JPH0741811A - 金属粉末製造に伴う金属粉末の酸化防止方法 - Google Patents

金属粉末製造に伴う金属粉末の酸化防止方法

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JPH0741811A
JPH0741811A JP20702293A JP20702293A JPH0741811A JP H0741811 A JPH0741811 A JP H0741811A JP 20702293 A JP20702293 A JP 20702293A JP 20702293 A JP20702293 A JP 20702293A JP H0741811 A JPH0741811 A JP H0741811A
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JP
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metal powder
metallic powder
acid
aqueous solution
water
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JP20702293A
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Susumu Senda
晋 千田
Takuhiko Nishida
卓彦 西田
Keiichi Tanigawa
啓一 谷川
Kazuya Noro
和也 野呂
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DAIDO KAGAKU KOGYO
DAIDO KAGAKU KOGYO KK
Nippon Steel Corp
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DAIDO KAGAKU KOGYO
DAIDO KAGAKU KOGYO KK
Nippon Steel Corp
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は溶融金属から水噴霧またはガス噴霧
法により金属粉末を製造する際の金属粉末の酸化を防止
する方法を提供する。 【構成】 溶融金属から水噴霧またはガス噴霧法により
金属粉末を製造する際、粉体となった金属粉末が落下、
回収される容器に有機酸を含有した水溶液または含アル
コール水溶液を充たし、金属粉末を浸漬する酸化防止方
法であり、有機酸としてはアミノ酸を用い、またベンゾ
トリアゾール類を併用することが可能である。 【効果】 本方法により、水アトマイズでは低酸素レベ
ルの金属粉末を製造でき、また不活性ガス雰囲気で製造
した金属粉末の酸化を防ぎ安定に取扱うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水噴霧またはガス噴霧に
よって溶融金属から金属粉末を製造する際、粉体となっ
た金属粉末の酸化防止方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融金属から噴霧法によって金属粉末を
製造する方法には、大別すると水などの液体による噴霧
法と気体による噴霧法(ガスアトマイズ法)がある。
【0003】従来、液体噴霧法によって金属粉末を製造
する方法は、噴霧媒に水を用いる水噴霧法が知られてお
り、すでに工業的規模で実施されている。
【0004】この水噴霧法により溶融金属を噴霧して金
属粉末を製造する場合、噴霧雰囲気の酸素によりあるい
は金属粉末になったものが水と共に容器に落下水没した
時点から、あるいは大気中で鉄粉を脱水濾過する時点で
金属粉末は容易に酸化されてしまう欠点がある。
【0005】一方、水中に含有する酸素を不活性ガスに
より置換した水を使用してアトマイズする場合もある
が、この場合でも金属が粉化して脱気水と共に容器中に
落下・浸漬された状態では金属粉末の酸化はある程度抑
制されているが、この水から取り出して大気中での乾燥
時点においては金属粉末の酸化を防止することはできな
い。
【0006】こうした従来技術の水噴霧法の欠点に対
し、特開昭54―26951号公報あるいは特開昭55
―82701号公報に開示された一連の改良技術があ
る。
【0007】これらの方法は、噴霧媒として金属粉末を
酸化される恐れのない液状物質、例えば各種の炭化水素
化合物や無極性溶媒、鉱油もしくは動・植物油を使用す
る方法である。
【0008】これら先行技術における噴霧雰囲気は特開
昭54―26951号公報記載の方法においては還元ガ
スで、この他にAr、N2のごとき不活性ガスを用い、
また特開昭55―82701号公報においては、大気か
ら遮断した中性ガス、還元性ガスまたは不活性ガスとさ
れている。
【0009】これらの方法は、いずれも噴霧媒として油
類のみを使用して金属粉末に浸炭し、その結果金属粉末
中の炭素含有量が増大するという欠点がある。
【0010】炭素含有量が増大すると、粉末冶金用鋼粉
においては粉末を硬化させて圧縮性、成形性を阻害す
る。
【0011】さらに改良技術として特開昭55―152
110号公報記載のものがあるが、この技術は噴霧媒と
して浸炭抑制剤を含有する無極性溶媒もしくは動・植物
油を使用する方法である。
【0012】この方法においては、浸炭抑制剤として
水、CO2、脂肪酸、アルコール、エステル、ケトンな
どの酸素を含む有機化合物をあげている。
【0013】また、脂肪酸を主成分とした水溶性防錆剤
による防錆処理方法は、冷延鋼板あるいは冷延鋼板を使
用した加工製品を対象とする防錆方法として周知である
が、特開昭56―8397号公報において冷延鋼板の焼
鈍後の調質圧延の時に用いられる。
【0014】一方、アミノ酸も水溶性有機防錆剤として
よく知られている。その事例の一つに特開昭60―52
531号公報があり、冷延鋼板の冷却水溶液にアミノ酸
を溶存させて鋼板の酸化防止を行っている。
【0015】これは冷延鋼帯の連続焼鈍における水焼入
れの際の冷延鋼板の表面の酸化防止を目的としたもので
ある。
【0016】また、特願平4―23357号公報では溶
融金属から水噴霧法によって金属粉末を製造する際に、
噴霧媒としてアミノ酸を含有した水溶液を用いて金属粉
末の製造時の酸化防止を行っている。
【0017】他方、アミノポリカルボン酸類を金属に対
する酸化防止剤として使用することは、EDTAに代表
されるように多くの事例があり、すでに周知の事実であ
る。
【0018】また、ベンゾトリアゾール系化合物が、銅
および銅合金表面に対する酸化防止剤としてすでにBr
it.Patent No.652,339(194
7)で知られている。
【0019】以上のように、有機酸が金属、とりわけ冷
延鋼板表面の酸化防止剤として一般に使用されている
が、これらの場合、鋼板表面の防錆処理によって求めら
れるのは、防錆性や化成処理後直接塗装したときの塗料
密着性のような表面特性に優れることである。
【0020】ベンゾトリアゾール系化合物に求められる
のは、銅および銅合金の表面色調を保持し、変色防止を
目的としたものである。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】従来、溶融金属から水
噴霧法で金属粉末を製造する場合、金属粉末は水流に包
まれた状態で水と共に落下した容器中で容易に酸化され
てしまう。
【0022】金属の酸化防止を目的に噴霧媒として水に
かわって各種の油剤を使用する方法では、得られた金属
粉末に付着する油類を分離回収する必要がある。
【0023】また、高温の溶融金属と接した油類が熱分
解して金属粉末に浸炭する現象が起こり、粉末を硬化さ
せて圧縮性、形成性を阻害する。
【0024】一方、アミノ酸を含有させた水溶液を噴霧
媒に使用して耐酸化性に優れる金属粉末を製造する方法
では、噴霧媒として使用するアミノ酸を含有する水溶液
を水槽タンクで所定の濃度に調製する必要があり、また
水槽タンクの構造や配管設備の都合により、タンクに満
たした水溶液の全量を使いきることができなくて無駄を
生ずる問題もある。
【0025】本発明は、かかる問題点を解決し得る水噴
霧法あるいはガス噴霧法における金属粉末の製造におけ
る金属粉末の酸化防止方法であり、特殊な噴霧媒を使用
することなく、取り扱いが容易であり極めて簡便に金属
粉末の大気中における乾燥工程においても酸化を防止す
ることができる。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属から
水噴霧法またはガス噴霧法によって金属粉末を製造する
際に、粉化された金属粉末が落下・浸漬する容器に、有
機酸の水溶液あるいは有機酸の含アルコール水溶液また
は有機酸および/またはベンゾトリアゾール類の水溶液
あるいは有機酸および/またはベンゾトリアゾール類を
含アルコール水溶液を充たしておくことによって、金属
粉末の酸化防止を容易にすることを特長とする方法であ
る。
【0027】さらに当該水溶液中に没した金属粉末を取
り出して、大気中で濾過乾燥しても酸化抑止効果を持続
することができる。
【0028】金属粉末が落下・浸漬された容器に事前に
充たしてある当該水溶液あるいは当該含アルコール水溶
液のPHは、中性領域からアルカリ領域の範囲に調整す
ることが望ましい。
【0029】
【作用】本発明における金属粉末としては、鉄および鉄
合金(例えば鉄/シリコン系、鉄/ニッケル系、鉄/シ
リコン/アルミニウム系、鉄/クロム/モリブデン系
等)、ステンレス鋼系、さらには銅および銅合金(例え
ば銅/スズ系)などをあげることが出来るがこれらの合
金系に限定するものではない。
【0030】用いる有機酸は脂肪酸、α―アミノ酸等で
ある。より具体的には、脂肪酸としては、炭素数3以上
のプロピオン酸、ヘキサン酸、ステアリン酸、ミリスチ
ン酸、アラキジン酸、および二塩基酸としてシュウ酸、
コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ド
テカン二酸等の汎用二塩基酸あるいはダイマー酸、さら
には炭素数12〜22の長鎖状および分岐状二塩基酸、
あるいは炭素数21のシクロヘキセン環状二塩基酸(W
estvaco社製)等の脂肪酸化合物を例示すること
ができる。
【0031】さらに芳香族脂肪酸として、ニトロ安息香
酸等の安息香酸誘導体、ニトロフタル酸などのフタル酸
誘導体、フェノキシ酢酸などのフェノキシカルボン酸類
を例示することができる。
【0032】一方、α―アミノ酸とは、分子内にアミノ
基(―NH2)とカルボキシル基(―COOH)を持つ
化合物で、カルボキシル基の結合している炭素原子(α
位の炭素)にアミノ基が結合しているものである。
【0033】より具体的には、脂肪族アミノ酸として、
例えばアラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタ
ミン酸、グリシン、ロイシン、リジン等を、また芳香族
アミノ酸として、フェニルアラニン、チロシン等を、さ
らに異節環状アミノ酸として、プロリン、シスチン、ト
リプトファン等を例示することができる。
【0034】また、本発明では有機酸とベンゾトリアゾ
ール類化合物と併用するとより効果的である。
【0035】ベンゾトリアゾール類の使用は鉄系にも効
果を発揮するが、特に銅および銅合金等の場合において
はベンゾトリアゾール類のみでも良好な結果をもたら
す。
【0036】金属粉末の製造に伴い酸化防止効果を発揮
するベンゾトリアゾール類化合物としては、ベンゾトリ
アゾール(BTA)、BTAのベンゼン環にメチル基
(4または5位置のもの)を持つトリルトリアゾール
(TTA)、そしてTTAのメチル基の位置にカルボキ
シル基を導入したカルボキシベンゾトリアゾール(BT
A―COOH)等のベンゾトリアゾール誘導体を例示す
ることができる。
【0037】本発明においては、水噴霧またはガス噴霧
法による金属粉末の製造において粉化させた金属粉末が
落下してくる容器中に有機酸または/およびベンゾトリ
アゾール類を含有させた水溶液、あるいは含アルコール
水溶液に有機酸および/またはベンゾトリアゾール類を
溶存させた溶液を充たしておき、落下・浸漬する金属粉
末の酸化を防止する。
【0038】酸化抑止された金属粉末は大気中に取出し
て乾燥しても酸化されることなく、圧縮成形性、焼結性
に優れる。
【0039】本発明は、金属粉末の製造において粉化し
た金属粉末が落下する容器に、有機酸または有機酸およ
びベンゾトリアゾール水溶液または含アルコール水溶液
に有機酸および/またはベンゾトリアゾール類溶存させ
た溶液を充たして使用する場合、1種あるいは2種以上
を共存させて使用することができる。
【0040】これらの酸化防錆剤を水または含アルコー
ル水に溶解する際には、水溶液の溶解性を増すため、あ
るいは高温の金属粉末の酸化防止効果を高めるために、
当該水溶液はPH7〜11、特にPH8〜10の範囲に
保持することが望ましく、塩基性物質を添加して所定の
PH範囲内に調整する。
【0041】このような目的で使用する塩基性物質とし
ては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ
金属化合物やモノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類ま
たはエチレンジアミン等その他のアミン類で水に可溶性
のものが好ましい。
【0042】また、製造された金属粉末が落下・浸漬す
る容器に充たしておく当該水溶液はPH7〜11の範囲
に調整されているが、金属粉末表面に対する濡れ性およ
び金属との反応性をより良くし、酸化防止効果を向上さ
せる目的で、界面活性剤を0.001〜0.5%の範囲
で添加しても良い。
【0043】
【実施例1】低合金鉄系粉末の製造に本発明を適用した
例を示す。
【0044】
【表1】
【0045】方法1とは、従来のガスアトマイズ法によ
り低合金鉄系粉末を製造したものであり、上記成分の溶
鋼に対し不活性ガスを噴霧に使用した場合である。
【0046】方法2とは、従来のガスアトマイズ法によ
る低合金鉄系粉末の製造に際し、粉化された鉄系粉末の
回収容器に本発明記載の有機酸を溶存酸素を不活性ガス
で置換した水に溶解したものを満たして回収したもので
ある。
【0047】低合金鉄系粉末の酸素量の比較を第1表に
示す。なお、乾燥は粉末回収容器に補集された鉄系粉末
のスラリー状混合物を脱水し赤外ランプを用いた。
【0048】
【発明の効果】本発明により、水アトマイズでは低酸素
レベルの金属粉末を製造でき、また不活性ガス雰囲気で
製造した金属粉末の酸化を防ぎ安定に取扱うことができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 卓彦 川崎市中原区井田1618番地 新日本製鐵株 式会社先端技術研究所内 (72)発明者 谷川 啓一 大阪市北区梅田1―2―2―1400 大同化 学工業株式会社内 (72)発明者 野呂 和也 大阪市北区梅田1―2―2―1400 大同化 学工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属から水噴霧法またはガス噴霧法
    によって金属粉末を製造する際、粉体となった金属粉末
    が有機酸を含有した水溶液または含アルコール水溶液を
    充たした容器に落下・浸漬する金属粉末の酸化防止方
    法。
  2. 【請求項2】 有機酸がアミノ酸である請求項1記載の
    金属粉末製造における金属粉末の酸化防止方法。
  3. 【請求項3】 溶融金属から水噴霧法またはガス噴霧法
    によって金属粉末を製造する際、粉体となった金属粉末
    が有機酸および/またはベンゾトリアゾール類を含有し
    た水溶液あるいは含アルコール水溶液に有機酸および/
    またはベンゾトリアゾール類を溶存させた溶液を充たし
    た容器に落下・浸漬する金属粉末の酸化防止方法。
  4. 【請求項4】 有機酸がアミノ酸である請求項3記載の
    金属粉末製造における金属粉末の酸化防止方法。
  5. 【請求項5】 金属粉末の浸漬防錆処理に使用する水溶
    液のPHを、中性領域からアルカリ領域の範囲に調整し
    た請求項1または3記載の金属粉末製造における金属粉
    末の酸化防止方法。
JP20702293A 1993-07-30 1993-07-30 金属粉末製造に伴う金属粉末の酸化防止方法 Withdrawn JPH0741811A (ja)

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