JPH0813008A - 粒子分散合金の製造方法 - Google Patents
粒子分散合金の製造方法Info
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- JPH0813008A JPH0813008A JP15320194A JP15320194A JPH0813008A JP H0813008 A JPH0813008 A JP H0813008A JP 15320194 A JP15320194 A JP 15320194A JP 15320194 A JP15320194 A JP 15320194A JP H0813008 A JPH0813008 A JP H0813008A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、強化粒子が均一に分散した粒子分
散合金の微細粉を製造することができる粒子分散合金の
製造方法を提供することにある。 【構成】 本発明は、金属を溶融してノズルから放出
し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて
微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方
法において、上記冷却媒体７に強化粒子１０を混合し、
これをノズル５から放出した溶融金属３に噴射して溶融
金属を微細化し、強化粒子１０が均一に分散した粒子分
散合金の微細粉を製造する。
散合金の微細粉を製造することができる粒子分散合金の
製造方法を提供することにある。 【構成】 本発明は、金属を溶融してノズルから放出
し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて
微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方
法において、上記冷却媒体７に強化粒子１０を混合し、
これをノズル５から放出した溶融金属３に噴射して溶融
金属を微細化し、強化粒子１０が均一に分散した粒子分
散合金の微細粉を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強化粒子が均一に分散
した粒子分散合金の微細粉を製造することができる粒子
分散合金の製造方法に関する。
した粒子分散合金の微細粉を製造することができる粒子
分散合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】四輪車、二輪車の燃費性能や運動性能向
上のための軽量化は、環境問題の高まりとともに、重要
な課題となりつつある。このような状況下において、近
年では、金属基複合材料（Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｒｉｘ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ＭＭＣ）のエンジン部品への実用
化が検討され始めている。この金属基複合材料には、ア
ルミニウム合金中に、セラミックス粒子、ウイスカー、
金属間化合物を分散させたものなどがあり、基地金属で
あるアルミニウム合金に比べ、強度、剛性、耐摩耗性、
熱安定性が大幅に向上するといった特徴が挙げられる。
しかし、原料や製造コストが高いということにより、実
用化が遅れているのが現状である。
上のための軽量化は、環境問題の高まりとともに、重要
な課題となりつつある。このような状況下において、近
年では、金属基複合材料（Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｒｉｘ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ＭＭＣ）のエンジン部品への実用
化が検討され始めている。この金属基複合材料には、ア
ルミニウム合金中に、セラミックス粒子、ウイスカー、
金属間化合物を分散させたものなどがあり、基地金属で
あるアルミニウム合金に比べ、強度、剛性、耐摩耗性、
熱安定性が大幅に向上するといった特徴が挙げられる。
しかし、原料や製造コストが高いということにより、実
用化が遅れているのが現状である。
【０００３】従来、セラミックス粒子等をアルミニウム
合金中に分散させる方法として溶融アルミニウム合金中
にセラミックス粒子を添加、攪拌、分散させる溶融攪拌
法、あるいは、ボールミル中で混合粉末と鋼球を共に攪
拌し、分散させるメカニカルアロイング法等がある。
合金中に分散させる方法として溶融アルミニウム合金中
にセラミックス粒子を添加、攪拌、分散させる溶融攪拌
法、あるいは、ボールミル中で混合粉末と鋼球を共に攪
拌し、分散させるメカニカルアロイング法等がある。
【０００４】図７に示す溶融攪拌法は、容器１００内に
溶融アルミニウム合金１０１を入れ、この溶融アルミニ
ウム合金１０１にセラミックス粒子１０２を入れて周囲
からヒータ１０３によって加熱するとともに攪拌棒１０
４によって攪拌するものである。この方法ではセラミッ
クス粒子１０２の粒径が小さくなると（ＳｉＣの場合、
５μｍ以下）、アルミニウム合金１０１溶湯中への溶け
込み量が少なくなり、攪拌しても粒子粉のまま残留し、
また、溶け込んでもアルミニウム合金１０１中でのセラ
ミックス粒子１０２は均一に分散しない。一方、図８に
示すメカニカルアロイング法は、インペラー１０５を備
えたボールミル１０６内に鋼球１０７を入れたもので、
吸水口１０８ａから水を供給し、排水口１０８ｂから排
水しながら攪拌するものである。このメカニカルアロイ
ング法はボールミル１０６中の鋼球１０７などより不純
物が混入しやすく、また、生産性に劣る課題がある。
溶融アルミニウム合金１０１を入れ、この溶融アルミニ
ウム合金１０１にセラミックス粒子１０２を入れて周囲
からヒータ１０３によって加熱するとともに攪拌棒１０
４によって攪拌するものである。この方法ではセラミッ
クス粒子１０２の粒径が小さくなると（ＳｉＣの場合、
５μｍ以下）、アルミニウム合金１０１溶湯中への溶け
込み量が少なくなり、攪拌しても粒子粉のまま残留し、
また、溶け込んでもアルミニウム合金１０１中でのセラ
ミックス粒子１０２は均一に分散しない。一方、図８に
示すメカニカルアロイング法は、インペラー１０５を備
えたボールミル１０６内に鋼球１０７を入れたもので、
吸水口１０８ａから水を供給し、排水口１０８ｂから排
水しながら攪拌するものである。このメカニカルアロイ
ング法はボールミル１０６中の鋼球１０７などより不純
物が混入しやすく、また、生産性に劣る課題がある。
【０００５】ところで、粉末冶金の急冷凝固法のうちの
１つとして図９に示すアトマイズ法がある。このアトマ
イズ法はタンデイッシュ１０９内に入れたアルミニウム
をベースとした混合粉末を溶融したもの１１０等を１本
のノズル１１１から放出し、これに高圧水、高圧ガス１
１２等をノズル１１３から噴射して衝突させて微粒化す
ると共に急冷凝固させるもので、これにより過飽和固溶
体（非平衡相）ができる。これを熱間押し出し等を行う
と、金属間化合物が析出し、この金属間化合物が微細に
分散した素材を得ることができる。
１つとして図９に示すアトマイズ法がある。このアトマ
イズ法はタンデイッシュ１０９内に入れたアルミニウム
をベースとした混合粉末を溶融したもの１１０等を１本
のノズル１１１から放出し、これに高圧水、高圧ガス１
１２等をノズル１１３から噴射して衝突させて微粒化す
ると共に急冷凝固させるもので、これにより過飽和固溶
体（非平衡相）ができる。これを熱間押し出し等を行う
と、金属間化合物が析出し、この金属間化合物が微細に
分散した素材を得ることができる。
【０００６】この種の先行技術に特願平３−６４４２４
号公報に示された技術がある。この先行技術は図１０に
示すように、アルミニウム合金溶融噴射装置１１４によ
って溶融したアルミニウム合金１１５をノズル１１６か
ら噴射室１１７内に噴射し、一方、金属シリコン粒子お
よび黒鉛粒子噴射装置１１８によってノズル１１９から
金属シリコン粒子１２０および黒鉛粒子１２１を噴射
し、噴射したアルミニウム合金の溶融粒子１１５をシリ
コン粒子１２０、黒鉛粒子１２１とともに、支持台１２
２上に堆積して堆積ビレット１２３となるものである。
号公報に示された技術がある。この先行技術は図１０に
示すように、アルミニウム合金溶融噴射装置１１４によ
って溶融したアルミニウム合金１１５をノズル１１６か
ら噴射室１１７内に噴射し、一方、金属シリコン粒子お
よび黒鉛粒子噴射装置１１８によってノズル１１９から
金属シリコン粒子１２０および黒鉛粒子１２１を噴射
し、噴射したアルミニウム合金の溶融粒子１１５をシリ
コン粒子１２０、黒鉛粒子１２１とともに、支持台１２
２上に堆積して堆積ビレット１２３となるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
行技術に示されたものは堆積させて冷却するため図１１
に示すように完全凝固相１２３ａと半凝固相１２３ｂが
生じ、急冷凝固させることはできなかった。 また、従
来のアトマイズ法は析出させることができる金属間化合
物の種類が限定されるという欠点がある。
行技術に示されたものは堆積させて冷却するため図１１
に示すように完全凝固相１２３ａと半凝固相１２３ｂが
生じ、急冷凝固させることはできなかった。 また、従
来のアトマイズ法は析出させることができる金属間化合
物の種類が限定されるという欠点がある。
【０００８】本発明は上記課題を解決し、強化粒子が均
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することがで
きる粒子分散合金の製造方法を提供することを目的とす
る。
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することがで
きる粒子分散合金の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、金属を溶融してノズルから放出し、これに高
圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒化すると
共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法において、
上記冷却媒体に強化粒子を混合し、これをノズルから放
出した溶融金属に噴射して溶融金属を微細化し、強化粒
子が均一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造するこ
とにある。また、本発明は、金属を溶融してノズルから
放出し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突さ
せて微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製
造方法において、各別のノズルから溶融基地金属と金属
間化合物の構成元素の混合粉末を溶融したものを放出
し、これに冷却媒体を噴射してそれぞれを微細化し、熱
処理等を行うことにより強化粒子（金属間化合物）が均
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することにあ
る。
するため、金属を溶融してノズルから放出し、これに高
圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒化すると
共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法において、
上記冷却媒体に強化粒子を混合し、これをノズルから放
出した溶融金属に噴射して溶融金属を微細化し、強化粒
子が均一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造するこ
とにある。また、本発明は、金属を溶融してノズルから
放出し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突さ
せて微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製
造方法において、各別のノズルから溶融基地金属と金属
間化合物の構成元素の混合粉末を溶融したものを放出
し、これに冷却媒体を噴射してそれぞれを微細化し、熱
処理等を行うことにより強化粒子（金属間化合物）が均
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することにあ
る。
【００１０】
【作用】請求項１に記載の発明では、冷却媒体に強化粒
子を混合し、これをノズルから放出した溶融金属に噴射
して溶融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一
に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することができ
る。請求項２に記載の発明では、各別のノズルから溶融
金属と強化粒子を放出し、これに冷却媒体を噴射して溶
融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一に分散
した粒子分散合金の微細粉を製造することができる。
子を混合し、これをノズルから放出した溶融金属に噴射
して溶融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一
に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することができ
る。請求項２に記載の発明では、各別のノズルから溶融
金属と強化粒子を放出し、これに冷却媒体を噴射して溶
融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一に分散
した粒子分散合金の微細粉を製造することができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１２】図１において、１は製造装置であり、この
製造装置１は噴射室２の上部に溶融アルミニウム、また
は溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイッシュ４
が設けられ、このタンデイッシュ４の下端に設けられた
ノズル５が噴射室２に開口している。
製造装置１は噴射室２の上部に溶融アルミニウム、また
は溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイッシュ４
が設けられ、このタンデイッシュ４の下端に設けられた
ノズル５が噴射室２に開口している。
【００１３】６は噴射室２内に貫通して設けられた配管
であり、この配管６は高圧ガスまたは高圧水等の冷却媒
体７が供給されるもので、先端に設けられたノズル８か
ら噴射室２内に冷却媒体７を噴射するものである。この
ノズル８はタンデイッシュ４のノズル５の下部側に向け
て開口されている。
であり、この配管６は高圧ガスまたは高圧水等の冷却媒
体７が供給されるもので、先端に設けられたノズル８か
ら噴射室２内に冷却媒体７を噴射するものである。この
ノズル８はタンデイッシュ４のノズル５の下部側に向け
て開口されている。
【００１４】９は上記配管６の途中に設けられたセラミ
ックス粒子（ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 など）または金属間化
合物粒子（Ｍｇ2 Ｓｉなど）等の強化粒子１０を供給す
る容器であり、この容器９は配管６の途中に通路１１を
介して連通し、セラミックス粒子または金属間化合物粒
子等の強化粒子１０を配管６内に放出するものである。
１２は容器９の周囲に配設されたヒータである。
ックス粒子（ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 など）または金属間化
合物粒子（Ｍｇ2 Ｓｉなど）等の強化粒子１０を供給す
る容器であり、この容器９は配管６の途中に通路１１を
介して連通し、セラミックス粒子または金属間化合物粒
子等の強化粒子１０を配管６内に放出するものである。
１２は容器９の周囲に配設されたヒータである。
【００１５】上記製造装置１を用いて粒子分散Ａｌ合金
を製造する方法を説明する。タンデイッシュ４内の溶融
アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３をノズル
５から噴射室２内に放出する。一方、容器９内のセラミ
ックス粒子または金属間化合物粒子等の強化粒子１０は
通路１１を通して高圧ガスまたは高圧水等の冷却媒体７
の配管６内に放出され、強化粒子１０を混合した冷却媒
体７がノズル８を通して噴射室２内に噴射される。これ
によって、溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム
合金３は強化粒子１０を混合した冷却媒体７によって微
細粉に粉砕される。微細粉には強化粒子１０が均一に分
散している。
を製造する方法を説明する。タンデイッシュ４内の溶融
アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３をノズル
５から噴射室２内に放出する。一方、容器９内のセラミ
ックス粒子または金属間化合物粒子等の強化粒子１０は
通路１１を通して高圧ガスまたは高圧水等の冷却媒体７
の配管６内に放出され、強化粒子１０を混合した冷却媒
体７がノズル８を通して噴射室２内に噴射される。これ
によって、溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム
合金３は強化粒子１０を混合した冷却媒体７によって微
細粉に粉砕される。微細粉には強化粒子１０が均一に分
散している。
【００１６】また、ヒータ１２を使用することにより強
化粒子１０の温度を上げる、または高圧水の温度を上げ
ることにより、微細粉の状態を変化させることが可能と
なる。低温の場合と高温の場合の微細粉の状態を図２お
よび図３に示す。
化粒子１０の温度を上げる、または高圧水の温度を上げ
ることにより、微細粉の状態を変化させることが可能と
なる。低温の場合と高温の場合の微細粉の状態を図２お
よび図３に示す。
【００１７】高圧ガスを使用する場合は、Ａｒガスなど
の不活性ガスを使用することにより、アルミニウム表面
に酸化被膜が形成されにくくなり、アルミニウム３と強
化粒子１０の付き方が改善される。このようにして得ら
れた微細粉は、熱間押し出し等の方法によりそれぞれ粒
子分散アルミニウム合金となる。
の不活性ガスを使用することにより、アルミニウム表面
に酸化被膜が形成されにくくなり、アルミニウム３と強
化粒子１０の付き方が改善される。このようにして得ら
れた微細粉は、熱間押し出し等の方法によりそれぞれ粒
子分散アルミニウム合金となる。
【００１８】上記粒子分散Ａｌ合金の製造方法による
と、以下のような効果を奏する。 既存のアトマイズ装置を改造して使用する場合は改
造コストが安い。 強化粒子径が小さい場合、添加量が多い場合でも均
一に分散する。 強化粒子の添加量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
と、以下のような効果を奏する。 既存のアトマイズ装置を改造して使用する場合は改
造コストが安い。 強化粒子径が小さい場合、添加量が多い場合でも均
一に分散する。 強化粒子の添加量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
【００１９】図４は本発明の他の実施例を示したもの
で、図１と同一部分は同符号を付してその説明を省略し
て示す。この場合、噴射室２の上部に溶融アルミニウ
ム、または溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイ
ッシュ１３と、目的とする金属間化合物の構成元素粉末
を溶融したもの この状態では金属間化合物になってい
ない １４を収容したタンデイッシュ１５を設け、それ
ぞれノズル１６およびノズル１７より噴射室２に放出さ
れるものである。
で、図１と同一部分は同符号を付してその説明を省略し
て示す。この場合、噴射室２の上部に溶融アルミニウ
ム、または溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイ
ッシュ１３と、目的とする金属間化合物の構成元素粉末
を溶融したもの この状態では金属間化合物になってい
ない １４を収容したタンデイッシュ１５を設け、それ
ぞれノズル１６およびノズル１７より噴射室２に放出さ
れるものである。
【００２０】１８および１９は高圧ガスまたは高圧水等
の冷却媒体７の配管であり、この配管１８，１９の先端
に設けられたノズル２０，２１から噴射室２のノズル１
６およびノズル１７下方に冷却媒体７を噴射するもので
ある。
の冷却媒体７の配管であり、この配管１８，１９の先端
に設けられたノズル２０，２１から噴射室２のノズル１
６およびノズル１７下方に冷却媒体７を噴射するもので
ある。
【００２１】上記製造装置を用いて粒子分散Ａｌ合金を
製造する方法を説明する。ノズル１６から溶融アルミニ
ウム、または溶融アルミニウム合金３を、ノズル１７か
ら目的とする金属間化合物の構成元素粉末を溶融したも
の１４を噴射室２内に放出する。一方、ノズル２０から
上記溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３
に対して冷却媒体７を噴射し、ノズル２１から目的とす
る金属間化合物の構成元素粉末１４に対して冷却媒体７
を噴射して、微粒粉を製造する。このようにして得られ
た微粒粉を熱間押し出し等を行うことにより、金属間化
合物が均一に分散したアルミニウム合金になる。
製造する方法を説明する。ノズル１６から溶融アルミニ
ウム、または溶融アルミニウム合金３を、ノズル１７か
ら目的とする金属間化合物の構成元素粉末を溶融したも
の１４を噴射室２内に放出する。一方、ノズル２０から
上記溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３
に対して冷却媒体７を噴射し、ノズル２１から目的とす
る金属間化合物の構成元素粉末１４に対して冷却媒体７
を噴射して、微粒粉を製造する。このようにして得られ
た微粒粉を熱間押し出し等を行うことにより、金属間化
合物が均一に分散したアルミニウム合金になる。
【００２２】図５は１本のノズルからＡｌ、Ｍｇ、Ｓｉ
のそれぞれの元素粉末を混合、溶融、噴射した場合を示
したもので、図６は２本のノズルを使用し、１本からは
Ａｌのみ、別の１本からはＭｇとＳｉを２：１（ａｔ
％）で混合した粉末を溶融、噴射した場合について示し
たものである。
のそれぞれの元素粉末を混合、溶融、噴射した場合を示
したもので、図６は２本のノズルを使用し、１本からは
Ａｌのみ、別の１本からはＭｇとＳｉを２：１（ａｔ
％）で混合した粉末を溶融、噴射した場合について示し
たものである。
【００２３】１本のノズルの場合はＡｌ中にＭｇ、また
はＳｉが固溶した微粒粉になるが、２本のノズルを使用
した場合はＭｇにＳｉが固溶したものがＡｌに付着した
微粒粉になる。これらを熱間押し出しを行ったとき、１
本のノズルではＡｌ中にＳｉが析出した状態になるが、
２本のノズルではＭｇ2 Ｓｉという金属間化合物が均一
に分散したアルミニウム合金になる。
はＳｉが固溶した微粒粉になるが、２本のノズルを使用
した場合はＭｇにＳｉが固溶したものがＡｌに付着した
微粒粉になる。これらを熱間押し出しを行ったとき、１
本のノズルではＡｌ中にＳｉが析出した状態になるが、
２本のノズルではＭｇ2 Ｓｉという金属間化合物が均一
に分散したアルミニウム合金になる。
【００２４】上記粒子分散Ａｌ合金の製造方法による
と、以下のような効果を奏する。 金属間化合物粉末よりそれを構成する元素粉末の方
が安いので、原料費が安くできる。 金属間化合物が均一に分散する。 金属間化合物析出量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
と、以下のような効果を奏する。 金属間化合物粉末よりそれを構成する元素粉末の方
が安いので、原料費が安くできる。 金属間化合物が均一に分散する。 金属間化合物析出量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による粒子分
散合金の製造方法によれば次のような効果を奏すること
ができる。請求項１において、金属を溶融してノズルか
ら放出し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突
させて微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の
製造方法において、上記冷却媒体に強化粒子を混合し、
これをノズルから放出した溶融金属に噴射して溶融金属
を微細化し、強化粒子が均一に分散した粒子分散合金の
微細粉を製造するので、 既存のアトマイズ装置を改造して使用する場合は改
造コストが安い。 強化粒子径が小さい場合、添加量が多い場合でも均
一に分散する。 強化粒子の添加量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。 請求項２において、金属を溶融してノズルから放出し、
これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒
化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法に
おいて、各別のノズルから溶融基地金属と金属間化合物
の構成元素の混合粉末を溶融したものを放出し、これに
冷却媒体を噴射してそれぞれを微細化し、熱処理等を行
うことにより強化粒子（金属間化合物）が均一に分散し
た粒子分散合金の微細粉を製造するので、 金属間化合物粉末よりそれを構成する元素粉末の方
が安いので、原料費が安くできる。 金属間化合物が均一に分散する。 金属間化合物析出量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
散合金の製造方法によれば次のような効果を奏すること
ができる。請求項１において、金属を溶融してノズルか
ら放出し、これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突
させて微粒化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の
製造方法において、上記冷却媒体に強化粒子を混合し、
これをノズルから放出した溶融金属に噴射して溶融金属
を微細化し、強化粒子が均一に分散した粒子分散合金の
微細粉を製造するので、 既存のアトマイズ装置を改造して使用する場合は改
造コストが安い。 強化粒子径が小さい場合、添加量が多い場合でも均
一に分散する。 強化粒子の添加量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。 請求項２において、金属を溶融してノズルから放出し、
これに高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒
化すると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法に
おいて、各別のノズルから溶融基地金属と金属間化合物
の構成元素の混合粉末を溶融したものを放出し、これに
冷却媒体を噴射してそれぞれを微細化し、熱処理等を行
うことにより強化粒子（金属間化合物）が均一に分散し
た粒子分散合金の微細粉を製造するので、 金属間化合物粉末よりそれを構成する元素粉末の方
が安いので、原料費が安くできる。 金属間化合物が均一に分散する。 金属間化合物析出量を任意にコントロールできる。 大量に製造できる。 不純物が混入しにくい（高圧ガス使用時）。
【図１】本発明による粒子分散合金の製造方法を実施す
るための製造装置を示す概念断面図である。
るための製造装置を示す概念断面図である。
【図２】高圧水または粒子温度の違いによる微粒粉の状
態を示す概念図である。
態を示す概念図である。
【図３】高圧水または粒子温度の違いによる微粒粉の状
態を示す概念図である。
態を示す概念図である。
【図４】本発明による粒子分散合金の製造方法を実施す
るための製造装置を示す概念断面図である。
るための製造装置を示す概念断面図である。
【図５】１本ノズルによる微粒粉の状態を示す概念図で
ある。
ある。
【図６】２本ノズルによる微粒粉の状態を示す概念図で
ある。
ある。
【図７】溶湯攪拌法を示す概念図である。
【図８】メカニカルアロイング法を示す概念図である。
【図９】アトマイズ法を示す概念図である。
【図１０】従来のアルミニウムーシリコンー黒鉛合金の
製造方法を示す概念断面図である。
製造方法を示す概念断面図である。
【図１１】図１０の方法によって製造された粒子状態を
示す概念断面図である。
示す概念断面図である。
１ 製造装置 ２ 噴射室 ３ 溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム合金 ４ タンデイッシュ ５ ノズル ６ 配管 ７ 冷却媒体 ８ ノズル ９ 容器 １０ 強化粒子 １１ 通路 １２ ヒータ １３ タンデイッシュ １４ 目的とする金属間化合物の構成元素粉末を溶融し
たもの〔この状態では金属間化合物になっていない〕 １５ タンデイッシュ １６ ノズル １７ ノズル １８ 配管 １９ 配管 ２０ ノズル ２１ ノズル
たもの〔この状態では金属間化合物になっていない〕 １５ タンデイッシュ １６ ノズル １７ ノズル １８ 配管 １９ 配管 ２０ ノズル ２１ ノズル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】従来、セラミックス粒子等をアルミニウム
合金中に分散させる方法として溶融アルミニウム合金中
にセラミックス粒子を添加、攪拌、分散させる溶湯攪拌
法、あるいは、ボールミル中で混合粉末と鋼球を共に攪
拌し、分散させるメカニカルアロイング法等がある。
合金中に分散させる方法として溶融アルミニウム合金中
にセラミックス粒子を添加、攪拌、分散させる溶湯攪拌
法、あるいは、ボールミル中で混合粉末と鋼球を共に攪
拌し、分散させるメカニカルアロイング法等がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】図７に示す溶湯攪拌法は、容器１００内に
溶融アルミニウム合金１０１を入れ、この溶融アルミニ
ウム合金１０１にセラミックス粒子１０２を入れて周囲
からヒータ１０３によって加熱するとともに攪拌棒１０
４によって攪拌するものである。この方法ではセラミッ
クス粒子１０２の粒径が小さくなると（ＳｉＣの場合、
５μｍ以下）、アルミニウム合金１０１溶湯中への溶け
込み量が少なくなり、攪拌しても粒子粉のまま残留し、
また、溶け込んでもアルミニウム合金１０１中でのセラ
ミックス粒子１０２は均一に分散しない。一方、図８に
示すメカニカルアロイング法は、インペラー１０５を備
えたボールミル１０６内に鋼球１０７を入れたもので、
吸水口１０８から水を供給し、排水口１０９から排水し
ながら攪拌するものである。このメカニカルアロイング
法はボールミル１０６中の鋼球１０７などより不純物が
混入しやすく、また、生産性に劣る課題がある。
溶融アルミニウム合金１０１を入れ、この溶融アルミニ
ウム合金１０１にセラミックス粒子１０２を入れて周囲
からヒータ１０３によって加熱するとともに攪拌棒１０
４によって攪拌するものである。この方法ではセラミッ
クス粒子１０２の粒径が小さくなると（ＳｉＣの場合、
５μｍ以下）、アルミニウム合金１０１溶湯中への溶け
込み量が少なくなり、攪拌しても粒子粉のまま残留し、
また、溶け込んでもアルミニウム合金１０１中でのセラ
ミックス粒子１０２は均一に分散しない。一方、図８に
示すメカニカルアロイング法は、インペラー１０５を備
えたボールミル１０６内に鋼球１０７を入れたもので、
吸水口１０８から水を供給し、排水口１０９から排水し
ながら攪拌するものである。このメカニカルアロイング
法はボールミル１０６中の鋼球１０７などより不純物が
混入しやすく、また、生産性に劣る課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【作用】請求項１に記載の発明では、冷却媒体に強化粒
子を混合し、これをノズルから放出した溶融金属に噴射
して溶融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一
に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することができ
る。請求項２に記載の発明では、各別のノズルから溶融
基地金属と金属間化合物の構成元素の混合粉末を溶融し
たものを放出し、これに冷却媒体を噴射して溶融金属を
微細化する。こうして、強化粒子（金属間化合物）が均
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することがで
きる。
子を混合し、これをノズルから放出した溶融金属に噴射
して溶融金属を微細化する。こうして、強化粒子が均一
に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することができ
る。請求項２に記載の発明では、各別のノズルから溶融
基地金属と金属間化合物の構成元素の混合粉末を溶融し
たものを放出し、これに冷却媒体を噴射して溶融金属を
微細化する。こうして、強化粒子（金属間化合物）が均
一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造することがで
きる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】９は上記配管６の途中に設けられたセラミ
ックス粒子（ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 など）または金属間化
合物粒子（Ｍｇ2 Ｓｉなど）等の強化粒子１０を供給す
る容器であり、この容器９は配管６の途中に通路１１を
介して連通し、セラミックス粒子または金属間化合物粒
子等の強化粒子１０を配管６内に放出するものである。
１２は容器９の周囲に配設されたヒータである。
ックス粒子（ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 など）または金属間化
合物粒子（Ｍｇ2 Ｓｉなど）等の強化粒子１０を供給す
る容器であり、この容器９は配管６の途中に通路１１を
介して連通し、セラミックス粒子または金属間化合物粒
子等の強化粒子１０を配管６内に放出するものである。
１２は容器９の周囲に配設されたヒータである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】図４は本発明の他の実施例を示したもの
で、図１と同一部分は同符号を付してその説明を省略し
て示す。この場合、噴射室２の上部に溶融アルミニウ
ム、または溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイ
ツ シユ １３と、目的とする金属間化合物の構成元素粉末
を溶融したもの［この状態では金属間化合物になってい
ない］１４を収容したタンデイツ シユ １５を設け、それ
ぞれノズル１６およびノズル１７より噴射室２に放出さ
れるものである。
で、図１と同一部分は同符号を付してその説明を省略し
て示す。この場合、噴射室２の上部に溶融アルミニウ
ム、または溶融アルミニウム合金３を収容したタンデイ
ツ シユ １３と、目的とする金属間化合物の構成元素粉末
を溶融したもの［この状態では金属間化合物になってい
ない］１４を収容したタンデイツ シユ １５を設け、それ
ぞれノズル１６およびノズル１７より噴射室２に放出さ
れるものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】上記製造装置を用いて粒子分散Ａｌ合金を
製造する方法を説明する。ノズル１６から溶融アルミニ
ウム、または溶融アルミニウム合金３を、ノズル１７か
ら目的とする金属間化合物の構成元素粉末を溶融したも
の１４を噴射室２内に放出する。一方、ノズル２０から
上記溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３
に対して冷却媒体７を噴射し、ノズル２１から目的とす
る金属間化合物の構成元素粉末を溶融したもの１４に対
して冷却媒体７を噴射して、微粒粉を製造する。このよ
うにして得られた微粒粉を熱間押し出し等を行うことに
より、金属間化合物が均一に分散したアルミニウム合金
になる。
製造する方法を説明する。ノズル１６から溶融アルミニ
ウム、または溶融アルミニウム合金３を、ノズル１７か
ら目的とする金属間化合物の構成元素粉末を溶融したも
の１４を噴射室２内に放出する。一方、ノズル２０から
上記溶融アルミニウム、または溶融アルミニウム合金３
に対して冷却媒体７を噴射し、ノズル２１から目的とす
る金属間化合物の構成元素粉末を溶融したもの１４に対
して冷却媒体７を噴射して、微粒粉を製造する。このよ
うにして得られた微粒粉を熱間押し出し等を行うことに
より、金属間化合物が均一に分散したアルミニウム合金
になる。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属を溶融してノズルから放出し、これ
に高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒化す
ると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法におい
て、上記冷却媒体に強化粒子を混合し、これをノズルか
ら放出した溶融金属に噴射して溶融金属を微細化し、強
化粒子が均一に分散した粒子分散合金の微細粉を製造す
ることを特徴とする粒子分散合金の製造方法。 - 【請求項２】 金属を溶融してノズルから放出し、これ
に高圧水、高圧ガス等の冷却媒体を衝突させて微粒化す
ると共に急冷凝固させる粒子分散合金の製造方法におい
て、各別のノズルから溶融基地金属と金属間化合物の構
成元素の混合粉末を溶融したものを放出し、これに冷却
媒体を噴射してそれぞれを微細化し、熱処理等を行うこ
とにより強化粒子（金属間化合物）が均一に分散した粒
子分散合金の微細粉を製造することを特徴とする粒子分
散合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15320194A JPH0813008A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 粒子分散合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15320194A JPH0813008A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 粒子分散合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813008A true JPH0813008A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15557257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15320194A Pending JPH0813008A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 粒子分散合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989491A (en) * | 1996-04-10 | 1999-11-23 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Oxide dispersion strengthened heat resisting powder metallurgy alloy and process for producing the same |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15320194A patent/JPH0813008A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989491A (en) * | 1996-04-10 | 1999-11-23 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Oxide dispersion strengthened heat resisting powder metallurgy alloy and process for producing the same |
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