JPH0665616A - 球状粉の製造方法とその製造装置 - Google Patents
球状粉の製造方法とその製造装置Info
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- JPH0665616A JPH0665616A JP23999092A JP23999092A JPH0665616A JP H0665616 A JPH0665616 A JP H0665616A JP 23999092 A JP23999092 A JP 23999092A JP 23999092 A JP23999092 A JP 23999092A JP H0665616 A JPH0665616 A JP H0665616A
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- Japan
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の噴霧法では製造困難な球状粉の製造
【構成】 雰囲気調整した耐熱性密閉容器の内部で高活
性物質を加熱溶融し、該融体をノズル孔から加圧ガスに
よって減圧下の非酸化性冷媒ガス中に噴霧することによ
り球状粉を製造する。 【効果】 希土類金属やその合金など従来の噴霧法によ
っては製造が困難であった物質の球状粉体を容易に製造
することができる。また上記製造装置は、構成が簡略で
あり小型であるので、安価に容易に組み立てることがで
きるので粉体の製造コストも低く抑えることができる。
性物質を加熱溶融し、該融体をノズル孔から加圧ガスに
よって減圧下の非酸化性冷媒ガス中に噴霧することによ
り球状粉を製造する。 【効果】 希土類金属やその合金など従来の噴霧法によ
っては製造が困難であった物質の球状粉体を容易に製造
することができる。また上記製造装置は、構成が簡略で
あり小型であるので、安価に容易に組み立てることがで
きるので粉体の製造コストも低く抑えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類元素またはその
合金などのように高活性のため高温度の融体を空気中に
噴霧して粉体を製造することができない物質の粉体を製
造する方法と装置に関する。
合金などのように高活性のため高温度の融体を空気中に
噴霧して粉体を製造することができない物質の粉体を製
造する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】金属や金属酸化物などの粉末を
製造する方法として、金属融体などを気体または液体の
冷媒中に噴霧して冷却凝固させることにより金属粉体を
製造する噴霧法が従来知られている。この噴霧法は球状
粉の製造に適し、また粒径の揃った粉体が得られる利点
がある。噴霧法にはエネルギーの加え方によって遠心噴
霧法、ガスアトマイズ法などが知られている。遠心噴霧
法は遠心力によって金属融体を噴霧し粉体とする方法で
あり、またガスアトマイズ法は高速で噴射されるガス中
に金属融体を滴下または吹出して冷却凝固する際に微粉
化する方法である。これらの方法は粒径が数μm〜１０
０μm 程度の粉体を製造するのに適するが、可動部を有
し、かつ広い冷却空間を必要とするので装置構成が大型
化し、また装置が高価なため製造コストが嵩む問題があ
る。とくに、希土類元素やチタン、アルミニウムなどの
高活性な金属は空気中に噴霧すると発火する虞があり、
また各種合金、ハロゲン化物などの酸化や吸湿を避ける
必要があるものは何れも空気中の噴霧を行うことができ
ず、不活性ガス雰囲気中で噴霧しなければならないの
で、雰囲気調整の付属設備が必要であり装置構成が一層
大型化する問題がある。
製造する方法として、金属融体などを気体または液体の
冷媒中に噴霧して冷却凝固させることにより金属粉体を
製造する噴霧法が従来知られている。この噴霧法は球状
粉の製造に適し、また粒径の揃った粉体が得られる利点
がある。噴霧法にはエネルギーの加え方によって遠心噴
霧法、ガスアトマイズ法などが知られている。遠心噴霧
法は遠心力によって金属融体を噴霧し粉体とする方法で
あり、またガスアトマイズ法は高速で噴射されるガス中
に金属融体を滴下または吹出して冷却凝固する際に微粉
化する方法である。これらの方法は粒径が数μm〜１０
０μm 程度の粉体を製造するのに適するが、可動部を有
し、かつ広い冷却空間を必要とするので装置構成が大型
化し、また装置が高価なため製造コストが嵩む問題があ
る。とくに、希土類元素やチタン、アルミニウムなどの
高活性な金属は空気中に噴霧すると発火する虞があり、
また各種合金、ハロゲン化物などの酸化や吸湿を避ける
必要があるものは何れも空気中の噴霧を行うことができ
ず、不活性ガス雰囲気中で噴霧しなければならないの
で、雰囲気調整の付属設備が必要であり装置構成が一層
大型化する問題がある。
【０００３】
【発明の解決課題】本発明は、従来の製造方法および製
造装置における上記問題を解決した製造法と装置を提供
することを目的とし、粒径の調整が容易であり、かつ従
来の単純な噴霧法では製造困難な粒径０．１〜１mm程度
の粉体を容易に製造できる方法を提供すると共にその方
法を実施する装置であって構成が簡単で小型化し易い製
造装置を提供する。
造装置における上記問題を解決した製造法と装置を提供
することを目的とし、粒径の調整が容易であり、かつ従
来の単純な噴霧法では製造困難な粒径０．１〜１mm程度
の粉体を容易に製造できる方法を提供すると共にその方
法を実施する装置であって構成が簡単で小型化し易い製
造装置を提供する。
【０００４】
【課題の解決手段：発明の構成】本発明によれば、雰囲
気調整した耐熱性密閉容器の内部で高活性物質を加熱溶
融し、該融体をノズル孔から加圧ガスによって非酸化性
冷媒ガス中に噴霧することを特徴とする球状粉の製造方
法が提供される。また、本発明によれば、縦長の密閉容
器と、該密閉容器の内部上方に設けた融体貯溜部と、該
貯溜部の下端に設けた融体の噴霧ノズルと、該貯溜部に
加圧ガスを導入する供給管路と、該密閉容器内部のノズ
ル下方から容器底部に至る冷却空間と、該冷却空間に冷
媒ガスを導入する供給管路および該冷却空間を減圧する
吸引管路と、該密閉容器底部の着脱自在な粉体回収部と
を有することを特徴とする球状粉の製造装置が提供され
る。
気調整した耐熱性密閉容器の内部で高活性物質を加熱溶
融し、該融体をノズル孔から加圧ガスによって非酸化性
冷媒ガス中に噴霧することを特徴とする球状粉の製造方
法が提供される。また、本発明によれば、縦長の密閉容
器と、該密閉容器の内部上方に設けた融体貯溜部と、該
貯溜部の下端に設けた融体の噴霧ノズルと、該貯溜部に
加圧ガスを導入する供給管路と、該密閉容器内部のノズ
ル下方から容器底部に至る冷却空間と、該冷却空間に冷
媒ガスを導入する供給管路および該冷却空間を減圧する
吸引管路と、該密閉容器底部の着脱自在な粉体回収部と
を有することを特徴とする球状粉の製造装置が提供され
る。
【０００５】本発明は高活性物質の球状粉体を製造する
ものであり、本発明の高活性物質には、希土類金属、チ
タン、アルミニウム、およびこれらの合金などのように
高温下で急激に酸化するものや、吸湿を防止する必要の
ある物資が含まれる。具体的にはEr-Ni 、Ho-Er-Ru合金
などに好適に適用される。
ものであり、本発明の高活性物質には、希土類金属、チ
タン、アルミニウム、およびこれらの合金などのように
高温下で急激に酸化するものや、吸湿を防止する必要の
ある物資が含まれる。具体的にはEr-Ni 、Ho-Er-Ru合金
などに好適に適用される。
【０００６】上記高活性物質を雰囲気調整した耐熱性密
閉容器の貯溜部に封入し、この部分を融点以上に加熱し
て溶融する。この融体貯溜部に加圧ガスを導入し、該融
体を貯溜部の下端に設けたノズル孔から容器下方に向か
って噴射する。容器内部の雰囲気調整用ガスおよび加圧
ガスとしては、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが
用いられる。なお、通常はアルゴンガスを用いるが、冷
却速度を速くするためにはヘリウムガスを用いることが
有効である。また、窒素、酸素などを微量に混合するこ
とによって表面皮膜を形成させることもできる。
閉容器の貯溜部に封入し、この部分を融点以上に加熱し
て溶融する。この融体貯溜部に加圧ガスを導入し、該融
体を貯溜部の下端に設けたノズル孔から容器下方に向か
って噴射する。容器内部の雰囲気調整用ガスおよび加圧
ガスとしては、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが
用いられる。なお、通常はアルゴンガスを用いるが、冷
却速度を速くするためにはヘリウムガスを用いることが
有効である。また、窒素、酸素などを微量に混合するこ
とによって表面皮膜を形成させることもできる。
【０００７】ノズル孔の口径は、融体の組成、粉体の目
標粒径などの製造条件に応じて各々決定される。粉体の
平均粒径は主にノズル孔の口径に依存しており、融体の
物性（密度など）やノズル材と融体の濡れなどにもよる
が、ノズル孔の口径の２倍より１００〜４００μm 程度
大きな値になる。なお、このとき加圧ガスの圧力は、融
体が連続的に噴出する条件内では平均粒径にはあまり影
響しない。一例として、粒径０．２〜１mmの希土類金属
またはその合金の球状粉体を製造するには、直径０．０
５〜０．４mmの円形のノズル孔を有するノズルを用い５
kg／cm2 以下の加圧ガスを導入する。該ノズルは融体の
加熱温度に耐える材質が用いられる。具体的には、希土
類金属またはその合金などのように融点が約８００〜約
１８００℃に及ぶものは高融点金属のタングステン製の
ノズルが用いられる。
標粒径などの製造条件に応じて各々決定される。粉体の
平均粒径は主にノズル孔の口径に依存しており、融体の
物性（密度など）やノズル材と融体の濡れなどにもよる
が、ノズル孔の口径の２倍より１００〜４００μm 程度
大きな値になる。なお、このとき加圧ガスの圧力は、融
体が連続的に噴出する条件内では平均粒径にはあまり影
響しない。一例として、粒径０．２〜１mmの希土類金属
またはその合金の球状粉体を製造するには、直径０．０
５〜０．４mmの円形のノズル孔を有するノズルを用い５
kg／cm2 以下の加圧ガスを導入する。該ノズルは融体の
加熱温度に耐える材質が用いられる。具体的には、希土
類金属またはその合金などのように融点が約８００〜約
１８００℃に及ぶものは高融点金属のタングステン製の
ノズルが用いられる。
【０００８】容器内部のノズル下方から容器底部に至る
冷却空間には冷媒ガスを供給し、通常は減圧に保つ。通
常、冷媒ガスとしては加圧ガスと同一のガスが用いられ
る。冷却空間の圧力は０．１〜１．０気圧程度の減圧下
に保たれる。冷却空間の圧力を高くすると冷却速度を速
くすることができるが、圧力を高め過ぎると空気抵抗が
大きくなり融体が円滑に分裂できなくなって球状粉が生
成し難くなるので、０．１〜１．０気圧程度が適当であ
る。ノズル孔から冷却空間に向かって噴霧された融体は
冷却空間を通過する間に冷却凝固し、粉体となって容器
底部に溜まる。
冷却空間には冷媒ガスを供給し、通常は減圧に保つ。通
常、冷媒ガスとしては加圧ガスと同一のガスが用いられ
る。冷却空間の圧力は０．１〜１．０気圧程度の減圧下
に保たれる。冷却空間の圧力を高くすると冷却速度を速
くすることができるが、圧力を高め過ぎると空気抵抗が
大きくなり融体が円滑に分裂できなくなって球状粉が生
成し難くなるので、０．１〜１．０気圧程度が適当であ
る。ノズル孔から冷却空間に向かって噴霧された融体は
冷却空間を通過する間に冷却凝固し、粉体となって容器
底部に溜まる。
【０００９】次に本発明の方法を実施する製造装置を図
１に示す実施例に従って説明する。図１は上記製造装置
の概略断面図である。製造装置１０は上下に伸びた気密
な耐熱性の炉心管（密閉容器）１１を有し、該炉心管１
１の上部外周には加熱炉１２が設けられている。炉心管
１１の内部上方には原料を装入する貯溜部１３が設けら
れている。該貯溜部１３の下端にはタングステン製のノ
ズル１４が装着されており、該ノズル１４の下端には炉
心管１１の底部に向かってノズル孔１５が穿設されてい
る。一方、炉心管１１の上端には冷却ジャケット１６が
該上端外周を囲むように装着されている。炉心管１１の
ノズル１４から底部１７に至る部分は冷却空間１８であ
り、底部１７はここに溜まった粉体を取り出すために着
脱自在に装着されている。
１に示す実施例に従って説明する。図１は上記製造装置
の概略断面図である。製造装置１０は上下に伸びた気密
な耐熱性の炉心管（密閉容器）１１を有し、該炉心管１
１の上部外周には加熱炉１２が設けられている。炉心管
１１の内部上方には原料を装入する貯溜部１３が設けら
れている。該貯溜部１３の下端にはタングステン製のノ
ズル１４が装着されており、該ノズル１４の下端には炉
心管１１の底部に向かってノズル孔１５が穿設されてい
る。一方、炉心管１１の上端には冷却ジャケット１６が
該上端外周を囲むように装着されている。炉心管１１の
ノズル１４から底部１７に至る部分は冷却空間１８であ
り、底部１７はここに溜まった粉体を取り出すために着
脱自在に装着されている。
【００１０】上記貯溜部１３には加圧ガスを導入するた
めの供給管路１９が接続しており、また冷却空間１８に
冷媒ガスを導入するための供給管路２０が接続してい
る。さらに冷却空間１８には内部を減圧下に保つための
吸引管路２１が接続しており、上記供給管路１９、２０
はヘリウムあるいはアルゴンなどのガス供給部２２に接
続し、吸引管路２１は真空ポンプ２３に接続している。
各管路１９、２０には流量調節弁２４が介設されてお
り、吸引管路２１には圧力調節弁２５が介設されてい
る。また冷媒ガスの供給管路２０には圧力計２６が設け
られ、該圧力計２６と吸引管路２１の圧力調節弁２５と
の間に自動制御回路が設けられている。該圧力計２６に
よって検出された流量信号は上記圧力調節弁２５に伝達
され、該信号に基づいて弁２５が自動的に調節される。
めの供給管路１９が接続しており、また冷却空間１８に
冷媒ガスを導入するための供給管路２０が接続してい
る。さらに冷却空間１８には内部を減圧下に保つための
吸引管路２１が接続しており、上記供給管路１９、２０
はヘリウムあるいはアルゴンなどのガス供給部２２に接
続し、吸引管路２１は真空ポンプ２３に接続している。
各管路１９、２０には流量調節弁２４が介設されてお
り、吸引管路２１には圧力調節弁２５が介設されてい
る。また冷媒ガスの供給管路２０には圧力計２６が設け
られ、該圧力計２６と吸引管路２１の圧力調節弁２５と
の間に自動制御回路が設けられている。該圧力計２６に
よって検出された流量信号は上記圧力調節弁２５に伝達
され、該信号に基づいて弁２５が自動的に調節される。
【００１１】炉心管１１の貯溜部１３に装入された原料
は加熱炉１２によって融点以上に加熱されノズル１４に
溜まる。一方、炉心管１１の冷却空間１８にはヘリウム
やアルゴンなどの冷媒ガスが導入され、また吸引管路２
１を通じて内部が減圧状態に保たれる。この状態で、供
給管路１９を通じて加圧ガスを貯溜部１３のノズル１４
に導入し溶融した原料をノズル孔１５から冷却空間１８
に向かって噴霧する。噴霧された原料は冷却空間を通過
する間に冷却凝固され、球状の粉体となって底部１７に
溜まる。
は加熱炉１２によって融点以上に加熱されノズル１４に
溜まる。一方、炉心管１１の冷却空間１８にはヘリウム
やアルゴンなどの冷媒ガスが導入され、また吸引管路２
１を通じて内部が減圧状態に保たれる。この状態で、供
給管路１９を通じて加圧ガスを貯溜部１３のノズル１４
に導入し溶融した原料をノズル孔１５から冷却空間１８
に向かって噴霧する。噴霧された原料は冷却空間を通過
する間に冷却凝固され、球状の粉体となって底部１７に
溜まる。
【００１２】
【実施例１〜４】炉心管の管長２m 、内径120mm φ、タ
ングステン製の内径18mmφ、長さ約10cm、70g 装入のノ
ズルを装着した貯溜部を有する図１に示す装置を用い、
表１の条件に従って希土類合金の球状粉体を製造した。
この結果を表１に併せて示す。
ングステン製の内径18mmφ、長さ約10cm、70g 装入のノ
ズルを装着した貯溜部を有する図１に示す装置を用い、
表１の条件に従って希土類合金の球状粉体を製造した。
この結果を表１に併せて示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、希土類金属
やその合金など従来の噴霧法によっては製造が困難であ
った物質の球状粉体を容易に製造することができる。ま
た本発明に係る製造装置は、構成が簡略であり小型であ
るので、安価に容易に組み立てることができるので粉体
の製造コストも低く抑えることができる。
やその合金など従来の噴霧法によっては製造が困難であ
った物質の球状粉体を容易に製造することができる。ま
た本発明に係る製造装置は、構成が簡略であり小型であ
るので、安価に容易に組み立てることができるので粉体
の製造コストも低く抑えることができる。
【図１】 本発明に係る製造装置の概略断面図
【図２】 実施例１の粒度分布を示すグラフ
【図３】 実施例２の粒度分布を示すグラフ
【図４】 実施例３の粒度分布を示すグラフ
【図５】 実施例４の粒度分布を示すグラフ
１０−製造装置 １１−炉心管 １２−加熱炉 １３−貯溜部 １４−ノズル １５−ノズル孔 １６−冷却ジャケット １７−底部 １８−冷却空間 １９、２０−供給管路 ２１−吸引管路 ２２−ガス供給部 ２３−真空ポンプ ２４−流量調節弁 ２５−圧力調節弁 ２６−圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 紀夫 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 雰囲気調整した耐熱性密閉容器の内部で
高活性物質を加熱溶融し、該融体をノズル孔から加圧ガ
スによって非酸化性冷媒ガス中に噴霧することを特徴と
する球状粉の製造方法。 - 【請求項２】 縦長の密閉容器と、該密閉容器の内部上
方に設けた融体貯溜部と、該貯溜部の下端に設けた融体
の噴霧ノズルと、該貯溜部に加圧ガスを導入する供給管
路と、該密閉容器内部のノズル下方から容器底部に至る
冷却空間と、該冷却空間に冷媒ガスを導入する供給管路
および該冷却空間を減圧する吸引管路と、該密閉容器底
部の着脱自在な粉体回収部とを有することを特徴とする
球状粉の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23999092A JPH0665616A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 球状粉の製造方法とその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23999092A JPH0665616A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 球状粉の製造方法とその製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665616A true JPH0665616A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17052837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23999092A Pending JPH0665616A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 球状粉の製造方法とその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665616A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317212A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Sanei Kasei Kk | 微小球状金属粒子の製造方法。 |
| RU2469817C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-12-20 | Александр Юрьевич Вахрушин | Способ сфероидизации порошка тугоплавкого материала |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP23999092A patent/JPH0665616A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317212A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Sanei Kasei Kk | 微小球状金属粒子の製造方法。 |
| RU2469817C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2012-12-20 | Александр Юрьевич Вахрушин | Способ сфероидизации порошка тугоплавкого материала |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |