JPH0372008A - 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、平均粒径１０μｍ以下の微粉末、とくに、流
動性、成形性、焼結性等において優れ射出成形に適した
鉄粉の製造法に関する。

〔従来技術〕

従来から鉄粉の製造法として、溶解炉で得られた溶鉄に
高圧水を吹付けてそのエネルギーによって＠粉末を直接
得るアトマイズ法が知られている。

また、このアトマイズ法における生産性を改善した方法
として、高炭素溶鋼から低圧の水を多積に吹付けて粗粒
を作り、これを乾式粉砕機によって粉砕したのち、酸化
鉄によって還元する方法も知られている。

ところが、この方法においては、乾式粉砕機による粉砕
のせいもあって射出底形用のｌＯμｍ径程度の製造は工
業的に効率が悪い。

そのため、湿式粉砕を主体とする微粉鉄粉の製造が種々
研究され、本発明者によって、特開昭６３−４２３０１
号公報、特開昭６２−２８４００１　号公報、特開昭６
３−２６６００２号公報等において開示されている。

これらの公報に記載の製造工程は基本的には以下の工程
からなるものである。

白銑化粒鉄 ↓ 粗破砕 ↓ 湿式破砕・分級 ↓ 乾燥 ↓ 脱炭・還元 ↓ 解砕 上記工程における脱炭後の解砕は、ボールミル等の媒体
を用いた衡撃解砕、濡／＊機等の摩擦解砕が採用されて
きた。

しかし、ボールミル等破砕媒体の衝撃エネルギーによる
解砕を行う場合には、媒体に挟まれてエネルギーを受け
るために軟質化した鉄粉は箔状に変形してしまう。その
ため、解砕時間を大きくとることはできず、−次粒子に
戻すことがせいぜいで、形状改善までは考えられない。

また、温情機等摺動する２つの媒体の間に粉を通す場合
にも、ある程度までは二次粒子はほぐされて一次粒子に
戻るが、受けるエネルギーが大きくなると箔状になった
粒子が摩擦作用によって丸められ大きな粒になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

鉄粉の射出成形に際しては、熱可塑性樹脂のバインダー
と鉄粉の混合体（コンパウンド）を加熱状態で型内に加
圧形成するためには、コンパウンドの流動性は極めて重
要であり、流動性が悪い場合には型内に充填せず、精確
な成形体は得られない。

流動性の改善のためには、バインダーの割合を多くする
と効果があるが、脱脂工程で除去すべき量が大きくなる
ことから、脱脂時間の延長、内部及び表面欠陥等の不都
合な点が多くなる。したがって、鉄粉の射出成形に際し
ては添加配合するバインダーの量をできるだけ少なくす
ることが望ましい。

そのためには、バインダーの量を少なくジた射出成形用
の鉄粉としては、使用する粉体自体が有する流動性と充
填性とが極めて重要な因子となる。

一方、１０　／ＪＩＴ＋径以下の粉体の流動性と充填性
は、粉体の形状が球形に近いこと、及び粒度分布がある
程度狭いことが望ましい。

本発明において解決しようとする課題は、少量のバイン
ダーを用いて成形するに際しての、射出成形に適する粒
度分布及び形状を有する微細鉄粉を作ることにあり、と
くに、高炭素含有鉄からの上記湿式粉砕後の高温脱炭・
還元処理後の焼結体の解砕工程において上記粒度分布と
形状を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る粉末の製造法は、被破砕体に動的エネルギ
ーを付与して、同被破砕体の衝突によって粒の形状及び
粒度改善を行うものである。

とくにその製造法は、平均粒径１０μｍ以下に破砕した
高炭素微細鉄粉を、焼結が起こる程度の温度で熱処理を
施し、低炭素低酸Ｓ鋼にした後、その焼結粒体を所期の
粒径にまで解砕する工程への適用が好適である。

その具体的な手段としては、高速気流にのせた被破砕物
を被破砕物同志又は固定しである衝突板に衝突させる破
砕機を採用することができる。

〔作用〕

第１図は、破砕鉄粉の粒度とバインダー量の関係を示す
。攪拌ボールミルにて破砕し、脱炭処理後の平均粒径７
〜１２μｍのものを用い、バインダーと混練し、通常の
条件で射出成形したとき、異音発生等がなく、円滑な作
業により健全な成形体を得るために必要な最低必要バイ
ンダー量を示したものである。

平均粒度と必要最低バインダーの間には、はっきりとし
た相関関係が認められ、第１図に示す如く平均粒度が大
きいとバインダー量も大きく、逆に平均粒度が小さいと
バインダー量も減る。

しかし、粒度が成る値に達すると、それ以上細粒化して
もバインダー量は変わらないか若干増加の傾向を示す。

ボール等の媒体を使う破砕法によって白銑を砕く場合、
箔状、即ち一方向の長さが他の二方向の長さより小さい
形状を呈しながら破砕は進行する。

したがって、１０μｍ以上の大きな粒は、長軸／短軸の
比は１０以上になる。しかし、破砕が進むと長軸／短軸
比は改善され、３μｍ以下になるとその価は２〜３に下
がる。

平均粒度径が大きい鉄粉を射出成形する場合には、箔状
の大きな粒が移動する際の抵抗を少なくするため、周り
の粒子群の流動性が良いこと、即ち粒子間を埋めるバイ
ンダーの量が多いことが必要である。

平均粒度が小さくなるにつれて、粒径の大きな箔状粉の
割合が小さくなり、バインダー量が少なくなっても流動
性を保つことができる。

更に、平均粒径が小さくなると、当然、微細粉の割合が
増え、嵩密度が低下し空隙部分が増えるため、必要バイ
ンダー量は多くなる。

すなわち、従来の破砕法によって作られた鉄粉は、大き
な箔状粉があり、流動性を悪くし、破砕を進めるとその
割合は下がり流動性は改善されるが、５μｍ程度以下の
微細粒の割合が大きくなると嵩比重が低くなる。

したがって、バインダーを少なく射出成形するためには
、微細粒の増加を抑え、粗粒を変形させることが有効で
ある。

この破砕鉄粉を高置で処理すると、より表面エネルギー
の大きな、小さな粒から焼結が始まるので、細粒の割合
は下がる。この熱処理によって鉄粉は破砕の際に受けた
加圧歪も除かれ、条件によっては炭素も除去されるので
軟質化する。

こうして軟質化された焼結体を気流に乗せ衝突させると
、大部分の粒子は熱処理前のサイズに戻るが、微細粉の
一部は他の粒子と焼結しているため完全には元に戻らず
、微細の割合は小さくなるので、処理前の平均粒度より
若干大きくなる。

〔実施例〕

炭素３．２　％、シリコン０，０５％の組成を有する溶
銑を水流中に落して粗粒化したものを、振動ボールミル
にて３２５メツシユ以下に破砕、次いで水でスラリーを
作り、撹拌ボールミルにて平均７．６μｍに破砕した。

これを乾燥後７３０　℃に加熱し、炭素及び酸素を除去
した。その際の焼結体をボールミルで軽く砕き５ａＩ１
１以下として、高圧気流によって被破砕物に動的エネル
ギーを付与して、ジェットミルにより解砕して鉄粉を得
た。第２図は熱処理後解砕前の粒度分布であり、第３図
は同解砕後の粒度分布であるが、熱処理後解砕すること
により、微細粒部及び粗砕部が減っており、粒度分布か
らも改善されていることが判る。

嵩密度についても、３．８４が４．４４と大幅に改善さ
れた。そこで、この改善された粒体の射出成形の流動性
について調べた結果、鉄粉１００部に対し、バインダー
量８．７部と、通常のアトマイズ粉に比較して遜色のな
い値が得られた。

また、第４図および第５図は同微粉の形状を示す写真で
ある。第４図は解砕前の写真であり、第５図は解砕後の
写真である。

解砕前の粉に比べ、解砕後の粉は丸みを持ち、形状は大
幅に改善されていることが判る。

〔発明の効果〕

本発明の微粉末の製造法によって以下の効果を奏するこ
とができる。

（１）破砕粉の微細粉の割合を減すると共に、粗大粉体
の形状が改善され、射出成形における粉体の流動性と充
填性が改善できる。

（２）従来射出成形用には不適と言われた破砕鉄粉を射
出成形用に適用できることにより、射出成形法の原料費
が大幅に低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は射出成形における粉末の平均粒径と必要バイン
ダー添加量との関係を示す図である。 第２図および第３図は本発明の実施例と比較例による微
粉末の粒度分布を示す図であり、第４図および第５図は
その微粉末の粒子構造を示す写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　被破砕体に動的エネルギーを付与して、同被破砕
   体の衝突によって微粉化する粉末の製造法。
2. ２．　被破砕体が平均粒径１０μｍ以下に破砕した高炭
   素微細鉄粉を焼結が起こる温度で脱炭処理を施した焼結
   体である、請求項１に記載の粉末の製造法。