JPH0352540B2 - - Google Patents
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- JPH0352540B2 JPH0352540B2 JP8481284A JP8481284A JPH0352540B2 JP H0352540 B2 JPH0352540 B2 JP H0352540B2 JP 8481284 A JP8481284 A JP 8481284A JP 8481284 A JP8481284 A JP 8481284A JP H0352540 B2 JPH0352540 B2 JP H0352540B2
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- metal
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、テルミツト反応を利用して、円筒管
内面にセラミツク層を被覆形成して複合構造管を
得るに当り、特に円筒管を支持しかつ遠心力場を
形成するための回転金枠と円筒管との構造を改善
して、冷却ムラによる円筒管や金枠の曲り、更に
はセラミツク層の割れ等のトラブルを生じないよ
うにしたものに関する。
内面にセラミツク層を被覆形成して複合構造管を
得るに当り、特に円筒管を支持しかつ遠心力場を
形成するための回転金枠と円筒管との構造を改善
して、冷却ムラによる円筒管や金枠の曲り、更に
はセラミツク層の割れ等のトラブルを生じないよ
うにしたものに関する。
耐熱性、耐摩耗性、耐食性に優れたセラミツク
層が管内面に一体に被覆形成された複合構造管
は、各種流体の輸送管や工業用配管部材として広
汎な用途に利用されており、この種の複合構造管
の製造方法として、テルミツト反応と遠心力とを
併用する遠心テルミツト法は既知である。この方
法の内容は、例えばアルミニウム一酸化鉄系のテ
ルミツト反応を利用して、鋼管のような鉄または
鉄合金製円筒管の内面にアルミナ（Al2O3）のセ
ラミツクコーテイング層を一体に被覆形成するも
のについて概説すると、第１図に例示するよう
に、遠心鋳造機における回転金枠のように、高速
回転可能な金枠１の内面に図示省略してあるが、
金属製円筒管に焼付き防止及び製品取出時の抵抗
減を図るための黒鉛系型等を予めコーテイングし
て置き、金枠１の内径より若干小径の外径を持つ
金属円筒管、即ち母管２を内嵌状に挿入し、母管
２の軸方向両端は金枠１側に固定されるバンド
（押え蓋）を接支させ、母管２内にアルミニウム
（Al）と酸化鉄（Fe2O3またはFe3O4）の各粉末
あるいは粒子による一定比率の混合物から成るテ
ルミツト剤３を、バンド中心孔を介して装填し、
これを金枠１の高速回転による遠心力場内で着火
して既知のテルミツト反応を誘起させ、この発熱
反応により生成される溶融金属（Fe）と溶融セ
ラミツク（Al2O3）とを比重分離し、母管２の内
面に金属層を介してセラミツク層を一体に被覆形
成するのである。この方法はアルミニウム一酸化
鉄系のみならず、各種の強環元性元素と金属酸化
物とから成るテルミツト反応系に適用可能であ
り、テルミツト剤３の装填量を調整することによ
り、各種金属製円筒管の内面に所望の厚さのもと
に各種のセラミツクコーテイング層を容易に形成
でき、かつコーテイング層は同時に生成される金
属層の媒介によつて円筒管内面に高い密着状態で
結合される利点があり生産性も良好である。
層が管内面に一体に被覆形成された複合構造管
は、各種流体の輸送管や工業用配管部材として広
汎な用途に利用されており、この種の複合構造管
の製造方法として、テルミツト反応と遠心力とを
併用する遠心テルミツト法は既知である。この方
法の内容は、例えばアルミニウム一酸化鉄系のテ
ルミツト反応を利用して、鋼管のような鉄または
鉄合金製円筒管の内面にアルミナ（Al2O3）のセ
ラミツクコーテイング層を一体に被覆形成するも
のについて概説すると、第１図に例示するよう
に、遠心鋳造機における回転金枠のように、高速
回転可能な金枠１の内面に図示省略してあるが、
金属製円筒管に焼付き防止及び製品取出時の抵抗
減を図るための黒鉛系型等を予めコーテイングし
て置き、金枠１の内径より若干小径の外径を持つ
金属円筒管、即ち母管２を内嵌状に挿入し、母管
２の軸方向両端は金枠１側に固定されるバンド
（押え蓋）を接支させ、母管２内にアルミニウム
（Al）と酸化鉄（Fe2O3またはFe3O4）の各粉末
あるいは粒子による一定比率の混合物から成るテ
ルミツト剤３を、バンド中心孔を介して装填し、
これを金枠１の高速回転による遠心力場内で着火
して既知のテルミツト反応を誘起させ、この発熱
反応により生成される溶融金属（Fe）と溶融セ
ラミツク（Al2O3）とを比重分離し、母管２の内
面に金属層を介してセラミツク層を一体に被覆形
成するのである。この方法はアルミニウム一酸化
鉄系のみならず、各種の強環元性元素と金属酸化
物とから成るテルミツト反応系に適用可能であ
り、テルミツト剤３の装填量を調整することによ
り、各種金属製円筒管の内面に所望の厚さのもと
に各種のセラミツクコーテイング層を容易に形成
でき、かつコーテイング層は同時に生成される金
属層の媒介によつて円筒管内面に高い密着状態で
結合される利点があり生産性も良好である。
しかしながらこの遠心テルミツト法において
は、その回転金枠とこれに内嵌される母管（円筒
管）との関係構造のため、次のような問題点が存
在する。即ち先に述べたように予め塗型を施した
金枠１内に、金枠内径より若干小径とした外径の
母管２を内嵌状に挿入するものであるが、このさ
い塗型膜厚は薄く、母管２の挿入時にこの塗型膜
を傷付け、あるいは一部を掻き取つてしまうケー
スが生じ易く、全面均一なコーテイング膜状態を
テルミツト剤ライニング前まで維持することが難
しい。更に母管２が円滑に金枠１内に直ちに挿入
できるように、金枠内径を大きくし、母管外径を
これより小さくすることは、円滑に挿入できたと
してもその挿入状態は第１図に示されるように、
金枠１の内周面と母管２の外周面との間に、上部
を最大としてその円周上に不均等な隙間４が生じ
ることになる。このような両者１・２の関係下
で、テルミツト反応のような高温反応を生起させ
た場合、周方向への熱伝導による放熱速度は、そ
の全円周上において当然に不均一化し、第１図示
の状態では金枠１と母管２とが接触している処が
最も速くなるものである。かかる円周上の冷却速
度ムラの発生は、高温反応と相まつて母管２にお
ける曲り等の変形や、母管２の内面に生成される
セラミツク層における割れや亀裂を招来する大き
な原因となり、更には金枠１における曲り等の変
形を生じ、高速回転の継続不能な事態が招来する
等のトラブルが発生し易いのである。
は、その回転金枠とこれに内嵌される母管（円筒
管）との関係構造のため、次のような問題点が存
在する。即ち先に述べたように予め塗型を施した
金枠１内に、金枠内径より若干小径とした外径の
母管２を内嵌状に挿入するものであるが、このさ
い塗型膜厚は薄く、母管２の挿入時にこの塗型膜
を傷付け、あるいは一部を掻き取つてしまうケー
スが生じ易く、全面均一なコーテイング膜状態を
テルミツト剤ライニング前まで維持することが難
しい。更に母管２が円滑に金枠１内に直ちに挿入
できるように、金枠内径を大きくし、母管外径を
これより小さくすることは、円滑に挿入できたと
してもその挿入状態は第１図に示されるように、
金枠１の内周面と母管２の外周面との間に、上部
を最大としてその円周上に不均等な隙間４が生じ
ることになる。このような両者１・２の関係下
で、テルミツト反応のような高温反応を生起させ
た場合、周方向への熱伝導による放熱速度は、そ
の全円周上において当然に不均一化し、第１図示
の状態では金枠１と母管２とが接触している処が
最も速くなるものである。かかる円周上の冷却速
度ムラの発生は、高温反応と相まつて母管２にお
ける曲り等の変形や、母管２の内面に生成される
セラミツク層における割れや亀裂を招来する大き
な原因となり、更には金枠１における曲り等の変
形を生じ、高速回転の継続不能な事態が招来する
等のトラブルが発生し易いのである。
本発明は、従来の遠心テルミツト法における上
記の問題点を解決するためになされたものであつ
て、このため本発明では、金枠内に母管（円筒
管）を内嵌状に支持させるに当り、金枠内面と母
管（円筒管）外面との間に空気層を介在させて支
持させることにより、不均等な隙間によつて生じ
る冷却ムラをなくさせるようにしたものであり、
従つてその特徴とする処は、円筒管内にテルミツ
ト剤を装填し、遠心力場内で該テルミツト剤に着
火してテルミツト反応を行わせることにより、前
記円筒管内面にテルミツト反応による生成された
金属及びセラミツク層を被覆形成するに当り、前
記円筒管を内嵌状に支持しかつ遠心力場を生成す
るための回転金枠内面と円筒管外面との間に空気
層を介在させる点にある。
記の問題点を解決するためになされたものであつ
て、このため本発明では、金枠内に母管（円筒
管）を内嵌状に支持させるに当り、金枠内面と母
管（円筒管）外面との間に空気層を介在させて支
持させることにより、不均等な隙間によつて生じ
る冷却ムラをなくさせるようにしたものであり、
従つてその特徴とする処は、円筒管内にテルミツ
ト剤を装填し、遠心力場内で該テルミツト剤に着
火してテルミツト反応を行わせることにより、前
記円筒管内面にテルミツト反応による生成された
金属及びセラミツク層を被覆形成するに当り、前
記円筒管を内嵌状に支持しかつ遠心力場を生成す
るための回転金枠内面と円筒管外面との間に空気
層を介在させる点にある。
以下図示の実施例について本発明を詳述する
と、第２図において、回転金枠１は遠心鋳造機に
おけるそれと同じく回転ローラ５上に支承される
等して回転自在とされ、該金枠１に母管２（円筒
管を指称する）を内嵌状に挿入支持するに当り、
本発明では、図示のように、金枠１の内周面にお
ける軸方向両側位置に、母管２の軸方向長さと対
応して適宜位置に複数個の、図例では２個のリン
グ状のスペーサ６，６を内嵌し、このさいスペー
サ６，６の内径を母管２の外径と対応させ、母管
２をその外面がスペーサ６，６の内面に内嵌され
るよう金枠１内に挿入し、スペーサ６，６によつ
て母管２を保持させると共に、スペーサ６，６の
肉厚に応じた空気層７が、金枠１の内面と母管２
のスペーサ６部分を除くほぼ全長で全円周に亘る
外面との間に介在されるようにするのである。こ
のさい母管２の軸方向両端は、前記スペーサ６の
外端に接しかつ母管２の外端に接して金枠１に内
嵌される黒鉛系押え蓋（バンド）８に重合されか
つ金枠１に内嵌されると共にコツタピン１０によ
つて固定される押え蓋（バンド）９による２重バ
ンド構造によつて固定されることになる。押え蓋
８，９には何れも中心孔８ａ，９ａが開設され、
またかかる２重構造とすることは、内側の押え蓋
（バンド）８を黒鉛系として、テルミツトライニ
ング後の製品取出し時の便を企図した焼付き防止
のためである。また前記したスペーサ６の材質と
しては、高速回転及びその設置部分の昇温に耐え
る金属材、常金属材何れでもよいが、空気層７に
匹敵する保温性を期待したい場合は、熱伝導率の
低い非金属材料を用いればよい。またスペーサ６
の介在によつて構成する空気層７の層厚は少なく
とも２mm以上が好ましく、その厚薄はスペーサ６
の肉厚によつて容易に調整可能である。
と、第２図において、回転金枠１は遠心鋳造機に
おけるそれと同じく回転ローラ５上に支承される
等して回転自在とされ、該金枠１に母管２（円筒
管を指称する）を内嵌状に挿入支持するに当り、
本発明では、図示のように、金枠１の内周面にお
ける軸方向両側位置に、母管２の軸方向長さと対
応して適宜位置に複数個の、図例では２個のリン
グ状のスペーサ６，６を内嵌し、このさいスペー
サ６，６の内径を母管２の外径と対応させ、母管
２をその外面がスペーサ６，６の内面に内嵌され
るよう金枠１内に挿入し、スペーサ６，６によつ
て母管２を保持させると共に、スペーサ６，６の
肉厚に応じた空気層７が、金枠１の内面と母管２
のスペーサ６部分を除くほぼ全長で全円周に亘る
外面との間に介在されるようにするのである。こ
のさい母管２の軸方向両端は、前記スペーサ６の
外端に接しかつ母管２の外端に接して金枠１に内
嵌される黒鉛系押え蓋（バンド）８に重合されか
つ金枠１に内嵌されると共にコツタピン１０によ
つて固定される押え蓋（バンド）９による２重バ
ンド構造によつて固定されることになる。押え蓋
８，９には何れも中心孔８ａ，９ａが開設され、
またかかる２重構造とすることは、内側の押え蓋
（バンド）８を黒鉛系として、テルミツトライニ
ング後の製品取出し時の便を企図した焼付き防止
のためである。また前記したスペーサ６の材質と
しては、高速回転及びその設置部分の昇温に耐え
る金属材、常金属材何れでもよいが、空気層７に
匹敵する保温性を期待したい場合は、熱伝導率の
低い非金属材料を用いればよい。またスペーサ６
の介在によつて構成する空気層７の層厚は少なく
とも２mm以上が好ましく、その厚薄はスペーサ６
の肉厚によつて容易に調整可能である。
上記のように空気層７を介在させて母管２を金
枠１に内嵌状に挿入支持させて後、従来の遠心テ
ルミツト法と同じく、金枠１を回転させて所定回
転数に達した処で、押え蓋８，９における中心孔
８ａ，９ａを利用して、既知のため図示省略して
あるが、テルミツト剤散布用樋を母管２内へ挿入
反転する等して所要のテルミツト剤３を散布し、
金枠１を更に高速回転させ、所定の高速回転に到
達した時点で、母管２内のテルミツト剤３に着火
し、テルミツト反応を行わせ、反応による高温状
態下に溶融セラミツク中の気泡の放出や金属層と
セラミツク層の分離生成を進行させ、これら溶融
金属と溶融セラミツクは、両者の比重に従い母管
２の内面に金属層、金属層の内面にセラミツク層
が２層構成状にかつ一体に被覆形成されて、目的
の複合構造管が得られた、放熱、冷却後、製品は
金枠１より取出される。
枠１に内嵌状に挿入支持させて後、従来の遠心テ
ルミツト法と同じく、金枠１を回転させて所定回
転数に達した処で、押え蓋８，９における中心孔
８ａ，９ａを利用して、既知のため図示省略して
あるが、テルミツト剤散布用樋を母管２内へ挿入
反転する等して所要のテルミツト剤３を散布し、
金枠１を更に高速回転させ、所定の高速回転に到
達した時点で、母管２内のテルミツト剤３に着火
し、テルミツト反応を行わせ、反応による高温状
態下に溶融セラミツク中の気泡の放出や金属層と
セラミツク層の分離生成を進行させ、これら溶融
金属と溶融セラミツクは、両者の比重に従い母管
２の内面に金属層、金属層の内面にセラミツク層
が２層構成状にかつ一体に被覆形成されて、目的
の複合構造管が得られた、放熱、冷却後、製品は
金枠１より取出される。
本発明方法によれば、金枠１の内面と母管２の
外面との間に、空気層７を介在させることによつ
て、以下のように従来の問題点を解消すると共に
新たな利点を生じることになる。即ち空気層７の
介在によつて、母管２周上における放熱速度はほ
とんど一様に保たれるため、冷却ムラは生じない
ことになり、第１図において示した不均等の隙間
発生による冷却ムラによつて生じる母管２の曲り
やまた金枠１の曲り等は解消し、母管２の内面に
生成されるセラミツク層の冷却勾配も同様にムラ
や不均一を生じないので、セラミツク層における
冷却過程のアンバランスによつて生じる割れや亀
裂の発生も効果的に抑止できるのである。また空
気層７の熱伝導率が金枠１に比べて低いため、テ
ルミツト反応後の冷却勾配を緩やかなものとする
ことができるのであり、このことは反応溶融材料
の固化を遅延させるので、セラミツク層内におけ
る脱気を促進し、遠心テルミツト方法における共
通の欠点である気孔率の大を低減できると共に、
セラミツク層内面の平滑性を向上させる点で著し
く寄与するのである。さらに、これによれば金枠
１の内面塗型等は不要化され、生産行程の省力化
にも有効であり、構造的にも容易に実施できるも
ので、遠心テルミツト法における問題点を解決
し、より品質の優れた複合構造管を得ると共に、
金枠、母管の損傷をなくすものとして優れてい
る。
外面との間に、空気層７を介在させることによつ
て、以下のように従来の問題点を解消すると共に
新たな利点を生じることになる。即ち空気層７の
介在によつて、母管２周上における放熱速度はほ
とんど一様に保たれるため、冷却ムラは生じない
ことになり、第１図において示した不均等の隙間
発生による冷却ムラによつて生じる母管２の曲り
やまた金枠１の曲り等は解消し、母管２の内面に
生成されるセラミツク層の冷却勾配も同様にムラ
や不均一を生じないので、セラミツク層における
冷却過程のアンバランスによつて生じる割れや亀
裂の発生も効果的に抑止できるのである。また空
気層７の熱伝導率が金枠１に比べて低いため、テ
ルミツト反応後の冷却勾配を緩やかなものとする
ことができるのであり、このことは反応溶融材料
の固化を遅延させるので、セラミツク層内におけ
る脱気を促進し、遠心テルミツト方法における共
通の欠点である気孔率の大を低減できると共に、
セラミツク層内面の平滑性を向上させる点で著し
く寄与するのである。さらに、これによれば金枠
１の内面塗型等は不要化され、生産行程の省力化
にも有効であり、構造的にも容易に実施できるも
ので、遠心テルミツト法における問題点を解決
し、より品質の優れた複合構造管を得ると共に、
金枠、母管の損傷をなくすものとして優れてい
る。
第１図は従来の遠心テルミツト法における装置
要部の横断側面図、第２図は本発明方法実施例を
示す要部の縦断面図である。 １……金枠、２……母管（円筒管）、３……テ
ルミツト剤、７……空気層。
要部の横断側面図、第２図は本発明方法実施例を
示す要部の縦断面図である。 １……金枠、２……母管（円筒管）、３……テ
ルミツト剤、７……空気層。
Claims (1)
- １ 円筒管内にテルミツト剤を装填し、遠心力場
内で該テルミツト剤に着火してテルミツト反応を
行わせることにより、前記円筒管内面にテルミツ
ト反応により生成された金属及びセラミツク層を
被覆形成するに当り、前記円筒管を内嵌状に支持
しかつ遠心力場を生成するための回転金枠内面と
円筒管外面との間に空気層を介在させることを特
徴とする複合構造管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8481284A JPS60228681A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 複合構造管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8481284A JPS60228681A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 複合構造管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60228681A JPS60228681A (ja) | 1985-11-13 |
| JPH0352540B2 true JPH0352540B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=13841138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8481284A Granted JPS60228681A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 複合構造管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60228681A (ja) |
-
1984
- 1984-04-25 JP JP8481284A patent/JPS60228681A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60228681A (ja) | 1985-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |