JPH06507941A - スプレーデポジットの製造 - 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】 スプレー距離ジ　トの　出 本発明は、霧化された金属または金属合金のスプレー被覆による、特に棒状のス プレーデポジットの製造方法および装置に関わるものである。

先のヨーロッパ公報２２５７３２号において我々は単一の走査噴霧器を用いたス プレー被覆による棒材の予備形成について記述した。しかしながら、単一の走査 噴霧器による棒材の予備形成は、棒材の径が増大すると大きな走査角と高い走！ ９１２が要求されるため、より困難となる。また、スプレー被覆された棒材の中 心は表面よりも常にゆっくりと冷却され、このため最大被覆速度は通常棒材の軸 線における凝固速度により決定されることとなる。さらに、最終の被覆が高温合 金であると典型的に気孔のある表面層が形成され、規格外となって生産が低減さ れてしまう。

かかる問題を解決する試みとして、我々は、先に国際公開公報ＷＯ３９７１２１ １５号に記載されたように、２またはそれ以上の噴霧器を用いることを提案した 。これには、第１スプレーから後方に離れて被覆される系２スプレーにより、小 径の棒材に噴霧してコレクタを形成し、予備形成の径を増大して最終的な径とす ることが記載されている。しかしながら、このような配置をもってしても、多孔 性の吸着層が２つの被覆の中間層に形成されてしまい、その後の作業において取 り除かざるを得なくなるおそれがある。

本発明の目的は、棒材のようなスプレーデポジットのスプレー被覆のための改良 された方法および装置を提供することにある。

本発明によれば、第１および箪２の金属または金属合金の流れをガス噴霧して噴 霧小滴のＪｌｌｒｌおよび第２スプレーを形成し、この噴霧小滴を被覆して縦軸 に沿った外周面と先端面を有する凝集した細長いデポジットを画成し、スプレー 被覆により丸棒材やどレットのような細長いスプレーデポジフトを製造する方法 において、上記噴霧小滴のＭｌおよび箪２のスプレーが、被覆の間、両スプレー からの小滴の実質的な部分が、形成するデポジットの上記先端面に被覆されるよ うに向けられることを特徴とする製造方法が提供される。

好ましくは、第１および藁２のスプレーは、形成するデポジットの縦軸に関して 内側および外側に配置され、上記内側のスプレーは外側のスプレーよりも金属に 対するガスの比率が高い。この場合、スプレーが同一の材質より構成されるとき 、内側のスプレーから被覆される噴霧小滴は、外側のスプレーから被覆される噴 霧小滴よりも低い熱容量を有する。好ましくは、デボジフトは棒材であるが、本 発明は、他の一定の盟の管のようなデポジットにも適用できる。好ましい配置に おいては、スプレーは被覆の間オーバーラツプする。

また特に、細長いデポジットのスプレー被覆における被覆量を増大し、デポジッ トの縦軸に沿った表面における表面気孔を減少させる方法において、（ａ）１１ ＋１の金属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の！１のスプレーを形成 し、 （ｂ）第２の金属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の箪２のスプレー を形成し、 （Ｃ）最初は基部により、その後には先に被覆された小滴により画成される被覆 表面に、箪ｌおよび第２のスプレーの噴霧小滴を同時に被覆し、（ｄ）被覆中に 上記１＆部を回転するとともに引き込んで、被覆表面に対して略一定のスプレー 距離を保ちつつ、縦軸に沿った外周面と先ＷＡｉｉｉｉとを有する凝集した細長 いデポジットを形成し、 （ｅ）　箪１および冨２のスプレーを、これらがそれぞれデポジフトの縦軸に関 して内側および外側に形成されるように、かつ被覆の間、スプレーがオーバーラ ツプし、両スプレーからの小滴の実質的な部分が、形成するデボジー１）の先端 面に被覆されるように配置し、 （ｆ〉２つのスプレーの熱容量を、第１のスプレーの方が第２のスプレーよりも 低い熱容量で被覆されるように制御して、中心部分の過熱と被覆量の増大とを防 ぐとともに、被覆物の縦軸に沿った表面における表面気孔を減少させて、それに より全体の製造量を増加させる方法が与えられている。

スプレーは揺動されたり、あるいは静止したり、またはこれらが組み合わされた りする。スプレーが揺動する場合は、我々が３−ロフバ公報０２２５０８０号、 ０４４０７０６号において記述したように行なわれるか、あるいは他の方法によ る。各機れの金属または金属合金は同一か、興なっていてもよい。

本発明はまた、回転可能かつ引き込み可能な基部と、それを通して供給される金 属または金属合金の流れをそれぞれスプレーする第１および箪２ガス噴霧装置と を備え、上記噴霧装置は、使用時に基部の回転に対し、第１および第２ガス噴霧 装置からの各スプレーがオーバーラツプし、かっ噴霧小滴の実質的な部分が、基 部に形成する凝集した細長い棒状デボジフトの先端面に向くように配置された棒 材のような細長いデポジットの製造装置をも包含している。前述のヨーロッパ公 報２２５７３２号にあるように、スプレーは好ましくは、それぞれの中間の軸線 が基部の回転軸線に対して鋭角に傾斜するように向けられる。また好ましくは、 各スプレーは集中するように他方に対して傾けられる。

しかしながら、一方の配置として、各スプレーは他方に対して平行、かつ形成す るデポジットの軸線に対してスプレーがその先端面を向いて平行となるようにさ れる。

次に、本発明を、添付の図面に図示された例を参照して説明する。

ｌｌ！！１は、本発明の第１の配置に係わる棒状デポジットの形成を示す図であ る。

図２は、配置が具なる図１と類似の図である。

図３は、左に示す単一のスプレーを用いて形成された棒材と、右に示す本発明に よる２つのスプレーを用いて形成された棒材との表面特徴を比較する拡大写真で ある。

図１において細長い棒状デボジフト（１）は縦軸に沿った外周面（２）と先端被 覆表面（３）を有し、２つのスプレー成分（４）と（５）により生じる噴霧小滴 のスプレー被覆から形成される。被覆工程は、矢＄１Ａで示すように回転される コレクタ（６）に向けての被覆から始まり、このコレクタ（６）は被覆中は、先 端被覆表面（３）に対するスプレー距離を略一定に保つため、矢線８の方向に引 き込まれる。コレクタ（６）の表面には中心部（７）が備えられ、またその表面 は粗くされて、最初の金属被覆層の取り付きが容易にされている。その後、スプ レー（４）および（５）を噴霧する比較的低潟のガスにょる噴霧小滴からの熱放 出と、コレクタ（６）の引き込み、回転速度とが相互に関連して制御され、略一 定の径の凝集した自己支持されるデポジフトが形成される。

スプレー成分（４）および（５）は、単一のタンディツシュ（図示略）からそれ ぞれの噴霧装置（８）および（９）に供給された金属の流れのスプレーにより形 成される。噴霧装置（８）および（９）は、形成される棒状デポジットの直径に より００〜６０°の角度でスプレーが集中するように配置される。

使用時には、両スプレー成分（４）および（５）は、上記先端被覆表面（３）に 向けられ、スプレー成分（４）が図示のように先端面（３）と外周面（２）との 間の境に広がるようにして、オーバーラツプする。スプレー成分（５）は先端面 （３）の中心部に向けられて、矢線Ｃで示すように前後に走査あるいは揺動され 、スプレー成分（４）は静止されている。静止した外側スプレー成分（４）を用 いることにより、高い走査頻度の問題が避けられ、内側スプレー成分（５）の走 査角Ｃは適度な量に保たれる。２つのスプレー成分（４）および（５）の噴霧中 のオーバーラツプは、２つのスプレーの間の中間面が被覆された最終製品におい て際立つことがないようにし、デポジフトを通して略均質な構造を得ることを意 図している。

図２においては、類似した配置が記述され、同一の符号が付されている。しかし ながら、図１では角度αが１０’〜２５°の間であるのに対し、図２では角度α はそれよりも大きい。

本発明に関して２つの噴霧器を使用することは、いくつかの利点を備えている。

（ｉ）各々のスプレー成分（４）および（５）を独立して制御することができる 。これは、スプレー成分（５）を棒状デポジットの中心部分に、金属に対するガ スの比率を高くして噴霧し、棒材の外側部分よりも低い熱容量で被覆できること を意味している。また、スプレー成分（４）を金属に対するガスの比率を低くし て噴霧し、すなわち高い熱容量で金属を被覆して、過度の冷却による表面の気孔 を低減し、表面仕上げの向上を図ることができる。

（１１）工程における被覆量が増大する。例えば、実験によれば、本発明による 工程の被覆量は、単一の噴霧器を用いて形成された棒材に比べて約７０％〜８０ ％の増加が認められた。

（ＩＩ＋）スプレー成分（４）および（５）が興なる金属または金属合金を含有 でき、または／および、一方または双方のスプレー成分にセラミック粒子を噴射 して含有させることができ、例えばスプレー成分（４）に噴射して耐久性のある 外側を得ることができる。

（ｉｖ）全体の金属流速が増大する。

被覆量についての利点は、単一および２つの噴霧器を用いて銅合金より形成され た直径２４０璽■の棒材を比較した図３の試験を見れば明らかである。左にみら れる単一の噴霧器を用いた棒材においては、表面の気孔が少なくとも２５１■ま で棒材の中に延びている。右にみられる２つの噴霧器により形成された棒材では 、表面の気孔が、僅かか、あるいは全くないのが明らかである。従って、一方の デポジットでは約３（ｌｓｓのかなりの量の材料が次工程の前に除去されるのに 対し、他方では、要求される表面粗さのために単に機械的に必要な分（とにか（ 幾らかでもあれば）でよく、このため除去に要するのは最大約２論鵬のみである 。

次に本発明の例として、従来の単一の噴霧器の構成と本発明の２つの噴霧器の構 成との被覆状態の比較について述べる。

九−工 従来技術　本発明 単一の噴霧！！　２つの噴！ｆＢ 合金　Ｃｕ　Ｃｒ　Ｚｒ　Ｃｕ　Ｃｒ　Ｚｒ直径　２４０ｍ■　２４０−■ スプレー高さ　４５０謹■　４５０■■流量　３　０　ｋｇ／ｓｉｎ　ａ　Ｏｋ ｇ／ｗｉｎ平均ガス／金属比率　０　、８　ｋｇ／に１　０　、６　ｋｇ／ｋｇ ゛生成量　７０％　８２％ 表面気孔　２５−麿　Ｉｎ ２つの噴霧器の構成における操作の原則は、走査噴霧器により内側に直径１６０ １が噴霧被覆される一方、箪２の固定された噴霧器が直径＋６０■■から２４０ 曹曹の外側環状部を完成し、両スプレーが直径約１６０■■で交差してオーバー ラツプする。

結果として金属流量は、内側および外側の噴霧器でそれぞれ１８ｋｇ／■ｉｎお よび２２　ｋｇ／ｌｉｎとなり、一方ガス／金属比率は０　、７　ｋｇ／ｋｇお よび０　、５　ｋｇ／ｋｇとなった０次の例１１は本発明に係わるＡｌ５Ｉデポ ジツトの形成の例である。

え−且 合金　Ａｌ５Ｉ αＩ径　４５０■會 スプレー高さ　６５０■■ 流量　１１　、５　ｋｇ／ｓｉｎ 平均ガス／金属比率　ａ　、　ｓ　ｋｇ／ｋｇ生成量　７０％ 表面気孔　ｌ躊腰 ビレｆｆ）の内側３００−は走査噴霧器を用いて被覆され、一方第２の固定噴霧 １ｇ１！３００諷■から４５０−一の外側環状部を被覆するのに用いられ、両ス プレーが直径約３００−で交差してオーパーラ、ブする結果となった。

金属流量は、内側および外側の噴霧器でそれぞれ５　、１　ｋｇ／ｗｉｎおよび ６　、４　ｋｇ／■Ｉｎとなり、一方ガス：金属比率は６および２　、１　ｋｇ ／ｋｇとなった。

多数の噴霧装置を用いることは、直径が約１００−１より大きい棒状のデポジッ トにおいて利点があり、また装置を固定するか走査するかはデポジツトの直径に よる。しかしながら、本発明によれば、直径の小さな棒材に対しては、−の固定 噴霧器と−の走査噴霧器、または２つの固定噴霧器が用いられ、直径の大きな棒 材に対しては、−の走査噴霧器と−の固定噴霧器をスプレー高さを増やして用い るか、または２つの走査噴霧器が用いられる。

また、以上では棒材の形成を参照して本発明を説明したが、本発明は、ディスク 、インゴツト、萱、およびその他比較的側面寸法の大きなデポジットに適用可能 でもある。また、我々は特に２つの噴霧器を用いる場合について説明したが、本 発明は２またはそれ以上の噴霧器を用いる場合にも適用できる。

本明細書では、”先端面”という語句は、デポノｆｆ）の軸線を横切るデポジ・ １トの端面をｌ１ｆｆｌして用いられている。図にみられるように、−のスプレ ー（内側スプレー）は、実質的にスプレーからのすべての被覆金属または金属合 金が上記先端面に被覆されるように向けられている。他のスプレー（または、２ 以上のスプレーの場合は外側スプレー）は、スプレーの小滴の実質的な部分が、 形成するデポシフ）の先端面に被覆されるように、その中心軸が側面と先端面と の間の境の部分か、または”コーナー”に向けられている。

補正書の翻訳文の提出書く特許法第１８４条の８）１１国際出願番号　ＰＣＴ／ ＧＢ　９２１００３９２２、発明の名称　スプレーデポジットの製造３、特許出 願人 住　所　イギリス国　５ＡＩＩ　ＩＮＪ　ウェストグラモーガン　ニース　ミラ ンズ　レッド　ジャケットワークス　（番地なし） 名　称　オスプレイ　メタルズ　リミテッド代表者　追完 国　籍　イギリス国 ４、代理人 住　所　東京都新宿区高田馬場３丁目２３番３号　ＯＲビル６、ｆＡ付書類の目 録 （１）補正書の翻訳文　１通 ７、前記以外の代理人 住　所　東京都新宿区高田馬場３丁目２３番３号　ＯＲビル特許請求の範囲 １、第１および第２の金属または金属合金の流れをガス噴霧して第１および第２ の噴霧小滴のスプレーを形成し、この噴霧小滴を被覆して縦軸に沿った外周面と 先端面を有する凝集した細長いデポジットを画成するスプレー被覆による丸棒材 やビレットのような細長いスプレーデポジットの製造方法において、上記第１お よび第２の噴霧小滴のスプレーが、被覆の間、両スプレーからの小滴の実質的な 部分が、形成するデポジットの上記先端面に被覆されるように向けられ、かつ少 な（とも一方のスプレーが被覆の間揺動することを特徴とするスプレーデポジッ トの＊ａ方法。

２、上記＊１およびｊＩ２のスプレーが、外側のスプレーよりも高い金属に対す るガスの比率を有する内側スプレーにより形成される上記デポジフトの縦軸に関 して内側および外側のスプレーとして配置される請求項１に記載のデポジットの 製造方法。

３、上記第１および第２の噴霧小滴のスプレーが、被覆の間オーバーラツプする 請求項１または２に記載のデポジットの製造方法。

４、上記系！および第２のスプレーはそれぞれ中心軸線を有し、上記第１スプレ ーの中心軸線と上記ｌ１１２スプレーの中心軸線との間の角度が、０°と６０６ との間である請求項１ないし３のいずれかに記載のデポジットの製造方法。

５、双方の上記スプレーが、被覆の間揺動される請求項１ないし４のいずれかに 記載のデポジフトの製造方法。

６、上記噴霧小滴を基部と、それに続いて初めに被覆された小滴の表面とに被覆 し、被覆表面に対して略一定のスプレー距離が保たれるように上記基部を被覆の 間、回転および引き込みし、さらに被覆表面がその先端面に画成して凝集した細 長いデポジットが形成されるように、上記噴霧小滴からの熱放出と被覆表面の回 転および引き込みの速度を制御する請求項１に記載の棒材の製造方法。

７、上記第１のスプレーが、形成する棒材の先端面の中心部分に向けられ、上記 第２のスプレーが、形成する棒材の先端面の外側部分に向けられている請求項６ 記載の棒材の製造方法。

８、上記中心部分の過熱を防ぎ、上記外側部分における表面気孔を低減するため に、上記第１スプレーが上記箪２スプレーよりも低い熱容量で被覆される請求項 ６に記載の棒材の！２遣方法。

９、上記番犬れの金属または金属合金が同じである請求項１ないし８に記載のデ ポジアドの製造方法。

１０、細長いデポジアドのスプレー被覆における被覆量を増大し、デポジフトの 縦軸に沿った表面における表面気孔を減少させる方法において、（ａ）　篤ｌの 金属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の第１のスプレーを形成し、 （ｂ）第２の金属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の第２のスプレー を形成し、 （Ｃ）最初は基部により、それに続いて先に被覆された小滴により画成される被 覆表面に、第１および第２のスプレーの噴霧小滴を同時に被覆し、（ｄ）被覆中 に上記基部を回転するとともに引き込んで、被覆表面に対して略一定のスプレー 距離を保ちつつ、縦軸に沿った外周面と先端面とを有する凝集した細長いデポジ アドを形成し、 （ｅ）第１および第２のスプレーを、これらがそれぞれデポジットの縦軸に関し て内側および外側のスプレーを形成し、かつ被覆の間、スプレーがオー／（−ラ ブプし、両スプレーからの小滴の実質的な部分が、形成するデポジー７）の先端 面に被覆されるように配置し、 （ｆ）２つのスプレーの熱容量を、第１のスプレーの方が第２のスプレーよりも 低い熱容量で被覆されるように制御して、中心部分の過熱と被覆型の増大とを防 ぐとともに、被覆物の縦軸に沿った表面における表面気孔を減少させて、それに より全体の製造型を増加させることを特徴とする方法。

＋１．基部と、この基部を回転軸線について回転する手段と、被覆の間この基部 を上記回転軸線の方向に引き込む手段と、それを通して供給される金属または金 属合金のそれぞれの流れを第１および第２の噴霧小滴のスプレーに噴霧する第１ および第２ガス噴霧装置と、被覆の間少なくとも−のスプレーの揺動を起こす手 段と、第１のスプレーに第２のスプレーよりも高い金属に対するガスの比率を与 える手段とを備え、使用時に基部の回転について、第１および第２ガス噴霧装置 からの各スプレーがオーバーラツプし、かっ噴霧小滴の実質的な部分を基部に形 成する凝集した細長い棒状デポジットの先端面に向けるように、また被覆の間の 基部の引き込みについて、上記先端面に対して略一定のスプレー距離が保たれる ように、上記噴霧装置が配置され、また上記基部の回転および引き込み速度が制 御される棒材のような細長いデポジットの製造装置。

１２、上記スプレーが、それらの中心軸線が上記基部の回転軸線に対して鋭角に 傾斜するように、または上記基部の回転軸線に平行となるように、向けられる請 求項１０に記載の装置。

１３、上記各スプレーが、集中するように他方に対して傾けられるか、または平 行である請求項Ｉ＋または１２に記載の装置。

国際調査報告　、、ｒＴ／Ｑ口◇フ／ｎｆｌｉｏフフロントベージの続き （７２）発明者　クームズ、　ジェフリー　スチュアートイギリス国　５ＡＩＬ 　ＩＤＪ　ウェストグラモーガン　ニース　シムラ　ルイスロード　９７

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．第１および第２の金属または金属合金の流れをガス噴霧して第１および第２ の噴霧小滴のスプレーを形成し、この噴霧小滴を被覆して縦軸に沿った外周面と 先端面を有する凝集した細長いデポジットを画成するスプレー被覆による丸棒材 やビレットのような細長いスプレーデポジットの製造方法において、上記第１お よび第２の噴霧小滴のスプレーが、被覆の間、両スプレーからの小滴の実質的な 部分が、形成するデポジットの上記先端面に被覆されるように向けられることを 特徴とするスプレーデポジットの製造方法。
2. ２．上記第１および第２のスプレーが、形成される上記デポジットの縦軸に関し て内側および外側のスプレーとして配置され、上記内側のスプレーが上記外側の スプレーよりも高い金属に対するガスの比率を有している請求項１に記載のデポ ジットの製造方法。
3. ３．上記第１および第２の噴霧小滴のスプレーが、被覆の間オーバーラップする 請求項１または２に記載のデポジットの製造方法。
4. ４．上記第１および第２のスプレーはそれぞれ中心軸線を有し、上記第１スプレ ーの中心軸線と上記第２スプレーの中心軸線との間の角度が、０°と６０°との 間である請求項１ないし３のいずれかに記載のデポジットの製造方法。
5. ５．一方または双方の上記スプレーが、被覆の間揺動される請求項１ないし４の いずれかに記載のデポジットの製造方法。
6. ６．上記噴霧小滴を基部と、それに続いて初めに被覆された小滴の表面とに被覆 し、被覆表面に対して略一定のスプレー距離が保たれるように上記基部を被覆の 間、回転および引き込みし、さらに被覆表面がその先端面に画成して凝集した細 長いデポジットが形成されるように、上記噴霧小滴からの熱放出と被覆表面の回 転および引き込みの速度を制御する請求項１に記載の棒材の製造方法。
7. ７．上記第１のスプレーが、形成する棒材の先端面の中心部分に向けられ、上記 第２のスプレーが、形成する棒材の先端面の外側部分に向けられている請求項６ 記載の棒材の製造方法。
8. ８．上記第１および第２のスプレーが、揺動され、静止され、またはこれらの組 み合せとされている請求項６または７に記載の棒材の製造方法。
9. ９．上記中心部分の過熱を防ぎ、上記外側部分における表面気孔を低減するため に、上記第１スプレーが上記第２スプレーよりも低い熱容量で被覆される請求項 ７に記載の棒材の製造方法。
10. １０．上記各流れの金属または金属合金が同じである請求項１ないし９に記載の デポジットの製造方法。
11. １１．細長いデポジットのスプレー被覆における被覆量を増大し、デポジットの 縦軸に沿った表面における表面気孔を減少させる方法において、（ａ）第１の金 属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の第１のスプレーを形成し、 （ｂ）第２の金属または金属合金の流れを噴霧して、噴霧小滴の第２のスプレー を形成し、 （ｃ）最初は基部により、それに続いて先に被覆された小滴により画成きれる被 覆表面に、第１および第２のスプレーの噴霧小滴を同時に被覆し、（ｄ）被覆中 に上記基部を回転するとともに引き込んで、被覆表面に対して略一定のスプレー 距離を保ちつつ、縦軸に沿った外周面と先端面とを有する凝集した細長いデポジ ットを形成し、 （ｅ）第１および第２のスプレーを、これらがそれぞれデポジットの縦軸に関し て内側および外側のスプレーを形成し、かつ被覆の間、スプレーがオーバーラッ プし、両スプレーからの小滴の実質的な部分が、形成するデポジットの先端面に 被覆されるように配置し、 （ｆ）２つのスプレーの熱容量を、第１のスプレーの方が第２のスプレーよりも 低い熱容量で被覆されるように制御して、中心部分の過熱と被覆量の増大とを防 ぐとともに、被覆物の縦軸に沿った表面における表面気孔を減少きせて、それに より全体の製造量を増加させることを特徴とする方法。
12. １２．回転可能かつ引き込み可能な基部と、それを通して供給きれる金属または 金属合金のそれぞれの流れをスプレーする第１および第２ガス噴霧装置とを備え 、上記噴霧装置は、使用時に基部の回転に対し、第１および第２ガス噴霧装置か らの各スプレーが、オーバーラップし、かつ噴霧小滴の実質的な部分を基部に形 成する凝集した細長い棒状デポジッドの先端面に向けるように配置された棒材の ような細長いデポジットの製造装置。
13. １３．上記スプレーが、それらの中心軸線が上記基部の回転軸線に対して鋭角に 傾斜するように、または上記基部の回転軸線に平行となるように、向けられる請 求項１２に記載の装置。
14. １４．上記各スプレーが、集中するように他方に対して傾けられるか、または平 行である請求項１２または１３に記載の装置。
15. １５．少なくとも上記第１の噴霧装置が、被覆の間それぞれの上記スプレーに揺 動が生じるように配置されている請求項１２、１３または１４に記載の装置。