdrawn JPH05345906A (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 連続粉末製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05345906A (ja) |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP8423492A patent/JPH05345906A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |