JPS58179542A - Production of particle-dispersed metal - Google Patents

Production of particle-dispersed metal

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JPS58179542A
JPS58179542A JP5972582A JP5972582A JPS58179542A JP S58179542 A JPS58179542 A JP S58179542A JP 5972582 A JP5972582 A JP 5972582A JP 5972582 A JP5972582 A JP 5972582A JP S58179542 A JPS58179542 A JP S58179542A
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JP
Japan
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dispersed
metal
particle
particles
powder
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JP5972582A
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Japanese (ja)
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Katsuji Kusaka
草加 勝司
Akira Horata
亮 洞田
Jiro Ichikawa
市川 二朗
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0611Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires

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Abstract

PURPOSE:To obtain a particle-dispersed metal in which dispersion particles are dispersed easily and uniformly by flowing molten metal to a cooling body to solidify and feeding the particles to be dispersed heated by plasma into the unsolidified metal simultaneously. CONSTITUTION:The molten metal in a crucible 2 is pressed by a pressurizing gas to eject through a nozzle 2a onto the surface of a cooling roll 31 under rotation. At the same instant, the particle powder 12 to be dispersed in a hopper 11 is fed by the feed gas from a feed pipe 16 into a plasma torch 20 and is passed through the inside of a plasma arc 32, whereby the powder is heated. The heated particles to be dispersed are fed into the unsolidified metal which is then solidified quickly on the roll 31 and is released in the direction tangential to the roll 31. A flaky-or thin belt-like particle-dispersed metal 40 dispersed therein uniformly with the particles to be dispersed is obtained easily by the above- mentioned method.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属(金属単体または合金)中に粒子を均
一に分散させ九粒子分散金属を得るのに適した粒子分散
金属の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a particle-dispersed metal suitable for uniformly dispersing particles in a metal (metal alone or alloy) to obtain a nine-particle dispersed metal.

金属中に、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物。Oxides, nitrides, carbides, borides in metals.

硫化物、炭素等々の非金属粒子や金属粒子を分散させ、
当該金属の特性、例えば耐摩耗性、硬度。
Dispersing non-metal particles and metal particles such as sulfide and carbon,
Properties of the metal, such as wear resistance and hardness.

強度、クリープ特性等を改轡させようとする試みは従来
よ沙数多くなされている。
Many attempts have been made to improve the strength, creep characteristics, etc.

従来、このような粒子分散金属を製造する方法としては
、■金属を溶融してこの溶融金属中に分散粒子粉末を添
加する方法や、■金属を溶融することなく粉末冶金的に
前記金属中に分散粒子粉末を分散させる方法がある。
Conventionally, methods for manufacturing such particle-dispersed metals include: (1) melting a metal and adding dispersed particle powder to the molten metal; and (2) adding powder metallurgy to the metal without melting the metal. There is a method of dispersing dispersed particle powder.

これらのうち、前者■の方法には、■−(&)溶融金属
1+は半溶融金属中に分散粒子粉末を添加混合して攪拌
する方法や、■−(b)インゴット製造過程において溶
融金属中に分散粒子粉末を不活性ガスなどと共に吹き込
んで混合する方法や、■−(e)金属粉末と分散粒子粉
末を同時に溶射して粒子分散金属の溶射肉盛層を形成す
る方法などがある。
Among these methods, the former method (■) includes the method of ■-(&) molten metal 1+ adding dispersed particle powder to semi-molten metal and stirring; There is a method in which the dispersed particle powder is blown into and mixed with an inert gas or the like, and (i) a method in which the metal powder and the dispersed particle powder are simultaneously sprayed to form a sprayed overlay layer of the particle dispersed metal.

しかしながら、上記方法のうち、■−(1)の方法では
、金属と分散粒子との間に大きな比重差がある場合に、
この比重差圧よって分散粒子の浮上または沈下が生ずる
ため、金属および分散粒子の選択が制限されるという間
@を有すると共に、比重差が小さい場合であっても溶融
金属が凝固するまでの関に分散粒子が凝集することがあ
るなどの問題を有していた。1+、■−(b)の方法で
は、分散粒子粉末を吹き込むために必らずしも分散性が
曳くなく、加えてこのような吹き込み法では十分黴細な
分散粒子を吹き込むことは困難であり、用途が限定され
るなどの問題を有してい友。さらに1■−(e)の方法
では、溶射によるための分散粒子径が一般に大きく、か
つ分散量も多いなどの間11を有していた。
However, among the above methods, in method (1), when there is a large difference in specific gravity between the metal and the dispersed particles,
This difference in specific gravity causes floating or sinking of the dispersed particles, which limits the selection of metals and dispersed particles, and even when the difference in specific gravity is small, the relationship between the molten metal and the solidification of the molten metal is limited. This method had problems such as the dispersed particles sometimes coagulating. In methods 1+ and ■-(b), the dispersibility is not necessarily reduced because the dispersed particle powder is injected, and in addition, with such a blowing method, it is difficult to inject sufficiently fine dispersed particles. , which has problems such as limited use. Further, in the method 1<b>-(e), the dispersed particle size was generally large due to thermal spraying, and the amount of dispersed particles was also large.

他方、前記した後者■の方法は、所定成分の金属(合金
)粉末、あるいは所定成分の金属(合金)に相応する複
数の金属(合金)粉末と、分散粒子粉末と、必要に応じ
て適宜のバインダとtボールミルにて混合し、この混合
粉末を成形・w8WIする方法である。
On the other hand, in the latter method (2) described above, a metal (alloy) powder with a predetermined component or a plurality of metal (alloy) powders corresponding to a metal (alloy) with a predetermined component, dispersed particle powder, and appropriate This is a method in which the powder is mixed with a binder in a T-ball mill, and the mixed powder is molded/w8WI.

しかしながら、との■の方法では、金属粉末と分散粒子
粉末との間に大きな比重差や粒度差がある場合に、これ
らの粉末を均一に混合する九めには強力なボールミルを
使用して長時間の攪拌混合を行わねば々らず、加えてボ
ールミルからの不純物の混入を生ずることがあるという
間mを有し、その上、粒子分散会s;’を製造する丸め
に数百Xの超微粒状の分散粒子粉末を原料として用いね
ばならず、このような超微粒状の分散粒子粉末を大量で
かっ安価に得ることにはいくつかの問題を有していた。
However, in method (2), if there is a large difference in specific gravity or particle size between the metal powder and the dispersed particle powder, a powerful ball mill must be used for a long time to uniformly mix these powders. It is necessary to carry out stirring and mixing for hours, and in addition, it may cause the contamination of impurities from the ball mill, and moreover, the rounding to produce the particle dispersion may exceed several hundred X. Finely dispersed particle powder must be used as a raw material, and there have been several problems in obtaining such ultrafine dispersed particle powder in large quantities at low cost.

この発明は、上記したような従来の問題点を解消する九
めになされたもので、金属中に分散粒子粉末く短時間の
うちにかつきわめて容易に均一分散させることができ、
機械的特性や化学的特性等の各種用途毎に必要とされる
特性をもつ粒子分散金属t−得ることができる製造方法
を開発することを目的としている。
This invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to uniformly disperse dispersed particles in metal in a short time and very easily.
The purpose of this study is to develop a manufacturing method that can produce particle-dispersed metals having the properties required for various applications, such as mechanical properties and chemical properties.

この発明くよる粒子分散金属の製造方法は、金属溶湯を
冷却体に向けて流して凝固させると同時に、前記未凝固
金属中に、プラズマアークにより加熱された分散粒子を
送給し、凝固後の前記金属中に前記分散粒子を分散させ
るようにしたことを%黴とし、その実権11様において
、プラズマアーク中に分散粒子粉末を送給して蚊プラズ
マアークによ抄加熱された分散粒子を未凝固金属中罠送
給したり、あるいはプラズマアーク中に分散粒子合成用
原料物質を送給して該プラズマアーク中で分散粒子を合
成させ、この分散粒子を未凝固金属中に送給したりする
ようにし、さらKは前記未凝固金W4を急冷凝固させる
ようにしたことを特徴としている。
The method for producing a particle-dispersed metal according to the present invention is to flow a molten metal toward a cooling body and solidify it, and at the same time feed dispersed particles heated by a plasma arc into the unsolidified metal, Dispersing the dispersed particles in the metal is referred to as % mold, and in the case of Act No. 11, the dispersed particles are fed into a plasma arc and the dispersed particles are heated by the mosquito plasma arc. A trap is fed into the solidified metal, or a raw material for dispersion particle synthesis is fed into a plasma arc, the dispersed particles are synthesized in the plasma arc, and the dispersed particles are fed into the unsolidified metal. Furthermore, the plate K is characterized in that the unsolidified gold W4 is rapidly solidified.

以下、この発明の実施amを図面に基いて詳細に説明す
る。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the implementation of this invention am will be described in detail based on drawings.

第1図はこの発明の実施に使用し友裏造装置の第一’I
J!施例を示す概略説明図であって、金属S湯1はノズ
ル2&を具えたるつぼ2内に収容され、このるつぼ2の
周囲に配設した誘導コイル6および電源4によって加熱
保持できるようになっている。また、るつぼ2の上端は
45によって閉塞され、加圧ガス送給管6.バルブ7、
加圧ガス送給装置8よりるつぼ2内に加圧ガスを送給し
て、金属溶湯1をノズル2aより噴出させることができ
るようになっている。一方、ホッパ11内には分散粒子
粉末12を収容し、分散粒子粉末送給管16およびバル
ブ14を経て前記分散粒子粉末12を分散粒子粉末送給
器15に送給できるようになっている。この分散粒子粉
末過給器15には、ガス送7給f16およびバルブ17
Vr通って分散粒子粉末送給用ガスが送り込まれ、この
分散粒子送給用ガスと共に前記分散粒子粉末12は分散
粒子粉末送給管18.バルブ19を通ってプラズマトー
チ2OK送給される。このプラズマトーチ20は、前記
分散粒子粉末送給管18に接続した中空ノズル21、こ
の中空ノズル21と同心的に配設した中空ノズル22を
有し、中空ノズル22の上端を閉議部材26により閉塞
し、中空ノズル22にはバルブ24を有するプラズマガ
ス送給管25t−接続し、中空ノズル21には電源ろ0
の陰極側を接続した構成をなすものである。
FIG.
J! This is a schematic explanatory diagram showing an example, in which a metal S hot water 1 is housed in a crucible 2 equipped with a nozzle 2, and can be heated and maintained by an induction coil 6 and a power source 4 disposed around the crucible 2. ing. Further, the upper end of the crucible 2 is closed by a pressurized gas supply pipe 6. valve 7,
Pressurized gas is fed into the crucible 2 from the pressurized gas feed device 8, so that the molten metal 1 can be jetted out from the nozzle 2a. On the other hand, the hopper 11 accommodates the dispersed particle powder 12, and can feed the dispersed particle powder 12 to the dispersed particle powder feeder 15 via the dispersed particle powder feed pipe 16 and the valve 14. This dispersed particle powder supercharger 15 includes a gas supply 7 supply f16 and a valve 17.
A dispersed particle powder feeding gas is fed through the dispersed particle powder feeding pipe 18. Plasma torch 2OK is fed through valve 19. This plasma torch 20 has a hollow nozzle 21 connected to the dispersed particle powder feeding pipe 18 and a hollow nozzle 22 arranged concentrically with the hollow nozzle 21, and the upper end of the hollow nozzle 22 is closed by a closing member 26. A plasma gas supply pipe 25t having a valve 24 is connected to the hollow nozzle 22, and a power filter is connected to the hollow nozzle 21.
The configuration is such that the cathode sides of the two are connected.

前記プラス1トーチ20およびるつぼ2の下方には、前
記金属溶湯1および分散粒子粉末12の冷却体として作
用する回転可能な冷却ロール61を配設し、この冷却ロ
ール31に前記電源60の陽極@を接続し、プラズマト
ーチ20と冷却ロール61との間でプラズマアーク62
を発生させる。
A rotatable cooling roll 61 that acts as a cooling body for the molten metal 1 and the dispersed particle powder 12 is disposed below the plus 1 torch 20 and the crucible 2. The plasma arc 62 is connected between the plasma torch 20 and the cooling roll 61.
to occur.

ま九、冷却ロール31には回転可能々ワイヤーブラシ3
6tIyj触させてロール表面を清浄化できるようにし
た構成をなしている。
Nine, the cooling roll 31 has a rotatable wire brush 3.
The roll surface can be cleaned by touching it with 6tIyj.

このような製造装置を用いて粒子分散金属を製造するに
際しては、るつぼ2内に加圧ガス送給管6より加圧ガス
を送給して、当該るつぼ2内の金属溶湯1を押圧し、ノ
ズル21より冷却ロール61の5&面に向けて金属溶湯
151E1 at−噴出させる。
When producing particle-dispersed metal using such a production apparatus, pressurized gas is fed into the crucible 2 from the pressurized gas supply pipe 6 to press the molten metal 1 in the crucible 2, The molten metal 151E1 is ejected from the nozzle 21 toward the 5th surface of the cooling roll 61.

これと同時に、ホツノ<11内の分散粒子粉末12をガ
ス送給管16より送り込んだ分散粒子粉末送給用ガスに
よってプラズマトープ20内に送給し、4、源50(D
%給およびプラズマガス送給管25から送り込まれたプ
ラズマガス圧よって形成されたプラズマアーク62中に
前記分散粒子粉末12を通過させて力U熱し、プラズマ
アーク52によって加熱された分散粒子を前記未凝固金
属中に送給する。このとき、冷却ロール61は図示矢印
方向に回転しており、冷却ロール61上で急冷されて分
散粒子の片寄りや#集等を生ずる機会を与えることなく
物、速凝固し、冷却ロール61の接線方向に衣用されて
、鷹2図に部分的に示すように、金属41中に分散粒子
42が均一に分散し九片状を九は薄帯状の粒子分散金属
40が得られるなお、図に示す装置では、金属溶湯1に
一収容するるつぼ2および分散粒子粉末12を収容する
ホッパ11が各々一つずつ設置されているが、これらの
設置数は適宜増加することができる。
At the same time, the dispersed particle powder 12 in the hot spring <11 is fed into the plasmatope 20 by the dispersed particle powder feeding gas sent from the gas feed pipe 16, and the source 50 (D
The dispersed particle powder 12 is passed through a plasma arc 62 formed by the plasma gas pressure sent from the plasma gas feed pipe 25 and heated by a force U, and the dispersed particles heated by the plasma arc 52 are heated by the plasma arc 62. Feed into solidified metal. At this time, the cooling roll 61 is rotating in the direction of the arrow shown in the figure, and the material is rapidly cooled on the cooling roll 61 without giving an opportunity for uneven distribution or clumping of dispersed particles. When applied in the tangential direction, the dispersed particles 42 are uniformly dispersed in the metal 41, as partially shown in Figure 2, and a particle-dispersed metal 40 in the shape of a thin strip is obtained. In the apparatus shown in FIG. 1, one crucible 2 for storing molten metal 1 and one hopper 11 for storing dispersed particle powder 12 are installed, but the number of these installed can be increased as appropriate.

このようにして粒子分散金属を製造した場合には、使用
する分散粒子粉末12が粗粒のものであったときでも、
プラズマアーク62の急速加熱による熱衝撃で破砕され
る丸め、必らずしも超微粒状の粉末を用いる必要がなく
、原料の入手が容易であると共に、分散粒子粉末12の
送給が円滑に行われ、分散粒子粉末12の送給量を変え
ることによって分散粒子42と金属41の比率を任意に
変更することができ、このような変更は製造途中におい
ても変えることができるという利点を有し、金属41中
に分散粒子42が均一に分散し九粒子分散金属40を得
ることができるという利点を有している。
When the particle-dispersed metal is manufactured in this way, even when the dispersed particle powder 12 used is of coarse particles,
It is not necessary to use ultra-fine powder, which is crushed by thermal shock caused by rapid heating of the plasma arc 62, and raw materials are easily available, and the dispersed particle powder 12 can be smoothly fed. The ratio of the dispersed particles 42 and the metal 41 can be arbitrarily changed by changing the feeding amount of the dispersed particle powder 12, and this type of change has the advantage that it can be changed even during production. This has the advantage that the dispersed particles 42 are uniformly dispersed in the metal 41 and a nine-particle dispersed metal 40 can be obtained.

第3図はこの発明の実施に使用した粒子分散金属製造装
置の第二実施例を示す概略説明図であって、第1図の装
置と同一構成部分には同一符号を、9 付してその説明を省略する。第3図に示す装置では、プ
ラズマトーチ20の中空ノズル22に1)(シブ5襠會
有するプラズマガス送給兼分散粒子合成用原料物質送給
f55を接続し、中空ノズル521に、バルブ59t−
有する分散粒子合成用原料物誓fs給管58を接続した
ところが相違する。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a second embodiment of the particle-dispersed metal manufacturing apparatus used in carrying out the present invention, and the same components as those in the apparatus in FIG. The explanation will be omitted. In the apparatus shown in FIG. 3, the hollow nozzle 22 of the plasma torch 20 is connected to the plasma gas supply and raw material material supply f55 for dispersion particle synthesis, which has 5 cylinders, and the hollow nozzle 521 is connected to the valve 59t-
The difference is that a feed pipe 58 for dispersion particle synthesis raw material fs is connected.

このような製造装!tを用いて粒子分散金属を製造する
に際しては、るつぼ2内に送給した加圧ガスによって金
@溶湯流11を冷却ロール61に向けて噴出させ、これ
と同時に、原料物質送給管58より一方の分散粒子合成
用原料物質を送給すると共に、プラズマガス送給兼原料
物質送給管55よりプラズマガスおよび他方の分散粒子
合成用原料物′Kを送給し、プラズマアーク62中に両
方の分散粒子合成用原料物質を送給することによって、
このプラズマアーク62中での反応によに分散粒子を合
成させ、この分散粒子を前記未IIIIjll金域中に
送給させる。このとき、冷却ロール61は図示矢印す向
に回転しており、冷却ロール61−ヒで急冷されてその
接線方向に放出され、金属頁            
               1041中に分散粒子
42が均一に分散した片状または薄帯状の粒子分散会W
440が得られる。
Such manufacturing equipment! When producing a particle-dispersed metal using the pressurized gas supplied into the crucible 2, the gold @ molten metal flow 11 is ejected toward the cooling roll 61, and at the same time, a One raw material for dispersion particle synthesis is fed, and at the same time, plasma gas and the other raw material for dispersion particle synthesis 'K are fed from the plasma gas supply/raw material feed pipe 55, and both are fed into the plasma arc 62. By feeding the raw material for dispersion particle synthesis of
Dispersed particles are synthesized by the reaction in the plasma arc 62, and the dispersed particles are fed into the non-III metal region. At this time, the cooling roll 61 is rotating in the direction of the arrow shown in the figure, and the metal page is rapidly cooled by the cooling roll 61-H and discharged in the tangential direction.
A flake-like or ribbon-like particle dispersion W in which dispersed particles 42 are uniformly dispersed in 1041
440 is obtained.

このようにして粒子分散会Xを製造した場合には、プラ
ズマトーチ20内に分散粒子合成用原料物質上送給して
プラズマアーク62中で分散粒子を合成さぜるようにし
ているため、分散粒子を非汚染の状態で金属41中に均
一分散させることができ、分散粒子粉末を一定音ずつ長
時間にわたって送給する場合罠凝集の問題も含めて例ん
らかの不具合を生じやすいような分散粒子を金属中に均
−分散させたいときには、この実施例のように分散粒子
合成用原料物質をガス状態で送給することによって−F
述した粉末を送給するときの不具合を回避することがで
き、分散粒子合成用原料物質の濃度や送給1に等を変え
ることによって分散粒子の大患さや生成量を容易に制御
することができ、当該原料物質の選定により種々の分散
粒子を金属中に均一分散させることが0T能でめり、必
要に応じて二種以上の分散粒子の均一分散も可能である
などのすぐれ九利点を有している。
When the particle dispersion group X is manufactured in this way, the raw material for dispersion particle synthesis is fed into the plasma torch 20 and the dispersed particles are synthesized in the plasma arc 62, so that the dispersion The particles can be uniformly dispersed in the metal 41 in a non-contaminated state, and if the dispersed particle powder is fed at a constant sound rate over a long period of time, it is easy to cause various problems, including the problem of trap agglomeration. When it is desired to uniformly disperse dispersed particles in a metal, -F
The above-mentioned problems when feeding the powder can be avoided, and by changing the concentration of the raw material for dispersion particle synthesis, the feed rate, etc., the severity of the dispersion particles and the amount produced can be easily controlled. By selecting the raw materials, it is possible to uniformly disperse various types of dispersed particles in the metal with 0T capacity, and it has nine advantages such as the ability to uniformly disperse two or more types of dispersed particles if necessary. are doing.

第4図はこの発明の実施に使用し九粒子分散金!/@製
造装置の第三実施例を示す概略説明図であって、第1図
の装置と同一構成部分には同一符号を付してその説明を
省略する。第4図に示す装置では、金属浴#h1をプラ
ズマトーチ70によって溶融して冷却ロール61上に送
給するようにしたものである。すなわち、ホッパ61内
には金属粉末62を収容し、金属粉末送給管66および
バルブ64會経て前md金属粉末62を金属粉末送給器
65に送給できるようくし、この金属粉末送給器65に
は、ガス送給管66およびバルブ67を通って金属粉末
送給用ガスが送り込まれ、この金属粉末送給用ガスと共
に前記金属粉末62は金属粉末送給管68.バルブ69
を通って別のプラズマトーチ70に送給される。このプ
ラズマトーチ70は、前記金属粉末送給管68に接続し
走中空ノズル71、この中空ノズル71と同心的に配設
Lit中空ノズル72を育し、中空ノズル72の上端を
閉醒部材76により閉塞し、中空ノズル72ニハハルブ
74を有するプラズマガス送m1F75を接続し、中空
ノズル71には電源80の陰極側を、l#続し、電源8
0の陽極1111を前記冷却ロール61に接続し、プラ
ズマトーチ70と冷却ロール61との開でプラズマアー
ク82を発生させ、前記金属粉末62を金属溶湯62&
として冷却ロール31に向けて流して凝固させることが
できるように構成したものである。
Figure 4 shows nine particles of dispersed gold used to carry out this invention! /@It is a schematic explanatory diagram showing a third embodiment of the manufacturing apparatus, and the same components as those of the apparatus in FIG. In the apparatus shown in FIG. 4, metal bath #h1 is melted by a plasma torch 70 and fed onto a cooling roll 61. That is, the metal powder 62 is stored in the hopper 61, and the pre-md metal powder 62 can be fed to the metal powder feeder 65 through the metal powder feed pipe 66 and the valve 64. A metal powder feeding gas is fed into the metal powder feeding pipe 68.65 through a gas feeding pipe 66 and a valve 67. valve 69
and is fed to another plasma torch 70 through. This plasma torch 70 is connected to the metal powder feeding pipe 68 and grows a running hollow nozzle 71, a Lit hollow nozzle 72 arranged concentrically with this hollow nozzle 71, and the upper end of the hollow nozzle 72 is closed by a closing member 76. A plasma gas supply m1F75 having a hollow nozzle 72 and a Niharvest 74 is connected to the hollow nozzle 71, and the cathode side of a power source 80 is connected to the hollow nozzle 71.
0 anode 1111 is connected to the cooling roll 61, a plasma arc 82 is generated by opening the plasma torch 70 and the cooling roll 61, and the metal powder 62 is transferred to the molten metal 62 &
It is configured such that it can be flowed toward the cooling roll 31 and solidified.

このような装置11t−使用して粒子分散金属を製造し
た場合にも、第2図に示したと同様に、金属41中に分
散粒子42が均一に分散した粒子分散会II!40を得
ることができ、使用する金属粉末62が粗粒のものであ
ったときでも、プラズマアーク82の急速加熱による熱
衝撃で破砕されるため、必らずしも超微粒状の金属粉末
62を用いる必要がなく、原料の入手が容易であると共
に1金属粉末62の送給が円滑に行われ、分散粒子12
の送給量および金属粉末62の送給量を変えることによ
って、分散粒子42と金[41との比率や粒子分散金属
40の時間当たり製造1等を任意に変更することができ
、このような変更は製造途中3 バ においても変えることができるなどの利点を有していも
、、なお、プラズマトーチ2oの本数を複数とすること
によって、種類の異なる分散粒子の同時混合も可能であ
り、プラズマトーチ7oの本数を複数とすることによっ
て金属の合金化等も可能になる。
Even when such a device 11t is used to produce a particle-dispersed metal, the particles 42 are uniformly dispersed in the metal 41 as shown in FIG. Even when the metal powder 62 used is of coarse particles, it is crushed by thermal shock caused by the rapid heating of the plasma arc 82, so the metal powder 62 is not necessarily ultra-fine. There is no need to use a metal powder 62, raw materials are easily available, and one metal powder 62 is smoothly fed, and the dispersed particles 12
By changing the feeding rate of the metal powder 62 and the feeding rate of the metal powder 62, the ratio of the dispersed particles 42 to the gold [41] and the production rate per hour of the particle dispersed metal 40 can be arbitrarily changed. Although it has the advantage that changes can be made even during the manufacturing process, it is also possible to mix different types of dispersed particles simultaneously by using a plurality of plasma torches 2o. By using a plurality of torches 7o, alloying of metals, etc. is also possible.

」二配各実施例において使用するプラズマトーチ20.
70としては、トランスファ一式やノントランスファ一
式のものなどを使用することができる。
20. Plasma torch used in each example.
As 70, a transfer set or a non-transfer set can be used.

また、金属41としては、F@ 、 Ni 、 Co 
、 cy 。
Further, as the metal 41, F@, Ni, Co
, cy.

At、 ’l”i 、 W 、 Mo等々の各種の金属
単体あるいは合金を使用することができる。
Various metals or alloys such as At, 'l''i, W, Mo, etc. can be used.

さらに、分散粒子42としては、各種の酸化物。Furthermore, various oxides can be used as the dispersed particles 42.

窒化物、炭化物、ケイ化物、硫化物、ホウ化物。nitrides, carbides, silicides, sulfides, borides.

炭素、ガラスなどの非金鳩粉末あるいは金属粉末などを
使用することができる。
Non-metallic powder or metal powder such as carbon or glass can be used.

なお、得られた粒子分散会1140を適宜の粒度の検水
に破砕し、その後成形焼結し九り、加熱鍛造したりして
、所望の製品を得るようKすること14  頁 もできる。
The resulting particle dispersion 1140 may be crushed into particles of appropriate particle size, and then shaped and sintered, heated and forged, etc., to obtain a desired product.

以F1実施例について説明する。The F1 embodiment will be described below.

実施例 1 この実施例では第1図に示す装置を使用し、この装置t
−直径約15001ml、@約1500mのアルゴン雰
囲気槽内に入れて実施した。また、実施粂件を第1表に
示す。
Example 1 In this example, the apparatus shown in FIG.
- The test was carried out in an argon atmosphere tank with a diameter of approximately 15001 ml and @ approximately 1500 m. In addition, the implementation items are shown in Table 1.

、1s、  。, 1s, .

第  1  表 特開昭58−179542(5) 次いで、このような条件で製造したチョップ状の粒子分
散金属の組織t−電子顕微鏡により観察したところ、分
散粒子の粒径は200〜5oolで超微粒の状態となっ
ており、しかも金属中に極めて均一に分散していること
が確認できた。また、比重測定を行ったところ、分散粒
子の体積比は約1.2 %であった。そして、このよう
に、Ni基合金中K Y、0□倣粒子を均一分散させる
ことによって、Nl基合金のクリープ特性をより一層向
上させることができた。
Table 1 JP-A-58-179542 (5) Then, when the structure of the chopped metal dispersed in the chopped particles produced under these conditions was observed using a t-electron microscope, the particle size of the dispersed particles was 200 to 5 oool, and was ultrafine. , and it was confirmed that it was extremely uniformly dispersed in the metal. Further, when specific gravity was measured, the volume ratio of the dispersed particles was approximately 1.2%. By uniformly dispersing the K Y, 0□ imitation particles in the Ni-based alloy in this way, the creep characteristics of the Nl-based alloy could be further improved.

なお、その他の金属溶湯1および分散粒子粉末12′t
−用いて同様に実施し九ところ、やはり良好な結果会得
ることができた。
In addition, other molten metal 1 and dispersed particle powder 12't
- I carried out the same procedure using the same method, and was able to obtain good results as well.

実施例 2 この実施例では第3図に示す装置を使用し、この装置f
t直径約1500 m 、 @約1500 mmノフル
ゴン雰囲気槽内に入れて実施した。また、実施条件を第
2表に示す。
Example 2 In this example, the device shown in Fig. 3 is used, and this device f
The test was carried out in a nofurgon atmosphere tank with a diameter of about 1500 m and a diameter of about 1500 mm. Further, the implementation conditions are shown in Table 2.

7 に 第2表 8 次いで、このような条件で製造し九チョップ状の粒子分
散金属の組織を電子wj4微鏡で観察し九結釆、分散粒
子の粒径は300〜6001と超微粒の状態となってお
り、しかも金属中に極めて均一に分散していることが確
認できた。また、比重測定を行ったところ、分散粒子の
体積比は約1.3チであつ九。さらに、制限視野回折に
よる分散粒子の同定では、分散粒子は主にTiNであり
、一部Tie、 4見られた、そして、このように、N
1基合金中に主としてTIN微粒子を均一分散させるこ
とによって、N1基合金のクリープ特性をより一層向上
させることができた。
7 to Table 2 8 Next, the structure of the nine-chop-shaped particle-dispersed metal manufactured under these conditions was observed with an electron WJ4 microscope, and the particle size of the dispersed particles was 300 to 6001, which was an ultra-fine state. Moreover, it was confirmed that it was extremely uniformly dispersed in the metal. Further, when specific gravity was measured, the volume ratio of the dispersed particles was approximately 1.3 cm. Furthermore, identification of the dispersed particles by selected area diffraction showed that the dispersed particles were mainly TiN, with some Tie, 4 seen, and thus, N
By uniformly dispersing mainly TIN fine particles in the N1-base alloy, the creep characteristics of the N1-base alloy could be further improved.

なお、その他の金属溶湯1および分散粒子合成用原料物
質を用いて同様に実施したところ、やはり良好な結果を
得ることができた。
In addition, when the same procedure was carried out using other molten metal 1 and raw materials for dispersion particle synthesis, good results were also obtained.

以上説明してきたように、この発明によれば、金属溶湯
を冷却体に向けて流して凝固させると同時に、前記未凝
固金属中に、プラズマアークによ沙加熱された分散粒子
を送給し、凝固後の前記金属中に前記分散粒子を分散さ
せるようにしたから、■分散粒子が金属中に均一に分散
した粒子分散金属をきわめて短時間のうちにかつ高能率
で製造することができ、■プラズマアークにより加熱さ
れた分散粒子を送給するため金属との密着度がかなり高
く、■金属溶湯の送給量と、分散粒子粉末あるいは分散
粒子合成用原料物質の送給量とを適宜調整することによ
って、金属と分散粒子の比率を任意にかつ極めて容易に
変えることができ、かかる比率の変更は粒子分散金属の
製造途中においても容易に行うことが可能であや、■冷
却ロール等の冷却体に・より金属溶湯を急冷凝固させる
ことによって、分散粒子と金属溶湯との比重差による分
散粒子の浮ト、沈下や凝集等の発生を十分に回避するこ
とが可能であり、分散粒子が著しく均一に分散した粒子
分散金属を得ることができ、■金属のもつ特性に対して
、分散粒子のもつ特性を付加することによって、総合特
性のすぐれ九複合材料を得ることができる、などの数々
の著大なる効果を有する。
As explained above, according to the present invention, the molten metal is flowed toward the cooling body and solidified, and at the same time, dispersed particles heated by a plasma arc are fed into the unsolidified metal, Since the dispersed particles are dispersed in the metal after solidification, (1) a particle-dispersed metal in which the dispersed particles are uniformly dispersed in the metal can be produced in an extremely short time and with high efficiency; Since the dispersion particles heated by a plasma arc are fed, the degree of adhesion with the metal is quite high. ■Adjust the feed rate of molten metal and the feed rate of dispersed particle powder or raw material for dispersion particle synthesis as appropriate. By this, the ratio of the metal to the dispersed particles can be changed arbitrarily and extremely easily, and such a ratio can be easily changed even during the production of the particle-dispersed metal. By rapidly solidifying the molten metal using Numerous publications have published, such as ``By adding the characteristics of the dispersed particles to the characteristics of the metal, it is possible to obtain a composite material with excellent overall characteristics.'' It has a great effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施に使用し九粒子分数金属製造装
置の一例を示す概略説明図、第2図は第1図の装置によ
って製造し九粒子分散金属の断面説明図、第3図および
”第4図はこの発明の実施に使用した粒子分散金属製造
装買の他の例を各々示す概略説明図である。 1・・・金属溶湯、1m・・・金属浴#J流、12・・
・分散粒子粉末、20・・・プラズマトーチ、61・・
・冷却ロール(冷却体)、62・・・プラズマアーク、
40・・・粒子分数金属、41・・・金属、42・・・
分散粒子、55.58・・・分散粒子合成用原料粉末送
給管、62・・・金属粉末、62&・・・金属溶湯流、
70・・・プラズマトーチ、82・・・プラズマアーク
。 特許出願人  大同特殊鋼株式会社
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of a nine-particle fractional metal manufacturing apparatus used in the practice of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram of a nine-particle dispersed metal manufactured by the apparatus of FIG. "Figure 4 is a schematic explanatory diagram showing other examples of particle-dispersed metal manufacturing equipment used in the practice of the present invention. 1... Molten metal, 1 m... Metal bath #J flow, 12.・
・Dispersed particle powder, 20...Plasma torch, 61...
・Cooling roll (cooling body), 62... plasma arc,
40...Particle fraction metal, 41...Metal, 42...
Dispersed particles, 55.58... Raw material powder feed pipe for dispersion particle synthesis, 62... Metal powder, 62&... Metal molten metal flow,
70...Plasma torch, 82...Plasma arc. Patent applicant: Daido Steel Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  金属溶湯を冷却体く向けて流して凝固させる
と同時に、前記未凝固金属中に、プラズマアークにより
加熱された分散粒子を送給し、凝固後の前髪イ金属中に
前記分散粒子を分散させることを特徴とする粒子分散金
属の製造方法。
(1) At the same time as the molten metal is allowed to flow toward a cooling body and solidified, dispersed particles heated by a plasma arc are fed into the unsolidified metal, and the dispersed particles are transferred into the solidified metal. A method for producing a particle-dispersed metal characterized by dispersing the metal.
JP5972582A 1982-04-12 1982-04-12 Production of particle-dispersed metal Pending JPS58179542A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011020451A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a hot-rolled strip by means of strip casting, wherein the material properties can be adjusted over the strip cross-section

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011020451A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a hot-rolled strip by means of strip casting, wherein the material properties can be adjusted over the strip cross-section
US20120279677A1 (en) * 2009-08-21 2012-11-08 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a hot-rolled strip by means of strip casting, wherein the material properties can be adjusted over the strip cross-section
US10086426B2 (en) 2009-08-21 2018-10-02 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a hot strip by means of strip casting with material properties adjustable across the strip cross-section

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