JPS5970702A - 球状粉末の製造方法 - Google Patents
球状粉末の製造方法Info
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- JPS5970702A JPS5970702A JP57181466A JP18146682A JPS5970702A JP S5970702 A JPS5970702 A JP S5970702A JP 57181466 A JP57181466 A JP 57181466A JP 18146682 A JP18146682 A JP 18146682A JP S5970702 A JPS5970702 A JP S5970702A
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- material metal
- metal
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
- B22F1/065—Spherical particles
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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】
本発明は球状粉末の製造方法に関するものである。
金属粉末製造のための周知のアトマイズ法は金属溶湯流
に水又はガスを噴射して、溶融金属を准滴状に細断し、
この液滴を凝固させることにより金属粉末を製造する方
法である。この方法は溶解設備が必要なため粉末製造設
備が大型化し、小量生産に不適となり、生産時間が長く
なるなどの設備に起因する問題点を有する。さらに、る
つぼ内の溶湯で偏析が起こシ、均一組成の粉末製造が困
難である等の溶解に起因する品質上の問題点がある。ま
た、溶融金属が噴射水又はガスによシ細断されるために
、溶湯落下速度、温度及び噴射圧力等の粉化条件によシ
粉末粒径が影響され易く、粒径のばらつきが大きい。さ
らに、殆んどの粉末粒子は液滴状の細長い、比較的不規
則な形状となシ、焼結性能が劣る等のアトマイズに伴う
問題点もある。加えて、機械加工工場で発生する屑材料
を省買源の観点から粉末に再生しようとする場合、るつ
ぼ等によシ溶融状態を長時間保持しなければならず省エ
ネルギに反するという経済的問題点もある。
に水又はガスを噴射して、溶融金属を准滴状に細断し、
この液滴を凝固させることにより金属粉末を製造する方
法である。この方法は溶解設備が必要なため粉末製造設
備が大型化し、小量生産に不適となり、生産時間が長く
なるなどの設備に起因する問題点を有する。さらに、る
つぼ内の溶湯で偏析が起こシ、均一組成の粉末製造が困
難である等の溶解に起因する品質上の問題点がある。ま
た、溶融金属が噴射水又はガスによシ細断されるために
、溶湯落下速度、温度及び噴射圧力等の粉化条件によシ
粉末粒径が影響され易く、粒径のばらつきが大きい。さ
らに、殆んどの粉末粒子は液滴状の細長い、比較的不規
則な形状となシ、焼結性能が劣る等のアトマイズに伴う
問題点もある。加えて、機械加工工場で発生する屑材料
を省買源の観点から粉末に再生しようとする場合、るつ
ぼ等によシ溶融状態を長時間保持しなければならず省エ
ネルギに反するという経済的問題点もある。
特開昭５０−２２７５７号公報には、ステンレス鋼球状
粉末の製造法として、ステンレス鋼材の研摩屑、切削屑
を機械的に微粉にし、燃焼ガス矧中で粉末の自己燃焼熱
を利用し粉体の溶融、表面張力下で球状化し、続いてガ
ス燃焼塔下部の還元性雰囲気化で固溶化球状化同時焼鈍
する方法が記載されている。この方法はアトマイズ法の
上記経済的問題点、設備起因、溶解起因問題点を解消す
るものであるが、粉末製造操業中に粉末がガス燃焼塔の
内壁に付着・堆積して以降の粉末の塔内通過を妨げ、急
速に球状粉末製造が不可能になる点に問題があることが
本発明者の研冗によシ判明した。
粉末の製造法として、ステンレス鋼材の研摩屑、切削屑
を機械的に微粉にし、燃焼ガス矧中で粉末の自己燃焼熱
を利用し粉体の溶融、表面張力下で球状化し、続いてガ
ス燃焼塔下部の還元性雰囲気化で固溶化球状化同時焼鈍
する方法が記載されている。この方法はアトマイズ法の
上記経済的問題点、設備起因、溶解起因問題点を解消す
るものであるが、粉末製造操業中に粉末がガス燃焼塔の
内壁に付着・堆積して以降の粉末の塔内通過を妨げ、急
速に球状粉末製造が不可能になる点に問題があることが
本発明者の研冗によシ判明した。
本発明の目的は、アトマイズ法の諸問題を解消するとと
もに連続操業が可能な球状粉末製造方法を提供すること
にある。特に、機械加工工場で発生する切断屑、切削屑
等を利用してもよく、粒径制御が容易であり、球状度が
高いために圧粉性・焼結性が良″好な球状粉末を低コス
トで生産し、しかも量産を行う場合にも粉末製造装置の
不調、故障等によシ生産性が低下しないような球状粉末
製造方法を提供することが、本発明の重要な目的である
０ 本発明に係る方法は、機械加工によシ発生したまたはア
トマイズ法によυ製造した金属粉物体を、不活性ガス又
は還元性ガス雰吐気を内部に包容する筒体の略中心軸に
向けて溶射し、前記筒体をその内壁面と実質的に衝突せ
ずに通過した金属物体を液体中で急冷することを特徴と
する。
もに連続操業が可能な球状粉末製造方法を提供すること
にある。特に、機械加工工場で発生する切断屑、切削屑
等を利用してもよく、粒径制御が容易であり、球状度が
高いために圧粉性・焼結性が良″好な球状粉末を低コス
トで生産し、しかも量産を行う場合にも粉末製造装置の
不調、故障等によシ生産性が低下しないような球状粉末
製造方法を提供することが、本発明の重要な目的である
０ 本発明に係る方法は、機械加工によシ発生したまたはア
トマイズ法によυ製造した金属粉物体を、不活性ガス又
は還元性ガス雰吐気を内部に包容する筒体の略中心軸に
向けて溶射し、前記筒体をその内壁面と実質的に衝突せ
ずに通過した金属物体を液体中で急冷することを特徴と
する。
以下、本発明方法を具体的に説明する。
本発明方法において機械加工により発生した金属粉物体
（以下、原料金属と称する）は、旋削。
（以下、原料金属と称する）は、旋削。
ポーリング、切断、研摩、研削その他の機械的加工法に
よシ屑として再利用されるもの又はこれらを更に機械的
に細断したものであって、如何なる形状のものであって
もよい。さらに、原料金属は略均−粒径に粉砕された新
品の粉末でもよくアトマイズ粉末であってもよく、この
場合は粉末粒径の均−化及び球状度の向上を図るうえで
の利点がある。本発明方法の一つの特徴はこのような完
全に非球形な原料金属及び球状度の低い原料金属を球状
粉末として再生する点にある。
よシ屑として再利用されるもの又はこれらを更に機械的
に細断したものであって、如何なる形状のものであって
もよい。さらに、原料金属は略均−粒径に粉砕された新
品の粉末でもよくアトマイズ粉末であってもよく、この
場合は粉末粒径の均−化及び球状度の向上を図るうえで
の利点がある。本発明方法の一つの特徴はこのような完
全に非球形な原料金属及び球状度の低い原料金属を球状
粉末として再生する点にある。
本発明の他の特徴は、粉末製造のために溶射を利用する
ことによって、原料金属を瞬間的に溶融し且つ噴流とし
て投射し、粉末の球状度を高めたに向けて溶射し、この
筒体内の不活性ガス雰囲気又は還元性ガス雰囲気を通過
させるところにも特徴がある。溶射開始時に一旦苗融し
た原料金属を筒体を通過させることによ知通過過程で溶
融金属の表面張力を球状化に利用し、溶融金属を大気か
ら保護し、また溶融時に酸化された原料金属を還元性ガ
スにより更に酸化されてしまうことを防ぐなどの効果が
達成される。また、積極的に還元を行う場合は、得られ
た球状粉末の焼結性が著しく良好に保たれる。しかも、
原料金属を筒体の略中心軸に向けたため、筒体の内壁面
との衝突が無視できる程度になシ、内壁面に堆積した粉
末が以降の粉末化過程を妨げることがなくなシ連続操業
が可能になった。加えて原料金属の溶融粒が堆積粉末と
衝突すると、溶融粒が変形して球状度が低下するが、こ
のような欠点も回避される。
ことによって、原料金属を瞬間的に溶融し且つ噴流とし
て投射し、粉末の球状度を高めたに向けて溶射し、この
筒体内の不活性ガス雰囲気又は還元性ガス雰囲気を通過
させるところにも特徴がある。溶射開始時に一旦苗融し
た原料金属を筒体を通過させることによ知通過過程で溶
融金属の表面張力を球状化に利用し、溶融金属を大気か
ら保護し、また溶融時に酸化された原料金属を還元性ガ
スにより更に酸化されてしまうことを防ぐなどの効果が
達成される。また、積極的に還元を行う場合は、得られ
た球状粉末の焼結性が著しく良好に保たれる。しかも、
原料金属を筒体の略中心軸に向けたため、筒体の内壁面
との衝突が無視できる程度になシ、内壁面に堆積した粉
末が以降の粉末化過程を妨げることがなくなシ連続操業
が可能になった。加えて原料金属の溶融粒が堆積粉末と
衝突すると、溶融粒が変形して球状度が低下するが、こ
のような欠点も回避される。
本発明は加えて筒体を通過した原料金属を液体中で急冷
することによυ、球状粉末粒子どうしの焼結を防止し、
以って球状化された粉末の完全回収を図るところにも特
徴がある。
することによυ、球状粉末粒子どうしの焼結を防止し、
以って球状化された粉末の完全回収を図るところにも特
徴がある。
以上の如き本発明の特徴を組み合わせることによって、
従来は再生利用が困難であったドリリング屑等を粉末冶
金に利用できる高度球状粉末として、低コストで且つ連
続操業で再生可能となる。
従来は再生利用が困難であったドリリング屑等を粉末冶
金に利用できる高度球状粉末として、低コストで且つ連
続操業で再生可能となる。
以下、本発明を好ましい条件を挙げることによってさら
に説明する。
に説明する。
先ず、原料金属の粒度について説明する。
原料金属の粒度は基本的には溶射可能なものであれば、
特に制限はないが、以下の点を駆除的に考慮する必要が
ある。（イ）本発明方法によシ原料金属の粒度より細か
い球状粉末が全体に対して占める割合が多くなる。例え
ば、原料金属の粒度が８０〜１２０メツシーであると、
球状粉末の粒度は８０〜１４５メツシユとなる。（ロ）
本発明方法の溶射時に原料金属が瞬間的に酸化されるが
、この酸化粒度は微粒のほど低くなる。（ハ）原料金属
の粒度が小さいほど得られた粉末の球状度は高くなる。
特に制限はないが、以下の点を駆除的に考慮する必要が
ある。（イ）本発明方法によシ原料金属の粒度より細か
い球状粉末が全体に対して占める割合が多くなる。例え
ば、原料金属の粒度が８０〜１２０メツシーであると、
球状粉末の粒度は８０〜１４５メツシユとなる。（ロ）
本発明方法の溶射時に原料金属が瞬間的に酸化されるが
、この酸化粒度は微粒のほど低くなる。（ハ）原料金属
の粒度が小さいほど得られた粉末の球状度は高くなる。
特に１４５メツシーより微粒であると球状度は極めて高
い。
い。
次に、溶射条件について説明する。
溶射糸外は、例えば−６０〜−８０メツシーの原料金属
（アトマイズ銅粉）については０２：３０〜４５ Ｎ４
／ｒｎｉｎ Ｔ Ｈ２： ５５ Ｎ２／ｍｉ ｎ 、ま
たは−８０メツシユの切削銅屑については０２：３０〜
４ＯＮＡ／ｍｉｎ ： Ｈ２６０〜７０ Ｎ４／ｍｉｎ
とすることができる。なお、溶射は従来自溶合金、硬質
・耐熱金属等について多用されているが、本発明方法で
も基本的にはこれらの合金・金属等の条件を採用できる
。
（アトマイズ銅粉）については０２：３０〜４５ Ｎ４
／ｒｎｉｎ Ｔ Ｈ２： ５５ Ｎ２／ｍｉ ｎ 、ま
たは−８０メツシユの切削銅屑については０２：３０〜
４ＯＮＡ／ｍｉｎ ： Ｈ２６０〜７０ Ｎ４／ｍｉｎ
とすることができる。なお、溶射は従来自溶合金、硬質
・耐熱金属等について多用されているが、本発明方法で
も基本的にはこれらの合金・金属等の条件を採用できる
。
続いて、筒体内の物理的・化学的条件について説明する
。
。
前述のように溶射されている金属はある程度酸化されて
いるが、焼結材料によっては酸化度が高い粉末の使用を
避ける必要がある。この場合筒体内を高温の還元性雰囲
気とすることが有８でおる。
いるが、焼結材料によっては酸化度が高い粉末の使用を
避ける必要がある。この場合筒体内を高温の還元性雰囲
気とすることが有８でおる。
例えば原料金属が銅粉末の場合は５５０°Ｃ以上、好１
しくけ８００℃以上の１１２ガス雰囲気であると更に酸
化することが防げる。また、積極的に還元を行う必要が
ない場合は、筒体内はアルゴン、窒素等の不活性雰囲気
としてもよい。
しくけ８００℃以上の１１２ガス雰囲気であると更に酸
化することが防げる。また、積極的に還元を行う必要が
ない場合は、筒体内はアルゴン、窒素等の不活性雰囲気
としてもよい。
さらに続いて、筒体の寸法について説明する。
筒体の内径は原料金属が内壁面に衝突しないような十分
な大きさを有する必要がある。一方、筒体の長さは、溶
融・粒子状態の原料金属が還元性又は不活性ガス雰囲気
内を通過し、還元を受け、細断され、表面張力の影響に
よシ球状化され、冷却され、筒体内の温度によっては附
加的に過熱される距離（時間）を定める。この長さは１
２００〜２５００間が好゛ましい。
な大きさを有する必要がある。一方、筒体の長さは、溶
融・粒子状態の原料金属が還元性又は不活性ガス雰囲気
内を通過し、還元を受け、細断され、表面張力の影響に
よシ球状化され、冷却され、筒体内の温度によっては附
加的に過熱される距離（時間）を定める。この長さは１
２００〜２５００間が好゛ましい。
上記本発明方法の好ましい条件の説明に続いて、同方法
実施の二、三の具体例について説明すい。
実施の二、三の具体例について説明すい。
原料金属が例えば板状、管状、切粉状等の雑多な形状で
ある場合は一旦粉砕を行い、分級抜本発明の方法によシ
粉末化する。この場合の生産量は溶射機の能力によシ定
められるが５〜２０ｋｇ／時間の能力の場合例えば５時
間の連続粉化操業が可能であシ、原料金属の量次第によ
ってはさらに長時間の操業も可能である。粉化における
酸化防止に使用される筒体は溶射機及び冷却液の倒れか
一方に対して開放式になっていても、すなわち溶射され
た金属原料が瞬間的には外気にさらされるような形式で
も実用上は支障がない。勿論密閉式でもよい。上記冷却
液に投射された球状粉末は転線され、粉末冶金法に供用
される。
ある場合は一旦粉砕を行い、分級抜本発明の方法によシ
粉末化する。この場合の生産量は溶射機の能力によシ定
められるが５〜２０ｋｇ／時間の能力の場合例えば５時
間の連続粉化操業が可能であシ、原料金属の量次第によ
ってはさらに長時間の操業も可能である。粉化における
酸化防止に使用される筒体は溶射機及び冷却液の倒れか
一方に対して開放式になっていても、すなわち溶射され
た金属原料が瞬間的には外気にさらされるような形式で
も実用上は支障がない。勿論密閉式でもよい。上記冷却
液に投射された球状粉末は転線され、粉末冶金法に供用
される。
続いて本発明法によシ製造された球状粉本の性質につい
て説明する。
て説明する。
合、球状度は一般に８０〜９０％の範囲であり、特に好
ましい条件下では８５チ以上である。例えばアトマイズ
法では粉末を相当分級しなければこのような鯨状度の高
い球状粉末を得ることはでさない。
ましい条件下では８５チ以上である。例えばアトマイズ
法では粉末を相当分級しなければこのような鯨状度の高
い球状粉末を得ることはでさない。
次に、酸化量は一般に０．５５％以下である。アトマイ
ズ法と比較すると本発明法では原料金属の被加熱最高温
度が高く、且つ燃焼焔にさらされるので、酸化量はアト
マイズ粉よシ若干高い。
ズ法と比較すると本発明法では原料金属の被加熱最高温
度が高く、且つ燃焼焔にさらされるので、酸化量はアト
マイズ粉よシ若干高い。
また、粒径分布は原料金属がそれぞれ一８０メツシー及
び−１２５メツシユの場合、球状粉末の粒径分布はそれ
ぞれ−８０〜−１００メツシユ、及び−１２５メツシュ
〜−１４５メツシユである。
び−１２５メツシユの場合、球状粉末の粒径分布はそれ
ぞれ−８０〜−１００メツシユ、及び−１２５メツシュ
〜−１４５メツシユである。
このことは本発明では、粒径分布は原料金属の大きさを
制御することによって希望粒径の球状粉末が得られるこ
とを意味する。一方、アトマイズ法の場合は分級によっ
て歩留シが低下するという問題がある。
制御することによって希望粒径の球状粉末が得られるこ
とを意味する。一方、アトマイズ法の場合は分級によっ
て歩留シが低下するという問題がある。
以上の性質を総合して、本発明の球状粉末の焼結性を説
明できる。すなわち、アトマイズ粉と本発明の球状粉の
球状度及び粒径の分布が同じである場合は前者の方が酸
化度が低いため若干焼結性が良い。このような条件が満
たされるためにはアトマイズ粉では分級が必要であシ、
分級されない粉末どうしを比較すれば本発明の球状粉末
は成形性、充填性及び粉末粒子同志の反応性が良好であ
る。
明できる。すなわち、アトマイズ粉と本発明の球状粉の
球状度及び粒径の分布が同じである場合は前者の方が酸
化度が低いため若干焼結性が良い。このような条件が満
たされるためにはアトマイズ粉では分級が必要であシ、
分級されない粉末どうしを比較すれば本発明の球状粉末
は成形性、充填性及び粉末粒子同志の反応性が良好であ
る。
以下、本発明方法の実施例を説明する。
実施例１
水素・酸素バーナー（溶射機）によシＳｎ８．８３％、
Ｐｂ９．４９チ及びＣｕ残部の原料金属を溶射した。
Ｐｂ９．４９チ及びＣｕ残部の原料金属を溶射した。
この原料金属は切粉は一８０メツシーに細断した不規則
形状のものであった。
形状のものであった。
上記水素・酸素バーナーの先端側に、長さ約１５００＋
ｎｍの筒体の一端を配置し、且つ筒体と水素・酸素バー
ナーを同軸上に配列した。筒体は水素・酸素バーナーに
近い側が内径１７０ｍｍの小径部とし、反対側が内径約
４００朋を有し、且つ雰囲気ガスの流入・流出筒を取付
けた大径部としだ。
ｎｍの筒体の一端を配置し、且つ筒体と水素・酸素バー
ナーを同軸上に配列した。筒体は水素・酸素バーナーに
近い側が内径１７０ｍｍの小径部とし、反対側が内径約
４００朋を有し、且つ雰囲気ガスの流入・流出筒を取付
けた大径部としだ。
大径部の一端を冷却水側に配置した。
原料金属の溶射流は水素・酸素バーナーの出口では直径
約６朋の流束状であシ、次第に末広シとなったが筒体内
壁には衝突しなかった。
約６朋の流束状であシ、次第に末広シとなったが筒体内
壁には衝突しなかった。
溶射量を８〜１７ ｋ１７／ｈ ｒの間で変化させて合
計６８ｋｇの球状度〜８０チ、粒径８０〜１４５メツシ
ーの粉末製造を行った。この間、筒体を冷却水及び／又
は酸素・水素バーナーに対して密封構造又は開放構造に
するために操業を中断した以外は連続操業が可能であっ
た。
計６８ｋｇの球状度〜８０チ、粒径８０〜１４５メツシ
ーの粉末製造を行った。この間、筒体を冷却水及び／又
は酸素・水素バーナーに対して密封構造又は開放構造に
するために操業を中断した以外は連続操業が可能であっ
た。
実施例２
実施例１において原料金属をアトマイズ銅粉に代えた。
アトマイズ銅粉は一６０メツシー、但し８０−１４５メ
ツシユが８０％以上、球状度３０チであった。このアト
マイズ銅粉約１１． Ｏｋｇを６〜８ｋｖｈｒの割合で
連続溶射したところ、８０〜１４５メツシー、球状度８
０％の球状粉が得られ、球状度の向上が見られた。
ツシユが８０％以上、球状度３０チであった。このアト
マイズ銅粉約１１． Ｏｋｇを６〜８ｋｖｈｒの割合で
連続溶射したところ、８０〜１４５メツシー、球状度８
０％の球状粉が得られ、球状度の向上が見られた。
特許出願人
大豊工業株式会社
特許出願代理人
弁理士 青 木 朗
弁理士西舘和之
弁理士 村 井 卓 −雄
弁理士 山 口 昭 之
Claims (1)
- １、機械加工によ多発生したまたはアトマイズ法によシ
製造した金属粉物体を、不活性ガス又は還元性ガス雰囲
気を内部に包含する静体の略中心軸に向けて爵射し、前
記筒体の内壁面に実質的に衝突せずに通過した前記金属
粉物体を液体中で急冷することを特徴とする球状粉末の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181466A JPS5970702A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 球状粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57181466A JPS5970702A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 球状粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970702A true JPS5970702A (ja) | 1984-04-21 |
Family
ID=16101240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57181466A Pending JPS5970702A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | 球状粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970702A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127859A (ja) * | 1974-09-03 | 1976-03-09 | Daido Steel Co Ltd | Hyomensankanosukunai kinzokufunmatsuoseizosuru hoho oyobi sochi |
| JPS51142471A (en) * | 1975-06-04 | 1976-12-08 | Dowa Tetsupun Kougiyou Kk | Method and device for manufacturing spherical metal powder |
| JPS56142803A (en) * | 1980-04-03 | 1981-11-07 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Preparation of composite powder |
-
1982
- 1982-10-18 JP JP57181466A patent/JPS5970702A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS5127859A (ja) * | 1974-09-03 | 1976-03-09 | Daido Steel Co Ltd | Hyomensankanosukunai kinzokufunmatsuoseizosuru hoho oyobi sochi |
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