JPS63219511A - 金属粉末製造装置 - 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金属粉末を効率良く
製造せしめる金属粉末装置に関する。

［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Ｋよシ金属製
品又は金属塊ｔ−ａ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、
離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
仁とが可能なこと等、溶製材では得ることができない種
々の利点がめシ、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、粉末冶金に適用される撞
々の粉末製造技術が開発されている。

この中で、噴霧法は、工業的規模での生産に可能で′ｈ
シ、比較的簡単な設備で粉末を製造することができるの
で広く用いられている。噴霧法のうち代表的なものとし
てはアルデフガス噴霧法、真空噴２１法がめる。

しかし、アルゴンガス噴！！法等は、溶湯を貯留する容
器等を必要とするために１それらの容器からの不純物の
混入の虞れがある。溶湯を貯留する容器等を使用しない
金属粉末製造装置としては第４図に示される回転電極法
がある。ここでは、消耗電極Ｊと非消耗電極２０間にア
ーク３を形成し、この際に、消耗電極Ｊ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Ｊが
溶融して生成する液＃４４を飛散させることにより粉体
５を得る。

しかし、粒径の小さい粉末を得るためには、電極の高速
回転を必要とするため、電極の加工精度上及び回転機構
上から制約を受け、設備の大型化が困難で、生産性で一
点かめる。

不純物の混入の虞れがなく、かつ工業的規模での生産全
可能とした粉末製造装置としては、第５図に示すような
同一出願人による先行技術がある。

ここでは、チャンバー６内に設けられた一対の消耗電極
１間にアーク３を形成し、このアーク３により電極１の
対向端部が溶融し歇γＦ４４が生成される。

この液滴４は、下方に設けられた回転しているディスク
ｓ上に落下し、飛散してチャンバー内の冷却用ガスと接
触して粉末５を形成する。消耗電極７は、電極調整装置
９によって消耗に対応して供給される。ＪＯは回転装置
である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記したような電極間にアークを形成し
て、消耗電極の端部を溶融して液ｆｆ！４を形成して、
落下飛散して粉末を形成する粉末製造装置では、各電極
間の間隔、消耗電極の先端位置等は、オ（レータ−の目
視によシその情報を得、この情報に基づいて、電極間の
間隔、消耗電極の先端位置等を制御しているのが現状で
ある。そのためアーク発生に滴切な電極間隔等が得られ
ず、第５図に示すような粉末装置では、電極の先端位置
が変化して液滴がディスク上に落下しない等の虞れがあ
る。

本発明の目的は、以上のような金属粉末装置の改良とし
て消耗電極のアーク形成している端部位置を適確に検出
する手段と、その先端位置を調至する手段とを付設した
金属粉末装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、間隔をおいて設置された複数の電極と、これ
らの電極間にアークを形成させて溶融金属の液滴を形成
する液滴形成手段と、形成された液滴が落下する位（ｔ
Ｋ配装されたディスクと、このディスクを回転させて液
滴を飛散冷却させて粉末とするディスク回転手段と、前
記各電極の先端位置を測定する電極先端位置測定手段と
、この測定手段で測定した電極先端の位置が前記ディス
ク上の所定位置にくるように各ｔｍｔ−その軸方向に移
動せしめる電極移動手段とを具備して々る金属粉末製造
装ｖＩｔｔ−Ｗ徴とするものである。

［作用］ 本発明の金属粉末装置においては、電極先端位置測定手
段を設けているので、その’ｍｍ売先端位置適確に測定
出来る。そしてその消耗電極の消耗に応じて、電極移動
手段でその消耗電極を必要なだけ移動し、常に消耗電極
のアーク側の先端位置を所定の位置に保持することが出
来る。そのため電極間のアーク形成によりて生じた溶融
金属の液滴は回転しているディスク上に適確に落下し飛
散させることが出来るので、金属粉末を効率良く製造出
来る。

［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、この発明の実施列に係る金属粉末装置である
。ここでは、第５図に示す金属粉末装置において、電極
７のアーク側端部の真上に位置して輝度検出器としての
撮像装置１１と、アーク位置演算装置Ｊ３とを主体とし
た電極先端位置測定手段Ｊ７を設けている。

電極７の放射輝度は、前記撮像装置１１によりチャンバ
ー６に設けられている測定窓Ｊ２全通して検出される。

ここでは、その視野が各電極のアーク側先端位置を少な
くとも入るようＫしている。

又電極先端位置測定手段は電極位置以上の高さの位置に
設けているので、形成された粉末に影響を受けない。

アーク位置演算装置」３は、撮像装置１１からの検出信
号から各電極の温度分布を求め、この温度分布から各電
極のアーク側先端位置を求める（特願昭６０−７１３６
２参照）。

この情報は各電極の位置制御を行なう各電極移動手段Ｊ
４に送られ、各電極のアーク側端部が所定の位置にくる
ように移動される。ｗｃ２図は本発、　明の他の実施列
に係る金属粉末装置である。ここでは第１図に示す金属
粉末装置において、ディスク８の全体を撮像する装置Ｊ
５を付設し、電極７の放射輝度検出による撮像装［ＪＪ
からの検出信号とによる温度分布とに１つの画像Ｋｘね
合せするアーク位置演Ｘ装＃１３′によシ、ディスクの
位置に対応した各電極のアーク側先端位置を求める。

第３図は、本発明装置による温度分布測定結果を示す図
である１画像としてのディスクＪ６の位置に対応して消
耗電極のアーク側端部周辺の放射輝度分布が画像されて
いる。ここでは、温度分布に換算出来る出力電圧Ｖで示
されている。ｖＪ期の段階では、消耗電極７の対向する
端部に対応する位置ｎａ　、　ｎｈ点がアーク形成時の
放射輝度として一番高い。

アーク形成の進行にともなって、その端部は消耗し、電
極間隔が広くなってい（、ｎｅ、ａｄ点は所定量消耗し
た場合の端部に対応する位置である。

ここにおいて、画像にはディスクの端部の所定位置に対
応する限界基準線りをあらかじめきめておき、電極の端
部がその基準線りに達した時に自動的に各電極移動手段
１４によって、各電極は所定位置まで移動される。

以上のような本発明装置によれば、電極間のアーク形成
により、生成した液滴が確実にディスク上に落下飛散出
来るように、消耗電極のアーク側端部位置を自動的にａ
ｌｌ整出来る。

次に、第１図に示すような本発明装置による実験列金示
す。

電極の材料としてｗｃ１表に示す組成のＮｌｌ嵩高合金
使用した。

このＮ１基高合金により、直径１５０■の円柱状の電極
を作成した。この電極ｔ−２本対向させ、互いに反対方
向に２　ｒｐｍの速度で回転させつつ、５５００人の電
流を供給し、電極間にアークを形成させた。

また電極先端位置測定装置としては、シリコン・フォト
・ダイオード・プレイを光電変換素子として使用し次セ
ンサー、光学フィルターからなる輝度検出器としての撮
像装置を用いた。

この場合、電極のアーク側端部位置を所定の位置にｇＩ
４整して保持出来た。電極の溶解速度は７．４ｋｇＺ分
でディスクの回転速度は３０，０００　ｒｐｍとして電
極の溶融液滴をディスク上に落下させたところ、その液
滴は終始ディスク上に落下飛散し、所望の粉末を得るこ
とができた。

［発明の効果コ 本発明の金属粉末製造装置によれば、溶湯を貯留する容
器等からの不純物の混入の虞れがなく、かつ工業的規模
での生産可能に加えて、アークを形成する消耗電極の端
部位！ｔｆ、適確に検出して、液滴がディスク上に確実
に落下飛散出来るように、消耗電極を移動して電極端部
位置を調贅保持出来る。そのため、金属粉末を効率良く
製造出来、産業上極めて利用価値の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施的に係る金属粉末装置の模式図
、第２図はこの発明の他の実施列に係る金属粉末製造装
置の模式図、第３図は、第１・・・消耗電極、８・・・
ディスク、Ｊｌ・・・撮像装置、Ｊｌ・・・測定窓、ｉ
ｓ、ｉｓ’・・・アーク位置演算装置、１４・・・電極
移動手段、ＪＪ・・・ディスク撮像装置、１６・・・画
像ディスク、Ｊ７・・・電極先端位置測定手段。 第４図 旧ｇに戦（〉）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 間隔をおいて設置された複数の電極と、 これらの電極間にアークを形成させて溶融金属の液滴を
   形成する液滴形成手段と、 形成された液滴が落下する位置に配置されたディスクと
   、 このディスクを回転させて液滴を飛散冷却させて粉末と
   するディスク回転手段と、 前記各電極の先端位置を測定する電極先端位置測定手段
   と、この測定手段で測定した電極先端の位置が前記ディ
   スク上の所定位置にくるように各電極をその軸方向に移
   動せしめる電極移動手段とを具備してなる金属粉末製造
   装置。