JPH01132726A - Formation of intermetallic compound - Google Patents

Formation of intermetallic compound

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JPH01132726A
JPH01132726A JP20932488A JP20932488A JPH01132726A JP H01132726 A JPH01132726 A JP H01132726A JP 20932488 A JP20932488 A JP 20932488A JP 20932488 A JP20932488 A JP 20932488A JP H01132726 A JPH01132726 A JP H01132726A
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JP
Japan
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producing
intermetallic compound
chamber
melting medium
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JP20932488A
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Charles E Eckert
チャールズ エドワード エツカート
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
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    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting

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Abstract

PURPOSE: To form intermetallic compd. particles into a molten medium, such as molten metal, by projecting an arc to this molten medium to generate plasma, thereby dispersing an alloy material supplied into the medium and bringing this material into reaction with the medium.
CONSTITUTION: The arcing is started by first positioning a cell, i.e., a spark cup 2, above the material, such as Al, or on an exposed surface 16 to generate the plasma between a rod or wire 10 and the surface 16. The spark cup 22 is lowered to the pool of the molten Al, etc., formed as a result thereof and a superheated spray 24 is projected into a submerged surface 26 to rapidly dissolve the material on the surface 26 and to disperse the material into the melt 12. A coating gas is supplied at the flow rate to maximize the projection of the spray 24 into the melt 12. Further, the dispersion of the alloy material into the melt 12 is accelerated by an impeller 42, i.e., a stirring means, by which the intermetallic compd., i.e., the alloy compd., is formed.
COPYRIGHT: (C)1989,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は溶融金属のごとき溶融tR質中に金属化合物粒
子を生成することである。これら粒子は合金化または強
化材料として媒質中に残置され得、または分離され得る
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention is to produce metal compound particles in a molten material such as molten metal. These particles may be left in the medium as alloying or reinforcing material, or they may be separated.

口、従来の技術 溶融金属即ちメルトに合金元素を添加するため多くの異
なる方法が採用されている。在来の方法は典型的に塊、
棒などの形式で合金−元素をメルトに直接に添加する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many different methods have been employed to add alloying elements to molten metal or melt. Conventional methods typically lump,
Alloying elements are added directly to the melt in the form of bars or the like.

成る場合においては、合金元素は取鍋内へ瀉出中の?I
l融金属に直接に添加され、また他の場合においては、
それらは湯出しに先立って取鍋内に配置され得る。
In this case, are the alloying elements being discharged into the ladle? I
l Added directly to the molten metal, and in other cases,
They can be placed in a ladle prior to tapping.

合金元素をメルト、特に溶鋼、に添加する他の一方法が
オウクボ外の米国特許第3768999号に開示されて
いる。オウクボの特許においては、合金の生成は溶融金
属中にワイヤロッドを給送することによって達成される
。該ワイヤ0ツドは溶融金属のための添加成分と、溶融
金属中で分解してガス状生成物に変わる有機結合剤とに
よって被覆されている。発生されたガスは溶融金属中で
運動し、かくして添加成分を溶融金属の全体中に均一に
分散する。
Another method of adding alloying elements to melts, particularly molten steel, is disclosed in U.S. Pat. No. 3,768,999 to Oukubo et al. In the Oukubo patent, alloy formation is accomplished by feeding a wire rod into the molten metal. The wire rod is coated with an additive for the molten metal and an organic binder which decomposes in the molten metal into gaseous products. The generated gas moves through the molten metal, thus dispersing the additive components uniformly throughout the molten metal.

カワワの米国特許筒3729309Qにもワイヤロッド
の形式で溶融金属に合金元素を添加する一方法が開示さ
れている。該ワイヤロッドはullllされた寸法を有
しそしてそれを制御された速度で挿入することによって
溶融金属浴へ添加され、かくして高純度の精選金属合金
を生成するようにされている。
Kawawa U.S. Pat. No. 3,729,309Q also discloses one method of adding alloying elements to molten metal in the form of wire rods. The wire rod has dimensions and is added to the molten metal bath by inserting it at a controlled rate, thus producing a high purity select metal alloy.

溶融金属に合金元素を添加する前述方法は、溶融金属中
で容易に分解、溶融または分散する合金元素を使用する
ときは、相当良好に働く。しかし、前記方法は鉛、ビス
マス、錫のごとき液中可溶性が劣る元素、または、マグ
ネシウム、亜鉛のごとき容易に高度に酸化される元素を
使用するときは同様には良好に働かない。
The aforementioned methods of adding alloying elements to molten metal work fairly well when using alloying elements that are easily decomposed, melted or dispersed in the molten metal. However, the method does not work as well when using elements that are poorly soluble in liquid, such as lead, bismuth, tin, or elements that are easily highly oxidized, such as magnesium, zinc.

グゾウスキー外の米国特許第3947265号には、溶
融金属に前記のごとき6合金化内j!#材料を添加する
問題に対する一解決方法が提案されている。該方法は溶
融基材金属と添加合金元素との間に発生される高電流ア
ークを使用する。添加合金元素は前記アークを通過せし
められ、アークにおいて溶融されそして微細に粉砕され
た過熱溶融粒子から成るスプレーに変換される。そのよ
うな状態において、粒子は溶融金属と接触すると同時に
溶融金属中に迅速に溶解し得る。グゾウスキーの合金形
成概念は確かに関心が持たれる一つであるが、改善され
た結果を提供し得る方法の必要性が依然として存在する
Guzowski et al., U.S. Pat. No. 3,947,265, discloses that molten metal is alloyed with six alloys as described above. #One solution to the problem of adding materials is proposed. The method uses a high current arc generated between a molten base metal and an added alloying element. Additional alloying elements are passed through the arc, where they are melted and converted into a spray of finely divided superheated molten particles. In such conditions, the particles can rapidly dissolve into the molten metal upon contact with it. While Guzowski's alloying concept is certainly one of interest, there remains a need for methods that can provide improved results.

ハ9問題点を解決するための手段 本発明に従えば、下記諸過程を有する一つまたは複数の
種類の金属化合物を生成するための一方法が提供される
: a)排出口を溶融媒質内に位置された室を設ける過程、 b)実質的に前記室の排出区域に内部溶融媒質面を構成
するのに十分な圧力下でイオン化可能ガスを有するガス
を前記室内に導入する過程、 C) 実質的に少なくとも前記内部溶融媒質面から前記
室内に在って前記内部溶融媒質面から離された位置へ延
びるプラズマを前記室内に提供する過程、及び d)一つまたは複数の種類の金属化合物を生成するよう
に、互いに対してまたは前記溶融tIi質中の一つまた
は複数の種類の構成要素に対してまたは両者に対して反
応し得る一つまたは複数の種類の構成要素を有する材料
を前記室内の前記位置へ提供し、そして前記材料を実質
的に前記プラズマ内に在って前記内部溶融媒質面へ向か
って運搬される過熱スプレーに変換する過程。
C.9 Means for Solving Problems According to the present invention, there is provided a method for producing one or more types of metal compounds having the following steps: a) placing an outlet in a melting medium; b) introducing into said chamber a gas comprising an ionizable gas under sufficient pressure to define an internal melting medium surface substantially in the discharge area of said chamber; C) providing a plasma within the chamber that extends substantially from at least the internal melting medium surface to a location within the chamber and away from the internal melting medium surface; and d) one or more types of metal compounds. materials having one or more types of constituents capable of reacting with each other and/or with one or more types of constituents in the molten tIi material to produce and converting the material into a superheated spray that is substantially within the plasma and transported towards the internal melting medium surface.

二、実施例 第1図は70−スルー型の炉14内における溶融媒質の
溶融生成物即ちメルト12中への材料のワイヤ10の付
加を図示する。メルト12の表面は、本説明において、
露出面または外面16と呼ばれる。前記ワイヤ10はフ
ィーダ18によって供給され、前記フィーダ18はワイ
ヤ10を三重の送りケーブル20を通じてスパークカッ
プ22内へ送る。スパークカップ22はメルト12中に
部分的に浸漬されている。スパークカップ22内におい
て、合金用ワイヤ10はそれをプラズマアーク放電内を
通過させることにより過熱材料のスプレー24に変換さ
れる。プラズマアーク放電はスパークカップ22の開端
28(第2図参照)内に維持される溶融金属の潜没面2
6とワイヤ10の自由’Is 30との間に確立される
。プラズマアーク放電は被覆ガス32、好ましくはアル
ゴン、により被覆される。被覆ガスはアーク被覆ガス給
源34によって前記送りケーブル20を介して提供され
る。前記スパークカップ22内にアークのための被覆雰
囲気を設けることに加えて、アーク被覆ガス給源34は
溶融金属がスパークカップ22の開端28から進入する
のを防ぐのに十分な圧力にスパークカップ22を与圧す
る。そのような与圧は、また、前記潜没面26を露出面
16より低い成る予決定深さに維持することを容易にす
る(これに関してはさらに後述する)。再び第1図を参
照すると、プラズマアーク放電は定電流給源36(これ
に関してはさらに後述する)によって付勢されることが
認められるであろう。前記メルト12は陽極として働き
、ワイヤ10は消耗電極として働く。定電流給源36に
復帰する電気回路は、メルト12内に浸漬された棒40
に結合された戻りワイヤ38によって完成される。プラ
ズマアーク放電によって発生される過熱スプレーは、被
覆ガスの供給によって潜没面26上に指向即ち投射され
、該潜没面26において材料は急速に溶解してメルト1
2中に分散する。被覆ガスは好ましくはメルト12内へ
のスプレー24の投射を最大限にする流量を以て供給さ
れる。羽根車42即ち撹拌手段がメルト中への合金材料
の分散をさらに促進するように設けられる。スプレー2
4はスパークカップ22内へのワイヤ10の連続的前進
即ち送りによって望まれるかぎり維持され得る。
2. EXAMPLE FIG. 1 illustrates the addition of a wire 10 of material into the molten product or melt 12 of a molten medium in a 70-through type furnace 14. In this description, the surface of the melt 12 is
Referred to as the exposed or outer surface 16. The wire 10 is fed by a feeder 18 which feeds the wire 10 through a triple feed cable 20 into a spark cup 22. Spark cup 22 is partially immersed in melt 12. Within the spark cup 22, the alloying wire 10 is converted to a spray 24 of superheated material by passing it through a plasma arc discharge. The plasma arc discharge is caused by a submerged surface 2 of molten metal maintained within the open end 28 (see FIG. 2) of the spark cup 22.
6 and the freedom 'Is 30 of the wire 10. The plasma arc discharge is coated with a coating gas 32, preferably argon. Coating gas is provided via the feed cable 20 by an arc coating gas source 34 . In addition to providing a sheathing atmosphere for the arc within the spark cup 22, the arc sheathing gas source 34 brings the spark cup 22 to a pressure sufficient to prevent molten metal from entering through the open end 28 of the spark cup 22. Pressurize. Such pressurization also facilitates maintaining the submerged surface 26 at a predetermined depth that is lower than the exposed surface 16 (as discussed further below). Referring again to FIG. 1, it will be appreciated that the plasma arc discharge is energized by a constant current source 36 (described further below). The melt 12 acts as an anode and the wire 10 acts as a consumable electrode. An electrical circuit returning to constant current source 36 connects rod 40 immersed in melt 12.
is completed by a return wire 38 coupled to. The superheated spray produced by the plasma arc discharge is directed or projected onto the submerged surface 26 by the supply of coating gas, where the material rapidly melts into melt 1.
Dispersed in 2. The cladding gas is preferably supplied at a flow rate that maximizes the projection of the spray 24 into the melt 12. An impeller 42 or stirring means is provided to further promote dispersion of the alloy material into the melt. spray 2
4 may be maintained as long as desired by continuous advancement or feeding of wire 10 into spark cup 22.

また、フィーダ18はスパークカップ22内へのワイヤ
10の供給速度を維持または変更するように制御され得
る。
Additionally, feeder 18 may be controlled to maintain or vary the rate of feed of wire 10 into spark cup 22.

材料は前述されたごとぎワイヤ形式を以て、または棒、
管あるいは粉の形式を以て提供され得る。
The material may be in the form of wire or rod as previously described.
It can be provided in tube or powder form.

粉形式の場合は、粉は好適な金属から成る中空管内に充
填され、管はその直径を減縮しそしてその内部の粉材料
を圧縮するように据込みまたはその他の方法による加工
を施されている。唯一の実際の制限は、スパークカップ
22の与圧された雰囲気が維持され得るように密封に耐
える態様で材料がその送りケーブル20内へ供給される
ことを可能にする形式を有しなくてはならないというこ
とである。もしスパークカップ22内の与圧された雰囲
気が維持されないならば、溶融金属はスパークカップ2
2内にその開端28を通じて進入し、それにより潜没面
26をその予決定深さより上方の深さへ持ち上げること
は極めて明白である。潜没面26のそのような持ち上げ
の結果としてmW4速度並びに分散速度が低下する(潜
没面26をその予決定深さに維持することの重要性はよ
り詳細に後述されるであろう)。第1図においてはワイ
ヤの密封手段は図示されていないが、当業者は有効密封
を提供する可能性を有する多数の手段を承知していると
考えられる。そのような手段の例としてエラストマシー
ル及び空気シールが挙げられる。さらに、フィーダ18
は定供給速度牽引駆動装置であることが望ましい。
In powder form, the powder is packed into a hollow tube of a suitable metal, and the tube is upset or otherwise worked to reduce its diameter and compress the powder material therein. . The only real limitation is that it must have a form that allows material to be fed into its feed cable 20 in a manner that resists sealing so that the pressurized atmosphere of the spark cup 22 can be maintained. This means that it will not happen. If a pressurized atmosphere within the spark cup 22 is not maintained, the molten metal will flow into the spark cup 22.
2 through its open end 28, thereby raising the submerged surface 26 to a depth above its predetermined depth. Such lifting of the submerged surface 26 results in a reduction in the mW4 velocity as well as the dispersion rate (the importance of maintaining the submerged surface 26 at its predetermined depth will be discussed in more detail below). Although wire sealing means are not shown in FIG. 1, those skilled in the art will be aware of numerous means that may provide an effective seal. Examples of such means include elastomeric seals and pneumatic seals. Furthermore, the feeder 18
is preferably a constant feed rate traction drive.

定電流給源36は電圧の変動と無関係に比較的一定の電
流を維持するタイプであることが好ましい。それによっ
て発生されるアークは自己安定特性を有しそして潜没溶
融金属深さの変動によって生じるかもしれ・ないアーク
長さの変化に関し比較的鈍感である。また、アーク安定
性を増進させることが知られているアルカリ金属のごと
き特定添加物を用いてプラズマ放電の因子を供給するこ
とによってアークの安定性をさらに増進させることが成
る条件下においては望ましい。また、アークの安定性は
当業者に知られている各種の7ラツクスを使用すること
によっても増進され得る。
Constant current source 36 is preferably of a type that maintains a relatively constant current regardless of voltage variations. The arc thereby generated has self-stabilizing properties and is relatively insensitive to changes in arc length that may be caused by variations in the depth of submerged molten metal. It is also desirable under conditions to further enhance arc stability by providing a plasma discharge factor using certain additives, such as alkali metals, which are known to enhance arc stability. Arc stability can also be enhanced by using various types of 7 lux known to those skilled in the art.

グゾウスキーの米国特許第3947265号に記載され
るように、交流電流が使用される場合特に有用である高
周波高電圧成分を付加することが望ましい。これは電圧
が零を通過するたびにアークが消失する傾向を明らかに
減少させるとともにアークの安定性を増進させそしてア
ーク開始の困難性を減少させる。
It is desirable to add a high frequency, high voltage component, which is particularly useful when alternating current is used, as described in Guzowski U.S. Pat. No. 3,947,265. This clearly reduces the tendency of the arc to extinguish each time the voltage passes through zero, increases the stability of the arc and reduces the difficulty of starting the arc.

定電流給源36によって供給される電流は、供給材料の
グロビュール/スプレー転移電流密度を超える。ここで
使用されるとき、グロビュール/スプレー転移電流密度
はプラズマアーク放電において生起し得る二つの異なる
金属転移形式を区分する境界線を限定する(米国特許第
3947265号においてグゾウスキーにより指摘され
ているように、この転移点は合金タイプ、ワイヤ寸法、
ワイヤ速度のごとき要因によって異なり得る)。
The current supplied by constant current source 36 exceeds the globule/spray transition current density of the feed material. As used herein, globule/spray transition current density defines the line separating two different metal transition types that can occur in a plasma arc discharge (as pointed out by Guzowski in U.S. Pat. No. 3,947,265). , this transition point depends on alloy type, wire dimensions,
(can vary depending on factors such as wire speed).

転移点に達しない電流密度の場合、アークを通じて転移
されている材料は、分離して大きな滴になり、これら滴
は溶融金属W質中に緩慢な速度で分散する。転移点を超
えた電流密度においては、転移機構は変化して材料を微
細な過熱材料スプレーに変換する。この状態において、
材料は潜没面26と接触するとともに急速に溶解しモし
てメルト中に分散する。
For current densities below the transition point, the material being transferred through the arc separates into large droplets that disperse at a slow rate into the molten metal W mass. At current densities above the transition point, the transition mechanism changes, converting the material into a fine spray of superheated material. In this state,
The material contacts the submerged surface 26 and rapidly dissolves and becomes dispersed in the melt.

スプレー24をメルト12内に運搬する即ち投射する被
覆ガス32も典型的にはメルト12内に進入する。しか
し、そのような被覆ガス32は泡となってメルト12か
ら露出面16ヘメルトを通過して浮上することによって
容易に脱出するから、それがメルトの汚染を招くおそれ
は全くない。既に言及されたように、推奨される被覆ガ
スはアルゴンであるが、その他の被覆ガス、例えばヘリ
ウム、−酸化炭素及び二酸化炭素、ちまた適当な状況に
おいて使用され得る。
A cladding gas 32 that carries or projects spray 24 into melt 12 also typically enters melt 12 . However, since such sheathing gas 32 easily escapes in the form of bubbles from the melt 12 by floating past the exposed surface 16 of the melt, there is no risk of it contaminating the melt. As already mentioned, the recommended cladding gas is argon, but other cladding gases such as helium, carbon oxide and carbon dioxide may also be used in appropriate circumstances.

スパークカップ22は円筒形にされることが好ましい。Preferably, spark cup 22 is cylindrical.

そのような形状はスパークカップ22h’らメルト12
への伝導熱伝達を促進する比較的高いカップ表面積対容
積比を提供する。スパークカップ22の過熱を防止する
ためにはそのような熱伝達を促進することが重要である
。また、当業者はメルト12へのそのような熱伝達は、
それがメルトに熱を追加することにより炉燃料要求量を
削減する便利な方法を提供することにおいて有利である
ことをtwIするであろう。グゾウスキー外の米国特許
第3947265@に開示されるごとき在来的方法は、
それらのそれぞれのメルトに対し、幾らかの熱は別とし
て、大量の熱を追加するものではない。例えば、グゾウ
スキー外の前記特許において合金材料の溶融間に発生さ
れる熱のほとんどは、過熱スプレーがメルト表面の完全
に上方で形成されるから大気中に失われる。
Such a shape is spark cup 22h' and melt 12
Provides a relatively high cup surface area to volume ratio that facilitates conductive heat transfer to the cup. It is important to promote such heat transfer to prevent overheating of the spark cup 22. Also, those skilled in the art will appreciate that such heat transfer to the melt 12
It would prove advantageous in providing a convenient way to reduce furnace fuel requirements by adding heat to the melt. Conventional methods, such as those disclosed in U.S. Pat. No. 3,947,265@Guzowski et al.
Apart from some heat, they do not add much heat to their respective melts. For example, in the Guzowski et al. patent, most of the heat generated during melting of the alloy material is lost to the atmosphere because a superheated spray is formed completely above the melt surface.

スパークカップ22の円筒形は、また、過熱スプレー2
4を運搬する被覆ガス32のメルト12内への投射を増
強する。そのような投射はそれがメトル12中への合金
材料の溶解及び分散を促進することにおいて重要である
。円筒形で推奨されるが、投射及び熱伝達を増進させる
その他の形状、例えば倒立円錐台形、も本発明の範囲内
に在るとみなされる。
The cylindrical shape of the spark cup 22 also allows the superheated spray 2
4 into the melt 12. Such projection is important in that it facilitates dissolution and dispersion of the alloy material into the mettle 12. Although cylindrical is preferred, other shapes that enhance projection and heat transfer, such as an inverted frustoconical shape, are also considered to be within the scope of the invention.

スパークカップ22は下記特徴を有する材料から形成さ
れることが好ましい。
Spark cup 22 is preferably formed from a material having the following characteristics.

1、アーク放電からメルトへの放射熱の伝達を最大化し
、それによりスパークカップにおける過熱の可能性を減
少させる高放射熱伝達。
1. High radiant heat transfer, which maximizes the transfer of radiant heat from the arc discharge to the melt, thereby reducing the possibility of overheating in the spark cup.

2、熱衝撃及び機械的衝撃に対する^抵抗性。2. Resistance to thermal and mechanical shock.

3、メルト内における高い熱安定性及び化学的安定性。3. High thermal and chemical stability within the melt.

硼珪酸塩、アルミナ、ムライト及びシリカは望ましい特
徴を有するものとして知られている材料の一部である。
Borosilicate, alumina, mullite and silica are some of the materials known to have desirable characteristics.

スパークカップ22は浸漬され、そしてスパークカップ
22の開l1jA28内の潜没面26は、露出面16よ
り下位のその予決定深さに維持される。
The spark cup 22 is immersed and the submerged surface 26 within the open l1jA 28 of the spark cup 22 is maintained at its predetermined depth below the exposed surface 16.

そのような深さは以下において予決定浸漬深さと呼ばれ
るであろう。浸漬深さの2.54001(1in)また
は5.080cm (2−in)の差は、添加材料が溶
融媒質中で溶解されそして分散される速度に注目に値す
る彰豐を及ぼし得ることが確認されている。第3図及び
第4図は溶解及び分散に対する浸漬深さの効果を測定す
るために実施された実験に暴づくテストデータを説明す
るものである。
Such a depth will be referred to below as a predetermined immersion depth. It has been determined that a 1-in. or 2-in. ing. Figures 3 and 4 illustrate test data revealing experiments conducted to determine the effect of immersion depth on dissolution and dispersion.

第3図は浸漬深さ対溶解速度(υ/分)に関するデータ
を説明する。第4図は浸漬深さに対する実リカバリ(百
分率)を示す。実験の目的は溶融アルミニウムの実質的
無鉛体に対し0.5%の鉛を添加することであった。実
験は定電流給源36に代えて定電圧給源が使用されたこ
とを除き第1図に開示されたそれと同様の機構によって
実施された。実験に使用されたフロースルー型の炉は約
453N#(1000ボンド)のアルミニウムを装入さ
れた。炉内の溶融アルミニウムの浴は、約76.2cm
(30in)の深さと、約58.4υ(23in)の直
径とを有した。約3.17mm+(1/8 in)の直
径を有する鉛ワイヤが三重送りケーブルを介して約76
.2υm (30in)/分の送り速度を以て硼珪酸塩
スパークカップ内へ供給された。スパークカップは円筒
形であり、約51の直径を有する第1図に説明されたそ
れと同様の下問口を有した。スパークカップ長さ対直径
の比は約6対1であった。アルゴン被覆ガスが約0.2
8m  (10ft3)/時の流量を以て前記送りケー
ブルを介してスパークカップ内へ供給された。プラズマ
アーク放電は鉛ワイヤの自由端と潜没溶融金属面との間
で、約35Vの電圧と約10.0OOA/inの電流密
度を提供する約125Aの電流とを以て、スパークカッ
プ内に確立された。そのようなものとして、前記ワイヤ
の自由端はアーク放電内に進入するとともに溶融して過
熱合金材料の軸方向スプレーに変わった。スプレーは被
覆ガスによって潜没メルト表面上に導かれた。鉛ワイヤ
の適当量を溶融アルミニウムの浴に添加した優、合金化
された溶融アルミニウムは、15、20cm(6in)
 x 15.20CI!(6in) X91.40c 
(36in)の寸法を有する複数のインゴットに連続的
に鋳造された。
FIG. 3 illustrates data regarding immersion depth versus dissolution rate (υ/min). Figure 4 shows the actual recovery (percentage) versus immersion depth. The purpose of the experiment was to add 0.5% lead to a substantially lead-free body of molten aluminum. The experiment was conducted with a setup similar to that disclosed in FIG. 1, except that a constant voltage source was used in place of constant current source 36. The flow-through furnace used in the experiment was charged with approximately 453 N# (1000 bond) aluminum. The bath of molten aluminum in the furnace is approximately 76.2 cm
(30 inches) and a diameter of approximately 58.4 υ (23 inches). A lead wire having a diameter of approximately 3.17 mm + (1/8 in) is passed through the triple feed cable to approximately 76
.. It was fed into the borosilicate spark cup with a feed rate of 2 υ m (30 in)/min. The spark cup was cylindrical and had a lower opening similar to that illustrated in FIG. 1 having a diameter of approximately 51 mm. The spark cup length to diameter ratio was approximately 6 to 1. Argon coating gas is approximately 0.2
A flow rate of 8 m (10 ft3)/hour was fed into the spark cup via the feed cable. A plasma arc discharge is established in the spark cup between the free end of the lead wire and the submerged molten metal surface with a voltage of about 35 V and a current of about 125 A providing a current density of about 10.0 OOA/in. Ta. As such, the free end of the wire entered the arc discharge and melted into an axial spray of superheated alloy material. The spray was directed onto the submerged melt surface by a sheathing gas. An appropriate amount of lead wire is added to a bath of molten aluminum to form a 15.20 cm (6 in.) alloyed molten aluminum.
x 15.20CI! (6in) X91.40c
(36 in).

第3図から、前記スパークカップの浸漬深さが約12.
7cm (5in)から約15.2cs (6in)に
増加されたとき、鉛の溶解率(即ち、溶融媒質中へ鉛が
溶解した量)の劇的増加が生じたことを認めるであろう
。浸漬深さのそれ以上の増加は溶解率に大きい効果を有
する様相を示さなかったことが注目されるであろう。同
様に、第4図において、百分率で表されるすカバリレー
ト(即ち、溶融媒質中に実際に溶解された添加合金材料
の百分率)は、浸漬深さが約10.1cm(4in)か
ら約15、2aA(6in)に増加されたとき劇的に増
加したことが認められ得る。さらにまた、WI潰深さの
一層の増加は実りカバリレートの一層の増加を示した。
From FIG. 3, it can be seen that the immersion depth of the spark cup is approximately 12 mm.
It will be appreciated that when increased from 7 cm (5 in) to about 15.2 cs (6 in), a dramatic increase in lead dissolution rate (ie, the amount of lead dissolved into the melting medium) occurred. It will be noted that further increases in immersion depth did not appear to have a significant effect on the dissolution rate. Similarly, in FIG. 4, the coverage rate expressed as a percentage (i.e., the percentage of added alloy material actually dissolved in the melting medium) varies from an immersion depth of about 10.1 cm (4 in.) to about 1.5 in. A dramatic increase can be seen when increased to 2aA (6in). Furthermore, further increase in WI crush depth indicated further increase in fruiting cover rate.

しかし、それらは前記的10.1cm(4in)から約
15.2z (6in)への増加において生じたリカバ
リの増加はどにはほとんど劇的でなかった。実リカバリ
は光学エミッション分光手段によって測定された。
However, they found that the increase in recovery that occurred in increasing the target from 10.1 cm (4 in) to about 15.2 z (6 in) was hardly dramatic. Actual recovery was measured by optical emission spectroscopy means.

本発明は、金属化合物粒子、例えば TiAl  、Ni3Al及びその他の粒子、の生成に
関する。これら粒子は幾何学的密集金属開化合物(GC
P)であるか、または、局所的密集(TCP)粒子であ
る。
The present invention relates to the production of metal compound particles, such as TiAl, Ni3Al and other particles. These particles are geometrically dense metal open compounds (GC
P) or locally packed (TCP) particles.

チタニウムアルミナイド、ニッケルアルミナイド及びそ
の他金属化合物粒子のごとき粒子は、アルミニウムのご
とき金属地を強−化または他の点で向上させるため強化
手段としてしばしば使用されている。そのようなことの
利点は一般的に認められているが、金属化合物粒子のコ
ストは一般に極めて高価と考えられ、そしてこれらコス
ト要因は、コストに過敏な用途において、金属化合物に
よってそのように強化された金属地色合物の有用性を妨
げる恐れがある。本発明は金属化合物を生成するのに普
通使用されるその他の方法例えば実質的体積の高温度浴
内における蒸気または化学的蒸気の配置または反応及び
固化のごとき方法と比較すると減じられたコストを以て
前記のごとき金属化合物を提供することを容易にする。
Particles such as titanium aluminide, nickel aluminide and other metal compound particles are often used as reinforcement means to strengthen or otherwise enhance metal substrates such as aluminum. Although the benefits of such are generally recognized, the cost of metal compound particles is generally considered prohibitive, and these cost factors may be so enhanced by metal compounds in cost-sensitive applications. This may impede the usefulness of the metallic ground color compound. The present invention provides a method for producing metal compounds at reduced cost when compared to other methods commonly used to produce metal compounds, such as the placement of steam or chemical vapor in a substantial volume of high temperature baths or reaction and solidification. This makes it easy to provide metal compounds such as.

例えば、ニッケルアルミナイドの生産は、典型的に、約
1536℃(2800下)の温度に耐え得る特殊誘導加
熱炉を使用し、それはいくらよくみても高費用の作業で
あるが、本発明は著しくより低い費用の作業でN i 
3A Iを生成する。
For example, the production of nickel aluminide typically uses specialized induction furnaces capable of withstanding temperatures of about 1536°C (below 2800°C), an expensive operation at best, but the present invention makes it significantly more efficient. N i with low cost work
Generate 3A I.

第1図を参照して本発明を実施する場合、メルト12[
!]ち溶融媒質は前記金属化合物の一つまたはそれ以上
の成分を有し得、そして、スパークカップ22即ち室に
送られるワイヤ10即ら材料は前記金属化合物の他の成
分から構成され得る。
When practicing the present invention with reference to FIG.
! ] The melting medium may have one or more constituents of said metallic compound, and the wire 10 or material fed into the spark cup 22 or chamber may consist of other constituents of said metallic compound.

例えば、チタニウムアルミナイド(T i A l 3
)は溶融アルミニウムのメルト12即ち浴内に浸漬され
た第1図のスパークカップ22即ち室へワイヤ10即ら
金属チタン棒を供給することによって生成され得る。金
属チタン棒はチタン蒸気を有する過熱スプレーに変換さ
れ、かくして添加されたチタンは溶融アルミニウム中で
反応してチタニウムアルミナイド(TiA13)を溶融
アルミニウム内で原位置に生成する。スパークカップ2
2内の極高プラズマエネルギはチタンのたとえ全部では
なくともその大部分を蒸気化し、従ってそれは蒸気スプ
レーまたはその他の好適な微細スプレー状態を生成し、
該スプレーはスパークカップ22から出て溶融媒質内へ
入るガスによって溶融金属中へ運搬されると考えられる
。かくのごとく、ガス運搬はチタニウムアルミナイドを
溶融アルミニウム内で原位置に生成するように溶融アル
ミニウム中への超微細チタンスプレーの分配を増進する
ための機構として使用される。これは溶融アルミニウム
中ヘチタンを極度に微細且つ均一に分配してそれと即座
に反応させ以て溶融アルミニウム中における微細チタニ
ウムアルミナイド粒子の均一分散を可能にする。これに
関して、典型的にプラズマは概ね27,760℃(50
,000下)のコア温度に達するが、チタンは約327
6℃(5930下)で蒸発することは注目するに価する
For example, titanium aluminide (T i A l 3
) may be produced by feeding a wire 10, or titanium metal rod, into a spark cup 22 or chamber of FIG. 1 immersed in a melt 12 or bath of molten aluminum. The metallic titanium rod is converted into a superheated spray with titanium vapor, and the titanium thus added reacts in the molten aluminum to form titanium aluminide (TiA13) in situ within the molten aluminum. spark cup 2
The extremely high plasma energy within 2 vaporizes most, if not all, of the titanium, thus producing a vapor spray or other suitable fine spray condition;
It is believed that the spray is carried into the molten metal by the gas exiting the spark cup 22 and entering the melting medium. Thus, gas delivery is used as a mechanism to enhance the distribution of the ultrafine titanium spray into the molten aluminum so as to form titanium aluminide in situ within the molten aluminum. This allows for an extremely fine and uniform distribution of the hetitanium in the molten aluminum and instantaneous reaction therewith, allowing uniform dispersion of fine titanium aluminide particles in the molten aluminum. In this regard, typically the plasma is approximately 27,760°C (50°C
,000 below), while titanium reaches a core temperature of about 327
It is worth noting that it evaporates at 6°C (below 5930°C).

合金を作るため代通使用される多くの金属は約5537
℃(10000’F)より低い温度で蒸発することが理
解さるべきである[Cu  2582℃(4680″F
):Ti  3276℃(5930下):Zr  43
26℃(7820’F):Nb  4930℃(890
6下):W  5530℃(9986T):Ni  2
834”C(5135″F):Mn2040℃(370
4下):AI  2448℃(4440下):Cd  
1490℃(2715°F);Cr  2643℃(4
790下):Co  2879℃(5215下):Pb
  1748℃(3180°F):Li  1330℃
(2426下);fvlg 1115℃(2040下)
:Mo  4826℃(8720下):Ta  542
6℃(9800下):Zn  907℃(1665下)
:Zr4376℃(7910下):Fe  2885℃
(5225下)。以上、何れも概数を示す]。従って、
約27,760℃(50,000下)の典型的プラズマ
コア温度は、もしこのエネルギが本発明におけるがごと
く適正に制御されそして利用されるならば、そのような
金属を蒸発させる即ち微粒として分配するのに十分であ
る。かくのごとき利用の一部は第1図に図示された比較
的小さい室即ちスパークカップ22と運搬ガスとを使用
することによって達成され得、該運搬ガスは著しく増加
された接触面部ち縮合サイトを提供するガス運搬機構の
顕茗な利点を利用するようにプラズマ生成に用いられる
イオン化可能なガスであり得、そして好ましくはそのよ
うなイオン化可能ガスであり、アルミニウムにおけるN
iにニッケル)の−構成要素について言及するとき、そ
れは金属化合物の生成に用いられる元素または金属また
は成分または物質を含むことが意図される。構成要素は
典型的にはニッケルまたはチタンのごとぎ金属であるが
、流体または気体化合物を含む化合物であり得る。例え
ば、アルミニウム棒がスパークカップ22即ち室内に導
入され得、スパークカップ22はその排出口を溶融アル
ミニウム内に浸漬される。ヘリウムがイオン化可能ガス
として供給され、そしてプラズマが既述のように生成さ
れる。メタン、アセチレンまたはその他の気状炭素給源
または固体炭素給源ですら炭化アルミニウム(A14C
3)を生成するようにプラズマに対し供給される。−金
属化合物の構成要素に言及するとき、または金属化合物
を生成するように反応する構成要素に言及するとき、そ
こで意図されることは、該構成要素がそのような反応に
好適であり、そして本発明の実施においてそのように好
適であることである。例えば、チタンは溶融アルミニウ
ム内に6いて非常によく反応するとは通常みなされない
。しかし、チタニウムアルミナイドの生成に通常使用さ
れるごとき成る条件下においては、チタンはアルミニウ
ムによって反応され得ることは知られている。しかし、
既述のごとく、溶融アルミニウム浴内へのチタン棒の単
なる差込みは約815℃(1500下)より低い通常の
アルミニウム処し!i!温度では効率的態様で前記目的
を達成することはあり得す、そして有用なチタニウムア
ルミナイド粒子の生産に関する限りにおいては絶対にあ
り得ない。それにも拘わらず、本発明に従ってチタンが
プラズマアーク内に供給されそして蒸気または超微細ス
プレーに変換される本発明の実施例においては、チタン
は溶融アルミニウム中において反応し得る。
Many metals commonly used to make alloys are approximately 5537
It should be understood that Cu evaporates at temperatures below 2582°C (4680″F).
): Ti 3276°C (below 5930): Zr 43
26°C (7820'F): Nb 4930°C (890'F)
6 lower): W 5530°C (9986T): Ni 2
834"C (5135"F): Mn2040℃ (370
4 lower): AI 2448°C (4440 lower): Cd
1490°C (2715°F); Cr 2643°C (4
790 lower): Co 2879°C (5215 lower): Pb
1748°C (3180°F): Li 1330°C
(2426 lower); fvlg 1115℃ (2040 lower)
:Mo 4826℃ (below 8720):Ta 542
6℃ (below 9800): Zn 907℃ (below 1665)
:Zr4376℃(7910 lower):Fe 2885℃
(5225 below). The above numbers are approximate numbers]. Therefore,
Typical plasma core temperatures of about 27,760° C. (below 50,000° C.), if this energy is properly controlled and utilized as in the present invention, can vaporize such metals, i.e., be distributed as particulates. enough to do. Some of these applications may be accomplished by the use of a relatively small chamber or spark cup 22, as illustrated in FIG. The ionizable gas used for plasma generation may be, and preferably is, an ionizable gas that takes advantage of the significant advantages of the gas transport mechanism provided, such as N in aluminum.
When referring to a - component (nickel in i), it is intended to include elements or metals or components or substances used in the production of metal compounds. The components are typically metals such as nickel or titanium, but can be compounds, including fluids or gaseous compounds. For example, an aluminum rod can be introduced into the spark cup 22 or chamber, and the spark cup 22 is immersed with its outlet into molten aluminum. Helium is supplied as the ionizable gas and a plasma is generated as described above. Even aluminum carbide (A14C) such as methane, acetylene or other gaseous or solid carbon sources
3) is supplied to the plasma so as to generate. - When referring to a component of a metal compound, or to a component that reacts to form a metal compound, what is intended is that the component is suitable for such a reaction and that the present invention It is thus suitable in the practice of the invention. For example, titanium is not normally considered to react very well in molten aluminum. However, it is known that titanium can be reacted with aluminum under conditions such as those normally used for the production of titanium aluminide. but,
As already mentioned, the mere insertion of a titanium rod into a molten aluminum bath is normal aluminum treatment at temperatures below about 815°C (below 1500°C)! i! It is possible, and certainly not so far as the production of useful titanium aluminide particles is concerned, to achieve the said objective in an efficient manner at this temperature. Nevertheless, in embodiments of the invention where titanium is provided in a plasma arc and converted to vapor or ultrafine spray according to the invention, titanium can be reacted in molten aluminum.

本発明の方法は、第1図に示される室即ちスパークカッ
プ22内に材料即ちワイヤ1oとして提供される中実金
属棒の形式の一構成要素を使用しそして他の構成要素は
その中にスパークカップ22が浸漬される溶融金属浴と
して提供される多数の金属化合物を生産するのに有用で
あると考えられる。下記の表は本発明が有用と考えられ
る適用例を列挙したものである。
The method of the invention uses one component in the form of a solid metal rod provided as material or wire 1o in the chamber or spark cup 22 shown in FIG. It is believed that it is useful to produce a number of metal compounds that are provided as a molten metal bath in which cup 22 is immersed. The table below lists examples of applications in which the present invention may be useful.

表  1 本発明を実施するとき、金属化合物粒子の収・率はスパ
ークカップ22即ら室内への材料即ちワイヤ10の添加
率を増すことによって増加される。
Table 1 When practicing the present invention, the yield of metal compound particles is increased by increasing the rate of addition of material or wire 10 into the spark cup 22 or chamber.

金属化合物粒子の体積率は極めて高く、10%または1
5%または20%またはそれ以上に達し得、さらに25
%または30%またはそれ以上の体積率も可能である。
The volume fraction of metal compound particles is extremely high, 10% or 1
5% or 20% or more, and even 25%
% or volume fractions of 30% or more are also possible.

収率を増すためのもう一つの考慮は、室出口区域に沿っ
て通過するように溶融媒質を運動状態に保ちそれにより
新鮮な溶融媒質を反応のために提供するとともに排出区
域に生成された金属化合物を移動することである。もし
希望されるならば、粒子を飽和状態で反応温度に保持し
て反応滞在時間を増すことによって粒子寸法は増大され
得る。通常、金属化合物の生成は高くされた温度を要求
する。チタニウムアルミナイド(TiA13)の場合、
反応温度的665’C(1230下)である。プラズマ
の莫大な熱エネルギは溶融媒質を加熱するとともにそれ
を金属固化合物粒子の生成及び成長を助長するのに十分
な温度に維持することにおいて役立つ。
Another consideration for increasing yield is to keep the melting medium in motion as it passes along the chamber exit zone, thereby providing fresh melting medium for the reaction and removing the produced metal to the discharge zone. It is about moving compounds. If desired, particle size can be increased by holding the particles at the reaction temperature in a saturated state to increase reaction residence time. Typically, the formation of metal compounds requires elevated temperatures. In the case of titanium aluminide (TiA13),
The reaction temperature is 665'C (below 1230C). The enormous thermal energy of the plasma serves to heat the melting medium and maintain it at a temperature sufficient to foster the formation and growth of solid metal compound particles.

金属化合物粒子が生成された後、それらは各個に回収さ
れ得る。これは濾過または遠心分離によって、または恐
らく好適な化学薬剤中での?I¥解によって、または諸
方式の組合せによって実行され得る。例えば、濾過また
は遠心分離は吸蔵集塊として粒子を回収する。例えば、
アルミニウムをマトリックスとしてニッケルアルミナイ
ドを作る場合、粒子は吸蔵アルミニウムと共に回収され
る。
After the metal compound particles are produced, they can be collected individually. Is this by filtration or centrifugation, or perhaps in a suitable chemical agent? It can be performed by an I\ solution or by a combination of methods. For example, filtration or centrifugation recovers particles as occluded agglomerates. for example,
When producing nickel aluminide using aluminum as a matrix, particles are recovered together with occluded aluminum.

回収された集塊はそのまま使用され得、または吸蔵アル
ミニウムの溶解のごとき後続処理または分離過程が希望
され得る。例えば、チタニウムアルミナイドまたはニッ
ケルアルミナイドの生産においては、水酸化ナトリウム
は余剰アルミニウムを溶解して粒子の回収を容易にする
有用な手段である。水酸化ナトリウムはアルミニウムを
溶解するが金属化合物を溶解しないからである。成る場
合においては、粒子は分離されずに金属媒質中に残され
て粒子によって強化された金属マトリックスを形成する
The recovered agglomerate may be used as is, or a subsequent treatment or separation step such as dissolution of the occluded aluminum may be desired. For example, in the production of titanium aluminide or nickel aluminide, sodium hydroxide is a useful means to dissolve excess aluminum and facilitate particle recovery. This is because sodium hydroxide dissolves aluminum but not metal compounds. In these cases, the particles are not separated but remain in the metal medium to form a metal matrix reinforced by the particles.

本発明の別の一実施例は室即ちスパークカップ22内で
または溶融媒質中でまたはスパークカップ及び溶融媒質
の両方において反応するように所望の金属化合物の2種
またはそれ以上の構成要素をスパークカップ22へ供給
する方式を使用する。例えば、チタンTiとアルミニウ
ムA1との複合棒がマグネシウム浴内の室部ちスパーク
カップ22へ送られ得る。
Another embodiment of the present invention is to combine two or more components of a desired metal compound into a spark cup to react within the chamber or spark cup 22 or in the melting medium or in both the spark cup and the melting medium. 22 is used. For example, a composite rod of titanium Ti and aluminum A1 may be delivered to a chamber within a magnesium bath and to spark cup 22.

本発明の一実施例において、約715℃(1320下)
のアルミニウム浴が毎時間化たり434Kg (960
ボンド)の割合で供給された。小さな交即ちスパークカ
ップ22は、直径的3m(1/81n)のニッケルワイ
ヤを毎時間化たり約64に3(142ポンド)の割合で
供給されそしてヘリウムガスを供給された。230OA
 (約190.000ワツト)の電流がニッケルワイヤ
に供給された。以上の結果としてプラズマがスパークカ
ップ22即ち室内に生成され、その結果、毎時間化たり
約719(165ボンド)のニッケルアルミナイド(N
 i 3A I )が、本発明の方法により約1315
℃(2400下)を超える温度まで加熱されたアルミニ
ウム中において生成された。本号用の方法による金属浴
即ち媒質の加熱は金属化合物の生産において極めて重要
でありそして本発明の重要な利点である。金属化合物粒
子の生成及び成長は比較的高い温度によって助長され得
るからである。溶融金属部らメルトが固化したとき、集
塊の約17%がニッケルアルミナイド< x + 3 
A I )粒子であった。
In one embodiment of the invention, about 715°C (below 1320°C)
of aluminum bath becomes 434 kg (960 kg) every hour.
Bond). A small alternating current or spark cup 22 was fed with 3 m (1/81 n) diameter nickel wire at a rate of about 64 to 3 (142 lb) per hour and was supplied with helium gas. 230OA
A current of (approximately 190,000 watts) was supplied to the nickel wire. As a result of the above, plasma is generated in the spark cup 22 or chamber, and as a result, approximately 719 (165 bonds) of nickel aluminide (N
i 3A I ) is approximately 1315 by the method of the present invention.
Produced in aluminum heated to temperatures above 2400°C. Heating of the metal bath or medium by the method herein is of great importance in the production of metal compounds and is an important advantage of the present invention. This is because the generation and growth of metal compound particles can be facilitated by relatively high temperatures. When the melt from the molten metal part solidifies, about 17% of the agglomerate is nickel aluminide < x + 3
A I ) particles.

本発明の一実施例は類14内にアルミニウムの実体また
はその他の材料を使用する。室部らスパークカップ22
は当初@記材料の上方または実質的に露出面16に位置
され、そしてアークが開始され、そしてプラズマが棒ま
たはワイヤ10と前記露出面16との間に発生される。
One embodiment of the present invention uses aluminum bodies or other materials within class 14. Murobe Spark Cup 22
is initially positioned above or substantially on the exposed surface 16 of the material, an arc is initiated and a plasma is generated between the rod or wire 10 and the exposed surface 16.

この結果として、溶融アルミニウムまたはその他の材料
のプールが形成され、そしてそこに室部らスパークカッ
プ22が下げられて前記プールに対して、実質的に、既
述の全般態様で作用する。はぼ同じことが類14内の粒
状または塊状の装入物にもあてはまるが、当初、スパー
クカップ22はその排出口を露出面16の下方又は内側
に保って位置され得る点において異なる。これら配列は
合金生成に加えて溶融を助けるようにプラスンエネルギ
を使用するときの潜在能力を提供する。
As a result of this, a pool of molten aluminum or other material is formed into which the spark cup 22 is lowered from the chamber and acts upon said pool in substantially the general manner previously described. Much the same applies to granular or bulk charges within class 14, with the difference that initially the spark cup 22 can be located with its outlet below or inside the exposed surface 16. These arrangements offer the potential for using plasma energy to aid in melting in addition to alloy formation.

以上本発明は数個の好適実施例との関連において説明さ
れたが、前掲特許請求の範囲は本発明の精神の限界内に
入るすべての実施例を包含することを意図Jる。
Although the invention has been described in the context of several preferred embodiments, it is intended that the appended claims cover all embodiments falling within the scope of the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図に示したスパークカップの斜視図、第3図は合金溶解
率対スパークカップ浸漬深さの関係を図示するグラフ、
第4図は実リカバリ(%)対浸漬深さの関係を図示する
グラフである。 図面上、10・・・ワイヤ、12・・・メルト、14・
・・炉、16・・・露出面、20・・・送りケーブル、
22・・・スパークカップ、24・・・スプレー、26
・・・潜没面、32・・・被覆ガス、36・・・定電流
給源、42・・・羽根車
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between alloy dissolution rate and spark cup immersion depth;
FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between actual recovery (%) versus immersion depth. On the drawing, 10... wire, 12... melt, 14...
...Furnace, 16...Exposed surface, 20...Feeding cable,
22...Spark cup, 24...Spray, 26
... Submerged surface, 32 ... Covering gas, 36 ... Constant current supply source, 42 ... Impeller

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一つまたは複数の種類の金属間化合物を生成する
方法において、 a)排出口を溶融媒質内に位置された室を設ける過程、 b)実質的に前記室の排出区域に内部溶融媒質面を構成
するのに十分な圧力下でイオン化可能ガスを有するガス
を前記室内に導入する過程、 c)実質的に少なくとも前記内部溶融媒質面から前記室
内に在つて前記内部溶融媒質面から離された位置へ延び
るプラズマを前記室内に提供する過程、及び d)一つまたは複数の種類の金属間化合物を生成するよ
うに、互いに対してまたは前記溶融媒質中の一つまたは
複数の種類の構成要素に対してまたは両者に対して反応
し得る一つまたは複数の種類の構成要素を有する材料を
前記室内の前記位置へ提供し、そして前記材料を実質的
に前記プラズマ内に在つて前記内部溶融媒質面へ向かつ
て運搬される過熱スプレーに変換する過程 を有する金属間化合物を生成する方法。
(1) A method of producing one or more types of intermetallic compounds comprising: a) providing a chamber with an outlet located within a melting medium; b) an internal melting medium substantially in the discharge area of said chamber; c) introducing into said chamber a gas having an ionizable gas under sufficient pressure to constitute a surface of said internal melting medium; and d) providing one or more types of components with respect to each other or in the melting medium to produce one or more types of intermetallic compounds. providing a material having one or more types of constituents capable of reacting with or with the chamber, and providing the material with the material substantially within the plasma and with the internal melting medium. A method of producing an intermetallic compound that includes the process of converting it into a superheated spray that is transported towards a surface.
(2)一つまたは複数の種類の金属間化合物を生成する
方法において、 a)前記金属間化合物の一つまたは複数の種類の構成要
素を有する溶融媒質を提供する過程、b)開いた排出口
を溶融媒質内に配置された室を設ける過程、 c)実質的に前記室の排出区域に内部溶融媒質面を構成
するのに十分な圧力下でイオン化可能ガスを有するガス
を前記室内に導入する過程、 d)実質的に少なくとも前記内部溶融媒質面から前記室
内に在つて前記内部溶融媒質面から離された位置へ延び
るプラズマを前記室内に提供する過程、 e)一つまたは複数の種類の金属間化合物を生成するよ
うに、前記溶融媒質中の一つまたは複数の種類の構成要
素に対して反応し得る一つまたは複数の種類の構成要素
を有する一材料を前記室内の前記位置へ供給し、そして
前記材料を実質的に前記プラズマ内に在つて前記内部溶
融媒質面へ向かつて運搬される過熱スプレーに変換し、
それにより、前記溶融媒質中の前記金属間化合物の一つ
または複数の種類の構成要素を前記材料中の一つまたは
複数の種類の構成要素に対して反応させて前記一つまた
は複数の種類の金属間化合物を生成する過程、及び f)物質が前記室から前記溶融媒質中に入るのを助ける
ように前記室から前記溶融媒質中へガスを導入する過程 を有する金属化合物を生成する方法。
(2) A method of producing one or more types of intermetallic compounds, comprising: a) providing a melting medium having constituents of one or more types of said intermetallic compounds; b) an open outlet; c) introducing into said chamber a gas comprising an ionizable gas under sufficient pressure to substantially define an internal melting medium surface in the discharge area of said chamber; d) providing a plasma within the chamber that extends substantially from at least the internal melting medium surface to a location within the chamber and spaced from the internal melting medium surface; e) one or more types of metal. supplying a material having one or more types of constituents capable of reacting with one or more types of constituents in the melting medium to the location in the chamber so as to produce an intermediate compound; and converting the material into a superheated spray substantially within the plasma and conveyed towards the internal melting medium surface;
Thereby reacting one or more types of constituents of the intermetallic compound in the melting medium with one or more types of constituents in the material to generate the one or more types of constituents. and f) introducing a gas from said chamber into said melting medium to assist the passage of material from said chamber into said melting medium.
(3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の金属化
合物を生成する方法において、実質的な量の熱が溶融媒
質から室内へ伝達されるように構成された金属間化合物
を生成する方法。
(3) A method of producing a metal compound according to claim 1 or 2, wherein the intermetallic compound is configured such that a substantial amount of heat is transferred from the melting medium into the chamber. Method.
(4)特許請求の範囲第1項または第2項記載の金属間
化合物を生成する方法において、実質的に物質が室から
溶融媒質中に入るのを助ける率を以て導入されるように
構成された金属間化合物を生成する方法。
(4) A method for producing an intermetallic compound according to claim 1 or 2, wherein the material is introduced at a rate that substantially facilitates passage of the substance from the chamber into the melting medium. A method of producing intermetallic compounds.
(5)特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法に
おいて、材料の少なくとも一部分が細長い固体として室
へ供給されるように構成された金属間化合物を生成する
方法。
(5) A method of producing an intermetallic compound according to claim 1 or 2, wherein at least a portion of the material is supplied to the chamber as an elongated solid.
(6)特許請求の範囲第1項から第5項の何れか一つの
項に記載される金属間化合物を生成する方法において、
溶融媒質中への投射方向に沿う室長さが溶融媒質内にお
ける室の横寸法より大きいように構成された金属間化合
物を生成する方法。
(6) In the method for producing an intermetallic compound according to any one of claims 1 to 5,
A method for producing an intermetallic compound configured such that the length of the chamber along the direction of projection into the melting medium is greater than the lateral dimension of the chamber within the melting medium.
(7)特許請求の範囲1項から第6項の何れか一つの項
に記載される金属間化合物を生成する方法において、溶
融媒質が室の排出口に沿つて通過するように運動する金
属間化合物を生成する方法。
(7) In the method for producing an intermetallic compound as claimed in any one of claims 1 to 6, the intermetallic compound moves such that the melting medium passes along the outlet of the chamber. Methods of producing compounds.
(8)特許請求の範囲第1項から第7項の何れか一つの
項に記載される金属間化合物を生成する方法において、
溶融媒質がその内部における分散をさらに増進するよう
に撹拌される金属間化合物を生成する方法。
(8) In the method for producing an intermetallic compound according to any one of claims 1 to 7,
A method of producing an intermetallic compound in which the molten medium is agitated to further enhance its dispersion within it.
(9)特許請求の範囲第1項記載の金属間化合物を生成
する方法において、金属間化合物の二つ以上の種類の構
成要素が過程(d)において前記位置へ供給されるよう
に構成された金属間化合物を生成する方法。
(9) The method for producing an intermetallic compound according to claim 1, wherein two or more types of constituents of the intermetallic compound are supplied to the position in step (d). A method of producing intermetallic compounds.
(10)特許請求の範囲第1項記載の金属間化合物を生
成する方法において、金属間化合物の一つまたは複数の
種類の構成要素が溶融媒質内に供給され、そして金属間
化合物の一つまたは複数の種類の構成要素が過程(d)
において前記位置へ供給されるように構成された金属間
化合物を生成する方法。
(10) A method for producing an intermetallic compound according to claim 1, wherein one or more types of constituents of the intermetallic compound are provided in the melting medium, and one or more types of the intermetallic compound are provided. Multiple types of components form a process (d)
A method of producing an intermetallic compound configured to be delivered to said location in said method.
(11)特許請求の範囲第10項記載の金属間化合物を
生成する方法において、過程(d)において前記位置へ
供給される構成要素の少なくとも一部分が一つまたは複
数の種類の流体として供給されるように構成された金属
間化合物を生成する方法。
(11) In the method for producing an intermetallic compound according to claim 10, at least a portion of the components supplied to the position in step (d) are supplied as one or more types of fluid. A method of producing intermetallic compounds structured as follows.
(12)特許請求の範囲第2項記載の金属間化合物を生
成する方法において、過程(e)において前記位置へ供
給される材料が、前記材料中の他の構成要素に対して反
応するように構成された金属間化合物を生成する方法。
(12) In the method for producing an intermetallic compound according to claim 2, the material supplied to the position in step (e) is configured to react with other constituents in the material. A method of producing structured intermetallic compounds.
(13)特許請求の範囲第1項記載の金属間化合物を生
成する方法において、前記材料の少なくとも一部分が流
体として供給されるように構成された金属間化合物を生
成する方法。
(13) A method for producing an intermetallic compound according to claim 1, wherein at least a portion of the material is supplied as a fluid.
(14)特許請求の範囲1項から第13項の何れか一つ
の項に記載される金属間化合物を生成する方法において
、金属間化合物の粒子が溶融媒質の少なくとも一部から
分離されるように構成された金属間化合物を生成する方
法。
(14) In the method for producing an intermetallic compound according to any one of claims 1 to 13, the particles of the intermetallic compound are separated from at least a portion of the melting medium. A method of producing structured intermetallic compounds.
(15)特許請求の範囲第14項記載の金属間化合物を
生成する方法において、分離された粒子がそれらから他
の物質を除去するように処理される金属間化合物を生成
する方法。
(15) A method of producing an intermetallic compound according to claim 14, wherein the separated particles are treated to remove other substances from them.
(16)特許請求の範囲第1項から第13項の何れか一
つの項に記載される金属間化合物を生成する方法におい
て、前記粒子の少なくとも一部分と前記溶融媒質の少な
くとも一部分とを含む生成物において溶融媒質を強化す
るために前記粒子が溶融媒質中に残置されるように構成
された金属間化合物を生成する方法。
(16) A method for producing an intermetallic compound according to any one of claims 1 to 13, wherein the product comprises at least a portion of the particles and at least a portion of the melting medium. A method of producing an intermetallic compound in which the particles are configured to remain in a melting medium to strengthen the melting medium.
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