JPH08209207A - 金属粉末の製造方法 - Google Patents

金属粉末の製造方法

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JPH08209207A
JPH08209207A JP1611395A JP1611395A JPH08209207A JP H08209207 A JPH08209207 A JP H08209207A JP 1611395 A JP1611395 A JP 1611395A JP 1611395 A JP1611395 A JP 1611395A JP H08209207 A JPH08209207 A JP H08209207A
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JP
Japan
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liquid film
dispersion medium
metal powder
molten metal
disk
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JP1611395A
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English (en)
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Akihisa Inoue
明久 井上
Tou Chiyou
濤 張
Yoshinobu Yashima
芳信 八島
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Nippon Sozai KK
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Nippon Sozai KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶湯から均一な粒径の粉末を高品質に、低製
造コストで大量に製造できるものでのである。 【構成】 高速回転するディスクの表面に流動する分散
媒の液膜を形成させ、その液膜に溶融金属を供給して微
細化し、微細化した金属液滴を分散媒によって急冷凝固
することにより金属粉末を形成することを特徴とする金
属粉末の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転ディスクを使用し
て溶融金属から金属粉末を製造する方法に関するもので
ある。特に、本発明は、高速回転するディスクの表面に
流動する分散媒の液膜を形成させ、その液膜に溶融金属
を供給して微細化し、微細化した金属溶融液滴を分散媒
によって急冷凝固することにより金属粉末を形成するも
のである。本発明においては、高速回転させるディスク
の表面に流動する分散媒の液膜を形成させることによ
り、溶融金属の微細な液滴化を容易にコントロールする
ことができるとともに、その冷却凝固を均一に行うこと
ができる。又、得られる金属粉末の粒径分布を一定範囲
内に収めることができ、それとともにその粒形をも球状
のものにすることができる。
【0002】
【従来の技術】従来、溶融金属を急速冷却処理すること
により粉末を製造する方法においては、一般的に熔融物
を分裂微粒化することが行われていたが、製造された粉
末の粒径分布が広範囲であって、大きい粒径の粒子の混
入が避けられないという問題点があった。即ち、従来法
で得られた粉末では、目的とする粒径のものを得るため
には、粉末の生成後に分級処理をする必要があった。そ
の結果、製品粉末の収率が低く、製造コストが高くなる
という問題点があった。
【0003】又、熔融物粒子が冷却される速度はその粒
径が大きいほど遅くなるために、特に粒径の大きい非晶
質合金粉末を製造する場合には急速冷却が行われないの
で、単一の非晶質合金粉末が得られないという問題点が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
上記のとおり製造された粉末の粒径分布が広範囲のもの
であり、大きな粒径の粒子の混入が避けられず、又単一
の非晶質合金等から成る粉末が得られないという問題点
があったので、本発明はかかる問題点を解決することを
目的として研究開発されたものである。即ち、本発明
は、得られる金属粉末の粒径分布を狭い範囲に維持して
均一な粒径で、しかもその粒形が球状である粉末を製造
すること、又単一の非晶質合金等の粉末を得ることを目
的とするものである。
【0005】本発明においては、106k/s以上の冷
却速度が得られるので、非晶質合金になれる最低冷却速
度(臨界冷却速度)が106k/s以下の合金を非晶化
することができる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、高速回転する
ディスクの表面に流動する分散媒の液膜を形成させ、そ
の液膜に溶融金属を供給して微細化し、この微細化した
金属液滴を分散媒によって急冷凝固させることにより金
属粉末を形成する方法である。又、本発明は、高速回転
するディスクの表面に流動する分散媒の液膜に溶融金属
を供給する際に、溶融金属をガスによる分散により微細
化した後に液膜に供給することによって、より微細な金
属粉末を製造する方法である。
【0007】本発明の分散媒としては水、液体窒素、工
業用油、液体空気等が使用され、その噴霧用ガスとして
はアルゴン若しくは窒素ガス等の不活性ガスが使用さ
れ、又この回転ディスクは供給される溶融金属に対して
水平方向に配置される。
【0008】本発明において、分散媒の液膜を使用する
理由は、運動している液膜がその中に入る溶融金属に対
して相対的に運動し、先に液膜に入った部分はそのまま
流され、未だ入っていない部分から分離されるためであ
る。又、かかる分散媒を使用する他の理由は、分散され
た溶融金属の液滴間に分散媒が充満しているので、その
液滴が再び一体化されないためである。更に又、熱容量
が大きい液体を分散媒として利用することによって溶融
金属から熱が急速に奪われるので、それの急速冷却が行
われ易いためである。
【0009】したがって、本発明においては、溶融金属
を回転ディスク表面に流動している分散媒に供給し、微
細化して急冷凝固させることによって、金属粉末の粒径
及び粒形などをより容易にコントロールすることができ
るので、高品質な金属粉末を低い製造コストで大量に製
造することができる。
【0010】次に、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。本発明の一実施態様を図1に示す。回転するデ
ィスク1の表面に分散媒3が供給され、ディスク表面に
流動する分散媒の液膜4が形成される。液膜の厚さは、
その液膜を構成する物質の種類、回転ディスクの回転速
度等により適宜に調整される。表面に液膜が形成された
回転ディスクに溶融金属2がるつぼ7からノズル8を通
して供給される。供給された溶融金属は、分散媒からな
る液膜に接して微細化し、溶融金属の液滴となり、液膜
中に分散されて急速に冷却され、凝固されて金属粉末を
形成する。凝固形成された金属粉末は、回転ディスクの
遠心力によりディスク周辺から飛ばされて、更に冷却さ
れて金属粉末製品9として回収される。
【0011】本発明の他の実施態様を図2に示す。回転
するディスク1の表面に分散媒3が供給され、ディスク
表面に流動する分散媒の液膜4が形成される。表面に液
膜が形成された回転ディスクに溶融金属2がるつぼ7か
らノズル8を通して供給される。この溶融金属は、ノズ
ル8から流出した直後に不活性ガス等からなる噴霧ガス
5により分裂微粒化されて微細な溶融金属の液滴となっ
た後に、回転ディスク表面に形成された分散媒からなる
液膜中に供給され、更に微細化されて急速に冷却され、
凝固されて金属粉末を形成する。凝固形成された金属粉
末は、回転ディスクの遠心力によりディスク周辺から飛
ばされ、更に冷却されて金属粉末製品9として回収され
る。
【0012】本発明の液膜を使用した溶融金属の微細化
法においては、その液滴の凝固を防ぐために従来の分裂
微粒化法よりも溶融金属の温度を高く設定して過熱状態
に保っておく必要がある。この過熱温度(△Ts)及び
ノズル先端からディスクまでの距離(H)は、得られる
粉末の粒径及び粒形と強く関連する。この△Ts及びH
には合金によって最適な値が存在する。例えば、Al及
びAl−Si合金は△Tsが250−300°Kであ
り、又Hは図1の場合には5−20mmであり、図2の
場合には75−100mmである。
【0013】従来方法における溶融金属をガスの使用だ
けで分裂微粒化させた場合には、得られた粉末の平均粒
径は約100−150μmであり、又その粉末の冷却速
度は約10−10k/sであった。これに対し、図
1又は図2に示される表面に流動する分散媒の液膜を形
成させた回転ディスクに溶融金属を供給して微細化させ
た場合には、得られた金属粉末の平均粒径は約3−20
μmであり、その冷却速度は約10−10k/sに
達した。なお、本発明によって得られた金属粉末(Fe
−Si−B合金)の平均的な粒度分布測定結果を示すと
図5のとおりである。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。
【0015】
【実施例1】図1に示されるように、回転ディスクに分
散媒として水を供給し、ディスク上に分散媒の水が流動
している液膜を形成した。この液膜に溶融金属を供給
し、その液膜中で微細化し、急冷凝固させて金属粉末を
作成した。得られた金属粉末の種類及びその特性が表1
に示される。その際、△Tsは260°Kで、Hは10
mmで、ノズルの口径は1.0mmで、ディスクの回転
速度は5000rpmであった。
【0016】純粋なAlを用いた場合に得られた金属粉
末はその平均粒径が9μmで、その粒形は良好な球状で
あった。そしてその比表面積は3070cm/gに達
していた。
【0017】又、Fe−Si−B合金を用いた場合、そ
の得られた粉末の平均粒径は25μmであり、その形状
は球状粒形のものであった。そしてその比表面積は10
00cm/gに達していた。なお、その他の特性は表
1に記載されているとおりである。
【0018】
【表1】
【0019】
【実施例2】図2に示されるように、回転ディスクに分
散媒として液体窒素を供給し、ディスク上に分散媒の液
体窒素が流動している液膜を形成した。溶融金属をアル
ゴンガスで分裂微粒化した後に、この液膜に供給し、急
冷凝固させて微細化された金属粉末を作成した。得られ
た金属粉末の種類及び特性が表2に示される。その際、
△Tsは260°Kで、Hは90mmで、アルゴンガス
の圧力は10MPaで、ノズルの口径は2.5mmで、
ディスクの回転速度は5000rpmであった。
【0020】純粋なAlを用いた場合に得られた金属粉
末はその平均粒径が5μmで、その粒形は良好な球状で
あった。そしてその比表面積は4000cm/gに達
していた。
【0021】又、Fe−Si−B合金を用いた場合、そ
の得られた粉末の平均粒径は15μmであり、その形状
は球状粒形のものであった。そしてその比表面積は20
00cm/gに達していた。なお、その他の特性は表
2に記載されているとおりである。
【0022】
【表2】
【0023】
【実施例3】図1に示されるように、回転ディスクに分
散媒として工業用油(52、5yA20342、出光興
産)を供給し、ディスク上に分散媒のこの油が流動して
いる液膜を形成した。この液膜に溶融金属を供給し、そ
の液膜中で微細化し、急冷凝固させて金属粉末を作成し
た。得られた金属粉末の種類及びその特性が表3に示さ
れる。その際、△Tsは260°Kで、Hは15mm
で、ノズルの口径は1.0mmで、ディスクの回転速度
は5000rpmであった。
【0024】純粋なAlを用いた場合に得られた金属粉
末はその平均粒径が9μmで、その粒形は良好な球状で
あった。そしてその比表面積は2800cm/gに達
していた。
【0025】又、Fe−Si−B合金を用いた場合、そ
の得られた粉末の平均粒径は25μmであり、その形状
は球状粒形のものであった。そしてその比表面積は10
00cm/gに達していた。なお、その他の特性は表
3に記載されているとおりである。
【0026】
【表3】
【0027】
【実施例4】図1に示されるように、回転ディスクに分
散媒として液体空気を供給し、ディスク上に分散媒のこ
の液体空気が流動している液膜を形成した。この液膜に
溶融金属を供給し、その液膜中で微細化し、急冷凝固さ
せて金属粉末を作成した。得られた金属粉末の種類及び
その特性が表4に示される。その際、△Tsは260°
Kで、Hは15mmで、ノズルの口径は1.0mmで、
ディスクの回転速度は5000rpmであった。
【0028】純粋なAlを用いた場合に得られた金属粉
末はその平均粒径が7μmで、その粒形は良好な球状で
あった。そしてその比表面積は3000cm/gに達
していた。
【0029】又、Fe−Si−B合金を用いた場合、そ
の得られた粉末の平均粒径は20μmであり、その形状
は球状粒形のものであった。そしてその比表面積は15
00cm/gに達していた。なお、その他の特性は表
4に記載されているとおりである。
【0030】
【表4】
【0031】
【発明の効果】従来、溶融金属の急速冷却処理により粉
末を作製する方法においては、得られた粉末の粒径分布
が広範囲になって、大きい粒径の粒子が存在することが
避けられなかったが、本発明は、高速回転ディスクの表
面に分散媒の液膜を形成させ、溶融金属の微細化を適宜
にコントロールすることができるので、得られた金属粉
末の粒径分布が一定範囲内のものになり、又その粒形も
球状のものになるという利点がある。したがって、高品
質で且つ低製造コストの大量の金属粉末を製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施態様である表面に分散媒が流
動している液膜が形成された回転ディスクを備えた装置
を示す図である。
【図2】 本発明の他の実施態様である高圧ガス噴出機
構と表面に分散媒が流動している液膜が形成された回転
ディスクとを備えた装置を示す図である。
【図3】 図2の点線で囲まれた部分の拡大図を示す図
である。
【図4】 本発明によって得られた金属粉末を示す図で
ある。
【図5】 本発明によって得られた金属粉末(Fe−S
i−B合金)の粒度分布測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1: 回転ディスク 2: 溶融金属 3: 分散媒 4: 液膜 5: 高圧ガス 6: 微粒化金属液滴 7: るつぼ 8: ノズル 9: 金属粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 11−806 (72)発明者 張 濤 宮城県仙台市太白区三神峯1丁目3−2− 104 (72)発明者 八島 芳信 宮城県仙台市青葉区下愛子字勘太37

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転するディスクの表面に流動する
    分散媒の液膜を形成させ、その液膜に溶融金属を供給し
    て微細化し、微細化した金属液滴を分散媒によって急冷
    凝固させることにより金属粉末を形成することを特徴と
    する金属粉末の製造方法。
JP1611395A 1995-02-02 1995-02-02 金属粉末の製造方法 Pending JPH08209207A (ja)

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