JP2813764B2 - 活性金属のガス加圧鋳造方法 - Google Patents
活性金属のガス加圧鋳造方法Info
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- JP2813764B2 JP2813764B2 JP4089743A JP8974392A JP2813764B2 JP 2813764 B2 JP2813764 B2 JP 2813764B2 JP 4089743 A JP4089743 A JP 4089743A JP 8974392 A JP8974392 A JP 8974392A JP 2813764 B2 JP2813764 B2 JP 2813764B2
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- Japan
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- inert gas
- molten metal
- casting
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- mold
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、活性金属を水冷銅る
つぼと非接触の状態で溶解したときの鋳造方法に関する
ものである。
つぼと非接触の状態で溶解したときの鋳造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】 チタン、ニオブなどの活性金属の合金
や金属間化合物の溶解には、るつぼとの反応を避けるた
めに水冷銅るつぼを用い、これに強い磁気力を印加する
ことにより、溶湯をるつぼと非接触の状態で溶解する方
法が開発されている。このときの鋳造方法としては、通
常の傾注法では水冷銅るつぼに接触して溶湯が急冷され
てしまうので、るつぼの底から重力落下により移行させ
るか、湯面から上方へ減圧吸引している。ところが、こ
の溶解法では溶湯の形状（湯柱）の安定性を保つために
供給電力に制限があるので、溶湯の過熱度をあまり大き
くできない。そのために上記の鋳造方法では、鋳造品の
肉薄部分に十分な湯回りが得られない。
や金属間化合物の溶解には、るつぼとの反応を避けるた
めに水冷銅るつぼを用い、これに強い磁気力を印加する
ことにより、溶湯をるつぼと非接触の状態で溶解する方
法が開発されている。このときの鋳造方法としては、通
常の傾注法では水冷銅るつぼに接触して溶湯が急冷され
てしまうので、るつぼの底から重力落下により移行させ
るか、湯面から上方へ減圧吸引している。ところが、こ
の溶解法では溶湯の形状（湯柱）の安定性を保つために
供給電力に制限があるので、溶湯の過熱度をあまり大き
くできない。そのために上記の鋳造方法では、鋳造品の
肉薄部分に十分な湯回りが得られない。
【０００３】 この改善策として、水冷銅るつぼ中で溶
解された活性金属の溶湯をセラミック鋳型に鋳造した直
後に不活性ガス雰囲気の圧力を急速に上昇させることに
より、湯口部分から製品部分にかけて溶湯を押し込み、
湯回りを向上させることが考えられる。ところが、実操
業において、ガス加圧のタイミングは極めて重要であ
り、早すぎるとガス流の影響を受けて溶湯がうまく鋳型
に入らなかったり、逆に遅すぎると溶湯の凝固が始まっ
てしまい湯回り向上の効果が得られないという問題があ
る。
解された活性金属の溶湯をセラミック鋳型に鋳造した直
後に不活性ガス雰囲気の圧力を急速に上昇させることに
より、湯口部分から製品部分にかけて溶湯を押し込み、
湯回りを向上させることが考えられる。ところが、実操
業において、ガス加圧のタイミングは極めて重要であ
り、早すぎるとガス流の影響を受けて溶湯がうまく鋳型
に入らなかったり、逆に遅すぎると溶湯の凝固が始まっ
てしまい湯回り向上の効果が得られないという問題があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 本発明が解決しよう
とする課題は、上記のような湯回り向上のためのガス加
圧のタイミングを正確にかつ自動的に感知することであ
る。すなわち、るつぼから溶落した溶湯が所定量注入さ
れたことを感知する温度感知センサーを鋳型の表面また
は内部に設置することにより、ガス加圧のタイミングを
正確にかつ自動化することである。
とする課題は、上記のような湯回り向上のためのガス加
圧のタイミングを正確にかつ自動的に感知することであ
る。すなわち、るつぼから溶落した溶湯が所定量注入さ
れたことを感知する温度感知センサーを鋳型の表面また
は内部に設置することにより、ガス加圧のタイミングを
正確にかつ自動化することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明の主な構成とそ
れらの作用を、図１によって以下に説明する。耐圧容器
１の中に鋳造用活性金属２を入れた水冷銅るつぼ３と、
セラミック鋳型４を置く。水冷銅るつぼ３の回りには水
冷銅コイル５が巻かれており、これに高周波電源５ａか
ら高電力の電流を流す。鋳造用金属２が水冷銅るつぼ３
と非接触状態で溶解して所定の温度になると、高周波電
源スイッチ５ｂを切って溶湯２を底板３ａの中心にある
注入口３ｂから落下させて、セラミック鋳型４に鋳込
む。このとき、鋳型４の表面または内部に設置された温
度感知センサー（熱電対）４ｂにより、溶湯が所定量注
入されたことを感知し、このセンサー４ｂと電磁弁７ａ
とを電気的に接続しておくことにより、電磁弁７ａを開
くタイミングを正確にかつ自動化する。
れらの作用を、図１によって以下に説明する。耐圧容器
１の中に鋳造用活性金属２を入れた水冷銅るつぼ３と、
セラミック鋳型４を置く。水冷銅るつぼ３の回りには水
冷銅コイル５が巻かれており、これに高周波電源５ａか
ら高電力の電流を流す。鋳造用金属２が水冷銅るつぼ３
と非接触状態で溶解して所定の温度になると、高周波電
源スイッチ５ｂを切って溶湯２を底板３ａの中心にある
注入口３ｂから落下させて、セラミック鋳型４に鋳込
む。このとき、鋳型４の表面または内部に設置された温
度感知センサー（熱電対）４ｂにより、溶湯が所定量注
入されたことを感知し、このセンサー４ｂと電磁弁７ａ
とを電気的に接続しておくことにより、電磁弁７ａを開
くタイミングを正確にかつ自動化する。
【０００６】 不活性ガスタンク７は不活性ガスボンベ
８と電磁弁８ａを通して接続されており、この電磁弁８
ａは圧力計７ｂからの信号を受けて不活性ガスタンク７
の圧力を常に一定の範囲に制御する。
８と電磁弁８ａを通して接続されており、この電磁弁８
ａは圧力計７ｂからの信号を受けて不活性ガスタンク７
の圧力を常に一定の範囲に制御する。
【０００７】 なお、鋳造品４ａの形状によっては、そ
れでも湯回りが不十分な場合があり、そのときは更にセ
ラミック鋳型４を、耐圧容器１の中に内蔵された加熱炉
６によって、約１０００℃に加熱しながら上記のガス加
圧を行う。これによって溶湯の冷却を遅くし、湯回りを
促進することができる。
れでも湯回りが不十分な場合があり、そのときは更にセ
ラミック鋳型４を、耐圧容器１の中に内蔵された加熱炉
６によって、約１０００℃に加熱しながら上記のガス加
圧を行う。これによって溶湯の冷却を遅くし、湯回りを
促進することができる。
【０００８】
【実施例】 以下に、実施例を示して本発明を具体的に
説明する。 実施例 図１に示す構成から成る装置を用いて、活性金属の一つ
であるチタン・アルミ（ＴｉＡｌ）金属間化合物１５０
ｇを水冷銅るつぼと非接触で溶解し、１５５０℃になっ
た溶湯２を直径５３ｍｍ、高さ２７ｍｍ、羽根の最小肉
厚１ｍｍのターボチャージャー・ホットホイール用セラ
ミック鋳型４に鋳造した。鋳造時の雰囲気は、アルゴン
（Ａｒ）ガス１気圧から３気圧に加圧した。
説明する。 実施例 図１に示す構成から成る装置を用いて、活性金属の一つ
であるチタン・アルミ（ＴｉＡｌ）金属間化合物１５０
ｇを水冷銅るつぼと非接触で溶解し、１５５０℃になっ
た溶湯２を直径５３ｍｍ、高さ２７ｍｍ、羽根の最小肉
厚１ｍｍのターボチャージャー・ホットホイール用セラ
ミック鋳型４に鋳造した。鋳造時の雰囲気は、アルゴン
（Ａｒ）ガス１気圧から３気圧に加圧した。
【０００９】 温度感知センサーを用いずにマニュア
ル操作で加圧した場合は、湯回りの変動が大きく、肉薄
の羽根部分にほとんど湯が回らないか、または約１／４
に湯が回るだけであった。この場合に鋳型を１０００℃
に加熱して鋳造してもせいぜい羽根部分の約１／２に湯
が回るだけであった。温度感知センサー を用いて自動的に加圧した場合に
は、鋳型を室温のままで鋳造しても、羽根部分の約２／
３に湯が回り、鋳型を１０００℃に加熱して鋳造した
ら、羽根の全体に湯が回った。なお、この場合では、湯
回りの変動はわずかであった。
ル操作で加圧した場合は、湯回りの変動が大きく、肉薄
の羽根部分にほとんど湯が回らないか、または約１／４
に湯が回るだけであった。この場合に鋳型を１０００℃
に加熱して鋳造してもせいぜい羽根部分の約１／２に湯
が回るだけであった。温度感知センサー を用いて自動的に加圧した場合に
は、鋳型を室温のままで鋳造しても、羽根部分の約２／
３に湯が回り、鋳型を１０００℃に加熱して鋳造した
ら、羽根の全体に湯が回った。なお、この場合では、湯
回りの変動はわずかであった。
【００１０】
【発明の効果】 実施例の結果から分かるように、水冷
銅るつぼと非接触状態で溶解された活性金属をセラミッ
ク鋳型中へ鋳込む際に、十分な湯回り性を安定的に得る
ためには、鋳型の表面または内部に所定量の溶湯が注入
されたことを感知する温度感知センサーを設置すること
は極めて有効である。本発明の鋳造方法によれば、セラ
ミック鋳型の表面または内部に所定量の溶湯が注入され
たことを感知する温度感知センサーを設置することによ
り、不活性ガス雰囲気を加圧するタイミングを正確にか
つ自動化することができ、それによって、鋳造品の湯回
りを大幅に改善することができる。また、必要に応じて
鋳型の加熱を併用すれば、更に湯回りを促進することが
できる。
銅るつぼと非接触状態で溶解された活性金属をセラミッ
ク鋳型中へ鋳込む際に、十分な湯回り性を安定的に得る
ためには、鋳型の表面または内部に所定量の溶湯が注入
されたことを感知する温度感知センサーを設置すること
は極めて有効である。本発明の鋳造方法によれば、セラ
ミック鋳型の表面または内部に所定量の溶湯が注入され
たことを感知する温度感知センサーを設置することによ
り、不活性ガス雰囲気を加圧するタイミングを正確にか
つ自動化することができ、それによって、鋳造品の湯回
りを大幅に改善することができる。また、必要に応じて
鋳型の加熱を併用すれば、更に湯回りを促進することが
できる。
【図１】本発明の主な構成物を示す断面図である。
１ 耐圧容器（不活性ガス雰囲気） １ａ ふた １ｂ 観察窓 １ｃ 排気弁 ２ 溶融金属 ３ 水冷銅るつぼ ３ａ 底板 ３ｂ 注入口 ４ セラミック鋳型 ４ａ 鋳造品 ４ｂ 温度感知センサー ５ 水冷銅コイル ５ａ 高周波電源 ５ｂ スイッチ ６ 加熱炉 ６ａ 加熱炉用電源 ７ 不活性ガスタンク ７ａ 電磁弁 ７ｂ ガス圧力計 ８ 不活性ガスボンベ ８ａ 電磁弁 ９ 水タンク Ｇ 不活性ガス Ｗ 水 Ｖ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−267045（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−4260（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 耐圧容器の中に内蔵された水冷銅るつ
ぼ、セラミック鋳型及び加熱炉、上記セラミック鋳型に
不活性ガスを供給する不活性ガスタンク、上記セラミッ
ク鋳型の表面または内部に設置した所定量の溶湯注入を
感知する温度感知センサー、上記温度感知センサーと電
気的に結合して不活性ガスタンクの弁を自動開閉する電
磁弁を有する活性金属の鋳造装置を使用して活性金属を
鋳造する方法において、活性金属を上記水冷銅るつぼ中
において非接触状態で溶解し、次いで、得られた溶湯を
上記セラミック鋳型中に鋳造すると共にセラミック鋳型
を上記加熱炉によって所定の温度に加熱し、かつ溶湯を
上記セラミック鋳型中に鋳造した直後に上記所定量の溶
湯注入を感知する温度感知センサーを介して上記セラミ
ック鋳型中に不活性ガスを自動供給してセラミック鋳型
における不活性ガス雰囲気の圧力を急速に上昇させるこ
とを特徴とする活性金属の鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089743A JP2813764B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 活性金属のガス加圧鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089743A JP2813764B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 活性金属のガス加圧鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261516A JPH05261516A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2813764B2 true JP2813764B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=13979245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4089743A Expired - Lifetime JP2813764B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 活性金属のガス加圧鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813764B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005015862A1 (de) * | 2005-04-07 | 2006-10-12 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von insbesondere aus Titanaluminid bestehenden Bauteilen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| CN111390132B (zh) * | 2020-04-22 | 2021-08-06 | 江苏隆达超合金股份有限公司 | 一种b30合金铸锭防氧化浇铸方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564260A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-17 | Hitachi Ltd | Electronic device |
| JPS596739A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-13 | Hitachi Ltd | 回転電機の回転子 |
| JPS62267045A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Kobe Steel Ltd | 精密鋳造における材料の溶融落下探知方法及び装置 |
| JPS6359787A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電圧指令掃き出し回路 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP4089743A patent/JP2813764B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05261516A (ja) | 1993-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |