JPH04288956A - 低流量ノズルおよび溶射成形方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属をるつぼか
ら注ぎ出す装置に関し、特に溶融金属を低い流量で注ぎ
出すノズルに関する。この装置を用いると、従来の装置
を用いて可能であった流量より低い流量で溶融金属を溶
射成形（スプレーホーミング）することができる。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属を形成するセラミックなしの溶
融方法はプラズマアーク溶融法である。プラズマアーク
溶融（Ｐｌａｓｍａ　Ａｒｃ　Ｍｅｌｔｉｎｇ）に関す
る詳しい説明は、「特殊金属溶融および加工に関する１
９８６年真空冶金学会議録」アメリカ合州国ペンシルバ
ニア州ピッツバーグ、１９８６年６月９〜１１日（Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　１９８６　
　Ｖａｃｕｕｍ　　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　　Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ　　ｏｎ　　Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　　Ｍｅ
ｔａｌｓＭｅｌｔｉｎｇ　　ａｎｄ　　Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ）　　、その中のＧ．Ｓｉｃｋの「大規模プラズ
マ溶融および再溶融試験Ｌａｒｇｅ　　Ｓｃａｌｅ　　
Ｐｌａｓｍａ　　Ｍｅｌｔｉｎｇ　　ａｎｄ　Ｒｅｍｅ
ｌｔｉｎｇ　　Ｔｅｓｔｓ」および「冶金加工における
プラズマ技術Ｐｌａｓｍａ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　
　ｉｎ　　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ」、その第７章「プラズマトーチとプラズマ
トーチ炉Ｐｌａｓｍａ　　Ｔｏｒｃｈｅｓ　　ａｎｄ　
　Ｐｌａｓｍａ　　Ｔｏｒｃｈ　　Ｆｕｒｎａｃｅｓ」
（Ｉｒｏｎ　　＆　　Ｓｔｅｅｌ　　Ｓｏｃｉｅｔｙ，
　　Ｊ．　　Ｆｅｉｎｍａｎ　　Ｅｄｉｔｉｏｎ　　１
９８７）に見られる。プラズマ溶融を用いる決定的利点
は、高い作動圧力、代表的には大気圧で溶融できること
で、この作動圧力を広い範囲で変えて合金化元素の選択
的な蒸発を防止することができる。 真空下で行わなければならない溶融操作は、このような
合金化元素の選択的な蒸発のため、所望の合金組成の組
成変動を受けやすい。このことは、超合金およびチタン
系合金の溶融、精練、鋳造および噴射に特に重要である
。超合金は鉄系、コバルト系またはニッケル系合金で、
高温機械的特性、耐酸化性、および耐クリープ性を兼ね
備える。超合金は、ジェットエンジン部品、ターボスー
パーチャージャーおよび超高温用途に有用である。

【０００３】チタン系合金はアルミニウム合金よりいち
じるしく強く、いくつかの点でほとんどの合金鋼より優
れている。チタン系合金の成分としては、いろいろな元
素の中でもバナジウム、スズ、銅、モリブデンおよびク
ロムがある。チタン合金および超合金はプラズマアーク
溶融にとても適当である。適当に設計されたプラズマハ
ース法を利用すれば、水や酸素による汚染や組成の変化
なしにプラズマ溶融することができるからである。プラ
ズマアーク溶融法では、内部冷却回路がプラズマハース
内にあるので、不活性プラズマガスから出てくる湿気な
どによる汚染が起こらない。プラズマトーチの水冷では
、プラズマガスを水の回路に対して真空密にシールする
ことが必要になる。

【０００４】プラズマアーク溶融法では、最初、高電圧
サージでプラズマトーチの内側の電極とノズルとの間に
アークを発生させて、アルゴンなどのプラズマガスのイ
オン化を開始する。トーチの内側のノズルがプラズマガ
スを送り出す手段となる。トーチはいわゆる非移行型で
短時間作動する。数秒後、マイクロプロセッサ制御によ
り電位を溶融物に移すと、今度は移行型で作動する。ト
ーチと容器またはるつぼ内の金属片との間の距離を選択
することにより、所望の電圧勾配を調節する。トーチ移
動装置が、予め選択した変動する直径にて円状に回転し
始める。液化された溶融物表面が完全になるまで、直径
を増加する。溶融物中での撹拌作用を電流、ガス流れお
よびトーチ−溶融物距離により制御することができる。 つぎに、溶融物を、底注ぎるつぼノズルによりモールド
室に注ぐ。

【０００５】このような方法では、溶融金属の薄い殻が
ハースに対して凝固して収容体を形成する。プラズマア
ーク溶融法はきわめてエネルギー集中型であるので、溶
融速度は通常約１０〜１５ポンド／分（ｌｂ／ｍｉｎ）
に限定され、この速度は溶融金属を溶射するのに用いる
速度よりはるかに遅い。

【０００６】プラズマ溶融法では、通常溶融金属を、セ
ラミックるつぼではなく、水冷銅ハースに入れる。しか
し、セラミックるつぼを使用することもある。るつぼは
、セラミックまたは他のものであっても、それ自体が高
温であるかまたは高温に加熱される別の材料を保持する
ために使用する耐熱材料から形成する。るつぼは、大体
コップまたはたる形で、粘土、白金、鉄およびセラミッ
クなどの材料でつくる。実験室では白金およびセラミッ
クるつぼを使用する。セラミックるつぼは工業用にも使
用する。鉄鋼業では、これまで粘土るつぼを使用してき
たが、現在ほとんどのメーカーが使用しているのは、主
成分金属に適合する高い熱膨張を呈し、下側の金属シー
トの変形を防止するのに十分な低い温度でガラス質にな
るよう特別に設計されている、セラミックるつぼである
。るつぼは、炉とモールドとの間の中間貯留部として作
用する。るつぼはよそで製造した溶融金属を受け取り、
それを溶融点から鋳造または溶射成形点まで運ぶ。 その上、るつぼは、製鋼方法で用いられているように、
溶融または焼成されている材料を保持するのに使用でき
、この場合、原料をるつぼに入れ、つぎに高熱炉に送り
、内容物をプラズマアーク溶融法のような方法により溶
融する。

【０００７】溶射成形合金に関する特許出願の数が過去
十年間にわたって増えている。適当な溶射成形方法が、
たとえば米国特許第３，９０９，９２１号に示されてい
る。最近、上述した超合金の使用と同様、耐疲労性およ
び耐亀裂性のすぐれたきわめて高強度の耐熱合金を、ジ
ェットエンジンディスクを製造する場合のような状況で
使用する必要があることが確認されている。

【０００８】たとえば、最新の溶射成形したタービンデ
ィスク中にセラミック不純物が混入していると、低サイ
クル疲労抵抗が低下し、したがって部品寿命が短くなり
、寿命サイクルコストが増加する。このようなセラミッ
ク欠陥は、元の溶融物原料製造および溶射成形方法両方
に用いた耐火溶融システムから発生する。したがって、
溶射した被膜中に含まれるセラミック介在物の寸法およ
び混入頻度を少なくする溶射成形方法が、特に重要であ
る。

【０００９】一般に、従来の溶射成形方法は、プラズマ
アーク溶融法の溶融速度より約５〜１０倍早い５０〜１
００　　ｌｂ／ｍｉｎの流量で行なう。したがって、プ
ラズマアーク溶融法を溶射成形と併用するためには、溶
射成形方法の流量を減少させなければならない。注ぎノ
ズルの直径を小さくすることにより溶射成形方法の流量
を１０〜１５　　ｌｂ／ｍｉｎに下げようとする従来の
試みは、金属がノズル先端で凍結（凝固）しがちなため
、うまく行かなかった。

【００１０】伝統的には、冶金工業に用いる標準注ぎノ
ズルは、るつぼから最も遠いノズルの底部に位置した断
面に流れ調整ボアを構成し、るつぼの基部に位置するノ
ズルの頂部にメルトプラグを配置している。ノズルの頂
部にメルトプラグを形成するので、注ぎを開始する前に
、約７０〜８０°Ｃの溶融物過熱を達成できる。

【００１１】通常のノズルの底部における流れ調整ボア
の直径により金属流量を制御する。約３０　　ｌｂ／ｍ
ｉｎを越える流量では、溶融金属の容量がノズルのボア
を溶融物過熱温度に保つのに十分である、すなわち溶融
金属の容量がノズル内での「凝固閉塞（ｆｒｅｅｚｅ−
ｏｆｆ）」または固化を防止するのに十分であるので、
溶融金属が流れ調整直径を難なく通過する。

【００１２】しかし、溶融金属の流量が約３０　　ｌｂ
／ｍｉｎ以下に下がると、困難が生じる。ノズルボア内
の溶融金属の容量が減少すると、ノズル内の過熱温度が
低下し、これが原因でノズルの出口端で金属の凝固閉塞
が生じる。したがって、従来技術では、流量制御直径を
アセンブリの基部の平常通りの位置にもつノズルアセン
ブリは、ノズル内の過熱温度が低下し、その結果金属の
凝固閉塞が起こるので、低い金属流量（プラズマアーク
溶融で用いるような）では使用できないことが重大な問
題となっている。

【００１３】したがって、従来のノズルの問題を生じる
ことなく、１０〜１５　　ｌｂ／ｍｉｎのような低い溶
融金属流量で使用することのできるノズルを提供するの
が望ましい。このようなノズルが望ましいのは、これを
プラズマアーク溶融法に使用できるからである。

【００１４】

【発明の概要】この発明の要旨がよく理解できるように
、以下にその目的を説明する。

【００１５】この発明の主たる目的は、溶融速度の低い
清浄な溶融方法と低い流量での溶融金属流れの制御され
た底注ぎとを組み合わせた、清浄な溶融金属溶射方法を
開発することにある。ここで、用語「低い流量」は約３
０　　ｌｂ／ｍｉｎ以下の流量を意味する。

【００１６】この発明の別の目的は、溶融金属をるつぼ
の底から低い流量で注ぐ改良したノズルを提供すること
にある。

【００１７】この発明の他の目的は、ノズルに金属を流
す前および最中に、ノズル内で、特にノズルの流れ調整
ボアで予熱し、その熱を維持するボアインサートをノズ
ルの上部に設けることにある。インサートはノズル内で
の金属の凝固閉塞の発生を最小限に抑える熱伝導体とし
て作用する。

【００１８】この発明の他の目的は、凝固閉塞なしに低
い流量で溶融金属を注ぐことのできる改良した溶射成形
方法を提供することにある。この発明のさらに他の目的
は、ノズル内での溶融金属の流れに対する摩擦を最小に
すること、そしてボアインサートより下に位置するノズ
ルの内径を増すことにより、金属溶射装置の噴射領域へ
溶融金属の流れを導くことにある。

【００１９】特に、この発明のノズルは、ある長さをも
ち、頂部および底部を有し、頂部および底部を通して軸
線方向ボアを画定する手段を有する部材と、熱伝導体を
なし、上記部材のボアと大体同心な第１軸線方向ボアを
有するインサートと、上記インサートを上記部材のボア
内に保持する手段とを備える。インサートが部材の頂部
に位置し、インサートの第１ボアが部材のボアと連通す
る。

【００２０】この発明はこのようなノズルを有する容器
も提供し、またこのようなノズルを用いて金属を溶融し
、注ぐ方法、あるいは溶射成形する方法を提供する。

【００２１】この発明の他の目的および特徴をもっと明
瞭にするために、以下に添付の図面を参照しながらこの
発明をさらに詳しく説明する。

【００２２】

【実施例の記載】図１は従来の注ぎノズルの断面図であ
る。るつぼ１０用の標準注ぎ手段はノズル１１のアセン
ブリで、ノズルの底部先端に流量制御用ボア直径１２を
有する。ノズル１１はるつぼ１０の基部１５にメルトプ
ラグ空所１３も有する。こうしてノズルの底部での流量
制御用ボア直径１２により流れを制御する。図２は、縦
軸にプロットした流量（ポンド／分）と横軸にプロット
したノズル直径（ｍｍ）またはノズルボア面積（ｍｍ２
　）との関係を示すグラフである。図２から、ノズルボ
ア面積が大きいと流量が増加することがわかる。しかし
、ノズルボア面積が減少して、流量が３０　　ｌｂ／ｍ
ｉｎのように低くなるにつれて（＋のデータ点で示す）
、金属凝固閉塞が図１に示す従来のノズルの先端で起こ
る。小さなノズル面積に入る溶融金属の容量は少なくな
るので、ノズル先端の温度がるつぼ内部の溶融金属の温
度以下に下がるからである。

【００２３】溶射付着は、従来の注ぎ技術に比べて高流
量のプロセスである。溶射成形を代表的には、５０〜１
００　　ｌｂ／ｍｉｎの流量で行う。したがって、注入
ノズル流れを調節するボア直径を小さくすることにより
、溶射成形流量を１０〜１５　　ｌｂ／ｍｉｎに減少さ
せるこれまでの試みはうまく行かなかった。ノズルの先
端での溶融金属の量が減少すると、溶融金属がその凝固
点まで冷却してしまうからである。

【００２４】最近まで、１０〜１５　　ｌｂ／ｍｉｎの
範囲の金属流量での溶射成形は行われていない。したが
って、低い溶融速度のプロセスと組み合わせて均一で安
定な溶射成形を行うためには、溶融金属流量を低くしな
ければならない。一般に、るつぼノズルの改良がこのよ
うな低い溶融金属流量状態を得ることのできる唯一の方
法であると考えられている。

【００２５】この発明は、溶射成形方法の利点と、セラ
ミックを含まない溶融方法の利点とを組み合わせて、ジ
ェットエンジンロータディスクのような最終溶射成形物
にセラミックが混入するような欠点をなくそうとするも
のである。しかし、この発明のノズルおよび方法にセラ
ミックるつぼを使用することも可能である。

【００２６】特に、清浄さが必要とされる場合には、プ
ラズマアーク溶融法を使用する。プラズマアーク溶融法
では、セラミックの混入を避けるため、溶融金属を一連
のスカル内張りハースに連続的に供給する。多数のハー
スを用いると、介在物の浮遊あるいはスカルへの沈降お
よび捕捉のために十分な滞留時間が得られる。こうして
最終ハースからの底注ぎを用いて、溶射成形装置の噴射
領域への液体金属の供給を調節する。標準注入ノズル（
図１）の先端で金属凝固閉塞が起こるためこのような低
い溶融速度で溶融金属の流れを維持できないことは、装
置の利用効率と材料損失両方の面で経済的でない。ハー
スからの金属流れを安定に開始することと流れを連続さ
せることが、金属噴射による加工を成功させる上で必須
である。

【００２７】さらに、この発明は、ノズル先端での金属
凝固閉塞を回避し、しかも低い金属流量での注入を可能
にする新しいノズル設計を提供する。図３に示するつぼ
２０は、その基部２５に溶融金属を注ぐためのノズル２
１がはめてある。なお、図３Ａはノズルなしのるつぼの
断面を示し、図３Ｂはボアインサートなしのノズルの断
面を示し、図３はインサートを入れたノズルを取り付け
たるつぼの断面を示す。ノズルオリフィス２１Ａは大体
円形で、断面が示してある。ノズルオリフィス２１Ａは
るつぼ基部２５の接合部２４に段２２および２３を有す
る。ノズル２１の内部に設けた段２２および２３はイン
サート２７Ａの支持部となる（図６参照）。ノズル２１
の部分２１Ｄは第１直径２１Ｂを有する。段２２および
２３は部分２１Ｄの第１直径２１Ｂより大きい第２およ
び第３の直径を有する。インサート２７Ａを、溶融金属
との反応に耐える材料、たとえば窒化ホウ素からつくる
のが好ましい。インサート２７Ａは流れを制御するイン
サートボア２７を有する。インサート２７Ａは溶融金属
流量を制御し、インサートボア２７はノズルの流れ制御
断面として作用する。

【００２８】インサートボア２７の長さ（Ｌ）対直径（
Ｄ）の比は、特定の直径で最大の流量を得るため、約２
．５〜３．０、特に約２．７に維持するのが好ましい。 インサート２７Ａは通電ヒータとして作用し、そして好
ましくは、流れオリフィス２６が円すい台の形状になる
ように設計する。すなわち、流れオリフィス２６は、そ
の上部（インサートボア２７につながるところ）で小さ
な直径を有し、インサートがるつぼ２０に接触したノズ
ル壁２１Ｃと接触する位置まで次第に幅広になる。イン
サートボア２７は大体平行な側部を有し、好ましくは、
低い溶融金属流量に対して長さ約８．１〜８．６ｍｍ、
直径約３．０〜３．５ｍｍとする。インサートボア２７
はその上部でオリフィス２９と連通している。 オリフィス２９はインサートボア２７より僅かに大きい
直径を有する。オリフィス２９はインサートボア２７と
連通し、そして流れオリフィス２６はその直径が、イン
サートボア２７の直径から部分２１Ｄ、すなわち吐出し
オリフィス２８の直径まで変化するのが好ましい。吐出
しオリフィス２８は部分２１Ｄの底部末端での開口であ
る。したがって、ノズルオリフィス２１Ａは、吐出しオ
リフィス２８から部分２１Ｄ、（インサート２７Ａの）
流れオリフィス２６、（インサート２７Ａの）インサー
トボア２７、そしてオリフィス２９へと延びている。流
れオリフィス２６、部分２１Ｄおよび吐出しオリフィス
２８は、ボア２７から出てくる溶融金属流れとの接触を
最小にする、好ましくは防止するのに十分な大きさの直
径を有する形状とされている。たとえば、吐出しオリフ
ィス２８から流れオリフィス２６までの部分２１Ｄは、
長さ約４０ｍｍ、直径約７．０ｍｍとすることができる
。部分２１Ｄを、その直径２１Ｂが流れオリフィス２６
の幅広い部分に一致するように設計するのも適当である
。

【００２９】ノズル面積を減少させたこの発明の底注ぎ
ノズルの新規な設計によって、低い溶融金属流量が得ら
れる。この発明のノズルで達成される低い流量を図４に
示す。ノズル内で凝固閉塞を起こすことなく、約１２お
よび２０　　ｌｂ／ｍｉｎの低い流量が得られた。図４
に示すように、約１２〜２０　　ｌｂ／ｍｉｎの流量は
、ノズル内での溶融金属流れの凝固閉塞を起こすことな
く標準ノズルで達成することのできた最小の流量より著
しく低い。

【００３０】この発明の別の実施例を図５に完全に組立
てた状態で示す。ノズルアセンブリ３１は溶融るつぼ３
０の基部に配置されている。ノズル３１の上方部分にイ
ンサート３７Ａが収容されており、インサート３７Ａが
有するドーム３９は溶融るつぼ３０の内側基部より上に
、るつぼ３０内の固体装入材料３４の底面に穿孔した受
入れ空所に突出している。インサート３７Ａは、図３の
ノズルに関して前述したのと同じ直径および長さ対直径
比の条件を有する流れ制御用インサートボア３２を有す
る。装入材料３４を溶融すると、溶融金属がドーム３９
を完全に包み、そのため流れ制御用ボア３２の壁は溶融
金属装入材料３４の温度に近づく。したがって、溶融金
属がるつぼ３０内に残っていさえすれば、インサート３
７Ａのボアでの凝固閉塞は最小になる。装入材料３４の
溶融に先立って、インサートボア３２に小さなニッケル
または超合金プラグを配置することができ、こうすれば
、るつぼ３０内の溶融した装入材料によりプラグが溶け
るまで、注ぎが始まらない。このようにして、溶融した
装入金属をさらに約２００°Ｃまで過熱することができ
、好ましくは、装入金属を約８０°〜１４０°Ｃ過熱す
る。インサート３７Ａおよびノズル３１の残りのボア断
面は、流れ制御用ボア３２から出てくる溶融金属流れと
の接触を最小にする、好ましくは防止するのに十分な大
きさの直径を有する形状とされている。

【００３１】つぎに、この発明の例示として実施例を説
明するが、実施例を発明を限定するものと考えるべきで
はなく、この発明の範囲内で種々の変更が可能である。 実施例１：従来のノズルの低流量での不都合ノズル底部
に流れ制御用直径を有し、ノズル頂部にメルトプラグ空
所を有する一連の標準注入ノズル（図１）を用いて、３
０　　ｌｂ／ｍｉｎ前後の流量にて、ニッケル基超合金
の溶射成形を行った。ノズルの流れ制御用ボア直径を約
３．０ｍｍ〜７ｍｍの範囲で変えた。金属装入材料をセ
ラミックるつぼ内で誘導加熱で溶融し、注入を開始する
前に溶融金属を７０〜８０°Ｃ過熱させた。ボア直径４
ｍｍ以上のノズルでは、３０　　ｌｂ／ｍｉｎ以上の流
量で溶射成形をうまく行えた。ボア直径３ｍｍおよび３
．５ｍｍのノズルは、流量３０　　ｌｂ／ｍｉｎ以下で
は、８回の実験うち１回しか良好な噴射が得られなかっ
た。溶融るつぼが完全に空になったときを、良好な実験
とした。残りの７回の実験が不適当であった、すなわち
るつぼを完全に空にできなかったのは、ノズル先端での
凝固閉塞の結果であった。標準ノズル設計を多少変更し
てもノズル先端での凝固閉塞を防げなかった。 実施例２：本発明の優秀さ この発明の新規なノズルを用いて、流量３０　　ｌｂ／
ｍｉｎ以下、特に１０〜２０　　ｌｂ／ｍｉｎにて、ニ
ッケル基超合金の溶射成形の実験を１５回行った。ノズ
ルの頂部に位置するインサートのボアは長さ約９．０ｍ
ｍで、インサートボア直径３．０ｍｍまたは３．５ｍｍ
で、るつぼの基部で流れ調整器として機能した。インサ
ートの下側のノズルの残り（図３の部分２１Ｄ）は、長
さ約４２ｍｍであった。注ぎを開始する前に、４０°Ｃ
程度の低い溶融金属過熱を達成した。１５回の実験のう
ち、１２回の実験が良好であった（完全に空になった）
。このことは、この発明のノズルが低い流量で８０％の
成功率であることを示す。３回の不成功な実験（溶融る
つぼが完全には空にならなかった）は、実験を行う際の
人為的なミスによるもので、ノズルの設計のせいではな
い。したがって、全体として、比較的低い溶融金属温度
および低い流量を使用したとき、この発明のノズルは先
端での金属の凝固閉塞が起こらなかった。したがって、
この発明のノズルは、従来のノズルと比較して、低い溶
融金属流量で驚くほど優良であった。

【００３２】この発明の好適な実施例を詳しく説明した
が、この発明は前述した特定の細部に限定されず、この
発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の注ぎノズルの断面図である。

【図２】従来のノズルにおける溶融金属流量とノズル面
積または直径との関係を示すグラフである。

【図３】この発明のノズルおよびインサートの断面図で
あり、図３Ａはノズルなしのるつぼの断面図であり、図
３Ｂはノズルありだが、インサートなしのるつぼの断面
図である。

【図４】図２と同じグラフで、この発明のインサートを
有するノズルの場合の流量を示す２点のデータを追加し
てある。

【図５】この発明の別の実施例を示す断面図である。

【図６】図５のノズルおよびインサートの拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

２０　　るつぼ ２１　　ノズル ２１Ａ　　ノズルオリフィス ２１Ｂ　　直径 ２１Ｄ　　部分 ２２、２３　　段 ２５　　基部 ２６　　流れオリフィス ２７　　インサートボア ２７Ａ　　インサート ２８　　吐出しオリフィス ２９　　オリフィス ３０　　るつぼ ３１　　ノズル ３２　　ボア ３７Ａ　　インサート ３９　　ドーム

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ある長さをもち、頂部および底部を有し、
   頂部および底部を通して軸線方向ボアを形成する手段を
   有する部材と、熱伝導体をなし、上記部材のボアと略同
   心な第１軸線方向ボアを有するインサートと、上記イン
   サートを上記部材のボア内に保持する手段とを備え、イ
   ンサートが部材の頂部に位置し、インサートの第１ボア
   が部材のボアと連通するノズル。
2. 【請求項２】上記部材のボアが第１の長さおよび第１の
   直径を有する第１部分と、第２の長さおよび第２の直径
   を有する第２部分と、第３の長さおよび第３の直径を有
   する第３部分とを含み、第２直径が第１直径より大きく
   、第３直径が第２直径より大きく、第２直径および第３
   直径が段を画定し、上記インサート保持手段がこれらの
   段を含み、インサートが第１直径より上に位置し、第１
   直径がインサートの第１ボアと連通する請求項１に記載
   のノズル。
3. 【請求項３】上記インサートの第１ボアが第１部分と第
   ２部分とを有し、この第２部分は長さと直径を有し、こ
   の第２部分の直径が上記部材ボアの第１直径より小さく
   、第１部分が第２部分より下に位置し、第２部分および
   部材ボア両方と連通し、第１部分は直径が変化し、その
   直径は第１部分が部材のボアと連通するところでの部材
   のボアの第１直径から第１部分が第２部分に連通すると
   ころでのインサートボアの第２部分の直径まで変化する
   請求項２に記載のノズル。
4. 【請求項４】上記インサートの第１ボアの第１部分が円
   すい台の形状である請求項３に記載のノズル。
5. 【請求項５】上記インサートの第１ボアの第２部分の長
   さ対同第１ボアの直径の比が２．５〜３．０である請求
   項４に記載のノズル。
6. 【請求項６】上記比が２．７である請求項５に記載のノ
   ズル。
7. 【請求項７】上記インサートの第１ボアの第２部分が直
   径約３．０〜３．５ｍｍである請求項６に記載のノズル
   。
8. 【請求項８】上記インサートの第１ボアの第２部分が長
   さ約８．５〜９．０ｍｍである請求項７に記載のノズル
   。
9. 【請求項９】上記インサートが窒化ホウ素からなる請求
   項７に記載のノズル。
10. 【請求項１０】上記部材のボアの第１部分が長さ約４０
    ｍｍである請求項７に記載のノズル。
11. 【請求項１１】上記部材がジルコニアからなる請求項１
    に記載のノズル。
12. 【請求項１２】上記インサートが窒化ホウ素からなる請
    求項１に記載のノズル。
13. 【請求項１３】溶融金属を流れとして注ぎ出す容器が、
    耐熱性材料の底部と耐熱性材料の側壁からなる本体であ
    って、上記側壁は底部から隆起し、溶融金属の流れを受
    け入れる開口を形成する手段を画定し、上記底部はオリ
    フィスを形成する手段を有する本体と、上記本体底部の
    オリフィス内に配置され、溶融金属を容器から注ぎ出す
    ためのノズルとを備え、上記ノズルは、ある長さをもち
    、頂部および底部を有し、頂部および底部を通して軸線
    方向ボアを形成する手段を有する部材と、熱伝導体をな
    し、上記部材のボアと大体同心な第１軸線方向ボアを有
    するインサートと、上記インサートを上記部材のボア内
    に保持する手段とを備え、インサートが部材の頂部に位
    置し、インサートの第１ボアが部材のボアと連通する溶
    融金属流れ注ぎ出し容器。
14. 【請求項１４】上記本体が水冷銅ハースからなる請求項
    １３に記載の容器。
15. 【請求項１５】上記本体がセラミックるつぼからなる請
    求項１３に記載の容器。
16. 【請求項１６】上記部材のボアが第１の長さおよび第１
    の直径を有する第１部分と、第２の長さおよび第２の直
    径を有する第２部分と、第３の長さおよび第３の直径を
    有する第３部分とを含み、第２直径が第１直径より大き
    く、第３直径が第２直径より大きく、第２直径および第
    ３直径が段を画定し、上記インサート保持手段がこれら
    の段を含み、インサートが第１直径より上に位置し、第
    １直径がインサートの第１ボアと連通する請求項１３に
    記載の容器。
17. 【請求項１７】上記インサートの第１ボアが第１部分と
    第２部分とを有し、この第２部分は長さと直径を有し、
    この第２部分の直径が上記部材ボアの第１直径より小さ
    く、第１部分が第２部分より下に位置し、第２部分およ
    び部材ボア両方と連通し、第１部分は直径が変化し、そ
    の直径は第１部分が部材のボアと連通するところでの部
    材のボアの第１直径から第１部分が第２部分に連通する
    ところでのインサートボアの第２部分の直径まで変化す
    る請求項１６に記載の容器。
18. 【請求項１８】上記インサートの第１ボアの第１部分が
    円すい台の形状である請求項１７に記載の容器。
19. 【請求項１９】上記インサートの第１ボアの第２部分の
    長さ対同第１ボアの直径の比が２．５〜２．９である請
    求項１８に記載の容器。
20. 【請求項２０】上記比が２．７である請求項１９に記載
    の容器。
21. 【請求項２１】上記インサートの第１ボアの第２部分が
    直径約３．０〜３．５ｍｍである請求項２０に記載の容
    器。
22. 【請求項２２】上記インサートが窒化ホウ素からなる請
    求項２１に記載の容器。
23. 【請求項２３】金属を溶融し、その溶融金属を所定の適
    当な温度および低い流量で注ぐ方法において、この方法
    は、適当な容器内の固体金属に熱源を作用させて溶融金
    属を形成し、ノズルを通して溶融金属を所定の適当な温
    度および低い流量で注ぐ工程とを含み、上記ノズルは、
    ある長さをもち、頂部および底部を有し、頂部および底
    部を通して軸線方向ボアを画定する手段を有する部材と
    、熱伝導体をなし、上記部材のボアと大体同心な第１軸
    線方向ボアを有するインサートと、上記インサートを上
    記部材のボア内に保持する手段とを備え、インサートが
    部材の頂部に位置し、インサートの第１ボアが部材のボ
    アと連通する溶融金属の注ぎ出し方法。
24. 【請求項２４】上記熱源がプラズマトーチを含む請求項
    ２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】上記容器が底部を有し、上記ノズルが容
    器底部に位置する請求項２４に記載の方法。
26. 【請求項２６】さらに、溶融金属を上記容器からノズル
    が底部に配置された第２容器に転送する工程を含む請求
    項２４に記載の方法。
27. 【請求項２７】溶融金属をノズルを通して所定の適当な
    温度および適当な流量で注ぐ工程を含む溶射成形方法に
    おいて、上記ノズルは、ある長さをもち、頂部および底
    部を有し、頂部および底部を通して軸線方向ボアを画定
    する手段を有する部材と、熱伝導体をなし、上記部材の
    ボアと大体同心な第１軸線方向ボアを有するインサート
    と、上記インサートを上記部材のボア内に保持する手段
    とを備え、インサートが部材の頂部に位置し、インサー
    トの第１ボアが部材のボアと連通する溶融金属の溶射成
    形方法。
28. 【請求項２８】上記流量が３０　　ｌｂ／ｍｉｎ以下で
    ある請求項２７に記載の方法。
29. 【請求項２９】上記温度が約４０°Ｃ〜２００°Ｃの過
    熱温度である請求項２７に記載の方法。
30. 【請求項３０】上記温度が約８０°Ｃ〜１４０°Ｃの過
    熱温度である請求項２９に記載の方法。