JPS63243202A - 球状金属粉の製造法 - 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、粉末冶金、或は各種フィラー等に用いられる
球状金属粉の製造法に関する。

（従来の技術） 単粒子が分散している球状金属粉は、流動性がよく、ま
た充填率が高いため、粉末°冶金や、樹脂のフィラー等
として広い用途を有する。また、流動性のよいことから
、気体や液体中に分散した状態で使われる磁性ｔｊ！利
、或は、充填性のよいことから各種のハンダ等の用途も
拡大しつつある。

これらの用途を有Ｊる球状台Ｉｉ４粉は、従来■アトマ
イズ法、■カルボニール法、■回転電極法、によってつ
くられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

■のアトマイズ法は、現在金属粉の製造方法の主流とな
りつつある方法で、媒体と噴出条ｆ１を選ぶことによっ
て球状金属粉を作ることが出来るが、一般には粒径が４
０μ而以下の粉末を効率よくつくることは難しい。さら
に、大規模の設備が必要なため、少量多品種の製造には
不適当である。■のカルボニール法は、適当なカルボニ
ール化合物が存在するＦａ、ＮＬ、Ｃｏのみが、この方
法を使用することが可能で、しかもその粒径は１〜１０
μｍの範囲にかぎられる。ざらに、この方法でつくられ
た金属粉は球状ではあるが表面が極めて活性で、その流
動性は極端に悪い。■の回転電極法は、アトマイズしに
くいＴＬ金合金超耐熱合金などの球状粉を作るのにきわ
めて有効な方法であるが、金１を溶解、鋳造してバーを
作らなければならず、設備もバッチ式で、しかも精密な
ものが必要なため、極めて高価である等、それぞれ問題
を有している。

本発明各は、上記問題を解消すべく鋭Ｊ：Ｊ、ｒ！Ｉ究
を行なった結果、金属の単機粒子を融点以上、或は融点
近くに保持すると、表面が平滑な球状金属微粒子が得ら
れることを知見した。

本発明は、Ｆ記の知見に基づいて開発されたもので、各
種金属の所望の粒径の分散した球状粉を容易につくるこ
とが可能で、しかし少門、多品種の要求にも対応出来る
球状金属粉のｔＪ造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〕

本発明は、上記の目的を達成すべくなされたもので、そ
の要旨は、金属粉と、その金属の融点より融点が高く、
かつ金属の融点温度において、上記金属と反応しないセ
ラミックス粉とを混合し、この混合粉を非酸化性雰囲気
ｒ熱処理して金属粉を球状化した後、分離する球状金属
粉の＠ｌ造法にある。

本発明の方法は、球状金属粉の粒径に対応する粒度の適
当な形状の金属粉とセラミックス粉とをＵ合し、金属粉
の融点近傍の温度に保持するので、金属粉は分散状態を
保持したまま表面張力で球状化され、所望の粒形の分散
した球状金属粉が得られる。

本発明に用いられる金属は、破砕等によって粉化可能な
単金属、或は合金がいずれも使用出来、例えばＨａ、　
ｔ’ｂ、　ｚｎ、八〇、　Ｃｕ、　Ａｕ、　Ｍ、　Ｇａ
、　Ｓｎ、　Ｐｂ等融点が高くないものが適用し易い。

またその粒径は０．７μｍ〜１．ｗ、特に１．０〜５０
０μｍが好ましい。

また、金属粉と混合するセラミックス粉は、混合する金
属粉の融点より融点が高く、かつ金属粉の融点温度にお
いてこれと反応しないことが必要で、例えばＳＬＣ，Ｓ
ｉ２　Ｎ４　、か０２等があげられる。このセラミック
ス粉の粒径は、金属粉の表面をセラミックス粉が均一に
覆う必要があるので混合する金属粉の粒径の１７５以下
、特に１／１０以下が好ましい。

金属粉の粒径が０．１μｍ未満では、混合するセラミッ
クスの粒径が小さくなり過ぎて、経済的でなく、１＃Ｉ
Ｉｌ＋を越えると、金属粉粒子が球状となりにくい。ま
たピラミックス粉の粒径が金属粉粒径の１７５を越える
と、金属粉を球状化する際、隣りあう金属粉粒子が結合
し易くなる。

球状金属粉をつくるには、先ず、目的とする球状金属粉
の粒径に対応する粒径の金属粉（金属粉の作り方は何で
もよい）と、この金属の種類によって選ばれた、金属粉
の粒径の１７５以下のセラミックス粉とを、容量比で金
属粉／１？ラミツクス粉が１以下となるように配合し、
均一混合する。金属粉／１７ラミツクス粉の容量比が１
を越えると、金属粉の粒子同士が接触一体化し、単粒子
に分散した球状金属粉末が得られない。

上記均一混合粉を容器に充填し、これを加熱炉等にセッ
トし、非酸化性雰囲気下において昇温する。非酸化性雰
囲気は真空、或はＮ２．Ａｒ等の不活性ガス、Ｎ２等の
還元性ガスがいずれも使用できる。温度が金属粉の融点
に近づくにしたがって昇温速度を低下させ、混合粉が均
一温度となるよう昇温し、融点より少し低い温度から少
し高い温度、例えば融点±１００℃の範囲に１５〜６０
分間保持する。この熱処理によって、金属粉は溶融し、
表面張力によって球状化するが、セラミックス粉が個々
の金属粉粒子の周囲に存在するため、溶融粒子同士が結
合することなく、分散状態を保持する。これを！［した
後、加熱炉より取出し、球状化した金属粉とセラミック
ス粉とを分離する。

この際、金属粉とセラミックス粉は、密度、粒径共に大
幅に異なるので、篩分け、乾式分級、湿式分級等通常の
方法がいずれも使用可能である。

（実施例〕 次に実施例、比較例を示して本発明を説明する。

実施例１ 電解鉄の粉砕粉を篩分けによって粒径３２〜６３μｍに
分級した電解鉄粉２０ＣＣと、平均粒径１μｍの５Ｌ３
Ｎ４粉２０ｃｃとをミキサーで混合した。

この混合粉をＮ２気流中で１３４０℃、１時間熱処理し
た後、湿式分級によって、５Ｌ３Ｎ４と鉄粉とに分離し
た。この鉄粉は、Ｘ線回折によって原料の電解鉄と同じ
ピークが出ることを確認した。

また、第１図に走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真＜２０
０倍）を示すように、はぼ３２〜６３μｍの球状の鉄粉
であることが確認された。

実Ｉｋ例２〜４、比較例１〜３ 粉砕金属粉、セラミックス粉および混合比を変えて、球
状金属粉をつくり、その状態を調べた。

結果を第１表に示す。

以　　下　　余　　白 〔効　果〕 以上述べたように、本発明の方法は、アトマイズ法では
製造が困難な、粒径４０μｍ以下の球状金属粉は勿論、
原料の金属粉の粒径に対応する広い範囲の粒径の球状金
属粉が得られ、しかも高価、大規模な装置を必要とせず
、少量、多種の球状金金属粉が容易に得られるので、球
状金属粉を必要とする分野に寄与することが極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１における球状鉄粉のＳＥＭによる粒
子構造を示す写真（２００倍）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属粉と、その金属の融点よりも融点が高く、かつ金属
   の溶融温度において反応しないセラミックス粉とを混合
   し、この混合粉を非酸化性雰囲気で熱処理して金属粉を
   球状化した後、分離することを特徴とする球状金属粉の
   製造法。