特開 2024-136308 積層造形用合金粉末

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136308

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】積層造形用合金粉末

(51)【国際特許分類】

   B22F 1/00 20220101AFI20240927BHJP

   C22C 19/07 20060101ALI20240927BHJP

   B22F 10/28 20210101ALI20240927BHJP

   B33Y 70/00 20200101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B22F1/00 M

C22C19/07 Z

B22F10/28

B33Y70/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047391

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000180070

【氏名又は名称】山陽特殊製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】永富 裕一

(72)【発明者】

【氏名】萩谷 透

(72)【発明者】

【氏名】相川 芳和

(72)【発明者】

【氏名】澤田 俊之

【テーマコード（参考）】

4K018

【Ｆターム（参考）】

4K018AA10

4K018BA04

4K018BB04

(57)【要約】

【課題】 積層造形用合金粉末を用いて複数の積層造形体を製造するとき、複数の積層造形体において、造形欠陥の個数のばらつきを低減する。
【解決手段】 積層造形で用いられる合金粉末は、Ｃоを含み、粉末Ｘ線回折において、ＦＣＣ相［２００］のピークに対するＨＣＰ相［１０１］のピークの比が１．００以下である。
【選択図】 なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃоを含み、
粉末Ｘ線回折において、ＦＣＣ相［２００］のピークに対するＨＣＰ相［１０１］のピークの比が１．００以下であることを特徴とする積層造形用合金粉末。

【請求項2】

Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉを含み、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉのそれぞれの含有率［質量％］が下記式（Ｉ）～（ＩＶ）に示す条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の積層造形用合金粉末。
２２．０≦Ｃｒ≦２７．０ ・・・（Ｉ）
３．０≦Ｍｏ≦７．０ ・・・（ＩＩ）
３．０≦Ｗ≦７．０ ・・・（ＩＩＩ）
０．０≦Ｓｉ≦２．０ ・・・（ＩＶ）

【請求項3】

Ｃ、Ｂ、Ｐ及びＳのうち、少なくとも１つを含み、
Ｃは０．０４０［質量％］以下であり、
Ｂは０．００４［質量％］以下であり、
Ｐは０．０２０［質量％］以下であり、
Ｓは０．０１０［質量％］以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層造形用合金粉末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層造形で用いられる合金粉末に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、歯科補綴物に含まれる合金フレームを積層造形法（アディティブ・マニュファクチャリング）等によって製造することが記載されている。そして、合金フレームを製造するための合金として、Ｃｏ－Ｃｒ－Ｗ合金やＣｏ－Ｃｒ－Ｗ－Ｍｏ合金等が用いられることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１４１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

積層造形法によって積層造形体を製造する場合には、積層造形体に造形欠陥が発生しやすくなり、同一組成の合金粉末から複数の積層造形体を製造したときには、造形欠陥の発生頻度にばらつきが発生しやすくなる。本発明者らは、積層造形法の原料として用いられる合金粉末の内部構造を鋭意検討した結果、合金粉末中の結晶構造の比率を調整することにより、造形欠陥の発生頻度のばらつきを低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明である積層造形用合金粉末は、Ｃоを含み、粉末Ｘ線回折において、ＦＣＣ相［２００］のピークに対するＨＣＰ相［１０１］のピークの比が１．００以下である。

【0006】

積層造形用合金粉末には、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉを含めることができる。ここで、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉのそれぞれの含有率［質量％］については、下記式（Ｉ）～（ＩＶ）に示す条件を満たすことができる。
２２．０≦Ｃｒ≦２７．０ ・・・（Ｉ）
３．０≦Ｍｏ≦７．０ ・・・（ＩＩ）
３．０≦Ｗ≦７．０ ・・・（ＩＩＩ）
０．０≦Ｓｉ≦２．０ ・・・（ＩＶ）

【0007】

積層造形用合金粉末には、Ｃ、Ｂ、Ｐ及びＳのうち、少なくとも１つを含めることができる。ここで、Ｃは０．０４０［質量％］以下とすることができ、Ｂは０．００４［質量％］以下とすることができ、Ｐは０．０２０［質量％］以下とすることができ、Ｓは０．０１０［質量％］以下とすることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明である積層造形用合金粉末を用いて積層造形体を製造すれば、複数の積層造形体において、造形欠陥の個数のばらつきを低減することができる。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態である積層造形用合金粉末（以下、単に「合金粉末」という）は、積層造形体の製造に用いられる合金粉末であり、主成分としてＣｏを含有し、後述するピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である。

【0010】

ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣは、粉末Ｘ線回折において、ＦＣＣ相［２００］のピークに対するＨＣＰ相［１０１］のピークの比率である。Ｃｕ管球を用いたＸ線回折法により、ＦＣＣ相［２００］のピーク（面間隔ｄ＝０．１７８ｎｍ前後）は、２θが５１．２°近傍に現れるピークであり、ＨＣＰ相［１０１］のピーク（面間隔ｄ＝０．１９２ｎｍ前後）は、２θが４７．４°近傍に現れるピークである。なお、ＦＣＣ相［２００］及びＨＣＰ相［１０１］のピークは、互いに重ならずに検出されるピークのうち、各相において最も高い強度を示す。

【0011】

後述する実施例から理解できるように、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下とすることにより、合金粉末から複数の積層造形体を製造したときにおいて、複数の積層造形体で発生する造形欠陥の発生頻度（個数）のばらつきを低減することができる。

【0012】

本実施形態において、造形欠陥の発生頻度（個数）のばらつきとは、同一条件で製造された所定数（例えば、５つ）の積層造形体のうち、造形欠陥の個数が最も少ない積層造形体と、造形欠陥の個数が最も多い積層造形体とに着目した、造形欠陥の最少個数及び最多個数の差（絶対値）である。造形欠陥としては、例えば、造形の際に積層造形体に形成される残留ポア（空孔）が挙げられる。

【0013】

造形欠陥の個数の計測は、各積層造形体の観察面において、予め定められた観察領域内で行うことができる。すなわち、所定数の積層造形体のそれぞれにおいて、同一位置にある観察領域を光学顕微鏡等で観察することにより、造形欠陥の個数を計測することができる。例えば、観察領域として、観察面の中央部に位置する領域とすることができる。計測対象となる造形欠陥のサイズは、適宜決めることができるが、例えば、５０μｍ以上の造形欠陥を計測対象とすることができる。

【0014】

合金粉末を製造する方法としては、例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法、プラズマアトマイズ法、プラズマ回転電極法を用いることができる。ここで、工業的に最も利用されているガスアトマイズ法を用いることが好ましい。

【0015】

上述した方法によって製造された合金粉末では、安定なＦＣＣ相に加えて、一部にＨＣＰ相（マルテンサイト相を含む）が１つの合金粉末（粒子）の内部で共存していると考えられる。ＦＣＣ相及びＨＣＰ相においては、磁性、表面における粗度や摩擦、凝集力の度合い、積層造形時の熱吸収率などの物性が異なると考えられ、これらの物性の差異が複雑に影響し合い、例えば、積層造形時の粉末床（パウダーベッド）において、わずかな凝集、空隙、充填密度差などが集中して発生する微小部位が現れると推測される。なお、この粉末床の微小部位における充填性の不安定さは局所的に発生するため、単なる粉末の粒度分布、流動度、見掛け密度、タップ密度などの測定から特定することができない。

【0016】

この粉末床をレーザなどの熱源で溶融して凝固させたときには、積層造形体の一部分に残留ポアなどの造形欠陥が集中して発生し、造形欠陥の発生頻度（個数）について、言い換えれば造形密度について、ばらつきが発生してしまう。本実施形態のように、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である合金粉末を用いることにより、同一条件で複数の積層造形体を製造したときに、造形欠陥の発生頻度（個数）のばらつきを低減することができる。

【0017】

合金粉末の組成や粒径が同じであっても、合金粉末を製造するときの冷却速度に応じて、ＦＣＣ相及びＨＣＰ相のそれぞれの生成割合が変化する。具体的には、冷却速度が高いほど、ＨＣＰ相の生成割合が増加する。言い換えれば、冷却速度が低いほど、ＨＣＰ相の生成割合が低下する。このため、冷却速度を制御することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である合金粉末を製造することができる。

【0018】

ガスアトマイズ法では、坩堝内で原料を加熱して溶融合金を生成し、坩堝の底に設けられた出湯ノズルから溶融合金を出湯させる。そして、出湯した溶融合金に対して任意の圧力の噴霧ガスを吹き付けて、溶融合金を微細化させながら急冷することにより、合金粉末を得ることができる。噴霧ガスとしては、例えば、アルゴンガスや窒素ガスを用いることができる。

【0019】

上述したプロセスにおいて、溶融合金の冷却速度に影響を与えるパラメータとしては、出湯時の溶融合金の温度（以下、「出湯温度」という）、溶融合金の単位時間当たり出湯量、噴霧ガスの圧力（以下、「噴霧ガス圧」という）、噴霧ガスの種類（以下、「噴霧ガス種」という）が挙げられる。ここで、出湯ノズルの内径（以下、「出湯ノズル径」という）を変更することにより、単位時間当たりの出湯量を変更することができる。

【0020】

ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣの値については、上述した４つのパラメータが相互に関係する。ここで、後述する実施例から分かるように、各パラメータについては以下に説明する傾向がある。

【0021】

出湯温度だけを変更する場合においては、出湯温度が高いほど、溶融合金の冷却速度が低くなり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向がある。言い換えれば、出湯温度が低いほど、溶融合金の冷却速度が高くなり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向がある。

【0022】

また、単位重量当たりの溶融合金が受ける噴霧ガスの量や流速が大きいほど、溶融合金の冷却速度が高くなるため、出湯ノズル径を小さくしたり、噴霧ガス圧を高くしたりするほど、溶融合金の冷却速度が高くなる。出湯ノズル径だけを変更する場合においては、出湯ノズル径が小さいほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があり、言い換えれば、出湯ノズル径が大きいほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向がある。また、噴霧ガス圧だけを変更する場合においては、噴霧ガス圧が高いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があり、言い換えれば、噴霧ガス圧が低いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向がある。

【0023】

さらに、噴霧ガス種に応じて溶融合金の冷却能力に差異が生じ、噴霧ガスとして窒素ガスを用いたほうが、アルゴンガスを用いた場合よりも溶融合金の冷却速度が高くなり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向がある。

【0024】

上述した４つのパラメータのうち、少なくとも１つのパラメータを調整することにより、溶融合金の冷却速度を変化させて、ＦＣＣ相及びＨＣＰ相のそれぞれの生成割合を変化させることができる。予め実験を行うことにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である合金粉末を製造できる冷却速度の条件を決定することができる。

【0025】

上述したように、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下とすればよいが、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを０．９０以下とすることが好ましく、０．８５以下とすることがより好ましい。これにより、造形欠陥の発生頻度（個数）のばらつきを低減しやすくなる。

【0026】

一方、通常の粉末合金の製造方法では、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを０．３０未満とすることは容易ではなく、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを０．２０未満とするためには、熱処理などの後工程を追加する必要があり、製造コストが増加してしまう。また、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを過度に低くしなくても、複数の積層造形体で発生する造形欠陥（残留ポア）の発生頻度のばらつきを低減することができる。したがって、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣは、０．３０以上とすることができ、０．５０以上とすることが好ましい。

【0027】

合金粉末には、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉを含めることができる。Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉのそれぞれの含有率［質量％］は、下記式（１）～（４）に示す条件を満たすことが好ましい。下記式（４）に示すように、Ｓｉについては、合金粉末に含有されていなくてもよい。
２２．０≦Ｃｒ≦２７．０ ・・・（１）
３．０≦Ｍｏ≦７．０ ・・・（２）
３．０≦Ｗ≦７．０ ・・・（３）
０．０≦Ｓｉ≦２．０ ・・・（４）

【0028】

上記式（１）～（４）に示す条件を満たすＣｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉを含有し、残部をＣо及び不可避的不純物とする合金粉末の組成は、積層造形体の製造に用いられる合金粉末の組成として代表的なものである。このような組成とすることにより、優れた生体適合性、機械的特性及び耐食性を示すことが知られている（例えば、製造販売承認(承認番号：２３０００ＢＺＸ００１２１０００)された三次元積層造形用コバルトクロム（Ｃо－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｗ）合金粉末）。

【0029】

合金粉末には、Ｃ、Ｂ、Ｐ及びＳのうち、少なくとも１つが含まれていてもよい。Ｃ、Ｂ、Ｐ及びＳは、意図的に添加するものであってもよいし、不可避的に混入されるものであってもよい。Ｃ、Ｂ、Ｐ及びＳについては、含有率の上限値を設定することにより、積層造形体の平均密度が低下することを抑制できる。Ｃは、積層造形体の平均密度を低下させるＣＯガスの発生源となる。Ｂ、Ｐ及びＳは、凝固偏析により微細クラックを発生させる要因であり、微細クラックによって積層造形体の平均密度が低下してしまう。

【0030】

Ｃの含有率は、０．０４０［質量％］以下であることが好ましい。ここで、Ｃの含有率を低くするほど、積層造形体に形成される造形欠陥（残留ポア）の個数を低減できるため、Ｃの含有率は、０．０２４［質量％］以下であることがより好ましく、０．００９［質量％］以下であることが更に好ましい。

【0031】

Ｂの含有率は、０．００４［質量％］以下であることが好ましい。ここで、Ｂの含有率を低くするほど、積層造形体に形成される造形欠陥（残留ポア）の個数を低減できるため、Ｂの含有率は、０．００３［質量％］以下であることがより好ましく、０．００２［質量％］以下であることが更に好ましい。

【0032】

Ｐの含有率は、０．０２０［質量％］以下であることが好ましい。ここで、Ｐの含有率を低くするほど、積層造形体に形成される造形欠陥（残留ポア）の個数を低減できるため、Ｐの含有率は、０．０１０［質量％］以下であることがより好ましく、０．００４［質量％］以下であることが更に好ましい。

【0033】

Ｓの含有率は、０．０１０［質量％］以下であることが好ましい。ここで、Ｓの含有率を低くするほど、積層造形体に形成される造形欠陥（残留ポア）の個数を低減できるため、Ｓの含有率は、０．００６［質量％］以下であることがより好ましく、０．００４［質量％］以下であることが更に好ましい。

【0034】

なお、Ｃを微量添加することにより、合金粉末の製造時に脱酸を発生させて積層造形体の密度を向上させることができる。この点を考慮すると、Ｃの含有率は、０．００１［質量％］以上とすることが好ましく、０．００２［質量％］以上とすることがより好ましい。

【実施例0035】

（合金粉末の製造）
下記表１～４に示す組成を有する合金粉末（実施例１～１７及び比較例１～４）をガスアトマイズ法によって製造した。なお、下記表１は合金粉末（実施例１～５及び比較例１）の組成を示し、下記表２は合金粉末（実施例６～９及び比較例２）の組成を示し、下記表３は合金粉末（実施例１０～１３及び比較例３）の組成を示し、下記表４は合金粉末（実施例１４～１７及び比較例４）の組成を示す。

【0036】

【表1】

【0037】

【表2】

【0038】

【表3】

【0039】

【表4】

【0040】

合金粉末の原料の溶解量を３０ｋｇとし、アルゴンガスの雰囲気下において耐火物製の坩堝内で原料を加熱（高周波誘導加熱）し、坩堝の底に設けられた出湯ノズルから溶融合金を出湯させた。この溶融合金に所定圧力の噴霧ガスを吹き付けることにより、溶融合金を微細化させながら急冷し、複数の合金粉末を得た。噴霧ガスとしては、アルゴンガス（実施例１～３，５，７～１７及び比較例１～３）又は窒素ガス（実施例４，６及び比較例４）を用いた。そして、得られた合金粉末に対して篩い分けを行い、所定の粒径以下である合金粉末を得た。

【0041】

ガスアトマイズ法の条件としては、出湯温度、出湯ノズル径、噴霧ガス種及び噴射ガス圧が挙げられる。これらの条件を変更することにより、同一組成及び同一粒径である合金粉末であっても、冷却速度を変化させることができ、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣ比を変化させることができる。

【0042】

（合金粉末の評価）
篩い分け後の合金粉末（実施例１～１７及び比較例１～４）について、平均粒径Ｄ５０、流動度、見掛密度、タップ密度及びピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣをそれぞれ測定した。

【0043】

マイクロトラックＭＴ３０００（日機装社製）を用いて各合金粉末の粒度分布を測定し、この測定結果に基づいて平均粒径Ｄ５０を特定した。ここでいう平均粒径Ｄ５０は、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。流動度はＪＩＳ Ｚ２５０２（２０２０）の規定に準じて測定し、見掛密度はＪＩＳ Ｚ２５０４（２０２０）の規定に準じて測定し、タップ密度はＪＩＳ Ｚ２５１２（２０１２）の規定に準じて測定した。

【0044】

Ｃｕを管球とした粉末Ｘ線回折を行い、得られたＸ線回折パターンに基づいて、ＦＣＣ相［２００］の回折ピーク値と、ＨＣＰ相［１０１］の回折ピーク値とを特定した。これらの回折ピーク値に基づいて、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを算出した。

【0045】

（積層造形体の製造）
３Ｄ積層造形機（ＥＯＳ－Ｍ２９０、ＥＯＳ（Electro Optical Systems）株式会社）を用い、各合金粉末（実施例１～１７及び比較例１～４）を造形することによりブロック（積層造形体）を製造した。積層造形時のレーザ照射条件としては、３Ｄ積層造形機の標準パラメータ（ＭＰ１）を使用した。２５０ｍｍ×２５０ｍｍの造形プレートの中央位置と、この中央位置から４隅の方向にそれぞれ１００ｍｍ離れた周辺位置（４か所）において、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍのブロックを造形した。これにより、同一組成の合金粉末から５つのブロックを得た。

【0046】

（積層造形体の評価）
各ブロックをワイヤーカットにより造形プレートから切断した後、各ブロックを樹脂に埋め込んで観察面を研磨し、この観察面を光学顕微鏡で観察した。観察面は、造形方向に平行な面とした。２５倍の倍率で観察面を撮影し、３ｍｍ×３ｍｍの計測領域（９ｍｍ^２の領域）内において、５０μｍ以上の残留ポア（気孔）の個数を計測した。合金粉末の造形によっては、ブロックの内部にポアが残留することがある。ここで、残留ポアの計測領域は、５つのブロックの観察面において、予め定めた同一の位置（中央部）とした。

【0047】

同一組成の合金粉末から製造された５つのブロックについて、各ブロックで計測された残留ポアの個数から平均値（「平均残留ポア数」という）を算出した。また、５つのブロックにおいて、残留ポアの個数が最も少ないブロックと、残留ポアの個数が最も多いブロックとを特定し、最も少ない残留ポアの個数と、最も多い残留ポアの個数との差（「最多－最少ポア数」）を求めた。

【0048】

上述した合金粉末の評価結果と、上述した積層造形体（ブロック）の評価結果を下記表５～８に示す。なお、下記表５は合金粉末（実施例１～５及び比較例１）に関する評価結果を示し、下記表６は合金粉末（実施例６～９及び比較例２）に関する評価結果を示し、下記表７は合金粉末（実施例１０～１３及び比較例３）に関する評価結果を示し、下記表８は合金粉末（実施例１４～１７及び比較例４）に関する評価結果を示す。

【0049】

【表5】

【0050】

【表6】

【0051】

【表7】

【0052】

【表8】

【0053】

ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが最多－最少ポア数に与える影響について考察する。

【0054】

上記表５～８に示すとおり、実施例１～１７では、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下であり、最多－最少ポア数が３［個／９ｍｍ^２］以下であった。一方、比較例１～４では、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００よりも高く、最多－最少ポア数が５～７［個／９ｍｍ^２］であった。したがって、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下とすれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００よりも高くする場合と比べて、同一組成の合金粉末から複数の積層造形体（ブロック）を製造したときにおいて、最多－最少ポア数を低減することができ、言い換えれば、残留ポアの個数のばらつき（すなわち、造形欠陥の発生頻度のばらつき）を低減することができた。

【0055】

上記表５～８によれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００よりも高い場合には、最多－最少ポア数が５［個／９ｍｍ^２］以上であった。ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下、かつ０．９０よりも高い場合（実施例６）には、最多－最少ポア数が３［個／９ｍｍ^２］であった。ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが０．９０以下であり、かつ０．８５よりも高い場合（実施例４）には、最多－最少ポア数が２［個／９ｍｍ^２］であった。ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが０．８５以下である場合（実施例１～３，５，７～１７）には、最多－最少ポア数が１［個／９ｍｍ^２］であった。この結果によれば、最多－最少ポア数を低減させる点において、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣは、０．９０以下とすることが好ましく、０．８５以下とすることがより好ましい。

【0056】

一方、以下に説明するように、出湯温度、出湯ノズル径、噴霧ガス圧及び噴霧ガス種のうち、少なくとも１つのパラメータを調整することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを調整できることが分かった。これらのパラメータは、合金粉末を製造するときに、溶融合金の冷却速度に影響を与えるものであり、溶融合金の冷却速度を調整することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを調整できることになる。

【0057】

まず、出湯温度がピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに与える影響について考察する。

【0058】

上記表５において、実施例１～３，５及び比較例１に着目すると、出湯ノズル径、噴霧ガス圧及び噴霧ガス種はいずれも同一条件であり、出湯温度について、実施例１と、実施例２，３，５と比較例１とで異なっている。実施例２,３，５では、出湯温度も同一条件（１６００［℃］）であり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが同等の値（０．７５，０．７２，０．７７）を示し、１．００以下となった。

【0059】

実施例１については、出湯温度が１６６０［℃］であり、実施例２，３，５の出湯温度（１６００［℃］）よりも高くなっており、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが実施例２，３，５よりも低い値（０．５６）を示した。一方、比較例１については、出湯温度が１５１０［℃］であり、実施例２，３，５の出湯温度（１６００［℃］）よりも低くなっており、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが実施例２，３，５よりも高い値（１．１３）を示した。

【0060】

上述した結果から、出湯温度は、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに影響を与えることが分かり、出湯温度が高いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向があり、言い換えれば、出湯温度が低いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があることが分かった。したがって、出湯温度を調整することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下に調整できることが分かった。

【0061】

次に、出湯ノズル径がピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに与える影響について考察する。

【0062】

上記表６において、実施例７～９及び比較例２に着目すると、出湯温度、噴霧ガス圧及び噴霧ガス種はいずれも同一条件であり、出湯ノズル径について、実施例７～９と比較例２とで異なっている。実施例７～９では、出湯ノズル径も同一条件（５［ｍｍ］）であり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが同等の値（０．８１，０．８５，０．８２）を示し、１．００以下となった。一方、比較例２については、出湯ノズル径が４［ｍｍ］であり、実施例７～９の出湯ノズル径（５［ｍｍ］）よりも小さくなっており、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．０６であった。

【0063】

上述した結果から、出湯ノズル径は、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに影響を与えることが分かり、出湯ノズル径が小さいほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があり、言い換えれば、出湯ノズル径が大きいほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向があることが分かった。したがって、出湯ノズル径を調整することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下に調整できることが分かった。

【0064】

次に、噴霧ガス圧がピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに与える影響について考察する。

【0065】

上記表７において、実施例１０～１３及び比較例３に着目すると、出湯温度、出湯ノズル径及び噴霧ガス種はいずれも同一条件であり、噴霧ガス圧について、実施例１０，１１，１３と、実施例１２と、比較例３とで異なっている。実施例１０，１１，１３では、噴霧ガス圧も同一条件（５．１［ＭＰａ］）であり、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが同等の値（０．６３，０．６２）を示し、１．００以下となった。

【0066】

実施例１２については、噴霧ガス圧が４．２［ＭＰａ］であり、実施例１０，１１，１３の噴霧ガス圧（５．１［ＭＰａ］）より低くなっており、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが実施例１０，１１，１３よりも低い値（０．３２）を示した。一方、比較例３については、噴霧ガス圧が６．５［ＭＰａ］であり、実施例１０，１１，１３の噴霧ガス圧（５．１［ＭＰａ］）よりも高くなっており、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが実施例１０，１１，１３よりも高い値（１．２５）を示した。

【0067】

上述した結果から、噴霧ガス圧は、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに影響を与えることが分かり、噴霧ガス圧が高いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があり、言い換えれば、噴霧ガス圧が低いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向があることが分かった。したがって、噴霧ガス圧を調整することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下に調整できることが分かった。

【0068】

次に、噴霧ガス種がピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに与える影響について考察する。

【0069】

上記表８において、実施例１４～１７及び比較例４に着目すると、出湯温度、出湯ノズル径及び噴霧ガス圧はいずれも同一条件であり、噴霧ガス種が実施例１４～１７と比較例４とで異なっている。実施例１４～１７のように、噴霧ガスとしてアルゴンガスを用いると、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが同等の値（０．７３～０．７８）を示し、１．００以下となった。一方、比較例４のように、噴霧ガスとして窒素ガスを用いると、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．０５となった。

【0070】

一方、上記表５において、実施例１，４に着目すると、実施例４の出湯温度（１６７０［℃］）は実施例１の出湯温度（１６６０［℃］）よりも高くなっているにもかかわらず、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣについては、実施例４（０．８８）が実施例１（０．５６）よりも高くなっている。このことは、上述したように、出湯温度が高いほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向に反している。これは、窒素ガス（実施例４）はアルゴンガス（実施例１）に比べて冷却速度が高いため、噴霧ガス種の影響を大きく受けることにより、実施例４は実施例１と比べてピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなったと考えられる。このように、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣの値については、上述した４つのパラメータ（ここでは、出湯温度及び噴霧ガス種）が相互に関係することが分かる。

【0071】

次に、上記表６において、実施例６と実施例７～９に着目すると、実施例６の出湯ノズル径（６［ｍｍ］）は実施例７～９の出湯ノズル径（５［ｍｍ］）よりも大きくなっているにもかかわらず、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣについては、実施例６（０．９６）が実施例７～９（０．８１～０．８５）よりも高くなっている。このことは、上述したように、出湯ノズル径が大きいほど、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが低くなる傾向に反している。これは、窒素ガス（実施例６）はアルゴンガス（実施例７～９）に比べて冷却速度が高いため、噴霧ガス種の影響を大きく受けることにより、実施例６は実施例７～９と比べてピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなったと考えられる。このように、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣの値については、上述した４つのパラメータ（ここでは、出湯ノズル径及び噴霧ガス種）が相互に関係することが分かる。

【0072】

上述した結果から、噴霧ガス種は、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣに影響を与えることが分かり、特に、アルゴンガスよりも窒素ガスを用いたほうが、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが高くなる傾向があることが分かった。したがって、噴霧ガス種を変更することにより、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣを１．００以下に調整できることが分かった。

【0073】

次に、平均残留ポア数に着目した。

【0074】

上記表５によれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である場合（実施例１～５）において、合金粉末におけるＣの含有率を０．０４０［質量％］以下にすれば、最多－最少ポア数を低減できることに加えて、平均残留ポア数も低減することができた。すなわち、実施例５では、Ｃの含有率が０．０５５［質量％］であるときに、平均残留ポア数が４．４［個／９ｍｍ^２］であったが、実施例１～４では、Ｃの含有率が０．０４０［質量％］以下であり、実施例５と比べて、平均残留ポア数が低減した。また、実施例５，４，３，２，１の順に、Ｃの含有率が低くなっており、Ｃの含有率が低くなるほど、平均残留ポア数が低減した。したがって、平均残留ポア数を低減させる点において、合金粉末におけるＣの含有率は、０．０４０［質量％］以下であることが好ましい。

【0075】

上記表６によれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である場合（実施例６～９）において、合金粉末におけるＢの含有率を０．００４［質量％］以下にすれば、最多－最少ポア数を低減できることに加えて、平均残留ポア数も低減することができた。すなわち、実施例９では、Ｂの含有率が０．００９［質量％］であるときに、平均残留ポア数が４．２［個／９ｍｍ^２］であったが、実施例６～８では、Ｂの含有率が０．００４［質量％］以下であり、実施例９と比べて、平均残留ポア数が低減した。また、実施例９，８，７，６の順に、Ｂの含有率が低くなっており、Ｂの含有率が低くなるほど、平均残留ポア数が低減した。したがって、平均残留ポア数を低減させる点において、合金粉末におけるＢの含有率は、０．００４［質量％］以下であることが好ましい。

【0076】

上記表７によれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である場合（実施例１０～１３）において、合金粉末におけるＰの含有率を０．０２０［質量％］以下にすれば、最多－最少ポア数を低減できることに加えて、平均残留ポア数も低減することができた。すなわち、実施例１３では、Ｐの含有率が０．０２５［質量％］であるときに、平均残留ポア数が３．８［個／９ｍｍ^２］であったが、実施例１０～１２では、Ｐの含有率が０．０２０［質量％］以下であり、実施例１３と比べて、平均残留ポア数が低減した。また、実施例１３，１２，１１，１０の順に、Ｐの含有率が低くなっており、Ｐの含有率が低くなるほど、平均残留ポア数が低減した。したがって、平均残留ポア数を低減させる点において、合金粉末におけるＰの含有率は、０．０２０［質量％］以下であることが好ましい。

【0077】

上記表８によれば、ピーク比率ＨＣＰ／ＦＣＣが１．００以下である場合（実施例１４～１７）において、合金粉末におけるＳの含有率を０．０１０［質量％］以下にすれば、最多－最少ポア数を低減できることに加えて、平均残留ポア数も低減することができた。すなわち、実施例１７では、Ｓの含有率が０．０１６［質量％］であるときに、平均残留ポア数が４．２［個／９ｍｍ^２］であったが、実施例１４～１６では、Ｓの含有率が０．０１０［質量％］以下であり、実施例１７と比べて、平均残留ポア数が低減した。また、実施例１７，１６，１５，１４の順に、Ｓの含有率が低くなっており、Ｓの含有率が低くなるほど、平均残留ポア数が低減した。したがって、平均残留ポア数を低減させる点において、合金粉末におけるＳの含有率は、０．０１０［質量％］以下であることが好ましい。