JP2017164817A - 表面コーティングを介しての金属合金の熱間加工性の改善 - Google Patents

表面コーティングを介しての金属合金の熱間加工性の改善 Download PDF

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Abstract

【課題】ひび割れセンシティブ合金を熱間加工する、より有効及び／又はよりコスト効果が高い方法を提供。【解決手段】熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、ガラス繊維の織布を合金加工物上に配置すること、ガラス繊維の織布を加熱して、合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、及び合金加工物を熱間加工することを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、合金インゴット及び他の合金加工物、これらを加工するための方法に関し、特に合金インゴット及び他の合金加工物の熱間加工性をそれらに表面コーティングを施すことによって改善するための方法に関する。
様々な合金は、「ひび割れセンシティブ」であると特徴付けられ得る。ひび割れセンシティブ合金からなるインゴット及び他の加工物は、熱間加工操作中に、それらの表面及び／又はエッヂに沿ってひび割れを形成する場合がある。ひび割れセンシティブ合金から物品を形成することは、例えば、鍛造又は他の熱間加工操作中に形成されたひび割れが、研磨除去又は別様に除去される必要があり、これが生産時間と費用を増加させ、並びに収率を減少させるために、問題になる。
鍛造及び押出法などのある熱間加工操作中に、ダイが合金加工物に力を加え、加工物を変形させる。ダイの表面と合金加工物の表面との間の相互作用は、熱移動、摩擦、及び摩耗に関与し得る。熱間加工中の表面及びエッヂのクラッキングを減少させる１つの従来の技術は、熱間加工前に合金加工物を金属合金製缶内に封入することである。例えば、円筒状加工物では、合金製缶の内径は、加工物の外径よりもわずかに大きくてもよい。合金加工物が、合金製缶内に挿入され得ることで、合金製容器は、加工物を緩やかに取り囲み、ダイが合金製缶の外側表面に接触する。合金製缶が、封入された加工物を断熱しかつ機械的に保護することによって、加工物のひび割れ形成の発生頻度を排除又は低減する。合金製缶は、加工物と合金製缶の内表面との間の空気間隙の作用によって、並びに合金加工物が環境へ熱を放出することを直接的に阻害することによっても合金加工物を断熱することが出来る。
合金加工物を缶に詰める操作は、様々な不都合をもたらす場合がある。例えば、ダイと合金製缶の外表面との間の機械的接触は、合金製缶を破砕してしまう可能性がある。１つの特定なケースでは、缶に詰められた加工物の据込引抜鍛造過程中に、合金製缶が引抜き操作中に破砕する場合もある。このような場合には、合金加工物は、複数の据込引抜鍛造操作のそれぞれの据込引抜サイクル間に再度缶に詰められる必要があり得、このことが、加工複雑性と費用を増加させる。更に、合金製缶は、作業者がひび割れ又は他の加工に誘起された欠陥に関して、缶に詰めされた合金加工物の表面を目で監視することを妨害する可能性もある。
前述の欠点を考慮すると、ひび割れセンシティブ合金を熱間加工する、より有効及び／又はよりコスト効果が高い方法を提供することは有益であろう。より一般的には、合金インゴット及び他の合金加工物の熱間加工性を改善するための方法を提供することは、有益であろう。
ある非限定的実施形態によると、合金インゴット及び他の合金加工物を処理加工するための方法が記載される。
本明細書に開示される様々な非限定的実施形態は、合金加工物に表面コーティングを施すことによる合金加工物の熱間加工性を改善するための方法を目的とする。本開示による１つの非限定的実施形態では、合金加工物を処理加工する方法は、ガラス材料を合金加工物の少なくとも一部分に付着させることと、このガラス材料を加熱して、合金加工物からの熱損失を低減する表面コーティングを合金加工物上に形成させることと、を含む。この方法の様々な非限定的実施形態では、このガラス材料は、ガラス繊維、ガラス粒子、及びガラステープから選択され得る。様々な非限定的実施形態では、ガラス材料を合金加工物
の少なくとも一部分に付着させることは、配置、噴霧、塗装、散布、ローリング、浸漬、巻き付け、及びテーピングの少なくとも１つを含む。様々な非限定的実施形態では、ガラス材料を加熱することは、ガラス材料を１０００°Ｆ〜２２００°Ｆの温度に加熱することを含む。様々な非限定的実施形態では、加工物は、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金から選択される材料を含む。この方法の様な非限定的実施形態では、加工物は、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、焼成予備成形品等を含んでも又はこれらから選択されてもよい。この方法の様々な非限定的実施形態では、方法は、ガラス材料を加熱することに引き続いて、ダイ又はロールの少なくとも１つで力を加え、加工物を変形させること、熱間加工が鍛造及び押出法の少なくとも１つを含むことにおいてｘｘ、加工物を熱間加工することは、鋳造および押し出し、加工物を冷却することと、ショットブラスティング、研削、剥離、及び旋削によって、表面コーティングを加工物から除去すること、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、から選択される１つ以上の工程を更に含む。
本開示による追加の非限定的実施形態では、加工物を熱間加工する方法は、ガラス繊維のブランケットを合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることと、ガラス繊維のブランケットを加熱して、加工物上に表面コーティングを形成させることと、ダイおよびロールの少なくとも１つが加工物の表面上の表面コーティングに接触する中で、ダイ又はロールの少なくとも１つで加工物に力を加え、加工物を変形させることと、表面コーティングの少なくとも一部分を加工物から除去すること、とを含む。様々な非限定的実施形態では、ダイ及びロールの少なくとも１つが、加工物の表面上の表面コーティングの少なくとも１つの残余物に接触する。この方法の様々な非限定的実施形態では、加工物は、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、焼成予備成形品等を含んでもよいか又はこれらから選択されてもよい。
本開示による他の非限定的実施形態は、本開示のいずれかの方法により作製され又は加工処理された合金加工物を目的とする。
本開示による更に他の非限定的実施形態は、本開示のいずれかの方法により作製され又は加工処理された合金加工物から作られた製品を目的とする。この様な製品としては、例えば、ジェットエンジン構成部品、地上接地タービン構成部品、バルブ、エンジン構成部品、シャフト、及び締結具が挙げられる。
本明細書に記載される様々な非限定的実施形態は、添付の図面と兼ね合わせて以下の説明を考察することによって、より深く理解され得る。
本明細書に開示されるある非限定的実施形態による流れ図である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による合金加工物の写真である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による、そこに配置されたガラス繊維ブランケットを備える図２の加工物の写真である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による加工物からの熱損失を低減する表面コーティングを備える図３の合金加工物の写真であり、ここでは、加工物は熱間加工されている。 図６及び７に示す表面コーティングを欠如する合金加工物の鍛造中並びに図６及び７に示す表面コーティングを含有する加工物の鍛造中の表面温度を経時的にプロットする図表である。 表面コーティングを欠如する鍛造した合金加工物の写真（各写真の右にある加工物）及び表面コーティングを含有する図４の鍛造した加工物の写真である（各写真の左側の加工物）。 表面コーティングを欠如する鍛造した合金加工物の写真（各写真の右にある加工物）及び表面コーティングを含有する図４の鍛造した加工物の写真である（各写真の左側の加工物）。 表面コーティングを欠如する合金加工物（「ＡＩＲ ＣＯＯＬ」）及び本明細書に開示される非限定的実施形態により、そこに表面コーティングを有する合金加工物の冷却中に温度を経時的にプロットする図表である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による、表面コーティングをそこに含有する合金加工物の写真である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による、表面コーティングを欠如する一部分と表面コーティングをそこに含有する一部分とを備える熱鍛造した合金加工物の写真である。 加工物から表面コーティングの少なくとも一部分を除去した後の図１０の加工物の領域の写真である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による、そこに表面コーティングを有する合金加工物の写真である。 本明細書に開示される非限定的実施形態による、そこに配置されたガラステープを備える合金加工物の写真である。
ある非限定的実施形態の説明
本明細書で一般的に使用するとき、用語「本質的になる」及び「なる」は、用語「含む」に包含される。
本明細書で一般的に使用するとき、特に複数であるかどうかに言及しない場合、別に指示されない限り、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を指す。
本明細書で一般的に使用するとき、用語「含む including」及び「有する having」は、「含む comprising」を意味する。
本明細書で一般的に使用するとき、用語「軟化点」とは、特定のガラス材料がそれ以上剛性固体として挙動せず、それ自体の重量下で沈下し始める最低温度を指す。
本明細書で一般的に使用するとき、用語「約」とは、所定の測定値の性質及び精度で測定された量に関する誤差の許容可能な程度を指す。典型的な例示的誤差の程度は、所定の値又は値の範囲の２０％以内、１０％以内、又は５％であり得る。
本明細書に規定される全ての数値量は、別に指示されない限り、用語「約」によって全ての現実値において修正されていると理解されるべきである。本明細書で開示される数値量は、近似であり、各々の数値は、記載された値及びその値の周辺の機能的に等価な範囲の双方を意味するよう意図される。最低でも、並びに等価物の原理の特許請求の範囲への適用を制限しようとするものとしてではなく、各数値は、報告された有効数字の数を考慮し、かつ通常の切り上げ技術を適用することによって解釈されるべきである。本明細書に記載される数値量の近似とは別に、実際に測定された値のある実施例で記載される数値量が、可能な限り正確に報告されている。
本明細書に記載される全ての数値範囲は、その中に組み込まれる全ての部分範囲を包含する。例えば、「１〜１０」の範囲及び１と１０との間は、１の記載された最小値と１０の記載された最大値との間及びそれらを含む全ての部分範囲を包含するよう意図される。本明細書に記載の任意の最大数値限界は、全てのより低い数値限界を包含するよう意図される。本明細書に記載の任意の最小数値限界は、全てのより高い数値限界を包含するよう意図される。
以下の説明において、ある詳細が、本明細書に記載される物品及び方法の様々な非限定的実施形態の完全な理解をもたらすよう述べられている。当業者であれば、本明細書に記載される非限定的実施形態は、これら詳細なしに実行され得ることを理解されるであろう。他の例では、この物品及び方法に関連する周知の構造及び方法は、本明細書に記載される非限定的実施形態の説明を不要に混乱させることを回避するために、示されなくとも又は記載されなくともよい。
本開示は、物品及び方法の多様な非限定的実施形態の様々な特徴、態様、及び利点を説明する。しかしながら、本開示は、本明細書に記載される多様な非限定的実施形態の様々な特徴、態様、及び利点のいずれかと組み合わせることによって達成され得る多数の代替的実施形態を包含することが理解される。
例えば鍛造操作及び押出法操作などの熱間加工操作中に、加工物を可塑的に変形させるために、加工物の再結晶化温度以上などの周囲温度を超える温度で、合金インゴット又は他の合金加工物に力が加えられ得る。加工操作を実行する合金インゴット又は他の合金加工物の温度は、加工物の表面に力を機械的に加えるよう使用されるダイ又は他の構造の温度を超えることができる。この加工物は、周囲空気への熱損失及びその表面と接触するダイ又は他の構造との間の熱勾配オフセットによるその表面の冷却のために、温度勾配を形成し得る。この温度勾配は、熱間加工中の加工物の表面クラッキングに寄与し得る。表面クラッキングは、合金インゴット又は他の合金加工物がひび割れセンシティブな合金から形成されている状況では特に問題である。
ある非限定的実施形態によると、合金加工物は、ひび割れセンシティブな合金を含み得る。例えば、様々なニッケル基合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、コバルト基合金、及びニッケル基超合金などの超合金は、特に熱間加工操作中に、ひび割れセンシティブであり得る。合金インゴット又は他の加工物は、このようなひび割れセンシティブな合金及び超合金から形成され得る。例えば、ひび割れセンシティブな合金加工物は、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金から選択される合金又は超合金から形成され得るが、これらに限定されない。本明細書に記載される方法は、ひび割れセンシティブな合金に関連しての使用のために有利であるが、この方法はまた、例えば、熱間加工温度での比較的低い延性によって特性化される合金、１０００°Ｆ〜２２００°Ｆの温度で熱間加工される合金、及び一般的にはクラッキングを生じる傾向がない合金が挙げられる任意の合金に全般的に適用可能である。本明細書で使用するとき、用語「合金」とは、通常の合金及び超合金を包含する。当業者であれば理解されるように、超合金は比較的良好な表面安定性、腐食及び酸化耐性、高強度、並びに高温での耐クリープ性を呈する。様々な非限定的実施形態では、合金加工物は、インゴット、ビレット、バー、プレート、焼成予備形成品等を含んでもよく又はこれらから選択されてもよい。
合金インゴット又は他の合金加工物は、例えば、通常の冶金法又は粉末冶金法を用いて成形され得る。例えば、様々な非限定的実施形態では、合金インゴット又は他の合金加工物は、ＶＩＭ−ＶＡＲ操作として既知の、真空誘導融解（ＶＩＭ）と真空アーク再融解（ＶＡＲ）の組み合わせによって成形され得る。様々な非限定的実施形態では、合金加工物は、三重融解法によって成形されてもよく、この場合、ＶＩＭ操作とＶＡＲ操作の中間でエレクトロ再融解（ＥＳＲ）操作が実施され、ＶＩＭ−ＥＳＲ−ＶＡＲ（すなわち、三重融解）シーケンスを提供する。他の非限定的実施形態では、合金加工物は、溶融合金の噴霧化並びに得られた冶金粉末の回収及びその合金加工物中への圧密化を含む粉末冶金操作を使用して成形され得る。
ある非限定的実施形態では、合金インゴット又は他の合金加工物は、溶射成形操作を使用して成形され得る。例えば、ＶＩＭが使用され、供給材料からベース合金を調製し得る。ＥＳＲ操作は、ＶＩＭ後に必要に応じて使用されてもよい。溶融合金が、ＶＩＭ又はＥＳＲ融解プールから抽出され、融解液滴を形成することができる。この溶融合金が、例えば、低温壁誘導ガイド（ＣＩＧ）を使用して、溶融プールから抽出され得る。溶融合金液滴が、溶射成形操作を使用して堆積され、凝固合金加工物を成形することができる。
ある非限定的実施形態では、合金インゴット又は他の合金加工物は、高温静水圧プレス法（ＨＩＰ）を使用して成形され得る。ＨＩＰとは、一般的には、粉末材料を一体化した予備成形品に圧縮かつ硬化するために、例えばアルゴンなどの高圧及び高温ガスの静水圧の適用を指す。この粉末は、ガスと圧縮されかつ硬化される粉末との間の圧力バリアーとして機能する気密封入容器によって、高圧及び高温ガスから分離され得る。この気密封入容器は、粉末を圧縮するよう可塑的に変形することができ、高温が個々の粉末粒子を一緒に効果的に焼成し、一体化した予備成形品を成形する。均一な圧縮圧が粉末全体に加えられ得、均質な密度分布が予備成形物において達成され得る。例えば、近等原子のニッケル−チタン合金粉末が、例えばスチール缶などの金属製容器内に装填され、吸着された水分及び閉じ込められたガスを除去するようガス放出され得る。近等原子ニッケル−チタン合金粉末を含有する容器は、例えば、溶接によるなどで、真空下で気密密閉され得る。次いで、密閉された容器が、ニッケル−チタン合金粉末の完全な高密度化を容器内で達成するために十分な温度及び圧力下でＨＩＰされ得、これによって、完全に高密度化された近等原子のニッケル−チタン合金予備成形品を成形する。
ある非限定的実施形態によると、合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的には、無機材料を合金加工物の少なくとも一部分上に付着させることと、この無機材料を加熱して、加工物からの熱損失を低減させる表面コーティングを形成することとを含む。この無機材料は、例えば、繊維、粒子、及びテープから選択される材料を含む１つ以上の断熱材料を含んでもよい。この無機材料は、例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化ホウ素等の１つ以上を含んでもよい。この無機材料は、例えば、５００°Ｆ〜２５００°Ｆ及び１０００°Ｆ〜２２００°Ｆなどの５００°Ｆ以上の融点又は軟化点を有してもよい。この方法は、例えば、無機材料を合金加工物の表面の少なくとも一部分上に付着させることと、無機材料を加熱して、加工物上に表面コーティングを形成し、加工物からの熱損失を低減させることと、を含むことができる。様々な非限定的実施形態では、無機材料を加熱することは、１０００°Ｆ〜２２００°Ｆなどの鍛造温度で無機材料を加熱することを含む。無機材料の組成及び形態は、鍛造温度で粘性表面コーティングを形成するよう選択され得る。この表面コーティングは、合金加工物の表面に接着することができる。表面コーティングは、接着表面コーティングとして特性化され得る。表面クラッキングを排除又は低減することに加えて、本開示による表面コーティングはまた、熱間加工操作中の合金インゴット又は他の合金加工物の表面を滑らかにすることも可能である。
図1を参照すると、本開示による熱クラッキングを低減させる合金加工物を処理加工する方法の非限定的実施形態は、一般的には、無機ガラス材料を合金インゴット又は他の合金加工物の一部上に付着させることと、このガラス材料を加熱して、加工物上に表面コーティングを形成させて、加工物からの熱損失を低減させることと、を含む。このガラス材料は、ガラス繊維、ガラス粒子、及びガラステープの１つ以上を含む断熱材料を含むことができる。加工物上に提供されるガラス材料は、ガラス材料が好適な温度で加熱される場
合、加工物上に粘性表面コーティングを形成し得る。このガラス材料の組成及び形態は、鍛造温度で粘性の表面コーティングを形成するよう選択され得る。ガラス材料表面コーティングは、加工物の表面に接着し、熱間加工まで並びに熱間加工中に表面上に保持され得る。ガラス材料表面コーティングは、接着表面コーティングとして特性化されることができる。ガラス材料を加熱することによってもたらされるガラス材料表面コーティングは、加工物からの熱損失を低減させ得、並びに鍛造、押出法、又は合金加工物を別様で加工することから生じる表面クラッキングの発生頻度を、このような表面コーティングを欠如する別の同様な合金加工物に比較して排除又は低減させ得る。表面クラッキングを排除又は低減させることに加えて、本開示によるガラス材料表面コーティングはまた、熱間加工操作中に合金加工物の表面を滑らかにすることも可能である。
ある非限定的実施形態では、無機繊維は、ガラス繊維を含むことができる。このガラス繊維は、連続繊維及び／又は不連続繊維を含むことができる。不連続繊維は、例えば、連続繊維を切断するか又は細断することにより作製されてもよい。このガラス繊維は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＭｇＯの１つ以上を含んでもよい。このガラス繊維は、例えば、ケイ酸アルミン酸マグネシウム繊維を含んでもよい。このガラス繊維は、例えば、Ｅ−ガラス繊維、Ｓ−ガラス繊維、Ｓ２ガラス繊維、及びＲ−ガラス繊維からなる群から選択されるケイ酸アルミン酸マグネシウム繊維を含んでもよい。Ｅ−ガラス繊維は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、及び他の酸化物の１つ以上を含むことができる。Ｓ−ガラス繊維及びＳ２−ガラス繊維は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯの１つ以上を含むことができる。Ｒ−ガラス繊維は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、及びＭｇＯの１つ以上を含むことができる。ある非限定的実施形態では、この無機繊維は、耐火セラミック繊維を含んでもよい。この耐火セラミック繊維はアモルファスであり得、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、及びＺｒＯ２の１つ以上を含むことができる。
ある非限定的実施形態によると、複数のガラス繊維は、ブンドル、ストリップ又はトウ、織布、及びボードの１つ以上を含んでもよい。本明細書で一般的に使用されるとき、「織布」とは、織られた、編まれた、フェルト化された、融合された材料、又は不織布材料、若しくは繊維から構成された別のものを指す。この織布は、複数の繊維を一緒に保持するための結合剤を含んでもよい。ある非限定的実施形態では、この織布は、糸、ブランケット、マット、紙、フェルト等を含んでもよい。ある非限定的実施形態では、ガラス繊維は、ガラスブランケットを含んでもよい。このガラスブランケットは、例えば、Ｅ−ガラス繊維を含むことができる。本開示による実施形態において有用であるＥ−ガラス繊維を含む例示的ガラスブランケットとしては、０．０６２インチの厚さを有する「Ｓｔｙｌｅ ４１２」及び「Ｓｔｙｌｅ ４１２Ｂ」の商品名でＡｎｃｈｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓａｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｋｅｒｎｅｒｓｖｉｌｌｅ，ＮＣ）から市販される繊維、２４ｏｚ．／ｙｄ２の重量及び１０００°Ｆの温度定格を有するＥ−ガラス繊維が挙げられるが、これに限定されない。例えば、このガラス織布は、例えば、Ｅ−ガラスブランケットなどの繊維ガラスブランケットを含んでもよい。この織布は、加工物の少なくとも一部分を覆うために任意の好適な幅及び長さを有することができる。織布の幅及び長さは、加工物の寸法及び／又は形状にしたがって異なることができる。織布の厚さは、織布の熱伝導性に従って異なることも可能である。ある非限定的実施形態では、織布は、５〜２０ｍｍ又は８〜１６ｍｍなどの１〜２５ｍｍの厚さを有し得る。
ある非限定的実施形態によると、無機粒子は、ガラス粒子を含むことができる。このガラス粒子は、「フリット」又は「フィラー」と呼ばれる場合がある。このガラス粒子は、例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、ナトリウム及び酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化ホウ素等の１つ以上を含むことができる。ある非限定的実施形態では、例えば、ガラス粒子は、鉛を含まないか、又は痕跡レベルの鉛を含むことが可能である。ある実施形態では、ガラス粒子は、１４００〜１８５０°Ｆ、１８５０〜２０５０°Ｆ、１８５０〜２１００°Ｆ、又は１９００〜２３００°Ｆなどの１４００〜２３００°Ｆの金属熱間加工範囲を有し得る。本開示による実施形態で有用な例示的ガラス粒子としては、商品名「Ｏｘｙｌｕｂ−３２７」、「Ｏｘｙｌｕｂ−８１１」、「Ｏｘｙｌｕｂ−７０９」、及び「Ｏｘｙｌｕｂ−９２１」でＡｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）から市販される材料が挙げられる。
ある非限定的実施形態によると、無機テープは、ガラステープを含むことができる。ある実施形態では、このガラステープはガラス裏材と接着剤とを含むことができる。このガラス裏材は、例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、ナトリウム及び酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化ホウ素等の１つ以上を含んでもよい。このガラス裏材は、ガラス糸、ガラス織布、及びガラス布などのガラス繊維を含んでもよい。このガラス裏材は、ガラスフィラメントを含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、ガラステープは、ガラス繊維フィラメント補強包装テープを含み得る。様々な非限定的実施形態では、このガラステープは、ガラス布裏材又はガラス糸又はフィラメントで充満させたテープを有する接着テープを含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、このガラステープは、連続するガラス糸で補強されたポリプロピレン裏材を含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、このガラステープは、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３３３０による、幅（６０Ｎ／１００ｍｍの幅）での約５５ｏｚ．／ｉｎの鋼への接着；ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３７５９による幅（５２５０Ｎ／１００ｍｍの幅）での約３００ｌｂｓ／ｉｎの引張強度；ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３７５９による約４．５％の破断での延び；及び／又はＡＳＴＭ試験法Ｄ−３６５２による約６．０ミル（０．１５ｍｍ）の全体の厚さが挙げられる特性を有することができる。本開示による実施形態において有用な例示的ガラステープは、商品名ＳＣＯＴＣＨ（登録商標）Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｔａｐｅ ８９３で３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている。
ある非限定的実施形態によると、合金インゴット又は他の合金加工物を、熱間加工中に熱クラッキングを低減させる方法で処理加工する方法は、一般的には、ガラス織布を加工物の少なくとも一部分上に配置させることを含む。ある非限定的実施形態では、この織布は、加工物の表面の実質的部分上に配置され得る。合金加工物の表面は、例えば、円周囲面及びこの円周囲面の各端部で配置された２つの外側面を含むことができる。ある非限定的実施形態では、織布は、円筒状合金加工物の円周囲表面の実質的部分上に配置され得る。ある非限定的実施形態では、織布は、円筒状加工物の円周囲面と、円筒状加工物の少なくとも１つの外側面に配置され得る。少なくとも１つの非限定的実施形態では、ガラスブランケットが、円筒状加工物の円周囲面の少なくとも一部分と、円筒状加工物の少なくとも１つの外側面に配置され得る。ある非限定的実施形態では、２枚、３枚、又はそれ以上など１枚以上のガラス織布が、それぞれ円筒状加工物の円周囲面の少なくとも一部分及び／又は円筒状加工物の少なくとも１つの外側面に配置され得る。例えば、織布は、加工物の円周囲面の周りに織布を横方向に巻き付けることによって配置され得る。当業者であれば、ある非限定的実施形態において、ガラス織布が、接着剤及び／又は、例えばガラステープ及びベールワイヤなどの機械的締結具を使用して加工物に固定され得ることが理解されるであろう。
ある非限定的実施形態では、熱間加工中の熱クラッキングを低減させるように合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、加工物の表面の少なくとも一部分上にガラス織布を配置させる工程を繰り返すことを含むことができる。例えば、織布は、少なくとも１回、２回、３回、４回、又は４回以上にわたって加工物の周りに巻き付けられてもよい。ある非限定的実施形態では、織布は、所定の厚さが達成されるまで、加工物の周りに巻き付けられてもよい。あるいは、所定の厚さが達成されるまで、１つ以上のガラス織布が、円筒状加工物の円周囲面の少なくとも一部分並びに円筒状加工物の各外側面の少なくとも１つに配置されてもよい。例えば、この所定の厚さは、１０ｍｍ〜４０ｍｍなどの１ｍｍ〜５０ｍｍであってもよい。少なくとも１つの非限定的実施形態では、この方法は、加工物の表面の少なくとも一部分に第１のガラス織布を配置することと、第１のガラス織布の少なくとも１つ及び加工物の表面の少なくとも一部分に第２のガラス織布を配置されることとを含んでもよい。第１のガラス織布及び第２のガラス織布は、同一の又は異なる無機材料を含んでもよい。例えば、第１のガラス織布がＥ−ガラスブランケットを含み、第２のガラス織布が第２のＥ−ガラス織布を含むことが可能である。１つの非限定的実施形態では、第１のガラス織布がＥ−ガラスブランケットを含み、第２のガラス織布が、アルミナ−シリカ耐火粘度から作成された材料であるＫＡＯＷＯＯＬブランケットなどのセラミックブランケットを含むことが可能である。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう加工物を処理加工する方法は、一般的には、加工物の表面の少なくとも一部分上にガラス粒子を付着させることを含む。ある非限定的実施形態では、この粒子は、加工物の表面の実質的部分上に付着され得る。ある非限定的実施形態では、この粒子は、円筒状加工物の円周囲面上及び／又は円筒状加工物の少なくとも１つの外側面に付着され得る。加工物の表面上に粒子を付着させることは、例えば、ローリング、浸漬、噴霧、刷毛塗、及び散布の１つ以上を含むことができる。この方法は、粒子を付着させることに先立って、加工物を所定の温度まで加熱することを含んでもよい。例えば、加工物は、１０００°Ｆ〜２０００°Ｆ、及び１５００°Ｆなどの鍛造温度まで加熱され得、ガラス粒子床で回転され、ガラス粒子を加工物の表面上に付着させる。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的には、ガラステープを加工物の表面の少なくとも一部上に配置させることを含むことができる。ある非限定的実施形態では、このテープは、加工物の表面の実質的部分上に配置され得る。ある非限定的実施形態では、このテープは、円筒状加工物の円周囲面及び／又は加工物の少なくとも１つの外側面上に配置され得る。加工物の表面上にテープを配置させることは、例えば、巻き付け及びテーピングの１つ以上を含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、例えば、テープを加工物の円周囲面の周りに横方向に巻き付けることによって、テープが配置され得る。ある非限定的実施形態では、テープを加工物の表面上に接着させることによって、テープが表面上に配置され得る。ある非限定的実施形態では、テープは、円筒状合金加工物の表面の少なくとも一部分及び／又はガラスブランケットの少なくとも一部分上に配置されてもよい。例えば、図１３は、合金インゴットの形態の合金加工物の写真であり、これは、加工物の円周囲面上と加工物の対向する端部または面上に配置されたガラステープを有する。
ある非限定的実施形態では、熱クラッキングを低減させるように合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、加工物の表面の少なくとも一部分上にガラステープを配置させる工程を１回以上にわたり繰り返すことを含むことができる。例えば、テープは、少なくとも１回、２回、３回、４回、又は４回以上にわたって加工物の周りに巻き付けられてもよい。少なくとも１つの非限定的実施形態では、この方法は、加工物の表面の少なくとも一部分に第１のガラステープを巻き付けることと、第１のガラステープの少なくとも１つ及び加工物のテープが巻かれていない表面の少なくとも一部分に第２のガラステープを巻き付けることとを含んでもよい。１つの非限定的実施形態では、この方法は、第１のガラステープを加工物の表面の少なくとも一部にテーピングすることと、第１のガラステープの少なくとも１つに及び加工物のテープが巻かれていない表面に第２のガラステープをテーピングすることとを含んでもよい。第１のガラステープ及び第２のガラステープは、同一の又は異なる無機材料を含んでもよい。ある非限定的実施形態では、所定の厚さが達成されるまで、テープが合金加工物上に配置され得る。あるいは、所定の厚さが達成されるまで、１つ以上のガラステープが円筒状合金インゴット又は他の合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上と、円筒状加工物の各外側面の少なくとも１つに配置され得る。所定の厚さは、例えば、１０ｍｍ〜４０ｍｍなどの１ｍｍ未満から５０ｍｍであることができる。
ある非限定的実施形態によると、合金加工物上に提供されたガラス材料は、ガラス材料が加熱される場合、加工物上に粘性表面コーティングを形成し得る。ガラス材料をその上に含む加工物は、炉内で加熱され得る。ガラス材料の組成は、鍛造温度で粘性表面コーティングを形成するよう選択され得る。例えば、ガラス材料を含む酸化物が、鍛造温度などの所定の温度にて融点又は軟化点を有するガラス材料をもたらすよう選択されてもよい。別の例では、ガラス材料の形態、すなわち、繊維、粒子、テープ、及びこれらの任意の組み合わせが、鍛造温度などの所定の温度にて粘性表面コーティングを形成するよう選択されてもよい。加工物の表面上に提供されたガラス織布は、ガラス材料が、例えば１９００°Ｆ〜２１００°Ｆの温度にて、炉内で加熱される場合、粘性表面コーティングを形成することができる。加工物の表面上に提供されたガラス粒子は、ガラス材料が、例えば１４５０°Ｆ〜１５５０°Ｆの温度にて、炉内で加熱される場合、粘性表面コーティングを形成することができる。加工物の表面上に提供されたガラステープは、ガラス材料が、例えば１９００°Ｆ〜２１００°Ｆの温度にて、炉内で加熱される場合、粘性表面コーティングを形成することができる。
ある非限定的実施形態によると、合金インゴット又は他の合金加工物の表面上に提供された表面コーティングは、接着表面コーティングとして特性化され得る。この粘性表面コーティングは、表面コーティングが冷却される場合、接着表面コーティングを形成することができる。例えば、表面コーティングを備える加工物が炉から取り出される際に、粘性表面コーティングは、接着表面コーティングを形成することができる。表面コーティングは、表面コーティングが加工物表面から即時に流れ出ない場合、「接着性」であると特性化され得る。例えば、様々な非限定的実施形態では、合金インゴット又は他の合金加工物が炉から取り出される際に、コーティングが表面から即時に流れ出ない場合に、表面コーティングは「接着性」であると考えられ得る。別の例では、様々な非限定的実施形態において、長手方向軸が、例えば水平表面に対して４５°〜１３５°などの垂直に配向されるように加工物が配置されるように加工物が配置された時コーティングが円周囲面から即時流れ出さない場合、長手方向軸を有する合金加工物の円周囲面上の表面コーティング及び円周囲面は、「接着性」であると考えられる。加工物が炉から取り出される際に表面コーティングが加工物の表面から即時流出する場合、表面コーティングは「非接着性」であると特性評価され得る。
合金が熱間加工され得る全体の温度範囲は、合金においてひび割れ形成が開始するときの温度と、無機材料の組成及び形態を考慮に入れることができる。熱間加工操作のための所与の開始温度で、合金においてひび割れ形成が開始する温度に差があるために、一部の合金は他の合金よりもより大きな温度範囲にわたって効果的に熱間加工され得る。比較的小さい熱間加工温度範囲（すなわち、合金が熱間加工され得る最低温度とひび割れ形成が開始する温度との間の差）を有する合金については、無機材料の厚さは、下側にある加工物が、ひび割れ形成が開始する脆性温度範囲にまで冷却することを阻害又は抑制するために、比較的厚くてもよい。同様に、より大きな熱間加工温度範囲を有する合金については、無機材料の厚さは、下側にある合金インゴット又は他の合金加工物が、ひび割れ形成が開始する脆性温度範囲にまで冷却することを阻害又は抑制するために比較的薄くてもよい。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的に、無機材料を加熱して、加工物上に表面コーティングを形成させることを含む。無機材料を加熱することは、例えば、表面コーティングを形成させるために、無機材料を５００〜１５００°Ｆ、１０００〜２０００°Ｆ、１５００°Ｆ〜２０００°Ｆ、又は２０００〜２５００°Ｆなどの５００〜２５００°Ｆの温度に加熱することを含む。ある非限定的実施形態では、ガラスブランケット及びガラステープなどの無機繊維は、２０００〜２５００°Ｆの温度に加熱され得る。ある非限定的実施形態では、ガラス粒子などの無機材料は、１５００〜２０００°Ｆの温度に加熱され得る。ある非限定的実施形態では、この温度は、無機材料の融点を超えるものであってもよい。ある非限定的実施形態では、この温度は、無機材料の温度定格を超えるものであってもよい。様々な非限定的実施形態では、この温度は、ガラス織布、ガラス粒子、及び／又はガラステープの融点を超えるものであってもよい。１つの非限定的実施形態では、この温度は、ガラスブランケットの融点を超えるものであってもよい。当業者であれば理解されるように、無機材料は特定の融点を有さずともよく、「軟化点」によって特性評価されてもよい。例えば、ＡＳＴＭ試験法Ｃ３３８−９３（２００８）は、ガラスの軟化点を決定するための標準試験法を提供する。したがって、ある非限定的実施形態では、無機材料は、少なくとも無機材料の軟化点である温度に加熱され得る。
ある非限定的実施形態では、表面コーティングは、合金加工物の表面の少なくとも一部部分上に形成され得る。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、加工物の表面の実質的部分上に形成され得る。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、加工物の表面を保護完全に覆ってもよい。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、合金加工物の円周囲面上に形成されてもよい。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、加工物の円周囲面上と、加工物の少なくとも１つの外側面上に形成されてもよい。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、無機材料を含まない加工物の表面の少なくとも一部分上に形成されてもよい。例えば、無機材料は加工物の表面の少なくとも一部分上に付着され得る。この無機材料は、加熱される場合融解することができる。融解した無機材料は、無機材料が付着されていない加工物の表面の一部まで流れることができる。
無機材料は、加熱される場合、表面コーティングをその上に形成するのに十分な厚さで付着され得、この表面コーティングは接触するダイの表面から下側にある加工物表面を隔離することによって、熱間加工中に下側にある加工物表面が非常に容易にひび割れを形成する温度まで、下側にある加工物表面が冷えてしまうことを阻害又は抑制する。このように、より高い熱間加工温度は、一般的に、より大きな表面コーティング厚さの優先性と相関することができる。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、加工物からの熱損失を低減するために好適な厚さを有し得る。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、及び約１ｍｍなどの０．１ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有することができる。いかなるある理論に束縛されるものではないが、表面コーティングは、合金加工物からの熱損失を低減し、及び／又は熱間加工中のダイ又は他の接触表面に対する加工物の滑り性を増加させることが可能である。この表面コーティングは、対流、伝導、及び／又は放射を通しての加工物からの熱損失に対する熱バリアーとして作用し得る。ある非限定的実施形態では、この表面コーティングは、熱間加工操作中の合金加工物の表面摩擦を低減しかつ滑沢剤として作用することによって、熱間加工操作、例えば鍛造及び押出法中の加工物の滑り性を増加させることができる。ある非限定的実施形態では、無機材料は、熱間加工操作中に加工物を滑らかにするのに十分な厚さまで堆積され得る。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的に、表面コーティングを有する加工物を冷却することを含むことができる。加工物を冷却することは、表面コーティングを冷却することを含み得る。ある非限定的実施形態では、加工物を冷却することは、加工物を空気冷却することを含み得る。ある非限定的実施形態では、加工物を冷却することは、例えば、ＫＡＯＷＯＯＬブランケットなどのセラミックブランケットを表面コーティングの少なくとも１つ及び加工物の表面の少なくとも一部分に配置することを含むことができる。ある非限定的実施形態では、加工物の表面は、室温まで冷却されてもよい。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的に、表面コーティングの少なくとも一部分及び／又は表面コーティングの残余物を加工物から除去することを含むことができる。ある非限定的実施形態では、この方法は、熱間加工後に、表面コーティングの少なくとも一部分及び／又は表面コーティングの残余物を、加工物を熱間加工することによって作成された生成物から除去することを含み得る。表面コーティング又は残余物を除去することは、例えば、ショットブラスティング、研削、剥離、及び旋削の１つ以上を含んでもよい。ある非限定的実施形態では、熱加工された加工物を剥離することは、旋盤加工を含んでもよい。
初期加工物成形の後であるが、無機材料を付着させる前及び／又は合金加工物の熱間加工に引き続いて、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する非限定的方法は、一般的に、加工物を加熱すること及び／又は加工物の表面を調整することを含んでもよい。ある非限定的実施形態では、合金加工物は、高温に曝され、合金組成及び加工物の微細構造を均質化することができる。この高温は、合金の再結晶温度以上ではあるが、合金の融点温度以下であり得る。例えば、加工物は鍛造温度まで加熱され得、無機材料がそれに付着され得、そして加工物が再加熱され、そこに表面コーティングを形成することができる。加工物をその温度に持っていくために必要な炉時間を短縮させるために、無機材料を付着させる前に、加工物が加熱され得る。合金加工物は、例えば、加工物の表面を研削及び／又は剥離することによって、表面調整され得る。加工物は砂で磨くかおよび又はバフ仕上げをまたしてもよい。表面調整操作は、例えば、高温での均質化処理などの任意選択の熱処理工程の前及び／又は後で実施されてもよい。
ある非限定的実施形態によると、熱クラッキングを低減させるよう合金インゴット又は他の合金加工物を処理加工する方法は、一般的に、加工物を熱間加工することを含むことができる。加工物を熱間加工することは、加工物に力を加え、加工物を変形させることを含むことができる。この力は、例えば、ダイ及び／又はロールで加えられ得る。ある非限定的実施形態では、加工物を熱間加工することは、１５００°Ｆ〜２５００°Ｆの温度で加工物を熱間加工することを含んでもよい。ある非限定的実施形態では、加工物を熱間加工することは、鍛造操作及び／又は押出法操作を含んでもよい。例えば、加工物の表面の少なくとも１つの領域上に付着された表面コーティングを有する加工物は、据込鍛造され得るか及び／又は引抜鍛造され得る。様々な非限定的実施形態では、この方法は、加工物上への表面コーティングの形成後に、鍛造によって加工物を熱間加工することを含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、この方法は、加工物上への表面コーティングの形成後に、１５００°Ｆ〜２５００°Ｆの温度での鍛造によって加工物を熱間加工することを含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、この方法は、加工物上への表面コーティングの形成後に、押出法によって加工物を熱間加工することを含んでもよい。様々な非限定的実施形態では、この方法は、加工物上への表面コーティングの形成後に、１５００°Ｆ〜２５００°Ｆの温度での押出法によって加工物を熱間加工することを含んでもよい。
据込及び引抜鍛造操作は、据込鍛造の１つ以上のシーケンスと引抜鍛造の１つ以上のシーケンスとを含むことができる。引抜鍛造操作中に、加工物の端表面が、加工物に力を加える鍛造用ダイと接触し得ることで、これが加工物の長さを圧縮し、かつ加工物の断面を増加させる。引抜操作中には、側表面（例えば、円筒状加工物の円周囲面）が、加工物に力を加える鍛造用ダイと接触し得ることで、これが加工物の断面を圧縮し、かつ加工物の長さを増加させる。
様々な非限定的実施形態では、加工物の表面の少なくとも１つの領域上に付着された表面コーティングを有する合金インゴット又は他の合金加工物は、１つ以上の据込及び引抜鍛造操作にかけられることができる。例えば、三重据込及び引抜鍛造操作においては、加工物が先ず据込鍛造され、次いで引抜鍛造され得る。合計で３回の順次据込及び引抜鍛造操作のために、この据込及び引抜シーケンスが２回以上繰り返されることができる。様々な非限定的実施形態では、加工物の表面の少なくとも１つの領域上に堆積された表面コーティングを有する加工物は、１回以上の押出法にかけられてもよい。例えば、押出法操作において、円筒状加工物が、円筒状のダイを通るよう押し込まれ、これによって加工物の直径を減少させかつ長さを増加させることができる。他の熱間技術は当業者には明らかであろうし、本開示による方法は、過度の実験を必要とすることなく、このような他の技術の１つ以上での使用に適合され得る。
様々な非限定的実施形態では、本明細書に開示される方法は、鋳造物、固結物、又はスプレー成形インゴットの形態の合金インゴットからの鍛練したビレットを生成するよう使用され得る。インゴットのビレット又は他の加工物品への鍛造変換及び押出変換は、前の加工物と比較した場合、物品において微細な粒状構造を生成することができる。本明細書に記載される方法及びプロセスは、表面コーティングが鍛造及び／又は押出法操作中の加工物の表面クラッキングの発生率を低減し得るために、加工物からの鍛造製品又は押出製品（例えば、ビレットなど）の収率を改善し得る。例えば、加工物の表面の少なくとも１つの領域にもたらされた本開示による表面コーティングは、加工用ダイによって誘発される歪みに対して非常に容易に耐容性を示すことができることが観測された。加工物の表面の少なくとも一部分にもたらされた本開示による表面コーティングはまた、熱間加工中の加工用ダイと加工物との間の温度差異に対して非常に容易に耐容性を示すことができることも観測された。このように、本開示による表面コーティングは、加工中の下側にある加工物におけるひび割れ形成開始を抑制又は低減すると同時に、ゼロ又は最小の表面クラッキングを呈することが観測された。
様々な非限定的実施形態では、本開示による表面コーティングを有する多様な合金のインゴット又は他の加工物は、様々な物品を組み立てるよう使用され得る製品を形成するよう熱間加工され得る。例えば、本明細書に記載されたプロセスは、ニッケル基合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、コバルト基合金、ニッケル基超合金、及び他の超合金からビレットを形成するよう使用され得る。熱間加工されたインゴット若しくは他の合金加工物から形成されるビレット又は他の製品は、例えば、タービンエンジン及び様々な地上接地タービンのディスク及びリングなどのタービン構成部品などが挙げられるが、これらに限定されない物品を組み立てるよう使用され得る。本明細書に記載された様々な非限定的実施形態により処理加工された合金インゴット又は他の合金加工物から組み立てられる他の物品としては、バルブ、エンジン構成部品、シャフト、及び締結具を挙げることができるが、これらに限定されない。
本明細書の様々な実施形態により処理加工され得る合金加工物は、任意の好適な形態であってもよい。例えば、ある非限定的実施形態では、合金加工物は、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、焼成予備成形品等を含んでもよく又はこれらの形態でもよい。
本明細書に記載の様々な非限定的実施形態では、以下の代表的実施例と兼ね併せて読む場合、より深く理解され得る。以下の実施例は限定の目的ではなく、例示の目的で含まれる。
実施例１
図２〜８を参照すると、本開示によるある非限定的実施形態において、合金加工物は、円筒状合金インゴットを含むことができる。図２に全般的に示すような、１０＋３／８インチの長さ及び６インチの幅を有するインゴットの形態での２つの通常円筒状の加工物を、２１００°Ｆで３時間加熱した。各加工物がＫＡＯＷＯＯＬセラミックブランケットで巻かれ、冷却させた。ＫＡＯＷＯＯＬセラミックブランケットを取り外した。図３に示されるように、１つの加工物は、Ｅ−ガラスブランケットの二重層で巻かれた。Ｅ−ガラスブランケットは、ベールワイヤを使用して加工物に固定した。ＡＴＰ−６１０材料（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨから入手可能）を含む無機スラリーをブランケットの外側表面に刷毛で塗った。第２番目の加工物は、いずれの材料でも覆わなかった。２つの加工物のそれぞれを２０４０°Ｆの炉内に１７時間配置した。次いで、２つの加工物を、５インチ×４．５インチの断面を有する加工物を形成する温度で鍛造した。図４は、鍛造中に表面コーティングを有する加工物の写真である。
図５は、コーティングされた又は非コーティングの加工物の鍛造中の経時的加工物表面温度をプロットしたものである。図５に示すように、鍛造中にコーティングされた加工物（「巻かれた」）の表面温度は、非コーティングの加工物（「巻かれない」）のものよりも一般的に約５０℃高かった。表面温度は、赤外高温計を使用して測定した。図６及び７は、鍛造したコーティングされた加工物（両写真の左側）と鍛造された非コーティングの加工物（両写真の右側）の写真である。図６において、表面コーティングの凝固された残余物が、コーティングされた加工物の表面上に見ることができる。一方図７は、ショットブラスティングによってコーティングの残余物が取り除かれた後のコーティングされた加工物を示す。図６及び７の考察は、鍛造されコーティングされた加工物は若干のクラッキングを示すが、深刻なクラッキングの発生頻度は、鍛造された非コーティングの加工物に関するものよりも著しく少なかった。鍛造されコーティングされた加工物上のクラッキングは、Ｅ−ガラスブランケットがベールワイヤによって加工物に固定された場所で発生し、これは、鍛造力が加えられる際にベールワイヤが加工物にストレスを加え得、これがひび割れの形成に導いた可能性があると考えられる。表面コーティングを欠如する鍛造した加工物のより高いひび割れ感受性を、表面上で見ることができる。
実施例２
図８は、鍛造操作中の３つの６インチの直径の合金７１８インゴット加工物の冷却過程中の経時的温度をプロットする図表である。各加工物は、周囲温度まで冷却させた。各加工物の温度を、埋め込まれた熱電対を使用して測定した。この温度を、各加工物上の以下の位置で評価した：加工物の中心の表面上；加工物の左側領域上の表面の０．５インチ下；及び加工物の右側領域上の表面の０．５インチ下。３つの加工物の第１番目を、ベールワイヤを使用して加工物に固定されたＥ−ガラスブランケットで巻き付けた。ＡＴＰ−７９０材料（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨから入手可能）を含む無機スラリーを、Ｅ−ガラスブランケットの外側表面上に刷毛で塗った。第２番目の加工物の表面の一部を、Ｅ−ガラスブランケットと１インチの厚さのＫＡＯＷＯＯＬセラミックブランケットで巻き付けた。第３番目の加工物は、覆わないでそのまま残した。これらの加工物を鍛造温度に加熱し、第１及び第２の加工物上のＥ−ガラスブランケット／無機スラリー及びＥ−ガラスブランケット／ＫＡＯＷＯＯＬブランケットのそれぞれは加工物の表面に接着した表面コーティングを加工物上に形成した。
図８に示すように、表面コーティングの存在は、コーティングされた加工物の冷却速度を著しく減少させた。冷却速度の減少は、鍛造、押出法、又は他の熱間加工操作中の加工物における表面クラッキングの発生頻度を低減させ得ると考えられる。表面コーティングがない加工物は、表面コーティングを備える加工物よりも極めて速く冷却した。非コーティングの加工物は、鍛造温度（約１９５０°Ｆ）から３時間未満の時間にわたって３００°Ｆ〜６００°Ｆまで降下して冷却した（温度測定場所に依存して）。図９は、Ｅ−ガラスブランケット／ＫＡＯＷＯＯＬの表面コーティングを備える加工物の写真である。Ｅ−ガラスブランケット／ＡＴＰ−７９０無機スラリーの表面コーティングを備える加工物は、Ｅ−ガラスブランケット／ＫＡＯＷＯＯＬの表面コーティングを備える加工物よりも速く冷却した。Ｅ−ガラスブランケット／ＡＴＰ−７９０無機スラリーの表面コーティングを備える加工物は、鍛造温度から約５〜６時間の時間にわたって４００°Ｆ〜６００°Ｆまで降下して冷却した（温度測定場所に依存して）。Ｅ−ガラスブランケット／セラミックブランケットの表面コーティングを備える加工物は、鍛造温度から１２時間を超える時間にわたって４００°Ｆ〜６００°Ｆまで降下して冷却した。
実施例３
７１８Ｐｌｕｓ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７８１８）の通常円筒状の非コーティングインゴットの形態である合金加工物を、２０インチの直径から１４インチの直径に減少させるよう熱鍛造した。この加工物は、鍛造操作中に広範囲の表面クラッキングを展開させた。鍛造した加工物を、表面ひび割れが取り除かれるように１２インチの直径まで旋削した。次いで旋削した加工物を１２インチから１０インチに熱鍛造した後に、加工物の一端が鍛造中に広範囲にひび割れ形成した。次いで、加工物をショットブラスティングによって表面調整し、加工物の第１の端部を１０インチから６インチに熱鍛造した。Ｅ−ガラスブランケットを鍛造加工物の第２の端部の周りに巻き付けかつ固定し、加工物を１９５０°Ｆの炉内に配置して、加熱した。Ｅ−ガラスブランケットは、加熱された際に第２の端部上に表面コーティングを形成した。図１０は、加工物が炉から取り出された後の、部分的に鍛造されかつ部分的にコーティングされた加工物の写真である。表面コーティングを備えた端部を１２インチから６インチまで減少させるよう鍛造し、冷却させて、次いでショットブラスティングして、表面コーティングを除去した。鍛造操作中に、表面コーティングは加工物の第２の端部の表面に接着し、第２の端部からの熱損失を低減させた。図１１は、ショットブラスティング後の加工物の鍛造された非コーティングの第２の端部（左の写真）と、鍛造されコーティングされた加工物の端部（右の写真）を示す写真である。ショットブラスティング後の、鍛造されコーティングされた加工物の表面上の黒点は、表面コーティングの残余物である。鍛造から生じる表面クラッキングの著しい発生頻度は、図１１中の鍛造された非コーティングの加工物の写真で明らかである。これとは対照的に、コーティングされた加工物端部のクラッキングの発生頻度における顕著な減少（すなわち、顕著に低減されたひび割れ感受性）が、図１１中の、鍛造されコーティングされた加工物の写真から明らかである。したがって、無機コーティングは、鍛造中の表面クラッキングの発生頻度を著しく低減させた。
実施例４
１．５インチの直径の通常円筒状のチタンＴｉ−６ＡＩ−４Ｖ合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｒ５６４００）インゴットの形態の合金加工物を、炉内で１５００°Ｆの温度で１．５時間加熱した。加熱した加工物を、１４００〜１８５０°Ｆの金属熱間加工範囲を有する、Ｏｘｙｌｕｂ−３２７材料（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨから入手可能）を含むガラス粒子内で回転させた。次いで、加工物を炉内に更に３０分間配置し、加熱操作中に、ガラス粒子が加工物上に表面コーティングを形成した。次いで、コーティングされた加工物を、３つの別個の方向で３回鍛造した。図１２は、鍛造後の加工物の写真であり、接着表面コーティングが写真中で明らかである。表面コーティングは、鍛造操作中に加工物の表面に接着し、加工物からの熱損失を低減した。
本明細書で引用される全ての文献は、別に支持されない限り、参照により本明細書に組み込まれるものとする。いずれの文献の引用も、それが本明細書に対して先行技術であるという承認として解釈されるべきではない。本文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同一の用語のいずれかの意味又は定義と矛盾する限りにおいて、本文書においてその用語に割り当てられた意味又は定義が適用されるべきである。
本発明のある非限定的実施形態が例示されかつ説明されてきたが、様々な他の変更及び修正が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者には明白であろう。したがって、添付された特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるこのような変更及び修正の全てをカバーするよう意図される。
［発明の態様］
［１］
熱クラッキングを低減させるよう合金加工物を処理加工する方法であって、
ガラス材料を合金加工物の少なくとも一部分上に付着させることと、
前記ガラス材料を加熱して、前記合金加工物上に、前記合金加工物からの熱損失を低減させる表面コーティングを形成させことと、を含む方法。
［２］
前記ガラス材料が、ガラス繊維、ガラス粒子、及びガラステープの少なくとも１つである、１に記載の方法。
［３］
前記ガラス材料が、１０００°Ｆ〜２１００°Ｆの温度定格を有するＥ−ガラス織布であることと、
前記ガラス材料を付着させることが、前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることとを含む、１に記載の方法。
［４］
前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることとが、前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上に配置させることを含む、３に記載の方法。
［５］
前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることとが、前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上と、前記合金加工物の少なくとも１つの横側面上に配置させることを含む、３に記載の方法。
［６］
前記ガラス材料がガラス粒子であり、前記ガラス材料を付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング、散布、ローリング、及び浸漬の少なくとも１つを含む、１に記載の方法。
［７］
前記ガラス材料がガラステープであり、前記ガラス材料を付着させることが、前記ガラステープを前記加工物の表面の少なくとも一部分に配置させることを含む、１に記載の方法。
［８］
前記ガラステープを配置させることが、前記ガラステープを前記合金加工物の表面の少なくとも一部分に配置、巻き付け、及びテーピングすることの少なくとも１つを含む、７に記載の方法。
［９］
前記ガラス材料を１０００°Ｆ〜２２００°Ｆの温度に加熱することを含む、１に記載の方法。
［１０］
前記ガラス材料を付着させることに先立って、前記合金加工物を鍛造温度に加熱することを更に含む、１に記載の方法。
［１１］
前記ガラス材料を付着させることに先立って、前記合金加工物を鍛造温度に加熱することと、前記合金加工物の表面を調整することと、を更に含む、１に記載の方法。
［１２］
前記合金加工物を冷却することを更に含む、１に記載の方法。
［１３］
前記合金加工物をショットブラスティングする、研削する、剥離する、及び旋削するの少なくとも１つによって、前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、１に記載の方法。
［１４］
前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む、１に記載の方法。
［１５］
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、１に記載の方法。
［１６］
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品から選択される、１に記載の方法。
［１７］
前記合金加工物がニッケル基超合金を含み、前記ガラス材料がＥ−ガラス織布を含む、１に記載の方法。
［１８］
前記ガラス材料を加熱して前記合金加工物上に表面コーティングを形成させた後に、ダイ及びロールの少なくとも１つで前記合金加工物に力を加え、前記合金加工物を変形させることを更に含む、１に記載の方法。
［１９］
前記合金加工物上に表面コーティングを形成した後に、前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、１に記載の方法。
［２０］
前記合金加工物が、１５００°Ｆ〜２５００°Ｆの温度で熱間加工される、１９に記載の方法。
［２１］
前記合金加工物上に表面コーティングを形成する後に、鍛造によって前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、１に記載の方法。
［２２］
前記合金加工物が、１５００°Ｆ〜２５００°Ｆの温度で熱間加工される、２１に記載の方法。
［２３］
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、２１に記載の方法。
［２４］
前記合金加工物上に表面コーティングを形成する後に、押出法によって前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、１に記載の方法。
［２５］
前記熱間加工された加工物から物品を組み立てることを更に含み、前記物品が、ジェットエンジン構成部品、地上接地タービン構成部品、バルブ、エンジン構成部品、シャフト、及び締結具からなる群から選択される、２０に記載の方法。
［２６］
合金加工物を処理加工する方法であって、
ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む合金加工物の少なくとも一部分上にガラス材料を付着させることと、
前記ガラス材料を加熱して、前記合金加工物上に表面コーティングを形成させて、これによって前記合金加工物からの熱損失を低減させることと、
前記合金加工物を熱間加工することと、を含む方法。
［２７］
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、２６に記載の方法。
［２８］
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、２６に記載の方法。
［２９］
前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造することを含む、２６に記載の方法。
［３０］
前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を押出すことを含む、２６に記載の方法。
［３１］
前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、２６に記載の方法。
［３２］
合金加工物を熱間加工する方法であって、
ガラス繊維ブランケットを合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることと、
前記ガラス繊維ブランケットを加熱して、前記合金加工物上に表面コーティングを形成させることと、
ダイ及びロールの少なくとも１つで、力を前記合金加工物に加え、前記合金加工物を変形させることと、を含む方法であり、
前記ダイ及びロールの少なくとも１つが、前記合金加工物の表面上の前記表面コーティングと接触する、方法。
［３３］
前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む加工物からなる群から選択される材料を含む、３２に記載の方法。
［３４］
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む加工物からなる群から選択される材料を含む、３２に記載の方法。
［３５］
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、３２に記載の方法。
［３６］
ダイ及びロールの少なくとも１つで力を前記合金加工物に加え、前記合金加工物を変形させることとが、前記合金加工物を鍛造することを含む、３２に記載の方法。
［３７］
ダイ及びロールの少なくとも１つで力を前記合金加工物に加え、前記合金加工物を変形させることとが、前記合金加工物を押し出すことを含む、３２に記載の方法。
［３８］
前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、３２に記載の方法。
［３９］
１に記載の前記方法によって処理加工される合金加工物。
［４０］
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品から選択される、３９に記載の合金加工物。
[４１]
熱クラッキングを低減させるよう合金加工物を処理加工する方法であって、
ガラス織布を前記合金加工物の処理加工される表面の少なくとも一部分上に直接配置することと、
ガラス粒子を前記ガラス織布の少なくとも一部分上に付着させることと、
前記ガラス織布及びガラス粒子を加熱して、前記合金加工物上に、前記合金加工物からの熱損失を低減させる表面コーティングを形成させることと、を含む方法。
[４２]
前記ガラス織布が、ガラス繊維織布を含む、４１に記載の方法。
[４３]
前記ガラス織布が、５３７．８〜１１４８．９℃（１０００°Ｆ〜２１００°Ｆ）の温度定格を有するＥ−ガラス織布である、４１に記載の方法。
[４４]
前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることが、前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上に配置させることを含む、４３に記載の方法。
[４５]
前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることが、前記Ｅ−ガラス織布を前記合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上と、前記合金加工物の少なくとも１つの横側面上に配置させることを含む、４３に記載の方法。
[４６]
前記ガラス粒子を付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング、散布、ローリング、及び浸漬の少なくとも１つを含む、４１に記載の方法。
[４７]
前記ガラス織布及びガラス粒子を５３７．８〜１２０４．４℃（１０００°Ｆ〜２２００°Ｆ）の温度に加熱することを含む、４１に記載の方法。
[４８]
前記ガラス粒子を付着させることに先立って、前記合金加工物を鍛造温度に加熱することを更に含む、４１に記載の方法。
[４９]
前記ガラス粒子を付着させることに先立って、前記合金加工物の表面を、研削、剥離、砂での磨き、及び／又はバフ磨きによって調整することと、を更に含む、４１に記載の方法。
[５０]
前記合金加工物を冷却することを更に含む、４０に記載の方法。
[５１]
前記合金加工物をショットブラスティングする、研削する、剥離する、及び旋削するの少なくとも１つによって、前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、４１に記載の方法。
[５２]
前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む、４１に記載の方法。
[５３]
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、４１に記載の方法。
[５４]
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の一つを含む、４１に記載の方法。
[５５]
前記合金加工物がニッケル基超合金を含み、前記ガラス織布がＥ−ガラス織布を含む、４１に記載の方法。
[５６]
前記ガラス織布及びガラス粒子を加熱して前記合金加工物上に表面コーティングを形成させた後に、ダイ及びロールの少なくとも１つで前記合金加工物に力を加え、前記合金加工物を変形させることを更に含む、４１に記載の方法。
[５７]
前記合金加工物上に表面コーティングを形成させた後に、前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、４１に記載の方法。
[５８]
前記合金加工物が、８１５．６℃〜１３７１．１℃（１５００°Ｆ〜２５００°Ｆ）の温度で熱間加工される、５７に記載の方法。
[５９]
前記合金加工物上に表面コーティングを形成させた後に、鍛造によって前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、４１に記載の方法。
[６０]
前記合金加工物が、８１５．６℃〜１３７１．１℃（１５００°Ｆ〜２５００°Ｆ）の温度で熱間加工される、５９に記載の方法。
[６１]
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、５９に記載の方法。
[６２]
前記合金加工物上に表面コーティングを形成させた後に、押出法によって前記合金加工物を熱間加工することを更に含む、４１に記載の方法。
[６３]
前記熱間加工された加工物から物品を組み立てることを更に含み、前記物品が、ジェットエンジン構成部品、地上接地タービン構成部品、バルブ、エンジン構成部品、シャフト、及び締結具からなる群から選択される、５８に記載の方法。
[６４]
合金加工物を処理加工する方法であって、
前記合金加工物がニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含み、前記方法が
ガラス織布を前記合金加工物の表面の少なくとも一部分上に直接配置することと、
ガラス粒子を前記ガラス織布の少なくとも一部分上に付着させることと、
前記ガラス織布及びガラス粒子を加熱して、前記合金加工物上に前記合金加工物からの熱損失を低減させる表面コーティングを形成させることと、
前記合金加工物を熱間加工することと、を含み、
前記熱間加工が鍛造操作及び／または押出操作を含む、
方法。
[６５]
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、６４に記載の方法。
[６６]
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、６４に記載の方法。
[６７]
前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造することを含む、６４に記載の方法。
[６８]
前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を押出すことを含む、６４に記載の方法。
[６９]
前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、６４に記載の方法。
[７０]
合金加工物を熱間加工する方法であって、
ガラス繊維ブランケットを合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることと、
ガラス粒子を前記ガラス繊維ブランケットの少なくとも一部分上に付着させることと、
前記ガラス繊維ブランケット及び前記ガラス粒子を加熱して、前記合金加工物上に表面コーティングを形成させることと、
前記合金加工物を鍛造するかまたは押出すことと、
を含む方法であり、
ダイ及びロールの少なくとも１つが、前記鍛造または押出の間に前記合金加工物の表面上の前記表面コーティングと接触する、方法。
[７１]
前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される材料を含む、７０に記載の方法。
[７２]
前記合金加工物が、Ａｌｌｏｙ ７１８（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７１８）、Ａｌｌｏｙ ７２０（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７７２０）、Ｒｅｎｅ ４１（商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７０４１）、Ｒｅｎｅ ８８（商標）合金、Ｗａｓｐａｌｏｙ（登録商標）合金（ＵＮＳ Ｎｏ．Ｎ０７００１）、及びＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）１００合金からなる群から選択される材料を含む、７０に記載の方法。
[７３]
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の１つを含む、７０に記載の方法。
[７４]
ダイ及びロールの少なくとも１つで力を前記合金加工物に加え、前記合金加工物を変形させることとが、前記合金加工物を鍛造することを含む、７０に記載の方法。
[７５]
ダイ及びロールの少なくとも１つで力を前記合金加工物に加え、前記合金加工物を変形させることとが、前記合金加工物を押し出すことを含む、７０に記載の方法。
[７６]
前記合金加工物から前記表面コーティングの少なくとも一部分を除去することを更に含む、７０に記載の方法。
[７７]
合金加工物を処理加工する方法であって、
ガラステープを合金加工物の表面の少なくとも一部分上に配置させることと、
前記ガラステープを加熱して、前記合金加工物上に表面コーティングを形成させることと、を含む方法。
[７８]
合金加工物を処理加工する方法であって、
ガラス繊維のブランケットを合金加工物の表面の少なくとも一部分上に直接配置させることと、
セラミックブランケットを前記ガラス繊維のブランケット上に配置させることと、
前記複数のブランケットを加熱して、前記合金加工物上に表面コーティングを形成させることと、を含む方法。
[７９]
熱クラッキングを低減させるよう合金加工物を処理加工する方法であって、
ガラス織布を前記合金加工物の円周囲面の少なくとも一部分上に直接配置することと、
ガラス粒子を前記ガラス織布の少なくとも一部分上に付着させることと、
前記ガラス織布及びガラス粒子を加熱して、前記合金加工物上に、前記合金加工物からの熱損失を低減させる表面コーティングを形成させることと、を含み、
前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー及びチューブから選択される、
方法。

Claims (40)

  1. ガラス繊維の織布を合金加工物上に配置すること、
    前記ガラス繊維の織布を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、及び
    前記合金加工物を熱間加工すること
    を含む方法。
  2. さらに、
    ガラス粒子のスラリーを、前記合金加工物上の前記ガラス繊維の織布上に付着させること、ここで前記ガラス繊維の織布及び前記ガラス粒子のスラリーが加熱されて、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成する
    請求項１に記載の方法。
  3. さらに、
    ガラステープを、前記合金加工物上の前記ガラス繊維の織布上に付着させること、ここで前記ガラス繊維の織布及び前記ガラステープが加熱されて、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成する
    請求項１に記載の方法。
  4. さらに、
    セラミック繊維の織布を、前記合金加工物上の前記ガラス繊維の織布上に付着させること、及び
    前記ガラス繊維の織布及び前記セラミック繊維の織布を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること
    をさらに含む、
    請求項１に記載の方法。
  5. 前記ガラス繊維の織布を前記合金加工物上に配置させることが、前記ガラス繊維の織布を前記合金加工物の円周囲面の周りに巻き付けることを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ガラス繊維の織布を前記合金加工物上に配置させることが、前記ガラス繊維の織布を円筒状の前記合金加工物の円周囲面の周りに巻き付けること、及び前記ガラス繊維の織布を前記円筒状合金加工物の少なくとも１つの端表面上に配置すること
    を含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記ガラス繊維の織布を５３７．８〜１２０４．４℃（１０００°Ｆ〜２２００°Ｆ）の温度に加熱する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記合金加工物を８１５．６℃〜１３７１．１℃（１５００°Ｆ〜２５００°Ｆ）の開始温度で熱間加工する、請求項１に記載の方法。
  9. 熱間加工後、前記合金加工物を室温に冷却し、そして前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去することが、前記合金加工物をショットブラスティングする、研削する、剥離する、及び旋削するの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記合金加工物が、ニッケル基合金、ニッケル基超合金、鉄基合金、ニッケル−鉄基合金、チタン基合金、チタン−ニッケル基合金、及びコバルト基合金からなる群から選択される合金を含む、請求項１に記載の方法。
  12. 前記合金加工物がニッケル基超合金を含む、請求項１に記載の方法。
  13. 前記合金加工物がニッケル基超合金を含み、そして前記ガラス繊維の織布がＥ−ガラス織布を含む、請求項１に記載の方法。
  14. 前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の一つを含む、請求項１に記載の方法。
  15. 前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造または押出すことを含む、請求項１に記載の方法。
  16. ガラス粒子のスラリーを、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブまたは焼成予備成形品を構成している合金加工物上に付着させること、
    前記の付着させたガラス粒子を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、及び
    前記合金加工物を熱間加工すること
    を含む方法。
  17. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング及び浸漬の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させる前に、前記合金加工物を予熱することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  19. 熱間加工後、前記合金加工物を室温に冷却し、そして前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去することが、前記合金加工物をショットブラスティングする、研削する、剥離する、及び旋削するの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記合金加工物がニッケル基超合金を含む、請求項１６に記載の方法。
  22. 前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造または押出すことを含む、請求項１６に記載の方法。
  23. ガラス粒子のスラリーを、合金加工物上に付着させること、
    前記の付着させたガラス粒子を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、
    前記合金加工物を熱間加工すること、
    前記熱間加工した合金加工物を室温に冷却すること、及び
    ショットブラスティング、研削、剥離及び旋削の少なくとも１つを使用して、前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去すること
    を含む方法。
  24. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング及び浸漬の少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させる前に、前記合金加工物を予熱することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
  26. 前記合金加工物がニッケル基超合金を含む、請求項２３に記載の方法。
  27. 前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の一つを含む、請求項２３に記載の方法。
  28. 前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造または押出すことを含む、請求項２３に記載の方法。
  29. ガラス粒子のスラリーを、ニッケル基超合金を含む合金加工物上に付着させること、
    前記の付着させたガラス粒子を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、及び
    前記合金加工物を熱間加工すること、
    を含む方法。
  30. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング及び浸漬の少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の方法。
  31. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させる前に、前記合金加工物を予熱することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
  32. 前記熱間加工の後に、
    前記合金加工物を室温に冷却すること、及び
    ショットブラスティング、研削、剥離及び旋削の少なくとも１つを使用して、前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去すること
    をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
  33. 前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の一つを含む、請求項２９に記載の方法。
  34. 前記合金加工物を熱間加工することが、前記合金加工物を鍛造または押出すことを含む、請求項２９に記載の方法。
  35. ガラス粒子のスラリーを、合金加工物上に付着させること、
    前記の付着させたガラス粒子を加熱して、前記合金加工物の少なくとも一部分上に、少なくとも部分的に溶融した、接着した表面コーティングを形成させること、及び
    前記合金加工物を熱間加工すること、ここで前記熱間加工が前記合金加工物を鍛造または押出すことを含む
    を含む方法。
  36. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させることが、噴霧、刷毛塗、フローコーティング及び浸漬の少なくとも１つを含む、請求項３５に記載の方法。
  37. 前記ガラス粒子のスラリーを付着させる前に、前記合金加工物を予熱することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
  38. 前記熱間加工の後に、
    前記合金加工物を室温に冷却すること、及び
    ショットブラスティング、研削、剥離及び旋削の少なくとも１つを使用して、前記合金加工物から前記表面コーティングを少なくとも部分的に除去すること
    をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
  39. 前記合金加工物がニッケル基超合金を含む、請求項３５に記載の方法。
  40. 前記合金加工物が、インゴット、ビレット、バー、プレート、チューブ、及び焼成予備成形品の一つを含む、請求項３５に記載の方法。
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