JPH09256004A - 金属粉末およびその製造方法 - Google Patents
金属粉末およびその製造方法Info
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- JPH09256004A JPH09256004A JP8068765A JP6876596A JPH09256004A JP H09256004 A JPH09256004 A JP H09256004A JP 8068765 A JP8068765 A JP 8068765A JP 6876596 A JP6876596 A JP 6876596A JP H09256004 A JPH09256004 A JP H09256004A
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- metal powder
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶湯噴霧法により製造された金属粉末におい
て、酸素含有量が低くタップ密度が高い点はガス噴霧粉
なみであり、粉末成形性が良好な点は水噴霧粉に近いも
のを提供する。 【解決手段】 金属溶湯を、ガスと水との混合物で噴霧
するか、ガスで噴霧し続いて水で噴霧するか、またはガ
スで噴霧したのち直ちに水で冷却することにより、比較
的小径の粉末は球に近い形状に、比較的大径の粉末は不
規則な形状にし、両者を混在させる。
て、酸素含有量が低くタップ密度が高い点はガス噴霧粉
なみであり、粉末成形性が良好な点は水噴霧粉に近いも
のを提供する。 【解決手段】 金属溶湯を、ガスと水との混合物で噴霧
するか、ガスで噴霧し続いて水で噴霧するか、またはガ
スで噴霧したのち直ちに水で冷却することにより、比較
的小径の粉末は球に近い形状に、比較的大径の粉末は不
規則な形状にし、両者を混在させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶湯噴霧法により製
造された金属粉末およびその製造方法に関する。本発明
の金属粉末は、ＰＶＡのような有機バインダーでコンパ
ウンド化し、ＭＩＭ（金属射出成形）法により成形品と
して、そのまま使用するか、またはバインダーを除去し
てから焼結して製品、とりわけ磁気部品製造として使用
する用途に対して、とくに有用である。
造された金属粉末およびその製造方法に関する。本発明
の金属粉末は、ＰＶＡのような有機バインダーでコンパ
ウンド化し、ＭＩＭ（金属射出成形）法により成形品と
して、そのまま使用するか、またはバインダーを除去し
てから焼結して製品、とりわけ磁気部品製造として使用
する用途に対して、とくに有用である。
【０００２】
【従来の技術】たとえば軟質磁性材料であるセンダスト
のコンパウンドや焼結部品をＭＩＭ法を利用して製造す
るとき、センダスト粉末としてガス噴霧法により製造し
たものを使用すると、射出成形品の保形性が低くて好ま
しくない。 水噴霧により製造した粉末を使用すれば、
保形性は良好であるが、一方で、粉末の酸素含有量が高
いために製品の磁気特性が影響を受け、保磁力の高いも
のとなる。 軟質磁性材料においては低保磁力の磁気製
品に対する要求が強いので、粉末の酸素含有量は低く抑
えることが望ましい。
のコンパウンドや焼結部品をＭＩＭ法を利用して製造す
るとき、センダスト粉末としてガス噴霧法により製造し
たものを使用すると、射出成形品の保形性が低くて好ま
しくない。 水噴霧により製造した粉末を使用すれば、
保形性は良好であるが、一方で、粉末の酸素含有量が高
いために製品の磁気特性が影響を受け、保磁力の高いも
のとなる。 軟質磁性材料においては低保磁力の磁気製
品に対する要求が強いので、粉末の酸素含有量は低く抑
えることが望ましい。
【０００３】ＭＩＭ成形品は焼結により収縮するので、
あらかじめ収縮を見込んだ成形品を用意する。 この焼
結収縮は規則的に生じるので予測は比較的容易である
が、それでも収縮率は低い方が好ましい。 収縮率を左
右するのは、いうまでもなく射出成形品における金属粉
末の充填率であって、充填率のめやすとしては、タップ
密度すなわち粉末を容器に入れてトントンと台上に打ち
つけ充填度を高めたときに到達する、カサ密度がある。
カサ密度は同じ充填率でも金属の真密度によって異な
るので、真密度に対するカサ密度の比として定義される
相対タップ密度の値を使用するとよい。 相対タップ密
度は、もちろん金属の種類や噴霧条件によって異なる
が、一般に水噴霧粉では４０％内外に止まり、ガス噴霧
粉では７０〜７５％に達する。 コンパウンドのまま使
用する場合はカサ密度が高い方が好ましいが、高すぎる
と保形性が悪くなり、いわゆる適正域が存在する。
あらかじめ収縮を見込んだ成形品を用意する。 この焼
結収縮は規則的に生じるので予測は比較的容易である
が、それでも収縮率は低い方が好ましい。 収縮率を左
右するのは、いうまでもなく射出成形品における金属粉
末の充填率であって、充填率のめやすとしては、タップ
密度すなわち粉末を容器に入れてトントンと台上に打ち
つけ充填度を高めたときに到達する、カサ密度がある。
カサ密度は同じ充填率でも金属の真密度によって異な
るので、真密度に対するカサ密度の比として定義される
相対タップ密度の値を使用するとよい。 相対タップ密
度は、もちろん金属の種類や噴霧条件によって異なる
が、一般に水噴霧粉では４０％内外に止まり、ガス噴霧
粉では７０〜７５％に達する。 コンパウンドのまま使
用する場合はカサ密度が高い方が好ましいが、高すぎる
と保形性が悪くなり、いわゆる適正域が存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水噴
霧法による製品よりも酸素含有量が低く、かつ射出成形
品や圧粉成形品の保形性が高く、従って取扱いが容易で
あり、しかもガス噴霧粉に近い高いタップ密度を示し、
成形品を焼結する場合にはその収縮率が低い金属粉末を
提供することにある。
霧法による製品よりも酸素含有量が低く、かつ射出成形
品や圧粉成形品の保形性が高く、従って取扱いが容易で
あり、しかもガス噴霧粉に近い高いタップ密度を示し、
成形品を焼結する場合にはその収縮率が低い金属粉末を
提供することにある。
【０００５】このような特徴をもった金属粉末の製造方
法を提供することもまた、本発明の目的に含まれる。
法を提供することもまた、本発明の目的に含まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の金属粉末は、溶
湯噴霧法により製造された金属粉末であって、比較的小
径の粉末は球に近い形状を有し、比較的大径の粉末は不
規則な形状を有することにより、酸素含有量が低く、高
いタップ密度を示すとともに粉末成形性がすぐれた金属
粉末である。
湯噴霧法により製造された金属粉末であって、比較的小
径の粉末は球に近い形状を有し、比較的大径の粉末は不
規則な形状を有することにより、酸素含有量が低く、高
いタップ密度を示すとともに粉末成形性がすぐれた金属
粉末である。
【０００７】本発明の金属粉末が示す相対タップ密度
は、５０％以上、高いときには７０％に達する。
は、５０％以上、高いときには７０％に達する。
【０００８】上記のような酸素含有量が低く、かつ高い
タップ密度を示す金属粉末を与える本発明の金属粉末の
製造方法は、金属溶湯を、ガスと水との混合物で噴霧す
るか、ガスで噴霧し続いて水で噴霧するか、またはガス
で噴霧したのち直ちに水で冷却することにより、噴霧さ
れて生じた金属溶湯液滴のうち比較的小径のものは球に
近い形状を保ったまま凝固させるとともに、比較的大径
のものは球に近い形状から不規則な形状に変えて凝固さ
せることからなる。
タップ密度を示す金属粉末を与える本発明の金属粉末の
製造方法は、金属溶湯を、ガスと水との混合物で噴霧す
るか、ガスで噴霧し続いて水で噴霧するか、またはガス
で噴霧したのち直ちに水で冷却することにより、噴霧さ
れて生じた金属溶湯液滴のうち比較的小径のものは球に
近い形状を保ったまま凝固させるとともに、比較的大径
のものは球に近い形状から不規則な形状に変えて凝固さ
せることからなる。
【０００９】
【発明の実施態様】前述のように、本発明はセンダスト
のような磁性合金の粉末に適用したとき、とくに有意義
である。 同種の磁性合金としては、アルニコ、ＰＢパ
ーマロイ、ＰＣパーマロイなどを挙げることができる。
そのほか本発明は、１３Ｃｒ系ステンレス鋼たとえば
ＳＵＳ４１０Ｌなどのステンレス鋼に対しても有用であ
る。
のような磁性合金の粉末に適用したとき、とくに有意義
である。 同種の磁性合金としては、アルニコ、ＰＢパ
ーマロイ、ＰＣパーマロイなどを挙げることができる。
そのほか本発明は、１３Ｃｒ系ステンレス鋼たとえば
ＳＵＳ４１０Ｌなどのステンレス鋼に対しても有用であ
る。
【００１０】図１は、本発明に従って製造した金属（セ
ンダスト）粉末の顕微鏡写真（倍率は８００倍）であ
り、図２は同じ金属を従来のガス噴霧法で粉末化した製
品の顕微鏡写真（倍率同じ）である。 図２の粉末が小
径のものから大径のものに至るまで、ほとんどすべて球
形をしているのに対し、図１の粉末は、そのうち小径の
ものが球形であり、大径のものは球形より不規則な形状
をもっていることがわかる。 図１のような形状の粉末
は、成形品中で大径のものの間に小径のものが入り込む
から成形品の充填率は高くなり、一方で大径のもの同志
はある程度からみ合うから成形品の保形性はよくなる。
ンダスト）粉末の顕微鏡写真（倍率は８００倍）であ
り、図２は同じ金属を従来のガス噴霧法で粉末化した製
品の顕微鏡写真（倍率同じ）である。 図２の粉末が小
径のものから大径のものに至るまで、ほとんどすべて球
形をしているのに対し、図１の粉末は、そのうち小径の
ものが球形であり、大径のものは球形より不規則な形状
をもっていることがわかる。 図１のような形状の粉末
は、成形品中で大径のものの間に小径のものが入り込む
から成形品の充填率は高くなり、一方で大径のもの同志
はある程度からみ合うから成形品の保形性はよくなる。
【００１１】噴霧の主力はガスによっているから、粉末
粒子の表面を覆う酸化物被膜の厚さは、水噴霧によるも
のにくらべ、はるかに薄い。 よく知られているよう
に、金属粉末中の酸素含有量は主として酸化物被膜の厚
さによって決定され、ガス噴霧粉のそれは２０オングス
トローム程度であるのに対し、水噴霧粉ではその１００
０倍にも達する。 図１に示した本発明の粉末におい
て、大径のものは厚い酸化物被膜を有するが、粉末全体
の中で占める割合が小さいため、全体としての酸素含有
量を著しく高めるには至らない。
粒子の表面を覆う酸化物被膜の厚さは、水噴霧によるも
のにくらべ、はるかに薄い。 よく知られているよう
に、金属粉末中の酸素含有量は主として酸化物被膜の厚
さによって決定され、ガス噴霧粉のそれは２０オングス
トローム程度であるのに対し、水噴霧粉ではその１００
０倍にも達する。 図１に示した本発明の粉末におい
て、大径のものは厚い酸化物被膜を有するが、粉末全体
の中で占める割合が小さいため、全体としての酸素含有
量を著しく高めるには至らない。
【００１２】
【実施例】軟質磁性合金「センダスト」の３種の試料
を、(Ａ）水噴霧法、(Ｂ）ガス噴霧法、および（Ｃ）本
発明に従うガス噴霧直後水冷、の各方法によってそれぞ
れ粉末化した。
を、(Ａ）水噴霧法、(Ｂ）ガス噴霧法、および（Ｃ）本
発明に従うガス噴霧直後水冷、の各方法によってそれぞ
れ粉末化した。
【００１３】各粉末の合金組成を表１に示す。
【００１４】 表 １ 試料 合金組成（単位は重量％、残部Ｆｅ） No． Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ 〔Ｏ〕 〔Ｎ〕 Ａ 0.005 9.50 0.03 0.003 0.002 0.27 0.002 Ｂ 0.003 9.85 0.02 0.003 0.001 0.012 0.003 Ｃ 0.003 9.95 0.01 0.003 0.001 0.070 0.001 粉末のタップ密度および比表面積（ＢＥＴ法）を測定
し、ＭＩＭ法により成形し、不活性ガス雰囲気下、１２
２０℃に２時間加熱する焼結を行なって、外径５０mm、
内径４０mm、厚さ５mmのリング状焼結体を得て、その保
持力を測定した。また、粉末保形性をみるため、グリー
ン（成形体）の状態で１３０℃に１時間保持した後の変
形の状況を調査した。
し、ＭＩＭ法により成形し、不活性ガス雰囲気下、１２
２０℃に２時間加熱する焼結を行なって、外径５０mm、
内径４０mm、厚さ５mmのリング状焼結体を得て、その保
持力を測定した。また、粉末保形性をみるため、グリー
ン（成形体）の状態で１３０℃に１時間保持した後の変
形の状況を調査した。
【００１５】粉末の性状と成形性、および保磁力を表２
に示す。
に示す。
【００１６】 表 ２ 試料 粉末の性状 粉末保形性* 保磁力 No． 粒度 タップ密度 比表面積 Ｈｃ Ａ -100メッシュ 3.44 g/cm3 0.31 m2/g 優 8.0 Oe Ｂ -100 4.79 0.046 不可 5.5 Ｃ -100 4.43 0.031 良 6.0 * 優は、たれがほとんどなかったこと、良は、たれが１mm以内であったこと 、不可は、たれが１mmを超えたことをあらわす。
【００１７】表１および表２のデータから、まず本発明
の粉末は酸素含有量が、ガス噴霧粉のレベルには及ばな
いが水噴霧粉とはオーダーの異なる低さまで下り、その
結果、保磁力も低くできること、またタップ密度は水噴
霧粒より高くガス噴霧粉に近いことがわかる。 一方
で、粉末成形性はガス噴霧粉よりすぐれている。 な
お、ガス噴霧粉の比表面積が水噴霧粉の１桁低い値であ
ることは、形状がほぼ球形であるためであるが、本発明
の金属粉末の比表面積がいっそう小さい理由は、ある程
度大径のものが含まれている事実に帰することができ
る。
の粉末は酸素含有量が、ガス噴霧粉のレベルには及ばな
いが水噴霧粉とはオーダーの異なる低さまで下り、その
結果、保磁力も低くできること、またタップ密度は水噴
霧粒より高くガス噴霧粉に近いことがわかる。 一方
で、粉末成形性はガス噴霧粉よりすぐれている。 な
お、ガス噴霧粉の比表面積が水噴霧粉の１桁低い値であ
ることは、形状がほぼ球形であるためであるが、本発明
の金属粉末の比表面積がいっそう小さい理由は、ある程
度大径のものが含まれている事実に帰することができ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明の金属粉末は、小径でほぼ球形の
粉末と大径で不規則な形状の粉末とが混在するという内
訳から成るため、酸素含有量がガス噴霧粉のそれに近い
低い値であり、タップ密度もガス噴霧粉なみに高く、か
つ粉末成形性は通常のガス噴霧粉に比べて改善されてい
る。
粉末と大径で不規則な形状の粉末とが混在するという内
訳から成るため、酸素含有量がガス噴霧粉のそれに近い
低い値であり、タップ密度もガス噴霧粉なみに高く、か
つ粉末成形性は通常のガス噴霧粉に比べて改善されてい
る。
【００１９】酸素含有量が低いことは、軟質磁性合金粉
に関しては低い保磁力の要求に叶うものであり、硬質磁
性合金に関しては、特性改善に役立つ。 タップ密度が
高いことは、ＭＩＭ成形や圧粉成形を行なって得たグリ
ーンを焼結したときの収縮率が低くて済むことを意味
し、金型の設計を容易にするとともに、焼結製品の形
状、寸法の安定性を高める。 粉末成形性のよさは、い
うまでもなく、グリーンの保形性を高めて取扱い上の問
題を解決し、複雑な形状の製品を製造することを容易に
する。
に関しては低い保磁力の要求に叶うものであり、硬質磁
性合金に関しては、特性改善に役立つ。 タップ密度が
高いことは、ＭＩＭ成形や圧粉成形を行なって得たグリ
ーンを焼結したときの収縮率が低くて済むことを意味
し、金型の設計を容易にするとともに、焼結製品の形
状、寸法の安定性を高める。 粉末成形性のよさは、い
うまでもなく、グリーンの保形性を高めて取扱い上の問
題を解決し、複雑な形状の製品を製造することを容易に
する。
【図１】 本発明の金属粉末の形状を示す顕微鏡写真
（倍率は８００倍）。
（倍率は８００倍）。
【図２】 従来のガス噴霧法による金属粉末の形状を示
す顕微鏡写真（倍率同じ）。
す顕微鏡写真（倍率同じ）。
Claims (5)
- 【請求項１】 溶湯噴霧法により製造された金属粉末で
あって、比較的小径の粉末は球に近い形状を有し、比較
的大径の粉末は不規則な形状を有することにより、酸素
含有量が低く、高いタップ密度を示すとともに粉末成形
性がすぐれた金属粉末。 - 【請求項２】 金属の真密度に対する粉末のタップ時カ
サ密度の比率をもってあらわされる相対タップ密度が５
０〜７０％である請求項１の金属粉末。 - 【請求項３】 金属が磁性材料であって、その酸素含有
率が０．２％以下である請求項１の金属粉末。 - 【請求項４】 磁性材料がセンダストであって、その酸
素含有率が０．１４％以下である請求項３の金属粉末。 - 【請求項５】 金属溶湯を、ガスと水との混合物で噴霧
するか、ガスで噴霧し続いて水で噴霧するか、またはガ
スで噴霧したのち直ちに水で冷却することにより、噴霧
されて生じた金属溶湯液滴のうち比較的小径のものは球
に近い形状を保ったまま凝固させるとともに、比較的大
径のものは球に近い形状から不規則な形状に変えて凝固
させることからなる、酸素含有量が低く、かつ高いタッ
プ密度を示す金属粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068765A JPH09256004A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 金属粉末およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8068765A JPH09256004A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 金属粉末およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256004A true JPH09256004A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13383169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8068765A Pending JPH09256004A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 金属粉末およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09256004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010080978A (ja) * | 2009-12-16 | 2010-04-08 | Daido Steel Co Ltd | 軟磁性合金粉末および圧粉磁芯 |
| WO2016021998A1 (ko) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | (주)티엠 | 3d 프린터용 금속합금 분말 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP8068765A patent/JPH09256004A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010080978A (ja) * | 2009-12-16 | 2010-04-08 | Daido Steel Co Ltd | 軟磁性合金粉末および圧粉磁芯 |
| WO2016021998A1 (ko) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | (주)티엠 | 3d 프린터용 금속합금 분말 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070116 |