JPS627805A

JPS627805A - 金属粉末の製造法

Info

Publication number: JPS627805A
Application number: JP14584985A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tabuchi; 田渕　清; Haruo Kusano; 草野　晴夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1985-07-04
Publication date: 1987-01-14

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〕この発明は、金属粉末の製造法に関し、より詳細にはア
ーク熱を利用して大きさの揃った球状の金属粉末を製造
する方法に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

金属粉末は、従来がら種々の用途に用いられて来たが、
最近、電子部品、宇宙船部品などに用いられる焼結体の
材料として注目を浴びている。このような金属粉末は、
大きさの揃った均一な真球状の粒子からなるものでなく
てはならない。

このような均一な真球状の金属粉末を製造する方法には
、非酸化性環境、例えば不活性ガス雰囲気の下で、高速
回転する金属棒を電気エネルギー、特にアーク熱によっ
て加熱・融解させ、融解物を均一に周囲に飛散させ、同
時に球状粉末に固化する方法がある。この方法によって
、おおむね均一であり真球状の粒子からなる金属粉末が
得られるが、より微細な粒子を製造しようとして金属棒
の回転数を増大させても、寸法の小さい粒子を得ること
ができない。また、この寸法においても不揃いの粒子や
変形した粒子が多数発生する。

この発明は上述の背景にもとずきなされたものであり、
その目的とするところは、より微細な均一真球状の金属
粉末を無駄なく製造することのできる方法を提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

発明化は、回転する金属の溶融面にガスを強く噴射させ
るとこの発明の目的達成のために有効であることを見い
出して発明を完成するに敗った。

すなわち、この発明の金属粉末製造法は、高速回転する
金属棒をアークエネルギーにより加熱溶融すると同時に
、金属溶融面に不活性ガスを噴射し、溶融金属粒を雰囲
気中に飛散させて固化することを特徴とするものである
。

この発明の好ましい態様として、高速回転する金属棒の
雰囲気を、冷却されたものとすることができる。

この発明において用いられる金属は、特に限定されず、
鉄、金、銀、銅、鉛、亜鉛、スズ、カドミウム、アンチ
モン、ニラクル、マンガン、コバルト、白金、パラジウ
ム、イリジウム、アルミニウム、マグネシウム、チタン
、ベリリウム、などの金属、またはこれらの金属の合金
などである。

本発明において用いられる金属は、通常、棒状に成形に
して使用される。この金属棒は、高速に回転される。金
属棒の回転数は金属粉製造条件、例えば金属棒の直径、
寸法、形状、金属の種類、印加電圧などに応じて適宜変
更することができ、例えば２０．０００〜６０，０００
　Ｄ、ｐ、ｍ　）である。

この発明において、金属はアークエネルギーにより加熱
溶融されると同時に、その金属の溶融面に不活性ガスが
噴射される。この明りｌ書で［不活性ガスＪとは、この
発明で用いられる金属と実質的に反応しない、例えばヘ
リウム、ネオン、アルゴンなどの希ガス、窒素ガス、そ
の他のガスを指すものとする。

この発明において、加熱・溶融されかつガス噴射される
金属の雰囲気は、通常、金属酸化を防止するために非酸
化性のものである。冷雰囲気を用いて、金属を急速に冷
却して不定形とすることもできる。また、上述の不活性
ガスを、この雰囲気を形成するガスに利用してもよい。

この発明において、金属の加熱はアーク放電に伴う熱エ
ネルギーを利用した加熱によって行なうことができる。

この発明において、アーク放電のパラメータ（例えば、
アーク長、電極の形状および材質、電流、アーク電圧な
ど）は、目的に応じて適宜変更することができる。アー
ク熱による金属加熱の態様例は、タングステンのような
高融点電極から、粉末化されるべき金属から成る電極へ
アークを飛ばさせて、もしくはアーク放電が起っている
電極間に金属棒を挿入して加熱する態様などがある。

〔作用および発明の効果〕

この発明の製造法によって、理論的に必ずしも明らかで
はないが、寸法の揃った真球状の金属粉末をつくること
ができると考えられる。

アークエネルギーによって金属は強く加熱されて、融解
および蒸発される。液化したまた気化した金属は、高速
回転による遠心力ににりその一部が周囲に均一に飛散さ
れて、寸法の１１１つだ真球状の金属粒子が形成される
。その他の部分は、その粘性などから金属棒に残留する
が、その金属溶融面に不活性ガスが噴射されるために遠
心力によって飛散しない残留金属が、その周囲に均一に
飛散される。噴射されるガスがガス不活性であるために
、飛散した金属粒子は、副生物を生成することなく、固
化して金属粉末が形成される。この発明の好ましい態様
である金属棒の雰囲気を冷却することによって、もしく
は噴射する不活性ガスと冷却′されたものとすることに
よって飛散された金属粒子は急速に冷却されて不定形の
金属粉末が形成される。

この発明の製造法によって次のような効果を得ることが
できる。

（イ）　金属棒を高速回転するにつれてより微細な金属
粉末が得られる。しかしながら回転効果が飽和して回転
数をふやしてもより微細な金属粒子が得られない。この
発明におけるガス噴射によって更にガス圧力がかかつて
より微細な金属粉末が得られる。

（ロ）　高速回転の遠心力だけによる金属粉末の製造で
は、多少不揃いの粒子、つ変形した粒子が発生していた
。この発明によって、遠心力とガス圧力とのより大きな
力が溶融金属にかかるために、金属がより均一な金属粒
子となって飛散して寸法の揃った真空状の金属粉末を製
造することができる。したがって、均一真球状の金属粉
末を無駄なく製造することができる。

〔実施例〕

この発明の製造方法に使用することのできる横型の装置
例を参照しながら、この発明をより詳細かつ具体的に説
明する。

第１図は上記の装置を示す一部破断略図である。

この装置は、金属を加熱して粉末化する反応室５と、反
応室内の雰囲気を形成するガスを反応室内に注入もしく
は排気しかつ反応室上部に連通ずるように設けられたガ
ス流路６と、反応室５内の雰ＵｒＪ気を形成するガスを
反応室５内に注入もしくは排気し、また反応室５内に形
成された金属粉末を集めて取り出しかつ反応室５下部に
連通ずるように設けられたＳ管７と、反応室５の外部か
らその内部に気密を保ちながら貫入さゼられた回転金属
棒１と、反応全５内で回転金属棒１の先端と一定間隔を
置いて対向づ゛るように反応室の外部から内部へ気密を
保ちながら貫入されたタングステン電極棒２と、回転棒
１と高速に回転させる電動機３とからなる金属粉末製造
装置であって、回転棒１の先端に向けて開口を有する不
活性ガス噴射ノズル４が反応室内に設けられていること
を特徴とするものである。さらに、この装置には、前記
のガス流路６および導管７を介してガ、ス冷却器８が設
けられ、導管７、ガス冷却器８および流路６に沿って雰
囲気ガスが循環されて反応室内の雰囲気が冷却される。

次いで、第１図に示す装置例の動作を説明する。

雰囲気ガス供給１１（図示せず）の弁を開け、ガス流路
６を介して反応室５の内部に雰囲気ガスで満す。その際
、反応室内にＭＭなどの酸化性気体が残留しないように
する。電動機３によって回転棒１を高速に回転させ、同
時にタングステン棒２と回転棒１との間隔（すなわち、
電極間距離）を調整する。金属棒とタングステン棒との
両電極の先端付近を示す第２図かられかるように、不活
性ガス噴射ノズル４の開口１０は金属棒１の加熱面（溶
融金属面）に向けられている。次いで、この開口から不
活性ガスを噴射させる。回転棒１とタングステン棒２に
高電圧を印加してアーク放電を発生させるために、電源
装置（図示せず）を両電極に接続する。製造準備が整っ
て後、電源のスイッチを入れてアーク放電による金属加
熱を行なう。

装置の操作中、雰囲気を冷却するためにガス冷却器８を
作動させ、また、操作中に所望の金属粉末を製造するよ
うに操作パラメータを適宜変更する。

反応室内に形成された金属粉末は反応室下部に集まり、
導管７から回収される。

この発明の製造法に使用することのできる装置は、上記
の例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、
第３図に示したように、タングステン棒２を中空管にし
、その先端に開口１０を設けてもよい。この態様におい
て、タングステン棒２の先端の開口１０から不活性ガス
が金属棒１の溶融面１０に向けて噴射される。

以下、上述の装置コを例を用いて金属粉末を製造する具
体例を示す。

一７０Ｖ（７）７−り電圧、３５０〜４５ｏＡの電流の
アーク放電の下で、直径２５〜５０ｍの金属Ｆｅ、／Ｍ
ｌ　、Ｔ　ｉ、ＣＵ、Ｎ　ｉ、およびＡｕの回転棒を、
２５０００　（ＲＰＭ）の回転速度で回転させ、平均２
４００ｍ／分の流速で不活性ガスを溶融金属面に向けて
噴射ノズルから噴射した。得られた金属粉末は、はとん
ど１８０〜２００メツシユ（ｍｅｓｈ）の粒径範囲にあ
った。

上述の例は、横型の装置を用いた、しかし、この発明に
おいてこの例に限定されず、竪型の装置でも同様の効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造法に用いることのできる横型の
装置例を示す一部破断概略図であり、第２図よび第３図
は両電極の先端付近を示す略図である。　１・・・回転
金属棒、２・・・タングステン棒、３・・・電ｖＪ機、
４・・・不活性ガス噴射ノズル、５・・・反応室、６・
・・ガス流路、７・・・導管、８・・・ガス冷ｎＩ器、
９・・・溶融面、１０・・・ノズル開口。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第１図ム第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、高速回転する金属棒をアークエネルギーにより加熱
溶融すると同時に、金属溶融面に不活性ガスを噴射し、
溶融金属粒子を雰囲気中に飛散させて固化することを特
徴とする金属粉末の製造法。２、高速回転する金属の雰囲気を冷却する、特許請求の
範囲第１項記載の製造法。