JPS6214201B2 - - Google Patents
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- JPS6214201B2 JPS6214201B2 JP25035883A JP25035883A JPS6214201B2 JP S6214201 B2 JPS6214201 B2 JP S6214201B2 JP 25035883 A JP25035883 A JP 25035883A JP 25035883 A JP25035883 A JP 25035883A JP S6214201 B2 JPS6214201 B2 JP S6214201B2
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Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
この発明は、粉末治金に好適な金属粉末の製造
法に関するものである。 従来、粉末治金の原料としての金属粉末は、ガ
スアトマイズ法、水アトマイズ法、回転電極法、
スプラツトクエンチ法（冷却された金属ロールを
回転させ、それに溶湯を滴下する方法）等の方法
によつて作られているが、これらの方法ではそれ
ぞれ次の如き欠点がある。 ガスアトマイズ法は、製造時の粉末冷却速度が
103℃／sec.と遅く、微細で均一な結晶組織が得
難く、又、粒度のコントロールが難しい。 水アトマイズ法では、冷却速度はガスアトマイ
ズ法よりも速いものの、水との反応により粉末表
面が酸化されてしまう。 回転電極法は粉末の冷却速度が遅い。 スプラツトクエンチ法では、冷却速度は速い
が、粉末形状がフレーク状となり、見掛密度が低
くなり、成形時の充填性が悪いという欠点があ
る。 したがつて、この発明の目的は、従来の金属粉
末製造法の欠点を解消し、冷却速度が速いため
に、結晶組織が微細かつ均一であり、しかも、表
面酸化も少ない粉末が得られ、粒度コントロール
の行ない易い金属粉末製造法である。 本発明者らは、上記のような金属粉末の製造法
について、種々検討の結果、ガスアトマイズ法の
ように、高速の圧縮ガス流中に金属溶湯を滴下ま
たはノズルで吹き出すのではなく、不活性ガス流
と金属溶湯とを、多孔質耐火性板状体を介して接
触させること、詳言すれば、多孔質耐火性板状体
を通して不活性ガスを噴出させ、この噴出面に金
属溶湯を流し、多孔質耐火性板状体の噴出面にお
いて、高速の不活性ガス噴流と金属溶湯とを衝突
させることにより、前記目的が達成できることを
見い出した。 この発明は、上記の知見に基いて更に種々実
験、検討を重ねた結果、発明されたものであり、
水平面に対し傾斜して設けられた、多孔質金属焼
結体又は多孔質セラミツクス製の板状体を通して
不活性ガスを噴出させ、この傾斜した噴出面に金
属溶湯を流し、溶湯を飛散、冷却することを特徴
とする金属粉末の製造法である。 以下、この発明の方法の概略を第１図により説
明する。 不活性ガス噴出ノズル８の上端に嵌め込まれ、
水平面に対し傾斜して設けられた、多孔質金属焼
結体又は多孔質セラミツクス製の板状体１の下面
へ、不活性ガス導入口６及び不活性ガス導管７か
ら高圧の不活性ガスを導入することにより、前記
多孔質板状体の上面であるガス噴出面２を通して
高速の不活性ガスを噴出させる。一方、ヒーター
５により金属の溶融温度以上の温度に加熱された
るつぼ４から金属溶湯３を、この傾斜したガス噴
出面２に流し、ガス噴出面２における金属溶湯３
と高速のガス噴流との衝突により溶湯を飛散、微
粒９化し、熱輻射及び不活性ガスへの熱伝導によ
りこれを急冷凝固することによつて、金属粉末を
製造する。 この発明に用いる多孔質金属焼結体又は多孔質
セラミツクス製の板状体とは、例えば、粒径の均
一な、鉄のような金属粉末、又は、グラフアイ
ト、炭化珪素のようなセラミツクス原料粉末を板
状体に成形し、粉末間の空隙が消滅しない程度の
温度で焼結することにより得られる板状体であ
る。この多孔質板状体の気孔径は、焼結原料粉末
の粒径、成形圧及び焼結温度を変えることにより
種々のものが得られるし、又、一方、後述するよ
うに、多孔質板状体の気孔径を変えることによつ
て、望みの粒径の金属粉末を得ることができる。
したがつて、多孔質板状体の気孔径は、金属粉末
の所望とする粒度に応じて適宜選択すればよいの
であるが、20〜200μｍの気孔径が望ましい。こ
れは、20μｍ未満の気孔径では、十分なガス流量
が得られず、又200μｍを上廻る場合には、作ら
れる粉末の粒度は多孔質板状体の気孔径で決まら
ず、微粒化のメカニズムはガスアトマイズのそれ
と同じものになつてしまうからである。又、前記
の多孔質板状体の気孔率は10〜70容量％が望まし
い。これは、10％未満では十分なガス流量が得ら
れず、又、70％を越えると、強度不足でガスの圧
力に耐えられないからである。 前記の多孔質板状体は、水平面に対して傾斜し
て設けられるが、これは、流れて来る金属溶湯の
ガス噴出面上の厚さが均一になるように、ひいて
は、ガス噴出面から飛散される飛散粒の粒径が均
一になるために必須の要件である。この、水平面
からの傾斜角度は、５〜45゜が望ましい。これ
は、５゜未満では溶湯の流れが不十分であり、
又、45゜以上では溶湯は微粒化せずに流出又は飛
散してしまうからである。 この発明に用いる不活性ガスとして、金属の溶
融温度以上の温度で金属と反応しないガスであれ
ば、任意のものが使用できるが、例えば、アルゴ
ン等が使用できる。 又、不活性ガスを噴出させるための圧力は５〜
70Kg/cm2（ゲージ圧）が望ましい。 溶湯の流量は、多孔質板状体のガス噴出面の表
面積や不活性ガスの圧力にもよるが、噴出面１cm2
当り１〜５/secが好ましい。 そして、上記の粉末製造過程において、多孔質
板状体上を流れる溶湯は、流動中に多数の孔から
噴出するガスにより均一な大きさに分断された
後、高速ガス流に乗つて飛散する。この方法で
は、溶湯とガスとの接触効率は非常に高く、熱交
換が高速で行なわれる。この結果、冷却速度が速
いため、結晶組織が微細で均一であり、しかも粒
径が均一な金属粉末が得られる。又、得られた金
属粉末は球形である。更に、使用する多孔質板状
体の気孔径を変えることによつて、望みの粒径の
粉末を得ることができる。 以下、実施例及び比較例を挙げて、この発明の
構成及び効果をより詳細に説明する。 実施例 水平面に対し傾斜して設けられ、平均気孔径が
第１表記載の通りであり、均一な気孔径を有する
多孔質焼結体製、多孔質グラフアイト焼結体製、
及び多孔質炭化珪素焼結体製の板状体（傾斜角度
はすべて15゜）をそれぞれ通して、それぞれ５及
び10Kg/cm2の圧力でアルゴンガスを噴出させ、こ
の噴出面に1100℃に加熱して溶融させた銅―鉛合
金溶湯を流し、粉末を製造した。原料の銅―鉛合
金の組成は、Cu―20％Pb、Cu―30％Pb、Cu―
40％Pbの３種類である。なお、上記の各多孔質
焼結体製板状体の気孔率は、40容量％であり、溶
湯の流量は２/cm2secである。 この発明の方法で製造された粉末について、そ
の平均粒径、形状、見掛密度及び酸素含有量を観
察又は測定し、更に凝固時の推定冷却速度を算出
した。これらの結果を第１表に示す。 なお、凝固時の推定冷却速度は、粉末断面のデ
ンドライト組織の大きさを測定して、算出した
（これは比較例についても同様である。）。 比較例 Cu―30％Pbの組成の合金溶湯を原料に用い
て、それぞれ第２表記載の、ガスアトマイズ法
（溶湯ノズルより流下する溶湯流に圧力10Kg/cm2の
アルゴンガスを作用させる方法）及び水アトマイ
ズ法（溶湯ノズルより流下する溶湯流に圧力200
Kg/cm2の水ジエツトを作用させる方法）により粉
末を製造した。溶湯温度は1100℃である。これら
の方法で得られた粉末についての性状及びこれら
の方法の凝固時の推定冷却速度を第２表に示す。 なお、第２表中の粉末形状の亜球形とは、球の
一部が陥没又は突起したり、涙滴形に変形した形
状である。
法に関するものである。 従来、粉末治金の原料としての金属粉末は、ガ
スアトマイズ法、水アトマイズ法、回転電極法、
スプラツトクエンチ法（冷却された金属ロールを
回転させ、それに溶湯を滴下する方法）等の方法
によつて作られているが、これらの方法ではそれ
ぞれ次の如き欠点がある。 ガスアトマイズ法は、製造時の粉末冷却速度が
103℃／sec.と遅く、微細で均一な結晶組織が得
難く、又、粒度のコントロールが難しい。 水アトマイズ法では、冷却速度はガスアトマイ
ズ法よりも速いものの、水との反応により粉末表
面が酸化されてしまう。 回転電極法は粉末の冷却速度が遅い。 スプラツトクエンチ法では、冷却速度は速い
が、粉末形状がフレーク状となり、見掛密度が低
くなり、成形時の充填性が悪いという欠点があ
る。 したがつて、この発明の目的は、従来の金属粉
末製造法の欠点を解消し、冷却速度が速いため
に、結晶組織が微細かつ均一であり、しかも、表
面酸化も少ない粉末が得られ、粒度コントロール
の行ない易い金属粉末製造法である。 本発明者らは、上記のような金属粉末の製造法
について、種々検討の結果、ガスアトマイズ法の
ように、高速の圧縮ガス流中に金属溶湯を滴下ま
たはノズルで吹き出すのではなく、不活性ガス流
と金属溶湯とを、多孔質耐火性板状体を介して接
触させること、詳言すれば、多孔質耐火性板状体
を通して不活性ガスを噴出させ、この噴出面に金
属溶湯を流し、多孔質耐火性板状体の噴出面にお
いて、高速の不活性ガス噴流と金属溶湯とを衝突
させることにより、前記目的が達成できることを
見い出した。 この発明は、上記の知見に基いて更に種々実
験、検討を重ねた結果、発明されたものであり、
水平面に対し傾斜して設けられた、多孔質金属焼
結体又は多孔質セラミツクス製の板状体を通して
不活性ガスを噴出させ、この傾斜した噴出面に金
属溶湯を流し、溶湯を飛散、冷却することを特徴
とする金属粉末の製造法である。 以下、この発明の方法の概略を第１図により説
明する。 不活性ガス噴出ノズル８の上端に嵌め込まれ、
水平面に対し傾斜して設けられた、多孔質金属焼
結体又は多孔質セラミツクス製の板状体１の下面
へ、不活性ガス導入口６及び不活性ガス導管７か
ら高圧の不活性ガスを導入することにより、前記
多孔質板状体の上面であるガス噴出面２を通して
高速の不活性ガスを噴出させる。一方、ヒーター
５により金属の溶融温度以上の温度に加熱された
るつぼ４から金属溶湯３を、この傾斜したガス噴
出面２に流し、ガス噴出面２における金属溶湯３
と高速のガス噴流との衝突により溶湯を飛散、微
粒９化し、熱輻射及び不活性ガスへの熱伝導によ
りこれを急冷凝固することによつて、金属粉末を
製造する。 この発明に用いる多孔質金属焼結体又は多孔質
セラミツクス製の板状体とは、例えば、粒径の均
一な、鉄のような金属粉末、又は、グラフアイ
ト、炭化珪素のようなセラミツクス原料粉末を板
状体に成形し、粉末間の空隙が消滅しない程度の
温度で焼結することにより得られる板状体であ
る。この多孔質板状体の気孔径は、焼結原料粉末
の粒径、成形圧及び焼結温度を変えることにより
種々のものが得られるし、又、一方、後述するよ
うに、多孔質板状体の気孔径を変えることによつ
て、望みの粒径の金属粉末を得ることができる。
したがつて、多孔質板状体の気孔径は、金属粉末
の所望とする粒度に応じて適宜選択すればよいの
であるが、20〜200μｍの気孔径が望ましい。こ
れは、20μｍ未満の気孔径では、十分なガス流量
が得られず、又200μｍを上廻る場合には、作ら
れる粉末の粒度は多孔質板状体の気孔径で決まら
ず、微粒化のメカニズムはガスアトマイズのそれ
と同じものになつてしまうからである。又、前記
の多孔質板状体の気孔率は10〜70容量％が望まし
い。これは、10％未満では十分なガス流量が得ら
れず、又、70％を越えると、強度不足でガスの圧
力に耐えられないからである。 前記の多孔質板状体は、水平面に対して傾斜し
て設けられるが、これは、流れて来る金属溶湯の
ガス噴出面上の厚さが均一になるように、ひいて
は、ガス噴出面から飛散される飛散粒の粒径が均
一になるために必須の要件である。この、水平面
からの傾斜角度は、５〜45゜が望ましい。これ
は、５゜未満では溶湯の流れが不十分であり、
又、45゜以上では溶湯は微粒化せずに流出又は飛
散してしまうからである。 この発明に用いる不活性ガスとして、金属の溶
融温度以上の温度で金属と反応しないガスであれ
ば、任意のものが使用できるが、例えば、アルゴ
ン等が使用できる。 又、不活性ガスを噴出させるための圧力は５〜
70Kg/cm2（ゲージ圧）が望ましい。 溶湯の流量は、多孔質板状体のガス噴出面の表
面積や不活性ガスの圧力にもよるが、噴出面１cm2
当り１〜５/secが好ましい。 そして、上記の粉末製造過程において、多孔質
板状体上を流れる溶湯は、流動中に多数の孔から
噴出するガスにより均一な大きさに分断された
後、高速ガス流に乗つて飛散する。この方法で
は、溶湯とガスとの接触効率は非常に高く、熱交
換が高速で行なわれる。この結果、冷却速度が速
いため、結晶組織が微細で均一であり、しかも粒
径が均一な金属粉末が得られる。又、得られた金
属粉末は球形である。更に、使用する多孔質板状
体の気孔径を変えることによつて、望みの粒径の
粉末を得ることができる。 以下、実施例及び比較例を挙げて、この発明の
構成及び効果をより詳細に説明する。 実施例 水平面に対し傾斜して設けられ、平均気孔径が
第１表記載の通りであり、均一な気孔径を有する
多孔質焼結体製、多孔質グラフアイト焼結体製、
及び多孔質炭化珪素焼結体製の板状体（傾斜角度
はすべて15゜）をそれぞれ通して、それぞれ５及
び10Kg/cm2の圧力でアルゴンガスを噴出させ、こ
の噴出面に1100℃に加熱して溶融させた銅―鉛合
金溶湯を流し、粉末を製造した。原料の銅―鉛合
金の組成は、Cu―20％Pb、Cu―30％Pb、Cu―
40％Pbの３種類である。なお、上記の各多孔質
焼結体製板状体の気孔率は、40容量％であり、溶
湯の流量は２/cm2secである。 この発明の方法で製造された粉末について、そ
の平均粒径、形状、見掛密度及び酸素含有量を観
察又は測定し、更に凝固時の推定冷却速度を算出
した。これらの結果を第１表に示す。 なお、凝固時の推定冷却速度は、粉末断面のデ
ンドライト組織の大きさを測定して、算出した
（これは比較例についても同様である。）。 比較例 Cu―30％Pbの組成の合金溶湯を原料に用い
て、それぞれ第２表記載の、ガスアトマイズ法
（溶湯ノズルより流下する溶湯流に圧力10Kg/cm2の
アルゴンガスを作用させる方法）及び水アトマイ
ズ法（溶湯ノズルより流下する溶湯流に圧力200
Kg/cm2の水ジエツトを作用させる方法）により粉
末を製造した。溶湯温度は1100℃である。これら
の方法で得られた粉末についての性状及びこれら
の方法の凝固時の推定冷却速度を第２表に示す。 なお、第２表中の粉末形状の亜球形とは、球の
一部が陥没又は突起したり、涙滴形に変形した形
状である。
【表】
【表】
【表】
第１及び２表に示された結果から、この発明の
製造法により得られた銅―鉛合金粉末は、従来法
である不活性ガスによるガスアトマイズ法で得ら
れたものと比較しても、酸素含有量は少ない。
又、冷却速度は、水アトマイズ法よりも速く、し
たがつて、微細な結晶組織の粉末が得られる。さ
らに、形状は球状であり、そのため見掛密度は高
い。平均粒径は、第１表の結果から明きらかなよ
うに、多孔質板状体の気孔径を変えることにより
コントロールできることがわかる。 この発明の方法は、実施例に例示した銅―鉛合
金だけでなく、例えば、添加元素濃度を高くした
アルミニウム合金など、急冷凝固や粉末表面の高
い純度が要求される全ての金属粉末の製造に適す
るものである。
製造法により得られた銅―鉛合金粉末は、従来法
である不活性ガスによるガスアトマイズ法で得ら
れたものと比較しても、酸素含有量は少ない。
又、冷却速度は、水アトマイズ法よりも速く、し
たがつて、微細な結晶組織の粉末が得られる。さ
らに、形状は球状であり、そのため見掛密度は高
い。平均粒径は、第１表の結果から明きらかなよ
うに、多孔質板状体の気孔径を変えることにより
コントロールできることがわかる。 この発明の方法は、実施例に例示した銅―鉛合
金だけでなく、例えば、添加元素濃度を高くした
アルミニウム合金など、急冷凝固や粉末表面の高
い純度が要求される全ての金属粉末の製造に適す
るものである。
第１図は、この発明の金属粉末製造法の概略図
である。 １…多孔質板状体、２…ガス噴出面、３…金属
溶湯、９…飛散粒。
である。 １…多孔質板状体、２…ガス噴出面、３…金属
溶湯、９…飛散粒。
Claims (1)
- １ 水平面に対し傾斜して設けられた、多孔質金
属焼結体又は多孔質セラミツクス製の板状体を通
して不活性ガスを噴出させ、この傾斜した噴出面
に金属溶湯を流し、溶湯を飛散、冷却することを
特徴とする金属粉末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25035883A JPS60141807A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 金属粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25035883A JPS60141807A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 金属粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141807A JPS60141807A (ja) | 1985-07-26 |
| JPS6214201B2 true JPS6214201B2 (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=17206726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25035883A Granted JPS60141807A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 金属粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141807A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422901U (ja) * | 1987-07-30 | 1989-02-07 | ||
| JPH0249613A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Nippon Steel Corp | 加熱装置付容器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231107A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Alum Funmatsu Yakin Gijutsu Kenkyu Kumiai | Ａｌ合金粉末の製造法 |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP25035883A patent/JPS60141807A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422901U (ja) * | 1987-07-30 | 1989-02-07 | ||
| JPH0249613A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Nippon Steel Corp | 加熱装置付容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60141807A (ja) | 1985-07-26 |
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