JP2862927B2 - 金属のアトマイズ化 - Google Patents
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- 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
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば溶融金属又は合金の流れなど液体金
属流をガスアトマイズする装置に関する。
属流をガスアトマイズする装置に関する。
液体金属の流れをアトマイズ化し、噴射して沈積する
ことは、例えば英国特許第1,262,471号、第1,379,261
号、第1,472,939号から良く知られてる。しかし、沈積
面上での金属の広がり沈積を制御することは常に問題で
あった。
ことは、例えば英国特許第1,262,471号、第1,379,261
号、第1,472,939号から良く知られてる。しかし、沈積
面上での金属の広がり沈積を制御することは常に問題で
あった。
ガスアトマイズされた金属の沈積層の広がり分布の制
御を改善する１つの提案は、英国特許第1,455,862号に
示され、ここではアトマイズされる粒子のスプレイを、
アトマイズするため第１次のガスジェットの組と、二組
の第二次ジェットとを使って振動することが提案され、
二次ジェットは、アトマイズされる金属のスプレイに振
動を与えるため速やかに断続される。
御を改善する１つの提案は、英国特許第1,455,862号に
示され、ここではアトマイズされる粒子のスプレイを、
アトマイズするため第１次のガスジェットの組と、二組
の第二次ジェットとを使って振動することが提案され、
二次ジェットは、アトマイズされる金属のスプレイに振
動を与えるため速やかに断続される。
代りの提案は、欧州特許公報第0127303A号に示され、
ここではスプレイをアトマイズ及び振動する両機能を達
成するため別々のガスジェットが断続される。しかし、
これら両方法は制御が困難であることが見出だされてい
る。第１の提案では、二次ジェットの使用は沈積する金
属を過度に冷却することになり、続いて到着する粒子が
既に沈積した金属と正しく合体しないことを意味する。
第２の方法ではスプレイの型と特性（例えば温度）が、
別々のジェットが断続する時に変化し、これが一様な沈
積と固化の条件を確保することを極めて困難にする。従
って溶融金属又は合金のアトマイズされた液体流により
制御され正確な運動を与えるための改善された装置が欧
州特許公報第225080号に提案され、この装置は軸線上で
現実のアトマイズ装置を傾けることを意味し、それによ
りアトマイズされたガス流領域は同じく維持されるが、
アトマイズ装置を前後に傾けることにより前後に動かさ
れる。しかし、このような装置ではより制御された沈積
ができるが、機械的に前後に傾けることに固有の慣性問
題が起り得る。
ここではスプレイをアトマイズ及び振動する両機能を達
成するため別々のガスジェットが断続される。しかし、
これら両方法は制御が困難であることが見出だされてい
る。第１の提案では、二次ジェットの使用は沈積する金
属を過度に冷却することになり、続いて到着する粒子が
既に沈積した金属と正しく合体しないことを意味する。
第２の方法ではスプレイの型と特性（例えば温度）が、
別々のジェットが断続する時に変化し、これが一様な沈
積と固化の条件を確保することを極めて困難にする。従
って溶融金属又は合金のアトマイズされた液体流により
制御され正確な運動を与えるための改善された装置が欧
州特許公報第225080号に提案され、この装置は軸線上で
現実のアトマイズ装置を傾けることを意味し、それによ
りアトマイズされたガス流領域は同じく維持されるが、
アトマイズ装置を前後に傾けることにより前後に動かさ
れる。しかし、このような装置ではより制御された沈積
ができるが、機械的に前後に傾けることに固有の慣性問
題が起り得る。
従って、本発明の目的は改善されたアトマイズ装置と
アトマイズする方法とを得ることである。
アトマイズする方法とを得ることである。
本発明により液体金属流をガスアトマイズする装置が
得られ、該装置は、 液体金属流が注がれる開口を形成するアトマイズ装置
と、 液体金属流の軸線に関して非対称であり、液体金属流
を小滴のスプレイにアトマイズするアトマイズガス流領
域を形成するアトマイズする装置と、 液体金属流に関する非対称ガス流領域の位置関係を変
える装置とを有し、それによりガス流領域の非対称性が
スプレイに運動を与え、一方アトマイズするガス流領域
の全体的形状がほぼ一定に維持されるものである。
得られ、該装置は、 液体金属流が注がれる開口を形成するアトマイズ装置
と、 液体金属流の軸線に関して非対称であり、液体金属流
を小滴のスプレイにアトマイズするアトマイズガス流領
域を形成するアトマイズする装置と、 液体金属流に関する非対称ガス流領域の位置関係を変
える装置とを有し、それによりガス流領域の非対称性が
スプレイに運動を与え、一方アトマイズするガス流領域
の全体的形状がほぼ一定に維持されるものである。
本発明は又、スプレイを揺動させながら溶融金属のア
トマイズを行う方法を提供するものであり、該方法は、
溶融金属又は合金などの液体金属流をアトマイズ装置を
経て進める工程と、液体金属流に関し非対称のアトマイ
ズガス流領域を形成するようアトマイズガスを適用する
ことにより流れを小滴にアトマイズする工程と、アトマ
イズする間に、液体金属流に関するガス流領域の非対称
関係を変える工程とを有し、それにより、アトマイズガ
ス流領域を全体形状をほぼ一定に維持しながら、前記非
対称ガス流領域がスプレイに揺動運動を与えつつ溶融金
属のアトマイズを行うようにするものである。
トマイズを行う方法を提供するものであり、該方法は、
溶融金属又は合金などの液体金属流をアトマイズ装置を
経て進める工程と、液体金属流に関し非対称のアトマイ
ズガス流領域を形成するようアトマイズガスを適用する
ことにより流れを小滴にアトマイズする工程と、アトマ
イズする間に、液体金属流に関するガス流領域の非対称
関係を変える工程とを有し、それにより、アトマイズガ
ス流領域を全体形状をほぼ一定に維持しながら、前記非
対称ガス流領域がスプレイに揺動運動を与えつつ溶融金
属のアトマイズを行うようにするものである。
本発明の改善された方法は、スプレイを動かすためガ
スジェットを断続することを必要としない。その代わり
に、スプレイが溶融金属の排出開口に近接した位置にあ
るにもかかわらず、アトマイズ噴射そのものを移動さ
せ、さらに必要あればアトマイズ装置全体を傾動させる
ことにより、スプレイの揺動運動を行うことができるよ
うに創案されている。このことは既存の方法と比べて次
の特定の利点を持っている。
スジェットを断続することを必要としない。その代わり
に、スプレイが溶融金属の排出開口に近接した位置にあ
るにもかかわらず、アトマイズ噴射そのものを移動さ
せ、さらに必要あればアトマイズ装置全体を傾動させる
ことにより、スプレイの揺動運動を行うことができるよ
うに創案されている。このことは既存の方法と比べて次
の特定の利点を持っている。
（ａ）概して、アトマイズ状態は、ガスジェットが断続
されないためにより不変に保つことができる。
されないためにより不変に保つことができる。
（ｂ）与えられる運動はなるべく流れのまわりでの回転
又は傾斜振動がよく、それには、スプレイはアトマイズ
装置に備えたロータの回動方向を変化させ、かつ必要あ
ればアトマイズ装置を傾斜することにより極めて容易に
動かすことができる。
又は傾斜振動がよく、それには、スプレイはアトマイズ
装置に備えたロータの回動方向を変化させ、かつ必要あ
ればアトマイズ装置を傾斜することにより極めて容易に
動かすことができる。
（ｃ）運動の割合は、ロータの速度により必要ならば、
アトマイズ装置の傾斜により容易に変えることができ
る。
アトマイズ装置の傾斜により容易に変えることができ
る。
（ｄ）沈積の間、どんな瞬間でもスプレイ軸線の軌跡の
運動速度を容易に変えることができる。
運動速度を容易に変えることができる。
（ｅ）アルミニウム合金、鋳鉄、錫、及び亜鉛合金など
合金によっては、比較的小さい拡がり角のスプレイ円錐
を作る傾向があり、従って、飛翔中の粒子の冷却が抑制
される。沈積面において、噴霧流が比較的大きい広がり
を有するときは、沈積温度が過度に高くなる。本発明に
よりガス流域に対応する運動を起させるようアトマイズ
装置を回転又は傾斜振動させることにより、スプレイを
拡げることは、この場合より一様なより冷たい沈積条件
を生ずることができる。その結果沈積割合を増すことが
できる。
合金によっては、比較的小さい拡がり角のスプレイ円錐
を作る傾向があり、従って、飛翔中の粒子の冷却が抑制
される。沈積面において、噴霧流が比較的大きい広がり
を有するときは、沈積温度が過度に高くなる。本発明に
よりガス流域に対応する運動を起させるようアトマイズ
装置を回転又は傾斜振動させることにより、スプレイを
拡げることは、この場合より一様なより冷たい沈積条件
を生ずることができる。その結果沈積割合を増すことが
できる。
（ｆ）スプレイの主軸線は広い範囲の予め決められた通
路、例えば円形、楕円形通路に従うように作ることがで
きる。このことは、スプレイの通路が直線に沿って前後
にだけある従来の傾斜方法に対比される。従ってスプレ
イの運動をより以上に制御し、作動時の適応性を増加す
る。
路、例えば円形、楕円形通路に従うように作ることがで
きる。このことは、スプレイの通路が直線に沿って前後
にだけある従来の傾斜方法に対比される。従ってスプレ
イの運動をより以上に制御し、作動時の適応性を増加す
る。
（ｇ）沈積割合は、金属が沈積する面積が増すために
（即ち製品に関しスプレイの寸法が増す）増すことがで
きる。このことは、金属がより速やかに冷却しより高い
割合で注入することができるから達成される。
（即ち製品に関しスプレイの寸法が増す）増すことがで
きる。このことは、金属がより速やかに冷却しより高い
割合で注入することができるから達成される。
（ｈ）被覆の品質は、微小構造と孔の分布がより一様に
なるため改善される。
なるため改善される。
従って、本発明の装置と方法は、今までに達成できな
かったアトマイズ装置とスプレイの運動とに高度の制御
を与えている。このことにより、スプレイ軸線の軌跡を
作られる被覆の形状に適するよう又は沈積面上のスプレ
イの沈積条件及び又はスプレイの形状を制御するよう変
えることができる。
かったアトマイズ装置とスプレイの運動とに高度の制御
を与えている。このことにより、スプレイ軸線の軌跡を
作られる被覆の形状に適するよう又は沈積面上のスプレ
イの沈積条件及び又はスプレイの形状を制御するよう変
えることができる。
本発明方法の一態様では、液体金属流は溶融金属又は
合金であり、スプレイはスプレイを通して連続して動く
被被覆物体上に向けられ、スプレイは運動方向に横方向
に被被覆物体の幅を横切って被覆の厚さを一様にするよ
う動かされ、ガス流領域の非対称性により運動方向の横
方向に拡げられ、それにより帯材、被覆帯材、板又は被
覆板のほか、管、棒などの複雑形状を有する被覆製品の
製造が可能となる。
合金であり、スプレイはスプレイを通して連続して動く
被被覆物体上に向けられ、スプレイは運動方向に横方向
に被被覆物体の幅を横切って被覆の厚さを一様にするよ
う動かされ、ガス流領域の非対称性により運動方向の横
方向に拡げられ、それにより帯材、被覆帯材、板又は被
覆板のほか、管、棒などの複雑形状を有する被覆製品の
製造が可能となる。
図１は最近の従来技術のアトマイズ装置の側方断面図
である。
である。
図2a、2b、2cは図１の装置を使ったチューブ、棒の被
覆の形成の斜視図でスプレイの広がり流れの輪郭はチュ
ーブに適用されるものを示す図である。
覆の形成の斜視図でスプレイの広がり流れの輪郭はチュ
ーブに適用されるものを示す図である。
図3a、3b、3cは図１による従来技術のアトマイズ装置
を使った時の帯の形成の側面図、図3aの線Ａ−Ａにおけ
る断面図及びスプレイ広がり流れの輪郭を示す図であ
る。
を使った時の帯の形成の側面図、図3aの線Ａ−Ａにおけ
る断面図及びスプレイ広がり流れの輪郭を示す図であ
る。
図４は本発明によるアトマイズ装置の第１実施例の断
面図である。
面図である。
図５は本発明によるアトマイズ装置の第２実施例の断
面図である。
面図である。
図６は本発明のによるアトマイズ装置の第３実施例の
断面図である。
断面図である。
図7a、7bは本発明により達成のできるスプレイ輪郭の
例を示す図である。
例を示す図である。
図8a、8b、8cは本発明の装置を使ったチューブ及び棒
被覆の形成を図2a、2bのものと比較して示す斜視図で、
スプレイ広がり流れの輪郭はチューブに適用されるもの
を示す図である。
被覆の形成を図2a、2bのものと比較して示す斜視図で、
スプレイ広がり流れの輪郭はチューブに適用されるもの
を示す図である。
図9a、9b、9cは夫々、図3aと比較した帯の基部の側面
図、矢印Ｂの方向の側面図、スプレイの広がり流れの輪
郭を示す図である。
図、矢印Ｂの方向の側面図、スプレイの広がり流れの輪
郭を示す図である。
図10a、10bは夫々図１の傾斜式アトマイズ装置を使っ
た時と、傾斜を組入れて本発明の回転式装置とを使った
時との帯の形成のためのスプレイの広がり流れの輪郭を
示す図である。
た時と、傾斜を組入れて本発明の回転式装置とを使った
時との帯の形成のためのスプレイの広がり流れの輪郭を
示す図である。
最も近い従来技術を示す図１では、アトマイズ装置10
はハウジング11を有し、大皿13のノズル開口12の下に置
かれる。アトマイズ装置10はアトマイズガスジェット開
口15を持つ充満室14を有する。アトマイズ装置10は中心
開口16を持つほぼ環状形であり、開口を通して大皿13か
らの液体金属流17が通るよう置かれる。アトマイズ装置
はハウジング11内に直径方向に相対する支持体18,19に
より支持され、支持体はアトマイズ装置10から外方に突
出し、大皿13の底部から十分遠くに置かれ、アトマイズ
装置が傾斜運動をし得るような寸法の中心開口16を持っ
ている。この傾斜運動が達成できるように、支持体18,1
9はハウジング11内で夫々ベアリング20,21の中に装架さ
れる。一方の支持体18は又アトマイズガスを充満室14に
供給するための管22として働く。
はハウジング11を有し、大皿13のノズル開口12の下に置
かれる。アトマイズ装置10はアトマイズガスジェット開
口15を持つ充満室14を有する。アトマイズ装置10は中心
開口16を持つほぼ環状形であり、開口を通して大皿13か
らの液体金属流17が通るよう置かれる。アトマイズ装置
はハウジング11内に直径方向に相対する支持体18,19に
より支持され、支持体はアトマイズ装置10から外方に突
出し、大皿13の底部から十分遠くに置かれ、アトマイズ
装置が傾斜運動をし得るような寸法の中心開口16を持っ
ている。この傾斜運動が達成できるように、支持体18,1
9はハウジング11内で夫々ベアリング20,21の中に装架さ
れる。一方の支持体18は又アトマイズガスを充満室14に
供給するための管22として働く。
アトマイズ装置10の運動は、回転カムと、カム輪郭
（図示せず）に向けて保持されたカム従動体とからなる
機械装置により行われる。カム従動体はこれに回動結合
され、板30上の回動結合体29まで延びる結合腕27を持っ
ている。板30は自由に動くことができ、回動結合体29か
ら偏った所で支持体19に固定される。
（図示せず）に向けて保持されたカム従動体とからなる
機械装置により行われる。カム従動体はこれに回動結合
され、板30上の回動結合体29まで延びる結合腕27を持っ
ている。板30は自由に動くことができ、回動結合体29か
ら偏った所で支持体19に固定される。
従って、回転カムの運動はカム従動体結合腕27と板30
とを経てアトマイズ装置10の運動に転換されることが理
解される。カム輪郭は予め決められた運動の角度と、ア
トマイズ装置の運動速度を制御するカムの回転速度とを
画定するよう設計される。アトマイズ装置の前後傾斜運
動は、この装置10がこれと共にアトマイズガスジェット
開口15を担持しているから、スプレイ31に対応する走査
運動を与える。この装置のさらに詳細は上記欧州特許公
開第225080号から得ることができる。
とを経てアトマイズ装置10の運動に転換されることが理
解される。カム輪郭は予め決められた運動の角度と、ア
トマイズ装置の運動速度を制御するカムの回転速度とを
画定するよう設計される。アトマイズ装置の前後傾斜運
動は、この装置10がこれと共にアトマイズガスジェット
開口15を担持しているから、スプレイ31に対応する走査
運動を与える。この装置のさらに詳細は上記欧州特許公
開第225080号から得ることができる。
図１の装置を使って形成された製品の例のために図2
a、2b、2cを参照することができる。これら図面でスプ
レイ31は沈積面を、チューブ33（図2a）の形成では矢印
32の軸線方向に、又は棒被覆34ではその端部のまわりで
走査するよう示され、棒はチューブと同様に矢印35の方
向に回転し、且つ図2bに示すよう矢印36の方向に軸線方
向に動かされる。
a、2b、2cを参照することができる。これら図面でスプ
レイ31は沈積面を、チューブ33（図2a）の形成では矢印
32の軸線方向に、又は棒被覆34ではその端部のまわりで
走査するよう示され、棒はチューブと同様に矢印35の方
向に回転し、且つ図2bに示すよう矢印36の方向に軸線方
向に動かされる。
スプレイがこれら図面に示すよう棒端を横切り、又は
回転チューブに沿って走査される時、面上のスプレイ軸
線37の軌跡は前後方向の直線通路に従う、従ってスプレ
イの走査振動数が十分に高く生じた回転当りの層が実際
に一様であることを確実にすることが絶対必要である。
例えば、チューブの形成に関して図2cに示すように、ス
プレイ軸線の軌跡のまわりに形成されるスプレイ輪郭38
は、各回転毎に一様な沈積を与えるよう重なり合わねば
ならない。しかし、例えばチューブの形成では、沈積体
の必要直径が増大する時、走査振動数と回転速度との比
は増大し、これが傾斜アトマイズ装置の固有の慣性のた
めに機械的設計の問題に連なる。
回転チューブに沿って走査される時、面上のスプレイ軸
線37の軌跡は前後方向の直線通路に従う、従ってスプレ
イの走査振動数が十分に高く生じた回転当りの層が実際
に一様であることを確実にすることが絶対必要である。
例えば、チューブの形成に関して図2cに示すように、ス
プレイ軸線の軌跡のまわりに形成されるスプレイ輪郭38
は、各回転毎に一様な沈積を与えるよう重なり合わねば
ならない。しかし、例えばチューブの形成では、沈積体
の必要直径が増大する時、走査振動数と回転速度との比
は増大し、これが傾斜アトマイズ装置の固有の慣性のた
めに機械的設計の問題に連なる。
図3aでは、矢印62の方向に動く基板61上に形成される
帯又は板60が示されている。しかし、最大のスプレイ密
度を達成して一方、結果として過度に高温な沈積を生ず
るという欠点のないスプレイの最大スプレイ広がり流れ
輪郭に適応するため（スプレイ輪郭64に関して線63で示
す）矢印67で示すよう運動方向に横方向にアトマイズス
プレイ66が走査する場合でも断面を通して十分に一様な
沈積状態を持つ帯を作るため、２つ又はそれ以上のアト
マイズスプレイ66の２つ又はそれ以上の列を使うことが
必要である。
帯又は板60が示されている。しかし、最大のスプレイ密
度を達成して一方、結果として過度に高温な沈積を生ず
るという欠点のないスプレイの最大スプレイ広がり流れ
輪郭に適応するため（スプレイ輪郭64に関して線63で示
す）矢印67で示すよう運動方向に横方向にアトマイズス
プレイ66が走査する場合でも断面を通して十分に一様な
沈積状態を持つ帯を作るため、２つ又はそれ以上のアト
マイズスプレイ66の２つ又はそれ以上の列を使うことが
必要である。
図１の傾斜アトマイズ装置では、アトマイズ装置で生
ずるスプレイ円錐は常に維持され、アトマイズ装置の傾
斜はスプレイ円錐の前後運動を達成し、ガスジェットは
アトマイズのためだけに使われる。
ずるスプレイ円錐は常に維持され、アトマイズ装置の傾
斜はスプレイ円錐の前後運動を達成し、ガスジェットは
アトマイズのためだけに使われる。
本発明では、アトマイズ装置は傾斜することができる
が、スプレイの運動はこのような運動をせずに達成され
る。例えば図４では、溶融金属又は合金の液体金属流41
はアトマイズ装置支持枠体43にパイプ42を経て供給され
るガスでアトマイズされる。ガスはロータ45内の液体金
属流41のまわりに置かれたオリフィス44を経て流出し、
ロータは液体金属流41の軸線のまわりで動くことがで
き、且つ液体金属流のまわりで前後に回動して傾斜振動
を受けるよう又は液体金属流のまわりで完全に水平に回
動するよう置かれる。図面から分かるように、オリフィ
ス44の寸法は、非対称アトマイズガス領域を発生するた
め液体金属流のまわりの周辺位置によって異なる。ロー
タ45はベアリング46,47によりその位置に保持され、ガ
スの洩れは図示の適当なシール48,49によりロータ45と
アトマイズ装置支持枠体43との間で防がれる。オリフィ
ス44からでるガスジェットは、スプレイ50を形成するよ
う液体金属流41をアトマイズする。ロータ45は例えばス
パーギアーなど被駆動作動装置により液体金属流41のま
わりで動くことができる。ロータの水平回動時又は前後
回動による傾斜振動時に、アトマイズガス領域の全体の
非対称性は同じに維持されるが、その液体金属流に関す
る位置が変わるから、ガス流領域の異なる非対称位置ガ
スプレイ50に回転又は振動を与える。
が、スプレイの運動はこのような運動をせずに達成され
る。例えば図４では、溶融金属又は合金の液体金属流41
はアトマイズ装置支持枠体43にパイプ42を経て供給され
るガスでアトマイズされる。ガスはロータ45内の液体金
属流41のまわりに置かれたオリフィス44を経て流出し、
ロータは液体金属流41の軸線のまわりで動くことがで
き、且つ液体金属流のまわりで前後に回動して傾斜振動
を受けるよう又は液体金属流のまわりで完全に水平に回
動するよう置かれる。図面から分かるように、オリフィ
ス44の寸法は、非対称アトマイズガス領域を発生するた
め液体金属流のまわりの周辺位置によって異なる。ロー
タ45はベアリング46,47によりその位置に保持され、ガ
スの洩れは図示の適当なシール48,49によりロータ45と
アトマイズ装置支持枠体43との間で防がれる。オリフィ
ス44からでるガスジェットは、スプレイ50を形成するよ
う液体金属流41をアトマイズする。ロータ45は例えばス
パーギアーなど被駆動作動装置により液体金属流41のま
わりで動くことができる。ロータの水平回動時又は前後
回動による傾斜振動時に、アトマイズガス領域の全体の
非対称性は同じに維持されるが、その液体金属流に関す
る位置が変わるから、ガス流領域の異なる非対称位置ガ
スプレイ50に回転又は振動を与える。
図５ではロータ145を有する同様な装置が示され図４
のこれら同様な符号は対応する部品を示すため100代の
符号として使われている。しかし図５では、アトマイズ
装置の周辺のまわりのオリフィス144の寸法が、変わる
代りに符号152で示す出現するガスジェットの噴射角は
非対称スプレイ模様を作るため周辺のまわりで変化す
る。望むならば、図４と図５とを組合せること、即ちオ
リフィンス寸法と噴射角とを変えることは可能である。
のこれら同様な符号は対応する部品を示すため100代の
符号として使われている。しかし図５では、アトマイズ
装置の周辺のまわりのオリフィス144の寸法が、変わる
代りに符号152で示す出現するガスジェットの噴射角は
非対称スプレイ模様を作るため周辺のまわりで変化す
る。望むならば、図４と図５とを組合せること、即ちオ
リフィンス寸法と噴射角とを変えることは可能である。
図６の実施例では、非対称アトマイズガス領域は２つ
のロータにより作られ、ロータは互いに及びアトマイズ
装置支持枠体に関し回転することができる。図６でアト
マイズ装置支持枠体を通して進む溶融金属流241は、パ
イプ242を経てアトマイズ装置支持枠体243に供給される
アトマイズガスによりアトマイズされる。ガスは充満室
253内に受けられアトマイズオリフィス244を経てアトマ
イズ装置支持枠体243を出る。オリフィス244は２つの同
心ロータ254,255内で２つの円形列に置かれることをア
トマイズするため液体金属流で２つの円形列に置かれこ
れをアトマイズするため液体金属流241のまわりに分布
される。各ロータ254,255内のオリフィスの寸法は、非
対称アトマイズガス領域を発生するため液体流のまわり
の周辺位置によって異なる。しかし、２つのロータ254,
255を使うことにより、結果としてのスプレイ形状の制
御により融通性がある。
のロータにより作られ、ロータは互いに及びアトマイズ
装置支持枠体に関し回転することができる。図６でアト
マイズ装置支持枠体を通して進む溶融金属流241は、パ
イプ242を経てアトマイズ装置支持枠体243に供給される
アトマイズガスによりアトマイズされる。ガスは充満室
253内に受けられアトマイズオリフィス244を経てアトマ
イズ装置支持枠体243を出る。オリフィス244は２つの同
心ロータ254,255内で２つの円形列に置かれることをア
トマイズするため液体金属流で２つの円形列に置かれこ
れをアトマイズするため液体金属流241のまわりに分布
される。各ロータ254,255内のオリフィスの寸法は、非
対称アトマイズガス領域を発生するため液体流のまわり
の周辺位置によって異なる。しかし、２つのロータ254,
255を使うことにより、結果としてのスプレイ形状の制
御により融通性がある。
内側ロータ254はベアリング246,247によりその位置に
保持され、外側ロータ255はベアリング256,257により保
持される。ガスの洩れは適当なシール248,249,258によ
りロータ254,255とアトマイズ装置支持枠体243との間で
防がれる。オリフィス244から出るアトマイズガスジェ
ットは液体金属流をスプレイ250を形成するようにアト
マイズする。夫々のロータ254,255内のガスジェットの
列は液体金属流に関する１つのアトマイズ点又は、液体
金属流がスプレイに破砕されるアトマイズ領域259で焦
点が合わされる。ロータ254,255は夫々ベベルギアー26
0,261により動くことができる。２つのロータ254,255を
同期することにより、非対象ガス流領域はほぼ一定に保
つことができ、回転又は前後の傾斜振動は運動をスプレ
イに与え、一方これはガス流領域により決められる同じ
断面形に保持する。しかし、一方のロータと他方に関し
動かすことによりガス流領域の形状はさらに変えること
ができ、これが融通性を増加する。
保持され、外側ロータ255はベアリング256,257により保
持される。ガスの洩れは適当なシール248,249,258によ
りロータ254,255とアトマイズ装置支持枠体243との間で
防がれる。オリフィス244から出るアトマイズガスジェ
ットは液体金属流をスプレイ250を形成するようにアト
マイズする。夫々のロータ254,255内のガスジェットの
列は液体金属流に関する１つのアトマイズ点又は、液体
金属流がスプレイに破砕されるアトマイズ領域259で焦
点が合わされる。ロータ254,255は夫々ベベルギアー26
0,261により動くことができる。２つのロータ254,255を
同期することにより、非対象ガス流領域はほぼ一定に保
つことができ、回転又は前後の傾斜振動は運動をスプレ
イに与え、一方これはガス流領域により決められる同じ
断面形に保持する。しかし、一方のロータと他方に関し
動かすことによりガス流領域の形状はさらに変えること
ができ、これが融通性を増加する。
望むならば、液体金属流のまわりで回転及び又は前後
に傾斜振動するためロータを持つアトマイズ装置は図１
の傾斜配置に使うことができ、それによりアトマイズ装
置は同時に傾斜、回転し又は傾斜振動をする。
に傾斜振動するためロータを持つアトマイズ装置は図１
の傾斜配置に使うことができ、それによりアトマイズ装
置は同時に傾斜、回転し又は傾斜振動をする。
使用時に、図7a、7bを参照して、夫々のオリフィス4
4,144,244からでるアトマイズガスジェット300の模様
が、結果として円錐形ジェットであるように置かれて、
その軸線301が夫々のロータの回転軸線に関して小さい
角度で傾いていれば、スプレイ輪郭303は、ガス領域が
アトマイズ装置に関して非対称であっても円錐形ジェッ
ト軸線301のまわりで対称であり、特に液体金属流302の
主軸線はこの場合ロータ軸線と同一である。もしロータ
が液体金属流のまわりで前後に傾斜振動するならば、有
効スプレイ輪郭は図7aの底部に平面図304で示されるよ
うに修正される。
4,144,244からでるアトマイズガスジェット300の模様
が、結果として円錐形ジェットであるように置かれて、
その軸線301が夫々のロータの回転軸線に関して小さい
角度で傾いていれば、スプレイ輪郭303は、ガス領域が
アトマイズ装置に関して非対称であっても円錐形ジェッ
ト軸線301のまわりで対称であり、特に液体金属流302の
主軸線はこの場合ロータ軸線と同一である。もしロータ
が液体金属流のまわりで前後に傾斜振動するならば、有
効スプレイ輪郭は図7aの底部に平面図304で示されるよ
うに修正される。
図7bでは、ロータは有効スプレイ輪郭305を形成する
よう回転する。明らかに作られる実際のスプレイ輪郭
は、ガスジェットの模様と傾斜振動又は回転である夫々
のロータに加えられる速度輪郭との関数である。
よう回転する。明らかに作られる実際のスプレイ輪郭
は、ガスジェットの模様と傾斜振動又は回転である夫々
のロータに加えられる速度輪郭との関数である。
図8a、8b、8cでは、本発明の利点がチューブ400と棒4
01との被覆を形成することで示されている。両方の場合
夫々被覆を形成するため矢印402,403で示す回転運動と
軸線運動とがあり、その上矢印406で示すスプレイの走
査運動がある。図2a、2b、2cに示されるようなアトマイ
ズ装置を傾斜することによってだけ与えられるスプレイ
運動とは対照的にロータの追加の回転又は傾斜振動によ
り夫々図8a、8bに線404,405で示されるスプレイ軸線の
軌跡は拡げられ、（又は図8cにチューブの形成に関して
示されるように有効なより広いスプレイ輪郭407を持つ
ように）、このことによりスプレイの走査速度を減らす
ことができ、一方一様な被覆を与えるようそれでもなお
必要な重なりを達成することができる。走査速度が減少
する時、より多くの金属を、完成被覆の所望の特性上に
損失効果を持つことなく沈積することができる。
01との被覆を形成することで示されている。両方の場合
夫々被覆を形成するため矢印402,403で示す回転運動と
軸線運動とがあり、その上矢印406で示すスプレイの走
査運動がある。図2a、2b、2cに示されるようなアトマイ
ズ装置を傾斜することによってだけ与えられるスプレイ
運動とは対照的にロータの追加の回転又は傾斜振動によ
り夫々図8a、8bに線404,405で示されるスプレイ軸線の
軌跡は拡げられ、（又は図8cにチューブの形成に関して
示されるように有効なより広いスプレイ輪郭407を持つ
ように）、このことによりスプレイの走査速度を減らす
ことができ、一方一様な被覆を与えるようそれでもなお
必要な重なりを達成することができる。走査速度が減少
する時、より多くの金属を、完成被覆の所望の特性上に
損失効果を持つことなく沈積することができる。
図9a、9bでは帯又は板410の製作が図解して示されて
いる。図3a、3bの傾斜と異なり、ロータに回転又は傾斜
振動を加えることは、図9cのスプレイ輪郭411で示され
る一様性の広がりを生じ、従って、必要で製作割合を多
分増加する２つの極めて簡単化された工場に対して、必
要な傾斜式アトマイズ装置（412）は一例だけとなる。
もちろん図3a、9aには二列のアトマイズ装置が示されて
いるが、幅のせまい帯又は板が必要ならば、本発明では
今までは前後に置かれた２つのアトマイズ装置に対して
１つのアトマイズ装置だけで十分である。
いる。図3a、3bの傾斜と異なり、ロータに回転又は傾斜
振動を加えることは、図9cのスプレイ輪郭411で示され
る一様性の広がりを生じ、従って、必要で製作割合を多
分増加する２つの極めて簡単化された工場に対して、必
要な傾斜式アトマイズ装置（412）は一例だけとなる。
もちろん図3a、9aには二列のアトマイズ装置が示されて
いるが、幅のせまい帯又は板が必要ならば、本発明では
今までは前後に置かれた２つのアトマイズ装置に対して
１つのアトマイズ装置だけで十分である。
帯の形成で対比するスプレイ輪郭は図10a、10bに詳し
く示され、ここでは回転と傾斜との組合わせが説明され
ている。特に、アトマイズ装置を傾斜し回転を加えるこ
とによるスプレイの走査は、帯の製作においては、厚さ
の正しい一様性を得るため、スプレイを傾斜することに
より横に拡げ、回転により又長手方向に拡げることによ
り、利点を持っている。従って、図10aはアトマイズ装
置を前後に傾けることによってだけ達成するスプレイ輪
郭420を示しているのに、図10bはより大きい広がりのス
プレイ流れを得るため回転又は傾斜振動を加えられたス
プレイ輪郭421を示している。この結果、帯の厚さの全
体にわたってより一様な沈積条件を生じ、これが帯被覆
の下面、上面の孔の量を減少する（スプレイの縁の沈積
割合が低いことから生じる）。
く示され、ここでは回転と傾斜との組合わせが説明され
ている。特に、アトマイズ装置を傾斜し回転を加えるこ
とによるスプレイの走査は、帯の製作においては、厚さ
の正しい一様性を得るため、スプレイを傾斜することに
より横に拡げ、回転により又長手方向に拡げることによ
り、利点を持っている。従って、図10aはアトマイズ装
置を前後に傾けることによってだけ達成するスプレイ輪
郭420を示しているのに、図10bはより大きい広がりのス
プレイ流れを得るため回転又は傾斜振動を加えられたス
プレイ輪郭421を示している。この結果、帯の厚さの全
体にわたってより一様な沈積条件を生じ、これが帯被覆
の下面、上面の孔の量を減少する（スプレイの縁の沈積
割合が低いことから生じる）。
本発明では、沈積面がスプレイの下で移動する時沈積
割合の変化が少なく従って孔は減少する。
割合の変化が少なく従って孔は減少する。
本発明の回転方法は、チューブ、ビレット、クラッド
材の製作、特にビレット、大直径のチューブ製作に著し
い利点を持っている。この理由は、スプレイが大きい領
域をカバー、即ちより大きい足跡を持ち、従って、従来
の傾斜だけの方法と比べてチューブ又はビレット面を容
易に完全に被うからである。本発明は、ロータがアトマ
イズ装置の中心を通る溶融金属流の軸線と同軸に回動す
る場合について特に説明したけれども、アトマイズ装置
の回転軸線又はジェットの軸線は液体金属流の軸線と異
なっていてもよい。この配置では、孔は一様にでき、一
方ガス流領域、従ってスプレイの形状は液体金属流に非
対称である。その上、ジェットは円形に置く必要はな
く、例えばジェットは楕円形に置いて１つ、２つ又はそ
れ以上のロータがあってもよい。２つのロータの場合、
これらは同方向又は反対に回転してもよい（又は同方向
又は反対方向に傾斜振動する）。
材の製作、特にビレット、大直径のチューブ製作に著し
い利点を持っている。この理由は、スプレイが大きい領
域をカバー、即ちより大きい足跡を持ち、従って、従来
の傾斜だけの方法と比べてチューブ又はビレット面を容
易に完全に被うからである。本発明は、ロータがアトマ
イズ装置の中心を通る溶融金属流の軸線と同軸に回動す
る場合について特に説明したけれども、アトマイズ装置
の回転軸線又はジェットの軸線は液体金属流の軸線と異
なっていてもよい。この配置では、孔は一様にでき、一
方ガス流領域、従ってスプレイの形状は液体金属流に非
対称である。その上、ジェットは円形に置く必要はな
く、例えばジェットは楕円形に置いて１つ、２つ又はそ
れ以上のロータがあってもよい。２つのロータの場合、
これらは同方向又は反対に回転してもよい（又は同方向
又は反対方向に傾斜振動する）。
上記装置はガスアトマイズされる金属粉末の製作に使
うことができ、それによりスプレイの運動はアトマイズ
される粒子に改善された冷却を与えることができる。
うことができ、それによりスプレイの運動はアトマイズ
される粒子に改善された冷却を与えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−278951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−156206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 9/08 B22D 23/00
Claims (12)
- 【請求項１】噴霧されたアトマイズ流からの沈積により
物体上に形成する被覆の沈積条件を制御するようにして
溶融金属をガスアトマイズする装置において、 溶融金属流が排出される中心開口を有するアトマイズ装
置と、 該アトマイズ装置の中に形成されたアトマイズガス充満
室と、 前記アトマイズ装置を支え、かつ前記充満室をアトマイ
ズ用ガス源に連結する入口通路を有するアトマイズ装置
支持枠と、 前記アトマイズ装置内に設けられ、前記アトマイズ装置
支持枠に対接し、前記溶融金属流の回りを水平に回動す
るとともに前後に振動回動するロータと、 前記中心開口を経て排出される前記溶融金属流に向けて
アトマイズガスを噴射するために、前記溶融金属流の軸
線に対して予め定められた形状の非対称アトマイズガス
流領域を形成するように予め相互に定められた相対位置
関係でロータ内に配置された複数個のアトマイズガスジ
ェット開口と、 前記噴射された非対称アトマイズガス流領域がほぼ一定
の形状を維持するように前記ロータをアトマイズ装置に
対し水平または前後に回動させるための駆動手段とを有
し、 前記物体上に形成される被膜の形状及び沈積条件を制御
するようにしたことを特徴とする金属のガスアトマイズ
装置。 - 【請求項２】前記複数個のアトマイズガスジェット開口
はそれぞれその開口径が異なることを特徴とする請求項
１記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項３】前記複数個のアトマイズガスジェット開口
はそれぞれその噴射角が異なることを特徴とする請求項
１記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項４】前記ロータの水平回転軸と溶融金属流の軸
とが同心であることを特徴とする請求項１記載の金属の
ガスアトマイズ装置。 - 【請求項５】前記ロータの水平回転軸と溶融金属流の軸
とが偏倚していることを特徴とする請求項１記載の金属
のガスアトマイズ装置。 - 【請求項６】前記複数個のアトマイズガスジェット開口
は、前記ロータの軸に対して非対称に配置されているこ
とを特徴とする請求項１記載の金属のガスアトマイズ装
置。 - 【請求項７】前記複数個のアトマイズガスジェット開口
は、各開口の間隔が等しいかまたは異なることを特徴と
する請求項１記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項８】前記ロータは、アトマイズ装置に対してそ
れぞれ相互に独立に回動する少なくとも２個の同心ロー
タからなり、各ロータはそれぞれ前記溶融金属流の軸線
に対して非対称アトマイズガス流領域を形成するための
アトマイズガスジェット開口を形成することを特徴とす
る請求項１記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項９】さらに前記アトマイズ装置全体を傾動させ
る手段を付加して、アトマイズ時に前記噴霧されたアト
マイズ流が前記アトマイズ装置の傾動により前後に動く
ようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
１項記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項１０】さらに前記ガスアトマイズ装置にロータ
の水平回動及び前後の振動回動を適当なプログラムで与
える制御装置を付加したことを特徴とする請求項１乃至
８のいずれか１項記載の金属のガスアトマイズ装置。 - 【請求項１１】前記制御装置は、前記ロータの水平回動
及び前後の振動回動が可能となるスパーギアーを有する
ことを特徴とする請求項10記載の金属のガスアトマイズ
装置。 - 【請求項１２】溶融金属をガスアトマイズする方法にお
いて、溶融金属流をガスアトマイズ装置を通過させる工
程と、前記溶融金属を、前記アトマイズ装置に相対して
回動する少なくとも２個のロータから前記溶融金属流の
軸線に対して非対称アトマイズガス流領域を形成するよ
うに噴射されるアトマイズガスを適用してアトマイズ化
する工程と、アトマイズ時における溶融金属流に対する
位置関係及び／またはガス流の非対称性が噴霧に対して
ロータの同調によりアトマイズガス流領域がほぼ一定に
なるかまたはロータ間の効果的な相対回動により変化す
るように作動する工程とからなることを特徴とする溶融
金属のガスアトマイズ方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8824823,2 | 1988-10-22 | ||
| GB888824823A GB8824823D0 (en) | 1988-10-22 | 1988-10-22 | Atomisation of metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04501288A JPH04501288A (ja) | 1992-03-05 |
| JP2862927B2 true JP2862927B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=10645672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1511183A Expired - Lifetime JP2862927B2 (ja) | 1988-10-22 | 1989-10-20 | 金属のアトマイズ化 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0440706B1 (ja) |
| JP (1) | JP2862927B2 (ja) |
| AT (1) | ATE125882T1 (ja) |
| AU (1) | AU637334B2 (ja) |
| DE (1) | DE68923706T2 (ja) |
| GB (1) | GB8824823D0 (ja) |
| WO (1) | WO1990004661A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9113304D0 (en) * | 1991-06-20 | 1991-08-07 | Alcan Int Ltd | Metal spraying apparatus |
| AU666456B3 (en) * | 1995-01-31 | 1996-02-08 | David Nathan | Nozzle assembly |
| JP2012000592A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Kobe Steel Ltd | 高温溶湯のガスアトマイザー |
| RU2508964C1 (ru) * | 2012-11-26 | 2014-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СУАЛ-ПМ" (ООО "СУАЛ-ПМ") | Способ распыления расплавленных металлов |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3725517A (en) * | 1971-11-26 | 1973-04-03 | Whittaker Corp | Powder production by gas atomization of liquid metal |
| US3911173A (en) * | 1973-02-05 | 1975-10-07 | Usm Corp | Adhesive process |
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