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JP2010018825A - Method and apparatus for producing metal particles and metal particles produced thereby - Google Patents

Method and apparatus for producing metal particles and metal particles produced thereby Download PDF

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JP2010018825A
JP2010018825A JP2008178352A JP2008178352A JP2010018825A JP 2010018825 A JP2010018825 A JP 2010018825A JP 2008178352 A JP2008178352 A JP 2008178352A JP 2008178352 A JP2008178352 A JP 2008178352A JP 2010018825 A JP2010018825 A JP 2010018825A
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JP
Japan
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metal
supplied
metal material
container
elongated
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Application number
JP2008178352A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nakamichi
勝 中道
Kazuo Yonehara
和男 米原
Yasuo Hirose
保男 廣瀬
Kazu Nakamura
和 中村
Katsuyoshi Tadenuma
克嘉 蓼沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaken Co Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Kaken Co Ltd
Japan Atomic Energy Agency
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Publication date
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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Abstract

【課題】本来単一金属元素の加工性を利用して、加工して、前述したような前処理操作を省き、異種金属元素からなり、単一で均一な組成を有する球形粒子の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】容器1の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチ2が配置されて、複数のプラズマトーチからそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域を形成し、容器の外部から容器の内部に供給される金属素材8を供給装置9とその制御装置10により交差域に連続して供給して溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球状微粒子を形成する金属粒子の製造方法において、供給される二つ以上の異種の金属材の質量化制御を、供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御によって行うか、または、二つ以上の異種の粒状の金属材を混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材に形成して前記交差域に供給する。
【選択図】図1
A process for producing spherical particles having a single and uniform composition, which is originally processed by utilizing the processability of a single metal element, omits the pretreatment operation as described above, and is composed of different metal elements. Providing manufacturing equipment.
A plurality of plasma torches 2 are arranged symmetrically around a central axis of a container 1 so that plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches form one crossing region, and the container is externally provided. The metal material 8 supplied to the inside of the container is continuously supplied to the crossing region by the supply device 9 and its control device 10 to form molten droplets, and subsequently the molten droplets are substantially spherical spherical particles. In the method for producing metal particles, the mass control of two or more different kinds of metal materials to be supplied is performed by the supply ratio control of two or more different kinds of elongated metal materials to be supplied, or Two or more different kinds of granular metal materials are mixed, formed into one continuous injection-molded elongated metal material by injection molding, and supplied to the intersection region.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、異種金属から形成する金属粒子の製造方法および製造装置、並びに製造された金属粒子に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for producing metal particles formed from different metals, and the produced metal particles.

特許文献1は、金属、合金、または液相を有するセラッミクスからなる群から選択される少なくとも一つの物質を実質的に球形である粉末の製造方法において、複数の、好ましくは3個の、ジェットが一点に収斂する直流非移行型不活性ガスプラズマトーチが、中心軸に対して30°傾き、中心軸の周囲に120°離れて配置し、プラズマジェットの収斂点に少なくとも一つの物質が溶融して、或いは、引き伸ばされた形状として連続的に供給され、ジェットは溶融金属液滴を微粒化するために十分なエネルギーを有し、微粒子は約10K/sの速度で冷却する過程で粒径が10乃至300μmの球形粒子からなる粉末として固化させるプラズマ噴霧法を記載し、実施例として、プラズマ出力83kw、アルゴンガス流量100L/minにおいてAl、Cu、Cu−Ni、Ti等の直径が1.59〜2.38mmの素材について微粒化例を挙げ、Al微粒化のエネルギー消費量として19〜23g/kW−hであることを記載している。 Patent Document 1 discloses a method for producing a powder that is substantially spherical with at least one substance selected from the group consisting of metals, alloys, or ceramics having a liquid phase, wherein a plurality of, preferably three, jets are provided. A DC non-transferable inert gas plasma torch that converges at one point is arranged at an inclination of 30 ° with respect to the central axis and 120 ° apart around the central axis, and at least one substance melts at the convergence point of the plasma jet. Alternatively, it is supplied continuously as an elongated shape, the jet has sufficient energy to atomize the molten metal droplets, and the fine particles are cooled in a process of cooling at a rate of about 10 3 K / s. Describes a plasma spray method that solidifies as a powder composed of spherical particles having a particle diameter of 10 to 300 μm. As an example, a plasma output of 83 kW and an argon gas flow rate of 100 L / min are described. An example of atomization is given for a material having a diameter of 1.59 to 2.38 mm such as Al, Cu, Cu-Ni, Ti, and the energy consumption of Al atomization is 19 to 23 g / kW-h. is doing.

非特許文献1は、水冷壁からなる容器と容器の上端に設置した3組のプラズマトーチ、真空ポンプ、容器の上端で中心軸に沿ってワイヤ状の素材を供給する装置、プラズマ電源、及び製品粉末の捕集容器からなっており、その運転は、第一段階として金属が溶解して液滴を生じ、第二段階として液滴が分散して微粒化が行われること、分散の効率は、プラズマジェットのガス速度、溶融金属の粘度と表面張力などによって支配されること、この方法はチタンのように活性の金属について、不純物の含有量が少なく、充填密度と流動性が高い球状粉末を与えることを記載している。そして、粉末の典型的な粒径分布は半分量が45μm以下であったことを記載している。   Non-Patent Document 1 describes a container consisting of a water-cooled wall, three sets of plasma torches installed at the top of the container, a vacuum pump, a device for supplying a wire-like material along the central axis at the top of the container, a plasma power supply, and a product It consists of a powder collection container, and its operation is that the metal dissolves as a first stage to produce droplets, and that the droplets are dispersed and atomized as the second stage, the efficiency of dispersion is Being governed by the gas velocity of the plasma jet, the viscosity and surface tension of the molten metal, this method gives a spherical powder with low impurity content, high packing density and fluidity for active metals such as titanium It is described. And, the typical particle size distribution of the powder describes that the half amount was 45 μm or less.

特許文献2は、混合/複合超微粒子を熱プラズマにより製造する混合/複合超微粒子の製造方法であって、複数のプラズマトーチにより複数のプラズマフレームを発生させ、該複数のプラズマフレームを重畳状態又は非接触状態に制御することにより、複数の材料物質が混合又は複合化した超微粒子を製造することを特徴とする混合/複合超微粒子の製造方法を記載する。   Patent Document 2 is a mixed / composite ultrafine particle production method for producing mixed / composite ultrafine particles by thermal plasma, wherein a plurality of plasma flames are generated by a plurality of plasma torches, A method for producing mixed / composite ultrafine particles, characterized in that ultrafine particles in which a plurality of material substances are mixed or complexed by controlling in a non-contact state, is described.

米国特許第5,707,419号公報US Patent No. 5,707,419 特開平6−172820号JP-A-6-172820 Smagorinskim M. F. et al.、Production of Spherical Titanium Powder by Plasma Atomization, Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials 2002, Part3、p.248-260Smagorinskim M. F. et al., Production of Spherical Titanium Powder by Plasma Atomization, Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials 2002, Part 3, p.248-260

プラズマ噴霧法で製造される、実質的に球形である金属の粉末は、比較的小さい粒径が与えられ、充填密度が高く、流動性が良好であるため、金属射出成型法による複雑な形状の焼結体の製造や、プラズマ溶射法による機能性被膜の加工などに応用される範囲が広い。最近では、異種の金属元素種からなる合金や金属間化合物の性質が成分金属元素種より特定の目的に適合していることから、異種の金属元素種からなり、球形である粉末の必要とする場合がある。   The substantially spherical metal powder produced by the plasma spray method is given a relatively small particle size, has a high packing density, and has good fluidity. There is a wide range of applications for manufacturing sintered bodies and processing functional coatings by plasma spraying. Recently, the properties of alloys and intermetallic compounds composed of different metal element species are more suitable for specific purposes than the component metal element species, so the need for powders made of different metal element species and spherical is required. There is a case.

従来の開示されている技術は、金属、合金、セラッミクスから選択した、少なくとも一つの物質の実質的に球形である粉末の製造を可能にしている。しかし、異種金属元素種からなり、単一で均質な組成を有する球形粒子の製造を可能にするためには、予め、異種金属元素種からなり、単一で均質な組成を有する物質を溶融相として、或いは、固体として調製して細長く加工し、しかる後に開示されている方法を適用しなければならない。この前処理操作は、不純物が混入する可能性が増加し、費用と手間を要するだけでなく、異種金属元素種からなり、単一で均質な組成を有する物質の物性が構成する金属元素種の物性と著しく相違する場合には適用することが困難になる場合がある。例えば、金属間化合物が生成して材料の靭性が低下し、脆化している場合には、細長く加工することは事実上不可能である。   Conventionally disclosed techniques enable the production of a substantially spherical powder of at least one substance selected from metals, alloys, ceramics. However, in order to enable the production of spherical particles having different homogeneous metal element species and having a single and homogeneous composition, a substance having different and homogeneous metal element species and having a single and homogeneous composition must be previously melted. Or alternatively, it must be prepared as a solid, processed into an elongated shape, and then the disclosed method applied. This pretreatment operation not only increases the possibility of impurities being mixed, but is costly and labor-intensive, but also consists of metal element species composed of dissimilar metal element species and comprising the physical properties of a single, homogeneous composition. If it is significantly different from the physical properties, it may be difficult to apply. For example, when an intermetallic compound is generated and the toughness of the material is reduced and embrittled, it is practically impossible to process the material elongated.

本発明は、本来単一金属元素として有する良好な機械加工性を利用して、加工して、前述したような前処理操作を省き、異種金属元素からなり、単一で均一な組成を有する球状粒子の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。   The present invention utilizes the good machinability inherently possessed as a single metal element, processed, omitting the pretreatment operation as described above, made of different metal elements, and having a single and uniform composition It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing particles.

本発明は、容器の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチが配置されて、複数のプラズマトーチからそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域を形成し、容器の外部から容器の内部に供給される金属素材を前記交差域に連続して供給して、供給された金属素材から溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球状微粒子を形成する金属粒子の製造方法において、
各々の金属素材を機械加工して前記交差域に連続して供給できるまで細長状にまたは粒状の金属材に形成し、細長状の金属材で二つ以上の連続した異種の細長状金属材を形成して別個に前記交差域に供給し、そしてこの供給の時に、供給される二つ以上の異種の金属材の質量化制御を、供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御、または二つ以上の異種の粒状の金属材と混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材に形成して前記交差域に供給し、または前記射出成形する時の混合比を制御することによって行うようにしたこと
を特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法を提供する。
In the present invention, a plurality of plasma torches are arranged symmetrically around the central axis of a container, and plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches form one crossing area, and the inside of the container is formed from the outside of the container. A metal material that is continuously supplied to the crossing region to form molten droplets from the supplied metal material, and subsequently forms molten spherical particles that are substantially spherical. In the method for producing particles,
Each metal material is machined and formed into an elongated or granular metal material until it can be continuously supplied to the crossing area, and two or more different kinds of elongated metal materials are continuously formed with the elongated metal material. Forming and supplying separately to said crossing zone, and at the time of this supply, the massing control of two or more dissimilar metal materials supplied, the supply of two or more dissimilar elongated metal materials supplied Ratio control, or mixing with two or more different kinds of granular metal materials to form one continuous injection-molded elongated metal material by injection molding and supplying it to the crossing area, or mixing at the time of injection molding Provided is a method for producing metal particles made of different metals, characterized in that the control is performed by controlling the ratio.

本発明は、また、前記供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御が、二つ以上の異種の細長状金属材の単位長さ当たりの質量変化によって行うことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法を提供する。   The present invention is also characterized in that the supply ratio control of the two or more different elongated metal materials supplied is performed by a mass change per unit length of the two or more different elongated metal materials. Provided is a method for producing metal particles made of different metals.

本発明は、また、前記供給される二つ以上の異種の細長状の金属材の供給比制御が、二つ以上の異種の細長状金属材の前記容器への挿入速度制御によって行うことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法を提供する。   The present invention is also characterized in that the supply ratio control of the two or more different elongated metal materials to be supplied is performed by controlling the insertion speed of the two or more different elongated metal materials into the container. The manufacturing method of the metal particle which consists of a dissimilar metal is provided.

本発明は、また、二つ以上の異種の細長状の金属材は互いに寄り添った形で、または一方の金属材を他方の金属材が包むようにした包み込み形で形成され、前記容器に供給されることを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法を提供する。   In the present invention, two or more different kinds of elongated metal materials are formed so as to be close to each other, or are formed in a wrapping shape in which one metal material is wrapped by the other metal material, and supplied to the container. There is provided a method for producing metal particles made of different metals.

本発明は、また、二つ以上の異種の細長状の金属材は、それぞれワイヤ形状に形成され、前記容器に供給されることを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法を提供する。   The present invention also provides a method for producing metal particles made of different metals, wherein two or more different elongated metal materials are each formed in a wire shape and supplied to the container.

本発明は、容器の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチが配置されて、複数のプラズマトーチからそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域を形成し、容器の外部から容器の内部に供給される金属素材を前記交差域に連続して供給して、供給された金属素材から溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球状粒子を形成する金属粒子の製造装置において、
一種の金属素材を構成加工して前記交差域に連続して供給できるように細長状にまたは粒状の金属材に形成する原金属材形成手段と、該金属材形成手段で形成した細長状の金属材で二つ以上の連続した異種の細長状金属材供給金属材形成手段と該供給金属形成手段で形成した連続した細長状金属材を前記容器に供給する金属材供給手段と、供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比供給、または前記射出成形する時の混合比の制御によって、前記容器への供給の際における二つ以上の異種の金属材の質量比制御を行う質量比制御手段と、あるいは二つ以上の異種の粒状の金属材を混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材を形成する供給金属材形成手段と、
を備えたことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造装置を提供する。
In the present invention, a plurality of plasma torches are arranged symmetrically around the central axis of a container, and plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches form one crossing area, and the inside of the container is formed from the outside of the container. A metal that continuously supplies a metal material supplied to the crossing region to form molten droplets from the supplied metal material, and subsequently forms spherical particles that are substantially spherical from the molten droplets In the particle production equipment,
Raw metal material forming means for forming a metal material into a slender or granular metal material so that it can be continuously processed and supplied to the crossing area, and a slender metal formed by the metal material forming means Two or more different elongated metal material supply metal material forming means, and a metal material supply means for supplying the container with the continuous elongated metal material formed by the supply metal forming means. Mass for performing mass ratio control of two or more different kinds of metal materials at the time of supply to the container by supplying a supply ratio of two or more different kinds of elongated metal materials or by controlling a mixing ratio at the time of injection molding Ratio control means, or supply metal material forming means for mixing two or more different kinds of granular metal materials to form one continuous injection-molded elongated metal material by injection molding,
An apparatus for producing metal particles made of a dissimilar metal is provided.

本発明によれば、本来単一金属元素が有する機械加工性を利用して、異種金属元素素材を個別に加工することができ、質量比の制御を容易にし、前述したような前処理操作を省き、プラズマ法によって異種金属元素種からなり、単一で均一な組成を有する球形粒子の製造を可能にする。   According to the present invention, by utilizing the machinability inherently possessed by a single metal element, different metal element materials can be individually processed, the mass ratio can be easily controlled, and the pretreatment operation as described above can be performed. Omitted, it is possible to produce spherical particles made of different metal element species and having a single and uniform composition by the plasma method.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例の異種金属から形成する金属粒子の製造装置の構成を示す一部断面を含む図である。   FIG. 1 is a diagram including a partial cross section showing a configuration of a production apparatus for metal particles formed from different metals according to an embodiment of the present invention.

図1において、異種金属から形成する金属粒子の製造装置100は、水冷されたステンレス鋼製の容器1と、中心軸に対して30°傾斜し、中心軸の周囲に120°ずつ離れて配置される3組の非移行型プラズマトーチ2と、プラズマトーチを構成するタングステン棒製の陽極3と、環状で銅製の陰極4と、アルゴンガスの入口部5を有してプラズマジェットを構成するアルゴンガス投入部6と、細長く形成された挿入部7を有して異種金属で形成された細長状の金属材8を挿入口部14から挿入することのできる金属材供給装置9と、金属材供給装置9を操作制御して、挿入する金属材8の挿入速度を制御する制御装置10と容器1内の発生気体を排出する排出口部11と、製品である金属粒子を取り出す取り出し口部12と、から構成される。   In FIG. 1, an apparatus 100 for producing metal particles formed from different kinds of metals is disposed with a water-cooled stainless steel container 1 inclined by 30 ° with respect to the central axis and spaced 120 ° around the central axis. 3 sets of non-transition type plasma torch 2, anode 3 made of tungsten rod constituting plasma torch, copper cathode 4 made of a ring, and argon gas inlet portion 5 and argon gas constituting plasma jet A metal material supply device 9 that has an insertion portion 6, an elongated insertion member 7 that is formed of a dissimilar metal, and can be inserted from the insertion port portion 14, and a metal material supply device A control device 10 for controlling the insertion speed of the metal material 8 to be inserted, a discharge port portion 11 for discharging the generated gas in the container 1, a discharge port portion 12 for taking out metal particles as a product, Consists of The

3組のプラズマトーチ2からそれぞれ噴射されるプラズマジェットによって交差点0付近にプラズマの交差域Pが形成される。プラズマトーチ2には電源調整設備(図示せず)が接続される。   A plasma crossing region P is formed in the vicinity of the crossing point 0 by the plasma jets respectively ejected from the three sets of plasma torches 2. A power supply adjustment facility (not shown) is connected to the plasma torch 2.

このような構成によって、容器の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチ2が配置されて複数のプラズマトーチ2からそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域Pを形成し、容器1の外部から容器1の内部に供給される金属材8を交差域に連続して供給して、供給された金属材8から溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球状微粒子を形成する金属粒子の製造装置100が構成される。   With such a configuration, a plurality of plasma torches 2 are arranged symmetrically around the central axis of the container, and plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches 2 form one crossing region P, and The metal material 8 supplied from the outside to the inside of the container 1 is continuously supplied to the crossing region, and a molten droplet is formed from the supplied metal material 8, and subsequently the molten droplet is substantially spherical. A metal particle manufacturing apparatus 100 for forming certain spherical fine particles is configured.

この金属粒子の製造装置100を用いて、次のようにして容器1に供給される金属材8が形成される。図2にその金属材8の生成方法およびプラズマによる球状微粒子の形成方法を示す。   Using the metal particle manufacturing apparatus 100, the metal material 8 supplied to the container 1 is formed as follows. FIG. 2 shows a method for producing the metal material 8 and a method for forming spherical fine particles by plasma.

図2において、各々の金属素材はその機械的加工性が良好である本来の性質を利用して、この金属素材を機械加工して細長状の金属材8を形成する。そして各種の細長状金属を形成する(S11)。この場合に、金属材8は挿入口部13から交差域Pに連続して供給できるまで細長状にする。   In FIG. 2, each metal material is machined to form an elongated metal material 8 by utilizing the original property that the mechanical workability is good. Then, various elongated metals are formed (S11). In this case, the metal material 8 is formed in an elongated shape until it can be continuously supplied from the insertion port 13 to the intersection area P.

このようにして各種の金属素材から機械加工によって複数の金属材8を形成する。これらの金属材は複数種の原金属材となる。   In this way, a plurality of metal materials 8 are formed from various metal materials by machining. These metal materials become a plurality of kinds of raw metal materials.

二つ(二つ以上の場合を含むが以下二つを例にとって説明する。)原金属材、すなわち二つの異種の細長状金属材は機械的手段によって複合化される。機械的手段による複合化であるので各細長状金属材(体)はそれぞれの性質を保持している。複合化は、例えば二つ異種の細長状の金属材は互いに寄り添った形で、または一方の金属材を他方の金属材が包むようにした包み込み形で形成され得る。これらの形状に限定されない。このように二つの異種の細長状金属材は複合化されて一体として供給される。   Two (including two or more cases, but two examples will be described below) The raw metal material, that is, two dissimilar elongated metal materials are combined by mechanical means. Since it is compounded by mechanical means, each elongated metal material (body) retains its properties. The composite can be formed, for example, in a form in which two different kinds of elongated metal materials are close to each other, or in a wrapping form in which one metal material is wrapped by the other metal material. It is not limited to these shapes. In this way, two different kinds of elongated metal materials are combined and supplied as a single body.

異種の細長状金属材の組み合わせを変えることによって両者の単位長さ当たりの質量を変えることができる。すなわち両金属材の質量比を制御することができる(S12)。   By changing the combination of different elongated metal materials, the mass per unit length of both can be changed. That is, the mass ratio of both metal materials can be controlled (S12).

このようにして質量比が制御された複合化された二つの異種の細長状金属材を形成する(S13)。このようにして、複合材の容器1への供給準備がなされる。この複合化された二つの異種の細長状金属材は容器1に供給される(S14)。   In this way, two different kinds of elongated metal materials combined with a controlled mass ratio are formed (S13). In this way, preparation for supplying the composite material to the container 1 is made. The combined two different kinds of elongated metal materials are supplied to the container 1 (S14).

ステップS12−S14に代えてステップS15−S18を採用することができる。これらのステップは射出成形によって複合化された一つの細長状金属材を形成する方法である。(S15)。   Instead of steps S12-S14, steps S15-S18 can be employed. These steps are a method of forming one elongated metal material combined by injection molding. (S15).

二つの異種の金属材を混合する。この混合は任意のものとすることができ、最終的に製作しようとする球状粒子の混合比に対応する混合になるように適宜行う。これによって両者の混合比によって質量比が制御された一つの混合金属材が形成されることになる(S16)。これらの一つの混合金属材に射出成形に必要な熱可塑性結合材を混ぜて射出成形機による射出成形を行う。熱可塑性結合材としては、例えば、比較的低温で完全にモノマーに熱分解する熱可塑性物質が好ましい。好適な選択は、チタン粉末の射出成型において実績がある、ポリメチルメタクリレート(軟化点125℃、分解点350−450℃、溶媒:ベンゼン、トルエン)又はポリプロピレンカーボネート(軟化点>40℃、分解点>300℃、溶媒:アセトン、メチルエチルケトン)であって、添加量は素材粉末嵩容積の10容積%以下である。この射出成形によって両者の質量比が制御された一つの細長状金属材が形成され、容器1への供給準備がなされる(S17)。質量比が制御された一つの細長状金属材は容器1に連続して供給される(S18)。   Mix two dissimilar metal materials. This mixing can be arbitrary, and is appropriately performed so as to achieve a mixing corresponding to the mixing ratio of the spherical particles to be finally produced. As a result, one mixed metal material whose mass ratio is controlled by the mixing ratio of the two is formed (S16). These one mixed metal materials are mixed with a thermoplastic binder necessary for injection molding, and injection molding is performed by an injection molding machine. As the thermoplastic binder, for example, a thermoplastic material that is completely thermally decomposed into monomers at a relatively low temperature is preferable. The preferred choice is polymethylmethacrylate (softening point 125 ° C., decomposition point 350-450 ° C., solvent: benzene, toluene) or polypropylene carbonate (softening point> 40 ° C., decomposition point), which has a proven track record in titanium powder injection molding. 300 ° C., solvent: acetone, methyl ethyl ketone), and the addition amount is 10% by volume or less of the raw material powder bulk volume. By this injection molding, one elongated metal material whose mass ratio is controlled is formed, and preparation for supply to the container 1 is made (S17). One elongated metal material whose mass ratio is controlled is continuously supplied to the container 1 (S18).

このようにして質量比が制御された二つの異種の金属は、細長状金属材の形体で容器内のプラズマ交差域に形成されたプラズマによって溶融される(S19)。これによって、溶融液滴が形成される(S20)。この時に、溶融液滴の温度は高温の熱プラズマによって金属元素の沸点近くまで加熱されおり、金属間化合物の生成速度は著しく加速され、短時間に合成が完結する。   The two different kinds of metals whose mass ratios are controlled in this way are melted by the plasma formed in the plasma crossing region in the container in the form of an elongated metal material (S19). Thereby, a molten droplet is formed (S20). At this time, the temperature of the molten droplet is heated to near the boiling point of the metal element by high-temperature thermal plasma, the generation rate of the intermetallic compound is significantly accelerated, and the synthesis is completed in a short time.

容器に挿入される細長い金属材は、プラズマに触れるまえに先端が溶解し、プラズマに触れると溶融液滴となって空間に浮遊する状態となり、この間に金属間化合物の生成が完了する。   The tip of the elongated metal material inserted into the container is melted before it touches the plasma, and when it touches the plasma, it becomes a molten droplet and floats in the space, during which the generation of the intermetallic compound is completed.

形成された溶融液滴はプラズマを形成する高速のガス流に接すると霧状に分散され、急冷されて球状粒子となる(S21)。このように、金属間化合物の球状粒子が製作され、回収される。   The formed molten droplets are dispersed in the form of a mist when in contact with a high-speed gas stream that forms plasma, and are rapidly cooled into spherical particles (S21). In this way, spherical particles of the intermetallic compound are manufactured and recovered.

細長い金属材から溶融液滴へ物質の供給が行なわれると、溶融液滴の質量が増えて浮遊状態を保てなくなり、プラズマ内に吸収され、同時にプラズマで噴霧され、冷却するまえに実質的に球形の球状微粒子となって容器底に沈降し、回収される。   When a material is supplied from an elongated metal material to a molten droplet, the mass of the molten droplet increases and it becomes impossible to maintain a floating state, and is absorbed into the plasma, and at the same time, sprayed with the plasma and substantially cooled before cooling. Spherical spherical fine particles are settled on the bottom of the container and collected.

細長く成形された異種金属の複合化された金属材(複合材)は、異種金属の質量比、すなわち構成比が、その長さ方向において目的とする最終の球状粒子の金属の組成比に等しく均一であることを必要とするが、複合素材の幅方向では不均一であることが許され、長さ当たりの金属質量絶対値の均一性は必ずしも必要ではない。   The metal material (composite material) composed of dissimilar metals formed into an elongated shape has a mass ratio of dissimilar metals, that is, a composition ratio equal to the metal composition ratio of the final spherical particles in the length direction. However, it is allowed to be non-uniform in the width direction of the composite material, and the uniformity of the absolute value of the metal mass per length is not necessarily required.

この原則が守られる限りにおいて、複合化された金属材の製造方法は、金属の性質、特に加工特性に依存して以下の方法を選択して採用することができる。
異種金属が寄添っている複合体は、それぞれが異種金属の板を、靜加圧、高衝撃加圧、圧延、爆発成形等で接合した後、断面が四角形になるように剪断し、必要に応じて圧延処理によって断面を円形に加工する。この種の板状複合体は、加工し難い金属の板材の上に、加工しやすい金属の粉末を溶射して金属層を形成し、必要に応じて厚さを調節加工して製造することを行う。
As long as this principle is observed, the following method can be selected and adopted as a method for producing a composite metal material depending on the properties of the metal, particularly the processing characteristics.
For composites with different types of metals, each of the different types of metal plates must be joined together by punching, high impact pressing, rolling, explosion forming, etc. Accordingly, the cross section is processed into a circular shape by a rolling process. This type of plate composite is manufactured by spraying metal powder that is easy to process on a metal plate that is difficult to process to form a metal layer, and adjusting the thickness as necessary. Do.

一つの金属が他の金属を包みこんでいる複合体は、加工しやすい金属でできた被覆管中に別の金属棒を嵌め合わせ、または、別の金属棒を挿入したのちに引抜き加工、ロール加工等で被覆管の断面を減少させて加工する。この種の棒状複合体は、被覆管に別の金属粉末を充填し、スウェージング等によって被覆管の断面を減少させて金属粉末充填カラムを高密度化して製造することが可能である。この種の棒状複合体は、被覆管と心棒の間で、必ずしも金属接合組織を必要としないが、被覆管と心棒が相対的に移動しないようにする。   A composite in which one metal encloses another metal is made by fitting another metal rod into a cladding tube made of a metal that can be easily processed, or by drawing another metal rod and then rolling it. Processing by reducing the cross-section of the cladding tube by processing. This type of rod-shaped composite can be manufactured by filling a cladding tube with another metal powder and reducing the cross section of the cladding tube by swaging or the like to increase the density of the metal powder packed column. This type of rod-like composite does not necessarily require a metal joint structure between the cladding tube and the mandrel, but prevents the cladding tube and mandrel from moving relatively.

異種金属粉末の射出成型体である複合体は、ほぼ同一の粒径分布を有する異種金属の粉末を混合し、熱可塑性成形剤を加えて熱間で捏練して均一な混合物とし、熱間で射出成型した後に、取扱いに十分な機械的な強度を与えるために焼結して、細長く成形された複合材とする。   A composite that is an injection molded product of different metal powders is a mixture of different metal powders having almost the same particle size distribution, and a thermoplastic molding agent is added and kneaded hot to form a uniform mixture. After the injection molding, a sintered material is formed to give a mechanical strength sufficient for handling, and a long and narrow composite material is obtained.

本実施例は、チタン、アルミニウム及びバナジウムを素材として、一般的にTi-6Al-4V合金として表記される高張力チタン構造材料の球状粒子の製造について行われた。図3(1)に示すように、この合金におけるチタン、アルミニウムの及びバナジウム重量比率は90%:6%:4%であり、容積比率は、87.364%:9.720%:2.916%である。   In this example, titanium, aluminum and vanadium were used as raw materials to produce spherical particles of a high-strength titanium structural material generally expressed as a Ti-6Al-4V alloy. As shown in FIG. 3 (1), the weight ratio of titanium, aluminum and vanadium in this alloy is 90%: 6%: 4%, and the volume ratio is 87.364%: 9.720%: 2.916%.

異種金属が寄添っている複合体とするには、厚さ2.621mmのチタン板の片面に厚さ0.282mmのアルミニウム板を接合し、さらに裏面に厚さ0.088mmのバナジウム板を接合して、厚さ3.000mmの複合板を製作し、続いて幅約3mm或いは任意の幅に剪断すればよい。   In order to make a composite in which different kinds of metals are deposited, a 0.282 mm thick aluminum plate is joined to one side of a 2.621 mm thick titanium plate, and a 0.088 mm thick vanadium plate is joined to the back side. A composite plate having a thickness of 3.000 mm may be manufactured and then sheared to a width of about 3 mm or an arbitrary width.

別の実施例は、ニッケルとアルミニウムを素材として、Ni3Alの分子式を有する金属間化合物で、高温において高強度・高剛性、及び優れた耐食性を有する耐熱構造材料の球状粒子の製造について行われた。図3(1)に示すように、Ni3Alにおけるニッケルとアルミニウムの元素重量比率は86.713%:13.287%であり、元素容積比率は66.421%:33.579%である。 Another example is the production of spherical particles of heat-resistant structural materials with nickel and aluminum as the raw materials and intermetallic compounds having the molecular formula of Ni 3 Al, which have high strength, high rigidity, and excellent corrosion resistance at high temperatures. It was. As shown in FIG. 3A, the element weight ratio of nickel to aluminum in Ni 3 Al is 86.713%: 13.287%, and the element volume ratio is 66.421%: 33.579%.

異種金属が寄添っている複合体とするには、厚さ1.993mmのニッケル板の片面に厚さ1.007mmのアルミニウム板を接合して、厚さ3.000mmの複合板を製作し、続いて幅約3mm或いは任意の幅に剪断すればよい。また、一つの金属が他の金属を包みこんでいる複合体は、直径2.445mmのニッケル線を肉厚0.278mm外径3.000mmのアルミニウム被覆管で覆い、又は、直径1.738mmのアルミニウム線を肉厚0.631mm外径3.000mmのニッケル被覆管で覆えばよい。   In order to make a composite with different metals, a 1.993 mm thick aluminum plate is joined to one side of a 1.993 mm thick nickel plate to produce a 3.000 mm thick composite plate. And may be sheared to a width of about 3 mm or an arbitrary width. A composite in which one metal encloses another metal is obtained by covering a nickel wire having a diameter of 2.445 mm with an aluminum clad tube having a wall thickness of 0.278 mm and an outer diameter of 3.000 mm, or having a diameter of 1.738 mm. The aluminum wire may be covered with a nickel-coated tube having a wall thickness of 0.631 mm and an outer diameter of 3.000 mm.

さらに別の実施例は、ベリリウムとチタン或いはベリリウムとバナジウムを素材として、Be12Ti或いはBe12Vの分子式を有する金属間化合物の球状粒子の製造が行われた。図5に示すように、Be12Tiにおけるベリリウムとチタンの重量比率は69.319%:30.681%であり、容積比率は84.622%:15.373%であり、Be12Vにおけるベリリウムとバナジウムの重量比率は67.979%:32.021%であり、容積比率は87.318%:12.682%である。 In yet another example, spherical particles of an intermetallic compound having a molecular formula of Be 12 Ti or Be 12 V were produced using beryllium and titanium or beryllium and vanadium. As shown in FIG. 5, the weight ratio of beryllium to titanium in Be 12 Ti is 69.319%: 30.681%, the volume ratio is 84.622%: 15.373%, and beryllium in Be 12 V. The vanadium weight ratio is 67.979%: 32.021% and the volume ratio is 87.318%: 12.682%.

異種金属が寄添っている複合体とするには、厚さ2.539mmのベリリウム板に厚さ0.461mmのチタン板を接合して厚さ3,000mmの複合板材を製作し、続いて幅約3mmに剪断し、又は、厚さ2.620mmのベリリウム板に厚さ0.380mmのバナジウム板を接合して厚さ3.000mmの複合板材を製作し、続いて幅約3mmに剪断すればよい。また、一つの金属が他の金属を包みこんでいる複合体は、直径2.759mmのベリリウム線を肉厚0.120mm外径3.000mmのチタン被覆管で覆い、又は、直径2.803mmのベリリウム線を肉厚0.098mm外径3.000mmのバナジウム被覆管で覆えばよい。   In order to make a composite in which dissimilar metals are added, a 0.461 mm thick titanium plate is joined to a 2.539 mm thick beryllium plate, and then a 3,000 mm thick composite plate material is manufactured. If it is sheared to about 3 mm, or a 0.380 mm thick vanadium plate is joined to a 2.620 mm thick beryllium plate to produce a composite plate material of 3.000 mm thickness, and then sheared to a width of about 3 mm Good. In addition, in a composite in which one metal encloses another metal, a beryllium wire having a diameter of 2.759 mm is covered with a titanium cladding tube having a wall thickness of 0.120 mm and an outer diameter of 3.000 mm, or a composite having a diameter of 2.803 mm. The beryllium wire may be covered with a vanadium-coated tube having a wall thickness of 0.098 mm and an outer diameter of 3.000 mm.

プラズマジェット中では、素材は熱を吸収し、比熱に依存して温度が上昇し、まず融点が低い素材が溶融するが、溶融潜熱が必要であるため融点が低い素材の溶融が終了するまでは融点が高い素材の溶融は起こらないと考えられる。同じように、融点の高い素材の溶融が進行している間は融点の低い素材の溶融物温度が融点の高い素材の融点以上にはならないと考えられる。融点の高い素材の融点を超えて溶融物の温度が高くなっても、沸点の低い素材の沸点に到達すると沸騰潜熱が必要になるためそれ以上温度が上昇することはないと想定する。   In the plasma jet, the material absorbs heat, the temperature rises depending on the specific heat, and the material with a low melting point melts first, but until the melting of the material with a low melting point is completed because latent heat of fusion is required. It is thought that melting of a material having a high melting point does not occur. Similarly, while melting of a material having a high melting point is in progress, it is considered that the melt temperature of the material having a low melting point does not exceed the melting point of the material having a high melting point. Even if the temperature of the melt increases beyond the melting point of the material having a high melting point, it is assumed that the temperature does not rise any further because the boiling latent heat is required when the boiling point of the material having a low boiling point is reached.

上述のように、チタンとアルミニウム及びバナジウムを素材としてTi−6Al−4Vと表記される合金、或いはニッケルとアルミニウムを素材としてNi3Alの分子式を有する金属間化合物、ならびにベリリウムとチタン或いはベリリウムとバナジウムを素材として、Be12Ti或いはBe12Vの分子式を有する金属間化合物の球状粒子の製造が行われた。プラズマジェット中では、素材は熱を吸収し、比熱に依存して温度が上昇し、まず融点が低い素材が溶融するが、溶融潜熱が必要であるため融点が低い素材の溶有が終了するまでは融点が高い素材の溶融は起こらないと考えられる。同じように、融点の高い素材の溶融が進行している間は融点の低い素材の溶融物温度が融点の高い素材の融点以上にはならないと考えられる。融点の高い素材の融点を超えて溶融物の温度が高くなっても、沸点の低い素材の沸点に到達すると沸騰潜熱が必要になるためそれ以上温度が上昇することはないと想定する。素材であるチタン、アルミニウム、バナジウム、ニッケル及びベリリウムについて関連する物性値を図3(2)に示し、Ti−6Al−4V、Ni3Al、Be12Ti或いはBe12V等の球形粒子を製造するために必要な最低限度の熱量を計算して結果を図3(3)に示す。 As described above, an alloy expressed as Ti-6Al-4V using titanium and aluminum and vanadium as materials, or an intermetallic compound having a molecular formula of Ni 3 Al using nickel and aluminum as materials, and beryllium and titanium or beryllium and vanadium. As a material, spherical particles of an intermetallic compound having a molecular formula of Be 12 Ti or Be 12 V were produced. In the plasma jet, the material absorbs heat, and the temperature rises depending on the specific heat. First, the material with a low melting point is melted, but until the melting of the material with a low melting point is completed because latent heat of fusion is required. It is considered that melting of a material having a high melting point does not occur. Similarly, while melting of a material having a high melting point is in progress, it is considered that the melt temperature of the material having a low melting point does not exceed the melting point of the material having a high melting point. Even if the temperature of the melt increases beyond the melting point of the material having a high melting point, it is assumed that the temperature does not rise any further because the boiling latent heat is required when the boiling point of the material having a low boiling point is reached. Titanium is a material, aluminum, vanadium, the physical property values associated for nickel and beryllium shown in FIG. 3 (2), to produce a Ti-6Al-4V, Ni 3 Al, Be 12 Ti or spherical particles such as Be 12 V The minimum amount of heat necessary for the calculation is calculated and the result is shown in FIG.

アルミニウムの溶融物温度はその沸点を超えず、チタン、バナジウム及びニッケルの溶融物の温度もアルミニウムの沸点を超えないものとした結果、Ti−6Al−4Vを溶融するために最低限度必要なエネルギー量は0.967kW-hr/kgであり、NiAl を溶融するために最低限度必要なエネルギー量は0.436kW-hr/kgである。また、ベリリウム溶融物温度はその沸点を超えず、チタン又はバナジウム溶融物の温度もベリリウムの沸点を超えないものとした。この結果、Be12Tiを溶融するために最低限度必要なエネルギー量は1.162kW−hr/kgであり、Be12Vを溶融するために最低限度必要なエネルギー量は1.152kW−hr/kgである。 As a result of the fact that the temperature of the aluminum melt does not exceed its boiling point and the temperature of the titanium, vanadium and nickel melt does not exceed the boiling point of aluminum, the minimum amount of energy required to melt Ti-6Al-4V Is 0.967 kW-hr / kg, and the minimum amount of energy required to melt Ni 3 Al is 0.436 kW-hr / kg. The beryllium melt temperature did not exceed its boiling point, and the temperature of the titanium or vanadium melt did not exceed the boiling point of beryllium. As a result, the minimum amount of energy required to melt Be 12 Ti is 1.162 kW-hr / kg, and the minimum amount of energy required to melt Be 12 V is 1.152 kW-hr / kg. It is.

アルゴンの熱容量は20.78J−mol−1−Kであり、アルゴンの流量が100L/min(4.46mol−min−1)である場合に、室温から10,000Kのプラズマ温度まで高めるためには、900kJ−min(15kW−hr)のエネルギーが必要である。高いアルゴン流量は溶融された液滴を微粒化するために必要である。従って、大部分のエネルギーは溶融よりも、微粒化に消費されることになる。 To increase the heat capacity of argon from 20.78 J-mol −1 -K and increase the plasma temperature from room temperature to 10,000 K when the flow rate of argon is 100 L / min (4.46 mol-min −1 ). , 900 kJ-min (15 kW-hr) energy is required. A high argon flow rate is necessary to atomize the molten droplets. Therefore, most of the energy is consumed for atomization rather than melting.

本発明に係わる金属粒子の製造方法の制御は、溶融素材の供給量と主としてプラズマジェットガス(アルゴン)の流量に依存するプラズマトーチ出力について行われる。   The control of the method for producing metal particles according to the present invention is performed for the plasma torch output depending on the supply amount of the molten material and mainly the flow rate of the plasma jet gas (argon).

図2は、本発明の第2の実施例の異種金属から形成する金属粒子の製造装置100の構成を示す一部断面を含む図である。   FIG. 2 is a diagram including a partial cross section showing a configuration of a manufacturing apparatus 100 for metal particles formed from dissimilar metals according to the second embodiment of the present invention.

先の実施例の構成と同一の構成については同一番号が付してあり、その説明は先の実施例についての説明を援用するものとし、主に先の実施例と異なる部分について説明する。   The same number is attached | subjected about the structure same as the structure of a previous Example, The description shall use the description about a previous Example, and mainly demonstrates a different part from a previous Example.

この実施例にあっては、挿入部13Aは挿入部13とほぼ同一の構成であるが、中央を通る中心線に対して対称にして上方に向けてやや外方に傾いて二つの挿入口部14A,14Bが形成されている。これらの二つの挿入口部14A,14Bにはそれぞれ1つの金属で構成される金属材としてのワイヤ8A,8Bが挿入され、容器1への供給がなされる。   In this embodiment, the insertion portion 13A has substantially the same configuration as the insertion portion 13, but is symmetrically arranged with respect to the center line passing through the center and is inclined slightly outwardly upward to have two insertion opening portions. 14A and 14B are formed. Wires 8A and 8B as metal materials each made of one metal are inserted into these two insertion openings 14A and 14B, respectively, and supplied to the container 1.

ワイヤ8A,8Bに対してそれぞれ金属材供給装置としてのワイヤ供給装置9A,9Bが設けられ、挿入するワイヤ8A,8Bの挿入速度を制御する制御装置10が設けられる。   Wire supply devices 9A and 9B as metal material supply devices are provided for the wires 8A and 8B, respectively, and a control device 10 for controlling the insertion speed of the wires 8A and 8B to be inserted is provided.

この金属粒子の製造装置100を用いて、次のように容器1に供給されるワイヤ8A,8Bが形成される。図4にワイヤ8A,8Bの生成方法およびプラズマによる球形粒子の形成方法を示す。   Using this metal particle manufacturing apparatus 100, wires 8A and 8B supplied to the container 1 are formed as follows. FIG. 4 shows a method for generating the wires 8A and 8B and a method for forming spherical particles by plasma.

図4において、一種の金属素材はその機械加工性が良好である性質を利用して、この金属素材を機械加工してワイヤ8A,8Bを形成する。そして多種のワイヤを形成する(S31)。最終的に形成する目的の球形粒子の組成に対応して二つの(二つ以上の)異種のワイヤ8A,8Bを準備する(S32)。これらの二つのワイヤ8A,8Bを容器1に供給するに当って、最終的に形成する目的の球形粒子の構成比に対応して各ワイヤ8A,8Bの挿入速度の制御を行う。この挿入速度の制御は制御装置10の指令信号に基づいて供給装置9A,9Bを制御することによって行う。指令信号はコンピュ−タのプログラムによって生成される。このようにして、ワイヤ8A間間8Bの質量比制御を行う(S33)。
質量比が制御されたワイヤ8A,8Bは容器1に連続して供給される(S34)。
In FIG. 4, a kind of metal material is machined to form wires 8A and 8B by utilizing the property of good machinability. Various wires are then formed (S31). Two (two or more) different types of wires 8A and 8B are prepared corresponding to the composition of the target spherical particles to be finally formed (S32). When these two wires 8A and 8B are supplied to the container 1, the insertion speed of each wire 8A and 8B is controlled according to the composition ratio of the target spherical particles to be finally formed. The insertion speed is controlled by controlling the supply devices 9A and 9B based on a command signal from the control device 10. The command signal is generated by a computer program. In this way, the mass ratio control of 8B between the wires 8A is performed (S33).
The wires 8A and 8B whose mass ratio is controlled are continuously supplied to the container 1 (S34).

このようにして、質量比が制御された二つの異種の金属は、ワイヤの形体で容器内のプラズマ交差域に形成されたプラズマによって溶融される(S35)。これによって、溶融液滴が形成される(S36)。この時に、熱プラズマによって複合微粒子が形成され、熱プラズマの状態によって金属間化合物が形成される。形成された溶融液滴は急冷されて球形粒子となる(S37)。このように、球形粒子としての共融微粒子、金属間化合物が製作され、回収される。   In this way, the two different kinds of metals whose mass ratios are controlled are melted by the plasma formed in the plasma crossing region in the container in the form of a wire (S35). Thereby, a molten droplet is formed (S36). At this time, composite fine particles are formed by thermal plasma, and an intermetallic compound is formed depending on the state of thermal plasma. The formed molten droplet is rapidly cooled into spherical particles (S37). In this way, eutectic fine particles and intermetallic compounds as spherical particles are produced and recovered.

細長く成形された複数の金属素材について、複数のプラズマジェットが形成する交差域に挿入する単位時間当たりの複数の金属材の構成比が、目的とする金属の組成比に等しくする必要があり、このため、複数の金属材は長さ当たりに断面積が一様な(直径が一様な)ワイヤ8A,8Bが好適である。   For a plurality of elongated metal materials, the composition ratio of the plurality of metal materials per unit time inserted into the intersecting region formed by the plurality of plasma jets must be equal to the target metal composition ratio. Therefore, wires 8A and 8B having a uniform cross-sectional area per length (uniform diameter) are suitable for the plurality of metal materials.

この原則が守られる限りにおいて、金属素材の挿入方法は、以下の方法から選択される。
異種金属ワイヤの単位長さ当たりの質量比が、目的とする金属の組成比に等しい構成となっていれば、異種金属ワイヤはそれぞれ同じ速度で金属粒子製造装置に挿入すればよい。
異種金属の単位質量当たりの挿入速度の比率を、目的とする金属組成比に比例するようにすれば、異種金属ワイヤの直径は等しくすることができる。
異種金属ワイヤの単位長さ当たりの挿入速度を制御すれば、異種金属ワイヤの直径は自由に選択できる。
As long as this principle is observed, the metal material insertion method is selected from the following methods.
If the mass ratio per unit length of the dissimilar metal wires is equal to the composition ratio of the target metal, the dissimilar metal wires may be inserted into the metal particle production apparatus at the same speed.
If the ratio of the insertion speed per unit mass of the different metal is proportional to the target metal composition ratio, the diameters of the different metal wires can be made equal.
If the insertion speed per unit length of the dissimilar metal wire is controlled, the diameter of the dissimilar metal wire can be freely selected.

チタンとアルミニウム及びバナジウムを素材としてTi−6Al−4Vと表記される合金の球状微粒子を製造する場合、異種金属ワイヤの単位長さ当たりの質量比が、目的とする金属の組成比に等しい構成となるためには、チタン線直径が3.000mmである場合に、アルミニウム線直径は1.000mm、バナジウム線直径は0.548mmであり、チタン線の挿入速度が100.000mm/minである場合に同一直径のアルミニウム線の挿入速度は11.126mm/minであり、同一直径のバナジウム線の挿入速度は3.338 mm/minである。   When producing spherical fine particles of an alloy represented by Ti-6Al-4V using titanium, aluminum, and vanadium as raw materials, the mass ratio per unit length of different metal wires is equal to the composition ratio of the target metal. To achieve this, when the titanium wire diameter is 3.000 mm, the aluminum wire diameter is 1.000 mm, the vanadium wire diameter is 0.548 mm, and the titanium wire insertion speed is 100.000 mm / min. The insertion speed of the aluminum wire of the same diameter is 11.126 mm / min, and the insertion speed of the vanadium wire of the same diameter is 3.338 mm / min.

ニッケルとアルミニウムを素材としてNi3Alの分子式を有する金属間化合物の球状微粒子を製造する場合、異種金属ワイヤの単位長さ当たりの質量比が、目的とする金属の組成比に等しい構成となるためには、ニッケル線直径が3.00mmである場合に、アルミニウム線直径は2.13mmであり、ニッケル線の挿入速度が100.000mm/minである場合に同一直径のアルミニウム線の挿入速度は50.555mm/minである。 When producing spherical fine particles of an intermetallic compound having the molecular formula of Ni 3 Al using nickel and aluminum as raw materials, the mass ratio per unit length of different metal wires is equal to the composition ratio of the target metal. When the nickel wire diameter is 3.00 mm, the aluminum wire diameter is 2.13 mm, and when the nickel wire insertion speed is 100.000 mm / min, the aluminum wire insertion speed is 50. .555 mm / min.

ベリリウムとチタン或いはベリリウムとバナジウムを素材として、Be12Ti或いはBe12Vの分子式を有する金属間化合物の球状微粒子を製造する場合、異種金属ワイヤの単位長さ当たりの質量比が、目的とする金属の組成比に等しい構成となるためには、ベリリウム線直径が3mmである場合に、チタン線直径は1.280mm、バナジウム線直径は1.162mmであり、ベリリウム線の挿入速度が10.000mm/minである場合に同一直径のチタン線の挿入速度は1.821mm/minであり、同一直径のバナジウム線の挿入速度は1.452mm/minである。 When producing spherical fine particles of an intermetallic compound having a molecular formula of Be 12 Ti or Be 12 V using beryllium and titanium or beryllium and vanadium as a raw material, the mass ratio per unit length of different metal wires is the target metal. In order that the composition ratio is equal to the composition ratio, the diameter of the titanium wire is 1.280 mm, the diameter of the vanadium wire is 1.162 mm, and the insertion speed of the beryllium wire is 10.000 mm / In the case of min, the insertion speed of the titanium wire having the same diameter is 1.821 mm / min, and the insertion speed of the vanadium wire having the same diameter is 1.452 mm / min.

一種の金属素材を機械加工して前記交差域に連続して供給できるまで細長状にまたは粒状の金属材に形成し、細長状の金属材または粒状の金属材で二つ以上の連続した異種の細長状金属材を形成して別個に前記交差域に供給し、または二つ以上の異種の粒状の金属材と混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材に形成して前記交差域に供給し、そしてこの供給の時に、供給される二つ以上の異種の金属材の質量化制御を、供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御、または前記射出成形する時の混合比を制御することによって行うようにしたこと
を特徴とする異種金属から形成する金属粒子の製造方法、製造装置が構成される。
Formed into a long or granular metal material until it can be continuously fed to the crossing area by machining a kind of metal material, and two or more consecutive different kinds of elongated metal material or granular metal material. An elongated metal material is formed and separately supplied to the intersecting area, or mixed with two or more different kinds of granular metal materials and formed into one continuous injection molded elongated metal material by injection molding. Supply to the intersection area, and at the time of this supply, control the massing of two or more dissimilar metal materials supplied, supply ratio control of two or more dissimilar elongated metal materials supplied, or said injection A method and apparatus for producing metal particles formed from dissimilar metals, characterized in that the mixing ratio at the time of molding is controlled.

本発明の実施例の構成の概略を示す一部断面を含む図。The figure containing the partial cross section which shows the outline of a structure of the Example of this invention. 本発明の実施例を説明するためのフローチャート図。The flowchart for demonstrating the Example of this invention. Ti−6Al−4V、NiAl、Be12Ti及びBe12Vの球状粒子製造に係わる金属元素の物性と必要最低限度の熱量を示す図。 Ti-6Al-4V, Ni 3 Al, shows a heat properties and the required minimum of metal elements according to the spherical particles production of Be 12 Ti and Be 12 V. 他の実施例の構成の概略を示す一部断面を含む図。The figure containing the partial cross section which shows the outline of the structure of another Example. 他の実施例を説明するためのフローチャート図。The flowchart for demonstrating another Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…容器、2…3組の非移行型プラズマトーチ、3…陽極、4…陰極、5…アルゴンガスの入口部、6…アルゴンガス投入部、7…挿入部、8…細長状の金属材、8A,8B…ワイヤ、9…金属材供給装置、9A,9B…ワイヤ供給装置、10…制御装置、14,14A,14B…挿入口部、100…金属粒子の製造装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Three sets of non-migration type plasma torches, 3 ... Anode, 4 ... Cathode, 5 ... Argon gas inlet part, 6 ... Argon gas injection | throwing-in part, 7 ... Insertion part, 8 ... Elongated metal material 8A, 8B ... wire, 9 ... metal material supply device, 9A, 9B ... wire supply device, 10 ... control device, 14, 14A, 14B ... insertion port, 100 ... device for producing metal particles.

Claims (6)

容器の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチが配置されて、複数のプラズマトーチからそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域を形成し、容器の外部から容器の内部に供給される金属素材を前記交差域に連続して供給して、供給された金属素材から溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球状微粒子を形成する金属粒子の製造方法において、
各々の金属素材を機械加工して前記交差域に連続して供給できるまで細長状にまたは粒状の金属材に形成し、
細長状の金属材で二つ以上の連続した異種の細長状金属材を形成して別個に前記交差域に供給し、
この供給の時に、供給される二つ以上の異種の金属材の質量化制御を、供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御、または前記射出成形する時の混合比を制御することによって行うようにしたこと、
または二つ以上の異種の粒状の金属材を混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材に形成して前記交差域に供給すること、
を特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法。
A plurality of plasma torches are arranged symmetrically around the central axis of the container, and plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches form one crossing region and are supplied from the outside of the container to the inside of the container. A method for producing metal particles, wherein a metal material is continuously supplied to the intersecting region, a molten droplet is formed from the supplied metal material, and subsequently, the molten droplet is formed into spherical fine particles that are substantially spherical. In
Each metal material is machined and formed into an elongated or granular metal material until it can be continuously fed to the crossing area,
Forming two or more continuous dissimilar elongated metal materials with an elongated metal material and supplying them separately to the crossing area,
At the time of the supply, the mass control of the two or more different kinds of metal materials to be supplied is controlled, the supply ratio control of the two or more different kinds of elongated metal materials to be supplied, or the mixing ratio when the injection molding is performed. What we did by controlling,
Or by mixing two or more different kinds of granular metal materials to form one continuous injection-molded elongated metal material by injection molding, and supplying it to the intersection area,
A method for producing metal particles comprising a dissimilar metal.
請求項1において、前記供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比制御が、二つ以上の異種の細長状金属材の単位長さ当たりの質量制御によって行うことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法。   The supply ratio control of the two or more different elongated metal materials to be supplied is performed by mass control per unit length of the two or more different elongated metal materials. A method for producing metal particles made of different metals. 請求項1において、前記供給される二つ以上の異種の細長状の金属材の供給比制御が、二つ以上の異種の細長状金属材の前記容器への挿入速度制御によって行うことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法。   In Claim 1, the supply ratio control of the two or more different kinds of elongated metal materials to be supplied is performed by controlling the insertion speed of the two or more different kinds of elongated metal materials into the container. A method for producing metal particles made of different metals. 請求項1において、二つ以上の異種の細長状の金属材は互いに寄り添った形で、または一方の金属材を他方の金属材が包むようにした包み込み形で形成され、前記容器に一体として供給されることを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法。   2. The two or more different elongated metal materials according to claim 1 are formed so as to be close to each other or in a wrapping shape in which one metal material is wrapped with the other metal material, and are supplied as one piece to the container. A method for producing metal particles comprising a dissimilar metal. 請求項1において、二つ以上の異種の細長状の金属材は、それぞれワイヤ形状に形成され、前記容器に供給されることを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造方法。   2. The method for producing metal particles made of different metals according to claim 1, wherein two or more different elongated metal materials are each formed in a wire shape and supplied to the container. 容器の中心軸の周囲に対称的に複数のプラズマトーチが配置されて、複数のプラズマトーチからそれぞれ噴射されるプラズマジェットが1つの交差域を形成し、容器の外部から容器の内部に供給される金属素材を前記交差域に連続して供給して、供給された金属素材から溶融液滴を形成し、引き続いて該溶融液滴を実質的に球形である球形粒子を形成する金属粒子の製造装置において、
一種の金属素材を構成加工して前記交差域に連続して供給できるように細長状にまたは粒状の金属材に形成する原金属材形成手段と、
該金属材形成手段で形成した細長状の金属材で二つ以上の連続した異種の細長状金属材を前記容器に供給する金属供給手段、あるいは
供給される二つ以上の異種の細長状金属材の供給比供給、または前記射出成形する時の混合比の制御によって、前記容器への供給の際における二つ以上の異種の金属材の質量比制御を行う質量比制御手段と、
または二つ以上の異種の粒状の金属材を混合して射出成形によって1つの連続した射出成形細長状金属材を形成する供給金属材形成手段と、
を備えたことを特徴とする異種金属からなる金属粒子の製造装置。
A plurality of plasma torches are arranged symmetrically around the central axis of the container, and plasma jets respectively ejected from the plurality of plasma torches form one crossing region and are supplied from the outside of the container to the inside of the container. Metal particle manufacturing apparatus that continuously supplies a metal material to the intersection, forms molten droplets from the supplied metal material, and subsequently forms spherical particles that are substantially spherical from the molten droplets In
Raw metal material forming means for forming a single metal material into a slender or granular metal material so that it can be continuously processed and supplied to the intersecting area,
Metal supply means for supplying two or more continuous different types of elongated metal materials to the container with the elongated metal material formed by the metal material forming means, or two or more different types of elongated metal materials to be supplied A mass ratio control means for performing mass ratio control of two or more different kinds of metal materials at the time of supply to the container by controlling the supply ratio of the mixture or mixing ratio at the time of injection molding;
Or a supply metal material forming means for mixing two or more different kinds of granular metal materials to form one continuous injection molded elongated metal material by injection molding;
An apparatus for producing metal particles made of a dissimilar metal.
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