JPH01104703A - 金属粒滴による金属物品の鋳造方法及び装置 - Google Patents
金属粒滴による金属物品の鋳造方法及び装置Info
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- JPH01104703A JPH01104703A JP63110646A JP11064688A JPH01104703A JP H01104703 A JPH01104703 A JP H01104703A JP 63110646 A JP63110646 A JP 63110646A JP 11064688 A JP11064688 A JP 11064688A JP H01104703 A JPH01104703 A JP H01104703A
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、基材またはコレクタ／ホルダ上に、コアンダ
効果によってつくられた金属粒子を鋳造する方法、及び
前記方法を実施するのに用いる装置に関する。
効果によってつくられた金属粒子を鋳造する方法、及び
前記方法を実施するのに用いる装置に関する。
［従来技術］
特定目的の金属材料の被覆が金属基材に付着されて所望
の表面特性をもつ一体構造体にする場合に、複合体がし
ばしば使用される。激しい摩耗を受ける使用目的に対す
る硬質被覆が、一般に用いられ、これはめっき以外の方
法では特別な表面を用いる必要がある。現在利用できる
技術によるときは極めて時間がかかりかつ高価である。
の表面特性をもつ一体構造体にする場合に、複合体がし
ばしば使用される。激しい摩耗を受ける使用目的に対す
る硬質被覆が、一般に用いられ、これはめっき以外の方
法では特別な表面を用いる必要がある。現在利用できる
技術によるときは極めて時間がかかりかつ高価である。
めっき以外の金属被覆方法は、熱噴射被覆、化学的蒸気
溶着、真空被覆、スパッタ、イオンめっき及びイオン移
植を含む。これらの方法は、Ａｍｅｒｉｃａｎ ５ｏｃ
ｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔａ１発行の’Ｍｅｔａｌ Ｈ
ａｎｄ−ｂｏｏｋＪ第９版、第５巻に記載されている。
溶着、真空被覆、スパッタ、イオンめっき及びイオン移
植を含む。これらの方法は、Ａｍｅｒｉｃａｎ ５ｏｃ
ｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔａ１発行の’Ｍｅｔａｌ Ｈ
ａｎｄ−ｂｏｏｋＪ第９版、第５巻に記載されている。
微小構造体の優れた性質と精細度をもつ超合金の製造は
種々の融解、粉末冶金及び溶着技術を用いて得られ、こ
れらの技術は、真空誘導融解、真空誘導融解、粉末冶金
、高温均衡プレス、押出し、鋳造及びＶＡＤＥＲ方法を
含む。
種々の融解、粉末冶金及び溶着技術を用いて得られ、こ
れらの技術は、真空誘導融解、真空誘導融解、粉末冶金
、高温均衡プレス、押出し、鋳造及びＶＡＤＥＲ方法を
含む。
［発明が解決しようとする課題］
これらの方法は一般に、それらの超合金上に与える厳密
な要求は、極めて高い純度と含有物の実質的な除去を必
要とするので、高価でありかつ複雑な作業を含む。多く
の、最も厳しい使用目的に対しては、現存の粉末冶金技
術によっては達成できないと考えられる。ＶＡＤＥＲ方
法のような最近の発達した技術では、半液状粒滴の固着
による粉末製造段階（固体温度以上でしかも液体温度以
下）が省略でき、これは２つの消耗電極から発生される
。この作業は、厳しい使用目的に対して要求される超合
金の製造を改善するものと考えられる。
な要求は、極めて高い純度と含有物の実質的な除去を必
要とするので、高価でありかつ複雑な作業を含む。多く
の、最も厳しい使用目的に対しては、現存の粉末冶金技
術によっては達成できないと考えられる。ＶＡＤＥＲ方
法のような最近の発達した技術では、半液状粒滴の固着
による粉末製造段階（固体温度以上でしかも液体温度以
下）が省略でき、これは２つの消耗電極から発生される
。この作業は、厳しい使用目的に対して要求される超合
金の製造を改善するものと考えられる。
この方法は、本質的に一層大きいエネルギ保存性をもち
、かつ最終的に含有物をもたない細粒超合金材料を製造
できる。しかし、この方法は、その実施において緩慢で
あり、最も特殊な使用目的以外には用いられない。
、かつ最終的に含有物をもたない細粒超合金材料を製造
できる。しかし、この方法は、その実施において緩慢で
あり、最も特殊な使用目的以外には用いられない。
ゆえに、現在視られている方法よりも迅速かつ廉価な特
性をもつ被覆をつくる被覆方法と装置の必要がある。さ
らに、従来の方法によって生ずる不純性と弱さを有しな
いこれらの特殊の超合金の製造方法が求められている。
性をもつ被覆をつくる被覆方法と装置の必要がある。さ
らに、従来の方法によって生ずる不純性と弱さを有しな
いこれらの特殊の超合金の製造方法が求められている。
また、従来の方法よりも廉価でかつ迅速な方法、及びそ
の方法を実施する装置が要求されている。
の方法を実施する装置が要求されている。
［課題を解決するための手段］
本発明１こよる金属被覆は、前記被覆をつくるためにコ
アンダ効果を用いて被合構造を形成するように造られ、
付着されかつ金属基材と固着されることが判明した。す
なわち、本発明によれば、環境流体を供給するための環
境流体ハウジング内において、 主流体噴出部からコアンダ効果発生表面に沿って主流体
を噴出してコアンダ効果を発生させ、 ′前記コ
アンダ効果により前記コアンダ効果発生表面に沿って流
れる主流体によって環境流体を吸引させ、 流動する前記主流体と環境流体間にその上方から溶融金
属を落下させ、前記コアンダ効果により飛沫同伴させて
、溶融金属を金属粒滴に粉砕させ、 前記粉砕された金属粒滴を、該金属粒滴の流動方向と同
一であってかつ前記コアンダ効果発生表面から離反する
方向に可動な前記環境流体ハウジング内の成形型内に累
積させることを特徴とする金属粒滴による金属物品が製
造される。
アンダ効果を用いて被合構造を形成するように造られ、
付着されかつ金属基材と固着されることが判明した。す
なわち、本発明によれば、環境流体を供給するための環
境流体ハウジング内において、 主流体噴出部からコアンダ効果発生表面に沿って主流体
を噴出してコアンダ効果を発生させ、 ′前記コ
アンダ効果により前記コアンダ効果発生表面に沿って流
れる主流体によって環境流体を吸引させ、 流動する前記主流体と環境流体間にその上方から溶融金
属を落下させ、前記コアンダ効果により飛沫同伴させて
、溶融金属を金属粒滴に粉砕させ、 前記粉砕された金属粒滴を、該金属粒滴の流動方向と同
一であってかつ前記コアンダ効果発生表面から離反する
方向に可動な前記環境流体ハウジング内の成形型内に累
積させることを特徴とする金属粒滴による金属物品が製
造される。
また、前記金属粒滴は、成形型内に累積されるときに部
分的に凝固された状態にある。
分的に凝固された状態にある。
さらに、主流体および環境流体は不活性または化学反応
性を有するものが用いられる、なお、溶融金属は単一の
金属、合金または金属の混合物が使用できる。
性を有するものが用いられる、なお、溶融金属は単一の
金属、合金または金属の混合物が使用できる。
本発明はさらに、本発明の方法を実施する装置を含み、
該装置は、加圧された主流体の導入部と一方の側部に形
成されたコアンダ効果発生表面と該表面に隣接して配置
された主流体噴出部を含むケーシングを有するコアンダ
効果発生装置と、前記コアンダ効果発生表面の上方に配
置されかつ該表面に指向された流出部を具備した溶融金
属の供給装置とが、環境流体と連通された環境流体ハウ
ジング内に収容されており、さらに、前記コアンダ効果
により飛沫同伴されてつくられた金属粒滴流の下流に配
置されかつ前記金属粒滴流の流動方向と、同一であるが
実質的に前記コアンダ効果発生表面から離反する方向に
可動な、鋳型支持装置を具備することを特徴とする金属
粒滴による金属物品の鋳造装置である。
該装置は、加圧された主流体の導入部と一方の側部に形
成されたコアンダ効果発生表面と該表面に隣接して配置
された主流体噴出部を含むケーシングを有するコアンダ
効果発生装置と、前記コアンダ効果発生表面の上方に配
置されかつ該表面に指向された流出部を具備した溶融金
属の供給装置とが、環境流体と連通された環境流体ハウ
ジング内に収容されており、さらに、前記コアンダ効果
により飛沫同伴されてつくられた金属粒滴流の下流に配
置されかつ前記金属粒滴流の流動方向と、同一であるが
実質的に前記コアンダ効果発生表面から離反する方向に
可動な、鋳型支持装置を具備することを特徴とする金属
粒滴による金属物品の鋳造装置である。
［作用］
本発明において、この鋳造は、基材上に高速度の溶融金
属または金属混合物の噴霧を溶着させることによって形
成して、それ自体で均質でかつ基材と一体に結合された
鋳造材料を形成させる。極めて高速な鋳造作用が噴霧溶
着装置としてコアンダ効果発生装置を用いることによっ
て可能である。この方法は、適切な融解方法と組み合わ
せて、金属粒子を基材上に固着して所望の表面品質をも
つ一体形成の構造をつくることもできる。この方法は、
種々のサイズの溶融金属粒滴を発生させる装置を用いて
、種々の気状雰囲気を導入させて発生された粒滴に特定
の性質を与える。この雰囲気は、また粒状または液状の
他の調整要素用の担体としても用いることができる。
属または金属混合物の噴霧を溶着させることによって形
成して、それ自体で均質でかつ基材と一体に結合された
鋳造材料を形成させる。極めて高速な鋳造作用が噴霧溶
着装置としてコアンダ効果発生装置を用いることによっ
て可能である。この方法は、適切な融解方法と組み合わ
せて、金属粒子を基材上に固着して所望の表面品質をも
つ一体形成の構造をつくることもできる。この方法は、
種々のサイズの溶融金属粒滴を発生させる装置を用いて
、種々の気状雰囲気を導入させて発生された粒滴に特定
の性質を与える。この雰囲気は、また粒状または液状の
他の調整要素用の担体としても用いることができる。
本発明は、既知の従来方法よりも大いにすみやかに制裁
な粒子構造をもつ金属鋳物をつくることができる０本発
明は、コアンダ効果の使用と組合わせて凝固形態に鋳造
できる金属物品を製造する。
な粒子構造をもつ金属鋳物をつくることができる０本発
明は、コアンダ効果の使用と組合わせて凝固形態に鋳造
できる金属物品を製造する。
焼入れによって個別の金属粒子を製造しかつ回収するた
めにコアンダ効果を利用することは、本出願人による米
国特許第４．３７４．７８９号に記述されているが、こ
の特許には、本明細書に述べた目的に対してはなんらの
記述も提案も示されていない。
めにコアンダ効果を利用することは、本出願人による米
国特許第４．３７４．７８９号に記述されているが、こ
の特許には、本明細書に述べた目的に対してはなんらの
記述も提案も示されていない。
コアンダ効果は、たとえ壁が噴流軸線から離れて湾曲し
ていても、噴口から到来する気体または液体が壁の輪郭
に接近して移動する傾向であると言うことができる。こ
れを行うことによって、負圧が発生しく飛行機の翼と類
似した現象により）隣接する周囲流体を飛沫同伴させる
。この飛沫同伴現象は、境界層において激しい擾乱を生
ぜしめる。もし流動金属流がこの雰囲気内に導入される
と、該流体はこのシステムの一部となり、飛沫同伴現象
のもつ力によって激しく取入れられる。もしこの導入さ
れた流体が溶融金属流であれば、この流れはコアンダ効
果発生表面からの排出された擾乱気体によって噴流内で
分解される。
ていても、噴口から到来する気体または液体が壁の輪郭
に接近して移動する傾向であると言うことができる。こ
れを行うことによって、負圧が発生しく飛行機の翼と類
似した現象により）隣接する周囲流体を飛沫同伴させる
。この飛沫同伴現象は、境界層において激しい擾乱を生
ぜしめる。もし流動金属流がこの雰囲気内に導入される
と、該流体はこのシステムの一部となり、飛沫同伴現象
のもつ力によって激しく取入れられる。もしこの導入さ
れた流体が溶融金属流であれば、この流れはコアンダ効
果発生表面からの排出された擾乱気体によって噴流内で
分解される。
本装置は簡単かつ取扱い容易である。
本装置に用いられるコアンダ効果発生装置の主要な要素
は、加圧された主流体（ガス）が押入される室と、所望
の速度でこの流体を流出させるため適切なサイズをもつ
スリットと、主流体が接触して上述の飛沫同伴現象を銹
起させる前記スリットに隣接する湾曲表面とを含む。
は、加圧された主流体（ガス）が押入される室と、所望
の速度でこの流体を流出させるため適切なサイズをもつ
スリットと、主流体が接触して上述の飛沫同伴現象を銹
起させる前記スリットに隣接する湾曲表面とを含む。
広範囲の方法成果が、本発明による装置及び方法に利用
できる多くの各因子を用いることによって達成できる。
できる多くの各因子を用いることによって達成できる。
コアンダ効果発生装置によってつくられた粒子は、溶融
もしくは凝固状態の単一の相をもち、あるいは軟らかい
部分凝固化された粒子を生ずる二相をもつことができる
。これらの粒子は基材上または鋳型内に溶着されて鋳造
品を製造する。所望により、凝固粒子が造られるとき、
こられの粒子はさらにつき固めて形成される。
もしくは凝固状態の単一の相をもち、あるいは軟らかい
部分凝固化された粒子を生ずる二相をもつことができる
。これらの粒子は基材上または鋳型内に溶着されて鋳造
品を製造する。所望により、凝固粒子が造られるとき、
こられの粒子はさらにつき固めて形成される。
コアンダ効果発生装置の主要利点は、その本来からもつ
速度と、本装置が寸法的に拡大または延長するのが容易
なことである。これらの製品の製造速度は極めて高く、
それにより真空電弧再融解法、粉末冶金法及び製造速度
及び製造経済性の両方のＶＡＤＥＲ方法の従来方法を上
まわる性能を示す。これによりさらに、固形粒子を製造
する場合を除き、鋳造品に施こす多くの爾後の処理をな
くすことができろ。鋳造用として製造された粒子は、鋳
造品の形態によって種々の装置を用いて造ることができ
る。
速度と、本装置が寸法的に拡大または延長するのが容易
なことである。これらの製品の製造速度は極めて高く、
それにより真空電弧再融解法、粉末冶金法及び製造速度
及び製造経済性の両方のＶＡＤＥＲ方法の従来方法を上
まわる性能を示す。これによりさらに、固形粒子を製造
する場合を除き、鋳造品に施こす多くの爾後の処理をな
くすことができろ。鋳造用として製造された粒子は、鋳
造品の形態によって種々の装置を用いて造ることができ
る。
さらに、製造された粒子は、装置の新規さ及び数多くの
製品を製造することにより、製造中に、こららの製品に
種々の品質と特性を付与することができる。
製品を製造することにより、製造中に、こららの製品に
種々の品質と特性を付与することができる。
さらに、本発明は、単一相（溶融状態）、または好まし
くは適切な幾何学形状の液体流からの二相°（柔軟状態
）かの高速度の溶融金属流滴を発生し、次いで非金属粒
子による固形物の汚染を極めて少なくした状態で、微小
構造の極めて細かい凝固物質を得るために種々の形状に
固める装置を含む。この方法は、溶融金属流滴を製造す
るためにコアンダ効果を適用することを実施するもので
ある。もちろん、鋳造金属物体の形状は、粒滴製造装置
及び関連コレクタ面の適切な配置、幾何学形状及び形態
の使用によって変更できる。ビレットまたはインゴット
も、コアンダ効果発生装置から離反する方向へ移動する
コレクタを含む装置から製造することもできる。
くは適切な幾何学形状の液体流からの二相°（柔軟状態
）かの高速度の溶融金属流滴を発生し、次いで非金属粒
子による固形物の汚染を極めて少なくした状態で、微小
構造の極めて細かい凝固物質を得るために種々の形状に
固める装置を含む。この方法は、溶融金属流滴を製造す
るためにコアンダ効果を適用することを実施するもので
ある。もちろん、鋳造金属物体の形状は、粒滴製造装置
及び関連コレクタ面の適切な配置、幾何学形状及び形態
の使用によって変更できる。ビレットまたはインゴット
も、コアンダ効果発生装置から離反する方向へ移動する
コレクタを含む装置から製造することもできる。
本発明の他の態様は、横方向に移動する表面と組合わさ
れた線形コアンダ効果発生装置から板状または帯状の鋳
造材料を造ることである。
れた線形コアンダ効果発生装置から板状または帯状の鋳
造材料を造ることである。
他の実施例は、コレクタ面上に所望の鋳造物を得るため
に、−列のコアンダ効果発生装置の組み合わせ装置を提
供する。種々の方向への吹く付けによって、種々の形状
をもつ装置がインゴットを造ることができる。
に、−列のコアンダ効果発生装置の組み合わせ装置を提
供する。種々の方向への吹く付けによって、種々の形状
をもつ装置がインゴットを造ることができる。
［実施例］
図面を参照しつつ、以下に本発明を説明する。
第１図に示すコアンダ効果発生装置１０は、コアンダ効
果発生表面を形成する湾曲表面３０を一方の側にもつケ
ーシング２２によって包囲された室１２を含む。湾曲表
面３０の曲率は個々の使用目的に対する要求事項に適合
するように設計することができる。ケーシング２２は、
開口４ｏを有し、この開口を通って主流体、以下第一流
体という、が所要圧力の下で導入され、第一流体を湾曲
表面３０に付着させるために、スリット５０を通って適
切な流速を達成する。ハウジング６０のよって包囲され
た環境流体、以下第二流体という、は境界層において激
しい乱れを生ずる第一流体によって飛沫同伴される。
果発生表面を形成する湾曲表面３０を一方の側にもつケ
ーシング２２によって包囲された室１２を含む。湾曲表
面３０の曲率は個々の使用目的に対する要求事項に適合
するように設計することができる。ケーシング２２は、
開口４ｏを有し、この開口を通って主流体、以下第一流
体という、が所要圧力の下で導入され、第一流体を湾曲
表面３０に付着させるために、スリット５０を通って適
切な流速を達成する。ハウジング６０のよって包囲され
た環境流体、以下第二流体という、は境界層において激
しい乱れを生ずる第一流体によって飛沫同伴される。
第２図に示す飛沫同伴区域Ｐ内に導入された第三流体Ｍ
は、システムの一部となりかつ飛沫同伴時の力によって
激しく引き込まれる。この導入された第三流体が溶融金
属流であるときは、湾曲表面３０から排出されるスプレ
ー内に分流される。
は、システムの一部となりかつ飛沫同伴時の力によって
激しく引き込まれる。この導入された第三流体が溶融金
属流であるときは、湾曲表面３０から排出されるスプレ
ー内に分流される。
このような溶融金属流Ｍは、穴、スリットまたは他のオ
リフィス形状部７０を通って飛沫同伴区域内に導入され
、該オリフィス形状部７０はこの流れを溶融金属の供給
を維持する湯たまり８０から流出させる。
リフィス形状部７０を通って飛沫同伴区域内に導入され
、該オリフィス形状部７０はこの流れを溶融金属の供給
を維持する湯たまり８０から流出させる。
湯だまり８０は、この使用目的に適合するように形状づ
けられ（沈殿形態に）かつ溶融材料を直線状、円形上ま
たは目的が必要とする任意の他の形態で、排出するよう
に設計される。溶融金属流が細けらば細い程、得られる
粒滴スプレーは一層溶融金属は例えば種々の直径の穴及
び溝孔を通つて流出される。
けられ（沈殿形態に）かつ溶融材料を直線状、円形上ま
たは目的が必要とする任意の他の形態で、排出するよう
に設計される。溶融金属流が細けらば細い程、得られる
粒滴スプレーは一層溶融金属は例えば種々の直径の穴及
び溝孔を通つて流出される。
湯だまり８０に関しては、コアンダ効果発生装置１０は
極めて広い範囲にわたる形態に設計できる。その形態と
しては、直線、円形、方形、不規則形、らせん形あるい
は使用目的を満足する任意の他の形態を用いることがで
きる。
極めて広い範囲にわたる形態に設計できる。その形態と
しては、直線、円形、方形、不規則形、らせん形あるい
は使用目的を満足する任意の他の形態を用いることがで
きる。
コアンダ効果発生装置１０の湾曲表面３０は、装置の室
１２の一部分として構成することができ、あるいはもし
別のスプレ一方向を用いるようにこの部分に付加的に融
通性を要求されれば室と別個に造ることもできる。湾曲
表面３０の姿勢を調節することにより、スプレーの方向
は溶着な達成する方向及び直線下向き以外の種々の方向
に変化させることができる。
１２の一部分として構成することができ、あるいはもし
別のスプレ一方向を用いるようにこの部分に付加的に融
通性を要求されれば室と別個に造ることもできる。湾曲
表面３０の姿勢を調節することにより、スプレーの方向
は溶着な達成する方向及び直線下向き以外の種々の方向
に変化させることができる。
スリット５０のサイズは、成る状態に対して流出する第
一流体の飛沫同伴または速度及び流量への所望の効果を
得るように調整できる。湾曲表面３ｏに対するスリット
５ｏの位置は、所与の使用目的に対して要求される第−
流体速度及び飛沫同伴特性と適合するように用いられる
別の可変因子を提供する。この技術分野における熟練者
は、特定の要求に対する可変因子を調節する方法を知る
であろう。
一流体の飛沫同伴または速度及び流量への所望の効果を
得るように調整できる。湾曲表面３ｏに対するスリット
５ｏの位置は、所与の使用目的に対して要求される第−
流体速度及び飛沫同伴特性と適合するように用いられる
別の可変因子を提供する。この技術分野における熟練者
は、特定の要求に対する可変因子を調節する方法を知る
であろう。
通常はガスを用いる第一流体は、特定の使用目的に対し
て要求された第一流体流量を得るために種々の圧力で、
室１２内に導入される。
て要求された第一流体流量を得るために種々の圧力で、
室１２内に導入される。
第一流体の温度は、本方法への冷却効果を遅延させたり
あるいは加速させるために、所要に応じて調節できる。
あるいは加速させるために、所要に応じて調節できる。
同様にして、供給される溶融金属の温度は、粒子または
粒滴の冷却に必要な時間を延長しあるいは短縮するよう
に調節できる。
粒滴の冷却に必要な時間を延長しあるいは短縮するよう
に調節できる。
上述のように、本発明によるコアンダ効果を利用する装
置は、慣用の熱間スプレ一方法をはるかに超えて潜在的
に高い溶着速度が得られるばかりでなく、セラミックあ
るいは諸金属要素、化学化合物を添加することができ、
しかも、これらの添加物は熱力学的制限とは全く無関係
である。
置は、慣用の熱間スプレ一方法をはるかに超えて潜在的
に高い溶着速度が得られるばかりでなく、セラミックあ
るいは諸金属要素、化学化合物を添加することができ、
しかも、これらの添加物は熱力学的制限とは全く無関係
である。
これらの不活性または化学的に活性粒子は凝固する瞬間
に合金に添加させることができる。成る場合には、例え
ば少量の化学的活性ガスを凝固中の粒滴に添加すること
もできる。この態様は熱安定性酸化物分散質を含む新規
な耐クリープ性アルミニウム合金をつくるのに特に好適
である。さらに、多量の炭化物、硼化物または珪化物は
付加的に耐摩耗性と改良された切削性能を得るために高
速度鋼に含ませることもできる。これらの酸化物、炭化
物、硼化物あるいは珪化物を、例えばアルミニウム、チ
タニウム、ジルコニウム、鉄及びニッケル基合金のよう
な鉄及び非鉄金属のいずれにも添加することができる。
に合金に添加させることができる。成る場合には、例え
ば少量の化学的活性ガスを凝固中の粒滴に添加すること
もできる。この態様は熱安定性酸化物分散質を含む新規
な耐クリープ性アルミニウム合金をつくるのに特に好適
である。さらに、多量の炭化物、硼化物または珪化物は
付加的に耐摩耗性と改良された切削性能を得るために高
速度鋼に含ませることもできる。これらの酸化物、炭化
物、硼化物あるいは珪化物を、例えばアルミニウム、チ
タニウム、ジルコニウム、鉄及びニッケル基合金のよう
な鉄及び非鉄金属のいずれにも添加することができる。
コアンダ効果を利用する溶着方法の融通性は広い種類の
合金設計と凝固機会を与える。例えば、既述のように、
不活性または化学的活性粒子は、スリットから流出する
ガス流に飛沫同伴させあるいは添加し、次いで過度の分
散や密集を伴わずに液体流滴内に含ませることができる
。多量の硬質炭化物、硼化物あるいは珪化物が、鉱業用
または大型土木機械の被覆板の耐摩耗性と耐研摩性を向
上するために、高合金鋼に添加される。
合金設計と凝固機会を与える。例えば、既述のように、
不活性または化学的活性粒子は、スリットから流出する
ガス流に飛沫同伴させあるいは添加し、次いで過度の分
散や密集を伴わずに液体流滴内に含ませることができる
。多量の硬質炭化物、硼化物あるいは珪化物が、鉱業用
または大型土木機械の被覆板の耐摩耗性と耐研摩性を向
上するために、高合金鋼に添加される。
このシステムの本来の速度は、所要の高流滴衝撃速度と
極めて細かい流滴への分解を行わせる。
極めて細かい流滴への分解を行わせる。
プラズマアークのような他の技術との組み合わせ使用に
よりこの方法を促進できる。
よりこの方法を促進できる。
本発明による鋳造システムに対する方法と装置は第３Ａ
図及び第３Ｂ図に示すように、５つの基本構成要素、す
なわち室２００、炉３００、湯溜め４００、コアンダ発
生装置５００及びコレクタ６００を含む６室２００の実
際の物理的配置は、コレクタ６００の運動方向の相違に
よって変化する。もちろん、室２００の好適な形態は、
特定の使用目的及び開示された方法の使用によって定ま
り、かつ一つの特定の鋳造形式、またはインゴット鋳造
用として設計されかつ製造された単一目的の室から、種
々の異なる使用目的に対して扱うことができる汎用室に
変更できる。しかし、いずれの室に対しても基本的な要
求事項が与えられる。室２００は、すべての方法に必要
であり、かつ正確で精密な雰囲気制御ができなければな
らず、かつ鋳造される種々の形態と適合するサイズと形
状をもたなければならない。
図及び第３Ｂ図に示すように、５つの基本構成要素、す
なわち室２００、炉３００、湯溜め４００、コアンダ発
生装置５００及びコレクタ６００を含む６室２００の実
際の物理的配置は、コレクタ６００の運動方向の相違に
よって変化する。もちろん、室２００の好適な形態は、
特定の使用目的及び開示された方法の使用によって定ま
り、かつ一つの特定の鋳造形式、またはインゴット鋳造
用として設計されかつ製造された単一目的の室から、種
々の異なる使用目的に対して扱うことができる汎用室に
変更できる。しかし、いずれの室に対しても基本的な要
求事項が与えられる。室２００は、すべての方法に必要
であり、かつ正確で精密な雰囲気制御ができなければな
らず、かつ鋳造される種々の形態と適合するサイズと形
状をもたなければならない。
炉要素３００は、それに含まれる金属材料、使用ガスの
型式、所要温度の程度、実施すべき雰囲気制御によって
定まる。他種類の既知の融解技術が用いられ、かつ冶金
技術分野において既に知られているものと同じ炉が、こ
の作業を実施するのに本発明による炉構造に対して満足
に適合される。
型式、所要温度の程度、実施すべき雰囲気制御によって
定まる。他種類の既知の融解技術が用いられ、かつ冶金
技術分野において既に知られているものと同じ炉が、こ
の作業を実施するのに本発明による炉構造に対して満足
に適合される。
第５図は、コレクタ／ホルダの一実施例を示し、この装
置は不図示の装置によって矢印の方向に移動する平たん
で、直線移動する表面または基材６１０を含む。鋳造面
６１１が、適切なコアンダ効果発生装置によって基材上
に溶着される。
置は不図示の装置によって矢印の方向に移動する平たん
で、直線移動する表面または基材６１０を含む。鋳造面
６１１が、適切なコアンダ効果発生装置によって基材上
に溶着される。
第６図は、概略的に、コアンダ効果発生装置によって鋳
造形式のインゴットまたはビレットを溶着する引込式ホ
ルダ／コレクタ６２０を示す。この場合、コアンダ効果
発生装置は本質的に円形である。対象物は、スプレー粒
子がその中に溶着する適切な鋳型を提供することによっ
て特定の形状に鋳造される。
造形式のインゴットまたはビレットを溶着する引込式ホ
ルダ／コレクタ６２０を示す。この場合、コアンダ効果
発生装置は本質的に円形である。対象物は、スプレー粒
子がその中に溶着する適切な鋳型を提供することによっ
て特定の形状に鋳造される。
上記の特定実施例から分かるように、コレクタ／ホルダ
の極めて多数の可能な組み合わせ及び変形が実施でき、
かつ上記の実施例は、必ずしも本発明を限定するもので
はなく、本発明により用いられる単なる実施例として図
示、説明されるものである。
の極めて多数の可能な組み合わせ及び変形が実施でき、
かつ上記の実施例は、必ずしも本発明を限定するもので
はなく、本発明により用いられる単なる実施例として図
示、説明されるものである。
通常、第−及び第二流体はガスである。上述のように、
種々の混合ガスが成る所望の効果を達成するのに用いら
れ、かつ、もちろん付加液体、気体または固体までも混
合気の組成を変えるためにこれらのガスに添加される。
種々の混合ガスが成る所望の効果を達成するのに用いら
れ、かつ、もちろん付加液体、気体または固体までも混
合気の組成を変えるためにこれらのガスに添加される。
既述の発明は、鉛、錫、鋳鉄及び不銹鋼（３００符号系
）のような種々の金属の粒子を形成するのに用いられた
。完全に一体形成の界面を得るために不銹鋼基材上に鋳
鉄を被覆するのに用いられた。数ミクロン程度の小さい
寸法の範囲内でかつ不銹鋼粉末と同じようにつき固める
のに適した錫粉末が用いられた。
）のような種々の金属の粒子を形成するのに用いられた
。完全に一体形成の界面を得るために不銹鋼基材上に鋳
鉄を被覆するのに用いられた。数ミクロン程度の小さい
寸法の範囲内でかつ不銹鋼粉末と同じようにつき固める
のに適した錫粉末が用いられた。
本発明のいくつかの使用例を以下に示す。これらの実施
例は単なる例に過ぎず、本発明を境界づけて限定するも
のではない。
例は単なる例に過ぎず、本発明を境界づけて限定するも
のではない。
丑−ユ
上記実施例の結果を要約すれば、本発明は、金属物品を
造るために基材上にコアンダ効果を利用して金属粒滴を
溶着する新規な方法を提供する。
造るために基材上にコアンダ効果を利用して金属粒滴を
溶着する新規な方法を提供する。
［発明の効果］
以上説明したように、コアンダ効果発生装置は、その本
来からもつ速度と、本装置が寸法的に拡大または延長す
るのが容易であるから、これらの製品の製造速度は極め
て高く、それにより真空電弧再融解法、粉末冶金法及び
製造速度及び製造経済性の両方のＶＡＤＥＲ方法の従来
方法を上まわる性能が得られる。
来からもつ速度と、本装置が寸法的に拡大または延長す
るのが容易であるから、これらの製品の製造速度は極め
て高く、それにより真空電弧再融解法、粉末冶金法及び
製造速度及び製造経済性の両方のＶＡＤＥＲ方法の従来
方法を上まわる性能が得られる。
さらに、製造された粒子は、装置の新規さ及び数多くの
製品を製造することにより、製造中に、こららの製品に
種々の品質と特性を付与することができる。
製品を製造することにより、製造中に、こららの製品に
種々の品質と特性を付与することができる。
また、横方向に移動する表面と組合わされた線形コアン
ダ効果発生装置から板状または帯状の硬化表面をもつ合
金を含む金属鋳造方法に適用できる。
ダ効果発生装置から板状または帯状の硬化表面をもつ合
金を含む金属鋳造方法に適用できる。
また、コアンダ効果発生機を使用でき、または円形型、
あるいは他の種々の形状が使用できるので、複雑な形状
を含み、種々の形態の鋳造品が製造できる６ 本発明により、所望の金属粒子を基材に付着しかつ金属
基材と一体化してその接合部分において化合物を形成す
るので、それ自身物質でかつ基材と一体的に固着した鋳
造品を極めて高い鋳造速度で得られる。
あるいは他の種々の形状が使用できるので、複雑な形状
を含み、種々の形態の鋳造品が製造できる６ 本発明により、所望の金属粒子を基材に付着しかつ金属
基材と一体化してその接合部分において化合物を形成す
るので、それ自身物質でかつ基材と一体的に固着した鋳
造品を極めて高い鋳造速度で得られる。
第１図は、本発明において用いられるコアンダ効果発生
装置の一実施例の斜視図、第２図は、第２図の線２．−
２に沿ってとられた断面図、第３Ａ図は、本発明におい
て用いられる装置形態の概略線図で、引込み型ホルダ／
コレクタ、及び第３Ｂ図は、直線運動型ホルダ／コレク
タを示し、第４及び第５図は、本発明により使用可能な
種々のコレクタ／ホルダを示す。 １０・・・・コアンダ効果発生装置、 １２・・・・室、 ２２・・・・ケーシング、 ３ｏ・・・・フォイル表面、 ４０・・・・開口、 ５０・・・・スリット、 ６０・・・・ハウジング、 ７ｏ・・・・オリフィス形状部、 ８ｏ・・・・湯だまり、 ２００・・・・室、 ３００・・・・炉、 ４００・・・・湯だまり、 ５００・・・・コアンダ効果発生装置、６００・・・・
コレクタ、 ６１０・・・・基材、 ６１１・・・・鋳造部、 ６２０・・・・ホルダ／コレクタ。
装置の一実施例の斜視図、第２図は、第２図の線２．−
２に沿ってとられた断面図、第３Ａ図は、本発明におい
て用いられる装置形態の概略線図で、引込み型ホルダ／
コレクタ、及び第３Ｂ図は、直線運動型ホルダ／コレク
タを示し、第４及び第５図は、本発明により使用可能な
種々のコレクタ／ホルダを示す。 １０・・・・コアンダ効果発生装置、 １２・・・・室、 ２２・・・・ケーシング、 ３ｏ・・・・フォイル表面、 ４０・・・・開口、 ５０・・・・スリット、 ６０・・・・ハウジング、 ７ｏ・・・・オリフィス形状部、 ８ｏ・・・・湯だまり、 ２００・・・・室、 ３００・・・・炉、 ４００・・・・湯だまり、 ５００・・・・コアンダ効果発生装置、６００・・・・
コレクタ、 ６１０・・・・基材、 ６１１・・・・鋳造部、 ６２０・・・・ホルダ／コレクタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、環境流体を供給するための環境流体ハウジング内に
おいて、 主流体噴出部からコアンダ効果発生表面に 沿って主流体を噴出してコアンダ効果を発生させ、 前記コアンダ効果により前記コアンダ効果発生表面に沿
って流れる主流体によって環境流体を吸引させ、 流動する前記主流体と環境流体間にその上方から溶融金
属を落下させ、前記コアンダ効果により飛沫同伴させ、
溶融金属を金属粒滴に粉砕させ、 前記粉砕された金属粒滴を、該金属粒滴の流動方向と同
一であってかつ前記コアンダ効果発生表面から離反する
方向に可動な前記環境流体ハウジング内の成形型内に累
積させることを特徴とする金属粒滴による金属物品の鋳
造方法。 ２、生形型内に累積されたとき、前記金属粒滴が部分的
に凝固された状態である請求項１記載の金属物品の鋳造
方法。 ３、主流体および環境流体が不活性または化学反応性を
もつ請求項１または２記載の金属物品の鋳造方法。 ４、溶融金属が単一の金属、合金または金属の混合物で
ある請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属物品の
鋳造方法。 ５、加圧された主流体の導入部と一方の側部に形成され
たコアンダ効果発生表面と該表面に隣接して配置された
主流体噴出部を含むケーシングを有するコアンダ効果発
生装置と、 前記コアンダ効果発生表面の上方に配置されかつ該表面
に指向された流出部を具備した溶融金属の供給装置とが
、環境流体と連通された環境流体ハウジング内に収容さ
れており、さらに、 前記コアンダ効果により飛沫同伴されてつくられた金属
粒滴流の下流に配置されかつ、前記金属粒滴流の流動方
向と、同一であるが実質的に前記コアンダ効果発生表面
から離反する方向に可動な、鋳型支持装置を具備するこ
とを特徴とする金属粒滴による金属物品の鋳造装置。
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