JPH0499840A - 精密鋳造用チタンアルミナイド基合金及びその精密鋳造法 - Google Patents
精密鋳造用チタンアルミナイド基合金及びその精密鋳造法Info
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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】
［産業上の利用分野］
本発明はニラゲル基耐熱合金より高温での比強度に優れ
、Ｔｉ（チタン）合金よりも耐熱性。
、Ｔｉ（チタン）合金よりも耐熱性。
体酸化性に優れている新材料として注目されている金属
間化合物チタンアルミナイト基合金（ＴｊＡ、Ｑ）に関
し、特にホイールやブレードベーンなどの薄肉複雑形状
、薄肉精密形状の精密鋳造品を高い良品歩留で製造する
なめにＹ（イツトリウム）を添加した精密鋳造用チタン
アルミナイト基合金とその精密＠速決に関するものであ
る。
間化合物チタンアルミナイト基合金（ＴｊＡ、Ｑ）に関
し、特にホイールやブレードベーンなどの薄肉複雑形状
、薄肉精密形状の精密鋳造品を高い良品歩留で製造する
なめにＹ（イツトリウム）を添加した精密鋳造用チタン
アルミナイト基合金とその精密＠速決に関するものであ
る。
［従来の技術］
金属間化合物ＴｉＡＪｌｌ（チタンアルミナイト）は軽
く、耐酸化性に優れ、温度上昇と共に強度が増加し、さ
らにクリープ特性が良いなどの特性を有する反面、常温
延性に乏しくまた靭性が発現する高温でも加工速度依存
性が強いなどの問題をもっている。このうち常温靭性の
有効な改善手段として米国特許第４２９４６１５号や特
開平１−２９８１２７号ではＶ（バナジウム）の添加が
提案され、粒界強化の改善に関し特開昭６１−４１７４
０号、特開平１−２８７２４３号及び特開平１−２９８
１２７号ではＭｎ（マンガン）やＮｂ（ニオブ）の添加
が提案され、特開平１−２５５６３２号ではＹ（イツト
リウム）、Ｒｅ（レニウム）の添加が提案されている。
く、耐酸化性に優れ、温度上昇と共に強度が増加し、さ
らにクリープ特性が良いなどの特性を有する反面、常温
延性に乏しくまた靭性が発現する高温でも加工速度依存
性が強いなどの問題をもっている。このうち常温靭性の
有効な改善手段として米国特許第４２９４６１５号や特
開平１−２９８１２７号ではＶ（バナジウム）の添加が
提案され、粒界強化の改善に関し特開昭６１−４１７４
０号、特開平１−２８７２４３号及び特開平１−２９８
１２７号ではＭｎ（マンガン）やＮｂ（ニオブ）の添加
が提案され、特開平１−２５５６３２号ではＹ（イツト
リウム）、Ｒｅ（レニウム）の添加が提案されている。
しかしながら、これらの提案の合金を用いた精密鋳造品
が、試作または使用に供されている報告はなされていな
い、なお鋳造性の有効な改善手段に関しては特開平１−
７９３３５号でＣ（炭素）、０（酸素）、Ｎ（窒素）な
どの含有量を規制し、特定量のＢ（ボロン）の添加が提
案されている。
が、試作または使用に供されている報告はなされていな
い、なお鋳造性の有効な改善手段に関しては特開平１−
７９３３５号でＣ（炭素）、０（酸素）、Ｎ（窒素）な
どの含有量を規制し、特定量のＢ（ボロン）の添加が提
案されている。
［発明が解決しようとする課Ｂ］
一方、鍛造や切削という手段では成形が困難もしくは不
可能な薄肉複雑形状の部品、例えばホイールやタービン
ブレードは、ロストワックス法精密鋳造で製作されるこ
とが一般的である。しかし、ロストワックス法精密鋳造
であっても鋳造時、鋳込まれる合金の湯流れ性あるいは
鋳型充満性に対する合金の融点、凝固温度範囲、融解潜
熱の影響を排除することはできない。Ｔ ｉ Ａ Ｊｌ
’ ２元系の場合も第３元素の添加により常温靭性が改
善されるようになるとはいえ、合金の融点を上昇させた
り、凝固温度範囲を拡げたり、融解潜熱を減少させる第
３元素の添加されたものは、直方体や引張試験片の様な
単純形状の鋳物はともかく前述の薄肉複雑形状の鋳物を
高い良品歩留りで作ることは難しい。
可能な薄肉複雑形状の部品、例えばホイールやタービン
ブレードは、ロストワックス法精密鋳造で製作されるこ
とが一般的である。しかし、ロストワックス法精密鋳造
であっても鋳造時、鋳込まれる合金の湯流れ性あるいは
鋳型充満性に対する合金の融点、凝固温度範囲、融解潜
熱の影響を排除することはできない。Ｔ ｉ Ａ Ｊｌ
’ ２元系の場合も第３元素の添加により常温靭性が改
善されるようになるとはいえ、合金の融点を上昇させた
り、凝固温度範囲を拡げたり、融解潜熱を減少させる第
３元素の添加されたものは、直方体や引張試験片の様な
単純形状の鋳物はともかく前述の薄肉複雑形状の鋳物を
高い良品歩留りで作ることは難しい。
本発明の目的は、上述した精密鋳造に関する知見を元に
常温靭性改善効果を有するいくつがの添加元素について
の研究開発から、Ａｊの重量％とＴｉの重量％の比（Ａ
ＩＩ ／ Ｔ ｉ比）の範囲を限定し、かつ第３元素
として添加するＹの添加量を、Ａ １ ／ Ｔ ｉ比を
因子とする計算式で特定することによって高い良品歩留
りで薄肉複雑形状、薄肉精密形状の精密鋳造品を製造可
能とすることにある。
常温靭性改善効果を有するいくつがの添加元素について
の研究開発から、Ａｊの重量％とＴｉの重量％の比（Ａ
ＩＩ ／ Ｔ ｉ比）の範囲を限定し、かつ第３元素
として添加するＹの添加量を、Ａ １ ／ Ｔ ｉ比を
因子とする計算式で特定することによって高い良品歩留
りで薄肉複雑形状、薄肉精密形状の精密鋳造品を製造可
能とすることにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するための第１の発明は、不可避不純物
を含むＴｉ−ＡＪ！−Ｙ系合金において、ＡｊとＴｉの
重量比（Ａ Ｊ ／ Ｔ ｉ比）を０．４８〜０．５４
とし、Ｙ＝ （−８，８２ＸＡ Ｉ ／Ｔ ｉ ＋５．
２４） ＋０．３を満足するＹを添加したものである。
を含むＴｉ−ＡＪ！−Ｙ系合金において、ＡｊとＴｉの
重量比（Ａ Ｊ ／ Ｔ ｉ比）を０．４８〜０．５４
とし、Ｙ＝ （−８，８２ＸＡ Ｉ ／Ｔ ｉ ＋５．
２４） ＋０．３を満足するＹを添加したものである。
そして第２の発明は、ロストワックス法精密鋳造型の鋳
型温度を４００〜６００℃に設定し、このロストワック
ス法精密鋳造型に上記精密鋳造用チタンアルミナイト基
合金の溶湯を注いで最小肉厚が０．８ｆｌ以下の精密鋳
造品を鋳造するようにしたもめである。
型温度を４００〜６００℃に設定し、このロストワック
ス法精密鋳造型に上記精密鋳造用チタンアルミナイト基
合金の溶湯を注いで最小肉厚が０．８ｆｌ以下の精密鋳
造品を鋳造するようにしたもめである。
［作用］
組成を不可避不純物を含んだＴｉ−Ａｊ−Ｙとする精密
鋳造用チタンアルミナイト基合金（ＴｉＡｊ）において
、Ａｊの重量％とＴｉの重量％の比（Ａｊ／Ｔｉ比）を
０．４８〜０．５４の範囲とし、Ｙ（−８，８２ｘ Ａ
ｊｌ ／ Ｔ ｉ ＋５．２４）＋０，３を満足する
Ｙ（重量％）を添加した精密鋳造用チタンアルミナイト
基合金は、硬さがＨｖ３００以下となり、鋳型取出しプ
ロセスでの「割れＪのない鋳造組織に改質される。
鋳造用チタンアルミナイト基合金（ＴｉＡｊ）において
、Ａｊの重量％とＴｉの重量％の比（Ａｊ／Ｔｉ比）を
０．４８〜０．５４の範囲とし、Ｙ（−８，８２ｘ Ａ
ｊｌ ／ Ｔ ｉ ＋５．２４）＋０，３を満足する
Ｙ（重量％）を添加した精密鋳造用チタンアルミナイト
基合金は、硬さがＨｖ３００以下となり、鋳型取出しプ
ロセスでの「割れＪのない鋳造組織に改質される。
（ＡＪ／Ｔｉ比）を０．４８〜０．５４の範囲としてい
るのは、第１に０．４８〜０．５４の範囲でＹの硬度低
下効果が最も顕著になること、第２に（ＡＪ／Ｔｉ比）
を０．４８未満とするとＴ ｉ ｓ Ａ Ｊ出現量が多
すぎて鋳造品に「割れ」が発生しやすく、０．５４を越
えるとＴｉＡｊの鋳造組織が粗大化してやはり「割れ」
を発生しやす、くするからである。
るのは、第１に０．４８〜０．５４の範囲でＹの硬度低
下効果が最も顕著になること、第２に（ＡＪ／Ｔｉ比）
を０．４８未満とするとＴ ｉ ｓ Ａ Ｊ出現量が多
すぎて鋳造品に「割れ」が発生しやすく、０．５４を越
えるとＴｉＡｊの鋳造組織が粗大化してやはり「割れ」
を発生しやす、くするからである。
第２の発明は、上記組成の精密鋳造用チタンアルミナイ
ト基合金を用いて、最小肉厚が０．８ｍ＋以下の精密鋳
造鋳物品を高い歩留まりで鋳造する場合の精密鋳造法を
提供するものである。
ト基合金を用いて、最小肉厚が０．８ｍ＋以下の精密鋳
造鋳物品を高い歩留まりで鋳造する場合の精密鋳造法を
提供するものである。
すなわち上記組成の精密鋳造用チタンアルミナイト基合
金は、Ａｊ／Ｔｉ比に対してＹの添加量を適正に決定す
ることによって鋳造取出しプロセスにおいて「割れ」を
防止できるようになったが、ＡＪ／Ｔｉ比を０．４８〜
０．５４とする範囲は、ＴｉＡＪｌ系において凝固温度
範囲が最も広い５０〜５５℃となるため湯流れ性（鋳型
充満性）の点で不利になり最小肉厚が０．８關以下の精
密鋳造品を高い歩留まりで製造することが難しい。この
ため本発明のようにロストワックス法精密鋳造型の鋳型
温度を４００〜６００℃に設定すると、精密鋳造用チタ
ンアルミナイト基合金の溶湯の湯流れ性が改善され、最
小肉厚が０，８關以下の精密鋳造品の製造が可能になる
。
金は、Ａｊ／Ｔｉ比に対してＹの添加量を適正に決定す
ることによって鋳造取出しプロセスにおいて「割れ」を
防止できるようになったが、ＡＪ／Ｔｉ比を０．４８〜
０．５４とする範囲は、ＴｉＡＪｌ系において凝固温度
範囲が最も広い５０〜５５℃となるため湯流れ性（鋳型
充満性）の点で不利になり最小肉厚が０．８關以下の精
密鋳造品を高い歩留まりで製造することが難しい。この
ため本発明のようにロストワックス法精密鋳造型の鋳型
温度を４００〜６００℃に設定すると、精密鋳造用チタ
ンアルミナイト基合金の溶湯の湯流れ性が改善され、最
小肉厚が０，８關以下の精密鋳造品の製造が可能になる
。
［実施例］
以下本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第２図は、Ｔｉ−ＡＪ！２元系でのＡｌの含有量と硬さ
の関係を示したものである。
の関係を示したものである。
第２図に示されているようにＴｉ−ＡＪ）２元系合金■
は、前述ようにＡ、Ｑ含有量の変化に対応して融点、凝
固温度範囲が少し変化するという特長の他にＡｊの含有
量の変化に対応して硬度が大きく変化するという特長を
もっている。このＡＡの含有量の変化に対応して硬度が
大きく変化するという特長は、Ｔｉ−Ａ、Ｒ２元系合金
のインゴットあるいはビレットを、焼鈍や恒温鍛造した
後、各種特性値を調査するような場合においては顕在化
していないのかも知れないが、鋳造冷却後、すぐに鋳型
を破壊して鋳造品を取出すプロセスでは極めて重要な意
味を持つ。また、Ｔｉ−ＡＪ２２元系合金では、この硬
度の変化とは無関係に、薄肉複雑形状のものでは鋳造冷
却後、すぐに鋳型を破壊して鋳造品を取出すプロセスで
は「割れ」が発生してしまうという問題を有している。
は、前述ようにＡ、Ｑ含有量の変化に対応して融点、凝
固温度範囲が少し変化するという特長の他にＡｊの含有
量の変化に対応して硬度が大きく変化するという特長を
もっている。このＡＡの含有量の変化に対応して硬度が
大きく変化するという特長は、Ｔｉ−Ａ、Ｒ２元系合金
のインゴットあるいはビレットを、焼鈍や恒温鍛造した
後、各種特性値を調査するような場合においては顕在化
していないのかも知れないが、鋳造冷却後、すぐに鋳型
を破壊して鋳造品を取出すプロセスでは極めて重要な意
味を持つ。また、Ｔｉ−ＡＪ２２元系合金では、この硬
度の変化とは無関係に、薄肉複雑形状のものでは鋳造冷
却後、すぐに鋳型を破壊して鋳造品を取出すプロセスで
は「割れ」が発生してしまうという問題を有している。
このため本出願人は、Ｔｉ−ＡＪｌ’２元系合金の鋳造
組織を、鋳型取出し直後において「割れ」の発生のない
鋳造組織に改質するために、特定のＡＪ／Ｔｉ比（重量
比）のＴｉ−ＡＪ）２元系にＹを添加したＴｉ−Ａ、ｃ
ｌ−Ｙ系について検討を行った。
組織を、鋳型取出し直後において「割れ」の発生のない
鋳造組織に改質するために、特定のＡＪ／Ｔｉ比（重量
比）のＴｉ−ＡＪ）２元系にＹを添加したＴｉ−Ａ、ｃ
ｌ−Ｙ系について検討を行った。
第３図は、第２図の測定点と同じにＡｊ／Ｔｉ比を保ち
なからＹを１．５重量％添加した場合のＴｉ−Ａｊ！−
Ｙ系合金■を示している。靭性と硬度（硬さ）とは必ず
しも対応するものではないが、第３図においてＴｉ−Ａ
ＪＩＩ−Ｙ系合金■と、ＴｉＡＡ２元系合金■（第１図
の転写）とを比較すると、Ｙを １．５重量％添加した
ことによりＴｉ−ＡＡｌ−Ｙ系合金■が、硬度の高くな
る側へ平行移動されるようになる。一方、「割れ」につ
いては、’ｒｉ−Ａ、１１−Ｙ系合金■を用いてタービ
ンホイールを鋳造したが鋳造直後の鋳型取出し工程の「
割れ」は完全にはなくらなかっな。
なからＹを１．５重量％添加した場合のＴｉ−Ａｊ！−
Ｙ系合金■を示している。靭性と硬度（硬さ）とは必ず
しも対応するものではないが、第３図においてＴｉ−Ａ
ＪＩＩ−Ｙ系合金■と、ＴｉＡＡ２元系合金■（第１図
の転写）とを比較すると、Ｙを １．５重量％添加した
ことによりＴｉ−ＡＡｌ−Ｙ系合金■が、硬度の高くな
る側へ平行移動されるようになる。一方、「割れ」につ
いては、’ｒｉ−Ａ、１１−Ｙ系合金■を用いてタービ
ンホイールを鋳造したが鋳造直後の鋳型取出し工程の「
割れ」は完全にはなくらなかっな。
これらの結果は、■Ｔｉ−Ａに’２元系に特定量のく前
例では１．５重量％）Ｙを添加したＴｉ、１１’−Ｙ系
は、その硬度が増加する場合があるもののＹの添加によ
って鋳造組織が改質されるため薄肉複雑形状鋳物の鋳造
成型が可能となる、■Ｔｉ−ＡＪＩＩ−Ｙ系合金を用い
てタービンホイールなどの薄肉複雑形状鋳物を「割れ」
の発生の起きない、高い鋳造歩留まりで鋳造するなめに
は、Ａ、０／Ｔｉ比に対し適当なＹの添加量か存在する
、ことを示唆している。
例では１．５重量％）Ｙを添加したＴｉ、１１’−Ｙ系
は、その硬度が増加する場合があるもののＹの添加によ
って鋳造組織が改質されるため薄肉複雑形状鋳物の鋳造
成型が可能となる、■Ｔｉ−ＡＪＩＩ−Ｙ系合金を用い
てタービンホイールなどの薄肉複雑形状鋳物を「割れ」
の発生の起きない、高い鋳造歩留まりで鋳造するなめに
は、Ａ、０／Ｔｉ比に対し適当なＹの添加量か存在する
、ことを示唆している。
そこで、本出願人は、Ａ Ｊｌｌ ／ Ｔ ｉ比とＹの
添加量との関係を知るなめにＡ 、ｆｌ ／ Ｔ ｉ比
を変化させな場合においてＹの添加量を変化させた試験
を行っな。
添加量との関係を知るなめにＡ 、ｆｌ ／ Ｔ ｉ比
を変化させな場合においてＹの添加量を変化させた試験
を行っな。
第１図は、試験結果を示すものである。特定のＡＮ／Ｔ
ｉ比（重量％）に対してＹの添加量を０〜１．５（重量
％）まで変えていくと、Ａ、ｉｌ／Ｔｉ比が０．４８〜
０．５４のＴｉ−Ａ、Ｑ−Ｙ系合金は、その硬度がＹの
添加量の増加に応じて減少し、約０．５〜１．０重量％
の範囲内に最も硬度が低いＴｉ−ＡＪＩＩ−Ｙ系合金が
存在すること、また約０．７５〜１．０重量％の範囲を
越えるとＹの添加量の増加に応じて硬度が再び増加する
傾向にあることが認められた。そしてＡｌ／Ｔｉ比に対
してＹの添加量を変えた供試品（薄肉複雑形状鋳造品）
の鋳造直後の鋳型取出しプロセスの「割れ」は、ビッカ
ース硬度でＨｖ ３００以下となるＴｉ−Ａｊ！−Ｙ系
合金で完全に防止されることが確認された。
ｉ比（重量％）に対してＹの添加量を０〜１．５（重量
％）まで変えていくと、Ａ、ｉｌ／Ｔｉ比が０．４８〜
０．５４のＴｉ−Ａ、Ｑ−Ｙ系合金は、その硬度がＹの
添加量の増加に応じて減少し、約０．５〜１．０重量％
の範囲内に最も硬度が低いＴｉ−ＡＪＩＩ−Ｙ系合金が
存在すること、また約０．７５〜１．０重量％の範囲を
越えるとＹの添加量の増加に応じて硬度が再び増加する
傾向にあることが認められた。そしてＡｌ／Ｔｉ比に対
してＹの添加量を変えた供試品（薄肉複雑形状鋳造品）
の鋳造直後の鋳型取出しプロセスの「割れ」は、ビッカ
ース硬度でＨｖ ３００以下となるＴｉ−Ａｊ！−Ｙ系
合金で完全に防止されることが確認された。
これらの試験から、特定のＡ 、Ｉ２／ Ｔ ｉ比に対
して硬度を低下させるＹの添加量（重量％）が異なッテ
イる、Ａ Ｊ２ ／ Ｔ ｉ比が０．４８〜０．５４ノ
Ｔ １Ａｕ−Ｙ系合金は、Ｈｖ３００以下となる組織で
鋳造直後の鋳型取出しプロセスでの「割れ」を完全に防
止できる、という２点が確認された。
して硬度を低下させるＹの添加量（重量％）が異なッテ
イる、Ａ Ｊ２ ／ Ｔ ｉ比が０．４８〜０．５４ノ
Ｔ １Ａｕ−Ｙ系合金は、Ｈｖ３００以下となる組織で
鋳造直後の鋳型取出しプロセスでの「割れ」を完全に防
止できる、という２点が確認された。
この第１図の結果がらＡ Ａ ／ Ｔ ｉ比に対して最
も硬度が低下するＹの添加量（重量比）を求める式は次
のようなる。
も硬度が低下するＹの添加量（重量比）を求める式は次
のようなる。
Ｙ−（−８，８２ｘＡ 、Ｒ／Ｔ ｉ ＋５．２４）
＋０．３−・−（１）但し、Ｙ ：（重量％） ここで、Ａｊ／Ｔｉ比を０．４８〜０．５４の極めて狭
い範囲に特定したのは、第１にＹによる硬度低下効果が
この範囲で顕著に認められたこと、第２にＡｊ／Ｔｉ比
が０．４８未満であるとＴ ｉ ｓ Ａ Ｊ出現量が多
すぎて鋳造品に「割れ」が発生しやすく、０．５４を越
えるとＴｉ−ＡＪ！−Ｙ系合金の鋳造組織が粗大化して
やはり「割れ」が発生しやすくなる点に基づく。
＋０．３−・−（１）但し、Ｙ ：（重量％） ここで、Ａｊ／Ｔｉ比を０．４８〜０．５４の極めて狭
い範囲に特定したのは、第１にＹによる硬度低下効果が
この範囲で顕著に認められたこと、第２にＡｊ／Ｔｉ比
が０．４８未満であるとＴ ｉ ｓ Ａ Ｊ出現量が多
すぎて鋳造品に「割れ」が発生しやすく、０．５４を越
えるとＴｉ−ＡＪ！−Ｙ系合金の鋳造組織が粗大化して
やはり「割れ」が発生しやすくなる点に基づく。
因みに式（１）に上記試験のＡ Ａ ／ Ｔ ｉ比（０
，４９゜０．５１，０．５３）をそれぞれ代入するとＹ
の値はそれぞれ（０，６２〜１．２２．０．４４〜１．
０４．０．５５〜１．１５ ）となる。
，４９゜０．５１，０．５３）をそれぞれ代入するとＹ
の値はそれぞれ（０，６２〜１．２２．０．４４〜１．
０４．０．５５〜１．１５ ）となる。
ところで本発明で特定したＡ ＩＩ ／ Ｔ ｉ比０，
４８〜０．５４の範囲は、第４図に示すＴｉ−Ａ１２元
系においてＡｊ）の重量％が５０％以下の、凝固温度範
囲が５０〜５５℃と最も広いＡＪ２の重量％の範囲であ
るなめ、湯流れ性（ＩＡ型充満性）の点では不利となる
。つまり、上記組成の精密鋳造用チタンアルミナイト基
合金は、Ａｊ／Ｔｉ比に対してＹの添加量を適正に決定
することによって鋳造取出しプロセスにおいて「割れ」
を防止できるようになるが、湯流れ性（鋳型充満性）の
点で最小肉厚が０．８ｍｍ以下の精密鋳造品を高い歩留
まりで製造することは難しい。事実、Ｔｉ−６Ａｊ −
４Ｖ合金であれば充分に健全な精密鋳造品を得ることの
できる鋳型システムを用いて、上記Ｔｉ−ＡＪ）−Ｙ合
金の薄肉複雑形状鋳造品を製造したが、精密鋳造品の最
小肉厚が０．８ｍｍ以下となると低い不良率での健全な
鋳造品はできなかった。
４８〜０．５４の範囲は、第４図に示すＴｉ−Ａ１２元
系においてＡｊ）の重量％が５０％以下の、凝固温度範
囲が５０〜５５℃と最も広いＡＪ２の重量％の範囲であ
るなめ、湯流れ性（ＩＡ型充満性）の点では不利となる
。つまり、上記組成の精密鋳造用チタンアルミナイト基
合金は、Ａｊ／Ｔｉ比に対してＹの添加量を適正に決定
することによって鋳造取出しプロセスにおいて「割れ」
を防止できるようになるが、湯流れ性（鋳型充満性）の
点で最小肉厚が０．８ｍｍ以下の精密鋳造品を高い歩留
まりで製造することは難しい。事実、Ｔｉ−６Ａｊ −
４Ｖ合金であれば充分に健全な精密鋳造品を得ることの
できる鋳型システムを用いて、上記Ｔｉ−ＡＪ）−Ｙ合
金の薄肉複雑形状鋳造品を製造したが、精密鋳造品の最
小肉厚が０．８ｍｍ以下となると低い不良率での健全な
鋳造品はできなかった。
このなめ本発明では、ロストワックス法精密鋳造型の鋳
型温度を特定するための試験を行った。
型温度を特定するための試験を行った。
Ｔｉ −Ａ、１ｌ−Ｙ系もＴｉを主体とする材質である
から鋳型反応の点で鋳型温度には上限が存在するが、鋳
型温度を４００〜６００℃に設定することにより、精密
鋳造用チタンアルミナイト基合金の溶湯の湯流れ性が改
善され、最小肉厚０．３ｍ＋ｎ位までの精密鋳造品を低
い不良発生率で製造できることを確認した。
から鋳型反応の点で鋳型温度には上限が存在するが、鋳
型温度を４００〜６００℃に設定することにより、精密
鋳造用チタンアルミナイト基合金の溶湯の湯流れ性が改
善され、最小肉厚０．３ｍ＋ｎ位までの精密鋳造品を低
い不良発生率で製造できることを確認した。
このように本発明によれば、従来の提案では触れられて
いなかった鋳型取出しプロセスでの精密鋳造品の「割れ
ｊ、湯流れ性（鋳型充満性）という２つの観点から、薄
肉複雑形状、薄肉精密形状の精密鋳造品を鋳造できる有
効要件、すなわち特定のＡＪ／Ｔｉ比に対するＹの添加
量と、鋳型温度範囲（４００〜６００℃）を見出だし、
精密鋳造品を歩留まりよく製造することができた。
いなかった鋳型取出しプロセスでの精密鋳造品の「割れ
ｊ、湯流れ性（鋳型充満性）という２つの観点から、薄
肉複雑形状、薄肉精密形状の精密鋳造品を鋳造できる有
効要件、すなわち特定のＡＪ／Ｔｉ比に対するＹの添加
量と、鋳型温度範囲（４００〜６００℃）を見出だし、
精密鋳造品を歩留まりよく製造することができた。
ここに、鋳型温度範囲（４００〜６００’Ｃ）は、特に
肉厚が薄い鋳物に対するものであって、例えば最小肉厚
がｌｌｌｌＩｎ以上の鋳物や単純形状や肉厚の厚い鋳造
品の鋳造の場合は鋳型温度を４００〜６００℃に特定す
る必要がない。なお、Ｔｉ−Ａｊ−Ｙ系合金の靭性を阻
害するいわゆる不純物元素の影響は本発明によっても排
除されることはないので不純物量はできるだけ少ない方
が望ましい。なお第２図に示すように、ＡＪの重量％が
３４％以上では、Ｙを添加しなくとも硬度は）Ｉｖ３０
０以下となるが、Ｙによる鋳造組織の改質効果がなく薄
肉複雑形状の鋳物を高い良品歩留りで製造することはで
きない。
肉厚が薄い鋳物に対するものであって、例えば最小肉厚
がｌｌｌｌＩｎ以上の鋳物や単純形状や肉厚の厚い鋳造
品の鋳造の場合は鋳型温度を４００〜６００℃に特定す
る必要がない。なお、Ｔｉ−Ａｊ−Ｙ系合金の靭性を阻
害するいわゆる不純物元素の影響は本発明によっても排
除されることはないので不純物量はできるだけ少ない方
が望ましい。なお第２図に示すように、ＡＪの重量％が
３４％以上では、Ｙを添加しなくとも硬度は）Ｉｖ３０
０以下となるが、Ｙによる鋳造組織の改質効果がなく薄
肉複雑形状の鋳物を高い良品歩留りで製造することはで
きない。
［発明の効果］
以上説明したことから明らかなように本発明によれば次
の如き優れた効果を発揮する。
の如き優れた効果を発揮する。
（１）高い歩留りで「割れＪのない精密鋳造用チタンア
ルミナイト基台金製の精密鋳造品を製造できる。
ルミナイト基台金製の精密鋳造品を製造できる。
（２）精密鋳造用チタンアルミナイト基合金を用いる場
合において、湯流れ性（鋳型充満性）を改善できるので
、最小肉厚が０．８ｍ＋ｎ以下の精密鋳造品を低い不良
発生率で製造できる。
合において、湯流れ性（鋳型充満性）を改善できるので
、最小肉厚が０．８ｍ＋ｎ以下の精密鋳造品を低い不良
発生率で製造できる。
第１図は各種ＡＪ）／’Ｉ’ｉ比（重量比）の硬さに対
するＹ添加量の影響を示す図、第２図はＴ １−ＡＩ系
２元系におけるＡＪＩの含有量と硬度との関係を示す図
、第３図は１．５重量％Ｙを添加したＡＡｌｌ／Ｔｉ比
（重量比）と硬さとの関係を示す図、第４図はＴｉ−Ａ
Ｊ２元系平衡状態図である。
するＹ添加量の影響を示す図、第２図はＴ １−ＡＩ系
２元系におけるＡＪＩの含有量と硬度との関係を示す図
、第３図は１．５重量％Ｙを添加したＡＡｌｌ／Ｔｉ比
（重量比）と硬さとの関係を示す図、第４図はＴｉ−Ａ
Ｊ２元系平衡状態図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、不可避不純物を含むＴｉ−Ａｌ−Ｙ系合金において
、ＡｌとＴｉの重量比（Ａｌ／Ｔｉ比）を０．４８〜０
．５４とし、Ｙ＝（−８．８２×Ａｌ／Ｔｉ＋５．２４
）±０．３を満足するＹを添加したことを特徴とする精
密鋳造用チタンアルミナイト基合金。 但しＡｌ：（重量％）、Ｔｉ：（重量％） Ｙ：（重量％） ２、ロストワックス法精密鋳造型の鋳型温度を４００〜
６００℃に設定し、該鋳造型に上記精密鋳造用チタンア
ルミナイト基合金の溶湯を注いで最小肉厚が０．８ｍｍ
以下の精密鋳造品を鋳造するようにした精密鋳造用チタ
ンアルミナイト基合金の精密鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21166690A JPH0499840A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 精密鋳造用チタンアルミナイド基合金及びその精密鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21166690A JPH0499840A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 精密鋳造用チタンアルミナイド基合金及びその精密鋳造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499840A true JPH0499840A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16609586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21166690A Pending JPH0499840A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 精密鋳造用チタンアルミナイド基合金及びその精密鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499840A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9802243B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-10-31 | General Electric Company | Methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| US9803923B2 (en) | 2012-12-04 | 2017-10-31 | General Electric Company | Crucible and extrinsic facecoat compositions and methods for melting titanium and titanium aluminide alloys |
| US10391547B2 (en) | 2014-06-04 | 2019-08-27 | General Electric Company | Casting mold of grading with silicon carbide |
| CN112626431A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-09 | 湖南瀚德微创医疗科技有限公司 | 一种医用超声换能器用预应力螺栓的制备方法 |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP21166690A patent/JPH0499840A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9802243B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-10-31 | General Electric Company | Methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
| US9803923B2 (en) | 2012-12-04 | 2017-10-31 | General Electric Company | Crucible and extrinsic facecoat compositions and methods for melting titanium and titanium aluminide alloys |
| US10391547B2 (en) | 2014-06-04 | 2019-08-27 | General Electric Company | Casting mold of grading with silicon carbide |
| CN112626431A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-09 | 湖南瀚德微创医疗科技有限公司 | 一种医用超声换能器用预应力螺栓的制备方法 |
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