JPS61502546A

JPS61502546A - 亜鉛可溶性金属粉末並びにその製造方法

Info

Publication number: JPS61502546A
Application number: JP59503509A
Authority: JP
Inventors: ハード，ロバート　エイ; メギー，ジヨゼフ　エイ
Original assignee: オクシデンタル　リサ−チ　コ−ポレイシヨン
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-11-06
Also published as: WO1986000550A1; AU578429B2; EP0190129A1; AU3434584A; US4595413A; EP0190129A4; JPH0237402B2

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】金属粉末及びスポンジ並びにその製造方法この特許出願は、粉末冶金用チタン、ジルコニウム及びハフニウム基金属粒子を製造する方法と題する、１９８２年１１月８日付は米国特許出ｒｊＡ番号第４３９．８０１号並びに■Ｂ族遷移金属基金属粉末及びその製造方法と題する、１９８４年７月２日付は米国特許出願番号第６２６．６７２号の部分継続出願であり、両出願とも引用することにより本明細書の一部とする。

この特許出願は、「チタン鉱石からチタン金属を製造する方法」と頭して１９８０年１２月２２日付けで出願された米国特許出願番号第２１４０５８号にｉ！４１係する。

発明の背景チタン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ゲルマニウム、イツトリウム、ジルコニウム、ロジウム、パラジウムミ銀、アンチモン、ハフニウム、白金、金、プラセオジム、トリウム及びウランは、純金属として或は合金としていずれでも産業界に必須である。これら金属は、広く様々の用途同けに航空−宇宙原子力、電子、工作機械、化学及び重工業において使用される。これら金属の多くは、１へ０ＯＯＸ１０−’（重量に基＜）（以下ＰＰＭと記す）未満の、アルカリ金属、ハロゲン化物、水素、窒素、酸素及び炭素のような汚染物しか含まない純金属状態に処理困難である。加えて、これら金属を組合せて、Ｉ　Ｑ、ＯＯＯＰＰＭ未満の汚染物含量の、これら金属の混合物或いは合金、例えばニッケルーチタン合金を形成することも困難である。

■ｂ族金属及びそれを基とする合金のような、これら金属において仕様値範囲外の不純物は、こうした金属及びそれを基とする合金を脆化せしめ従ってほとんど使用出来ないものとする恐れがある。ハロゲン化物、炭素、酸素、窒素及び珪素のような不純物は、■ｂ族金属及びそれに基く合金の強度を大巾に減少せしめまた化学的耐性を大巾に減少せしめる。少量の珪素及び＃素はハフニウムやジルコニウム合金のような■ｂ族遷移金属合金において使用されつる。

これら金属及びその合金はま九、塊状金ｉＩ！！賦形体から機械加工や鍛造によって製造することが困難な或いは高価につくような物品の製造目的での粉末冶金において有用である。本発明は、上記金属及びその合金の金属粉末及びスポンジの製造を意図している。こうした粉末から粉末冶金により作製され九物品は、研削、ミリング加工、鍛造、圧延、ドリル加工及び溶接されうる。

発明の［ｇ！本発明は、実質上ハロゲン化物を含まずそして追加的な粒子の減寸の必要なく粉末冶金用途に適当である不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子及びその製造方法に関係する。ここで使用するものとしての粒子とは、粒だけでなく粉やグラニユールを含むことを意図するものである。

亜鉛可溶性金属基金属とは、９００℃における溶融亜鉛中に少くとも約３重話％の溶解度、１０００℃において約１００トル未満の蒸気圧及び９００℃を越える融点を有する金属或いはそうした金属の２８Ｉ［以上の混合物或いは合金を意味する。但し、アンチモンは９００℃未満の融点を有するが、アンチモン及び亜鉛可溶性金属基金属の合金或いは混合物は、その合金或いは混合物が上記溶解度、蒸気圧及び融点指定条件に合う時亜鉛可溶性金属基金属とみなされる。本発明の亜鉛可溶性金属基金属は、Ｔ　ｌ　％　Ｍ　ｎ　％　Ｆ　ｓ　ＳＣＯ％　Ｎｉ、Ｃｕ、　Ｇｏ、　Ｙ、　Ｚｒ、　Ｒｈ、ＰｄｓＡｇ、　Ｓｂ、　Ｉｌｆ、　Ｐｔ、　Ａｕ５Ｐｒ、　Ｔｈ、Ｕ及びその合金を含めてのその混合物である。混合物及び合金は、１８Ｉ以上の亜鉛可溶性金属基金属と含まれるとしてもａｍの、５重量％未溝の他の元素とから実質成る。但し、こうした混合物及び合金は、生成する混合物及び合金が上記溶解度、蒸気圧及び融点の指定に合うなら５０Ｊｉｉｉ％までの或いはそれ以上の他の元素を含むことが出来る。

本発明の非常に２１要な利点は、■ｂ族遷移金属の凝結成いは合金化用の従来技袷において必要とされる局側なアーク溶解段階を必要とすることなく金属スざンジ粒子から′ＩｆＬ接金Ｈ５賦形物即ち最終形態に近い形のものを製造しうろことである。

水素化を含む本発明の一具体例において、そうした不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子は、ハロゲン化物を実買上含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を約５００〜１１５０℃の間の温度において該合金から亜鉛を蒸発分離しそして実質上亜鉛及びハロゲン化物いずれをも含まない亜鉛可溶性金属基金属スポンジを生成するよう作用する条件下で加熱することにより生成される。従来からの金属スポンジは約１５〜２５容檀≦範囲の内部気孔率を有する。本発明の金属スポンジは、約５〜４０容檀外の範囲の内部気孔率を有する。実質上亜鉛を含まないとは、ＬＬ１重量外未満の亜鉛を意味する。ここで実質上ハロゲン化物を含まないとは、α０２重量％未溝０ハロゲン化物を意味する。本発明の幾つかの具体例において、約１１００ＰＰの亜鉛及び約５０ＰＰＭのハロゲン化物以下しか、亜鉛可溶性金属基金属中に含有されない。好ましくは、その亜鉛可溶性金属基金属は約１１０ＰＰ未満の金属ハロゲン化物しか含有しない。

水素化及び脱水素化を必要としない本発明の別の具体例において、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金は粒子状に粉砕若しくは形成されそして亜鉛可溶性金属基金属粉末を生成するようここで記載したように亜鉛が揮散せしめられる。幾つかの亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金は脆く従って容易に粉砕され、そして他の金属 −亜鉛合金は靭性であり、該合金を一層粉砕困離とする。亜鉛可溶性金属基金属 −亜鉛合金は、ヘリウムやアルゴン雰囲気のような非有害反応性雰囲気においてショットタワー処理のような斯界で周知の従来手段により小粒子に形成されうる。

チタンに対するハンター法やクロール法のような従来法により調製された亜鉛可溶性金属基金属は、塩化す）　ＩＪウム或いは塩化マグネシウムのようなハロゲン化物塩を含有する可能性がある。

従来法を使用した場合、２０００ＰＰＭ未満のハロゲン化物含有量しか有しないｙｂ族遷移金属を生成することは困難である。ハロゲン化物は亜鉛可溶性金属基金属中に微小孔を形成する可能性があり、これはクラック発生点として作用しそして金属を疲労割れしやすいものとする。加えて、５０ＰＰＭを越えるハロゲン化物含有量を有する亜鉛可溶性金属基金属に良好な溶接部を得ることは困難なことがある。ハロゲン化物汚染の結果として、航空機、潜水艦或いは原子力用途のようなハイテク分野で使用される金属は、ハロゲン化物含有量を減する為インゴット冶金技術のような処理を施されねばならない。金属は従来アーク冶金を使用して２回溶製されている。アーク冶金プロセスは設備投資が莫大となりまたエネルギーを多大に消費する。並鉛町溶性金属基金属−亜鉛合金とは、ここでは、亜鉛と亜鉛可溶性金属基金属との合金を意味する。亜鉛は金属−亜鉛合金から該合金を約５００〜１１５０℃の温度に加熱することにより昇華されて、亜鉛可溶性金属基金属スポンジを生成する。このスポンジは、それを亜鉛可溶性金属基金属の融点来演で且つ少くとも亜鉛可溶性金属基金属の融点の６０％を越える温度（ここでは焼成温度範囲）に金属スぎンジを焼成するよう作用する条件下で加熱することにより焼成されうる。焼成は、亜鉛可溶性金属基金属スポンジの表面積を減じ、従って該スポンジが後に粉末冶金用に容易に且つ安全に保管されそして使用されつるよう金属スポンジの爾後の不動態化に必要とされる酸素或いは窒素の量を減する為必要である。

焼成中、亜鉛可溶性金属基金属の粒子は寸法において約５０〜８５容積％収縮するが、一般にそれらの元の形状を保持する。こうした焼成粒子は互いに溶着しないが、但し粒子同志の僅かの粘着や付着は通常存在する。そうした付層粒子は機械的手段により容易に分離されうる。

焼成された亜鉛可溶性金属基金属の粒子は約３００〜７００℃の間のもつと低い温度に冷却され、その間それらは同時的に水素或いは水素含有気体流れと焼成金属を水素化しそして脆化するよう作用する条件の下で接触される。亜鉛可溶性金属基金属すべてが水素化されうるわけでない。

大半の亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金は脆く従って昇華によって亜鉛を除去する前に粉末に粉砕されうる。

しかし、幾つかの金属は昇華による亜鉛の除去後に粉砕されうる。僅かの亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金は脆くなく従って一層仔済的には粒状にキャスティングされるか或いは水素による水素化により生成金属スポンジを脆化することによって亜鉛除去後粉砕される。

水素化されそして脆化された亜鉛可溶性金属基金属は所定の粒寸分布に容易に粉砕されうる。水素化とその結果としての脆化は亜鉛可溶性金属基金属の粉砕のコントロールを大巾に促進する。亜鉛可溶性金属基金属の水素化により与えられる改善された制御能は、粉末冶金用途に容易に適応しそして使用しうる寸法分布の不動態化亜鉛可溶性金属基金属の製造を最終的に可能とするから、本発明の特に重要な様相でありうる。

こうした水素化されそして脆化された亜鉛可溶性金属基金属粒子は所定の粒寸分布に非有害反応性雰囲気下で粉砕される。粉砕された金属有価物は、約４００〜７００℃、好ましくは＃６０Ｑ〜ｙａａ”ｃの間の温度において粉砕金属有価物から実質上すべての水素含有分を除去しそして亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成するよう作用する条件下で処理される。ここで「金属有価物」という表現は亜鉛可溶性金属基金属を意味する。「粉砕金属有価物から実質上すべての水素含有分を除去する」という表現は、金属有価物が約２００ＰＰＭ以下の水素しか保有しないことを意味する。

脱水素亜鉛可溶性金属基金属粒子はその後、金属粒子を不動態化するよう作用する条件下で酸素、窒素及びその混合物から成る群から適訳される少量の即ち有効量の気体と接触され、それにより不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成する。不動態化段階は好ましくは、その間導入される窒素及びｔ＃素で金属有価物の余剰汚染を防止するよう管理されることが好ましい。金のような幾つかの金属は、追加的醸化を防止する為の不動態化を必要としない。水素化されそして脆化された金属有価物の制御下での粉砕は、最終的に生成される不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子が追加的な粒子の減寸を必要とすることなく粉末冶金用に適切な粒子を少くとも実質量有するようなものである。ここで使用されるものとしての実質量とは、生成される粒子の少くとも約５０重量％を意味する。本発明の一具体側において、生成される粒子の少くとも約９５重量％が追加的粒子減寸の要なく粉末冶金使途に適当である。一般に、約３０メツシユ以下の、好ましくは１００メツシユ（米国諦基準）以下の粒子が追加的粒子減寸なく粉末冶金用途向けに適当である。本発明のこの具体例は微細な粉末冶金用粒子が必要とされる場合或いは適当な粉末の歩留りが要求される場合或いは他の手段では容易に或いは経済的に得られない高度に整った粒寸分布が必要とされる場合に特に有用である。

きわめて微細な粒子、２００メツシユ、はそれらの尚い表面積対容積比が故に好ましくない。そうした粒子は不動態死中有害な量の酸素及び／或いは窒素を数取する。

本発明の別の具一体側において、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金をそこから亜鉛を蒸発せしめる為に加熱しそして続いて生成される遷移金属有価物を焼成することは同一の帯域或いは容器において実施される。また別の具体例において、焼成金属有価物の水素化と脆化もまた、亜鉛蒸発及び焼成段階と同じ帯域或いは容器において実施される。

本発明のまた別の具体例において、脆化した水素化金属有価物の粉砕及び／或いはその焼成中使用される非有害反応性雰囲気は、アルゴン或いはヘリウムのような不活性ガスである。別の具体例において、粉砕段階中使用される非有害反応性雰囲気は水素である。

本発明の更に別の具体例において、亜鉛の蒸発分離の為の亜鉛可溶性金属基金属 −亜鉛合金の加熱或いは蒸留は、部分真空下で実施される。本発明の第２具体例において、そうした加熱は非有害反応性吹掃ガスの連続流れの下で実施される。

別の具体例において、吹掃ガスは、水素、不活性ガス（アルゴンやヘリウムのような）及びその混合物から成る群から選択される。

本発明の一つの別の具体例において、金属有価物の粒子の脱水素及び／或いは焼成は部分真空下で行われる。

金属有価物が水素化しえない本発明の別の具体例において、実質上ハロゲン化物を含まずそして粉末冶金用途に適当な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子は金属 −亜鉛合金から、実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を３０メツシユより小さい粒寸を有する粒子に形成することから調製される。

その談、この粒子は、約５００〜１１５０℃の間の温度に維持されたＭ域において随意的に部分真空下で或いは非有害反応性吹掃ガスの連続流れの下で加熱される。該帯域は、金属−亜鉛合金粒子から亜鉛を蒸発分屋しそれにより亜鉛とハロゲン化物を実實含まない亜鉛可溶性金属基金属の粒子を生成するよう作用する条件の下に維持される。こうした金属有価物は、基本的に、純な亜鉛可溶性金属基金属或いは随意的に最終製品において所望される他の金属との混合物即ち合金から成ろう。例えば、最終製品において所望されそして当業者に知られるそうした他の種元素は、限定されるものでないが、硼素、炭素、酸素、アルミニウム、珪素、燐、カルシウム、バナジウム、クロム、砒素、セレン、ガリウム、モリブデン、カドミウム、イリジウム、錫、セシウム、バリウム、タリウム、鉛、ビスマス、亜鉛等を含む。これら他の種元素は、これらの一種乃至複数種の亜鉛可溶性金属基金属がここで記載した亜鉛可溶性金属基金属に対する溶解度、蒸気圧及び融点指定条件に合うなら、ここで記載したプロセスにおいて使用されつる。

亜鉛（亜鉛が金属中に意図的に残されないものとして）及びハロゲン化物を実質土倉まない、こうして形成された粒子は、その後、これら粒子を焼成するよう作用する条件の下で焼成温度範囲に加熱されるか或いはそこに維持される。一般に、焼成はこうした粒子の表面積の減少をもたらし、そして表面積の減少により、不動態化ガスを使用しての爾後の不動態化においてはそうしたガスの使用量が相当に少くてすみ、従って亜鉛可溶性金属基金属の酸素及び／或いは窒素含有針が減少する。

その後、焼成粒子はほぼ周囲温度と約２００℃との間の温度に冷却されそして後冷却粒子を不動態化するよう作用する条件の下で酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される少量の即ち有効量の気体と接触され、それにより実質上ハロゲン化物を含まない不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成する。本発明のすべての具体例において、不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子は、最終製品のハロゲン化物汚染は空洞の発生、強度及び破壊靭性の損失並びに溶接上の問題を生ぜしめるから、ハロゲン化物を実質含まない。

本発明のこの具体例の重要な特徴は、粒子が３０メツシユ未満の、好ましくは約１００〜２００メツシユの間の粒寸を有するような指定されたそして特定の粒寸分布の亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を形成することである。焼成温度範囲においてそうした粒子の爾後焼成は、このプロセスの他の段階と組合せて、最終的に生成される不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子がその相当量が追加的な粒子の減寸の必要なく粉末冶金用途向けに適当であるような粒寸分布をとらしめる。ここで使用される、な相当量とは少くとも約５重量％を意味する。しかし、本発明のこの具体例は追加的な粒子の減寸なく少くとも約８０重Ｒ％が粉末冶金用に適当であるような粒子を製造しうる。

本発明の一つの利点は、亜鉛蒸発前の供に３′ａ船可溶性金属基金属−亜鉛合金粒子の形状或いは形態が該合金がらの亜鉛の蒸発から生成される粒子の焼成の爾後段階を通して保持されることである。亜鉛の蒸発は、供給合金粒子の４５〜約５０容積％を有する粒子を生成する。従つて、供給合金粒子の形状を予備決定しそしてその擬似粒子を製造することが可能である。

別の具体例において、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金の粒子の約５００〜１１５０℃の間の温度での加熱即ち蒸留とそこからの亜鉛を含まない粒子の爾後焼成は、同一の帯域或いは容器において実施される。また別の具体例において、焼成粒子の冷却と不動態化もまた、亜鉛蒸発及び焼成段階と同一の帯域或いは容器において実施される。

本発明のまた別の具体例において、亜鉛を蒸発分離する為の亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金の加熱即ち蒸留は部分真空下で実施される。本発明のまた別の具体例において、金属−亜鉛合金の加熱即ち蒸留において使用される非有害反応性吹掃ガスは不活性ガスである。別の具体例において、この非有害反応性吹掃ガスは水素である。

しかし、水素が、吹掃ガスとして使用される場合、水素ハ粒子の脆化の原−因となるから、水化物を形成する亜鉛可溶性金属基金属粒子から水素含有分をすべて除去することが必要である。水素はここで記載する脱水素段階中＃来されつる。

本プロセスのまた別の具体例において、金属−亜鉛合金粒子は、そうした粒子が亜鉛蒸発の為約５００〜１１５０℃の範囲の温度に加熱即ち蒸留される以前に約６０〜２０メツシユ範囲に９０重世％があるような粒寸分布を有する。

本発明のまた別の具体例において、金属−亜鉛合金のそうした粒子への形成は合金を粉砕することによるものである。別の具体例において、そうした粒子は金属 −亜鉛合金を粒子に、好ましくは職インチメツシュ以下の粒子にキャスティングすることにより形成される。

本発明の次の追加の具体例は、金属有価物の粉砕を促進するのに水素化が使用されるにせよ、しないにせよ有用である。

販鉛可溶性金属基金属−亜船合金は、ハロゲン化物を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を形成するべく攪拌された溶融亜鉛パッチ中に亜鉛可溶性金属基金属スクラップ或いはスピンジを添加することにより調製されうる。もし金属スｌンジ或いはスクラップがハロゲン化ナトリウムのようなハロゲン化物を含有するなら、ハロゲン化物塩は金属−亜鉛合金が形成される時金属−亜鉛合金から分離する。ハロゲン化物塩は、金属亜鉛合金と不混和性であり、従って溶融合金の表面上に別個の相として浮上し、これは従来手段により合金から分離でき、ハロゲン化物を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を生成する。更に、亜鉛金属及び亜鉛可溶性金属基金属は一緒に溶融されてハロゲン化物を実質上含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を形成する。粉末金に４製品が１ａ１以上の亜鉛可溶性金属基金属と合金化剤としての１種以上の他の檎元素の合金である場合、合金化剤は亜鉛可溶性金属基金属の導入に先立って溶融亜鉛パッチに倉入されてもよいしまた溶融亜鉛バッチに亜鉛可溶性金属基金属と共に添加されてもよいし、また亜鉛金属及び亜鉛可溶性金属基金属と同時溶融されてもよい。

金属−亜鉛合金は、金属ハロゲン化物塩に亜鉛及び例えばアルミニウムが好ましい還元体金属を添加しそして生成混合物を溶融しそして攪拌することによりここに記載したプロセスに呈示されるような亜鉛可溶性金属基金属ハロゲン化物塩から調製されつる。随意的に、アルカリ金属ハロゲン化物塩が混合物に添加されて、溶融亜鉛の蒸発を阻止する金属合金と不混和性の浮遊相を形成するようにも出来る。加えて、ここに記載されるような亜鉛可溶性金属基金属合金を生成するよう所望の合金化剤を含有する亜鉛可溶性金属基金網−亜鉛合金を生成する為合金化添加剤が添加されつる。様々の成分が一緒に混合されそして混合物として溶融されうるし、また様々の成分が溶融亜鉛或いは亜鉛と還元体金属との溶融バッチに添加されう、る。別法として、亜鉛可溶性金属基金属ハロゲン化物塩は、亜鉛及び還元金属と接触されて、ハロゲン化物を実質上含まない金属−亜鉛合金を形成する。

その後、合金剤が、所望の合金剤を含めるよう溶融金属−亜鉛合金に添加される。こうした金属−亜鉛合金は、追加合金剤を伴って或いは伴わずして、ここで記載するようにして処理されて、ハロゲン化物及び亜鉛を実質含まない、冶金使途用に適当な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粉末を生成する。

亜鉛可溶性金属基金属がチタン、ジルコニウム或いはハフニウムであるような本発明の一員体側において、プロセス全体は、約１３００’Ｃより高くない温度で実施され、そして好ましい具体例においてはプロセス全体が約１２００℃より＾くない温度において殊に好ましくは１１５０℃を越えない温度において実施されて、亜鉛可溶性金属基金属粒子の焼結を防止する。従って、「クスール法」のような従来方法により生成される例えばチタン製品の凝結及び／或いは合金化に必要とされる、従来型式の高温アーク溶解プロセス中に達する温度は必要とされない。換言すれば、アーク溶解に必要とされる高温は本方法には全く必要とされない。アーク溶解プロセスは一般に、特定の亜鉛可溶性金属基金属の融点を約５０〜１００℃越える温度を必要とする。アーク溶解を要するプロセスを含めてこうした高温プロセスは、本発明によっては全く必要とされないような高価な設備を必要とする。従って、本発明の顕著な利点は、アーク溶解を含むプロセスにおいて必要とされる非常に高い温度を回避することである。

金属−亜鉛合金から亜鉛を蒸発せしめる為の加熱即ち蒸留段階において吹掃ガスとして水素を使用することの利点の幾つかは、（１）水素の低分子量により、水素がＩＶＢ族遷移金属スポンジ孔からの亜鉛の拡散を促進し従ってその改善された拡散により蒸留中改善された熱伝達がやはり実現され、（２）水素はヘリウムやアルゴン及び他の不活性ガスより安価であり、そして（３）水素と多くの亜鉛可溶性金属基金属との間の水素結合ざンドは弱いけれども、その弱い水素結合ボンドでさえ、亜鉛可溶性金属基金属と全く結合ざンドの存在しない不活性ガスとは違って亜鉛を一層排升しやすいことである。しかし、水素が使用されるなら、最終金属粒子生成物から実質上すべての水素含有分が除去されねばならない。水素は好ましくは部分真空下で約６００〜７００℃の温度に粒子を加熱することにより金属粒子から除去されうる。最終金属粒子生成物から実質上すべての水素含有分が除去されるとは、約２００ＰＰＭ以下の水素が生成される最終金属粒子において許容されそして好ましくは！＆終生成物中の水素が約５０ＰＰＭ以下であることを意味する。これは、２ｏ。

ＰＰＭ以上の水素で有する粒子を製造する従来プロセスと比較されるべきである。しかし、本発明の幾っがの具体例において本方法は５０ＰＰＭ未満の水素しか有しない生成物粒子を製造することが出来る。

酸素、窒素及び炭素を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属を本プロセスが製造しうろことも所望される。ここで「＠素、窒素及び炭素を実質含まない」とは２５００ＰＰＭ１％素、４００ＰＰＭ窒素及び８００ＰＰＭ炭素以下であることを意味する。本発明の幾つかの具体例においては、約８００ＰＰＭ酸素、９０ＰＰＭ窒素及び／或いは１５０ＰＰＭｌ！ｆｆ素水準以下しか金属生成物粒子中に含まれない。

本発明の亜鉛可溶性金属基金属から成る金属スポンジは５０ＰＰＭ未満のハロゲン化物しか有さずそして５〜４０容檀％の内部気孔率を有する点で特徴づけられる。

好ましくは、金属は約１１０ＰＰ未満のハロゲン化物と少くとも２０容Ｍ％の内部気孔率を有する。本発明の亜鉛可溶性金属基金属から成る粉状金属は、金属スポンジと同じ低ハロゲン化物含有量及び尚内部気孔率の他に、角ばった形状の粉末粒子形態を有する。角ばった粉末粒子形態とは、壁面における不規則な表面と不規則な縁辺を備える不規則形状の粒子である。本発明の金属スポンジに匹敵するものはなくそしてここで記載する低いハロゲン化物、水素及び炭素汚染並びに島内部気孔率を有する亜鉛可溶性金属基金属スポンジはこれまで調製されたことはない。本発明の粉末金属はユニークでありそしてここで呈示される低いハロゲン化物、水素、酸素、窒素及び炭素汚染並びに＾い内部気孔率を有しそして角ばった粉末粒子形状を有する亜鉛可溶性金属基金属粉末はこれまで調製されたことはない。実際上、このような金属スぎンジ及び粉状金属は本発明方法により製造しうるのみと信ぜられる。

本発明の亜鉛可溶性金属基金属粉末及びスポンジは冶金用途にとって優れた金属である。低ハロゲン化物含有量は最大金属強度、靭性及び耐久性にとって必須である。

粉末の高い内部気孔率と角ばった粒形状は、賦形物品、プレート、シート、パイプ、ロッド、ビーム及びビレットのような、丈夫な、耐久性のあるそして欠陥のない亜鉛可溶性金属基金属部片の従来型式の粉末冶金法による作製を可能とする。粉末の圧縮性と粉末の角ばった粒子は、所望の形状へのプレス時に粒子が互いに密接してプレスされそして互いにしっかりと相互係止することを杵容して、高い汚染物量、きわめて小さな内部気孔率及び球状粉末粒子を有する粉末冶金用途用の従来からの亜鉛可溶性金属基金属粉末より一層高い生の強度を持つ冷間プレス品を生成する。

本発明のまた別の利点は、金属−亜鉛冶金が最終製品粒子において所望されるアルミニウム、バナジウム或いは他の有益な元素のような追加合金化剤を含有しうろことである。こうした合金化剤は＾温アーク溶融段階において添加されることを要しない。事実、アーク溶解は本発明において必要とされない。合金化剤は、亜鉛可溶性金属基金属にそれが亜鉛との合金の形態にある時或いはこうした合金が作成される時に添加されうる。例えば、合金化剤は、溶融亜鉛合金を形成するよう溶融亜鉛に添加されうる。チタン金属スポンジのような亜鉛可溶性金属基金属が、溶融亜鉛合金に添加されて、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を形成する。別法としてはフルオロチタン酸塩ナトリウムのような亜鉛可溶性金属基金属ハロゲン化物塩がアルミニウムのような還元体金属の存在下で溶融亜鉛合金に添加されて、ハロゲン化物塩を還元しそして亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を生成し、これが上記還元中形成された還元体金属のハロゲン化物塩を含有する浮遊スラグから分離することにより回収される。こうした合金化剤は、亜鉛が蒸発分離される際金属有価物と共にとどまる。

本発明の好ましい具体例において、合金からの亜鉛の蒸発は約９００〜９５０℃ の範囲の温度において実施され、焼成は約１０２０〜１０６０℃の範囲で実施され、脆化及び水素化は約６００〜７００℃の範囲で行われ、そして不動態化はほぼ周囲温度〜６０℃において行われるＯ本発明の特別の利点は、不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子製品におけるハロゲン化物塩の捕捉の回避であることが理解されよう。別の利点は、亜鉛を蒸発分離する為の加熱即ち蒸留と焼成とが同一の帯域、反応器或いは容器において実施されうろことである。

図面の簡単な記述第１図は水素化及び脱水素化段階を包含する本発明の一具体側の７０−シートである。

第２図は、水素化及び脱水素化段階を必要としない本発明の別の具体例である。

第３図は、粉砕前に粒子が不動態化される本発明のまた別の具体例である。

第４図は、焼成段階を必要としない本発明のまた別の具体例である。

第５図は、水素化及び脱水素化段階を必要としないそして随意的に焼成段階を必要としない本発明の更に別の具体例である。

第６図は、不動態化亜鉛可溶性金属基金属スポンジから不動態化亜鉛可溶性金属基金属粉末を調製することを包含する本発明の一具体側の７０−シートである。

好ましい具体例の記述第１図を参照すると、フルオロチタン酸ナトリウムのような水素化されうる亜鉛可溶性金属基金属スポンジのハロゲン化物塩が流れ８２を経由して導入されそして帯域９０において滝１れ８４において導入された溶融亜鉛−アルミニウム合金により還元されろ。溶融金−ノ・ロゲン化物塩と亜鉛−アルミニウム合金とは実質的に不混和性である。還元は、少くとも約６５０℃且つ約１０００℃重での温度において攪拌しながら実施される。還元が完了した後、攪拌が停止されそして混合物が分離帯域１００において、ハロゲン化アルミニウム塩から成りそして流れ１０２において除去される上相と流れ１１０において取出される亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から成る下相に分離される。金属−亜鉛合金はハロゲン化物を実質上含んでいない。

次の段階において分離されることになる亜鉛の責を最小限にする為帯域９０において溶融亜鉛合金中に還元される亜鉛可溶性金属基金属をなるたけ多くすることが所望、される。亜鉛中の金属有価物の量は帯域９０を正圧下で操業することＫより実質上増大されうる。実質上ハロゲン化物を含まない、流れ１１０として４ｊｔｔｊされた金属−亜鉛合金は、帯域２００において、そこに合金から亜鉛を蒸発分離するに有効な条件下で流れ２０２において水素吹掃ガスの連続流れを同時的に尋人しつつ約９００〜１０００℃の範囲の温度で加熱即ち蒸留されて、亜鉛及びハロゲン化物を実質含有しない金属有価物を生成する。亜鉛は流れ２０４として除去される。その後、この金属有価物は、帯域２１０として示される匣１ −容器においてそれを焼成するよう作用する条件下で焼成温度範囲に加熱される。

焼成された金属有価物は帯域２２０において約６００〜７００℃の範囲の温度に冷却されそして同時に帝謔２３０において示されるように流れ２２４として導入される水素で本って焼成金属有価物を水素化しそして脆化するよう作用する条件の下で処理される。その後、水素什されそして脆化された金属有価物は帯域２４０において流れ２４２として導入される好ましくはヘリウムの不活性雰囲気下で微粉砕されて、金属有価物の粒子を形成する。金属有価物粒子は、帯域２５０において約６００〜７００℃の範囲の温度において粒子から実買上すべての水素含有分を除去するよう作用するφ件下で脱水素される。脱水素された粒子は帯域２６０において周囲温度〜約６０℃の間の温度に冷却されそして後帝緘２７０において流れ２６４において導入される比較的少量の空気でもって不動態化される。

粒子を不動態化するに有効量の空気が不動態化条件の下で導入される。過剰の空気は必要とされずまた所望されない。こうして生成されそして流れ２７２において取出された不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子の少くとも実質部分は追加的な粒子の減寸なく粉末冶金用途に適当である。

第２図を参照すると、また別のプロセスにおいて、アルミニウム及びバナジウムのような所望の合金化剤で予備合金化されうる、亜鉛回心性金属基金属−亜鉛合金１１０の溶融流れが、キャスティング帯域３００内＜ｎ人され、ここで約６０〜２００メツシユの闇の粒寸分布を有する粒子に形成される。６０〜２００メツシ工粒子は流れ３０２において取出されそして加熱即ち蒸ＭＷ域３１０に流れ３０４を通して導入されるヘリウム吹掃ガスの連続流れと共に導入される。大気圧において操作されるＷ熱帯妃３１０において、拒鉛が金楓−亜鉛マ）　ＩＪラックスら蒸発せしめられそして流れ５０６として除去される。実質上亜鉛とハロゲン化物を含まない金属有価物の粒子は流れ３０８により取出されそしてそれらを焼成するような焼成湛変虻囲に維持された焼成帯域５２０内に導入される。焼成中、金属有価物の粒子は収縮するが、融着はしない。但し、粒子［用志の僅かの物い粘看或いは付着は通常起る。焼成粒子体は流れ３３２を通して取出されそして冷却帯域３３Ｏ内に導入され、ここでそれ・らはほぼ周囲温度〜６ｏ０ｃの間の温度に冷却される。

冷却された粒子は流れ３３２を通して取出されそして解砕帯域３４１ｃ４人され、ここで動く付着しあった粒子体は非有害反応性環境の下で適当な機械的手段により解砕される。こうしてバラバラに分離された粒子は流れ３４２において取出されそして不動態化帯域３ｓｏｉｃ４人され、ここで流ｔ”Ｌ３５２を通して導入される比較的少量の空気でもって不動態化される。幾つかの具体例において、こうした解砕は必要でない。不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子は流れ３５４を通して取出されそして分篩帯域３６０内に導入され、ここで過大寸法の粒子が流れ３６２を通して分離排除されそして所望の粒寸な有する粒子が流れ３６４を通して回収される。追加的な粒子減ｉを必要とすることなく粉末冶金用途向けに適当な所望の粒寸を有する実質曾の金属有価物不ｖＪ悪化粒子が流れ３６４を通して回収される。

第２図のまた別の具体例が第３図に示される。焼成粒子体は冷却帯域３３０（第２図に示す）から流れ３３２を通して不動態化帯域３５０に通され、ここでそれらは上述した如く流れ３５２を通して導入される空気でもって不動態化される。

不動態化された焼成粒子体は帯域３５０から流れ３５４を通して解砕帯域３ａｏＶｃｍされ、ここで上述した通り羽く付着した粒子体は非有害反応性環境の下で従来型式の機械的手段によって解砕される。

バラバラに分離された粒子は帯域３４０から分篩帯域５６０内に流れ３４２として通され、ここで過大寸法粒子は流れ３６２を通して分離排除される。

第４図を参照すると、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、トリウム及びモリブデンのような、水素化されうる亜鉛可溶性金属基金属に適用しうるプロセスが示されている。実質上ハロゲン化物を含まない、随意的に他の合金化剤で合金化された唾鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金は、流れ１１０を通して加熱帯域４００に通され、ここで核合金は約９００〜１０００℃の間の温度において亜鉛を揮散するよう加熱される。同時Ｋ、流れ４０２からの水軍吹掃ガスの流れが帯域４００内に合金からの亜鉛の揮散に有効な条件の下で導入されて、５）！買上亜鉛とハロゲン化物を含まない金Ｘ有価物を生成する。亜鉛は流れ４０４において取出される。金属有価物は水素化帯域４１０に通され、ここで金属有価物はそれを水素化しそしてお化するよう作用する条件下で流れ４１２を通して導入される水素でもって処理される。水素化された金属有価物は、流れ４２２において導入されるアルゴン或いはヘリウムのよ５な不活性雰囲気の下で粉砕帯域４２０において粉砕されて、金属有価物の粒子を形成する。水素化された金属有価物は、斯界で知られる従来からの金属粉砕技術を使用して粉砕されうる。こうした設備は不活性雰囲気下での粉砕用に改造されうる。帯域４２０からの金属有価物の粒子は脱水素化帯域４３０に通され、ここで粒子はそこから水素含有分の実質すべてを除去するよう作用する条件の下で約６００〜７００℃の閾の温度に加熱される。脱水素された粒子は冷却帯域４４０においてほぼ周囲温度から約６０℃までの間の＠度に離動されそして後不動態化帯域４５０に通されそして流れ４５２ＩＣおいて導入される少雪の即ち有効重り空気で不動態化される。不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子は分篩帯域４６０ＶＣ通され、ここで過大寸法の粒子は流れ４６２を通して分離排除されそして所望の粒子寸法分布を有する粒子が流れ４６４を通して回収される。

また別のプロセスを示す第５図を参照すると、随意的に他の合金化剤で合金化されうる咀鉛可俗性金ｐＡ基金属−亜鉛合金は流れ１１０を通して粉砕帯域５００内に４人され、ここで合金は好ましくは約８０メツシユ〜約１００メツシユの所定の粒寸まで破砕或いは粉砕されて、金属−亜鉛合金の粒子を形成する。別法として、金桐−亜鉛合金はここで記載したような粉砕ではなくキャスティング帯域（図示なし）において所定の粒寸の不規則な粒子状にキャスティングされうる。

金属−亜鉛合金はまた、ショットタワー技術のような従来型式のショット形成技術により粒子に形成されうる。粒子は、硬質表面上に粒子を落下することにより不規則な粒子に変形することが好ましい。粒子は、随意的に流れ５１２を通して非有害反応性吹掃ガスが導入されうる蒸留帯域５１０に通され、ここで亜鉛が金属−亜鉛合金の粒子から揮散されそして流れ５１４として除去される。亜鉛及びハロゲン化物を実質上台まない生成金属有価物粒子は流れ５１６において焼成帯域５２０に導入され、ここで金属有価物はそれらを焼成するよう作用する条件下で焼成温度（加熱される。焼成ずみ金属有価物は流れ５２２において冷却帯域５３０内に導入され、ここでほば周囲温度と約６０℃との間の温度に冷却される。

冷却された焼成金属有価物は不動態化帯域５４０に４人され、ここで金属有価物は流れ５４２において導入される有効量の即ち比較的少量の空気で不動態化されて、粉末冶金用途に適当な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し、これらは流れ５４４において回収される。また別の具体例において、帯域５２０における焼成段階は省略されそして蒸留帯域５１０からの金属有価物は流れ５１８を通して冷却帯域５３０に導入され、ここでハロゲン化物と亜鉛とを実質上台まない金属有価物がほぼ周囲温度と約６０℃と′の間の温度に冷却される。冷却された金属有価物は不動態化帯域５４０に導入され、ここでチタン有価物は流れ５４２において導入される有効量の空気でもって不動態化されて不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成する。その実質部分は、追加的な粒子減寸の賛なく粉末冶金用途向けに適当である。こうした不動態化された金属粒子は分篩帯域（図示なし）において分篩されて所望の粒子寸法範囲の粒子から過大寸法の粒子を分離する。

この別の具体例は、追加的な狭面積減少の為の焼成段階を必要としない、光分に減少された表面積を有する金属スポンジ或いは粉末を失成しうる。

第６図を参照すると、ハロゲン化物を実質上台まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から生成される、ハロゲン化物及び亜鉛を冥質含まない完成亜鉛可溶性金属基金属スポンジを使用するまた別のプロセスが例示される。

これは、亜鉛を揮散してハロゲン化物及び亜鉛を実質含まない金属スポンジを生成し、試金属スポンジを焼成温度範囲においてそうした金属有価物を焼成するよう作用する条件下で焼成しそして焼成金属スポンジをほぼ周囲温度から約６０℃ までの温度において有効量の即ち少曾の酸素、窒素或いは空気で不動態化して、不動態化された亜鉛可溶性金属基金属スポンジを生成し、これを流れ１１２を通して加熱帯域６００に導入して焼成金属スポンジを約６００〜７００℃の間の温度に加熱することを包含する。加熱された不動態化金属スポンジは、水素化帯域６１０に導入され、ここで金属化されうる唾鉛可溶性金属基金属である金属スポンジは流れ６１２において導入される水素ガスと、約６００〜７００℃の間のｍ反で加熱された金属スポンジを水素化するよう作用する条件の下で接触される。

随意的に、帯域６００及び６１０における加熱段階と水素化段階とは同一容器において実施され５る。水素化金員スポンジは粉砕段階６２０に通され、ここで金属スポンジは斯界で知られる従来型式の金属粉砕設備を使用して所望の粒寸分布に粉砕される。

好ましくは、粉砕は、帯域６２０内に流れ６２２において導入される不活性雰囲気即ち気体の下で造成される。

金属粒子は脱水素帯域６３０に４人され、ここで金属粒子はそこから水素含有分の冥質丁べてを除去するよ５作用する条件の下で約６００〜７００℃の間の温度において脱水素される。脱水素された金属粒子は冷８帝域６４０において冷却されそして不動態化帯域６５０において第１図に関して上述したように流れ６５２において導入される有効量の即ち少量の空気で不動態化される。生成する不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子は流れ６５４から回収される。流れ６５４における金属粒子の実質部分は追加的な粒子減寸の必要なく粉末冶金用途に適当である。

これら粒子は分篩帯域（図示なし）において分篩されて、所望の粒寸範囲の粒子から一大寸法の粒子を取除く。

以上の詳細な記載は単に例示として与えられた４、０であり、本発明の精神及びＷｆｉ囲から逸脱することなく様々の改変、変更、修正及び均等段階がここで記載した発明に対して為されうろことを理解すべきである。飼犬ば、大気圧において行われた段階は幾つかの場合、大気圧より僅かに高い或いは低い圧力において有益に実施でき、従って大気圧とはここではそうした僅かの圧力変動を含むことを意味するものである。他の要素も同様に解釈される。

粉末冶金プロセスに対して有用である為には、亜鉛可溶性金属基金属粉末は３０メツシユ未満のそして好ましくは約１００メツシユ未満の粒寸を有せねばならない。

し・かじ、粉末は、亜鉛可溶性金属基金属の多くが空気による金属の追加的酸化を防止するのに酸化物或いは望素表面コーティングに頼っているので、あまりに細かすぎてはならない。もし酸化物コーティングからの酸化物含量が金属の普に対してバルクベースで高すぎると、この粉末から粉末冶金技術により作表された部品は、硬く、脆くそして延性を欠きやすい。従って、既に空気により不動態化した一２００メツシュのような微小粒子を焼結することによって金属部品は作製し夫ない。何故なら、粉末における酸素水準は高すぎ従って酸素汚染或いは窒素汚染により冶金用途に不適当な金属粉末をもたらしているからである。同じ理由により、亜鉛可溶性金属基金属スポンジ及び粉末の内部気孔率は、スポンジ及び粉末の表面積対容積比を増大し、結局処理中亜鉛可溶性金属基金属の許容しえない汚染をもたらす小さな孔ではなくスポンジ或いは粉末中の比較的大きな孔からもたらさねばならない。金属粉末の内部気孔は、それがプレス中粉末の変形を許容し従って一層大きな生の強度を生じそして生のプレス体における大きな空洞の形成を最小限とするから有益である。本方法によって調製された金属粉末は、丸みのある境界を有する比較的大きな孔を有する。

金属の汚染を回避する為に、粒子及びスポンジの表面積は金属のｉ当り１　ｍ２　を越えるべきでなく、好ましくはそれは約ＬＩＬ１ｍ’／ｇを越えるべきでない。亜鉛可溶性金属基金属粉末（＋−１００〜−８０メツシユ）は、約α１ｍ” ／　、！ｉ＋金属の総表面積（外表面積と孔表面積）を有する。

金属粉末の孔の表面積は、焼成温度により変化しうる。

孔の表面積は好ましくは粉末の総表面積の少くとも９０χを構成する。大きな孔寸法により、白金粉末のよ５な金属粉末のあるものは、触媒として使用されうる。同様に、チタン粉末のような金属粉末のあるものは、触媒担体として使用されうる。

３４１４Ｉの小さな亜鉛スラブ、１＆４５１のニッケルロッド片汲び１五３！！のチタンスポンジから成る装入物が、グラファイト製るつぼ内に＠かれた。るつぼは電気炉内で８８０℃に２時間加熱された。炉は、高純度アルゴンで充填した乾燥ボックス内に収納された。充分に溶融したるつぼ内容物は乾燥ボックス内の水冷鋼鋳型内に鋳造された。冷却後、鋳造物はロッドミルにおいて粉末に粉砕され、これは−２０／＋８０メツシユに分篩された。この合金は脆くそして所望の粒寸範囲に対して８０Ｘの粉砕収率を有した。亜鉛合金粉末が４００シリーズステンレス鋼製るつぼ内に置かれそして亜鉛が炉内で１０　トルにおいて昇華された。昇華中の炉における温度プロフィルは次の通りであった：ａ）真空下で１５０℃×２時間ｂ）８１Ｘ２時間で１０００℃まで上昇Ｃ）１０００℃において４時間保持“ ｄ）室温まで４時間で冷却生゛放物はゆるく焼結していたが、機械的手段により個々バラバラの粒子へと容易釦解砕しえた。生成物は、Ｘ線及びマイクログローブにより解析されそしてほとんど全体的に４５〜５５ｆｉｉ１％チタンーニッケル合金スポンジ粉末でありそして２０％内部気孔率を有するものであることが見出された。気孔は大きく丸みのついた境界を有しセしてＢＥＴ表面積はα０９ｍ２／、９であった。

例　２Ｍ量％で表わして次の組成を有する金属スポンジのような別種の亜鉛可溶性金属基金属スポンジが、例１に記載した手順に従って、亜鉛、亜鉛可溶性金属基金属及び随意的にここに記載した合金元素を使用して調製できた：１）　５０ＸＴｉ　５０％ｌ’Ｊｉ２）　８０ＸＦｅ　２０％Ｍｎ３）　６５ＸＦｅ　２５％Ｃ０１０％Ｎｉ４）９０％Ｔｉ　１０％Ｚｒ５）　（ＳＯＸＣＬＩ　１０％なｄ）　５０ＸＰｄ　４０ＸＡｇ７）　６４６４−６７ＸＡ五３３％ｐｔ８）　７８ＸＡＬＩ　２２％Ｐｄ９）９０％Ｐｔ　１０ＸＲｈ１０）　７２％Ａｇ　２８％Ｃｕ１１）　９９％Ｚｒ　α２５％Ｓｎ　α２５％Ｆｅ　［１０５％Ｎｉ１２）　６８．５％Ｆｅ−１８％Ｃｒ　１１％Ｎｉ　２ｊ％Ｍ０１５）　ａ７ｘＮｔ　１０％Ｓｉ　５ＸＣｕ１４）　５５ＸＣｕ　４５ＸＮ＋１５）　９０Ｘ　Ｃｕ　１ｏＸ　Ｓｎ　α２５ＸＰ１６）　？２ＸＣｕ　５％ＡＩ　２．５％Ｓｎ　０．５　）’ｅ１８）　９０％Ｔｉ　６ｙごＡＩ　４Ｘ　Ｖ　α２５％Ｆｅ例　３亜鉛（５００１り及びアルミニウム（１２５°ｇ）が。

タングステン製るつばに添加されそして電気炉において６６０〜７００℃の間の温度において同時に溶融された。

塩化第二鉄（５！Ｓ、ｆｉ’）と塩化す）　ＩＪウム（５８ｇ）が唾鉛−アルミニウム虫体に添加されそして生成混合物が１時間攪拌された。塩化す）　ＩＪウム及びクロルアルミン酸ナトリウムの不溶性相が溶融亜鉛合金からデカンテーションにより排除された。溶融亜鉛合金は炉内で１０００℃に１２時間にわたり部分真空（約５トル）下で加熱されて、亜鉛を蒸発せしめそして亜鉛及びハロゲン化物を実質金型ない鉄スポンジな生成した。鉄スポンジはここで記載したようにして粉末冶金用途向けの粉末に賓換しＰｄ、　Ａｇ、　Ｓｂ、　Ｈｆ　、　Ｐｔ、　Ａｕ、　Ｐｒ％Ｔｈ％Ｕ及びその混合物の塩化物塩が、例３の方法に従って対応する金属スポンジ圧処坤されうる。こうした金属スポンジは、ここで記載した手順に従って粉末冶金用途向けの粉末に処理されうる。塩化金及び塩化銀のような塩化物塩の混合物は、各金属の存在する他の金属中での溶解度に依存して金属合金或いは混合物を生成しりる。

金属混合物は、金属合金とは違って、混合ｖｌＪＫおけるそれら金属の各々の微結晶の実質上一様なマ）　ＩＪソックスら構成される装置国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．ハロゲン化物含有量が約５０ＰＰＭ（重量）でありそして内部気孔率が約５〜４０容積％である、３０メツシユ未満の亜鉛可溶性金属基金属粒子から実質成りそして角ばつた形状の粒子から構成される粉末金属。
２．亜鉛可溶性金属基金属が、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から成る群から選択される請求の範囲第１項記載の粉末金属。
３．亜鉛可溶性金属基金属が５０００ＰＰＭ未満のＨ、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＳしか有しない請求の範囲第２項記載の粉末金属。
４．粉末金属が約１００メツシユの平均粒寸を有する請求の範囲第２項記載の粉末金属。
５．ハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質上含有せずそして粉末冶金用途に好適な亜鉛可溶性金属基金属粒子であつて、亜鉛可溶性金属基金属 −亜鉛合金から（ａ）実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を、そこから亜鉛を蒸発分離しそして実質上亜鉛とハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物を生成するよう作用する条件下で約５００〜１１５０℃の間の温度に加熱し；（ｂ）前記金属有価物を焼成するよう作用する条件下で該金属有価物を約８５０〜１２５０℃の間の焼成温度において焼成し；（ｃ）前記焼成金属有価物を約３００〜７００℃の間の温度に冷却し、そして同時に該焼成金属有価物と水素とを該焼成金属有価物を水素化しそして脆化するよう作用する条件下で接触し、それにより脆化金属有価物を形成し；（ｄ）前記脆化金属有価物を非有害反応性雰囲気の下で、少くとも粒子の実質重量が追加的な粒子の減寸なく粉末冶金用途に適当であるような所定の粒寸分布に粉砕し、それにより該金属有価物の粒子を形成し；（ｅ）前記金属有価物粒子を約４００〜７００℃の間の温度において粒子から実質すべての水素含有分を除去するよう作用する条件下で脱水素して、脱水素された金属有価物粒子を生成し；そして（ｆ）前記脱水素粒子と酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される少量の気体とを、該脱水素粒子を不動態化するよう作用する条件の下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含まない不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成することにより調製された前記金属粒子。
６．亜鉛可溶性金属基金属が、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から実質成る請求の範囲第５項記載の金属粒子。
７．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛と亜鉛可溶性金属基金属から実質成る合金である請求の範囲第５項記載の金属粒子。
８．ハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含まずそして粉末冶金用途に好適な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子であつて、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から、（ａ）実質上ハロゲン化物、水素、酸素、窒素及び炭素を含有しない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金の粒子を、粒子形成手段により３０メツシユ未満の粒寸を有する粒子に形成し；（ｂ）前記粒子を約５００〜１１５０℃の間の温度に維持された帯域において加熱しそして同時に該帯域に非有害反応性吹掃ガスの連続流れを導入し、該帯域を、前記粒子から亜鉛を蒸発分離しそして実質上亜鉛とハロゲン化物とを含有せずそして約５〜４０容積％の内部気孔率を有する亜鉛可溶性金属基金属有価物の第１粒子を生成するよう作用する条件下に維持し；（ｃ）前記第１粒子をそれを焼成するよう作用する条件下で約８５０〜１２５０ ℃の間の焼成温度において焼成し；（ｄ）前記焼成第１粒子をほぼ周囲温度と２００℃との間の温度において、酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される少量の気体と、該冷却された焼成第１粒子を不動態化するよう作用する条件下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質上含まない亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し、（ｅ）段階（ａ）での前記金属 −亜鉛合金粒子の形成及び段階（ｃ）での第１粒子の加熱を、段階（ｄ）において生成される不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子に粒子の相当量が追加的粒子の減寸の必要なく粉末冶金に適当であるような粒寸分布を持つよう作用せしめることにより調製された前記金属粒子。
９．亜鉛可溶性金属基金属が、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から実質成る請求の範囲第８項記載の金属粒子。
１０．段階（ａ）において形成される粒子が約１００メツシユの平均粒子寸法を有する請求の範囲第８項記載の金属粒子。
１１．段階（ａ）における粒子の形成が金属−亜鉛合金を粉砕することから成る請求の範囲第８項記載の金属粒子。
１２．段階（ａ）における粒子の形成が前記合金をキヤステイングすることから成る請求の範囲第８項記載の金属粒子。
１３．（ａ）実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を約５００〜１１５０℃の間の温度に維持された蒸留帯域において、該合金から亜鉛を蒸発分離しそして実質上亜鉛とハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物を生成するよう作用する条件下で加熱し；（ｂ）前記金属有価物を約３００〜７００℃の間の温度において該金属有価物を水素化しそして脆化するよう作用する条件下で水素と接触し、それにより脆化した金属有価物を形成し；（ｃ）前記金属有価物粒子を約４００〜７００℃の間の温度において該金属有価物粒子から水素含有分の実質すべてを除去しそして金属有価物脱水素粒子を生成するよう作用する条件下で脱水素し；そして（ｅ）前記脱水素された粒子を、酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される有効量の気体と該脱水素粒子を不動態化するよう作用する条件下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素及び炭素を実質含まない不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成することを包含する、亜鉛可溶性金属基金属− 亜鉛合金から、実質上ハロゲン化物を含まずそして粉末冶金用途に好適な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を製造する方法。
１４．加熱段階（Ａ）が部分真空下で実施される請求の範囲第１３項記載の方法。
１５．加熱段階（ａ）が非有害反応性吹掃ガスの連続流れの下で実施される請求の範囲第１３項記載の方法。
１６．非有害反応性吹掃ガスが、水素、不活性ガス及びその混合物から成る群から選択される請求の範囲第１３項記載の方法。
１７．脱水素段階（ｄ）が部分真空下で実施される請求の範囲第１３項記載の方法。
１８．（ａ）実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を３０メツシユ未満の粒寸を有する不規則な形状の粒子に形成し；（ｂ）前記亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金粒子を約５００〜１１５０℃の間の温度に維持された帯域において、該粒子から亜鉛を蒸発分離しそして実質上亜鉛及びハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物の粒子を生成するよう作用する条件の下で加熱し、（ｃ）前記金属有価物の粒子を、約２００℃より低い温度において酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される少量の気体と該粒子を不動態化するよう作用する条件下で接触し、それによりハロゲン化物を実質上含まない不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し、そして（ｄ）段階（ａ）における粒子の形成及び段階（ｂ）における粒子の加熱を、段階（ｄ）において生成される不動態化粒子にその少くとも相当量が追加的な粒子の減寸なく粉末冶金に適当であるような粒寸分布をとらしめるよう作用せしめることを包含する、亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から、ハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素及び炭素を実質含まずそして粉末冶金用途に好適な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を製造する方法。
１９．加熱段階（ｂ）において生成される亜鉛可溶性金属基金属の粒子が、不動態化段階（ｄ）において粒子を不動態化するに先立つて焼成された亜鉛可溶性金属基金属の粒子を生成する為焼成帯域において約８５０〜１２５０℃の間の焼成温度において該粒子を焼成するよう作用する条件の下で焼成される請求の範囲第１８項記載の方法。
２０．加熱段階（ｂ）が部分真空下で実施される請求の範囲第１８項記載の方法。
２１．加熱段階（ｂ）が非有害反応性吹掃ガスの連続流れの下で実施される請求の範囲第１８項記載の方法。
２２．非有害反応性吹掃ガスが、水素、不活性ガス、及びその混合物から成る群から選択される請求の範囲第２１項記載の方法。
２３．（ａ）不動態化された亜鉛可溶性金属基金属有価物と水素とを、３００〜７００℃の間の温度において金属有価物を水素化しそして脆化するよう作用する条件下で接触し、それにより脆化金属有価物を形成し；（ｂ）前記脆化金属有価物を非有害反応性雰囲気の下で３０メツシユ未満の所定の粒寸に粉砕し、それにより水素化亜鉛可溶性金属基金属有価物の粒子を形成し；（ｃ）前記粒子をそこから実質上すべての水素含有分を除去するよう作用する条件下で約４００〜７００℃の間の温度で脱水素して、脱水素された亜鉛可溶性金属基金属有価物の粒子を生成し；（ｄ）前記脱水素粒子を、酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択される少量の気体と、該脱水素粒子を不動態化するよう作用する条件の下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含まない不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し；そして（ｅ）前記段階（ｂ）における脆化金属有価物の所定粒寸への粉砕を、段階（ｄ）において生成された不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子にその少くとも実質量が追加的な粒子の減寸なく粉末冶金用途に好適な粒寸をとらしめるよう作用せしめることを包含する、不動態化された亜鉛可溶性金属基金属から、ハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含まずそして粉末冶金用途に好適な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を製造する方法。
２４．段階（ｂ）で使用される非有害反応性雰囲気が不活性ガスである請求の範囲第２３項記載の方法。
２５．脱水素段階（ｃ）が非有害反応性吹掃ガスの下で実施される請求の範囲第２３項記載の方法。
２６．脱水素段階（ｃ）が部分真空下で実施される請求の範囲第２３項記載の方法。
２７．約５０ＰＰＭ（重量）未満のハロゲン化物、５００ＰＰＭ未満の水素、酸素、窒素及び炭素そして約５〜４０容積％の内部気孔率を有するものとして特徴づけられる冶金用途に有用な亜鉛可溶性金属基金属から実質成る金属スポンジ。
２８．亜鉛可溶性金属基金属が、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から成る群から選択される請求の範囲第２７項記載の金属スポンジ。
２９．金属がチタンとニツケルとの合金である請求の範囲第２８項記載の金属スポンジ。
３０．金属が約１０ＰＰＭ（重量）未満のハロゲン化物と約１０〜２０％の内部気孔率を有する請求の範囲第２７項記載の金属スポンジ。
３１．金属が約２５００ＰＰＭ（重量）未満の酸素、約４００ＰＰＭ未満の窒素及び約８００ＰＰＭ未満の炭素を含有する請求の範囲第２７項記載の金属スポンジ。
３２．金属が約５０ＰＰＭ（重量）未満の酸素、約９０ＰＰＭ未満の窒素及び約１５０ＰＰＭ未満の炭素を有する請求の範囲第２７項記載の金属スポンジ。
３３．金属が約１０ＰＰＭ（重量）未満のハロゲン化物を有する請求の範囲第２７項記載の金属スポンジ。
３４．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金からハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含有せずそして粉末冶金用途用に好適な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を製造する方法であつて、（ａ）ハロゲン化物を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を約５００〜１１５０℃の間の温度において亜鉛を蒸発除去するよう作用する条件の下で加熱して、亜鉛及びハロゲン化物を実質上含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物を生成し；（ｂ）前記金属有価物を約８５０〜１１５０℃の間の焼成温度にそれを焼成する条件の下で焼成し；（ｃ）前記焼成金属有価物を約３００〜７００℃の間の温度において該焼成金属有価物をそれを水素化しそして脆化するよう作用する条件の下で水素と接触し、それにより脆化した金属有価物を形成し；（ｄ）前記脆化した金属有価物を所定の粒寸分布に非有害反応性雰囲気下で粉砕し、それにより金属有価物の粒子を形成し；（ｅ）前記金属粒子を約４００〜７００℃の間の温度において該粒子から実質全ての水素含有分を除去するよう作用する条件下で脱水素して、脱水素された金属有価物粒子を生成し；（ｆ）前記脱水素粒子と酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択された少量の気体と該脱水素粒子を不動態化するよう作用する条件の下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質含まない不動態化されたＩＶＢ族遷移金属基金属粒子を生成しそして（ｇ）前記段階（ｄ）における所定の粒寸分布への脆化金属有価物の粉砕を、段階（ｆ）において生成された不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子に、その少くとも実質量が追加的な粒子の減寸なく粉末冶金に好適なような粒寸をとらしめるよう作用せしめることを包含する前記金属粒子製造方法。
３５．前記亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛可溶性金属基金属スポンジと亜鉛とから生成される請求の範囲第３４項記載の方法。
３６．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛可溶性金属基金属ハロゲン化物の還元体金属及び亜鉛から成る金属合金による還元から生成される請求の範囲第３４項記載の方法。
３７．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛とＴｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から成る群から選択される亜鉛可溶性金属基金属との合金である請求の範囲第３４項記載の方法。
３８．（ａ）実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を３０メツシユ未満の粒寸を有する粒子に形成し、（ｂ）約５００〜１１５０℃の間の温度に維持された帯域において前記粒子を加熱しそして同時に該帯域中に非有害反応性吹掃ガスの連続流れを導入し、該帯域を前記金属−亜鉛合金粒子から亜鉛を分離蒸発するよう作用する条件下に維持して、亜鉛及びハロゲン化物を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物の第１粒子を生成し；（ｃ）該第１粒子を、それを焼成するよう作用する条件下で約８５０〜１２５０℃の間の焼成温度において加熱し；（ｄ）前記焼成第１粒子を、酸素、窒素及びその混合物から選択される少量の気体と周囲温度と約２００℃との間の温度で該粒子を不動態化するよう作用する条件下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、酸素、窒素及び炭素を実質上含まないＩＶＢ族不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し、そして（ｅ）段階（ａ）における粒子の形成、及び段階（ｃ）における前記第１粒子の加熱を、段階（ｄ）において生成された不動態化粒子に該粒子のほとんどが追加的な粒子の減寸なく粉末冶金用途に適当であるような粒寸分布をとらしめるよう作用せしめる；ことを包含する亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から、ハロゲン化物を実質上含まずそして粉末冶金用途に適当な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を製造する方法。
３９．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛可溶性金属基金属スポンジと亜鉛から生成される請求の範囲第３８項記載の方法。
４０．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が亜鉛可溶性金属基金属ハロゲン化物の還元体金属及び亜鉛から成る金属合金による還元から生成される請求の範囲第３８項記載の方法。
４１．亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金が、亜鉛とＴｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｕ及びその混合物から成る群から選択される亜鉛可溶性金属基金属の合金である請求の範囲第３８項記載の方法。
４２．段階（ｂ）において使用される非有害反応性吹掃ガスが不活性ガスである請求の範囲第３８項記載の方法。
４３．段階（ｂ）における加熱が部分真空下で実施される請求の範囲第３８項記載の方法。
４４．段階（ａ）における粒子形成が前基金属−亜鉛合金を粉砕することから成る請求の範囲第３８項記載の方法。
４５．段階（ａ）における粒子形成が前基金属−亜鉛合金のキヤステイングから成る請求の範囲第３８項記載の方法。
４６．（ａ）実質上ハロゲン化物を含まない亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金を３０メツシユ未満の粒寸を有する粒子に形成し；（ｂ）該粒子を、約５００〜１１５０℃の間の温度に維持された帯域において加熱し、同時に該帯域に非有害反応性吹掃ガスの連続流れを導入し、該帯域を前記粒子から亜鉛を蒸発分離しそして亜鉛及びハロゲン化物を実質含まない亜鉛可溶性金属基金属有価物の第１粒子を生成するよう作用する条件下に維持し；（ｃ）前記第１粒子を、それを焼成するよう作用する条件下で約８５０〜１１５０℃の間の焼成温度で焼成し；（ｄ）前記第１粒子と水素とを約３００〜７００ ℃の間の温度において該第１粒子を水素化しそして脆化するよう作用する条件の下で接触し、それにより脆化した亜鉛可溶性金属基金属有価物を形成し；（ｅ）前記脆化した金属有価物を非有害反応性雰囲気の下で所定の粒寸に粉砕し、それにより亜鉛可溶性金属基金属有価物の第２粒子を形成し；（ｆ）前記第２粒子を約４００〜７００℃の間の温度において該粒子から実質全ての水素含有分を除去するよう作用する条件下で脱水素して、脱水素された亜鉛可溶性金属基金属有価物粒子を生成し；（ｇ）前記脱水素粒子と酸素、窒素及びその混合物から成る群から選択された少量の気体と該脱水素粒子を不動態化するよう作用する条件の下で接触し、それによりハロゲン化物、亜鉛、水素、窒素、酸素及び炭素を実質含まない不動態化された亜鉛可溶性金属基金属粒子を生成し；そして（ｈ）段階（ａ）における粒子の形成、段階（ｃ）における第１粒子の加熱及び段階（ｅ）における所定の粒寸分布への脆化金属有価物の粉砕を、段階（ｇ）において生成された不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子にその少くとも実質量が追加的な粒子の減寸なく粉末冶金用途に好適であるような粒寸分布をとらしめるよう作用せしめることを包含する、ハロゲン化物を実質含有せずそして粉末冶金用途に適当な不動態化亜鉛可溶性金属基金属粒子を亜鉛可溶性金属基金属−亜鉛合金から製造する方法。