JPS62270705A

JPS62270705A - 合金粉末の製造方法

Info

Publication number: JPS62270705A
Application number: JP11586286A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nanba; 吉雄難波; Shinji Maekawa; 前川　信治; Yoshitomo Sato; 佐藤　義智; Nobuyasu Kawai; 河合　伸泰
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1987-11-25

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、粉末冶金に供される各種合金粉末の製造方法
に関する。

（従来の技術）近年、粉末冶金技術の進歩とともに各種金属粉末に対す
る工業界の需要は増大している。金属粉末の製造方法と
しては、従来よりガスアトマイズ法、水アトマイズ法等
が用いられているが、最近アルミ粉末を溶射ガンを利用
して製造する技術が提案されている。

この技術は、直径３．０〜３．２ｆｉのアルミニウムお
よびアルミニウム合金の線材を溶射ガンに送給すると共
にアセチレンガスで溶融し、圧縮空気を溶融アルミに噴
射し、噴射によって噴霧状とされた溶融アルミの高速粒
子流を静水又は銅製回転ドラム等の冷却媒体に直接噴射
して純アルミおよびアルミ合金粉末を得る方法である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、かかる技術手段では、製造目的とする合
金粉末を得るには、予め目的の組成を有する合金を溶製
して線材に線引き加工しなければならない。

従って、任意の組成を有する合金粉末が容易に得られず
、また線引き加工が困難な材料では粉末化できないとい
う問題がある。たとえばＮｉ３　　ＡＮ合金は溶製する
ことができるが、加工性が極めて悪く線引き加工ができ
ないので、前記手段によってはかかる組成の合金粉末を
得ることができない現状にある。

本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、合金の加工
性を問わず、任意組成の合金粉末を容易に製造すること
ができ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）叙上の目的を達成するために講じられた本発明の特徴と
するところは、異なる組成の金属材料を熱源に供給しつ
つ溶融し、得られた溶融金属に高速流体を噴射して合金
粉末を得る点にある。

（実施例）以下、本発明を実施するための溶射装置の一例について
述べると共に、本発明方法について説明する。

第１図は本発明を実施するためのプラズマ溶射装置１で
あり、軸方向一端が閉塞され他端が開口され、絶縁材で
形成された本体２と、本体２の内部に設けられた陰極３
および陽極４とから構成されている。

陰極３は本体２の閉Ｍ端から本体軸方向に設けられてお
り、本体２の内壁と陰極３との間にプラズマガス流路５
が形成されている。

本体２の開口端側にはノズル状に形成された陽極４が装
着されており、陽極４の本体内部側の端部は陰極３の先
端を包囲するように形成され、前記プラズマガス流路５
は陽極４のノズル孔６に連通している。

本体２の外部から陽極４のノズル孔６に亘り材料供給孔
７ａ、７ｂが開設されており、該供給孔７ａ、７ｂの軸
心は、ノズル孔６の同一の軸心位置に指向している。８
はプラズマガス供給口であり、前記プラズマガス流路５
に連通している。９は冷却水供給口、１０は冷却水排出
口であり、これらは本体内部に開設された冷却水路１１
に連通している。尚、１２ａ、１２ｂは材料供給孔７ａ
、７ｂに挿入された金属線材であり、１３は粉末収集用
容器である。

前記溶射装置１を用いて、本発明により合金粉末を製造
する方法について以下に述べる。

本体２を冷却して、プラズマガス供給口８よりＡｒｓ　
Ｈｅ、　　Ｎ２、Ｎ２などのプラズマガスを供給する。

プラズマガスは、プラズマガス流路５を経て、陰極３と
陽極４との間に発生したノントランスフアートアーク中
に送り込まれて、超高温、超音速の高速プラズマガス流
体となる。

該高速プラズマガス流体はノズル孔６に流入し、ノズル
孔６の途中に送給された金属線材１２ａ、　１２ｂに当
って、これらを同時に一体的に溶融させると共にノズル
孔６より噴射する。

この際、金属線材１２ａ、１２ｂは、組成の異なったも
のを用い、その組み合せ、供給速度、線径を変えること
により、任意組成の合金を同時に一体的に溶製すること
ができる。例えば、同一径の純Ｎｉ線材と純Ａ６線材と
を用い、供給速度を種々調整することにより、ＮｉＡ１
　（モル比　Ｎｉ：Ａｆ！＝１：１となる速度で供給）
、Ｎｉ３　　＾ｌ　（モル比　Ｎｉ：　八Ｎ−３：　１
となる速度で供給）、Ｎ１ＡＩｔ３、Ｎ１ＡＩ３合金を
同時に一体的に溶製できる。また、純Ｎｉワイヤと純Ｆ
ｅワイヤとを用いれば同様にＮｉ３Ｆｅ合金等を溶製で
きる。

ノズル孔６において同時一体的に溶製された合金は、高
速プラズマガス流体によってノズル孔６より噴射され、
噴射によって形成された溶融合金の高速粒子流２１は、
雰囲気ガス中で冷却されて合金粉末２２となり、容器１
３に収集される。

叙上の実施例において、溶射装置ｌはプラズマを熱源と
したものについて説明したが、本発明方法はガス溶射、
アーク溶射を実施するための溶射装置を用いてもよいこ
とは勿論である。ガス溶射における溶射装置はアセチレ
ン等の燃料ガスを燃焼させて熱源とし、高速酸素ガス流
体（圧縮空気流体）で溶融合金を噴射するものであり、
一方アーク溶射における溶射装置は一対の金属線材を正
負に荷電して、アークを発生させてこれを熱源とし、両
線材を同時一体的に溶融して合金を熔製し、高速酸素ガ
ス流体でこれを噴射するものである。

また、叙上の実施例においては、材料供給孔７ａ、７ｂ
には異なった組成の金属線材１２ａ、１２ｂが挿入され
ているが、前記供給孔７ａ、７ｂから供給される異なっ
た組成の金属材料としては、金属線材に限ることなく、
金属粉末でもよく、また線材と粉末とでもよく、また異
なった組成の金属線材を軸方向に組合された複合線材、
例えば異種の金属線材をより合せたものや、異種の金属
条をクラッドしたもの等でもよい。複合線材を用いる場
合や混合金属粉末を用いる場合は、いずれか一方の材料
供給孔のみから供給すればよい。

また、溶融合金の高速粒子流は、溶射装置を２台使用し
ても形成することができる。すなわち、いずれか一方の
金属材料を−の溶射装置に供給して溶融金属の高速粒子
流を形成し、一方、他の金属材料を別の溶射装置に供給
して溶融金属の高速粒子流を別個に形成し、この両者を
高温状態のうちに衝突させて一体化させると共に分断、
させ、所期組成の溶融合金からなる高速粒子流を形成さ
せるのである。この場合は、衝突に際し、溶融合金粒子
が分断されるので、小形の合金粉末が容易に得られる利
点を有する。

次に、合金粉末の具体的製造実施例について説明する。

（１）　　Ｎｉ３　　Ａｊ！粉末の製造■　金属材料お
よび供給速度第１図のプラズマ溶射装置に、Ｎｉ線（３，０φｍｍ）
とＡｌ線（３，Ｏφ暑箇）をそれぞれ２０１ｍ／秒、１
００／秒の速度で供給した。

■　溶射条件プラズマガス・・・・・・Ａｒガス　４０１／分Ｈ２ガ
ス８Ａ／分電流、電圧　・・・・・・４５０Ａ、７０Ｖ■　冷却媒
体　　　　大　気 ■結　果粉末粒径５０〜１５０μｍのＮｉ３　　Ａｊ！粉末が得
られた。尚、Ｎｉ３　　Ａｎ！は耐熱用材料としての用
途を有する。

（２）　　Ｎｂコ　＾Ｅ粉末の製造 ■　金属材料および供給速度第１図のプラズマ溶射装置を用いて、材料供給孔の一方
に、Ｎｂ線（２，０φｍｍ）とＡＡ線（１，０φ１重）
をより線状にして、２０鶴／秒の速度で供給した。

■　溶射条件プラズマガス・・・・・・Ａｒガス　４７１／分電流、
電圧　・・・・・・５００　Ａ、　７５Ｖ■　冷却媒体
　　　　Ａｒガス ■結　果粉末粒径２０〜１００μｍのＮｂ、　　Ａｆｆｉ粉末が
得られた。尚、Ｎｂ、　　Ａｌは超電導材料としての用
途を有する。

（３）　　Ｔ１Ｎｉ粉末の製造 ■　金属材料および供給速度プラズマ溶射装置の１台にＴｉ粉末（粒径１０〜４４μ
ｌ１１）を、他の１台にＮｉ粉末（粒径１０〜４４μｍ
）をそれぞれＡｒガスをキャリヤーガスとして３０ｇ／
分の速度で供給した。

■　溶射条件（溶射装置１台当り）プラズマガス・・・・・・Ａｒガス　５０１／分Ｈ２ガ
ス３１／分電流、電圧　・・・・・・５５０　Ａ、　７６Ｖ■　冷
却媒体　　　　Ａｒガス ■結　果粉末粒径５〜１００μｍのＴ１Ｎｉ粉末が得られた。尚
、Ｔ１Ｎｉは形状記憶合金材料としての用途を有する。

（４１ＴｉＡβ粉末の製造 ■　金属材料および供給速度プラズマ溶射装置の１台にＴｉ粉末（１０〜４４μｍ）
をＡｒガスをキャリヤーガスとして２０ｇ／分で供給し
、他の１台にＡｌ線（１，０φ１■）を２５龍／秒で供
給した。

■　溶射条件＜Ｔｉ粉末〉プラズマガス・・・・・・Ａｒガス　５０１／分Ｈ２ガ
ス　３１／分電流、電圧　・・・・・・５５０　Ａ、　７６Ｖ＜　Ａ
ｌ線〉プラズマガス・・・・・・＾ｒガス　４７１／分電流、
電圧　・・・・・・５００　Ａ、　７５Ｖ■　冷却媒体
　　　　＾ｒガス ■結　果粉末粒径５〜１００　μｍのＴｉＡＮ粉末が得られた。

尚、ＴｉＡｊ！は耐熱材料としての用途を有する。

（発明の効果）以上説明した通り、本発明の合金粉末の製造方法によれ
ば、異なる組成の金属材料を熱源に供給しつつ溶融し、
溶融金属に高速流体を噴射するから、入手容易な金属材
料の種類を適宜選択し組合せると共に供給速度を適宜設
定するだけで、任意組成の合金粉末を極めて容易に製造
することができる。従って、製造目的の合金粉末と同様
の組成を有する合金素材を溶製する必要もなく、また線
材加工等も行う必要もない。

このように、本発明は簡単な手段で任意組成を有する合
金粉末を容易に製造することができ、当分野における工
業上の利用価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための溶射装置の一例を示す
断面説明図である。特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）異なる組成の金属材料を熱源に供給しつつ溶融し
、得られた溶融金属に高速流体を噴射して合金粉末を得
ることを特徴とする合金粉末の製造方法。
（２）金属材料は金属線材である特許請求の範囲第１項
記載の合金粉末の製造方法。
（３）異なる組成の金属材料は異なる組成の金属線材が
軸線方向に組合された複合線材である特許請求の範囲第
１項記載の合金粉末の製造方法。
（４）金属材料は金属粉末である特許請求の範囲第１項
記載の合金粉末の製造方法。
（５）金属材料は金属線材と金属粉末である特許請求の
範囲第１項記載の合金粉末の製造方法。