JPS5947001B2 - 金属粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶融金属な噴霧法によって微粉化して金属
粉末を製造する方法に関する。

溶融金属から噴霧法によって金属粉末を製造する方法は
、いわゆるアトマイズ法として一般に知られており、溶
融金属流に対し水または油等の液体噴霧媒を吹付げて微
粉化する方法である。

このアトマイズ法により金属粉末を製造する場合、水ジ
ェツトにより溶融金属を微粉化せしめる方法では、金属
粉末の表面に酸化が起こるため、金属粉末の還元処理な
必要とするのに対し、水以外の噴霧媒例えばパラフィン
系炭化水素等の非極性溶媒または鉱物油、もしくは動植
物油を用いた場合には金属粉末の酸化を抑制することが
できるので、水ジェツトによる方法に比べ有利である。

ところで、一般に各種用途に使用される金属粉末は平均
粒子径が２５０μ以下の微粉末が必要とされている。

しかし、通常のアトマイズ法により製造された金属粉末
は粒度に大きなばらつきがあり、そのため従来は製造さ
れた金属粉末を篩等により選別使用している。

そこで、この発明者らは、金属粉末の篩等による選別作
業を省略すべく１通常のアトマイズ法により平均粒子径
２５０μ以下の金属粉末の製造方法について種々検討し
た結果、アトマイズ法による金属粉末の粒子径は溶融金
属流に対する噴霧媒の吹付は角度や噴霧媒の流速、溶融
金属流と噴霧媒流の流量比に大きく関係することを知見
し、特に金属粉末の還元処理を必要としない油等を噴霧
媒として用いるアトマイズ法で、前記した平均粒子径２
５０μ以下の金属微粉末を効率よく製造し得る方法を見
い出した。

すなわちこの発明は、溶融金属流に対し非極性溶媒また
は鉱物油もしくは動植物油の噴霧媒を吹付けて微粉化す
るアトマイズ法による金属粉末の製造方法において、溶
融金属流と直角な水平面と噴霧媒流とのなす角度（噴射
角度）を５０〜８２゜噴霧媒流速を５０〜５００ｍ／ｓ
ｅｃ、溶融金属流量／噴霧媒流量比をｏ、ｏｏｓ〜０．
８に設定することを特徴とするものである。

この発明法において、溶融金属流と直角な水平面と噴霧
媒流とのなす角度とは第１図に示すごとく、溶融金属収
容容器１より落下する溶融金属流２と直角な水平面３と
、ノズル４より噴射される噴霧媒流５とのなす角度θの
ことであって、以下この角度を噴射角度と称する。

この噴射角度θを５０〜８２°に限定したのは次の理由
による。

第２図はこの発明者らが、前記噴射角度θと金属粉末の
粒子径との関係を調べるため、噴霧媒に油性物質を用い
てアトマイズ法により、噴霧媒流の噴射角度を種々変化
させて金属粉末を製造した場合の実験結果を示すもので
、図中斜線部Ｓは粗粒領域、同ＳＢはブロッキングによ
る噴霧不可領域を示す。

すなわち、噴霧媒流の噴射角度は金属粉末の粒子径に大
きな影響を与えることが明らかで、噴射角度θが小さい
程金属粉末の粒子径が小さくなることがわかる。

しかしながら、噴射角度θを小さくし過ぎると噴霧媒流
の上に溶融金属が堆積し粉化が不可能となる現象が起こ
り、この現象は第２図より明らかなごとく５０°以下の
領域で起こる。

また、噴射角度が大きくなるにつれて金属粉末の粒子径
は大きくなるため、一般の工業用途に用いられる金属粉
末として適する平均粒子径２５０μ以下の金属粉末を製
造するためには第２図より、噴霧媒の噴射角度は８２°
以下と判断される。

従って、この発明では噴霧媒の噴射角度を５０〜８２°
に限定するものである。

次に、噴霧媒流速を５０〜５００ ｍｌ ｓｅｃに限定
した理由について説明する。

第３図は同じくこの発明者らの実験による噴霧媒流速と
平均粒子径の関係を示す図表である。

なおこの実験では溶融金属流量／噴霧媒流量比を０．０
１とした。

第３図中、斜線部Ｓ−１は粗粒領域、Ｓ−２は噴霧流速
が増しても粒子径の変わらない領域を示す。

すなわと、噴霧媒の流速が速くなるほど金属粉末の平均
粒子径は小さくなる傾向にあるが、５００ｍ／Ｓｅｅを
越えると粒子径はほとんど変化しなくなるため、噴霧媒
流速の上限は５００ ｍｌ ｓｅｃとした。

また噴霧媒流速が小さくなるにつれて金属粉末の粒子径
は大きくなり、 ５０ ｍｌｓｅｃ 以下になると平
均粒子径が２５０μ以上となるため、噴霧媒流速の下限
は５０ｍ／ｓｅｃとした。

さらにこの発明では溶融金属流量／噴霧媒流量比をｏ、
ｏｏｓ〜０．８に限定するが、これは次の理由による。

第４図は同じくこの発明者らが、噴霧媒流速２５０ｍ／
ｓｅｅで溶融金属流計／噴霧媒流量比と平均粒子径の関
係を調べた結果である。

図中斜線部Ｓ−３は粗粒領域を示す。

すなわち、溶融金属流量／噴霧媒流量比が大きくなると
平均粒子径が大きくなり、前記流量比が０．８を越える
と２５０μ以下の微粉末が得られないことがわかる。

また前記流量比がｏ、ｏｏｓ以下では平均粒子径はほと
んど変化しないため、前記流量比はｏ、ｏｏｓ〜０．８
に限定した。

さらにこの発明者らは、噴霧媒の噴射角度を５５゜とし
た場合の適正噴霧媒流速および溶融金属流量／噴霧媒流
量比を調べた。

その結果は第５図に示す。

第５図は縦軸に流速、横軸に溶融金属流量／噴霧媒流量
比をとり、各実験点における平均粒子径をプロットした
ものである。

同図中、斜線部Ａは溶融金属流量／噴霧媒流量比による
粒子径不変域、Ｂは粗粒化領域、Ｃは噴霧媒流速を増加
しても粒径の変わらない領域、Ｄは粗粒化領域をそれぞ
れ示す。

この第５図の結果より明らかなごとく、平均粒子径２５
０μ以下の金属粉末を得るための噴霧媒の適正流速は５
０〜５００ ｍｌ ｓｅｃ、溶融金属流量／噴霧媒流量
比の適正値はｏ、ｏｏｓ〜０．８の範囲である。

この発明の対象とするアトマイズ法の一般的な装置構成
は、第６図に示すごとく底部に流出口を有する溶融金属
収容容器１、前記容器から流出する溶融金属流２に噴霧
媒を噴射するノズル４、金属粉末と噴霧媒とを収容する
粉化槽６とから成り、前記溶融金属収容容器１の底部流
出口には溶融金属を適当な流れとして流下させる流量調
整ノズル７が設げられており、また前記容器１と粉化槽
６との間、および粉化槽６内にはそれぞれ不活性ガスが
吹込まれる構造となっている。

８はクラッシュファイヤー、９はホッパー、１０はベル
トコンベヤー、１１は製品鋼粉、１２は噴霧媒回収槽を
それぞれ示す。

この従来装置にこの発明法な適用する場合、噴霧媒の噴
射角度の調整はノズル４を角度可変に取付けることによ
り容易に行なうことができる。

また前記ノズルより噴射される噴霧媒流の流速は噴霧媒
輸送配管の途中に圧力調整弁を設けることにより容易に
調整できる。

さらに溶融金属流量／噴霧媒流量比は、既設の流量調整
ノズル７を調整することによって設定することができる
。

次に、この発明ゐ実施例について説明する。

実施例 生産量１００ ｈ／ ｃｈａｒｇｅ の能力を有する前
記金属粉末の製造装置により、第１表に示す組成を有す
る溶鋼を用い第２表に示す操業条件で噴霧媒にパラフィ
ン系炭化水素（沸点２１０°Ｃ）を使用して金属粉末を
製造した。

試験席１による操業条件で製造した金属粉末の性状は第
３表に、その粒度分布は第４表に示し、また試験席１〜
／／６５により得られた金属粉末の平均粒子径を第５表
に示す。

第４表及び第５表の結果より明らかなごとく、この発明
法では極めて微粉末のものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明法における噴霧媒流の噴射角度の説明
図、第２図はこの発明者らが行った実験における噴霧媒
の噴射角度と平均粒子径の関係を示す図表、第３図は同
じく噴霧媒流速と平均粒子径の関係を示す図表、第４図
は同じく溶融金属流量／噴霧媒流量比と平均粒子径の関
係を示す図表、第５図は同じぐ溶融金属流量／噴霧媒流
量比と噴霧媒流速の関係を示す図表、第６図はこの発明
の対象とするアトマイズ法の一般的な装置構成を示す説
明図である。 図中１・・・溶融金属収容容器、２・・・溶融金属流、
計・・水平面、４・・・噴霧媒噴射ノズル、５・・・噴
霧媒流、６・・・粉化槽、７・・・流量調整ノズル、８
・・・クラッシュファイヤー、９・・・ホッパー、１０
・・・ベルトコンベヤー、１１・・・製品鋼粉、１２・
・・噴霧媒回収槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属流に対し非極性溶媒または鉱物油もしくは
   動植物油の噴霧媒を吹付げて微粉化するアトマイズ法に
   よる金属粉末の製造方法において、溶融金属流と直角な
   水平面と噴霧媒流とのなす角度（噴射角度）を５０〜８
   ２°、噴霧媒流速を５０〜５００ｍ／５ｅｃｓ溶融金属
   流量／噴霧媒流量比をｏ、ｏｏｓ〜０．８に設定するこ
   とを特徴とする金属粉末の製造方法。