JPH0342167A - 高融点金属製複合パイプの製造方法 - Google Patents
高融点金属製複合パイプの製造方法Info
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- JPH0342167A JPH0342167A JP17427189A JP17427189A JPH0342167A JP H0342167 A JPH0342167 A JP H0342167A JP 17427189 A JP17427189 A JP 17427189A JP 17427189 A JP17427189 A JP 17427189A JP H0342167 A JPH0342167 A JP H0342167A
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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】
〈産業上の利用骨性〉
この発明は、複合パイプの製造方法に係り、特に高融点
金属および超合金の?a合パイプを製造する方法に関す
るものである。
金属および超合金の?a合パイプを製造する方法に関す
るものである。
〈従来の技術〉
Ti、 Zr、 Iff、 Nb、 Ta、 Mo等の
高融点金、属や超合金は一般に延性が低く加工性が不良
である。従って高融点金属、超合金のパイプの製造方法
としては、鋼のシームレスパイプの製造に一般的に用い
られるマンドレルミルなどの穿孔機によって素管を製造
する方法は用いることができない、そこで種々の方法が
とられているが、例えば、Tiでは丸鋳片を用いて熱間
押し出しする方法、あるいは薄板から成形してTIG溶
接によりパイプ形状とする方法、Zrでは丸鋳片の中心
を孔ぐり加工したのち熱間押し出しする方法、超合金や
Nb、 Taでは丸鋳片を熱間押し出しする方法、Mo
、 Wなどではわ)末から焼結鍛造したのち熱間押し出
しする方法などが行われている。
高融点金、属や超合金は一般に延性が低く加工性が不良
である。従って高融点金属、超合金のパイプの製造方法
としては、鋼のシームレスパイプの製造に一般的に用い
られるマンドレルミルなどの穿孔機によって素管を製造
する方法は用いることができない、そこで種々の方法が
とられているが、例えば、Tiでは丸鋳片を用いて熱間
押し出しする方法、あるいは薄板から成形してTIG溶
接によりパイプ形状とする方法、Zrでは丸鋳片の中心
を孔ぐり加工したのち熱間押し出しする方法、超合金や
Nb、 Taでは丸鋳片を熱間押し出しする方法、Mo
、 Wなどではわ)末から焼結鍛造したのち熱間押し出
しする方法などが行われている。
また更に、この挿材料の加工性を改善するために不純物
の量を低減する試みも行われている0例えば、素材の純
度を向上すべく真空下でのアーク熔解や電子ビーム溶解
が行われるが、特にTi、 Zrでは純度向上は実質的
に期待できない。
の量を低減する試みも行われている0例えば、素材の純
度を向上すべく真空下でのアーク熔解や電子ビーム溶解
が行われるが、特にTi、 Zrでは純度向上は実質的
に期待できない。
また加工性を61保すべく、素材の加工温度を増加させ
る手段がとられているが、素材の汚染が起こり、製品歩
留りがかなり低くなる。
る手段がとられているが、素材の汚染が起こり、製品歩
留りがかなり低くなる。
一方、このような高融点金属や超合金の複合パイプに対
する要求が最近高くなり、複合パイプの製造が試みられ
るようになってきた。一つの方法として、複合板材から
の複合パイプの製造も工業的に試みられているが、現状
では加工中に複合材の剥離が生し、溶接などの抜力■工
を必要としている。またパイプ中央部付近で夕、す離が
起きた場合はほとんど修復不可能である。
する要求が最近高くなり、複合パイプの製造が試みられ
るようになってきた。一つの方法として、複合板材から
の複合パイプの製造も工業的に試みられているが、現状
では加工中に複合材の剥離が生し、溶接などの抜力■工
を必要としている。またパイプ中央部付近で夕、す離が
起きた場合はほとんど修復不可能である。
また、遠心鋳造法による鋼等の27!!l ?1合パイ
プの製造も行われているが(例えば、特開昭60−25
7960号公報、特開昭59−183963号公報等)
、内・外層の接合度を上げるために、鋳型を加熱するか
内層の過熱度をコントロールするなどの方法をとってい
る。しかし高融点金属や超合金を材料にする場合、鋳型
を加熱すると外層表面と反応を生し、また過熱度のコン
トロールも非常に困難なものとなり、現実的でなかった
。
プの製造も行われているが(例えば、特開昭60−25
7960号公報、特開昭59−183963号公報等)
、内・外層の接合度を上げるために、鋳型を加熱するか
内層の過熱度をコントロールするなどの方法をとってい
る。しかし高融点金属や超合金を材料にする場合、鋳型
を加熱すると外層表面と反応を生し、また過熱度のコン
トロールも非常に困難なものとなり、現実的でなかった
。
〈発明が解決しようとする課題〉
この発明は、高融点金属や超合金を用いた内外層の接合
強度に優れた複合パイプの製造方法を提案することを目
的とするものである。
強度に優れた複合パイプの製造方法を提案することを目
的とするものである。
く課題を解決するための手段〉
本発明者らは、製品歩留りが高く、製造コストが低く、
製造プロセスが比較的簡単で、しかも内外層の接合強度
の高い高融点金属、超合金の複合パイプの製造に関し、
鋭意検討した結果本発明に到達した。
製造プロセスが比較的簡単で、しかも内外層の接合強度
の高い高融点金属、超合金の複合パイプの製造に関し、
鋭意検討した結果本発明に到達した。
すなわち本発明は、真空室内で、2種以上の金属ないし
合金をそれぞれ個別のるつぼで溶解し、ついで回転を付
与した底を有する筒状鋳型に、所定の順で遠心鋳造する
に際し、既に筒状に鋳造された金属ないし合金の内側面
をエネルギービームで照射加熱しながら次の金属ないし
合金を鋳造することを特徴とする高融点金属製複合パイ
プの型遣方法である。
合金をそれぞれ個別のるつぼで溶解し、ついで回転を付
与した底を有する筒状鋳型に、所定の順で遠心鋳造する
に際し、既に筒状に鋳造された金属ないし合金の内側面
をエネルギービームで照射加熱しながら次の金属ないし
合金を鋳造することを特徴とする高融点金属製複合パイ
プの型遣方法である。
〈作 用〉
本発明の詳細を図面に沿って説明する。
第1図は真空容2=(図示せず)中に設置された本発明
方法に用いる装置の一例を示す概略図である。
方法に用いる装置の一例を示す概略図である。
この装置を用いる手順として、まず粒状ないし塊状の原
料金属3を電子ビーム等のエネルギービーム発生装置1
よりのビーム8で溶解して、水冷銅鋳型2に保持して高
純化、温度調整後、溶融金属3を高速回転している底つ
き円筒鋳型5に注湯して庇付中空鋳片6を製造する。次
に、別間の水冷銅モールド2′にエネルギービーム8を
照射して溶解した内層を構成する金属4を高速回転する
パイプ外層中空鋳片6内に注湯せしめる際に、パイプ外
層中空鋳片内側面をエネルギービーム9で照射加熱しな
がらSfF造する。
料金属3を電子ビーム等のエネルギービーム発生装置1
よりのビーム8で溶解して、水冷銅鋳型2に保持して高
純化、温度調整後、溶融金属3を高速回転している底つ
き円筒鋳型5に注湯して庇付中空鋳片6を製造する。次
に、別間の水冷銅モールド2′にエネルギービーム8を
照射して溶解した内層を構成する金属4を高速回転する
パイプ外層中空鋳片6内に注湯せしめる際に、パイプ外
層中空鋳片内側面をエネルギービーム9で照射加熱しな
がらSfF造する。
なお、一つの熔解室に2つ以上の熔解るつぼを用いるこ
ともできる。
ともできる。
このようにして形成された二重複合中空鋳片の底部を切
断し、加工用腹合中空素材を得る。
断し、加工用腹合中空素材を得る。
なお、複合パイプでは内外層R4の重!it管理が肝要
であり、肉厚偏差を最小限にするために遠心機7の回争
云数を独自にコンピュータによりフィードバックするこ
とにより、経時1化が無いようにするのが好ましい。
であり、肉厚偏差を最小限にするために遠心機7の回争
云数を独自にコンピュータによりフィードバックするこ
とにより、経時1化が無いようにするのが好ましい。
鋳造時の回転数は特に規定しないが400 rpI11
以上が好ましい。
以上が好ましい。
また、複合材の鋳造時の温度V理は各層の接合強度に大
きく影響するので、コンピュータにより走査パターンが
制御されたエネルギービーム9を用いて、鋳造された外
層6の内側面をi8融させつつ次層用の材料4を鋳造す
ることが好ましい、これにより各層の接合度が増加し、
冷却時の熱応力による剥離、特に上端および下部切断面
の抜力■工時での剥離を皆無とすることができる。
きく影響するので、コンピュータにより走査パターンが
制御されたエネルギービーム9を用いて、鋳造された外
層6の内側面をi8融させつつ次層用の材料4を鋳造す
ることが好ましい、これにより各層の接合度が増加し、
冷却時の熱応力による剥離、特に上端および下部切断面
の抜力■工時での剥離を皆無とすることができる。
なお、本発明ではエネルギービームで加熱するのは外層
の内面のみであるため、鋳型に接する外層の外面が鋳型
との反応によって汚染されることもない。
の内面のみであるため、鋳型に接する外層の外面が鋳型
との反応によって汚染されることもない。
エネルギービームは、電子ビーム、レーデ−等特に規定
しないが、電子ビームが好ましい。
しないが、電子ビームが好ましい。
〈実施例〉
最高出ノJ 125kW、 )JII速電圧電圧30k
V子統2木を真空容2I上部に設置した電子ビーム)容
解炉を用いた0本坊真空室内には最大50kgの高1,
11点金属熔湯を溶解可能な水冷銅るつぼ2基を設け、
また溶解室下部には最高2000rpmの高速回転が可
能な遠心鋳造ユニソトを真空下で設置した。そして、こ
の遠心鋳造ユニソトには1日−8ステンレスE%Jの中
空鋳型と底ととなる台盤を用意して、注湯−凝固完了後
中空鋳型と台盤を分割可能なようにした。
V子統2木を真空容2I上部に設置した電子ビーム)容
解炉を用いた0本坊真空室内には最大50kgの高1,
11点金属熔湯を溶解可能な水冷銅るつぼ2基を設け、
また溶解室下部には最高2000rpmの高速回転が可
能な遠心鋳造ユニソトを真空下で設置した。そして、こ
の遠心鋳造ユニソトには1日−8ステンレスE%Jの中
空鋳型と底ととなる台盤を用意して、注湯−凝固完了後
中空鋳型と台盤を分割可能なようにした。
中空鋳型の形状は内径300mm、外径500mm、高
さ600mm、台盤は中心部で肉厚100m+++、中
空鋳型嵌合部で50mmであり、高速回転下でもフライ
ホイールから外れないような止めボルトが設けである。
さ600mm、台盤は中心部で肉厚100m+++、中
空鋳型嵌合部で50mmであり、高速回転下でもフライ
ホイールから外れないような止めボルトが設けである。
この装置を用いて、まず純Ti溶湯15kgを注湯して
120Orpmの遠心力下で凝固させた後、直ちに18
日ステンレスE 25 kgを同様遠心鋳造した。この
場合の回転数は200Orpmであり、純Ti、 18
−8ステンレス鋼の注湯間隔は1飾で、その間純Ti庇
付き中空素材の内面は電子ビームの照射によって半溶融
状態で、かつ高真空雰囲気下に維持した。
120Orpmの遠心力下で凝固させた後、直ちに18
日ステンレスE 25 kgを同様遠心鋳造した。この
場合の回転数は200Orpmであり、純Ti、 18
−8ステンレス鋼の注湯間隔は1飾で、その間純Ti庇
付き中空素材の内面は電子ビームの照射によって半溶融
状態で、かつ高真空雰囲気下に維持した。
その結果、純Tiと18−8ステンレス鋼の接合を妨げ
る汚染はなく接合強度も32kg/c+flが確保でき
た。
る汚染はなく接合強度も32kg/c+flが確保でき
た。
〈発明の効果〉
本発明により、接合面強度の高い高融点金属の複合パイ
プの製造が経済的に可能になった。また、本発明により
製造される複合管を槽底する金属に対する制約は原則的
にないので、用途に応して必要とされる金属あるいは合
金を内層あるいは外層とする複合管を自由に製造使用に
供することが可能となった。
プの製造が経済的に可能になった。また、本発明により
製造される複合管を槽底する金属に対する制約は原則的
にないので、用途に応して必要とされる金属あるいは合
金を内層あるいは外層とする複合管を自由に製造使用に
供することが可能となった。
第1図は複合パイプ製造装置の一例を示す概略図である
。 1・・・エネルギービーム発生装置、 2・・・るつぼ、3・・・外層用金属(溶融)、4・・
・内層用金属(溶融)、5・・・円筒鋳型、6・・・底
つき円筒鋳物、7・・・回転軸、8・・・エネルギービ
ーム(溶解用)、9・・・円筒内面照射用エネルギービ
ーム。
。 1・・・エネルギービーム発生装置、 2・・・るつぼ、3・・・外層用金属(溶融)、4・・
・内層用金属(溶融)、5・・・円筒鋳型、6・・・底
つき円筒鋳物、7・・・回転軸、8・・・エネルギービ
ーム(溶解用)、9・・・円筒内面照射用エネルギービ
ーム。
Claims (1)
- 真空室内で、2種以上の金属ないし合金をそれぞれ個
別のるつぼで溶解し、ついで回転を付与した底を有する
筒状鋳型に、所定の順で遠心鋳造するに際し、既に筒状
に鋳造された金属ないし合金の内側面をエネルギービー
ムで照射加熱しながら次の金属ないし合金を鋳造するこ
とを特徴とする高融点金属製複合パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17427189A JPH0342167A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 高融点金属製複合パイプの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17427189A JPH0342167A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 高融点金属製複合パイプの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0342167A true JPH0342167A (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=15975736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17427189A Pending JPH0342167A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 高融点金属製複合パイプの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0342167A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102372345A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | 通用电气公司 | 超级电容器脱盐装置及脱盐方法 |
CN108465788A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-31 | 马鞍山市盈天钢业有限公司 | 一种高强度防撞杆制备方法 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP17427189A patent/JPH0342167A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102372345A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | 通用电气公司 | 超级电容器脱盐装置及脱盐方法 |
CN108465788A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-31 | 马鞍山市盈天钢业有限公司 | 一种高强度防撞杆制备方法 |
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