JPS5925904A - 金属粉製造装置および金属粉製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属粉製造装置Ｊ３よび金属ｆ５）　ｆｆ
（Ｉ異方法にＩＷ１シ、かつ特に超酋波振（ＩＪを利用
しく金属の粉を製造りる金属粉製造装置ｄ３Ｊ、び金１
１＋１粉製造方法に関づる。

従来、金属の粉を大ｍに製造りる方法どじ（、いわり）
るアｈマイスオ人が−Ｍｌ的′Ｃルｉ　）Ｉｓ　、ごの
ア１−マイズ）去【よ、金属をＪＪ１１熱して溶渇しし
、ｔの）Ｒ泪を圧縮空気ににって噴ｉ″Ａして露状にし
、Ｃれをン負ノ４１シ金属ネ５）を９１１造づるもので
ある。１しかしながらこの方法では、以下のＪ、う’、
ｔ　／／＜　Ｊ：ａがある。まｆ、溶湯が圧縮墾気にＪ
、り霧状にされるため、その圧縮空気にＪ、る力が不均
等に４１す、霧状に４ｊった溶湯の粒子の大きさかばう
つさ、イのため製造された金Ｉ１１粉の粒子の人ささが
１１η１）す゛、揃えるためには多数の分級１稈を必要
どりる。１１゜た、鞘状の？７７肩が圧縮望見にＪ、り
魚）！！にに冷７ＪＩ８１１るので、溶湯の表面張力に
Ｊ、り粒子が球状になる０ζ１に固化し、歪ｌυだ形状
の金属わ）ができ易く、がつＩＩ縮室空気触４１て金属
Ｖ）が酸化物になり１５Ｊい。

さらに、溶湯をｆ７ｔ　１１：にりるために、かなり高
圧の圧縮空気を必要どし、そのためコンプレツリ゛など
を備えて金属′ｔ！Ｉ）を製造づるための装置が人形化
し、また高圧の空気を噴出づるどぎに高音の雑音を発生
して作業層境が悪くなる。

上述した１１−マイズ法の他には、ｌ幾械的な方法とし
く、搗砕法やボールミル法などがあり、また化学的な方
法もあるが、いずれも量産には適さないか、ないしは装
置が大型化する。さらに、超音波を用いＣ金属粉を製造
づる方法どしで、１９７４年２月に光行されたｌ’　Ｌ
Ｊ　Ｉ　ｔｒａｓｏｎｌｃｓ、ｌの第１１頁から第１５
頁に述べられた方法がある。この方法は、金属溶湯を高
圧でｍ恒からＱ１出し、振動しＣいるホーンの先端に当
’７：　Ｔ　露化りるｂのである。

しかしながら、この方法では、霧状になって活性化した
金属の粒子と、細管から剣山された高温の金属溶湯どが
接触して、雰囲気によってはメ■発の危陰が生じたり、
またホーンの非；＋：（に狭い領域で金属溶湯を露化Ｊ
るために、川岸には適さ４１い。

したかつ−Ｃ１との発明の目的は、上；ｉｌｉのＪ、う
な欠員を除去した金属粉製造装置おＪ：び金ＵＮ　ｔ５
）製造方法を提供Ｊることである。

この発明の装置は、要約Ｊれ（Ｊ、ｍ　ｒ’、枝振φ＋
１を発生づる振動子と、前記振動子に一方６；；１がｌ
／ｉ続されかつ他方！Ｖ３１にＪ３いてほぼ最大の振幅
（゛振動りる小−ンど、前記ホーンを囲み前記ホーンど
の間に間隙を残しで取イ」りられたノズルど、前記間隙
内に金属の溶湯を供給づる溶湯供給手ＩＱとを備え、前
記ノズルには、前記７ｊ１−ンの他方端の０１１方に（
１３いて、前記ホーンの他方端の外径よりし小さな内径
を有し前記間隙と通じる間（」部が形成され、金属の溶
；りが、前記間隙を介して前ｎ１シホーンの他ノ′ｊ端
に導かれ、前記ホーンの他方端にＪ３い（、＋ＭＩ記ホ
ーンの振動により霧状とされ冷却８１ｔて金ｈバ１５）
どなる、金属粉製造装置である。

この発明の方法は、要約Ｊれば、粉にリベさ金属を溶か
し−（溶湯にし、これをノズルに導さ、ごのノズルの聞
［コの背後からｍ音波振動を溶湯に与え、それにＪ二つ
°ＣＣ溶金露化しながらノズルからたたき出づ各工程を
含む、金属粉製造方法である。

上ｊｄ；の目的Ｊ３よびその他の目的と特徴は、以下に
図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らかと４「
ろう。

第１図１よ、この発明ににる金属ｔ５）製造装置の一実
施例を承り概略図Ｃある。第２図は、１８１図のノズル
を承り部分拡大図である。第３図は、第２図のノズルの
開［１部を承り部分拡大図Ｃある。

構成にＪ３い４、この実施例は、基本的には、超合１１
！？振動を弁する振動子２と、振動子２に一方端が固定
されかつ他方端が自由端となったホーン７ど、小−ン７
の自由端を囲むにうにかつホーン７どの間に間隙２０を
残して取イ］１ノられ、ホーン７の自由端の前方に間り
部２１を有するノズル８と、ｒｌ）にリベき金属を加熱
して溶）月にし間隙２０に供給りるるつば１１とからな
る。１細に占えば、振動子ハウジング３内の振動子２１
．Ｌ　、超音波発振器１に電気的に接続されており、超
音波発振器１からの電気信号が、振動子２で１幾械的な
ｌ／ｌ　？′ｉ波１１ｉＰ　ｆＪＪに変えられる。振動
子２に、ホーン７の−／Ｊ　Ｇ＋ｉｌが接続されてＪ３
す、かつその他方端が自由ＯｕＨに４Ｆっている。ホー
ン７は、振動子２の振動の１辰幅を１１゛１幅するため
のちのであり、ホーン７の先ｆＨ２２Ｙ−振幅が（工は
最大になるＪ：うに（（・１成されるｎ　’ｒＬ　＋！
、’ｉ、溶湯を効率良く霧状にりるためにホーンｌの夕
１喘２２で振幅を最大にりるのが望ましいが、小−ン７
が溶湯の熱により熱膨張するため、溶湯のｒｊｔ　ｊ’
ｊｌ温度ど異なる温度の溶湯を使用した場合（、Ｌ、最
大かられずかにずれることがあることを指摘してｉ、５
く。ボーン７の自由端側には、ノズル８が取イ・」りら
れている。ノズル８はホーン７の自由Ｏ３１を取囲むに
うに取イ」りられ、ホーン７とノズルＦ３との間には、
ホーン７の周囲にわたり間隙２０が形成されている。間
隙２０は、バイブ２３にＪ：つ−ζ、るつぼ１７と通じ
ている。るつは′１７は、）容）（１１１ｊ　１合手段
どして、粉にタベぎ金属をへ周波Ｆｌｌｉ　’！？加熱
４「どにＪ：つ−Ｃ′ｉＢ湯にし、バイブ２３を介しく
間ｌｉ：：ｊン０にその溶湯を供給するものである。る
つは゛１７には、わ）にリベき金属が線材１４で連続的
に孔２４を介してＩｊえられる。；１：ｌこ、るっば１
７には、質１１により、好ましく　ｌ；Ｌ不活性ガスや
３ｙ元１１ガス′ＣあるＬ［縮ガスが）Ｘられて、溶湯
１３を間隙２０内に強制的に供給力る。なＪ３、圧縮ガ
スによらなり１−ｔ）、ＦＲｉ易１３　Ｌｌ、小力にＪ
：っで間隙？０内に供給されるよう１こしく−１）よい
、）また、溶湯１３がバイブ２３内を流れく−いる間に
窩庶が下がり固まったりＪ、た粘度が変化しないＪ、う
に、パイプ２３がガスバーノー１５′６で加熱される。

このにうにしく間隙２０内に供給された溶ン易１３は、
間隙２゜内を下方向に流れ−Ｃ行きホーン７の先端２２
ど接触しｔ、Ｉｔ２Ｙ’詳細に述べるようにしてｎ状に
なる。

この霧状になった溶湯を、外部にただき出すＩこめにノ
ズル８には、間ＩＺ１部２１が形成されでいる。

間１ｉ１部２″１の内径は、ホーン７の先端２２のタＸ
ＭＪ、リム小さくされてＪ３す、間隙２０内の溶湯１３
が、小−ン７の、先端２２の端面２Ｇに接触する前に、
間口部２１から外部へ出ないように構成される。な（１
３、振動子２は、通ｉ；を耐熱性に乏しいので、この例
では、間隙２０内の消火１１３の熱が、小−ン７を介し
て振動子２に伝わら４ｊいＪ、″）（、−１小−ン７の
中間部に水冷Ｊ、たは空冷の冷Ｊ、Ｉｌ　ｉ！：　！ｉ
が設置）られるどどちに、振動子ハウジング３に出）す
Ｉ）れた冷７ＪＩノアン４で振動子２が強制的に冷ノ４
１される。

まｌこ、当然のごどではあるが、ホーンｔの（１）／、
Ｉ溶固１３が接すイ）前月は、溶ｉ、ｉ　１３の温Ｌｌ
：Ｉ−Ｊ、　’、）　＋Ｊ高い融点を右りる材料、例え
ば１ｎ、１ルミノ、タングステン等で形成される。さら
に、振勅了ンからホーン７のりＣ９諾２２の端面２６へ
のＴｈ？動の（へ播【Ｊ、各物体の中を応力歪どして一
伝１ｉｔｉりる（、）の（゛あるが、その応力は各物体
の部位により異１．［る１、シＩζかって、振動子２、
ホーン７、ノズル０６３よび１負７ＪＩ器５の取イ」は
、その応力が小さ’：”Ｌ　８ＩＩ分（”行４１うどよ
い。

動作にｉ３いて、超音波発振器１にＪ、す、電気悟りを
発振１〕、それを振動子２に与え（，１幾緘的な超音波
振動に変換りる。振動子２は、非Ｒ１，−高い周波数で
振１ＦＩＪＪる。振動子２の振１ＦＪＪ１．Ｌ　、振動
ｆ２に取イ４【）られたホーン７を介して、小−ンｌの
先端２２に伝播づる。振動子２からの振動は、小−ン７
の中を伝＋１１ｔするときに、ホーン７の形状にＪ：す
、その振幅を変えられてホーン７の先Ｏｉ！Ａ　２２−
？１Ｓ（Ｊは０人になる。一方、るつは１７の中に、孔
２４を介しく線材１４を与える。るつぼ１７内に−りえ
られた１！ｉｔ材１４は、高周波誘導加熱などによって
加熱され、溶湯１３になる。溶湯１３は、質１″１から
送られる不活性ガスなどの圧縮ガスにＪ：す、バイブ２
３を介して間隙２０内に供給される。溶湯１３は、バイ
ブ２３内を流れている間に、温度が下がらないＪ：うに
ガスバーナ１５で補助的１こ加熱されＣいる。第２図に
最すよく示されるＪ二うに、間隙２０内に供給され！こ
溶湯１３は、ホーン７を凹むように間隙２０内に＋ｔ４
たされる。間隙２０内に供給された溶湯１３は、間１１
１１ｔ　２０内を図におい（トノｊ向に移１〕し、聞１
１＋部２１から外部へ出ようとりる。しかしながら、間
１１部２１の内径は、ｉＪ＜−ン７の先端２２の外径Ｊ
、すし小さく、またこの例ｒは間隙２０が間［」部２１
との境界において非）；（に狭く形成され７．いるのｒ
Ｎ１１３図に図示）、溶湯１３は、間口部２１から外部
へ１１する前に、必ずホーン７の先端２２の端面２Ｇに
接触りる。ホーン７の端面２６は、上述したように１３
口、Ｊ′ｆ１１人の振幅で振動している。したがって、
間隙２０内を流れてきた溶湯１３は、端面２６に接触し
、ｎ状にされＣ１間口部２１を介しＣ外部にたたき出さ
れる。霧状になった溶湯μ、所定の雰凹気中【、冷７４
１され固１ヒし、粉末状の金属粉２７と４「る。４「お
、上述の動作の間、振動子２が過熱しる「いように、冷
７Ｊｌフアン４　Ｊ３　Ｊ：び冷却器５を動作さけ（い
る。このようにして、粉に１べぎ金属を溶湯１３３にし
、−てれをノズル８に導き、そのノズル８の間口部２　
’Ｉの背後から超音波振動を溶料］１こ３にＩｊえで、
連続しで溶湯１３を１Ｍ状にしなから間ｌ、１部２′１
からたたき出し、それを冷７Ｊ］することにＪ、・）？
、、金属１分２７が１！１られる。

上）ホのような構成Ｊ３よび動作にしたかつ−（、弁明
者により行なわれた実験の例を以−■・に示り。ホーン
７どノズル８との各部分の用法１１１次のとＬｌ３りで
ある。第３図において、ホーン７の先０ｉｉｉ　２２の
外１−Ｙ、１は、１５ミリの１号−グであり、間隙２０
の幅ｂ　ＬＬ、３ミリのＡ−夕Ｃあり、間隙２０の間１
１部２１どの用脚部分に＋３１ノる幅Ｃは、０．１ない
し０．？ミリの、１−夕（−あり、間１−１部２１の内
径ＴＩ　ＩＪ、゛ＩＪ３ミリのＡ−ダであった。また管
１１をｆｒ　Ｌ　Ｔ送！：）れた１ト縮ガスは、窒素で
ｄうり、ＬＥ力は２１（すｔ’　ｃｍ’であ−）だ。ｌ
＝ｉ小のｊ、うな、３１１人の装置を用い、２０ｋｌｔ
ｚ以上の周波数Ｃ１１畏Ｍ子２を１府手ＩＪさｌＩＣ、
アルミニウムの金属郭）を製）青づる実験４行なった。

了゛の結果、次のよう１．Ｕ要因は、そ４Ｉぞ１ｔのｆ
７ｊ果をｂたらりことが１つかった。（Δ）周波数：振
動子２の１辰イ１ノの周波数が高くなれ（、Ｋなる【、
Ｙど、耐１３肯された金属穿５）のわン子は芹用か＜／
、’ｒる。

（１３）ｉ′ＦＴ湯の粘＋ｒｃ　：溶）９１３の粘度が
人きり４１ば、溶ンｒ４が流れにくくなる。（Ｃ）　ｉ
ｎ閏の表面張カニ溶’ｔｓ’Ａ　ｉ　３の表面張力が人
さくＪれば大きいほど、金属む）の粒子の形状は、球形
に近（ｌ＜。（＋）　）　ｌ肩幅：ホーン７の先端２２
の超音波振動の振幅が人きく’Ｊれば４【る（Ｊど、金
属粉の粒子の形状が、細長くなり、また小さくなれば４
にるほど、球形に近（＝１　＜。

な＋３、製′ＩＩｙさた金属Ｖ）の大きさに＋、＋　、
　＋ｙ、；臂は見−）れなか−）Ｉこ。たとえ（、［、
アルミニラｌ＼のｍ６１４用い、各部分の＝Ｊ法をａ＝
　１５ｍｍ、　＋１−　：１ｍｍ、ｃ　−０，１〜０．
　２ｍｍ、　（＋　＝　’ｌ　３ｍｍとし、月覆宿ガス
としてＮ２を２ＫＯ／ｃｍ’て！ｊえ、ＩＩＱ　１ＦＪ
Ｉ　Ｔ　２の周波数を２．５１’：１−１ｚと覆れ（、
ｒ′、３０−へ・！’ｉ　（１１１の人ささの球状のア
ルミニウムの金属粉が１’ｌら１１だ。

以上のＪ：うに、この発明によれ（、「、Ａｒ１昌、；
１１振仙を利用して金１ｊ１粉を製）青Ｊるため、金属
マ；）の粒子の人ささが（まぽ同じで４うり、今屈む）
の介キ１シが容易（こなる、１また、人ｍ０）空気でｙ
ｒ１警オするノ′１−ンメス法どは異なり、１１置を非
１：１に小形化ひさ、７ど気１，４外の雰囲気中に＋３
いてしｎ状になつノ、＝溶１！：！を１？？　ＪＪＩで
きるので、金属粉の粒子の表面を所望（、二処狸（゛き
る。てのうえ、１．Ｔ３　？’ｒｊ）！１％％　１ｆｉ
ｌＪのＩＸｉ　１１ｉ１１、周＋１．ｌｌ’ｌ　’＜１
４変えることにＪこり、所望の形Ｊ／Ｓの金属１５）が
＋！？　１３れる。さらに、ホーンの比較的広い領１ｉ
＋ｑ　ｌ’溶）局を１°＾状にりるので、金属を分を人
吊牛産りることが可ｒｉｌｉである。なお、超音波は人
間の月（こ；、Ｌ聞え１．Ｃいので、作業環境が非常に
静かである。

」二連の実施例では、溶湯が超音波爪ＴｉｈにＪ：・）
で下方向にたたぎ出されたが、これに限ることなく、た
とえば小−ン７の先端２２を上方向に向１ノで、溶湯が
ににたたき出されるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図１１、この発明による金属粉製造装■の一実施例
を示づ“賊！１８図Ｃある。第２図は、第１図のノズル
を示づ部分拡大図である。第３図は、第２図の間１」部
の詳細を示Ｊ°図Ｃある。 図に＋３いＣ１１は超音波発振１％、２１よ振切子、°
ｌはホーン、８はノズル、１３は溶ンｒ＋ｌ、′１７は
るつぼ、２０は間隙、２１は聞Ｌ１部を承り。 １′目目出出願　東洋／フルミニラム）′１；式会社第
１図 ２ど ２．　７〜ノ２７

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　超Ｂ波振すンを発生づる振動子と、ｌ）：ｌ　
   ｆｆ１Ｌ＋振動子に一方端が接続されかつ他方端におい
   Ｕ　ｌ：ｉ　ｊ工最人の振幅で振動づるホーンと、前記
   ホーンを囲み、前記ホーンとの間に間隙を残して取（＝
   Ｊ　ｉ）られたノズルと、前記間隙内に金属の溶湯を供
   給りる溶湯１１（給手段とを備え、 前記ノズルには、ｎり記ホー・ンの他方※′＃１１の前
   方にａ３い（、前記ホーンの他方端の外径よりも小さな
   内径をイｊし、前記間隙と通ずる聞目部が形成され、金
   属の溶）■が、前記間隙を介しく前記ホーンの他方端１
   こ）！）か１し、０；Ｊ記ホーンの他方端に、！３いて
   前ｎ己ホーンの振ｉＥＩ＞　＋こより霧状とされ１５ノ
   ４１されて金属粉ど’Ｊる、金属粉’ＦＪ　３ｉ−装置
   。
2. （２）　粉にすべべ金属を溶かして溶渇にし、これをノ
   ズルに導き、このノズルの間口の背摸からｔＩＵ合波振
   動を溶湯に与え、それにＪ、つ（）Ｒ）りを霜化し４「
   がらノズルからだたき出り名−１稈を−含む、金属む）
   製造方法。