JPH0674444B2 - 金属粉末製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属粉末製造装置に係り、詳しくは遠心噴霧法
によって、より微細な高融点金属粉末を製造する装置に
関する。

〔従来の技術〕

近年、急冷金属粉末が新素材として注目されるようにな
り、これら新素材のうちでも特に製造が困難で生産性に
乏しいとされている高融点で、かつ活性な金属、例えば
チタンやチタン合金からなる金属粉末の生産性向上が望
まれている。

第４図は、従来の遠心噴霧法による金属粉末製造装置の
説明図である。

密閉された粉化室ａ内をアルゴンまたはヘリウムなどの
不活性ガスで充満した状況下で、溶融金属すなわち溶湯
を溶解るつぼｂより注湯ノズルｃを介して回転円板ｄ上
に流下せしめ、回転円板ｄの回転により溶湯を飛散させ
て金属粉末ｉを得るものである。回転円板ｄは駆動モー
タｅによって駆動軸ｆを介して高速にて回転駆動される
と共に、水による冷却装置ｇによって回転円板ｄの過熱
を防ぐようになっている。なお、ｈは集粉器である。

また、その他の従来例として、特開昭59−133303号の如
く回転円板の表面をセラミック層で覆い、該セラミック
層上に溶湯を流下しても高融点金属に耐え得るようにし
たものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来のものは次のような欠点があ
る。

（１）冷却装置は冷却水を駆動軸内から回転円板へ導き
循環させる構成であるために構造が複雑である。

（２）冷却装置と駆動軸との取合い等から回転速度に限
度があって金属粉末に遠心力不足を生じ、より微細な粉
化ができない。

（３）回転円板上に流下する溶湯と回転円板との接触面
において融合反応が生じ、またセラミックスを被覆した
場合においても、高融点で活性な金属の場合にはセラミ
ックスとの間に反応が生じてセラミックスが粉末中に不
純物として混入し、粉末汚染の原因となる。

（４）回転円板にセラミックを被覆あるいはセラミック
ス製円板を用いる場合、セラミックスは熱応力に弱く破
損する恐れが多いために円板の直径を大きくできない。
従って大きな遠心力が得られない。

（５）小径の回転円板で生産性を高めるには細い注湯流
の流速を高める必要があるが、この時注湯エネルギーに
よって注湯された金属が円板上で跳ね上るため、金属に
遠心力を有効に作用させるのは困難である。従って生産
性が悪い。

等の問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、その目
的は特に製造が困難とされていた高融点でかつ活性な金
属の粉末化を量産可能とし、高い生産性で清浄な微粉末
を得る金属粉末製造装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、溶融金属を回転円板上に流下し、飛散させて
金属粉末を製造する装置において、上記回転円板の外周
部に流下させるように溶解るつぼを粉化室内に配設し、
該粉化室に一部を突出するようにして該回転円板をケー
シング内に回転自在に設けると共に、該回転円板の外周
部表面に凹または凸状の固定物を形成し、かつ該回転円
板の裏面にフィンを突設し、上記ケーシングにガス供給
口を設け、冷却ガスによって回転円板の冷却と回転促進
および金属粉末の急冷固化を行うようにしたことを要旨
とする。

〔作用〕

本発明は、前記のように構成されているので溶湯を回転
円板の外周部に流下させてより大きな遠心力を与えて拡
散させ、同時に冷却ガスによって回転円板を冷却すると
共に、回転円板の回転を促進し、更に飛散した金属粉末
を急冷固化して微細な粉末を得る。

詳しくは、回転円板を冷却することによって、流下され
た溶融金属を冷却して回転円板の外周部表面に薄い凝固
膜を形成させ、続いて流下する溶湯と円板との反応を防
ぐ。

また、外周部表面に形成した凹または凸状の固定物によ
って凝固膜を回転円板表面に固着せしめて凝固膜上の溶
融金属に確実に遠心力を付与する。

更に、ガス流により回転円板を高速回転させると共に、
遠心力により飛散し細かい微粉末と化した金属粉は粉化
室内においてガス流中で急速に冷却され製品となる。

一般の金属については勿論、特に高融点で活性な金属に
ついても遠心噴霧法による粉末化を可能とし、高い生産
性で、しかも清浄な高品質の金属粉末を得ることができ
る。

〔実施例〕

本発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢
視断面図、第３図は第１図のＢ部詳細説明図である。

図において、アルゴンガスで置換された粉化室１内に、
溶解るつぼ２が回転円板３の外周部に溶湯を所定量流下
させるように傾動自在に配設されている。

回転円板３には、外周部の表面に小さな凸状の突起４を
複数個形成すると共に裏面に半径流タービンのようにフ
ィン５を多数放射状に設ける。

ケーシング６を粉化室１と密室を形成するように一体的
に構成し、粉化室１内に一部を突出するようにして回転
円板３をケーシング６内に設け、回転円板３は軸心に設
けた回転軸７とケーシング６に取付けた軸受８により回
転自在に支承されている。

ケーシング６内にガス案内板９が回転円板３の外周に沿
って約半周に亘って、近接して設けられていてガスの旋
回流を効果的に回転円板３の回転力に変換させるように
なっている。

ガスは、冷却ガス供給装置（図示せず）からアルゴンガ
スが所定流量、矢印で示す如くガス供給口10よりケーシ
ング６内に圧送され旋回しながら粉化室１を経てガス排
出口11より連続的に排出され、サイクロン（図示せず）
等を経て再循環させて使用される。粉化室１内は調節弁
（図示せず）によって一定圧に保たれている。

ケーシング６内に圧送される冷却ガスはフィン５に衝突
して回転円板３に回転エネルギを与える一方、回転円板
３全体を広い面積に亘って接触しないがら冷却する。

溶湯は、回転円板３の外周部に跳ね上ることなく流下す
るようにして、中心部に比べてより大きな遠心力で外周
端に向けて迅速に拡散させるので、溶湯は回転円板３の
表面で冷却されはするものの、適度な凝固膜を形成し、
該凝固膜は突起４によって回転円板３の表面に固着せら
れる。連続して流下せる溶湯は凝固膜により回転円板３
と非接触状態を保って、融合反応を回避しながら回転円
板３の外周端で大きな遠心力により飛散せられ、気中を
流れるガスによって急冷されて固体の金属粉末12とな
り、粉化室１内で自重により落下し、集粉器13に集めら
れる。

高融点でかつ活性な金属に用いる場合、構成部品の材質
上の制約から、注湯ノズルは現在の技術では使用不可能
である。従って注湯量の制御は溶解るつぼ２により行わ
ざるを得ない。溶解るつぼ２については、アーク溶解に
用いられる水冷銅るつぼあるいは溶湯の活性度が低い場
合には高周波溶解に用いられる耐火物るつぼが使用でき
るので溶湯の清浄度確保の点で問題はない。

回転円板３上への注湯量の制御は、所定の回転数になっ
た時、溶解るつぼ３を予め設定された傾動速度、例えば
数値制御式またはティーチング式でコントロールされた
傾動速度に従って傾動させて回転円板３上に一定流量で
注湯するようにする。

図中、14はバッフル板を示す。

なお、上記実施例においては、固定物として回転円板外
周部表面に凸状の突起を複数個形成した場合について説
明したが、これに変えて凹状の窪みとしてもよく、ある
いは同心円上に凹状の溝を設けてもよく、要は凝固膜を
外周部表面に固定する形状のものであればよい。

また、回転円板の駆動は冷却ガスのみによる場合を示し
たが、駆動モータを設けてガスと併用してもよい。

冷却ガスはアルゴンガスに限らずヘリウムガス等不活性
ガスであればよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で変更し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように構成したので本発明によれば、次のような
効果を発揮する。

（１）回転円板の外周部表面に凝固膜を形成させるよう
にしたので、清浄な金属粉末が得られる。

（２）大きい遠心力で飛散させるので、より微細な粉末
が得られる。

（３）より大径の回転円板が使用可能なため、生産性が
高い。

（４）冷却ガスにより回転円板の冷却を行うため、構造
が簡単で、より高速回転が可能である。

（５）特に高融点でかつ活性な金属粉末を量産可能とし
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は第１図のＢ部詳細
図、第４図は従来の遠心噴霧法による金属粉末製装置の
説明図である。 図中、１は粉化室、２は溶解るつぼ、３は回転円板、４
は突起、５はフィン、６はケーシング、７は回転軸、８
は軸受、９はガス案内板、10はガス供給口、11はガス排
出口、12は金属粉末、13は集粉器、14はバッフル板を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属を回転円板上に流下し、飛散させ
   て金属粉末を製造する装置において、上記回転円板の外
   周部に流下させるように溶解るつぼを粉化室内に配設
   し、該粉化室に一部を突出するようにして該回転円板を
   ケーシング内に回転自在に設けると共に、該回転円板の
   外周部表面に凹または凸状の固定物を形成し、かつ該回
   転円板の裏面にフィンを突設し、上記ケーシングにガス
   供給口を設け、冷却ガスによって回転円板の冷却と回転
   促進および金属粉末の急冷固化を行うようにしたことを
   特徴とする金属粉末製造装置。