JPS62214107A

JPS62214107A - Ｎｉ基球状非晶質金属粒の製造方法

Info

Publication number: JPS62214107A
Application number: JP61054694A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masumoto; 健増本; Akihisa Inoue; 明久井上; Hisamichi Kimura; 久道木村; Yasuhiro Masumoto; 康洋増本; Takao Yokumoto; 貴生浴本
Original assignee: Sailor Pen Co Ltd
Current assignee: Sailor Pen Co Ltd
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-19
Also published as: JPH0440404B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はＮｉ基の球状非晶質金属粒の製造方法に関する
ものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来よりＮｉは耐食性、耐酸化性、高温特性などに優れ
、一般用構造材料から特殊構造材料、航空材、ミサイル
等に至まで広く使用されている。

また、その特性を利用して各種磁性材料としても多く使
用され、更には触媒材料としても広く用いられており、
工業的に極めて重要な金属元素である。しかも、Ｎｉを
含む組成の合金を用いて、液体急冷法により非晶質状態
を有する合金がＮｉ　−Ｐ、Ｎ１−Ｂ、Ｎ１−Ｐ−Ｂ、
Ｎｉ−８ｉ−Ｂ、　　Ｎ１−Ｐｄ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐｄ−８
ｉ、Ｎ１−Ｐｔ−Ｐ、　　Ｎｉ−Ｐｔ−８ｉ、Ｎ１−Ｃ
ｒ−Ｐ、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃ，Ｎ１−ＡＩ−８％Ｎｉ−Ｚｒ
、Ｎｉ−Ｈｆ％Ｎｉ−Ｎｂなどの合金系でえられており
、また、これらの場合の試料のほとんどは全て厚さが１
０〜３０μｍ程度の薄帯であり、液体急冷法の中でも最
も試料の作成が容易な片ロール法、ピストンアンビル法
等によるものであった。

一方、最近では工業的に極めて有用な非晶質の細線材料
が超高速直接製造法により低コストで製造され、更には
、省エネルギーにもなる液体急冷法である回転液中紡糸
法（特開昭５６−１６５０１６号公報参照）により製造
されつつあり、また、Ｎｉ−Ｐｄ−８ｉ、Ｎ１−Ｐｄ−
Ｐの合金系によって断面の真円度が９０％以上で、線径
斑が４％以下の非常に均一な形状を有している高品質の
金属細線が連続的に製造される。（特開昭６０−５９０
３２号公報参照）しかしながら、このようにして得られる薄帯状材料や細
線状材料はこれらの有する形状からして用途に制約があ
り、バルク材への加工が難しく、また、工業的に有用な
球状金属粒への加工も難しい。

また、非晶質の球状金属粒を得る方法として、溶融金属
を冷却水の中に滴下したり、溶融金属をフィルターや網
、回転板、ジェット流などにより分断して液中にて冷却
したり、溶融金属を冷却水中に設けた網や回転板などに
より分断して球状化することなどが行われている。さら
に、アトマイズ法、ディスク急冷法１回転液中噴出法な
どにより得られている。

しかし、溶融金属を冷却水中に滴下する方法では量産性
に乏しく、また、その他の方法では機械的に複雑になり
やすいなどの欠点がある。そして、これらの方法により
得られるものの粒径は小さくて粉末状に近いものであり
、大きな粒径のものは得られていない。

〔発明の目的〕

そこで本発明はこれらの事情に鑑みて、工業的に極めて
有用な大きな粒径のＮｉ基線球状非晶質金属粒簡単で量
産性よく製造できる方法を提供することを目的とするも
のである。

〔発明の構成〕

本発明者らは、特定の組成からなるＮｉ基合金を溶融状
態から攪拌機により一定方向に回転する冷却水中に連続
的に注入すると、粒径が大きくて真球度が高く、しかも
粒径分布のバラツキが小さいＮｉ基線球状非晶質金属粒
量産性よく得られることを見い出し、本発明を完成した
。

すなわち、組成範囲はＳｉが５〜１５原子％、Ｂが１０
〜２５原子％、白金族元素Ｐｄ、　Ｐｔ、Ｉｒ、　Ｒｕ
、　Ｒｈ％Ｏｓの単独もしくは二以上の元素が０．１〜
２２原子％で、残部が実質的にＮｉの合金からなる。ま
た、これらの組成において、例えば、ノズル径が約０．
０６〜２．０　ｍｍ、溶融金属の流速が約３〜２２ｍ／
ｓ、冷却水の流速が０．０１〜約２２ｍ／ｓの条件下で
、溶融金属を冷却水中に連続的に注入することにより、
粒径が約０．０６〜２．０ＬＩＩＩ１１の真球度の高い
球状非晶質金属粒が得られる６特に真球度が高く粒径分
布のバラツキの小さい球状非晶質金属粒を得るには、ノ
ズル孔の形状は円形あるいは多角形であることが望まし
く、楕円の場合は長径と短径との比が約２：１以内であ
ることが必要であり、約３＝二以上になると真球度が低
下する。平ノズルにおいても同様である。また、冷却水
の流速をノズルより注入される溶融金属の流速と同速に
するか、またはそれ以下にすることが望まれる。溶融金
属流の連続性はノズル径や溶融金属の流速などの影響を
受けるが、少なくとも約０．５二以上の長さであること
が望まれる。

溶融金属流の長さが約０．５（！１１以下になると、粒
径分布のバラツキが大きくなり、好ましくない。さらに
、ノズルより注入される溶融金属流と冷却水面との角度
は１５度以上が好ましい。

このように、溶融金属を冷却水中に連続的に注入するの
みであるから、簡単かつ大量に製造することができる。

次に、組成範囲の限定理由について説明すると、Ｓｉの
含有量は、前述のとおり５〜１５原子％であることが必
要であるが、更には７〜１０原子％が好ましい。Ｓｉ量
が５〜１５原子％の範囲を逸脱すると、非晶質形成能が
著しく低下する。Ｂ量も同様に１０〜２５原子％の範囲
を逸脱すると、非晶質形成能が著しく低下する。また、
Ｐｄやｐｔなとの白金族元素が０．１〜２２原子％であ
ることが必要であるが、更には５〜１５原子％が好まし
い。この量が２２原子％を超えると非晶質状態ではある
ものの１球状化しにくくなり真球度や硬度が低下する。

逆に、５ＪＪｌ子％以下では非晶質形成能が著しく低下
する。そして、残部は実質的にＮｉよりなるが１通常の
工業材料中に存在する程度の不純物が含まれていてもよ
く、更には、機械的性質を向上させるために、Ｗ、Ｃｏ
、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉなど
を添加したり。

ＷＣ，ＴｉＣなどを分散させることを妨げない。

本発明により得られる球状粒の真球度は非常に優れ、少
なくとも９５％以上の真球度を有する。

そして、この球状粒は、冷間加工を連続して行うことが
でき、寸法精度および機械的性質をより向上させるため
には、ラッピングなどの加工を施せば良く、必要に応じ
て焼き鈍しなどの熱処理をも行うことができる。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

第１表に示す各種組成よりなる合金の溶湯を炉体１内に
充填する。炉体１の底面には内径が０．１ｍｍのノズル
２が取付けられており、上面より４ｋｇ／ｄのアルゴン
ガスで加圧する。冷却槽３内には例えば４℃の冷却水が
入っており、攪拌機４によって攪拌されて、冷却水は１
．３ｍ／ｓ程度の流速で回転する。しかして、ノズル２
のストッパーを開けると溶湯は約４２０　ｍ／ｍｉｎの
噴出速度で冷却水内に注入され、第１表に示す通りの金
属粒が得られた。

第１表第１表から明らかなごとく、実施例１〜５は合金組成が
適正範囲内にあり、真球度が高く、粒径分布のバラツキ
が小さい非晶質金属粒が得られた。

これに対して、比較例１は、Ｐｄ量が多量のため非晶質
ではあるが真球度が低く１粒径分布のバラツキも大きく
なっている。また、比較例２は、ＳｉやＢの量が適正組
成範囲を逸脱しており、結晶質となり真球度が低く、粒
径分布のバラツキも大きい。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、Ｎｉ基球状非晶
質金属粒を簡単かつ大量に製造でき、これによって得ら
れる球状非晶質金属粒は、良好な真球度と大きな粒径お
よびバラツキの小さな粒径分布をもち、工業的に極めて
有用であり、ベアリング、ボールペンチップ、充填材、
ブラスト材、。

成形材料、焼結材料などに幅広く使用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に使用される装置の一例を示す断
面図である。１・・・炉体　　２・・・ノズル　　３・・・冷却槽４
・・・攪拌機

Claims

【特許請求の範囲】

Ｓｉが５〜１５原子％、Ｂが１０〜２５原子％、白金族
元素Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓの単独もしく
は二以上の元素が０．１〜２２原子％、残部が実質的に
Ｎｉの合金よりなる溶融金属を攪拌機により一定方向に
回転する冷却水中に連続的に注入することを特徴とする
Ｎｉ基球状非晶質金属粒の製造方法。