JPH01294805A - 金属粉末複合材の製造方法 - Google Patents
金属粉末複合材の製造方法Info
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- JPH01294805A JPH01294805A JP63122085A JP12208588A JPH01294805A JP H01294805 A JPH01294805 A JP H01294805A JP 63122085 A JP63122085 A JP 63122085A JP 12208588 A JP12208588 A JP 12208588A JP H01294805 A JPH01294805 A JP H01294805A
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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］
本発明は粉末冶金法によって金属製品を製造するための
金属粉末の製造方法に係り、特に焼結前の射出成形体等
を製造するための金属粉末複合材及びその製造方法に関
するものである。
金属粉末の製造方法に係り、特に焼結前の射出成形体等
を製造するための金属粉末複合材及びその製造方法に関
するものである。
［従来の技術］
従来、焼結用の圧粉体を製造する方法としてはプレス法
が用いられてきている。この方法は粉末を金型に装入し
て上下方向からパンチにより加圧することから圧粉体の
形状としては円柱、円筒のような比較的単純なものに限
定され、より複雑な形状の製品を得るには焼結後に切削
、研削等の後加工を施す必要があった。一方で窯業製品
の分野では原料粉末をパラフィンワックスなど有機系の
バインダーを混合、混練した材料を射出成形したものを
加熱などにより脱バインダーし、その後焼結することに
より製品を得る技術が開発され、−部量産に応用されて
いる。この方法によれば、通常のプラスチックと同様に
複雑形状の製品を高精度で効率良く製造することができ
る。
が用いられてきている。この方法は粉末を金型に装入し
て上下方向からパンチにより加圧することから圧粉体の
形状としては円柱、円筒のような比較的単純なものに限
定され、より複雑な形状の製品を得るには焼結後に切削
、研削等の後加工を施す必要があった。一方で窯業製品
の分野では原料粉末をパラフィンワックスなど有機系の
バインダーを混合、混練した材料を射出成形したものを
加熱などにより脱バインダーし、その後焼結することに
より製品を得る技術が開発され、−部量産に応用されて
いる。この方法によれば、通常のプラスチックと同様に
複雑形状の製品を高精度で効率良く製造することができ
る。
この製造工程では焼結前の脱バインダーを如何に効率良
く行うかが最大の技術的課題であり、窯業製品では原料
粉末が酸化物である場合が多く、酸化性雰囲気で加熱を
行えば、有機バインダーが分解揮散するとともに燃焼し
てガス化するので、比較的容易であるのに対して、金属
製品では酸化は製品の特性低下を起こすので、窯業製品
と必ずしも同様に処理できない、この例に端的に示され
るように金属製品と窯業製品の間には原料粉末の諸特性
に相違があり、射出成形法を金属焼結製品の製造工程に
応用するには種々の問題があった。
く行うかが最大の技術的課題であり、窯業製品では原料
粉末が酸化物である場合が多く、酸化性雰囲気で加熱を
行えば、有機バインダーが分解揮散するとともに燃焼し
てガス化するので、比較的容易であるのに対して、金属
製品では酸化は製品の特性低下を起こすので、窯業製品
と必ずしも同様に処理できない、この例に端的に示され
るように金属製品と窯業製品の間には原料粉末の諸特性
に相違があり、射出成形法を金属焼結製品の製造工程に
応用するには種々の問題があった。
ところが、近年のバインダー処決技術、脱バインダー技
術の進展には著しいものがあり、金属焼結製品へも射出
成形法を応用することが多方面で検討されている。
術の進展には著しいものがあり、金属焼結製品へも射出
成形法を応用することが多方面で検討されている。
しかし、このような状況を生起したのは、むしろアトマ
イズ法と呼ばれる金属粉末の製造技術の進展に負うとこ
ろが大きく、この技術の展開が前記技術の進展を促した
と言っても良い。
イズ法と呼ばれる金属粉末の製造技術の進展に負うとこ
ろが大きく、この技術の展開が前記技術の進展を促した
と言っても良い。
アトマイズ法はノズルを通じて流出する溶融金属に高圧
流体を吹き付けて溶融金属を噴霧化するもので、溶融噴
霧法とも呼ばれ、次に挙げる利点から金属粉末製造法の
主流となっている。
流体を吹き付けて溶融金属を噴霧化するもので、溶融噴
霧法とも呼ばれ、次に挙げる利点から金属粉末製造法の
主流となっている。
１）比較的粒径のそろった金属微粉末が得られる。
２）合金の粉末でも容易に得られる。
３）連続生産に適していて、吹き付は流体の圧力調整に
よって粒径を容易に制御できる。
よって粒径を容易に制御できる。
そして前記の射出成形を利用して焼結用の成形体を製造
するための金属粉末に要求される特性としては、焼結性
に着目するとなるべく粒径は小で、１０μｍ以下が望ま
しく、成形性に着目すると球に近い形状であることが望
ましい。
するための金属粉末に要求される特性としては、焼結性
に着目するとなるべく粒径は小で、１０μｍ以下が望ま
しく、成形性に着目すると球に近い形状であることが望
ましい。
ところが、従来のアトマイズ技術では、たとえば平均粒
径４０μｍ程度以下の粒径を具備した金属粉末を得るこ
とは容易ではない。この方法で粉末を微細化するには吹
き付ける流体の噴射圧を高めれば良い、というのは流体
の噴射圧力が高くなると流体の流速が増し、噴霧時の運
動エネルギーが増大することによると考えられるからで
ある。
径４０μｍ程度以下の粒径を具備した金属粉末を得るこ
とは容易ではない。この方法で粉末を微細化するには吹
き付ける流体の噴射圧を高めれば良い、というのは流体
の噴射圧力が高くなると流体の流速が増し、噴霧時の運
動エネルギーが増大することによると考えられるからで
ある。
このような観点から超高圧水アトマイズ法や超高圧ガス
アトマイズ法が検討され、粉末の微細化技術の進展に寄
与している。
アトマイズ法が検討され、粉末の微細化技術の進展に寄
与している。
一方で、一般に流体の運動エネルギーを決定する因子と
して流体の速度と流体の質量、即ち密度が挙げられ、こ
のため一般にガスアトマイズ法よりも水アトマイズ法の
方が微細な粉末が得られ易い一因となっていると考えら
れる。
して流体の速度と流体の質量、即ち密度が挙げられ、こ
のため一般にガスアトマイズ法よりも水アトマイズ法の
方が微細な粉末が得られ易い一因となっていると考えら
れる。
［発明が解決しようとする課題］
しかし水アトマイズ法は噴霧媒が水であるため、工業的
には安価な方法であるが、噴震時に金属粉末の酸化が避
けられず、得られる金属粉末は１，０％前後の酸素を含
有する場合が多く、焼結時の緻密化を妨げる原因となり
、金属粉末の還元処理工程を必要とする場合が多い、こ
の対策として噴霧媒として有機溶媒、鉱物油、動植物油
等を用いる方法が提案されているが、この場合は粉末に
噴霧媒の熱分解に生成物に由来する炭素が付着すること
があり、特に浸炭し易い金属では問題が多い。
には安価な方法であるが、噴震時に金属粉末の酸化が避
けられず、得られる金属粉末は１，０％前後の酸素を含
有する場合が多く、焼結時の緻密化を妨げる原因となり
、金属粉末の還元処理工程を必要とする場合が多い、こ
の対策として噴霧媒として有機溶媒、鉱物油、動植物油
等を用いる方法が提案されているが、この場合は粉末に
噴霧媒の熱分解に生成物に由来する炭素が付着すること
があり、特に浸炭し易い金属では問題が多い。
このような観点に鑑み本発明者らは前記の噴霧媒として
水を使用した場合と有機溶媒、鉱物油、動植物油等を使
用した場合との長所を生かし、短所を相互に補う方法を
検討した結果、本発明をなすに至ったものである。
水を使用した場合と有機溶媒、鉱物油、動植物油等を使
用した場合との長所を生かし、短所を相互に補う方法を
検討した結果、本発明をなすに至ったものである。
即ち本発明の技術的課題はアトマイズ法を利用して、微
細で且つ酸素含有量の少い金属粉末と有機物質とよりな
る金属粉末複合材及びその製造方法を提供するものであ
る。
細で且つ酸素含有量の少い金属粉末と有機物質とよりな
る金属粉末複合材及びその製造方法を提供するものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、アトマイズ法により得られた非水溶性
性有機物質と金属微粉末とよりなる金属粉末複合材であ
って、この金属微粉末は、この非水溶性有機物質で被覆
されていることを特徴とする金属粉末複合材が得られる
。
性有機物質と金属微粉末とよりなる金属粉末複合材であ
って、この金属微粉末は、この非水溶性有機物質で被覆
されていることを特徴とする金属粉末複合材が得られる
。
本発明によれば、アトマイズ法で流出する溶融金属に噴
霧媒を衝突させて冷却し金属微粉末を生成する粉末生成
工程を含み、有機物質で被覆された金属微粉末を得る金
属粉末複合材の製造方法において、上記噴霧媒には、非
水溶性有機物を水中に分散させた溶液を用いることを特
徴とする金属粉末複合材の製造方法が得られる。
霧媒を衝突させて冷却し金属微粉末を生成する粉末生成
工程を含み、有機物質で被覆された金属微粉末を得る金
属粉末複合材の製造方法において、上記噴霧媒には、非
水溶性有機物を水中に分散させた溶液を用いることを特
徴とする金属粉末複合材の製造方法が得られる。
即ち、本発明の特徴とするところはアトマイズ法におい
て噴霧媒として非水溶性物質の分散水溶液を用いるとこ
ろにある。そして、この分散系水溶液は界面活性剤によ
って非水溶性有機物質を水中に安定分散させた懸濁液も
しくは乳ぷ液を使用することが望ましい。
て噴霧媒として非水溶性物質の分散水溶液を用いるとこ
ろにある。そして、この分散系水溶液は界面活性剤によ
って非水溶性有機物質を水中に安定分散させた懸濁液も
しくは乳ぷ液を使用することが望ましい。
噴霧媒として分散系溶液を使用することによる利点は水
の持つ大きな熱容量によって噴霧時の溶湯の熱を奪い、
有機物質の熱分解を抑制するとともに、粉末を有機物で
被覆することにより酸化を抑制することができることで
ある。アトマイズ後は真空乾燥等の方法で水分を除き、
有機物質は抽出等の操作で除くことができるが、この有
機物質として適当なポリマー等を使用すれば、水分の除
去操作のみ施すことにより、ポリマー等で均一に被覆さ
れた金属微粉末が得られ、この複合材を粉砕して射出成
形用材料とすることができることも本発明の優れた点で
ある。また該有機物質として水よりも高い密度を有する
ものを使用すれば、噴霧時の運動エネルギーの増加にも
つながり、粉末微細化にも寄与する０次に本発明による
実施例を図面を参照して説明する。
の持つ大きな熱容量によって噴霧時の溶湯の熱を奪い、
有機物質の熱分解を抑制するとともに、粉末を有機物で
被覆することにより酸化を抑制することができることで
ある。アトマイズ後は真空乾燥等の方法で水分を除き、
有機物質は抽出等の操作で除くことができるが、この有
機物質として適当なポリマー等を使用すれば、水分の除
去操作のみ施すことにより、ポリマー等で均一に被覆さ
れた金属微粉末が得られ、この複合材を粉砕して射出成
形用材料とすることができることも本発明の優れた点で
ある。また該有機物質として水よりも高い密度を有する
ものを使用すれば、噴霧時の運動エネルギーの増加にも
つながり、粉末微細化にも寄与する０次に本発明による
実施例を図面を参照して説明する。
［実施例］
第１図は本発明の金属粉末複合材の製造方法を実施すべ
く構成された粉末製造装置の一例を示す図である。この
図において、装置は噴霧媒１が噴霧ノズル２より常に一
定温度、一定流量で噴霧されるべく、循環装置内に粉末
回収フィルター３、熱交換器４、タンク５、大容量加圧
装置６が、配置された構造となっている。粉末の製造に
は第１表に示す組成にあらかじめ調整された母合金を用
い、ｏｊ１Ｍ媒として乳化重合法によって製造されるポ
リ酢酸ビニルエマルジョンとポリメタクリル酸ブチルエ
マルジョンを５０対５０に混合された固形分５０ｗｔ％
の懸濁液を用いた。粉末作製条件は、第２表に示した通
りである。又噴霧媒に従来の技術である水を使用して得
られた金属微粉末を比較材とした。従って、加圧装置ｆ
６により加圧された噴霧媒は、噴霧ノズル２に送り出さ
れ、るつぼ７から流下する溶融金属に衝突して、溶融金
属と共に噴霧され製造容器内に蓄えられる。容器内の粉
末は脱水する事により有機物質に被覆された金属微粉末
よりなる金属粉末複合材が得られる。噴霧時の上ずみは
、粉末回収フィルタ３を通過し、ろ過され、熱交換器に
送られ、タンク５に貯蔵され再び加圧装置６に吸い上げ
られる。以上のように噴霧媒は循環し、再利用される。
く構成された粉末製造装置の一例を示す図である。この
図において、装置は噴霧媒１が噴霧ノズル２より常に一
定温度、一定流量で噴霧されるべく、循環装置内に粉末
回収フィルター３、熱交換器４、タンク５、大容量加圧
装置６が、配置された構造となっている。粉末の製造に
は第１表に示す組成にあらかじめ調整された母合金を用
い、ｏｊ１Ｍ媒として乳化重合法によって製造されるポ
リ酢酸ビニルエマルジョンとポリメタクリル酸ブチルエ
マルジョンを５０対５０に混合された固形分５０ｗｔ％
の懸濁液を用いた。粉末作製条件は、第２表に示した通
りである。又噴霧媒に従来の技術である水を使用して得
られた金属微粉末を比較材とした。従って、加圧装置ｆ
６により加圧された噴霧媒は、噴霧ノズル２に送り出さ
れ、るつぼ７から流下する溶融金属に衝突して、溶融金
属と共に噴霧され製造容器内に蓄えられる。容器内の粉
末は脱水する事により有機物質に被覆された金属微粉末
よりなる金属粉末複合材が得られる。噴霧時の上ずみは
、粉末回収フィルタ３を通過し、ろ過され、熱交換器に
送られ、タンク５に貯蔵され再び加圧装置６に吸い上げ
られる。以上のように噴霧媒は循環し、再利用される。
第２図は、上記方法によって作製された、金属粉末複合
材の粒度分布を示す図である。
材の粒度分布を示す図である。
同時に比較材の粒度分布を図示した。実線１２で示され
る実施例に係る粉末は、破線２２で示される水アトマイ
ズ法で作製した金属微粉末に比較して、分布が低粒度側
に移行し、又、５０％平均粒径も明らかに低下すること
が確認され、本発明の目的である微細化を達成すること
ができた。
る実施例に係る粉末は、破線２２で示される水アトマイ
ズ法で作製した金属微粉末に比較して、分布が低粒度側
に移行し、又、５０％平均粒径も明らかに低下すること
が確認され、本発明の目的である微細化を達成すること
ができた。
次に上記方法で作製した粉末の酸素含有量を測定した結
果を第３表に示す、第３表より従来の水アトマイズ金属
微粉末に比較して大きく減少することが判明し、なおか
つ、非水溶性有機物質で被覆された金属微粉末が得られ
たことにより、還元筒 １ 表 第 ２ 表 第 ３ 表 以下示日 処理工程を経ずに粉末の乾燥のみで射出成形用原料粉末
としての使用が可能となった。
果を第３表に示す、第３表より従来の水アトマイズ金属
微粉末に比較して大きく減少することが判明し、なおか
つ、非水溶性有機物質で被覆された金属微粉末が得られ
たことにより、還元筒 １ 表 第 ２ 表 第 ３ 表 以下示日 処理工程を経ずに粉末の乾燥のみで射出成形用原料粉末
としての使用が可能となった。
［発明の効果］
上述した発明によれば、噴霧媒に非水溶性有機物質の分
散系溶液を使用することにより、従来法の水アトマイズ
法に比較し微細化された金属粉末が容易に得られると同
時に、非水溶性有機物質でこの金属微粉末が被覆される
ことにより、酸化をもたらす水分との接触機会が低下し
、粉末酸素含有量を大幅に低下した射出成形材料等の金
属粉末複合材及びその製造方法を提供することができる
。
散系溶液を使用することにより、従来法の水アトマイズ
法に比較し微細化された金属粉末が容易に得られると同
時に、非水溶性有機物質でこの金属微粉末が被覆される
ことにより、酸化をもたらす水分との接触機会が低下し
、粉末酸素含有量を大幅に低下した射出成形材料等の金
属粉末複合材及びその製造方法を提供することができる
。
第１図は本発明を実施する為の粉末製造装置の構成の一
例を示す図、第２図は本発明で作製した金属粉末複合材
の粒度分布を示す図である。 図中１は噴霧媒、２は噴霧ノズル、３は粉末原料回収フ
ィルター、４は熱交換器、５はタンク、６は大容量加圧
装置、７はるつぼである。 第２図 粒 径（ｐｍ） 手続補正書（自発） 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１２２０８５号 ２、発明の名称 金属粉末複合材及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 東北金属工業株式会社 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区西新橋１丁目４番１０号５、補正
の対象 Ａ、明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 Ａ、明細書の特許請求の範囲の欄は別紙の通り。 Ｂ、明細書の発明の詳細な説明の欄の記載を次のように
補正します。 ■）明細書の第６頁第１９行「溶液」を「懸濁液または
乳濁液」に訂正する。 ２）明細書の第７頁第２行「の分散水溶液」を「を水中
に分散させたもの、エマルジョン（乳濁液）、サスペン
ション（懸濁液）等」に訂正する。 ３）明細書の第７頁第３行〜第４行「分散系水溶液」を
「エマルジョン（乳濁液）、サスペンション（懸濁液）
等」に訂正する。 ４）明細書の第７頁第７行「分散系水溶液」を「エマル
ジョン（乳濁液）、サスペンション（懸濁液）等」に訂
正する。 特許請求の範囲 １、アトマイズ法により得られた非水溶性の有機物質と
金属微粉末とよりなる金属粉末複合子イであって、 上記金属粉末は、上記非水溶性有機物質で被覆されてい
ることを特徴とする金属粉末複合材。 ２、アトマイズ法で流出する溶融金属に噴霧媒を衝突さ
せて冷却し金属微粉末を生成する粉末生成工程を含み、
有機物質で被覆された金属微粉末を得る金属粉末複合材
の製造方法において、上記噴霧媒は、非水溶性有機物質
を水中に分散する金属粉末複合材の製造方法。
例を示す図、第２図は本発明で作製した金属粉末複合材
の粒度分布を示す図である。 図中１は噴霧媒、２は噴霧ノズル、３は粉末原料回収フ
ィルター、４は熱交換器、５はタンク、６は大容量加圧
装置、７はるつぼである。 第２図 粒 径（ｐｍ） 手続補正書（自発） 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１２２０８５号 ２、発明の名称 金属粉末複合材及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 東北金属工業株式会社 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区西新橋１丁目４番１０号５、補正
の対象 Ａ、明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 Ａ、明細書の特許請求の範囲の欄は別紙の通り。 Ｂ、明細書の発明の詳細な説明の欄の記載を次のように
補正します。 ■）明細書の第６頁第１９行「溶液」を「懸濁液または
乳濁液」に訂正する。 ２）明細書の第７頁第２行「の分散水溶液」を「を水中
に分散させたもの、エマルジョン（乳濁液）、サスペン
ション（懸濁液）等」に訂正する。 ３）明細書の第７頁第３行〜第４行「分散系水溶液」を
「エマルジョン（乳濁液）、サスペンション（懸濁液）
等」に訂正する。 ４）明細書の第７頁第７行「分散系水溶液」を「エマル
ジョン（乳濁液）、サスペンション（懸濁液）等」に訂
正する。 特許請求の範囲 １、アトマイズ法により得られた非水溶性の有機物質と
金属微粉末とよりなる金属粉末複合子イであって、 上記金属粉末は、上記非水溶性有機物質で被覆されてい
ることを特徴とする金属粉末複合材。 ２、アトマイズ法で流出する溶融金属に噴霧媒を衝突さ
せて冷却し金属微粉末を生成する粉末生成工程を含み、
有機物質で被覆された金属微粉末を得る金属粉末複合材
の製造方法において、上記噴霧媒は、非水溶性有機物質
を水中に分散する金属粉末複合材の製造方法。
Claims (2)
- （１）アトマイズ法により得られた非水溶性の有機物質
と金属微粉末とよりなる金属粉末複合材であって、 上記金属微粉末は、上記非水溶性有機物質で被覆されて
いることを特徴とする金属粉末複合材。 - （２）アトマイズ法で流出する溶融金属に噴霧媒を衝突
させて冷却し金属微粉末を生成する粉末生成工程を含み
、有機物質で被覆された金属微粉末を得る金属粉末複合
材の製造方法において、上記噴霧媒は非水溶性有機物質
を水中に分散させた溶液を用いることを特徴とする金属
粉末複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63122085A JP2649945B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 金属粉末複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63122085A JP2649945B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 金属粉末複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294805A true JPH01294805A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2649945B2 JP2649945B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=14827281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63122085A Expired - Fee Related JP2649945B2 (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 金属粉末複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649945B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994017941A1 (en) * | 1993-02-06 | 1994-08-18 | Osprey Metals Limited | Production of powder |
| JP2003528419A (ja) * | 1998-08-27 | 2003-09-24 | スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 金属−炭素複合粉体、該粉体の製造方法、及び該粉体から製造される装置 |
| CN114713828A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-07-08 | 北京七弟科技有限公司 | Mim用钛及钛合金球形或近球形金属粉末的制备方法 |
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| JPS58110468A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-01 | 株式会社小松製作所 | 複合材料の製造法 |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63122085A patent/JP2649945B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2649945B2 (ja) | 1997-09-03 |
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