JP2552492B2 - Spray deposit equipment - Google Patents
Spray deposit equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タンディシュなどのノズルより細く流出さ
せた金属溶湯へ、アトマイザーから噴出した低温・高圧
の不活性ガスを吹付けてその溶湯をスプレイ化し、かつ
急冷してこれをコレクターへ堆積させるスプレイ・デポ
ジット装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention sprays a molten metal that has been made to flow out thinly from a nozzle such as a tundish by spraying a low temperature, high pressure inert gas ejected from an atomizer. The present invention relates to a spray depositing device that turns the material into a collector and rapidly cools it to deposit it on a collector.
一般に、スプレイ・デポジット法（噴霧堆積法）と
は、粉末冶金法として知られているアトマイザー法とは
異なり、特公昭54−29985号公報などで紹介されている
ような、いわゆるオスプレイ法や、スプレイキャスティ
ング法として知られているものである。Generally, the spray deposition method (spray deposition method) is different from the atomizer method known as powder metallurgy, and is the so-called Osprey method or spray method, which is introduced in Japanese Patent Publication No. 54-29985. This is known as the casting method.
ところで、例えば前記公報で紹介されているオスプレ
イ法の特徴は、高密度のプリフォーム（半成形品）を形
成することであり、また、製品歩留りを向上させること
であるが、従来のスプレイ・デポジット法によれば、前
記公報からも明らかなように、堆積されたプリフォーム
に圧力を加える操作を更にしなければならず、依然とし
て、満足すべきプリフォーム密度は得難く、また、前記
公報からも明らかなように、従来のスプレイ・デポジッ
ト法では、１段のアトマイザーによるスプレイのため、
コレクター上では広角度のスプレイとなり、満足すべき
歩留りは得られない。By the way, for example, the features of the Osprey method introduced in the above-mentioned publication are that a high-density preform (semi-molded product) is formed and that the product yield is improved. According to the method, as is apparent from the above publication, the operation of applying pressure to the deposited preform must be further performed, and it is still difficult to obtain a satisfactory preform density. As is apparent, in the conventional spray deposit method, since the spray is performed by the single-stage atomizer,
Wide-angle splay on collectors, and unsatisfactory yields.
なお、前記金属粉末を製造するアトマイザー法に、２
段以上のガスアトマイザーを設けた装置が知られている
（特開昭60−190502号公報参照）が、かかる装置をスプ
レイ・デポジット法にそのまま転用すれば、過冷却とな
り、かえってプリフォームにはポロシティ（空孔）が増
え、密度向上には供し得ない。In addition, in the atomizer method for producing the metal powder, 2
A device provided with a gas atomizer having more than two stages is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-190502). However, if such a device is directly applied to the spray deposit method, it will be overcooled and the preform will have porosity. (Voids) increase and cannot be used for density improvement.
そこで本発明は、従来のスプレイ・デポジット法にお
ける、前記各種の問題点を解決することに着眼して創作
されたものであり、特に、これら問題点にはスプレイ粒
子の偏平化が不充分である点に起因することを突き止
め、これを解決しようとするもので、その要旨とすると
ころは、溶融金属を貯えたタンディシュと、該タンディ
シュの下方に設け、かつ、低温・高圧の不活性ガスまた
は還元ガスを供給するための１次アトマイザーと、該１
次アトマイザーの下方に設けたコレクターとからなり、
該コレクター上に、該１次アトマイザーにより生成した
スプレイ粒子を堆積するスプレイ・デポジット装置にお
いて、前記１次アトマイザーによるスプレイ速度より大
の速度の、加熱した不活性ガスまたは還元ガスを前記１
次アトマイザーによって生成されるスプレイ流に向けて
供給するための２次アトマイザーを、前記１次アトマイ
ザーとコレクターとの間に介在したスプレイ・デポジッ
ト装置にある。Therefore, the present invention was created in view of solving the above-mentioned various problems in the conventional spray deposit method, and in particular, flattening of spray particles is insufficient for these problems. The purpose is to find out the cause caused by the point and to solve it. A primary atomizer for supplying gas, and
It consists of a collector installed below the next atomizer,
In a spray depositing device for depositing spray particles generated by the primary atomizer on the collector, a heated inert gas or reducing gas having a speed higher than a spray speed by the primary atomizer is used.
A secondary atomizer for feeding the spray stream generated by the secondary atomizer is located in the spray deposit device interposed between the primary atomizer and the collector.
本発明の構成を作用とともに、添付図面に示す実施例
により詳細に説明する。第１図はスプレイ粒子ｓが堆積
する原理図で、（ａ）は従来法（ガスアトマイザーが１
段）の場合、（ｂ）は過冷却された場合、（ｃ）は本発
明の場合を示し、v1,v2はスプレイ速度を表す。第２図
は本発明の１実施例の模式図を示す。The structure of the present invention, together with its operation, will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a principle diagram in which the spray particles s are deposited. (A) is a conventional method (gas atomizer 1
In the case of (stage), (b) shows the case of supercooling, (c) shows the case of the present invention, and v 1 and v 2 represent the spray speed. FIG. 2 shows a schematic diagram of one embodiment of the present invention.
しかして、本発明者らは従来法によるプリフォーム12
を分析したところ、依然として、スプレイ粒子ｓ間にポ
ロシティ15が存在して、高密度の期待には応えられない
ことを発見した。そのため、鋭意、試行錯誤した結果、
本発明の装置により、ポロシティ15を可及的に排除し、
より高密度なプリフォーム12を得たのである。Therefore, the present inventors have made the preform 12 by the conventional method.
As a result of the analysis, it was found that the porosity 15 still exists between the spray particles s and the high density expectation cannot be met. Therefore, as a result of earnest and trial and error,
The device of the present invention eliminates porosity 15 as much as possible,
The higher density preform 12 was obtained.
本発明の１実施例を述べれば、１は溶融金属で、タン
ディシュ1aに貯えられ、タンディシュ1a内にはストッパ
ー13が上下動自在に装着され、タンディシュ1aのノズル
1bにおける溶融金属１の流出の開閉弁としている。To describe one embodiment of the present invention, 1 is a molten metal, which is stored in a tundish 1a, and a stopper 13 is vertically movably mounted in the tundish 1a, and a nozzle of the tundish 1a is installed.
It is used as an on-off valve for the outflow of molten metal 1 in 1b.
２は１次アトマイザーで、前記タンディシュ1aの下方
に設けられていて、図示しない低温でかつ高圧の１次不
活性ガス（または還元ガス、必要により空気も可）が供
給されるようにしている。Reference numeral 2 denotes a primary atomizer, which is provided below the tundish 1a so that a primary inert gas (or reducing gas, which may be air if necessary) of low temperature and high pressure (not shown) is supplied.
３は２次アトマイザーで、図示では１段に構成されて
いるが、多段であってもよく、この２次アトマイザー３
には、後述のように加熱された２次不活性ガス（１次不
活性ガスと同様のもの）が供給されるようにしている。
また、この２次アトマイザー３の２次不活性ガスの噴霧
孔3aは、１次アトマイザー２によるスプレイ流４の広角
度を内向きに修正するために穿孔されたもので、２次ア
トマイザー３によるスプレイ流５は図示のように噴霧角
が狭められるている。Reference numeral 3 denotes a secondary atomizer, which is configured as one stage in the drawing, but may have multiple stages.
The secondary inert gas (similar to the primary inert gas) heated as described later is supplied to.
Further, the secondary inert gas spray holes 3a of the secondary atomizer 3 are bored in order to correct the wide angle of the spray flow 4 by the primary atomizer 2 inward, and are sprayed by the secondary atomizer 3. The stream 5 has a narrowed spray angle as shown.
６はコレクターで、ドライブシステム７で回動または
往復動されるようにしている。Reference numeral 6 denotes a collector, which is rotated or reciprocated by a drive system 7.
８はチャンバーで、排気ガス通路９がその底部に設け
られている。排気ガス通路９は熱交換器10を介して図示
しない集塵器へ連通している。また、熱交換器10には前
記２次アトマイザー３に連通した２次不活性ガス供給通
路16が貫通されている。Reference numeral 8 is a chamber, and an exhaust gas passage 9 is provided at the bottom thereof. The exhaust gas passage 9 communicates with a dust collector (not shown) via a heat exchanger 10. Further, a secondary inert gas supply passage 16 communicating with the secondary atomizer 3 penetrates through the heat exchanger 10.
11は不活性ガス加熱装置で、前記２次不活性ガス供給
通路16を囲繞している。Reference numeral 11 denotes an inert gas heating device, which surrounds the secondary inert gas supply passage 16.
本実施例は前述の構成となっているので、以下の作用
を行う。すなわち、コレクター６をドライブシステム７
で作動状態にするとともに、溶融金属１を１次アトマイ
ザー２によりスプレイして、コレクター６上に堆積させ
てプリフォーム12を製造するが、かかる際、１次アトマ
イザー２およびコレクター６の作動後、２次不活性ガス
を熱交換器10、不活性ガス加熱装置11を使用して加熱
し、２次アトマイザー３に供給し、スプレイ・デポジッ
トの準備を完了する。Since this embodiment has the above-mentioned configuration, the following operation is performed. That is, the collector 6 and the drive system 7
The molten metal 1 is sprayed by the primary atomizer 2 and deposited on the collector 6 to produce the preform 12, and at this time, after the operation of the primary atomizer 2 and the collector 2, The secondary inert gas is heated using the heat exchanger 10 and the inert gas heating device 11 and supplied to the secondary atomizer 3 to complete the preparation for spray deposit.
そこで、ストッパー13を上動することにより所定の温
度になった溶融金属１を、タンディシュ1aより流出させ
る。これに低温でかつ高圧の１次不活性ガスを当てスプ
レイ流４を生成する。次いで、２次アトマイザー３から
噴出する２次不活性ガスをスプレイ流４の状態により、
適宜角度、方向、圧力などを制御して、スプレイ流４に
当てることにより、広角にスプレイされているスプレイ
流４を所定の角度に修正する。したがって、スプレイ流
５の密度は大となる。その結果、スプレイ流５は比較的
高密度となってコレクター６上に堆積し、他に飛散せず
製品歩留りを向上する。Therefore, by moving the stopper 13 upward, the molten metal 1 having a predetermined temperature is caused to flow out from the tundish 1a. A low temperature and high pressure primary inert gas is applied to this to generate a spray stream 4. Next, the secondary inert gas ejected from the secondary atomizer 3 is sprayed by the state of the spray flow 4.
By appropriately controlling the angle, the direction, the pressure, etc., and applying the spray flow 4 to the spray flow 4, the spray flow 4 sprayed in a wide angle is corrected to a predetermined angle. Therefore, the density of the spray stream 5 is high. As a result, the spray flow 5 has a relatively high density and is deposited on the collector 6 and is not scattered to improve the product yield.
また、１次アトマイザー２でスプレイされたスプレイ
流４に、２次アトマイザー３からの２次不活性ガスによ
って運動エネルギーを付加し、つまり、２次不活性ガス
のスプレイ速度v2を１次不活性ガスのスプレイ速度v1よ
り大にして付加し、スプレイ流４がコレクター６および
プリフォーム12に衝突したときの衝突エネルギーを大に
する。その結果、コレクター６上に堆積されるスプレイ
粒子ｓは偏平に形成され、ポロシティ15を可及的に排除
する。Further, kinetic energy is added to the spray flow 4 sprayed by the primary atomizer 2 by the secondary inert gas from the secondary atomizer 3, that is, the spray velocity v 2 of the secondary inert gas is changed to the primary inert gas. The gas is added at a speed higher than the spray speed v 1 to increase the collision energy when the spray stream 4 collides with the collector 6 and the preform 12. As a result, the spray particles s deposited on the collector 6 are flattened and the porosity 15 is eliminated as much as possible.
また、１次アトマイザー２からの１次不活性ガスは、
ノズル1bから細く流出する溶融金属１を、スプレイ粒子
ｓの粉砕および冷却を主として行うが、２次アトマイザ
ー３からの２次不活性ガスは、チャンバー８内から取出
された排気ガスの熱を利用する熱交換器10や、不活性ガ
ス加熱装置11により、充分加熱された２次不活性ガスと
なるので、スプレイ流５には冷却効果の少ないスプレイ
が生成できる。In addition, the primary inert gas from the primary atomizer 2 is
The molten metal 1 flowing out thinly from the nozzle 1b is mainly used for crushing and cooling the spray particles s, but the secondary inert gas from the secondary atomizer 3 uses the heat of the exhaust gas taken out from the chamber 8. The heat exchanger 10 and the inert gas heating device 11 produce a sufficiently heated secondary inert gas, so that the spray stream 5 can generate a spray with a small cooling effect.
なお、本実施例の２次アトマイザー３を多段にすれ
ば、スプレイ流４に付加する運動エネルギーが増加し、
スプレイ角度の変更もできる。In addition, if the secondary atomizer 3 of this embodiment has multiple stages, the kinetic energy added to the spray flow 4 increases,
You can also change the spray angle.
また、本実施例において、熱交換器10および不活性ガ
ス加熱装置11を使用せず、低温の２次不活性ガスを２次
アトマイザー３にそのまま供給すれば、過冷却ではある
が、運動エネルギーは付加されるので、第１図（ｂ）に
示すように、スプレイ粒子ｓは粉砕され、また、スプレ
イ粒子ｓ間の表面層がたがいに接合されて、ポロシティ
15の多い多孔質の軽量プリフォーム12が成形できる。Further, in the present embodiment, if the low temperature secondary inert gas is directly supplied to the secondary atomizer 3 without using the heat exchanger 10 and the inert gas heating device 11, it is supercooled but kinetic energy is reduced. As shown in FIG. 1 (b), the spray particles s are crushed, and the surface layers between the spray particles s are joined to each other, resulting in porosity.
A large number of porous lightweight preforms 12 can be molded.
本発明によれば、１次アトマイザーによって生成され
るスプレイ流に、２次アトマイザーより噴出する加熱さ
れた不活性ガスでもって運動のエネルギーを与えるの
で、スプレイ粒子はコレクターなどに衝突した時偏平化
され、成形されたプリフォームはポロシティが排除され
て高密度とすることができる。According to the present invention, since the kinetic energy is given to the spray flow generated by the primary atomizer by the heated inert gas ejected from the secondary atomizer, the spray particles are flattened when they collide with a collector or the like. The molded preform can have a high density by eliminating porosity.
第１図は原理図、第２図は本発明の実施例の模式図を示
す。 １……溶融金属、1a……タンディシュ、２……１次アト
マイザー、３……２次アトマイザー、６……コレクタ
ー。FIG. 1 is a principle diagram, and FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. 1 ... Molten metal, 1a ... Tundish, 2 ... Primary atomizer, 3 ... Secondary atomizer, 6 ... Collector.
Claims (1)
ディシュの下方に設け、かつ、低温・高圧の不活性ガス
または還元ガスを供給するための１次アトマイザーと、
該１次アトマイザーの下方に設けたコレクターとからな
り、該コレクター上に、該１次アトマイザーにより生成
したスプレイ粒子を堆積するスプレイ・デポジット装置
において、 前記１次アトマイザーによるスプレイ速度より大の速度
の、加熱した不活性ガスまたは還元ガスを前記１次アト
マイザーによって生成されるスプレイ流に向けて供給す
るための２次アトマイザーを、前記１次アトマイザーと
コレクターとの間に介在したスプレイ・デポジット装
置。1. A tundish containing molten metal, and a primary atomizer provided below the tundish for supplying an inert gas or a reducing gas at a low temperature and a high pressure.
A spray depositing device comprising a collector provided below the primary atomizer, and depositing the spray particles generated by the primary atomizer on the collector, wherein the spray depositing device has a speed higher than that of the primary atomizer. A spray deposit device in which a secondary atomizer for supplying a heated inert gas or a reducing gas toward a spray stream generated by the primary atomizer is interposed between the primary atomizer and a collector.
Priority Applications (1)
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| JP62169642A JP2552492B2 (en) | 1987-07-09 | 1987-07-09 | Spray deposit equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=15890267
Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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- 1987-07-09 JP JP62169642A patent/JP2552492B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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