JP2003268461A - 反応性金属合金からハードアルファ介在物を濾過するためのシステムおよびフィルタ - Google Patents
反応性金属合金からハードアルファ介在物を濾過するためのシステムおよびフィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チタン等の反応性金属合金からハードアルフ
ァ介在物を濾過するためのシステムを特定する。 【解決手段】 システムは、容器、受け器、およびフィ
ルタを含む。容器は、溶融された形の反応性金属合金を
保持でき、溶融された反応性金属合金を注ぎ込むことが
できる。受け器は、容器から注ぎ込まれた溶融反応性金
属合金を受取る。少なくともいくつかのハードアルファ
介在物が受け器に入ることを防ぐために、フィルタが容
器と受け器との間に配置され、溶融された反応性金属合
金が受け器によって受取られる前にそこを通るようにさ
れている。フィルタは、フレームと、フレーム内に配置
される多孔質面とを含む。多孔質面は開口部を規定し、
これらは、ハードアルファ介在物を捉えながら、溶融さ
れた形の反応性金属合金がそこを通ることができるよう
な大きさにされる。
ァ介在物を濾過するためのシステムを特定する。 【解決手段】 システムは、容器、受け器、およびフィ
ルタを含む。容器は、溶融された形の反応性金属合金を
保持でき、溶融された反応性金属合金を注ぎ込むことが
できる。受け器は、容器から注ぎ込まれた溶融反応性金
属合金を受取る。少なくともいくつかのハードアルファ
介在物が受け器に入ることを防ぐために、フィルタが容
器と受け器との間に配置され、溶融された反応性金属合
金が受け器によって受取られる前にそこを通るようにさ
れている。フィルタは、フレームと、フレーム内に配置
される多孔質面とを含む。多孔質面は開口部を規定し、
これらは、ハードアルファ介在物を捉えながら、溶融さ
れた形の反応性金属合金がそこを通ることができるよう
な大きさにされる。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は、一般に、反応性金属合金か
らの構成要素の製造に関し、より具体的には、反応性金
属合金からの構成要素の鋳造中に反応性金属合金からハ
ードアルファ介在物を濾過することに関する。
らの構成要素の製造に関し、より具体的には、反応性金
属合金からの構成要素の鋳造中に反応性金属合金からハ
ードアルファ介在物を濾過することに関する。
【０００２】
【発明の背景】生物医学産業および航空宇宙産業等の今
日の多くの産業では、構成要素は、過酷な動作状態を経
験し、したがって多くの場合、チタン合金または超合金
から製造される。たとえば、タービンによって動力供給
される航空機は、チタン合金および／または超合金から
製造される、ファン、圧縮機、およびタービンセクショ
ン等の、エンジン内の重要な回転構成要素を含む。一般
に、このような合金は、プラズマアークコールド炉床溶
解（ＰＡＭ）、電子ビームコールド炉床溶解（ＥＢ
Ｍ）、真空アーク再溶解（ＶＡＲ）、およびエレクトロ
スラグ再溶解（ＥＳＲ）等の二次的な再溶解プロセスに
よって製造される。構成要素の製造中、品質管理が重要
な役割を担う。なぜならば、このような構成要素の故障
は、複雑なシステムの破局的な損失および他の損失に繋
がる恐れがあるためである。
日の多くの産業では、構成要素は、過酷な動作状態を経
験し、したがって多くの場合、チタン合金または超合金
から製造される。たとえば、タービンによって動力供給
される航空機は、チタン合金および／または超合金から
製造される、ファン、圧縮機、およびタービンセクショ
ン等の、エンジン内の重要な回転構成要素を含む。一般
に、このような合金は、プラズマアークコールド炉床溶
解（ＰＡＭ）、電子ビームコールド炉床溶解（ＥＢ
Ｍ）、真空アーク再溶解（ＶＡＲ）、およびエレクトロ
スラグ再溶解（ＥＳＲ）等の二次的な再溶解プロセスに
よって製造される。構成要素の製造中、品質管理が重要
な役割を担う。なぜならば、このような構成要素の故障
は、複雑なシステムの破局的な損失および他の損失に繋
がる恐れがあるためである。
【０００３】品質管理において、チタン合金および超合
金のための最も重要な品質問題のうちの１つは、溶解物
に関連した介在物である。この点に関して、介在物は、
計画された合金構成成分以外から生じた外来の材料とし
て、または溶解物中で形成される非常に粗い分離相から
構成され得る。インベストメント鋳造のための外来材料
の場合、１つの種類の介在物は、モールドシェル破片で
ある。モールドシェル破片は、溶融された金属によるモ
ールドの腐食および高熱応力の結果として、鋳造中にセ
ラミックシェルモールドから誤って離れる。（溶融され
た金属に面した）セラミックモールドの最も内側の層
は、典型的には、それらの高い融点および反応性チタン
溶解物との化学的融和性のために用いられる、エルビア
等の希土金属酸化物を含む。離れたとき、モールドシェ
ル破片は、鋳造物それ自体の本体に組み込まれ、介在物
欠陥となる恐れがある。
金のための最も重要な品質問題のうちの１つは、溶解物
に関連した介在物である。この点に関して、介在物は、
計画された合金構成成分以外から生じた外来の材料とし
て、または溶解物中で形成される非常に粗い分離相から
構成され得る。インベストメント鋳造のための外来材料
の場合、１つの種類の介在物は、モールドシェル破片で
ある。モールドシェル破片は、溶融された金属によるモ
ールドの腐食および高熱応力の結果として、鋳造中にセ
ラミックシェルモールドから誤って離れる。（溶融され
た金属に面した）セラミックモールドの最も内側の層
は、典型的には、それらの高い融点および反応性チタン
溶解物との化学的融和性のために用いられる、エルビア
等の希土金属酸化物を含む。離れたとき、モールドシェ
ル破片は、鋳造物それ自体の本体に組み込まれ、介在物
欠陥となる恐れがある。
【０００４】侵入型(interstitial)酸素、窒素、または
炭素を含有すると上昇するソルバス温度を有するチタン
および他の反応性金属合金に特有である、別の種類の外
来介在物は、タイプＩ介在物としても公知の「ハードア
ルファ」である。ハードアルファ介在物は、溶融された
合金を空気中の元素に、特に、酸素、窒素、および炭素
に曝す、溶接、フレーム切断、研削、切断、およびファ
ーネス空気漏れ等のプロセス動作中にこのような合金内
で生じる。このようにして曝されると、合金は、元素を
溶液中に取り込み、元素は同時に、合金のアルファ相を
安定化させ、さらには脆化させる。アルファ相を安定化
および脆化させることによって、他の大部分の点でベー
スの合金と非常に類似している合金内で欠陥が生じる。
このような動作からの微粒子破片は、鋳造ファーネスに
誤って移動し、鋳込みが行なわれるときに、セラミック
シェルモールドに入る恐れがある。ハードアルファ介在
物の融点は、クリーンな合金の融点を越えるため、ハー
ドアルファ介在物は、溶解物に曝されることに耐え、モ
ールドに入り、脆性介在物となる恐れがある。加えて、
ハードアルファ介在物は、主要な金属供給ストリームに
入り、気づかないうちに溶解物ストックの一部となる恐
れがある。
炭素を含有すると上昇するソルバス温度を有するチタン
および他の反応性金属合金に特有である、別の種類の外
来介在物は、タイプＩ介在物としても公知の「ハードア
ルファ」である。ハードアルファ介在物は、溶融された
合金を空気中の元素に、特に、酸素、窒素、および炭素
に曝す、溶接、フレーム切断、研削、切断、およびファ
ーネス空気漏れ等のプロセス動作中にこのような合金内
で生じる。このようにして曝されると、合金は、元素を
溶液中に取り込み、元素は同時に、合金のアルファ相を
安定化させ、さらには脆化させる。アルファ相を安定化
および脆化させることによって、他の大部分の点でベー
スの合金と非常に類似している合金内で欠陥が生じる。
このような動作からの微粒子破片は、鋳造ファーネスに
誤って移動し、鋳込みが行なわれるときに、セラミック
シェルモールドに入る恐れがある。ハードアルファ介在
物の融点は、クリーンな合金の融点を越えるため、ハー
ドアルファ介在物は、溶解物に曝されることに耐え、モ
ールドに入り、脆性介在物となる恐れがある。加えて、
ハードアルファ介在物は、主要な金属供給ストリームに
入り、気づかないうちに溶解物ストックの一部となる恐
れがある。
【０００５】上述のように、ハードアルファ介在物は、
酸素、窒素、または炭素が加えられたときに正の傾きを
示すソルバス温度を有するチタンおよび他の反応性金属
合金内で、特定のプロセス動作中に生じる。このような
プロセス動作は、構成要素が製造される鋳造での他のプ
ロセスストリームには不可欠であり、したがって、プロ
セス動作を完全に除去することはできず、または鋳造作
業から切り離すことはできない。結果として、詳細にわ
たる汚染管理計画が通例、鋳物場へのハードアルファ破
片の導入および発生を防ぐために実現される。しかし、
このような汚染管理計画は、いくつかの欠点を有する。
汚染管理計画は、ハードアルファ破片の発生および導入
を妨げる助けとはなるが、このような管理計画は一般
に、実際に形成されるか、または鋳物場の外の動作から
導入されるハードアルファ破片を除去しない。また、汚
染管理計画は、典型的には、構成要素の製造にコストを
上乗せし、構成要素の製造スケジュールで必要とされる
時間を延長する。加えて、このような汚染管理計画を製
造業者間で施行することは一般に困難であり、容易に有
効にはできない。この点に関して、汚染管理計画の限界
および構成要素の故障という関連のリスクのために、こ
のような合金から製造される構成要素の設計は依然とし
て、通例、ハードアルファ介在物の存在を勘案してい
る。
酸素、窒素、または炭素が加えられたときに正の傾きを
示すソルバス温度を有するチタンおよび他の反応性金属
合金内で、特定のプロセス動作中に生じる。このような
プロセス動作は、構成要素が製造される鋳造での他のプ
ロセスストリームには不可欠であり、したがって、プロ
セス動作を完全に除去することはできず、または鋳造作
業から切り離すことはできない。結果として、詳細にわ
たる汚染管理計画が通例、鋳物場へのハードアルファ破
片の導入および発生を防ぐために実現される。しかし、
このような汚染管理計画は、いくつかの欠点を有する。
汚染管理計画は、ハードアルファ破片の発生および導入
を妨げる助けとはなるが、このような管理計画は一般
に、実際に形成されるか、または鋳物場の外の動作から
導入されるハードアルファ破片を除去しない。また、汚
染管理計画は、典型的には、構成要素の製造にコストを
上乗せし、構成要素の製造スケジュールで必要とされる
時間を延長する。加えて、このような汚染管理計画を製
造業者間で施行することは一般に困難であり、容易に有
効にはできない。この点に関して、汚染管理計画の限界
および構成要素の故障という関連のリスクのために、こ
のような合金から製造される構成要素の設計は依然とし
て、通例、ハードアルファ介在物の存在を勘案してい
る。
【０００６】
【発明の概要】上述の背景の観点から、この発明は、反
応性金属合金からハードアルファ介在物を濾過するため
のシステムおよびフィルタを提供する。従来の汚染管理
計画とは対照的に、この発明のシステムおよびフィルタ
によって、鋳物場へと導入される、または形成されるハ
ードアルファ破片が除去される。したがって、この発明
に従って製造される関連の合金から製造された構成要素
の設計は、ハードアルファ介在物の存在を勘案する必要
はない。また、従来の詳細にわたる汚染管理計画の開発
および実現のためのコストと比較した場合、このシステ
ムおよびフィルタは、構成要素の製造に比較的ごくわず
かなコストしか上乗せしない。この発明のシステムおよ
びフィルタを用いることによって、構成要素の生産スケ
ジュールにはっきりと認識できるほどの時間が加えられ
ることはない。さらに、この発明のシステムおよびフィ
ルタは、このような汚染物の形成の管理または制限を試
みることとは異なり、ハードアルファ介在物を除去する
ため、従来の汚染管理計画によって必要とされるように
フィルタの実現を施行または有効にする必要はない。
応性金属合金からハードアルファ介在物を濾過するため
のシステムおよびフィルタを提供する。従来の汚染管理
計画とは対照的に、この発明のシステムおよびフィルタ
によって、鋳物場へと導入される、または形成されるハ
ードアルファ破片が除去される。したがって、この発明
に従って製造される関連の合金から製造された構成要素
の設計は、ハードアルファ介在物の存在を勘案する必要
はない。また、従来の詳細にわたる汚染管理計画の開発
および実現のためのコストと比較した場合、このシステ
ムおよびフィルタは、構成要素の製造に比較的ごくわず
かなコストしか上乗せしない。この発明のシステムおよ
びフィルタを用いることによって、構成要素の生産スケ
ジュールにはっきりと認識できるほどの時間が加えられ
ることはない。さらに、この発明のシステムおよびフィ
ルタは、このような汚染物の形成の管理または制限を試
みることとは異なり、ハードアルファ介在物を除去する
ため、従来の汚染管理計画によって必要とされるように
フィルタの実現を施行または有効にする必要はない。
【０００７】１つの実施形態に従うと、この発明は、チ
タン等の反応性金属合金からハードアルファ介在物を濾
過するためのシステムを提供する。システムは、溶融さ
れた形の反応性金属合金を保持でき、さらには溶融され
た反応性金属合金を注ぎ込むことができる容器を含む。
システムはまた、容器から注ぎ込まれる溶融された反応
性金属合金を受取るための受け器を含む。さらに、少な
くともいくつかのハードアルファ介在物が受け器に入る
のを妨げるために、システムは、容器と受け器との間に
配置されたフィルタを含み、溶融された反応性金属合金
がここを通って受け器によって受入れられる。
タン等の反応性金属合金からハードアルファ介在物を濾
過するためのシステムを提供する。システムは、溶融さ
れた形の反応性金属合金を保持でき、さらには溶融され
た反応性金属合金を注ぎ込むことができる容器を含む。
システムはまた、容器から注ぎ込まれる溶融された反応
性金属合金を受取るための受け器を含む。さらに、少な
くともいくつかのハードアルファ介在物が受け器に入る
のを妨げるために、システムは、容器と受け器との間に
配置されたフィルタを含み、溶融された反応性金属合金
がここを通って受け器によって受入れられる。
【０００８】フィルタは、フレームと、フレームが多孔
質面の周囲で延在するようにフィルタ内に配置された多
孔質面とを含む。多孔質面は複数の開口部を規定し、こ
れらは、溶融された形の反応性金属合金がそこを通るこ
とができるような大きさにされている。フィルタは、反
応性金属合金の融点を越える融点を有する材料から構成
され、溶融された反応性金属合金内で少なくとも部分的
に不溶性である。フィルタの材料は、２５よりも少ない
重量パーセント等の、溶融された反応性金属合金内で予
め定められた重量パーセントよりも少ない溶解度を有し
得る。また、フィルタの材料は、少なくとも摂氏５００
度等の、少なくとも予め定められた量だけ反応性金属合
金の融点よりも高い融点を有し得る。たとえば、フィル
タは、ニオブ、モリブデン、タンタル、レニウム、およ
びタングステンのうちの少なくとも１つを含む合金を含
み得る。
質面の周囲で延在するようにフィルタ内に配置された多
孔質面とを含む。多孔質面は複数の開口部を規定し、こ
れらは、溶融された形の反応性金属合金がそこを通るこ
とができるような大きさにされている。フィルタは、反
応性金属合金の融点を越える融点を有する材料から構成
され、溶融された反応性金属合金内で少なくとも部分的
に不溶性である。フィルタの材料は、２５よりも少ない
重量パーセント等の、溶融された反応性金属合金内で予
め定められた重量パーセントよりも少ない溶解度を有し
得る。また、フィルタの材料は、少なくとも摂氏５００
度等の、少なくとも予め定められた量だけ反応性金属合
金の融点よりも高い融点を有し得る。たとえば、フィル
タは、ニオブ、モリブデン、タンタル、レニウム、およ
びタングステンのうちの少なくとも１つを含む合金を含
み得る。
【０００９】さらに、溶融された反応性金属合金がフィ
ルタを通るときの、フィルタ上での溶融された反応性金
属合金の凝固を制限するために、システムは、フィルタ
と熱接触する加熱要素を含み得る。より具体的には、加
熱要素は、フィルタを予め加熱して、フィルタの多孔質
面によって規定されている開口部内での溶融された反応
性金属合金の凝固を制限し得る。さらに、別の実施形態
では、システムはさらに、内部キャビティを規定するチ
ャンバを含み、この中に、容器、受け器、およびフィル
タが配置される。この実施形態では、内部キャビティ
は、外部環境とは区別される。また、加熱要素は、フィ
ルタに電流を流すことによってフィルタを予め加熱する
ことができる。
ルタを通るときの、フィルタ上での溶融された反応性金
属合金の凝固を制限するために、システムは、フィルタ
と熱接触する加熱要素を含み得る。より具体的には、加
熱要素は、フィルタを予め加熱して、フィルタの多孔質
面によって規定されている開口部内での溶融された反応
性金属合金の凝固を制限し得る。さらに、別の実施形態
では、システムはさらに、内部キャビティを規定するチ
ャンバを含み、この中に、容器、受け器、およびフィル
タが配置される。この実施形態では、内部キャビティ
は、外部環境とは区別される。また、加熱要素は、フィ
ルタに電流を流すことによってフィルタを予め加熱する
ことができる。
【００１０】したがって、この発明のシステムおよびフ
ィルタは、正の傾きを示すソルバス温度を有する反応性
金属合金からハードアルファ介在物を濾過する。従来の
汚染管理計画とは対照的に、この発明のシステムおよび
フィルタは、構成要素の製造に比較的ごくわずかなコス
トしか上乗せせず、構成要素の生産スケジュールに認識
できるほどの時間を追加しない。さらに、従来の汚染管
理計画とは対照的に、この発明のシステムおよびフィル
タは、このような汚染物の形成の管理または制限を試み
ることとは異なって、ハードアルファ介在物を濾過して
除去する。したがって、フィルタの実現を施行または有
効にする必要はない。
ィルタは、正の傾きを示すソルバス温度を有する反応性
金属合金からハードアルファ介在物を濾過する。従来の
汚染管理計画とは対照的に、この発明のシステムおよび
フィルタは、構成要素の製造に比較的ごくわずかなコス
トしか上乗せせず、構成要素の生産スケジュールに認識
できるほどの時間を追加しない。さらに、従来の汚染管
理計画とは対照的に、この発明のシステムおよびフィル
タは、このような汚染物の形成の管理または制限を試み
ることとは異なって、ハードアルファ介在物を濾過して
除去する。したがって、フィルタの実現を施行または有
効にする必要はない。
【００１１】このように一般的な用語でこの発明を説明
してきたが、必ずしも一律の縮尺に従って描かれていな
い添付の図をここで参照する。
してきたが、必ずしも一律の縮尺に従って描かれていな
い添付の図をここで参照する。
【００１２】［詳細な説明］この発明は、発明の好まし
い実施形態が図示される添付の図を参照しながら、以下
でより完全に説明される。しかし、この発明は、多くの
異なる形で実現されてもよく、ここで説明される実施形
態に限定されると解釈されるべきではなく、これらの実
施形態は、この開示が余すところなく、かつ完全であ
り、さらにはこの発明の範囲を完全に当業者に伝えるよ
うに提供される。全体を通して、同じ番号が同様の要素
を指す。
い実施形態が図示される添付の図を参照しながら、以下
でより完全に説明される。しかし、この発明は、多くの
異なる形で実現されてもよく、ここで説明される実施形
態に限定されると解釈されるべきではなく、これらの実
施形態は、この開示が余すところなく、かつ完全であ
り、さらにはこの発明の範囲を完全に当業者に伝えるよ
うに提供される。全体を通して、同じ番号が同様の要素
を指す。
【００１３】図１を参照して、反応性金属合金からハー
ドアルファ介在物を濾過するためのシステム１０が、容
器１２、受け器１４、およびフィルタ１６を含む。反応
性金属合金は、チタン等のハードアルファ介在物の影響
を受けやすいいくつかの合金のうちのいずれかを含み得
る。この点に関して、ハードアルファ介在物は、溶融さ
れた反応性金属合金を空気中の元素に、特に、酸素、窒
素、および炭素に曝すプロセス動作中に合金内で生じ
る。このように曝された場合、合金は、元素を溶液中に
取り込み、元素は同時に、合金のアルファ相を安定化お
よび脆化させる。この点に関して、ハードアルファ介在
物の影響を受けやすい反応性金属合金は一般に、侵入型
の酸素、窒素、または炭素を含有すると上昇するソルバ
ス温度を有する合金を含む。これらの反応性金属合金
は、合金の酸素、窒素、または炭素含有量が増加するに
つれて融点の上昇を経験し、したがって、高酸素、高窒
素、または高炭素含有量の局所的な領域が合金の溶融中
に残る(persist)ことを可能にする金属合金を含む。た
とえば、反応性金属合金は、ジルコニウム、ハフニウ
ム、およびイットリウム等の元素を含むいずれかの合金
を含み得る。しかし、好ましい実施形態では、反応性金
属合金はチタンを含む。
ドアルファ介在物を濾過するためのシステム１０が、容
器１２、受け器１４、およびフィルタ１６を含む。反応
性金属合金は、チタン等のハードアルファ介在物の影響
を受けやすいいくつかの合金のうちのいずれかを含み得
る。この点に関して、ハードアルファ介在物は、溶融さ
れた反応性金属合金を空気中の元素に、特に、酸素、窒
素、および炭素に曝すプロセス動作中に合金内で生じ
る。このように曝された場合、合金は、元素を溶液中に
取り込み、元素は同時に、合金のアルファ相を安定化お
よび脆化させる。この点に関して、ハードアルファ介在
物の影響を受けやすい反応性金属合金は一般に、侵入型
の酸素、窒素、または炭素を含有すると上昇するソルバ
ス温度を有する合金を含む。これらの反応性金属合金
は、合金の酸素、窒素、または炭素含有量が増加するに
つれて融点の上昇を経験し、したがって、高酸素、高窒
素、または高炭素含有量の局所的な領域が合金の溶融中
に残る(persist)ことを可能にする金属合金を含む。た
とえば、反応性金属合金は、ジルコニウム、ハフニウ
ム、およびイットリウム等の元素を含むいずれかの合金
を含み得る。しかし、好ましい実施形態では、反応性金
属合金はチタンを含む。
【００１４】容器１２は、溶融された形の反応性金属合
金１８を保持することができ、溶融された反応性金属合
金を注ぎ込むことができる。容器は、容器が容器の機械
的強度および剛性を維持できる限り、さらには容器が溶
融された反応性金属合金と反応せず、またはそれを汚染
しない限り、いくつかの異なる材料のいずれを含んでも
よい。金属合金と反応することなく、溶融された反応性
金属合金を容器が保持できるように、容器は、当業者に
は公知であるように、容器と溶融された反応性金属合金
との間の容器の内面上で凝固された反応性金属合金の合
金「スカル」層を含み得る。たとえば、反応性金属合金
がチタンを含む場合、容器は、銅るつぼを含み得るが、
るつぼの内面上のチタンスカル層は、溶融されたチタン
とるつぼとの間にある。
金１８を保持することができ、溶融された反応性金属合
金を注ぎ込むことができる。容器は、容器が容器の機械
的強度および剛性を維持できる限り、さらには容器が溶
融された反応性金属合金と反応せず、またはそれを汚染
しない限り、いくつかの異なる材料のいずれを含んでも
よい。金属合金と反応することなく、溶融された反応性
金属合金を容器が保持できるように、容器は、当業者に
は公知であるように、容器と溶融された反応性金属合金
との間の容器の内面上で凝固された反応性金属合金の合
金「スカル」層を含み得る。たとえば、反応性金属合金
がチタンを含む場合、容器は、銅るつぼを含み得るが、
るつぼの内面上のチタンスカル層は、溶融されたチタン
とるつぼとの間にある。
【００１５】受け器１４は、容器１２から注ぎ込まれる
溶融された反応性金属合金を受取ることができる。受け
器は、いくつかの異なる材料のいずれかを含み得るが、
容器と同様に、受け器は、高温で受け器の機械的強度お
よび剛性を維持することができ、溶融された反応性金属
合金１８と反応しない。たとえば、受け器は、航空機エ
ンジン用のファン等の複雑なシステムの構成要素のため
のセラミックモールドを含み得る。また容器と同様に、
受け器は、受け器の内面上で材料層を含んで、受け器
が、溶融された反応性金属合金をそれと反応せずに受け
ることを可能にし得る。たとえば、溶融された反応性金
属合金がチタンを含む場合、（溶融された金属に面す
る）受け器の最も内側の層は、高い融点および反応性の
溶融されたチタンとの化学的融和性を有する、エルビア
等の希土金属酸化物層を含み得る。
溶融された反応性金属合金を受取ることができる。受け
器は、いくつかの異なる材料のいずれかを含み得るが、
容器と同様に、受け器は、高温で受け器の機械的強度お
よび剛性を維持することができ、溶融された反応性金属
合金１８と反応しない。たとえば、受け器は、航空機エ
ンジン用のファン等の複雑なシステムの構成要素のため
のセラミックモールドを含み得る。また容器と同様に、
受け器は、受け器の内面上で材料層を含んで、受け器
が、溶融された反応性金属合金をそれと反応せずに受け
ることを可能にし得る。たとえば、溶融された反応性金
属合金がチタンを含む場合、（溶融された金属に面す
る）受け器の最も内側の層は、高い融点および反応性の
溶融されたチタンとの化学的融和性を有する、エルビア
等の希土金属酸化物層を含み得る。
【００１６】上述のように、特定の溶融された反応性金
属合金は、溶融された反応性金属合金が酸素および窒素
等の空気中の元素に曝された場合に、ハードアルファ介
在物を生じさせ得る。したがって、容器１２から受け器
１４へと注ぎ込まれる溶融された反応性金属合金１８か
らハードアルファ介在物を濾過するために、システム１
０はフィルタ１６を含む。フィルタは、容器と受け器と
の間に配置され、それらの間でいずれかの様態で取付け
られ得る。たとえば、容器が溶融された反応性金属合金
を受け器に注ぎ込むときに、溶融された反応性金属合金
がフィルタを通るように、フィルタは、容器の開口部上
に直接取付けられ得る。代替的には、受け器が溶融され
た反応性金属合金を受取る前に、容器から注ぎ込まれる
溶融された反応性金属合金がフィルタを通るように、フ
ィルタは、受け器の開口部上に直接取付けられてもよ
い。
属合金は、溶融された反応性金属合金が酸素および窒素
等の空気中の元素に曝された場合に、ハードアルファ介
在物を生じさせ得る。したがって、容器１２から受け器
１４へと注ぎ込まれる溶融された反応性金属合金１８か
らハードアルファ介在物を濾過するために、システム１
０はフィルタ１６を含む。フィルタは、容器と受け器と
の間に配置され、それらの間でいずれかの様態で取付け
られ得る。たとえば、容器が溶融された反応性金属合金
を受け器に注ぎ込むときに、溶融された反応性金属合金
がフィルタを通るように、フィルタは、容器の開口部上
に直接取付けられ得る。代替的には、受け器が溶融され
た反応性金属合金を受取る前に、容器から注ぎ込まれる
溶融された反応性金属合金がフィルタを通るように、フ
ィルタは、受け器の開口部上に直接取付けられてもよ
い。
【００１７】図２で示されるように、フィルタ１６は、
フレーム２０と、フレームが多孔質面の周辺で延在する
ようにフレーム内に配置された多孔質面２２とを含む。
多孔質面は、溶融された反応性金属合金１８が多孔質面
を通ることを可能にする複数の開口部２４を規定する。
１つの実施形態では、多孔質面は、ワイヤ等の複数の金
属ストランドを含み、これらは、異なる方向にフレーム
上を延在し、互いと交差して複数の開口部を規定する。
以下で説明されるように、開口部は方形形状を有する
が、開口部は、この発明の思想および範囲から逸脱する
ことなしに、いずれの形状であってもよいことが理解さ
れるべきである。
フレーム２０と、フレームが多孔質面の周辺で延在する
ようにフレーム内に配置された多孔質面２２とを含む。
多孔質面は、溶融された反応性金属合金１８が多孔質面
を通ることを可能にする複数の開口部２４を規定する。
１つの実施形態では、多孔質面は、ワイヤ等の複数の金
属ストランドを含み、これらは、異なる方向にフレーム
上を延在し、互いと交差して複数の開口部を規定する。
以下で説明されるように、開口部は方形形状を有する
が、開口部は、この発明の思想および範囲から逸脱する
ことなしに、いずれの形状であってもよいことが理解さ
れるべきである。
【００１８】フィルタの多孔質面２２上に蓄積すること
なく、溶融された反応性金属合金１８が所望の流速でフ
ィルタを通り抜けることができるように、フィルタ１６
の開口部２４は、十分な区域を備えて設計されるべきで
ある。しかし、開口部区域は、溶融された反応性金属合
金がそこを通るときに多孔質面がフィルタの機械的強度
および剛性を維持するのに十分なほど小さくなければな
らない。加えて、開口部区域は、固体の汚染物、特にハ
ードアルファ介在物がフィルタを通過しないように十分
なほど小さくなければならない。この点に関して、開口
部区域が選択されて、フィルタを通ることのできるハー
ドアルファ介在物の最大の大きさが選択され得る。たと
えば、開口部は、互いに等しく、かつ０．０７０インチ
に等しい寸法ｘおよびｙを有するように選択され得る。
また、開口部間の多孔質面の厚みｔ（または、多孔質面
がワイヤの直径を含むならば、ワイヤの直径）は、０．
００５０インチに等しくなるように選択され得る。した
がって、多孔質面は、８７％開口した（つまり、０．０
７０2／［０．０７０＋０．００５０］2）複数の開口部
を規定し得る。別の例として、多孔質面は、９０％開口
するように選択された開口部を規定してもよく、厚みｔ
は０．００５インチから０．０１０インチの間にあるよ
うに選択され、ｘおよびｙ寸法は、それに応じて決定さ
れる。
なく、溶融された反応性金属合金１８が所望の流速でフ
ィルタを通り抜けることができるように、フィルタ１６
の開口部２４は、十分な区域を備えて設計されるべきで
ある。しかし、開口部区域は、溶融された反応性金属合
金がそこを通るときに多孔質面がフィルタの機械的強度
および剛性を維持するのに十分なほど小さくなければな
らない。加えて、開口部区域は、固体の汚染物、特にハ
ードアルファ介在物がフィルタを通過しないように十分
なほど小さくなければならない。この点に関して、開口
部区域が選択されて、フィルタを通ることのできるハー
ドアルファ介在物の最大の大きさが選択され得る。たと
えば、開口部は、互いに等しく、かつ０．０７０インチ
に等しい寸法ｘおよびｙを有するように選択され得る。
また、開口部間の多孔質面の厚みｔ（または、多孔質面
がワイヤの直径を含むならば、ワイヤの直径）は、０．
００５０インチに等しくなるように選択され得る。した
がって、多孔質面は、８７％開口した（つまり、０．０
７０2／［０．０７０＋０．００５０］2）複数の開口部
を規定し得る。別の例として、多孔質面は、９０％開口
するように選択された開口部を規定してもよく、厚みｔ
は０．００５インチから０．０１０インチの間にあるよ
うに選択され、ｘおよびｙ寸法は、それに応じて決定さ
れる。
【００１９】図１を再び参照して、フィルタ１６の多孔
質面２２上での、特に、開口部２４内での、溶融された
反応性金属合金の凝固を制限するために、システム１０
はさらに、加熱要素２６を含み得る。加熱要素は、容器
１２からの溶融された反応性金属合金の注ぎ込みの前
に、および／または、その最中にフィルタを予め加熱す
ることができる。加熱要素は、公知であるようないくつ
かの異なる装置のいずれかを含み得る。加熱要素は、フ
ィルタ上で凝固する溶融された反応性金属合金の量を可
能な限り少なくするために十分な温度にまで、フィルタ
を予め加熱することができる。１つの実施形態では、シ
ステムはさらに、真空チャンバ等のチャンバ２８を含
み、これは内部キャビティを規定し、この中で、容器、
受け器１４、およびフィルタが配置される。この実施形
態では、加熱要素は、フィルタを所望の温度にまで予め
加熱するのに十分な電流をフィルタに流すことによっ
て、フィルタを予め加熱することができる。
質面２２上での、特に、開口部２４内での、溶融された
反応性金属合金の凝固を制限するために、システム１０
はさらに、加熱要素２６を含み得る。加熱要素は、容器
１２からの溶融された反応性金属合金の注ぎ込みの前
に、および／または、その最中にフィルタを予め加熱す
ることができる。加熱要素は、公知であるようないくつ
かの異なる装置のいずれかを含み得る。加熱要素は、フ
ィルタ上で凝固する溶融された反応性金属合金の量を可
能な限り少なくするために十分な温度にまで、フィルタ
を予め加熱することができる。１つの実施形態では、シ
ステムはさらに、真空チャンバ等のチャンバ２８を含
み、これは内部キャビティを規定し、この中で、容器、
受け器１４、およびフィルタが配置される。この実施形
態では、加熱要素は、フィルタを所望の温度にまで予め
加熱するのに十分な電流をフィルタに流すことによっ
て、フィルタを予め加熱することができる。
【００２０】次に図３を参照して、フィルタ１６の多孔
質面２２は、いくつかの異なる耐熱金属または耐熱金属
合金のいずれかを含み得る。同様に、フレーム２０は、
いくつかの異なる耐熱金属または耐熱金属合金のいずれ
かを含み得る。好ましい実施形態では、フレームは多孔
質面と同じ材料を含むが、フレームおよび多孔質面は、
この発明の思想および範囲から逸脱することなく、異な
る材料を含んでもよい。耐熱金属または耐熱金属合金
は、耐熱金属または耐熱金属合金が、反応性金属合金の
融点を越える融点を有し、さらには溶融された反応性金
属合金１８内で少なくとも部分的に不溶性であるよう
に、選択される。この点に関して、耐熱金属または耐熱
金属合金は、溶融された反応性金属合金内で予め定めら
れた重量パーセントよりも少ない溶解度と、少なくとも
予め定められた量だけ反応性金属合金の融点よりも大き
い融点とを有するように、選択され得る。このように耐
熱金属または耐熱金属合金を選択することによって、フ
ィルタ材料が、溶融された反応性金属合金がそこを通り
抜けるときに、溶融された反応性金属合金を汚染する可
能性は最小となり、材料は、クリープまたは偏向を最も
受けにくくなる。
質面２２は、いくつかの異なる耐熱金属または耐熱金属
合金のいずれかを含み得る。同様に、フレーム２０は、
いくつかの異なる耐熱金属または耐熱金属合金のいずれ
かを含み得る。好ましい実施形態では、フレームは多孔
質面と同じ材料を含むが、フレームおよび多孔質面は、
この発明の思想および範囲から逸脱することなく、異な
る材料を含んでもよい。耐熱金属または耐熱金属合金
は、耐熱金属または耐熱金属合金が、反応性金属合金の
融点を越える融点を有し、さらには溶融された反応性金
属合金１８内で少なくとも部分的に不溶性であるよう
に、選択される。この点に関して、耐熱金属または耐熱
金属合金は、溶融された反応性金属合金内で予め定めら
れた重量パーセントよりも少ない溶解度と、少なくとも
予め定められた量だけ反応性金属合金の融点よりも大き
い融点とを有するように、選択され得る。このように耐
熱金属または耐熱金属合金を選択することによって、フ
ィルタ材料が、溶融された反応性金属合金がそこを通り
抜けるときに、溶融された反応性金属合金を汚染する可
能性は最小となり、材料は、クリープまたは偏向を最も
受けにくくなる。
【００２１】したがって、チタンに関しては、図３のグ
ラフの右下の領域に位置する材料は、十分に高い溶解温
度において溶融チタン内で十分に低い溶解度を有する耐
熱金属を含み、これらから、フィルタ１６の多孔質面２
２および／またはフレーム２０が製造され得る。公知の
ように、（図３で破線によって示されるように）チタン
の融点は、摂氏約１６６０度である。一例として、材料
は、チタンの融点よりも少なくとも摂氏５００度大きい
融点を有するように選択され得る。また、材料は、材料
の融点において２５重量パーセントよりも少ない溶解度
を有するように選択され得る。しかし、多孔質面および
／またはフレームの材料は、所望ならば、溶解温度の他
の差および他の量の不溶性度で選択されてもよいことが
理解されるべきである。図示されるように、たとえば、
溶融された反応性金属合金１８が溶融されたチタンを含
む好ましい実施形態では、多孔質面はタングステン、Ｗ
を含む。しかし、多孔質面および／またはフレームは、
ニオブ、Ｎｂ、タンタル、Ｔａ、モリブデン、Ｍｏ、お
よび／またはレニウム、Ｒｅを含んでもよいことが理解
されるべきである。代替的には、多孔質面および／また
はフレームは、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｅ、バナジウ
ム、Ｖ、ロジウム、Ｒｈ、およびハフニウムＨｆから選
択される少なくとも１つの耐熱金属を含む耐熱金属合金
を含み得る。
ラフの右下の領域に位置する材料は、十分に高い溶解温
度において溶融チタン内で十分に低い溶解度を有する耐
熱金属を含み、これらから、フィルタ１６の多孔質面２
２および／またはフレーム２０が製造され得る。公知の
ように、（図３で破線によって示されるように）チタン
の融点は、摂氏約１６６０度である。一例として、材料
は、チタンの融点よりも少なくとも摂氏５００度大きい
融点を有するように選択され得る。また、材料は、材料
の融点において２５重量パーセントよりも少ない溶解度
を有するように選択され得る。しかし、多孔質面および
／またはフレームの材料は、所望ならば、溶解温度の他
の差および他の量の不溶性度で選択されてもよいことが
理解されるべきである。図示されるように、たとえば、
溶融された反応性金属合金１８が溶融されたチタンを含
む好ましい実施形態では、多孔質面はタングステン、Ｗ
を含む。しかし、多孔質面および／またはフレームは、
ニオブ、Ｎｂ、タンタル、Ｔａ、モリブデン、Ｍｏ、お
よび／またはレニウム、Ｒｅを含んでもよいことが理解
されるべきである。代替的には、多孔質面および／また
はフレームは、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｅ、バナジウ
ム、Ｖ、ロジウム、Ｒｈ、およびハフニウムＨｆから選
択される少なくとも１つの耐熱金属を含む耐熱金属合金
を含み得る。
【００２２】図４を参照して、この発明の濾過から利点
を得るであろう１つの種類のシステムが示される。図示
されるように、真空アークスカル溶解および鋳造ファー
ネス３０は一般に、真空気密チャンバ３２を含み、この
中で、溶融された金属合金３４が、るつぼ３６（つま
り、容器）へと入れられる。電源３８が電流を提供して
消耗電極４０とるつぼとの間の電気アークをストライク
して、るつぼ内の反応性金属合金を溶融させる。るつぼ
は、水冷され得るが、このようにして、凝固された金属
合金スカルが、るつぼの内面上で形成され得、したがっ
て、るつぼを溶融された金属合金との直接的な接触から
遮蔽する。特定の量の溶融金属合金３４が一旦るつぼ３
６内に含まれると、電極４０は引っ込められ得る。その
後、るつぼは傾けられて、溶融された金属合金が、るつ
ぼの下に位置付けられたインベストメント鋳造モールド
４２（つまり、受け器）へと注ぎ込まれる。しかし、溶
融された金属合金がインベストメント鋳造モールドに達
する前に、溶融された金属合金は、この発明に従って設
計されたフィルタ４４を通り得る。フィルタは、るつぼ
とインベストメント鋳造モールドとの間に配置される。
溶融された金属合金をフィルタに通すことによって、固
体の汚染物、特に、ハードアルファ介在物を溶融された
金属合金から除去することができる。
を得るであろう１つの種類のシステムが示される。図示
されるように、真空アークスカル溶解および鋳造ファー
ネス３０は一般に、真空気密チャンバ３２を含み、この
中で、溶融された金属合金３４が、るつぼ３６（つま
り、容器）へと入れられる。電源３８が電流を提供して
消耗電極４０とるつぼとの間の電気アークをストライク
して、るつぼ内の反応性金属合金を溶融させる。るつぼ
は、水冷され得るが、このようにして、凝固された金属
合金スカルが、るつぼの内面上で形成され得、したがっ
て、るつぼを溶融された金属合金との直接的な接触から
遮蔽する。特定の量の溶融金属合金３４が一旦るつぼ３
６内に含まれると、電極４０は引っ込められ得る。その
後、るつぼは傾けられて、溶融された金属合金が、るつ
ぼの下に位置付けられたインベストメント鋳造モールド
４２（つまり、受け器）へと注ぎ込まれる。しかし、溶
融された金属合金がインベストメント鋳造モールドに達
する前に、溶融された金属合金は、この発明に従って設
計されたフィルタ４４を通り得る。フィルタは、るつぼ
とインベストメント鋳造モールドとの間に配置される。
溶融された金属合金をフィルタに通すことによって、固
体の汚染物、特に、ハードアルファ介在物を溶融された
金属合金から除去することができる。
【００２３】この発明のシステムおよびフィルタは、多
くの異なる応用で用いられ得るが、インベストメント鋳
造で用いられる、その真空アークスカル溶解および鋳造
ファーネスは一例であることが理解されるであろう。こ
の発明のシステムおよびフィルタは、溶融された反応性
金属合金がハードアルファ介在物または他の汚染物の影
響を受けやすい、いずれかのシステムまたはプロセスに
利益をもたらすであろう。たとえば、この発明のシステ
ムおよびフィルタを用いて、鍛造または押し出し等のた
めに溶融反応性金属合金供給ストックからハードアルフ
ァ介在物および他の汚染物を除去することによって、溶
融された反応性金属合金が精製され得る。
くの異なる応用で用いられ得るが、インベストメント鋳
造で用いられる、その真空アークスカル溶解および鋳造
ファーネスは一例であることが理解されるであろう。こ
の発明のシステムおよびフィルタは、溶融された反応性
金属合金がハードアルファ介在物または他の汚染物の影
響を受けやすい、いずれかのシステムまたはプロセスに
利益をもたらすであろう。たとえば、この発明のシステ
ムおよびフィルタを用いて、鍛造または押し出し等のた
めに溶融反応性金属合金供給ストックからハードアルフ
ァ介在物および他の汚染物を除去することによって、溶
融された反応性金属合金が精製され得る。
【００２４】したがって、この発明は、従来の詳細にわ
たる汚染管理計画の開発および実現のためのコストと比
較した場合、構成要素の製造に比較的ごく僅かなコスト
しか上乗せしないシステムおよびフィルタを提供する。
また、従来の汚染管理計画とは異なり、この発明のシス
テムおよびフィルタの実現を施行または有効にする必要
はない。この点に関して、この発明に従って製造される
関連の合金から作られる構成要素の設計は、フィルタの
開口部のサイズよりも大きなハードアルファ介在物の存
在を勘案する必要はない。このような改善された構成要
素を用いるシステムは、改善された信頼性および安全性
と、安全な動作寿命が延長され、さらには検査が減じら
れたことによるコストの削減とから利益を得るであろ
う。
たる汚染管理計画の開発および実現のためのコストと比
較した場合、構成要素の製造に比較的ごく僅かなコスト
しか上乗せしないシステムおよびフィルタを提供する。
また、従来の汚染管理計画とは異なり、この発明のシス
テムおよびフィルタの実現を施行または有効にする必要
はない。この点に関して、この発明に従って製造される
関連の合金から作られる構成要素の設計は、フィルタの
開口部のサイズよりも大きなハードアルファ介在物の存
在を勘案する必要はない。このような改善された構成要
素を用いるシステムは、改善された信頼性および安全性
と、安全な動作寿命が延長され、さらには検査が減じら
れたことによるコストの削減とから利益を得るであろ
う。
【００２５】この発明の多くの変形例および他の実施形
態は、上述の説明および関連の図で示された教示の利点
を享受する、この発明が属する技術の当業者には思い浮
かぶであろう。したがって、この発明は開示された具体
的な実施形態に限定されておらず、変形例および他の実
施形態は、添付の請求項の範囲内に含まれることが意図
されることが理解されるべきである。ここでは特定の用
語が用いられたが、これらは包括的かつ説明的な意味で
のみ用いられ、限定の目的のために用いられているわけ
ではない。
態は、上述の説明および関連の図で示された教示の利点
を享受する、この発明が属する技術の当業者には思い浮
かぶであろう。したがって、この発明は開示された具体
的な実施形態に限定されておらず、変形例および他の実
施形態は、添付の請求項の範囲内に含まれることが意図
されることが理解されるべきである。ここでは特定の用
語が用いられたが、これらは包括的かつ説明的な意味で
のみ用いられ、限定の目的のために用いられているわけ
ではない。
【図１】 この発明の１つの実施形態に従った、反応性
金属合金からハードアルファ介在物を濾過するためのシ
ステムのブロック図である。
金属合金からハードアルファ介在物を濾過するためのシ
ステムのブロック図である。
【図２】 フィルタの一部の分解挿入図を備えた、この
発明の１つの実施形態に従ったフィルタの概略正面図で
ある。
発明の１つの実施形態に従ったフィルタの概略正面図で
ある。
【図３】 この発明の１つの実施形態に従った、いくつ
かの耐熱金属の溶解温度での重量当りの溶解度を示すグ
ラフの図である。
かの耐熱金属の溶解温度での重量当りの溶解度を示すグ
ラフの図である。
【図４】 この発明の１つの実施形態に従ったフィルタ
を含む真空アークスカル溶解および鋳造ファーネスシス
テムの概略図である。
を含む真空アークスカル溶解および鋳造ファーネスシス
テムの概略図である。
１０ システム、１２ 容器、１４ 受け器、１６ フ
ィルタ、１８ 溶融反応性金属合金、２０ フレーム、
２２ 多孔質面、２４ 開口部。
ィルタ、１８ 溶融反応性金属合金、２０ フレーム、
２２ 多孔質面、２４ 開口部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジェームズ・ディ・コットン
アメリカ合衆国、98027 ワシントン州、
イサクワ、エス・イー・フォーティフィフ
ス・プレイス、18706
Ｆターム(参考） 4E014 NA08
4K001 EA06
Claims (22)
- 【請求項１】 反応性金属合金からハードアルファ介在
物を濾過するためのシステムであって、前記システム
は、 溶融された形の反応性金属合金を保持することのできる
容器を含み、前記容器は、溶融された反応性金属合金を
注ぎ込むことができ、前記システムはさらに、 前記容器から注ぎ込まれた溶融された反応性金属合金を
受取るための受け器と、 前記受け器によって受取られる前に溶融された反応性金
属合金が通って、少なくともいくつかのハードアルファ
介在物が前記受け器に入ることを防ぐための、前記容器
と前記受け器との間に配置されたフィルタとを含み、前
記フィルタは、反応性金属合金の融点を越える融点を有
する材料から構成され、溶融された反応性金属合金内で
少なくとも部分的に不溶性である、反応性金属合金から
ハードアルファ介在物を濾過するためのシステム。 - 【請求項２】 前記フィルタと熱接触する加熱要素をさ
らに含み、前記加熱要素は、前記フィルタを予め加熱し
て、溶融された反応性金属合金が前記フィルタを通ると
きの前記フィルタ上での溶融された反応性金属合金の凝
固を制限することができる、請求項１に記載のシステ
ム。 - 【請求項３】 前記容器、受け器、およびフィルタが配
置される内部キャビティを規定するチャンバをさらに含
み、内部キャビティは外部環境とは区別され、前記加熱
要素は、電流を前記フィルタに流すことによって前記フ
ィルタを予め加熱することができる、請求項２に記載の
システム。 - 【請求項４】 前記フィルタは、複数の開口部を規定す
る多孔質面を含み、前記加熱要素は前記フィルタを予め
加熱して、前記フィルタの前記多孔質面が規定する開口
部内での溶融された反応性金属合金の凝固を制限する、
請求項２に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記フィルタの少なくとも一部は、ニオ
ブ、モリブデン、タンタル、レニウム、およびタングス
テンのうちの少なくとも１つを含む耐熱金属合金を含
む、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項６】 前記フィルタは、複数の開口部を規定す
る多孔質面を含み、該多孔質面は耐熱金属を含む、請求
項１に記載のシステム。 - 【請求項７】 耐熱金属は、ニオブ、モリブデン、タン
タル、レニウム、およびタングステンからなる群より選
択される、請求項６に記載のシステム。 - 【請求項８】 正の傾きを示すソルバス温度を有する反
応性金属合金は、チタンを含む、請求項１に記載のシス
テム。 - 【請求項９】 前記フィルタは、 フレームと、 前記フレームが多孔質面の周囲に延在するように、前記
フレーム内に配置される多孔質面とを含み、前記多孔質
面は複数の開口部を規定し、前記複数の開口部は、溶融
された形の反応性金属合金が通ることを可能にするよう
な大きさにされている、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記フィルタは、溶融された反応性金
属合金内で予め定められた重量パーセントよりも少ない
溶解度を有する材料を含む、請求項１に記載のシステ
ム。 - 【請求項１１】 前記フィルタの材料は、溶融された反
応性金属合金内で２５重量パーセントよりも少ない溶解
度を有する、請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】 前記フィルタは、少なくとも予め定め
られた量だけ反応性金属合金の融点よりも大きな融点を
有する材料を含む、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記フィルタの材料は、少なくとも摂
氏５００度だけ反応性金属合金の融点よりも大きな融点
を有する、請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 反応性金属合金からハードアルファ介
在物を濾過するためのフィルタであって、前記フィルタ
は、 フレームと、 前記フレームが多孔質面の周囲に延在するように、前記
フレーム内に配置される多孔質面とを含み、前記多孔質
面は、複数の開口部を規定し、前記複数の開口部は、少
なくともいくつかのハードアルファ介在物を反応性金属
合金から分離しながら、溶融された形の反応性金属合金
が前記開口部を通ることができるような大きさにされ、
前記多孔質面は、反応性金属合金の融点を越える融点を
有する材料から構成され、溶融された反応性金属合金内
で少なくとも部分的に不溶性である、反応性金属合金か
らハードアルファ介在物を濾過するためのフィルタ。 - 【請求項１５】 前記フィルタは、溶融された反応性金
属合金が前記多孔質面を通るときのフィルタ上での溶融
された反応性金属合金の凝固を制限するために予め加熱
され得る熱伝導性材料から形成される、請求項１４に記
載のフィルタ。 - 【請求項１６】 前記多孔質面は、ニオブ、モリブデ
ン、タンタル、レニウム、およびタングステンのうちの
少なくとも１つを含む耐熱金属合金を含む、請求項１４
に記載のフィルタ。 - 【請求項１７】 前記多孔質面は耐熱金属を含む、請求
項１４に記載のフィルタ。 - 【請求項１８】 耐熱金属は、ニオブ、モリブデン、タ
ンタル、レニウム、およびタングステンからなる群より
選択される、請求項１７に記載のフィルタ。 - 【請求項１９】 前記多孔質面は、溶融された反応性金
属合金内で予め定められた重量パーセントよりも少ない
溶解度を有する材料を含む、請求項１４に記載のフィル
タ。 - 【請求項２０】 前記多孔質面の材料は、溶融された反
応性金属合金内で２５重量パーセントよりも少ない溶解
度を有する、請求項１９に記載のフィルタ。 - 【請求項２１】 前記多孔質面は、少なくとも予め定め
られた量だけ反応性金属合金の融点よりも大きな融点を
有する材料を含む、請求項１４に記載のフィルタ。 - 【請求項２２】 前記多孔質面の材料は、少なくとも摂
氏５００度だけ反応性金属合金の融点よりも大きな融点
を有する、請求項２１に記載のフィルタ。
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