JP6787744B2 - チタン合金溶製用電極の製造方法 - Google Patents
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Description
(発明1)
チタンと、チタンよりも融点が低い金属(以下、低融点金属と称する)とを含むブリケットの製造方法であって、
前記ブリケットは、低融点金属材料の層を複数備え、
前記方法は、
低融点金属材料の周囲をチタン材料が覆うように配置する第一工程と、
前記第一工程後に圧縮を行い、成型体を得る第二工程と、
前記第二工程後に、前記成型体上に、低融点金属材料の周囲をチタン材料が覆うように更に配置する第三工程と、
前記第三工程の後に圧縮を行い、成型体を得る第四工程と
を含む、該方法。
(発明2)
発明1の方法であって、前記第三工程と第四工程を繰り返し行うことを含む、該方法。
(発明3)
発明1又は2の方法であって、低融点金属材料が粉粒体である、該方法。
(発明4)
発明1〜3のいずれか1つに記載の方法であって、低融点金属材料が、アルミニウム、スズ、又はこれらの合金である、該方法。
(発明5)
チタン合金溶製用電極の製造方法であって、発明1〜4のいずれか1つに記載の方法で得られた複数のブリケットを互いに接合する工程を含む、該方法。
(発明6)
チタン合金のインゴットの製造方法であって、発明5の方法で得られた電極を用いて真空アーク溶解または電子ビーム溶解を行う工程を含む、該方法。
本発明に係るブリケットは、低融点金属原料をチタンの粉粒体で包んだ状態で圧縮成型したものを指す。
図1は、一実施形態における本発明の成型後のブリケットの構造を表す。高融点金属材料の内部(例えば、図1のスポンジチタン)に、低融点金属材料(図1の合金材料)の層を少なくとも複数(例えば3層)設けることができる。層の数については特に制限されないが、作業効率の観点からは5層以下、より好ましくは3層以下が好ましい。
前記高融点金属材料はチタンである。前記材料は、典型的には、粉粒状で提供される。より典型的には、スポンジチタンやアトマイズチタン等の顆粒状で提供される。スポンジチタンとは、クロール法により製造されたスポンジ形状のチタンを意味し、純度に応じてJIS1種〜4種まである。本発明で使用するスポンジチタンは、どの純度でも使用可能である。
低融点金属は、チタンより1000℃以上融点が低い金属を意味する(例、アルミニウム、スズ、又はこれらの合金など)。即ち、チタンの融点が1668℃なので、融点が668℃以下の金属を意味する。
本発明のブリケットを製造する際には、高融点金属材料と低融点金属材料とを適切に配置することが必要である。より具体的には、低融点金属材料の層の周囲を高融点金属材料が取り囲むように配置することが必要である。典型的には、型などを用いて、このような配置を行うことができる。そして、配置した後は圧縮を行い(圧縮は、通常のプレス機械で行うことができる)、成型体を得ることができる。
プレス成型前の低融点金属厚みの上限値については特に限定されないが3cm以下が好ましく、また、下限値ついては1cm以上が好ましい。また、低融点金属材料のプレス成型前の層同士の間隔は、特に限定されないが、10〜20cmとすることが好ましい。
(1)仕切板を事前にチタンの粉粒体層の上に載置し、仕切板の内部に低融点金属の原料層を投入、仕切板の外にチタンの粉粒体を低融点金属の原料層より十分に高くなるまで投入した後、仕切板は外し、低融点金属の原料層をチタンの粉粒体で覆う方法
(2)型内の中心のチタンの粉粒体を型内の端に移動した後、低融点金属の原料を中心に投入する方法
(3)低融点金属の原料を予め圧縮成型するなどして大きな塊状にする方法
本発明に係る電極とは、このブリケットを複数個接合した接合体を指す。この接合体は、真空または不活性ガス(Ar、Heなど)の雰囲気下でのアーク溶解法などの消耗電極に好適に使用できる。
上記の方法で得られた電極を利用して、チタン合金のインゴッドを製造することができる。より具体的には、上記の方法で得られた電極は、真空アーク溶解法または電子ビーム溶解法で利用することができる。
1.チタンの粉粒体(以下「スポンジチタン」と略す)を調製した。
(1)品種 :スポンジチタン(JIS1種相当)
(2)粒度 :目開き19.1mmの篩と目開き0.85mmの篩により篩別した時、目開き0.85mmの篩上から得られたスポンジチタン(粒度0.85mm〜19.1mm)
2.続いて、以下の金属をチタンの粉粒体に添加した:
(1)品種 :鉄チップ
(2)サイズ :0.5mm×15mm×15mm
(3)配合比率:スポンジチタンの重量に対し1重量%
3.以下の低融点金属を調製した。
(1)元素 :金属アルミニウム粒
(2)粒度 :6〜13mm
スポンジチタンに金属鉄を配合した15kgの混合原料を長方形のプレス型内に投入した。その後、前記原料上に仕切りをセットし、低融点金属である金属アルミニウム粒2kgをプレス型に接触しないように投入した。
最後の圧縮工程を除き、実施例1のアルミニウムの原料層を覆うように混合原料を投入した後の圧縮成型工程を省略して、同様に図1に示すようなブリケットを製造した。実施例1と同様に、消耗電極を作製した。真空アーク溶解炉にて溶解しチタン合金インゴットを得た。ブリケットを接合し消耗電極を作製している際、ブリケットの一部が崩壊した。
Claims (6)
- チタンと、融点が668℃以下の金属(以下、低融点金属と称する)とを含むブリケットの製造方法であって、
前記ブリケットは、低融点金属材料の層を複数備え、
前記方法は、
低融点金属材料の周囲をチタン材料が覆うように配置する第一工程と、
前記第一工程後に圧縮を行い、成型体を得る第二工程と、
前記第二工程後に、前記成型体上に、低融点金属材料の周囲をチタン材料が覆うように更に配置する第三工程と、
前記第三工程の後に圧縮を行い、成型体を得る第四工程と
を含む、該方法。 - 請求項1の方法であって、前記第三工程と第四工程を繰り返し行うことを含む、該方法。
- 請求項1又は2の方法であって、低融点金属材料が粉粒体である、該方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法であって、低融点金属材料が、アルミニウム、スズ、又はこれらの合金である、該方法。
- チタン合金溶製用電極の製造方法であって、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法で得られた複数のブリケットを互いに接合する工程を含む、該方法。
- チタン合金のインゴットの製造方法であって、請求項5の方法で得られた電極を用いて真空アーク溶解または電子ビーム溶解を行う工程を含む、該方法。
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