金属粉末の微粒化粉砕プロセス

金属または合金の液体を高速流体（アトマイズ媒体）に衝突させるか、あるいは他の方法で微小な液滴に粉砕し、それを固体粉末に凝縮することで粉末を製造する方法。アトマイズ法は、プレアロイ粉末と呼ばれる完全に合金化された粉末を製造するための最良の方法です。粉末の各粒子は、所定の溶融合金と同じ均一な化学組成を有するだけでなく、急速凝固によって結晶構造が微細化され、第二相のマクロ偏析が排除されます。

霧化法は、「ツーフロー法」（合金液の流れを霧化媒体の流れで粉砕する）と「シングルフロー法」（合金液の流れを他の方法で粉砕する）の2種類に分けられます。前者はガス（ヘリウム、霧、窒素、空気）と液体（水、油）の霧化媒体に分けられ、後者には遠心霧化法や溶解ガス真空霧化法などがあります。

最も広く使用されている方法は、ガスアトマイズ法と水アトマイズ法です。アトマイズ法では、原料金属を電気炉または誘導炉で適格な合金液（100〜150℃に過熱）に溶かし、アトマイズノズルの上部にあるタンディッシュに注入します。合金液はタンディッシュの底の穴から流出し、ノズルを通る高速の空気または水の流れと出会うと、小さな液滴にアトマイズされます。一般に、不活性ガスアトマイズ粉末粒子は球形で、酸素含有量が最も低く（L00×10以下）、熱間静水圧プレスなどの熱成形技術によって直接緻密な製品にすることができます。水アトマイズ粉末粒子の多くは不規則な形状で、酸素含有量が高く（600×10以上）、焼きなましが必要ですが、圧縮性が良く、冷間プレスで成形してから焼結して機械部品にすることができます。

上記のアトマイズ法は量産化が容易ですが、合金液がスラグや耐火るつぼと接触するため、得られる粉末に非金属介在物が混入することは避けられません。そこで、ESRの原理に基づき、スウェーデンのSoderfors Powder社はまず7TのタンディッシュをESR（エレクトロスラグ加熱）装置に改造し、窒素アトマイズ法によって高速度鋼粉末中の非金属介在物の含有量を従来の1/10に低減し、ASP粉末高速度鋼の曲げ強度を3500MPaから4000MPa以上に向上させました。

酸化物汚染を完全かつ効果的に回避するための対策は、「シングルフロー」アトマイゼーション法、例えば回転電極アトマイゼーション法（回転電極法参照）を採用することです。また、高純度の球状粉末を製造できる真空溶解アトマイゼーション法もあります。その原理は、加圧された過飽和合金液を突然真空にさらすと、溶解していたガスが逃げて膨張し、合金液がアトマイゼーションを起こし、その後粉末に凝縮されるというものです。ニッケル、銅、コバルト、鉄、アルミニウムなどのマトリックス合金の場合、水素を溶解させる方法を用いることで、真空溶解ガスアトマイゼーション粉末を実現できます。