JPS6021345A - 金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法 - Google Patents
金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS6021345A JPS6021345A JP58127439A JP12743983A JPS6021345A JP S6021345 A JPS6021345 A JP S6021345A JP 58127439 A JP58127439 A JP 58127439A JP 12743983 A JP12743983 A JP 12743983A JP S6021345 A JPS6021345 A JP S6021345A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- particles
- dispersed
- nozzle
- molten
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/12—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from gaseous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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、金属粒子分散金属マトリックス複合材料に係
り、更に詳細にはその製造方法に係る。
り、更に詳細にはその製造方法に係る。
一般にマトリックスとしての金属材料に他の材料の粒子
を分散させて粒子分散金属マトリックス複合材料とづ゛
ることにより金属材オ′ミ1のもつ優れた性質を活しつ
っての欠点を補填Jることがでさることから、アルミニ
ウム合金、マグネシウム合金、チタン合金の如き軽金属
に於ては炭化ケ・イ素、窒化ケイ素の如きセラミック粒
子や硬質金属の粒子を分散させてその強度や耐熱性を向
」−させることが試みられており、スポット溶接用電極
チップを構成する銅合金や軸受用銅合金などに於て;ま
それぞれ導電性や軸受性能を害さないF4!囲にてセラ
ミック粒子や硬質金属の粒子を分散さけて(の耐淳耗性
を向上させることが試みられている。かかる粒子分散金
属マトリックス複合材料に於て、マトリックス金属のも
つ優れた性質を活しつつその欠点を有効に補jlltづ
るためには、分散される粒子は微細且均質でありマトリ
ックス金病中に均一に分散されな番ノればならず、また
粒子ブ月故倉属マトリックス複合材料を低廉に製造する
1、:めには分散される粒子は安価なものでな()れば
ならない。
を分散させて粒子分散金属マトリックス複合材料とづ゛
ることにより金属材オ′ミ1のもつ優れた性質を活しつ
っての欠点を補填Jることがでさることから、アルミニ
ウム合金、マグネシウム合金、チタン合金の如き軽金属
に於ては炭化ケ・イ素、窒化ケイ素の如きセラミック粒
子や硬質金属の粒子を分散させてその強度や耐熱性を向
」−させることが試みられており、スポット溶接用電極
チップを構成する銅合金や軸受用銅合金などに於て;ま
それぞれ導電性や軸受性能を害さないF4!囲にてセラ
ミック粒子や硬質金属の粒子を分散さけて(の耐淳耗性
を向上させることが試みられている。かかる粒子分散金
属マトリックス複合材料に於て、マトリックス金属のも
つ優れた性質を活しつつその欠点を有効に補jlltづ
るためには、分散される粒子は微細且均質でありマトリ
ックス金病中に均一に分散されな番ノればならず、また
粒子ブ月故倉属マトリックス複合材料を低廉に製造する
1、:めには分散される粒子は安価なものでな()れば
ならない。
しかし従来の粒子分数金属マトリックス複合材flは、
一般に、機械的破砕法またはアトマイズ法ににり製造さ
れた1〜vl十μmの粒子を71〜リツクス金属の溶湯
と機械的に混合づる方法J、たはマトリックス金属の溶
湯中にアルゴンガスと一緒に吹込む噴IJ1分散法など
によりl’J ’/+Mされでおり、機械的破砕法やア
トマイズ法によっては粒径1μm以下の微細な粒子を低
廉に製造づ−ることができず、J−だこれらの方法によ
り製造される粒子は表面活f’1−1uがイt(<マト
リックス金属の溶湯との濡れ性が悪いため、粒子と溶湯
との比重差により溶湯の一トIl′i部と下層部どの間
に於ては粒子の充填密匪に差が生じ、従って機械的混合
法や唱剣分散法などによっては微細な粒子をマトリック
ス金属の溶湯中に均〜に分散させることが困難である。
一般に、機械的破砕法またはアトマイズ法ににり製造さ
れた1〜vl十μmの粒子を71〜リツクス金属の溶湯
と機械的に混合づる方法J、たはマトリックス金属の溶
湯中にアルゴンガスと一緒に吹込む噴IJ1分散法など
によりl’J ’/+Mされでおり、機械的破砕法やア
トマイズ法によっては粒径1μm以下の微細な粒子を低
廉に製造づ−ることができず、J−だこれらの方法によ
り製造される粒子は表面活f’1−1uがイt(<マト
リックス金属の溶湯との濡れ性が悪いため、粒子と溶湯
との比重差により溶湯の一トIl′i部と下層部どの間
に於ては粒子の充填密匪に差が生じ、従って機械的混合
法や唱剣分散法などによっては微細な粒子をマトリック
ス金属の溶湯中に均〜に分散させることが困難である。
本願発明賃等は従来の粒子分散金属マトリックス複合材
料の製造方法に於【プる上述の如き問題に鑑み、種々の
実験的研究を行った結果、金属蒸気を冷却用ノズルに通
して断熱膨張させることにより急冷させれば粒径数百A
以下の非常に微細で口。
料の製造方法に於【プる上述の如き問題に鑑み、種々の
実験的研究を行った結果、金属蒸気を冷却用ノズルに通
して断熱膨張させることにより急冷させれば粒径数百A
以下の非常に微細で口。
表面活性度の高い微粉末を能率よく低廉に製造づること
ができ、また冷却用ノズルより噴出した噴流をマトリッ
クス金属の溶湯中に導くことにより非常に微細な粒子を
マトリックス金属の溶湯中に均一に分散させることがで
きることを見出した。
ができ、また冷却用ノズルより噴出した噴流をマトリッ
クス金属の溶湯中に導くことにより非常に微細な粒子を
マトリックス金属の溶湯中に均一に分散させることがで
きることを見出した。
本発明は、本願発明者等が行った種々の実験的rIl+
究の結果得られた知見に基き、非常に微細な金属粒子が
マド・リックス金属中に均一に分散された金属粒子分散
金属マ[−リックス複合材11を能率にく低廉に製造す
ることのできる方法を提供することを目的としている。
究の結果得られた知見に基き、非常に微細な金属粒子が
マド・リックス金属中に均一に分散された金属粒子分散
金属マ[−リックス複合材11を能率にく低廉に製造す
ることのできる方法を提供することを目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、金属蒸気を冷却用ノズ
ルに通して断熱膨張させることにより急冷させ前記ノズ
ルより噴出した噴流を金属溶湯中に導く金属粒子分散金
属マトリックス複合材料の製造方法によって達成される
。
ルに通して断熱膨張させることにより急冷させ前記ノズ
ルより噴出した噴流を金属溶湯中に導く金属粒子分散金
属マトリックス複合材料の製造方法によって達成される
。
本発明によれば、金属蒸気が冷却用ノズルに通され断熱
膨張によって急冷されるので、粒径数百大程度の非常に
微細な金属粒子を形成Jることが(゛さ、J:たかくし
て形成された表面活性度の高い金属粒子が(のJ: J
:マトリックス金属の溶湯中に今かれるのぐ金属粒子と
マトリックス金属との密着性を向上させることができ、
更には冷却用ノズルよりI:C%出した噴流によりマト
リックス金属の溶)易が適宜にm打されるので、粒子を
構成する金属と71−リックス金1ijKとの比重差が
比較的大きい場合に6.金属粒子を71〜リツクス金属
中に均一に分111!さけることが′C−さる。また本
発明によれば“、非畠”に1欣廁/i舎屈粒子を形成す
ること及び金属粒1′をマトリックス6)属の溶湯中に
分散さぼることが連続的に行われるので、非常に微■1
な金属粒子が?1−リックス金属中に均一に分散された
複合材1′+1を11L率よ・(低廉に製造Jることが
できる。
膨張によって急冷されるので、粒径数百大程度の非常に
微細な金属粒子を形成Jることが(゛さ、J:たかくし
て形成された表面活性度の高い金属粒子が(のJ: J
:マトリックス金属の溶湯中に今かれるのぐ金属粒子と
マトリックス金属との密着性を向上させることができ、
更には冷却用ノズルよりI:C%出した噴流によりマト
リックス金属の溶)易が適宜にm打されるので、粒子を
構成する金属と71−リックス金1ijKとの比重差が
比較的大きい場合に6.金属粒子を71〜リツクス金属
中に均一に分111!さけることが′C−さる。また本
発明によれば“、非畠”に1欣廁/i舎屈粒子を形成す
ること及び金属粒1′をマトリックス6)属の溶湯中に
分散さぼることが連続的に行われるので、非常に微■1
な金属粒子が?1−リックス金属中に均一に分散された
複合材1′+1を11L率よ・(低廉に製造Jることが
できる。
本発明のy)法に於ては、金属蒸気が保(1する熱−1
−ネルギの一部は冷却用ノズルによる自己断熱膨張によ
り運動■ネルギに変換され、冷却用ノズルより噴出した
噴流(まマツハ1〜4の高速流となる。
−ネルギの一部は冷却用ノズルによる自己断熱膨張によ
り運動■ネルギに変換され、冷却用ノズルより噴出した
噴流(まマツハ1〜4の高速流となる。
今冷却用ノズルより上流側の金属蒸気の圧力及び温度を
それぞれ0重 (Lorr) 、T+ (’ K)とし
、冷却用ノズルより下流側の流体の圧力、温度、速Jf
fヲソレソtLP= (tol・r) 、 1−2 (
’ K ) 、 Mg(マツへ数ンとすると、冷IJJ
用ノズルの下流側の任意の点に於ける流体の温度及び速
度は下記の式(K−ガス体の比熱比) 冷却用ノズルとして先細ノズルが使用される場合には、
ノズル出口圧力P2が臨界圧力(P1×[X’+ I
] ’−”に達したとさ°速廓M2はマツハ1となり、
それ以上圧力P2が減小しても速1哀M2は増大しない
。一方冷却用ノズルとして末広ノズル(う゛バールノズ
ルとも呼ばれる)が使用される場合には、P2/P’+
の減小にイ゛1′い速度M2は加速1良的に増大し、P
2 / R+ ・・1/100の場合に速a M 2
はマツハ4となる。温度−T’ +はマトリックス金属
中に分散される金属の蒸気圧に応じて選定されて良いが
、今TI−・2273’ K (2000℃)、比熱比
l(・−1,667とり−るど、圧力比P 2 ’/
P Iに応じて冷却用ノズルIz流側の流体の温度下2
及び速度M2は凡・で下記の表1に示された11C1ど
なる。
それぞれ0重 (Lorr) 、T+ (’ K)とし
、冷却用ノズルより下流側の流体の圧力、温度、速Jf
fヲソレソtLP= (tol・r) 、 1−2 (
’ K ) 、 Mg(マツへ数ンとすると、冷IJJ
用ノズルの下流側の任意の点に於ける流体の温度及び速
度は下記の式(K−ガス体の比熱比) 冷却用ノズルとして先細ノズルが使用される場合には、
ノズル出口圧力P2が臨界圧力(P1×[X’+ I
] ’−”に達したとさ°速廓M2はマツハ1となり、
それ以上圧力P2が減小しても速1哀M2は増大しない
。一方冷却用ノズルとして末広ノズル(う゛バールノズ
ルとも呼ばれる)が使用される場合には、P2/P’+
の減小にイ゛1′い速度M2は加速1良的に増大し、P
2 / R+ ・・1/100の場合に速a M 2
はマツハ4となる。温度−T’ +はマトリックス金属
中に分散される金属の蒸気圧に応じて選定されて良いが
、今TI−・2273’ K (2000℃)、比熱比
l(・−1,667とり−るど、圧力比P 2 ’/
P Iに応じて冷却用ノズルIz流側の流体の温度下2
及び速度M2は凡・で下記の表1に示された11C1ど
なる。
この表1Jζり例えば圧力比P 2 / P +が1/
10の場合にはT2=905°K(632℃)、M2=
−2,1:s<約14.00m /sec )とな?)
コとが解る。
10の場合にはT2=905°K(632℃)、M2=
−2,1:s<約14.00m /sec )とな?)
コとが解る。
かくして本発明にJこれば、金属蒸気が冷却用ノズルに
通されることにより形成されIこ非常に微細な金属粒子
が音速またはそれ以上の高速瓜にてマI・リツクス金属
の溶湯中に叩き込まれるので、金属粒子をその表面活性
度が低下しないうちにマトリックス金属の溶湯中に分散
さUることができ、また冷却用ノズルより噴出した音速
またはイれ以上の噴流により71ヘリツクス金属の溶湯
が適宜に°攪拌されるので、溶湯攪拌手段を用いなくC
も金属粒子をマトリックス金属の溶湯中に均一に分散さ
せることができる。尚金属粒子が保有する運動エネルギ
の一部は−ぞれがマトリックス金属の溶湯に衝突した際
熱エネルギに転換されるので、マトリックス金属の溶湯
の温度を実質的に一定に維持するためには、 ?fii
f 11. T 2 Gよマトリックス金属の溶湯の温
度よりも僅かに低い温度に設定されることが好ましい。
通されることにより形成されIこ非常に微細な金属粒子
が音速またはそれ以上の高速瓜にてマI・リツクス金属
の溶湯中に叩き込まれるので、金属粒子をその表面活性
度が低下しないうちにマトリックス金属の溶湯中に分散
さUることができ、また冷却用ノズルより噴出した音速
またはイれ以上の噴流により71ヘリツクス金属の溶湯
が適宜に°攪拌されるので、溶湯攪拌手段を用いなくC
も金属粒子をマトリックス金属の溶湯中に均一に分散さ
せることができる。尚金属粒子が保有する運動エネルギ
の一部は−ぞれがマトリックス金属の溶湯に衝突した際
熱エネルギに転換されるので、マトリックス金属の溶湯
の温度を実質的に一定に維持するためには、 ?fii
f 11. T 2 Gよマトリックス金属の溶湯の温
度よりも僅かに低い温度に設定されることが好ましい。
本発明の一つの実施例によれば、金属蒸気はアルゴンの
如き不活性ガスと混合された状態にて冷却用ノズルに通
される。この場合不活性ガスにより金属蒸気が集合によ
って粒成長づることが抑制され、また不活性ガスがキャ
リアガスとして機能づることにより金属蒸気がより速や
かに且連続的に冷却用ノズルへ導かれるので、この実施
例によれば、マトリックス金属中に分散される金属粒子
の粒径を一層小ざくづることができ、J、た金属粒子の
粒径のばらつきを低減Jることがぐさる。またこの実施
例にJ:れば、金属蒸気ど不活性ガスとの間合ガスがノ
ズルに通されるので、不活性ガスの流量を制御覆ること
によりノズルの110後の混合ガスの圧力比を比較的容
易に制oIlすることができ、これにより混合ガスの冷
却速度及び金属粒子の粒をを容易に制御号ることができ
る。
如き不活性ガスと混合された状態にて冷却用ノズルに通
される。この場合不活性ガスにより金属蒸気が集合によ
って粒成長づることが抑制され、また不活性ガスがキャ
リアガスとして機能づることにより金属蒸気がより速や
かに且連続的に冷却用ノズルへ導かれるので、この実施
例によれば、マトリックス金属中に分散される金属粒子
の粒径を一層小ざくづることができ、J、た金属粒子の
粒径のばらつきを低減Jることがぐさる。またこの実施
例にJ:れば、金属蒸気ど不活性ガスとの間合ガスがノ
ズルに通されるので、不活性ガスの流量を制御覆ること
によりノズルの110後の混合ガスの圧力比を比較的容
易に制oIlすることができ、これにより混合ガスの冷
却速度及び金属粒子の粒をを容易に制御号ることができ
る。
本発明の他の一つの実施例によれ(、C1金属粒子がン
1〜リックス金属の溶湯中により一層均−に分11(さ
れる、J、う、71〜リツクス金属の溶)帰(ま溶湯I
Q打手段により攪拌される。
1〜リックス金属の溶湯中により一層均−に分11(さ
れる、J、う、71〜リツクス金属の溶)帰(ま溶湯I
Q打手段により攪拌される。
尚、本発明に於て使用される冷却用のノズルは末広ノズ
ルまたは先細ノズルの何れCあっても良いが、ノズルを
通過する金属蒸気j、た1よ混合ガスの流速をでさるだ
り速くづることにより金属蒸気または混合ガスの冷却速
度をできるだ【)大きくし、こ1口こより微細で粒径の
整ったへ品Wlの金属粒子を能率よ・く形成しまたノズ
ルより噴出した噴流にJ−リマトリックス金属の溶湯を
より効果的に11?1¥するためには、末広ノズルが使
用されることが97ましい。また本発明による金属粒子
分散金属マトリックス複合材料の製造方法に於て、マト
リックス金属の溶湯を冷却用ノズルに対し一定の流量に
て流動さぼれば上述の如き優れた特徴をイjする金属粒
子分散金属マトリックス複合材料をバッチ式ではなく連
続的に製造りることが可能である。
ルまたは先細ノズルの何れCあっても良いが、ノズルを
通過する金属蒸気j、た1よ混合ガスの流速をでさるだ
り速くづることにより金属蒸気または混合ガスの冷却速
度をできるだ【)大きくし、こ1口こより微細で粒径の
整ったへ品Wlの金属粒子を能率よ・く形成しまたノズ
ルより噴出した噴流にJ−リマトリックス金属の溶湯を
より効果的に11?1¥するためには、末広ノズルが使
用されることが97ましい。また本発明による金属粒子
分散金属マトリックス複合材料の製造方法に於て、マト
リックス金属の溶湯を冷却用ノズルに対し一定の流量に
て流動さぼれば上述の如き優れた特徴をイjする金属粒
子分散金属マトリックス複合材料をバッチ式ではなく連
続的に製造りることが可能である。
以下に添付の図を参照しつつ本発明を実施例について詳
細に説、明する。
細に説、明する。
火芙1」−
第1図は本発明による金属粒子分散金属マトリックス複
合材料の製造方法を実/I!ii#るに好適な一つの複
合材料製造装置を示す概略構成図である。
合材料の製造方法を実/I!ii#るに好適な一つの複
合材料製造装置を示す概略構成図である。
図に於て、1は実質的に密閉された容器をなづ炉殻を示
しており、該炉殻1内にはるつぼ2が配置されている。
しており、該炉殻1内にはるつぼ2が配置されている。
るつは2は開閉弁3により連通を制御されるガス導入ポ
ート4を右するガス予熱室5と、該ガス予熱室と連通づ
る金属蒸気室6とを有している。るつぼ2の周りにはガ
ス予熱室5及び金属蒸気室6内を所定の温IfIT +
に維持づるヒ−タフが配置されており、このヒータ7に
より金属蒸気!i−′6内に装入された金属が溶融され
て金属溶湯8どされ、史には金属蒸気として蒸発化され
るJ、うに4「っでいる。
ート4を右するガス予熱室5と、該ガス予熱室と連通づ
る金属蒸気室6とを有している。るつぼ2の周りにはガ
ス予熱室5及び金属蒸気室6内を所定の温IfIT +
に維持づるヒ−タフが配置されており、このヒータ7に
より金属蒸気!i−′6内に装入された金属が溶融され
て金属溶湯8どされ、史には金属蒸気として蒸発化され
るJ、うに4「っでいる。
と)つば2の底壁9には金属蒸気室6と炉殻1内の複合
材料製)告ゾーン10とを連通接続づる導管1′1が設
()Iうれており、該導管の″[・端には末広ノズル1
2が8311)られCいる。1〜合材料製造ゾーン′1
0には末広ノズル12のド方に71ヘリツクス金屈の溶
湯′133を貯容づる容器14が配置されており、末広
ノズル12より噴出した噴流15を受番ノるよ)にイ【
っている。容ei14の周りにはヒータ′16が配置さ
れており、容器1/I内に貯容された一マトリックス金
属の溶湯1ζ3が実質的に一定の渇磨に維持されるよう
に<1っている。また第1図に於て仮想線にて示されて
いる如く、七−夕17にJ、り回転されるプ[1ベラ1
8により必要に応じて溶湯゛13を攪拌し17るよ°う
になっている。P2合材博′]1製造ゾーン10は導管
19により開閉弁20を介1ノで真空ポンプ21に接続
されており、真空ポンプ21により複合材料製造ゾーン
10及び金属蒸気室6内がそれぞれP2及びPlの所定
圧力に減圧されるJン)になっている。
材料製)告ゾーン10とを連通接続づる導管1′1が設
()Iうれており、該導管の″[・端には末広ノズル1
2が8311)られCいる。1〜合材料製造ゾーン′1
0には末広ノズル12のド方に71ヘリツクス金屈の溶
湯′133を貯容づる容器14が配置されており、末広
ノズル12より噴出した噴流15を受番ノるよ)にイ【
っている。容ei14の周りにはヒータ′16が配置さ
れており、容器1/I内に貯容された一マトリックス金
属の溶湯1ζ3が実質的に一定の渇磨に維持されるよう
に<1っている。また第1図に於て仮想線にて示されて
いる如く、七−夕17にJ、り回転されるプ[1ベラ1
8により必要に応じて溶湯゛13を攪拌し17るよ°う
になっている。P2合材博′]1製造ゾーン10は導管
19により開閉弁20を介1ノで真空ポンプ21に接続
されており、真空ポンプ21により複合材料製造ゾーン
10及び金属蒸気室6内がそれぞれP2及びPlの所定
圧力に減圧されるJン)になっている。
かくして栴成された複合材料製3fff装ピtを用いて
以下の要領にでモリブデンの粒子を分散材とし銅合金(
15%3n、10%Pb、残部CU >をマトリックス
金属とづる金属粒子分散金属71〜リツクス複合材わ1
を製造した。
以下の要領にでモリブデンの粒子を分散材とし銅合金(
15%3n、10%Pb、残部CU >をマトリックス
金属とづる金属粒子分散金属71〜リツクス複合材わ1
を製造した。
先ず100gの金属モリブデンを金属蒸気室6内に装入
し、ガス導入ポート4よりガス予熱室5を経て金属然気
室6内へアルゴンガスを導入し、ヒータ7ににりるつぼ
2を急速加熱して金属蒸気室6内の温e 1− +を2
900℃とづることにより金属モリブデンを溶融さ「て
モリブデン蒸気8を形成し、更にアルゴンガス轡入吊を
制御して金属蒸気室6内の圧力[)Iが約21orrに
なるよう調整した。
し、ガス導入ポート4よりガス予熱室5を経て金属然気
室6内へアルゴンガスを導入し、ヒータ7ににりるつぼ
2を急速加熱して金属蒸気室6内の温e 1− +を2
900℃とづることにより金属モリブデンを溶融さ「て
モリブデン蒸気8を形成し、更にアルゴンガス轡入吊を
制御して金属蒸気室6内の圧力[)Iが約21orrに
なるよう調整した。
次いで金属蒸気室G内にて形成されたモリブデン蒸気と
アルゴンガスとよりなる混合ガスを、圧力Pt =0.
1〜0.2torrニ維持すh km 合1tA11′
+1 製造ゾーン10へ末広ノズル12を経て噴出さ1
!、 /::。この場合混合ガス番よ末広ノズル12に
よる自己断熱膨張により渇磨−r”2=約830℃1ス
下に51で急冷され、−その過程に於て非常に徴用なt
リッツパンオー1子となり、アルゴンガスと共に複合材
料テJ1造ゾーン10へ移行した。更にかくして生成し
/jモリブデン粒子を含む噴流’l 5を容器14内に
貯容されヒータ16ににり温瓜T3−・1000〜10
50℃に維持された銅合金の溶′eJ13の液面に衝突
させることにより、モリブデン粒子を銅合金の溶湯13
内に分子il(さじ、J、た真空ポンプ21(・二より
残ガスを複合vIFl製造ゾーン10にり除去し Iこ
。
アルゴンガスとよりなる混合ガスを、圧力Pt =0.
1〜0.2torrニ維持すh km 合1tA11′
+1 製造ゾーン10へ末広ノズル12を経て噴出さ1
!、 /::。この場合混合ガス番よ末広ノズル12に
よる自己断熱膨張により渇磨−r”2=約830℃1ス
下に51で急冷され、−その過程に於て非常に徴用なt
リッツパンオー1子となり、アルゴンガスと共に複合材
料テJ1造ゾーン10へ移行した。更にかくして生成し
/jモリブデン粒子を含む噴流’l 5を容器14内に
貯容されヒータ16ににり温瓜T3−・1000〜10
50℃に維持された銅合金の溶′eJ13の液面に衝突
させることにより、モリブデン粒子を銅合金の溶湯13
内に分子il(さじ、J、た真空ポンプ21(・二より
残ガスを複合vIFl製造ゾーン10にり除去し Iこ
。
11・4合金の溶湯13が完全に凝固した後、炉殻1よ
り容器14を取出し、更に容器14にリ−しリブデン粒
子が分散された銅合金よりなる1山径QQmm、高さ8
0 mmのインゴットを取出し、第2図に示ざ1じ(い
る如くインゴット22より中心線23に沿って直径10
ml1+、高さ8011111の円柱体24を切出し、
更に円柱体の上面25よりそれぞれ15mm。
り容器14を取出し、更に容器14にリ−しリブデン粒
子が分散された銅合金よりなる1山径QQmm、高さ8
0 mmのインゴットを取出し、第2図に示ざ1じ(い
る如くインゴット22より中心線23に沿って直径10
ml1+、高さ8011111の円柱体24を切出し、
更に円柱体の上面25よりそれぞれ15mm。
40II1m165111IIlの点を中心に直径10
mll11厚さ1QmmのサンプルA−Cを切出し、各
サンプルについてモリブデン粒子の充填密度(icl
ffi % )を測定した。その測定結果を下記の表2
の欄■に示す。
mll11厚さ1QmmのサンプルA−Cを切出し、各
サンプルについてモリブデン粒子の充填密度(icl
ffi % )を測定した。その測定結果を下記の表2
の欄■に示す。
またプロペラ18により銅合金の溶湯13が攪拌された
点を除き上1本の実施例と同一の条件にて製造された複
合材料、冷ul用ノズルとして第3図に示されている如
き先細ノズル2Gが使用された点を除き上述の実施例と
同一の条件にて製造された複合材料、及びガス導入ボー
ト・4より金属蒸気室6内へアルゴンガスが導入されず
モリブデンの蒸気のみが末広ノズル12に通された点を
除き上述の実施例1の場合と同一の条件にて製造された
複合材料についてのモリブデン粒子の充填密度の測定結
果をそれぞれ下記の表2の欄■、■■、IVに示ず。
点を除き上1本の実施例と同一の条件にて製造された複
合材料、冷ul用ノズルとして第3図に示されている如
き先細ノズル2Gが使用された点を除き上述の実施例と
同一の条件にて製造された複合材料、及びガス導入ボー
ト・4より金属蒸気室6内へアルゴンガスが導入されず
モリブデンの蒸気のみが末広ノズル12に通された点を
除き上述の実施例1の場合と同一の条件にて製造された
複合材料についてのモリブデン粒子の充填密度の測定結
果をそれぞれ下記の表2の欄■、■■、IVに示ず。
J、た表2には機械的破砕法により形成されたモリブデ
ン(日本金属株式会社製、純度99.8%)が噴射分散
法により銅合金の溶湯中に分散されることにより製造さ
れた直径80IllI11、高さ80I!1mの比較例
としての複合材料についてのしリブデン粒子の充填密度
の測定結果及び各複合4411に於(プるしリブデン粒
子の粒径及びその平均粒tYも示されCいる、1尚この
場合噴射分散法(よ、第4図に示され(いる如く、図に
は示されていないアルゴンガス供給源J、リアルボンガ
スを供給される導管27ど、該導管内へ分散粒子を供給
しイれらの混合流体を形成り゛る粒子供給器28と、導
管27と連通し混合流体を噴射7るノズル29とをイj
する噴uJ)〜(ν130にJ:す、取1n31に旧゛
容された銅合金の溶湯32 ’にるつぽ33内へ少しず
つ注湯しつつ、]ニリソデン粒子どアルゴンガスどの混
合1n流334をj′J¥1・づる溶湯32内へ唱01
1Jることにより行ね1N、/こ 、。
ン(日本金属株式会社製、純度99.8%)が噴射分散
法により銅合金の溶湯中に分散されることにより製造さ
れた直径80IllI11、高さ80I!1mの比較例
としての複合材料についてのしリブデン粒子の充填密度
の測定結果及び各複合4411に於(プるしリブデン粒
子の粒径及びその平均粒tYも示されCいる、1尚この
場合噴射分散法(よ、第4図に示され(いる如く、図に
は示されていないアルゴンガス供給源J、リアルボンガ
スを供給される導管27ど、該導管内へ分散粒子を供給
しイれらの混合流体を形成り゛る粒子供給器28と、導
管27と連通し混合流体を噴射7るノズル29とをイj
する噴uJ)〜(ν130にJ:す、取1n31に旧゛
容された銅合金の溶湯32 ’にるつぽ33内へ少しず
つ注湯しつつ、]ニリソデン粒子どアルゴンガスどの混
合1n流334をj′J¥1・づる溶湯32内へ唱01
1Jることにより行ね1N、/こ 、。
υU(本
第1図に示された複合+J il’il製造装胃を用い
て上I jノドの実施例1の場合と同様の数頭(、二U
::] /\ルI・の粒子を分散+J トl、 ff
1合金(1596Sr+ 、10 % P1+ 、残部
Ctt)をマ【−リツクス金属とりる金属粒子のi攻金
属ントリツクス複合材オ“)1を製))1し、各複合(
,4判のリーンプルについて二1パル1へ粒子の充填密
1衰、オ)7径、平均fCt経を測定し1.:、、尚こ
の実施例の1!′+j jo7条イ条目1口下の如(で
あった。
て上I jノドの実施例1の場合と同様の数頭(、二U
::] /\ルI・の粒子を分散+J トl、 ff
1合金(1596Sr+ 、10 % P1+ 、残部
Ctt)をマ【−リツクス金属とりる金属粒子のi攻金
属ントリツクス複合材オ“)1を製))1し、各複合(
,4判のリーンプルについて二1パル1へ粒子の充填密
1衰、オ)7径、平均fCt経を測定し1.:、、尚こ
の実施例の1!′+j jo7条イ条目1口下の如(で
あった。
歌屈二lパル・ト装人f?i : ’l OOす)晶1
良 T+: 1900 ℃ 圧ノJPI : 杓31orr 湿1!:[l’ p : 約800℃以下L) ノJP
g : 0. 5□−0,6torr温pl ]−a:
1000 〜1 0 b OTJこの実施例に於りる
測定結果を下記の表3に示11o尚比較例に於て使用さ
れた=Iバルト粒子1まO(J ’l’ OK U M
l)礼装の:コバル[・粒子であつ、た。
良 T+: 1900 ℃ 圧ノJPI : 杓31orr 湿1!:[l’ p : 約800℃以下L) ノJP
g : 0. 5□−0,6torr温pl ]−a:
1000 〜1 0 b OTJこの実施例に於りる
測定結果を下記の表3に示11o尚比較例に於て使用さ
れた=Iバルト粒子1まO(J ’l’ OK U M
l)礼装の:コバル[・粒子であつ、た。
1掲の表2及び表3より、上3.Bの実施例によれば、
従来の方法に比して追かに粒径の小さい金属粒子を71
−リックス金属中に均一に分散させることがでさ、特に
マトリックス金属の溶湯を1u拌させれば、金属粒子を
マトリックス金属の溶湯中にJ、り一層均−に分散さ仕
ることがでさることが解る。また冷却用ノズルとして先
細ノズルを用いた場合及び金属蒸気が不活性ガスと混合
されない場合には金属粒子の粒径及び平均粒径が僅かに
大きくなるが、その場合にも従来の方法;J化して通か
に粒径の小ざい金属粒子をマトリックス金属の溶湯中に
均一に分散さμ゛ることがCさることが解る。
従来の方法に比して追かに粒径の小さい金属粒子を71
−リックス金属中に均一に分散させることがでさ、特に
マトリックス金属の溶湯を1u拌させれば、金属粒子を
マトリックス金属の溶湯中にJ、り一層均−に分散さ仕
ることがでさることが解る。また冷却用ノズルとして先
細ノズルを用いた場合及び金属蒸気が不活性ガスと混合
されない場合には金属粒子の粒径及び平均粒径が僅かに
大きくなるが、その場合にも従来の方法;J化して通か
に粒径の小ざい金属粒子をマトリックス金属の溶湯中に
均一に分散さμ゛ることがCさることが解る。
J:だ第5図は前述の実施例1のリーンプル△につい−
Cの透過電子顕微鏡写真であり、図に於(班点状の部分
がモリ1フ92粒子であり、(れ以外の部分が銅合金で
る。この第5図からbL述の実施例によれげ゛、粒径の
小さい金属粒子をマトリックス金属中に均一に分散さ往
ることが(′さることが解る。
Cの透過電子顕微鏡写真であり、図に於(班点状の部分
がモリ1フ92粒子であり、(れ以外の部分が銅合金で
る。この第5図からbL述の実施例によれげ゛、粒径の
小さい金属粒子をマトリックス金属中に均一に分散さ往
ることが(′さることが解る。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳tllI
に説明しIcが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて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。
に説明しIcが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて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。
第1図は本発明による金属粒子分散金属マトリックス複
合材料の製造方法を実/+1!!づるに好適な一つの複
合材料製造装置を示″tJ概略構成図、第2図は実施例
に於て製造された複合月利のインボッ[・の縦所面を示
り説明図、第3図は冷却用ノズルとしての先細ノズルを
示市部分縦断面図、第4図は噴射分散法による金属粒子
分散金属マトリックス複合材料の製造態様を示す解図、
第5図(J本発明に従って製造されたモリブデン粒子を
分散材とし銅合金をマ[−リックス金属とづる複合月利
の透過電子顕微鏡写真である。 1・・・炉殻、2・・・るつぼ、3・・・開閉弁、/I
・・・ガス導入ポート、5・・・ガス予熱室、6・・・
金属蒸気室。 7・・・ヒータ、8・・・金属溶湯、9・・・底壁、1
0・・・複合材料製造ゾーン、11・・・導管、12・
・・末広ノズル、13・・・マトリックス金属の溶湯、
14・・−容器。 15・・・噴流、16・・・ヒータ、17・・・モータ
、18・・・プロペラ、19・・・導管、20・・・開
閉弁、21・・・真空ポンプ、22・・・インゴット、
23・・・軸線、24・・・円柱体、25・・・−V面
、26・・・先細ノズル、27・・・導管、28・・・
粒子供給器、29・・・ノズル、30・・・噴射装置、
31・・・取鍋、32・・・溶湯、33・・・るつぼ、
34・・・混合噴流 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 明石 昌毅 16 第2図 第3図 第 4 図 スn 第 5 図 ”−−500A (方 式) 1、事件の表示 昭和58年特81願第127439号
2、発明の名称 金属粒子分散金属71〜リックス複合
材料の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県豊田市トヨタ町1番地 名 称 (320) l−ヨタ自動車株式会社4、代理
人 居 所 の104東京都中央区新川1丁目5番19号茅
場町長岡ビル3階 電話551−4171昭和58年1
0月1日(昭和58年10月25日発送)6、補正の対
象 図 面
合材料の製造方法を実/+1!!づるに好適な一つの複
合材料製造装置を示″tJ概略構成図、第2図は実施例
に於て製造された複合月利のインボッ[・の縦所面を示
り説明図、第3図は冷却用ノズルとしての先細ノズルを
示市部分縦断面図、第4図は噴射分散法による金属粒子
分散金属マトリックス複合材料の製造態様を示す解図、
第5図(J本発明に従って製造されたモリブデン粒子を
分散材とし銅合金をマ[−リックス金属とづる複合月利
の透過電子顕微鏡写真である。 1・・・炉殻、2・・・るつぼ、3・・・開閉弁、/I
・・・ガス導入ポート、5・・・ガス予熱室、6・・・
金属蒸気室。 7・・・ヒータ、8・・・金属溶湯、9・・・底壁、1
0・・・複合材料製造ゾーン、11・・・導管、12・
・・末広ノズル、13・・・マトリックス金属の溶湯、
14・・−容器。 15・・・噴流、16・・・ヒータ、17・・・モータ
、18・・・プロペラ、19・・・導管、20・・・開
閉弁、21・・・真空ポンプ、22・・・インゴット、
23・・・軸線、24・・・円柱体、25・・・−V面
、26・・・先細ノズル、27・・・導管、28・・・
粒子供給器、29・・・ノズル、30・・・噴射装置、
31・・・取鍋、32・・・溶湯、33・・・るつぼ、
34・・・混合噴流 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 明石 昌毅 16 第2図 第3図 第 4 図 スn 第 5 図 ”−−500A (方 式) 1、事件の表示 昭和58年特81願第127439号
2、発明の名称 金属粒子分散金属71〜リックス複合
材料の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県豊田市トヨタ町1番地 名 称 (320) l−ヨタ自動車株式会社4、代理
人 居 所 の104東京都中央区新川1丁目5番19号茅
場町長岡ビル3階 電話551−4171昭和58年1
0月1日(昭和58年10月25日発送)6、補正の対
象 図 面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)金属蒸気を冷却用ノズルに通1ノで断熱膨張さU
ることにより急冷させ前記ノズルより噴出したnrt流
を金属溶湯中に尋く金属粒子分散金属マトリックス複合
材料の製3h方法。 (2、特許請求の範囲第1項の金属粒子分散金属マトリ
ックス複合材料の製造方法に於て、前記冷)、11川ノ
ズルは末広ノズルであることを14徴とづる全屈粒子分
散金属マ]・リックス複合材料の製造方ンノ、 。 (3)特許請求の範囲第1J負J、たは第2項の金属粒
子分散金属マトリックス複合材料の製造方法に於C1前
記金属蒸気は不活性ガスと混合された状態にて前記冷r
J]用ノズルに通されることを特徴とする全屈粒子分散
金属マトリックス複合材113+の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58127439A JPS6021345A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法 |
US06/620,176 US4626410A (en) | 1983-07-13 | 1984-06-13 | Method of making composite material of matrix metal and fine metallic particles dispersed therein |
EP84107345A EP0131797B1 (en) | 1983-07-13 | 1984-06-26 | Method of making composite material of matrix metal and fine metallic particles dispersed therein |
DE8484107345T DE3469443D1 (en) | 1983-07-13 | 1984-06-26 | Method of making composite material of matrix metal and fine metallic particles dispersed therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58127439A JPS6021345A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6021345A true JPS6021345A (ja) | 1985-02-02 |
JPH0472894B2 JPH0472894B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14959969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58127439A Granted JPS6021345A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4626410A (ja) |
EP (1) | EP0131797B1 (ja) |
JP (1) | JPS6021345A (ja) |
DE (1) | DE3469443D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4911769A (en) * | 1987-03-25 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Composite conductive material |
GB2248852A (en) * | 1990-10-16 | 1992-04-22 | Secr Defence | Vapour deposition |
US5980604A (en) * | 1996-06-13 | 1999-11-09 | The Regents Of The University Of California | Spray formed multifunctional materials |
US6251159B1 (en) * | 1998-12-22 | 2001-06-26 | General Electric Company | Dispersion strengthening by nanophase addition |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5424204A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-23 | Hitachi Zosen Corp | Preparation of alloy of particle dispersion type |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA802133A (en) * | 1968-12-24 | Contemporary Research | Production of dispersion hardened materials | |
FR1206427A (fr) * | 1957-11-09 | 1960-02-09 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Alliage pour circuits magnétiques à compensation thermique |
DE1458174C3 (de) * | 1963-10-01 | 1975-08-21 | Oxymet Ag, Meilen (Schweiz) | Verfahren zur Herstellung von Metallpulver oder -granulat durch Verdüsen |
US3286334A (en) * | 1965-07-16 | 1966-11-22 | Contemporary Res Inc | Production of dispersion hardened materials |
US4008081A (en) * | 1975-06-24 | 1977-02-15 | Westinghouse Electric Corporation | Method of making vacuum interrupter contact materials |
US4304600A (en) * | 1979-11-01 | 1981-12-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Manufacture of high-strength metallic articles |
DE3371295D1 (en) * | 1982-03-01 | 1987-06-11 | Toyota Motor Co Ltd | A method and apparatus for making a fine powder compound of a metal and another element |
JPS58171550A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-08 | Toyota Motor Corp | 粒子分散型複合材料及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP58127439A patent/JPS6021345A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-13 US US06/620,176 patent/US4626410A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-26 DE DE8484107345T patent/DE3469443D1/de not_active Expired
- 1984-06-26 EP EP84107345A patent/EP0131797B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5424204A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-23 | Hitachi Zosen Corp | Preparation of alloy of particle dispersion type |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0472894B2 (ja) | 1992-11-19 |
US4626410A (en) | 1986-12-02 |
DE3469443D1 (en) | 1988-03-31 |
EP0131797B1 (en) | 1988-02-24 |
EP0131797A1 (en) | 1985-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5366204A (en) | Integral induction heating of close coupled nozzle | |
JPH03505896A (ja) | 原子化装置及び製法 | |
US4687511A (en) | Metal matrix composite powders and process for producing same | |
US4999051A (en) | System and method for atomizing a titanium-based material | |
JPH0791571B2 (ja) | チタン粒子の製造法 | |
JPH0253482B2 (ja) | ||
JPH10110206A (ja) | 炭化クロム−ニッケルクロム微粒化粉の製造方法 | |
JPH01100211A (ja) | 溶解した物質から粉末を製造する方法および装置 | |
JPS6018902A (ja) | 磁性流体の製造方法 | |
US4485834A (en) | Atomization die and method for atomizing molten material | |
JPS61226163A (ja) | 金属製品製造方法 | |
TW202014258A (zh) | 造粒方法及裝置 | |
JPS6317884B2 (ja) | ||
US6773246B2 (en) | Atomizing apparatus and process | |
US5993509A (en) | Atomizing apparatus and process | |
JP2002508441A (ja) | ガスを用いた融体微粒化による微粉の製造方法及び装置 | |
US20050115360A1 (en) | Method for producing particle-shaped material | |
US5213610A (en) | Method for atomizing a titanium-based material | |
JPS6021345A (ja) | 金属粒子分散金属マトリツクス複合材料の製造方法 | |
JPS58171550A (ja) | 粒子分散型複合材料及びその製造方法 | |
US5280884A (en) | Heat reflectivity control for atomization process | |
CN115255375A (zh) | 用于真空气雾化制备金属粉末的喷嘴 | |
JPS59166605A (ja) | 超微粒子製造装置 | |
JPH04266475A (ja) | 複合材料の製造方法 | |
JPH0472895B2 (ja) |