JP2969803B2 - 高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置 - Google Patents
高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置Info
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Description
（産業上の利用分野） 本発明は、Ti,W,Mo,Zr,Li等の単体ないしは合金のご
とき高融点金属，活性金属の鋳造体を得るのに利用され
る高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置に関
するものである。 （従来の技術） 高融点金属，活性金属のうちの１種であるTiおよびTi
合金は、軽量であって耐熱性および耐食性にすぐれさら
に高強度（高比強度）を有していることから、このよう
なTiおよびTi合金を鋳造することによって従来にはなか
った用途が開発されることが期待される。また、W,Mo,Z
r,Li等の単体および合金においても各々のもつ耐熱性お
よびその他各金属特有の特性を活かした鋳造体の開発が
期待される。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような高融点金属，活性金属はそ
の融点が著しく高くかつまた活性なため、溶解および鋳
造に多大な困難を伴うことが多い。 例えば、Tiおよび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、Ti自体が
酸化されて脆くなることにより鋳造製品としての価値を
失うことになってしまうので、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中への必要以上の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てしま
うという問題点があり、さらに、TiおよびTi合金の溶湯
を鋳造する鋳型についても前記溶湯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,W,Mo,Zr,Li等の単体ないしは合金のごと
き高融点金属，活性金属の鋳造を行うことが可能であ
り、この鋳造に際して、溶解母材の溶解の際における溶
湯の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任意の溶湯量と温度
を確保したうえで迅速に鋳造することが可能であると共
に、溶湯温度が低いときでも湯回りの良好なる鋳込みに
よって高精度の鋳造製品を得ることが可能である鋳造方
法および鋳造装置を提供することを目的としている。
とき高融点金属，活性金属の鋳造体を得るのに利用され
る高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置に関
するものである。 （従来の技術） 高融点金属，活性金属のうちの１種であるTiおよびTi
合金は、軽量であって耐熱性および耐食性にすぐれさら
に高強度（高比強度）を有していることから、このよう
なTiおよびTi合金を鋳造することによって従来にはなか
った用途が開発されることが期待される。また、W,Mo,Z
r,Li等の単体および合金においても各々のもつ耐熱性お
よびその他各金属特有の特性を活かした鋳造体の開発が
期待される。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような高融点金属，活性金属はそ
の融点が著しく高くかつまた活性なため、溶解および鋳
造に多大な困難を伴うことが多い。 例えば、Tiおよび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、Ti自体が
酸化されて脆くなることにより鋳造製品としての価値を
失うことになってしまうので、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中への必要以上の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てしま
うという問題点があり、さらに、TiおよびTi合金の溶湯
を鋳造する鋳型についても前記溶湯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,W,Mo,Zr,Li等の単体ないしは合金のごと
き高融点金属，活性金属の鋳造を行うことが可能であ
り、この鋳造に際して、溶解母材の溶解の際における溶
湯の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任意の溶湯量と温度
を確保したうえで迅速に鋳造することが可能であると共
に、溶湯温度が低いときでも湯回りの良好なる鋳込みに
よって高精度の鋳造製品を得ることが可能である鋳造方
法および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） 本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造方法は、
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得たのち、前記高融点金属，活
性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に吸い上げ
て当該通気性を有する金属製鋳型の内部で鋳造する構成
としたことを特徴としており、一実施態様においては、
高融点金属，活性金属の溶湯の雰囲気をアルゴン等の不
活性雰囲気とする構成とし、同じく実施態様において
は、高融点金属，活性金属の溶湯を中空管を介して通気
性を有する金属製鋳型内に吸い上げる構成とし、同じく
実施態様においては、高融点金属，活性金属の溶解母材
を溶湯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、このような高融点金属，活性金属の鋳造
方法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。 また、本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造装
置は、誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態
で配設した水冷銅製エグメントアッセンブリーの内部で
高融合金属，活性金属を溶解して溶湯とする溶解手段
と、前記溶湯を吸い上げて内部で鋳造する通気性を有す
る金属製鋳型を備えた構成としたことを特徴としてお
り、実施態様においては、前記通気性を有する金属製鋳
型がその一部分ないしは全体的に多孔質金属の部分を有
する構成とし、同じく実施態様において、前記通気性を
有する金属製鋳型がその一部分ないしは全体的に板の積
層体の部分を有する構成とし、同じく実施態様におい
て、前記通気性を有する金属製鋳型がその一部分ないし
は全体的に板の積層体の間に多孔質部材や網状部材など
の通気性部材をはさんだ部分を有する構成とし、同じく
実施態様においては前記通気性を有する金属製鋳型が多
孔質金属や板の積層体や網状部材や多孔質部材や非通気
性緻密金属などから適宜選んで組み合わせた構成とし、
同じく実施態様においては、前記溶湯を通気性を有する
金属製鋳型内に吸い上げる１ないしは複数の中空管をそ
なえた構成としたことを特徴としており、このような高
融点金属，活性金属の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） 本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造方法およ
び鋳造装置は、上記した構成を有するものであるから、
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得られたのち、前記高融点金
属，活性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に極
く短時間のうちに吸引鋳造されるようになるので、溶湯
の鋳造温度をある程度低くしたときでも良好な鋳造が実
施されるようになり、また溶湯と鋳型との反応が防止さ
れて溶湯の汚染は皆無に等しいものとなって高品質の鋳
造体が得られるようになる。 （実施例） 第１図および第２図は本発明に係わる高融点金属，活
性金属の鋳造方法の一実施例において用いられる鋳造装
置を示すものであって、この鋳造装置１は、その中央部
分に、円環状にかつ絶縁板2a・・・2hにより相互に絶縁
状態に配置された複数の水冷銅製セグメント3a・・・3h
よりなる水冷銅製セグメントアッセンブリー３が設置し
てあり、各水冷銅製セグメント3a・・・3hには水冷パイ
プ4a・・・4hが設けてあって矢印Ｗ方向に冷却水が流れ
るようにしてある。そして、この水冷銅製セグメントア
ッセンブリー３にはその上部側に連続して磁気シールド
部５が設けてある。 前記水冷銅製セグメントアッセンブリー３の外側には
高周波誘導加熱コイル６が配設してあって、前記水冷銅
製セグメントアッセンブリー３と高周波誘導加熱コイル
６とで高融点金属，活性金属の溶解母材７の溶解手段が
構成されるようにしてあると共に、その内側にはその下
方から前記溶解母材７が供給されるようになっている。 この磁気シールド部５の上面には、シール部材11を介
して竪型スリーブ12が設けてあり、この竪型スリーブ12
の内側にはシール部材13を介して鋳型チャンバー14が設
けてあって、この鋳型チャンバー14の底面と前記スリー
ブ12の内面と前記水冷銅製セグメントアッセンブリー３
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、竪型スリーブ12に設けたガス供給管16よ
り例えばアルゴンガスを矢印Ｇ方向に供給することによ
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内には例えばCr系ステ
ンレス鋼粉末を用いて通常の粉末冶金的手法により作製
した焼結体よりなる通気性を有する金属製鋳型21が設置
してあり、この通気性を有する金属製鋳型21内のバルブ
形状の鋳造空間21aと前記溶解空間15とは、鋳型チャン
バー14の底部に設けた黒鉛スノートよりなる中空管22に
よって接続されるものとなっている。 また、前記鋳型チャンバー14の上端にはシール部材25
を介して天板26が設けてあり、この天板26に貫通させた
抑えボルト27によって前記通気性を有する金属製鋳型21
を抑えることができるようにしていると共に、鋳型チャ
ンバー14には減圧吸引管28を接続して矢印Ｐ方向に減圧
することができるようにしている。 したがって、この実施例に示す鋳造装置１では、上記
したごとく、高周波誘導加熱コイル６の内側に水冷銅製
セグメントアッセンブリー３を配設した水冷銅るつぼ誘
導加熱方式（いわゆるコールドクルーシブルレビテーシ
ョンメルティング）からなる溶解手段を用いていること
から、高周波誘導加熱コイル６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３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高
融点金属，活性金属の溶解母材７に表皮渦電流を誘起し
て溶解することにより高融点金属，活性金属の溶湯31を
得る。このとき、水冷銅製セグメントアッセンブリー３
と高融点金属，活性金属の溶湯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前記溶湯31は水冷銅製セ
グメントアッセンブリー３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、溶湯31から水冷銅製セグメントアッセン
ブリー３への熱移動は前記ギ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、溶解母材７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６に供給
する電力量を調整することによって、溶湯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、溶湯31の汚染は
皆無に等しいものとなる。 この状態において、竪型スリーブ14に設けた減圧吸引
管28を通して矢印Ｐ方向に減圧すると、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
気性を有する金属製鋳型21の鋳造空間21aに存在するガ
スが当該通気性を有する金属製鋳型21を通って鋳型チャ
ンバー14内に流出し、これと共に溶湯31が中空管22を通
って鋳造空間21a内に吸引鋳造される。このとき、吸引
完了後数秒ないしは数十秒間誘導加熱を続けることで、
黒鉛スノートよりなる中空管22の内部にある溶湯31は凝
固することなく押湯としてはたらくものとすることがで
きる。 そして、金属製鋳型21内での凝固後に鋳造製品を得
る。 この実施例において、高融点金属，活性金属の溶解母
材７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、これを製品重量200gのバルブに鋳造した。 また、ここで用いた高周波誘導加熱コイル６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。 そして、水冷銅製セグメントアッセンブリー３の下方
からTiAl金属間化合物よりなる溶解母材７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６に供給してTiAl溶解母材７を誘導加熱し、水冷
銅製セグメントアッセンブリー３の内側で渦電流群を形
成してこのTiAl溶解母材７に表皮渦電流を誘起させつつ
溶解することにより溶解母材７の上部で溶湯31を生じさ
せた。 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、鋳型と金属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吸引管28を通して例え
ば300Torr程度減圧することによって、鋳型チャンバー1
4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21a内のガスを通気性を有する金属製鋳型21を通して
排出させると共に、中空管22を通してTiAl合金溶湯31を
鋳造空間21a内に吸引し、鋳造空間21a内で凝固させるこ
とによってバルブを得た。 このとき、鋳造空間21aで吸引鋳造しているため、形
状精度の著しく高いバルブを得ることが可能であると共
に、バルブの不純物含有量は第１表に示すとおりであっ
て清浄度の著しく高いものであり、中空管22の材質は黒
鉛よりなるものであるが、溶湯31との接触時間がきわめ
て短い（吸引時間は１秒以内である）ため、鋳造製品
（バルブ）への炭素の汚染はほとんどないものとなって
いた。 第３図は本発明の他の実施例を示すものであって、鋳
型チャンバー14内に設ける通気性を有する金属製鋳型21
が、複数枚の例えばCr系ステンレス鋼板21b,21c・・・2
1lにより構成されて前記実施例と同様にバルブ形状の鋳
造空間21aが形成されるようにし、各鋼板21b・・・21l
のすき間部分より減圧可能とした場合を示すものであ
る。 そのほか、前記鋼板21b・・・21lの間の適宜個所に網
状部材や多孔質部材などの通気性部材をはさんだ状態に
して、鋳造空間21aの内部を吸引鋳造可能な程度に減圧
できるようにした構成とすることも可能である。
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得たのち、前記高融点金属，活
性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に吸い上げ
て当該通気性を有する金属製鋳型の内部で鋳造する構成
としたことを特徴としており、一実施態様においては、
高融点金属，活性金属の溶湯の雰囲気をアルゴン等の不
活性雰囲気とする構成とし、同じく実施態様において
は、高融点金属，活性金属の溶湯を中空管を介して通気
性を有する金属製鋳型内に吸い上げる構成とし、同じく
実施態様においては、高融点金属，活性金属の溶解母材
を溶湯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、このような高融点金属，活性金属の鋳造
方法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。 また、本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造装
置は、誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態
で配設した水冷銅製エグメントアッセンブリーの内部で
高融合金属，活性金属を溶解して溶湯とする溶解手段
と、前記溶湯を吸い上げて内部で鋳造する通気性を有す
る金属製鋳型を備えた構成としたことを特徴としてお
り、実施態様においては、前記通気性を有する金属製鋳
型がその一部分ないしは全体的に多孔質金属の部分を有
する構成とし、同じく実施態様において、前記通気性を
有する金属製鋳型がその一部分ないしは全体的に板の積
層体の部分を有する構成とし、同じく実施態様におい
て、前記通気性を有する金属製鋳型がその一部分ないし
は全体的に板の積層体の間に多孔質部材や網状部材など
の通気性部材をはさんだ部分を有する構成とし、同じく
実施態様においては前記通気性を有する金属製鋳型が多
孔質金属や板の積層体や網状部材や多孔質部材や非通気
性緻密金属などから適宜選んで組み合わせた構成とし、
同じく実施態様においては、前記溶湯を通気性を有する
金属製鋳型内に吸い上げる１ないしは複数の中空管をそ
なえた構成としたことを特徴としており、このような高
融点金属，活性金属の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） 本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造方法およ
び鋳造装置は、上記した構成を有するものであるから、
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得られたのち、前記高融点金
属，活性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に極
く短時間のうちに吸引鋳造されるようになるので、溶湯
の鋳造温度をある程度低くしたときでも良好な鋳造が実
施されるようになり、また溶湯と鋳型との反応が防止さ
れて溶湯の汚染は皆無に等しいものとなって高品質の鋳
造体が得られるようになる。 （実施例） 第１図および第２図は本発明に係わる高融点金属，活
性金属の鋳造方法の一実施例において用いられる鋳造装
置を示すものであって、この鋳造装置１は、その中央部
分に、円環状にかつ絶縁板2a・・・2hにより相互に絶縁
状態に配置された複数の水冷銅製セグメント3a・・・3h
よりなる水冷銅製セグメントアッセンブリー３が設置し
てあり、各水冷銅製セグメント3a・・・3hには水冷パイ
プ4a・・・4hが設けてあって矢印Ｗ方向に冷却水が流れ
るようにしてある。そして、この水冷銅製セグメントア
ッセンブリー３にはその上部側に連続して磁気シールド
部５が設けてある。 前記水冷銅製セグメントアッセンブリー３の外側には
高周波誘導加熱コイル６が配設してあって、前記水冷銅
製セグメントアッセンブリー３と高周波誘導加熱コイル
６とで高融点金属，活性金属の溶解母材７の溶解手段が
構成されるようにしてあると共に、その内側にはその下
方から前記溶解母材７が供給されるようになっている。 この磁気シールド部５の上面には、シール部材11を介
して竪型スリーブ12が設けてあり、この竪型スリーブ12
の内側にはシール部材13を介して鋳型チャンバー14が設
けてあって、この鋳型チャンバー14の底面と前記スリー
ブ12の内面と前記水冷銅製セグメントアッセンブリー３
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、竪型スリーブ12に設けたガス供給管16よ
り例えばアルゴンガスを矢印Ｇ方向に供給することによ
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内には例えばCr系ステ
ンレス鋼粉末を用いて通常の粉末冶金的手法により作製
した焼結体よりなる通気性を有する金属製鋳型21が設置
してあり、この通気性を有する金属製鋳型21内のバルブ
形状の鋳造空間21aと前記溶解空間15とは、鋳型チャン
バー14の底部に設けた黒鉛スノートよりなる中空管22に
よって接続されるものとなっている。 また、前記鋳型チャンバー14の上端にはシール部材25
を介して天板26が設けてあり、この天板26に貫通させた
抑えボルト27によって前記通気性を有する金属製鋳型21
を抑えることができるようにしていると共に、鋳型チャ
ンバー14には減圧吸引管28を接続して矢印Ｐ方向に減圧
することができるようにしている。 したがって、この実施例に示す鋳造装置１では、上記
したごとく、高周波誘導加熱コイル６の内側に水冷銅製
セグメントアッセンブリー３を配設した水冷銅るつぼ誘
導加熱方式（いわゆるコールドクルーシブルレビテーシ
ョンメルティング）からなる溶解手段を用いていること
から、高周波誘導加熱コイル６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３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高
融点金属，活性金属の溶解母材７に表皮渦電流を誘起し
て溶解することにより高融点金属，活性金属の溶湯31を
得る。このとき、水冷銅製セグメントアッセンブリー３
と高融点金属，活性金属の溶湯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前記溶湯31は水冷銅製セ
グメントアッセンブリー３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、溶湯31から水冷銅製セグメントアッセン
ブリー３への熱移動は前記ギ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、溶解母材７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６に供給
する電力量を調整することによって、溶湯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、溶湯31の汚染は
皆無に等しいものとなる。 この状態において、竪型スリーブ14に設けた減圧吸引
管28を通して矢印Ｐ方向に減圧すると、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
気性を有する金属製鋳型21の鋳造空間21aに存在するガ
スが当該通気性を有する金属製鋳型21を通って鋳型チャ
ンバー14内に流出し、これと共に溶湯31が中空管22を通
って鋳造空間21a内に吸引鋳造される。このとき、吸引
完了後数秒ないしは数十秒間誘導加熱を続けることで、
黒鉛スノートよりなる中空管22の内部にある溶湯31は凝
固することなく押湯としてはたらくものとすることがで
きる。 そして、金属製鋳型21内での凝固後に鋳造製品を得
る。 この実施例において、高融点金属，活性金属の溶解母
材７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、これを製品重量200gのバルブに鋳造した。 また、ここで用いた高周波誘導加熱コイル６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。 そして、水冷銅製セグメントアッセンブリー３の下方
からTiAl金属間化合物よりなる溶解母材７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６に供給してTiAl溶解母材７を誘導加熱し、水冷
銅製セグメントアッセンブリー３の内側で渦電流群を形
成してこのTiAl溶解母材７に表皮渦電流を誘起させつつ
溶解することにより溶解母材７の上部で溶湯31を生じさ
せた。 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、鋳型と金属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吸引管28を通して例え
ば300Torr程度減圧することによって、鋳型チャンバー1
4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21a内のガスを通気性を有する金属製鋳型21を通して
排出させると共に、中空管22を通してTiAl合金溶湯31を
鋳造空間21a内に吸引し、鋳造空間21a内で凝固させるこ
とによってバルブを得た。 このとき、鋳造空間21aで吸引鋳造しているため、形
状精度の著しく高いバルブを得ることが可能であると共
に、バルブの不純物含有量は第１表に示すとおりであっ
て清浄度の著しく高いものであり、中空管22の材質は黒
鉛よりなるものであるが、溶湯31との接触時間がきわめ
て短い（吸引時間は１秒以内である）ため、鋳造製品
（バルブ）への炭素の汚染はほとんどないものとなって
いた。 第３図は本発明の他の実施例を示すものであって、鋳
型チャンバー14内に設ける通気性を有する金属製鋳型21
が、複数枚の例えばCr系ステンレス鋼板21b,21c・・・2
1lにより構成されて前記実施例と同様にバルブ形状の鋳
造空間21aが形成されるようにし、各鋼板21b・・・21l
のすき間部分より減圧可能とした場合を示すものであ
る。 そのほか、前記鋼板21b・・・21lの間の適宜個所に網
状部材や多孔質部材などの通気性部材をはさんだ状態に
して、鋳造空間21aの内部を吸引鋳造可能な程度に減圧
できるようにした構成とすることも可能である。
本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造方法は、
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得たのち、前記高融点金属，活
性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に吸い上げ
て当該通気性を有する金属製鋳型の内部で鋳造する構成
としているので、Ti,W,Mo,Zr,Li等々の単体ないしは合
金のごとき高融点金属，活性金属の鋳造を行うことが可
能であり、この鋳造に際して、溶解母材の溶解の際にお
ける溶湯の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任意の溶湯量
と温度を確保したうえで迅速に鋳造することが可能であ
って溶解母材の歩留りが著しく向上したものになり、溶
湯温度が低いときでも湯回りの良好なる鋳造によって高
精度，高品質の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、本発明に係わる高融点金
属，活性金属の鋳造装置は、誘導加熱コイルの内側に円
環状に相互に絶縁状態で配設した水冷銅製セグメントア
ッセンブリーの内部で高融点金属，活性金属を溶解して
溶湯とする溶解手段と、前記溶湯を吸い上げて内部で鋳
造する通気性を有する金属製鋳型を備えた構成としてい
るので、前述した高融点金属，活性金属の鋳造方法の実
施を可能にして高融点金属，活性金属の鋳造体を歩留り
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
いう著しく優れた効果がもたらされる。
誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配設
した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内部で高融点
金属，活性金属の溶湯を得たのち、前記高融点金属，活
性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に吸い上げ
て当該通気性を有する金属製鋳型の内部で鋳造する構成
としているので、Ti,W,Mo,Zr,Li等々の単体ないしは合
金のごとき高融点金属，活性金属の鋳造を行うことが可
能であり、この鋳造に際して、溶解母材の溶解の際にお
ける溶湯の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任意の溶湯量
と温度を確保したうえで迅速に鋳造することが可能であ
って溶解母材の歩留りが著しく向上したものになり、溶
湯温度が低いときでも湯回りの良好なる鋳造によって高
精度，高品質の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、本発明に係わる高融点金
属，活性金属の鋳造装置は、誘導加熱コイルの内側に円
環状に相互に絶縁状態で配設した水冷銅製セグメントア
ッセンブリーの内部で高融点金属，活性金属を溶解して
溶湯とする溶解手段と、前記溶湯を吸い上げて内部で鋳
造する通気性を有する金属製鋳型を備えた構成としてい
るので、前述した高融点金属，活性金属の鋳造方法の実
施を可能にして高融点金属，活性金属の鋳造体を歩留り
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
いう著しく優れた効果がもたらされる。
第１図は本発明に係わる高融点金属，活性金属の鋳造方
法の一実施例において用いられる鋳造装置の縦断面説明
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線における構造を示す説明
図、第３図は本発明の他の実施例を示す通気性を有する
金属製鋳型の断面説明図である。 １……高融点金属，活性金属の鋳造装置、 ３（3a・・・3h）……水冷銅製セグメントアッセンブリ
ー（溶解手段）、 ６……誘導加熱コイル（溶解手段）、 ７……高融点金属，活性金属の溶解母材、 21……通気性を有する金属製鋳型、 22……中空管、 31……高融点金属，活性金属の溶湯。
法の一実施例において用いられる鋳造装置の縦断面説明
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線における構造を示す説明
図、第３図は本発明の他の実施例を示す通気性を有する
金属製鋳型の断面説明図である。 １……高融点金属，活性金属の鋳造装置、 ３（3a・・・3h）……水冷銅製セグメントアッセンブリ
ー（溶解手段）、 ６……誘導加熱コイル（溶解手段）、 ７……高融点金属，活性金属の溶解母材、 21……通気性を有する金属製鋳型、 22……中空管、 31……高融点金属，活性金属の溶湯。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 21/06 Ｂ２２Ｄ 21/06 23/00 23/00 Ｂ (56)参考文献 特開 平２−299761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−3860（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−95760（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 18/06 509 B22D 21/02 B22D 21/06 B22D 23/00 B22C 9/06
Claims (9)
- 【請求項１】誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶
縁状態で配設した水冷銅製セグメントアッセンブリーの
内部で高融点金属，活性金属の溶湯を得たのち、前記高
融点金属，活性金属の溶湯を通気性を有する金属製鋳型
内に吸い上げて当該通気性を有する金属製鋳型の内部で
鋳造することを特徴とする高融点金属，活性金属の鋳造
方法。 - 【請求項２】高融点金属，活性金属の溶湯の雰囲気をア
ルゴン等の不活性雰囲気とする請求項第１項に記載の高
融点金属，活性金属の鋳造方法。 - 【請求項３】高融点金属，活性金属の溶湯を中空管を介
して通気性を有する金属製鋳型内に吸い上げる請求項第
１項または第２項に記載の高融点金属，活性金属の鋳造
方法。 - 【請求項４】高融点金属，活性金属の溶解母材を溶湯の
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項に記載の高融点金属，活性金属の鋳造方法。 - 【請求項５】誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶
縁状態で配設した水冷銅製セグメントアッセンブリーの
内部で高融点金属，活性金属を溶解して溶湯とする溶解
手段と、前記溶湯を吸い上げて内部で鋳造する通気性を
有する金属製鋳型を備えたことを特徴とする高融点金
属，活性金属の鋳造装置。 - 【請求項６】通気性を有する金属製鋳型が多孔質金属の
部分を有する請求項第５項に記載の高融点金属，活性金
属の鋳造装置。 - 【請求項７】通気性を有する金属製鋳型が板の積層体の
部分を有する請求項第５項または第６項に記載の高融点
金属，活性金属の鋳造装置。 - 【請求項８】通気性を有する金属製鋳型が板の積層体の
間に通気性部材をはさんだ部分を有する請求項第５項，
第６項または第７項に記載の高融点金属，活性金属の鋳
造装置。 - 【請求項９】溶湯を通気性を有する金属製鋳型内に吸い
上げる１ないしは複数の中空管をそなえた請求項第５
項，第６項，第７項または第８項に記載の高融点金属，
活性金属の鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674390A JP2969803B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14674390A JP2969803B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0441062A JPH0441062A (ja) | 1992-02-12 |
| JP2969803B2 true JP2969803B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=15414592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14674390A Expired - Lifetime JP2969803B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 高融点金属，活性金属の鋳造方法および鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969803B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2630181B2 (ja) * | 1992-08-28 | 1997-07-16 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋳造装置 |
| JP2974517B2 (ja) * | 1992-10-05 | 1999-11-10 | 大同特殊鋼株式会社 | 金属のレビテーション溶解によるロストワックス精密鋳造方法およびロストワックス精密鋳造装置 |
| JP2783193B2 (ja) * | 1995-06-26 | 1998-08-06 | 大同特殊鋼株式会社 | レビテーション溶解法及びレビテーション溶解・鋳造装置 |
| JP4512542B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2010-07-28 | 田中貴金属工業株式会社 | 浮揚溶解鋳造法及び該鋳造法で使用される水冷坩堝 |
| CN102114528A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 北京航空航天大学 | 金属管材制作方法和装置 |
| CN104001902B (zh) * | 2014-05-05 | 2017-03-15 | 上海交通大学 | 一体式高温合金调压精密铸造装置 |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP14674390A patent/JP2969803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0441062A (ja) | 1992-02-12 |
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