JPH04337017A

JPH04337017A - 金属粉末製造装置

Info

Publication number: JPH04337017A
Application number: JP10757491A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yoshino; 正規吉野; Toshiyuki Aoki; 敏行青木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1992-11-25
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2672042B2

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
する冷却液層中に供給して金属粉末を製造する製造装置
に関するものである。

【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製造装置として、
特公平１−４９７６９　号公報に開示されたものがある
。この装置は、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、溶融金属供給手段としての噴射るつ
ぼ６３から溶融金属を噴射し、微細に分断して急冷凝固
した金属粉末を得るものである。前記噴射るつぼ６３の
外周面には加熱用の高周波コイル６４が装着され、該る
つぼ６３の下部側壁には噴射ノズル６５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】前記従来のものにあっ
ては、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、噴射ノズル６５に孔詰まりが生じ易いとい
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６２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る。

【０００５】さらに、噴射ノズル６５の大きさは、孔詰
まりの観点からあまり小さくすることができず、従って
、溶融金属６６の噴出量を少なくするためにも限度があ
り、そのため、比較的多量の溶融金属６６が直接冷却液
層６２の同じ位置に連続状に供給され、より微細な粒子
の金属粉末が得難いと共に、冷却効果の低下を来たして
十分な冷却速度が得難いという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、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、し
かも、金属粉末の微粉化の向上および十分な冷却速度の
確保を企図した金属粉末製造装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明が前記目的を達成
するために講じた技術的手段は、溶融金属供給容器１９
から噴出された溶融金属を冷却用筒体１　内の冷却液に
より冷却凝固させて金属粉末を製造する金属粉末製造装
置において、前記筒体１　の内周面に、該内周面に沿っ
て冷却液を噴出供給して筒体１　内周面に沿って旋回し
ながら流下し且つ筒体１下部から排出される冷却液層９
　を形成し、この冷却液層９　の内周面側に溶融金属供
給容器１９を配置すると共に、該溶融金属供給容器１９
に冷却液層９に向けて指向された多数のノズル孔２４を
貫通形成し、このノズル孔２４から溶融金属供給容器１
９内の溶融金属を噴出させるべく該溶融金属供給容器１
９を回転駆動して成る点にある。

【０００８】

【作用】冷却用筒体１　の内周面に沿って供給された冷
却液は、筒体１　内周面に沿って旋回しながら流下し、
旋回時の遠心力の作用でほぼ一定内径の冷却液層９　を
製造する。そして、溶融金属供給容器１９を回転駆動す
ると、該容器１９内の溶融金属は遠心力の作用でノズル
孔２４から噴出して、容器１９から冷却液層９　に向け
て放射状に飛散し、冷却液層９　の旋回流によって分断
されると共に冷却凝固され、金属粉末が製造される。

【０００９】前記冷却液層９　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に一定の温度が容易に維
持される。このため、温度制御のために液面より冷却液
を排出、供給する必要がなく、液面に乱れは生じず、安
定した状態が維持される。それ故、冷却液層９　に供給
される溶融金属は常に一定状態の下で冷却液層９　中に
供給、分断され、一定温度の下で冷却凝固されるため、
金属粉末の品質が安定する。

【００１０】冷却液層９　中で金属粉末は冷却液と共に
旋回しながら流下し、筒体１　の下部より排出すること
で、金属粉末の連続生産が可能となる。また、連続操業
できることから、ノズル孔２４を小さくできる上に、溶
融金属は回転駆動される溶融金属供給容器１９から冷却
液層９　へ向けて放射状に飛散されて、さらに、冷却液
層９　の旋回流によって分断され、より微細な粒子の金
属粉末が製造できると共に、該微粉化、溶融金属が分散
されること及び冷却液層９　が常に新たに供給される冷
却液によって形成されること等から十分な冷却速度の確
保が可能である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、　１は冷却用筒体で、上下に開口
する円筒状に形成されており、この筒体１　の上端開口
は蓋体２　により閉塞され、該蓋体２　の中心部には開
口部３　が形成されている。また、筒体１　の上部には
、冷却液噴出管４　が周方向等間隔に複数個形成され、
この噴出管４　の吐出口５　は筒体１　内周面に沿って
接線方向から冷却液を噴出供給できるように開口されて
いる。また、噴出管４　の管軸方向は、筒体１　内周面
の水平方向の接線に対して　０〜２０゜程度斜め下方に
設定されている。そして、噴出管４　は、ポンプ７　を
介してタンク８　に配管接続されていて、タンク８　内
の冷却液をポンプ７　によって吸い揚げて噴出管４　か
ら筒体１　の内周面側に噴出供給することで、筒体１の
内周面に、該内周面に沿って旋回しながら流下する冷却
液層９　が形成される。タンク８　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８　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。尚、水を用いる場合、水中の酸素を除去したも
のを使用するのが望ましい。酸素の除去処理装置は市販
されており、入手容易である。

【００１２】筒体１　の内周面下部には、冷却液層９　
の層厚調整用リング１０がボルトによって着脱、交換自
在に取付けられ、このリング１０により冷却液の流下速
度が押えられて略一定内径の冷却液層９　が容易に形成
される。筒体１　の下端には円筒状の液切り用網体１１
が連設され、この網体１１の下端には有底円筒状の粉末
回収容器１２が取付けられている。この回収容器１２の
底壁１３は傾斜状に形成されると共に傾斜方向下方側に
延長されている。また、回収容器１２の周壁１４下端に
は粉末排出口１５が形成されている。前記網体１１の周
囲には有底円筒状の冷却液回収容器１６が設けられ、こ
の回収容器１６の底部に形成された排水口１７は配管を
介してタンク８　に接続されている。

【００１３】筒体１　内には溶融金属供給容器１９が設
けられ、この供給容器１９は黒鉛や窒化珪素等の耐火物
から成り、円筒状の周壁２０と、上壁２１及び底壁２２
とから構成され、筒体１　と同心状とされている。この
供給容器１９の上壁２１には挿入孔１８が形成されてい
て、該供給容器１９内に筒体１　の蓋体２　に形成した
開口部３　及び前記挿入孔１８を通して注湯用ノズル２
３が挿入されて、該ノズル２３から溶融金属２５が供給
されるようになっている。また、供給容器１９の周壁２
０には、該供給容器１９内の溶融金属２５を外方に噴出
させるための多数のノズル孔２４が形成され、該ノズル
孔２４は径方向に貫通状に形成されていて、冷却液層９
　に向けて指向されている。さらに、供給容器１９は、
粉末回収容器１２の底壁１３を貫通する回転駆動軸２９
の上端に固定され、該回転駆動軸２９は下方において回
転自在に支持されていると共に、モータ等の駆動装置に
よって上下方向の軸心廻りに回転駆動され、供給容器１
９が該駆動軸２９と一体回転されるように構成されてい
る。したがって、供給容器１９を回転させることで、遠
心力の作用により供給容器１９内の溶融金属がノズル孔
２４から噴出して、該供給容器１９から冷却液層９　に
向けて放射状に飛散する。

【００１４】なお、供給容器１９の回転方向は、冷却液
層９　の旋回流の進行方向と同方向又は逆方向のどちら
であっても良いが、旋回流と逆方向である方が、供給容
器１９から飛散する溶融金属の溶滴の旋回流による分断
効果が良好である。また、供給容器１９の回転速度を変
えることによって粉末粒子の大きさを容易にコントロー
ルできる。

【００１５】前記構成において、金属粉末を製造するに
は、先ず、ポンプ７　を作動させて、筒体１　内周面に
冷却液層９　を形成し、次に、供給容器１９を回転駆動
して該供給容器１９内の溶融金属２５をノズル孔２４か
ら噴出させる。このノズル孔２４から噴出する溶融金属は、供給容器１
９から冷却液層９　に向けて放射状に飛散して、旋回し
ながら流下する冷却液層９　によって分断されると共に
急冷凝固されて金属粉末が製造される。そして、冷却液
層９　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１０を越えて流下し、筒体１　の下端より
液切り用網体１１に入る。ここで、冷却液は遠心力の作
用で網体１１から放射状に外方へ飛散し、一次的に脱液
された液分の少ない金属粉末が得られる。この一次脱液
された金属粉末は粉末回収容器１２に入り、ここから排
出されて、遠心分離機等の脱液装置により脱液され、乾
燥装置により乾燥される。また、網体１１から飛散され
た冷却液はタンク８　に戻されて循環使用される。

【００１６】なお、前記実施例では、冷却用筒体として
円筒状のものを示したが、これに限らず、例えば内周面
が上方に向けて拡開状の回転放物面で形成された漏斗形
状や切頭逆円錐形状としてもよい。この場合、層厚調整
用フランジを取付けなくても、一定内径の冷却液層を形
成することができる。また、図例では、層厚調整用リン
グ１０は断面方形状であるが、これに限らず、例えばリ
ング上面の外周縁から下面の内周縁にかけて漸次縮径す
る曲面で形成してもよい。

【００１７】また、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。

【００１８】

【考案の効果】本発明によれば、筒体１　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９　を形成するので、溶融金属
を供給する冷却液層９　の内周面を安定させることがで
き、温度も均一に保持できる。そして、該冷却液層９　
中に溶融金属を供給するので、品質の安定した急冷凝固
粉末が連続的に生産され、溶融金属を噴出させるノズル
孔２４に孔詰りも生じない。

【００１９】また、連続生産ができることから、溶融金
属供給容器１９のノズル孔２４を小さくすることができ
るように冷却液層９　に溶融金属を供給するのに、溶融
金属供給容器１９を回転駆動して、該供給容器１９内の
溶融金属を遠心力の作用によってノズル孔２４から噴出
させて、供給容器１９から冷却液層９　に向けて放射状
に飛散させ、その飛散させた溶融金属の溶滴をさらに冷
却液層９　の旋回流によって分断するようにしているの
で、より微細な金属粉末を製造できると共に、該微粉化
、冷却液が旋回しながら流下すること及び溶融金属が分
散されて冷却液層９　に供給されること等によって、十
分な冷却速度が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属粉末製造装置の要部断面全体配置
図である。

【図２】従来の金属粉末製造装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１　　冷却用筒体９　　冷却液層１９　　溶融金属供給容器２４　　ノズル孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　溶融金属供給容器（１９）から噴出さ
れた溶融金属を冷却用筒体（１）　内の冷却液により冷
却凝固させて金属粉末を製造する金属粉末製造装置にお
いて、前記筒体（１）　の内周面に、該内周面に沿って
冷却液を噴出供給して筒体（１）　内周面に沿って旋回
しながら流下し且つ筒体（１）　下部から排出される冷
却液層（９）　を形成し、この冷却液層（９）　の内周
面側に溶融金属供給容器（１９）を配置すると共に、該
溶融金属供給容器（１９）に冷却液層（９）　に向けて
指向された多数のノズル孔（２４）を貫通形成し、この
ノズル孔（２４）から溶融金属供給容器（１９）内の溶
融金属を噴出させるべく該溶融金属供給容器（１９）を
回転駆動して成ることを特徴とする金属粉末製造装置。