JPS6046305A - 合金粉末の製造方法および装置 - Google Patents
合金粉末の製造方法および装置Info
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- JPS6046305A JPS6046305A JP59127674A JP12767484A JPS6046305A JP S6046305 A JPS6046305 A JP S6046305A JP 59127674 A JP59127674 A JP 59127674A JP 12767484 A JP12767484 A JP 12767484A JP S6046305 A JPS6046305 A JP S6046305A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
- B22F2009/0848—Melting process before atomisation
- B22F2009/0856—Skull melting
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発 明 の 背 明
１）発明の分野
本発明は合金Ｉ）末の製造に関り−るものであ−）て、
更に詳しく言えば、不純物金星の低減を１−！ｆ徴と１
ノる超合金粉末の製造に関Ｊる。
更に詳しく言えば、不純物金星の低減を１−！ｆ徴と１
ノる超合金粉末の製造に関Ｊる。
２）先行技術の説明
冶金業界にＪ３いては様々な合金粉末製造／ｊ法Ｊ５よ
び装置が知られている。たとえばＦｅ、Ｃｏ、ＮＬ、Ｔ
＋またはそれらの組合氾を基材と勺るような耐熱合金お
よび超合金に関して述べれば、現行の粉末製造方法では
、先ず真空電子ビーム加熱、真空アーク加熱、真空誘導
加熱または真空プラズマ加熱技術の使用により高真空度
の炉室内において合金成分を融解してインボッ１〜が製
造される。合金インボッｌ〜の製造後、現行の粉末製造
方法では、粉末製造に必要な溶融金属流を得るために一
次融解用のセラミック製炉床をセラミック製の収鉢およ
びノズルど共に使用しながらガス噴霧法、回転噴霧法ま
たは真空噴霧法のごとき方法によって合金インボッ１〜
が粉末化される。
び装置が知られている。たとえばＦｅ、Ｃｏ、ＮＬ、Ｔ
＋またはそれらの組合氾を基材と勺るような耐熱合金お
よび超合金に関して述べれば、現行の粉末製造方法では
、先ず真空電子ビーム加熱、真空アーク加熱、真空誘導
加熱または真空プラズマ加熱技術の使用により高真空度
の炉室内において合金成分を融解してインボッ１〜が製
造される。合金インボッｌ〜の製造後、現行の粉末製造
方法では、粉末製造に必要な溶融金属流を得るために一
次融解用のセラミック製炉床をセラミック製の収鉢およ
びノズルど共に使用しながらガス噴霧法、回転噴霧法ま
たは真空噴霧法のごとき方法によって合金インボッ１〜
が粉末化される。
ガスタービンエンジンの場合、高温下かつ高応力下で動
作づるある種の部品（たとえばタービン円板）の製造に
際しては粉末金属が使用される。
作づるある種の部品（たとえばタービン円板）の製造に
際しては粉末金属が使用される。
目的部品の最終形状にほぼ等しくなるにうに粉末金属予
備成形物を製造することにより、製造費を低減させるこ
とができる。しかしながら、粉末金属の清浄度が不十分
である場合、特にそれが現在使用されている粉末製造方
法にａ３いて導入されたセラミック粒子に由来する場合
には、完成部品において低サイクル疲れのどとき１幾械
的性質の顕茗な低下の起こり得ることが認められＣいる
。このような低下は、低サイクル疲れ破損の開始部位と
して作用Ｊる欠陥が合体粉末金属円鈑中に存イ！−する
ことに原因づる。か）る用途の７ｊめのはとんと全ての
超合金粉末金属は、現イｉのところ、先Ｊ゛インゴッ１
〜を用意し、そのインボッ１−を融解し、次いでガス噴
霧法にＪｚつてわ）未化りるという手順に従って製造さ
れている。か）る噴霧法ではＬ／ラミック製の融解およ
びン主出装置沼かｆ費用されるの（（’ｙ）って、これ
らの装置は望ましくないしラミック包有物をかなりの割
合で導入りることが判明している。なａ３、本発明は出
発Ｂｉｔ利がか）るしラミック包有物をほとんど含まな
い場合に１：ｆに石川であり得ることを理解ずべぎであ
る。
備成形物を製造することにより、製造費を低減させるこ
とができる。しかしながら、粉末金属の清浄度が不十分
である場合、特にそれが現在使用されている粉末製造方
法にａ３いて導入されたセラミック粒子に由来する場合
には、完成部品において低サイクル疲れのどとき１幾械
的性質の顕茗な低下の起こり得ることが認められＣいる
。このような低下は、低サイクル疲れ破損の開始部位と
して作用Ｊる欠陥が合体粉末金属円鈑中に存イ！−する
ことに原因づる。か）る用途の７ｊめのはとんと全ての
超合金粉末金属は、現イｉのところ、先Ｊ゛インゴッ１
〜を用意し、そのインボッ１−を融解し、次いでガス噴
霧法にＪｚつてわ）未化りるという手順に従って製造さ
れている。か）る噴霧法ではＬ／ラミック製の融解およ
びン主出装置沼かｆ費用されるの（（’ｙ）って、これ
らの装置は望ましくないしラミック包有物をかなりの割
合で導入りることが判明している。なａ３、本発明は出
発Ｂｉｔ利がか）るしラミック包有物をほとんど含まな
い場合に１：ｆに石川であり得ることを理解ずべぎであ
る。
ざｔ 明 の （題 要
本発明の主たる目的は、レラミック部祠との接触なしに
Ｍｌ＋解が行われかつ溶＾１１ｅ金から直接に粉末が製
造されるような改良された合金ＴＪ）末の製ｊ聞方法を
提供することにある。
Ｍｌ＋解が行われかつ溶＾１１ｅ金から直接に粉末が製
造されるような改良された合金ＴＪ）末の製ｊ聞方法を
提供することにある。
また、セラミック部材との接触なしに合金の金属材料を
融解する手段の使用によって改良された合金粉末の製造
装置を提供することも本発１す１σ川二１的の１つであ
る。
融解する手段の使用によって改良された合金粉末の製造
装置を提供することも本発１す１σ川二１的の１つであ
る。
上記およびその他の目的や利点は、好適な実施の態様に
関する以下の詳■Ｉな説明および添イ・］の図面から一
層明６Ｔｆに理解されるはずである。’ｔＫ Ｊ）、以
下の説明や図面はいずれも本発明の実施を例示リ−るた
めのものであって、決して本発明の範囲を制限するもの
ではない。
関する以下の詳■Ｉな説明および添イ・］の図面から一
層明６Ｔｆに理解されるはずである。’ｔＫ Ｊ）、以
下の説明や図面はいずれも本発明の実施を例示リ−るた
めのものであって、決して本発明の範囲を制限するもの
ではない。
本発明方法の一態様′に従って簡単に述べれば、液冷さ
れた壁を有する融解用炉床が用意され、そしてその中に
合金組成を規定りる金属月利が配置される。次いで、金
属材料が炉床内において融解される。特定の実施の一態
様に従えば、金属祠オ′＋１および炉床にプラズマ熱源
を向けて（＾）則して実質的に一様な熱を金属材料に供
給することにより、金属材料の融解が開始実行される。
れた壁を有する融解用炉床が用意され、そしてその中に
合金組成を規定りる金属月利が配置される。次いで、金
属材料が炉床内において融解される。特定の実施の一態
様に従えば、金属祠オ′＋１および炉床にプラズマ熱源
を向けて（＾）則して実質的に一様な熱を金属材料に供
給することにより、金属材料の融解が開始実行される。
融解の実行中、炉床の壁の中には冷えた炉床の壁に隣接
した溶融金属材料を再凝固させるのに十分なだけの冷却
液が供給される。その結果、炉床内には玲に１壁に沿っ
て金属月利から成る炉床外殻か形成される−）°ノ、余
分の溶融合金は炉床外殻の内部に？’ｄ ｆＡ’ｉ！合
金溜りとして維持されることになる。次い（゛、余分の
溶融合金は炉床から粉末金属製造器内に２９人される。
した溶融金属材料を再凝固させるのに十分なだけの冷却
液が供給される。その結果、炉床内には玲に１壁に沿っ
て金属月利から成る炉床外殻か形成される−）°ノ、余
分の溶融合金は炉床外殻の内部に？’ｄ ｆＡ’ｉ！合
金溜りとして維持されることになる。次い（゛、余分の
溶融合金は炉床から粉末金属製造器内に２９人される。
本発明装置の一態様は、金属）ＩＡ斜を収７￥りるため
の液冷された炉床および炉床内の金属月利を８１（解し
て溶融合金溜りを生成さけるためのプラスｌ熱源から成
る金属材料品ｉ解手段、粉末金Ｉ１１＜ ！！ｊ造器、
並びに溶ｆ１１！合金溜りから粉末金１出製造器内に溶
８１１合金を導入Ｊるための手段を組合わｕ℃成るしの
である。実施の一態様に従えば、−１記の金属＋Ａ石融
解手段は炉床に向けて配置された可動式のゾラズン熱ｄ
ｆＡを含ｌυて゛いて、連−１云；１・−に（Ｊそのノ
ノスン熱源Ｃ炉床内の金属材料の表向全域をＩ、＋ｌ
（Ｊ・Ｉ Ｊることによって実質的に一様な熱が金属材
料に供給される。
の液冷された炉床および炉床内の金属月利を８１（解し
て溶融合金溜りを生成さけるためのプラスｌ熱源から成
る金属材料品ｉ解手段、粉末金Ｉ１１＜ ！！ｊ造器、
並びに溶ｆ１１！合金溜りから粉末金１出製造器内に溶
８１１合金を導入Ｊるための手段を組合わｕ℃成るしの
である。実施の一態様に従えば、−１記の金属＋Ａ石融
解手段は炉床に向けて配置された可動式のゾラズン熱ｄ
ｆＡを含ｌυて゛いて、連−１云；１・−に（Ｊそのノ
ノスン熱源Ｃ炉床内の金属材料の表向全域をＩ、＋ｌ
（Ｊ・Ｉ Ｊることによって実質的に一様な熱が金属材
料に供給される。
好適な実施の態様の説明
最新の航空機ガスタービンエンジンの発達に伴い、一層
高い温度下で大きな応力に耐え得る高温動作用材料が要
求されるに至っている。他方、部品設計の複雑性並びに
粉末冶金加工や合金組成決定における進歩の結果、経済
的な製造という観点から見て粉末金属の使用が魅力ある
ものとなっている。その上、粉末金属を使用すれば、高
温動作特性と並んで低サイクル疲れ抵抗性のととぎ望ま
しい性質を達成することも可能となる。
高い温度下で大きな応力に耐え得る高温動作用材料が要
求されるに至っている。他方、部品設計の複雑性並びに
粉末冶金加工や合金組成決定における進歩の結果、経済
的な製造という観点から見て粉末金属の使用が魅力ある
ものとなっている。その上、粉末金属を使用すれば、高
温動作特性と並んで低サイクル疲れ抵抗性のととぎ望ま
しい性質を達成することも可能となる。
このように強度の極めで大ぎい耐熱月利を要求り“る部
品の代表例としては、最新のガスタービンエンジンのタ
ービン部分において使用される回転円板が挙げられる。
品の代表例としては、最新のガスタービンエンジンのタ
ービン部分において使用される回転円板が挙げられる。
時には、圧縮機部分においてたとえばＴ＋基合金から成
るその他のエンジン部品が使用されることもある。とこ
ろで、望ましい低サイクル疲れ特性を達成するためには
、か）る加工に際して使用される粉末金属からある種の
不純物を排除しなければならないことが認められている
。
るその他のエンジン部品が使用されることもある。とこ
ろで、望ましい低サイクル疲れ特性を達成するためには
、か）る加工に際して使用される粉末金属からある種の
不純物を排除しなければならないことが認められている
。
上記のごとき円板に欠陥をもたらり′主要な不純物はセ
ラミックであって、それの起源は最初の出発原料あるい
は合金から粉末を製造するために必要な加工工程にある
ことが知られ−（いる。が・る欠陥が存在すると、円板
の低サイクル疲れ特性が高温および高応力条件下で要求
されるレベル以下に低下することがある。
ラミックであって、それの起源は最初の出発原料あるい
は合金から粉末を製造するために必要な加工工程にある
ことが知られ−（いる。が・る欠陥が存在すると、円板
の低サイクル疲れ特性が高温および高応力条件下で要求
されるレベル以下に低下することがある。
たとえばＦｅ 、、Ｃｏ 、 ＮＬまたはそれらの組合
ＵをＪ、木材とづる超合金から粉末金属を製造］るため
のカス噴霧法にｄ５いては、セラミック製の融解ｄ３よ
び注出装置が使用される。か＼るセラミック構造物はセ
ラミック不純物をかなりの割合で尋人Ｊるのであって、
粉末冶金技術により製造された完成部品中においてはそ
の不純物が低サイクル疲れ破損の開始部位として作用す
る欠陥を構成りるのひある。
ＵをＪ、木材とづる超合金から粉末金属を製造］るため
のカス噴霧法にｄ５いては、セラミック製の融解ｄ３よ
び注出装置が使用される。か＼るセラミック構造物はセ
ラミック不純物をかなりの割合で尋人Ｊるのであって、
粉末冶金技術により製造された完成部品中においてはそ
の不純物が低サイクル疲れ破損の開始部位として作用す
る欠陥を構成りるのひある。
本発明にＪ３いては、セラミック部材との接触なしに金
属月利を融解し、次いで得られた溶融合金を粉末金属製
造器内に導入づることにより、レンミック部材と粉末製
造用合金との接触が回避される。実施の一態様に従えば
、粉末金属製造器内への導入に先立って合金の材料を融
解するだめの融前室または融解装置において、液冷され
た融解用炉床と可動式であってもよいプラズマ熱源とを
併用することによってそれが達成される。液冷された炉
床は、炉床の壁に隣接した炉床内の溶融金属材料の再凝
固をもたらす。その結果、金属材料から成る炉床外殻が
炉床の材料とその中に残存づ−る溶融合金との間の障壁
として形成されることになる。
属月利を融解し、次いで得られた溶融合金を粉末金属製
造器内に導入づることにより、レンミック部材と粉末製
造用合金との接触が回避される。実施の一態様に従えば
、粉末金属製造器内への導入に先立って合金の材料を融
解するだめの融前室または融解装置において、液冷され
た融解用炉床と可動式であってもよいプラズマ熱源とを
併用することによってそれが達成される。液冷された炉
床は、炉床の壁に隣接した炉床内の溶融金属材料の再凝
固をもたらす。その結果、金属材料から成る炉床外殻が
炉床の材料とその中に残存づ−る溶融合金との間の障壁
として形成されることになる。
たとえば１個以上の可動式プラズマ１ヘーチから成るよ
うな可動式のプラズマ熱源を使用寸れば、粉末化ずべき
合金の組成を規定する材料の迅速かつ均一な加熱および
融解が達成される。その上、炉床内の金属材料の表面全
域を掃射することの１＋Ｊ能なか）る可動式の一次プラ
ズマ熱源の使用により、粉末金属製造器内へのう９人の
ため十分に実用的な温度まで溶融合金を過熱することも
容易となる。
うな可動式のプラズマ熱源を使用寸れば、粉末化ずべき
合金の組成を規定する材料の迅速かつ均一な加熱および
融解が達成される。その上、炉床内の金属材料の表面全
域を掃射することの１＋Ｊ能なか）る可動式の一次プラ
ズマ熱源の使用により、粉末金属製造器内へのう９人の
ため十分に実用的な温度まで溶融合金を過熱することも
容易となる。
本発明駅間の一態様を添付の図面に示づ。融解室１０内
におい゛Ｃ金属材料を融解するための改良された手段は
、液冷された炉床１２を含／υでいる。か）る炉床１２
の壁１３の中には冷月Ｊ液通路１４が饅（）られ、そし
て水のごとき冷却液の供給源（図示せず）に連結されて
いる。なｄ３、本明細山中で使用される「壁」という用
品は、所望に応じ、対象となる部材の側壁ばかりでなく
底部をも含むことがある。
におい゛Ｃ金属材料を融解するための改良された手段は
、液冷された炉床１２を含／υでいる。か）る炉床１２
の壁１３の中には冷月Ｊ液通路１４が饅（）られ、そし
て水のごとき冷却液の供給源（図示せず）に連結されて
いる。なｄ３、本明細山中で使用される「壁」という用
品は、所望に応じ、対象となる部材の側壁ばかりでなく
底部をも含むことがある。
融解至１０は、たとえばアルゴンのごとき不活性ガスを
ガス人口１６から導入ＪることにＪ、っＣ所望の雰囲気
または圧力条件を設定したり、あるいはガス出口１８を
通して排気したりすることが可能である。現在使用され
ている各種の方法に応じ、Ｈｌ（前室１０内の雰囲気を
調節り−るためにその他適宜の手段を使用しＩｓＶるこ
とは当業者にとつく自明Ｃあろう。炉床１２の上方には
炉床１２に向けて配置市され／ｊ複数のプラズマトーチ
から成るものとして図示されたプラズマ熱源２０が配置
されているが、このプラズマ熱源２０は可動式のもので
あってよい。炉床１２内に金属材料２２を導入した後、
プラズマ熱源２０を用いてか）る金属材料の融解を開始
進行させることができる。可動式の場合には、プラズマ
熱源２０で金属材料の表面全域を掃射することにより、
実質的に一様な熱を金属材料に供給りることができる。
ガス人口１６から導入ＪることにＪ、っＣ所望の雰囲気
または圧力条件を設定したり、あるいはガス出口１８を
通して排気したりすることが可能である。現在使用され
ている各種の方法に応じ、Ｈｌ（前室１０内の雰囲気を
調節り−るためにその他適宜の手段を使用しＩｓＶるこ
とは当業者にとつく自明Ｃあろう。炉床１２の上方には
炉床１２に向けて配置市され／ｊ複数のプラズマトーチ
から成るものとして図示されたプラズマ熱源２０が配置
されているが、このプラズマ熱源２０は可動式のもので
あってよい。炉床１２内に金属材料２２を導入した後、
プラズマ熱源２０を用いてか）る金属材料の融解を開始
進行させることができる。可動式の場合には、プラズマ
熱源２０で金属材料の表面全域を掃射することにより、
実質的に一様な熱を金属材料に供給りることができる。
上記のごとぎ改良された融解手段の運転に際しては、合
金組成を規定する金属材料２２が炉床１２内に配置され
る。か）る導入は、バッチ方式で行ってもよいし、ある
いはまた当業界において周知の形式の補助的な金属供給
装置を用いながら連続または半連続方式で行ってもよい
。たとえば１９７３年７月１０日付のボンバーガー・ジ
ュニア（［３ｏｍｂｅｒｇｅｒ、Ｊｒ、）等の米国特許
第３７４４９４３号明■１書中に記載された形式のシュ
ート供給機構を使用することができる。なお、この特許
明細書の内容は引用によって本明細書中に併合されるも
のとＪる。
金組成を規定する金属材料２２が炉床１２内に配置され
る。か）る導入は、バッチ方式で行ってもよいし、ある
いはまた当業界において周知の形式の補助的な金属供給
装置を用いながら連続または半連続方式で行ってもよい
。たとえば１９７３年７月１０日付のボンバーガー・ジ
ュニア（［３ｏｍｂｅｒｇｅｒ、Ｊｒ、）等の米国特許
第３７４４９４３号明■１書中に記載された形式のシュ
ート供給機構を使用することができる。なお、この特許
明細書の内容は引用によって本明細書中に併合されるも
のとＪる。
水のごとき冷却液を冷却液通路１４内に循環さＵながら
、たとえば１紺の可動式プラズマ１〜−ヂから成るプラ
ズマ熱源２０が作動される。か）る実施の態様に従えば
、トーチを移動させ−Ｃ炉床１２内の金属材料２２の表
面全域を掃射することによって金属材料がｍ解される。
、たとえば１紺の可動式プラズマ１〜−ヂから成るプラ
ズマ熱源２０が作動される。か）る実施の態様に従えば
、トーチを移動させ−Ｃ炉床１２内の金属材料２２の表
面全域を掃射することによって金属材料がｍ解される。
溶融金属材料が炉床１２の冷却された内壁に接触すると
、それは再凝固して炉床外殻２４を形成し、そしてかす
る炉床外殻２４が炉床の壁と炉床内に維持された余分の
溶融合金どの間の障壁よｌ〔は緩衝層としＣ働くことに
なる。このにうにして、炉床材料が炉床内の溶融合金中
に混入づることは防止され、従って異物を実質的に含ま
ない溶融合金溜りが得られることになる。
、それは再凝固して炉床外殻２４を形成し、そしてかす
る炉床外殻２４が炉床の壁と炉床内に維持された余分の
溶融合金どの間の障壁よｌ〔は緩衝層としＣ働くことに
なる。このにうにして、炉床材料が炉床内の溶融合金中
に混入づることは防止され、従って異物を実質的に含ま
ない溶融合金溜りが得られることになる。
所望の程度の融解および過熱が）ヱ成された後、矢印２
８によって示されるごとく、傾斜手段またはは構の使用
によって炉床１２がたどえばビボッ１〜２Ｇの回りに（
σＩ斜さＵられる。再凝固に」、る炉床外殻２４の形成
後において炉床１２内に残存りる溶ＰＡｇｔ合金は、好
ましくは炉床リップ３０から炉床１２外へ４４１出また
は注出され、それによって溶融合金流３２が１ｒｔられ
る。図示の場合には、本発明の実施の一態様に従っ−Ｃ
，溶融合金流３２は補助的な取扱い目的に役立つ液冷さ
れた堰跡３４から成る金属流調ｉＷｉ装首内に注ぎ込ま
れる。とは言え、当業者にとって周知であるその他各種
の金属流調節装「り中の任意のものに溶融合金流３２を
導入してもよいし、必るいは粉末金属製造器内に溶融合
金流３２を直接に導入してもよいことは勿論である。
８によって示されるごとく、傾斜手段またはは構の使用
によって炉床１２がたどえばビボッ１〜２Ｇの回りに（
σＩ斜さＵられる。再凝固に」、る炉床外殻２４の形成
後において炉床１２内に残存りる溶ＰＡｇｔ合金は、好
ましくは炉床リップ３０から炉床１２外へ４４１出また
は注出され、それによって溶融合金流３２が１ｒｔられ
る。図示の場合には、本発明の実施の一態様に従っ−Ｃ
，溶融合金流３２は補助的な取扱い目的に役立つ液冷さ
れた堰跡３４から成る金属流調ｉＷｉ装首内に注ぎ込ま
れる。とは言え、当業者にとって周知であるその他各種
の金属流調節装「り中の任意のものに溶融合金流３２を
導入してもよいし、必るいは粉末金属製造器内に溶融合
金流３２を直接に導入してもよいことは勿論である。
本発明の図示された実施の態様にＪ′３いては、溶融合
金流３２は液冷された堰跡３４から成る金属流調節装置
内に導入される。か）る堰跡３４には冷却液通路３６が
設けられ、そして当業界において周知の方法により水の
ごとき冷却液の供給源（図示Ｕず）に連結されている。
金流３２は液冷された堰跡３４から成る金属流調節装置
内に導入される。か）る堰跡３４には冷却液通路３６が
設けられ、そして当業界において周知の方法により水の
ごとき冷却液の供給源（図示Ｕず）に連結されている。
炉床１２と同様に、堰跡３４も溶融合金の流れを容易に
するための堰跡リップ３８を具備することができる。
するための堰跡リップ３８を具備することができる。
運転に際しては、冷却液通路３６内に冷Ｎｌ液を循環さ
せながら、炉床１２から溶融金属流３２として供給され
た溶融合金を堰跡３４が受容する。か）る溶融合金が堰
鉢３４の冷却された壁に接触すると、溶融合金の一部分
が凝固することによって炉床外殻３４と同様な堰跡外殻
４０が形成される。か）るＩ１ｇ鉢外殻４０は、同様に
、堰跡の壁と堰跡外殻の形成後に堰跡内に維持された余
分の溶融合金との間の障壁または緩衝層として動くこと
になる。堰跡内に存在する余分の溶融合金を溶融状態に
維持するため、図示のごとくにたとえばプラズマ１〜−
ヂ４２ｈ１ら成る二次プラズマ熱源が必要となることし
ある。
せながら、炉床１２から溶融金属流３２として供給され
た溶融合金を堰跡３４が受容する。か）る溶融合金が堰
鉢３４の冷却された壁に接触すると、溶融合金の一部分
が凝固することによって炉床外殻３４と同様な堰跡外殻
４０が形成される。か）るＩ１ｇ鉢外殻４０は、同様に
、堰跡の壁と堰跡外殻の形成後に堰跡内に維持された余
分の溶融合金との間の障壁または緩衝層として動くこと
になる。堰跡内に存在する余分の溶融合金を溶融状態に
維持するため、図示のごとくにたとえばプラズマ１〜−
ヂ４２ｈ１ら成る二次プラズマ熱源が必要となることし
ある。
運転に際しては、再凝固ににる堰跡外殻４０の形成後に
おいて堰跡３４内に残存する余分の溶融合金に向けて二
次プラズマ熱８４２が作動される。最後に、溶融合金流
４４は堰跡３４から粉末金属製造器４６内に流れ込む。
おいて堰跡３４内に残存する余分の溶融合金に向けて二
次プラズマ熱８４２が作動される。最後に、溶融合金流
４４は堰跡３４から粉末金属製造器４６内に流れ込む。
か）る粉末金属製造器は、当業界にＪ３いく周知である
各種形式の装置、たとえば粉末金属製ｊ告用の噴霧型よ
ノ〔はその他の砕解型装置宵て゛あり得る。
各種形式の装置、たとえば粉末金属製ｊ告用の噴霧型よ
ノ〔はその他の砕解型装置宵て゛あり得る。
図面中に略示されているのはガス噴霧型の装置ｉ／７−
（ある。この装置は溶融金属人１］５０をイＩＪる冷Ｉ
ＪＩ ’Ｆ’＋４８を含んでいて、溶融金属人口ｉ）０
の周囲ｔこはそれを通って冷ム１］塔４８に入る溶融合
金？／１ｔ４４中にｊ／ルゴン、窒素、ヘリウムなどの
こ゛とぎ１１員６カスを唱Ｉ・ｌりるための鳴霧ガス噴
用手段５２が配置行され（いる。
（ある。この装置は溶融金属人１］５０をイＩＪる冷Ｉ
ＪＩ ’Ｆ’＋４８を含んでいて、溶融金属人口ｉ）０
の周囲ｔこはそれを通って冷ム１］塔４８に入る溶融合
金？／１ｔ４４中にｊ／ルゴン、窒素、ヘリウムなどの
こ゛とぎ１１員６カスを唱Ｉ・ｌりるための鳴霧ガス噴
用手段５２が配置行され（いる。
か）る噴霧ガスは１１１１圧ガス諒（図示Ｕず）から１
（７管５４を通して供給される。こうしＣ溶融合金流中
に尋人された噴霧ガスは、溶融合金流を小さな粒子に分
散させる。か）る粒子は凝固しＣ冷ＪＪＩ塔４８の底に
落下し、そして粉末金属収集器５６内に蓄＋＋’＋する
。図面中に示されるごとく、か）る粉末金属製造器と共
に排気装置５８を設置すれば好都合である。一般的に言
えば、排気装置５８はたとえば当業界にｄ３いて周知で
あるサイクロン型の集兜器６０を含んでいる。
（７管５４を通して供給される。こうしＣ溶融合金流中
に尋人された噴霧ガスは、溶融合金流を小さな粒子に分
散させる。か）る粒子は凝固しＣ冷ＪＪＩ塔４８の底に
落下し、そして粉末金属収集器５６内に蓄＋＋’＋する
。図面中に示されるごとく、か）る粉末金属製造器と共
に排気装置５８を設置すれば好都合である。一般的に言
えば、排気装置５８はたとえば当業界にｄ３いて周知で
あるサイクロン型の集兜器６０を含んでいる。
融解室１０内には、所望ならば、たとえば炉床リップ３
０および堰鉢リップ３８の一方または両方に向ｃノで配
置された補助熱源を使用Ｊることｂできる。
０および堰鉢リップ３８の一方または両方に向ｃノで配
置された補助熱源を使用Ｊることｂできる。
そうすれば、溶融合金流３２および４４を所望の溶融状
態または過熱状態で注出することが容易どなる。
態または過熱状態で注出することが容易どなる。
本発明の改良された８１１解室または金属４Ａわ１融解
手段の評価の一例を述べれば、０．０６ （重量）％の
Ｃ１１３（重用）％のＣｒ、８（重１＝ｉｊ ）％のＧ
１３．５（重用）％の冷、３．５（重量）％のＣｂ、０
．０５ （ｍ Ｍ！ ）％のＺｒ、２．５（ｉｆｊ２）
％のＴ２．３．５（重量）％の／Ｖ、０．（１１（重用
）％のＢ１３．５（重用）％のＷ Ｊ５よび残部のＮＬ
と付随不純物とから成る公称組成を右しかっルネ（Ｒｅ
ｎｃ）９５として市販されているニッケル基超合金を使
用した。この評価例では、−次プラズマ熱源２０を構成
する３個のプラズマ１ヘヂを水冷された銅製融解用炉床
１２に集中させた。また、図面中に示されるごとく、二
次プラズマ熱線４２を構成りる追）ノ１１のブ。
手段の評価の一例を述べれば、０．０６ （重量）％の
Ｃ１１３（重用）％のＣｒ、８（重１＝ｉｊ ）％のＧ
１３．５（重用）％の冷、３．５（重量）％のＣｂ、０
．０５ （ｍ Ｍ！ ）％のＺｒ、２．５（ｉｆｊ２）
％のＴ２．３．５（重量）％の／Ｖ、０．（１１（重用
）％のＢ１３．５（重用）％のＷ Ｊ５よび残部のＮＬ
と付随不純物とから成る公称組成を右しかっルネ（Ｒｅ
ｎｃ）９５として市販されているニッケル基超合金を使
用した。この評価例では、−次プラズマ熱源２０を構成
する３個のプラズマ１ヘヂを水冷された銅製融解用炉床
１２に集中させた。また、図面中に示されるごとく、二
次プラズマ熱線４２を構成りる追）ノ１１のブ。
ラズマ１ヘーヂを水冷された銅製の江出用畷鉢３４に集
中させた。なｄ３、炉床１２内（のｆ、ｊ！！解）こ関
Ｊる別の評価例においては、３個より少＞、ｇい故の１
ラスマトーチも使用しｌ〔。−次プラスマだ１源を（（
へ成りる炉床加熱用のプラズマト−ヂは乃−いに直交り
６３つの方向に治って移動可能である一７’Ｊ、丁−次
−ｌラズマ熱諒を構成する服飾加熱用のプラズマ１ヘ−
チは鉛直方向および一水平方向に冶っ（移動Ｉ′ｉＪ
ｆｉｉｉであった。装置の側面およびブラズ−／１・−
ヂの支持体は断熱材によって保護されていｉ＝ 、、数
回の評価試験の結果、液冷された炉床と可動式Ｃ（’ｙ
＞つ（もよいプラズマ１ヘとを４７１川し、イし−（史
にＩ’Ｒｅ！’に応じ金属流調節装置としＣの堰跡を絹
合わｌ！（使用りれば、欠陥部位としＣ作用りることの
あるセラミック不純物を実質的に増加させることなく合
金粉末を製造するために役ｘ’ｔつ改良された金属材料
融解手段の得られることが判明した。
中させた。なｄ３、炉床１２内（のｆ、ｊ！！解）こ関
Ｊる別の評価例においては、３個より少＞、ｇい故の１
ラスマトーチも使用しｌ〔。−次プラスマだ１源を（（
へ成りる炉床加熱用のプラズマト−ヂは乃−いに直交り
６３つの方向に治って移動可能である一７’Ｊ、丁−次
−ｌラズマ熱諒を構成する服飾加熱用のプラズマ１ヘ−
チは鉛直方向および一水平方向に冶っ（移動Ｉ′ｉＪ
ｆｉｉｉであった。装置の側面およびブラズ−／１・−
ヂの支持体は断熱材によって保護されていｉ＝ 、、数
回の評価試験の結果、液冷された炉床と可動式Ｃ（’ｙ
＞つ（もよいプラズマ１ヘとを４７１川し、イし−（史
にＩ’Ｒｅ！’に応じ金属流調節装置としＣの堰跡を絹
合わｌ！（使用りれば、欠陥部位としＣ作用りることの
あるセラミック不純物を実質的に増加させることなく合
金粉末を製造するために役ｘ’ｔつ改良された金属材料
融解手段の得られることが判明した。
本発明装置の使用により、特にＦｅ、Ｃｏ、ＮＬ−Ｔ＋
またはそれらの組合せを基材とする耐熱合金または超合
金から成る合金粉末の改良された製造方法が得られる。
またはそれらの組合せを基材とする耐熱合金または超合
金から成る合金粉末の改良された製造方法が得られる。
この方法は、欠陥をもたらすセラミック不純物の増加が
実質的に回避されることを特徴とする。
実質的に回避されることを特徴とする。
以上、特定の実施の態様に関連して本発明をｄ１明しｌ
ζ。とは言え、前記特許請求の範囲にＪ：つて規定され
た本発明の範囲から逸脱Ｊることなしに様々な改変や変
更が可能であることは当業者にとって容易に理解されよ
う。
ζ。とは言え、前記特許請求の範囲にＪ：つて規定され
た本発明の範囲から逸脱Ｊることなしに様々な改変や変
更が可能であることは当業者にとって容易に理解されよ
う。
図面は、改良された融解室および粉末金属製造器を含む
本発明装置の一態様を示１部分断面略図Ｃ゛ある。 図中、１０は融Ｆｌ？室、１２は炉床、１３は炉床の壁
、１４は冷却液通路、１６はカス入口、１８はカス出］
」、２０は一次プラズマ熱源、２２は金属拐料、２４は
炉床外殻、２６はピボット、３０は炉床リップ、３２は
溶融合金流、３４は堰跡、３６は冷却液通路、３８は堰
跡リップ、４０は堰跡外殻、４２は二次プラズマ熱源、
４４は溶融合金流、４６は粉末金属製造器、４８は冷却
塔、５０は溶８ｇ！金属人１」、５２は噴霧ガメ１）ズ
°１用手段、５０は粉末金属収集器、５８は排気装置、
そして６０は集塵器を表わず。 特許出願人
本発明装置の一態様を示１部分断面略図Ｃ゛ある。 図中、１０は融Ｆｌ？室、１２は炉床、１３は炉床の壁
、１４は冷却液通路、１６はカス入口、１８はカス出］
」、２０は一次プラズマ熱源、２２は金属拐料、２４は
炉床外殻、２６はピボット、３０は炉床リップ、３２は
溶融合金流、３４は堰跡、３６は冷却液通路、３８は堰
跡リップ、４０は堰跡外殻、４２は二次プラズマ熱源、
４４は溶融合金流、４６は粉末金属製造器、４８は冷却
塔、５０は溶８ｇ！金属人１」、５２は噴霧ガメ１）ズ
°１用手段、５０は粉末金属収集器、５８は排気装置、
そして６０は集塵器を表わず。 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（Ａ＞合金組成を規定する金属材料を融解用の炉床
内に配置し、（Ｂ）プラズマ熱源を用いて前記炉床内の
前記金属材料を融解して溶融合金を生成させると同時に
前記溶融合金と前記炉床との間には再凝固金属材料から
成る炉床外殻を形成し、次いで（Ｃ）前記溶融合金を前
記炉床から粉末金属製造器内に導入づる諸工程から成る
ことを特徴とする合金粉末の製造方法。 ２、（Ａ）液冷された壁を有する１１！解用炉床を用意
し、（Ｂ）合金組成を規定する金属材料を前記炉床内に
配置し、（Ｃ）前記炉床内の前記金属材料に向けてプラ
ズマ熱源を動作させて前記金属月利を融解づ−る一方、
前記炉床の壁に隣接しＩＣ溶融金属材料を再凝固させる
のに十分な冷却液を前記炉床の壁の中に供給することに
Ｊ：り前記炉床の内部に前記金属材料の一部分から成る
炉床外殻を冷却壁に沿って形成すると同時に、前記炉床
外殻内に存在する余分の溶融合金を溶＋ａ合金溜りとし
て維持し、次いで（Ｄ＞前記余分の溶融合金を前記炉床
から粉末金属製造器内に導入りる諸］−程から成ること
を特徴とする合金粉末の製造方法。 ３、前記プラズマ熱源で前記金属４Δ石の表面全域を＋
Ｔｒ射づることによって実質的に一様な熱が前記金属月
利に供給される特許請求の範囲第２ＩＱ記載の方法。 ４、前記余分の溶融合金が金属流」１節”Ａ ｉＭ（を
介して前記粉末金属製造器内に導入される特ム′１請求
の範囲第２項記載の方法。 ５、液冷された収鉢が前記金属流調１Ｉｉｉ装置として
使用される前項記載の方ｄ１において、前記余分の溶融
合金を前記炉床から前記収鉢内に札ぎ込む一方、前記収
鉢の壁に隣接しＩｃ前記余分の溶ｔ、４１；合金を再凝
固ざゼるのに十分な冷７ＪＩ ｄシを前記服飾の壁の中
に供給することにより前記収鉢の内部に前記余分の溶融
合金の一部分から成る収鉢外殻を形成し、次いで余分の
溶融合金を前記収鉢がら前記粉末金属製造器内に注ぎ込
む工程を含／υでイｊる特許請求の範囲第４項記載の方
法。 ６、前記堰跡内の余分の溶融合金に向（）て二次プラズ
マ熱源を動作させる特許請求の範囲第５１負記載の方法
。 ７、前記二次プラズマ熱源で前記堰跡内の余分の溶融合
金の表面全域を掃射覆ることにＪ：って実質的に一様な
熱が前記余分の溶融合金に供給される特許請求の範囲第
６項記載の方法。 ８、溶融合金から粉末を生成する手段を含む合金粉末製
造装置において、（ａ ）合金組成を規定覆る金屈月わ
１を収容しかつ前記金属月別をＦＡｌ解し′ＣｍＣｍ前
状態金を生成り′るための液冷されＩｃ炉床、（ｂ）前
記炉床に向けて配置されかつ前記金属月別を融解して溶
融合金を生成するプラズマ熱源、および（Ｃ）前記溶融
合金を粉末金属製造器内に導入するための手段を組合わ
ｌＩＣ成ることを特徴とする合金粉末製造装置。 ９、運転中、前記炉床内の前記金属月別の表面を掃射す
ることによって実質的に一様な熱を前記金属月別に供給
りる前記プラズマ熱？ｌ≦１を配置しＩＣ特許請求の範
囲第３ ＪＪ”（記載の装置。 １０、前記炉床内において生成されＩこ溶）、１！合金
を受容しかつ前記溶融合金の少なくと６一部分を溶融合
金から粉末を生成り−るための前記手段内に導入する液
冷された堰跡を配置した持ｏ′Ｉ請求の範囲第８項記載
の装置。 １１、前記収鉢に向（）て配置されかつ１）０記堰鉢内
の溶融合金を溶融状態に相持Ｊる二次ゾラズン熱源を含
む特許請求の範囲第１０１ｉ’１記戎の装置１゜
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US50725583A | 1983-06-23 | 1983-06-23 | |
| US507255 | 2000-02-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046305A true JPS6046305A (ja) | 1985-03-13 |
| JPH059482B2 JPH059482B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=24017883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59127674A Granted JPS6046305A (ja) | 1983-06-23 | 1984-06-22 | 合金粉末の製造方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046305A (ja) |
| CA (1) | CA1233307A (ja) |
| DE (1) | DE3421488A1 (ja) |
| FR (1) | FR2548937B1 (ja) |
| GB (1) | GB2142046B (ja) |
| IT (1) | IT1176287B (ja) |
| SE (1) | SE8403301L (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015120981A (ja) * | 2007-03-30 | 2015-07-02 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | ワイヤ放電イオンプラズマ電子エミッタを含む溶解炉 |
| US10232434B2 (en) | 2000-11-15 | 2019-03-19 | Ati Properties Llc | Refining and casting apparatus and method |
Families Citing this family (13)
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|---|---|---|---|---|
| DE3737130C2 (de) * | 1987-11-02 | 1996-01-18 | Gerking Lueder Dr Ing | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Feinstpulver |
| FR2629573B1 (fr) * | 1988-04-05 | 1991-01-04 | Aubert & Duval Acieries | Tete de fusion continue pour metaux ou alliages |
| US4999051A (en) * | 1989-09-27 | 1991-03-12 | Crucible Materials Corporation | System and method for atomizing a titanium-based material |
| US5084091A (en) * | 1989-11-09 | 1992-01-28 | Crucible Materials Corporation | Method for producing titanium particles |
| GB9000818D0 (en) * | 1990-01-15 | 1990-03-14 | Davy Mckee Sheffield | Tundish |
| DE4011392B4 (de) * | 1990-04-09 | 2004-04-15 | Ald Vacuum Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines Gießstrahls |
| US5272718A (en) * | 1990-04-09 | 1993-12-21 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and apparatus for forming a stream of molten material |
| DE4102101C2 (de) * | 1991-01-25 | 2003-12-18 | Ald Vacuum Techn Ag | Einrichtung zum Herstellen von Pulvern aus Metallen |
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| US5176874A (en) * | 1991-11-05 | 1993-01-05 | General Electric Company | Controlled process for the production of a spray of atomized metal droplets |
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| US5198017A (en) * | 1992-02-11 | 1993-03-30 | General Electric Company | Apparatus and process for controlling the flow of a metal stream |
| CN104209526B (zh) * | 2014-08-26 | 2016-09-28 | 苏州智研新材料科技有限公司 | 一种微细球形钛合金粉体的制备方法 |
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Family Cites Families (9)
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| FR2084646A5 (ja) * | 1970-03-14 | 1971-12-17 | Leybold Heraeus Verwaltung | |
| FR2098951A5 (en) * | 1970-07-31 | 1972-03-10 | Anvar | Spheroidal granules of refractory material prodn - by two-stage pulverization of molten raw material |
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| JPS6224481B2 (ja) * | 1974-12-18 | 1987-05-28 | Intaanashonaru Nitsukeru Co Inc Za | |
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| FR2365633A1 (fr) * | 1976-09-24 | 1978-04-21 | Gagneraud Francis | Dispositif permettant le traitement regulier et a grand debit de laitiers metallurgiques et autres matieres generales en fusion |
| DE3235182A1 (de) * | 1982-09-23 | 1984-03-29 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von keramikfreien metallpulvern |
-
1984
- 1984-05-22 GB GB08413002A patent/GB2142046B/en not_active Expired
- 1984-06-08 CA CA000456271A patent/CA1233307A/en not_active Expired
- 1984-06-08 IT IT21301/84A patent/IT1176287B/it active
- 1984-06-08 DE DE19843421488 patent/DE3421488A1/de not_active Withdrawn
- 1984-06-15 FR FR8409365A patent/FR2548937B1/fr not_active Expired
- 1984-06-20 SE SE8403301A patent/SE8403301L/xx unknown
- 1984-06-22 JP JP59127674A patent/JPS6046305A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| IT1176287B (it) | 1987-08-18 |
| IT8421301A1 (it) | 1985-12-08 |
| GB8413002D0 (en) | 1984-06-27 |
| IT8421301A0 (it) | 1984-06-08 |
| CA1233307A (en) | 1988-03-01 |
| SE8403301D0 (sv) | 1984-06-20 |
| FR2548937A1 (fr) | 1985-01-18 |
| FR2548937B1 (fr) | 1988-04-29 |
| JPH059482B2 (ja) | 1993-02-05 |
| SE8403301L (sv) | 1984-12-24 |
| GB2142046B (en) | 1987-01-07 |
| GB2142046A (en) | 1985-01-09 |
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