JPH05161956A - 噴霧成形法 - Google Patents
噴霧成形法Info
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- JPH05161956A JPH05161956A JP35168291A JP35168291A JPH05161956A JP H05161956 A JPH05161956 A JP H05161956A JP 35168291 A JP35168291 A JP 35168291A JP 35168291 A JP35168291 A JP 35168291A JP H05161956 A JPH05161956 A JP H05161956A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、堆積される予備成形体に空
孔が形成されるのを防止し、予備成形体における健全部
の歩留まりを向上できる噴霧成形法を提供することにあ
る。 【構成】 予備成形体９を加熱し、予備成形体表面温度
分布を均一化させながら噴霧堆積を行なうことを特徴と
する噴霧成形法である。
孔が形成されるのを防止し、予備成形体における健全部
の歩留まりを向上できる噴霧成形法を提供することにあ
る。 【構成】 予備成形体９を加熱し、予備成形体表面温度
分布を均一化させながら噴霧堆積を行なうことを特徴と
する噴霧成形法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオスプレイ法もしくはス
プレーキャスティング法として知られている噴霧成形法
に関し、詳細には堆積される予備成形体の中に空孔を生
じることのない噴霧成形法に関するものである。
プレーキャスティング法として知られている噴霧成形法
に関し、詳細には堆積される予備成形体の中に空孔を生
じることのない噴霧成形法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】噴霧成形法は均一な微細組織を高密度で
得ることができ、しかも従来の粉末冶金法に比べて成形
工程が簡略化できるので、生産性の大幅な向上を期待で
きる方法として注目されている。この噴霧成形法の例と
しては、特公昭54-29985号が挙げられる。
得ることができ、しかも従来の粉末冶金法に比べて成形
工程が簡略化できるので、生産性の大幅な向上を期待で
きる方法として注目されている。この噴霧成形法の例と
しては、特公昭54-29985号が挙げられる。
【０００３】図３は噴霧成形法を用いて塊状予備成形体
を製造するための装置例を示す説明図である。タンディ
ッシュ１には金属溶湯２が入れられており、該金属溶湯
２はタンディッシュノズル13を介して非酸化性雰囲気の
チャンバー３内を自然流下させる。上記タンディッシュ
１の下方にはガスアトマイザー４が配設され、該ガスア
トマイザー４から噴出される高圧の不活性ガスがジェッ
ト流５となって金属溶湯流６に吹付けられ、これを噴霧
化する。噴霧化された金属粒子は下方のコレクター７に
セットした基板８上に半凝固状態で堆積し徐々に凝固す
る。上記コレクター７はステッピングモータ10等を駆動
源として上下動及び回転可能であり、金属粒子の堆積量
に応じて上記コレクター７を徐々に降下させれば、タン
ディッシュノズル13と堆積最頂面の間の距離を一定に保
つことができ、堆積高さの高められた塊状の予備成形体
９を得ることができる。
を製造するための装置例を示す説明図である。タンディ
ッシュ１には金属溶湯２が入れられており、該金属溶湯
２はタンディッシュノズル13を介して非酸化性雰囲気の
チャンバー３内を自然流下させる。上記タンディッシュ
１の下方にはガスアトマイザー４が配設され、該ガスア
トマイザー４から噴出される高圧の不活性ガスがジェッ
ト流５となって金属溶湯流６に吹付けられ、これを噴霧
化する。噴霧化された金属粒子は下方のコレクター７に
セットした基板８上に半凝固状態で堆積し徐々に凝固す
る。上記コレクター７はステッピングモータ10等を駆動
源として上下動及び回転可能であり、金属粒子の堆積量
に応じて上記コレクター７を徐々に降下させれば、タン
ディッシュノズル13と堆積最頂面の間の距離を一定に保
つことができ、堆積高さの高められた塊状の予備成形体
９を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記コレクター７上に
堆積される堆積物の周側部は雰囲気ガスによる冷却作用
等によって低温化傾向にあり、予備成形体９の側面部と
中心部の間には大きな温度差を生じる。このため該側面
部近傍では金属粒子が堆積最頂面近傍で粒子形状を保持
したままで素早く固化して粒子同士の間に隙間が生じ、
空孔を形成し易く（図４の符号19参照）、この空孔部分
が堆積成形体の歩留まりを低下する要因となっていた。
またこの空孔に起因する鍛造割れを防止するため、空孔
のチェック及び予備成形体の側部皮剥ぎ（側面部の切削
加工）という余分な工程を必要とする不具合があった。
そこで空孔の発生を防止すべくコレクター７の上下移動
及び水平移動を工夫することが試みられているが、上記
移動を調節できる範囲には物理的な限界があり、空孔の
発生低減に大きな効果を発揮するまでには至らなかっ
た。本発明は上記事情に鑑み、空孔の発生を防止でき、
予備成形体の健全部歩留りを向上させる噴霧成形法を提
出することを目的とする。
堆積される堆積物の周側部は雰囲気ガスによる冷却作用
等によって低温化傾向にあり、予備成形体９の側面部と
中心部の間には大きな温度差を生じる。このため該側面
部近傍では金属粒子が堆積最頂面近傍で粒子形状を保持
したままで素早く固化して粒子同士の間に隙間が生じ、
空孔を形成し易く（図４の符号19参照）、この空孔部分
が堆積成形体の歩留まりを低下する要因となっていた。
またこの空孔に起因する鍛造割れを防止するため、空孔
のチェック及び予備成形体の側部皮剥ぎ（側面部の切削
加工）という余分な工程を必要とする不具合があった。
そこで空孔の発生を防止すべくコレクター７の上下移動
及び水平移動を工夫することが試みられているが、上記
移動を調節できる範囲には物理的な限界があり、空孔の
発生低減に大きな効果を発揮するまでには至らなかっ
た。本発明は上記事情に鑑み、空孔の発生を防止でき、
予備成形体の健全部歩留りを向上させる噴霧成形法を提
出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明は、金属溶湯の落下流に高圧ガスのジェット流を吹
き付けてこれを噴霧化し、噴霧化された金属粒子を基板
上に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法において、
前記予備成形体表面を加熱しながら噴霧堆積を行うこと
を要旨とするものである。
発明は、金属溶湯の落下流に高圧ガスのジェット流を吹
き付けてこれを噴霧化し、噴霧化された金属粒子を基板
上に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法において、
前記予備成形体表面を加熱しながら噴霧堆積を行うこと
を要旨とするものである。
【０００６】
【作用】金属粒子を堆積して形成される予備成形体表面
をその表面側から加熱することにより、該予備成形体最
頂面における中心部と周囲部との温度差をなくし、金属
粒子が局部的に早く固化して前述の様な空孔が生じるの
を防止する。これによって鍛造前に空孔のチェックを行
なう工程及び皮剥ぎ工程を行なう必要をなくすことがで
き、鍛造加工時の割れも防止できる様になる。また前記
予備成形体の水平方向における中心部と周囲部の温度差
がなくなるので、予備成形体内部において材料特性の変
化が生じるのを防止することができる様になる。
をその表面側から加熱することにより、該予備成形体最
頂面における中心部と周囲部との温度差をなくし、金属
粒子が局部的に早く固化して前述の様な空孔が生じるの
を防止する。これによって鍛造前に空孔のチェックを行
なう工程及び皮剥ぎ工程を行なう必要をなくすことがで
き、鍛造加工時の割れも防止できる様になる。また前記
予備成形体の水平方向における中心部と周囲部の温度差
がなくなるので、予備成形体内部において材料特性の変
化が生じるのを防止することができる様になる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明に使用する噴霧成形装置の実施
例を示す説明図であり、溶融金属を噴霧化するための構
造及びコレクター７の移動構造等は図３に示す装置と同
じである。コレクター７の側部にはプラズマ通過孔を形
成した防塵カバー24が設けられ、その内部にはプラズマ
トーチ20が配設され、該プラズマトーチ20はプラズマ電
源装置21に接続されると共に、移動用アーム22ａ，22ｂ
によって水平方向及び垂直方向に移動できる様に構成さ
れる。なお符号23は冷却ガス供給装置を示し、予備成形
体側部が加熱され過ぎて、予備成形体表面における冷却
速度が不安定となって予備成形体側部と内部の間で材料
特性に変化が生じるのを防止するものである。
例を示す説明図であり、溶融金属を噴霧化するための構
造及びコレクター７の移動構造等は図３に示す装置と同
じである。コレクター７の側部にはプラズマ通過孔を形
成した防塵カバー24が設けられ、その内部にはプラズマ
トーチ20が配設され、該プラズマトーチ20はプラズマ電
源装置21に接続されると共に、移動用アーム22ａ，22ｂ
によって水平方向及び垂直方向に移動できる様に構成さ
れる。なお符号23は冷却ガス供給装置を示し、予備成形
体側部が加熱され過ぎて、予備成形体表面における冷却
速度が不安定となって予備成形体側部と内部の間で材料
特性に変化が生じるのを防止するものである。
【０００８】（実験例） 比較例１ 図３に示す装置により高さ200mm 、直径200mm の予備成
形体を製作した。なおコレクター７の回転速度は150rpm
とすると共に、降下速度は８×10-4m/sとした。上記方
法によって製作された予備成形体の断面を光学顕微鏡で
観察したところ、図４に示す様に予備成形体の側部表面
９Ａより中心側へ向かって約10mmの間に多数の空孔19が
認められた。 実施例１ 図１に示す装置を用い比較例１と同じ条件で予備成形体
の製作を行なった。なおプラズマ装置及び冷却ガス供給
装置の条件は表１に示す通りとした。
形体を製作した。なおコレクター７の回転速度は150rpm
とすると共に、降下速度は８×10-4m/sとした。上記方
法によって製作された予備成形体の断面を光学顕微鏡で
観察したところ、図４に示す様に予備成形体の側部表面
９Ａより中心側へ向かって約10mmの間に多数の空孔19が
認められた。 実施例１ 図１に示す装置を用い比較例１と同じ条件で予備成形体
の製作を行なった。なおプラズマ装置及び冷却ガス供給
装置の条件は表１に示す通りとした。
【０００９】
【表１】
【００１０】この結果、図２に示す様に空孔の発生が大
幅に低減されていることが分かった。 実施例２ 実施例１に示す条件でプラズマトーチの位置を予備成形
体の側面より近接又は離反してトーチ距離を変更し、空
孔が低減される深さ（以下空孔減少深さという）を調
べ、表２の結果を得た。
幅に低減されていることが分かった。 実施例２ 実施例１に示す条件でプラズマトーチの位置を予備成形
体の側面より近接又は離反してトーチ距離を変更し、空
孔が低減される深さ（以下空孔減少深さという）を調
べ、表２の結果を得た。
【００１１】
【表２】
【００１２】表２から明らかな様に空孔の発生を低減す
るためには、トーチを予備成形体側部にできるだけ近接
させれば良く、トーチ距離は30mm以下とすることが好ま
しいことが分かる。本発明を適用する堆積成形体の形状
は上記ビレット状のものに限定されず、ロール状，板状
のものであっても良く、また予備成形体の加熱手段とし
てはプラズマ加熱の他、表面のみの加熱を指向する場合
は電子ビーム，レーザーが好ましい。またマイクロ波，
アーク，火炎（酸素−アセチレン等）等を使用したもの
であっても良く、アルミニウム系金属の様に粉塵爆発を
起こす可能性のあるものについては誘導加熱や電磁加熱
を行なうことが推奨される。
るためには、トーチを予備成形体側部にできるだけ近接
させれば良く、トーチ距離は30mm以下とすることが好ま
しいことが分かる。本発明を適用する堆積成形体の形状
は上記ビレット状のものに限定されず、ロール状，板状
のものであっても良く、また予備成形体の加熱手段とし
てはプラズマ加熱の他、表面のみの加熱を指向する場合
は電子ビーム，レーザーが好ましい。またマイクロ波，
アーク，火炎（酸素−アセチレン等）等を使用したもの
であっても良く、アルミニウム系金属の様に粉塵爆発を
起こす可能性のあるものについては誘導加熱や電磁加熱
を行なうことが推奨される。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、予備成形体における空孔の発生を防止して健全部の
歩留まりを向上でき、その後の空孔チェックや皮剥ぎ工
程を省略できる様になった。また空孔の発生がなくなっ
たので鍛造加工時における割れの発生をも防止できるこ
ととなった。
で、予備成形体における空孔の発生を防止して健全部の
歩留まりを向上でき、その後の空孔チェックや皮剥ぎ工
程を省略できる様になった。また空孔の発生がなくなっ
たので鍛造加工時における割れの発生をも防止できるこ
ととなった。
【図１】本発明に使用される噴霧成形装置の実施例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】本発明によって製作された予備成形体の断面を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】従来の噴霧成形装置の例を示す説明図である。
【図４】図３の装置により製作された予備成形体の断面
を示す説明図である。
を示す説明図である。
５ ジェット流 ６ 金属溶湯流 ７ コレクター ９ 予備成形体 19 空孔 20 プラズマトーチ 23 冷却ガス供給装置
Claims (3)
- 【請求項１】 金属溶湯の落下流に高圧ガスのジェット
流を吹き付けてこれを噴霧化し、噴霧化された金属粒子
を基板上に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法にお
いて、前記予備成形体を加熱し、予備成形体表面温度分
布を均一化させながら噴霧堆積を行うことを特徴とする
噴霧成形法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記予備成形体にお
ける表面近傍の側面を加熱しながら、金属粒子の噴霧堆
積を行う噴霧成形法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記予備成形
体はプラズマ加熱しながら、金属粒子の噴霧堆積を行う
噴霧成形法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35168291A JPH05161956A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 噴霧成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35168291A JPH05161956A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 噴霧成形法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161956A true JPH05161956A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18418909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35168291A Withdrawn JPH05161956A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 噴霧成形法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05161956A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5954112A (en) * | 1998-01-27 | 1999-09-21 | Teledyne Industries, Inc. | Manufacturing of large diameter spray formed components using supplemental heating |
| US6135194A (en) * | 1996-04-26 | 2000-10-24 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Spray casting of metallic preforms |
| KR20030052910A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 잉곳 분무주조장치 |
| KR20030091350A (ko) * | 2002-05-27 | 2003-12-03 | 현대자동차주식회사 | 반용융 소재의 제조장치 |
| CN103495711A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 沈阳工业大学 | 一种可水平往复运动沉积器 |
| CN103978214A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-13 | 西安交通大学 | 一种气体雾化金属熔滴成型装置及其成型方法 |
| JP2014529010A (ja) * | 2011-08-11 | 2014-10-30 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | 噴霧化された金属および合金から製品を形成するためのプロセス、システム、および装置 |
| US9453681B2 (en) | 2007-03-30 | 2016-09-27 | Ati Properties Llc | Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter |
| WO2017173987A1 (zh) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 北京梦之墨科技有限公司 | 倒置式液态金属喷涂打印装置及打印方法 |
| CN108555258A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-21 | 吴建春 | 一种气雾制钢方法及装置 |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP35168291A patent/JPH05161956A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
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| EP0931611A3 (en) * | 1998-01-27 | 2000-01-19 | Teledyne Industries, Inc. | Manufacture of large diameter spray formed components |
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| CN108555258B (zh) * | 2018-05-25 | 2020-07-28 | 吴建春 | 一种气雾制钢方法及装置 |
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