JP2021028410A - 溶解原料および溶解素材と鋳塊の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記溶解原料は、融点が2000℃超の元素を含有し、
添加される前記溶解原料の総体積をV、総表面積をSとした場合に、
前記総体積と前記総表面積との関係が、下記(i)式を満足する、溶解原料。
V/S≦100(μm) ・・・(i)
上記(1)または(2)に記載の溶解原料と、前記溶解原料を包む外包材とを備え、
前記外包材の融点が2000℃以下である、
溶解素材。
(b)製造した前記コンパクトまたは溶解ハース投入用原料を溶解する工程と、
を有する、チタン合金鋳塊の製造方法。
本発明に係る溶解原料は、チタン合金(チタン鋳塊)の製造に用いられる溶解原料である。また、溶解原料は、融点が2000℃超の元素を含有する。この元素は、融点が2000℃超であれば、特に限定されないが、例えば、金属Mo、金属Nb、金属Ru、金属Ta、およびC(黒鉛、ダイヤモンド等)から選択される一種以上であるのが好ましい。
本発明者らは、溶解原料の形状を粒状の粉末とした場合に、金属Ru、金属Nbおよび金属Moが溶融に要する時間を検証した。検証は、シミュレーションを用いて行った。シミュレーションでは、上記金属元素の周囲に溶融したTiが所定の厚さで取り囲んで存在するモデルを仮定し、溶解原料が100%液相になる時間を溶融に要する時間とした。溶解原料のシミュレーションには、Thermo−Calc2019a,DICTRAモジュールを用いた。
V/S≦100(μm) ・・・(i)
上述した溶解原料を箔等の素材に包むことで、溶解原料を添加する際の操作が容易になる。本発明においては、このように溶解原料が箔等の素材で包まれたものを溶解素材と呼ぶ。溶解素材は、チタン合金鋳塊の製造に用いられる。また、溶解素材は、上述した溶解原料と、溶解原料を包む外包材とを備える。
溶解原料が(i)式を満足するように調整を行う。上述したように、形状等は、上記(i)式を満足すれば、特に限定されない。上記溶解原料および溶解素材を用いた、チタン合金鋳塊の好ましい製造方法について示す。
(a)上記溶解原料または溶解素材を、金属チタン原料と混合して、封入することでコンパクトまたは溶解ハース投入用原料を製造する工程と、
(b)製造したコンパクトまたは溶解ハース投入用原料を溶解する工程と、
を有する。
試験No.1〜7のいずれも、溶解原料のSは、ガス吸着法でBET表面積(比表面積)を測定し、Vは気体置換法により比体積(密度の逆数)を測定することで、V/Sを算出した。ガス吸着法においては、測定装置として、島津製作所製 ASAP2010を用いた。そして、試料を測定装置に装入し、200℃で2時間の真空加熱脱気を行ない、その後、液体窒素を用い、77Kの温度でN2を吸着させ、BETプロットを作成し測定を行った。また、気体置換法においては、JIS R1620に準拠し、測定装置として、QUANTACHROME INSTRUMENTS社製 ウルトラピクノメータ 1000型を用いた。
得られたチタン合金鋳塊において、トップ、ミドル、ボトムの各位置におけるRu含有量を測定した。なお、上記Ru含有量は、ICP発光分光分析の分析方法を用いて測定を行った。測定手順は一般社団法人 日本チタン協会 TIS規格TIS No.9632に準拠し、ICP発光分光分析法を用いて測定した。
=(Xの含有量の最大値−Xの含有量の最小値)/各位置のX含有量の平均×100 ・・・(1)
ここで、Xとは、Ru、NbまたはMoのうちいずれかの元素である。また、Xの含有量の最大値とは、各位置で測定されたX含有量のうち、最大の含有量のことをいう。Xの含有量の最小値とは、各位置で測定されたX含有量のうち、最小の含有量のことをいう。
Claims (5)
- チタン合金の製造に用いられる溶解原料であって、
前記溶解原料は、融点が2000℃超の元素を含有し、
添加される前記溶解原料の総体積をV、総表面積をSとした場合に、
前記総体積と前記総表面積との関係が、下記(i)式を満足する、溶解原料。
V/S≦100(μm) ・・・(i) - 前記元素は、金属Mo、金属Nb、金属Ru、金属Ta、およびCから選択される一種以上である、請求項1に記載の溶解原料。
- チタン合金の製造に用いられる溶解素材であって、
請求項1または2に記載の溶解原料と、前記溶解原料を包む外包材とを備え、
前記外包材の融点が2000℃以下である、
溶解素材。 - 前記外包材は、工業用純チタン、工業用純アルミニウム、工業用純銅、工業用純ジルコニウム、工業用純錫、チタン合金、アルミニウム合金、銅合金、ジルコニウム合金、および錫合金から選択される一種以上からなる、箔または薄板である、請求項3に記載の溶解素材。
- (a)請求項1もしくは2に記載の溶解原料、または請求項3もしくは4に記載の溶解素材を、金属チタン原料と混合して、封入することでコンパクトまたは溶解ハース投入用原料を製造する工程と、
(b)製造した前記コンパクトまたは溶解ハース投入用原料を溶解する工程と、
を有する、チタン合金鋳塊の製造方法。
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JPS6039134A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | チタン族金属合金の溶解法 |
JPH07331348A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-19 | Nkk Corp | 窒素含有チタン合金インゴット製造用の消耗電極及び この消耗電極を用いた窒素含有チタン合金インゴットの 製造方法 |
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