JPH05364A - スプレイ・デポジツト法による長尺プリフオ−ムの製造法 - Google Patents
スプレイ・デポジツト法による長尺プリフオ−ムの製造法Info
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- JPH05364A JPH05364A JP17715091A JP17715091A JPH05364A JP H05364 A JPH05364 A JP H05364A JP 17715091 A JP17715091 A JP 17715091A JP 17715091 A JP17715091 A JP 17715091A JP H05364 A JPH05364 A JP H05364A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スプレイ・デポジット法により形成される長
尺プリフォ−ムのポロシティを防ぐ。 【構成】 チャンバ−２を貫通して横設された長尺の中
空あるいは中実のプリフォ−ム用コレクタ−１を、低速
回転させながら軸方向に徐行させて長尺プリフォ−ム１
１を作るに当り、このコレクタ−１の外周に予熱用の金
属流を注湯して金属層８を作ってコレクタ−１を予熱し
ておき、その後、直ちにスプレイ流１０を堆積させてコ
レクタ−側のポロシティの発生を防止している。
尺プリフォ−ムのポロシティを防ぐ。 【構成】 チャンバ−２を貫通して横設された長尺の中
空あるいは中実のプリフォ−ム用コレクタ−１を、低速
回転させながら軸方向に徐行させて長尺プリフォ−ム１
１を作るに当り、このコレクタ−１の外周に予熱用の金
属流を注湯して金属層８を作ってコレクタ−１を予熱し
ておき、その後、直ちにスプレイ流１０を堆積させてコ
レクタ−側のポロシティの発生を防止している。
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−ムの製造法に関するものである。
による長尺プリフォ−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−に堆積させ所望の形状のプリフォ−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。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−ムが得られ、しかも生産性が
高い特徴を有している。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−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−
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。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。かように、プリフォ
−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−
ブ状プリフォ−ムを製造する場合、チュ−ブ用コレクタ
−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−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。そこで、チュ−ブ用コレクタ−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
−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−
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。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−ティング層を形成し、このコ−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−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
ことがあり、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−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。
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−に堆積させ所望の形状のプリフォ−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。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−ムが得られ、しかも生産性が
高い特徴を有している。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−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−
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。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。かように、プリフォ
−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−
ブ状プリフォ−ムを製造する場合、チュ−ブ用コレクタ
−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−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。そこで、チュ−ブ用コレクタ−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
−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−
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。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−ティング層を形成し、このコ−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−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
ことがあり、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−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。
【０００３】
【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−の天井側に、不活性
ガスを噴出するアトマイザ−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−からのスプレイ流を受け、かつ、
回転および長手方向の移動を可能とし長尺プリフォ−ム
用コレクタ−を、前記チャンバ−を貫通して横設したス
プレイ・デポジット装置において、前記長尺プリフォ−
ム用コレクタ−の移動方向上流側で、前記チャンバ−内
で支持され、かつ、予熱用溶融金属を入れた第２の容器
を設け、該第２の容器の巾広の注ぎ口から予熱用溶融金
属流を注湯して前記コレクタ−の外周に金属層を形成し
た後、前記スプレイ流を堆積させることにより、プリフ
ォ−ムのコレクタ−側ポロシティを抑制することを特徴
とするスプレイ・デポジットによる長尺のプリフォ−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−の天井側に、不活性
ガスを噴出するアトマイザ−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−からのスプレイ流を受け、かつ、
回転および長手方向の移動を可能とし長尺プリフォ−ム
用コレクタ−を、前記チャンバ−を貫通して横設したス
プレイ・デポジット装置において、前記長尺プリフォ−
ム用コレクタ−の移動方向上流側で、前記チャンバ−内
で支持され、かつ、予熱用溶融金属を入れた第２の容器
を設け、該第２の容器の巾広の注ぎ口から予熱用溶融金
属流を注湯して前記コレクタ−の外周に金属層を形成し
た後、前記スプレイ流を堆積させることにより、プリフ
ォ−ムのコレクタ−側ポロシティを抑制することを特徴
とするスプレイ・デポジットによる長尺のプリフォ−ム
の製造法にある。
【０００４】
【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−ブ状プリフォ−ムを製造するのに好適なもので
ある。図中、１は長尺のチュ−ブ用コレクタ−（Ｓ２５
Ｃ製）あるいは母材であって、チャンバ−２に横方向に
貫通されてチャンバ−２の外側に設けたコレクタ−支持
台３，３によって支持されており、５〜５００rpm 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。なお、このコレクタ−あるいは母材１は、中空の
プリフォ−ムを製造する時にはコレクタ−となり、中実
のプリフォ−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−と称する。前記チャンバ−２内部
において、コレクタ−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−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−６
が取付けられている。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−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−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。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−１に隣設して補助の矯正ロ−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−１の移動方向に対する）には、必要に応じプリヒ
−タ１４を付設してもよい。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−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−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−タ１３を介して、図
示しない集塵器によって回収される。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−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−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。その結果、コレクタ−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−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。なお、このスプレイ流１０
はチャンバ−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−
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。
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−ブ状プリフォ−ムを製造するのに好適なもので
ある。図中、１は長尺のチュ−ブ用コレクタ−（Ｓ２５
Ｃ製）あるいは母材であって、チャンバ−２に横方向に
貫通されてチャンバ−２の外側に設けたコレクタ−支持
台３，３によって支持されており、５〜５００rpm 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。なお、このコレクタ−あるいは母材１は、中空の
プリフォ−ムを製造する時にはコレクタ−となり、中実
のプリフォ−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−と称する。前記チャンバ−２内部
において、コレクタ−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−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−６
が取付けられている。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−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−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。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−１に隣設して補助の矯正ロ−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−１の移動方向に対する）には、必要に応じプリヒ
−タ１４を付設してもよい。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−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−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−タ１３を介して、図
示しない集塵器によって回収される。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−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−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。その結果、コレクタ−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−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。なお、このスプレイ流１０
はチャンバ−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−
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。
【０００５】
【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−ムを成形するためのコレクタ−あるいは母材が
チャンバ−を貫通して横設されているので、長尺のプリ
フォ−ムが形成でき、しかも、コレクタ−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−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−ムを製造することができ
る。
リフォ−ムを成形するためのコレクタ−あるいは母材が
チャンバ−を貫通して横設されているので、長尺のプリ
フォ−ムが形成でき、しかも、コレクタ−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−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−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−、２ チャンバ−、４ タンディシュ、
５ 容器、６ アトマイザ−、８ 金属層、１０ スプ
レイ流、１１ プリフォ−ム
５ 容器、６ アトマイザ−、８ 金属層、１０ スプ
レイ流、１１ プリフォ−ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 チャンバ−の天井側に、不活性ガスを噴
出するアトマイザ−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−からのスプレイ流を受け、かつ、回転および
長手方向の移動を可能とした長尺プリフォ−ム用コレク
タ−を、前記チャンバ−を貫通して横設したスプレイ・
デポジット装置において、前記長尺プリフォ−ム用コレ
クタ−の移動方向上流側で、前記チャンバ−内で支持さ
れ、かつ、予熱用溶融金属を入れた第２の容器を設け、
該第２の容器の巾広の注ぎ口から予熱用溶融金属流を注
湯して前記コレクタ−の外周に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−ムの
コレクタ−側ポロシティを抑制することを特徴とするス
プレイ・デポジットによる長尺プリフォ−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 true JPH05364A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2912473B2 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) |
Cited By (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
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2912473B2 (ja) | 1999-06-28 |
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