JPH11216556A - 鉄またはニッケル系合金の半製品の製造 - Google Patents
鉄またはニッケル系合金の半製品の製造Info
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- JPH11216556A JPH11216556A JP10019121A JP1912198A JPH11216556A JP H11216556 A JPH11216556 A JP H11216556A JP 10019121 A JP10019121 A JP 10019121A JP 1912198 A JP1912198 A JP 1912198A JP H11216556 A JPH11216556 A JP H11216556A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C—ALLOYS
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- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
-
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-
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-
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/123—Spraying molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
１つ以上の窒素または窒素含有ガスの噴流を溶融合金流
に向けて合金流を噴霧する、金属鉄またはニッケルを基
材とする半製品の製造方法。溶射成形を行なう前に、液
体合金にチタンを添加する。噴霧された液体または部分
的に凝固した合金の滴が基材上に集まり、半製品を製造
する。
に向けて合金流を噴霧する、金属鉄またはニッケルを基
材とする半製品の製造方法。溶射成形を行なう前に、液
体合金にチタンを添加する。噴霧された液体または部分
的に凝固した合金の滴が基材上に集まり、半製品を製造
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄またはニッケル
系合金を基材とする製品の製造に関し、より詳しくは、
その様な半製品、例えばビレット、の溶射成形による製
造に関する。
系合金を基材とする製品の製造に関し、より詳しくは、
その様な半製品、例えばビレット、の溶射成形による製
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空宇宙、核、石油化学および医学を含
む用途向けの特殊鋼およびニッケル系超合金の製造に
は、一般的に真空誘導融解（ＶＩＭ）に続いて、エレク
トロスラグリメルティング（ＥＳＲ）や真空アーク再溶
解（ＶＡＲ）の消耗電極融解を行なう溶融方法が現在使
用されている。
む用途向けの特殊鋼およびニッケル系超合金の製造に
は、一般的に真空誘導融解（ＶＩＭ）に続いて、エレク
トロスラグリメルティング（ＥＳＲ）や真空アーク再溶
解（ＶＡＲ）の消耗電極融解を行なう溶融方法が現在使
用されている。
【０００３】これらの複数の溶融方法により、従来のイ
ンゴット凝固製法と比較して、高度に合金化された材料
に対する著しく強化された特性が得られるが、直径の大
きな製品では巨大偏析の問題がなお未解決である。
ンゴット凝固製法と比較して、高度に合金化された材料
に対する著しく強化された特性が得られるが、直径の大
きな製品では巨大偏析の問題がなお未解決である。
【０００４】航空機用ガスタービンエンジンの様な重要
な用途向けの、ある種の高度に合金化された材料に関し
て、これらの材料を製造するための現在唯一の方法は、
さらにもう一つの融解工程を加えて３段階融解法にする
ことである。そこで融解方法はＶＩＭ、ＥＳＲおよびＶ
ＡＲが採用され、各工程が製品品質に非常に重要であ
る。そこでは複雑さは止まることがなく、その材料を使
用できる様になるまで特性および構造を完成させるのに
さらに他の処理工程が必要になる。これらの工程には、
均質化、アプセット鍛造、サイド鍛造、sub-solvus焼鈍
があり、さらに、十分な化学的均質性および結晶粒度を
得るための鍛造工程が引続き行われる。
な用途向けの、ある種の高度に合金化された材料に関し
て、これらの材料を製造するための現在唯一の方法は、
さらにもう一つの融解工程を加えて３段階融解法にする
ことである。そこで融解方法はＶＩＭ、ＥＳＲおよびＶ
ＡＲが採用され、各工程が製品品質に非常に重要であ
る。そこでは複雑さは止まることがなく、その材料を使
用できる様になるまで特性および構造を完成させるのに
さらに他の処理工程が必要になる。これらの工程には、
均質化、アプセット鍛造、サイド鍛造、sub-solvus焼鈍
があり、さらに、十分な化学的均質性および結晶粒度を
得るための鍛造工程が引続き行われる。
【０００５】ある種の材料に関しては、偏析傾向が非常
に大きいので、多段階融解技術では不十分であり、これ
らの材料には現在、粉末冶金法を使用しなければならな
い。しかし、工程操作の数および複雑さが著しく増大
し、その結果、コストも上昇し、非常に高額の資本投資
が必要になる。
に大きいので、多段階融解技術では不十分であり、これ
らの材料には現在、粉末冶金法を使用しなければならな
い。しかし、工程操作の数および複雑さが著しく増大
し、その結果、コストも上昇し、非常に高額の資本投資
が必要になる。
【０００６】溶射成形は、中間の処理工程なしに、液体
金属を直接均質な固体に転化する方法である。溶射成形
すべき液体金属は、粉体製造とほとんど同じ様に、不活
性または窒素ガスにより細粒化する。しかし、処理パラ
メータを調節し、基材上に材料を集めてから、一般的
に、粒子を完全に凝固させる。この様にして、ほとんど
完全に緻密な堆積物を製造することができる。この製法
の利点は、実質的に偏析が無く、結晶粒度が細かく、均
質であり、粉末冶金の製品と同等もしくはそれより優れ
た特性が可能な構造を与えることである。
金属を直接均質な固体に転化する方法である。溶射成形
すべき液体金属は、粉体製造とほとんど同じ様に、不活
性または窒素ガスにより細粒化する。しかし、処理パラ
メータを調節し、基材上に材料を集めてから、一般的
に、粒子を完全に凝固させる。この様にして、ほとんど
完全に緻密な堆積物を製造することができる。この製法
の利点は、実質的に偏析が無く、結晶粒度が細かく、均
質であり、粉末冶金の製品と同等もしくはそれより優れ
た特性が可能な構造を与えることである。
【０００７】溶射成形の一つの欠点は、ビレットの最終
凝固および冷却の際に構造の著しい粒度成長および粗粒
化が起こり得ることである。
凝固および冷却の際に構造の著しい粒度成長および粗粒
化が起こり得ることである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粉末
冶金または多段階融解技術に代わる技術として、上記の
問題を解決した、または少なくとも軽減した、改良され
た溶射成形方法を提供することである。本発明は、この
欠点を解消し、または少なくとも軽減することを目指し
ている。
冶金または多段階融解技術に代わる技術として、上記の
問題を解決した、または少なくとも軽減した、改良され
た溶射成形方法を提供することである。本発明は、この
欠点を解消し、または少なくとも軽減することを目指し
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その特徴としている。 （１） 鉄またはニッケル系合金の半製品を製造する方
法であって、チタンを含まない液体合金にチタンを添加
してから、窒素または窒素含有ガスで噴霧し、チタンの
添加量が０．０１〜２．５重量％であることを特徴とす
る方法。 （２） チタンの添加量が、０．１〜１．５重量％であ
る、前記（１）に記載の方法。 （３） チタンの添加量が、０．１〜１．０重量％であ
る、前記（１）に記載の方法。 （４） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法に
より製造された鉄またはニッケル系合金の半製品。
その特徴としている。 （１） 鉄またはニッケル系合金の半製品を製造する方
法であって、チタンを含まない液体合金にチタンを添加
してから、窒素または窒素含有ガスで噴霧し、チタンの
添加量が０．０１〜２．５重量％であることを特徴とす
る方法。 （２） チタンの添加量が、０．１〜１．５重量％であ
る、前記（１）に記載の方法。 （３） チタンの添加量が、０．１〜１．０重量％であ
る、前記（１）に記載の方法。 （４） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法に
より製造された鉄またはニッケル系合金の半製品。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の一態様により、溶射成形
により鉄またはニッケル系合金の半製品を製造する方法
であって、チタンを含まない液体合金にチタンを加えて
から、窒素または窒素含有ガスで噴霧し、チタンの添加
量が０．０１〜２．５重量％である方法を提供する。
により鉄またはニッケル系合金の半製品を製造する方法
であって、チタンを含まない液体合金にチタンを加えて
から、窒素または窒素含有ガスで噴霧し、チタンの添加
量が０．０１〜２．５重量％である方法を提供する。
【００１１】別の態様では、本発明は、この方法により
製造した鉄またはニッケル系合金の半製品を提供する。
製造した鉄またはニッケル系合金の半製品を提供する。
【００１２】好ましくは、チタンの添加量は、０．１〜
１．５重量％である。最大添加量は１．０重量％未満で
もよい。
１．５重量％である。最大添加量は１．０重量％未満で
もよい。
【００１３】合金の母材は、真空誘導または類似の炉か
ら採ることができる。一般的にチタンを含まない合金
（例えば、Ｍ１５２またはＤ２）に特定量のチタンを加
えることにより、窒素ガスによる噴霧に対する溶体また
は中間析出（ガンマプライム）効果により強化され、ガ
スがチタンと反応して窒化チタンを形成し、これが細か
い析出物として分散する。
ら採ることができる。一般的にチタンを含まない合金
（例えば、Ｍ１５２またはＤ２）に特定量のチタンを加
えることにより、窒素ガスによる噴霧に対する溶体また
は中間析出（ガンマプライム）効果により強化され、ガ
スがチタンと反応して窒化チタンを形成し、これが細か
い析出物として分散する。
【００１４】チタンの析出物は、粒界移動を阻止または
低減する様に作用し、それによって生じる可能性がある
粗粒化および再結晶を抑制する。チタンの析出物は、工
具鋼材料に類似した硬質の第二相粒子であるので、耐摩
耗性を改良するか、または機械的特性を、一般的に細粒
化により達成される様に改良することができる。
低減する様に作用し、それによって生じる可能性がある
粗粒化および再結晶を抑制する。チタンの析出物は、工
具鋼材料に類似した硬質の第二相粒子であるので、耐摩
耗性を改良するか、または機械的特性を、一般的に細粒
化により達成される様に改良することができる。
【００１５】溶射成形は多くの形態で行なうことができ
るが、共通の特徴は、１つ以上のガス噴流を溶融金属の
流れに向けて金属を噴霧し、噴霧された液体を部分的に
凝固した滴にして基材上に集め、半製品を製造すること
である。
るが、共通の特徴は、１つ以上のガス噴流を溶融金属の
流れに向けて金属を噴霧し、噴霧された液体を部分的に
凝固した滴にして基材上に集め、半製品を製造すること
である。
【００１６】ある種の製法では、基材を噴霧区域から連
続的に移動させることにより、細長い半製品を製造する
ことができる。基材は噴霧区域の下または片側に配置
し、基材を垂直、水平または水平に対して特定の角度で
移動させることができる。
続的に移動させることにより、細長い半製品を製造する
ことができる。基材は噴霧区域の下または片側に配置
し、基材を垂直、水平または水平に対して特定の角度で
移動させることができる。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例では、液体金属組成物（一
般的に０．１％重量のＣ、１２重量％のＣｒ、１．７５
重量％のＭｏ、２．５重量％のＮｉおよび０．３重量％
のＶ）にチタン１重量％を加えたものを、誘導溶融炉か
ら、水冷噴霧室の上に配置した二重出口タンディッシュ
の中に注ぎ込む。
般的に０．１％重量のＣ、１２重量％のＣｒ、１．７５
重量％のＭｏ、２．５重量％のＮｉおよび０．３重量％
のＶ）にチタン１重量％を加えたものを、誘導溶融炉か
ら、水冷噴霧室の上に配置した二重出口タンディッシュ
の中に注ぎ込む。
【００１８】液体金属流が噴霧室に入ると、金属流に二
重噴霧装置から出る窒素ガスの噴流が作用し、それによ
って液体および部分的に凝固した滴が噴霧される。二重
噴霧装置を使用することにより、構造が強化され、堆積
物の収率が向上する。
重噴霧装置から出る窒素ガスの噴流が作用し、それによ
って液体および部分的に凝固した滴が噴霧される。二重
噴霧装置を使用することにより、構造が強化され、堆積
物の収率が向上する。
【００１９】これらの噴霧は、連続的に回転し、動力を
かけたダミーマンドレルにより全体的に水平方向に後退
するコレクターディスクの全体的に垂直な面の上に向け
られ、直径２００〜５００mmおよび長さ２ｍの細長い溶
射成形ビレットを製造する。噴霧室内には、一連のロー
ルが配置され、移動するビレットを支持している。
かけたダミーマンドレルにより全体的に水平方向に後退
するコレクターディスクの全体的に垂直な面の上に向け
られ、直径２００〜５００mmおよび長さ２ｍの細長い溶
射成形ビレットを製造する。噴霧室内には、一連のロー
ルが配置され、移動するビレットを支持している。
【００２０】無論、上記の内容は本発明の方法を例示し
ただけであり、請求項に規定する本発明の真の範囲から
離れることなく、容易に修正を行なうことができる。
ただけであり、請求項に規定する本発明の真の範囲から
離れることなく、容易に修正を行なうことができる。
Claims (4)
- 【請求項１】鉄またはニッケル系合金の半製品を製造す
る方法であって、チタンを含まない液体合金にチタンを
添加してから、窒素または窒素含有ガスで噴霧し、チタ
ンの添加量が０．０１〜２．５重量％であることを特徴
とする方法。 - 【請求項２】チタンの添加量が、０．１〜１．５重量％
である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】チタンの添加量が、０．１〜１．０重量％
である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法
により製造された半製品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9615307A GB2315441B (en) | 1996-07-20 | 1996-07-20 | Production of metal billets |
| EP98300312A EP0930115B1 (en) | 1996-07-20 | 1998-01-16 | Production of iron or nickel-based products |
| US09/010,703 US6024778A (en) | 1996-07-20 | 1998-01-22 | Production of iron or nickel-based products |
| JP10019121A JPH11216556A (ja) | 1996-07-20 | 1998-01-30 | 鉄またはニッケル系合金の半製品の製造 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9615307A GB2315441B (en) | 1996-07-20 | 1996-07-20 | Production of metal billets |
| EP98300312A EP0930115B1 (en) | 1996-07-20 | 1998-01-16 | Production of iron or nickel-based products |
| US09/010,703 US6024778A (en) | 1996-07-20 | 1998-01-22 | Production of iron or nickel-based products |
| JP10019121A JPH11216556A (ja) | 1996-07-20 | 1998-01-30 | 鉄またはニッケル系合金の半製品の製造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216556A true JPH11216556A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=27443708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10019121A Pending JPH11216556A (ja) | 1996-07-20 | 1998-01-30 | 鉄またはニッケル系合金の半製品の製造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6024778A (ja) |
| EP (1) | EP0930115B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11216556A (ja) |
| GB (1) | GB2315441B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108396199A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-14 | 三峡大学 | 一种钴铬镍合金材料及其粉末冶金制备方法 |
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