JPH024906A - フレーク状急冷凝固金属粉末の製造法 - 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、粒任の小さいフレーク状の金属粉末を効率よ
く製造できる方法に関する。

（従来技術） 金属粉末を加圧、加熱状態で成形する粉末冶金は、従来
上り機械部品、超硬工具、磁気材料の製造など種々の分
野で行なわれている。この粉末冶金に使用する金属粉末
は、主としてガスアトマイズ法により製造されているが
、この方法は、ノズルより流出させた金属溶湯に高圧ガ
スを噴射して金属溶湯を液滴にすると同時に急冷凝固さ
せる方法であるため、特性が徐冷した場合より改善され
る金属、例えば、非晶質合金、過飽和固溶体金属の粉末
製造に適している。

しかし、この方法で製造した金属粉末は、一般に、球状
もしくは極めて比表面積の小さい形状のものであるため
、粒子同志の焼結性が劣り、ホットプレス法などで焼結
する場合、高密度に焼結することは困難であった。一般
に、急冷により得られる粉末使用による粉末冶金の場合
、急冷効果を失わないためには、できるだけ低温で焼結
する必要がある。とくに、非晶質合金粉末の場合には、
結晶化温度以下の低温、短時間で焼結が完了しなければ
ならない。しかし、従来の〃スアトマイズ法で製造した
球状粉末では、急冷効果を損なわない低温で強固に焼結
した製品を得ることが困難であった。

ホットプレス法などを用い低温焼結（約１００〜５００
℃）して金属粉末を強固に焼結するためには、比表面積
の大きいフレーク状の金属粉末を使用する必要があり、
これによって、例えば、非晶質合金粉末の場合でも、９
９％以上の商密度で強固に焼結することができる。

このフレーク状の金属粉末の製造には、〃スアトマイズ
法で液滴にした金属溶湯を凝固前に回転冷却体に衝突さ
せて偏平形状にする方法を用いることができる。

例えば、金属粉末のすべてもしくは大部分をフレーク状
のものにしたい場合は、ｔｔＳ３図に示すように、ルツ
ボ１に金属溶湯２を入れて、ルツボ１の下部に設けた流
出ノズル３がら流出させた後、流出７ズル３の下方に周
設した超音波〃スアトマイズ装置４（ガスを吹き込み管
５より供給）より超音速ガスを噴射させて、流出溶湯に
超音波振動を与えなから液滴にし、その液滴が凝固しな
いうちに回転ロール６のロール面に衝突させて急冷凝固
させる方法が知られている。

また、フレーク状と球状のものが混合したものを製造す
る場合には、第４図に示すように、金属溶湯の流出ノズ
ル３の下方に〃ス噴射ノズル７を配置して、流出ノズル
３がら流出させた金属溶湯に高速ガスを噴射することに
上り液滴にし、この液滴を円錐型回転冷却体８の斜面に
衝突させる方法により行っている。この方法では、液滴
が流出ノズル３に近接した斜面部分に凝固前に衝突し、
流出ノズル３より離れた斜面部分には凝固後衝突するの
で、フレーク状と球状の混合したものが製造される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、これらのフレーク状金属粉末製造法では、液
滴が回転ロール６や円錐型回転冷却体８などの回転冷却
体に衝突したとき、衝突と同時に急冷されるようにする
ため、通常、回転冷却体として、熱伝導率の良好な銅を
使用するが、銅は金属の溶湯液滴との濡れ性が良好であ
るために、衝突しだ液滴が回転冷却体表面に付着して脱
離し難い。また、高温の液滴を長時間衝突させると、液
滴の一部は銅と反応して融着し、回転冷却体表面の温度
を上昇させてしまう。このため、回転冷却体に衝突した
液滴が凝固して飛散する前にその上に次の液滴が衝突し
てお互に結合し、大部分が粒径の大きいものになってし
まう。

冷却体表面への液滴の融着は、回転冷却体を水などで内
部冷却すれば防止できるが、水冷にすると、装置の複雑
化、生産コストの上昇、回転体の回転数制限や形状限定
など様々の弊害が生じる。

本発明は、かかる点に鑑み、粒径の小さいフレーク状金
属粉末を安価で効率よく製造できる方法を提供するもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、回転冷却体の表面をセラミックス、少なくと
も１　（１００℃以上の高融点金属またはこれらの複合
体で被覆して、粒径の小さいフレーク状金属粉末を容易
に、がっ、大量に製造するものである。

ここで、セラミックスとしては、金属の窒化物、酸化物
、炭化物などを使用する。例えば、窒化物の場合、Ｔｉ
５Ｚｒ、　Ｉ汀、ｖ１旧］、Ｔａ、　ＣｒなとのＮＮ型
窒化物、Ｎｏ、　ＨｌＦｅなとのＮ２Ｎ型窒化物、Ｃｏ
、旧などのＭ３Ｎ２型窒化物、ＢＮ、　５ｉｓＮ、など
の半金属窒化物を、また、酸化物としては、＾１□０３
．５ｉ０２、ＺｒＯ２などを、さらに、炭化物としては
、ＳｉＣ，ＴｉＣ５ＺｒＣなどを使用すればよい。

また、約１０００℃より高融点金属としては、例えば、
Ｃ「、旧、Ｔｉ、　Ｔａ、　Ｐｔなどの純金属、Ｃｒ−
旧、Ｆｅ−Ｃｒ−旧、５ｔｅｌｌｉｔｅ（Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｗ）、Ｎ　ｉ　−Ｎｏ−１’ｌなとの合金を使用すれば
よい。

さらに、上記金属とセラミックスとの複合材料としては
、例えば、窒化物、酸化物、炭化物を分散させた鉄合金
などを使用すればよい。

以上の被覆材料の中で、セラミックスの場合は窒化チタ
ンを、また、高融点金属の場合はクロム（特に硬質クロ
ムめっき）を用いると、フレーク状金属粉末の製造に好
ましい結果を与える。

回転冷却体は、基材として、銅合金、鉄合金が好ましい
。また、セラミックス、金属、合金などでの被覆は、Ｉ
’ＶＤ、　ＣＶＤなとの蒸着法、電気めっき法などによ
り行えば十分である。

（作用） 以上のように、回転冷却体の表面をセラミックスや約１
０００℃より高融点金属またはこれらの複合体で被覆す
ると、液滴が衝突しても反応しないため、銅の冷却体の
場合より冷却体との濡れ性は悪くなり、液滴の融着が防
止される。また、冷却体の耐熱性も向上するため、水冷
する必要もない利点がある。

（実施例） 実施例１ 第３図に示すフレーク状金属粉末製造方法において、回
転ロール６として、銅製ロール、セラミックス被覆ロー
ル、高融点金属被覆ロール（被覆厚はいずれも０．３〜
３μｌ１１）を使用してフレーク状金属粉末を製造した
。

金属溶湯としては、Ｃｏｔ２．ｓＳｉ＋□、ｓＢ＋ｓ（
原子％）の合金を用い、これをノズルより流出させて、
１００　Ｋｇ／ｃ＋ｎ２のガス噴射に上り液滴にし、回
転数５０００　ｒｐＩｆｌの回転ロールに衝突させた。

第１表にサイクロンで回収した金属粉末の粒径、回転ロ
ルへの液滴融着有無および結晶構造を示す。また、得ら
れた金属粉末を第１図に示す。

＝７ ＝８− 第１表 実施例２ 第４図に示すフレーク状金属粉末の製造方法において、
円錐型回転冷却体８に実施例１と同様のものを用いてフ
レーク状金属粉末を製造した。金属溶湯としては、実施
例１と同一のものを用い、同一ガス圧で液滴にした。ま
た、冷却体の回転数は７０００　ｒｐｍとした。第２表
にこの結果を示す。

また、得られた金属粉末を第２図に示す。

（発明の効果） 以上のように、溶湯の液滴を衝突させる回転冷却体をセ
ラミ／クスまたは銅より高融着金属で被覆すると、粒子
の回転冷却体への付着や粒子同志の結合が防止でき、結
果として、フレーク状金属粉末の粒径を小さくする効果
と粉末の収率を者しく向」ニさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

＃Ｓ１図および第２図は、それぞれ実施例１および２で
製造したフレーク状金属粉末の形状を示す電子顕微鏡写
真である。 第３図および第４図は、従来のフレーク状金属粉末の製
造方法を示すものである。 １・・・ルツボ、２・・・金属溶湯、３・・・流出ノズ
ル、４・・・超音波〃スアトマイズ装置、５・・吹き造
管、６・・・回転ロール、７・・・ガス噴射ノズル、８
・・・円鍾型回転冷却体、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルより流出させた金属溶湯にガスを噴射して
   液滴にした後、液滴を回転冷却体に衝突させてフレーク
   状にする金属粉末の製造法において、前記回転冷却体の
   表面をセラミックス、少なくとも１０００℃以上の高融
   点金属またはこれらの複合体で被覆したことを特徴とす
   るフレーク状急冷凝固金属粉末の製造法。
2. （２）セラミックスとして、窒化チタンで被覆すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のフレーク状
   急冷凝固金属粉末の製造法。
3. （３）高融点金属として、クロムで被覆することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のフレーク状急冷凝
   固金属粉末の製造法。