JPH0596360A - スプレイ・デポジツト法を用いたデイスク状プリフオ− ムの製造法 - Google Patents
スプレイ・デポジツト法を用いたデイスク状プリフオ− ムの製造法Info
- Publication number
- JPH0596360A JPH0596360A JP28383891A JP28383891A JPH0596360A JP H0596360 A JPH0596360 A JP H0596360A JP 28383891 A JP28383891 A JP 28383891A JP 28383891 A JP28383891 A JP 28383891A JP H0596360 A JPH0596360 A JP H0596360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preform
- spray
- collector
- molten metal
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スプレイ・デポジット法により製造された大
型のプリフォ−ムにひけ巣等を発生させない。 【構成】 溶融金属2を不活性ガスによってアトマイズ
し、溶融金属の粒子群として急冷凝固させ、これを、回
転しながら後退しているコレクタ−4に堆積させてプリ
フォ−ム5を順次成形して行くスプレイ・デポジット法
において、この溶融金属2のスプレイ方向をコレクタ−
4の回転軸に対し傾斜させており、しかも、堆積してで
きたプリフォ−ム5の回転中心部へ、この溶融金属2と
同質の金属粉を冷し金として吹き付けて、プリフォ−ム
5の冷却を中心部と周辺部とを均一にしようとするも
の。
型のプリフォ−ムにひけ巣等を発生させない。 【構成】 溶融金属2を不活性ガスによってアトマイズ
し、溶融金属の粒子群として急冷凝固させ、これを、回
転しながら後退しているコレクタ−4に堆積させてプリ
フォ−ム5を順次成形して行くスプレイ・デポジット法
において、この溶融金属2のスプレイ方向をコレクタ−
4の回転軸に対し傾斜させており、しかも、堆積してで
きたプリフォ−ム5の回転中心部へ、この溶融金属2と
同質の金属粉を冷し金として吹き付けて、プリフォ−ム
5の冷却を中心部と周辺部とを均一にしようとするも
の。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スプレイ・デポジット
法を用いた大型のディスク状プリフォ−ムを製造する方
法に関するものである。
法を用いた大型のディスク状プリフォ−ムを製造する方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】周知のごとく、スプレイ・デ
ポジット法とは、溶融金属を不活性ガスによってアトマ
イズし、細かく粉砕された溶滴を飛行中に急冷凝固させ
てコレクタ−に堆積させてプリフォ−ム(素形材)を製
造する方法であって(例えば、特公昭54−29985
号公報、特公昭56−12220号公報、特開昭62−
161464号公報等参照)、普通鋳造法に比べ、急冷
凝固による均一なミクロ組織ができること、マクロ偏析
のないこと、および加工性・鍛造性が良好であること、
という長所を有している。また、このスプレイ・デポジ
ット法は、高密度のプリフォ−ムが得られること、しか
も生産性が高いこと、という長所を有している。
ポジット法とは、溶融金属を不活性ガスによってアトマ
イズし、細かく粉砕された溶滴を飛行中に急冷凝固させ
てコレクタ−に堆積させてプリフォ−ム(素形材)を製
造する方法であって(例えば、特公昭54−29985
号公報、特公昭56−12220号公報、特開昭62−
161464号公報等参照)、普通鋳造法に比べ、急冷
凝固による均一なミクロ組織ができること、マクロ偏析
のないこと、および加工性・鍛造性が良好であること、
という長所を有している。また、このスプレイ・デポジ
ット法は、高密度のプリフォ−ムが得られること、しか
も生産性が高いこと、という長所を有している。
【0003】ところで、かかるスプレイ・デポジット法
では、溶融金属粒子を固液共存状態の温度まで急冷凝固
し、その後は比較的ゆっくりと冷却しており、前記長所
を発揮させるプリフォ−ムを得ようとすれば、かかる冷
却制御がきわめて重要になっている。すなわち、溶融金
属粒子の冷却は、大略、金属粒子の飛行中の急速冷却、
コレクタ−への堆積時の冷却、および堆積後つまりプリ
フォ−ムのゆっくりとした冷却の3つの段階で行われて
いるので、これらの各冷却の制御がきわめて重要となっ
ている。例えば、前掲の特公昭56−12220号公報
でも説明されているように、飛行中の冷却が適切に行わ
れず、コレクタ−に堆積された粒子が高温で殆ど溶融状
態であれば、普通鋳造法における収縮孔、すなわち、ひ
け巣や粗大組織の発生等がみられ、到底、高密度のプリ
フォ−ムは得られない。
では、溶融金属粒子を固液共存状態の温度まで急冷凝固
し、その後は比較的ゆっくりと冷却しており、前記長所
を発揮させるプリフォ−ムを得ようとすれば、かかる冷
却制御がきわめて重要になっている。すなわち、溶融金
属粒子の冷却は、大略、金属粒子の飛行中の急速冷却、
コレクタ−への堆積時の冷却、および堆積後つまりプリ
フォ−ムのゆっくりとした冷却の3つの段階で行われて
いるので、これらの各冷却の制御がきわめて重要となっ
ている。例えば、前掲の特公昭56−12220号公報
でも説明されているように、飛行中の冷却が適切に行わ
れず、コレクタ−に堆積された粒子が高温で殆ど溶融状
態であれば、普通鋳造法における収縮孔、すなわち、ひ
け巣や粗大組織の発生等がみられ、到底、高密度のプリ
フォ−ムは得られない。
【0004】ところが、飛行中の冷却が適切に行われて
も、堆積後の冷却、すなわち、プリフォ−ムの冷却は、
普通鋳造法と同様、遅い熱伝導によって行われるので、
プリフォ−ムによっては多くの残留熱量があって、大型
のプリフォ−ムでは前述の普通鋳造法におけるひけ巣等
の現象が発生する。すなわち、かかる現象を分析してみ
ると、細かく粉砕された溶滴、つまり噴霧粒子は、飛行
中適切な冷却が行われても、コレクタ−上では、各粒子
の冷却状態の相違により、溶融状態、半溶融状態および
凝固状態の3つの態様になって堆積されているので、プ
リフォ−ムが大型となれば、残留熱量もそれだけ多くな
り、しかも、前述のように堆積後はゆっくりと冷却され
ることから、プリフォ−ムの中心部と周辺部との温度差
が大きくなり、特に中心部は固液共存状態となってひけ
巣等が発生するものと考えられる。
も、堆積後の冷却、すなわち、プリフォ−ムの冷却は、
普通鋳造法と同様、遅い熱伝導によって行われるので、
プリフォ−ムによっては多くの残留熱量があって、大型
のプリフォ−ムでは前述の普通鋳造法におけるひけ巣等
の現象が発生する。すなわち、かかる現象を分析してみ
ると、細かく粉砕された溶滴、つまり噴霧粒子は、飛行
中適切な冷却が行われても、コレクタ−上では、各粒子
の冷却状態の相違により、溶融状態、半溶融状態および
凝固状態の3つの態様になって堆積されているので、プ
リフォ−ムが大型となれば、残留熱量もそれだけ多くな
り、しかも、前述のように堆積後はゆっくりと冷却され
ることから、プリフォ−ムの中心部と周辺部との温度差
が大きくなり、特に中心部は固液共存状態となってひけ
巣等が発生するものと考えられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、かかる
問題点を解決するために創作されたもので、その要旨と
するところは、溶融金属を不活性ガスによってアトマイ
ズし、この細かく粉砕された溶滴を飛行中に急冷凝固さ
せ、これを、回転且つ後退するコレクタ−に順次堆積さ
せるスプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフ
ォ−ムの製造法において、前記溶滴のスプレイ流の方向
を、前記コレクタ−の回転軸方向に対し傾斜させると共
に、プリフォ−ムの回転中心部に向け、前記溶融金属と
同質の金属粉を吹き付けることを特徴とするスプレイ・
デポジット法を用いた大型のディスク状プリフォ−ムの
製造法にある。
問題点を解決するために創作されたもので、その要旨と
するところは、溶融金属を不活性ガスによってアトマイ
ズし、この細かく粉砕された溶滴を飛行中に急冷凝固さ
せ、これを、回転且つ後退するコレクタ−に順次堆積さ
せるスプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフ
ォ−ムの製造法において、前記溶滴のスプレイ流の方向
を、前記コレクタ−の回転軸方向に対し傾斜させると共
に、プリフォ−ムの回転中心部に向け、前記溶融金属と
同質の金属粉を吹き付けることを特徴とするスプレイ・
デポジット法を用いた大型のディスク状プリフォ−ムの
製造法にある。
【0006】
【実施例】本発明を添付図面に示す実施例装置により詳
細に述べる。図1は本発明の実施例装置の模式図、図2
はスプレイ・デポジットの時間とプリフォ−ムの高さと
温度分布との関係を示す線図で、(A)は従来法、
(B)は本実施例法である。図3は放冷時間とプリフォ
−ムの高さと温度分布との関係を示す線図で、(A)は
従来法、(B)は本実施例法である。
細に述べる。図1は本発明の実施例装置の模式図、図2
はスプレイ・デポジットの時間とプリフォ−ムの高さと
温度分布との関係を示す線図で、(A)は従来法、
(B)は本実施例法である。図3は放冷時間とプリフォ
−ムの高さと温度分布との関係を示す線図で、(A)は
従来法、(B)は本実施例法である。
【0007】図1において、不図示のレ−ドルに収容さ
れた溶融金属は、一旦、タンディシュ1へ注湯され、タ
ンディシュ1の溶融金属2はノズルおよびディスク・ア
トマイザ(いずれも不図示)を介して、傾斜状のスプレ
イ流3となってコレクタ−4或いは突起4aに向け吹き
付けられる。一方、このコレクタ−4は回転と共に、デ
ィスク・アトマイザと堆積位置との間を一定に保持させ
るため後退させている。したがって、コレクタ−4の端
面には比較的大径のディスク状のプリフォ−ム5が順次
形成されて行く。そして、かかるスプレイ・デポジット
作業は、この微粉化粒子の酸化を防止するため、不活性
ガス雰囲気のチャンバ−6内で行われる。また、このス
プレイ流3はコレクタ−4によって捕捉され堆積されて
いくが、この時、堆積せずにこぼれ落ちたものはチャン
バ−6の底に落下するので、これを集めてサイクロン7
によって不活性ガスと分離して再び使用するようにして
いる。
れた溶融金属は、一旦、タンディシュ1へ注湯され、タ
ンディシュ1の溶融金属2はノズルおよびディスク・ア
トマイザ(いずれも不図示)を介して、傾斜状のスプレ
イ流3となってコレクタ−4或いは突起4aに向け吹き
付けられる。一方、このコレクタ−4は回転と共に、デ
ィスク・アトマイザと堆積位置との間を一定に保持させ
るため後退させている。したがって、コレクタ−4の端
面には比較的大径のディスク状のプリフォ−ム5が順次
形成されて行く。そして、かかるスプレイ・デポジット
作業は、この微粉化粒子の酸化を防止するため、不活性
ガス雰囲気のチャンバ−6内で行われる。また、このス
プレイ流3はコレクタ−4によって捕捉され堆積されて
いくが、この時、堆積せずにこぼれ落ちたものはチャン
バ−6の底に落下するので、これを集めてサイクロン7
によって不活性ガスと分離して再び使用するようにして
いる。
【0008】以上の装置は、通常のスプレイ・デポジッ
ト装置であるが、本実施例装置では特にディスク状のプ
リフォ−ム5の回転中央部に向け、溶融金属2と同質の
金属粉8を吹き付けて、プリフォ−ム5の冷却を均一に
行っている。すなわち、チャンバ−6内には金属粉8を
収容するタンク9を設け、このタンク9に金属粉供給パ
イプ10を延設してプリフォ−ム5の中心部に向け開口
させ、ディスクアトマイザへのパイピングラインから分
岐した不活性ガスによって金属粉8を噴出させている。
そして、この金属粉供給パイプ10は図示のような矢印
a方向(スプレイ流に対して直交方向)に振動させて吹
き付けを均一にしている。この吹き付けられた金属粉8
も全てプリフォ−ム5の溶融部分に付着するのではな
く、チャンバ−6の底に落下するので、前述のサイクロ
ン7によって回収し、これを再び前記タンク9に戻して
使用するようにしている。すなわち、スプレイ流3の落
下分と合せてサイクロン7によって回収し、前記金属粉
収容タンク9に戻して使用するようしている。
ト装置であるが、本実施例装置では特にディスク状のプ
リフォ−ム5の回転中央部に向け、溶融金属2と同質の
金属粉8を吹き付けて、プリフォ−ム5の冷却を均一に
行っている。すなわち、チャンバ−6内には金属粉8を
収容するタンク9を設け、このタンク9に金属粉供給パ
イプ10を延設してプリフォ−ム5の中心部に向け開口
させ、ディスクアトマイザへのパイピングラインから分
岐した不活性ガスによって金属粉8を噴出させている。
そして、この金属粉供給パイプ10は図示のような矢印
a方向(スプレイ流に対して直交方向)に振動させて吹
き付けを均一にしている。この吹き付けられた金属粉8
も全てプリフォ−ム5の溶融部分に付着するのではな
く、チャンバ−6の底に落下するので、前述のサイクロ
ン7によって回収し、これを再び前記タンク9に戻して
使用するようにしている。すなわち、スプレイ流3の落
下分と合せてサイクロン7によって回収し、前記金属粉
収容タンク9に戻して使用するようしている。
【0009】したがって、本実施例では、タンディシュ
1内の溶融金属2はスプレイ流3となってコレクタ−4
に対し傾斜して吹き付けられて堆積する。そして、コレ
クタ−4は回転と共に後退しているので、ディスク状プ
リフォ−ム5が次々と形成される。このプリフォ−ム5
はこの周辺部では冷却が早く凝固されるが、回転中心部
では堆積後の冷却が遅いので、これを冷却するため、金
属粉供給パイプ10から金属粉8を、このディスク状プ
リフォ−ム5の中心部に向け吹き付けている。したがっ
て、プリフォ−ム5の堆積後の冷却は略均一に行われる
ので、有害なひけ巣などが発生することはない。
1内の溶融金属2はスプレイ流3となってコレクタ−4
に対し傾斜して吹き付けられて堆積する。そして、コレ
クタ−4は回転と共に後退しているので、ディスク状プ
リフォ−ム5が次々と形成される。このプリフォ−ム5
はこの周辺部では冷却が早く凝固されるが、回転中心部
では堆積後の冷却が遅いので、これを冷却するため、金
属粉供給パイプ10から金属粉8を、このディスク状プ
リフォ−ム5の中心部に向け吹き付けている。したがっ
て、プリフォ−ム5の堆積後の冷却は略均一に行われる
ので、有害なひけ巣などが発生することはない。
【0010】プリフォ−ム5における、かかる冷却状態
を実験例で説明すれば、次のようである。図2はスプレ
イ・デポジットする時間Tとデポジットにより成形され
る状態の高さ(厚さ)Hとプリフォ−ムにおける温度分
布との関係を示す線図であるが、Lはデポジットライン
を示し、図示から明らかなように本実験では、45秒間
のスプレイ時間で高さ約16mmのプリフォ−ムが成形で
きる性能を有している。そして、本合金のプリフォ−ム
の場合、約1290℃で凝固状態Solid 、これ以上の温
度で半溶融状態Rとなっているが、従来法では、図2
(A)に示すようにプリフォ−ムの高さが大となれば、
つまり大型のプリフォ−ムに成形すれば、半溶融状態R
の領域がきわめて大きく、特に、1330℃以上の領域
が極端に大きく占めている。これに対し本実施例法で
は、図2(B)に示すように各温度の領域が略均等な大
きさを占めるようになる。換言すれば本実施例では、高
温度の溶融状態の領域が少なくなる。したがって、ひけ
巣等は発生しない。
を実験例で説明すれば、次のようである。図2はスプレ
イ・デポジットする時間Tとデポジットにより成形され
る状態の高さ(厚さ)Hとプリフォ−ムにおける温度分
布との関係を示す線図であるが、Lはデポジットライン
を示し、図示から明らかなように本実験では、45秒間
のスプレイ時間で高さ約16mmのプリフォ−ムが成形で
きる性能を有している。そして、本合金のプリフォ−ム
の場合、約1290℃で凝固状態Solid 、これ以上の温
度で半溶融状態Rとなっているが、従来法では、図2
(A)に示すようにプリフォ−ムの高さが大となれば、
つまり大型のプリフォ−ムに成形すれば、半溶融状態R
の領域がきわめて大きく、特に、1330℃以上の領域
が極端に大きく占めている。これに対し本実施例法で
は、図2(B)に示すように各温度の領域が略均等な大
きさを占めるようになる。換言すれば本実施例では、高
温度の溶融状態の領域が少なくなる。したがって、ひけ
巣等は発生しない。
【0011】また、図3は放冷時間tと成形されたプリ
フォ−ムの高さhとプリフォ−ムにおける温度分布との
関係を示す線図であるが、従来法では、図3(A)に示
すように高さ16mmのプリフォ−ムでは、その中心部に
おける高温部分(1390℃〜1234℃)は300秒
の放冷後でも残存している。これに対し、本実施例法で
は、図3(B)に示すように、中心部と周辺部とが略均
一な温度となり、300秒の放冷後では高温部分がなく
なっている。なお、本実施例法では、コレクタ−を水平
状に配置して、スプレイ流を斜めに吹き付けているが、
本発明はこれに限らず、コレクタ−を傾斜して配置し、
スプレイ流を垂直状にして吹き付けてもよい。
フォ−ムの高さhとプリフォ−ムにおける温度分布との
関係を示す線図であるが、従来法では、図3(A)に示
すように高さ16mmのプリフォ−ムでは、その中心部に
おける高温部分(1390℃〜1234℃)は300秒
の放冷後でも残存している。これに対し、本実施例法で
は、図3(B)に示すように、中心部と周辺部とが略均
一な温度となり、300秒の放冷後では高温部分がなく
なっている。なお、本実施例法では、コレクタ−を水平
状に配置して、スプレイ流を斜めに吹き付けているが、
本発明はこれに限らず、コレクタ−を傾斜して配置し、
スプレイ流を垂直状にして吹き付けてもよい。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、溶融金属のスプレイ流
をコレクタ−の回転軸方向に対し傾斜させて吹き付け、
しかも、溶融金属と同質の金属粉をプリフォ−ムの回転
中心部に吹き付けたので、プリフォ−ムを成形するスプ
レイ流には何ら支障なく、プリフォ−ムの中心部が冷却
されるので、プリフォ−ムの冷却が均一となってひけ巣
などが生じない。
をコレクタ−の回転軸方向に対し傾斜させて吹き付け、
しかも、溶融金属と同質の金属粉をプリフォ−ムの回転
中心部に吹き付けたので、プリフォ−ムを成形するスプ
レイ流には何ら支障なく、プリフォ−ムの中心部が冷却
されるので、プリフォ−ムの冷却が均一となってひけ巣
などが生じない。
【図1】本発明の実施例装置の模式図である。
【図2】スプレイ・デポジットの時間と、プリフォ−ム
の高さと、温度分布との関係を示す線図で、(A)は従
来法、(B)は本実施例法である。
の高さと、温度分布との関係を示す線図で、(A)は従
来法、(B)は本実施例法である。
【図3】放冷時間と、プリフォ−ムの高さと、温度分布
と、の関係を示す線図で、(A)は従来法、(B)は本
実施例法である。
と、の関係を示す線図で、(A)は従来法、(B)は本
実施例法である。
1…タンディシュ、2…溶融金属、3…スプレイ流、4
…コレクタ−、5…プリフォ−ム、8…金属粉
…コレクタ−、5…プリフォ−ム、8…金属粉
Claims (1)
- 【請求項1】 溶融金属を不活性ガスによってアトマイ
ズし、この細かく粉砕された溶滴を飛行中に急冷凝固さ
せ、これを、回転且つ後退するコレクタ−に順次堆積さ
せるスプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフ
ォ−ムの製造法において、 前記溶滴のスプレイ流の方向を、前記コレクタ−の回転
軸方向に対し傾斜させると共に、プリフォ−ムの回転中
心部に向け、前記溶融金属と同質の金属粉を吹き付ける
ことを特徴とするスプレイ・デポジット法を用いた大型
のディスク状プリフォ−ムの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28383891A JP2843953B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | スプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフォ−ムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28383891A JP2843953B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | スプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフォ−ムの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0596360A true JPH0596360A (ja) | 1993-04-20 |
JP2843953B2 JP2843953B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=17670819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28383891A Expired - Lifetime JP2843953B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | スプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフォ−ムの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2843953B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP28383891A patent/JP2843953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2843953B2 (ja) | 1999-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4926924A (en) | Deposition method including recycled solid particles | |
US4830084A (en) | Spray casting of articles | |
US7144441B2 (en) | Process for producing materials reinforced with nanoparticles and articles formed thereby | |
JPH0553853B2 (ja) | ||
US4355057A (en) | Formation of alloy powders through solid particle quenching | |
JP2843953B2 (ja) | スプレイ・デポジット法を用いたディスク状プリフォ−ムの製造法 | |
JPH09248665A (ja) | 高融点金属含有Al基合金鋳塊のスプレーフォーミング法による製造方法 | |
US4377375A (en) | Apparatus for forming alloy powders through solid particle quenching | |
JP2946256B2 (ja) | スプレイ・デポジット法による長尺のチュ−ブ状プリフォ−ムの製造方法 | |
JPS60138008A (ja) | 金属粉末の製造方法 | |
JPH06623A (ja) | 噴霧成形法 | |
JPH0543973Y2 (ja) | ||
JP2857807B2 (ja) | スプレイ・デポジット法による長尺のチューブ状プリフォームの製造法 | |
US2711570A (en) | Preparation of impermanent patterns of compacted frozen mercury powder particles | |
JPH0925566A (ja) | スパッタリング用ターゲットの製造方法 | |
JPS62107851A (ja) | 金属物品の製造方法 | |
JPH0441063A (ja) | スプレーフォーミング法 | |
US4043716A (en) | Apparatus for providing a stream of molten metal from a metallic ingot | |
JP3403360B2 (ja) | 噴霧法により急速凝固させたウラン合金球形粉末を分散剤にした高密度分散核燃料とその製造方法 | |
JPH02247306A (ja) | Nd合金注湯ノズルの地金除去装置 | |
JPH06192705A (ja) | 急冷凝固物品の製造方法 | |
JPH06179070A (ja) | 金属の噴射成形法及びその装置 | |
JPS63188920A (ja) | 強磁性体スパツタリングタ−ゲツトの製造方法 | |
JPH01142005A (ja) | 急冷高純度金属噴霧粉末の製造法 | |
JPH0477043B2 (ja) |