JP2552492B2 - スプレイ・デポジット装置 - Google Patents

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。

〔従来の技術とその問題点〕

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。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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。