JPS60125303A - 金属粉末の製造法及びその製造装置 - 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】 （イ）技術分野 本発明は溶融金属から直接急冷凝固金属粉末を製造する
ための金属粉末製造方法とその装置・に関するものであ
る。

（ロ）技術の背景 最近、金属材料の品質改善や新材料の開発と関連して急
冷凝固粉末を製造する技術が強く望まれるようになった
。

従来、金属粉末の製造方法としては主として（６）溶融
金属流にガス流を衝突させる方法、（Ｂ）溶融金属流に
液体流を衝突させる方法（ｑ溶融金属を液体や金属の回
転冷却体に衝突させる方法（２）溶融金属に超音波など
の振動を与える方法などがある。囚の方法は現在金属粉
末の製造に一般的に用いられている方法で量産用として
は適している。しかし、粉末の粒度調整が困難であり微
粉末の歩留が悪い、また粉末の強制冷却が不十分である
ため十分満足のいく微細組織を有する粉末を得ることが
難しい、などの欠点がある。（Ｂ）の方法は主に鉄系の
粉末製電 造に用いられているものであるが、液体特に水を用いる
ため酸化性の金属粉末を製造するには適さない。これも
粉末の強制冷却が不十分であるため微細均一組織を有す
る粉末が得られない。（Ｑの方法は遠心アトマイズとし
て知られているもので高速回転体により粉砕した粉末を
雰囲気ガス中で自然冷却するかまたは高速ガス流中で強
制冷却する方法である。この方法で凝固速度の速い金属
粉末を得るためには冷却媒としてヘリウムガスを大量に
使用する必要があり我国におけるヘリウムガスの価格か
らすると経済的に問題が生じる（２）の方法においては
、設備面において非常に高価となり、また操作、保守も
煩雑となるなどの欠点が生じる。

以上の囚〜（ロ）の粉末製造方法においては、さらに粉
末の粒度により粉末の凝固速度が大きく異なる欠点があ
り、これが歩留の低下の大きな原因であった。

（ハ）発明の開示 本発明は最も均一な粒度分布を有する上記（Ｑの方法に
ふ・い℃強制冷却の手段として経済的に不利なＨｅガス
の代りに振動する冷却金属板を用いることにより金属粉
末の凝固速度を高め粒度に起因する粉末の凝固速度の差
を小さくしようとするものである。

第１図に本発明の金属粉末の製造装置を示す。

不活性ガス雰囲気中で溶解ルツボ２において、合金の液
相線より２０℃〜２００℃高い温度で金属を溶解し、均
一な金属溶湯とし、ルツボ低部のノズル７より３．００
　Ｏｒｐｍ〜８０．ＯＯＯｒｐｍで回転する高速回転体
３上に流下させ粉砕する。高速回転体３により粉砕され
た金属液滴は微粉（−３０μｍ）については雰囲気ガス
中で冷却金属板５に衝突する以前に凝固する。粗粉（＋
３０μｍ）については冷却金属板５に衝突することによ
り冷却され凝固する。

このため粉末の凝固速度の差が減少され、粉末の歩留が
向上するとともに、材料特性のバラツキが緩和される。

凝固した粉末は、粉末補集器１１に回収される。

ここで雰囲気ガスとして、不活性ガスを用いる理由は製
造した粉末粒子の表面酸化を防ぐためである。特にアル
ミニウム合金などの酸化しやすい金属においては、強固
な酸化被膜がその後の粉末の成形、焼結を妨げ、強度低
下の原因ともなるため粉末の酸化は防がなければならな
い。

また高速回転体の回転数を８．００Ｏｒｐｍ〜８０，０
００ｒｐｍの範囲としたのは、この範囲より低い場合は
金属溶湯を十分粉砕することができないため、歩留の低
下をもたらし、また粉末粒子が雰囲気中を飛翔する速度
が遅くなり凝固速度の低下につながる、このため高速回
転体の回転速度は８．００Ｏｒｐｍ　より下げない。回
転速度が８０．ＯＯＯｒｐｍを越えると、装置の保守が
困難となり、粉末の特性に対する効果も小さく経済性も
悪いなめ３０．００Ｏｒｐｍ以上には上げない。

実施例１ ９９．９％の純度をもつアルミニウムと９９．９％の純
度をもつ鉄を鉄濃度が重量％で８９６になるように計量
しＡｒガス雰囲気中でカーボンルツボ中で約９５０℃　
で溶解した。このＡＡ　−８９６Ｆｅ溶湯をｙ１５Ｈの
ノズルより流出させ、２０．００Ｏｒｐｍで回転する銅
板上に落し、この高速回転体の遠心力により粉砕し、粉
砕した液滴を高速で飛散させる。飛散した液滴は６０Ｈ
ｚで振動する冷却用金属板と衝突して、榊固する。この
時の粉末の歩留は９０９６以上であり得られた粉末は１
００メツシユ以下のものが９０％以上あった。これらの
粉末の組織はＦｅの初晶がすべて１０μｍ以下であった
。

実施例２ ９９．９％の純度を有するアルミニウムと半導体用高純
度ＳｉをＳｉ濃度が１７重量％になるよう計量し、アル
ゴンガス中でカーボンルツボで溶解し、２０．０００　
ｒｐｍで粉末をａｌｌ！ｊＭした結果、粉末歩留、１０
０メツシユ以下の粉末歩留ともに９０％以上であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造装置の線図的説明図である。 ｌ：真空チャンバー、２：溶解ルツボ、３：高速回転体
、４：高速スピンドル、５．５’：冷却金属板、６：高
周波誘導コイル、７：溶融金属噴射ノズル、８：高速回
転体回転軸、９：ガス回収循環装置、１〇二真空ポンプ
、１１：粉末回収器。 代理人　弁理士　上　代　哲　司 肯１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）不活性ガス又は減圧雰囲気中において、高速回転
   体の表面に溶融金属を流出落下させ、高速回転体の遠心
   力により該溶融金属を分散微細化し、更にこの微細金属
   溶湯を振動する冷却金属板に衝＼突させることにより微
   細かつ均一な析出物を有する金属粉末を製造することを
   特徴とする金属粉末の製造法。
2. （２）雰囲気としてアルゴン、ヘリウム等の不活性ガス
   または窒素ガスを用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の金属粉末の製造法。
3. （３）高速回転体の回転数を３００Ｏｒ、ｐ、ｍ、以上
   ３０．００　Ｏｒ−ｐ、ｍ以下の範囲とすることを特徴
   とする金属粉末の製造法。
4. （４）析出物を有する金属粉末が、析出物の粒径がｌθ
   μ？＋Ｌ以下の微細かつ均一な粉末であることを特徴と
   する金属粉末の製造法。
5. （５）金属溶湯より微細粉末を製造するための装置であ
   り、溶融ルツボ底部に溶融金属を流出落下させるための
   ノズルがあり、ノズルの下部には回転数３００Ｏｒｐｍ
   〜８０，０００で回転する高速回転体が設けられ、この
   回転体の水平面方向には溶融金属を急速に冷却凝固させ
   るための振動する冷却振動板が設けられ、全体が雰囲気
   調整可能な真窄チェンバーに収められたことを特徴とす
   る金属粉末の製造装置。