JPH07116481B2 - 金属粉末冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、焼結加工用の金属粉末、特にガスアトマイ
ズ法によって造られた高温の金属粉末を冷却する装置に
関する。

＜従来の技術＞ 近年、金属の溶製材が持つ組織の不均一、難加工性、機
械的強度その他の諸物性などを改善するために、金属を
破砕、水アトマイズ、ガスアトマイズ等の手段により粉
末化し、この粉末を熱間圧縮加工や熱間押出加工により
成形することが行われている。

上記の各種の粉末化手段のうち、不活性ガスにより溶融
金属を噴霧して粉末化するガスアトマイズ法は、成分の
酸化が起こらないこと、不純物の混入が殆ど無いこと、
粒子が球形で成形時の充填密度が高くなること等の特色
がある。ガスアトマイズ法によって造られた高温の金属
粉末は、酸化を避けるために、外気に触れないようにし
て不活性ガスを充たしたコンテンナに移され、冷却後に
取出されて使用される。

＜発明が解決しようとする課題＞ ガスアトマイズ法によって造られ、コンテナに移された
金属粉末は、200〜300℃のかなり高い温度であるため、
酸化のおそれが少ない常温附近まで温度が降下するのに
多大の時間を有する。例えばコンテナに収容した2tの金
属粉末を自然冷却させると、常温近くまで降温するのに
約２昼夜を有するので、冷却待ちのための多数のコンテ
ナが必要になるばかりでなく、作業工程時間が長くなっ
て極めて不便である。

製造した金属粉末を短時間内に冷却する方法として、金
属粉末をコンテナから適当な冷却装置に移し替えて冷却
することが考えられる。しかし、移し替え過程から冷却
過程を通じて、金属粉末が酸化しないように、密閉され
た非酸化空間内で取扱わねばならず、そのために大掛り
な設備が必要になる。これに加え、多品種の金属粉末を
処理するためには、品種が替わる都度、冷却装置の完全
な清掃が必要であり、これが著るしく煩雑であるばかり
でなく、設備の稼働率を大幅に低下させる。

従って、大掛りな設備や煩雑な操作を必要とせずに、ガ
スアトマイズ法によって造った金属粉末を冷却できる装
置の開発が望まれていた。

＜課題を解決するための手段＞ この発明は、上述の要望に基いて開発されたもので、ガ
スアトマイズ法によって造られた高い温度の金属粉末を
入れたコンテナを、冷却水を充たした水槽に収容し、水
槽ごとコンテナに振動を与え、内部の金属粉末が流動す
るよう構成したものである。

このために、水槽は適所を弾力性部材によって弾力的に
支持される。この弾力性部材としては、コイルばね、板
ばね、或いはゴムと金属の複合ばね等、適宜のものを用
いることができる。更に、この水槽には、振動発生手段
が取付けられている。

＜作 用＞ 金属粉末を入れたコンテナを水槽に収容し、冷却水を充
たす。振動発生手段を動作させると、水槽はコンテナを
伴って振動する。この振動により、コンテンナ内の粉末
は流動し、冷却水による冷却が促進される。その結果、
極めて短時間内に金属粉末の温度を降温させることがで
きる。

＜実 施 例＞ 第１図及び第２図において、１は金属粉末２を収容した
コンテナで、内部の空間３にはアルゴンガスが充填され
ており、上端の開口部は弁体４で閉鎖されている。５は
水槽で、コンテナ１が収容され、かつ冷却水5aが充たさ
れている。水槽５はベース６上に、４隅をコイルばね7
L、7L及び7R、7Rによって支持されている。

水槽５の左右の側壁からは支持部材8L、8L及び8R、8Rが
それぞれ伸延し、軸受構体9L、9L及び9R、9Rによって回
転軸10L及び10Rを軸受けしている。回転軸10Lには、軸
受溝体9L、9Lの外側に主偏心錘11L、11Lが取付けられ、
軸受構体9L、9Lの間に副偏心錘12Lが取付けられ、更に
端部にはプーリー13Lが取付けられている。同様に回転
軸10Rにも、主偏心錘11R、11R、副偏心錘12R及びプーリ
ー13Rが取付けられている。ベース６上には電動機14L及
び14Rが取付けられ、これら電動機の回転軸に設けたプ
ーリー15L及び15Rは、それぞれＶベルト16L及び16Rによ
って、上記プーリ13L及び13Rに結合されている。

上述の装置において、コンテナ１の側壁の上部及び下部
に窓を設け、両側の電動機15R、15Lを運転し、回転軸10
L、10Rの回転数（RPM）及び振動振幅（mm）を変えなが
ら、金属粉末の上部及び下部の流動状況を観察した結果
は、次の第１表の通りである。

また、電動機15Rまたは15Lの一方だけを運転すると、水
槽５の停止している電動機の側は水平振動を営み、運転
している電動機の側は円振動を営み、中央部分は楕円振
動を営む。電動機の回転数及び振動振幅を変えながら、
窓から金属粉末の流動状態を観察した結果は、第２表の
通りである。

ここで、第１表に示した電動機の双方共を運転した場合
の金属粉末の流動状況を図表にプロットしてみると、第
３図に示すように、同じ流動状態の領域が、上下から右
下へかけて、斜に分布することが判る。また、同じ流動
状態の領域内では、左上の方が右下よりも大きな振動加
速度Ｇを必要とすることも判る。同様に、第２表に示し
た片側の電動機だけを運転した場合も、第４図に示すよ
うに、同じ流動状態の領域が左上から右下にかけて斜に
分布し、同じ領域内では左上の方が大きな振動加速度を
必要とする。

そして、コンテナ内の上部及び下部が共にはげしく流動
する状態◎のときは、コンテナ内に収容されている2tの
金属粉末は、３時間以内に200〜300℃から40℃附近まで
冷却されることが判った。

また、第１表と第２表とを比較すると、同等の回転数及
び振幅を想定した場合、第２表の電動機の片側だけを運
転した場合の方が、金属粉末がよく流動する傾向が認め
られる。従って、全冷却期間を通じて両側の電動機を運
転し続けるよりも、例えば５分交替で左右の電動機を交
互に運転する方が効果的である。

更に、装置の設計の面で、振動加速度Ｇを3.0gal以下に
抑えることが望ましいので、回転数を例えば900RPMと遅
く選び、振幅を6.5mm程度の大きな値に選ぶ（この場合
の振動加速度Ｇは2.9gal）とよいことも判った。

＜発明の効果＞ 以上のように、この発明によるときは、高温の金属粉末
を非酸化雰囲気中に密封した状態で急速に冷却すること
ができるので、冷却待ちのために工程時間が長くなる不
便を解消できるばかりでなく、冷却のために多数のコン
テナを用意しなければならない不便を解消することがで
き、そのための装置はコンテナから金属粉末を取出して
冷却する装置に較べて簡便である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部切断正面図、第２図は
同実施例の平面図、第３図は同実施例において左右の電
動機を同時に運転した場合の回転数及び振幅に対する等
流動領域を示す図、第４図は同実施例において片側の電
動機のみを運転した場合の回転数及び振幅に対する等流
動領域を示す図である。 １……コンテナ、２……金属粉末、３……水槽、5a……
冷却水、7R及び7L……コイルばね（弾力性部材）、10R
及び10L……回転軸、11R及び11L……偏心錘（振動発生
手段の一部）、14R及び14L……電動機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温の金属粉末を入れたコンテナを冷却水
   と共に収容する水槽と、この水槽の適所を支持する弾力
   性部材と、上記水槽に取付けられた振動発生手段とから
   なる金属粉末冷却装置。