JPS6352990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、球状又はこれに近い形状をなす金
属粒子の製造方法に関し、特に大きさが比較的小
径（直径が0.1〜3.0mm程度）の球状金属粒子を簡
単な構造の装置によつて多量に製造できるように
する。

〔従来技術〕

従来の球状金属粒子の製造方法としては、例え
ば、特開昭58−52408号公報に記載されているよ
うなものがある。それは、容器内に設けた金属棒
の先端を溶融させると共に、その金属棒を高速回
転させ、そのときに生ずる遠心力で溶けた部分の
金属を雰囲気中に分散させ、この分散された溶融
金属を、これが周囲の容器内壁に到達するまでの
間にそれ自体の表面張力によつて球状に成形しつ
つ周囲の雰囲気で凝固させることにより、球状又
はこれに近い形状の金属粒子を製造するものであ
る。

〔発明の目的〕

この発明者らは、前記金属粒子製造方法とは別
の方法により球状金属粒子を製造しようとしてこ
の発明をなすに至つたものであり、液状をなす金
属の溶滴は、それ自体の表面張力により丸くなろ
うとする性質があることから、回転ドラムで所定
量の溶融金属を間欠的に雰囲気中に飛散させ、そ
れ自体の表面張力で形を丸くしつつ周囲の雰囲気
で冷却して凝固させることにより、比較的小径の
球状金属粒子を連続して多量に製造できるように
することを目的としている。

〔発明の構成〕

而して、この出願は、第１図等に示すように、
溶融槽６内に収容された溶融金属２に、溶融金属
２の液面に対して45〜90度の角度の受け面１０ｂ
をもつ歯１０が形成され、かつ歯１０に抜熱防止
剤が塗布された回転ドラム１の歯１０を挿入して
回転する歯１０の受け面１０ｂにより溶融金属２
をすくい上げ、すくい上げられた溶融金属２を部
分的にも凝固させることなく回転ドラム１の遠心
力の作用によつて周囲の雰囲気中に振り飛ばし、
飛散した金属溶滴２ａを自己の表面張力により球
状又はこれに近い形状に成形させつつ周囲の雰囲
気により冷却して凝固させる球状金属粒子の製造
方法を提供する。

〔他の公知技術との関係〕

ところで、本件発明に対して、一見技術的思想
の創作において近似しているものと見られる恐れ
のあるものに、特開昭54−60262号公報に記載さ
れている薄片粒子の製造方法及びその製造装置の
ようなものがある。しかしながら、かかる薄片粒
子の製造方法は、熱伝達率の大なる物質で熱抽出
用円板を形成すると共に、この熱抽出用円板に設
けたセレーシヨンに溶融物質を付着させて薄片粒
子を形成し、この薄片粒子の熱を熱抽出用円板で
奪つて該薄片粒子を少なくとも部分的に固化さ
せ、しかる後、前記セレーシヨンから薄片粒子を
解放して周囲の雰囲気中において冷却することに
より、薄片粒子を形成するものであり、本件発明
とはその技術的思想を全く異にするものである。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例に基づいて説明す
る。

第１図乃至第６図は、この発明の一実施例を示
す図である。

まず、構成を説明すると、第１図に示す１が回
転ドラムであり、第２〜６図に拡大して示すよう
に円板状をなすこの回転ドラム１の外周には、鋸
歯状の歯１０を円周方向に多数個設け、この歯１
０の組を、第４図ａでは１列、即ち１条とし、第
４図ｂでは４列平行、即ち４条に形成している。
各歯１０は、第２図に示すように、四角錐状の尖
塔形をなしていて、その先端１０ａのうち回転方
向前側に位置する平面を受け面１０ｂとし、第５
図ａ乃至同図ｃに示すように、この受け面１０ｂ
が溶融金属２の液面に対してなす角度αは、30度
乃至120度に設定し、特にその角度αを45度乃至
90度に設定したときに最もよい実験結果が得られ
た。

１ａは、回転軸が挿入される穴であり、さらに
１ｂは、冷却水用の水穴である。かかる回転ドラ
ム１は、例えば、純銅、ステンレス鋼（例えば、
SUS−304等）等の材料によつて形成する。

また、第１図に示す３は、前記回転ドラム１を
高速度で回転駆動させるための駆動装置であり、
例えば電動モータ、変速機等によつて構成され、
これが回転ドラム１の回転軸に連結されている。
回転ドラム１の回転速度は、外周に設けた歯１０
に付着された溶融金属２が部分的にも凝固される
前に、第２図等に示すように、該回転ドラム１の
遠心力により歯１０の先部１０ａ又は受け面１０
ｂから飛散させることができる速度に設定する。
さらに、この回転ドラム１は、図示しない昇降装
置によつて上下移動可能に構成し、非作動時は溶
融金属２の上方に位置し且つ作動時に下降させ
て、その下側に位置する歯１０の先部１０ａを溶
融金属２内に挿入させる。４は、回転ドラム１の
遠心力では飛散剥離されずに先部１０ａ又は受け
面１０ｂに付着したままの金属片を払拭するため
のワイパである。

回転ドラム１の下方には、溶融金属２を収容す
る溶融装置５を配設する。この溶融装置５は、黒
鉛、アルミナ等の耐火材、構造用材等で形成され
た溶融槽６と、この溶融槽６の周囲を取り囲むよ
うに巻回して設置された発熱体７とからなり、こ
の発熱体７により加熱して溶融金属２を常時所定
の温度に保持する。

かくして、溶融金属２は、回転ドラム１の歯１
０の、第５図ｄに示すように受け面１０ｂ、又は
同図ｅに示すように先部１０ａによつて所定量が
汲み上げられ、これら所定量の各溶滴２ａが、回
転ドラム１に作用する遠心力により飛散され、そ
の飛行中に周囲の雰囲気により冷却されて凝固さ
れる。なお、第６図は、第５図に示された歯１０
の平面図である。

また、第１図に示す８は、溶融金属２の液面の
高さを調節するためのレベルブロツクであり、例
えばレンガ等の耐熱材で形成し、金属粒子の生産
量に応じて上下動させることにより、常時液面を
所定の高さに保持するようにする。９は、回転ド
ラム１の下側及びこの下側部分が挿入される溶融
金属２を加熱するための加熱装置であり、回転ド
ラム１と溶融金属２とが周囲の雰囲気によつて冷
やされるのを抑制する。

なお、金属粒子としては、例えば、ステンレス
鋼、スズ等の各種の金属材料を用いて製造するこ
とができる。

次に、作用について説明する。

まず、溶融装置５の溶融槽６内に溶融金属２を
蓄える。例えば、図示しない溶解炉で溶解したス
テンレス鋼等の溶融金属２を溶融槽６内に収容す
ると共に、この溶融槽６を発熱体７により加熱し
て、該溶融金属２を常時所定の温度に保温する。
また、これと同時に、回転ドラム１に巻き込まれ
て溶融金属２の表面に吹きつける空気が該溶融金
属２の温度低下の原因となるのを防ぐため、加熱
装置９により溶融金属２の表面温度を高温に保つ
ようにする。かかる溶融金属２の温度調節は、図
示しない温度調節装置によつて自動的に制御され
るようにする。

この状態から、駆動装置３を回転駆動させて回
転ドラム１を高速度で回転させる。そして、昇降
装置を作動させて回転ドラム１を下降させ、回転
ドラム１の下側の歯１０の先端１０ａを溶融金属
２内に挿入する。これにより、回転する歯１０に
付着された溶融金属２が、該歯１０の先部１０ａ
及び回転方向前側に設定された受け面１０ｂによ
り汲み上げられ、その結果、先部１０ａ又は受け
面１０ｂの面積に応じた所定量の溶融金属２が各
歯１０と一体的に回転される。

すると、回転ドラム１の周速度は、先部１０ａ
又は受け面１０ｂに付着された溶滴２ａが部分的
にも凝固しないうちに遠心力によつて歯１０から
飛散させることができる速度に設定しているた
め、先部１０ａ又は受け面１０ｂに付着された溶
滴２ａが、回転ドラム１の回転による遠心力によ
つて振り飛ばされ、該歯１０から離れて雰囲気中
に飛散される。

この飛行中の溶滴２ａは、充分に温められて部
分的にも凝固していないため、先部１０ａ又は受
け面１０ｂを離れると同時にそれ自体の表面張力
により収縮し、できるだけ小さな面積をとろうと
して丸くなり球状又はこれに近い形状に成形され
る。そして、球状に成形された溶滴２ａは、周囲
の雰囲気によつて冷却され、球状を保持した状態
で凝固される。

この場合、受け面１０ｂと溶融金属２の液面と
のなす角度αは45度乃至90度が好適であり、これ
があまり大きすぎても小さすぎても球状の金属粒
子は得られない。これは、前記角度αが大きすぎ
又は小さすぎると、受け面１０ｂに付着する溶融
金属２の量が少なくなり、しかも、該受け面１０
ｂに薄く広がりすぎるためと考えられる。この角
度αの範囲は、本体30度乃至120度であり、30度
及び120度近辺では、できる金属粒子は球状を押
し潰したような偏平形状の球体をなしていた。

次に、本発明の実験例について説明する。

Ａ 本実験に用いた回転ドラム１の材質及び寸法
諸元等を第８図に図表として示す。

Ｂ 本実験の結果を第９図に図表として示す。

(1) 実験１では、直径が0.2〜1.0mmの球及び少
しいびつな球状の金属粒子が得られた。

(2) 実験２では、直径が0.3〜1.5mmの球及びい
びつな球状の金属粒子が得られた。

このときの金属粒子の生産量は、35.1Kg／
ｈ（歩留りは80％）であつた。ちなみに、直
径が1.0mmの金属粒子１個の重量は、0.0042
ｇ程度である。

(3) 実験３では、直径が0.3〜1.2mmの球及びい
びつな球状の金属粒子が得られたが、その直
径は、実験２のそれよりも全体的に小径であ
つた。しかし、歩留りは90％以上に達した。

これらの実験結果から明らかなように、この発
明によれば、溶融金属２から直接に球状又はこれ
に近い形状の金属粒子を連続して多量に製造する
ことができ、しかも、装置自体の構造を極めて簡
単なものとすることができた。

なお、この実施例で用いたように、歯１０に二
硫化モリブデン、鋳物用離型剤（主成分は耐火物
の微粉）又は菜種油等を抜熱防止剤として塗布す
ることにより、先部１０ａ又は受け面１０ｂから
溶滴２ａが奪われる熱量を抑制して、その凝固速
度を遅くすることができる。また、この実施例で
は、溶融金属２の溶滴２ａを大気中に飛散させ、
大気の雰囲気により冷却して凝固させるようにし
たが、例えば、アルゴン等の不活性ガス中を飛行
させて冷却させる構成としてもよいことはもちろ
んである。

第７図は、回転ドラム１に設けた歯１０の受け
面１０ｂ形状の他の実施例を示すものであり、同
図ａは、先端を半円形にしたもの、同図ｂは、先
端を方形にしたものである。また、回転ドラム１
の、周方向に連続する一条の歯数及びその条数
は、これらの実施例に限定されるものではなく、
必要により適宜な個数を設定するようにする。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明では、溶融
金属の液面に対する歯の受け面の角度が45〜90度
であつて、かつ抜熱防止剤が塗布された歯を設け
た回転ドラムを回転して、回転する歯の受け面に
より溶融金属をすくい上げ、この溶融金属が部分
的にも凝固する前に回転ドラムの遠心力で前記歯
から飛散させ、その飛行中に周囲の雰囲気で金属
粒子の溶滴を冷却して凝固させるようにした。そ
のため、特開昭58−52408号公報に記載されてい
るような従来の金属粒子製造方法とは別の方法に
より、球状金属粒子を連続して多量に生産するこ
とができる。しかも、回転ドラムの歯で溶融金属
を所定量ずつ汲み上げてこれを飛散させ、この飛
行中に溶融金属自体の表面張力によつて球状又は
これに近い形状に成形させつつ冷却して凝固させ
るから、生産された球状金属粒子のそれぞれをよ
り球形に近いものとすることができると共に、そ
の大きさをある程度均一化させることができる。

また、この発明を実施するためには、溶融金属
が付着される歯を外周に設けた回転ドラムと、こ
の回転ドラムを回転させる駆動装置とを備えた極
めて簡単な装置があればよく、したがつて装置の
小型化が可能であるため、この発明は、小さなス
ペースで、しかも低コストで実施することができ
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概略説明
図、第２図は、第１図の要部を示す斜視図、第３
図は、回転ドラムの正面図、第４図ａ，ｂは、第
３図の中央部半縦断面図、第５図ａ〜ｅは、回転
ドラムの歯と溶融金属との関係を示すもので、同
図ａ乃至ｃは全体説明図、同図ｄは受け面に溶滴
が付着した状態を示す説明図、同図ｅは先部に溶
滴が付着した状態を示す説明図、第６図ａ，ｂ
は、回転ドラムの歯先を示すもので、同図ａは歯
が１条の場合の平面図、同図ｂは歯が４条の場合
の平面図、第７図ａ，ｂは、歯の形状の他の実施
例を示す斜視図、第８図は、本発明による球状金
属粒子の生産実験に用いた回転ドラムの材質及び
寸法諸元等を示す図表、第９図は、同じく生産実
験の条件を示す図表である。 １……回転ドラム、２……溶融金属、２ａ……
溶滴、３……駆動装置、４……ワイパ、５……溶
融装置、６……溶融槽、７……発熱体、８……レ
ベルブロツク、９……加熱装置、１０……歯、１
０ａ……歯の先部、１０ｂ……歯の受け面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融槽内に収容された溶融金属に、溶融金属
   の液面に対して45〜90度の角度の受け面をもつ歯
   が形成され、かつ歯に抜熱防止剤が塗布された回
   転ドラムの歯を挿入して回転する歯の受け面によ
   り溶融金属をすくい上げ、すくい上げられた溶融
   金属を部分的にも凝固させることなく回転ドラム
   の遠心力の作用によつて周囲の雰囲気中に振り飛
   ばし、飛散した金属溶滴を自己の表面張力により
   球状またはこれに近い形状に成形させつつ周囲の
   雰囲気により冷却して凝固させることを特徴とす
   る球状金属粒子の製造方法。