JP2017036484A - Metallic product production method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique easily producing a metallic product made of a metallic base material and a surface coating material without depending on the complexity of shape.SOLUTION: Provided is a metal product production method using a three-dimensional molding device where, regarding a metallic product, based on the three-dimensional CAD data including the respective three-dimensional positional information on a metallic base material 6a to form into a body and a surface coating material 7a coating the surface thereof, cross-sectional data are created per layer in a laminating direction, thereafter, a metallic base material powder 6 and a surface coating material powder 7 are arranged on a molding stage based on the cross-sectional data per layer, and they are melted and sintered by a laser so as to be solidified.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、金属基材と表面コーティング材（以下、「表面コーティング」ともいう。）からなる金属製品を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a metal product comprising a metal substrate and a surface coating material (hereinafter also referred to as “surface coating”).

従来から、金属製品を製造する場合に、金属基材による成形体の表面に表面コーティングを被覆させることがある。以下、金属製品として、羽根車（インペラ）を用いて液体の流体（以下、単に「流体」という。）を吸引して吐出する渦巻きポンプを例にとって説明する。   Conventionally, when a metal product is manufactured, a surface coating is sometimes applied to the surface of a molded body made of a metal substrate. Hereinafter, an example of a spiral pump that sucks and discharges a liquid fluid (hereinafter simply referred to as “fluid”) using an impeller as a metal product will be described.

渦巻きポンプは、用途に応じて、耐腐食性、耐摩耗性等を要求されることが多い。例えば、流体が塩分や化学物質を含む場合（海水、工業水等）、渦巻きポンプには耐腐食性が要求される。耐腐食性が低いと、例えば、羽根車表面に、化学的な腐食（コロージョン）が生じることがある。   Centrifugal pumps are often required to have corrosion resistance, wear resistance, etc., depending on the application. For example, when the fluid contains salt or a chemical substance (seawater, industrial water, etc.), the spiral pump is required to have corrosion resistance. When the corrosion resistance is low, for example, chemical corrosion (corrosion) may occur on the surface of the impeller.

また、流体が土砂などの固形物を含む場合（河川水等）、渦巻きポンプには耐摩耗性が要求される。耐摩耗性が低いと、例えば、羽根車表面に、土砂などの固形物による摩耗（スラリーエロージョン）が生じることがある。   In addition, when the fluid contains solids such as earth and sand (river water or the like), the spiral pump is required to have wear resistance. When the wear resistance is low, for example, wear (slurry erosion) due to solid matter such as earth and sand may occur on the surface of the impeller.

さらに、流体の種類によらず、例えば、羽根車表面において、キャビテーションエロージョンが生じることがある。キャビテーションエロージョンとは、流体において局所的に飽和蒸気圧よりも低圧力になった部分でキャビテーション（気泡）が発生し、そのキャビテーションが破裂して消滅するときの衝撃力による損傷のことである。   Furthermore, cavitation erosion may occur on the impeller surface, for example, regardless of the type of fluid. Cavitation erosion is damage caused by impact force when cavitation (bubbles) is generated in a part of the fluid where the pressure is locally lower than the saturated vapor pressure, and the cavitation bursts and disappears.

例えば、渦巻きポンプの羽根車には、耐腐食性に優れ低価格で入手可能なオーステナイト系ステンレス鋼が用いられることが多い。さらに、耐腐食性を向上する材料として、二相ステンレス鋼や、ニッケル基合金等も用いられている。しかし、羽根車の材質のみで耐腐食性と耐摩耗性の両者を向上させることは困難であるため、その両者を向上させるために、例えば、ステンレス鋼の羽根車の表面に硬質の表面コーティングを被覆する場合がある。   For example, an austenitic stainless steel that is excellent in corrosion resistance and available at a low price is often used for the impeller of a spiral pump. Furthermore, duplex stainless steel, nickel-base alloys, and the like are also used as materials for improving corrosion resistance. However, since it is difficult to improve both corrosion resistance and wear resistance with only the impeller material, in order to improve both, for example, a hard surface coating is applied to the surface of a stainless steel impeller. May be covered.

また、渦巻きポンプには、羽根車の表面の他にも耐摩耗性等を向上するために表面コーティングを被覆する部位がある。例えば、渦巻きポンプには、回転する羽根車や回転軸と固定側のケーシングとの間に流体の漏れを防止するシール部がある。このシール部は、できるだけ流体漏れを低減するために、回転側部材と固定側部材の間隔が小さく設計されている。そのため、シール部では回転側部材と固定側部材が摺動する可能性がある。摺動する回転側部材、固定側部材の両方が同じ表面材質であると、噛り付いてしまう可能性がある。また、このような摺動する部分に関しては、内部の流体の腐食性や土砂などの状況によって、摺動による摩耗がさらに進んでしまう可能性があり、耐腐食性、耐摩耗性等を向上させるためにも、回転側部材と固定側部材の一方の表面に表面コーティングを被覆する場合が多い。   In addition to the surface of the impeller, the spiral pump has a portion that covers a surface coating in order to improve wear resistance and the like. For example, the spiral pump has a seal portion that prevents fluid leakage between a rotating impeller and a rotating shaft and a fixed casing. In order to reduce fluid leakage as much as possible, this seal portion is designed so that the interval between the rotating side member and the stationary side member is small. Therefore, there is a possibility that the rotating side member and the stationary side member slide at the seal portion. If both the rotating side member and the stationary side member that slide are made of the same surface material, there is a possibility that they will bite. In addition, with respect to such sliding parts, there is a possibility that wear due to sliding may be further advanced depending on the corrosiveness of the internal fluid and the situation such as earth and sand, improving the corrosion resistance, wear resistance, etc. For this reason, a surface coating is often coated on one surface of the rotating side member and the stationary side member.

これに関連し、例えば特許文献１には、「課題を解決するための手段」に、「この発明は、耐摩耗性、耐キャビテーション性などが要求される部品の被覆部材として、ステンレス鋼からなるポンプ部品の母材の表面に、Ｃｒ、Ｍｏを含有し、Ｓｉ、Ｂのうち少なくとも１種を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、または、残りがＣｏと不可避不純物からなるＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金を被覆した第１の被膜と、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃを含有し、残りがＣｏと不可避不純物とからなるＣｏ基合金からなる硬質材料を被覆した第２の被膜を備えたことを特徴とするものである。」（参照）と記載されている。つまり、この技術では、羽根車表面や軸スリーブに対してそのような被膜を形成することによって、耐摩耗性、耐キャビテーションエロージョン性を向上させている。   In relation to this, for example, Patent Document 1 discloses that “means for solving the problems” includes “this invention is made of stainless steel as a covering member for parts that require wear resistance, cavitation resistance, and the like. The surface of the base material of the pump component contains Cr, Mo, contains at least one of Si and B, and the rest is Ni-Cr-Mo alloy composed of Ni and inevitable impurities, or the rest is Co. A first film coated with a Co—Cr—Mo alloy made of inevitable impurities, and a hard material made of a Co-based alloy containing Cr, Mo, Ni, Fe, Si, and C, with the remainder being made of Co and inevitable impurities It is characterized in that it is provided with a second coating film coated with a material ”(reference). That is, in this technique, the wear resistance and cavitation erosion resistance are improved by forming such a coating on the impeller surface and the shaft sleeve.

また、例えば特許文献２には、請求項１に、「ポンプケーシングとインペラを備え、該ポンプケーシングと該インペラ入口との間にシール部を具備する遠心式ポンプにおいて、前記シール部における前記インペラ側の部材と前記ポンプケーシング側の部材とのいずれかの対向面に相手面材質より軟質のＣｒ、Ｍｏを含むＮｉ合金を溶射法或いは溶接法により所定厚さに肉盛し、相対面との硬度差をＨＢ（ブリネル硬さ）＝５０以上とし、前記インペラ側の部材と前記ポンプケーシング側の部材は、同材の二相系ステンレス鋼で形成されており、前記Ｎｉ合金を肉盛した部材は、ＰＲＥＮ値が４０以上の二相系ステンレス鋼からなり、前記Ｎｉ合金は、Ｃｒ＋Ｍｏ≧３０％のＮｉ合金である」と記載されている。つまり、この技術では、羽根車シール部に相当するインペラリング又はケーシングリングに、高耐腐食性Ｎｉ合金を溶射又は溶接にて肉盛することで、耐腐食性を向上させている。   Further, for example, in Patent Document 2, in claim 1, in a centrifugal pump including a pump casing and an impeller and having a seal portion between the pump casing and the impeller inlet, the impeller side in the seal portion The Ni alloy containing Cr, Mo, which is softer than the material of the mating surface, is deposited on a facing surface of either the member of the pump casing and the member on the pump casing side to a predetermined thickness by a thermal spraying method or a welding method, and the hardness with respect to the relative surface The difference is HB (Brinell hardness) = 50 or more, the impeller side member and the pump casing side member are formed of the same material duplex stainless steel, and the Ni alloy is built up as a member The Ni alloy is made of a duplex stainless steel having a PREN value of 40 or more, and the Ni alloy is Cr + Mo ≧ 30% ”. That is, in this technique, corrosion resistance is improved by depositing high corrosion resistance Ni alloy on the impeller ring or casing ring corresponding to the impeller seal portion by thermal spraying or welding.

また、特にクローズド羽根車（側板付きの羽根車）に対して、例えば特許文献３には、「要約」に、「硬質コーティングは、それら各々の中点に最小低圧コーティング厚さおよび最小高圧コーティング厚さを有する。最小低圧コーティング厚さならびに最小高圧コーティング厚さは、それぞれ、出口遠位端における最大出口コーティング厚さの、または入口遠位端における最大入口コーティング厚さのいずれか１つの約０．０８５〜約０．８倍の範囲である。」と記載されている。つまり、この技術では、クローズド羽根車の羽根の位置によって、クラッド（被覆）施工のし易さを考慮して、耐腐食性等のためのコーティングの厚さを調整している。   In particular, for closed impellers (impellers with side plates), for example, Patent Document 3 states “Summary”, “Hard coating has a minimum low pressure coating thickness and a minimum high pressure coating thickness at their midpoints. The minimum low pressure coating thickness as well as the minimum high pressure coating thickness are each about 0. 1 of either the maximum outlet coating thickness at the outlet distal end or the maximum inlet coating thickness at the inlet distal end. 085 to about 0.8 times ". That is, in this technique, the thickness of the coating for corrosion resistance or the like is adjusted according to the position of the blades of the closed impeller in consideration of the ease of clad (coating) construction.

一方で、３Ｄ（Dimensions）プリンタやラピットプロトタイピングによる三次元積層造形技術を用いて樹脂材で製造されるインペラに対する被覆技術に関して、例えば特許文献４には、請求項１に、「迅速模型製造方法により、予め設計された形状の非金属製の基材を形成する工程と、前記基材の表面に表面金属層を被覆する工程とを有することを特徴とする羽根車の製造方法」と記載されている。つまり、この技術では、迅速模型製造方法（三次元積層造形技術）で製造された非金属樹脂の羽根車の表面に金属層を被覆する。   On the other hand, regarding a covering technique for an impeller manufactured from a resin material using a 3D (Dimensions) printer or a three-dimensional additive manufacturing technique by rapid prototyping, for example, Patent Document 4 discloses a “rapid model manufacturing method” in claim 1. According to the manufacturing method of an impeller characterized by comprising a step of forming a non-metallic base material having a pre-designed shape and a step of coating a surface metal layer on the surface of the base material. ing. In other words, in this technique, a metal layer is coated on the surface of a non-metallic resin impeller manufactured by a rapid model manufacturing method (three-dimensional additive manufacturing technique).

三次元積層造形技術を用いれば、複雑な構造の製品も容易に製造することができる。ここで、例えば、渦巻きポンプにおける羽根車は、流体を昇圧するときの負荷や、回転により加わる遠心力のため、樹脂材では強度的に不十分である場合が多い。したがって、羽根車に対しては、金属材料を適用できる三次元積層造形技術を用いることが望まれる。   If the three-dimensional additive manufacturing technology is used, a product having a complicated structure can be easily manufactured. Here, for example, an impeller in a centrifugal pump is often insufficient in terms of strength due to a load when boosting a fluid or a centrifugal force applied by rotation. Therefore, it is desired to use a three-dimensional additive manufacturing technique that can apply a metal material to the impeller.

金属材料を適用できる三次元積層造形技術には、粉末供給法や粉末焼結積層法がある。例えば、特許文献４に記載されている粉末供給法は、粉末材料をレーザで溶融しながら造形する手法である。この粉末供給法では、凝固前の溶融材料が自重で変形する可能性があるため、造形可能な形状に制限がある。一方、特許文献５に記載されているように、粉末焼結積層法では、一層ごとに素材粉末を敷き詰めて、レーザで所定部分を溶解、焼結する。この粉末焼結積層法では、レーザで焼結した部分がその下部にある粉末で支えられるため、造形可能な形状に制限が少なく、複雑な形状を造形することが可能である。   The three-dimensional additive manufacturing technology to which a metal material can be applied includes a powder supply method and a powder sintering method. For example, the powder supply method described in Patent Document 4 is a technique of modeling while melting a powder material with a laser. In this powder supply method, since the molten material before solidification may be deformed by its own weight, there is a limit to the shape that can be formed. On the other hand, as described in Patent Document 5, in the powder sintering lamination method, raw material powder is spread every layer, and a predetermined portion is melted and sintered by a laser. In this powder sinter lamination method, the laser-sintered portion is supported by the powder underneath it, so there are few restrictions on the shape that can be formed, and it is possible to form a complex shape.

特許第３８８６３９４号Japanese Patent No. 3886394 特許第５０９６７６２号Japanese Patent No. 5096762 特開２０１４−１７２６号公報JP 2014-1726 A 特開平１１−８２３７７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-82377 特開２００４−１２４２００号公報JP 2004-124200 A

しかしながら、粉末焼結積層法を用いて金属製品を造形した場合でも、表面コーティングが必要な場合は被覆作業を別途行わなければならず、作業が煩雑であるという問題がある。さらに、金属製品の形状が複雑な場合は、表面コーティングの被覆作業が煩雑であるというだけでなく、溶射やクラッド溶接では施工上の制約で表面コーティングの被覆作業が困難、または不可能な場合がある。   However, even when a metal product is shaped using the powder sintering lamination method, if surface coating is required, a coating operation must be performed separately, and there is a problem that the operation is complicated. Furthermore, when the shape of the metal product is complicated, not only is the surface coating coating operation complicated, but it may be difficult or impossible to coat the surface coating due to construction restrictions in thermal spraying or cladding welding. is there.

例えば、クローズド羽根車では、羽根の外側に側板が存在するため、羽根面の周りの空間が狭く、溶射機や溶接機による作業は容易ではない。また、狭い空間に挿入できるような溶射機や溶接機を用いる場合もあるが、溶射や溶接の向きによって表面コーティング材を十分に溶着できない場合もある。また、アーク溶射、フレーム溶射、ＨＶＯＦ（High Velocity Oxygen Fuel）溶射を施工の困難さと品質に応じて羽根の部分ごとに選択して行う方法もある。しかしながら、施工方法を部位によって変えると、施工コストが増大するとともに、施工部位の境界での信頼性が低下することも考えられる。   For example, in a closed impeller, since a side plate exists on the outside of the blade, the space around the blade surface is narrow, and it is not easy to work with a thermal sprayer or a welder. In some cases, a thermal sprayer or a welder that can be inserted into a narrow space may be used, but the surface coating material may not be sufficiently welded depending on the direction of thermal spraying or welding. There is also a method of performing arc spraying, flame spraying, and HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) spraying for each blade portion according to the difficulty and quality of construction. However, when the construction method is changed depending on the part, the construction cost increases, and the reliability at the boundary of the construction part may be reduced.

そこで、本発明は、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、形状の複雑さに関係なく容易に製造することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to manufacture easily the metal product which consists of a metal base material and a surface coating material irrespective of the complexity of a shape.

前記課題を解決するために、本発明は、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、前記金属製品に関する３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、それ以外の位置には前記表面コーティング材粉末を配置するステップと、レーザによって、前記配置した金属基材粉末と、前記断面図データにおける前記表面コーティング材の位置にある前記表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行することを特徴とする。
その他の手段については後記する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a metal product manufacturing method for manufacturing a metal product comprising a metal base material and a surface coating material by a powder sintering lamination method using the metal base material powder and the surface coating material powder. Then, after executing the step of creating cross-sectional data for each layer in the stacking direction based on three-dimensional CAD (Computer Aided Design) data relating to the metal product, for each layer, based on the cross-sectional data The metal substrate powder is disposed on the modeling stage at the position of the metal substrate, and the surface coating material powder is disposed at other positions, and the disposed metal substrate powder by a laser. And solidifying the surface coating material powder at the position of the surface coating material in the cross-sectional view data by melting and sintering. Characterized in that it returns execution.
Other means will be described later.

本発明によれば、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal product which consists of a metal base material and a surface coating material can be manufactured easily irrespective of the complexity of a shape.

粉末焼結積層法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the powder sintering lamination method. 本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the metal product manufacturing method by the powder sintering lamination method in this embodiment. クローズド羽根車の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of a closed impeller. （ａ）は、クローズド羽根車の側面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。(A) is a side view of a closed impeller. (B) is AA arrow sectional drawing of (a). (C) is a BB arrow directional cross-sectional view of (a). （ａ）は、クローズド羽根車を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末を造形ステージ上に配置した状態を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の状態にレーザ焼結を行った後の状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state which has arrange | positioned the metal base material powder and the surface coating material powder on the modeling stage in order to manufacture a closed impeller by the powder sintering lamination method. (B) is a figure which shows the state after performing laser sintering to the state of (a). 横軸多段ポンプの構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a horizontal axis | shaft multistage pump. （ａ）は、図６の領域Ｃの拡大図である。（ｂ）は、（ａ）の領域Ｄの拡大図である。(A) is an enlarged view of the area | region C of FIG. (B) is an enlarged view of the region D of (a). 立軸ポンプの構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of a vertical shaft pump. 図８の領域Ｅの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region E of FIG. クローズド羽根車を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末と高融点粉末とを造形ステージ上に配置した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned metal base material powder, surface coating material powder, and high melting-point powder on a modeling stage in order to manufacture a closed impeller by the powder sintering lamination method.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、図１、図２を参照して、本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の概要について説明する。ここでは、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて、三次元積層造形技術の一種である粉末焼結積層法によって製造する。図１は、粉末焼結積層法を説明するための模式図であり、主な構成として、造形ステージ１０１、粉末を配置するためのノズル１０２、１０３、粉末を溶解、焼結するためのレーザ装置１０４、製造を制御する制御装置１０５が備えられている。また、図２は、本実施形態における粉末焼結積層法による金属製品製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, FIG. 2, the outline | summary of the metal product manufacturing method by the powder sintering lamination method in this embodiment is demonstrated. Here, a metal product composed of a metal substrate and a surface coating material is produced by a powder sintering lamination method, which is a kind of three-dimensional additive manufacturing technology, using the metal substrate powder and the surface coating material powder. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a powder sintering lamination method. As a main configuration, a modeling stage 101, nozzles 102 and 103 for arranging powder, and a laser apparatus for melting and sintering powder. 104, a control device 105 for controlling production is provided. Moreover, FIG. 2 is a flowchart which shows the flow of a process of the metal product manufacturing method by the powder sintering lamination method in this embodiment.

まず、制御装置１０５は、予め作成された、金属製品に関する３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データを入力する（ステップＳ１）。金属製品が例えば羽根車である場合、３次元ＣＡＤデータは、羽根車本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む。
次に、制御装置１０５は、３次元ＣＡＤデータに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成する（ステップＳ２）。 First, the control device 105 inputs three-dimensional CAD (Computer Aided Design) data relating to a metal product, which has been created in advance (step S1). When the metal product is, for example, an impeller, the three-dimensional CAD data includes three-dimensional position information of a metal base material that is an impeller body and a surface coating material that covers the surface of the metal base material.
Next, the control device 105 creates cross-sectional view data for each layer in the stacking direction based on the three-dimensional CAD data (step S2).

次に、制御装置１０５は、層ごとにステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す（ステップＳ３〜Ｓ７）。
制御装置１０５は、断面図データに基づいて、造形ステージ１０１（以下、符号無しで「造形ステージ」という場合もある。）上に、１層分、金属基材の位置にはノズル１０２を用いて金属基材粉末を配置し、それ以外の位置にはノズル１０３を用いて表面コーティング材粉末を配置する（ステップＳ４）。 Next, the control apparatus 105 repeats the process of step S4 to S6 for every layer (steps S3 to S7).
Based on the cross-sectional view data, the control device 105 uses a nozzle 102 for one layer on the modeling stage 101 (hereinafter also referred to as “modeling stage” without reference numeral) and at the position of the metal substrate. The metal substrate powder is disposed, and the surface coating material powder is disposed at other positions using the nozzle 103 (step S4).

次に、制御装置１０５は、断面図データに基づいて、レーザ装置１０４によるレーザ照射によって、金属基材の位置の金属基材粉末と、表面コーティング材の位置にある表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化する（ステップＳ５）。なお、このとき、表面コーティング材の位置以外の位置にある表面コーティング材粉末は、粉末のまま残り、最後に回収される。
次に、制御装置１０５は、造形ステージ１０１を一層分降下させる（ステップＳ６）。 Next, the control device 105 dissolves the metal substrate powder at the position of the metal substrate and the surface coating material powder at the position of the surface coating material by laser irradiation by the laser device 104 based on the cross-sectional view data. Then, it is solidified by sintering (step S5). At this time, the surface coating material powder at a position other than the position of the surface coating material remains as a powder and is finally collected.
Next, the control device 105 lowers the modeling stage 101 by one layer (step S6).

このようにして、層ごとにステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返すことで、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。以下、金属製品として、クローズド羽根車、ケーシングリング、軸スリーブを例にとって、具体的に説明する。   In this way, by repeating the processing of steps S4 to S6 for each layer, a metal product composed of a metal base material and a surface coating material is obtained by a powder sintering lamination method using the metal base material powder and the surface coating material powder. It can be easily manufactured regardless of the complexity of the shape. Hereinafter, a closed impeller, a casing ring, and a shaft sleeve will be specifically described as metal products.

図３は、クローズド羽根車の構造例を示す斜視図である。図４において、（ａ）は図３のクローズド羽根車の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。   FIG. 3 is a perspective view showing a structural example of a closed impeller. 4, (a) is a side view of the closed impeller of FIG. 3, (b) is a cross-sectional view taken along line AA of (a), and (c) is a BB arrow of (a). FIG.

図３、図４に示すように、クローズド羽根車５０は、５枚の羽根１と、中心軸が挿入される軸穴４と一体となった心板２と、外周側を覆う側板３と、を備える。なお、このように側板のある羽根車をクローズド羽根車と呼び、一方、側板のない羽根車をオープン羽根車と呼ぶ。   As shown in FIGS. 3 and 4, the closed impeller 50 includes five blades 1, a core plate 2 integrated with a shaft hole 4 into which the central shaft is inserted, a side plate 3 that covers the outer peripheral side, Is provided. An impeller with a side plate is called a closed impeller, while an impeller without a side plate is called an open impeller.

クローズド羽根車５０では、流体的な性能（高効率、広運転範囲）を向上させるために、羽根１が複雑な曲面となっている。したがって、従来の溶射機や溶接機による表面コーティング被覆作業は容易ではない。また、図４（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図（図４（ｂ））では側板３がなく、図４（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図（図４（ｃ））では側板３がある。また、羽根１自体もＡ−Ａ矢視断面図（図４（ｂ））とＢ−Ｂ矢視断面図（図４（ｃ））では曲面の形状が異なる。つまり、クローズド羽根車５０は、鉛直方向に一様な構造ではないので、粉末供給法で製造すると造形途中の金属が自重で変形してしまう可能性があるので、本実施形態では粉末焼結積層法で製造する。   In the closed impeller 50, the blade 1 has a complicated curved surface in order to improve fluid performance (high efficiency, wide operating range). Therefore, it is not easy to perform surface coating with a conventional thermal spraying machine or welding machine. Further, the side plate 3 is not shown in the sectional view taken along the line AA in FIG. 4A (FIG. 4B), and the side plate is taken along the sectional view taken along the line BB in FIG. 4A (FIG. 4C). There are three. The blade 1 itself also has a different curved surface shape in the cross-sectional view taken along the line AA (FIG. 4B) and the cross-sectional view taken along the line BB (FIG. 4C). That is, since the closed impeller 50 does not have a uniform structure in the vertical direction, if it is manufactured by the powder supply method, there is a possibility that a metal in the middle of molding may be deformed by its own weight. Manufactured by the law.

図５（ａ）は、クローズド羽根車５０を粉末焼結積層法で製造するために金属基材粉末と表面コーティング材粉末を造形ステージ上に配置した状態を示す図である。造形ステージ上で、金属基材粉末６をクローズド羽根車５０の羽根１、心板２および側板３の位置（図４（ｃ）参照）に配置し、表面コーティング材粉末７をそれ以外の位置に配置する（図２のステップＳ４）。そして、レーザ装置１０４（図１）によるレーザ照射によって、羽根１、心板２および側板３の位置の金属基材粉末６と、表面コーティング材の位置にある表面コーティング材粉末７と、を溶解、焼結することで固化する（図２のステップＳ５）。これにより、図５（ｂ）に示すように、金属基材６ａの表面に表面コーティング材７ａを被覆した状態とすることができる。   FIG. 5A is a diagram showing a state in which the metal base powder and the surface coating material powder are arranged on the modeling stage in order to manufacture the closed impeller 50 by the powder sintering lamination method. On the modeling stage, the metal base powder 6 is disposed at the positions of the blade 1, the core plate 2 and the side plate 3 of the closed impeller 50 (see FIG. 4C), and the surface coating material powder 7 is disposed at other positions. Arrange (step S4 in FIG. 2). Then, by the laser irradiation by the laser device 104 (FIG. 1), the metal base powder 6 at the position of the blade 1, the core plate 2 and the side plate 3 and the surface coating material powder 7 at the position of the surface coating material are dissolved. It solidifies by sintering (step S5 in FIG. 2). Thereby, as shown in FIG.5 (b), it can be set as the state which coat | covered the surface coating material 7a on the surface of the metal base material 6a.

このようにして、金属基材と表面コーティング材を一体成形してクローズド羽根車５０を製造できる。そして、金属基材と表面コーティング材を一体成形できるため、それらの間での接合強度が、溶接や溶着の場合に比べて高くなるという利点がある。また、溶接や溶射によって被覆する表面コーティングは、厚さが数百μｍから数ｍｍ程度が一般的であるが、粉末焼結積層法の場合は表面コーティングの厚さを自由に変更することが可能で、さらに、要求される耐腐食性や耐摩耗性に応じてコーティング厚さに分布をつけることができるという利点もある。   In this way, the closed impeller 50 can be manufactured by integrally molding the metal base material and the surface coating material. And since a metal base material and a surface coating material can be integrally molded, there exists an advantage that the joint strength between them becomes high compared with the case of welding or welding. In addition, the surface coating that is coated by welding or thermal spraying is generally several hundreds of μm to several mm in thickness, but in the case of powder sintering lamination method, the thickness of the surface coating can be changed freely Further, there is an advantage that the coating thickness can be distributed according to the required corrosion resistance and wear resistance.

なお、金属基材粉末６としては、低合金鋼やステンレス鋼、アルミニウム合金などの粉末が挙げられる。また、表面コーティング材粉末７としては、ニッケル基合金やコバルト基合金、高耐腐食性ステンレス鋼（二相ステンレス鋼）などの合金や、タングステンカーバイドにコバルトやニッケル、クロムなどのバインダを混合したものなどが挙げられる。ただし、ここで示した材料は例を示すものであり、これらの材料に限定されない。   Examples of the metal base powder 6 include powders of low alloy steel, stainless steel, aluminum alloy and the like. As the surface coating material powder 7, nickel base alloy, cobalt base alloy, alloys such as high corrosion resistance stainless steel (duplex stainless steel), or tungsten carbide mixed with binders such as cobalt, nickel and chromium. Etc. However, the materials shown here are examples, and are not limited to these materials.

次に、図６、図７を参照して、ケーシングリングを製造する場合について説明する。図６に示すように、横軸多段ポンプ１０は、５段の羽根車１４を備えている。横軸多段ポンプ１０では、吸込口１２から流体を吸込み、吐出口１７から加圧した流体を吐出する。５段の羽根車１４は回転軸１３に取り付けられ、回転軸１３は両端の軸受２１で支えられている。   Next, a case where a casing ring is manufactured will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the horizontal axis multi-stage pump 10 includes a 5-stage impeller 14. In the horizontal-axis multistage pump 10, fluid is sucked from the suction port 12 and pressurized fluid is discharged from the discharge port 17. The five-stage impeller 14 is attached to a rotary shaft 13, and the rotary shaft 13 is supported by bearings 21 at both ends.

ケーシング１１と回転軸１３のすき間からの流体漏れを最小限にするために、軸封装置２０ａ、２０ｂ（シール部）がそれぞれ回転軸１３とケーシング１１に取り付けられている。軸封装置２０ａ、２０ｂは摺動部位となるため、いずれか一方を硬質の表面コーティングで被覆する場合が多い。   In order to minimize fluid leakage from the gap between the casing 11 and the rotary shaft 13, shaft seal devices 20a and 20b (seal portions) are attached to the rotary shaft 13 and the casing 11, respectively. Since the shaft seal devices 20a and 20b serve as sliding portions, in many cases, either one is covered with a hard surface coating.

ここで、図７（ａ）は、図６の領域Ｃの拡大図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ｄの拡大図である。羽根車１４の入口部分には、羽根車１４の吸込み側と吐出し側をシールするためにインペラリング３１とケーシングリング３２が取り付けられている。このインペラリング３１とケーシングリング３２は、シール性能を向上するために、図７（ｂ）に示すようにどちらか一方もしくは両方の表面に複雑な凹凸が設けられる場合がある。図７（ｂ）では、インペラリング３１とケーシングリング３２の両方の表面に複雑な凹凸を設けた構造を示している。   Here, Fig.7 (a) is an enlarged view of the area | region C of FIG. Moreover, FIG.7 (b) is an enlarged view of the area | region D of Fig.7 (a). An impeller ring 31 and a casing ring 32 are attached to the inlet portion of the impeller 14 in order to seal the suction side and the discharge side of the impeller 14. In order to improve the sealing performance, the impeller ring 31 and the casing ring 32 may be provided with complicated irregularities on one or both surfaces as shown in FIG. FIG. 7B shows a structure in which complex irregularities are provided on the surfaces of both the impeller ring 31 and the casing ring 32.

これらのインペラリング３１とケーシングリング３２は、作動流体中の土砂を巻き込みながら摺動するため、インペラリング３１の摺動面もしくはケーシングリング３２の摺動面の一方に、硬質の表面コーティングを被覆する必要がある。ここでは、ケーシングリング３２の摺動面に表面コーティング３３が被覆されている。   Since the impeller ring 31 and the casing ring 32 slide while entraining earth and sand in the working fluid, one of the sliding surface of the impeller ring 31 and the sliding surface of the casing ring 32 is coated with a hard surface coating. There is a need. Here, the sliding surface of the casing ring 32 is covered with a surface coating 33.

なお、図５のような図示は省略するが、ケーシングリング３２についても、前記したクローズド羽根車５０の場合と同様に、粉末焼結積層法で金属基材粉末と表面コーティング材粉末によって製造することができる。具体的には、ケーシングリング３２は、円筒部材であるため、粉末焼結積層法では軸方向に積層することになる。そして、造形ステージ上で、金属基材粉末をケーシングリング基材部分に配置し、表面コーティング材粉末をそれ以外の位置に配置し、レーザ光で金属基材粉末とその近傍の表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで、凹凸をもつケーシングリング３２を表面コーティング３３とともに容易に製造することができる。   In addition, although illustration like FIG. 5 is abbreviate | omitted, also about the casing ring 32, similarly to the case of the above-mentioned closed impeller 50, it manufactures with a metal base material powder and surface coating material powder by a powder sintering lamination method. Can do. Specifically, since the casing ring 32 is a cylindrical member, the casing ring 32 is laminated in the axial direction in the powder sintering lamination method. Then, on the modeling stage, the metal substrate powder is arranged on the casing ring substrate part, the surface coating material powder is arranged at other positions, and the metal substrate powder and the surface coating material powder in the vicinity thereof are irradiated with laser light. By melting and sintering, the casing ring 32 having unevenness can be easily manufactured together with the surface coating 33.

次に、図８、図９を参照して、軸スリーブを製造する場合について説明する。図８に示すように、立軸ポンプ６０は、図の下方から流体を吸込み、羽根車１４で昇圧し、図の上方から右向きに吐出する構造となっている。羽根車１４の上部には回転軸１３を支える軸受２１が配置されている。この軸受２１を含む領域Ｅを拡大したものが図９である。   Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the case where a shaft sleeve is manufactured will be described. As shown in FIG. 8, the vertical shaft pump 60 has a structure in which fluid is sucked from the lower side of the figure, pressurized by the impeller 14, and discharged rightward from the upper side of the figure. A bearing 21 that supports the rotating shaft 13 is disposed on the upper portion of the impeller 14. FIG. 9 is an enlarged view of the region E including the bearing 21.

図９に示すように、回転軸１３には、摺動部位に軸スリーブ４４が焼き嵌め等で固定されている。軸スリーブ４４の表面には、硬質の表面コーティング４６が被覆されている。一方、軸受２１は、軸受ハウジング４１と、軸受ハウジング４１に固定された軸スリーブ４５と、軸スリーブ４５の表面に取り付けられた軸受パット材４３と、を備えている。軸受パット材４３と表面コーティング４６が摺動するため、軸受パット材４３には摺動性の良いＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）やＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）等の樹脂やセラミックス材が用いられる。軸スリーブ４４は、表面の表面コーティング４６によって、作動流体中の土砂を巻き込みながら軸受パット材４３と摺動しても摩耗しない。   As shown in FIG. 9, a shaft sleeve 44 is fixed to the rotary shaft 13 by shrink fitting or the like at the sliding portion. The surface of the shaft sleeve 44 is covered with a hard surface coating 46. On the other hand, the bearing 21 includes a bearing housing 41, a shaft sleeve 45 fixed to the bearing housing 41, and a bearing pad material 43 attached to the surface of the shaft sleeve 45. Since the bearing pad material 43 and the surface coating 46 slide, the bearing pad material 43 is made of a resin or ceramic material such as PTFE (Poly Tetra Fluoro Ethylene) or PEEK (Poly Ether Ether Ketone) which has good slidability. The shaft sleeve 44 does not wear even if it slides on the bearing pad material 43 while the earth and sand in the working fluid is involved by the surface coating 46 on the surface.

なお、図５のような図示は省略するが、軸スリーブ４４についても、前記したクローズド羽根車５０の場合と同様に、粉末焼結積層法で金属基材粉末と表面コーティング材粉末によって製造することができる。具体的には、軸スリーブ４４は、円筒部材であるため、粉末焼結積層法では軸方向に積層することになる。そして、造形ステージ上で、金属基材粉末を軸スリーブ基材部分に配置し、表面コーティング材粉末をそれ以外の位置に配置し、レーザ光で金属基材粉末とその近傍の表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで、軸スリーブ４４を表面コーティング４６とともに容易に製造することができる。   In addition, although illustration like FIG. 5 is abbreviate | omitted, also about the axial sleeve 44, as with the case of the above-mentioned closed impeller 50, it manufactures with a metal base material powder and surface coating material powder by a powder sintering lamination method. Can do. Specifically, since the shaft sleeve 44 is a cylindrical member, the shaft sleeve 44 is laminated in the axial direction in the powder sintering lamination method. Then, on the modeling stage, the metal substrate powder is arranged on the shaft sleeve substrate portion, the surface coating material powder is arranged at other positions, and the metal substrate powder and the surface coating material powder in the vicinity thereof are irradiated with laser light. The shaft sleeve 44 can be easily manufactured together with the surface coating 46 by melting and sintering.

次に、図５で説明したクローズド羽根車５０の製造方法を一部変更した実施形態について説明する。図５で説明した製造方法では、溶解、焼結しない表面コーティング材粉末７が大量に残材として回収されるが、一般にこの残材には不純物が含まれてしまうため、不純物の分離処理をしないと再利用が難しい。そして、表面コーティング材粉末７は一般に高価であるため、表面コーティング材粉末７の残材が多く、不純物の分離処理をせず再利用しない場合、製造コストが高くなってしまうという側面がある。また、不純物の分離処理をするとしても、それにコストがかかってしまうという問題もある。   Next, an embodiment in which the manufacturing method of the closed impeller 50 described in FIG. 5 is partially changed will be described. In the manufacturing method described with reference to FIG. 5, a large amount of the surface coating material powder 7 that does not dissolve or sinter is recovered as a residual material. However, since the residual material generally contains impurities, no separation treatment of impurities is performed. It is difficult to reuse. And since the surface coating material powder 7 is generally expensive, there is a large amount of remaining material of the surface coating material powder 7, and there is an aspect that the manufacturing cost is increased when the impurities are not separated and not reused. Further, even if the impurity separation process is performed, there is a problem that it is costly.

そこで、その点を改善するために、金属基材粉末、表面コーティング材粉末のほかに、表面コーティング材粉末よりも融点が高い高融点粉末を用いる方法について説明する。   In order to improve this point, a method of using a high melting point powder having a melting point higher than that of the surface coating material powder in addition to the metal base material powder and the surface coating material powder will be described.

造形ステージ上に、図１０に示すように、金属基材粉末６をクローズド羽根車５０の羽根１、心板２および側板３の位置（図４（ｃ）参照）に配置し、それらの近傍には表面コーティング材粉末７を配置し、それら以外の位置には高融点粉末８を配置する。そして、金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７をレーザで溶解、焼結する際、高融点粉末８が溶解、焼結しないように、レーザ光の強さを調節する。焼結後の状態は、図５（ｂ）と同様である。   On the modeling stage, as shown in FIG. 10, the metal base powder 6 is disposed at the positions of the blade 1, the core plate 2 and the side plate 3 of the closed impeller 50 (see FIG. 4C) and in the vicinity thereof. Arranges the surface coating material powder 7 and arranges the high melting point powder 8 at other positions. And when melt | dissolving and sintering the metal base material powder 6 and the surface coating material powder 7 with a laser, the intensity | strength of a laser beam is adjusted so that the high melting point powder 8 may not melt | dissolve and sinter. The state after sintering is the same as in FIG.

２種類以上の粉末を用いて粉末焼結積層法で形状を製作する場合、隣あう２種類の粉末がともに溶解、焼結すると、それらの粉末の成分が混ざりあってしまう。表面コーティング材粉末７には耐腐食性、耐摩耗性の高い材料を用いているが、それに高融点粉末８の成分が混合してしまうとそれらの機能が低下してしまう。   When manufacturing a shape by a powder sintering lamination method using two or more kinds of powders, if two adjacent kinds of powders are dissolved and sintered together, the components of those powders are mixed. The surface coating material powder 7 is made of a material having high corrosion resistance and high wear resistance. However, if the components of the high melting point powder 8 are mixed with the surface coating material powder 7, their functions are deteriorated.

図５に示す金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７の２種類を用いた場合は、これら２者の境界で成分が混合してしまうが、コーティング厚さをある程度とることによって表面コーティング材７ａの表層をその成分のみにできる。つまり、耐腐食性、耐摩耗性は表面コーティング材７ａの表層で維持されていれば良いので、図５の構成では金属基材粉末６と表面コーティング材粉末７の成分の混合は問題とならない。   When two types of metal substrate powder 6 and surface coating material powder 7 shown in FIG. 5 are used, the components are mixed at the boundary between these two, but the surface coating material 7a can be obtained by taking a certain coating thickness. The surface layer can be made only of its components. That is, the corrosion resistance and the wear resistance only have to be maintained in the surface layer of the surface coating material 7a, and therefore the mixing of the components of the metal base powder 6 and the surface coating material powder 7 does not cause a problem in the configuration of FIG.

一方で、図１０に示すような３種類の粉末を用いる場合、表面コーティング材粉末７と高融点粉末８にも、粉末間の境界ができてしまう。そこで、高融点粉末８を溶解しないようにして、表面コーティング材粉末７と高融点粉末８の成分が混合しないようにすることが必要となる。ただし、表面コーティング材粉末７が溶解、焼結したときに、高融点粉末８が溶解はしないが付着してしまうこともあるため、この粉末焼結積層法でのクローズド羽根車５０の製造後に表面を研削して高融点粉末８の成分を除去してもよい。   On the other hand, when three types of powders as shown in FIG. 10 are used, the surface coating material powder 7 and the high melting point powder 8 also have a boundary between the powders. Therefore, it is necessary not to dissolve the high melting point powder 8 so that the components of the surface coating material powder 7 and the high melting point powder 8 are not mixed. However, when the surface coating material powder 7 is melted and sintered, the high melting point powder 8 does not dissolve but may adhere to the surface, and therefore the surface after the closed impeller 50 is manufactured by this powder sintering lamination method. May be removed to remove the components of the high melting point powder 8.

なお、高融点粉末８としては、表面コーティング材粉末７よりも融点が高い必要があり、また、安価なものが望ましく、例えばアルミナ等が挙げられるが、これに限定されない。   The high melting point powder 8 needs to have a melting point higher than that of the surface coating material powder 7 and is preferably inexpensive, and examples thereof include alumina, but are not limited thereto.

また、クローズド羽根車５０だけでなく、ケーシングリング３２や軸スリーブ４４についても、金属基材粉末と表面コーティング材粉末のほかに高融点粉末を用いて製造してもよい。   Further, not only the closed impeller 50 but also the casing ring 32 and the shaft sleeve 44 may be manufactured using a high melting point powder in addition to the metal base powder and the surface coating material powder.

このように、本実施形態によれば、金属基材と表面コーティング材からなる金属製品（クローズド羽根車５０、ケーシングリング３２、軸スリーブ４４）を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造することで、形状の複雑さに関係なく容易に製造することができる。   Thus, according to the present embodiment, a metal product (closed impeller 50, casing ring 32, shaft sleeve 44) made of a metal base material and a surface coating material is used by using the metal base material powder and the surface coating material powder. By manufacturing by a powder sintering lamination method, it can manufacture easily irrespective of the complexity of a shape.

また、金属基材粉末と表面コーティング材粉末のほかに高融点粉末を用いることで、製造コストを低減することができる。   In addition to the metal base powder and the surface coating material powder, the production cost can be reduced by using the high melting point powder.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。例えば、前記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。   This is the end of the description of the embodiments, but the aspects of the present invention are not limited to these. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described.

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
In addition, about a concrete structure, it can change suitably in the range which does not deviate from the main point of this invention.

１ 羽根
２ 心板
３ 側板
４ 軸穴
６ 金属基材粉末
６ａ 金属基材
７ 表面コーティング材粉末
７ａ 表面コーティング材
８ 高融点粉末
１０ 横軸多段ポンプ
１１ ケーシング
１２ 吸込口
１３ 回転軸
１４ 羽根車
１７ 吐出口
２０ａ、２０ｂ 軸封装置
２１ 軸受
３１ インペラリング
３２ ケーシングリング
３３ 表面コーティング
４１ 軸受ハウジング
４３ 軸受パット材
４４ 軸スリーブ
４５ 軸スリーブ
４６ 表面コーティング
５０ クローズド羽根車
６０ 立軸ポンプ
１０１ 造形ステージ
１０２ ノズル
１０３ ノズル
１０４ レーザ装置
１０５ 制御装置 1 blade 2 core plate 3 side plate 4 shaft hole 6 metal substrate powder 6a metal substrate 7 surface coating material powder 7a surface coating material 8 high melting point powder 10 horizontal shaft multistage pump 11 casing 12 suction port 13 rotating shaft 14 impeller 17 discharge Outlet 20a, 20b Shaft seal device 21 Bearing 31 Impeller ring 32 Casing ring 33 Surface coating 41 Bearing housing 43 Bearing pad material 44 Shaft sleeve 45 Shaft sleeve 46 Surface coating 50 Closed impeller 60 Vertical shaft pump 101 Modeling stage 102 Nozzle 103 Nozzle 104 Laser Device 105 Control device

Claims (3)

金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末と表面コーティング材粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、
前記金属製品に関して、本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、
前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、
造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、それ以外の位置には前記表面コーティング材粉末を配置するステップと、
レーザによって、前記配置した金属基材粉末と、前記表面コーティング材の位置にある前記表面コーティング材粉末と、を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行する
ことを特徴とする金属製品製造方法。 A metal product manufacturing method for manufacturing a metal product composed of a metal substrate and a surface coating material by a powder sintering lamination method using a metal substrate powder and a surface coating material powder,
Regarding the metal product, a cross-sectional view for each layer in the stacking direction based on 3D CAD (Computer Aided Design) data including 3D position information of a metal base material as a main body and a surface coating material covering the surface of the metal base material After running the data creation step,
For each layer, based on the cross-sectional data,
On the modeling stage, the metal substrate powder is disposed at the position of the metal substrate, and the surface coating material powder is disposed at other positions.
The metal is characterized by repeatedly performing the step of solidifying by melting and sintering the placed metal base powder and the surface coating material powder at the position of the surface coating material by a laser. Product manufacturing method. 金属基材と表面コーティング材からなる金属製品を、金属基材粉末、表面コーティング材粉末、および、前記表面コーティング材粉末よりも融点が高い高融点粉末を用いて粉末焼結積層法によって製造する金属製品製造方法であって、
前記金属製品に関して、本体となる金属基材とその表面を覆う表面コーティング材とのそれぞれの３次元位置情報を含む３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）データに基づいて、積層方向の層ごとの断面図データを作成するステップを実行した後、
前記層ごとに、前記断面図データに基づいて、
造形ステージ上に、前記金属基材の位置には前記金属基材粉末を配置し、前記表面コーティング材の位置には前記表面コーティング材粉末を配置し、それら以外の位置には前記高融点粉末を配置するステップと、
前記レーザによって、前記配置した前記金属基材粉末と前記表面コーティング材粉末を溶解、焼結することで固化するステップと、を繰り返し実行する
ことを特徴とする金属製品製造方法。 Metal manufactured by a powder sintering lamination method using a metal substrate powder, a surface coating material powder, and a high melting point powder having a melting point higher than that of the surface coating material powder. A product manufacturing method comprising:
Regarding the metal product, a cross-sectional view for each layer in the stacking direction based on 3D CAD (Computer Aided Design) data including 3D position information of a metal base material as a main body and a surface coating material covering the surface of the metal base material After running the data creation step,
For each layer, based on the cross-sectional data,
On the modeling stage, the metal substrate powder is disposed at the position of the metal substrate, the surface coating material powder is disposed at the position of the surface coating material, and the high melting point powder is disposed at other positions. Placing step;
The method for producing a metal product, characterized in that the step of solidifying the arranged metal base powder and the surface coating material powder by melting and sintering with the laser is repeated. 前記金属製品は、側板付きの羽根車であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属製品製造方法。   The metal product manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the metal product is an impeller with a side plate.
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