JP7406074B2 - チタン鋳塊の製造方法およびチタン鋳塊製造鋳型 - Google Patents
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Description
図1は、チタン鋳塊72の製造装置1を示す図である。製造装置1は、原料供給部2と、照射部31、32、33と、ハース4と、チタン鋳塊製造鋳型(以下、単に鋳型と言う)5と、支持台6とを備えている。
次に、鋳型5の構成について詳述する。図2は、鋳型5の断面図である。
γ2={(a2/W2)/(L2/1000)}×100(%/m)
上記構成の鋳型5に溶湯71を注入してチタン鋳塊72を形成すると、先細りテーパ面52による作用によって、チタン鋳塊72の表面に湯皺が形成されることが抑制される。以下、その理由について説明する。
次に、図1を参照して、本実施形態に係るチタン鋳塊72の製造方法について説明する。チタン鋳塊72の製造方法は第1~4の工程を有する。
図6は、変形例1である鋳型5Aの断面図である。
(1)溶解および鋳造条件
原料:スポンジ・チタン、合金成分を混合した直径100mm×長200mmのブリケット
溶湯成分:チタン合金、純チタン
溶湯温度(ハース4内の溶湯温度):1700℃
鋳型の内径:650mm
鋳型長さ:500mm
溶解量:8000kg
溶解速度:800kg/時間
チタン鋳塊の引き抜き・押し上げパターン
・間欠引抜後、直ちに間欠上昇させるパターンを繰り返す
・平均引抜速度:2~20mm/s
・引抜間隔:1~10mm/回
・平均押上速度:2~20mm/s
・押上間隔:0.5~5mm/回
照射部31、32、33の照射方法:電子ビームあるいはプラズマ
ハース4のサイズ:幅500mm×長1500mm×深100mm
溶解原料の溶解方法:ブリケットを溶解速度に合わせて連続供給
照射部31:2基
照射部32:1基
照射部33:1基
給湯口の突き出し長さ:5mm以上100mm以下
以下では、化学組成に関する「%」は特に断りがない限り「質量%」を意味する。
チタン合金の場合、Al:4.1~7.5%、Fe:0.1~2.1%、V:2.8~5.0%、O:0.03~0.5%、N:0.005~0.2%、C:0.005~0.2%、残部Tiおよび不純物からなるものが例示される。
2 原料供給部
4 ハース
5、5A、5B 鋳型
6 支持台
31、32、33 照射部
50 胴体
51 開口部
51A 開口
52 先細りテーパ面
53 直胴面
54 先太りテーパ面
70 チタン合金原料
71 溶湯
72 チタン鋳塊
Claims (3)
- チタンを含有する溶湯を鋳型に注入してチタン鋳塊を形成する鋳造工程を含み、
前記鋳型は、底の無い筒状の胴体を備え、
前記胴体の上端は、前記溶湯を受け入れるための開口部を含み、
前記開口部の下方における前記胴体の内周面は、先細りテーパ面を含み、
前記先細りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が短くされており、
前記先細りテーパ面によって部分凝固鋳塊が形成され、
前記部分凝固鋳塊は、前記溶湯が凝固することで形成された外周壁と、この外周壁に取り囲まれた前記溶湯と、を含み、
前記先細りテーパ面のテーパ率γ1は、0.5~30(%/m)に設定されており、
前記中心軸線が延びる方向に沿った前記溶湯の湯面から前記先細りテーパ面の下端までの長さは、5mm~100mmに設定されており、
前記胴体の前記内周面は、前記先細りテーパ面の下方において、前記中心軸線に平行な直胴面、および、下方に進むに従い前記中心軸線からの距離が長くされている先太りテーパ面の少なくとも一方を含む、チタン鋳塊の製造方法。
但し、テーパ率γ1={(a1/W1)/(L1/1000)}×100(%/m)であり、a1は前記中心軸線と直交する方向における、前記溶湯が存在している領域での前記先細りテーパ面の高さ(mm)であり、W1は前記溶湯が存在している領域での胴体の最大内径(mm)であり、L1は、前記中心軸線方向における、前記溶湯が存在している領域での前記先細りテーパ面の長さ(mm)である。 - 前記中心軸線と直交する断面において、前記先細りテーパ面の下端位置では前記部分凝固鋳塊の断面積を100%としたとき、前記外周壁の前記断面積は、3%以上である、請求項1に記載のチタン鋳塊の製造方法。
- 底の無い筒状の胴体を備え、
前記胴体の上端は、チタンを主成分として含有する溶湯を受け入れるための開口部を含み、
前記開口部の下方における前記胴体の内周面は、先細りテーパ面を含み、
前記先細りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が短くされており、
前記先細りテーパ面のテーパ率γ2は、0.5~30(%/m)に設定されており、
前記中心軸線が延びる方向に沿った前記開口部から前記先細りテーパ面の下端までの長さは、5mm~100mmに設定されており、
前記胴体の前記内周面は、前記先細りテーパ面の下方において、前記中心軸線に平行な直胴面、および、下方に進むに従い前記中心軸線からの距離が長くされている先太りテーパ面の少なくとも一方を含む、チタン鋳塊製造鋳型。
但し、テーパ率γ2={(a2/W2)/(L2/1000)}×100(%/m)であり、a2は、前記中心軸線と直交する方向における前記先細りテーパ面の高さ(mm)であり、W2は前記先細りテーパ面における最大内径(mm)であり、L2は前記中心軸線方向における前記先細りテーパ面の長さ(mm)である。
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