(57)【要約】      （修正有）【課題】融解物からチタニウム金属粉末を製造する装置で、チタニウム粉末の汚染を防ぐ装置を提供する。【解決手段】上記装置１０は噴霧化チェンバー１２を備え、当該噴霧化チェンバー１２内部のチタニウム金属粉末の汚染を防ぐために当該噴霧化チェンバー１２の内壁がＣＰ−Ｔｉで被覆されているか、ＣＰ−Ｔｉのみから作られている。上記噴霧化チェンバー１２の後段の流路における上記装置１０のすべての部品の内壁をＣＰ−Ｔｉで被膜するか、ＣＰ−Ｔｉのみから作ってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタニウム粉末金属を含む融解物からチタニウム金属粉末を製造する装置であって、噴霧化チェンバーを備え、当該噴霧化チェンバー内部のチタニウム金属粉末の汚染を防ぐために当該噴霧化チェンバーの内壁がＣＰ−Ｔｉで被覆されているか、ＣＰ−Ｔｉのみから作られている、装置。
【請求項２】
上記噴霧化チェンバーの出口開口部に接続された粉末運搬チューブと、上記粉末運搬チューブに接続された遠心分離器と、上記遠心分離器に接続された粉末コンテナとをさらに備え、上記運搬チューブと上記遠心分離器と上記粉末コンテナそれぞれの内壁は、ＣＰ−Ｔｉで被膜されているか、ＣＰ−Ｔｉのみから作られている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記噴霧化チェンバーの内壁は、厚さ約２ｍｍのＣＰ−Ｔｉで被膜されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
チタニウム粉末金属を含む融解物からチタニウム粉末を製造する装置であって内壁を持つ噴霧化チェンバーを備える装置においてチタニウム粉末の汚染を防止する方法であって、上記内壁をＣＰ−Ｔｉで被膜するか、上記内壁をＣＰ−Ｔｉのみから作る工程を備える方法。
【請求項５】
上記内壁のＣＰ−Ｔｉ被覆は約２ｍｍである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記装置が、上記噴霧化チェンバーの後段の流路に、運搬チューブと遠心分離器と粉末コンテナとをさらに備え、上記運搬チューブと上記遠心分離器と上記粉末コンテナそれぞれの内壁をＣＰ−Ｔｉで被膜するか、ＣＰ−Ｔｉのみから作る、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
融解物からチタニウム金属粉末を製造する装置であって、融解したチタニウムの流れが内壁を備えた噴霧化チェンバーにおいて高速の不活性ガスと衝突し、かつ、上記金属粉末の汚染を防ぐため上記内壁はＣＰ−Ｔｉで被膜されているかＣＰ−Ｔｉのみから作られている、装置。
【請求項８】
上記噴霧化チェンバーの後段の流路における上記装置のすべての部品の内壁をＣＰ−Ｔｉで被膜するか、ＣＰ−Ｔｉのみから作る工程をさらに備える、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、チタニウム粉末製造装置および方法に関する。より詳しくは、チタニウム粉末の汚染を防ぐ、チタニウム粉末製造装置および方法に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
粉末冶金は、航空宇宙産業のような重要な用途に用いるチタニウム部品の製造において重要な技術である。チタニウム金属粉末は、この製造工程において基本的な原料である。アルゴンのような不活性ガスを用いた噴霧化は、高い密度（packing density）を持つ均一な球形の粉末を製造するために一般的に用いられる工程である。代表的なガス噴霧化装置は、液体金属流供給源と、噴霧化ガス噴流と、冷却チェンバーとからなる。自由落下する溶けたチタニウムの流れが高速の不活性ガス噴流と衝突し、チタニウムの噴霧化した粒子がチェンバーを飛行しつつ固化し、チェンバーの底に集まる。粒子を固化する際、冷却速度を非常に高くすることが、非常に特殊な制御された構造を得るために望ましい。噴霧化チェンバーの設計と製造のいくつかの局面が重要である。
１．チェンバーは、チタニウムと接触しても反応しない材料で作られていなければならない。
２．チェンバーは、チタニウム粒子がチェンバーの壁又は底部に接触する前に固化しうるほど大きくなければならない。
３．大気による汚染を防ぐため、チェンバーは完全な真空化が可能でなければならない。
４．チェンバーは、その内部を完全に洗浄し検査するために、簡単に近づけるような設計でなければならない。
【０００３】
ステンレス鋼は、チタニウム噴霧化チェンバーの製造にもっとも一般的に用いられる材料である。チタニウム粒子の一部が、固化する前に噴霧化チェンバーに衝突する可能性がある。こうした粒子はステンレス鋼と反応し、もろい性質の低融点化合物を生み出す。こうした化合物は汚染物質としてチタニウム粉末流に入り込み、標準的な品質管理技術では探知されないままとなる。こうした汚染された粉末からなる部品は、稼働中に壊滅的な故障を引き起こす。
【０００４】
〔発明の概要〕
本発明によれば、金属粉末流路を、製造される金属粉末を汚染しない金属でライニングするか、あるいは噴霧化段階の先の金属粉末流路を、製造される金属粉末を汚染しない金属で作成する。
【０００５】
チタニウム金属粉末の場合、噴霧化チェンバーの壁は、純粋金属チタニウムであるＣＰ−Ｔｉでライニングされるか、ＣＰ−Ｔｉから作られることが好ましい。製造されるチタニウム粉末金属がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖであるならば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖのようなチタニウム合金をライニングまたはチェンバー壁に用いてもよいが、ＣＰ−Ｔｉならばいかなるチタニウム合金とも例外なく適合しうる。これは、すべてのチタニウム合金は、チタニウム金属を主成分としているからである。
【０００６】
この解決法は、いかなる粉末金属製造システムにも当てはまる。金属汚染はチェンバーを洗浄する際に起こりうるので、この解決法はとりわけ、チェンバー壁に粉末球が付着することがある融解生成物からの金属粉末製造に適用可能である。
【０００７】
融解生成物からの噴霧化としては、融解金属流が高速の不活性ガス噴流と衝突して粉末を作るガス噴霧化（ＧＡ）や、金属棒を急速に回転させつつその端を溶融することで金属粒子を放出するスピニング電極法（PREP）がある。
【０００８】
どちらの場合でも、融解は、電子ビーム、プラズマトーチ、電気アーク、誘導加熱、レーザー加熱、または他にも十分に強力な加熱方法ならばどのような方法によっても行うことができる。
【０００９】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、チタニウム粉末を製造する装置の一部の概略図である。
【００１０】
〔発明を実施するための形態〕
図１を参照すると、チタニウム粉末製造装置１０は、公知のシステムから供給される噴霧化液体金属流を受ける噴霧化チェンバー１２またはホットスプレーチェンバー１２を備える。このような公知のシステムとしては、冷壁誘導システム（cold wall induction guiding system）、電極誘導融解ガス噴霧化プロセス（electrode induction melting gas atomization process）、プラズマ融解誘導ガス噴霧化法（plasma-melting induction-guiding gas atomization method）、三重融解プロセス（triple melt process）、あるいは他のどのような公知のシステムでもよい。図１に示すように、噴霧化チェンバー１２からの粉末は、運搬チューブ１４を通り、遠心分離器１６を通り、それから粉末コンテナ１８に入る。
【００１１】
本発明によれば、噴霧化チェンバー１２の内表面２０全体がＣＰ−Ｔｉで被覆されるか、ＣＰ−Ｔｉで作られており、チタニウム粉末金属を含む融解物から上記したように製造されるチタニウム金属粉末が汚染されるのを防いでいる。説明用の実例では、噴霧化チェンバー１２の内表面２０上のＣＰ−Ｔｉの被覆は、厚さ約２ｍｍでもよい。噴霧化チェンバーは、適した材料ならばどのような材料から作られてもよい。一例はステンレス鋼である。あるいは、噴霧化チェンバー１２は、ＣＰ−Ｔｉ以外の材料からできた内表面上にＣＰ−Ｔｉを被覆する代わりに、ＣＰ−Ｔｉそのものから作られてもよい。
【００１２】
チタニウム粉末の汚染をより確実に防ぐために、噴霧化チェンバー１２以降の流路全体をＣＰ−Ｔｉで被覆するかＣＰ−Ｔｉそのもので作ってもよい。例えば、運搬チューブ１４、遠心分離器１６、粉末コンテナ１８のすべてをＣＰ−Ｔｉで作るか、あるいはその内部をＣＰ−Ｔｉで被覆し、チタニウム粉末の汚染を防いでもよい。
【００１３】
処理されるチタニウム粉末金属がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖであるならば、噴霧化チェンバー１２における上記ライニングまたはチェンバー壁２０およびそれ以降の流路にＴｉ−６Ａｌ−４Ｖのようなチタニウム合金を用いてもよいが、ＣＰ−Ｔｉならばいかなるチタニウム合金とも例外なく適合しうる。これは、すべてのチタニウム合金は、チタニウム金属を主成分としているからである。
【００１４】
本発明は、目下のところもっとも実際的で好ましい実施形態と思われる形態をもって説明してきたが、本発明がこれら開示された実施形態に限定されるものではなく、その反対に、以下の請求項に示した範囲内のさまざまな変形例および同等の構成を含むものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】チタニウム粉末を製造する装置の一部の概略図である。
【図１】
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