JPS60204809A - 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】 発明の技術分野 ゛　Ｃの発明は、噴霧法によって溶融金属から金属粉末
を製造する方法、特に酸素および炭素含有量の少ない金
属粉末の製造方法に関する。

発明の技術的背景とその問題点 粉末冶金成品の原料となる鉄系粉末は、その酸素含有量
が低いとともに、極く特殊な用途を除いて炭素含有量の
低いことが要求される。粉末中の酸素および炭素は粉末
の圧縮性、成形性、焼結性等に悪影響をおよぼすからで
ある。

今日、鉄系粉末の製造法としては、アトマイズ法、還元
法、電解法等、各種の方法が知られている。工業的規模
で実施されている代表的なものの一つに、水を噴霧媒と
する、いわゆる水アトマイズ法がある。

上記水アトマイズ法で製造された粉末の難点は、粉末が
酸化されていて、その酸素含有量が高いことである。従
って、水アトマイズされた粉末は酸素含有量を低下させ
るために、通常、還元処理にかけられる。還元処理は主
に水素ガスを用いて行なわれるが、装置および操業上の
コストが高くつく。

上記水アトマイズ法を除く方法として、噴霧媒に油類を
用いる、いわゆる油アトマイズ法がある。

この方法によれば、アトマイズ時の粉末の酸化性はほぼ
完全に防止され、易酸化性の成分を含む低合金鋼粉でも
、酸素含有量が０．１０％以下のものが得られる。ただ
し、油類を噴霧媒とした場合には、噴霧媒について特別
な配慮をしない限り粉末への浸炭が起こり、先の水アト
マイズ粉末に対する還元処理にかえて、一般には脱炭処
理が必要になる。

従来、金属粉末の脱炭処理ということ自体、特に問題に
されたことがなく、そのための工業的な方法については
具体的な提案がなかった。そこで、この発明者らは、ア
トマイズ時の浸炭を抑制する方法を先に提案した（特公
昭５７−４５４４３）。

この方法は、噴霧媒として浸炭抑制剤を含有する非極性
溶媒、または鉱物油もしくは動・植物油を使用すること
を特徴とするもので、酸素および炭素含有量の少ない粉
末を製造することができる上、得られる粉末は圧粉特性
その他において、従来の水アトマイズ還元粉に匹敵する
すぐれた性能を示す。

発　明　の　目　的 この発明は、前記先願の発明と同じく、アトマイズ時の
浸炭を抑制し、酸素および炭素含有量の少ない粉末の製
造を目的としてなさｎだもので、先行技術のように浸炭
抑制剤を含有する噴霧媒を用いる方法にかえて、溶融金
属にアトマイズ時の浸炭を抑制する成分元素を含有させ
ることによって酸素および炭素含有量の少ない粉末を製
造し得る方法を提案するものである。

発明の開示 この発明に係る金属粉末の製造方法は、溶融金属に硫黄
、テルル、セレンを含有させ、大気から遮断しｔコ状態
で前記溶融金属流に非極性溶媒、または動・植物油を吹
付けることを特徴とするものである。

すなわち、この発明は表面活性元素である硫黄、テルル
、セレンを添加した溶鋼を油アトマイズすることにより
浸炭を抑制し、酸素および炭素含有量の少ない鋼粉末を
製造する方法である。

テルル、セレンは表面活性元素としてよく知られている
酸素、硫黄と周期律表では同じ■族に属し、しかも第１
図に示すように溶鉄の表面張力を著しく低減させ、表面
活性元素として作用することは既に報告されている（鉄
と鋼箔６６年（１９８０）第２号）。

すなわち、酸素、硫黄、テルル、セレンは溶鉄の表面に
吸着することにより表面張力を低下させる。この■族元
素が溶鉄の表面に吸着すれば、浸炭雰囲気であっても表
面の反応性が減少し、浸炭量が減少する。この発明はか
かる点に着目し、アトマイズ前の溶融金属にこれら表面
活性元素を添加する方法をとったのである。ただし、酸
素は浸炭抑制には効果はあるも、粉末中の酸素量が高く
なり本来の目的に反するため、溶融金属に添加する表面
活性元素は硫黄、テルル、セレンに限られる。

この硫黄、テルル、セレンは、溶解炉、取鍋、タンディ
ツシュ、出鋼時のいずれの過程で添加してもよく、その
場合硫黄は硫化鉄として、テルル、セレンは純物質とし
て添加するが、他の金属化合物として添加してもよい。

また、硫黄、テルル、セレンは、各踵材質（純鉄、４１
００．４６００、高速度鋼、純銅等）に添加できるが、
アトマイズ後の工程（焼なまし、焼結）における硫黄、
テルル、セレンの加熱時の蒸発損失（特にＨｊＳｌＨり
Ｔｅ）　Ｈ第３ｅ　となって損失）を考慮すれば、ぬ含
有鋼への添加が最も適している。

すなわち、硫黄、テルル、セレンは鋼中においてマンガ
ンと化合して加熱時に安定なＭｎＳ、　ＭｎＴ’ｅ。

ＭｆｌＳｅを形成し、損失しないからである。

硫黄、テルル、セレンの添加量は、粉化される金属の種
類に応じて決定される。

噴霧媒として用いる非極性溶媒すなわち、酸素を含有し
ていない溶媒としては、例えばアルミベンゼンＣ４Ｈ，
Ｃ，Ｈ，、キシレンＣ，Ｈ，（Ｃル）、やエチルベンゼ
ンＣ，Ｈ，Ｃ，Ｈ，等を用い、まｔこ油類としては、焼
入油、作動油、燈油等が実用的である。

第２図は、この発明方法を実施するための装置の一例を
示す。

容器ｆｌｌに収容されｆこ硫黄、テルル、セレン含有の
溶融金属（２）は、容器底部から流下して噴霧槽（６）
に入る。噴霧媒はノズル（４）から溶融金属流（３）に
噴射される。図示のように、容器ｆ１）、噴霧槽（６）
および両者の連結部は大気から遮断されており、内部は
不活性ガスによって大気圧以上に保持されている。これ
らの容器内に大気が侵入すると、粉末が酸化する 溌キ希おそれがあるからである。

噴霧槽（５）内で製造された粉末は、冷却剤（６）（通
常は噴霧媒と同一液体）中で冷却された後、クラッシュ
ファイヤー（７）で槽から取出されホラｚｆ　−（ｇ）
に収容される。ここで付着噴霧媒の一部が除去された粉
末は、さらに噴霧媒を完全に分離する工程（脱油工程）
に送られる。その後、必要に応じて焼鈍等の後処理が施
されて粉末冶金用の金属粉末成品となる。

以下に、この発明の実施例について説明する。

実施例 第２図に示した装置により４１００鋼粉を製造した。装
置の諸元は第１表に示す通りである。噴霧および操業条
件は第２表に示す。使用した溶鋼成分は第３表に示す。

なお、比較のため、テルル、セレンを含有しない第３表
に示す成分の溶鋼を用いて噴霧を実施した。

（以下余白） 第１表　鉄粉製造装置諸元 第２表　噴霧および操業条件 第３表　溶鋼成分（％） 以上の条件によって製造した粉末を脱油洗浄後、Ｃ量を
分析し、浸炭量（粉末Ｃ量−溶鋼Ｃ量）をめた結果を第
３図に示す。第３図より、溶鋼に５ＳＳｅ％Ｔｅを添加
する本発明法による浸炭量は、５ｅ１Ｔｅを添加しない
従来法と比較し浸炭量が抑制されていることがわかる。

また、浸炭量は添加元素およびその量によりコントロー
ルすることができることも判明、した。

なお、粉末に含有されている酸素量は、従来法が０．０
６６％であったのに対し、本発明法では０．０５３〜０
．０７４％の範囲にあり、従来法と同一レベルであった
。

次に、本発明法と従来法で得られた４１００鋼粉を管状
炉により、脱炭温度９００℃、算囲気Ｈ，−ＨｌＯ（Ｄ
Ｐ３０°Ｃ）、処理量４００ｆの条件で脱炭処理した結
果を第４図に示す。

第４図より、本発明法で得られた粉末の場合は、従来法
による粉末に比べ脱炭処理時間が短かく、粉末冶金用鉄
粉として要求されるＣ量０．０２％以下にするのに要す
る脱炭処理時間は従来の約ＩＡに短縮されることが判明
した。

上記の実施例からも明らかなごとく、この発明法によれ
ば、油アトマイズ時における浸炭を抑制することができ
るので、酸素および炭素含有量の少ない金属粉末を得る
ことができ、最終成品としての粉末に要求される炭素含
有量に短時間の脱炭処理で下げることができる。

また、この発明法は油アトマイズ法における浸炭抑制を
主眼とするものであるが、水アトマイズ法による酸化抑
制にも有効な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１６００°Ｃの溶融合金の表面張力の結果を示
す図表、第２図はこの発明方法を実施するｔコめの装置
の一例を示す概略図、第３図はこの発明の実施例におけ
る浸炭量を示す図表、第４図は同上実施例における脱炭
量を示す図表である。 １・・・容器、２・・・溶融金属、３・・・溶融金属流
、４・・・ノズル、５・・・噴霧槽、６・・・冷却剤、
７・・・クラッシュファイヤー、８・・・ホッパー。 第１図 合金元を遭度（ａｔ％） 第２図 第３図 第４図 朋炭峙闇（剖

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大気から遮断された状態で溶融金属から噴霧法によって
   金属粉末を製造する方法において、溶融金属に硫黄、テ
   ルル、セレンを含有させ、噴霧媒として非極性溶媒、鉱
   物油もしくは動植物油を使用することを特徴とする金属
   粉末の製造方法。