JPH03153802A - 金属粉末の製造方法 - 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） 本発明はアトマイズ法による金属粉末の製造方法におい
て、金属粉末の微粉化に関するものである。

（従来の技術） 金属粉末は、従来の粉末冶金分野だけでなく、最近では
塗料や樹脂の添加材料などの用途としても注目されてお
り、粉末に要求される特性として特に微粉化が要求され
ている。

一般に金属粉末は、アトマイズ法で製造されることが多
い。この方法は、第７図に示すように、タンディツシュ
２１の底部に取付けた溶湯ノズル２２のノズル孔２３か
ら金属溶湯２４を流出させ、この溶湯流２５に対して噴
射ノズル２６からガス状あるいは液状の噴霧媒を噴射さ
せて形成したジェット流２７を衝突させ、これによって
溶湯流２５を粉末化させるものである。尚、ノズル孔２
３はストッパー２８の昇降により開閉自在とされ、溶湯
流２５の粉末化はチャンバー２９内で行われ、チャンバ
−２９底部に集積した粉末３０は、適当な方法によって
回収される。

アトマイズ法において、金属粉末を微粉化するには、噴
射圧力を上げ、ジェット流の粉化エネルギーを上げるこ
とが考えられるが、高圧発生装置を必要とし、また付帯
設備の高耐圧化を要し、現実的でない、そこで、通常、
溶湯流の径を細くして溶湯断面積を小さくする方策が採
られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、溶湯ノズルのノズル孔の径を単純に小さ
くして溶湯断面積を減少させると、噴射圧力が同等であ
れば生成粉末の粒度は小さくなるが、溶湯の流出量も少
なくなるため、流出時間が長くなり、タンディツシュ内
の溶湯の温度低下により、ノズル孔に凝固閉塞が生じる
という問題が生じる。このため、ノズル孔径の径小化も
工業的にはφ４■程度が限度であり、微細粉末の製造に
も限界があった。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、噴射圧力
を高圧化することなく、また溶湯ノズルに詰りを生じさ
せることなく、微細金属粉末を容易に得られる方法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明の方法は、タ
ンディツシュの底部に設けた溶湯ノズルより金属溶湯を
流下させ、流下した溶湯にガス状もしくは液状の噴霧媒
を噴射して金属粉末を製造する方法において、溶湯ノズ
ルに設けた多数の細孔より細流状溶湯を流下させ、速や
かに分離すると共に拡散しながら流下した無数の溶滴に
対し噴霧媒を噴射することを発明の構成とするものであ
る。

（作　用） 溶湯ノズルには多数の細孔が設けられているので、細孔
１個当りの溶湯の流出量が少なくても、全体としては多
量の溶湯を流出させることができ、流出時間の遅延は生
じず、孔詰りも生じない。

細孔より流下した細流状溶湯は、表面張力の作用で速や
かに無数の小さな溶滴に分離する。無数の溶滴は落下す
るにつれて水平方向に拡散し、従来の溶湯流の場合に比
べて広範囲に亘って噴霧媒の噴射域に落下する。

この溶滴に噴霧媒が噴射されると、噴霧媒の衝突による
粉化作用が強力に行われ、噴霧媒の圧力が一定であって
も微粉化が可能であり、しかも粒度分布のばらつきの狭
い粉末が得られる。

尚、溶滴の大きさは、細孔の断面積に依存し、これが小
さい程、より小粒の溶滴となり、微粉化および粒度の均
質化は促進される。

（実施例） 以下、本発明の製造方法について、これを実施するため
の溶湯ノズルおよびストッパーの構造と共に説明する。

実施例１ 第１図および第２図に示した溶湯ノズル１は、下方に沿
って径小とされたノズル孔２が開設されている。ノズル
孔２の上方には、孔の開閉を行うためのストッパー３が
昇降自在に設けられている。

４はタンディツシュの底部である。

１亥ストッパー３は、アルミナ、マグネシア、ジルコニ
ウム等の耐熱材で形成されており、タンディツシュの上
部開口より垂下されている。ストッパー３の下部にはノ
ズル孔２の上部開口の曲面部に係合する凸状曲面部６が
形成されており、ストッパー３の昇降によって両部が保
合、離反することによりノズル孔２の開閉が行われる。

またストッパー３の先端部にはノズル孔２の先端部穴径
ＤＩよりも小さい径Ｄｔを有する円柱状の細流化部７が
垂設されている。該細流化部７は、ストッパー３がノズ
ル孔２を開状態にする位置において、ノズル孔２の下端
よりわずかに（５〜１０■程度）突き出すような長さに
形成されており、またその先端部外周面には、ノズル孔
２の下部円筒面に対応する長さに亘り、軸方向に沿って
回倒では等間隔で４個の仕切部８が突設されている。

そして、ノズル孔２下部内周面と細流化部７外周面と仕
切部８個面とによって四方を囲まれた空間部分が細流状
溶湯流下用の細孔９とされている。

細孔９の大きさは、その断面積が０．５〜７ＩＩＩＩ１
１！程度にするのがよい。０　、５　ｍｙａ　”未満で
は、表面張力により細孔から溶湯が流下しにくい。一方
、７朧２を越えると細孔より流出した溶湯流が速やかに
分離しにくくなる。７ＩＩＩＩＩｔ以下では、ノズル流
出後１２０ｍｍ落下するまでに溶滴に分離することが確
められている。細孔の数は、細孔の断面積の総和が従来
のノズル孔断面積（通常φ４〜２０ｍｍ）程度となるよ
うにすればよい。

本発明を実施するには、ストッパー３を閉位置にしてお
き、タンディツシュ内に溶湯を注入し、ストッパー３を
引き上げる。ノズル孔２の上部開口が開状態になると、
タンディツシュ内の溶湯は、ノズル孔２に流入し、更に
複数の細孔９を通って厚さ（ｏｔ−０２）／２の帯状の
細流状溶湯となって流下する。この際、仕切部８が細流
化部７先端まで形成されており、かつその先端がノズル
孔２下端より突出しているため、細流状溶湯はノズルの
下方で合体することがない。細孔９より流下した溶湯は
、ノズル孔２の出口ではほぼ細孔９の隙間（（貼−ｏｘ
）／２＞の厚さをもって流下するが、その後、表面張力
の作用によって速やかに溶滴となる。該溶滴は落下する
につれて、拡散して広がる。そして、広がって落下する
溶滴に噴霧媒が噴射され、微粉化が行われる。

第１図の溶湯ノズル構造を用いて金属粉末を実際に製造
した結果を以下に説明する。ノズル寸法は下記の通りで
ある。

実施例Ａ−−−−−・−〇、−８，６ｗ５Ｉｈ＝　６．
０ｍｍ実施例Ｂ・−・・Ｄ＋＝１０．０ｍｍ５Ｄｚ＝　
６．０ｍｍ細孔から流下した溶湯は、ノズル下面よりそ
れぞれ８０１１１１１１．１２０Ｍの範囲内で溶滴化し
、それぞれの粒径はφ２ｍｍ、φ３ＩＩＩａ＋と観察さ
れた。生成粉末粒度は、実施例Ａ、Ｂに対して細孔断面
積の総和とほぼ等しい断面積を有するノズル径φ６胴、
φ６．９鵬の従来の溶湯ノズルを用いてアトマイズした
粉末粒度と比べて、実施例Ａ、Ｂは夫々従来に対して２
／３．３／４に減少していた。また、対数正規粒度分布
の幾何標準偏差からみた分布幅も１．６／２．０．１．
８／２．０と減少した。尚、溶湯流出時間は、実施例Ａ
については従来例（ノズル孔径φ６．Ｏｍｍ）と路間等
であったが、実施例Ｂでは従来例（ノズル孔径φ６．９
ａｎ）に対して０．７６倍に減少した。

実施例２ 第３図および第４図に示した溶湯ノズルＩＡおよびスト
ッパー３Ａは、ストッパーの細流化部を除き、実施例１
の場合と同様である。本実施例のストッパー３への細流
化部７Ａの先端部は、ノズル孔２下部円筒面に嵌合する
形状とされ、その外周面には軸方向に沿って断面が略半
円形の縦溝１１が複数個凹設されている。そして、ノズ
ル孔２内面と縦溝１１周面とによって囲まれる空間が細
孔９Ａを構成している。細孔の大きさや数については実
施例１と同様に考えることができる。尚、縦溝の断面形
状については方形状など自由であり、また縦溝相互間の
壁部は第１図の仕切部に該当する。

ストッパー３Ａを引き上げると溶湯は細孔９Ａを通って
複数本の細流状溶湯となり、ノズル下方直下で分離して
溶滴となり、噴霧媒の噴射によって容易に微粉化される
。本実施例では、縦溝により溶湯の流れが整流化される
ため、細孔通過後の細流状溶湯が乱れたり、合体するこ
ともなく、安定的に流下し、微粉化が円滑に行われる。

実施例３ 第５図および第６図に示した溶湯ノズルＩＢは、ノズル
孔２Ｂの下部に底壁１３が形成されたものであり、該底
壁１３に径小の細孔９Ｂが複数個等間隔で穿設されてい
る。細孔の大きさ、数は実施例１と同様である。ストッ
パー３Ｂについては、細流化部は垂設されておらず、従
来と同様のものである。

本実施例の場合も、ストッパー３Ｂの引き上げにより、
溶湯がノズル孔２Ｂ内に流入し、次いで細孔９Ｂより細
流状溶湯となって流下すると共に速やかに溶滴に分離し
、分散して落下し、これに噴霧媒が噴射されて微粉化さ
れる。

（発明の効果） 以上説明した通り、本発明の金属粉末の製造方法によれ
ば、溶湯ノズルに設けた多数の細孔より細流状溶湯を流
下させるので、タンディツシュ内の溶湯の流出時間に遅
延が生じず、従って細孔に孔詰りか生じることなく、粉
末化することができる。また、細孔より流下した溶湯は
表面張力の作用で速やかに溶滴となり、拡散しながら落
下した無数の溶滴に対して噴霧媒を噴射するので、粉化
が強力に行われ、微小粒径でかつ粒度分散幅の狭い微粉
末が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る溶湯ノズルおよびストッパーの要
部断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図お
よび第５図は他の実施例に係る溶湯ノズルおよびストッ
パーの要部断面図、第４図および第６図は各々第３図お
よび第５図のＡ−Ａ線断面図である。第７図はアトマイ
ズ装置の全体説明図である。 １．１＾、ＩＢ・・・溶湯ノズル、９．９Ａ、９Ｂ・・
・細孔。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第 ７図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディッシュの底部に設けた溶湯ノズルより金
   属溶湯を流下させ、流下した溶湯にガス状もしくは液状
   の噴霧媒を噴射して金属粉末を製造する方法において、 溶湯ノズルに設けた多数の細孔より細流状溶湯を流下さ
   せ、速やかに分離すると共に拡散しながら流下した無数
   の溶滴に対し噴霧媒を噴射することを特徴とする金属粉
   末の製造方法。