JPS6232973Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は金属アトマイズ粉製造用の吸引ノズル
に係り、特に非金属介在物の少ない金属アトマイ
ズ粉を製造するのに適したアトマイズ用ノズルに
関するものである。 アルミニウム合金等の酸化され易い金属を溶解
する際は、金属の一部が酸化されてAl₂O₃などの
酸化物が生成し、合金中に非金属介在物として存
在することは広く知られている。アルミニウム系
合金の場合、特に酸化され易いマグネシウム
（Mg）を含むAl−Mg系合金の場合はMgO，
MgAl₂O₄等を生じ易く、また溶解原料として再
生地金を用いるときは、その持込む非金属介在物
が増加することは避けられない。 一方、アルミニウム合金をアトマイズする場
合、溶湯中に非金属介在物が存在するとノズル部
分の閉塞を生じ、円滑なアトマイジング操作がで
きないばかりでなく、製品粉末中に混在する非金
属介在物は粉末冶金製品とした場合は、機械的特
性の劣化、商品価値の低下をもたらし好ましくな
い。特に粗大な非金属介在物ほど悪影響が大きく
なることは言うまでもない。 金属溶湯中の非金属介在物の除去方法として多
孔質のセラミツクフイルターを使用することは広
く知られている。しかしながら従来のフイルター
の使用方法は、大容量の溶解炉や保持炉中にフイ
ルターを設置して過処理するものであり、装置
が大型化し複雑になることは避けられなかつた。 本考案はアルミニウム合金のアトマイズ粉末製
造のような、比較的小規模容量の金属溶湯を効率
良く過処理することを可能にする、極めて簡便
な過装置を提供せんとするものである。 金属溶湯をアトマイズする方法は各種提案され
ているが、溶湯中にパイプの一端を浸漬させ、パ
イプの他端近傍に流体を流して減圧状態を作り、
該パイプ中に金属溶湯を吸引してその先端から噴
出させ、高速の流体に乗せて噴霧する方法が効果
的である。 上記のような方法においてノズルとして機能す
るパイプの先端に多孔質セラミツク製のフイルタ
ーを設置しておけば、アトマイズ直前に溶湯を
過することが可能となり、溶湯中の非金属介在物
を効果的に除去することができる。 本考案の特徴とするところは、耐熱性パイプの
一端を多孔質セラミツク体内に内包して接合し、
該多孔質セラミツク体内の耐熱性パイプの近傍に
空洞部を設けた点にある。 本考案の詳細を図面に基づいて説明すれば次の
とおりである。 第１図は本考案によるアトマイズ用ノズルの外
観を示す図である。図において１は耐熱性パイ
プ、２は多孔質セラミツク体よりなるフイルター
である。アトマイズに際してはフイルター２部分
を含むノズル下部を金属溶湯中に浸漬しておき、
ノズル先端部１ａ近傍で高速流体を流せば、金属
溶湯はノズル先端部１ａより噴霧される。 ノズルを構成する耐熱性パイプ１は目的とする
金属溶湯と反応せず、高温に耐えるものであれば
ステンレス等の金属製パイプでも良く、アルミナ
やシリカ等の非金属製パイプを使用しても良い。
アルミニウム合金溶湯に対してはぬれ性を考慮す
ると炭化ケイ素や窒化ケイ素で製作された中空パ
イプを用いるのが適当である。パイプの太さや長
さは目的とする装置の大きさにより適宜選択すれ
ば良い。 次にノズル先端部に取付けるフイルター２は、
多孔質のセラミツクで構成したものを使用する。
フイルターとして使用するセラミツクの材質は、
溶湯金属に対して安定であり、かつ溶湯温度に耐
えるものであれば良く、たとえばアルミナ
（Al₂O₃），炭化ケイ素（SiC），コージライト
（2MgO・2Al₂O₃・5SiO₂），シヤモツト，黒鉛お
よびこれらの混合物などが使用できる。そして溶
湯を過するために、これらのセラミツクは多孔
質をなしていることが必要である。気孔の大きさ
は除去しようとする非金属介在物の大きさに応じ
て選択するが、通常は100〜500μｍ程度が良い。 フイルター構成するセラミツク体の形状は特に
制約されるものではなく、角柱状でも円柱状でも
良い。セラミツク体の層厚は溶湯の性質にもよる
が、10mm以上あれば効果が認められる。 セラミツク体は第２図に示すごとく一層構造で
も充分な過機能を発揮するが、多層構造であつ
ても良い。この場合、内部のセラミツク体の気孔
の大きさを、外部のセラミツク体の気孔の大きさ
よりも小さくなるように構成すると過効率が良
い。第３図にはセラミツク体を２層構造とした例
を示した。 次にノズルパイプ１とセラミツク体フイルター
２の接続方法について説明する。 第２図および第３図は本考案になるアトマイズ
用ノズルの断面を示す図である。図に示すごと
く、本考案においてはノズルパイプ１の先端部１
ｂは多孔質のセラミツク体フイルター２に内包さ
れ、フイルター２のほぼ中央に位置するように配
置されている。パイプ先端部１ｂは多孔質セラミ
ツク体２に接していても溶湯吸引には支障は無い
が、セラミツク体２の内部のパイプ先端部１ｂ近
傍に空洞３を設けておくと、湯溜りの効果を発揮
して吸引過効率が良くなる。空洞３の大きさは
過された溶湯が一時的に溜るだけの容量があれ
ば良く、パイプ１の内径と同程度の断面積と、パ
イプ１の内径の半分程度の深さを有していれば充
分である。 ノズルパイプ１とセラミツク体フイルター２と
の接続は、接合部分を耐熱性接着剤を使用して接
着すれば充分である。 また、第３図に示すような複層構造のフイルタ
ーとするときは、内層と外層のセラミツク体を耐
熱接着剤で接合しても良いし、機械的に噛合結合
させても良い。 次に本考案のアトマイズ用ノズルの効果につい
て実施例をあげて説明する。 実施例 １ フイルターとしてコージライト製の立方体を使
用、その気孔の大きさは500μｍ、フイルター立
方体の大きさは一辺30mm、吸引ノズルは窒化ケイ
素製で外径12mm、内径８mmの円管ノズルであり、
吸引ノズルの一端は上記立方体フイルターの内部
に挿入され、先端部分で内径８mm、深さ５mmの空
洞を設けて接合した構造を有する吸引用ノズルを
準備した。 上記吸引ノズルを使用してSi20％，Mg1％，
Cu3％を含むAl−Si−Mg−Cu合金をアルゴンガ
スを使用して上吹法によりアトマイズした。溶湯
温度は680℃であつた。得られたアルミニウム合
金アトマイズ粉末の粒度と非金属介在物の含有量
を測定した。 非金属介在物の定量法は、アルミニウム合金を
硝酸（HNO₃）でまず溶解し、Si初晶、共晶を含
む合金の場合はその後さらにHNO₃−HFで溶解
して残渣を灰化秤量する方法によつた。 また、比較のため上記実施例と同一のアルミニ
ウム合金を、セラミツク体フイルターを使用しな
いノズルでアトマイズした場合の、アルミニウム
アトマイズ粉末の粒度と非金属介在物の量を測定
した。 これらの測定結果を表１に示す。

【表】 結果から明らかなとおり、本考案によるアトマ
イズ用ノズルを使用した場合は、アトマイズ粉末
中の非金属介在物の含有量を従来に比較して著し
く低減することが可能となる。 また、本考案によるアトマイズ用ノズルは構造
がきわめて簡単であり、安価で取扱いも容易であ
る等の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるアトマイズ用ノズルの外
観を示す図、第２図および第３図は本考案による
アトマイズ用ノズルの構造を説明するための断面
図である。 １……ノズルパイプ、２……セラミツク体フイ
ルター、３……空洞部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 耐熱性パイプの一端を多孔質セラミツク体内
   に内包して接合し、該多孔質セラミツク体内の
   耐熱性パイプ先端近傍に空洞部を設けてなるこ
   とを特徴とするアトマイズ用ノズル。 ２ 多孔質セラミツク体が２層構造をなし、内側
   の多孔質体の気孔の大きさが、外側の気孔の大
   きさよりも小となるごとくに構成したことを特
   徴とする実用新案登録第１項記載のアトマイズ
   用ノズル。