JPH04329806A - 金属粉末の製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を旋回移動す
る冷却液層中に噴射して金属粉末を製造するための製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】急冷凝固金属粉末は、結晶粒が微細で合
金元素も過飽和に含有させることができるので、例えば
アルミニウムやその合金の急冷凝固粉末によって形成さ
れた押出材は、溶製材では具備することのない優れた材
質特性を有し、機械部品等の素材として注目されている
。

【０００３】前記急冷凝固金属粉末の好適な製造方法と
して、回転ドラム法がある。この方法は、図２に示すよ
うに、回転する冷却ドラム６１の内周面に冷却液層６２
を遠心力の作用で形成し、該冷却液層６２に溶融金属を
噴射し、微細に分断して急冷凝固した金属粉末を得る方
法である。同図において、６３は溶融金属噴射手段とし
ての噴射るつぼであり、その外周面には加熱用の高周波
コイル６４が装着され、その下部側壁には噴射ノズル６
５が開設されている。前記るつぼ６３内の溶融金属６６
は、該るつぼ６３に不活性ガス６７を加圧注入すること
によって前記ノズル６５から噴出される。そして、冷却
ドラム６１内の金属粉末は、一定量溜まると、冷却ドラ
ム６１の回転を止め、冷却液と共に回収され、脱液後、
乾燥される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回転ド
ラム法では、いわゆるバッチ式操業となり、生産性が劣
る。そのうえ、粉末回収時に溶融金属の噴射を止めなけ
ればならないため、ノズルに孔詰りが生じ易いという問
題がある。また、冷却温度を一定にするためには、冷却
液層の液面より冷却液を供給、排出して温度制御しなけ
ればならないが、この際、液面が乱れ、粉末粒度や品質
にばらつきが生じ易いという問題があった。

【０００５】本発明はかかる問題に鑑みなされたもので
、安定した品質の金属粉末を連続的に製造することがで
きる装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金属粉末の製造
装置は、内周面に沿って接線方向から冷却液を噴出供給
するための冷却液噴出管が設けられた冷却用筒体と、前
記冷却液噴出管より噴出された冷却液によって前記筒体
の内周面に形成された冷却液層に溶融金属を噴射するた
めの溶融金属噴射手段と、前記冷却液噴出管に冷却液を
供給するための冷却液供給手段とを備え、冷却用筒体の
内周面には冷却液層の層厚調整用リングが装着され、該
リングの上面はリング外周上端から内周にわたって漸次
下降する凹曲面で形成されかつ上端縁が冷却用筒体の内
周面に接していることを発明の構成とする。

【０００７】

【作用】冷却用筒体の内周面に沿って冷却液噴出管より
噴出された冷却液は、筒体の内周面に沿って旋回しなが
ら流下する。この際、冷却液は層厚調整用リングによっ
て流下速度が弱められると共に旋回時の遠心力の作用で
筒体内周面に沿ってほぼ一定内径の冷却液層を形成する
。

【０００８】該冷却液層は、常に新たに供給される冷却
液によって形成されるため、一定の温度が容易に維持さ
れる。従って、温度制御のために液面より冷却液を供給
、排出する必要がなく、液面に乱れが生じにくく、安定
性に優れる。又、冷却液層の調整は、径方向の厚さの異
なる層厚調整用リングを交換することにより、容易に行
うことができる。

【０００９】該冷却液層の内周面より溶融金属を噴射供
給すると、溶融金属は旋回流によって分断され、冷却凝
固され、金属粉末が連続生産される。この粉末は、温度
や液面状態が安定な冷却液層によって形成されるため、
品質の安定性に優れる。また、層厚調整用リングの上面
は内周にわたって漸次下降する凹曲面で形成されている
ので、リングと筒体内周面との境界部での冷却液の流れ
が円滑であり、従ってこの部分に金属粉末の滞留および
滞留した金属粉末の旋回に起因した筒体内周面の局部摩
耗が生じない。このため、製造終了後の筒体内の掃除が
容易で、装置の耐久性も向上する。

【００１０】また、本発明の製造装置によれば、冷却用
筒体を固定状に設置し、冷却液供給手段を作動させ、冷
却液噴出管より冷却液を筒体内周面に沿って噴出供給す
ることにより、高速で旋回する冷却液層を容易に形成す
ることができ、装置の小形化も可能である。

【００１１】

【実施例】図１は実施例に係る金属粉末製造装置を示し
ており、内周面に冷却液層２１を形成するための冷却用
筒体１　と、冷却液層２１に溶融金属２２を噴射供給す
るための手段である噴射るつぼ２　と、前記筒体１　に
冷却液を供給するための手段であるポンプ３　を備えて
いる。

【００１２】前記筒体１　は、円筒形状であり、その上
端には、溶融金属を冷却液層２１に供給するための開口
４　が中心部に形成された蓋体５　が被着されている。 下部内周面には冷却液層２１の層厚調整用リング６　が
ボルトによって着脱、交換自在に取り付けられている。 上部には冷却液噴出管７　の吐出口８　が筒体内周面に
接線方向から等間隔で複数箇所開口しており、該噴出管
７　の管軸方向は筒体軸心に直交する平面に対して０〜
２０°程度斜め下方に設定されている。筒体１　の下端
には液切り用部材として円筒状の網体９　が連設されて
おり、該網体９　の下端には、粉末回収用の漏斗体１０
が取り付けられており、網体９　の回りにはカバー１１
が設けられている。

【００１３】前記層厚調整用リング６　の上面には、リ
ング外周面の上端から内周面にわたって漸次下降する凹
曲面１６が形成されており、かつ上端縁が冷却用筒体１
　の内周面に連続的に接している。層厚調整用リング６
　の下面および筒体１　の上端部にも前記凹曲面と同様
の凹曲面１７，１８　が形成されている。凹曲面１７，
１８　は水流及び粉末の流れを円滑にするので付ける方
が好ましい。

【００１４】前記冷却液噴出管７　は、ポンプ３　を介
してタンク１２に配管接続されている。また、前記カバ
ー１１の底部はタンク１２に配管されており、カバー１
１によって回収された冷却液はタンク１２に戻され、循
環使用される。 尚、タンク１２には、図示省略の補給用の冷却液供給管
が設けられ、またタンク内や循環流路の途中に冷却器を
適宜介在させてもよい。冷却液としては一般に水が使用
されるが、油が使用される場合もある。

【００１５】前記蓋体５　の上部には、溶融金属噴射手
段としての噴射るつぼ２　が設けられており、その外周
には加熱用誘導コイル１４が巻回形成され、その底部に
はノズル孔１５が開設されている。噴射るつぼ２　には
ＡｒやＮ２　等の不活性ガスや溶融金属が圧送され、る
つぼ２　内の溶融金属２２が前記ノズル孔１５より冷却
液層２１に噴射される。尚、噴射るつぼ２　は黒鉛や窒
化珪素等の耐火物で形成されている。

【００１６】本発明を実施するには、まずポンプ３　を
作動させて、筒体１　の内周面に高速旋回しながら流下
する冷却液層２１を形成する。すなわち、筒体１　の内
周面に沿って冷却液噴出管７　より噴出された冷却液は
、筒体１　の内周面に沿って旋回しながら流下し、層厚
調整用リング６　をオーバーフローして下方へ流出する
。この際、冷却液は流下速度が押えられると共に旋回時
の遠心力の作用で前記リング６　の上方においてほぼ一
定内径の冷却液層２１が容易に形成される。

【００１７】該冷却液層２１は、常に新たに供給される
冷却液によって形成されるため、一定の温度が容易に維
持される。従って、温度制御のために液面より冷却液を
供給、排出する必要がなく、液面に乱れが生じにくく、
安定性に優れる。次に、筒体１　の上部に設けられた噴
射るつぼ２　にＡｒガス等の不活性ガスを圧送して、る
つぼ２　内の溶融金属２２をノズル孔１５より冷却液層
２１の内面に向けて噴射し、旋回流により分断し、急冷
凝固させる。

【００１８】すなわち、該冷却液層２１の内周面より溶
融金属流もしくは溶滴を噴射供給すると、溶融金属は旋
回流によって分断され、急冷凝固され、金属粉末が連続
製造される。この粉末は、温度や液面状態が安定な冷却
液層によって形成されるため、品質の安定性に優れる。 冷却液層２１中の金属粉末は、冷却液と共に旋回しなが
ら層厚調整用リング６　を越えて流下する。この際、前
記リング６　の上面は筒体内周面に接し、下方に漸次下
降する凹曲面１６で形成されているので、粉末の滞留は
生じず、円滑に流下する。そして、流下した金属粉末は
冷却液と共に筒体１　の下端より液切り用網体９　に入
る。ここで、冷却液は遠心力の作用で網体９　より放射
状に外方へ飛散排出され、一次的に脱液された液分の少
ない金属粉末が得られる。

【００１９】前記網体９　により一次脱液され、漏斗体
１０から排出された金属粉末は、液分が少ないので、遠
心分離機等の適宜の脱液装置にかけることにより、短時
間で液分のほとんどない粉末が得られ、容易に乾燥され
、製品粉末となる。上記実施例においては、噴射るつぼ
２　内の溶融金属２２は、圧媒を作用させて加圧するこ
とによりノズル孔１５から噴射したが、圧媒を作用させ
ることなく、溶融金属２２自体に作用する自重により噴
射るつぼ２　内の下部の溶融金属を加圧状態とし、ノズ
ル孔１５から噴射（噴出）　してもよい。この場合、筒
体１　の軸心を鉛直方向に対して若干傾斜させ、鉛直下
方に重力落下する溶融金属を筒体内周面に形成された冷
却液層に供給するようにするとよい。

【００２０】また、冷却用筒体の形状としては、図例の
ような円筒形状に限らず、例えば、内周面が上拡き回転
放物面で形成された横断面円形の漏斗形状や切頭逆円錐
形状としてもよい。尚、本発明は、Ａｌ合金やＭｇ合金
等の軽量金属粉末の製造に限らず、鉄やその合金等の金
属粉末の製造に適用できることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の金属粉末の
製造方法によると、筒体の内周面に沿って冷却液を噴出
供給して、筒体内周面に沿って旋回しながら流下する冷
却液層を形成するので、溶融金属が噴射供給される冷却
液層の内周面は安定し、温度も均一に保持される。そし
て、該冷却液層中に溶融金属を噴射供給するので、品質
の安定した急冷凝固粉末が連続的に生産され、噴射ノズ
ルに孔詰りも生じない。

【００２２】また、筒体内周面には層厚調整用リングが
装着されているので、所定層厚の冷却液層を容易に形成
することができ、またリング上面には内周にわたって漸
次下降する凹曲面が形成されているので、粉末の滞留が
生じず、装置の掃除が容易で、耐久性も向上する。また
、本発明の製造装置によれば、冷却用筒体を高速回転さ
せることなく、容易に高速旋回する冷却液層が得られ、
装置の小形化、簡単化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る金属粉末製造装置の要部断面説明
図である。

【図２】従来の金属粉末製造装置の要部断面説明図であ
る。

【符号の説明】

１　　冷却用筒体 ２　　噴射るつぼ（溶融金属噴射手段）３　　ポンプ（
冷却液供給手段） ６　　層厚調整用リング ７　　冷却液噴出管 ９　　液切り用網体 １６　　凹曲面 ２１　　冷却液層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内周面に沿って接線方向から冷却液を
   噴出供給するための冷却液噴出管が設けられた冷却用筒
   体と、前記冷却液噴出管より噴出された冷却液によって
   前記筒体の内周面に形成された冷却液層に溶融金属を噴
   射するための溶融金属噴射手段と、前記冷却液噴出管に
   冷却液を供給するための冷却液供給手段とを備え、冷却
   用筒体の内周面には冷却液層の層厚調整用リングが装着
   され、該リングの上面はリング外周上端から内周にわた
   って漸次下降する凹曲面で形成されかつ上端縁が冷却用
   筒体の内周面に接していることを特徴とする金属粉末の
   製造装置。