JPH06218528A - 噴霧成形法 - Google Patents
噴霧成形法Info
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- JPH06218528A JPH06218528A JP3268893A JP3268893A JPH06218528A JP H06218528 A JPH06218528 A JP H06218528A JP 3268893 A JP3268893 A JP 3268893A JP 3268893 A JP3268893 A JP 3268893A JP H06218528 A JPH06218528 A JP H06218528A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 急速冷却が可能で、堆積歩留りが低下しない
噴霧成形法を提供せんとするものである。 【構成】 上記目的を達成するために、本発明の噴霧成
形法は、垂直に流下する金属材料の溶湯１２に高圧ガス
のジェット流１５を吹きつけ噴霧化し、この噴霧化され
た金属材料の粒子７をジェット流１５の下方に設けられ
た基板４上に堆積させて予備成形体１９を得る噴霧成形
法において、ジェット流１５により噴霧化された金属材
料の粒子７を基板４上に導く筒体１をジェット流１５と
基板４の間に配設し、金属材料７及び筒体１に同極の電
荷を与え、基板４には前記電荷と異極の電荷を与えて、
クーロン力により強制的に噴霧化された金属材料の粒子
７を基板４上に堆積させる方法である。
噴霧成形法を提供せんとするものである。 【構成】 上記目的を達成するために、本発明の噴霧成
形法は、垂直に流下する金属材料の溶湯１２に高圧ガス
のジェット流１５を吹きつけ噴霧化し、この噴霧化され
た金属材料の粒子７をジェット流１５の下方に設けられ
た基板４上に堆積させて予備成形体１９を得る噴霧成形
法において、ジェット流１５により噴霧化された金属材
料の粒子７を基板４上に導く筒体１をジェット流１５と
基板４の間に配設し、金属材料７及び筒体１に同極の電
荷を与え、基板４には前記電荷と異極の電荷を与えて、
クーロン力により強制的に噴霧化された金属材料の粒子
７を基板４上に堆積させる方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オスプレイ法、若しく
はスプレーキャスティング法等で知られる噴霧成形法に
係わり、特に金属粒子の基板上への堆積歩留りが優れた
噴霧成形法に関する。
はスプレーキャスティング法等で知られる噴霧成形法に
係わり、特に金属粒子の基板上への堆積歩留りが優れた
噴霧成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】噴霧成形法は、均一な微細組織を高密度
で得ることができ、しかも従来の粉末冶金法に比べて成
形工程が簡略化できるので、生産性の大幅な向上を期待
できる方法として注目されている。この噴霧成形法の例
を図３により説明する。
で得ることができ、しかも従来の粉末冶金法に比べて成
形工程が簡略化できるので、生産性の大幅な向上を期待
できる方法として注目されている。この噴霧成形法の例
を図３により説明する。
【０００３】タンディッシュ１１には、金属溶湯１２が
入っており、金属溶湯１２はタンディッシュノズル１１
ａを介して非酸化性雰囲気のチャンバー１３内を自然流
下する。タンディッシュ１１の下方にはガスアトマイザ
ー１４が配設され、ガスアトマイザー１４から噴射され
る高圧の不活性ガスがジェット流１５となって流下する
金属溶湯の流れ１６に吹きつけられ、これを噴霧化す
る。噴霧化された金属粒子７は、下方のコレクター１７
にセットした基板１８上に半凝固状態で堆積し徐々に凝
固する。上記コレクター１７はステッピングモータ２０
等を駆動源として上下動及び回転自在であり、金属粒子
７の堆積量に応じて上記コレクター１７を徐々に下降さ
せれば、タンディッシュノズル１１ａと予備成形体１９
の最頂面との距離を一定に保つことができ、堆積高さの
高められた塊状の予備成形体１９を得ることができる。
入っており、金属溶湯１２はタンディッシュノズル１１
ａを介して非酸化性雰囲気のチャンバー１３内を自然流
下する。タンディッシュ１１の下方にはガスアトマイザ
ー１４が配設され、ガスアトマイザー１４から噴射され
る高圧の不活性ガスがジェット流１５となって流下する
金属溶湯の流れ１６に吹きつけられ、これを噴霧化す
る。噴霧化された金属粒子７は、下方のコレクター１７
にセットした基板１８上に半凝固状態で堆積し徐々に凝
固する。上記コレクター１７はステッピングモータ２０
等を駆動源として上下動及び回転自在であり、金属粒子
７の堆積量に応じて上記コレクター１７を徐々に下降さ
せれば、タンディッシュノズル１１ａと予備成形体１９
の最頂面との距離を一定に保つことができ、堆積高さの
高められた塊状の予備成形体１９を得ることができる。
【０００４】上記噴霧成形法は、金属材料の粒子７を１
０-2（℃／秒）以上の速度で急速冷却すると、偏析が少
ない、酸素等の必要とされない元素の汚染が少ない、急
冷凝固のため溶質元素の固溶限が拡大するので合金元素
の種類と量が増大できる等の良質の予備成形体を製作す
るうえで有益な特徴を示す。そこで、この材料の冷却速
度を向上させることが望まれる。
０-2（℃／秒）以上の速度で急速冷却すると、偏析が少
ない、酸素等の必要とされない元素の汚染が少ない、急
冷凝固のため溶質元素の固溶限が拡大するので合金元素
の種類と量が増大できる等の良質の予備成形体を製作す
るうえで有益な特徴を示す。そこで、この材料の冷却速
度を向上させることが望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却速
度を向上させるには噴霧化される金属材料の粒子７の平
均粒子径を細分化しなければならず、粒子が細かくなる
とガス等の噴霧媒体の流れに大きく影響され、基板１８
には付着せずにその周囲に飛び散り落下してしまうとい
う問題を有している。即ち、タンディッシュ１１から流
出した金属重量に対して基板１８上に製作された予備成
形体１９の重量割合（以下堆積歩留りという）が低下す
るという問題を有している。又、粒子細分化により粒子
の温度低下も生じやすく、それに伴い基板１８への付着
力も低下し、前記問題に加えて更に、堆積歩留りを低下
させるという問題も有している。
度を向上させるには噴霧化される金属材料の粒子７の平
均粒子径を細分化しなければならず、粒子が細かくなる
とガス等の噴霧媒体の流れに大きく影響され、基板１８
には付着せずにその周囲に飛び散り落下してしまうとい
う問題を有している。即ち、タンディッシュ１１から流
出した金属重量に対して基板１８上に製作された予備成
形体１９の重量割合（以下堆積歩留りという）が低下す
るという問題を有している。又、粒子細分化により粒子
の温度低下も生じやすく、それに伴い基板１８への付着
力も低下し、前記問題に加えて更に、堆積歩留りを低下
させるという問題も有している。
【０００６】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、急速冷却が可能で、堆積歩留りが低下しない噴霧
成形法を提供せんとするものである。
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、急速冷却が可能で、堆積歩留りが低下しない噴霧
成形法を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の噴霧成形法は、垂直に流下する金属材料の
溶湯に高圧ガスのジェット流を吹きつけ噴霧化し、この
噴霧化された金属材料の粒子をジェット流の下方に設け
られた基板上に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法
において、ジェット流により噴霧化された金属材料の粒
子を基板上に導く筒体をジェット流と基板の間に配設
し、金属材料及び筒体に同極の電荷を与え、基板には前
記電荷と異極の電荷を与えて、クーロン力により強制的
に噴霧化された金属材料の粒子を基板上に堆積させる方
法である。
に、本発明の噴霧成形法は、垂直に流下する金属材料の
溶湯に高圧ガスのジェット流を吹きつけ噴霧化し、この
噴霧化された金属材料の粒子をジェット流の下方に設け
られた基板上に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法
において、ジェット流により噴霧化された金属材料の粒
子を基板上に導く筒体をジェット流と基板の間に配設
し、金属材料及び筒体に同極の電荷を与え、基板には前
記電荷と異極の電荷を与えて、クーロン力により強制的
に噴霧化された金属材料の粒子を基板上に堆積させる方
法である。
【０００８】
【作用】ジェット流により噴霧化された金属材料の粒子
を基板上に導く筒体をジェット流と基板の間に配設し、
金属材料及び筒体に同極の電荷を与え、基板には前記電
荷と異極の電荷を与えると、クーロン力が働いて、筒体
と、筒体の中を通り抜ける金属材料の粒子とが反発しあ
って金属材料の粒子が基板の周囲に飛び散ることを防
ぎ、そして、噴霧化された金属材料の粒子と基板は吸引
しあって基板上に金属材料の粒子が堆積する。
を基板上に導く筒体をジェット流と基板の間に配設し、
金属材料及び筒体に同極の電荷を与え、基板には前記電
荷と異極の電荷を与えると、クーロン力が働いて、筒体
と、筒体の中を通り抜ける金属材料の粒子とが反発しあ
って金属材料の粒子が基板の周囲に飛び散ることを防
ぎ、そして、噴霧化された金属材料の粒子と基板は吸引
しあって基板上に金属材料の粒子が堆積する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の噴霧成形法で使用する装置を示す
図であり、図２は金属材料に対する筒体にかける電圧の
比と堆積歩留りとの関係を示すグラフである。図１にお
いて、図３と同様の働きをするものはその説明を省略
し、図３と異なる点について説明する。図１において、
１は筒体、２・６は電源装置、３は回転ブラシ、４は基
板、５は電極である。
する。図１は本発明の噴霧成形法で使用する装置を示す
図であり、図２は金属材料に対する筒体にかける電圧の
比と堆積歩留りとの関係を示すグラフである。図１にお
いて、図３と同様の働きをするものはその説明を省略
し、図３と異なる点について説明する。図１において、
１は筒体、２・６は電源装置、３は回転ブラシ、４は基
板、５は電極である。
【００１０】筒体１は、筒体１にかかる電圧調整が可能
なように電源装置２の一極に接続されている。また、そ
の電源装置２の他極は、回転ブラシ３、コレクター１７
及び基板４の絶縁部４ｂを介して、基板４に設けられた
電極４ａに接続されている。金属材料の粒子７には金属
材料の溶湯１２内に設けられた電極５に、もう一つの電
源装置６の一極が接続され、その電源装置６の他極は前
記電源装置２と同様にして、基板４に設けられた電極４
ａに接続されている。ここで、金属材料の粒子７及び筒
体１を同極に、基板４には前記電極と異なる電極を接続
する。実施例では、金属材料の粒子７及び筒体１には陽
極が、基板４には負極が接続されている。
なように電源装置２の一極に接続されている。また、そ
の電源装置２の他極は、回転ブラシ３、コレクター１７
及び基板４の絶縁部４ｂを介して、基板４に設けられた
電極４ａに接続されている。金属材料の粒子７には金属
材料の溶湯１２内に設けられた電極５に、もう一つの電
源装置６の一極が接続され、その電源装置６の他極は前
記電源装置２と同様にして、基板４に設けられた電極４
ａに接続されている。ここで、金属材料の粒子７及び筒
体１を同極に、基板４には前記電極と異なる電極を接続
する。実施例では、金属材料の粒子７及び筒体１には陽
極が、基板４には負極が接続されている。
【００１１】前記のように装置を構成すると、タンディ
ッシュノズル１１ａからでた金属材料の溶湯の流れ１６
は、ガスアトマイザー１４から噴射される高圧の不活性
ガスのジェット流１５によって噴霧化され、噴霧化され
た金属粒子７は、下方の筒体１の中を通り抜け、コレク
ター１７にセットした基板４上に半凝固状態で堆積し徐
々に凝固する。この時、噴霧化された金属材料の粒子７
及び筒体１と基板４には電源装置２・６により電荷が与
えられているので、クーロン力が働いて、筒体１と、筒
体１の中を通り抜ける金属材料の粒子７には反発力が作
用し、金属材料の粒子７が基板の周囲に飛び散ることを
防ぐ。そして、噴霧化された金属材料の粒子７と基板４
とは吸引力が作用し、金属材料の粒子７の基板４上への
付着力を向上させる。
ッシュノズル１１ａからでた金属材料の溶湯の流れ１６
は、ガスアトマイザー１４から噴射される高圧の不活性
ガスのジェット流１５によって噴霧化され、噴霧化され
た金属粒子７は、下方の筒体１の中を通り抜け、コレク
ター１７にセットした基板４上に半凝固状態で堆積し徐
々に凝固する。この時、噴霧化された金属材料の粒子７
及び筒体１と基板４には電源装置２・６により電荷が与
えられているので、クーロン力が働いて、筒体１と、筒
体１の中を通り抜ける金属材料の粒子７には反発力が作
用し、金属材料の粒子７が基板の周囲に飛び散ることを
防ぐ。そして、噴霧化された金属材料の粒子７と基板４
とは吸引力が作用し、金属材料の粒子７の基板４上への
付着力を向上させる。
【００１２】次に、上述の本発明の噴霧成形法による堆
積歩留りを図２に基づき従来の噴霧成形法による堆積歩
留りと比較してみる。実施条件は表１に示す通りで、直
径２００ｍｍの予備成形体を製作した。
積歩留りを図２に基づき従来の噴霧成形法による堆積歩
留りと比較してみる。実施条件は表１に示す通りで、直
径２００ｍｍの予備成形体を製作した。
【００１３】
【表１】
【００１４】図２のグラフは、Ｖ１が筒体１にかける電
圧、Ｖ２が金属材料にかける電圧を示しており、電圧比
Ｖ１／Ｖ２を１から５まで変化させた時の堆積歩留りの
変化を表している。実線が本発明の噴霧成形法による堆
積歩留りで、鎖線は従来の噴霧成形法による堆積歩留り
である。本発明の噴霧成形法は、電圧比がＶ１／Ｖ２＝
３付近になると堆積歩留りが７５％まで増加し、その後
は７５％で安定している。それに比べ、従来の噴霧成形
法は堆積歩留りは６３％である。ちなみに、本発明の噴
霧成形法により製作された予備成形体の高さは２５９ｍ
ｍで、従来の噴霧成形法により製作された予備成形体の
高さは２１７ｍｍであった。
圧、Ｖ２が金属材料にかける電圧を示しており、電圧比
Ｖ１／Ｖ２を１から５まで変化させた時の堆積歩留りの
変化を表している。実線が本発明の噴霧成形法による堆
積歩留りで、鎖線は従来の噴霧成形法による堆積歩留り
である。本発明の噴霧成形法は、電圧比がＶ１／Ｖ２＝
３付近になると堆積歩留りが７５％まで増加し、その後
は７５％で安定している。それに比べ、従来の噴霧成形
法は堆積歩留りは６３％である。ちなみに、本発明の噴
霧成形法により製作された予備成形体の高さは２５９ｍ
ｍで、従来の噴霧成形法により製作された予備成形体の
高さは２１７ｍｍであった。
【００１５】又、この様な本発明の噴霧成形法は、金属
材料及び筒体と基板に電荷を与えるだけで堆積歩留りの
低下を防ぐので、噴霧成形法により成形される板、ロー
ル、ビレット等の噴霧成形体全てに適用が可能である。
材料及び筒体と基板に電荷を与えるだけで堆積歩留りの
低下を防ぐので、噴霧成形法により成形される板、ロー
ル、ビレット等の噴霧成形体全てに適用が可能である。
【００１６】
【発明の効果】このように本発明の噴霧成形法は、ジェ
ット流により噴霧化された金属材料の粒子を基板上に導
く筒体をジェット流と基板の間に配設し、金属材料及び
筒体に同極の電荷を与え、基板には前記電荷と異極の電
荷を与えて、クーロン力により、筒体と筒体の中を通り
抜ける金属材料の粒子とが反発しあうようにして、金属
材料の粒子が基板の周囲に飛び散ることを防ぎ、更に、
噴霧化された金属材料の粒子と基板が吸引しあうように
して、強制的に金属材料の粒子を基板に堆積させている
ので、冷却速度を向上させるために金属材料の粒子の平
均径を細分化して噴霧化しても、堆積歩留りが低下しな
い。その結果、良質の予備成形体を効率よく得ることを
可能にする。
ット流により噴霧化された金属材料の粒子を基板上に導
く筒体をジェット流と基板の間に配設し、金属材料及び
筒体に同極の電荷を与え、基板には前記電荷と異極の電
荷を与えて、クーロン力により、筒体と筒体の中を通り
抜ける金属材料の粒子とが反発しあうようにして、金属
材料の粒子が基板の周囲に飛び散ることを防ぎ、更に、
噴霧化された金属材料の粒子と基板が吸引しあうように
して、強制的に金属材料の粒子を基板に堆積させている
ので、冷却速度を向上させるために金属材料の粒子の平
均径を細分化して噴霧化しても、堆積歩留りが低下しな
い。その結果、良質の予備成形体を効率よく得ることを
可能にする。
【図１】本発明の噴霧成形法で使用する装置を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の噴霧成形法による堆積歩留りと金属材
料に対する筒体にかける電圧の比との関係を示すグラフ
である。
料に対する筒体にかける電圧の比との関係を示すグラフ
である。
【図３】従来の噴霧成形法で使用する装置を示す図であ
る。
る。
１ 筒体 ２、６ 電源装置 ４ 基板 ５ 電極 ７ 金属材料の粒子 １２ 金属材料の溶湯 １５ ジェット流 １６ 金属材料の粒子 １９ 予備成形体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 雅之 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 垂直に流下する金属材料の溶湯に高圧ガ
スのジェット流を吹きつけ噴霧化し、この噴霧化された
金属材料の粒子をジェット流の下方に設けられた基板上
に堆積させて予備成形体を得る噴霧成形法において、ジ
ェット流により噴霧化された金属材料の粒子を基板上に
導く筒体をジェット流と基板の間に配設し、金属材料及
び筒体に同極の電荷を与えて、クーロン力による反発力
により筒体内を流下する金属材料の粒子が基板の周囲に
飛び散ることを防いで、強制的に噴霧化された金属材料
の粒子を基板上に堆積させることを特徴とする噴霧成形
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の噴霧成形法において、前
記金属材料に与えた電荷とは異極の電荷を前記基板に与
えて、クーロン力による吸引力により強制的に噴霧化さ
れた金属材料の粒子を基板上に堆積させることを特徴と
する噴霧成形法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268893A JPH06218528A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 噴霧成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268893A JPH06218528A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 噴霧成形法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218528A true JPH06218528A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12365812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268893A Pending JPH06218528A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 噴霧成形法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100667415B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2007-01-10 | 현대모비스 주식회사 | 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법 |
| CN104096840A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-15 | 西安交通大学 | 利用石墨卡环提高金属熔滴沉积精度和效率的装置和方法 |
| CN104625064A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-20 | 天津百恩威新材料科技有限公司 | 喷射成形降温系统及采用该系统降低锭坯温度的方法 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP3268893A patent/JPH06218528A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100667415B1 (ko) * | 2005-07-05 | 2007-01-10 | 현대모비스 주식회사 | 고압분무 중공 주조 장치 및 이를 통한 주조 방법 |
| CN104096840A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-15 | 西安交通大学 | 利用石墨卡环提高金属熔滴沉积精度和效率的装置和方法 |
| CN104096840B (zh) * | 2014-07-02 | 2016-03-30 | 西安交通大学 | 利用石墨卡环提高金属熔滴沉积精度和效率的装置和方法 |
| CN104625064A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-20 | 天津百恩威新材料科技有限公司 | 喷射成形降温系统及采用该系统降低锭坯温度的方法 |
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