JP7256385B2 - チタン合金鋳塊の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
供給された前記原料に電子ビームまたはプラズマを照射することにより前記原料を溶解する溶解工程と、
前記原料の溶融物を含む溶湯をハースで精錬する精錬工程と、
前記ハースで精錬された前記溶湯を鋳型で冷却凝固する鋳造工程と、
前記ハースにおいて生じた前記溶湯のスプラッシュが前記鋳型に供給された前記溶湯へ侵入することを抑制するために前記ハースと前記鋳型との間に配置された遮蔽部材、に付着した付着物であって、前記鋳型における前記溶湯の蒸発によって生じる付着物を除去するための除去工程と、
を有する、チタン合金鋳塊の製造方法。
y≧0.2x-0.5、ただし、0.001≦x≦1000、0.01≦y≦6
を満足する、(2)または(3)に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
前記除去工程では、前記遮蔽部材から除去された前記付着物を前記鋳型のキャビティ内の前記溶湯へ落下させる、(1)~(4)の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
前記原料が投入される第1ハースと、
前記第1ハースから流入した前記溶湯の一部を冷却凝固させることでスカルを形成し、前記溶湯の残部を前記鋳型へ流す第2ハースと、
を含み、
前記遮蔽部材は、前記第1ハースと前記第2ハースに向かい合うように配置されている、(1)~(5)の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
前記原料に電子ビームまたはプラズマを照射することにより前記原料を溶解する電子ビームまたはプラズマ照射部と、
前記原料の溶融物を含む溶湯を精錬するためのハースと、
前記ハースから供給された前記溶湯を冷却してチタン合金鋳塊とする鋳型と、
前記ハースにおいて生じた前記溶湯のスプラッシュが前記鋳型に供給された前記溶湯へ侵入することを抑制するために前記ハースと前記鋳型との間に配置された遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に付着した付着物であって、前記鋳型における前記溶湯の蒸発によって生じる付着物を除去するための除去機構と、を備える、チタン合金鋳塊の製造装置。
y≧0.2x-0.5、ただし、0.001≦x≦1000、0.01≦y≦6
を満足する、(9)または(10)に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。
前記原料が投入される第1ハースと、
前記第1ハースから流入した前記溶湯の一部を冷却凝固させることでスカルを形成し、前記溶湯の残部を前記鋳型へ流す第2ハースと、
を含み、
前記遮蔽部材は、前記第1ハースと前記第2ハースに向かい合うように配置されている、(8)~(12)の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。
図1は、本発明に係るチタン合金鋳塊52の製造装置1を模式的に示す斜視図である。製造装置1は、原料供給部2と、電子ビームまたはプラズマ照射部(以下、単に「照射部」という)3,9,10と、第1ハース4、湯道5および第2ハース6を有するハース7と、鋳型8と、遮蔽部材11と、遮蔽部材11から付着物54を除去するための除去機構12と、を有している。
y≧0.2x-0.5、
ただし、
0.001≦x≦1000、
0.01≦y≦6
を満足することが望ましい。
図1を参照して、本実施形態に係るチタン合金鋳塊52の製造方法は、第1~5の工程を有する。
(1)溶解および鋳造条件
溶湯成分:Ti-6.4%Al-4.2%V(添加材としてアルミニウム合金を使用)
溶湯温度:1850℃(ハース7内の溶湯温度)
溶解量:10000kg
溶解速度:1000kg/時間
第1ハース4の寸法:幅500mm×長さ2000mm×深さ150mm
第2ハース6の寸法:幅500mm×長さ1500mm×深さ100mm
原料50の溶解方法:ブリケットを溶解速度に合わせて連続供給
電子ビームまたはプラズマ照射部3:原料溶解用1基
電子ビームまたはプラズマ照射部10:鋳型8の用1基
・設置位置:第1ハース4および第2ハース6の双方に面するように、平面視で第1ハース4の下流壁22に対して45度の向きとなるように、鋳型8の上面8bに設置
・形状および寸法:幅600mm、高さ1000mm、厚み5mmの平板状
・材質:純チタン
・振動方法:モータによる機械式の加振を行った
・振動数:0.0001~10000Hz
・振幅:0.001~10cm
表1に試験結果を示す。
2 原料供給部
3,9,10 照射部
4 第1ハース
6 第2ハース
7 ハース
8 鋳型
8a キャビティ
11,11A 遮蔽部材
12,12A 除去機構
14,14A 加振機構
41,41A アクチュエータ
43,43A 出力部材(物体)
47 振動子
50 原料
51 溶湯
52 チタン合金鋳塊
53 スプラッシュ
54 付着物
Claims (13)
- チタン合金原料を供給する原料供給工程と、
供給された前記原料に電子ビームまたはプラズマを照射することにより前記原料を溶解する溶解工程と、
前記原料の溶融物を含む溶湯をハースで精錬する精錬工程と、
前記ハースで精錬された前記溶湯を鋳型で冷却凝固する鋳造工程と、
前記ハースにおいて生じた前記溶湯のスプラッシュが前記鋳型に供給された前記溶湯へ侵入することを抑制するために前記ハースと前記鋳型との間に配置された遮蔽部材、に付着した付着物であって、前記鋳型における前記溶湯の蒸発によって生じる付着物を除去するための除去工程と、
を有し、
前記除去工程では、前記遮蔽部材から除去された前記付着物を前記鋳型のキャビティ内の前記溶湯へ落下させる、チタン合金鋳塊の製造方法。 - 前記除去工程では、前記遮蔽部材に振動を与えることにより前記遮蔽部材から前記付着物を除去する、請求項1に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
- 前記除去工程では、物体の変位運動を振動力に変換すること、および、電力を振動力に変換することで前記遮蔽部材に前記振動を与えることの少なくとも一方を行う、請求項2に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
- 前記振動は、振幅をy(cm)とし、振動数をx(Hz)とする場合に、
y≧0.2x-0.5、ただし、0.001≦x≦1000、0.01≦y≦6
を満足する、請求項2または請求項3に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。 - 前記付着物は、前記溶湯から蒸発したアルミニウム、および、スズの少なくとも一方を含む、請求項1~請求項4の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
- 前記ハースは、
前記原料が投入される第1ハースと、
前記第1ハースから流入した前記溶湯の一部を冷却凝固させることでスカルを形成し、前記溶湯の残部を前記鋳型へ流す第2ハースと、
を含み、
前記遮蔽部材は、前記第1ハースと前記第2ハースに向かい合うように配置されている、請求項1~請求項5の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。 - 前記原料供給工程では、前記原料を前記ハースの上方から前記ハースへ落下させる、請求項1~請求項6の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造方法。
- チタン合金原料を供給する原料供給部と、
前記原料に電子ビームまたはプラズマを照射することにより前記原料を溶解する電子ビームまたはプラズマ照射部と、
前記原料の溶融物を含む溶湯を精錬するためのハースと、
前記ハースから供給された前記溶湯を冷却してチタン合金鋳塊とする鋳型と、
前記ハースにおいて生じた前記溶湯のスプラッシュが前記鋳型に供給された前記溶湯へ侵入することを抑制するために前記ハースと前記鋳型との間に配置された遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に付着した付着物であって、前記鋳型における前記溶湯の蒸発によって生じる付着物を除去するための除去機構と、を備え、
前記遮蔽部材は、前記付着物を前記鋳型のキャビティ内の前記溶湯へ落下させるように配置されている、チタン合金鋳塊の製造装置。 - 前記除去機構は、前記遮蔽部材に振動を与える加振機構を含む、請求項8に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。
- 前記加振機構は、アクチュエータの出力部材の変位運動を振動力に変換する構成、および、電力を振動力に変換する振動子の少なくとも一方を含む、請求項9に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。
- 前記振動は、振幅をy(cm)とし、振動数をx(Hz)とする場合に、
y≧0.2x-0.5、ただし、0.001≦x≦1000、0.01≦y≦6
を満足する、請求項9または請求項10に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。 - 前記ハースは、
前記原料が投入される第1ハースと、
前記第1ハースから流入した前記溶湯の一部を冷却凝固させることでスカルを形成し、前記溶湯の残部を前記鋳型へ流す第2ハースと、
を含み、
前記遮蔽部材は、前記第1ハースと前記第2ハースに向かい合うように配置されている、請求項8~請求項11の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。 - 前記原料供給部は、前記原料を前記ハースの上方から前記ハースへ落下させる、請求項8~請求項12の何れか1項に記載のチタン合金鋳塊の製造装置。
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JP2019110856A JP7256385B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | チタン合金鋳塊の製造方法および製造装置 |
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JP2019110856A Active JP7256385B2 (ja) | 2019-06-14 | 2019-06-14 | チタン合金鋳塊の製造方法および製造装置 |
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US5084090A (en) * | 1990-07-19 | 1992-01-28 | Axel Johnson Metals, Inc. | Vacuum processing of reactive metal |
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2019
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