スプレーフォーミングとは

スプレーフォーミングは、回転する基板で溶融した霧状の金属を噴出して金属インゴットまたはビレットを形成する金属成形プロセスです。 プロセスの高い凝固速度は、明確な微細構造をもたらします。 このプロセスは、わずかなコストで粉末冶金によって達成されるものと同様の材料を生産します。 基材の形状に応じて、異なる形状のビレットまたはバーが可能です。 このプロセスは、多種多様な合金に適用できます。

そのユニークな特性により、金属は数千年にわたって道具、道具、容器、さまざまな機器や武器の製造において人類によって操作されてきました。 最新のツールと機器には、しっかりと固定され、互いにスムーズに動く金属部品が必要です。 さらに、これらの精密部品は、高い強度と硬度、固体金属の微細構造の機能を示さなければなりません。

スプレー成形プロセスを慎重に制御することにより、液滴のサイズ、形状、および組成を操作して、目的の仕上げ特性を作成できます。 たとえば、炭化物、炭素金属化合物は、宇宙や水中などの高応力環境で使用される鋼の最終硬度の重要な要因です。 鋳造鋼板の顕微鏡検査では、炭化物の結晶は長いチェーンとみなされ、最終製品の脆性が増加します。 これらの炭化物のほとんどはクロム化合物です。 同様の溶射成形鋼板では、炭化物はより小さく、均一に分布しており、バナジウムの化合物であり、より強い金属です。

スプレーフォーミングは、粉末冶金よりも安価です。 この代替技術では、粉末は最初にいくつかの技術の1つから調製されます。 次に、粉末をブレンドし、ダイで圧縮し、炉で焼結します。 焼結により、粒子が溶けて一緒に移動するため、粒子のゆっくりした合体が可能になります。 粒成長は微視的です。 粉末冶金は、非常に高密度で強力な材料を生成します。

スプレー成形製品も非常に高密度ですが、2つの処理ステップが必要です。 合金は溶融し、ノズルを通して霧化され、基材に衝突します。 液滴に向流で吹き付けられる窒素ガスを冷却することにより、液滴は分離され、区別されますが、より速く冷却されます。 合金の金属の分離は、液滴が混ざらないようにすることにより遅延します。 液滴は、基板に当たると部分的に溶融します。 粉末冶金では、金属は固体粒子状です。

スプレーフォーミングプロセスは、高強度鋼の商用化された方法論であるオスプレイプロセスとして改良されました。 プロセスのバリエーションであるSpraycast-X™プロセスは、ガスタービンエンジンの部品に十分な強さのニッケル基合金の製造を可能にします。 最終部品を形成するために除去する必要のある廃金属が少ないため、コストも削減されます。