JP2912473B2 - スプレイ・デポジット法による長尺プリフォームの製造法 - Google Patents
スプレイ・デポジット法による長尺プリフォームの製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スプレイ・デポジット
による長尺プリフォームの製造法に関するものである。
による長尺プリフォームの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】一般にスプレイ・デポジット
法とは、溶融金属を不活性ガスによってアトマイズし、
細かく粉砕された溶滴を飛散中に急冷凝固させてコレク
ターに堆積させ所望の形状のプリフォーム（素形材）を
得る方法（例えば、特公昭５４−２９９８５号公報、特
公昭５６−１２２２０号公報および特開昭６４−１５２
６４号公報など参照）であって、普通鋳造法に比べ、急
冷凝固による均一なミクロ組織ができること、マクロ偏
析のないこと、および加工性・鍛造性が良好であること
等の特徴を有している。
法とは、溶融金属を不活性ガスによってアトマイズし、
細かく粉砕された溶滴を飛散中に急冷凝固させてコレク
ターに堆積させ所望の形状のプリフォーム（素形材）を
得る方法（例えば、特公昭５４−２９９８５号公報、特
公昭５６−１２２２０号公報および特開昭６４−１５２
６４号公報など参照）であって、普通鋳造法に比べ、急
冷凝固による均一なミクロ組織ができること、マクロ偏
析のないこと、および加工性・鍛造性が良好であること
等の特徴を有している。
【０００３】また、かかるスプレイ・デポジット法は、
溶融金属の粒子群を被覆材の表面に吹付けて積層被膜を
形成させる溶射法に比べ、ポロシティが少なくでき高密
度なプリフォームが得られ、しかも生産性が高い特徴を
有している。
溶融金属の粒子群を被覆材の表面に吹付けて積層被膜を
形成させる溶射法に比べ、ポロシティが少なくでき高密
度なプリフォームが得られ、しかも生産性が高い特徴を
有している。
【０００４】ところが、かかる急冷凝固を極端に行うと
ポロシティが生じ、高密度なプリフォームが得られなく
なる。すなわち、このポロシティの発生原因は、ガスに
よる冷却が極端になり過ぎると、プリフォームに堆積す
る粒子の中で固相粒子の比率が高くなり、固相粒子間の
隙間を埋める液相、半溶融粒子が少なくなるため、固相
粒子間の隙間がそのままポロシティになると考えられて
おり、また、粒子温度が比較的低温になると粒子が衝突
時に偏平になりにくく、後から来る粒子に対して影にな
る部分を形成する。
ポロシティが生じ、高密度なプリフォームが得られなく
なる。すなわち、このポロシティの発生原因は、ガスに
よる冷却が極端になり過ぎると、プリフォームに堆積す
る粒子の中で固相粒子の比率が高くなり、固相粒子間の
隙間を埋める液相、半溶融粒子が少なくなるため、固相
粒子間の隙間がそのままポロシティになると考えられて
おり、また、粒子温度が比較的低温になると粒子が衝突
時に偏平になりにくく、後から来る粒子に対して影にな
る部分を形成する。
【０００５】しかし、後から来る粒子の温度が十分高い
溶融状態であれば、この影の部分を埋めることができる
が、その温度が低いと埋めつくせずポロシティになると
考えられている。
溶融状態であれば、この影の部分を埋めることができる
が、その温度が低いと埋めつくせずポロシティになると
考えられている。
【０００６】かように、プリフォーム中のポロシティ発
生原因は、温度に関係するものと考えられるが、依然と
して明確でない。例えば、チューブ状プリフォームを製
造する場合、チューブ用コレクター近傍にポロシティ層
が発生することがあった。これを分析してみると、コレ
クターに接した粒子が低温となって、前記のような理由
によりポロシティが発生するものと考えられる。
生原因は、温度に関係するものと考えられるが、依然と
して明確でない。例えば、チューブ状プリフォームを製
造する場合、チューブ用コレクター近傍にポロシティ層
が発生することがあった。これを分析してみると、コレ
クターに接した粒子が低温となって、前記のような理由
によりポロシティが発生するものと考えられる。
【０００７】そこで、チューブ用コレクターを予熱する
ことが考えられる。この予熱方法として高周波予熱、プ
ラズマ予熱等を施してみると、予熱の不連続性やチュー
ブ状長尺物の場合に長手方向での温度差が生じ、依然と
して部分的なポロシティの発生があり、また、中実のビ
レットにクラッド層を接合する場合には、コレクター側
と堆積層との間にポロシティ層が発生する、という問題
があった。
ことが考えられる。この予熱方法として高周波予熱、プ
ラズマ予熱等を施してみると、予熱の不連続性やチュー
ブ状長尺物の場合に長手方向での温度差が生じ、依然と
して部分的なポロシティの発生があり、また、中実のビ
レットにクラッド層を接合する場合には、コレクター側
と堆積層との間にポロシティ層が発生する、という問題
があった。
【０００８】一方、前掲の特開昭６４−１５２６４号公
報には、スプレイ・デポジット法を用いた複合金属材の
製造法において、異種金属用としてスプレイ・デポジッ
トする前に、別置の予熱用溶融金属を板状母材上に流下
させて母材にコーティング層を形成し、このコーティン
グ層上に異種金属用としてスプレイ流を堆積させた複合
金属材の製造法が示されているが、かかる製造法は、一
般の圧延クラッド鋼の製造法のように、異種金属と母材
との接合力を高めるために、母材と異種金属との間で、
例えば炭素拡散防止のための予熱用溶融金属（例えば、
ニッケル）のコーティング層（所謂はく）を介在させた
ものであって、スプレイされた粒子間の境界が残存する
ので、ポロシティ発生を完全には防止できないと共に、
これをそのまま、長尺の中空あるいは中実のプリフォー
ム用として適用することもできない、という問題があっ
た。
報には、スプレイ・デポジット法を用いた複合金属材の
製造法において、異種金属用としてスプレイ・デポジッ
トする前に、別置の予熱用溶融金属を板状母材上に流下
させて母材にコーティング層を形成し、このコーティン
グ層上に異種金属用としてスプレイ流を堆積させた複合
金属材の製造法が示されているが、かかる製造法は、一
般の圧延クラッド鋼の製造法のように、異種金属と母材
との接合力を高めるために、母材と異種金属との間で、
例えば炭素拡散防止のための予熱用溶融金属（例えば、
ニッケル）のコーティング層（所謂はく）を介在させた
ものであって、スプレイされた粒子間の境界が残存する
ので、ポロシティ発生を完全には防止できないと共に、
これをそのまま、長尺の中空あるいは中実のプリフォー
ム用として適用することもできない、という問題があっ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、前述の
諸問題を一挙に解消しようとして創作されたもので、そ
の要旨とするところは、チャンバーの天井側に、不活性
ガスを噴出するアトマイザーを介して、スプレイ・デポ
ジットを行うための溶融金属を入れた第１の容器を設
け、前記アトマイザーからのスプレイ流を受け、しかも
回転し、かつ、長手方向に移動する柱状長尺プリフォー
ム用コレクターを、前記チャンバーを貫通して横設し、
該コレクターの移動方向上流側で、前記チャンバー内で
支持され、かつ、前記第１の容器の溶融金属と同質の予
熱用溶融金属を入れた第２の容器を設け、該第２の容器
の巾広で、かつ、前記コレクターの軸心方向に接近して
沿わした注ぎ口から予熱用溶融金属流を薄く注湯して前
記コレクターの外周に、前記スプレイ流によるポロシテ
ィ層を溶解する金属層を形成した後、前記スプレイ流を
堆積させることにより、プリフォームのコレクター側ポ
ロシティを抑制することを特徴とするスプレイ・デポジ
ット法による長尺プリフォームの製造法にある。
諸問題を一挙に解消しようとして創作されたもので、そ
の要旨とするところは、チャンバーの天井側に、不活性
ガスを噴出するアトマイザーを介して、スプレイ・デポ
ジットを行うための溶融金属を入れた第１の容器を設
け、前記アトマイザーからのスプレイ流を受け、しかも
回転し、かつ、長手方向に移動する柱状長尺プリフォー
ム用コレクターを、前記チャンバーを貫通して横設し、
該コレクターの移動方向上流側で、前記チャンバー内で
支持され、かつ、前記第１の容器の溶融金属と同質の予
熱用溶融金属を入れた第２の容器を設け、該第２の容器
の巾広で、かつ、前記コレクターの軸心方向に接近して
沿わした注ぎ口から予熱用溶融金属流を薄く注湯して前
記コレクターの外周に、前記スプレイ流によるポロシテ
ィ層を溶解する金属層を形成した後、前記スプレイ流を
堆積させることにより、プリフォームのコレクター側ポ
ロシティを抑制することを特徴とするスプレイ・デポジ
ット法による長尺プリフォームの製造法にある。
【００１０】
【実施例】本発明の構成を添付図面に示す実施例装置に
より詳細に述べる。図１は本発明の実施例装置の模式
図、図２は図１のＡ矢視側面図であって、この実施例は
スプレイ・デポジット装置（いわゆるオスプレイ装置）
によって、鉄または非鉄金属の中空あるいは中実の長尺
のチューブ状プリフォームを製造するのに好適なもので
ある。
より詳細に述べる。図１は本発明の実施例装置の模式
図、図２は図１のＡ矢視側面図であって、この実施例は
スプレイ・デポジット装置（いわゆるオスプレイ装置）
によって、鉄または非鉄金属の中空あるいは中実の長尺
のチューブ状プリフォームを製造するのに好適なもので
ある。
【００１１】図中、１は長尺のチューブ用コレクター
（Ｓ２５Ｃ製）あるいは母材であって、チャンバー２に
横方向に貫通されてチャンバー２の外側に設けたコレク
ター支持台３，３によって支持されており、５〜５００
ｒｐｍで回転すると共に、図中、右から左へ徐行するよ
うになっている。
（Ｓ２５Ｃ製）あるいは母材であって、チャンバー２に
横方向に貫通されてチャンバー２の外側に設けたコレク
ター支持台３，３によって支持されており、５〜５００
ｒｐｍで回転すると共に、図中、右から左へ徐行するよ
うになっている。
【００１２】なお、このコレクターあるいは母材１は、
中空のプリフォームを製造する時にはコレクターとな
り、中実のプリフォームを製造する時には母材となる
が、以下両者を合せてコレクターと称する。
中空のプリフォームを製造する時にはコレクターとな
り、中実のプリフォームを製造する時には母材となる
が、以下両者を合せてコレクターと称する。
【００１３】前記チャンバー２内部において、コレクタ
ー１の移動方向の上流側には予熱用タンディシュ４が傾
動可能に設けられており、また、チャンバー２の天井側
においては、下側流にスプレイ・デポジット用のタンデ
ィシュあるいはルツボ等の容器５が設けられている。こ
の容器５の下側にはアトマイザー６が取付けられてい
る。
ー１の移動方向の上流側には予熱用タンディシュ４が傾
動可能に設けられており、また、チャンバー２の天井側
においては、下側流にスプレイ・デポジット用のタンデ
ィシュあるいはルツボ等の容器５が設けられている。こ
の容器５の下側にはアトマイザー６が取付けられてい
る。
【００１４】これらのタンディシュ４や容器５には同質
の溶融金属（例えば、ＳＵＳ３０４）７が入っている
が、タンディシュ４に入っている溶融金属７は若干高温
に保持されている。そして、このタンディシュ４の注ぎ
口は巾広に構成されており、コレクター１の外周に薄く
注湯すると均一な厚さの金属層８が形成できるようにな
っている。この金属層８の温度は、図示しないパイロメ
ータ等の温度計で測定されて、タンディシュ４の傾倒を
調節し、注湯量を制御するようにしている。
の溶融金属（例えば、ＳＵＳ３０４）７が入っている
が、タンディシュ４に入っている溶融金属７は若干高温
に保持されている。そして、このタンディシュ４の注ぎ
口は巾広に構成されており、コレクター１の外周に薄く
注湯すると均一な厚さの金属層８が形成できるようにな
っている。この金属層８の温度は、図示しないパイロメ
ータ等の温度計で測定されて、タンディシュ４の傾倒を
調節し、注湯量を制御するようにしている。
【００１５】そして、このタンディシュ４が配置された
位置の下側には、コレクター１に隣設して補助の矯正ロ
ール９が設けられており、金属層８の一層の平滑化と金
属流の落下防止を行っている。更に、このタンディシュ
４の上流側（コレクター１の移動方向に対する）には、
必要に応じプリヒータ１４を付設してもよい。
位置の下側には、コレクター１に隣設して補助の矯正ロ
ール９が設けられており、金属層８の一層の平滑化と金
属流の落下防止を行っている。更に、このタンディシュ
４の上流側（コレクター１の移動方向に対する）には、
必要に応じプリヒータ１４を付設してもよい。
【００１６】前記タンディシュ４の直下には、耐火物で
ライニングされた受皿１２が設けてあって、コレクター
１で捕捉できなかった注湯金属を受け止めるようにして
いる。また、コレクター１で捕捉できなかったスプレイ
流１０は、通常のスプレイ・デポジット装置と同様、排
気ガス用ベンチレータ１３を介して、図示しない集塵器
によって回収される。
ライニングされた受皿１２が設けてあって、コレクター
１で捕捉できなかった注湯金属を受け止めるようにして
いる。また、コレクター１で捕捉できなかったスプレイ
流１０は、通常のスプレイ・デポジット装置と同様、排
気ガス用ベンチレータ１３を介して、図示しない集塵器
によって回収される。
【００１７】次に、本実施例装置の作用を述べると、先
ず、回転するコレクター１の外周に、タンディシュ４の
巾広の注湯口から予熱用溶融金属流を薄く注湯して、そ
の全周に平滑な金属層８を成形する。この時、必要に応
じて補助の矯正ロール９によって層表面の凹凸をなくし
て、凹凸によるポロシティ層を予防する。
ず、回転するコレクター１の外周に、タンディシュ４の
巾広の注湯口から予熱用溶融金属流を薄く注湯して、そ
の全周に平滑な金属層８を成形する。この時、必要に応
じて補助の矯正ロール９によって層表面の凹凸をなくし
て、凹凸によるポロシティ層を予防する。
【００１８】その結果、コレクター１はその軸方向にも
均一に予熱される。この予熱されたコレクター１の箇所
をスプレイ・デポジット用の容器５の直下に移動させて
スプレイ流１０を堆積させる。
均一に予熱される。この予熱されたコレクター１の箇所
をスプレイ・デポジット用の容器５の直下に移動させて
スプレイ流１０を堆積させる。
【００１９】なお、このスプレイ流１０はチャンバー２
内で四散されて、タンディシュ４内にも混合するが、同
質の溶融金属であるため支障は生じない。その結果、先
に被覆した金属層８によりコレクター１は予熱されてポ
ロシティの発生が防止でき、更に、スプレイ・デポジッ
トによってポロシティ層ができても、この金属層８によ
って溶解して除去することができる。
内で四散されて、タンディシュ４内にも混合するが、同
質の溶融金属であるため支障は生じない。その結果、先
に被覆した金属層８によりコレクター１は予熱されてポ
ロシティの発生が防止でき、更に、スプレイ・デポジッ
トによってポロシティ層ができても、この金属層８によ
って溶解して除去することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、中空あるいは中実のプ
リフォームを成形するためのコレクターあるいは母材が
チャンバーを貫通して横設されているので、長尺のプリ
フォームが形成でき、しかも、コレクターあるいは母材
の外周にタンディシュの巾広の注ぎ口から注湯された金
属層を予め形成して、コレクターあるいは母材を予熱し
ているので、金属層表面に凹凸がなく、しかも、長尺で
ありながら均一加熱となって、ポロシティの発生を防止
し、品質の良い長尺プリフォームを製造することができ
る。
リフォームを成形するためのコレクターあるいは母材が
チャンバーを貫通して横設されているので、長尺のプリ
フォームが形成でき、しかも、コレクターあるいは母材
の外周にタンディシュの巾広の注ぎ口から注湯された金
属層を予め形成して、コレクターあるいは母材を予熱し
ているので、金属層表面に凹凸がなく、しかも、長尺で
ありながら均一加熱となって、ポロシティの発生を防止
し、品質の良い長尺プリフォームを製造することができ
る。
【図１】図１は本発明の実施例装置の模式図である。
【図２】図１のＡ矢視側面図
１ コレクター、２ チャンバー、４ タンディシュ、
５ 容器、６ アトマイザー、８ 金属層、１０ スプ
レイ流、１１ プリフォーム
５ 容器、６ アトマイザー、８ 金属層、１０ スプ
レイ流、１１ プリフォーム
Claims (1)
- 【請求項１】 チャンバーの天井側に、不活性ガスを噴
出するアトマイザーを介して、スプレイ・デポジットを
行うための溶融金属を入れた第１の容器を設け、前記ア
トマイザーからのスプレイ流を受け、しかも回転し、か
つ、長手方向に移動する柱状長尺プリフォーム用コレク
ターを、前記チャンバーを貫通して横設し、該 コレクターの移動方向上流側で、前記チャンバー内で
支持され、かつ、前記第１の容器の溶融金属と同質の予
熱用溶融金属を入れた第２の容器を設け、該第２の容器
の巾広で、かつ、前記コレクターの軸心方向に接近して
沿わした注ぎ口から予熱用溶融金属流を薄く注湯して前
記コレクターの外周に、前記スプレイ流によるポロシテ
ィ層を溶解する金属層を形成した後、前記スプレイ流を
堆積させることにより、プリフォームのコレクター側ポ
ロシティを抑制することを特徴とするスプレイ・デポジ
ット法による長尺プリフォームの製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17715091A JP2912473B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | スプレイ・デポジット法による長尺プリフォームの製造法 |
| US08/115,800 US5305816A (en) | 1991-06-21 | 1993-09-03 | Method of producing long size preform using spray deposit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17715091A JP2912473B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | スプレイ・デポジット法による長尺プリフォームの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05364A JPH05364A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2912473B2 true JP2912473B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16026072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17715091A Expired - Lifetime JP2912473B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | スプレイ・デポジット法による長尺プリフォームの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912473B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012006037A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Kobe Steel Ltd | スプレイフォーミング堆積方法 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP17715091A patent/JP2912473B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05364A (ja) | 1993-01-08 |
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