JPS63190108A - 合金の粉末製造装置 - 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〕 この発明は粉末冶金等に使用する合金粉末を製造する合
金の粉末製造装置に関する。

〔従来の技術〕

粉末冶金は、金属又は合金の粉末を型に装入して加圧成
形し、次いでこの成形体を焼結させることにより金属製
品又は金属塊を製造する技術である。粉末冶金において
は、成分元素の偏析が起らないこと、難加工材料の製品
化が可能なこと、極めて微細な結晶組織を有する部材が
得られること、非平衡相を現出させることが可能なこと
等、溶製材では得ることができない種々の利点があり、
また、二次的な切削加工を省略できるという利点がある
。このため、粉末冶金に適用さ耗る種々の粉末製造技術
が開発されている。

これまでに開発されている合金の粉末製造技術を大別す
ると目的合金の組成である複数の金属粉末を別々に製造
し、これを混合して均一な合金粉末を得る機械的合金化
法、および目的合金の固体を製造し、これをアークまた
は電子ビーム等により部分的に溶融、滴下して合金粉末
を得る溶融滴下法がある。

機械的合金化法は第２図に示すように目的合金の組成と
なる各金属粉末を一緒にして例えば鋼球とともに水冷タ
ンクに装入し攪拌羽根２を回転させて各金属粉末３に圧
着・粉砕を繰返して均一に分散した合金粉末を得るもの
である。

溶融滴下法としては第３図に示したように目的合金の組
成をもつ消耗電極１１と非消耗電極１２の間にアーク１
３を形成し、この際に消耗電極１１をモータ等の回転手
段（図示せず）で高速に回転させて消耗電極が熔融して
生成する液滴１４を飛散させて合金粉末１５をつくる回
転電極法と、第４図に示すように回転可能に設置された
ディスク１４と目的合金の組成をもつ消耗電極１２との
間にアーク１３を形成し、例えば銅製のディスク１４を
水冷しながら高速回転させて電極１２が溶融して形成さ
れた液滴１３をディスク１４内に滴下することにより液
滴１３を飛散させて合金粉末を得る遠心造粒法が知られ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら機械的合金化法では２種以上の粉末を混合
させて目的の組成の合金粉末を得るので目的の合金粉末
の成分に応じて、２種以上の金属粉末を準備する必要が
ある。溶融滴下法では、回転電極法および遠心造粒法と
もに消耗電極は目的の合金粉末と同じ成分のものを必要
とし、これを予め溶解、精錬を経て電極に加工する工程
が不可欠であるので、製造工程が複雑になり製造コスト
が高くなる。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、目的の
合金粉末の成分に応じた金属粉末、または前記成分の合
金でなる消耗電極を準備する必要がなく、したがって低
コストの合金の粉末製造装置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〕

この発明に係る合金の粉末製造装置は製造する合金の一
部の成分からなる電極と、製造する合金の残りの成分を
有する電極と、前記複数の電極に対向して配置されたデ
ィスクと、前記ディスクと電極との間にアークを形成し
て電極を溶融し液滴をディスクに落下させるアーク形成
手段と、ディスクを回転させる回転手段とを有し、液滴
をディスク上で混合させ、ディスクの回転により飛散さ
せて合金粉末を得ることを特徴とする。

〔作　用〕

この発明においては複数の電極とディスクの間にそれぞ
れアークを形成させ、このアークにより電極が溶融して
生成した液滴を回転しているディスク上に落下させる。

そうするとこの液滴はディスク上で混合してディスクの
回転による遠心力により周囲に飛散し、瞬時に冷却して
合金の粉末となる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、この発明について具体的に
説明する。第１図は、この発明の実施例に係る合金の粉
末製造装置である。チャンバ５０は真空ポンプ等の排気
手段（図示せず）に接続されており、また、ガス導入口
５１が設けられていて、その内部は減圧下に、又は、ガ
ス雰囲気下例えばアルゴンガス若しくはヘリウムガス雰
囲気下に保持されるようになっている。

チャンバー５０内にはお互に異なる素材の２本の電極３
１．３２がその端部をディスク３２に対向させ適長間隔
をおいて配置されている。例えば目的の合金粉末として
粉末冶金で製造される航空機部材の原料として注目され
ているＴｉ−Ａ　Ｉ合金（Ｔｉ　；　６４ｗｔ％、Ａｊ
！：３６ｗｔ％）の粉末を製造する場合には二本の電極
３１．３２の材料としてそれぞれ純Ｔｉ、純Ａｌを使用
する。

電極３１．３２にはそれぞれ電源５２．５３とディスク
との間に直流電圧が印加され、電極３１゜３２の対向端
端部とディスクの間にアーク３４が形成されるようにな
っている。

このとき電極３１．３２の対向端部でそれぞれ生成され
る液滴３５．３６がディスク３３上に落下する。

また、電極の消耗に応じて電極３１．３２の位置、間隔
を制御するために図示しない公知の電極駆動機構および
電極の位置検出器をそれぞれに装備している。

さらに２本の電極３１．３２をそれぞれ別箇に消耗量を
制御するため電源５２．５３に電流制御装置５４が設け
られ、また電極３１．３２の対向端部の消耗量、すなわ
ち溶解量が対向端面内で−様になるように、電極の長手
軸を中心とする回転装置（図示せず）を備えている。

電極３１．３２の下方にはディスク３３がその面を上方
に向けて回転可能に設置されおり、回転装置３７により
垂直軸３８を中心として例えば５．０００〜５０．００
Ｏｒｐｍの回転数で高速回転される。

ディスク上面は中心がくぼんだ凹面状をなしている銅製
のもので、内側から水冷されるようになっている。

このように構成された合金の粉末製造装置においては電
源５２．５３により電極３１．３２に給電してアーク３
４を形成し、このアーク熱により電極３１．３２の対向
端部を溶融させる。このようにして電極３１．３２が溶
融して生成した液滴３５．３６は下方に設けられたディ
スク３３上に落下する。

前記２種の液滴３５．３６はディスク３６上面でよく混
合され、ディスク３３の回転の遠心力により飛散すると
ともに凝固して合金粉末３９が得られる。

このように、目的の合金粉末の組成に応じた２種類の金
属で二本の消耗電極を使用しているので、予め前記２種
類の金属粉末を用意する必要がなく、また目的の合金粉
末と同じ組成をもつ電極を製造する必要もないので製造
工程が軽減される。

なお、相対向する電極３１．３２をそれぞれ互いに同一
方向または反対方向に緩やかに回転させる回転装置を設
けることにより、電極３１．３２の対向端部が均一に溶
融し、アーク３４の形成に好ましい状態になる。

次にこの実施例により実際に粉末を製造した具体例につ
いて説明する。

２本の電極はＴｉおよびＡｌとして電極の直径はいずれ
も３０寵φである。電極に通ずる電流はＴｉ電極に３０
００ＡＳＡｌ電極に１３５０　Ａとしてアークを形成さ
せ、電極の対向端部から溶融した液滴を１５、００Ｏｒ
ｐｍで直径９０１１の回転ディスク上に落下させたとこ
ろ、液滴が周囲に飛散し、平均粒径２００μｍの合金粉
末を得ることができた。この合金粉末はＴｉが６４ｗｔ
％、Ａｆｆｉが３６ｗｔ％で均一に合金化されており、
偏析は認められなかった。

上記実施例においては前述の通り２本の電極に別の電源
を用意してそれぞれ異なる電流を流しているが、電源を
共通にして、電極の断面積を変えることにより、所定の
合金粉末の成分を得ることも可能である。

また、電源を共通にした多数本の細い電極を束ねてあた
かも１本の電極のようにしてディスクとの間にアークを
形成させ、前述の通り、対向端部を溶融して合金粉末を
得ることもできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば複数本の消耗電極を使用するので、２
種類以上の金属粉末を準備する必要がなく、また、目的
の合金粉末と同一成分の合金電極を用意する必要もない
ので、製造工程が簡便で安価な合金粉末を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る合金の粉末製造装置を示
す模式図、第２図乃至第４図は従来のそれぞれ異なる粉
末製造装置を示す模式図である。 ３１．３２・・・電極、３３・・・ディスク、３４・・
・アーク、３５．３６・・・液滴、３７・・・回転装置
、３９・・・合金粉末、５０・・・チャンバー、５１．
・・・ガス導入口、５２．５３・・・電源、５４・・・
電流制御装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製造する合金の一部の成分からなる電極と、製造する合
   金の残りの成分を有する電極と、前記複数の電極に対向
   して配置されたディスクと、前記ディスクと電極との間
   にアークを形成して電極を溶融し液滴をディスクに落下
   させるアーク形成手段と、ディスクを回転させる回転手
   段とを具備し、液滴をディスク上で混合させ、ディスク
   の回転により飛散させて合金粉末を得ることを特徴とす
   る合金の粉末製造装置。