JPH03151157A - Method for coating inner face in metallic cylinder - Google Patents

Method for coating inner face in metallic cylinder

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JPH03151157A
JPH03151157A JP28936089A JP28936089A JPH03151157A JP H03151157 A JPH03151157 A JP H03151157A JP 28936089 A JP28936089 A JP 28936089A JP 28936089 A JP28936089 A JP 28936089A JP H03151157 A JPH03151157 A JP H03151157A
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横井 清
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a metallic cylinder welded perfectly between different kind metals by inserting powdery different kind metallic raw material into the inner face of the metallic cylinder, heating and melting it with a heater, rotating the metallic cylinder and forming coating layer having the different kind metal. CONSTITUTION:The metallic cylinder 9 for forming the coating layer in the inner face is fitted to an exclusive jig 10 and flange 12 thereof is fixed to a pipe 1 in a rotating device, and a graphite heater 17 for heating the inner face and a water cooling pipe 21 are set to the prescribed position in the metallic cylinder 9. Successively, the rotating device body is rotated with a motor 5, and by inserting a trough-like pipe into the inert pipe 24 from the end face of the water cooling pipe 21, a slag forming material is charged into the metal cylinder 9 and a metal raw material feeding nozzle 27 is inserted from the end face of water cooling pipe to fix it to an automatic carriage 26. Further, by heating it with the heater 17, slag forming material is sufficiently melted, and when the temp. reaches the prescribed temp., the metallic raw material for coating the inner face is injected from a nozzle 27 to execute the coating. By this method, the coating layer stuck uniformly and firmly to the inner face of the metallic cylinder 9 under air atmosphere is formed with centrifugal force.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、金属円筒内面への異種金属被覆層の形成方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for forming a dissimilar metal coating layer on the inner surface of a metal cylinder.

(従来の技術) 金属円筒内面への異種金属被覆層の形成方法としては、
MIG溶接や粉体プラズマ溶接等の肉盛溶接による方法
や、二重遠心鋳造法、HIPによる方法、又、円筒内面
よりの加熱により円筒状インゴットを製造する方法とし
ては、石英の中空インゴットの製造方法が知られている
(Prior art) As a method for forming a dissimilar metal coating layer on the inner surface of a metal cylinder,
Methods for manufacturing hollow quartz ingots include overlay welding methods such as MIG welding and powder plasma welding, double centrifugal casting methods, HIP methods, and methods for manufacturing cylindrical ingots by heating from the inner surface of the cylinder. method is known.

(発明が解決しようとする課題) しかし、肉盛溶接法においては、割れ等の溶接欠陥の発
生を防止するため、肉盛材質、母材材質ともに限界があ
り、選択できる成分範囲にかなり制約がある。又、肉盛
溶接は、ビートを重ねて溶接を行なうため、と−ド境界
部における硬さ及び組織むらを避けることができない。
(Problem to be solved by the invention) However, in the overlay welding method, in order to prevent welding defects such as cracks, there are limits to both the overlay material and the base material, and the range of components that can be selected is considerably restricted. be. In addition, in overlay welding, since welding is performed by overlapping beats, hardness and structure unevenness at the node boundary cannot be avoided.

そのため使用中にビード模様が発生し、使用上のトラブ
ルの原因の一つとなっている。又最近は、耐摩耗性の向
上を目的とし、溶着金属中に炭化物、酸化物、硼化物等
の、非金属粒子を分散させた溶着組織を肉盛することが
行なわれているが、この場合、非金属粒子の母材金属に
対する割合を高くすると、割れが発生しやすくなるため
、割れが発生しないようある程度低く抑える必要がある
As a result, bead patterns occur during use, which is one of the causes of trouble during use. Also, recently, with the aim of improving wear resistance, it has been carried out to build up a weld structure in which non-metallic particles such as carbides, oxides, and borides are dispersed in the weld metal. If the ratio of nonmetallic particles to the base metal is increased, cracks are likely to occur, so it is necessary to keep the ratio low to a certain extent to prevent cracks from occurring.

遠心鋳造法においては、二重遠心鋳造法による二重パイ
プの製造も研究されているが、外面側金属を注入し、そ
の後内面側金属を注入する際の、注入時期、及び溶湯温
度等が境界部の溶着及び溶込み状態に与える影響が大き
く、その制御が非常に難しいという問題点があるため、
境界部の完全な溶着を得ることは難しい。
Regarding the centrifugal casting method, research has also been conducted on the production of double pipes using the double centrifugal casting method, but there are limitations such as the timing of injection and the temperature of the molten metal when injecting the outer surface metal and then the inner surface metal. The problem is that it has a large effect on the welding and penetration conditions of the parts, and is extremely difficult to control.
It is difficult to obtain complete welding of the interface.

HIPは組織を自由に選択することは可能であるが、l
バッチで施工されるためコスト高となり、−船釣ではな
い。
Although it is possible to freely select the tissue in HIP, l
The cost is high because it is done in batches, and it is not done by boat.

パイプ内面よりの加熱によりインゴットを製造する方法
は、大気中における石英パイプの製造を目的とするもの
であるが、この方法を金属円筒内面への被覆層の形成に
使用した場合では、被覆しようとする粉体状金属原料が
大気中では酸化するため、良好な被覆層ができない。又
、金属円筒内面を真空あるいは不活性雰囲気とするには
、装置的に複雑且つ高価なものとなる。
The method of producing ingots by heating from the inner surface of the pipe is intended for producing quartz pipes in the atmosphere, but when this method is used to form a coating layer on the inner surface of a metal cylinder, the Since the powdered metal raw material used in this process oxidizes in the atmosphere, a good coating layer cannot be formed. Furthermore, in order to create a vacuum or an inert atmosphere inside the metal cylinder, the equipment becomes complicated and expensive.

そこで本発明は、大気中で金属円筒内面への被覆層の形
成を、内面よりの加熱により簡易に行なうとともに、ビ
ード模様を発生せず、又、被覆層の組織及び被覆層内の
非金属粒子の割合を自由に変化させ、更に母材側金属と
均−且つ強固に密着した被覆層を、金属円筒内面へ得る
ことを目的とする。
Therefore, the present invention aims to easily form a coating layer on the inner surface of a metal cylinder in the atmosphere by heating from the inner surface, without generating a bead pattern, and to improve the structure of the coating layer and the non-metal particles in the coating layer. The purpose of this invention is to freely change the proportion of the base metal and to obtain a coating layer on the inner surface of the metal cylinder that is evenly and firmly adhered to the base metal.

(課題を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは下記のとおりである。(Means for solving problems) The gist of the present invention is as follows.

(1)金属円筒内面に挿入した粉体状の異種金属原料を
、該金属円筒内面に挿入したヒーターにより加熱溶融し
、該金属円筒を回転することによる遠心力により該金属
円筒内面に異種金属の被覆層を。
(1) Powdered dissimilar metal raw materials inserted into the inner surface of the metal cylinder are heated and melted by a heater inserted into the metal cylinder inner surface, and dissimilar metals are applied to the inner surface of the metal cylinder by the centrifugal force generated by rotating the metal cylinder. Cover layer.

形成することを特徴とする金属円筒内面被覆法。A metal cylindrical inner surface coating method characterized by forming.

(2)大気中で粉体状の異種金属原料を加熱溶融するに
際し、予め金属円筒内面にスラグ形成材を挿入し、ヒー
ターによる加熱によりスラグ形成材を溶融し、溶融スラ
グとした後に前記粉体状の異種金属原料を前記金属円筒
内面に挿入し、溶融スラグ層を介して該金属原料を溶融
するか、又は予め粉体状の異種金属原料を挿入し、次に
スラグ形成材を挿入し、ヒーターの加熱によりスラグ形
成材を溶融し、溶融したスラグを介して粉体状の異種金
属原料を溶融することを特徴とする前項1記載の金属円
筒内面被覆法。
(2) When heating and melting powdered dissimilar metal raw materials in the atmosphere, a slag forming material is inserted into the inner surface of a metal cylinder in advance, and the slag forming material is melted by heating with a heater to form a molten slag, and then the powder is Inserting a different metal raw material in the form of a metal cylinder into the inner surface of the metal cylinder and melting the metal raw material through a molten slag layer, or inserting a powdered different metal raw material in advance, and then inserting a slag forming material, The method for coating the inner surface of a metal cylinder according to item 1 above, characterized in that the slag forming material is melted by heating with a heater, and the powdered dissimilar metal raw material is melted through the melted slag.

(3)金属円筒内面に挿入されたスラグ形成材をヒータ
ーにより加熱溶融した後、溶解炉にて予め溶解された溶
融金属を前記金属円筒内面に注入し、さらにヒーターに
よる加熱を行い、該金属円筒を回転することによる遠心
力により該金属円筒内面に異種金属の被覆層を形成する
ことを特徴とする金属円筒内面被覆法。
(3) After the slag forming material inserted into the inner surface of the metal cylinder is heated and melted by a heater, the molten metal previously melted in a melting furnace is injected into the inner surface of the metal cylinder, further heated by a heater, and the metal cylinder is heated. A method for coating the inner surface of a metal cylinder, characterized in that a coating layer of a dissimilar metal is formed on the inner surface of the metal cylinder by centrifugal force caused by rotating the metal cylinder.

(4)ヒーターの加熱電源に交流電源を使用する場合、
誘導電流の発生を防止するため、ヒーター長さ方向にス
リットを入れたヒーターを使用する前項1〜3のいずれ
かに記載の金属円筒内面被覆法。
(4) When using an AC power source as the heating power source for the heater,
4. The method for coating the inner surface of a metal cylinder according to any one of items 1 to 3 above, which uses a heater having slits in the length direction of the heater in order to prevent generation of induced current.

本発明は、大気中で金属円筒内面に異種金属の被覆層を
形成するに際し、予め金属円筒内面に挿入され、遠心力
により円筒内面に保持されたスラグ形成材が、内面から
のヒーター加熱により溶融し、金属円筒内面を覆うこと
により、その後投入されるか、或いは予め投入されてい
る被覆層となる金属原料の酸化を防ぎ、良好な被覆層を
形成することを特徴とする。
In the present invention, when forming a coating layer of a dissimilar metal on the inner surface of a metal cylinder in the atmosphere, the slag forming material that has been inserted into the inner surface of the metal cylinder in advance and held on the inner surface of the cylinder by centrifugal force is melted by heater heating from the inner surface. However, by covering the inner surface of the metal cylinder, it is possible to prevent the oxidation of the metal raw material that will be used as the coating layer that will be added later or that has been added in advance, and to form a good coating layer.

従来の遠心鋳造法は、注湯後は他の熱源によって加熱さ
れることがないため、溶湯温度が時間の経過と共に低下
する。したがって二重遠心鋳造においても、外層、内層
、境界部を完全に溶着させるには、非常に高い技術レベ
ルが要求される。まして遠心鋳造法では、予め用意した
パイプ内面に異種金属を溶着させることは難しく、遠心
鋳造法では異種金属間の溶着が完全な複合バイブを得る
ことは、非常に難しい。
In the conventional centrifugal casting method, the temperature of the molten metal decreases over time because the molten metal is not heated by any other heat source after pouring. Therefore, even in double centrifugal casting, a very high level of technology is required to completely weld the outer layer, inner layer, and boundary. Furthermore, with the centrifugal casting method, it is difficult to weld dissimilar metals to the inner surface of a pipe prepared in advance, and with the centrifugal casting method, it is extremely difficult to obtain a composite vibe in which dissimilar metals are perfectly welded.

これに対して本発明では、溶融状態の被覆材料を注湯後
も一定時間、ヒーターにより継続して加熱することがで
きるため、基材に被覆金属を完全に溶着させることがで
きる。
On the other hand, in the present invention, since the molten coating material can be continuously heated by a heater for a certain period of time even after pouring, the coating metal can be completely welded to the base material.

又、大気中で金属を溶融すれば、溶融金属が酸化するた
め、被覆金属に酸化物、気孔等が多数内在し、健全な被
覆層を得ることはできない。
Furthermore, if metal is melted in the atmosphere, the molten metal will be oxidized, and the coating metal will contain many oxides, pores, etc., making it impossible to obtain a healthy coating layer.

これに対して、本発明ではかかる問題点を解決するため
に、溶融スラグを形成し、予め挿入しておくか、或いは
スラグ形成後に挿入した被覆金属原料を、溶融スラグを
介して溶融する方法を創案した。
In order to solve this problem, the present invention provides a method in which a molten slag is formed and inserted in advance, or a coated metal raw material inserted after slag formation is melted through the molten slag. Invented.

本発明の方法によれば、被覆金属原料は溶融スラグによ
り大気と遮断されて溶融されるため、大気により酸化さ
れることはなく、酸化物、気孔等の無い健全な被覆層を
得ることができる。
According to the method of the present invention, the coating metal raw material is isolated from the atmosphere by the molten slag and melted, so it is not oxidized by the atmosphere and a healthy coating layer free of oxides, pores, etc. can be obtained. .

又、本発明法では遠心鋳造法と同様に、溶解炉にて予め
溶解された溶融金属を金属円筒内面へ注入する方法を併
用することも可能であり、まず金属円筒内面に挿入され
たスラグ形成材をヒーター加熱により熔融し、その後、
溶融金属を注入し、さらにヒーターによる加熱を行うこ
とにより、金属円筒内面へ異種金属を溶着させることが
可能である。
In addition, in the method of the present invention, it is also possible to use a method in which molten metal previously melted in a melting furnace is injected into the inner surface of the metal cylinder, similar to the centrifugal casting method. The material is melted by heating with a heater, and then
By injecting molten metal and further heating it with a heater, it is possible to weld different metals to the inner surface of the metal cylinder.

次に本発明による、金属円筒内面への被覆装置について
図面により説明する。装置は、回転装置。
Next, an apparatus for coating the inner surface of a metal cylinder according to the present invention will be explained with reference to the drawings. The device is a rotating device.

加熱装置及び被覆金属原料の供給装置の三つの装置に大
きく分けられる。又、溶融金属を注入する場合には、溶
解炉及び溶融金属注入用の樋を併設する必要がある。
It can be broadly divided into three types of equipment: a heating device and a coating metal raw material supply device. Further, when injecting molten metal, it is necessary to provide a melting furnace and a gutter for injecting molten metal.

第1図は本発明を実施するための金属円筒の回転装置の
説明図である。図において、パイプ1は2個のベアリン
グ2により支承されており、該ベアリングのベアリング
ケースがベースに固定されている。パイプ1外面にはプ
ーリー4が取付けられており、ベアリングケースと同じ
ベース上に固定されたモーター5の駆動軸に取付けられ
たプーリー6との間をベルトにて連結されている。これ
によってプーリー6の回転のエネルギーはパイプ1がそ
の水平軸の周りを回転するように伝達される。パイプ1
の内面には、径小のパイプ7が、パイプlと同一の水平
軸をもつように挿入され、その片側のフランジがボルト
でパイプ1に固定されている。これは内面加熱により、
パイプ7が膨張した際に、その伸びを反対側端面で逃す
ためである。パイプ1とパイプ7の隙間には、断熱材8
が挿入してあり、内面加熱による熱がベアリング2に伝
わらないようにし、ベアリングが熱で損傷するのを防い
でいる。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a metal cylinder rotating device for carrying out the present invention. In the figure, a pipe 1 is supported by two bearings 2, and the bearing cases of the bearings are fixed to a base. A pulley 4 is attached to the outer surface of the pipe 1, and is connected by a belt to a pulley 6 attached to the drive shaft of a motor 5 fixed on the same base as the bearing case. The energy of the rotation of the pulley 6 is thereby transferred so that the pipe 1 rotates about its horizontal axis. pipe 1
A small-diameter pipe 7 is inserted into the inner surface of the pipe 1 so as to have the same horizontal axis as the pipe 1, and the flange on one side of the pipe 7 is fixed to the pipe 1 with bolts. This is due to internal heating,
This is because when the pipe 7 expands, the expansion is released at the opposite end face. Insulating material 8 is placed in the gap between pipe 1 and pipe 7.
is inserted to prevent heat from internal heating from being transmitted to the bearing 2, thereby preventing the bearing from being damaged by heat.

内面被覆に供される金属円筒9は、回転装置本体内部に
取付けるように設計された専用治具lO内部に、固形耐
火材11にて専用治具と同一水平軸をもつように収めら
れ、フランジ12及び固定用バイブ13.14にて専用
治具10に固定される。金属円筒9の両端部には、スラ
グ形成材及び被覆用金属粉が外面へ抜は出ないように、
金属円筒9よりも小さな内径をもつフランジ15を溶接
止めしている。金属円筒9と、専用治具10との隙間に
は粒子状断熱材工6を充填する。
The metal cylinder 9 to be coated on the inner surface is housed with a solid refractory material 11 inside a special jig 1O designed to be installed inside the main body of the rotating device so as to have the same horizontal axis as the special jig, and the flange 12 and fixing vibrators 13 and 14 to be fixed to the dedicated jig 10. At both ends of the metal cylinder 9, so as to prevent the slag forming material and coating metal powder from coming out to the outside.
A flange 15 having an inner diameter smaller than that of the metal cylinder 9 is fixed by welding. The gap between the metal cylinder 9 and the dedicated jig 10 is filled with particulate heat insulating material 6.

金属円筒9を内部に固定した専用治具lOは、パイプ1
端面に、パイプ1と同一水平軸をもつようにボルトにて
固定される。
A special jig lO with a metal cylinder 9 fixed inside is a pipe 1
It is fixed to the end face with bolts so that it has the same horizontal axis as the pipe 1.

パイプ1を回転させる方法は、従来の遠心鋳造法のよう
にターニングで回転させてもよい。又、金属円筒9は、
第2図に示すように、パイプ1端面に装着してもよく本
発明の目的に沿ったものであれば、どんな方法を用いて
もよい。
The pipe 1 may be rotated by turning as in the conventional centrifugal casting method. Moreover, the metal cylinder 9 is
As shown in FIG. 2, it may be attached to the end surface of the pipe 1, and any method may be used as long as it meets the purpose of the present invention.

内面加熱用ヒーター17は、第3図に示すように円筒状
であり、2本のスリットが片側端面から、反対側端面よ
り50mmを残して全長に入っている。
The inner surface heating heater 17 has a cylindrical shape as shown in FIG. 3, and two slits extend along the entire length from one end face to the other end face, leaving a distance of 50 mm.

又、材質は黒鉛を用いている。但しヒーターは、炭化珪
素のような高温発熱体であれば、何を使用してもよい。
Also, the material used is graphite. However, any heater may be used as long as it is a high temperature heating element such as silicon carbide.

ヒーター15の取付は要領を第4図に示す。ヒーターホ
ルダー18は銅製であり、上下に二分割され、その内面
を水冷するように作られている。
The procedure for installing the heater 15 is shown in FIG. The heater holder 18 is made of copper and is divided into upper and lower halves, and its inner surface is water-cooled.

ヒーター17のスリット17’をヒーターホルダー分割
位置にあわせ、スリット17′に絶縁用セラミクス板1
9をはさみ、ボルト20にて締め付け、ヒーター17を
固定する。その際ボルト20は、絶縁パイプや絶縁ワッ
シャを使用し、ヒーターホルダー18と接触しないよう
にしなければならない。ヒーターホルダー18は上下そ
れぞれ、ヒーター用トランスからの出カケープルと接続
される。
Align the slit 17' of the heater 17 with the heater holder division position, and insert the insulating ceramic plate 1 into the slit 17'.
9 and tighten the bolt 20 to fix the heater 17. In this case, the bolt 20 must be prevented from coming into contact with the heater holder 18 by using an insulating pipe or an insulating washer. The upper and lower portions of the heater holder 18 are respectively connected to output cables from the heater transformer.

本装置ではヒーター17はU字状に回路を形成している
が、ヒーター17にスリットを入れず、両端をヒーター
ホルダー18で保持し加熱することも可能である。尚、
ヒーターの電源としては交流を使用した方が設備的には
安価である。しかしこの場合、電源に交流を用いると、
金属円筒9や専用治具lO1或いは回転装置本体のパイ
プ1゜7に誘導電流が発生し、ベアリングに電食を発生
する。この対策として、本発明では第3図に示す如くヒ
ーター17の長手方向にスリット17′を入れたU字状
ヒーターを使用する。こうすることにより誘導電流は発
生せず、ベアリングの電食を防止することができる。そ
の他の対策としては、電源に直流を用いるか、回転装置
をベアリング方式からターニング方式とし、ゴムローラ
ーを使用してもよい。
In this device, the heater 17 forms a U-shaped circuit, but it is also possible to heat the heater 17 by holding both ends with heater holders 18 without making a slit. still,
It is cheaper in terms of equipment to use alternating current as the power source for the heater. However, in this case, if alternating current is used as the power source,
An induced current is generated in the metal cylinder 9, the special jig lO1, or the pipe 1.7 of the rotating device main body, causing electrolytic corrosion in the bearing. As a countermeasure against this problem, the present invention uses a U-shaped heater in which a slit 17' is provided in the longitudinal direction of the heater 17, as shown in FIG. By doing so, no induced current is generated and electrolytic corrosion of the bearing can be prevented. Other measures include using direct current as a power source, changing the rotating device from a bearing type to a turning type, and using rubber rollers.

ヒーター17の内面には、被覆用金属原料供給装置の保
護用としてヒーターの内径よりも小さな外径をもつ水冷
パイプ21が挿入されている。この水冷パイプは第5図
に示すように二重構造であり、水冷パイプ21と内パイ
プ24との間22には、冷却水が循環するように作られ
ている。
A water cooling pipe 21 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heater is inserted into the inner surface of the heater 17 to protect the coating metal raw material supply device. This water cooling pipe has a double structure as shown in FIG. 5, and is constructed so that cooling water circulates between the water cooling pipe 21 and the inner pipe 24.

水冷バイブ21の外面には、断熱材23が取付けられて
いる。この断熱材はヒーター17と接触した場合の絶縁
材としての役割も果たす。
A heat insulating material 23 is attached to the outer surface of the water-cooled vibe 21. This heat insulating material also serves as an insulating material when it comes into contact with the heater 17.

内パイプ24には、このパイプ内径よりさらに小さな外
径のパイプを、端面より挿入することが可能であり、又
、この内バイブ24は水冷バイブ21を介して外面にス
リットが開いている。そのためこの内パイプ24を利用
して、粉体状金属原料或いはスラグ形成材を、被覆用金
属円筒9内に送ることが可能である。但しこの際ヒータ
ーにはパウダー落下位置にスリットを開けておく必要が
ある。
A pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the inner pipe can be inserted into the inner pipe 24 from the end surface thereof, and a slit is opened on the outer surface of the inner pipe 24 through the water-cooled vibe 21. Therefore, using this inner pipe 24, it is possible to send powdered metal raw material or slag forming material into the coating metal cylinder 9. However, in this case, it is necessary to open a slit in the heater at the position where the powder falls.

粉体状金属原料とキャリアガスとの混合装置25は、自
走式台車26上に取付けられ、更に内パイプ24内に挿
入される金属原料送給用ノズル27と連結している。自
走式台車26は、前後面に取付けられたリミットスイッ
チにて一定区間を前後に繰返し移動することができ、被
覆用金属円筒9内の指定された場所に、均一に被覆用金
属原料或いはスラグ形成材を散布することが可能である
。又、この内バイブ24に樋状のパイプを挿入し、同様
に被覆用金属原料やスラグ形成材を投入する事も可能で
ある。
A mixing device 25 for mixing powdered metal raw material and carrier gas is mounted on a self-propelled trolley 26 and further connected to a metal raw material feeding nozzle 27 inserted into the inner pipe 24 . The self-propelled trolley 26 can repeatedly move back and forth within a certain range using limit switches attached to the front and rear surfaces, and uniformly distributes the coating metal raw material or slag to a designated location within the coating metal cylinder 9. It is possible to spray the forming material. Furthermore, it is also possible to insert a gutter-like pipe into the vibrator 24 and similarly introduce the metal raw material for coating and the slag forming material.

第6図に溶融金属を注入する場合の装置を示す、加熱用
ヒーター17の反対側より、台車上に取付けた樋28を
挿入し、溶解炉より取鍋に移された溶融金属を、樋を使
用して被覆用金属円筒9内面へ注入する。この際ヒータ
ー17は回転装置外へ引き出しておく、溶融金属注入後
は速かに樋を引き出し、ヒーター17を挿入し、ヒータ
ー加熱を行う。
Figure 6 shows a device for injecting molten metal. A gutter 28 mounted on a trolley is inserted from the opposite side of the heating heater 17, and the molten metal transferred from the melting furnace to the ladle is passed through the gutter. and inject it into the inner surface of the metal cylinder 9 for coating. At this time, the heater 17 is pulled out of the rotating device. After the molten metal is injected, the gutter is quickly pulled out, the heater 17 is inserted, and the heater is heated.

次に本装置による金属円筒内面への異種金属被覆層の形
成工程について粉体状金属原料を使用する。場合の一例
を示す。
Next, a powdered metal raw material is used in the process of forming a dissimilar metal coating layer on the inner surface of a metal cylinder using this apparatus. An example of the case is shown below.

(1)内面被覆層形成用金属円筒を専用治具に取付け、
回転装置本体に固定する。
(1) Attach the metal cylinder for forming the inner coating layer to a special jig,
Fix it to the rotating device body.

(2)内面加熱用黒鉛ヒーター及び水冷パイプを所定の
位置に設置する。
(2) Install the graphite heater for internal heating and the water cooling pipe in the specified position.

(3)回転装置本体を回転させる。(3) Rotate the rotating device main body.

(4)樋状のパイプを水冷パイプ端面より内パイプに挿
入し、スラグ形成材を金属円筒内に投入する。
(4) Insert the gutter-shaped pipe into the inner pipe from the end of the water-cooled pipe, and introduce the slag forming material into the metal cylinder.

(5)金属原料送給ノズルを水冷パイプ端面より挿入し
、自走式台車に固定する。自走式台車を前後に移動させ
、パウダーの投入位置を設定する。
(5) Insert the metal raw material feeding nozzle from the end of the water-cooled pipe and fix it to the self-propelled trolley. Move the self-propelled trolley back and forth to set the powder injection position.

(6)  ヒーターを加熱し、スラグ形成材を溶融させ
る。
(6) Heat the heater to melt the slag forming material.

(7)スラグ形成材が充分溶融し、その温度が所定の温
度となった後、内面被覆用金属原料を投入する。
(7) After the slag forming material is sufficiently melted and its temperature reaches a predetermined temperature, the metal raw material for inner surface coating is introduced.

(8)金属原料の挿入が終わった後、ヒーター加熱をや
め、コーティングを終了する。
(8) After inserting the metal raw material, stop heating the heater and finish coating.

被覆用粉体状金属原料は、前記(4)の工程のスラグ形
成材より前に金属円筒内に投入しても良い。
The powdered metal raw material for coating may be charged into the metal cylinder before the slag forming material in step (4).

又、スラグ形成材もキャリアガスにて金属円筒内に投入
することも可能である。
It is also possible to introduce the slag forming material into the metal cylinder using a carrier gas.

使用されるスラグ形成材は、被覆用粉体状金属原料の融
点と同等又はそれ以下の、流動性の良いものが好ましい
。これは、被覆用粉体状金属原料を、スラグ形成材の溶
融後投入する場合、スラグ温度を必要以上に上げないた
めである。
The slag forming material used preferably has good fluidity and has a melting point equal to or lower than the powder metal raw material for coating. This is to prevent the slag temperature from increasing more than necessary when the powdered metal raw material for coating is introduced after the slag forming material is melted.

本発明により粉体状金属原料を金属円筒内面に被覆した
場合、被覆層と母材との間には、溶は込みを生じる場合
がある。その溶は込みが深い場合には、本来の被覆層金
属の特性を得がたい。この溶は込みの深さは、母材及び
被覆金属の融点、ヒーターよりの熱量、散布される粉体
状金属原料量。
When the powder metal raw material is coated on the inner surface of a metal cylinder according to the present invention, melt penetration may occur between the coating layer and the base material. If the weld penetration is deep, it is difficult to obtain the original characteristics of the coating layer metal. The depth of this melt penetration depends on the melting points of the base metal and coating metal, the amount of heat from the heater, and the amount of powdered metal raw material to be sprayed.

コーティング時間、溶融スラグ温度1等と密接な関係を
持っているので、これらを適正に制御することにより、
溶は込みのほとんどみられない良好な断面性状を得るこ
とができる。通常は母材よりも融点の低い粉体状金属原
料を使用し、母材の融点以下、粉体状金属原料の融点以
上に熔融スラグ温度を保ち、コーティングを行うのが望
ましい。
Since it has a close relationship with coating time, molten slag temperature, etc., by controlling these appropriately,
Good cross-sectional properties with almost no melt penetration can be obtained. Usually, it is desirable to use a powdered metal raw material with a melting point lower than that of the base material, and to maintain the molten slag temperature below the melting point of the base material and above the melting point of the powdered metal raw material, and perform coating.

又、本発明においては、溶融スラグ温度を自由に保つこ
とができるため、炭化物、酸化物、硼化物等の各種分散
材を被覆層内に溶融させずに分散させることも可能であ
る。但しこの場合はG(重力加速度(+/sec”))
が効くため、被覆金属と分散材との比重が問題となる。
Furthermore, in the present invention, since the molten slag temperature can be maintained freely, it is also possible to disperse various dispersants such as carbides, oxides, and borides into the coating layer without melting them. However, in this case, G (gravitational acceleration (+/sec"))
is effective, so the specific gravity of the coating metal and the dispersion material becomes an issue.

さらに比重差により分散材のみを緻密に凝集させ、その
隙間を被覆金属が埋めるという従来の溶接法及び鋳造法
では得がたい被覆層性状を得ることもできる。
Furthermore, it is possible to obtain coating layer properties that are difficult to obtain with conventional welding and casting methods, in which only the dispersed material is densely aggregated due to the difference in specific gravity, and the coating metal fills the gaps.

本発明により製作した複合パイプの内面へさらにコーテ
ィングを行うことも可能であり、3層以上の複合パイプ
が製作できる。又、連続作業による積層も可能であり、
−度内面へのコーティング作業を終了した後、内面温度
を下げ、コーティング金属を完全に凝固させた後に、再
度ヒーター加熱を行い、次のコーティングを行えば、自
由に積層が可能である。
It is also possible to further coat the inner surface of the composite pipe manufactured according to the present invention, and a composite pipe with three or more layers can be manufactured. It is also possible to stack layers by continuous operation.
After finishing the coating work on the inner surface, the inner surface temperature is lowered and the coated metal is completely solidified, and then the heater is heated again and the next coating is applied, so that lamination can be freely performed.

又、第7図に示すように本発明において製作した複合パ
イプの、外筒となるパイプを旋削除去することにより、
その内面へコーティングされた層をパイプの外面として
単体或いは複合パイプで使用することができる。
Moreover, as shown in FIG. 7, by removing the pipe that becomes the outer cylinder of the composite pipe manufactured in the present invention,
The layer coated on its inner surface can be used as the outer surface of the pipe in single or composite pipes.

本発明における回転数については、原理的には金属円筒
内のスラグ形成材および粉体状金属原料、又はそれらの
溶融したものが金属円筒内面へ保持できればよいが、通
常は遠心鋳造により使用されるG(重力加速度(m/s
ecす)範囲(40〜130G)が望ましい。
Regarding the rotation speed in the present invention, in principle, it is sufficient that the slag forming material and powdered metal raw material in the metal cylinder, or their molten products, can be retained on the inner surface of the metal cylinder, but usually centrifugal casting is used. G (gravitational acceleration (m/s
ec) range (40-130G) is desirable.

以下に本発明の実施例について説明する。Examples of the present invention will be described below.

(実施例1) 本発明により下記サイズのパイプに内面被覆層の形成を
行った。供試素材寸法はφ200×φ230X340!
!、材質はSTKM−13Aのものを使用した。
(Example 1) According to the present invention, an inner coating layer was formed on a pipe of the following size. The sample material dimensions are φ200 x φ230 x 340!
! The material used was STKM-13A.

被覆用金属としてはステライトNα1を使用し、スラグ
形成材は表−1の成分となるように、配合、溶解し、塊
状となったものを粉砕して使用した。
Stellite Nα1 was used as the coating metal, and the slag forming material was blended and melted to have the components shown in Table 1, and the resulting lumps were pulverized and used.

表−1スラグ形成材組成 回転数73Orpm、ヒーター出力90〜130Kw 
、金属パウダーの投入温度は1350°Cでコーティン
グを行った。
Table-1 Slag forming material composition Rotation speed 73Orpm, heater output 90-130Kw
The coating was performed at a metal powder injection temperature of 1350°C.

金属パウダーは5kg投入し内面に肉厚2〜311II
ltの被覆層を形成した。
Add 5 kg of metal powder and create a wall thickness of 2 to 311 II on the inner surface.
A coating layer of lt was formed.

コーティング終了後、当供試材よりサンプルを採取し、
断面の性状調査を行なった。溶込みはほとんど見られず
均一な被覆層が得られた。
After coating, a sample was taken from the sample material,
The properties of the cross section were investigated. Almost no penetration was observed, and a uniform coating layer was obtained.

(実施例2) 次に本発明法の応用実施例を示す。(Example 2) Next, an application example of the method of the present invention will be shown.

供試素材は材質、寸法共に実施例1と同様のものを使用
した。
The test material used was the same as in Example 1 in terms of material and dimensions.

内面被覆用材料は、WC粒(28〜60メツシユ)6k
g、コルモノイ3kgを使用した。又、スラグ形成材は
実施例−1に示したちの1 kgに対し、クレオライト
(NaaAJ F h) 300 gを混合したものを
使用した。
The inner coating material is 6k WC grains (28-60 mesh)
g, 3 kg of Colmonoy was used. Further, the slag forming material used was a mixture of 300 g of creolite (NaaAJ F h) per 1 kg of the material shown in Example-1.

コーティング工程としては、1.WC粒を投入、2、ス
ラグ形成材投入、3.内面より加熱しスラグ形成材溶解
、4.コルモノイ投入、5.冷却、という手順で操作を
行った。
The coating process includes 1. Add WC grains, 2. Add slag forming material, 3. Melt the slag forming material by heating from the inner surface, 4. Introducing Kolmonoy, 5. The operation was performed by cooling.

回転数は730rp+*(60G) 、ヒーター出カフ
0〜120Kw、金属パウダーの投入温度は1300°
Cでコーティングを行った。
The rotation speed is 730rp+* (60G), the heater output is 0 to 120Kw, and the metal powder input temperature is 1300°.
Coating was performed with C.

コーティング終了後、当供試材よりサンプルを採取し断
面調査を行った。断面にはWC粒が緻密に分散し、その
隙間にコルモノイが浸入した組織となっている。又、ク
ランク等の欠陥はなく良好なコーテイング性状が得られ
ている。断面組織写真を第8図に示す。
After coating was completed, a sample was taken from the sample material and a cross-sectional investigation was conducted. The cross section has a structure in which WC grains are densely dispersed and colmonoids have penetrated into the gaps. In addition, there were no defects such as cranks, and good coating properties were obtained. A photograph of the cross-sectional structure is shown in FIG.

(発明の効果) 本発明により次の効果が奏せられる。(Effect of the invention) The present invention provides the following effects.

(1)従来の遠心鋳造法とは異なり、被覆材を溶融後も
内面より継続して加熱することができるため、異種金属
間の溶着が完全な金属円筒を得ることができる。
(1) Unlike the conventional centrifugal casting method, since the coating material can be heated continuously from the inner surface even after melting, it is possible to obtain a metal cylinder with complete welding between dissimilar metals.

(2)スラグ形成材の使用により、大気中のおいて金属
円筒内面へ、酸化物や気孔のない異種金属材料の被覆層
ができる。
(2) By using a slag forming material, a coating layer of a different metal material free of oxides and pores is formed on the inner surface of a metal cylinder in the atmosphere.

(3)従来の粉体プラズマ溶接等では不可能であったW
C等の粒子分散量の極めて多い内面被覆層を得ることが
できる。
(3) W that was impossible with conventional powder plasma welding, etc.
It is possible to obtain an inner surface coating layer having an extremely large amount of particles such as C dispersed therein.

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

第1図は本発明の実施装置の縦断正面図、第2図は被覆
用金属円筒の取付は方法の変形例を示す説明図、第3図
は黒鉛ヒーターの斜視図、第4図はヒーターのホルダー
取付要領図、第5図は水冷パイプの横断面図、第6図は
予め溶融した溶融金属を注入する場合に使用する装置の
縦断面図、第7図は本発明により製作した複合パイプの
外筒パイプを旋削除去し、内面コーティング層をパイプ
外面とする工程を示す図、第8図は実施例2により得ら
れた供試材の断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図で
ある。 第3図 /7 第4図 8 第5!m
Fig. 1 is a longitudinal sectional front view of an apparatus for implementing the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing a modification of the method for attaching a metal cylinder for coating, Fig. 3 is a perspective view of a graphite heater, and Fig. 4 is a diagram of a heater. Figure 5 is a cross-sectional view of a water-cooled pipe, Figure 6 is a vertical cross-sectional view of a device used to inject pre-melted molten metal, and Figure 7 is a diagram of a composite pipe manufactured according to the present invention. FIG. 8 is an optical microscope photograph showing the metallographic structure of the cross section of the sample material obtained in Example 2. Figure 3/7 Figure 4 8 Fifth! m

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)金属円筒内面に挿入した粉体状の異種金属原料を
、該金属円筒内面に挿入したヒーターにより加熱溶融し
、該金属円筒を回転することによる遠心力により該金属
円筒内面に異種金属の被覆層を形成することを特徴とす
る金属円筒内面被覆法。
(1) Powdered dissimilar metal raw materials inserted into the inner surface of the metal cylinder are heated and melted by a heater inserted into the metal cylinder inner surface, and dissimilar metals are applied to the inner surface of the metal cylinder by the centrifugal force generated by rotating the metal cylinder. A method for coating the inner surface of a metal cylinder, characterized by forming a coating layer.
(2)大気中で粉体状の異種金属原料を加熱溶融するに
際し、予め金属円筒内面にスラグ形成材を挿入し、ヒー
ターによる加熱によりスラグ形成材を溶融し、溶融スラ
グとした後に前記粉体状の異種金属原料を前記金属円筒
内面に挿入し、溶融スラグ層を介して該金属原料を溶融
するか、又は予め粉体状の異種金属原料を挿入し、次に
スラグ形成材を挿入し、ヒーターの加熱によりスラグ形
成材を溶融し、溶融したスラグを介して粉体状の異種金
属原料を溶融することを特徴とする請求項1記載の金属
円筒内面被覆法。
(2) When heating and melting powdered dissimilar metal raw materials in the atmosphere, a slag forming material is inserted into the inner surface of a metal cylinder in advance, and the slag forming material is melted by heating with a heater to form a molten slag, and then the powder is Inserting a different metal raw material in the form of a metal cylinder into the inner surface of the metal cylinder and melting the metal raw material through a molten slag layer, or inserting a powdered different metal raw material in advance, and then inserting a slag forming material, 2. The method for coating the inner surface of a metal cylinder according to claim 1, wherein the slag forming material is melted by heating with a heater, and the powdered dissimilar metal raw material is melted through the melted slag.
(3)金属円筒内面に挿入されたスラグ形成材をヒータ
ーにより加熱溶融した後、溶解炉にて予め溶解された溶
融金属を前記金属円筒内面に注入し、さらにヒーターに
よる加熱を行い、該金属円筒を回転することによる遠心
力により該金属円筒内面に異種金属の被覆層を形成する
ことを特徴とする金属円筒内面被覆法。
(3) After the slag forming material inserted into the inner surface of the metal cylinder is heated and melted by a heater, the molten metal previously melted in a melting furnace is injected into the inner surface of the metal cylinder, further heated by a heater, and the metal cylinder is heated. A method for coating the inner surface of a metal cylinder, characterized in that a coating layer of a different metal is formed on the inner surface of the metal cylinder by centrifugal force caused by rotating the metal cylinder.
(4)ヒーターの加熱電源に交流電源を使用する場合、
誘導電流の発生を防止するため、ヒーター長さ方向にス
リットを入れたヒーターを使用する請求項1〜3のいず
れかに記載の金属円筒内面被覆法。
(4) When using an AC power source as the heating power source for the heater,
The method for coating the inner surface of a metal cylinder according to any one of claims 1 to 3, wherein a heater having a slit in the length direction of the heater is used to prevent generation of induced current.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221312A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Honda Motor Co Ltd Centrifugal casting device
KR102206825B1 (en) * 2020-10-22 2021-01-25 (주)현대보테코 Bimetal cylinder manufacturing system

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