JP6344034B2 - TiAl合金の鋳造方法 - Google Patents
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Description
第一の鋳型の製造方法について説明する。ロウ型模型に耐反応性スラリのコーティングと耐反応性スタッコ材のスタッコ処理とを2回繰り返して行い、2層からなる耐反応性スラリ層を形成した。耐反応性スラリには、酸化セリウム粒子と、コロイダルシリカとを混合したスラリを用いた。耐反応性スタッコ材には、酸化セリウム粒子を用いた。耐反応性スラリの酸化セリウム粒子には、#325メッシュ以下のものを使用し、耐反応性スタッコ材の酸化セリウム粒子には、#100メッシュ以下のものを使用した。
第一の鋳型及び第二の鋳型の高温強度特性を評価した。試験片については、各鋳型から切り出して作製した。試験片の形状については、長さ40mm(L)×幅15mm(W)×厚さ約6mm(t)の矩形状とした。図4は、第一の鋳型及び第二の鋳型の強度試験方法を示す図である。強度試験については、ICI(Investment Casting Institute)セラミックテストガイドに準拠して行い、抗折強度(MPa)を測定した。支点間のスパンは40mmであり、支点の先端角は2Rである。試験温度については、第一の鋳型については室温から1400℃とし、第二の鋳型については室温から1300℃とした。試験片を試験温度まで加熱して保持した状態で、荷重を負荷して強度試験を行った。
TiAl合金でタービン翼を鋳造してクラックの発生を評価した。TiAl合金を鋳造する鋳型には、上記の第二の鋳型を使用した。TiAl合金の鋳造方法については、鋳込み後の冷却工程において、鋳型表面温度が1100℃から1000℃になるまでの冷却方法を変えることにより、実施例1、2及び比較例1の3種類の鋳造方法で行った。なお、冷却方法以外については、いずれも同じ条件で鋳造を行った。
Claims (5)
- TiAl合金の鋳造方法であって、
TiAl合金溶湯を鋳型に注湯して鋳込む鋳込み工程と、
前記鋳型に鋳込まれたTiAl合金溶湯を冷却して凝固させる冷却工程と、
を備え、
TiAl合金は、Ti−48at%Al−2at%Nb−2at%Crからなり、
前記鋳型は、ロウ型模型に、酸化セリウム粒子と、コロイダルシリカとを混合したスラリをコーティングし、酸化セリウム粒子をスタッコ処理して耐反応性スラリ層を形成し、前記耐反応性スラリ層の上に、珪酸ジルコニウム粒子と、溶融シリカ粒子と、コロイダルシリカとを混合すると共に、珪酸ジルコニウム粒子と溶融シリカ粒子との合計を100質量%としたとき、珪酸ジルコニウム粒子を70質量%、溶融シリカ粒子を30質量%としたスラリをコーティングし、ムライト粒子をスタッコ処理してバックアップスラリ層を形成し、脱ロウ処理後に焼成して形成されており、
前記冷却工程において、鋳型表面の冷却速度を、鋳型表面温度が1100℃から1000℃までの間、0℃/分より大きく20℃/分未満とすることを特徴とするTiAl合金の鋳造方法。 - TiAl合金の鋳造方法であって、
TiAl合金溶湯を鋳型に注湯して鋳込む鋳込み工程と、
前記鋳型に鋳込まれたTiAl合金溶湯を冷却して凝固させる冷却工程と、
を備え、
TiAl合金は、Ti−48at%Al−2at%Nb−2at%Crからなり、
前記鋳型は、ロウ型模型に、酸化セリウム粒子と、コロイダルシリカとを混合したスラリをコーティングし、酸化セリウム粒子をスタッコ処理して耐反応性スラリ層を形成し、前記耐反応性スラリ層の上に、溶融シリカ粒子と、コロイダルシリカとを混合したスラリをコーティングし、溶融シリカ粒子をスタッコ処理して第一のバックアップスラリ層を形成し、前記第一のバックアップスラリ層の上に、珪酸ジルコニウム粒子と、溶融シリカ粒子と、コロイダルシリカとを混合すると共に、珪酸ジルコニウム粒子と溶融シリカ粒子との合計を100質量%としたとき、珪酸ジルコニウム粒子を70質量%、溶融シリカ粒子を30質量%としたスラリをコーティングし、ムライト粒子をスタッコ処理して第二のバックアップスラリ層を形成し、脱ロウ処理後に焼成して形成されており、
前記冷却工程において、鋳型表面の冷却速度を、鋳型表面温度が1100℃から1000℃までの間、0℃/分より大きく20℃/分未満とすることを特徴とするTiAl合金の鋳造方法。 - 請求項1または2に記載のTiAl合金の鋳造方法であって、
前記冷却工程において、前記鋳型表面温度が1100℃から1000℃までの間、前記鋳型に鋳込まれたTiAl合金鋳造品を、真空中で冷却することを特徴とするTiAl合金の鋳造方法。 - 請求項1または2に記載のTiAl合金の鋳造方法であって、
前記冷却工程において、前記鋳型表面温度が1100℃から1000℃までの間、前記鋳型に鋳込まれたTiAl合金鋳造品を、金属材料または無機材料で形成された容器で覆って冷却することを特徴とするTiAl合金の鋳造方法。 - 請求項1または2に記載のTiAl合金の鋳造方法であって、
前記冷却工程において、前記鋳型表面温度が1100℃から1000℃までの間、前記鋳型に鋳込まれたTiAl合金鋳造品を、加熱炉内で冷却することを特徴とするTiAl合金の鋳造方法。
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