JPS6014052B2 - ブラスト用亜鉛シヨツトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラスト用亜鉛ショットの製造方法に関する
ものである。

金属表面の清浄化法の一つとしてプラスト法がよく知ら
れている。

プラスト法は、粒子を被処理物品の表面に投射すること
により表面に付着するスケール等を除去する方法であり
、投射粒子としてはスチールショット、ステンレスカッ
トワイヤ、アルミカットワイヤ、アルミナ粒その他様々
のものが用いられている。一般にダィカスト製品のショ
ットプラストを行う場合、プラスト対象素材に応じてプ
ラストショット材を変えることが望ましく、通常はプラ
スト対象物と同種の金属ショットが用いられている。し
かし、アルミダイカストや小物ダィカストをプラストす
る場合、アルミカットワイヤ（アルミニウムの場合ショ
ット化できないため線を切断したもの）では粉化したア
ルミニウムの爆発の危険性が高く、このためスチールシ
ョットやステンレスカットワイヤが用いられている。し
かしながら、スチールショットを使用した場合には粉化
した鉄粉の付着により錆が発生しまたステンレスカット
ワイヤを使用した場合にはエッジ部で深削りとなり素材
を傷つける等の問題がある。そこで、これらに代えて、
亜鉛ショットが最近重要視されている。亜鉛ショットは
、その適度な軟らかさの故に素材を傷つけることなく良
好なプラスト（研橋）作用を奏し、また単価も比較的安
いことから、今後需要が増大するものと予想される。こ
のような事情の下で、プラスト用亜鉛ショットの製造方
法の確立が必要とされている。

プラスト用亜鉛ショットとしては、釣ったエッジ部のな
い球状化した形態を有しそして１．４〜０．７肌？の粒
寸を主体とする紬粒のものが要望され、従ってその製造
方法は、この特性の細粒を高い歩留りで安定して製造し
うるものでなければならない。本発明者は、当初、溶湯
溜めのノズルから水中に落陽を滴下し、その際超音波を
照射したり温水ジェットを噴射して溶濠滴を分散させる
方法や水面直下に溝付き回転円盤を設け、円盤上に溶濠
滴を落下させ、分散を計る方法等を含め多くの方法を検
討したが、最終的に、プラスト用亜鉛ショットの製造に
は、水槽上に設けた溶湯溜めからノズルを通した水中に
溶湯瀬を静かに自然落下させる方法が、生成されるショ
ットの形状及び粘度分布の観点から最善策であるとの結
論に至った。上記落陽満水中自然落下法は、亜鉛粉末製
造用に既に知られまた使用されているものであり、操作
としてはきわめて簡単なものであるが、所定の粒形状及
び粒度分布のショットを得るには、溶湯温度、落陽溜め
内の港湯深さ、ノズル寸法、ノズル−水面距離、水温等
間の綿密なコントロールを必要とする。生成ショットは
これら因子に微妙に影響を受け、所定の品質の紐粒ショ
ットを高収率で安定して生成しうる条件の選定は思う程
に容易ではない。従来装置の滴下／ズルは溶湯溜め容器
の底壁を穿孔して形成されており、容器自体は耐熱・耐
食金属或いは合金製とされていた。

本発明者は亜鉛溶湯のノズルを通しての滴下状況を仔細
に調査した結果、生成ショットはノズル径のみならずノ
ズル材質に非常に大きな影響を受け、本発明の対象とす
る亜鉛ショット粒に対しては金属よりセラミック製とす
る方がよいことを知見した。これは、亜鉛溶湯とノズル
表面との濡れ性の問題と関係するものと思われ、亜鉛溶
湯滴がノズルから放離される際ノズルからの亜鉛溶湯滴
の切れが良好な程生成ショットは球状化しやすくまた安
定化しやすい。セラミック製ノズルを使用して製造条件
を検討した結果、次の条件範囲において適正な組合せを
選定することによりプラスト用亜鉛ショットの安定した
製造が可能となることが判明した：亜鉛溶湯温度
５４０〜６００℃頭鉛溶湯深さ
３０弧〜６比ネノズル孔直径
０．３〜０．６肋ノズル下端〜水面
距離 １仇収以下水温
３０〜５０℃これら条件範囲におい
て最適の組合せを選定することにより高い収量の下で安
定した操業を行うことができる。

例えば、アルミナ製ノズルを使用して、４０肌深さを保
持する５６０ｑｏの亜鉛落陽を０．４胸直径のノズル孔
を通して３柳間隔の水面に滴下すると、１．４〜０．７
肋径のショットを実に９６％もの高収率（生成ショット
中の該当粒度範囲に属するものの％）でしかも安定して
連続生産することが可能となる。斯くして、本発明は、
亜鉛溶湯を底壁にセラミック製ノズルを具備する溜め容
器に保持しそして該ノズルを通して水中に亜鉛落陽を滴
下し、その場合函鉛溶湯温度：５４０〜６００℃、亜鉛
漆湯深さ：３０〜６比ネ、ノズル孔直径：０．３〜０．
６肌、ノズル下端〜水面距離１仇岬以下、水温：３０〜
５ぴ○とすることを特徴とするプラスト用亜鉛ショット
の製造方法を提供する。

以下、本発明について詳述する。

第１図は本発明を実施する設備を示す。

水槽１は落陽滴下部２と生成ショット抜出し部３とから
構成される。溶湯滴下部２は煩斜底壁４を具備しそして
生成ショット抜出し部３は溶湯滴下部２において生成さ
れそして頃斜底壁４に沿って放出される生成ショットを
受取る為の、例えばステンレス製金網カゴのような回収
容器５を下端に収納している。溶濠滴下部２の直上に溶
湯溜め容器１０が適宜の支持構造体１１によって設置さ
れている。溶湯溜め容器１川ま、注傷室１２と溜め室１
３とに区画され、溜め室の底壁にはノズル１５が装備さ
れている。溜め室１３内には溶湯温度測定用熱電対１６
及び溶湯深さａを測定する為のフロ−ト１７が配備され
ている。ノズル１５の下端と水面Ｌとの間の距離がｂと
して表示されている。水槽１には注水管６を通して水が
供給される一方、オーバフロー部７を経て水は放出され
る。更に、適宜のポンプを組込んだ循環水管路８が配設
されている。水温測定用温度計９及び水温制御用ヒータ
２０が水槽滴下部２に設けられそして技込みヒータ２１
がショット抜出し部３に設けられている。これらヒ−夕
２０及び２１はサーミスタに接続されている。溶湯溜め
容器１川こ於て所定の深さにそして所定の温度に溜めら
れた亜鉛溶湯は、ノズル１５を通してその直下の水面に
放出され、水槽１における所定温度の水によって冷却・
凝固されてショットとなり、回収容器に集積する。

本発明の特徴の一つに従えばノズル１５は例えばアルミ
ナ、窒化珪素、炭化珪素等のようなセラミック製とされ
る。

ノズル１５の一例が第２及び３図に示しており、ここで
は五穴形式のものである。溜め容器において用いられる
ノズルの数及び各ノズルにおけるノズル孔の数及び配置
模様は、生産速度等と関連して適宜決定されうる。ノズ
ル１５は溜め容器１０の底壁に形成された穴にそこから
下端をやや突出するよう鉄着される。ノズル１５に形成
されたノズル孔は第３図に示されるような輪郭を持ち、
真直な受入区画２３、遷移区画２４及びノズル孔区画２
５から構成され、ノズル孔区画２５における直径が生成
ショット粒寸に大きく影響し、本明細書で云うノズル孔
直径を定義する。このように真直ぐな溶湯受入区画と、
その下端に溶湯を放出するノズル孔区画とを含むセラミ
ック製ノズルの構成は、本方法に従う自然落下法により
目詰りなく小さな粒径の亜鉛ショットを生成するのに好
都合であることが判明した。溶陽溜め容器の溜め室１３
と運通して真直ぐな溶湯受入区画の形成は、溶湯の流れ
抵抗を最小限としてそして溶湯の流れの乱れを最小限と
して／ズル孔に所定の静圧ヘッドがかかることを可能と
する。落陽はノズル孔区画においてのみ流れ抵抗を受け
るだけである。溶湯滴がノズル孔から放離される際セラ
ミック製ノズルは非常に良好な切れを与えるので、充分
の静圧ヘッドの作用の下で、溶湯滴は静かに安定して滴
下し、均一性のよい球状化ショットを生成する。本発明
において目的とするプラスト用亜鉛ショットの生成には
、落陽が静止状態から静かに且つ滑らかに滴下すること
が重要であり、上記／ズルの構成はこの要件に適合する
ものである。更に、真直ぐな溶湯受入区画の下端に小さ
なノズル孔区画を設けた構造はノズル孔の周囲のセラミ
ック厚さが充分に厚く、溶湯の荷重を支えそして熱放散
によるノズル孔区画内の溶湯の温度低下を抑えるのに有
効であることを意味する。

これは、セラミック材料自体の保熱効果を相換って、細
いノズル孔内での落陽の詰りを防止するのに有用である
。溶傷受入区画の容積が比較的大きいことも、この効果
を助長する。こうして綾湯が極力低い温度で狭いノズル
孔を通して固まることなく滴下される。以上の理由で第
３図に示したようなノズルの構造は本発明方法の実施に
非常に有益である。本発明に従えば、溜め容器内の溶湯
温度は５４０〜６００ｑｏの温度に制御される。溶湯温
度が５４０℃より低下すると、生成ショットが球状化せ
ず、線状になり易く、製造が安定化しない。他方、６０
０ｑｏを越えると、頭鉛溶湯の蒸発が増えると共に、生
成ショットの球状化及び粒度分布も安定性を欠くように
なる。溶湯深さはノズルを通しての溶湯の滴下の推進力
としての静圧ヘッドを与え、３ルネより少ないと生産速
度が低下すると同時に歩留まりも悪化する。

６小机を越える溶湯深さは生成ショットの球状化及び粒
度分布の安定性を悪くする。

ノズル孔直径は、１．４〜０．７側◇を主体とするショ
ットを得るには０．３〜０．６肌、好ましくは０．４側
め前後とされる。

この範囲よりノズル孔が小さいと目詰りが生じやすくな
り、逆に大きいと生成ショットが大きくなる。ノズル孔
下端〜水面距離は、１仇岬以下でなるだけ小さい方が好
ましい。

ノズル孔からの滴下溶湯はこの距離が大きくなる程水面
上で受ける衝撃が増大し、扇平化しやすい。しかし、こ
の距離をあまり４・さくすると、水面の揺れによってノ
ズル先端が水中に浸かり、操業の連続性を阻害する。ノ
ズルの割れも起こりやすくなる。３〜５脚位の間隔が好
ましい。

水温は３０〜５０℃、好ましくは４０℃前後とされる。

３０ｑｏより低いと冷却作用が強すぎ、生成ショットが
球状化し難く、他方５０℃を越えると粒度の大きいショ
ットが増え、１．４〜０．７側０ショットの歩蟹りが低
下する。以上の条件範囲の中で、一つの因子の選定は他
の因子に微妙に影響を及ぼすので、最適の組合せを決定
することが重要である。

以下、第１〜３図の装置を使用して実際に操業した結果
を示す。実施例 １溶湯深さ
：４比ネノズル ：マコール（アルミ
ナ）製ノズル孔怪 ：０．４側５
穴水面〜ノズル間隔 ：３肋を一定
条件として設定し、水温と溶湯温度との関係を調べた。

水温は２５℃、４０ｑｏ、６０℃及び８０℃の４種を試
験したが、水温が２５ｑ０の場合線状のショットが多く
なりまた操業も安定しなかった。以下に、水温４０℃、
６０ｑｏ及び８０ｑ０としそして落陽温度５００〜６０
０ｑｏに変化した場合の生成ショットの粒度第４図は上
記粘度分布において、粒径１．４〜０．７側めの粒寸の
ショットの占める割合（歩留り）を示したグラフである
。これから、水温４０ｑｏ−落陽温度５４０〜６００ｑ
ｏの組合せにおいて歩留りが８０％を越える操業が可能
であることがわかる。

特に、水温４０ｏｏ−溶湯温度５６０００の組合せにお
いて９５％を越える歩蟹りが実現される。生成ショット
はアルミダィカストのプラスト処理に使用して良好なも
のであった。実施例 ２次の通り一定条件を設定した： ノズル材質 ：窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）ノ
ズル孔径 ：０．４側０ノズル
部長さ ：０．５側水温
：４０ｑｏ‘ィー 溶
湯温度５７ず○そしてノズル〜水面間隔１０側として落
陽深さを変えた場合の歩留りを第５図に示す。

溶湯深さ３０〜４０弧の範囲で９０％以上の歩留りが得
られることがわかる。｛ｏ）漆湯温度５７５ｑｏそして
溶湯深さを４０肌と一定にしてノズル〜水面間隔を変え
た場合の歩蟹りを第６図に示す。

ここでは、３〜ＩＱ岬のノズル〜水面間隔において実に
１００％に近い歩蟹りが得られることが見られる。し一
ノズル〜水面間隔１仇凧そして溶湯深さ４０肌として
、溶湯温度を変えて歩蟹りを測定した。

この場合、５６０〜６００午○の温度範囲でいずれも高
い歩留りを示した。結果を第７図に示す。生成ショット
はアルミダィカストのプラスト処理に好適に使用された
。

このように、セラミック製ノズルを使用しそして他の操
業条件を上記範囲のうちから選定することにより、１．
４〜０．７肌での球状化ショットを１００％に近い歩蟹
りの下で生成しうるようになったことは、水中滴下法が
従来目標粒度のものの歩蟹りを伸々向上しえなかったと
いう事実を考え併せる時、実に驚くべきものである。

斯くして、プラスト用亜鉛ショットの工業的製造法が確
立されたことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一例を部分断面にて示
す正面図、第２図はノズルの上面図、第３図は第２図の
×−Ｘ線に沿うノズル断面図、第４図は水温の溶湯溢度
が歩留りに与える影響を示すグラフ、そして第５，６及
び７図は溶湯深さ、ノズル〜水面間隔及び落陽温度が歩
蟹りに与える影響について示すグラフである。 １：水槽、２：溶湯滴下部、３：ショット抜出し部、５
：回収容器、１０：溶湯溜め容器、１５：ノズル、Ｌ：
水面。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛溶湯を底壁にセラミツクク製ノズルを具備する
   溜め容器に保持しそして該ノズルを通して水中に亜鉛溶
   湯を滴下し、その場合亜鉛溶湯温度：５４０〜６００℃
   、亜鉛溶湯深さ：３０〜６０ｃｍ、ノズル孔直径：０．
   ３〜０．６ｍｍ、ノズル下端から水面までの距離１０ｍ
   ｍ以下、水温：３０〜５０℃とすることを特徴とするプ
   ラスト用亜鉛シヨツトの製造方法。 ２ 亜鉛溶湯溜め容器の底壁に嵌着されるセラミツク製
   ノズルであって、少くとも一つのノズル孔を有し、各ノ
   ズル孔が真直な溶湯受入区画と、溶湯を放出する０．３
   〜０．６ｍｍ直径のノズル孔区画とを含むことを特徴と
   するプラスト用亜鉛シヨツトの製造に使用されるノズル
   。