JPH02224841A - 耐熱合金の鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ＷＡＳＰ等の耐熱合金の鍛造方法に関する。

「従来の技術」 例えば、ガスタービン等の構成部品として使用されるリ
ングを製造する場合、最近ではＷＡＳＰ（ワスバロイ：
商品名）と称する耐熱合金が使用されている。

このＷＡＳＰは、Ｎ　ｉ　−Ｃｒ　−Ａ　Ｉ　−Ｔ　ｉ
系の合金であり、耐熱性能に優れる反面、約９８０℃以
下の温度では硬質で、しかも結晶析出により割れやすい
特徴を有する。

そこで従来、このＷＡＳＰで前述のリングを製造する際
には、鋳造により得られた円柱形のビユレットを再加熱
により赤熱し、速やかに鍛造プレス装置にセットし、短
時間のうちに高圧で鍛造して円板状にする。そしてさら
にリングミルを用いて、この円板体をリング状に成形す
る方法が採られていた。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来の鍛造方法では、赤熱状態のビ
ユレットを速やかにプレス装置にセットしても、その直
後からプレス装置への当接面が冷却し始めることが避け
られない。このため、温度が低い接触面近傍で相対的に
硬質になり、鍛造後のビユレットは完全な円板形でなく
鼓状に変形し、組織が不均質になるだけでなく、当接面
近傍に９８０℃以下の部分が生じた場合には、この低温
部分が割れてしまうこともあった。さらに、比較的硬質
の状態でビユレットを鍛造しなければならないから、プ
レス装置には大きな駆動力が要求され、装置が大掛かり
になり製造コストが高くつくばかりか、プレスのビユレ
ット当接面が加熱されて劣化し、装置寿命が短くなる問
題もあった。

「課題を解決するための手段」 本発明は」二記課題を解決するためになされたもので、
加熱した耐熱合金材の表面に液状のセラミックス系断熱
溶剤を塗布し、さらに鍛造プレス装置との当接面にセラ
ミックス系断熱繊維シートを固定した後、鍛造を行なう
ことを特徴とする。

以下、本発明を具体的に説明する。

この方法ではまず、鋳造で成形された直後の赤熱状態に
あるＷＡＳＰ等の耐熱合金製ビユレットに、セラムガー
ド（商品名）等のセラミックス系断熱溶剤をハケやスプ
レーガン等の手段を用いて全面に略均〜厚に塗布する。

このセラミックス系断熱溶剤は、セラミックス微粉末を
水等の液体でスラリー状に溶いたもので、塗布層の厚み
は０．１〜０゜５＋＊ｍ程度となることが望ましい。０
．１ｎ＋ｍ以下では十分な断熱効果が得られず、０．５
＋ｉｍより厚く塗っても断熱効果は増大しない。

なＪり、塗布前のビユレットの温度は、例えばＷＡＳＰ
の場合、９００−１１００’（、であることが望ましい
。９００℃未満では鍛造時に割れが生じるおそれがあり
、１１００℃より高温ではセラミックスが融解して流れ
出すおそれがある。

次に、鍛造プレス装置の下プレス上面にカオウール（商
品名）等のセラミックス系断熱繊維シートを敷き、断熱
溶剤の塗布が完了したビユレットを、速やかにこの断熱
繊維シー］・上に載せる。さらにビユレットの上面にも
同様のセラミックス系断熱繊維シートを載せ、速やかに
鍛造を行なう。なお、可能であれば、ビユレットの全面
に前記断熱繊維シートを巻き付けてもよい。こうすれば
−層断熱効果を高めることができる。

前記セラミックス系断熱繊維シートは前記温度でも溶解
しないもので、前述のカオウールの他にもアスベスト等
が使用可能である。またシートの厚みは、例えばカオク
ールの場合、圧力をかけない自然状態でｉｏ〜２０ｍｍ
程度であることが望ましい。この範囲より薄いと断熱効
果が不十分で従来の問題が解決できず、これより厚いと
シートの厚みにより鍛造精度が低下するおそれがある。

なお、本発明の鍛造方法は、ＷＡＳＰのみならず、同様
の問題を有していたＵ−７１０等の耐熱合金にも適用可
能である。

１作　用」 上記の方法では、ビユレットとプレスの間に敷いたセラ
ミックス系断熱繊維シートが、プレス圧力がかかった際
にもビユレットの当接部位から逃げず、圧縮されてもあ
る程度の厚みを維持し、高い断熱効果が得られるため、
高温のビユレットからプレスへの伝熱を防ぎ、ビユレッ
トの局部的冷却および硬化を防止できる。したがって、
比較的小さいプレス圧力で効率良く鍛造が行なえるうえ
、得られる鍛造品の組織が均質になり、温度低下による
割れや形状不良も生じず、さらに伝熱によるプレス劣化
のおそれもない。

一方、セラミックス系断熱溶剤は、それ自体断熱効果を
発揮することはもちろん、ビユレットと断熱繊維との間
に断熱層を形成して、断熱繊維が高温のビユレットに直
接溶着することを防ぎ、ざらに固化後は耐熱合金との熱
膨張係数差により鍛造品との接触界面で応力歪を生じ、
断熱繊維を供なって鍛造品から容易に剥離するため、除
去が極めて簡単である。

ちなみに、もしもセラミックス系断熱溶剤を使わずに、
セラミックス系断熱繊維シートを赤熱したビユレットに
被せれば、１０００℃以上の高温とプレス圧力のため断
熱繊維シートはビユレットに溶着し、同化後は容易に剥
がすことができない。

また、ビユレットにセラミックス系断熱溶剤を塗布した
だけで断熱繊維を用いないとすれば、鍛造時に断熱溶剤
がビユレット表面から逃げてプレスとビユレットが直接
接触し、伝熱により従来の問題が解決できないだけでな
く、プレス装置が断熱溶剤で汚れる等の不都合も生じる
。

「実施例」 次−こ、実施例を挙げて本発明の効果を実証する。

ＷＡＳＰを原料として３６ｃｍｄ　Ｘ　１２０ｃｍの円
柱状ビユレットを鋳造した。そして、赤熱状態にあるう
ちに、このビユレットにセラムガードをハケで約０．３
ｍｍの厚さに塗布したうえ、上下全面に厚さ１０ｍｍ（
自然状態）のカオウールをはさみ、プレス装置で鍛造し
た。、得た鍛造品は４８ｃｒｓＩＩｘ６０ｃＩＩ＋の円
柱状である。

その結果、鍛造に要したプレス圧力は２００ｋｇ／ｃｍ
”であった。自然冷却後、鍛造品からセラムガードおよ
びカオクールの剥離を試みたところ、カオウールはセラ
ムガードで板状に固化して容易に剥がれた。また外周面
に着いたセラムガードも、耐熱合金との熱膨張率の差に
より容易に剥離できた。鍛造品はほぼ完全な円柱形をな
し、割れや鼓状の変形は生じておらず、組織も均質だっ
た。

一方、比較例１として、前記同様ｌ；赤熱したビユレッ
トを、プレス装置に直接セットして鍛造を行なった。そ
の結果、前記と同寸の鍛造品を得るのに１０２０　ｋｇ
／　ｃｒａ”のプレス圧力を要し、鍛造品は鼓状になっ
てしかも下面には放射状に割れが生じた。

また、比較例２として、赤熱したビユレットの上下全面
に前記と同じ力オウールをはさみ、鍛造プレスを行なっ
た結果、２００　ｋｇ／　ｃｍ”のプレス圧力を要した
。鍛造品はほぼ完全な円柱形であったが、上下面にカオ
ウールが溶着してしまい、除去に手間がかかり、実用的
でなかった。

まＩ；、比較例３として、赤熱したビユレットの全面に
セラムガードを前記実施例と同じ厚みに吹き付け、その
まま鍛造プレスを行なった。その結果、ビユレットの上
下面に吹き付（プたセラムガードは当接面から流れでて
しまい、ビユレットの上下面が冷却されて鍛造品は鼓状
となった。またプレス装置にセラムガードが付着、固化
して除去に手間がかかった。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる耐熱合金の鍛造方
法によれば、ビユレットとプレスの間に敷いたセラミッ
クス系断熱繊維シートが、圧縮されてもある程度の厚み
を維持し、高い断熱効果を発揮するため、高温のビユレ
ットからプレスへの伝熱を著しく低下させ、ビユレット
の局部的冷却および硬化を防止できる。したがって、比
較的小さいプレス圧力で効率良く鍛造が行なうことがで
き、駆動力に要するコストを削減できるうえ、得られる
鍛造品の組織が均質になり、温度低下による割れや形状
不良も生じない。さらに伝熱にょる″ブレスの劣化も防
げる。

一方、断熱溶剤は、それ自体断熱効果を発揮することは
もちろん、ビユレットと断熱繊維との間に断熱層を形成
して、断熱繊維が高温のビユレットに直接溶着すること
を防ぎ、さらに同化後は耐熱合金との熱膨張係数差によ
り鍛造品との接触界面で応力歪を生じる。したがって、
この方法では、断熱溶剤および断熱繊維のいずれをも鍛
造品から容易に剥離することができ、鍛造後の後処理が
極めて簡単に済むという優れた効果も得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱した耐熱合金製ビュレットの表面に液状のセラミッ
   クス系断熱溶剤を塗布したうえ、少なくとも鍛造プレス
   装置との当接面をセラミックス系断熱繊維シートで被覆
   し、前記鍛造プレス装置で鍛造を行なうことを特徴とす
   る耐熱合金の鍛造方法。