JPS5956540A - 高純度の金属又は金属合金の製造方法 - Google Patents
高純度の金属又は金属合金の製造方法Info
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- JPS5956540A JPS5956540A JP58152367A JP15236783A JPS5956540A JP S5956540 A JPS5956540 A JP S5956540A JP 58152367 A JP58152367 A JP 58152367A JP 15236783 A JP15236783 A JP 15236783A JP S5956540 A JPS5956540 A JP S5956540A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高純度金属又la合金、特に金属クロムの製
造方法に係る。
造方法に係る。
現代の: 「%4界に於ては、機械部品のFR造に使用
される^純磨金属又亡合金に対づる需戟が益々増人して
いる。
される^純磨金属又亡合金に対づる需戟が益々増人して
いる。
このこと林非常に:^品買の亀耐熱合金〈[ハ1ら超合
金)を必要とする航空機のターボモータの情Iす(2部
品の場合に特に顕へである。何故ならば、」。
金)を必要とする航空機のターボモータの情Iす(2部
品の場合に特に顕へである。何故ならば、」。
述の如き部品は熱的にまた機械的に発生Jる非常に高い
応力に瞑されるからである。」−述の如き部品どして(
よターピンの固定されたベーンや可動のブレード、ター
ビンγ、Cスク、燃焼室部材、ノズルなどがある。
応力に瞑されるからである。」−述の如き部品どして(
よターピンの固定されたベーンや可動のブレード、ター
ビンγ、Cスク、燃焼室部材、ノズルなどがある。
超合金に関し満足し45〕る特性を得るためには、超合
金は化学的lll11度及び組織の両方に関し非常にへ
晶買の1121”l J、り非常に注意深く巧妙な方法
にて製造されり口ノればならない。このことは超合金に
対しにS iQ Uに於番ノる耐酸化性を付与する合金
元素として使用される純金属クロムの場゛合に特に顕著
Cある。
金は化学的lll11度及び組織の両方に関し非常にへ
晶買の1121”l J、り非常に注意深く巧妙な方法
にて製造されり口ノればならない。このことは超合金に
対しにS iQ Uに於番ノる耐酸化性を付与する合金
元素として使用される純金属クロムの場゛合に特に顕著
Cある。
現在のところ純金属クロムを製造する方法としては電解
法及びチルミツ1−法(alumino therII
lictccbnique )の二つの方法がある。
法及びチルミツ1−法(alumino therII
lictccbnique )の二つの方法がある。
Ti解法によれば化学的に非1+;iにit% f”l
i 1.llfである金属り[1ムを1「することかで
きるが、電解法により製造された金属り[,1ムは超合
金に於て非常に有害である多聞のガス、特に酸素、水素
、窒素を含有している。
i 1.llfである金属り[1ムを1「することかで
きるが、電解法により製造された金属り[,1ムは超合
金に於て非常に有害である多聞のガス、特に酸素、水素
、窒素を含有している。
電解法により製造された金属クロムの品v1を改善Jべ
く、電解法により製造された金属り[1ムは真空脱ガス
装置(vacuo )内にで)7元脱ガス処理され、こ
れによりるつぼ電解により製造された金属り【:1ムの
酸素含有■は2000 ・= 5000 pHmにす3
00=500ppm に低減される。マt、: 上3M
の処理により水素や窒素の含有量及び1))の如き蒸発
しやすい金属曽・イAつの如き非金属元素の含有量もか
なり低減される。
く、電解法により製造された金属り[1ムは真空脱ガス
装置(vacuo )内にで)7元脱ガス処理され、こ
れによりるつぼ電解により製造された金属り【:1ムの
酸素含有■は2000 ・= 5000 pHmにす3
00=500ppm に低減される。マt、: 上3M
の処理により水素や窒素の含有量及び1))の如き蒸発
しやすい金属曽・イAつの如き非金属元素の含有量もか
なり低減される。
一般に、電解法により製造きれ真空nt2ガス装置によ
り脱ガスされたクロムは、高純度であり¥A、1累含イ
1量が低いので、航空機のターボシトフト型]−ンジン
の精巧な部品の製造に使用されるにりrj商である。
り脱ガスされたクロムは、高純度であり¥A、1累含イ
1量が低いので、航空機のターボシトフト型]−ンジン
の精巧な部品の製造に使用されるにりrj商である。
アルミツ1−法は非常に^い温1臭叩ら約2000℃以
」の温度に於−(フルミニウl\粉末を用いて化学的に
純粋な酸化クロA(99,5−・99.7%CI’ 2
0a )を運う「1りるものである。使用される原わ1
及び非常に高度C非常に注意深い反応技術を適宜に選定
することにより、一般に非常に良好であり場合によって
は電解法により得られたクロムよりも良好な化学的純度
のクロムを得ることができるが、テルミット法に於ては
冷却後に得られる純粋な金属クロム中にアルミナや酸化
クロl\の如き非金属介在物が存在することが避りられ
<1い。
」の温度に於−(フルミニウl\粉末を用いて化学的に
純粋な酸化クロA(99,5−・99.7%CI’ 2
0a )を運う「1りるものである。使用される原わ1
及び非常に高度C非常に注意深い反応技術を適宜に選定
することにより、一般に非常に良好であり場合によって
は電解法により得られたクロムよりも良好な化学的純度
のクロムを得ることができるが、テルミット法に於ては
冷却後に得られる純粋な金属クロム中にアルミナや酸化
クロl\の如き非金属介在物が存在することが避りられ
<1い。
金属クロム中に残存J−る還元剤の吊(この場合アルミ
ニウムの量)に反比例して量が変化する残存酸素により
、残存アルミニウム量が非常に僅かでなりればならない
ことを要求される多くの精巧な航空機の815品に対し
金属クロムを適用づることが阻害される。
ニウムの量)に反比例して量が変化する残存酸素により
、残存アルミニウム量が非常に僅かでなりればならない
ことを要求される多くの精巧な航空機の815品に対し
金属クロムを適用づることが阻害される。
本発明の方法は種々の金属、特にりし1ムヤ)種々の合
金を高純度に(製造することを可能にづるものである。
金を高純度に(製造することを可能にづるものである。
木ざt明の方法は木v7的には好ましくは容易に還元可
能な非金属介(f物、叩l)ベース金属の酸化物を含有
Jる金属又は合金を4、ず製m=lることをも4本どし
ており、次いでかくし−C製′lliされた金属又は合
金は真空脱ガス装置内に於て還元処理されるに先立ら粉
砕され塊状化される。
能な非金属介(f物、叩l)ベース金属の酸化物を含有
Jる金属又は合金を4、ず製m=lることをも4本どし
ており、次いでかくし−C製′lliされた金属又は合
金は真空脱ガス装置内に於て還元処理されるに先立ら粉
砕され塊状化される。
金属又は合金の形成は、還元覆ることが困難であるアル
ミニウムを含1′iりる介在物の用をある最小値に低減
覆ることを可能にする非化学(至)論的デルミツ1〜反
応により行な4〕れることが好ましいが、非金属介在物
が粉砕及び真空脱カス装置内に於(Jる還元処理のJ−
程を実施することを可01;にする(’1賀のものであ
る限り、金属又は合金の形成(よ例えばシリ−」ジ−ミ
ック法や電気炉内に於りる還元の如き他の方法により行
なわれてもよい。
ミニウムを含1′iりる介在物の用をある最小値に低減
覆ることを可能にする非化学(至)論的デルミツ1〜反
応により行な4〕れることが好ましいが、非金属介在物
が粉砕及び真空脱カス装置内に於(Jる還元処理のJ−
程を実施することを可01;にする(’1賀のものであ
る限り、金属又は合金の形成(よ例えばシリ−」ジ−ミ
ック法や電気炉内に於りる還元の如き他の方法により行
なわれてもよい。
本発明の]jFh L;L 1メ下の1.程、即ち<a
>ベース金属の容易に還元可能な酸化物である非金属
介在物を合む金属又は合金を形成すろ過程と、 (1))かくして得られた金属又は合金を粉砕し、かく
して粉砕された金属又Cよ合金を球状体に形成リベく塊
状化n1及び還元剤と混合して塊状化させる過程と、 (に)前ifF J?元剤が前記非金属介在物【ご対し
作用づるが前記金属又は1)り配合金の4華が実質的に
発生しない程度の低い丹゛力及び^い温度の制御されに
条1′1トにて前記球状体を還元処理4る過程と、を含
/v ’71”いる1゜ 前)diの如く本発明のli法にJ、り高純度にて1!
1られる金属又は合金(コシ、特に粉砕及び真空還元二
F稈により除去可能な還元司OLな非金属介在物、例え
ばベース金属の酸化物を形成する性質の金属又は合金C
゛ある。
>ベース金属の容易に還元可能な酸化物である非金属
介在物を合む金属又は合金を形成すろ過程と、 (1))かくして得られた金属又は合金を粉砕し、かく
して粉砕された金属又Cよ合金を球状体に形成リベく塊
状化n1及び還元剤と混合して塊状化させる過程と、 (に)前ifF J?元剤が前記非金属介在物【ご対し
作用づるが前記金属又は1)り配合金の4華が実質的に
発生しない程度の低い丹゛力及び^い温度の制御されに
条1′1トにて前記球状体を還元処理4る過程と、を含
/v ’71”いる1゜ 前)diの如く本発明のli法にJ、り高純度にて1!
1られる金属又は合金(コシ、特に粉砕及び真空還元二
F稈により除去可能な還元司OLな非金属介在物、例え
ばベース金属の酸化物を形成する性質の金属又は合金C
゛ある。
本発明の方法により製造可能な金属としてGil、クロ
ム、ブタン、バリジウム、モリブデン、マグネシウム、
二Aブ、タングステンなどがある。同様に本発明の方法
により製造可能な合金としては、上述の金属の少なくと
も一つ及び/′又はボ■ンを含む合金や710合金があ
る。
ム、ブタン、バリジウム、モリブデン、マグネシウム、
二Aブ、タングステンなどがある。同様に本発明の方法
により製造可能な合金としては、上述の金属の少なくと
も一つ及び/′又はボ■ンを含む合金や710合金があ
る。
本発明の一つの好ましい実施例によれば、工程(a)は
少なくとも一つの金属酸化物と粉砕されたアルミニウム
どの間にて行イrわれるチルミツ1〜反応を含んでおり
、該反1+iI+は通常の串に比してアルミニウムの吊
が不足りる非平衡状(13!にて行なわれ、これにより
アルミノ−△1203の介在物の量がある最小値に低減
される。
少なくとも一つの金属酸化物と粉砕されたアルミニウム
どの間にて行イrわれるチルミツ1〜反応を含んでおり
、該反1+iI+は通常の串に比してアルミニウムの吊
が不足りる非平衡状(13!にて行なわれ、これにより
アルミノ−△1203の介在物の量がある最小値に低減
される。
1−述の如くアルミニウムが不足していること(例えば
通常の爵の0.5〜8wt%、好ましくは2〜5wt%
)は、還元υることがIdも困知であるアルミナ介在物
の串をある最小値に低減づる上で必要不可欠である。
通常の爵の0.5〜8wt%、好ましくは2〜5wt%
)は、還元υることがIdも困知であるアルミナ介在物
の串をある最小値に低減づる上で必要不可欠である。
通常の吊に比して不足し1= ftlのアルミニウムを
故意に使用Jることにより非平衡状態に維持されるアル
ミツ1〜反応は、生産量を74人にリペくチルミツ1〜
反応に必要どされる化学量論内聞に近い吊のアルミニウ
ムが常に使用される通常のチルミツ1−プロセスとは全
く相違しでいる。通常のテルミットプロヒスに於ては、
ノ1金屈介在物が主に還元づることが回動なアルミノよ
り成る製品が得られる。
故意に使用Jることにより非平衡状態に維持されるアル
ミツ1〜反応は、生産量を74人にリペくチルミツ1〜
反応に必要どされる化学量論内聞に近い吊のアルミニウ
ムが常に使用される通常のチルミツ1−プロセスとは全
く相違しでいる。通常のテルミットプロヒスに於ては、
ノ1金屈介在物が主に還元づることが回動なアルミノよ
り成る製品が得られる。
前述の如く、本発明の方法を実施りる07ましい金属は
り[1ムである。
り[1ムである。
金属り11ムは酸化り[1ム(車り11ム酸カリウ11
の如き添加物が随愈に添加される)と粉砕化されIこア
ルミニウムとの間に(非平衡状態に維持され0行なわれ
るデルミツト反応にJ、り製造されることが好シ1.シ
い。追加の耐糸を供給1ノアルミツト反応の渇1迂を上
昇さUるべく、チルミツ1−反応に於て上述の如き種類
の添加物を使用1)ることはJ、く知られくいる。
の如き添加物が随愈に添加される)と粉砕化されIこア
ルミニウムとの間に(非平衡状態に維持され0行なわれ
るデルミツト反応にJ、り製造されることが好シ1.シ
い。追加の耐糸を供給1ノアルミツト反応の渇1迂を上
昇さUるべく、チルミツ1−反応に於て上述の如き種類
の添加物を使用1)ることはJ、く知られくいる。
粉砕に程(1))は衝撃ミル、例えばハン7−ミルにJ
−り実施されることがりTましい。
−り実施されることがりTましい。
本発明の一つの好ましい実施例に於ては、非金属又は合
金の粉砕は一部には粉砕中に解/jRされた非金属介在
物を移動さけるべく、ある流■の(1m気空気が導入さ
れることを可能にする所謂純化粉砕工程である。粉砕に
伴<>う上述の如゛き純化は必り゛しも必須ではないが
、それにより工程(C)の還元処即が行なわれる前にま
ず非金属介在物が物理的に分離されるので好ましい。し
かし粉砕中に優先的に解放される非金属介在物はベース
金属の酸化物J、りなる介在物が例えば金属り11ムの
製造のj重合にはCr 203の介在物であることに留
意されたい。
金の粉砕は一部には粉砕中に解/jRされた非金属介在
物を移動さけるべく、ある流■の(1m気空気が導入さ
れることを可能にする所謂純化粉砕工程である。粉砕に
伴<>う上述の如゛き純化は必り゛しも必須ではないが
、それにより工程(C)の還元処即が行なわれる前にま
ず非金属介在物が物理的に分離されるので好ましい。し
かし粉砕中に優先的に解放される非金属介在物はベース
金属の酸化物J、りなる介在物が例えば金属り11ムの
製造のj重合にはCr 203の介在物であることに留
意されたい。
上)ホの純化粉砕1−程に於ては、篩又は他の4.f意
の選択面分FIdl法にJ、り粉砕された金属又は合金
の最も微細な粒子が除去され、粉砕にJ二り解h々され
た非金属介在物の実質的に全てが濃縮化されることが好
ましい。
の選択面分FIdl法にJ、り粉砕された金属又は合金
の最も微細な粒子が除去され、粉砕にJ二り解h々され
た非金属介在物の実質的に全てが濃縮化されることが好
ましい。
か< l、 T la即され非金属介在物が部分的に除
去された金属又は合金の粉末は、球状体に形成づべく塊
状化剤及び還元剤と混合されて塊状ILされる。
去された金属又は合金の粉末は、球状体に形成づべく塊
状化剤及び還元剤と混合されて塊状ILされる。
塊状化剤は工程(C)の加熱中に還元剤の還元作用を補
足りる炭素格子を形成し得る何1幾化合物又は有)膜化
合物の混合物であることが好J、シい。塊状化剤は例え
ば゛ベークライトとフルフラールアルデヒドとの混合物
であってよく、還元剤はカーボンブラックであることが
好ましい。
足りる炭素格子を形成し得る何1幾化合物又は有)膜化
合物の混合物であることが好J、シい。塊状化剤は例え
ば゛ベークライトとフルフラールアルデヒドとの混合物
であってよく、還元剤はカーボンブラックであることが
好ましい。
工程(b)に於ては、球状体は通常の圧縮プレス内にて
成形され、次いで球状体を構成りる金属の酸化が発生ぜ
ずしかも粒子が良好にnいにIIj合Jるよう、例えば
200〜230℃の制御された温度に加熱される。
成形され、次いで球状体を構成りる金属の酸化が発生ぜ
ずしかも粒子が良好にnいにIIj合Jるよう、例えば
200〜230℃の制御された温度に加熱される。
木光明の一つの好ましい実施例ににれば、)!元処理t
it真空炉内にて実施され、また金属又は合金中に溶解
しない非酸化1′1ガス又は還元ガスにて掃気づること
によりその効果が補充されでもにい。
it真空炉内にて実施され、また金属又は合金中に溶解
しない非酸化1′1ガス又は還元ガスにて掃気づること
によりその効果が補充されでもにい。
貞空炉内に於()る35!元処理の後に1gられる製品
は中性雰囲気中にて冷7J]され、次いで金属部材のr
!J造に使用される。
は中性雰囲気中にて冷7J]され、次いで金属部材のr
!J造に使用される。
以下に木光明を+!’21iti度金属り1]ムを製造
りる実施例について詳細にに+2明づる。
りる実施例について詳細にに+2明づる。
」二枚 a
酸化り[1ム(Cr 203) 、重クロム酸カリウム
(k2Cr207)及び粉末化されたアルミニウムが耐
火4411’!1にでライニングされたデルミツ1−る
つぼ内に導入される。酸化クロム及び重クロムM 7J
リウムは粒径分布が0〜・15μmである市販の製品C
あることが好ましく、粉末化されたアルミニウムは粒径
1+nm以上の粒状を成づものである。
(k2Cr207)及び粉末化されたアルミニウムが耐
火4411’!1にでライニングされたデルミツ1−る
つぼ内に導入される。酸化クロム及び重クロムM 7J
リウムは粒径分布が0〜・15μmである市販の製品C
あることが好ましく、粉末化されたアルミニウムは粒径
1+nm以上の粒状を成づものである。
酸化り(コム及び重クロム酸カリウムは通常のアルミッ
ト反応に於()る通常の成分比率にC存在するが、アル
ミニウムは従来の一アルミツ1〜反応に於(採用される
含有量に比しη不足した状態にて存在でる。前述の如く
、かかるj′ルミーウムの不足m【よ通常の石の0.5
〜Ow1%、好ましく(よ2〜5wt%である。
ト反応に於()る通常の成分比率にC存在するが、アル
ミニウムは従来の一アルミツ1〜反応に於(採用される
含有量に比しη不足した状態にて存在でる。前述の如く
、かかるj′ルミーウムの不足m【よ通常の石の0.5
〜Ow1%、好ましく(よ2〜5wt%である。
」ニ述のミ三つの成分が注意深く)14合され、適当な
要領にてるつぼ内に於てテルミット反応が開始される。
要領にてるつぼ内に於てテルミット反応が開始される。
反応の温度は迅速に約2200 °Cの餡に到達し、反
応の終了段階に於Cるっぽの底部にaγ「づる金属及び
」−澄スラクが収集される。
応の終了段階に於Cるっぽの底部にaγ「づる金属及び
」−澄スラクが収集される。
かくして19られる金属クロムの分析により、金属クロ
ムの生産mを最適化し1りないようなある不足した吊の
アルミニウムを故意に使用づれは、金属り[」ム中に於
ける残留)′少ミーウム含有吊が0゜01%(’101
00l111以下の非常に低いレベルに低下覆ることが
わかっている。J−述の分析にJ、す、非金属介在物の
含有量は急激に増大して0./1.0〜・0.ε30%
更にはぞ4″l以1.の高いレベルに到達づるが、これ
らの非金属介在物の実質的に全てはj1元されていイf
い酸化りIJム(Cr203)J、リイi: −、)−
(いることが解っCいる1゜かかる方法は、経済的イi
理由から常に生産量を最大限にりることが目標どされて
a3り許容しl!’]る暇人残留アルミニウム含有量の
範囲内にて比較的多用のアルミニウムを使用して行われ
る従来の方法ど(、L非常にターj照的Cある。かくし
て従来のチルミツ[−反応が酸化り[1ムど通常の量の
アルミニウムとの間にて行われれば、金属クロム中の残
留アルミニウム!11が最大0.1%(この値は航空機
の用途に於て一般に許容される最大値である)(゛ある
場合には、非金属介在物(その大部分はアルミナ(△1
203)である)の含有量は1500〜2500囲劃ど
なる。
ムの生産mを最適化し1りないようなある不足した吊の
アルミニウムを故意に使用づれは、金属り[」ム中に於
ける残留)′少ミーウム含有吊が0゜01%(’101
00l111以下の非常に低いレベルに低下覆ることが
わかっている。J−述の分析にJ、す、非金属介在物の
含有量は急激に増大して0./1.0〜・0.ε30%
更にはぞ4″l以1.の高いレベルに到達づるが、これ
らの非金属介在物の実質的に全てはj1元されていイf
い酸化りIJム(Cr203)J、リイi: −、)−
(いることが解っCいる1゜かかる方法は、経済的イi
理由から常に生産量を最大限にりることが目標どされて
a3り許容しl!’]る暇人残留アルミニウム含有量の
範囲内にて比較的多用のアルミニウムを使用して行われ
る従来の方法ど(、L非常にターj照的Cある。かくし
て従来のチルミツ[−反応が酸化り[1ムど通常の量の
アルミニウムとの間にて行われれば、金属クロム中の残
留アルミニウム!11が最大0.1%(この値は航空機
の用途に於て一般に許容される最大値である)(゛ある
場合には、非金属介在物(その大部分はアルミナ(△1
203)である)の含有量は1500〜2500囲劃ど
なる。
本発明をある特定の理論に限定することを望む詔ではな
いが、観察された現象のメカニズムを説明りる試みがな
されて良い。従来より承認されている見解とは対照的に
、通常の凝固した純金属り【二1ム中に’17在するア
ルミノ−(△1208)の非金属介在物は、金属が液相
状態より固相状態に変化Jる間に回収されるべき金属ど
ノ(に注がれ■捕捉された反応スラブ(り1」11−1
ランダム、即ちアルミニウムどの反応により生じたアル
ミニウムを含むスラブ)よりなっているものrはない。
いが、観察された現象のメカニズムを説明りる試みがな
されて良い。従来より承認されている見解とは対照的に
、通常の凝固した純金属り【二1ム中に’17在するア
ルミノ−(△1208)の非金属介在物は、金属が液相
状態より固相状態に変化Jる間に回収されるべき金属ど
ノ(に注がれ■捕捉された反応スラブ(り1」11−1
ランダム、即ちアルミニウムどの反応により生じたアル
ミニウムを含むスラブ)よりなっているものrはない。
即ら本発明の方法に於()る非金属介在物は、金属がそ
の固相線温度J、りも僅かに低い温度、即ら拡散現象及
び成5)の反応性が非常に高い高度状態にある場合に於
て、金属の凝固時又GiL同相状態の金属中に於て形成
された二次的アルミノ−である。かかる二次的アルミノ
は酸化クロム又は金属り1−1ム中に溶解された酸素と
金属クロム中に存在覆る過剰の残留アルミニウムどの間
の反応にJ:り生じるしので゛あり、平衡状態は温度の
低下と共に変化され、また状態4i1での性質上平tl
lill上り外れる。
の固相線温度J、りも僅かに低い温度、即ら拡散現象及
び成5)の反応性が非常に高い高度状態にある場合に於
て、金属の凝固時又GiL同相状態の金属中に於て形成
された二次的アルミノ−である。かかる二次的アルミノ
は酸化クロム又は金属り1−1ム中に溶解された酸素と
金属クロム中に存在覆る過剰の残留アルミニウムどの間
の反応にJ:り生じるしので゛あり、平衡状態は温度の
低下と共に変化され、また状態4i1での性質上平tl
lill上り外れる。
かくしてアルミニウム吊が比較的多く反応の化学吊論的
量に近イζ」〈従来のフルミツ1−反応に於(は、残留
アルミニウムは酸化クロム又は溶解されている酸素の全
てを還元覆るに十分なlflにて存在し、金属クロム中
に過剰のアルミニウムが使用されずに残(f 7するこ
とかある。従って固体金属(金属りf」ム)中に捕捉さ
れIご状態にて残存覆る非金属介在物は実質的にその全
Cがアルミノ(Δ1203)より成るものである。
量に近イζ」〈従来のフルミツ1−反応に於(は、残留
アルミニウムは酸化クロム又は溶解されている酸素の全
てを還元覆るに十分なlflにて存在し、金属クロム中
に過剰のアルミニウムが使用されずに残(f 7するこ
とかある。従って固体金属(金属りf」ム)中に捕捉さ
れIご状態にて残存覆る非金属介在物は実質的にその全
Cがアルミノ(Δ1203)より成るものである。
これにス=I L、本発明の方法に従っである不足した
苗のj′ルミニウムが使用されれば、残存りるアルミニ
ウムは酸化り[コム又(ま溶解されている酸素の全てを
還元づ−るには不十分である。残留アルミニウムの全て
又は殆ど仝(が金属中に存在りる酸素によって酸化され
(緩慢な冷却時に相平衡状態に到達づる)、還元されな
い過剰の酸化クロム又は溶解されている酸素は非金属介
在物(CI・203)どして析出する。アルミニウムが
不足していることにより非平衡状態にtI+持されて反
応が行われる際のアルミニウムの不足量が大きくなれば
なる程、アルミニウムを含む非金属fF在物、叩ら△1
20.3の用が少くなり、非金属介在物(Cr203)
のmが多くなる。
苗のj′ルミニウムが使用されれば、残存りるアルミニ
ウムは酸化り[コム又(ま溶解されている酸素の全てを
還元づ−るには不十分である。残留アルミニウムの全て
又は殆ど仝(が金属中に存在りる酸素によって酸化され
(緩慢な冷却時に相平衡状態に到達づる)、還元されな
い過剰の酸化クロム又は溶解されている酸素は非金属介
在物(CI・203)どして析出する。アルミニウムが
不足していることにより非平衡状態にtI+持されて反
応が行われる際のアルミニウムの不足量が大きくなれば
なる程、アルミニウムを含む非金属fF在物、叩ら△1
20.3の用が少くなり、非金属介在物(Cr203)
のmが多くなる。
■程aのチルミツ[−反応による金属クロ11の(L産
油は従来のチルミツ(−法に於GJる生産量より低り4
する。しかし本発明の方法によれば、りL1ムは還元さ
れた状態にあり、+ワられるJl終特製品、てれが非常
に条間の(2000・−3000ppm又はそれ以−1
−)の酸素を含イ1()Cいるが、での(,1どんどが
非金属介在物Cr203 (0,40〜0.ε30%又
はイれ以上)であり、アルミニウムを含’t)非金属介
在物(AI、、20s)のけは僅少(アルミニウムに結
合した50へ・200旧1の酸素に対応づ−る1 00
〜400”1111m )である貞を除き、t、Y来の
デルミツト法により製造された高品質の金属クロムと同
程麿の高純度の金属クロムである。
油は従来のチルミツ(−法に於GJる生産量より低り4
する。しかし本発明の方法によれば、りL1ムは還元さ
れた状態にあり、+ワられるJl終特製品、てれが非常
に条間の(2000・−3000ppm又はそれ以−1
−)の酸素を含イ1()Cいるが、での(,1どんどが
非金属介在物Cr203 (0,40〜0.ε30%又
はイれ以上)であり、アルミニウムを含’t)非金属介
在物(AI、、20s)のけは僅少(アルミニウムに結
合した50へ・200旧1の酸素に対応づ−る1 00
〜400”1111m )である貞を除き、t、Y来の
デルミツト法により製造された高品質の金属クロムと同
程麿の高純度の金属クロムである。
即ちIPi!aによれば、容易に除去可能な主たる介在
物にr 203と、除去づることか回動であるが少量し
か存在しない副次的な介在物△l p O++どJ、り
成る非金属介在物を含む金属り1」ムが111られる。
物にr 203と、除去づることか回動であるが少量し
か存在しない副次的な介在物△l p O++どJ、り
成る非金属介在物を含む金属り1」ムが111られる。
工程す
上述の1−稈aに於τIF/られ7.T金属り[:1
l、は、100μmメツシュの孔を右づる篩を完全に通
過づる微細4τ粉末どなるまで・、則撃ミル(固定され
lこハンマーに対し可動のハンマーが打ち付けられるハ
ンマー型の高J−ネルキミルであることが好ましい)内
(J於てわ)6?さ4′Lる。1ミルの7%−1ネルギ
の衝撃にJ、す、金属クロム中に含まれている非金属介
在物、叩45△1203及びCr 203が少りトモか
なりの程度にまで自111な状態にされる(この場合介
在物C1・203が1V先的に自由イ(状1ぷにされる
)J、う、粒が分割される。
l、は、100μmメツシュの孔を右づる篩を完全に通
過づる微細4τ粉末どなるまで・、則撃ミル(固定され
lこハンマーに対し可動のハンマーが打ち付けられるハ
ンマー型の高J−ネルキミルであることが好ましい)内
(J於てわ)6?さ4′Lる。1ミルの7%−1ネルギ
の衝撃にJ、す、金属クロム中に含まれている非金属介
在物、叩45△1203及びCr 203が少りトモか
なりの程度にまで自111な状態にされる(この場合介
在物C1・203が1V先的に自由イ(状1ぷにされる
)J、う、粒が分割される。
この実施例に於ては、粉砕]+1稈は空気流即ち掃気空
気の流れが導入される純化粉砕1稈である。
気の流れが導入される純化粉砕1稈である。
空気流はミルてれ自身により直接導入され(も良く、J
、たブロアの如きミルに取り(CI GJられだ装置に
まり間Jfi的に導入されても良い。ががる掃気空気に
J・り粉砕されCいる材料が換気される。かかる換気に
より一方に於ては粉砕されている暑Δ利の加熱、従って
周囲空気による酸化及び窒化の虞れが回避され、また他
方に於τ最も微杆1ぐ最も軽小な破ハ、即ち自由な状態
に解放された密度の小さい非金属介在物が掃気空気流中
に取り込まれて運び去られる。
、たブロアの如きミルに取り(CI GJられだ装置に
まり間Jfi的に導入されても良い。ががる掃気空気に
J・り粉砕されCいる材料が換気される。かかる換気に
より一方に於ては粉砕されている暑Δ利の加熱、従って
周囲空気による酸化及び窒化の虞れが回避され、また他
方に於τ最も微杆1ぐ最も軽小な破ハ、即ち自由な状態
に解放された密度の小さい非金属介在物が掃気空気流中
に取り込まれて運び去られる。
もし必要ならば、純化効果を増大づへく空気流が故意に
制御(IIされて良い。同様にがかる純化効果は粉砕さ
れた製品の最も微細な粒子6藺又は他のイ[意の)パ択
的分圏1法にJ、っ(除去することにJ、り補足されて
良く、このことにより粉砕ににつ(M敢された実質的に
全−乙の非令1m介在物が淵11δ化される。
制御(IIされて良い。同様にがかる純化効果は粉砕さ
れた製品の最も微細な粒子6藺又は他のイ[意の)パ択
的分圏1法にJ、っ(除去することにJ、り補足されて
良く、このことにより粉砕ににつ(M敢された実質的に
全−乙の非令1m介在物が淵11δ化される。
か< L ’U IRられた純化された非金属介在物粉
末は次いで還元剤及び塊状化剤ど密に混合さ1しる。
末は次いで還元剤及び塊状化剤ど密に混合さ1しる。
塊状化剤はベークライ1−とフルフラールアルア1−ド
どの混合物であることが好Jニジい。フルフラールアル
デヒドの纏能はノルフラールアルデヒド中に溶解された
ベークライ1〜ど共働して1バ温接省剤を形成Jること
によっτ冷間塊状化を((C進し、まlこベークライト
が究極的に熱間重合化を促進づることである。勿論他の
熱1α化1!1塊状化剤及び他の溶媒が使用されても良
い。
どの混合物であることが好Jニジい。フルフラールアル
デヒドの纏能はノルフラールアルデヒド中に溶解された
ベークライ1〜ど共働して1バ温接省剤を形成Jること
によっτ冷間塊状化を((C進し、まlこベークライト
が究極的に熱間重合化を促進づることである。勿論他の
熱1α化1!1塊状化剤及び他の溶媒が使用されても良
い。
還元剤はへ−タライ1〜J、り形成された炭素を補充す
べくノコ−ホンブラックであることが91ましい。
べくノコ−ホンブラックであることが91ましい。
これら還元剤及び塊状化剤の川は変化されて良いが、こ
れらの薬剤は粉砕された製品の残留酸木石にりも全体ど
しく僅かに多い吊にて添加される。
れらの薬剤は粉砕された製品の残留酸木石にりも全体ど
しく僅かに多い吊にて添加される。
例え(31還九剤ど塊状化剤どの混合物は、粉砕された
製品を100どして0.1wt%のべ〜クライl−ど、
0.3W1%のフルフラールアルデヒドと、0゜Ojラ
ー・0.21V1%のカーボンブラックどj;すな−)
でいて良い。
製品を100どして0.1wt%のべ〜クライl−ど、
0.3W1%のフルフラールアルデヒドと、0゜Ojラ
ー・0.21V1%のカーボンブラックどj;すな−)
でいて良い。
かくし”(tFiられた混合物は接触ホイールを有する
ボール形成ブレス叉はペレット形成プレスのり11さ従
来の圧縮プレスを用いCボール(球状体)又GJぺ1ノ
ットに形成される。混合物は塊状化の後、揮発性のフル
フラールアルデヒドを除去しベークライトを重合化づる
に十分な温度(約200〜230 ’C)に加熱され、
これによっ゛Cバインダが形成され、ボール又はペレッ
トに強度が(でj!ゴされる。
ボール形成ブレス叉はペレット形成プレスのり11さ従
来の圧縮プレスを用いCボール(球状体)又GJぺ1ノ
ットに形成される。混合物は塊状化の後、揮発性のフル
フラールアルデヒドを除去しベークライトを重合化づる
に十分な温度(約200〜230 ’C)に加熱され、
これによっ゛Cバインダが形成され、ボール又はペレッ
トに強度が(でj!ゴされる。
しかし、この場合の加熱湿度(31製品の酸化を回避す
べく必要な最低温度に制限されなければならない。
べく必要な最低温度に制限されなければならない。
工程G
上)ホのI l!i!+1に於て10られIこボール又
はペレッ1〜は次いで水銀+410mm程度の高真空中
に−(1100〜1/100’Cの温度に加熱Mる還冗
処IrJrに付される1゜ 真空IJ11熱リイクルの開始時には、(300℃に近
づく温度に於てベークライトが分解して炭素格子が残り
、該炭素格子が混f)物に還元剤どしてシ9人されたカ
ーボンブラックに添加される。ボール又はぺIフッ1〜
が還元処理温度に到)ヱするど、1−述の炭素はボール
叉番よベレット中に1/Mi1′?′J−るC+”pO
aの酸素と反応するが、アルミノ△1203の酸素どは
ほとんど反応しない。何故ならば、アルミノ”を還元づ
るためにはボール又はベレン1−がより一層高い真空中
にてより一層高い4瓜に加熱さ1しな()ればならない
からU iu+る。
はペレッ1〜は次いで水銀+410mm程度の高真空中
に−(1100〜1/100’Cの温度に加熱Mる還冗
処IrJrに付される1゜ 真空IJ11熱リイクルの開始時には、(300℃に近
づく温度に於てベークライトが分解して炭素格子が残り
、該炭素格子が混f)物に還元剤どしてシ9人されたカ
ーボンブラックに添加される。ボール又はぺIフッ1〜
が還元処理温度に到)ヱするど、1−述の炭素はボール
叉番よベレット中に1/Mi1′?′J−るC+”pO
aの酸素と反応するが、アルミノ△1203の酸素どは
ほとんど反応しない。何故ならば、アルミノ”を還元づ
るためにはボール又はベレン1−がより一層高い真空中
にてより一層高い4瓜に加熱さ1しな()ればならない
からU iu+る。
この点に関し、水銀柱’I 0−4mmの真空下にc1
200〜1300’(ンの温度に加熱されると、り「)
ムは胃華し、無視し冑ない邑のクロムが蒸発化される。
200〜1300’(ンの温度に加熱されると、り「)
ムは胃華し、無視し冑ない邑のクロムが蒸発化される。
残留アルミノをでれ以上還元することを軽済的に行うこ
とが出来ず、まl、:残留アルミナを厳しい最小値に制
限ηぺり:[稈aのゾロレスを非平衡状態にしなけれ(
,1ならないの(、Lががる々理由による。
とが出来ず、まl、:残留アルミナを厳しい最小値に制
限ηぺり:[稈aのゾロレスを非平衡状態にしなけれ(
,1ならないの(、Lががる々理由による。
次いc′還元炉内のりi空が水素(水素の11■徴は固
体り[1ム中に(Jど/υど溶解しイ1いことである)
の如き非酸化1′1ガス又は還元1’lガスにて制御さ
れ/こ態様にて1吊気することにより、水銀jJg 1
0−’ mmの負IJに戻される。
体り[1ム中に(Jど/υど溶解しイ1いことである)
の如き非酸化1′1ガス又は還元1’lガスにて制御さ
れ/こ態様にて1吊気することにより、水銀jJg 1
0−’ mmの負IJに戻される。
比較的真空1真が低く口比較的温度が低い(り目ムのR
華によりfJ4定される)ことにより、実質的に完全4
に反応を行4つUるIごめには処理に数時間を要づく)
。
華によりfJ4定される)ことにより、実質的に完全4
に反応を行4つUるIごめには処理に数時間を要づく)
。
反応が李曾了し中1!1. S’jl囲気中にC冷7J
Iされlご後には、約100〜150111m (DM
素を含有すル2゜O〜:30o旧)nlのアルミノと、
約150 pH1mの酸素を含有−4るけいぽい約50
0 ppmの還元されていない酸化911ムとを含有し
仝MM含右含有Uいげ゛い300−4001)+111
1である製品が冑られる。
Iされlご後には、約100〜150111m (DM
素を含有すル2゜O〜:30o旧)nlのアルミノと、
約150 pH1mの酸素を含有−4るけいぽい約50
0 ppmの還元されていない酸化911ムとを含有し
仝MM含右含有Uいげ゛い300−4001)+111
1である製品が冑られる。
従っCかくして得られる金属り1」ム(31高純度クロ
ムであり、特に航空機のターボモータの精巧な部品の製
造に使用りるための超合金を製造乃ることが可tili
になる。
ムであり、特に航空機のターボモータの精巧な部品の製
造に使用りるための超合金を製造乃ることが可tili
になる。
上述の1稈aのレベルが非平衡にされないで従来の原料
が使用される場合に(311、酸素含有i1を約300
ppmの所要のレベルに低減づることが必要どされる
ため、A120aを炭素にJ、)て3イ元さける処理を
行わざる′4!:1qず、このことにより上述の如き問
題がイ1−じるだ(Jで41−< 、/11合金を製造
するユーザに受は入れられない稈のレベルにまで最終製
品の残留アルミニウムr?右吊が増大しcしまう。
が使用される場合に(311、酸素含有i1を約300
ppmの所要のレベルに低減づることが必要どされる
ため、A120aを炭素にJ、)て3イ元さける処理を
行わざる′4!:1qず、このことにより上述の如き問
題がイ1−じるだ(Jで41−< 、/11合金を製造
するユーザに受は入れられない稈のレベルにまで最終製
品の残留アルミニウムr?右吊が増大しcしまう。
本発明は−1−述の好ましい実施例に限定されるもので
(よなく、本発明の範囲内にて上述の手続に於て種々の
修正が行われて良い。例えば工程aは、ベース金属の酸
化物である非金属介在物を含む金属又は合金を10るへ
く、例えばシリ:」クーミック法又は布気炉中に於(J
る還元の如きテルミット法以外の方法にJ、り行われて
b良い。
(よなく、本発明の範囲内にて上述の手続に於て種々の
修正が行われて良い。例えば工程aは、ベース金属の酸
化物である非金属介在物を含む金属又は合金を10るへ
く、例えばシリ:」クーミック法又は布気炉中に於(J
る還元の如きテルミット法以外の方法にJ、り行われて
b良い。
シリコリーミック法に関しCは、金属ケイ素まlこはシ
1フニ1り[lムににる)7元4JJ、リフI[丁1り
L1ム又は金属クロムの製造\5、多量の)丁にIシリ
コン又は金属ケーイ素にJ、る還元にJ、リフ丁「二1
タングステン又はフ10tリノ゛デンの製造を(jうこ
とが可能である。、1:た電気炉による17元に関して
は、電気炉内に於りる還元及びイの後の“アルミツ1〜
法ににリフ丁、 ITIバプジウl\を製造することが
可能である。
1フニ1り[lムににる)7元4JJ、リフI[丁1り
L1ム又は金属クロムの製造\5、多量の)丁にIシリ
コン又は金属ケーイ素にJ、る還元にJ、リフ丁「二1
タングステン又はフ10tリノ゛デンの製造を(jうこ
とが可能である。、1:た電気炉による17元に関して
は、電気炉内に於りる還元及びイの後の“アルミツ1〜
法ににリフ丁、 ITIバプジウl\を製造することが
可能である。
以上に於ては木yと明を特定の実施例について訂細に説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるしのでは
なく、本光明の範囲内に−C種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるしのでは
なく、本光明の範囲内に−C種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高純度金属又は合金の製造方法にしで、ペース金属の容
易に還元可能な酸化物である非金属介在物を含む金属又
は合金を形成覆る過程と、かくしてIIられ1.:金属
又は合金を粉砕し、かくして粉砕された金属又は合金を
球状体に形成づべく塊状化剤及び還元剤とi昆合して塊
状化させる過程と、 前記還元剤が前記非金属/?在物に対し作用するが前記
金属又は前記合金の昇華が実質的に発生しに【い程度の
低い圧力及び高い温度の制御されに条1′1下tこ(前
記球状体を還冗処1!J!づ−る過程と、を含lυで′
いることを特徴どする方法゛。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8214386 | 1982-08-20 | ||
| FR8214386A FR2531978B1 (fr) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | Procede de fabrication de metaux ou d'alliages de purete elevee |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956540A true JPS5956540A (ja) | 1984-04-02 |
| JPH0261531B2 JPH0261531B2 (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=9276973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152367A Granted JPS5956540A (ja) | 1982-08-20 | 1983-08-19 | 高純度の金属又は金属合金の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4504310B1 (ja) |
| EP (1) | EP0102892B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5956540A (ja) |
| AT (1) | ATE24205T1 (ja) |
| DE (1) | DE3368288D1 (ja) |
| FR (1) | FR2531978B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA835957B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63195233A (ja) * | 1987-02-10 | 1988-08-12 | Tosoh Corp | 微量酸素の脱酸方法 |
| JPS63199832A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Tosoh Corp | 高純度金属クロムの製造方法 |
| JPS63199833A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Tosoh Corp | 高純度金属クロムの製造方法 |
| JPS63282217A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 高純度金属クロムの製造方法 |
| JP2005525460A (ja) * | 2002-01-21 | 2005-08-25 | ドゥラショー エス.アー. | 穿孔された内壁のある溶融炉を用いてクロムのような金属要素を還元する製造方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610720A (en) * | 1984-05-16 | 1986-09-09 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Method for preparing high purity vanadium |
| FR2608478B1 (fr) * | 1986-12-22 | 1989-06-02 | Delachaux Sa | Procede de realisation de boulets chrome-aluminium pour l'ajout de chrome dans des bains d'aluminium en fusion |
| US5013357A (en) * | 1989-10-26 | 1991-05-07 | Westinghouse Electric Corp. | Direct production of niobium titanium alloy during niobium reduction |
| JPH03146625A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 高純度金属クロムの製造方法 |
| GB2255349A (en) * | 1991-04-15 | 1992-11-04 | Tosoh Corp | Process for producing chromium metal |
| EP0582006B1 (en) * | 1992-08-03 | 1999-04-21 | JAPAN METALS & CHEMICALS CO., LTD. | Method for producing high-purity metallic chromium |
| US5866067A (en) * | 1997-03-24 | 1999-02-02 | Sony Corporation And Materials Research Corporation | High purity chromium metal by casting with controlled oxygen content |
| WO2000007760A1 (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-17 | Eramet Marietta Inc. | Purification process for chromium |
| JP3338701B2 (ja) * | 2000-03-07 | 2002-10-28 | 日本鋼管株式会社 | クロム含有金属の製造方法 |
| FR2834999B1 (fr) * | 2002-01-21 | 2004-06-18 | Delachaux Sa | Procede de fabrication d'elements metalliques de purete elevee |
| WO2003106082A1 (ja) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | 財団法人生産技術研究奨励会 | 金属粉末の製造方法、及び金属原料成形体 |
| US8840833B1 (en) * | 2010-11-30 | 2014-09-23 | Bloom Energy Corporation | Iron coated chromium powder and SOFC IC made therefrom |
| CN114790518A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-07-26 | 兰州理工大学 | 一种金属钒的制备方法 |
Citations (1)
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Family Cites Families (5)
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| FR1019752A (fr) * | 1949-06-24 | 1953-01-26 | Electric Furnace Prod Co | Procédé de réduction des oxydes chromiques par le carbone |
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-
1982
- 1982-08-20 FR FR8214386A patent/FR2531978B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-08-05 US US90/002180A patent/US4504310B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-08-12 ZA ZA835957A patent/ZA835957B/xx unknown
- 1983-08-17 AT AT83401671T patent/ATE24205T1/de not_active IP Right Cessation
- 1983-08-17 EP EP83401671A patent/EP0102892B1/fr not_active Expired
- 1983-08-17 DE DE8383401671T patent/DE3368288D1/de not_active Expired
- 1983-08-19 JP JP58152367A patent/JPS5956540A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537369A (en) * | 1976-07-09 | 1978-01-23 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic watch |
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| JP2005525460A (ja) * | 2002-01-21 | 2005-08-25 | ドゥラショー エス.アー. | 穿孔された内壁のある溶融炉を用いてクロムのような金属要素を還元する製造方法 |
| JP4870906B2 (ja) * | 2002-01-21 | 2012-02-08 | ドゥラショー エス.アー. | 穿孔された側壁のある坩堝を用いてクロムのような金属要素を還元する製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2531978B1 (fr) | 1985-07-12 |
| ATE24205T1 (de) | 1986-12-15 |
| EP0102892B1 (fr) | 1986-12-10 |
| JPH0261531B2 (ja) | 1990-12-20 |
| US4504310B1 (en) | 1994-03-15 |
| EP0102892A1 (fr) | 1984-03-14 |
| US4504310A (en) | 1985-03-12 |
| FR2531978A1 (fr) | 1984-02-24 |
| ZA835957B (en) | 1984-04-25 |
| DE3368288D1 (en) | 1987-01-22 |
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