JPS6076293A - 複雑に形成された壁を有する部品の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 Ｘ発明は結材上に薄壁層を被着することによる複雑己こ
形成された壁を有する部品の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

層の被着方法として、例えば塗布法、吹き（＝Ｊけ法、
スリップ（泥漿）成形法１火炎又はプラズマ溶射法など
の方法によって金属層を基材上に被着することが知−ら
れている。現在の技ｊホｊの水準てば基材と金属層間の
良好な結合を保証するため及び／又は安定した金属層を
形成するために″、層を中間の厚みに形成することが必
要である。薄壁の複雑に形成された安定な部品は節類な
手段によ−、では作ることはてきないといって良い。

〔発明が解決しよっとする間尚点］ そこで本発明が解決しようとする問題点ば簡単な３１′
一段で薄壁部品を作ることかできる、上記技（・Ｆｉの
複雑に形成された璧を有する部品の製造方法を提供する
ことにある。

Ｃ問題点を解決づ−るための手段〕 上記の問題点を解決すべく研究の結果、１１（材として
複数の型を設け、且つ線型を部品の壁を形成する少なく
とも一つの薄い金属またはセラミックの層によって少な
くとも部分的に被覆し、次いで前記複数の型を外側のお
おい内に、作製される部品内の中空部が横になるように
配列し、前記おおいを気密に冨封し、前記おおい内を排
気し、排気した状態で圧縮サイクルを施し、次いで前記
おおい及び型を少なくとも部分的に化学的又は機械的に
除去するごとにより複雑に形成された壁を有する部品を
製ｓすることを見いだし、かかる知見にもとついて本発
明を完成したものである。

Ｒ１１も、不発明の要旨は基材上にノーを被着するごと
により複雑に形成された壁を有する部品を製造する方ン
去において、）占材として複数の型を設け、且つ核型を
部品の壁を形成する少なくとも一つの薄いぢ２屈労たは
セラミックの層によって少なくとも部分的に被覆し、次
いで、前記複数の型を外側の８おい円に、作製される部
品内の中空部か横になるように配列し、前記おおいを気
密に密封し、前記おおい内を排気し、排気した状態で圧
縮サイクルをｈ伍し、次いで前記おおい及び型を少なく
とも部分的に化学的又は様＋に的に除去することを特徴
とする複雑に形成された壁を有する部品の製造方法であ
る。壁の裂けが生しるときは、型は被閉されないか又は
層が再び除去される。

薄壁の層は電機化学的に又は塗布法、吹きイマＪり法、
スリップ成形法によってＦｊｊ　Ｍ層として、又は火炎
又はプラスマ溶射によって熔滴層として４：１ｊＬＪす
ることができる。

特に後の圧１ｉ！ｉされた所望の部品壁の約半分のｊｒ
さの層で型を被）Ｖするとき、２つの相互に隣接する型
かコーティングされて、圧３ｉ？の後、所望のＸ、ｆ厚
が得られる。

好ましい方法は種々の化学的及び機械曲性・１土を有す
るいくつかの層を型上に被着させることを特徴とするも
のである。特に定常及び／又は非定常のρ移によって種
々の材料からなる層を型上に破着させるのが良い。例え
はニソケルヘース合金の層を三層重ねることができる。

その場合、笥１の層は特に耐腐蝕性の層であり、第２の
層は特に［ｊｊ高熱性の層であり、第３の層は特に耐腐
蝕１−’Ｌ　ＯＪ屑である。それ故、所望の部品のこの
ような壁は外（ｊｌ、ｌｌば１１す箔１蝕性を有し、内
部は耐高熱性を有し、特に熱交換器の管の形成に通して
いる。

粕に圧４ｍサイクルの前に例えばガラス又は薄板金属の
カプセルからなるおおい内の後の部品に厚い壁厚を形成
すべき個所に少な（とも一つの所望の壁利料からなる塊
状物又は粉末を挿入する。この伺゛料は圧キ（６ザイク
ル中に他の層伺第４と均質に結合し、その結果、薄い檗
ｊソのみならず比較的厚い璧ｊ！、！：も形成される。

型は合目的的に次のような特・件をイアする。

Ｉｉ＋Ｉち、型已ま圧縮温度において延性を有し、全て
の熱間ブレス錨２度翅域においてカスを出さないか又は
流体を分、可しないものであり、圧締／１１．に皮下の
強度は層材料の強度に適合しており、Ｅつ 圧縮後、除くことができるように壁材￥４と異なるもの
てなけれ１．まソサらない。

型は作製される部品の後の中空部の体積には＼相当する
大きさに形成する。特に部品の後の中空部の体積と同じ
体積の型が予め作られるが、その場合、予め作られた型
の形状は部品の中空部の形状からゆとりを持ったもので
ある。型の延性により圧縮サイクルのとき、型の形状の
変径かおごり得る。

原則的に本発明の方法に従っておおいと型は圧縮サイク
ル後に除去されるか、おおいと型は最終製品中に完全に
又は部分的にそのまま残されでも良い。

次に図面を参照しなから本発明につき詳細に説明する。

第１圓は直交流熱交換器の形態で示す不発明の方法によ
り作られる部品の前体の斜視図、第２メｊは第１図示の
前体の部分斜視図、第３図は第１　＋’、；１示の前体
の＋！イＪ加の前体部分と共に示ずく、・↓視Ｌ＜ｉ−
第４図は的体の別の実施態様の部分斜視図、第５図は第
４圓示の前体の拡大図、第６図は第：３図と同様に示す
第４図示の前体の斜視図である。

直交流熱交換器はその最終配置で層状に設けられた平行
に配置された複数の薄壁管の層を付しており、第１図示
の直交流熱交換器の前体１１の々１１＜隣接する雀゛層
の管は相互に直交する方向に走っている。

第１図示の如く個々の管が配列される前に管は本発明に
従ってｌ′ｉ１１処理される。第２図示の如く断面が熱
交換器の管の内側の中空部のＷ１面には＼相当する、例
えば鉄製の円ｕｊ状の棒を型１として用いる。円荊状棒
の周辺にはプラズマ溶射によってニッケルヘース合金層
２，３か被覆せしめられる。

第１層は高１１・１腐蝕性の材；１′４層で、第２層は
高耐熱性の本１￥−トｊ凶である。

第２図示の如く被覆せしめられた棒は本質的に正六面体
又は直方体に層状に底板４上に直交配置で配列せしめら
れる。４木のニソヶルヘース台金装の四角棒６は後の熱
交換器の隅部を形成し、個々の管に必要なフレームを提
供している。最上の職・層上に蓋４反５７１１配置され
ている。底イ反４．四角俸６．及び蓋板５は相互に固定
されている。四角棒６の管の型１が配列さてとない部分
には相当の大きさとｊ！λさの壬辰７かＩ中入される。

上記のＦＩｉｊ休１１体第３ｖ示の如くおおい内に固定
して挿入され、前体１１上に短管１０付きの蓋９か上に
イ」けられる。底板４．四角棒６．積層された型１、蓋
板５．及び板７は形状安定したおおい８内に交互に挿入
され、相互に配置せしめられる。次いでおおい８が気密
に密封される。おおい８の内部は短管１０を介して真空
装置へ接続することによって排気され、排気された状態
で前体１１には熱間プレスサイクルか施される。即ちお
おい８か熱間アイソスタチックプレスされる。そのとき
、積層された棒と支持材料間のすべての中空部は閉しら
れ、ずべての但：々の部品の結合がなされる。圧３１′
ｕ後、以前の円忙ｊ上棒の前面が露出され、型１カ・取
りはずされる。それにより薄い４１に壁の直交流シノー
交換器か得られる。

第４図ないし第６し１は他の直交流熱交換器の製造例を
示す。ここに示すものはランナノ１−状１１ｉ　ｉｆ＋
ｉの分離した管を有する。

板状の型１がコア祠を形成し、例えは後のランセット管
の半分の形状のみぞ１２を有する鉄板のめぞ上どこ倒え
ばプラズマ溶射によって層か形成され、溝の縁迄被覆さ
れる。そしてニッケルヘース合金よりなる三重の層２，
３．２が積層せしめられる。

二つの外（ｊＪの層はにＭ４扁蝕性のものであり、中間
の層は耐高熱性のものである。この層は型ｌを形成する
仮の縁１３にも被着せしめられる。

この型１を形成する仮は適当なおおい８例えばＳｔ　３
７よりなる金属薄板カプセル内に挿入される。

この型１を形成する板は２枚の板のみぞか対向するよう
に自装置される。めそ１２内にコーティングさ４、てい
ないコア材よりなる予め成形されたラン七ノド棒１４か
挿入されるか、又は二つの重なっ１こみぞにより形成さ
れる断面よりも多少（例えは５％）小さい断面のコーチ
インクされていない型材よりなる円筒状棒１５か挿入さ
れる。この円１ルｊ状棒の利用は該円筒状シネの材料が
型１を形成する板の材料よりも１にか小さい耐熱性を有
するとき有利である。

挿入するランセット俸１４又は円筒状イス目５は型１を
形成する仮よりも例えはＱｌＮｍ突出する。この９ｆｆ
域に構造材料、例えばニッケルヘースの材料よりなる、
前記板と同様な断面積を有する細長物１６か挿入される
。積み重ねられた板の上下には同様な構造材料よりなる
蓋か設けられる。カプセルに短管１０を存する蓋９が溶
接され、第１の実施例の如きカプセル又はおおいか気密
に密封され、排気され、次いて熱間アイソスタチックプ
レスしくしる。

プレスの後、おおい８と型１は化学的に１ｔｉｉ去さ７
Ｌ、部品か完成する。

本発明の方法によって直交流熱交換器のめならず、任意
の薄壁のザンドイノチ構造物１例えばファン羽根又は湾
曲した面周の構造物を作ることができる。本発明の方法
によって、金属製わく内に例えはセラミックによって耐
摩耗性層又はＩＪＪｉ熱層を作ることかできる。

〔作　用〕

而して本発明において、型１は金属またはセラミックの
層を形成する基材としての役ｉ＝１を果たすものである
。

次に本発明において、金属またはセラミックの層を形成
後、圧縮サイクルを施すごとにより、複雑に形成された
薄轄を有する部品を形成することができる。

〔実施例１〕 ｉＵｆ血形成形状交換器の管の内側の中寛部の断面形状
にほぼ相当する鉄製の円筒状の棒を型としてその周面に
ステンレススチール又は超合金よりなる第１層を設け、
次いでその上にＧｌａｓｓａｌｌｏｙ　Ｘ（：Ｎｉ　８
０　Ｃｒ　３０　）”又は超合金よりなる第２層を設け
た。

以上のようにして周面を被覆した接散の型を一平面内に
平マラピ己り１」シｆこ蝮故の管ルｊを各管層て交互に
配列方間か直交するように植層して全体で正六面体又は
直方体になるように底板上に配列し、且つ最上の管層上
に蓋板を配置し、史に４′Ｔ−のニソケルヘース合金剋
四角棒を縦方向の４隅部に配置しｆコ。又、四〃ｊ俸間
の型の端部か配列されていない如域に相当の大きさと厚
さの複数の仮を挿入して前体を形成しグこ。以上のよう
にして形成した前体をカラス又は金属シートよりなる容
器内に気密に包装し、容器内を真空にし、熱間アイソス
タチックプレスして成形後型を除去して、本発明の製品
を得た。

〔実施例２〕 合金粉末又はＦｅグループの金属（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ　
）例えはゝ’　Ｕｄｉｓｎｅｔ　７００　”又はｍ１ｌ
ｄ　５ｔｅｅｌよりなる第４図示のような半ランセット
管状のみそを有する板状の型のみそ部分に合金シート又
は超合狛又はメタルセラミックよりなる第１層、その上
にＳａｃ　＋　５ｔ３Ｎ４＋　ＳＥＡ　ｎ　ＯＮ　＋　
ガラスセラミックよりなる第２層、史にその上に第１層
と同材質の第３層をプラズマ溶射法により各層０７０５
〜０　、５　＋＋ＩＮ厚に順次積層した。

以上のように前処理した型をみそ部分か向いあうように
、且つみそ間の空間部に鉄製コアを両◇ニー。

部が型よりつき出るように配置して二枚の型を合わせた
ものを複数重ね、史に前記型と同し断１ｍ形状の細長物
１６をコアの端部を挟むように設け、又最下部と最上部
に底板と蓋板をそボＬそれ配置して前体を形成し、以後
、第１実施例と同様に、但し、５００−１５００℃、　
５００−２５００バールのもとで熱間アイソスタチンク
プレスして成形後型を除去して、本発明の製品を得た。

５発明の効果〕 以−５、詳記した通り、大発明の方法によれば、イ復維
に形成されたγ２ソ壁を存する部品を簡ψに製造するこ
とかできる。

４、図面のＦ！ｊＴ　ｊＢ　７；Ｃ説明第１図は直交流
）（−交換器の形態で示す大発明の方法乙こより作られ
る部品の前体の斜視図、第２図は第１図示の前体の部分
斜視図、第３しくは第１Ｉメ］示の前体の附加の１１；
Ｊ体官１３分と共に示す斜視図、第４図は１１；１体の
別の実施態様の部分斜視昆１、第５区Ｊは第４図示のｉ
４′１７休の拡大図、第６図は第３し１と同様に示す第
４１２１示の＋？ｉ＋体の斜視１図である。

１・・・・・・型、２，３・・・・・・、°！ＩＩい金
ｂ（又はセラミ、りの層、２０・・・・・部品、８・・
・・ｑ辺ｊい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基材状に層を被着ずることにより複雑に形成さ着
   ，た壁を有ずる部品を製造する方法において、基材とし
   て複数の型１を設り、且つ該型ｌを部品２０の壁を形成
   する少なくとも一つの薄い金属またはセラミノクの層２
   ，３によって少なくともΔ１；分的６こ扱菫し、次いで
   、前記複数の型１を外’！ｔｌ＋のおおい８内に作製さ
   れる部品２０内の中空部か横になるように配列し、前記
   オチい８を気密に’ｆｌ　’ｊＪ　シ、前記おおい８内
   を排気し、排気しｆこ状態で圧縮サイクルを施し、次い
   で前記おおＧ）８及ひ型１を少なくとも部分的に化学的
   又は機械的に除去ずるごとを特徴とする複雑に形成さ４
   た璧を脊ずる部品の製造方法。 （２）後の圧縮ざれた所望の部品壁のほ＼半分の厚さの
   層２，３Ｃこまって型１を被覆することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の複雑に形成された壁を有する
   部品の製造方法。 （３）椋々の化学的及ひ機械的特性を有するいくつかの
   層２，３を型１上に被着させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１狽又は第２項記載の複雑に形成された壁を
   有する部品の製造方法。 （４）定常及び／又は非定常の遷移によって種々の材料
   からなるＪｉ　２　、　３を型１上Ｑこ被着させること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記戦の複雑に形成さ
   れた壁を有する部品の製造方法。 （５）圧縮サイクルの前におおい８内の坐１相互間の後
   の部品２０ａこＪ≠′い壁厚を形成すべき個所に少なく
   とも一つの所望の壁材料の塊状物又は粉末を挿入ずるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項，第２項，第３項
   ，又は第４世記ｉｉ１の揉卸に形成された壁を有する部
   品の製造方法。 （６）圧縮温度において延性の、カスを出さない又は流
   体を分離しない材料により型１を形成ず会ことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項．第２項．第３項，第４項．
   又は第５項記載の複雑に形成された壁を有する部品の製
   造方法。 （７１１９２，３のｊｒ−Ａ利の強度には＼相当する材
   料により型１を形成することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、又は第６
   項記載の複雑に形成された壁を有する部品の製造方法。 （８）型１か作製さ乙る部品２０の後の中空部にたいた
   い相当することを特徴とする特許請求の範囲第１ｊ９．
   第２項、第３狽、第４項、第５項、第６項、又は第７狽
   記載の複雑に形成された壁を存する部品の製造方法。 （９）作製される部品２０の後の中空部の体積には＼相
   当する大きさに型１を形成し、型１の形状を部品２０の
   中空部の形状からゆとりを持たせることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記■＆の複雑に形成され１こ壁を有
   する部品の製造方法。