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公開番号2024070871
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-24
出願番号2022181483
出願日2022-11-14
発明の名称金属粉末材料の製造方法
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人
主分類B22F 1/17 20220101AFI20240517BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】金属粉末に付着させるナノ粒子の成分にかかわらず、流動性のよい金属粉末材料を簡単に製造すること。
【解決手段】金属粉末2の表面にナノ粒子3が付着された金属粉末材料1の製造方法であって、ナノ粒子3の発生源となる母材4を準備する準備工程と、熱源6により母材4を溶融させ、溶融後の気化した金属蒸気5を金属粉末2に曝すことにより金属粉末2の表面にナノ粒子3を付着させる付着工程を備えることを特徴とする。熱源6は、アーク溶接によるものであり、金属蒸気5には、電極62から発生する金属蒸気5を含むことを特徴としてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属粉末の表面にナノ粒子が付着された金属粉末材料の製造方法であって、
前記ナノ粒子の発生源となる母材を準備する準備工程と、
熱源により前記母材を溶融させ、溶融後の気化した金属蒸気を前記金属粉末に曝すことにより前記金属粉末の表面に前記ナノ粒子を付着させる付着工程を備えることを特徴とする金属粉末材料の製造方法。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記熱源は、アーク溶接によるものであり、前記金属蒸気には、電極から発生する金属蒸気を含むことを特徴とする請求項１に記載の金属粉末材料の製造方法。
【請求項３】
前記付着工程にて、前記金属粉末を撹拌しながら前記金属粉末の表面に前記ナノ粒子を付着させる請求項１又は２に記載の金属粉末材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末材料に関し、さらに詳しくは、積層造形法において、レーザービーム等のエネルギー線を照射して三次元造形物を製造する用途に適した金属粉末材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
三次元造形物を製造する新しい技術として、付加製造技術（ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ＡＭ）の発展が近年著しい。付加製造技術の一種として、粉末材料へのエネルギー線照射による固化を利用した積層造形法がある。金属粉末材料を用いた積層造形法としては、粉末積層溶融法と、粉末堆積法の２種が代表的である。
【０００３】
粉末積層溶融法の具体例として、選択的レーザー溶融法（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬａｓｅｒＭｅｌｔｉｎｇ；ＳＬＭ）、電子線溶融法（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍＭｅｌｔｉｎｇ；ＥＢＭ）等の方法を挙げることができる。これらの方法においては、金属よりなる金属粉末材料を、ベースとなる基材上に供給して粉末床を形成し、三次元設計データをもとに、粉末床の所定の位置に、レーザービーム、電子線等のエネルギー線を照射する。その後、照射を受けた部位の金属粉末材料が、溶融と凝固によって固化し、造形体が形成される。粉末床への粉末材料の供給とエネルギー線照射による造形を繰り返し、造形体を層状に順次積層して形成していくことで、三次元造形物が得られる。
【０００４】
ここで、粉末床への金属粉末材料の供給の際、金属粉末材料は、造形体を製造する装置の搬送経路を通過していくことになる。この搬送経路で金属粉末が詰まらないように、また、造形体を層状に順序よく敷き詰めることができるように、金属粉末材料には高い流動性が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１１２６９９公報
特開２０１９－１１２７００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、金属粉末の表面を熱プラズマ処理により加熱し、溶融した金属が気化し、気化したナノ粒子を金属粉末に付着させる方法が開示されている。しかし、この方法では、金属粉末を溶融する設備が大掛かりになる。また、金属粉末自身が溶融することになるので金属粉末を構成する元素の蒸気圧大小により金属粉末の成分の変化が生じ得る。さらに、金属粉末の粒径が小さい（いわゆる微粉）と、ナノ粒子が大量に付着するという問題も生じ得る。
【０００７】
特許文献２には、金属粒子にナノ粒子を添加し、それらを混合機で機械的に混合して金属粉末材料を製造する方法が開示されている。しかし、この方法では、現状、準備できるナノ粒子が市販のものなどの種類に限られている。
【０００８】
ここで、本発明者は、ナノ粒子の発生源となる母材を溶融し、溶融により発生した金属蒸気を金属粉末に付着させれば、ナノ粒子の成分にかかわらず、簡便に所望の構成からなる金属粉末材料を製造し得ることを見出した。
【０００９】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、金属粉末に付着させるナノ粒子の成分にかかわらず、流動性のよい金属粉末材料を簡単に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の（１）～（３）とした。
（１）金属粉末の表面にナノ粒子が付着された金属粉末材料の製造方法であって、
前記ナノ粒子の発生源となる母材を準備する準備工程と、
熱源により前記母材を溶融させ、溶融後の気化した金属蒸気を前記金属粉末に曝すことにより前記金属粉末の表面に前記ナノ粒子を付着させる付着工程を備えることを特徴とする金属粉末材料の製造方法。
（２）前記熱源は、アーク溶接によるものであり、前記金属蒸気には、電極から発生する金属蒸気を含むことを特徴とする上記（１）に記載の金属粉末材料の製造方法。
（３）前記付着工程にて、前記金属粉末を撹拌しながら前記金属粉末の表面に前記ナノ粒子を付着させる上記（１）又は（２）に記載の金属粉末材料の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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