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JP2857807B2 - Manufacturing method of long tubular preform by spray-deposit method - Google Patents

Manufacturing method of long tubular preform by spray-deposit method

Info

Publication number
JP2857807B2
JP2857807B2 JP41686990A JP41686990A JP2857807B2 JP 2857807 B2 JP2857807 B2 JP 2857807B2 JP 41686990 A JP41686990 A JP 41686990A JP 41686990 A JP41686990 A JP 41686990A JP 2857807 B2 JP2857807 B2 JP 2857807B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spray
collector
deposit
preform
porosity
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP41686990A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04262852A (en
Inventor
良雄 井川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP41686990A priority Critical patent/JP2857807B2/en
Publication of JPH04262852A publication Critical patent/JPH04262852A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2857807B2 publication Critical patent/JP2857807B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スプレイ・デポジット
による長尺のチューブ状プリフォームの製造法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a long tubular preform by spray deposit.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】一般にスプレイ・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散中に急冷凝固させてコレク
ターに堆積させ所望の形状のプリフォーム(素形材)を
得る方法(例えば、特公昭54−29985号公報、特
公昭56−12220号公報および特開昭64−152
64号公報など参照)であって、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
等の特徴を有している。また、かかるスプレイ・デポジ
ット法は、溶融金属の粒子群を被覆材の表面に吹付けて
積層被膜を形成させる溶射法に比べ、ポロシティが少な
くでき高密度なプリフォームが得られ、しかも生産性が
高い特徴を有している。ところが、かかる急冷凝固を極
端に行うとポロシティが生じ、高密度なプリフォームが
得られなくなる。すなわち、このポロシティの発生原因
は、ガスによる冷却が極端になり過ぎると、プリフォー
ムに堆積する粒子の中で固相粒子の比率が高くなり、固
相粒子間の隙間を埋める液相、半溶融粒子が少なくなる
ため、固相粒子間の隙間がそのままポロシティになると
考えられており、また、粒子温度が比較的低温になると
粒子が衝突時に偏平になりにくく、後から来る粒子に対
して影になる部分を形成する。後から来る粒子の温度が
十分高い溶融状態であれば、この影の部分を埋めること
ができるが、温度が低いと埋めつくせずポロシティにな
ると考えられている。かように、プリフォーム中のポロ
シティ発生原因は、温度に関係するものと考えられる
が、依然として明確でない。例えば、チューブ状プリフ
ォームを製造する場合、チューブ用コレクター近傍にポ
ロシティ層が発生することがあった。これを分析してみ
ると、コレクターに接した粒子が低温となって、前記の
ような理由によりポロシティが発生するものと考えられ
る。そこで、チューブ用コレクターを予熱することが考
えられる。この予熱方法として高周波予熱、プラズマ予
熱等を施してみると、予熱の不連続性やチューブ状長尺
物の場合に長手方向での温度差が生じ、依然として部分
的なポロシティの発生がある、という問題があった。一
方、前掲の特開昭64−15264号公報には、スプレ
イ・デポジット法を用いた複合金属材の製造法におい
て、異種金属用としてスプレイ・デポジットする前に、
別置の予熱用溶融金属を板状母材上に流下させて母材に
コーティング層を形成し、このコーティング層上に異種
金属用としてスプレイ流を堆積させた複合金属材の製造
法が示されているが、かかる製造法では、異種金属と母
材との接合力をあげるために予熱用溶融金属のコーティ
ング層を介在させたので、しかも、かかる製造法ではコ
ーティング層の厚さを一定にするのが難しいので、長尺
のチューブ状プリフォームの製造には役立たない、とい
う問題があった。
2. Description of the Related Art In general, the spray deposit method involves atomizing molten metal with an inert gas,
A method in which finely pulverized droplets are rapidly cooled and solidified during scattering and deposited on a collector to obtain a preform (formed material) having a desired shape (for example, JP-B-54-29985 and JP-B-56-12220). And JP-A-64-152
No. 64, etc.) and has features such as the ability to form a uniform microstructure by rapid solidification, no macro segregation, and good workability / forgeability as compared with the ordinary casting method. I have. In addition, the spray deposit method has a lower porosity and a higher density preform than the thermal spraying method in which a group of molten metal particles are sprayed onto the surface of a coating material to form a laminated coating, and furthermore, the productivity is improved. It has high features. However, when such rapid solidification is performed extremely, porosity is generated, and a high-density preform cannot be obtained. In other words, the cause of this porosity is that if the cooling by gas becomes too extreme, the ratio of solid phase particles in the particles deposited on the preform will increase, and the liquid phase and semi-molten It is considered that the gap between solid phase particles becomes porosity as it is because the number of particles decreases, and when the particle temperature becomes relatively low, the particles are less likely to flatten at the time of collision, and shadow Is formed. If the temperature of the particles that come later is in a molten state that is sufficiently high, the shadow portion can be filled, but if the temperature is low, it is thought that porosity will not be filled. Thus, the cause of porosity generation in the preform is thought to be related to temperature, but is still unclear. For example, when manufacturing a tubular preform, a porosity layer may be generated in the vicinity of the tube collector. When this is analyzed, it is considered that the temperature of the particles in contact with the collector becomes low, and porosity is generated for the above-described reason. Therefore, it is conceivable to preheat the tube collector. When applying high-frequency preheating, plasma preheating, etc. as this preheating method, it is said that discontinuity of preheating and a temperature difference in the longitudinal direction occur in the case of a tubular long object, and there is still partial porosity generation. There was a problem. On the other hand, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-15264, in a method of manufacturing a composite metal material using a spray deposit method, before spray depositing for different kinds of metals,
A method of manufacturing a composite metal material in which a separately placed preheating molten metal is caused to flow down onto a plate-shaped base material to form a coating layer on the base material, and a spray flow is deposited on the coating layer for a different type of metal is shown. However, in such a manufacturing method, a coating layer of a molten metal for preheating is interposed in order to increase the bonding strength between the dissimilar metal and the base material, and furthermore, in such a manufacturing method, the thickness of the coating layer is kept constant. Therefore, there is a problem that it is not useful for manufacturing a long tubular preform.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、前述の
諸問題を一挙に解消しようとして創作されたもので、そ
の要旨とするところは、チャンバーの天井側に、不活性
ガスを噴出するアトマイザーを介して、スプレイ・デポ
ジットを行うための溶融金属を入れた第1の容器を設
け、前記アトマイザーからのスプレイ流を受け、かつ、
回転および長手方向の移動各可能としたチューブ用コレ
クターを、前記チャンバーを貫通して横設し、該チュー
ブ用コレクターの移動方向上流側で、かつ、前記チャン
バーの天井側に、前記スプレイ・デポジットを行うため
の溶融金属と同質の予熱用溶融金属を入れた第2の容器
を設け、該第2の容器から予熱用金属流を流下して、回
転している前記コレクターの全周に金属膜を形成すると
共にこれを予熱した後、前記スプレイ流を堆積させるこ
とにより、プリフォームのコレクター側ポロシティ層を
溶融して該ポロシティを抑制することを特徴とするスプ
レイ・デポジットによる長尺のチューブ状プリフォーム
の製造法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems at once, and its gist is to provide an atomizer for ejecting an inert gas to a ceiling side of a chamber. Providing a first container containing molten metal for performing spray deposit, receiving a spray flow from the atomizer, and
A tube collector that can be rotated and moved in the longitudinal direction is horizontally laid through the chamber, and the spray deposit is provided on the upstream side in the moving direction of the tube collector and on the ceiling side of the chamber. A second container containing a preheating molten metal having the same quality as the molten metal to be provided is provided, and a preheating metal flow is caused to flow down from the second container, and a metal film is formed on the entire circumference of the rotating collector. After forming and preheating this, the spray flow is deposited, thereby melting the porosity layer on the collector side of the preform and suppressing the porosity. Manufacturing method.

【0004】[0004]

【実施例】本発明の構成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
であって、この実施例はスプレイ・デポジット装置(い
わゆるオスプレイ装置)によって、鉄または非鉄金属の
長尺のチューブ状プリフォームを製造するのに好適なも
のである。図中、1は長尺のチューブ用コレクターであ
って、チャンバー2に横方向に貫通されてチャンバー2
の外側に設けたコレクター支持台3,3によって支持さ
れており、5〜500rpmで回転すると共に、図中、
右から左へ徐行するようになっている。チャンバー2の
天井側には、コレクター1の移動方向上流側に予熱用タ
ンディッシュ或いはルツボ等の容器4がノズル(図示し
ない)を介して設けられ、また下流側にスプレイ・デポ
ジット用のタンディッシュ或いはルツボ等の容器5がア
トマイザー6を介して設けられている。これらの容器
4,5には同質の溶融金属7が入っているが、予熱用の
容器4に入っている溶融金属は若干高温に保持されてい
る。また、前記予熱用の容器4から金属流9を流下させ
てコレクター1上に薄い金属膜8を成形するが、この金
属膜8の温度は、図示しないパイロメータ等の温度計で
測定されて、金属流9の流量を制御するようにしてい
る。なお、スプレイ・デポジット用の容器5からのスプ
レイ流10は、通常のスプレイ・デポジット装置と同様
にして、チューブ状プリフォーム11を成形する。前記
予熱用の容器4の直下には、耐火物で構成された受皿1
2が設けてあって、コレクター1で捕捉できなかった金
属流9を受け止めるようにしている。また、コレクター
1で捕捉できなかったスプレイ流10は、通常のスプレ
イ・デポジット装置と同様に、例えば排気ガス用ベンチ
レータ13を介して、図示しない集塵器によって回収さ
れる。本実施例装置では、先ず、低速回転しているコレ
クター1上に金属流9を流下させてその全周に金属膜8
を形成すると共にコレクター1をその軸方向にも均一に
予熱する。この予熱されたコレクター1の部位をスプレ
イ・デポジット用の容器5の直下に移動させてスプレイ
流10を堆積させる。したがって、一般のプリフォーム
11ではコレクター1側が低温となってポロシティ層の
発生があるが、本実施例によれば、先に被覆した金属膜
8によりコレクター1は予熱されていてポロシティの発
生が防止でき、更に、金属膜8によってポロシティ層を
溶解しポロシティをなくすことができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view of an apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment is suitable for manufacturing a long tubular preform of a ferrous or non-ferrous metal by a spray deposit apparatus (a so-called Osprey apparatus). Things. In the figure, reference numeral 1 denotes a long tube collector, which penetrates the chamber 2 in the lateral direction and
Are supported by collector supports 3 and 3 provided on the outside of the robot, and rotate at 5 to 500 rpm.
Slow down from right to left. On the ceiling side of the chamber 2, a container 4 such as a preheating tundish or a crucible is provided via a nozzle (not shown) on the upstream side in the moving direction of the collector 1, and a tundish or spray deposit on the downstream side. A container 5 such as a crucible is provided via an atomizer 6. These containers 4 and 5 contain the same molten metal 7, but the molten metal in the preheating container 4 is maintained at a slightly high temperature. Further, a thin metal film 8 is formed on the collector 1 by flowing a metal flow 9 from the preheating container 4. The temperature of the metal film 8 is measured by a thermometer such as a pyrometer (not shown). The flow rate of the stream 9 is controlled. The spray flow 10 from the spray-deposit container 5 forms a tubular preform 11 in the same manner as in a normal spray-deposit apparatus. Immediately below the preheating container 4, a saucer 1 made of a refractory material is provided.
2 is provided to receive the metal stream 9 that could not be captured by the collector 1. The spray stream 10 that cannot be captured by the collector 1 is collected by a dust collector (not shown) via, for example, an exhaust gas ventilator 13 in the same manner as a normal spray deposit apparatus. In the present embodiment, first, the metal flow 9 is caused to flow down on the collector 1 rotating at a low speed, and the metal film 8
And preheat the collector 1 uniformly in the axial direction. The preheated portion of the collector 1 is moved immediately below the spray deposit container 5 to deposit the spray stream 10. Therefore, in the general preform 11, the collector 1 side is at a low temperature and a porosity layer is generated. However, according to the present embodiment, the collector 1 is preheated by the previously coated metal film 8 and the generation of porosity is prevented. Further, the porosity layer can be dissolved by the metal film 8 to eliminate the porosity.

【0005】[0005]

【発明の効果】本発明によれば、長尺のチューブ状プリ
フォームにおけるコレクター側に、長手全長に亘り、ポ
ロシティの発生を防止することができる。殊に、チュー
ブ用コレクターがチャンバーを貫通して横設されている
ので、長尺のチューブ状プリフォームが形成でき、しか
も、スプレイ・デポジット材と同質の金属膜の成形で予
熱してポロシティ層を溶解することにより、ポロシティ
を抑制したので、更には、回転しているコレクター上に
予熱用金属流を流下させてコレクターの全周に金属膜を
形成したので、長尺でありながら均一加熱となって、品
質の良いプリフォームを提供することができる。勿論、
プリフォームとコレクターとの剥離は良好となる。
According to the present invention, it is possible to prevent porosity from being generated over the entire length of the long tubular preform on the collector side. In particular, since the tube collector extends laterally through the chamber, a long tubular preform can be formed, and the porosity layer is preheated by forming a metal film of the same quality as the spray deposit material. As the porosity was suppressed by melting, the preheating metal flow was allowed to flow down on the rotating collector to form a metal film all around the collector. As a result, a high-quality preform can be provided. Of course,
Peeling between the preform and the collector is good.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本実施例の実施例装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チューブ状コレクター 2 チャンバー 4 予熱用の容器 5 スプレイ・デポジット用の容器 8 金属膜 11 チューブ状プリフォーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tubular collector 2 Chamber 4 Container for preheating 5 Container for spray deposit 8 Metal film 11 Tubular preform

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チャンバーの天井側に、不活性ガスを噴
出するアトマイザーを介して、スプレイ・デポジットを
行うための溶融金属を入れた第1の容器を設け、前記ア
トマイザーからのスプレイ流を受け、かつ、回転および
長手方向の移動可能としたチューブ用コレクターを、
前記チャンバーを貫通して横設し、該チューブ用コレク
ターの移動方向上流側で、かつ、前記チャンバーの天井
側に、前記スプレイ・デポジットを行うための溶融金属
と同質の予熱用溶融金属を入れた第2の容器を設け、該
第2の容器から予熱用金属流を流下して、回転している
前記コレクターの全周に金属膜を形成すると共にこれを
予熱した後、前記スプレイ流を堆積させることにより、
プリフォームのコレクター側ポロシティ層を溶融して該
ポロシティを抑制することを特徴とするスプレイ・デポ
ジットによる長尺のチューブ状プリフォームの製造法。
1. A first container containing a molten metal for performing spray deposition is provided on an upper side of a chamber via an atomizer that ejects an inert gas, and receives a spray flow from the atomizer, and rotation and longitudinal movement collectors for each possible and the tube of,
Molten metal for carrying out the spray deposit is placed laterally through the chamber, on the upstream side in the moving direction of the tube collector, and on the ceiling side of the chamber.
A second container containing a preheated molten metal of the same quality as that described above , and flowing a preheat metal flow from the second container to form a metal film all around the rotating collector. And preheating it, then depositing the spray stream,
The porosity layer on the collector side of the preform is melted to
A method for producing a long tubular preform by spray deposit, characterized by suppressing porosity .
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