JPH0328332A - ニッケルベースのスーパーアロイの再溶融方法 - Google Patents
ニッケルベースのスーパーアロイの再溶融方法Info
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- JPH0328332A JPH0328332A JP2118523A JP11852390A JPH0328332A JP H0328332 A JPH0328332 A JP H0328332A JP 2118523 A JP2118523 A JP 2118523A JP 11852390 A JP11852390 A JP 11852390A JP H0328332 A JPH0328332 A JP H0328332A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5241—Manufacture of steel in electric furnaces in an inductively heated furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22B9/22—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
- C22B9/221—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation by electromagnetic waves, e.g. by gas discharge lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Furnace Details (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属材料、中でも特にニッケルベースのスーパ
アロイの介在物の傾瀉方法に関する．現在金属材料、中
でも特にニッケルベースのスーパアロイの製造に通常使
用されている技術は真空炉で実施されるセラミック型耐
熱材料の坩堝での溶融作業を必要とする．この作業時に
金属／セラミック反応が生じ、その結果得られる材料内
でのセラミック介在物の存在は避けられない．従って、
適用条件がいわゆる最適な合金の製造を求める毎に金属
の精製が必要となる．航空分野、特にタービン型航空エ
ンジン部品又は他の推進アセンブリの製造に使用される
ニッケルベースのスーパアロイの場合が特にそうである
．粉末冶金で公知の技術により部品を製造するためには
、例えばニッケルベースの粉末の製造に使用されるイン
ゴットの製造が場合によって問題となる．このような部
品内に介在物が存在すると、特に部品が繰返し（ｏｌｉ
ｇｏｃｙｃｌｉｑｕｅ）疲労の応力下にあるときに部品
の耐久性にとって有害要素となることが特に確認されて
いる． スーパアロイのこのような精製を実施するために、介在
物を分離するのに適した条件下での材料の再溶融による
種々の方法が考案された。
アロイの介在物の傾瀉方法に関する．現在金属材料、中
でも特にニッケルベースのスーパアロイの製造に通常使
用されている技術は真空炉で実施されるセラミック型耐
熱材料の坩堝での溶融作業を必要とする．この作業時に
金属／セラミック反応が生じ、その結果得られる材料内
でのセラミック介在物の存在は避けられない．従って、
適用条件がいわゆる最適な合金の製造を求める毎に金属
の精製が必要となる．航空分野、特にタービン型航空エ
ンジン部品又は他の推進アセンブリの製造に使用される
ニッケルベースのスーパアロイの場合が特にそうである
．粉末冶金で公知の技術により部品を製造するためには
、例えばニッケルベースの粉末の製造に使用されるイン
ゴットの製造が場合によって問題となる．このような部
品内に介在物が存在すると、特に部品が繰返し（ｏｌｉ
ｇｏｃｙｃｌｉｑｕｅ）疲労の応力下にあるときに部品
の耐久性にとって有害要素となることが特に確認されて
いる． スーパアロイのこのような精製を実施するために、介在
物を分離するのに適した条件下での材料の再溶融による
種々の方法が考案された。
このようにして、スーパアロイが液体金属の傾瀉用坩堝
として役立つ冷却坩堝が使用された．溶融は電子ビーム
又はプラズマビームにより行われる． しかしながら、これらの方法ではしばしば非常に複雑且
つコストのかかる設備内で難しい加工を行わねばならな
い．更には、適用される物によっては実施される介在物
分離の効率が時として不十分である． 公知の方法の欠点を生じることなくこれらの問題に応え
るために、本発明は液体金属の磁気流体力学の原理を適
用する． 特に液体金属流への電磁界の適用によるこれらの原理の
実施例についてはフランス特許公開゜第２ ３１６ ０
２６号、フランス特許公開第２ ３９６ ６１２号、フ
ランス特許公開第２ ３９７ ２５１号、フランス特許
公開第２ ４５７ ７３０号又はヨーロッパ特許公開第
０ ０８３ ８９８号に記載されている．更には、フラ
ンス特許公開第２ ４５２ ９５８号は、交番磁界が液
体金属ループ内に誘導された外部電流と反応する電導流
体中に含まれている介在物の電磁分離装置を説明してい
る．しかしながら溶融温度がｌ３００℃を越え且つ最適
な条件が必要とされるニッケルベースのスーパアロイの
再溶融の場合、この型の方法は産業的には開発され得な
い．例えばフランス特許公開第２ ５６１ ７６１号又
はヨーロッパ特許公開第０ ２３４ ５３６号に記載の
装置又は方法は低温坩堝の上方にある介在物の排出を規
定している．当該特許の内容は、再溶融すべき金属の連
続供給が坩堝の上部で行われている産業上の適用例とは
相容れない． いわゆる低温坩堝型の分割式の゜銅製冷却坩堝を用いて
適切な真空下電磁誘導により行われる適切な条件下での
再溶融を含む本発明の介在物傾瀉法により、単純且つ簡
単な条件下での産業への適用、得られる結果の改善及び
以前認められた欠点の排除が可能となる．この方法は坩
堝内の溶融金属の塊に適用される磁界の周波数域が５０
Ｈｚ〜５．１０３Ｈｚであることを特徴とする． 有利には、最適な周波数域は５．１０３Ｈｚ〜５．１０
３Ｈｚである． 添付図面を参照して行った本発明の実施例についての説
明を読めば、本発明の他の特徴及び利点がより良く理解
されよう。
として役立つ冷却坩堝が使用された．溶融は電子ビーム
又はプラズマビームにより行われる． しかしながら、これらの方法ではしばしば非常に複雑且
つコストのかかる設備内で難しい加工を行わねばならな
い．更には、適用される物によっては実施される介在物
分離の効率が時として不十分である． 公知の方法の欠点を生じることなくこれらの問題に応え
るために、本発明は液体金属の磁気流体力学の原理を適
用する． 特に液体金属流への電磁界の適用によるこれらの原理の
実施例についてはフランス特許公開゜第２ ３１６ ０
２６号、フランス特許公開第２ ３９６ ６１２号、フ
ランス特許公開第２ ３９７ ２５１号、フランス特許
公開第２ ４５７ ７３０号又はヨーロッパ特許公開第
０ ０８３ ８９８号に記載されている．更には、フラ
ンス特許公開第２ ４５２ ９５８号は、交番磁界が液
体金属ループ内に誘導された外部電流と反応する電導流
体中に含まれている介在物の電磁分離装置を説明してい
る．しかしながら溶融温度がｌ３００℃を越え且つ最適
な条件が必要とされるニッケルベースのスーパアロイの
再溶融の場合、この型の方法は産業的には開発され得な
い．例えばフランス特許公開第２ ５６１ ７６１号又
はヨーロッパ特許公開第０ ２３４ ５３６号に記載の
装置又は方法は低温坩堝の上方にある介在物の排出を規
定している．当該特許の内容は、再溶融すべき金属の連
続供給が坩堝の上部で行われている産業上の適用例とは
相容れない． いわゆる低温坩堝型の分割式の゜銅製冷却坩堝を用いて
適切な真空下電磁誘導により行われる適切な条件下での
再溶融を含む本発明の介在物傾瀉法により、単純且つ簡
単な条件下での産業への適用、得られる結果の改善及び
以前認められた欠点の排除が可能となる．この方法は坩
堝内の溶融金属の塊に適用される磁界の周波数域が５０
Ｈｚ〜５．１０３Ｈｚであることを特徴とする． 有利には、最適な周波数域は５．１０３Ｈｚ〜５．１０
３Ｈｚである． 添付図面を参照して行った本発明の実施例についての説
明を読めば、本発明の他の特徴及び利点がより良く理解
されよう。
金属合金、中でも特に本発明のニッケルベースのスーパ
アロイの再溶融方法は、精製技術として、特に耐熱坩堝
での製造段階の後に材料中に存在する特にセラミック介
在物の分離又は傾瀉を実施するためにこれらの合金の製
造に適用される。この再溶融作業は、特に適切な条件を
確実とする真空化手段を備えた公知の型の設備で実施さ
れる，同様に公知の型の坩堝、即ち低温坩堝と称する分
割式のＩｉ４製冷却型の坩堝が使用される．坩堝内に導
入された金属塊の溶融は電磁誘導子（ｉｎｄｕｃｔｅｕ
ｒｓ）により行われる。本発明の方法では特定の実験条
件及びパラメータの最適化調整に注目すべきである．こ
れらのパラメータにより所望の結果を得る、即ち効果的
な介在物の傾瀉を行うことができる．第１図は坩堝の中
心軸を示す線Ａと、Ａから距離Ｒだけ離れた液体金属の
表面を示す線Ｂとの間の面に見られる液体金属塊内部の
流動粒子１の位置を示している．適用される磁界は一方
では電磁皮膜区域と称する第１図のｅに示す小さい厚さ
にその効果が制限される表面電磁力、即ち非回転力（ｆ
ｏｒｃｅ ｉｒｒｏｔａｔｉｏｎｎｅｌｌｅｓ）を発生
する．これらの表面力は適用される交番磁界の作用と該
磁界の誘導電流の作用とを組み合わせて得られる。その
結果磁気圧力が生じ、第１図の曲線Ｃに示す磁気圧力値
は液体金属の周辺から前記厚さｅで得られる最大値Ｐｌ
４まで増大する．流動粒子１が液体金属からなるとき、
該流動粒子は、この皮膜区域ｅにおいて伝導体範囲の内
部に向けられ且つＦｍで表示される電磁力の作用と、粒
子に加えられ且つＦｐで表示される圧力の作用との下で
平衡状態である。これに反してーいかなる電流も粒子を
通過しないの＼ノで不伝導性粒子は電磁力に感受性がな
く、従って粒子が坩堝の壁の方に偏倚され、また液体の
塊の表面は圧力の作用下にあることになる．他方では、
液体金属を移動させ且つこのようにしてこの塊の電磁撹
拌を引き起こす容量電磁力又は回転力も生じる。この撹
拌により液体金属塊内部において総ての介在物を電磁皮
膜区域の方に導くことができ、磁気圧力は前述した如く
介在物を該電磁皮膜区域から液体金属の表面及び低温坩
堝の壁の方に移動させる．総ての非金属粒子、特にセラ
ミック介在物は再溶融中にこのようにして介在物の分離
又は傾瀉に付され、再溶融すべき塊の低温壁に沿って濃
縮される． 結果を決定付けるパラメータの値の選択が優れているた
めに、介在物の効果的な分離が本発明に基づいて行われ
る。確かにこの効率は一方では、使用する坩堝の寸法（
坩堝の半径Ｒで表す）、傾瀉時間ｔ及び球に見立ててそ
の直径ｄで表す介在物の寸法により決定される。前述し
た如く、粒子の移動は式： ｆ＋ ＝ Ｂ２ｙｃｄ”／６）ｔｅ （式中、ｅは前述した電磁皮膜の厚さであり、Ｂは磁束
密度であり、μは透磁率である）で表され得る電磁力又
は回転力に起因する。
アロイの再溶融方法は、精製技術として、特に耐熱坩堝
での製造段階の後に材料中に存在する特にセラミック介
在物の分離又は傾瀉を実施するためにこれらの合金の製
造に適用される。この再溶融作業は、特に適切な条件を
確実とする真空化手段を備えた公知の型の設備で実施さ
れる，同様に公知の型の坩堝、即ち低温坩堝と称する分
割式のＩｉ４製冷却型の坩堝が使用される．坩堝内に導
入された金属塊の溶融は電磁誘導子（ｉｎｄｕｃｔｅｕ
ｒｓ）により行われる。本発明の方法では特定の実験条
件及びパラメータの最適化調整に注目すべきである．こ
れらのパラメータにより所望の結果を得る、即ち効果的
な介在物の傾瀉を行うことができる．第１図は坩堝の中
心軸を示す線Ａと、Ａから距離Ｒだけ離れた液体金属の
表面を示す線Ｂとの間の面に見られる液体金属塊内部の
流動粒子１の位置を示している．適用される磁界は一方
では電磁皮膜区域と称する第１図のｅに示す小さい厚さ
にその効果が制限される表面電磁力、即ち非回転力（ｆ
ｏｒｃｅ ｉｒｒｏｔａｔｉｏｎｎｅｌｌｅｓ）を発生
する．これらの表面力は適用される交番磁界の作用と該
磁界の誘導電流の作用とを組み合わせて得られる。その
結果磁気圧力が生じ、第１図の曲線Ｃに示す磁気圧力値
は液体金属の周辺から前記厚さｅで得られる最大値Ｐｌ
４まで増大する．流動粒子１が液体金属からなるとき、
該流動粒子は、この皮膜区域ｅにおいて伝導体範囲の内
部に向けられ且つＦｍで表示される電磁力の作用と、粒
子に加えられ且つＦｐで表示される圧力の作用との下で
平衡状態である。これに反してーいかなる電流も粒子を
通過しないの＼ノで不伝導性粒子は電磁力に感受性がな
く、従って粒子が坩堝の壁の方に偏倚され、また液体の
塊の表面は圧力の作用下にあることになる．他方では、
液体金属を移動させ且つこのようにしてこの塊の電磁撹
拌を引き起こす容量電磁力又は回転力も生じる。この撹
拌により液体金属塊内部において総ての介在物を電磁皮
膜区域の方に導くことができ、磁気圧力は前述した如く
介在物を該電磁皮膜区域から液体金属の表面及び低温坩
堝の壁の方に移動させる．総ての非金属粒子、特にセラ
ミック介在物は再溶融中にこのようにして介在物の分離
又は傾瀉に付され、再溶融すべき塊の低温壁に沿って濃
縮される． 結果を決定付けるパラメータの値の選択が優れているた
めに、介在物の効果的な分離が本発明に基づいて行われ
る。確かにこの効率は一方では、使用する坩堝の寸法（
坩堝の半径Ｒで表す）、傾瀉時間ｔ及び球に見立ててそ
の直径ｄで表す介在物の寸法により決定される。前述し
た如く、粒子の移動は式： ｆ＋ ＝ Ｂ２ｙｃｄ”／６）ｔｅ （式中、ｅは前述した電磁皮膜の厚さであり、Ｂは磁束
密度であり、μは透磁率である）で表され得る電磁力又
は回転力に起因する。
反対にこの移動は式：
ｆ， ＝ ３ｒｒｍ ｖｄＶ
（式中、ｍは液体の密度であり、■は液体の粘度であり
、■は介在物の移動速度である）で表される粘性力によ
り抑制される。
、■は介在物の移動速度である）で表される粘性力によ
り抑制される。
平衡時にこの２つの力は等しく、ｆ ＋ ＝ ｆ ２で
あり、そこから傾瀉速度： Ｖ ＝ Ｂ”ｄ”／１８，ｃｚ ｅ．ｍ．ｖ．が推
定される． 移動し得る介在物の寸法はこのように許容傾瀉時間によ
り限定される．総ての介在物の絶対的傾瀉は無限の時間
を必要とする。許容時間、例えばｔ ＝ Ｒ／Ｖを基準
にして得られる限界ｄは式：ｄ ＝ （１８μ．ｅ．ｍ
．ｖ．Ｒ／Ｂ２ｔ）”２で表される． その結果、時間ｔが増大するか又はＢが増大すると介在
物の許容直径ｄは減少する．それに対し、坩堝の寸法Ｒ
が増大するか又は液体の粘度Ｖが増大すると傾瀉されな
い介在物の寸法ｄが増大する。
あり、そこから傾瀉速度： Ｖ ＝ Ｂ”ｄ”／１８，ｃｚ ｅ．ｍ．ｖ．が推
定される． 移動し得る介在物の寸法はこのように許容傾瀉時間によ
り限定される．総ての介在物の絶対的傾瀉は無限の時間
を必要とする。許容時間、例えばｔ ＝ Ｒ／Ｖを基準
にして得られる限界ｄは式：ｄ ＝ （１８μ．ｅ．ｍ
．ｖ．Ｒ／Ｂ２ｔ）”２で表される． その結果、時間ｔが増大するか又はＢが増大すると介在
物の許容直径ｄは減少する．それに対し、坩堝の寸法Ｒ
が増大するか又は液体の粘度Ｖが増大すると傾瀉されな
い介在物の寸法ｄが増大する。
他方では、傾瀉効率は適用される磁界の周波数にも影響
され、非回転力／回転力比はこの周波数に左右される。
され、非回転力／回転力比はこの周波数に左右される。
確かに無限大の周波数はゼロの電磁皮膜厚さｅに対応し
、この厚さに対してはいかなる傾瀉も生じ得ない。同様
に連続磁界（ｃｈａｍｐｃｏｎｔｉｎｕ）又はゼロの周
波数ではいかなる効果も存続しない。従って介在物の傾
瀉の満足の行く効率を確実とする本発明方法の実施条件
を産業設備内で得るために、本発明は前述した条件下で
適用すべき磁界の周波数の主要範囲を限定した。
、この厚さに対してはいかなる傾瀉も生じ得ない。同様
に連続磁界（ｃｈａｍｐｃｏｎｔｉｎｕ）又はゼロの周
波数ではいかなる効果も存続しない。従って介在物の傾
瀉の満足の行く効率を確実とする本発明方法の実施条件
を産業設備内で得るために、本発明は前述した条件下で
適用すべき磁界の周波数の主要範囲を限定した。
まず皮膜の厚さｅと坩堝内の液体容積の半径Ｒとの間の
許容比率を限定する．例えば最大厚さｅ１は半径Ｒに等
しく、最小厚さｅ２はこの半径Ｒの百分のーに等しい。
許容比率を限定する．例えば最大厚さｅ１は半径Ｒに等
しく、最小厚さｅ２はこの半径Ｒの百分のーに等しい。
式μσω２ｅ２ ＝ ２を導入すると、シールドパラメ
ータ（ｐａｒａｗ＋ａｔｒｅ ｄ’６ｃｒａｎ）ＰＥの
対応値は式： ＰＥ ＝ Ｒ’μσω （式中、ωは磁界の脈動であり、σは材料の導電率であ
り、Ｒ及びμは前述した通りである）で表される． 従って、ＰＥの極限値： ２≦ ＰＥ ≦５００ が得られる。
ータ（ｐａｒａｗ＋ａｔｒｅ ｄ’６ｃｒａｎ）ＰＥの
対応値は式： ＰＥ ＝ Ｒ’μσω （式中、ωは磁界の脈動であり、σは材料の導電率であ
り、Ｒ及びμは前述した通りである）で表される． 従って、ＰＥの極限値： ２≦ ＰＥ ≦５００ が得られる。
坩堝の寸法を考慮して周波数の理論域がこのようにして
得られる。この理論域は約１０ ０ ｔｌ ｚ〜数Ｍ｝
ｌｚである。
得られる。この理論域は約１０ ０ ｔｌ ｚ〜数Ｍ｝
ｌｚである。
産業的条件下では、介在物傾瀉の効率基準（ＣＥ）は一
方では本発明方法に基づく再溶融の前に、他方ではこの
再溶融の後における金属物質１ｋｇ当りに存在する粒子
数割合Ｎｐにより得られ得る。効率基準は式： ＣＥ・再溶融前のＮ，一再溶融後のＮＰ／再溶融前のＨ
Ｐで表される。
方では本発明方法に基づく再溶融の前に、他方ではこの
再溶融の後における金属物質１ｋｇ当りに存在する粒子
数割合Ｎｐにより得られ得る。効率基準は式： ＣＥ・再溶融前のＮ，一再溶融後のＮＰ／再溶融前のＨ
Ｐで表される。
この効率基準が採用される場合、この基準は５０．Ｈｚ
＜ ｒ ＜ ５ｘｌＯ’ｌｌｚで限定される磁界の周
波数域ｆで３０％を越える。
＜ ｒ ＜ ５ｘｌＯ’ｌｌｚで限定される磁界の周
波数域ｆで３０％を越える。
従って前述した条件下で、特に適切な真空と低温坩堝に
適用される磁界の周波数ｆのこのような主要範囲が、本
発明のニッケルベースのスーパアロイの再溶融方法を特
徴付けている． ７５％を越える効率基準を得るためにｉ＆適な周波数域
が限定され、以下の範囲： ５，１０３Ｈｚ ＜ｆ ＜５．１０５ｔｌｚが得られる
。
適用される磁界の周波数ｆのこのような主要範囲が、本
発明のニッケルベースのスーパアロイの再溶融方法を特
徴付けている． ７５％を越える効率基準を得るためにｉ＆適な周波数域
が限定され、以下の範囲： ５，１０３Ｈｚ ＜ｆ ＜５．１０５ｔｌｚが得られる
。
適用すべき磁界の前記周波数域を決定し得る本発明の再
溶融方法の実施試験を、本発明の再溶融方法の２つの実
施例に対応する２つの型の坩堝を使用して実施した．第
２図に概略的に示す第１の坩堝２は、直立型（ｄｒｏｉ
ｔ）坩堝に対して、冷却液、特に水の循環する内管４に
より冷却される銅製壁３を公知の方法で含んでいる．壁
３は外側を電磁誘導子のコイル５で包囲されている。坩
堝２の底部は７で示す引出し装置に結合された引出し台
板６を含んでいる． 該坩堝２に配置された充填部（ｃｈａｒｇｅ）８には、
上溶敵すべき金属が供給される。溶融・精製された金属
は下部で円筒形インゴットの形態に引出される．適用さ
れたパラメータ、特に本発明に適合する周波数、並びに
選択された他の条件、特に設備の発熱量及び再溶融速度
は、非金属介在物がインゴットの周辺に位置する低温部
分内で捕集されるように設定される．引出し後に追加の
表面加工作業により介在物を排除することができる。
溶融方法の実施試験を、本発明の再溶融方法の２つの実
施例に対応する２つの型の坩堝を使用して実施した．第
２図に概略的に示す第１の坩堝２は、直立型（ｄｒｏｉ
ｔ）坩堝に対して、冷却液、特に水の循環する内管４に
より冷却される銅製壁３を公知の方法で含んでいる．壁
３は外側を電磁誘導子のコイル５で包囲されている。坩
堝２の底部は７で示す引出し装置に結合された引出し台
板６を含んでいる． 該坩堝２に配置された充填部（ｃｈａｒｇｅ）８には、
上溶敵すべき金属が供給される。溶融・精製された金属
は下部で円筒形インゴットの形態に引出される．適用さ
れたパラメータ、特に本発明に適合する周波数、並びに
選択された他の条件、特に設備の発熱量及び再溶融速度
は、非金属介在物がインゴットの周辺に位置する低温部
分内で捕集されるように設定される．引出し後に追加の
表面加工作業により介在物を排除することができる。
第３図に概略的に示す第２の坩堝１０は公知の浮遊型（
１６ｖｉｔａｔｉｏｎ）坩堝であり、該坩堝内では壁１
１の特殊な形態により液体金属の主要部分を浮遊させて
維持することができる。該坩堝は前述した如く壁１１に
冷却内管１２を含み、該管は水箱１３及び電磁誘導子の
コイルｌ４から供給を受ける．介在物は冷却された坩堝
の壁と接触する低温金゛属部分内で新たに捕集される．
この坩堝の場合第２図に示す直立型坩堝での方法に比べ
て低温部分の表面積が部に導入されている円筒形インゴ
ット９の形態の狭いが、これは傾瀉時間を長くして補整
される。
１６ｖｉｔａｔｉｏｎ）坩堝であり、該坩堝内では壁１
１の特殊な形態により液体金属の主要部分を浮遊させて
維持することができる。該坩堝は前述した如く壁１１に
冷却内管１２を含み、該管は水箱１３及び電磁誘導子の
コイルｌ４から供給を受ける．介在物は冷却された坩堝
の壁と接触する低温金゛属部分内で新たに捕集される．
この坩堝の場合第２図に示す直立型坩堝での方法に比べ
て低温部分の表面積が部に導入されている円筒形インゴ
ット９の形態の狭いが、これは傾瀉時間を長くして補整
される。
その代わり、坩堝１０では本発明のパラメータについて
前述した同一の適用条件下で介在物を分離した後に、引
込み式の冷却指部１６により隠されている坩堝１０の下
部に設けられたオリフィス１５から精製金属を排出する
ことができる。
前述した同一の適用条件下で介在物を分離した後に、引
込み式の冷却指部１６により隠されている坩堝１０の下
部に設けられたオリフィス１５から精製金属を排出する
ことができる。
この場合分離された介在物は浮遊型坩堝１０内で捕集さ
れたままである．適切な材料はこのようにして坩堝の出
口で直接に自由に処理され得る．本発明の再溶融方法を
ニッケルベースのスーパアロイに適用して行われる介在
物傾瀉の効率基準（ＣＥ）を評価するためにある試験方
法が使用された．試験を実施するに当たり、例えば粒度
が７５μ繭で１３５０℃を融点とする公知の組成のニッ
ケルベースのスーパアロイ粉末が、粉末１ｋｇ当たり２
００の粒子を分散させて二酸化ジルコニウム粒子に混合
される。粒子の粒度は１２０〜１５０μ−であり、融点
は２８００℃である．スーパアロイ粉末と随意的な汚染
の（ｄｅ ｐｏｌｉｕｔｉｏｎ ｖｏｌｏｎｔａｉｒｅ
）二酸化ジルコニウム粒子との混合物はＴｕｒｂｕｌａ
型の逆渦運動（ｍｏｕｖｅ＋ｍｅｎｔ ＆ ｔｏｕｒｂ
ｉｌｌｏｎｓ ｉｎｖｅｒｓｅｓ）に１時間かけられて
製造される。次に稠密化が熱間静水圧縮又は熱間鍛造に
より実施される。次に試料が２つの型の坩堝用に特定し
て製造される。
れたままである．適切な材料はこのようにして坩堝の出
口で直接に自由に処理され得る．本発明の再溶融方法を
ニッケルベースのスーパアロイに適用して行われる介在
物傾瀉の効率基準（ＣＥ）を評価するためにある試験方
法が使用された．試験を実施するに当たり、例えば粒度
が７５μ繭で１３５０℃を融点とする公知の組成のニッ
ケルベースのスーパアロイ粉末が、粉末１ｋｇ当たり２
００の粒子を分散させて二酸化ジルコニウム粒子に混合
される。粒子の粒度は１２０〜１５０μ−であり、融点
は２８００℃である．スーパアロイ粉末と随意的な汚染
の（ｄｅ ｐｏｌｉｕｔｉｏｎ ｖｏｌｏｎｔａｉｒｅ
）二酸化ジルコニウム粒子との混合物はＴｕｒｂｕｌａ
型の逆渦運動（ｍｏｕｖｅ＋ｍｅｎｔ ＆ ｔｏｕｒｂ
ｉｌｌｏｎｓ ｉｎｖｅｒｓｅｓ）に１時間かけられて
製造される。次に稠密化が熱間静水圧縮又は熱間鍛造に
より実施される。次に試料が２つの型の坩堝用に特定し
て製造される。
本発明の再溶融方法の操作条件、特に本発明により限定
される主要パラメータ（磁界の周波数）が試料の再溶融
作業に適用される。本発明に基づいて溶融及び介在物傾
瀉を緯持した後に、精製された液体金属が冷却された銅
製の鋳塊鋳型内に鋳込まれる。インゴットは例えば適用
するＷＡ造方法では直径が２５ｍｍで高さが９０ｍｍに
加工されるか、又は例えば使用する方法では直径が５０
ｍｍで高さがＬｏｏＴ＠一を越えるインゴットの形態に
引出される。
される主要パラメータ（磁界の周波数）が試料の再溶融
作業に適用される。本発明に基づいて溶融及び介在物傾
瀉を緯持した後に、精製された液体金属が冷却された銅
製の鋳塊鋳型内に鋳込まれる。インゴットは例えば適用
するＷＡ造方法では直径が２５ｍｍで高さが９０ｍｍに
加工されるか、又は例えば使用する方法では直径が５０
ｍｍで高さがＬｏｏＴ＠一を越えるインゴットの形態に
引出される。
第４ａ図、第４ｂ図、第４ｃ図、第４ｄ図及び第４ｅ図
は次に実施する試験、即ち電子ビームによる溶融ボタン
の介在物清浄度試験の段階を示している。第４ａ図はイ
ンゴットの電子ビームによる溶融を示し、第４ｂ図及び
第４ｃ図では介在物の異なる捕集段階を示している。
は次に実施する試験、即ち電子ビームによる溶融ボタン
の介在物清浄度試験の段階を示している。第４ａ図はイ
ンゴットの電子ビームによる溶融を示し、第４ｂ図及び
第４ｃ図では介在物の異なる捕集段階を示している。
第４ｄ図及び第４ｅ図はボタンの真空下冷却時の凝固段
階を示している。矢印２０はその内部で電子ビームのボ
タン２ｌが製造される冷却坩堝を示している。汚染粒子
は２２に示し、固形金属は２３に、液体金属は２４に示
す。
階を示している。矢印２０はその内部で電子ビームのボ
タン２ｌが製造される冷却坩堝を示している。汚染粒子
は２２に示し、固形金属は２３に、液体金属は２４に示
す。
本方法に基づいて実施される試験により以下の結果が得
られる。
られる。
磁界の周波数ｆの範囲が
ｆ ＜ ５０Ｈｚ又はｆ ＞ １．１０γＨｚの場合
、前述した効率基準が３０％未満であることが確認され
た。
、前述した効率基準が３０％未満であることが確認され
た。
本発明で限定された周波数域が
５０Ｈｚ ＜ ｆ ＜ ５ＸＩＯ＠Ｈｚの場合、３０％
を越える効率基準が確認され、最適な周波数域、即ち ５．１０３Ｈｚ ＜ ｆ ＜ ５．１０３Ｈｚの場合で
７５％を越える効率基準が得られる．
を越える効率基準が確認され、最適な周波数域、即ち ５．１０３Ｈｚ ＜ ｆ ＜ ５．１０３Ｈｚの場合で
７５％を越える効率基準が得られる．
第１図は本発明の再溶融方法に基づいて坩堝内で再溶融
された金属塊内部の粒子に加えられる力についての概略
図、第２図は本発明方法を実施するために使用される直
立型坩堝の正面断面図、第３図は第２図と類似する、本
発明方法を実施するために使用される浮遊型坩堝の正面
断面図、第４ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図、第４ｄ図及び
第４ｅ図は本発明の再溶融方法により行われる介在物の
傾瀉の効率検査を可能とするボタン型試験片の電子ビー
ムによる溶融及び凝固試験の連続する実施段階を示す図
である。 １．．．流動粒子、２，１０．．．坩堝、３，１１．．
．壁、４，１２．．．内管、９．．．インゴット、１３
．．．水箱、１５．．．オリフィス。 −１８４−
された金属塊内部の粒子に加えられる力についての概略
図、第２図は本発明方法を実施するために使用される直
立型坩堝の正面断面図、第３図は第２図と類似する、本
発明方法を実施するために使用される浮遊型坩堝の正面
断面図、第４ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図、第４ｄ図及び
第４ｅ図は本発明の再溶融方法により行われる介在物の
傾瀉の効率検査を可能とするボタン型試験片の電子ビー
ムによる溶融及び凝固試験の連続する実施段階を示す図
である。 １．．．流動粒子、２，１０．．．坩堝、３，１１．．
．壁、４，１２．．．内管、９．．．インゴット、１３
．．．水箱、１５．．．オリフィス。 −１８４−
Claims (4)
- （１）金属材料、中でも特にニッケルベースのスーパア
ロイの再溶融方法であって、低温坩堝と称される分割式
の銅製冷却坩堝内に置かれたスーパアロイの溶融が電磁
誘導子を介して適切な真空下で実施されると共に、液体
金属の電磁撹拌と、再溶融すべき塊の低温壁に沿っての
特にセラミック介在物からなる総ての不伝導性粒子の表
面濃縮とを同時に実施して介在物の傾瀉が行われるよう
に、坩堝内の溶融金属の塊に適用される磁界が５０Ｈｚ
〜５×１０＾■Ｈｚに限定される範囲の周波数を有する
ことを特徴とする方法。 - （２）磁界の周波数域が５．１０＾３Ｈｚ〜５．１０＾
５Ｈｚの最適な範囲内にあることを特徴とする請求項１
に記載の金属材料、中でも特にニッケルベースのスーパ
アロイの再溶融方法。 - （３）使用される低温坩堝が直立型坩堝であり、該坩堝
内では再溶融すべき金属が円筒形インゴットの形態でそ
の上部に導入され、またインゴットの表面加工に関係す
る作業を介してインゴットの周辺に集められた介在物を
除去することができるように、再溶融された精製金属が
下部から円筒形インゴットの形態で引出されることを特
徴とする請求項１又は２に記載の金属材料、中でも特に
ニッケルベースのスーパアロイの再溶融方法。 - （４）使用される低温坩堝が浮遊型坩堝であり、該坩堝
内では介在物が坩堝内に残留し、更に坩堝の冷却された
壁と接触する低温金属部分内で捕集されるように、液体
金属の大部分が浮遊状態で維持され且つ精製された金属
が坩堝のオリフィスから排出されることを特徴とする請
求項１又は２に記載の金属材料、中でも特にニッケルベ
ースのスーパアロイの再溶融方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8906173 | 1989-05-11 | ||
| FR8906173A FR2646858B1 (fr) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Procede de refusion de materiaux metalliques avec decantation inclusionnaire |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328332A true JPH0328332A (ja) | 1991-02-06 |
| JPH0794695B2 JPH0794695B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=9381570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2118523A Expired - Fee Related JPH0794695B2 (ja) | 1989-05-11 | 1990-05-08 | ニッケルベースのスーパーアロイの再溶融方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0397565B2 (ja) |
| JP (1) | JPH0794695B2 (ja) |
| DE (1) | DE69015690T3 (ja) |
| FR (1) | FR2646858B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2708725B1 (fr) * | 1993-07-29 | 1995-11-10 | Imphy Sa | Procédé de fusion d'un matériau électroconducteur dans un four de fusion par induction en creuset froid et four de fusion pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. |
| FR2788709B1 (fr) * | 1999-01-21 | 2001-02-23 | Snecma | Procede pour alimenter un creuset a levitation |
| DE10036012A1 (de) * | 2000-07-25 | 2002-02-28 | Gwp Ges Fuer Werkstoffpruefung | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Halbzeugen aus Metallen und Legierungen |
| DE10156336A1 (de) * | 2001-11-16 | 2003-06-05 | Ald Vacuum Techn Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Legierungs-Ingots |
| DE10328618B4 (de) * | 2003-06-20 | 2008-04-24 | Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. | Verfahren und Vorrichtung zur schmelzmetallurgischen Herstellung von Magnetlegierungen auf Nd-Fe-B-Basis |
| US20220193768A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method and apparatus for manufacturing powder for additive manufacturing |
| CN112941324A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 赵江晨 | 一种含重金属危废资源综合利用新工艺 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2664496A (en) * | 1952-11-25 | 1953-12-29 | Westinghouse Electric Corp | Apparatus for the magnetic levitation and heating of conductive materials |
| US3775091A (en) * | 1969-02-27 | 1973-11-27 | Interior | Induction melting of metals in cold, self-lined crucibles |
| FR2073331A1 (en) * | 1969-11-06 | 1971-10-01 | Westinghouse Electric Corp | One shot mouldings incorporating sheet - reinforcement or decoration |
| FR2452958A1 (fr) * | 1979-04-04 | 1980-10-31 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif electromagnetique de separation d'inclusions contenues dans un fluide electriquement conducteur |
| DE2932574A1 (de) * | 1979-08-10 | 1981-02-26 | Max Planck Gesellschaft | Einrichtung zum tiegelfreien elektromagnetischen schwebe-erhitzen |
| FR2561761B1 (fr) * | 1984-03-20 | 1988-03-18 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'evacuation en continu des produits fondus contenus dans un creuset froid |
| SE454208B (sv) * | 1986-02-24 | 1988-04-11 | Asea Ab | Sett for avskiljning av inneslutningar i metallsmeltor samt anordning for genomforande av settet |
-
1989
- 1989-05-11 FR FR8906173A patent/FR2646858B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2118523A patent/JPH0794695B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-10 DE DE69015690T patent/DE69015690T3/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-10 EP EP90401234A patent/EP0397565B2/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2646858A1 (fr) | 1990-11-16 |
| EP0397565A1 (fr) | 1990-11-14 |
| DE69015690T2 (de) | 1995-08-03 |
| DE69015690D1 (de) | 1995-02-16 |
| FR2646858B1 (fr) | 1992-07-03 |
| EP0397565B2 (fr) | 1998-03-25 |
| JPH0794695B2 (ja) | 1995-10-11 |
| DE69015690T3 (de) | 1998-10-08 |
| EP0397565B1 (fr) | 1995-01-04 |
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