JPH08246008A - 金属粉末および水噴霧によるその製造方法 - Google Patents
金属粉末および水噴霧によるその製造方法Info
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- JPH08246008A JPH08246008A JP4884295A JP4884295A JPH08246008A JP H08246008 A JPH08246008 A JP H08246008A JP 4884295 A JP4884295 A JP 4884295A JP 4884295 A JP4884295 A JP 4884295A JP H08246008 A JPH08246008 A JP H08246008A
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 水噴霧による合金粉末の製造に当って、溶存
酸素の量を２ppm 以下、好ましくは１ppm 以下に低減し
た噴霧水を使用する。 【効果】 酸素をはじめとし、水素や窒素の含有量の低
い合金粉末が得られる。 酸素含有量の低減は粉末表面
の酸化物被膜の減少を意味する。 この粉末は従来の溶
存酸素量に配慮しなかった噴霧水（飽和量として１０pp
m 程度）を使用した場合に得られる粉末より球に近い形
状であり、見掛け密度が高く、圧粉成形密度も高いか
ら、より高い焼結密度の焼結体を与える。
酸素の量を２ppm 以下、好ましくは１ppm 以下に低減し
た噴霧水を使用する。 【効果】 酸素をはじめとし、水素や窒素の含有量の低
い合金粉末が得られる。 酸素含有量の低減は粉末表面
の酸化物被膜の減少を意味する。 この粉末は従来の溶
存酸素量に配慮しなかった噴霧水（飽和量として１０pp
m 程度）を使用した場合に得られる粉末より球に近い形
状であり、見掛け密度が高く、圧粉成形密度も高いか
ら、より高い焼結密度の焼結体を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素含有量を低減した
金属粉末と、水噴霧法によるその製造方法に関する。
金属粉末と、水噴霧法によるその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばステンレス鋼や低合金鋼の粉末
であって焼結に使用するものは、多くの場合、水噴霧法
により製造する。 水噴霧法は、微細な粉末を得ること
が容易である一方、粉末の形状が球から遠い複雑なもの
となりやすい。 そのため、粉末は見掛け比重が低く、
圧粉成形性は高いが、圧粉体の密度があまり高くならな
いという特性をもつ。
であって焼結に使用するものは、多くの場合、水噴霧法
により製造する。 水噴霧法は、微細な粉末を得ること
が容易である一方、粉末の形状が球から遠い複雑なもの
となりやすい。 そのため、粉末は見掛け比重が低く、
圧粉成形性は高いが、圧粉体の密度があまり高くならな
いという特性をもつ。
【０００３】水噴霧法による粉末には、表面に酸化物の
被膜が生成していて、全体として酸素含有量が高く、通
常０．２〜０．４％にものぼるという、もうひとつの問
題がある。 酸化被膜の存在は、いうまでもなく粉末の
焼結作業にとって好ましくない。 さらに従来の水噴霧
金属粉末は、水素含有量も高く、しばしば２０ppm に達
し、成形性や焼結性に悪影響を与える。
被膜が生成していて、全体として酸素含有量が高く、通
常０．２〜０．４％にものぼるという、もうひとつの問
題がある。 酸化被膜の存在は、いうまでもなく粉末の
焼結作業にとって好ましくない。 さらに従来の水噴霧
金属粉末は、水素含有量も高く、しばしば２０ppm に達
し、成形性や焼結性に悪影響を与える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸素
含有量を低減し、さらには酸素含有量とともに水素含有
量も低減した金属粉末を提供すること、またそのような
金属粉末を水噴霧法により製造する方法を提供すること
にある。
含有量を低減し、さらには酸素含有量とともに水素含有
量も低減した金属粉末を提供すること、またそのような
金属粉末を水噴霧法により製造する方法を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の酸素含有量を低
減した金属粉末は、ステンレス鋼または低合金鋼から水
噴霧により製造した粉末であって、Ｏ含有量が１５００
ppm 以下の金属粉末である。 さらに水素含有量を低減
したものは、Ｈ：１０ppm 以下の金属粉末である。
減した金属粉末は、ステンレス鋼または低合金鋼から水
噴霧により製造した粉末であって、Ｏ含有量が１５００
ppm 以下の金属粉末である。 さらに水素含有量を低減
したものは、Ｈ：１０ppm 以下の金属粉末である。
【０００６】上記の金属粉末を製造する本発明の方法
は、ステンレス鋼または低合金鋼の溶湯を水噴霧により
粉末化する金属粉末の製造方法において、噴霧水とし
て、溶存酸素量が２ppm 以下の水を使用することによ
り、Ｏ含有量が１５００ppm 以下の金属粉末を得ること
を特徴とする。
は、ステンレス鋼または低合金鋼の溶湯を水噴霧により
粉末化する金属粉末の製造方法において、噴霧水とし
て、溶存酸素量が２ppm 以下の水を使用することによ
り、Ｏ含有量が１５００ppm 以下の金属粉末を得ること
を特徴とする。
【０００７】噴霧水の溶存酸素量は低いほど有効であっ
て、１ppm またはそれ以下であることが好ましい。
て、１ppm またはそれ以下であることが好ましい。
【０００８】水中の溶存酸素の低減には、分子レベルの
フィルターを使用した脱酸素装置が市販されているの
で、それを用いればよい。 すでに知られている装置で
も、水中の溶存酸素量を２ppm 以下にすることに困難は
なく、１ppm 以下にすることも可能である。
フィルターを使用した脱酸素装置が市販されているの
で、それを用いればよい。 すでに知られている装置で
も、水中の溶存酸素量を２ppm 以下にすることに困難は
なく、１ppm 以下にすることも可能である。
【０００９】
【作用】水噴霧法により製造した金属粉末の酸素含有量
が高い理由として、従来は、高温の金属溶湯と水とが接
触して下記のように水が分解し、 ２Ｈ2Ｏ → ２Ｈ2＋Ｏ2 生成した酸素が金属成分Ｆｅ，Ｓｉ，Ｃｒなどと反応
し、式 ２Ｆｅ＋Ｏ2 → ２ＦｅＯ Ｓｉ＋Ｏ2 → ＳｉＯ2 ４Ｃｒ＋３Ｏ2 → ２Ｃｒ2Ｏ3 のようにして金属酸化物を生成する機構が考えられてい
た。
が高い理由として、従来は、高温の金属溶湯と水とが接
触して下記のように水が分解し、 ２Ｈ2Ｏ → ２Ｈ2＋Ｏ2 生成した酸素が金属成分Ｆｅ，Ｓｉ，Ｃｒなどと反応
し、式 ２Ｆｅ＋Ｏ2 → ２ＦｅＯ Ｓｉ＋Ｏ2 → ＳｉＯ2 ４Ｃｒ＋３Ｏ2 → ２Ｃｒ2Ｏ3 のようにして金属酸化物を生成する機構が考えられてい
た。
【００１０】本発明者は、水噴霧法に使用した水を循環
再利用するとき、冷却手段が異なること（たとえば冷水
塔を通すことと、タンク内で放冷することとの差）によ
って製品粉末の見掛け密度に微妙な差が生じることに気
づき、その原因を探求するうち、噴霧水中の溶存酸素量
の差異に思い当った。 水中の飽和酸素量は、種々のイ
オンの量と温度とによって決定され、常温の純水では、
ほぼ１０ppm が飽和量である。 噴霧に使用して高温度
になった水は、その中の酸素のほとんどを失なうが、冷
却される過程および常温に戻ったのちに空気中の酸素が
溶け込むため、酸素量は再び増大する。 その溶け込む
機会の多少によって、噴霧水中の溶存酸素量はさまざま
に異なる。
再利用するとき、冷却手段が異なること（たとえば冷水
塔を通すことと、タンク内で放冷することとの差）によ
って製品粉末の見掛け密度に微妙な差が生じることに気
づき、その原因を探求するうち、噴霧水中の溶存酸素量
の差異に思い当った。 水中の飽和酸素量は、種々のイ
オンの量と温度とによって決定され、常温の純水では、
ほぼ１０ppm が飽和量である。 噴霧に使用して高温度
になった水は、その中の酸素のほとんどを失なうが、冷
却される過程および常温に戻ったのちに空気中の酸素が
溶け込むため、酸素量は再び増大する。 その溶け込む
機会の多少によって、噴霧水中の溶存酸素量はさまざま
に異なる。
【００１１】水噴霧法の製品である金属粉末に含有され
る酸素量は、噴霧水中の溶存酸素にくらべて高いので、
粉末中の酸素が主として前記した水の分解により生じた
ものに由来するという機構は、否定できないようであ
る。 しかし、溶存酸素の量によって粉末の見掛け密度
が異なるという事実は、金属溶湯の液滴が冷却され表面
から凝固する際に、金属酸化物の生成する度合に溶存酸
素が影響を与えるため起ると考えられる。 すなわち、
噴霧によりひきちぎられて不規則な形状で飛散しつつあ
る金属溶湯の液滴が冷却され、表面から凝固して行くと
き、液滴表面で酸化物被膜が形成し、これが、未だ溶融
状態にあって表面張力により球状化しようとする金属溶
湯の動きを妨げ、不規則な形状に固定された粉末を与え
ると考えられるところ、溶存酸素が液滴表面上で、前記
した水の分解反応を何らかの機構で促進するため、酸化
物被膜の形成が進むものと考られる。
る酸素量は、噴霧水中の溶存酸素にくらべて高いので、
粉末中の酸素が主として前記した水の分解により生じた
ものに由来するという機構は、否定できないようであ
る。 しかし、溶存酸素の量によって粉末の見掛け密度
が異なるという事実は、金属溶湯の液滴が冷却され表面
から凝固する際に、金属酸化物の生成する度合に溶存酸
素が影響を与えるため起ると考えられる。 すなわち、
噴霧によりひきちぎられて不規則な形状で飛散しつつあ
る金属溶湯の液滴が冷却され、表面から凝固して行くと
き、液滴表面で酸化物被膜が形成し、これが、未だ溶融
状態にあって表面張力により球状化しようとする金属溶
湯の動きを妨げ、不規則な形状に固定された粉末を与え
ると考えられるところ、溶存酸素が液滴表面上で、前記
した水の分解反応を何らかの機構で促進するため、酸化
物被膜の形成が進むものと考られる。
【００１２】溶存酸素量が多ければこの作用が盛んにな
って、冷却の初期段階で金属酸化物が迅速に生成し、と
くにＳｉＯ2 のような溶融時の粘度が高い酸化物は金属
溶湯の液滴のその後の変形を妨げる力が強く、非球状の
不規則な粉末ができるものと理解される。 逆に溶存酸
素量を低減することによってこのような機構が弱まり、
より球状に近い粉末ができ、見掛け密度が向上する。
見掛け密度の向上は、同じ条件で圧粉成形した成形体
（グリーン）の密度の向上をもたらす。
って、冷却の初期段階で金属酸化物が迅速に生成し、と
くにＳｉＯ2 のような溶融時の粘度が高い酸化物は金属
溶湯の液滴のその後の変形を妨げる力が強く、非球状の
不規則な粉末ができるものと理解される。 逆に溶存酸
素量を低減することによってこのような機構が弱まり、
より球状に近い粉末ができ、見掛け密度が向上する。
見掛け密度の向上は、同じ条件で圧粉成形した成形体
（グリーン）の密度の向上をもたらす。
【００１３】
〔実施例１〕表１に示す合金組成のステンレス鋼Ａを溶
製し、これを、 表１ 合金 Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｃｕ Ｎｉ Ｃｒ Ａ 0.020 0.98 0.14 0.11 10.3 19.2 溶存酸素量を０．１ppm 以下〜９．４ppm の範囲内で変
動させた水で噴霧した。
製し、これを、 表１ 合金 Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｃｕ Ｎｉ Ｃｒ Ａ 0.020 0.98 0.14 0.11 10.3 19.2 溶存酸素量を０．１ppm 以下〜９．４ppm の範囲内で変
動させた水で噴霧した。
【００１４】１００メッシュを通過する粉末（平均粒径
４０〜８０μｍ）を採取し、その見掛け密度を測定し
て、図１に示す結果を得た。 図１から、溶存酸素量の
減少につれて見掛け密度が向上することが明らかであ
る。
４０〜８０μｍ）を採取し、その見掛け密度を測定し
て、図１に示す結果を得た。 図１から、溶存酸素量の
減少につれて見掛け密度が向上することが明らかであ
る。
【００１５】〔実施例２〕合金Ｂ〜Ｇを溶製し、その溶
湯を、溶存酸素量が２．０ppmまたは８．０ppmである水
で噴霧し、１００メッシュを通過する粉末を採取した。
それらの粉末の合金組成を分析し、表２に示す値を得
た。 各粉末の見掛け密度（ＡＤ）、圧粉成形体のグリ
ーン密度（ＧＤ）、ラトラー値（ＲＶ）および焼結体の
密度（ＳｉｎＤ）を測定して、それらの結果を表３に示
した。 圧粉成形は、径１０mmの円柱状体に圧力５トン
/cm2でプレスする条件で行なった。 焼結条件は、真空
中１２００℃×１時間である。 表２および表３には、
実施例１で調製した合金Ａの粉末のうち、噴霧水の溶存
酸素量が８ppmのものと２ppmのものについてのデータも
掲げた。 表２の合金組成は重量％であらわしてあり、
残部はＦｅである。「Ａ１〜Ｇ１」は噴霧水中の溶存酸
素量が８ppmの場合、「Ａ２〜Ｇ２」は２ppmの場合をそ
れぞれあらわす。 Ｅ１およびＥ２は４１０Ｌステンレ
ス鋼である。
湯を、溶存酸素量が２．０ppmまたは８．０ppmである水
で噴霧し、１００メッシュを通過する粉末を採取した。
それらの粉末の合金組成を分析し、表２に示す値を得
た。 各粉末の見掛け密度（ＡＤ）、圧粉成形体のグリ
ーン密度（ＧＤ）、ラトラー値（ＲＶ）および焼結体の
密度（ＳｉｎＤ）を測定して、それらの結果を表３に示
した。 圧粉成形は、径１０mmの円柱状体に圧力５トン
/cm2でプレスする条件で行なった。 焼結条件は、真空
中１２００℃×１時間である。 表２および表３には、
実施例１で調製した合金Ａの粉末のうち、噴霧水の溶存
酸素量が８ppmのものと２ppmのものについてのデータも
掲げた。 表２の合金組成は重量％であらわしてあり、
残部はＦｅである。「Ａ１〜Ｇ１」は噴霧水中の溶存酸
素量が８ppmの場合、「Ａ２〜Ｇ２」は２ppmの場合をそ
れぞれあらわす。 Ｅ１およびＥ２は４１０Ｌステンレ
ス鋼である。
【００１６】
【表２】
【００１７】 表３ 粉末 見掛け密度 流動度 グリーン密度 ラトラー値 焼結密度 AD(g/cm3) FR(秒/50g) GD(ｇ/cm3) RV(％) SinD(g/cm3) Ａ１ 2.57 26.1 6.54 1.12 6.55 Ａ２ 2.67 25.0 6.58 1.17 6.60 Ｂ１ 2.61 24.7 6.35 1.21 6.73 Ｂ２ 2.75 23.5 6.46 1.19 6.81 Ｃ１ 2.51 26.5 6.25 2.03 6.45 Ｃ２ 2.68 24.5 6.38 2.12 6.56 Ｄ１ 2.53 26.2 6.43 1.98 6.71 Ｄ２ 2.75 23.3 6.59 1.87 6.76 Ｅ１ 2.60 24.5 6.35 0.73 6.72 Ｅ２ 2.81 22.9 6.48 0.68 6.78 Ｆ１ 2.57 25.5 6.15 0.95 6.68 Ｆ２ 2.78 23.8 6.30 1.02 6.75 Ｇ１ 2.39 27.2 5.75 1.05 6.63 Ｇ２ 2.45 25.8 6.01 1.17 6.71 表３のデータは、噴霧水中の溶存酸素の低減がＡＤ、ＦＲ、ＧＤおよびＳｉｎ Ｄ全ての向上をもたらすことを示している。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、従来の水噴霧法では得ら
れなかった、酸素含有量の低い金属粉末、または酸素の
ほか水素および窒素の含有量の低い金属粉末が提供され
る。この粉末は見掛け密度が高く、それに伴って圧粉成
形体の密度も高く得られるから、酸素含有量の低いこと
とあいまって、焼結性が高い。
れなかった、酸素含有量の低い金属粉末、または酸素の
ほか水素および窒素の含有量の低い金属粉末が提供され
る。この粉末は見掛け密度が高く、それに伴って圧粉成
形体の密度も高く得られるから、酸素含有量の低いこと
とあいまって、焼結性が高い。
【図１】 本発明の実施例のデータであって、水噴霧法
により製造した合金粉末について、噴霧水中の溶存酸素
が粉末の見掛け密度に及ぼす影響を示すグラフである。
により製造した合金粉末について、噴霧水中の溶存酸素
が粉末の見掛け密度に及ぼす影響を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 ステンレス鋼または低合金鋼から水噴霧
により製造した粉末であって、Ｏ含有量が１５００ppm
以下である金属粉末。 - 【請求項２】 Ｈ含有量が１０ppm 以下である請求項１
の金属粉末。 - 【請求項３】 ステンレス鋼または低合金鋼が、Ｃ：
０．３％以下、Ｓｉ：６．０％以下、Ｍｎ：０．５％以
下、Ｎｉ:２５％以下、Ｃｒ:３５％以下、Ｍｏ：４．０
％以下、Ｃｕ：５．０％以下、Ｓｎ：１．５％以下、
Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．１％以下およびＮ：０．１
５％以下を含有し、残部が実質上Ｆｅである請求項１ま
たは２の金属粉末。 - 【請求項４】 ステンレス鋼または低合金鋼の溶湯を水
噴霧により粉末化する金属粉末の製造方法において、噴
霧水として、溶存酸素量が２ppm 以下の水を使用するこ
とにより、Ｏ含有量が１５００ppm 以下の金属粉末を得
ることを特徴とする製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4884295A JPH08246008A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 金属粉末および水噴霧によるその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4884295A JPH08246008A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 金属粉末および水噴霧によるその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246008A true JPH08246008A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12814513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4884295A Pending JPH08246008A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 金属粉末および水噴霧によるその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08246008A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508807A (ja) * | 1997-06-17 | 2002-03-19 | ホガナス アクチボラゲット | ステンレス鋼粉末 |
| JP2010222662A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| JP2010222661A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| JP2015214752A (ja) * | 2009-10-16 | 2015-12-03 | ホガナス アクチボラゲット | 窒素含有低ニッケル焼結ステンレス鋼 |
| CN108977719A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 湖南菲德克材料科技有限公司 | 一种低碳合金钢的制备方法 |
| CN110168122A (zh) * | 2016-12-07 | 2019-08-23 | 霍加纳斯股份有限公司 | 用于生产双相烧结不锈钢的不锈钢粉末 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP4884295A patent/JPH08246008A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508807A (ja) * | 1997-06-17 | 2002-03-19 | ホガナス アクチボラゲット | ステンレス鋼粉末 |
| JP2010196171A (ja) * | 1997-06-17 | 2010-09-09 | Hoganas Ab | ステンレス鋼粉末 |
| JP2010222662A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| JP2010222661A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| JP2015214752A (ja) * | 2009-10-16 | 2015-12-03 | ホガナス アクチボラゲット | 窒素含有低ニッケル焼結ステンレス鋼 |
| CN110168122A (zh) * | 2016-12-07 | 2019-08-23 | 霍加纳斯股份有限公司 | 用于生产双相烧结不锈钢的不锈钢粉末 |
| CN108977719A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 湖南菲德克材料科技有限公司 | 一种低碳合金钢的制备方法 |
| CN108977719B (zh) * | 2018-08-01 | 2019-10-01 | 湖南菲德克材料科技有限公司 | 一种低碳合金钢的制备方法 |
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