JPS6247415A - 金属粉末の製造方法及び装置 - Google Patents

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］ 本発明はチタンまたはチタン合金等の如き活性な金属の
粉末の製造方法及び装置に関するものである。

［従来の技術］ チタンまたはチタン合金は非常に活性で反応し易く、溶
解るつぼとして耐火物が使用できないために、鉄粉末、
耐熱合金粉末のように凹通の噴霧法（溶解るつぼより流
出する溶湯をガスまたは水で噴霧する）による粉末製造
が回動である。

そのため、第２図に示すような回転電極法が採用されて
いる。第２図において、造粒室ａ内にアーク電極を構成
する陰極すと陽極Ｃが対向している。造粒室ａ内はアル
ゴン等の不活性ガスが封入されており、陰極すはタング
ステン製で電極ホルダーｄに支持されている。陽極Ｃは
棒状のチタン合金であり、駆動装置ｅのチャック「に固
着され、陽極支持具９により回転及び前後進自在に支持
されている、ｈは駆動装置ｅの移動レール、ｉは架台、
ｊは粉末取出口である。

この装置においては、陽極Ｃを高速回転させながら陰極
すと陽極Ｃとの間にアークを発生させて陽極Ｃの先端を
溶解し、その溶融液を遠心力によって粉末化し、陽極Ｃ
の消耗に応じて駆動Ｓｌ装置Ｏを前進させるものである
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、斯かる従来の装置では下記の如き問題点がある
。

（１）　　陽４ｆｔｃ（１）回転数がｉｓ、ｏｏｏ　〜
２ｏ、ｏｏｏｒ、ｐ、ｍ、と非常に高速であるため、該
陽ｔｉｃの真円度を非常に厳しく管理する必要があり、
かつ、陽極Ｃの撓みも非常に小さく押えねばならないた
め陽極Ｃの長さ！１が短かく限定されるので、生産がバ
ッチ式となり生産性が低い。

（ｎ）　　陽極Ｃの仝長Ｉｔの内、陽極支持具ｇ部の！
２及びチャフ９１部の１３が無駄な長さとなり、効率が
悪く不紅済である。

（至）　陰極すはタングステンの非消耗電極であるもの
の、アーク熱ににり一部が溶融消耗し、これがチタン粉
末中に混入し、粉末の品質を低下させる。

（へ）陽極Ｃを高速回転させ、がっ、前後進させねばな
らないため、駆動装置ｃ　ｌｆｉ複雑高価となる。

（Ｖ）　　ｌｉ！！極Ｃを高速回転させるため、陽極支
持具Ｑの陽極Ｃを支持する軸受、シール装置及び陽極Ｃ
への給電用スリップリングの寿命が短かく保守に手が掛
る。

６／ｆ）　　Ｉｌｌ極Ｃより飛散する液滴はガスのみで
冷却されるため、冷却速度が遅く、造粒室ａのサイズが
大きくなる（迄粒室が小さいと、十分に冷却されない状
態で造粒室の壁に半凝固状の液滴が衝突するため、でき
た粉末がＲｅ片状となり球形とならず、品質の悪い粉末
となる）。

本発明は、上述の従来の問題点を解決し、生産の連続化
及び効率化、粉末の品質向上、装置の簡略化及び小型化
、更に保守の容易化を図ることを目的とするものである
。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は、粉末化される金属で電極を形成し
、該電極間にアークを発生させて該電極を溶解し、該溶
融液をガスにより冷却衝突部材上に噴霧することを特徴
とする金属粉末の製造方法、及び粉末化される金属によ
り形成された一対の電極と、該電極間にアークを発生さ
せるためのアーク発生装置と、前記電極の先端部後方に
設けられガスを噴射してアークにより溶解した電極の溶
融液を噴霧する噴霧装置と、前記電極の先端部前方に設
けられ前記噴霧装置により噴霧された溶融液を受けて微
粒化する冷ｆａｌｌ突部材とからなることを特徴とする
金属粉末の製造装置にかかるものである。

［作　　　用］ 粉末化される金属で形成された′ｆｒｉ極間に、アーク
発生装置によりアークを発生させると、電極が溶解し、
噴霧装置から噴口４されるガスにより溶融液が冷却衝突
部材上に噴霧される。

噴霧された溶融液は冷却衝突部材に衝突して、更に微粒
化されると共に急冷及び球形化される。

［実　施　例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の一実施例であり、円筒状の造粒ｖ１の
中心に衝突部材２を軸３及び軸受４により回転自在に配
設しである。該衝突部材２は上面中央部がくぼんだ銅製
の円盤であり、その内部には図示してない冷却本川の流
路を設けてあり、館記軸３内に設けられた図示してない
冷却水路を介して冷却水を送給し、冷却するようにしで
ある。

該衝突部材２の上方に、チタン製のライ１フ状電極５，
６を該電極５，６の先端部が対向するよう、絶縁物１に
より支持されたガイド８．９により案内せしめて配置し
、該各ワイヤ状電極５．６の後端側は夫々リール１０．
ｉｔに巻いてあり、各送りロール１２．１３により前記
ガイド８，９に該電極５゜６を夫々送給し得るようにし
である。

該各ワイヤ状電極５，６に、アーク発生装置として直流
電源１４の陽極と陰極を夫々接続し、前記各ガイド８，
９の屈曲部１５．１６により各電極５゜６が強制的に曲
げられ、その先端が接触してアークを発生し得るように
しである。

前記型Ｖｉ５．Ｇの交点の直上１こアルゴン等の不活性
ガスを噴射する噴射管１７を前記絶縁物７により支持せ
しめて配設し、前記造粒室１の壁に設けた排気口１８か
ら不活性ガスを排気し、除塵器１９により除塵し、コン
プレッサー２０により圧縮し、冷却器２１により冷却し
た後レシーバ−２２に貯留し、流量制御弁２３により流
量調節するようにした不活性ガス循環供給うイン２４に
より、前記噴射管１７に不活性ガスを循環供給し１！７
るようにしである。

図中、２５はシール、２６は保護板、２７は造粒室１内
のシールと金属粉末の切出しを兼ねるロータリーバルブ
、３０はリール室、３１は仕切板を示す。

以上のようにイδ成したので噴射管１７ににリアルボン
を噴射している状態で、各ワイヤ状電極５．６を送りロ
ール１２．１３により送り出して両省を接触させると、
該接触部に短絡電流が流れ、その部分に発生するジュー
ル熱により接触部は溶解する。該溶融液はアルゴンの噴
射により噴霧され、両電極５．６間に隙間が生じる。こ
のずき間にアークが発生し、アーク熱により各電極５．
６は更に溶解される。この間にも各電極５．６は前記送
りロール１２．１３により連続的に送り出されているの
で、両電極５，６間の接触抵抗による加熱溶解とアーク
による溶解とが交番的に発生する。

噴霧された液滴２８は数百ｒ、ρ０ｍ、の速度で回転し
ている衝突部材２に衝突して更に小さい液滴に砕かれる
と共に遠心力により衝突部材２の外周へと転がって行く
５該液滴２８は、この転がっている間に水冷された衝突
部材２により急冷されると共に球形化して行く。冷却凝
固した粉末２９は保護板２６に衝突し、造粒室１の下部
に堆積する。

以上において、衝突部材２は水冷されているためチタン
液滴２８と反応することはない。

噴射管１１より噴射されたアルゴンは、排気口１８より
不活性ガス循環供給ライン２４の除塵器１９に入り除塵
され、コンプレッサー２０で昇圧後、冷２ＪＪ器２１で
冷却され、レシーバ−２２に貯留された後流量制御弁２
３を介して再び前記噴射管１７に供給される。

尚、本発明の金属粉末の製造方法及び装置は上）ホの実
施例のみに限定されるものではなく、チタンばかりでな
く広い範囲の金属を対象とし得ること、またアークを安
定させるためアーク電流に高周波電流を１口畳したり、
衝突部材の形状を変化させたり（凹みを深くしてるつぼ
状にしたり、逆に凹みを無くして平坦にしたり、平坦部
に突起を付けたりする等、粉末化される金属の特性に合
わせればにい）、電極を帯状としたり、噴射ガスとして
ヘリウムを使用してもよいこと（表面の酸化が要求され
る場合には空気を使用してもよい）、更に噴霧後の液滴
の細粒化は衝突部材との衝突により行なわれるので該衝
突部材を回転させずに固定してもよいこと、更にヌ噴霧
の中心と回転軸の中心をずらして衝突部材を回転させた
り、衝突部材を回転ロールとして、その外周に液滴を衝
突させたりすることにより、噴霧された液滴と衝突部材
との衝突点を常に変化させ衝突部材への熱負荷を軽減す
るようにしてもよいこと、又電極と衝突部材を水平方向
に配置してもよいこと等本発明の要旨を逸脱しない鞘囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の金属粉末の製造方法及び装
置によれば、下記の如き種々の優れた効果を発揮する。

（Ｄ　電極を回転させる必要がないため、電極の真円度
や長さに対する制約が少なく、特にワイヤー又は帯状の
電極の場合には連続生産が可能となり、生産性が向上す
ると共に電極の有効利用率も向上する。

＜ｎ＞　　両電極が粉末化される金属からできているの
で、アーク溶解時に不純物が混入することがなく品質が
向上する。

（Ｉ）　　電極の回転装置や給電用スリップリングやシ
ール装置が不要となるため電極の駆動装置が簡略化され
ると共に安価となる。

■　ガスで噴霧された液滴は、水冷された衝突部材との
衝突により、更に粒度が小さくなると紅に衝突部材上で
急冷及び球状化されるので、造粒室のサイズを小さくす
ることができ、かつ粒度の小さい球形の粉末を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属粉末の製造装置の一実施例を示す
説明図、第２図は従来の金属粉末製造装置の一例を示す
説明図である。 １は造粒室、２は衝突部材、５，６はワイＡ７状電極、
８．９はガイド、１２．１３は送りロール、１１は噴射
管、２４は不活性ガス循環供給ライン、２８は液滴、２
９は粉末を示す。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）粉末化される金属で電極を形成し、該電極間にアー
   クを発生させて該電極を溶解し、該溶融液をガスにより
   冷却衝突部材上に噴霧することを特徴とする金属粉末の
   製造方法。 ２）粉末化される金属により形成された一対の電極と、
   該電極間にアークを発生させるためのアーク発生装置と
   、前記電極の先端部後方に設けられガスを噴射してアー
   クにより溶解した電極の溶融液を噴霧する噴霧装置と、
   前記電極の先端部前方に設けられ前記噴霧装置により噴
   霧された溶融液を受けて微粒化する冷却衝突部材とから
   なることを特徴とする金属粉末の製造装置。