JPH01219109A - ガスアトマイズ法による微粉末の製造方法 - Google Patents
ガスアトマイズ法による微粉末の製造方法Info
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- JPH01219109A JPH01219109A JP4485488A JP4485488A JPH01219109A JP H01219109 A JPH01219109 A JP H01219109A JP 4485488 A JP4485488 A JP 4485488A JP 4485488 A JP4485488 A JP 4485488A JP H01219109 A JPH01219109 A JP H01219109A
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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。
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、高温の溶融材料を棒状あるいは板状に流下さ
せ、これに高流速の気体を衝突させて微粒化す、るガス
アトマイズ法によって微粉末を製造する方法に関するも
のである。
せ、これに高流速の気体を衝突させて微粒化す、るガス
アトマイズ法によって微粉末を製造する方法に関するも
のである。
（従来の技術）
ガスアトマイズ法は、金属等の溶融材料を棒状あるいは
板状に流下させ、その溶融材料流に対しである角度をも
って噴射させた気体ジェットを噴き付けて衝突させるこ
とにより？９融材料を粉砕し、同時に冷却して金属また
は合金等の微細粉末を大量に製造する方法である。
板状に流下させ、その溶融材料流に対しである角度をも
って噴射させた気体ジェットを噴き付けて衝突させるこ
とにより？９融材料を粉砕し、同時に冷却して金属また
は合金等の微細粉末を大量に製造する方法である。
ところで、このガスアトマイズ法によって微粒子を得る
方法として、■非常に高圧のガスを噴射して超高速のガ
ス流を溶融金属流に衝突させて微粉末を得る方法（特開
昭６１−２６６５０６号公報）、または■５０ｋｇ１０
４程度までの通常の高圧ガスを用いて高速のガス流を噴
射し、金属の微粉を得る方法（特公昭６２−２４４８１
号公１）１あるいは■超音波振動するガス流を溶融金属
流に衝突させて粉砕し、粉末を得る方法（Ｄ、Ｈ，Ｒｏ
ａｎｄＨ，Ｓｕｎｗｏｏ ：１９８３ Ａｎｎｕ、Ｐ
ｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌ、Ｃｏｎｆ、Ｐｒｏｃ。
方法として、■非常に高圧のガスを噴射して超高速のガ
ス流を溶融金属流に衝突させて微粉末を得る方法（特開
昭６１−２６６５０６号公報）、または■５０ｋｇ１０
４程度までの通常の高圧ガスを用いて高速のガス流を噴
射し、金属の微粉を得る方法（特公昭６２−２４４８１
号公１）１あるいは■超音波振動するガス流を溶融金属
流に衝突させて粉砕し、粉末を得る方法（Ｄ、Ｈ，Ｒｏ
ａｎｄＨ，Ｓｕｎｗｏｏ ：１９８３ Ａｎｎｕ、Ｐ
ｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌ、Ｃｏｎｆ、Ｐｒｏｃ。
（１９８４） Ｐ、 １０９〜１２４）、等が提案され
ている。
ている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上記■の特開昭６１−２６６５０６号公報
に開示された方法は、非常に高圧のガスを取扱うために
工業的には設備費用、保守管理費用及び運転費ともに畜
類となることから実施には解決すべき問題点が多い。
に開示された方法は、非常に高圧のガスを取扱うために
工業的には設備費用、保守管理費用及び運転費ともに畜
類となることから実施には解決すべき問題点が多い。
また■の特公昭６２−２４４８１号公報に開示された方
法は、大量のガス（約ＩＮｎ？ガス／ １ ｋｇ材料）
を必要とし、かつ得られる粉末も粒度が平均５０〜１０
０メツシユと大きい。
法は、大量のガス（約ＩＮｎ？ガス／ １ ｋｇ材料）
を必要とし、かつ得られる粉末も粒度が平均５０〜１０
０メツシユと大きい。
更に■の方法は、例えばＡ１合金について通常のガスア
トマイズ法と比較して、ガス流量と金属流量の比と、３
２５メンシユ以下の粉末量との関係が一本の直線上にあ
るという結果が得られており、超音波アトマイズの効果
が現れていない。
トマイズ法と比較して、ガス流量と金属流量の比と、３
２５メンシユ以下の粉末量との関係が一本の直線上にあ
るという結果が得られており、超音波アトマイズの効果
が現れていない。
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、通
常の圧力の高圧ガス（５０ｋｇ／ｃｄ以下）を用いるガ
スアトマイズ法によって可及的小さな粒径の球形微粉末
を安価かつ大量に製造できる方法を提供せんとするもの
である。
常の圧力の高圧ガス（５０ｋｇ／ｃｄ以下）を用いるガ
スアトマイズ法によって可及的小さな粒径の球形微粉末
を安価かつ大量に製造できる方法を提供せんとするもの
である。
（課題を解決するための手段）
本発明者等は種々研究・実験の結果、■末広がりノズル
チップを用いて高圧のガスを低圧室へ噴出させて超音速
気流を得る場合、前記末広がりノズルチップの出口断面
積とスロート部の断面積との比をガス圧力、ガス種に応
じた所定値以下にすると、ノズルチップ出口から圧力と
流速が流れ方向に振動する不足膨張噴流が得られること
、そして、■流下する溶融材料にこのような不足膨張噴
流を衝突させるとこ高速の気流によって溶融材料が粉砕
されるとともに、気流の圧力の振動とそれに基づく流速
の振動によってさらに微粒化する効果のあること、を知
見した。
チップを用いて高圧のガスを低圧室へ噴出させて超音速
気流を得る場合、前記末広がりノズルチップの出口断面
積とスロート部の断面積との比をガス圧力、ガス種に応
じた所定値以下にすると、ノズルチップ出口から圧力と
流速が流れ方向に振動する不足膨張噴流が得られること
、そして、■流下する溶融材料にこのような不足膨張噴
流を衝突させるとこ高速の気流によって溶融材料が粉砕
されるとともに、気流の圧力の振動とそれに基づく流速
の振動によってさらに微粒化する効果のあること、を知
見した。
本発明はかかる知見に基づいて成されたものであり、流
下する溶融材料に高流速の気体を噴射して衝突させるこ
とにより当該溶融材料を微粉化するガスアトマイズ法に
おいて、前記流下する溶融材料の周囲から不足膨張噴流
を噴射して、衝突領域で全圧を振動させることを要旨と
するものである。
下する溶融材料に高流速の気体を噴射して衝突させるこ
とにより当該溶融材料を微粉化するガスアトマイズ法に
おいて、前記流下する溶融材料の周囲から不足膨張噴流
を噴射して、衝突領域で全圧を振動させることを要旨と
するものである。
（作 用）
本発明において、溶融材料との衝突領域において全圧を
振動させることとしたのは、本発明者等の実験結果に基
づくものである。すなわち、第３図に示すようにかかる
全圧振動を加え、かつ全圧振動の全振幅が大きくなると
生成する粒子の平均径が急速に小さくなるからである。
振動させることとしたのは、本発明者等の実験結果に基
づくものである。すなわち、第３図に示すようにかかる
全圧振動を加え、かつ全圧振動の全振幅が大きくなると
生成する粒子の平均径が急速に小さくなるからである。
全圧振動の全振幅は好ましくは１５ｋＰａであり、さら
に好ましくは５０ｋＰａ以上である。
に好ましくは５０ｋＰａ以上である。
上記した本発明方法によれば、噴射する気体を超音速の
不足膨張噴流とすることにより、この噴流の中心流速が
音速になるまでの区間では、周囲の雰囲気ガスの巻き込
みが非常に少ないので、噴流は高流速を保ったままノズ
ル出口形状のままで流れる。従って、これを溶融材料の
流れに衝突させれば、高流速気流によって微細に粉砕さ
れる。
不足膨張噴流とすることにより、この噴流の中心流速が
音速になるまでの区間では、周囲の雰囲気ガスの巻き込
みが非常に少ないので、噴流は高流速を保ったままノズ
ル出口形状のままで流れる。従って、これを溶融材料の
流れに衝突させれば、高流速気流によって微細に粉砕さ
れる。
また、噴流は音速以下に速度が減衰したあと、周囲の雰
囲気をまき込んで拡散して更に低流速化するが、この場
合も熔融材料の流れに近づいてから拡散するので速度低
下幅は小さく、従来の噴流に比べれば高流速となってお
り、微粉化効果がある。
囲気をまき込んで拡散して更に低流速化するが、この場
合も熔融材料の流れに近づいてから拡散するので速度低
下幅は小さく、従来の噴流に比べれば高流速となってお
り、微粉化効果がある。
更に、高流速ガスの衝突による微粉化に加えて、溶融材
料との衝突域で噴流の圧力の振動と流速が振動している
ため、分裂させた粒子にガスの圧力の振動と流速の振動
に応じた加速度を加えることができるので、これによっ
て溶融粒子をさらに分裂させ微粉末を得ることができる
。
料との衝突域で噴流の圧力の振動と流速が振動している
ため、分裂させた粒子にガスの圧力の振動と流速の振動
に応じた加速度を加えることができるので、これによっ
て溶融粒子をさらに分裂させ微粉末を得ることができる
。
（実 施 例）
、・ 以下本発明方法を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明方法を実施する装置の一実施例を示す概
略図であり、図中１は粉末回収タンクであって、該粉末
回収タンク１の上部に７トマイズノズル本体２が設置さ
れている。そして、このアトマイズノズル本体２の例え
ば中心には、アトマイズノズル本体２の上方に設けられ
た溶融材料容器３内の溶融材料４の流下注入用開孔５が
設けられており、この開孔５を通って前記溶融材料４が
粉末回収タンク１内に所要量宛流下供給されるのである
。
略図であり、図中１は粉末回収タンクであって、該粉末
回収タンク１の上部に７トマイズノズル本体２が設置さ
れている。そして、このアトマイズノズル本体２の例え
ば中心には、アトマイズノズル本体２の上方に設けられ
た溶融材料容器３内の溶融材料４の流下注入用開孔５が
設けられており、この開孔５を通って前記溶融材料４が
粉末回収タンク１内に所要量宛流下供給されるのである
。
６はアトマイズノズル本体２の前記開孔５の周囲例えば
８等分位置に配設されたノズルチップであり、これらノ
ズルチンプロは開口５を通って粉末回収タンクｌ内に流
下注入せしめられる溶融材料４に対して所要の交差角を
もって設置され、例えばＡｒガス等の高圧ガス７を前記
溶融材料４に噴耐衝突せしめて溶融材料４を粉砕・冷却
し、微粉末を生成するのである。なお、この微粉末は固
気分離器８にて噴射ガスと分離して回収され、一方ガス
は放出される。
８等分位置に配設されたノズルチップであり、これらノ
ズルチンプロは開口５を通って粉末回収タンクｌ内に流
下注入せしめられる溶融材料４に対して所要の交差角を
もって設置され、例えばＡｒガス等の高圧ガス７を前記
溶融材料４に噴耐衝突せしめて溶融材料４を粉砕・冷却
し、微粉末を生成するのである。なお、この微粉末は固
気分離器８にて噴射ガスと分離して回収され、一方ガス
は放出される。
ところで、本発明方法は、前記したノズルチップ６とし
て第２図に示すような末広がり状のものを使用し、第２
図における左側の端部をアトマイズノズル本体２に接続
し、アトマイズノズル本体２は図示しない高圧ガス供給
室に接続してノズルチップ６の右側の端部から例えば供
給室内圧力４ＭＰａのＡｒの高圧ガス７を噴出させるの
である。
て第２図に示すような末広がり状のものを使用し、第２
図における左側の端部をアトマイズノズル本体２に接続
し、アトマイズノズル本体２は図示しない高圧ガス供給
室に接続してノズルチップ６の右側の端部から例えば供
給室内圧力４ＭＰａのＡｒの高圧ガス７を噴出させるの
である。
そして、本発明ではこのノズルチップ６から噴出させる
高圧ガス７を不足膨張噴流と成す必要がある為、ノズル
チップ６の出口端Ｂの断面積Ｓｏとノズルチップ６内の
流路９の最小断面積部Ａの断面積Ｓ、との比Ｓｏ／Ｓｔ
（以下「スロート比」という）を適切に選ぶことが肝要
である。
高圧ガス７を不足膨張噴流と成す必要がある為、ノズル
チップ６の出口端Ｂの断面積Ｓｏとノズルチップ６内の
流路９の最小断面積部Ａの断面積Ｓ、との比Ｓｏ／Ｓｔ
（以下「スロート比」という）を適切に選ぶことが肝要
である。
下記第１表は、第２図に示す末広がり状のノズルチップ
６を用いた第１図に示す微粉末の製造装置により微粉末
を製造した場合の結果を示したものである。なお、ノズ
ルチップ６の各種寸法を第２表に、また製造条件は第１
表に併せて示している。
６を用いた第１図に示す微粉末の製造装置により微粉末
を製造した場合の結果を示したものである。なお、ノズ
ルチップ６の各種寸法を第２表に、また製造条件は第１
表に併せて示している。
第２表
ノズルチンプロは上記第２表に示すように全て最小部Ａ
の径がφ１■ｌとなるよう製作し、同一圧力で噴射した
場合にガス流量は同一となるようにしている。なお幾何
学的焦点１０（第１図（ロ）参照）とノズルチップ６の
出口端Ｂとの距離は２５ｍである。
の径がφ１■ｌとなるよう製作し、同一圧力で噴射した
場合にガス流量は同一となるようにしている。なお幾何
学的焦点１０（第１図（ロ）参照）とノズルチップ６の
出口端Ｂとの距離は２５ｍである。
第１表に示すとおり、本発明方法によるガス噴射を行っ
た場合に生成する粉末粒子径は従来の方法（従来例１．
２）による場合に比べて１／３〜１／４に小さくなる。
た場合に生成する粉末粒子径は従来の方法（従来例１．
２）による場合に比べて１／３〜１／４に小さくなる。
第４図は上記第２図及び第２表に示すノズルチンプロを
第１図に示すアトマイズノズル本体２に取り付け、第１
表に示す条件で高圧ガス７を噴射して、ノズルチップ中
心軸に沿う全圧を測定した結果である。幾何学的焦点１
０の上下約５１で溶融材料４の大部分の粉化が進行する
ことが別の写真逼影等によって分かっているので、ノズ
ルチップ６の中心軸上で圧力振動を測定し、かつ幾何学
的焦点１０の上下５龍の領域の圧力振動の全振幅を測定
した。
第１図に示すアトマイズノズル本体２に取り付け、第１
表に示す条件で高圧ガス７を噴射して、ノズルチップ中
心軸に沿う全圧を測定した結果である。幾何学的焦点１
０の上下約５１で溶融材料４の大部分の粉化が進行する
ことが別の写真逼影等によって分かっているので、ノズ
ルチップ６の中心軸上で圧力振動を測定し、かつ幾何学
的焦点１０の上下５龍の領域の圧力振動の全振幅を測定
した。
また、中心軸上での圧力振動の全振幅と生成粉末粒子径
との関係は前記した第３図に示すとおりであり、粉化＄
■域で圧力の振動があると微粉化して効果があることが
判明した。
との関係は前記した第３図に示すとおりであり、粉化＄
■域で圧力の振動があると微粉化して効果があることが
判明した。
すなわち、本発明方法のようにノズルチップ６のスロー
ト比Ｓｏ／Ｓｔを適切に選ぶことによってノズルチップ
６から噴出せしめる高圧ガス７を不足膨張噴流と成すこ
とで、該噴流が拡散せず高流速を保つ長さが長くなって
、溶融材料４を微細に粉砕することができるようになる
。加えて本発明では溶融材料４との衝突域で噴流の圧力
の振動と、流速の振動があることにより、更に溶融材料
４を微細に粉砕できる。
ト比Ｓｏ／Ｓｔを適切に選ぶことによってノズルチップ
６から噴出せしめる高圧ガス７を不足膨張噴流と成すこ
とで、該噴流が拡散せず高流速を保つ長さが長くなって
、溶融材料４を微細に粉砕することができるようになる
。加えて本発明では溶融材料４との衝突域で噴流の圧力
の振動と、流速の振動があることにより、更に溶融材料
４を微細に粉砕できる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明方法によれば、噴射する気体
を超音速の不足膨張噴流とすることにより、この噴流の
中心流速が音速になるまでの区間では、周囲の雰囲気ガ
スの巻き込みが非常に少ないので、噴流は高流速を保っ
たままノズル形状のままで流れる。従って、これを溶融
材料の流れに衝突させれば、高流速気流によって微細に
粉砕される。
を超音速の不足膨張噴流とすることにより、この噴流の
中心流速が音速になるまでの区間では、周囲の雰囲気ガ
スの巻き込みが非常に少ないので、噴流は高流速を保っ
たままノズル形状のままで流れる。従って、これを溶融
材料の流れに衝突させれば、高流速気流によって微細に
粉砕される。
また、噴流は音速以下に速度が減衰したあと、周囲の雰
囲気をまき込んで拡散して更に低流速化するが、この場
合も溶融材料の流れに近づいてから拡散するので速度低
下幅は小さく、従来の噴流に比べれば高流速となってお
り、微粉化効果がある。
囲気をまき込んで拡散して更に低流速化するが、この場
合も溶融材料の流れに近づいてから拡散するので速度低
下幅は小さく、従来の噴流に比べれば高流速となってお
り、微粉化効果がある。
更に、高流速ガスの衝突による微粉化に加えて、溶融材
料との衝突域で噴流の圧力の振動と、流速の振動がある
ため、分裂させた粒子にガスの圧力、流速変動に応じた
加速度を加えることができるので、これによって溶融粒
子をさらに分裂させ微粉末を得ることができる。
料との衝突域で噴流の圧力の振動と、流速の振動がある
ため、分裂させた粒子にガスの圧力、流速変動に応じた
加速度を加えることができるので、これによって溶融粒
子をさらに分裂させ微粉末を得ることができる。
すなわち、本発明によれば通常の工業用装置を用いて発
生できる高圧ガスを用いて微細な球状粉を安価・大量に
製造できる。従って、射出成形用粉末、焼結助剤などと
して供給することができる。
生できる高圧ガスを用いて微細な球状粉を安価・大量に
製造できる。従って、射出成形用粉末、焼結助剤などと
して供給することができる。
第１図（イ）は不発明方法に使用するガスアトマイズ装
＝の概略説明図、（ロ）はアトマイズノズル本体の拡大
図、第２図はノズルチップの拡大縦断面図、第３図は全
圧振動の全振幅と生成粒子の平均径との関係を示す図、
第４図はノズルチップ出口からの距離と噴流中心軸上の
全圧との関係を示す図である。 ４は溶融材料、６はノズルチップ、７は高圧ガス。 第３＠ 第４図
＝の概略説明図、（ロ）はアトマイズノズル本体の拡大
図、第２図はノズルチップの拡大縦断面図、第３図は全
圧振動の全振幅と生成粒子の平均径との関係を示す図、
第４図はノズルチップ出口からの距離と噴流中心軸上の
全圧との関係を示す図である。 ４は溶融材料、６はノズルチップ、７は高圧ガス。 第３＠ 第４図
Claims (1)
- （１）流下する溶融材料に高流速の気体を噴射して衝突
させることにより当該溶融材料を微粒化するガスアトマ
イズ法において、前記流下する溶融材料の周囲から不足
膨張噴流を噴射して、衝突領域で全圧を振動させること
を特徴とするガスアトマイズ法による微粉末の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4485488A JPH01219109A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ガスアトマイズ法による微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4485488A JPH01219109A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ガスアトマイズ法による微粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219109A true JPH01219109A (ja) | 1989-09-01 |
| JPH0585601B2 JPH0585601B2 (ja) | 1993-12-08 |
Family
ID=12703070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4485488A Granted JPH01219109A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | ガスアトマイズ法による微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219109A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2711111A4 (en) * | 2011-05-18 | 2015-05-20 | Tohoku Techno Arch Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING A METAL POWDER AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL POWDER |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168554A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Sugino Mach:Kk | 液中ジエツト噴射用ノズル |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP4485488A patent/JPH01219109A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168554A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Sugino Mach:Kk | 液中ジエツト噴射用ノズル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0585601B2 (ja) | 1993-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |