概要

超硬用材料の金属の製造工程に用いられるホソカワの装置を紹介します。

・ 微粒子の製造
超鋼用材料は、硬度が高く、粉砕や解砕が困難です。一般的に超鋼用材料の微粒子は合成法によって作成されることが多いですが、焼結・凝集により、多くの場合粒子のトップ径は10μm以上です。そのため、これを一次粒子に近いサイズまで解砕することが望まれますが、硬度が高いため粉砕しにくい上、機械の材質よりも原料の方が硬く、粉砕機が摩耗してしまうことが問題となります。そのため、さまざまな原料の粉砕に広く使われる機械式粉砕機は、当原料の粉砕には適しません。このような原料を効率的に微粉砕および超微粉砕するためには、カウンタジェットミルAFGが最適です。

・超硬材料の高性能化
超硬材料を金属粒子やセラミックス粒子と精密分散して、最先端の電子材料などを作る研究開発が行われています。当目的に使用する超硬材料の粒子径は、数μm以下と微細なため、凝集・付着性が非常に強く、一般的な混合機では凝集やダマが発生して、精密分散が困難です。そのため、多くは液体中で混合する方法をとられますが、乾燥過程での再凝集が避けられないことに加え、溶媒や分散剤の適切な選択が困難、乾燥プロセスが必要、気化した溶媒蒸気の回収処理が必要などの問題があります。
この問題を避けるため、混合処理を乾式で行って製造コストの低減と高性能化を両立させることが望まれています。この要望を満たす装置としては、耐摩耗処理が可能な粒子複合化装置ノビルタが最適です。

原料同士を高速で対向衝突させて超微粉砕するカウンタジェットミルAFGの耐摩耗仕様機です。

原料と機械部品の衝突によって粉砕する機械式粉砕機とは異なり、原料同士を衝突させて粉砕するため、粉砕時の摩耗が生じません。圧縮空気を吹き出すノズルも耐摩耗仕様となっており、ノズルの外側に粉体が衝突しても摩耗が生じにくい構造です。

さらに分級ロータやケーシングはセラミックス溶射、もしくはゴムライニングを施して摩耗対策をとっています。

超硬材料粒子は、単独で利用される以外に他の材料粒子と混合して、焼結温度を低減させるためや、機能性を発揮させるために用いられることが多くあります。しかし、凝集力・付着力が強く、通常の乾式混合機では精密分散できません。そのため、凝集力を上回る強いせん断力を作用させることができる混合機が必要となります。

さらに一歩進めた手法として、材料粒子の表面に超硬材料の微粒子を分散固定化または被覆することにより、材料特性を向上する手法も期待されています。このような超微粒子の精密分散、複合化を実現する装置としてはノビルタが最適です。当装置は粒子間に強い衝撃力、せん断力、圧縮力を与えることによって、乾式での粒子の精密分散や被覆・複合化を実現する装置です。

数十μm以下の粒子表面に、それより小さな粒子を乾式で分散し、固定化することによって偏析を防止するだけでなく、異種粒子をひとつの粒子に複合化することで、さまざまな機能を持たせることができます。