JP2541341B2 - Ｔｉ，Ｔｉ合金の精密鋳造方法および精密鋳造装置 - Google Patents
Ｔｉ，Ｔｉ合金の精密鋳造方法および精密鋳造装置Info
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- JP2541341B2 JP2541341B2 JP2124383A JP12438390A JP2541341B2 JP 2541341 B2 JP2541341 B2 JP 2541341B2 JP 2124383 A JP2124383 A JP 2124383A JP 12438390 A JP12438390 A JP 12438390A JP 2541341 B2 JP2541341 B2 JP 2541341B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- General Induction Heating (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Description
（産業上の利用分野） 本発明は、軽量であって耐熱性および耐食性に優れさ
らには高強度であるTi,Ti合金製の精密鋳造品を得るの
に利用されるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密鋳造
装置に関するものである。 （従来の技術） Ti,Ti合金は、軽量であって耐熱性および耐食性に優
れさらには高強度を有していることから、このようなT
i,Ti合金を精密鋳造することによって従来にはなかった
有用な製品部材が得られることが期待される。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなTi,Ti合金は、その融点が1
400℃以上と高くかつ活性なため、溶解および鋳造に多
大な困難を伴うことが多いという問題点がある。 すなわち、例えば、Ti,Ti合金を溶解して鋳造に適し
た量と温度を確保する際に、通常のセラミックス製のる
つぼを用いようとした場合には、高温での解離（Tiによ
る酸化物系セラミックスの還元）を生じやすいため使用
が困難であるという問題点があり、また、黒鉛質のるつ
ぼを用いようとした場合にはTi中へのＣの溶け込みがあ
るため、汚染防止の観点から短時間の少量溶解に限定さ
れるという問題点があり、さらに、Ti,Ti合金の融体を
鋳造する鋳型についても前記融体と反応を生じることが
あってこの場合には鋳造温度を極力低くすることが必要
であるが、このことは複雑薄肉形状の多い精密鋳造品の
湯回りを困難なものにするという問題点があり、これら
の諸問題点を解決することが課題となっていた。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、Ti,Ti合金や、その他W,Mo,V,Zr,Li等の高融
点金属および活性金属の精密鋳造を行うに際し、溶解の
際における融体金属の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任
意の融体金属量と温度を確保し、低温度であっても湯回
りの良好な強制的鋳込条件を与えることにより、高融点
および活性金属の精密鋳造品を得ることが可能である精
密鋳造方法および精密鋳造装置を提供することを目的と
している。
らには高強度であるTi,Ti合金製の精密鋳造品を得るの
に利用されるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密鋳造
装置に関するものである。 （従来の技術） Ti,Ti合金は、軽量であって耐熱性および耐食性に優
れさらには高強度を有していることから、このようなT
i,Ti合金を精密鋳造することによって従来にはなかった
有用な製品部材が得られることが期待される。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなTi,Ti合金は、その融点が1
400℃以上と高くかつ活性なため、溶解および鋳造に多
大な困難を伴うことが多いという問題点がある。 すなわち、例えば、Ti,Ti合金を溶解して鋳造に適し
た量と温度を確保する際に、通常のセラミックス製のる
つぼを用いようとした場合には、高温での解離（Tiによ
る酸化物系セラミックスの還元）を生じやすいため使用
が困難であるという問題点があり、また、黒鉛質のるつ
ぼを用いようとした場合にはTi中へのＣの溶け込みがあ
るため、汚染防止の観点から短時間の少量溶解に限定さ
れるという問題点があり、さらに、Ti,Ti合金の融体を
鋳造する鋳型についても前記融体と反応を生じることが
あってこの場合には鋳造温度を極力低くすることが必要
であるが、このことは複雑薄肉形状の多い精密鋳造品の
湯回りを困難なものにするという問題点があり、これら
の諸問題点を解決することが課題となっていた。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、Ti,Ti合金や、その他W,Mo,V,Zr,Li等の高融
点金属および活性金属の精密鋳造を行うに際し、溶解の
際における融体金属の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任
意の融体金属量と温度を確保し、低温度であっても湯回
りの良好な強制的鋳込条件を与えることにより、高融点
および活性金属の精密鋳造品を得ることが可能である精
密鋳造方法および精密鋳造装置を提供することを目的と
している。
（課題を解決するための手段） 本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法は、Ti,Ti合
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としたことを特徴としてお
り、一実施態様においては、溶解雰囲気をアルゴン等の
不活性雰囲気とし、また、溶解されたTi,Ti合金融体を
中空状スプルーを介して通気性鋳型内に吸引鋳造する構
成とし、さらに、Ti,Ti合金母材を水冷銅製セグメント
アッセンブリーの下方から連続的に供給する構成とした
ことを特徴としており、本発明に係わるTi,Ti合金の精
密鋳造装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイル
の内側に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方より
Ti,Ti合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの
内側で誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引
鋳造する通気性鋳型をそなえた構成としたことを特徴と
しており、一実施態様においては、吸引鋳造に際してT
i,Ti合金融体を通気性鋳型内に導く１ないしは複数の中
空状スプルーをそなえた構成とし、また、通気性鋳型の
上部に閉じられた押湯部を有する構成とし、さらには、
通気性鋳型がセラミックシェル鋳型である構成としたこ
とを特徴としており、上述したTi,Ti合金の精密鋳造方
法および精密鋳造装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。 （発明の作用） 本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密
鋳造装置は、上記した構成を有するものであるから、誘
導コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水
冷銅製セグメントアッセンブリーの内部でTi,Ti合金を
溶解するに際して、前記水冷銅製セグメントアッセンブ
リーの内側に渦電流群が形成される。 したがって、上記交番電流である渦電流によって母材
金属に表皮渦電流を誘起して溶解することとなり、この
とき、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属の
表面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体
金属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから少し離れ
てギャップが形成される。 これにより、融体金属から水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーへの熱移動は上記ギャップの形成によって抑制
され、従来の例えばアークスカル炉等の水冷ハース形式
の炉で見られたような厚肉のスカル（凝固金属層）の生
成はほとんどなく、母材金属は歩留り良く溶解されるよ
うになり、また、誘導コイルに供給する電力量を調整す
ることによって融体金属の温度は容易に制御されるよう
になり、さらに、酸化物系セラミックス製のるつぼを用
いていないので融体金属の汚染は皆無に等しいものとな
って高品質の精密鋳造品が得られるようになる。 （実施例） 第１図および第２図は本発明に係るTi,Ti合金の精密
鋳造方法の一実施例において用いられる精密鋳造装置を
示すものであって、この精密鋳造装置１は、その中央部
分に、円環状に相互に絶縁状態に配置された複数の水冷
銅製セグメント2a・・・2hよりなる水冷銅製セグメント
アッセンブリー２が設置してあり、各水冷銅製セグメン
ト2a・・・2hには水冷パイプ3a・・・3hが設けてある。
そして、この水冷銅製セグメントアッセンブリー２には
その上部側に連続して磁気シールド部４が設けてある。 前記水冷銅製セグメントアッセンブリー２の外側には
高周波誘導加熱コイル５が配設してあると共に、その内
側にはその下方からTi,Ti合金母材６が供給されるよう
になっている。 この磁気シールド部４の上部には、環状基盤11がシー
ル部材12を介して設けてあると共に、この環状基盤11の
内側にはスリーブ13が設けてあり、このスリーブ13の内
側には鋳型チャンバー14が設けてあって、この鋳型チャ
ンバー14の底面と前記水冷銅製セグメントアッセンブリ
ー２および磁気シールド部４の内面とで囲まれる部分に
溶解空間15が形成されるようになっており、環状基盤11
に設けたガス供給口16より例えばアルゴンガスを供給す
ることにより溶解空間15内の溶解雰囲気を不活性雰囲気
とすることができるようにしている。 そして、前記鋳型チャンバー14内にはセラミックシェ
ル鋳型よりなる通気性鋳型21が設置され、この通気性鋳
型21内のタービンホイール形状の鋳造空間21aと前記溶
解空間15とは、通気性鋳型21に設けたゲート22およびこ
のゲート22に連通する中空状スプルー23によって接続さ
れるものとなっている。 また、前記通気性鋳型21の上部には閉じられた押湯部
21cを有すると共に、外表面に断熱材24が設けてある。 さらに、前記鋳型チャンバー14の上端にはシール部材
26を介して天板27が設けてあり、この天板27をシール部
材28を介して貫通させた抑え棒29によって前記通気性鋳
型21を抑えるようにしていると共に、天板27には減圧吸
引口27aを設けている。 したがって、この実施例に示す精密鋳造装置１では、
上記したごとく、高周波誘導加熱コイル５の内側に水冷
銅製セグメントアッセンブリー２を配設していることか
ら、高周波誘導加熱コイル５による高周波誘導加熱によ
って水冷銅製セグメントアッセンブリー２の内側に渦電
流が形成され、この交番電流である渦電流によってTi,T
i合金母材６に表皮渦電流を誘起して溶解する。このと
き、水冷銅製セグメントアッセンブリー２とTi,Ti合金
融体31の表面にお互いに位相の反対する電流の反発によ
ってTi,Ti合金融体31は水冷銅製セグメントアッセンブ
リー２の内面から少し離れてギャップが形成される。 したがって、Ti,Ti合金融体31から水冷銅製セグメン
トアッセンブリー２への熱移動は前記キャップの形成に
よって抑制される。このことによって、従来のアークス
カル炉等の水冷ハース形式の炉で見られたような厚肉の
スカルの形成はほとんどなく、Ti,Ti合金母材６を歩留
り良く溶解することが可能となる。また、高周波誘導加
熱コイル５に供給する電力量を調整することによって、
Ti,Ti合金融体31の温度を容易に制御することが可能と
なる。さらに、酸化物系のセラミックス製るつぼを使用
しないので、Ti,Ti合金融体31の汚染は皆無し等しいも
のとなる。 この状態において、天板27に設けた減圧吸引口27aを
通して減圧すると、鋳型チャンバー14の内部圧力と溶解
空間15の内部圧力との差によって通気性鋳型21の鋳造空
間21aおよび押湯部21cの内部に存在するガスが通気性鋳
型21を通って矢印方向に鋳型チャンバー14内に流出し、
これと共にTi,Ti合金融体31が中空状スプルー23および
ゲート22を通って鋳造空間21a内に吸引鋳造される。こ
のとき、Ti,Ti合金融体31は押湯部21cの部分にまで吸引
されるようにし、Ti,Ti合金融体31の鋳造空間21a内での
凝固収縮に伴う引けに備える。 そして、通気性鋳型21内での凝固後に型ばらしを行っ
て鋳造製品を得る。 この実施例において、Ti,Ti合金母材６として、軽量
でかつ高温強度に優れたTiAl金属間化合物を選び、これ
を外径140mm,製品重量1200gのターボチャージャ用ター
ビンホイールに鋳造した。 また、ここで用いた高周波誘導加熱コイル５に電源を
供給する高周波電源の容量は60kwと比較的小さく簡易な
設備のものである。そして、この周波数は30kHzと高
く、小径の被加熱物を効率良く溶解することができるも
のとしている。 また、タービンホイールの翼は12枚であり、各翼の下
部近傍に各々直径8mmのゲート22を合計12個設けたもの
とした。 そして、水冷銅製セグメントアッセンブリー２の下方
からTiAl金属間化合物よりなる合金母材６を供給し、容
量が60kw,周波数が30kHzの高周波電源を高周波誘導加熱
コイル５に供給してTiAl合金母材６を誘導加熱し、水冷
銅製セグメントアッセンブリー２の内側で渦電流群を形
成してこのTiAl合金母材６に表皮渦電流を誘起させつつ
溶解した。 そして、TiAlの融点である1520℃に対して60℃だけス
ーパーヒートを加えて鋳造温度を1580℃とした。 このときのスーパーヒートは、従来の上注ぎ方式の精
密鋳造のスーパーヒート150〜250℃に比べて格段に低
く、鋳型の金属，合金との反応を抑制する効果が大き
い。 そして、この鋳造温度にて減圧口27aを通して例えば3
50mmHg程度減圧することによって、鋳型チャンバー14の
内圧と溶解空間15の内圧との圧力差によって鋳造空間21
a内のガスを通気性鋳型21を通して排出させると共に、
中空状スプルー23およびゲート22を通してTiAl合金融体
31を鋳造空間21aおよび押湯部21cに吸引し、鋳造空間21
a内で凝固させることによって、タービンホイールを得
た。 このとき、鋳造空間21aで吸引鋳造しているため、薄
い翼のすみずみまで融体が行きわたっており、形状精度
の著しく高いタービンホイールを得ることが可能であっ
た。 したがって、本発明に係わる精密鋳造方法および精密
鋳造装置を採用することによって、従来はほとんど不可
能であった複雑・大型形状のTi,Ti合金の精密鋳造品の
製造が可能であり、その波及効果は大きく今後のTi,Ti
合金の精密鋳造の発展に寄与するものであり、さらには
W,Mo,V,Zr,Li等の高融点金属および活性金属ならびにこ
れらの合金の精密鋳造にも適用することが可能となる。
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としたことを特徴としてお
り、一実施態様においては、溶解雰囲気をアルゴン等の
不活性雰囲気とし、また、溶解されたTi,Ti合金融体を
中空状スプルーを介して通気性鋳型内に吸引鋳造する構
成とし、さらに、Ti,Ti合金母材を水冷銅製セグメント
アッセンブリーの下方から連続的に供給する構成とした
ことを特徴としており、本発明に係わるTi,Ti合金の精
密鋳造装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイル
の内側に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方より
Ti,Ti合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの
内側で誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引
鋳造する通気性鋳型をそなえた構成としたことを特徴と
しており、一実施態様においては、吸引鋳造に際してT
i,Ti合金融体を通気性鋳型内に導く１ないしは複数の中
空状スプルーをそなえた構成とし、また、通気性鋳型の
上部に閉じられた押湯部を有する構成とし、さらには、
通気性鋳型がセラミックシェル鋳型である構成としたこ
とを特徴としており、上述したTi,Ti合金の精密鋳造方
法および精密鋳造装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。 （発明の作用） 本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密
鋳造装置は、上記した構成を有するものであるから、誘
導コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水
冷銅製セグメントアッセンブリーの内部でTi,Ti合金を
溶解するに際して、前記水冷銅製セグメントアッセンブ
リーの内側に渦電流群が形成される。 したがって、上記交番電流である渦電流によって母材
金属に表皮渦電流を誘起して溶解することとなり、この
とき、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属の
表面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体
金属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから少し離れ
てギャップが形成される。 これにより、融体金属から水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーへの熱移動は上記ギャップの形成によって抑制
され、従来の例えばアークスカル炉等の水冷ハース形式
の炉で見られたような厚肉のスカル（凝固金属層）の生
成はほとんどなく、母材金属は歩留り良く溶解されるよ
うになり、また、誘導コイルに供給する電力量を調整す
ることによって融体金属の温度は容易に制御されるよう
になり、さらに、酸化物系セラミックス製のるつぼを用
いていないので融体金属の汚染は皆無に等しいものとな
って高品質の精密鋳造品が得られるようになる。 （実施例） 第１図および第２図は本発明に係るTi,Ti合金の精密
鋳造方法の一実施例において用いられる精密鋳造装置を
示すものであって、この精密鋳造装置１は、その中央部
分に、円環状に相互に絶縁状態に配置された複数の水冷
銅製セグメント2a・・・2hよりなる水冷銅製セグメント
アッセンブリー２が設置してあり、各水冷銅製セグメン
ト2a・・・2hには水冷パイプ3a・・・3hが設けてある。
そして、この水冷銅製セグメントアッセンブリー２には
その上部側に連続して磁気シールド部４が設けてある。 前記水冷銅製セグメントアッセンブリー２の外側には
高周波誘導加熱コイル５が配設してあると共に、その内
側にはその下方からTi,Ti合金母材６が供給されるよう
になっている。 この磁気シールド部４の上部には、環状基盤11がシー
ル部材12を介して設けてあると共に、この環状基盤11の
内側にはスリーブ13が設けてあり、このスリーブ13の内
側には鋳型チャンバー14が設けてあって、この鋳型チャ
ンバー14の底面と前記水冷銅製セグメントアッセンブリ
ー２および磁気シールド部４の内面とで囲まれる部分に
溶解空間15が形成されるようになっており、環状基盤11
に設けたガス供給口16より例えばアルゴンガスを供給す
ることにより溶解空間15内の溶解雰囲気を不活性雰囲気
とすることができるようにしている。 そして、前記鋳型チャンバー14内にはセラミックシェ
ル鋳型よりなる通気性鋳型21が設置され、この通気性鋳
型21内のタービンホイール形状の鋳造空間21aと前記溶
解空間15とは、通気性鋳型21に設けたゲート22およびこ
のゲート22に連通する中空状スプルー23によって接続さ
れるものとなっている。 また、前記通気性鋳型21の上部には閉じられた押湯部
21cを有すると共に、外表面に断熱材24が設けてある。 さらに、前記鋳型チャンバー14の上端にはシール部材
26を介して天板27が設けてあり、この天板27をシール部
材28を介して貫通させた抑え棒29によって前記通気性鋳
型21を抑えるようにしていると共に、天板27には減圧吸
引口27aを設けている。 したがって、この実施例に示す精密鋳造装置１では、
上記したごとく、高周波誘導加熱コイル５の内側に水冷
銅製セグメントアッセンブリー２を配設していることか
ら、高周波誘導加熱コイル５による高周波誘導加熱によ
って水冷銅製セグメントアッセンブリー２の内側に渦電
流が形成され、この交番電流である渦電流によってTi,T
i合金母材６に表皮渦電流を誘起して溶解する。このと
き、水冷銅製セグメントアッセンブリー２とTi,Ti合金
融体31の表面にお互いに位相の反対する電流の反発によ
ってTi,Ti合金融体31は水冷銅製セグメントアッセンブ
リー２の内面から少し離れてギャップが形成される。 したがって、Ti,Ti合金融体31から水冷銅製セグメン
トアッセンブリー２への熱移動は前記キャップの形成に
よって抑制される。このことによって、従来のアークス
カル炉等の水冷ハース形式の炉で見られたような厚肉の
スカルの形成はほとんどなく、Ti,Ti合金母材６を歩留
り良く溶解することが可能となる。また、高周波誘導加
熱コイル５に供給する電力量を調整することによって、
Ti,Ti合金融体31の温度を容易に制御することが可能と
なる。さらに、酸化物系のセラミックス製るつぼを使用
しないので、Ti,Ti合金融体31の汚染は皆無し等しいも
のとなる。 この状態において、天板27に設けた減圧吸引口27aを
通して減圧すると、鋳型チャンバー14の内部圧力と溶解
空間15の内部圧力との差によって通気性鋳型21の鋳造空
間21aおよび押湯部21cの内部に存在するガスが通気性鋳
型21を通って矢印方向に鋳型チャンバー14内に流出し、
これと共にTi,Ti合金融体31が中空状スプルー23および
ゲート22を通って鋳造空間21a内に吸引鋳造される。こ
のとき、Ti,Ti合金融体31は押湯部21cの部分にまで吸引
されるようにし、Ti,Ti合金融体31の鋳造空間21a内での
凝固収縮に伴う引けに備える。 そして、通気性鋳型21内での凝固後に型ばらしを行っ
て鋳造製品を得る。 この実施例において、Ti,Ti合金母材６として、軽量
でかつ高温強度に優れたTiAl金属間化合物を選び、これ
を外径140mm,製品重量1200gのターボチャージャ用ター
ビンホイールに鋳造した。 また、ここで用いた高周波誘導加熱コイル５に電源を
供給する高周波電源の容量は60kwと比較的小さく簡易な
設備のものである。そして、この周波数は30kHzと高
く、小径の被加熱物を効率良く溶解することができるも
のとしている。 また、タービンホイールの翼は12枚であり、各翼の下
部近傍に各々直径8mmのゲート22を合計12個設けたもの
とした。 そして、水冷銅製セグメントアッセンブリー２の下方
からTiAl金属間化合物よりなる合金母材６を供給し、容
量が60kw,周波数が30kHzの高周波電源を高周波誘導加熱
コイル５に供給してTiAl合金母材６を誘導加熱し、水冷
銅製セグメントアッセンブリー２の内側で渦電流群を形
成してこのTiAl合金母材６に表皮渦電流を誘起させつつ
溶解した。 そして、TiAlの融点である1520℃に対して60℃だけス
ーパーヒートを加えて鋳造温度を1580℃とした。 このときのスーパーヒートは、従来の上注ぎ方式の精
密鋳造のスーパーヒート150〜250℃に比べて格段に低
く、鋳型の金属，合金との反応を抑制する効果が大き
い。 そして、この鋳造温度にて減圧口27aを通して例えば3
50mmHg程度減圧することによって、鋳型チャンバー14の
内圧と溶解空間15の内圧との圧力差によって鋳造空間21
a内のガスを通気性鋳型21を通して排出させると共に、
中空状スプルー23およびゲート22を通してTiAl合金融体
31を鋳造空間21aおよび押湯部21cに吸引し、鋳造空間21
a内で凝固させることによって、タービンホイールを得
た。 このとき、鋳造空間21aで吸引鋳造しているため、薄
い翼のすみずみまで融体が行きわたっており、形状精度
の著しく高いタービンホイールを得ることが可能であっ
た。 したがって、本発明に係わる精密鋳造方法および精密
鋳造装置を採用することによって、従来はほとんど不可
能であった複雑・大型形状のTi,Ti合金の精密鋳造品の
製造が可能であり、その波及効果は大きく今後のTi,Ti
合金の精密鋳造の発展に寄与するものであり、さらには
W,Mo,V,Zr,Li等の高融点金属および活性金属ならびにこ
れらの合金の精密鋳造にも適用することが可能となる。
本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法は、Ti,Ti合
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としているので、Ti,Ti合金
母材を溶解するに際して、交番電流である渦電流によっ
て前記母材に表皮渦電流を誘起して溶解することとなる
ので、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属表
面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体金
属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから離れてギャ
ップが形成されることとなり、融体金属から水冷銅製セ
グメントアッセンブリーへの熱移動が抑制されることと
なるため水冷銅製セグメントアッセンブリー表面での凝
固金属層の生成がなくなって、母材金属の歩留りが著し
く良好になると共に、融体金属の温度は容易に制御され
るものとなり、融体金属の汚染が防止されて高品質の精
密鋳造品を得ることが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされ、本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造
装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内側
に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方よりTi,Ti
合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセンブリ
ーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの内側で
誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引鋳造す
る通気性鋳型をそなえた構成としているので、前述した
Ti,Ti合金の精密鋳造方法の実施を可能にしてTi,Ti合金
の精密鋳造品を歩留り良くしかも高精度で製造すること
ができるようになるという著しい優れた効果がもたらさ
れる。
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としているので、Ti,Ti合金
母材を溶解するに際して、交番電流である渦電流によっ
て前記母材に表皮渦電流を誘起して溶解することとなる
ので、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属表
面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体金
属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから離れてギャ
ップが形成されることとなり、融体金属から水冷銅製セ
グメントアッセンブリーへの熱移動が抑制されることと
なるため水冷銅製セグメントアッセンブリー表面での凝
固金属層の生成がなくなって、母材金属の歩留りが著し
く良好になると共に、融体金属の温度は容易に制御され
るものとなり、融体金属の汚染が防止されて高品質の精
密鋳造品を得ることが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされ、本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造
装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内側
に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方よりTi,Ti
合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセンブリ
ーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの内側で
誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引鋳造す
る通気性鋳型をそなえた構成としているので、前述した
Ti,Ti合金の精密鋳造方法の実施を可能にしてTi,Ti合金
の精密鋳造品を歩留り良くしかも高精度で製造すること
ができるようになるという著しい優れた効果がもたらさ
れる。
第１図は本発明の一実施例を示す精密鋳造装置の縦断面
説明図、第２図は水冷銅製セグメントアッセンブリーの
構成を示す説明図である。 １……精密鋳造装置、 ２……水冷銅製セグメントアッセンブリー、 ５……誘導加熱コイル、 ６……Ti,Ti合金母材、 15……溶解空間、 21……通気性鋳型、 21a……鋳造空間、 21c……押湯部、 23……中空状スプルー、 31……Ti,Ti合金融体。
説明図、第２図は水冷銅製セグメントアッセンブリーの
構成を示す説明図である。 １……精密鋳造装置、 ２……水冷銅製セグメントアッセンブリー、 ５……誘導加熱コイル、 ６……Ti,Ti合金母材、 15……溶解空間、 21……通気性鋳型、 21a……鋳造空間、 21c……押湯部、 23……中空状スプルー、 31……Ti,Ti合金融体。
Claims (8)
- 【請求項１】Ti,Ti合金母材を誘導加熱によって溶解す
るに際し、誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁
状態で配置した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内
部で溶解すると共に、溶解されたTi,Ti合金融体をその
上方に設置した通気性鋳型内に吸引鋳造することを特徴
とするTi,Ti合金の精密鋳造方法。 - 【請求項２】溶解雰囲気をアルゴン等の不活性雰囲気と
する請求項第１項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造方法。 - 【請求項３】溶解されたTi,Ti合金融体を中空状スプル
ーを介して通気性鋳型内に吸引鋳造する請求項第１項ま
たは第２項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造方法。 - 【請求項４】Ti,Ti合金母材を水冷銅製セグメントアッ
センブリーの下方から連続的に供給する請求項第１項，
第２項または第３項のいずれかに記載のTi,Ti合金の精
密鋳造方法。 - 【請求項５】誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの
内側に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方よりT
i,Ti合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセン
ブリーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの内
側で誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引鋳
造する通気製鋳型をそなえたことを特徴とするTi,Ti合
金の精密鋳造装置。 - 【請求項６】吸引鋳造に際してTi,Ti合金融体を通気性
鋳型内に導く１ないしは複数の中空状スプルーをそなえ
た請求項第５項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造装置。 - 【請求項７】通気性鋳型の上部に閉じられた押湯部を有
する請求項第５項または第６項に記載のTi,Ti合金の精
密鋳造装置。 - 【請求項８】通気性鋳型がセラミックシェル鋳型である
請求項第５項，第６項または第７項のいずれかに記載の
Ti,Ti合金の精密鋳造装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2124383A JP2541341B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Ｔｉ，Ｔｉ合金の精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
| DE1991613676 DE69113676T2 (de) | 1990-05-15 | 1991-05-09 | Vorrichtung und Verfahren zum Präzisionsgiessen. |
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| ES91304192T ES2080897T3 (es) | 1990-05-15 | 1991-05-09 | Metodo y aparato para fundicion de precision. |
| US07/934,910 US5193607A (en) | 1990-05-15 | 1992-08-26 | Method for precision casting of titanium or titanium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2124383A JP2541341B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Ｔｉ，Ｔｉ合金の精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0422562A JPH0422562A (ja) | 1992-01-27 |
| JP2541341B2 true JP2541341B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2541341B2 (ja) |
| DE (1) | DE69113676T2 (ja) |
| ES (1) | ES2080897T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-05-15 JP JP2124383A patent/JP2541341B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-09 DE DE1991613676 patent/DE69113676T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-09 EP EP19910304192 patent/EP0457502B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-09 ES ES91304192T patent/ES2080897T3/es not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101341298B1 (ko) * | 2005-02-25 | 2013-12-12 | 발데마르 링크 게엠베하 운트 코.카게 | 티타늄 합금 주조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE69113676D1 (de) | 1995-11-16 |
| ES2080897T3 (es) | 1996-02-16 |
| JPH0422562A (ja) | 1992-01-27 |
| EP0457502B1 (en) | 1995-10-11 |
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| DE69113676T2 (de) | 1996-04-18 |
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