JPS60224705A - Manufacture of aluminum powder - Google Patents
Manufacture of aluminum powderInfo
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- JPS60224705A JPS60224705A JP8093184A JP8093184A JPS60224705A JP S60224705 A JPS60224705 A JP S60224705A JP 8093184 A JP8093184 A JP 8093184A JP 8093184 A JP8093184 A JP 8093184A JP S60224705 A JPS60224705 A JP S60224705A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、粉末冶金に用いられるアルミニウム粉末の
製造方法、特にアルミニウム噴霧粉の製造方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for producing aluminum powder used in powder metallurgy, and in particular to a method for producing aluminum atomized powder.
この明細書を通じて「不活性ガス」とは、Ar。Throughout this specification, the term "inert gas" refers to Ar.
Hθ等のいわゆる不活性気体のほか、N2ガスに代表さ
れる対アルミニウム不活性気体をも含むものとする。ま
た「アルミニウム」という語は、純アルミニウム、少量
の不純物を含む〒1】販のアルミニウムおよび各種アル
ミニウム合金をいうものとする。In addition to so-called inert gases such as Hθ, it also includes an inert gas against aluminum, typified by N2 gas. The term "aluminum" refers to pure aluminum, commercially available aluminum containing small amounts of impurities, and various aluminum alloys.
従来技術
粉末冶金に供せられるアルミニウム粉末としては、一般
に噴霧粉が使用されているか、この噴霧粉を得る方法と
しては、従来、溶融アルミニウムを水、空気、不活性ガ
ス等の噴霧媒を用いて噴霧化している。BACKGROUND ART Sprayed powder is generally used as aluminum powder for powder metallurgy, and conventionally, the method for obtaining this atomized powder is to mix molten aluminum with a spraying medium such as water, air, or inert gas. It is atomized.
しかし、水中または空気中て噴霧化を行なった場合には
粉末製造時に、また不活性ガス中て噴霧化を行なった場
合には粉末製造後の大気中での保管、取り扱い時および
圧縮成形時に、いずれもアルミニウム噴霧粉の表面に水
和酸化皮膜か形成され、この皮膜が原因となって後述す
るような最終製品における欠陥をひき起こす。However, if atomization is carried out in water or air, during powder production, and if atomization is carried out in inert gas, during storage, handling, and compression molding in the atmosphere after powder production. In both cases, a hydrated oxide film is formed on the surface of the aluminum spray powder, and this film causes defects in the final product as described below.
そこで、最近では、このような欠陥の発生を未然に防止
するとともに、得られる噴霧粉をより均一で微細な組織
にして製品の機械的性質を向上させる目的で、いわゆる
噴霧ロール法あるいは回転式円板法等、噴霧溶滴の超急
冷方法についても検討されている。Therefore, recently, in order to prevent the occurrence of such defects and to improve the mechanical properties of the product by making the resulting spray powder more uniform and finely structured, the so-called spray roll method or rotating circle method has been developed. Ultra-quenching methods for sprayed droplets, such as the plate method, are also being considered.
しかし、これらいずれの方法においても、アルミニウム
が化学的1こきわめて活性であるため、水、湿気等の水
分の存在する環境下においてアルミニウム噴霧粉の表面
に水和酸化皮膜が生成するのを完全に回避することはで
きない。すなわち、噴霧化工程において、噴霧溶滴が凝
固し室温まで冷却される時間は上記の超急冷法では10
4〜1050C/8eCというきわめて短いものである
が、このような瞬間といえるような短時間においてもア
ルミニウムはただちに酸化し、また同時に水和反応も進
行するため、噴霧粉の表面に水和酸化皮膜が生成されて
しまうのである。However, in any of these methods, since aluminum is extremely chemically active, the formation of a hydrated oxide film on the surface of the aluminum spray powder is completely prevented in an environment containing moisture such as water or humidity. It cannot be avoided. That is, in the atomization process, the time required for the spray droplets to solidify and cool down to room temperature is 10
Although it is extremely short at 4 to 1050C/8eC, aluminum oxidizes immediately even in such a short period of time, and the hydration reaction also progresses at the same time, so a hydrated oxide film is formed on the surface of the sprayed powder. is generated.
この水和酸化皮膜は粉末冶金工程の高温環境下において
特に成長が著しく、一般にベーマイト(擬ベーマイト)
あるいはバイアライト等の形態をとるものであるが、き
わめて粗で多孔質状を呈し、その孔形態は複雑に入り組
んたものであり、さらに膜厚か厚いという性質を示す。This hydrated oxide film grows particularly rapidly in the high-temperature environment of powder metallurgy processes, and is generally known as boehmite (pseudo-boehmite).
Alternatively, it takes the form of vialite, etc., but it is extremely coarse and porous, the pores are complicated, and it is also thick.
このため、アルミニウム噴霧粉の保管、取り扱いあるい
は圧縮成形の際、噴霧粉の表面に、無数の孔隙を有する
水和酸化皮膜が生成し、それが時間の経過にともなって
成長するため、圧縮成形体には、有害な水分や各種ガス
が大量に吸蔵されるに至る。For this reason, during storage, handling, or compression molding of aluminum spray powder, a hydrated oxide film with countless pores is formed on the surface of the spray powder, which grows over time, resulting in compression molding. This results in the storage of large amounts of harmful moisture and various gases.
このような成形体には「ふくれ」と称される表面の一部
がふくれ上かる現象が認められる。In such a molded article, a phenomenon called "bulge" in which a part of the surface swells up is observed.
このふくれは、その後の焼結過程、各種熱処理過程を経
て得られるアルミニウム最終製品における表面剥離等の
品質不良をひきおこす。This blistering causes quality defects such as surface peeling in aluminum final products obtained through the subsequent sintering process and various heat treatment processes.
不活性ガス方囲気で製造したアルミニウム噴霧粉の保管
、取り扱いおよび圧縮成形を不活性ガスを満たした容器
の中で行なう方法が取られている。しかし、粉末冶金の
各工程において不活性ガスを用いて各種処理を行なうこ
とはきわめて繁雑であり、ために、目的製品を得るまで
の時間が長くなるのみならず、コストアップの要因とも
なっている。The storage, handling and compression molding of aluminum atomized powder produced under an atmosphere of inert gas are carried out in containers filled with inert gas. However, performing various treatments using inert gas in each step of powder metallurgy is extremely complicated, which not only lengthens the time it takes to obtain the desired product but also causes an increase in costs.
発明の目的
この発明の目的は、アルミニウム粉末の酸化および水和
反応を防止するために、アルミニウム噴霧粉の製造時、
保管時および圧縮成形時のすへでに不活性ガスを用いる
というきわめて非能率な手段をとらなくとも、大気中に
おいて保管し、あるいは圧縮成形した場合の品質をしゆ
うぷんに維持できるような化学的に安定なアルミニウム
粉末を製造する方法を提供することにある。OBJECT OF THE INVENTION The purpose of the invention is to prevent oxidation and hydration reactions of aluminum powder during the production of aluminum spray powder.
A chemistry that can maintain the quality when stored or compression molded in the atmosphere without having to take the highly inefficient means of using inert gas during storage and compression molding. An object of the present invention is to provide a method for producing a physically stable aluminum powder.
発明の構成
この発明によるアルミニウム噴霧粉の製造法は、不活性
ガスに酸素を混合させた雰囲気において溶融アルミニウ
ムを噴霧化させるものである。Structure of the Invention The method for producing aluminum atomized powder according to the present invention is to atomize molten aluminum in an atmosphere containing an inert gas mixed with oxygen.
この発明において不活性ガスに混合させる酸素は、市販
されている純度99.5%以上の工業用液体酸素を用い
るのが普通であるが、これと同等以上の高純度のもので
あればその製法、用途等は問わないのは言うまでもない
。In this invention, commercially available industrial liquid oxygen with a purity of 99.5% or higher is usually used as the oxygen to be mixed with the inert gas, but if the oxygen is of a purity equivalent to or higher than this, the production method can be used. , it goes without saying that the purpose does not matter.
この発明における混合ガスは、酸素05〜30voF’
%、残部不活性ガスからなるように調整することが好ま
しい。酸素濃度か30 vOp %を超えると、得られ
たアルミニウム粉末が爆発する危険かあり、また、o、
5vo7?%未満では、アルミニウム粉末の表面に目的
とする化学的に安定な酸化皮膜が形成されにくいからで
ある。特に好ましい酸素の濃度範囲は1〜10 vo1
%である。The mixed gas in this invention is oxygen 05 to 30 voF'
%, and the balance is preferably adjusted to be composed of inert gas. If the oxygen concentration exceeds 30 vOp%, there is a danger that the obtained aluminum powder will explode;
5vo7? This is because if it is less than %, it is difficult to form the desired chemically stable oxide film on the surface of the aluminum powder. A particularly preferable oxygen concentration range is 1 to 10 vol.
%.
この混合ガスを用いて噴霧化する場合の露点は、ガスの
混合比率、ガスの噴射速度、試料の合金組成あるいは最
終製品の用途等により最適となるように調節される。こ
の点について、本発明者らが合金組成、混合ガスの組成
を種々変化させて実験した結果によると、上述の有害な
水和酸化皮膜の生成および生長を阻止して最終製品にお
ける欠陥の発生を抑制するためには、−15℃以下に調
整するのが特に好ましいことがわかった。The dew point when atomizing using this mixed gas is optimally adjusted depending on the gas mixture ratio, the gas injection speed, the alloy composition of the sample, the use of the final product, etc. Regarding this point, according to the results of experiments conducted by the present inventors by variously changing the alloy composition and the mixed gas composition, it was found that the generation and growth of the above-mentioned harmful hydrated oxide film can be prevented and defects can be prevented in the final product. In order to suppress this, it was found that it is particularly preferable to adjust the temperature to -15°C or lower.
実 施 例 この発明の実施例について以下、説明する。Example Examples of this invention will be described below.
試料としてはZnlQwL%、M g 4 w L%、
Fe。The samples include ZnlQwL%, Mg4wL%,
Fe.
ルツボに入れた後、900℃において高周波溶解を行な
い溶湯を得る。ついて、このアルミニウム溶湯を溶解ル
ツボの底に設けた溶湯ノズルから流下させると同時に、
あらかしめガス圧を8−に調整した下記組成の混合ガス
を溶湯ノズルの先端周囲に環状に配したアトマイザ−の
噴霧ノズルを通して噴出させる。この一連の操作により
、アルミニウム溶湯はごく微細な霧滴となって放射状に
下方向へ飛散するのである。After placing it in a crucible, high frequency melting is performed at 900°C to obtain a molten metal. Then, at the same time, this molten aluminum was allowed to flow down from the molten metal nozzle installed at the bottom of the melting crucible.
A mixed gas having the following composition, the gas pressure of which was adjusted to 8-8, is ejected through the spray nozzle of an atomizer arranged annularly around the tip of the molten metal nozzle. Through this series of operations, the molten aluminum turns into extremely fine mist droplets and scatters radially downward.
ここで用いる混合ガスは、酸素7 voj’%、残部A
r からなり、その露点を一35℃に調整した後に導管
を通して上記アトマイザ−まで導いたものである。The mixed gas used here is 7 voj'% oxygen and the balance A.
After adjusting the dew point to -35°C, the atomizer was introduced through a conduit to the atomizer.
なお、上記の高周波溶解炉、溶湯ノズルを有する溶解ル
ツボおよび噴霧ノズルを有するアトマイザ−は、噴霧化
時の爆発を回避するとともに生成するアルミニウム噴霧
粉の酸化および水和を防止する目的で、外部のサイクロ
ン装置に円
連なる部分を全錐状とした円筒形の密閉容器の内部に配
設されている。The above-mentioned high-frequency melting furnace, melting crucible with a molten metal nozzle, and atomizer with a spray nozzle are equipped with an external It is placed inside a cylindrical sealed container with a conical part connected to the cyclone device.
鴨
溶湯の噴霧化により#られたアルミニウム噴霧粉は、上
記円筒容器の中を高速度で下降しながら瞬時に室温まで
冷却される。The aluminum atomized powder produced by atomizing the molten duck is instantaneously cooled to room temperature while descending at high speed in the cylindrical container.
本実施例により得られたアルミニウム噴霧粉ノ粒度は、
350メツンユであった。The particle size of the aluminum spray powder obtained in this example is:
It was 350 meters.
次に、この噴霧粉を直径が50+o+、長さが100肩
のステンレス製カプセルに充mu、10 torrまで
脱ガスを行なう。その後、450℃、2000気圧で1
分間の熱間静圧プレス処理をほどこし、得られた圧粉体
を450°C4熱間押出により直に、120℃で24時
間の詩効処理を行なった。Next, this atomized powder is filled into a stainless steel capsule with a diameter of 50 mm and a length of 10 mm, and degassed to 10 torr. After that, 1 at 450℃ and 2000 atm.
A hot isostatic press treatment was applied for 1 minute, and the obtained green compact was directly subjected to a 450° C.4 hot extrusion and then subjected to a hydrostatic treatment at 120° C. for 24 hours.
以上の各処理を経て得られた丸棒は、引張強さ75 K
g7m7/、耐カフ 3 K9/myf、伸ひ3%であ
り、従来のアルミニウム噴霧粉を用いて同様の処理を行
なったものに比へて、きわめてずくれた機械的性質を示
した。その理由は、従来のアルミニウム噴霧粉の表面に
生じていた多孔質状の水和酸化皮膜の代わりに、ち密で
薄い酸化皮膜かこの発明の方法により得られた噴霧粉の
表面に均一に形成されたため、時効処理をほどこした丸
棒の表面および内部において、水分または各種ガスの存
在に起因するとみられる微細な空孔の発生か抑制された
からである。The round bar obtained through each of the above treatments has a tensile strength of 75 K.
g7m7/, cuff resistance 3K9/myf, and elongation 3%, and showed extremely poor mechanical properties compared to a similar treatment using conventional aluminum spray powder. The reason for this is that instead of the porous hydrated oxide film that was formed on the surface of conventional aluminum spray powder, a dense and thin oxide film was formed uniformly on the surface of the spray powder obtained by the method of this invention. This is because the generation of fine pores, which are considered to be caused by the presence of moisture or various gases, was suppressed on the surface and inside of the aged round bar.
これを粉末冶金の各工程を経て得られたアルミニウム最
終製品における断面の顕微鏡写真により一説明すると、
従来法により得られたアルミニウム噴霧粉を用いた場合
には、第2図に示すように、水和酸化皮膜の多孔質層に
吸着、内蔵された水分または各種ガスの影響により微細
な空孔が全面に発生しているのに対し、本実施例におけ
る噴霧粉を用いた場合には、このような空孔がなく健全
な断面となっているのが明瞭に認められる。This can be explained using a microscopic photograph of a cross section of an aluminum final product obtained through each process of powder metallurgy.
When aluminum spray powder obtained by the conventional method is used, as shown in Figure 2, fine pores are formed due to the influence of moisture or various gases adsorbed and contained in the porous layer of the hydrated oxide film. In contrast, when the sprayed powder of this example was used, it was clearly observed that there were no such voids and the cross section was sound.
発明の効果
従来法により得られたアルミニウム噴霧粉と比較すると
、この発明の方法により得られたアルミニウム噴霧粉は
、次の点て優れている。Effects of the Invention Compared with the aluminum spray powder obtained by the conventional method, the aluminum spray powder obtained by the method of the present invention is superior in the following points.
(1) 従来は、多孔質の水和酸化皮膜の存在が原因と
みられる最終製品のふくれを防止するため、噴霧粉を圧
縮成形するに際して、カプセル充填後に長時間の脱ガス
処理を必要とした。(1) Conventionally, in order to prevent blistering of the final product, which is thought to be caused by the presence of a porous hydrated oxide film, a long degassing process was required after filling the capsule when compression molding the sprayed powder.
また、場合によっては、水分の吸蔵による影響を排除す
るため脱水処理もあわせて要求された。In some cases, dehydration treatment was also required to eliminate the effects of water occlusion.
これに対して、この発明により得られたアルミニウム噴
霧粉はその表面がち密な酸化皮膜で均一に覆われている
ため、水分や各種ガスを吸蔵することがほとんどなく、
シたがつてカプセル充填後の脱ガス処理かきわめて短時
間のうちに終わり、また、脱水処理はほとんどの場合、
不要である。On the other hand, the aluminum spray powder obtained by this invention has a surface uniformly covered with a dense oxide film, so it hardly absorbs moisture or various gases.
The degassing process after filling the capsule is completed within a very short time, and in most cases, the dehydration process is
Not necessary.
(2) アルミニウム噴霧粉の経詩変化に関しては、こ
の発明により得られたものは、従来のものに比較して化
学的に安定であるため、格別の配慮を払うことなく大気
中で保管しある01よ取り扱うことかできる。(2) Regarding the change in aluminum spray powder, the product obtained by this invention is chemically stable compared to conventional powder, so it can be stored in the atmosphere without special consideration. 01 can be handled.
(3) この発明の方法により得られたアルミニウム粉
末を用いた場合には、圧縮成形、焼結あるいはその後の
熱処理に際し、大気中の水分の影響を考慮しなくとも、
ふくれのない良質の目的製品を得ることができる。(3) When using the aluminum powder obtained by the method of the present invention, it is possible to perform compression molding, sintering, or subsequent heat treatment without considering the influence of atmospheric moisture.
You can get high quality purpose products without any blisters.
第1図および第2図は、それぞれ、この発明の実施例に
より得られたアルミニウム噴霧粉おアルミニウム噴霧粉
を用いて圧縮成形、焼結お真を示す。
以 上FIG. 1 and FIG. 2 respectively show a compression molded and sintered iron using the aluminum spray powder and the aluminum spray powder obtained according to the embodiment of the present invention. that's all
Claims (1)
ミニウムを噴霧化させることを特徴とするアルミニウム
粉末の製造法。A method for producing aluminum powder, which comprises atomizing molten aluminum in an atmosphere in which oxygen is mixed with an inert gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8093184A JPS60224705A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Manufacture of aluminum powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8093184A JPS60224705A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Manufacture of aluminum powder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224705A true JPS60224705A (en) | 1985-11-09 |
Family
ID=13732186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8093184A Pending JPS60224705A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Manufacture of aluminum powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224705A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998013158A1 (en) * | 1996-09-26 | 1998-04-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen absorbing alloy powder and method of producing hydrogen absorbing alloy powder |
CN103223492A (en) * | 2013-04-09 | 2013-07-31 | 宁夏新和新材科技有限公司 | High-activity ultrafine aluminum powder preparing process and device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS503963A (en) * | 1973-05-15 | 1975-01-16 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP8093184A patent/JPS60224705A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS503963A (en) * | 1973-05-15 | 1975-01-16 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1998013158A1 (en) * | 1996-09-26 | 1998-04-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen absorbing alloy powder and method of producing hydrogen absorbing alloy powder |
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CN103223492A (en) * | 2013-04-09 | 2013-07-31 | 宁夏新和新材科技有限公司 | High-activity ultrafine aluminum powder preparing process and device |
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