JPS649369B2 - - Google Patents

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JPS649369B2
JPS649369B2 JP57035610A JP3561082A JPS649369B2 JP S649369 B2 JPS649369 B2 JP S649369B2 JP 57035610 A JP57035610 A JP 57035610A JP 3561082 A JP3561082 A JP 3561082A JP S649369 B2 JPS649369 B2 JP S649369B2
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JP
Japan
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metal
arc discharge
peripheral wall
rotating body
path
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JP57035610A
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JPS58153709A (ja
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Fujihira Yokoyama
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Hosokawa Micron Corp
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Hosokawa Micron Corp
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/10—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force

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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種金属の粒径が50μ以下の微粒子
又は1μ以下の超微粒子を製造するための装置に
関する。
金属微粒子、殊に金属超微粒子は、磁気的、光
学的、電気的及び熱電導的等の各種特性、さらに
は反応性や焼結性等において、通常の金属塊とは
全く異る優れた性質を示し、紛末治金、磁性、触
媒、耐熱、極低温、溶接及び医療等の多様な分野
において優れた材料として利用でき、近年各方面
で注目されている。
しかしながら、従来、連続的にかつ効率良く大
量に金属微粒子を製造できる装置が無く、工業的
規模でかつ採算の合う状態で金属微粒子を製造で
きる実用的装置の開発が強く要望されている実情
にある。
さらに詳述すると、従来の金属微粒子製造装置
の代表的なものは次の通りである。
(イ) 蒸発方式（第５図参照） 加熱コイル３１によりルツボ３２内の金属を
溶融蒸発させ、ボンベ３３からの不活性ガスを
封入させたケース３４内で蒸発金属を微粒子化
させ、不活性ガスによつて送れらてくる金属微
粒子を捕集器３５で回収するように構成した装
置。
(ロ) アーク方式（第６図参照） 電極４１ａ，４１ｂ間でのアーク放電によつ
て金属Ｍを溶融させると共に、ボンベ４２ａか
らの不活性ガス及びボンベ４２ｂからの水素を
ケース４３内に封入して、溶融金属をそれに溶
け込んだ過飽和な水素の放出に伴つて微粒子化
させ、ガスによつて送られている金属微粒子を
捕集器４４で回収するように構成した装置。
つまり、上記(イ)，(ロ)の装置はいずれも、バツチ
方式であり、また、温度や圧力によつて律速され
る金属蒸発や水素放出を利用しているため大量処
理が因難である。
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、金属微粒
子を連続的にかつ大量に製造できる装置を提供す
ることにある。
本発明による装置の特徴構成は、金属材料を加
熱溶融するアーク放電部を高速駆動型回転体に設
け、前記アーク放電部にその回転状態で金属材料
を供給する経路を設け、前記アーク放電部に臨む
隔壁に、金属溶融物を遠心力により放出する微小
孔を貫設し、前記回転体の外周部に、前記微小孔
から放出される金属溶融物を衝突により微細化す
る周壁を設け、前記周壁に対する強制冷却装置を
設け、前記回転体と周壁の間から金属微粒子を回
収する経路を設けてある。
上記特徴構成による作用効果は次の通りであ
る。つまり、 (1) 供給経路からアーク放電部に金属材料を連続
的あるいは断続的に供給すると、アーク放電部
で溶融した金属を、連続的に微小孔から周壁に
向かつて、かつ、周壁全周にわたつて分散した
状態で高速放出でき、強制冷却された周壁の作
用で溶融金属を凝固させると共に微粒子化で
き、その金属微粒子を回収経路から連続的に回
収できるのであり、従来装置では不可能であつ
た金属微粒子の連続的製造を行えるようになつ
た。
(2) 金属溶融物をその回転に伴う極めて大きな遠
心力によつて微小孔に対して通過させるから、
たとえ微小孔の径を極めて小さくしても確実に
かつ高速で金属溶融物を放出でき、しかも、極
めて大きな衝撃力が得られる周壁との衝突によ
つて金属を微粒子化させるから、金属微粒子
を、たとえ1μ以下の超微粒子であつても、大
量製造できるようになつた。
要約すれば、近年多くの産業分野で有用材料と
して注目されている極めて粒径の小さい金属微粒
子を、連続的にかつ処理能力が飛躍的に増大した
状態で製造できる実用的価値の顕著な装置を完成
できるに至つたのである。
次に、第１図及び第２図により実施例を説明す
る。
原動機１及び増速機２により例えば100゜0ない
し10000rpmもの高速で駆動される回転体３を、
セラミツク等の耐熱材３ａを主体に形成して、縦
軸芯Ｐ周りで回転する状態でケース４内に設け、
回転体３に、それに対して横一側方に偏つた状態
で上向き開口した凹部５を形成すると共に、その
凹部５のうち前記縦軸芯Ｐから最も離れた箇所に
アーク放電部５ａを形成するための一対のアーク
電極６ａ，６ｂを設けて、原料ホツパー７から定
量フイーダ８付供給経路９により凹部５に供給さ
れる塊状や予備破砕した金属材料を、アーク放電
部５ａにおいて加熱溶融するように構成してあ
る。供給経路９の出口を回転体３の回転中心部に
形成した円錐状部分３ｂに対向させて、アーク放
電部５ａにその回転状態で供給経路９から金属材
料を連続的あるいは断続的に供給できるように構
成してある。アーク電極６ａ，６ｂ夫々を一対の
導電リング１０ａ，１０ｂに各別に埋設配線１１
ａ，１１ｂにより接続すると共に、電源装置１２
に接続された一対の導電ブラシ１３ａ，１３ｂを
導電リング１０ａ，１０ｂに各別摺接させるよう
に設けて、アーク放電を連続的あるいは断続的に
継続できるように構成してある。回転体３に、そ
の熱損傷を防止するための流体室１４を形成する
と共に、ガス又は水等の適宜冷却用流体の供給管
１５ａ及び排出管１５ｂを、ロータリージヨイン
ト１６ａ，１６ｂ及び埋設管１７ａ，１７ｂによ
つて流体室１４に接続してある。一方のアーク電
極６ａを人為的に出入操作自在に取付けて、その
アーク電極６ａの消耗にかかわらず。両アーク電
極６ａ，６ｂの間隔を適正に維持できるように構
成してあり、他方、自動的にアーク電極６ａを適
正電極間隔維持のために押出す機構を設けること
も可能である。ケース４を密閉構造に形成すると
共に、金属材料の酸化を防ぐためのアルゴンやヘ
リウム等の不活性ガス、あるいはそれら不活性ガ
スの複数種を混合したガス、あるいはそれらに水
素ガスを加えたものを供給する装置１８をケース
４に接続してある。
前記アーク放電部５ａに臨む隔壁に、アーク放
電部５ａで溶融された金属をその回転に伴う遠心
力によつて放出するための微小孔１９、例えば直
径が数μないし３mm程度の孔、を貫設して、前記
ケース４の周壁４ａに微小孔１９から放出される
溶融金属を衝突させるように構成し、周壁４ａの
外側面に全面にわたつて臨む流体室２０を、水等
の適宜冷却用流体の供給路２１ａ及び排出路２１
ｂに接続した状態で形成し、もつて、溶融金属
を、周壁４ａとの接触による冷却及び周壁４ａと
の高速衝突による微細化の相剰によつて微粒子
に、望ましくは粒径が1μ以下の超微粒子に変え
るように構成してある。
ろ紙式や電気集塵式等の固気分離器２２を備え
た金属微粒子回収経路２３を前記ケース４に接続
して、前記回転体３と周壁４ａの間から金属微粒
子を連続的に取出せるように構成し、また、回転
体３の外周面下部３ｃを、下拡がり形状に形成す
ると共に回収経路２３の入口近くまで延設して、
金属微粒子の回収を円滑に行えるように構成して
ある。
対象とする金属材料は、鉄や各種非鉄金属の純
金属、あるいは各種合金、さらには純金属や合金
中に、例えば酸素や窒素や炭素等の非金属元素あ
るいは例えば酸化物や窒化物や炭化物等の非金属
化合物を含ませたもの等、いかなる種類でもよ
い。
前記周壁４ａ又は回転体３の周囲ガスの温度
は、対象とする金属材料の溶融温度に応じて適宜
設定するが、一般的には溶融温度よりも30ないし
800℃程度低い温度にすれば十分である。
次に別の実施例を示す。
回転体３を構成するに、第３図に示すように、
強制冷却構成を省略して、単に耐熱材３ａの作用
で熱的強度を備えさせてもよく、その他具体的構
造において適宜変更を行うことが可能であり、そ
して、回転体３の回転軸芯Ｐの向きは不問であ
る。
周壁４ａを形成するに、第３図に示すように、
下拡がり状に傾斜させて、金属微粒子の排出を一
層迅速かつ円滑に行えるようにしてもよく、ま
た、ケース構成部材では無い別の構造体によつて
形成させてもよく、その他各種の構造及び形状等
での設計変更が可能である。
周壁４ａを冷却するに、例えば各種タイプの冷
凍機や低温液化ガス供給装置を付設する等の設備
変更が可能であり、それら各種設備を強制冷却装
置２０と総称する。
アーク放電部５ａを形成するに、第４図に示す
ように、２組のアーク電極６ａ，６ｂ対を設け
て、１個の回転体３の２箇所に配置したり、ある
いは、３箇所以上に配置したりすることができ、
その他、アーク放電部５ａの位置や形状は自由に
変更できる。
微小孔１９を形成するに、１個のアーク放電部
５ａに対して複数個の微小孔１９を配置したり、
複数個のアーク放電部５ａに臨むように１個の微
小孔１９を配置する等の配置変更、あるいは形状
変更等が可能である。
アーク放電部５ａに金属材料を供給する経路
９、及び、回転体３と周壁４ａの間から金属微粒
子を回収する経路２３は、夫々具体構成、配置、
本数等において設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図は本発明に係る実施例を示
し、第１図は一部縦断概略正面図、第２図は第１
図の−線断面図、第３図は別実施例の一部縦
断概略正面図、第４図はさらに別の実施例の第２
図相当断面図である。第５図及び第６図は夫々各
別の従来装置を示す概略図である。 ３……回転体、４ａ……周壁、５ａ……アーク
放電部、９……供給経路、１９……微小孔、２０
……強制冷却装置、２３……回収経路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 金属材料を加熱溶融するアーク放電部５ａを
    高速駆動型回転体３に設け、前記アーク放電部５
    ａにその回転状態で金属材料を供給する経路９を
    設け、前記アーク放電部５ａに臨む隔壁に、金属
    溶融物を遠心力により放出する微小孔１９を貫設
    し、前記回転体３の外周部に、前記微小孔１９か
    ら放出される金属溶融物を衝突により微細化する
    周壁４ａを設け、前記周壁４ａに対する強制冷却
    装置２０を設け、前記回転体３と周壁４ａの間か
    ら金属微粒子を回収する経路２３を設けてある事
    を特徴とする金属微粒子製造装置。
JP57035610A 1982-03-05 1982-03-05 金属微粒子製造装置 Granted JPS58153709A (ja)

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