JP2732304B2 - Manufacturing method of composite material by spray deposit method - Google Patents
Manufacturing method of composite material by spray deposit methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スプレイ・デポジット法による複合材から
なる半成品金属の製造方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a semi-finished metal composed of a composite material by a spray deposit method.
一般に、半成品金属（プリフォーム）の製造は、タン
ディッシュのノズルから流下させた溶融金属へ高圧ガス
を吹付けて溶湯を霧化し、これを捕集器（コレクター）
へ堆積させて凝固状の半成品金属を得る方法であって、
所謂スプレイ・デポジット法として知られている。Generally, in the production of semi-finished products (preforms), high-pressure gas is blown from a nozzle of a tundish onto the molten metal to atomize the molten metal, which is then collected (collector).
To obtain a solidified semi-finished metal by depositing
This is known as the so-called spray deposit method.
このスプレイ・デポジット法は、タンディッシュのノ
ズルから流下させた溶融金属へ不活性ガスを吹付けて溶
湯を剪断して霧化し、金属粉末を製造する所謂アトマイ
ズ法とは異なり、液状で相互に溶融不可能な金属も混合
物にすることができる（特公昭56−12220号公報参
照）。This spray-deposit method is different from the so-called atomizing method in which an inert gas is blown from a nozzle of a tundish onto a molten metal and the molten metal is sheared and atomized to produce a metal powder. Impossible metals can also be mixed (see JP-B-56-12220).
従来、かかるスプレイ・デポジット法に用いられる捕
集器は、例えば、ニッケル−クロム−モリブデン鋼や、
クロム−モリブデン−バナジュム鋼で作られ、捕集器と
半成品金属とは分離可能となっている（特公昭54−2998
5号公報参照）。また、スプレイ・デポジット法によっ
て複合材からなる半成品金属を製造するには、捕集器へ
溶融金属を噴霧堆積させる際に、異なる溶融金属の混合
時間を長くして、異種の金属層を形成することにより複
合材を製造する方法をとっている（特公昭56−12220号
公報第６欄参照）。Conventionally, the collector used in the spray deposit method is, for example, nickel-chromium-molybdenum steel,
Made of chromium-molybdenum-vanadium steel, the collector and semi-finished metal can be separated (Japanese Patent Publication No. 54-2998).
No. 5). Also, in order to manufacture a semi-finished metal composed of a composite material by the spray deposit method, when spraying and depositing the molten metal on the collector, the mixing time of different molten metals is lengthened to form a heterogeneous metal layer. Thus, a method for producing a composite material is adopted (see column 6 of JP-B-56-12220).
しかしながら、かかる複合材の半成品金属の製造方法
では、均等厚さの層を形成しようとすれば、歩留まりが
悪く、しかも２種のタンディッシュやノズルなどを用意
しなければならないとともに、また、捕集部を複合材の
構成の一つとするには捕集部近傍にポロシティ層が発生
するため、捕集部と堆積金属の接合が難しい、等の問題
がある。However, in such a method for producing a semi-finished metal of a composite material, in order to form a layer having a uniform thickness, the yield is low, and two types of tundishes and nozzles have to be prepared. In order to form the part as one of the structures of the composite material, there is a problem that a porosity layer is generated in the vicinity of the collecting part, so that it is difficult to join the collecting part and the deposited metal.
そこで本発明は、かかる問題点を解消するために創作
されたもので、その要旨とするところは、タンディッシ
ュからノズルを介して流下させた溶融金属へ、低温で且
つ高圧の不活性ガスを吹付けて霧化し、これを捕集器へ
堆積させて凝固状のプリフォームを得るスプレイ・デポ
ジット法において、前記捕集器を、両端部内側のダム部
と、このダム部間に跨がり且つその外周面を覆う捕集部
とにより構成し、この捕集部に霧化された溶融金属を堆
積させてプリフォームを形成した後、前記ダム部間に溶
融金属を注入し、この注入した溶融金属により前記捕集
部を溶解させて複合材を形成することを特徴とするスプ
レイ・デポジット法による複合材の製造方法にある。Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and the gist of the present invention is to blow a low-temperature and high-pressure inert gas from a tundish onto a molten metal flowing down through a nozzle. In the spray-deposit method of obtaining a solidified preform by depositing and atomizing this on a collector, the collector is provided with a dam portion inside both ends and a straddle between the dam portion and the dam portion. A collecting portion covering the outer peripheral surface, and after forming the preform by depositing the atomized molten metal on the collecting portion, the molten metal is injected between the dam portions, and the injected molten metal is formed. And dissolving the collecting portion to form a composite material. 2. A method for producing a composite material by a spray-deposit method.
本発明の構成を作用とともに、添付図面に示された実
施例により詳細に述べる。The structure of the present invention together with the operation will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
第１図は本発明の実施例の全体図、第２図はプリフォ
ームを形成した要部断面図、第３図は第２図のものに更
に内殻層を成形した要部断面図である。1 is an overall view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in which a preform is formed, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part in which an inner shell layer is further formed on that of FIG. .
本実施例は、スプレイ・デポジット法により、例えば
薄肉鋼管を捕集部の中殻すなわち、捕集部として、その
外周に融点が約1450℃のSUS304ステンレス溶鋼等のプリ
フォーム層を形成し、かつ、その内周に例えば、鋳込み
温度1600℃前後のニッケル−クロム−モリブデン鋼等他
の高強度材の溶融金属層を形成した厚肉円筒状の複合材
を製造するのに好適な例である。In the present embodiment, for example, a thin-walled steel pipe is formed as a middle shell of the collecting portion by the spray deposit method, that is, as a collecting portion, a preform layer such as SUS304 stainless steel molten steel having a melting point of about 1450 ° C is formed on the outer periphery thereof, This is an example suitable for manufacturing a thick-walled cylindrical composite material in which a molten metal layer of another high-strength material such as nickel-chromium-molybdenum steel at a casting temperature of about 1600 ° C. is formed on the inner periphery thereof.
これらの図において、１はチャンバーで、略ホッパ状
に構成され、その底部に、図示しない排気ガス通路が設
けられている。このチャンバー１の上方にはタンディッ
シュ２が設けられ、溶融金属2aが貯有されている。この
溶融金属2aはノズル３を介して流下するようになってい
る。In these figures, reference numeral 1 denotes a chamber, which is formed in a substantially hopper shape, and an exhaust gas passage (not shown) is provided at the bottom thereof. Above the chamber 1, a tundish 2 is provided, and a molten metal 2a is stored. The molten metal 2a flows down through the nozzle 3.
また、チャンバー１内には、霧化された溶融金属2aが
堆積しても溶解されない捕集器５が設けられている。こ
の捕集器５は、間隔を置いて配置した環状のダム5a,5a
と、これらのダム5aの間に跨がり、かつ、その外周面を
覆う捕集部5bとにより構成されている。この捕集器５は
そのダム5aの一方に固定した駆動軸４によって回転され
るとともに軸方向に往復動されるようになっている。Further, in the chamber 1, there is provided a collector 5 which is not melted even when the atomized molten metal 2a is deposited. This collector 5 is composed of annular dams 5a, 5a arranged at intervals.
And a collecting portion 5b that straddles between these dams 5a and covers the outer peripheral surface thereof. The collector 5 is rotated by a drive shaft 4 fixed to one of the dams 5a and reciprocates in the axial direction.
また、前記ダム5aの他方には溶融金属8aを流し込むた
めのシュート７が設けられており、溶融金属8aがトリベ
８からこのシュート７を介して、前記ダム5a間に供給さ
れる。A chute 7 for pouring the molten metal 8a is provided at the other end of the dam 5a. The molten metal 8a is supplied from the tribe 8 via the chute 7 between the dams 5a.
前記捕集器５のダム5aはこの溶融金属8aに接触しても
溶損しない十分な耐熱性を備えた材料（例えば、耐火材
や耐熱金属材料）で形成されている。The dam 5a of the collector 5 is made of a material having sufficient heat resistance (for example, a refractory material or a heat-resistant metal material) so as not to be damaged by contact with the molten metal 8a.
また、捕集部5bは、薄肉状の管体で構成されており、
前述の霧化された溶融金属2aが堆積しても溶解する材料
（例えば、鋼やアルミ材或いは薄肉の鋼管）で形成され
ている。The collection unit 5b is formed of a thin tube,
It is formed of a material (for example, steel, aluminum, or a thin steel pipe) that melts even when the atomized molten metal 2a is deposited.
更に、捕集器５の捕集部5bの外周には形成されたプリ
フォーム９の下面外周を回転可能に支持するホルダー10
が設けられている。Further, a holder 10 for rotatably supporting the outer periphery of the lower surface of the preform 9 formed on the outer periphery of the collecting portion 5b of the collector 5.
Is provided.
なお、前記ノズル３と捕集器５との間には図示しない
アトマイザーが介在され、このアトマイザーから低温で
且つ高圧の不活性ガスを噴出するようにしてタンディッ
シュ２から流下する溶融金属2aを霧化するようになって
いる。An atomizer (not shown) is interposed between the nozzle 3 and the collector 5, and the molten metal 2a flowing down from the tundish 2 is sprayed from the atomizer so that a low-temperature and high-pressure inert gas is ejected from the atomizer. It is becoming.
次に、本実施例の作用を述べれば、駆動軸４に捕集器
５を連結し、セットする。次いで、この捕集器５を駆動
軸４によって回転するとともに、軸方向に往復させる。
そこで、タンディッシュ２から溶融金属2aを流下させ不
活性ガスによって霧化させると、そのデポジットは捕集
器5bの外周に次々と堆積されて円筒状のプリフォーム９
が形成される（第２図参照）。Next, the operation of this embodiment will be described. The collector 5 is connected to the drive shaft 4 and set. Next, the collector 5 is rotated by the drive shaft 4 and reciprocated in the axial direction.
Then, when the molten metal 2a flows down from the tundish 2 and is atomized by an inert gas, the deposits are successively deposited on the outer periphery of the collector 5b to form a cylindrical preform 9.
Is formed (see FIG. 2).
次いで、この円筒状のプリフォーム９の下面外周をホ
ルダー10により支持するとともに、駆動軸４で回転させ
ながら高強度材の溶融金属8aをシュート７を介してダム
5a間に注入して内殻層11を形成する。この時、ダム5aが
堰を構成し、溶融金属8aが両端より流出するのを阻止す
る。また、この溶融金属8aの温度は、捕集部5bの溶解温
度よりも高く、プリフォーム９の内周も若干溶解する温
度にしている。したがって、プリフォーム９と捕集部5b
との境界にできたポロシティ３も溶解させる。勿論、こ
のときダム5aは溶損しないだけの耐熱性を有する材料に
している。したがって、プリフォーム９を回転しながら
シュート７から溶融金属8aを注入することとなるので、
遠心鋳造と同様に緻密な内殻層11が形成される（第３図
参照）。Next, the outer periphery of the lower surface of the cylindrical preform 9 is supported by the holder 10, and the molten metal 8 a of the high-strength material is damped through the chute 7 while being rotated by the drive shaft 4.
The inner shell layer 11 is formed by being injected between 5a. At this time, the dam 5a forms a weir and prevents the molten metal 8a from flowing out from both ends. The temperature of the molten metal 8a is higher than the melting temperature of the collecting part 5b, and is set to a temperature at which the inner periphery of the preform 9 is slightly melted. Therefore, the preform 9 and the collection unit 5b
The porosity 3 formed at the boundary with is also dissolved. Of course, at this time, the dam 5a is made of a material having heat resistance enough not to melt. Therefore, since the molten metal 8a is injected from the chute 7 while rotating the preform 9,
As in the case of centrifugal casting, a dense inner shell layer 11 is formed (see FIG. 3).
本発明によれば、捕集器上に霧化して堆積させたプリ
フォームと、その内側に注入した溶融金属とにより複合
材を形成するので、スプレイ・デポジット法単独による
場合に比較して溶融金属の歩留まりが向上するとともに
作業能率も向上できる。しかも、スプレイ・デポジット
法単独による場合、初期の堆積物は溶着が十分でなかっ
たり緻密性に欠けたりするので、切削により削除しなけ
ればならない場合があるが、本発明によれば、初期堆積
物は捕集部とともに溶融金属により溶解されるので完全
一体化しした複合材が得られる。According to the present invention, since a composite material is formed by the preform atomized and deposited on the collector and the molten metal injected into the inside thereof, the molten metal is formed in comparison with the case where only the spray deposit method is used. And the work efficiency can be improved. In addition, when the spray deposit method is used alone, the initial deposit is insufficiently welded or lacks in denseness, and therefore, may need to be removed by cutting, but according to the present invention, the initial deposit is Is melted by the molten metal together with the collecting part, so that a completely integrated composite material can be obtained.
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の全体図、第２図はプリフォー
ムを形成した要部断面図、第３図は第２図のものに更に
内殻層を成形した要部断面図である。 ２……タンディッシュ、３……ノズル、５……捕集器、
5a……ダム、5b……捕集部、９……プリフォーム。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in which a preform is formed, and FIG. FIG. 2 ... tundish, 3 ... nozzle, 5 ... collector,
5a: Dam, 5b: Collection unit, 9: Preform.
Claims (1)
せた溶融金属へ、低温で且つ高圧の不活性ガスを吹付け
て霧化し、これを捕集器へ堆積させて凝固状のプリフォ
ームを得るスプレイ・デポジット法において、 前記捕集器を、両端部内側のダム部と、このダム部間に
跨がり且つその外周面を覆う捕集部とにより構成し、こ
の捕集部に霧化された溶融金属を堆積させてプリフォー
ムを形成した後、前記ダム部間に溶融金属を注入し、こ
の注入した溶融金属により前記捕集部を溶解させて複合
材を形成することを特徴とするスプレイ・デポジット法
による複合材の製造方法。1. A low-temperature and high-pressure inert gas is sprayed onto a molten metal flowing down from a tundish via a nozzle to atomize the molten metal and deposited on a collector to obtain a solidified preform. In the spray-deposit method, the collector is constituted by a dam portion inside both ends and a collecting portion that straddles the dam portion and covers the outer peripheral surface thereof, and is atomized in the collecting portion. After forming a preform by depositing molten metal, a molten metal is injected between the dam portions, and the collector is melted by the injected molten metal to form a composite material. A method for producing a composite material by a deposit method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20929889A JP2732304B2 (en) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | Manufacturing method of composite material by spray deposit method |
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| JP20929889A JP2732304B2 (en) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | Manufacturing method of composite material by spray deposit method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371968A JPH0371968A (en) | 1991-03-27 |
| JP2732304B2 true JP2732304B2 (en) | 1998-03-30 |
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Family Applications (1)
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-
1989
- 1989-08-10 JP JP20929889A patent/JP2732304B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0371968A (en) | 1991-03-27 |
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