JPS6225722B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6225722B2 JPS6225722B2 JP56103369A JP10336981A JPS6225722B2 JP S6225722 B2 JPS6225722 B2 JP S6225722B2 JP 56103369 A JP56103369 A JP 56103369A JP 10336981 A JP10336981 A JP 10336981A JP S6225722 B2 JPS6225722 B2 JP S6225722B2
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- JP
- Japan
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- molten metal
- rotating body
- rolls
- metal
- rotating
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- Expired
Links
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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
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は非晶質金属粉の製造方法の改良に係
る。 （従来技術と解決すべき問題点） 非晶質金属粉は耐食材料、高強度高靭性材料、
軟磁性材料の原料に用いられるほか触媒等に使用
され、その製造方法としては溶融金属を霧状にし
たのち冷却液によつて冷却し、急冷凝固させる方
法があり、或いはリボン状の非晶質金属を機械的
に粉砕する方法が提案されている。しかしながら
冷却液によつて急冷する前者の方法では得られる
冷却速度には限界があるので非晶質粉末とするこ
との出来る金属の化学組成は狭い範囲に限られ、
また大きな粒子は非晶質になり難く、後者の方法
では非晶質金属特有の大きい靭性のため粉砕が容
易でない等の問題点がある。 本発明は上記のような問題点を解決し、広い化
学組成範囲にわたつて溶融金属から容易に非晶質
金属粉を製造する方法を提供することを目的とす
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は非晶質金属粉の製造方法において、 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有し
微小な間隙をもつて相対向するロール面が下方へ
向かつて２ｍ／秒以上の周速度で回転している双
ロールの間隙に、溶融金属をノズルを経由して落
下させて該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し
たのち高速で放出し、 引き続いて該溶融金属滴を10ｍ／秒以上の周速
度で回転する金属製の円筒状または円柱状の回転
体の外周面に衝突飛散させて急冷凝固させること
を特徴とする非晶質金属粉の製造方法に係る。 （作用） 本発明者は非晶質の金属粉を得る方法について
種々研究を続けた結果、高速回転している双ロー
ルの間隙に溶融金属を落下させ、その落下速度よ
り著しく速いロール周速度によつて溶融金属を負
圧にすることによりキヤビテーシヨンを発生さ
せ、溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、引続
いてこれを高速回転している金属製ドラムの如き
回転体の外周面に衝突させて臨界冷却速度以上の
速度で冷却し、飛散させる方法により溶融金属を
直接に非晶質の粉末とすることに成功した。 上記のロールは表面が溶融金属を付着し難く、
かつ瞬間的に微粒子に分断して高速で放出できる
ためには溶融金属に対していわゆる濡れ性の小さ
な、換言すれば濡れ難い材料から成るか、或いは
少なくとも表面層は濡れ性の小さな材料から成る
ことが必要であり、黒鉛もしくはTiN、Si3N4、
SiC、Al2O3等のセラミツクス製のもの、または
表面にこれらの層を有するものが適当である。 またロールは溶融金属を効率よく微細な溶融滴
に分断すると共に高速で一様な方向へ放出できる
ためには狭いロール間隔で相対向する２個のロー
ルの組、所謂双ロールが良く、ロール間隙近くに
溶融金属を供給してやれば狭いロール間隙を通過
する間に相対向して高速回転しているロール表面
の間で容易に負圧になつてキヤビテーシヨンを生
ずると共に、両ロールの遠心力によつて容易にか
つ一層微細に溶融状態のまま分断されて高速で放
出されることになる。両ロール間隔は0.3mm以下
とすればその効果は大きい。二つのロールは同径
かつ同一周速度であれば両ロール中心を結ぶ線に
直角な方向へ放出されるので次工程の回転体の外
周面に衝突させるのに便である。回転するロール
の周速度は２ｍ／秒以下ではキヤビテーシヨンを
生じ難いので、ロールの周速度は２ｍ／秒以上と
することが重要である。 上記の如くに回転双ロールによつて分断され高
速で一様な方向へ放出された微細な溶融金属滴は
次に、その下方にある回転体の外周面に衝突して
急速に凝固冷却して非晶質粉末になり、速やかに
飛散される。このとき非晶質とするのに必要な冷
却速度は金属の化学組成によつて異なるが、その
臨界冷却速度は例えばおよそ106℃／秒のオーダ
ーであると考えられる。 回転ドラムのごとき回転体を銅もしくは銅合金
または鋼製とし、かつ充分な熱容量を持たせてお
き周速度を10ｍ／秒以上になるように回転させて
おいて、これに溶融金属滴を衝突させるとかなり
の広範囲の化学組成の溶融金属を前記臨界冷却速
度を超える冷却速度で冷却させ、非晶質金属とし
て凝固させることができる。この場合、衝突面す
なわち冷却面は回転体の外周面としたので冷却面
の移動速度が大きく、かつ一様であるから溶融金
属滴は一様に冷却されて全体として均質な粉末が
えられ、或いは遠心力の作用によつて飛散するの
で冷却面に付着し難く、従つて回転体の温度上昇
も少ない。なお回転体は中空円筒体でも円柱体で
もよい。 次ぎに添付図面を参照して本発明の実施態様に
ついて説明する。 るつぼ１の中には溶融金属が入つており、るつ
ぼの底の湯口からノズル３をとおして、その下方
に設けられた２個のロール４ａ，４ｂより成る分
断用双ロール４の間隙に溶融金属２が供給され
る。ロール４は図示しない駆動装置によつて高速
回転されるようになつており、ノズル３は水冷ジ
ヤケツト５によつて外部から水冷して溶損しない
ようにしておくとよい。 双ロール４の下方に冷却用の回転体７が設けら
れていて、ロール４で分断された溶融金属滴６が
回転体７の外周面に衝突して急速に凝固冷却され
速やかに飛散されるようにしてある。回転体７は
第１図に示すような回転円柱体７ａまたは第２図
に示すような中央から左右対称に截頭円錐面を有
する形状の回転体７ｂでもよく、このようにする
と回転体７ｂの衝突面を双ロールの出口に近づけ
ることができて好都合である。 回転体７の下方には非晶質金属粉８を収容する
容器９を備えておく。 なお、本発明では溶融金属滴は冷却凝固したの
ち速やかに飛散されるので冷却用回転体の加熱は
少ないが、非晶質金属粉を連続的に製造するに当
つては回転体７を強制冷却しながら操業してもよ
い。 （実施例） 次に第１図に示す装置を使用して本発明の方法
を実施した例について説明する。 第１表に示す溶融金属を石英管製のノズル３を
経由して黒鉛製ロール４ａ，４ｂの間隙に向けて
供給した。
る。 （従来技術と解決すべき問題点） 非晶質金属粉は耐食材料、高強度高靭性材料、
軟磁性材料の原料に用いられるほか触媒等に使用
され、その製造方法としては溶融金属を霧状にし
たのち冷却液によつて冷却し、急冷凝固させる方
法があり、或いはリボン状の非晶質金属を機械的
に粉砕する方法が提案されている。しかしながら
冷却液によつて急冷する前者の方法では得られる
冷却速度には限界があるので非晶質粉末とするこ
との出来る金属の化学組成は狭い範囲に限られ、
また大きな粒子は非晶質になり難く、後者の方法
では非晶質金属特有の大きい靭性のため粉砕が容
易でない等の問題点がある。 本発明は上記のような問題点を解決し、広い化
学組成範囲にわたつて溶融金属から容易に非晶質
金属粉を製造する方法を提供することを目的とす
る。 （問題点を解決するための手段） この発明は非晶質金属粉の製造方法において、 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有し
微小な間隙をもつて相対向するロール面が下方へ
向かつて２ｍ／秒以上の周速度で回転している双
ロールの間隙に、溶融金属をノズルを経由して落
下させて該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し
たのち高速で放出し、 引き続いて該溶融金属滴を10ｍ／秒以上の周速
度で回転する金属製の円筒状または円柱状の回転
体の外周面に衝突飛散させて急冷凝固させること
を特徴とする非晶質金属粉の製造方法に係る。 （作用） 本発明者は非晶質の金属粉を得る方法について
種々研究を続けた結果、高速回転している双ロー
ルの間隙に溶融金属を落下させ、その落下速度よ
り著しく速いロール周速度によつて溶融金属を負
圧にすることによりキヤビテーシヨンを発生さ
せ、溶融金属を微細な溶融金属滴に分断し、引続
いてこれを高速回転している金属製ドラムの如き
回転体の外周面に衝突させて臨界冷却速度以上の
速度で冷却し、飛散させる方法により溶融金属を
直接に非晶質の粉末とすることに成功した。 上記のロールは表面が溶融金属を付着し難く、
かつ瞬間的に微粒子に分断して高速で放出できる
ためには溶融金属に対していわゆる濡れ性の小さ
な、換言すれば濡れ難い材料から成るか、或いは
少なくとも表面層は濡れ性の小さな材料から成る
ことが必要であり、黒鉛もしくはTiN、Si3N4、
SiC、Al2O3等のセラミツクス製のもの、または
表面にこれらの層を有するものが適当である。 またロールは溶融金属を効率よく微細な溶融滴
に分断すると共に高速で一様な方向へ放出できる
ためには狭いロール間隔で相対向する２個のロー
ルの組、所謂双ロールが良く、ロール間隙近くに
溶融金属を供給してやれば狭いロール間隙を通過
する間に相対向して高速回転しているロール表面
の間で容易に負圧になつてキヤビテーシヨンを生
ずると共に、両ロールの遠心力によつて容易にか
つ一層微細に溶融状態のまま分断されて高速で放
出されることになる。両ロール間隔は0.3mm以下
とすればその効果は大きい。二つのロールは同径
かつ同一周速度であれば両ロール中心を結ぶ線に
直角な方向へ放出されるので次工程の回転体の外
周面に衝突させるのに便である。回転するロール
の周速度は２ｍ／秒以下ではキヤビテーシヨンを
生じ難いので、ロールの周速度は２ｍ／秒以上と
することが重要である。 上記の如くに回転双ロールによつて分断され高
速で一様な方向へ放出された微細な溶融金属滴は
次に、その下方にある回転体の外周面に衝突して
急速に凝固冷却して非晶質粉末になり、速やかに
飛散される。このとき非晶質とするのに必要な冷
却速度は金属の化学組成によつて異なるが、その
臨界冷却速度は例えばおよそ106℃／秒のオーダ
ーであると考えられる。 回転ドラムのごとき回転体を銅もしくは銅合金
または鋼製とし、かつ充分な熱容量を持たせてお
き周速度を10ｍ／秒以上になるように回転させて
おいて、これに溶融金属滴を衝突させるとかなり
の広範囲の化学組成の溶融金属を前記臨界冷却速
度を超える冷却速度で冷却させ、非晶質金属とし
て凝固させることができる。この場合、衝突面す
なわち冷却面は回転体の外周面としたので冷却面
の移動速度が大きく、かつ一様であるから溶融金
属滴は一様に冷却されて全体として均質な粉末が
えられ、或いは遠心力の作用によつて飛散するの
で冷却面に付着し難く、従つて回転体の温度上昇
も少ない。なお回転体は中空円筒体でも円柱体で
もよい。 次ぎに添付図面を参照して本発明の実施態様に
ついて説明する。 るつぼ１の中には溶融金属が入つており、るつ
ぼの底の湯口からノズル３をとおして、その下方
に設けられた２個のロール４ａ，４ｂより成る分
断用双ロール４の間隙に溶融金属２が供給され
る。ロール４は図示しない駆動装置によつて高速
回転されるようになつており、ノズル３は水冷ジ
ヤケツト５によつて外部から水冷して溶損しない
ようにしておくとよい。 双ロール４の下方に冷却用の回転体７が設けら
れていて、ロール４で分断された溶融金属滴６が
回転体７の外周面に衝突して急速に凝固冷却され
速やかに飛散されるようにしてある。回転体７は
第１図に示すような回転円柱体７ａまたは第２図
に示すような中央から左右対称に截頭円錐面を有
する形状の回転体７ｂでもよく、このようにする
と回転体７ｂの衝突面を双ロールの出口に近づけ
ることができて好都合である。 回転体７の下方には非晶質金属粉８を収容する
容器９を備えておく。 なお、本発明では溶融金属滴は冷却凝固したの
ち速やかに飛散されるので冷却用回転体の加熱は
少ないが、非晶質金属粉を連続的に製造するに当
つては回転体７を強制冷却しながら操業してもよ
い。 （実施例） 次に第１図に示す装置を使用して本発明の方法
を実施した例について説明する。 第１表に示す溶融金属を石英管製のノズル３を
経由して黒鉛製ロール４ａ，４ｂの間隙に向けて
供給した。
【表】
注．元素記号に付記した数字はその元素
の原子％を示す。
ロール４ａ，４ｂは径80mmで0.1mmの間隙をお
いて相対向し、それぞれ5000r.p.m.（周速度20.9
ｍ／秒）で矢印方向へ回転させておいた。ロール
４ａ，４ｂ間を通過した溶融金属滴は高速で下向
きに放出され、第１表に示す銅製回転体７の外周
面に衝突し急冷されて飛散し、微粉８となつた。 得られた金属粉は20〜500μｍの大きさであ
り、Ｘ線または顕微鏡観察によつて相を判定した
結果いずれも非晶質であることが確認された。 （効果） 以上説明したように本発明の方法によれば溶融
金属に濡れ難い材料で作つた双ロールを高速回転
させておいて、その二つのロール回転面の微小な
間隙に溶融金属を落下供給し、溶融金属内に生ず
る負圧によりキヤビテーシヨンを起こさせて粒径
の均一性が良好な溶融金属滴に分断し、高速で一
様方向へ放出して直ちに熱伝導性の良い回転体の
外周面に衝突させ、急速に凝固冷却させて速やか
に飛散させるので、液体または気体を使用する噴
霧法に比して一層均一な大きさで、しかも均質な
非晶質金属粉を得ることができる。 また熱伝導の良い金属回転体の外周面に衝突さ
せて急冷凝固させるので、冷却流体を使用して急
冷する従来方法に比較すると著しく速い冷却速度
とすることができるので、一層広い化学組成範囲
の金属を非晶質金属粉とすることができるように
なるほか、冷却に回転体の外周面を使用するので
一様な冷却速度が得られると共に、遠心力の作用
によつて飛散し易く、付着が防止されるので回転
体の温度上昇が抑制される等の実用上の効果がき
わめて大きい。
の原子％を示す。
ロール４ａ，４ｂは径80mmで0.1mmの間隙をお
いて相対向し、それぞれ5000r.p.m.（周速度20.9
ｍ／秒）で矢印方向へ回転させておいた。ロール
４ａ，４ｂ間を通過した溶融金属滴は高速で下向
きに放出され、第１表に示す銅製回転体７の外周
面に衝突し急冷されて飛散し、微粉８となつた。 得られた金属粉は20〜500μｍの大きさであ
り、Ｘ線または顕微鏡観察によつて相を判定した
結果いずれも非晶質であることが確認された。 （効果） 以上説明したように本発明の方法によれば溶融
金属に濡れ難い材料で作つた双ロールを高速回転
させておいて、その二つのロール回転面の微小な
間隙に溶融金属を落下供給し、溶融金属内に生ず
る負圧によりキヤビテーシヨンを起こさせて粒径
の均一性が良好な溶融金属滴に分断し、高速で一
様方向へ放出して直ちに熱伝導性の良い回転体の
外周面に衝突させ、急速に凝固冷却させて速やか
に飛散させるので、液体または気体を使用する噴
霧法に比して一層均一な大きさで、しかも均質な
非晶質金属粉を得ることができる。 また熱伝導の良い金属回転体の外周面に衝突さ
せて急冷凝固させるので、冷却流体を使用して急
冷する従来方法に比較すると著しく速い冷却速度
とすることができるので、一層広い化学組成範囲
の金属を非晶質金属粉とすることができるように
なるほか、冷却に回転体の外周面を使用するので
一様な冷却速度が得られると共に、遠心力の作用
によつて飛散し易く、付着が防止されるので回転
体の温度上昇が抑制される等の実用上の効果がき
わめて大きい。
第１図は本発明の方法の実施態様の要部を図解
的に示す一部破断立面図、第２図は同じく回転体
の異なる他の実施態様を示す同様な立面図であ
る。 １……るつぼ、２……溶融金属、３……ノズ
ル、４……分断用双ロール、５……水冷ジヤケツ
ト、６……溶融金属滴、７，７ａ，７ｂ……冷却
用回転体、８……金属粉、９……容器。
的に示す一部破断立面図、第２図は同じく回転体
の異なる他の実施態様を示す同様な立面図であ
る。 １……るつぼ、２……溶融金属、３……ノズ
ル、４……分断用双ロール、５……水冷ジヤケツ
ト、６……溶融金属滴、７，７ａ，７ｂ……冷却
用回転体、８……金属粉、９……容器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非晶質金属粉の製造方法において、 溶融金属に対して濡れ性の小さな表面層を有し微
小な間隙をもつて相対向するロール面が下方へ向
かつて２ｍ／秒以上の周速度で回転している双ロ
ールの間隙に、溶融金属をノズルを経由して落下
させて該溶融金属を微細な溶融金属滴に分断した
のち高速で放出し、 引き続いて該溶融金属滴を10ｍ／秒以上の周速
度で回転する金属製の円筒状または円柱状の回転
体の外周面に衝突飛散させて急冷凝固させること
を特徴とする非晶質金属粉の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336981A JPS586907A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 非晶質金属粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336981A JPS586907A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 非晶質金属粉の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586907A JPS586907A (ja) | 1983-01-14 |
| JPS6225722B2 true JPS6225722B2 (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=14352190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10336981A Granted JPS586907A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 非晶質金属粉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586907A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166606A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Riken Corp | 非晶質金属微粉末の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128507A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-04 | Allied Chem | Manufacture of glassy metal powder and its apparatus |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP10336981A patent/JPS586907A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128507A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-04 | Allied Chem | Manufacture of glassy metal powder and its apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS586907A (ja) | 1983-01-14 |
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