金属粉末的制造方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高纯度，粉末形状及粒度均一性的金属粉末经济性制造方法及装置。高压高电流放电用电源、钛金属等的金属电极供给装置、钛等的金属电极和对极的高压放电装置、电极震动或是折动装置水收容槽、水供给口、生成的钛金属等的金属分散液的排出口和排水泵浦、从钛金属等金属分散液分离钛金属的金属粉末，通过回收装置以制造钛金属等金属粉末。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术金属元素的纯度很高，而且粉末形状及粒度和将均一的金属粉末有效率的制造方法及装置有关。而且，本专利技术跟上面的金属粉末钛、锆、锗、锡、金、铂、银，特别是和钛粉末的制造有关。
技术介绍
金属元素的原料，特别是高纯度的金属元素的粉末成形品、按照板材、棒状、细线、金属材料的用途，加工成多种的形态。最近，在粉末冶金法及溶射法的成形领域上，使用作为成形原料的高纯度金属粉末被注目。粉末冶金法，机械零件的制造等应用面广泛的受到重视，而且作为开始原料的金属粉末的需要也大增。以往，在金属粉末的制造上，将金属粒机械式的直接粉碎成粉末，古典的方法极融化金属，在粉末形状及粒度的均一性或是经济性上有困难之处。在金属粉末制造较新的方法上，电解制造法也为人所知。借此方法，在析出平滑细致且均一的组织结晶的电解条件范围外，若进行金属的析出，可得到海绵状及粉末状的金属。但是，借此众所周知的制造方法所得到的金属粉末，纯度当然是没有问题，但在金属的粉末形状及粒度的均一性上却无法获得满足，而且经济性的问题也未获解决。在金属中，特别是钛金属，自古以来和铁、铜、铝等比较起来为较新的金属，比较轻，在高温中利用其优良的强度及耐蚀性而在工业用途上多用。例如，在飞机领域上，喷气式发动机的材料、飞机的构造零件、宇宙船零件、在火力发电及原子能发电上的热交换器材料、在高分子化学工业上的触媒材料、日用品范围的眼镜框、高尔夫俱乐部，再者，健康用品、医疗机器、或是医科齿科材料等涉及多方面，在利用领域上更扩大其方向。今后，将在不锈钢及飞机合金等用途上相竞争，可想而知现在其早已超越那些材料。钛金属，由于其难以加工及难切割的物性，制造复杂形状的机械零件的时候，作为原料使用分散材，实施热度间锻造及压延的可塑性加工后，就不得不进行切削等的机械加工，制造工数及成本都会提高。因此，在利用钛金属的时候，如同上述粉末冶金法被多用，于此，特别是纯度高、粉末形状及粒度的均一性良好的钛粉末变的必要。以往的金属通过一般的粉末制造法，即使制造钛粉末，和其它的金属一样，在粉末形状及粒度的均一性上有经济性的问题，现在，期待高纯度、粉末形状及粒度的均一性上更优良的钛粉末制造方法。例如，作为钛金属粉末的改良制造方法，氢化脱氢法及回转电极法被实用化，水素化脱水素法，将海绵钛及分散材或是切削加工产生的碎屑当作原料，将此原料在氢的空气中加热，将氢气吸收后脆化，然后粉碎，再在真空中加热，放出氢气得到粉末。回转电极法，从分散材或是将此分散材经由锻造和压延等加工后的分散加工材以形成为丸棒状的材料以作为原料，一面将此丸棒原料在氩及氦等非活性空气中高速回转，一面将其先端以电弧及等离子的电弧等的热源分散，将流下的溶浆利用离心力使其飞散以得球状粉末的方法。于此方法中，要控制分散的金属黏土乃非常的困难。用氢化脱氢法所得到的钛粉末，球状为不规则，有可能通过金型成形，重复两次加热工程是有必要的。通过球磨机也可以采取机械性的粉碎工程，因钛粉末酸素的污染是无可避免的，而且，回转电极法，将非活性空气中溶解的钛原料粉化，粉末的形状因为为球状所以流动性良好，虽然不会因酸素而产生污染，但欠缺成型个性化是缺点。再者，上面的两方法由于都是间歇生产方式，尚有粉末制造成本增加的问题。此种作为解决品质上及制造成本的钛粉末制造方法的雾化法乃被开发出来。此为在水冷铜坩埚中等使用等离子电弧热源将原料分散，从坩埚中的一端将溶浆连续的往下流，在此溶浆里将氩及氦等非活性空气喷射然后将溶浆雾化而得到粉末。但是，在此方法因为将钛的分散材或是将分散加工材当作材料，和以前的方法比较起来将制造成本大幅降低是有困难的。而且，要让制造成本更低，也要避免由氧气所造成的污染，容易成型及不规则的球状或是将流动性改良的钛粉末制造方法在特开平5-93213号在公报中所揭示出，此方法将海绵钛以冷间静水压处理，将固化棒状材料在非活性空气中当作溶浆流，在此溶浆流以氩及氦将非活性空气喷射后将溶浆雾化而得到粉末，即使借此方法，其纯度及粉末的球状形状或是粉末粒度的一定性也不一定良好，制造成本控制也不一定能获得满足。
技术实现思路
如上所述粉末，特别是金属钛粉末，伴随着粉末冶金法等新的成形加工法的进展，必要性及需要乃大为增加，以往对于要求能充分对应的粉末制造法没有被开发，特别是金属元素的纯度，粉末的球状形状及粉末粒度的均一性，特别是在制造成本也会有问题。因此，本专利技术，为了粉末冶金法的成型手段的球状形状的粉末的均一性及粉末粒度的一定性上，供给制造优异高纯度的金属元素的粉末原料变成一项课题。本案的专利技术者们，在如钛粉末等金属元素粉末的制造上，为了解决金属元素的纯度，粉末的球状形状的均一性，粉末粒度的一定性及制造成本的问题，种种研究检讨后的结果，本专利技术者们在之前的专利申请(特愿2001-315446号)上，利用跟含有高机能水的制造有关的技术，可以解决上面的课题。先前所开发的钛含有高机能水制造的专利技术(特愿2001-315446号)，系有关于钛金属的电极和对极之间在等离子中放电产生的金属离子蒸气和水接触，通过分散的钛金属跟超微分散高机能水的制造方法。本专利技术利用此技术，可得到高纯度，粉末的球状形状及粉末粒度的均一性优异的金属元素粉末，特别是钛金属粉末，而且制造成本也可大幅降低。本专利技术的方法及装置，和以往的金属粉末的制造方法及钛粉末的制造，其想法或是构成为完全的不同，基本上藉等离子区水中放电将钛金属元素微粒子化可得到沉在水中的金属粉末，此手法适用钛以外的金属。所谓从来法是从完全不同的面将金属粉末的制造方法及装置改良。亦即，本专利技术是由如下1至7所构成，金属元素的电极及对极间在等离子水中放电所产生的金属离子蒸气和水接触使其成为粉末。1.本专利技术其特征为金属元素的电极和对极之间在等离子区水中放电将产生的金属离子蒸气和水接触使其粉末化。2.如上述构成1所述的金属粉末制造方法，其特征是金属元素的原料，将钛、锆、锗、锡、金、铂或是银。3.本专利技术的装置是由高电压高电流放电用电源、金属元素电极供给装置、金属元素和备有对极高压放电发生装置、水收容槽、往水收容槽的水供给口、产生金属元素微粒子的分散水的排出口、排出泵浦及过滤装置构成。4.如上述构成3所述的金属粉末制造装置，其特征是作为金属元素，使用从钛、锆、锗、锡、金、铂或是银选取的金属元素原料当作特征。5.如上述构成3或4所述的金属粉末制造装置，其特征是电极的金属元素原料，棒状、板状或是线状的材料。6.如上述构成3～5任一构成所述的金属粉末制造装置，其特征是将一方的电极当作金属元素，作为对极使用碳电极，通过震动或是折动该对的电极可以防止电极同士的溶着，由于瞬间等离子放电，以控制分散量。7.如上述构成3～6任一构成所述的金属粉末制造装置，其特征是通过改变碳电极的径及/或长度，可以容易的变更流向电路的电流值为特征。本专利技术的方法及装置，其效率非常好，可以制造金属元素的粉末。而且，本专利技术目的为完全不会产生金属以外的副生成物及不纯物。藉金属原料加热后产生的金属酸化物也非常少量，而且得到的金属粉末的球状形状的均一性及粉末粒度的一定性也很优良，制造成本也有可能大幅降低。而且也能批量生产及连续性生产，均一粒径金属粉末的大量生产的实用化也有可能，非常符合经济性。在本专利技术的制造工程，在水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术的金属粉末制造方法，其特征是，在高压水中，金属元素的电极和对极之间在等离子水中放电产生的金属离子蒸气和水接触使其粉末化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平田好宏，上田善雄，高濑浩明，铃木一彰，
申请(专利权)人：法依鲁特株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]