JPH05208256A - 複合鋳物製造方法及びそれにより製造された鋳物 - Google Patents
複合鋳物製造方法及びそれにより製造された鋳物Info
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- JPH05208256A JPH05208256A JP4266870A JP26687092A JPH05208256A JP H05208256 A JPH05208256 A JP H05208256A JP 4266870 A JP4266870 A JP 4266870A JP 26687092 A JP26687092 A JP 26687092A JP H05208256 A JPH05208256 A JP H05208256A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 予備成形埋め金と周囲の凝固金属との間に健
全で、汚染されない、ボイドを含まないそして冶金学的
結合を信頼性をもって形成しうる複合鋳物を製造する方
法の開発。 【構成】 鋳型２０内に中間作用部分１０ｃとその外方
の両端部１０ａ、ｂ近くに設けられる気体シール形成手
段１１とを含む予備成形埋め金１０を配置し（例えば一
方を湯道２６内にそして他方を押湯２８内に配置）、鋳
型空洞３０内で溶湯を凝固せしめ、気体シール形成手段
部位に埋め金作用部分とその周囲の凝固金属との間での
気体浸透を阻止するに有効な気体シール領域を有する鋳
物を形成する。気体シール形成手段は、融点降下材バン
ド、リング、箔或いは凹所等から構成され、溶湯との接
触に際して埋め金を局所的に優先的に溶解せしめて冶金
学的な結合部を形成する。気体シール領域は、鋳物冷却
及び熱間静水圧プレス中周囲からの気体の鋳物内部への
気体浸透を防止する。
全で、汚染されない、ボイドを含まないそして冶金学的
結合を信頼性をもって形成しうる複合鋳物を製造する方
法の開発。 【構成】 鋳型２０内に中間作用部分１０ｃとその外方
の両端部１０ａ、ｂ近くに設けられる気体シール形成手
段１１とを含む予備成形埋め金１０を配置し（例えば一
方を湯道２６内にそして他方を押湯２８内に配置）、鋳
型空洞３０内で溶湯を凝固せしめ、気体シール形成手段
部位に埋め金作用部分とその周囲の凝固金属との間での
気体浸透を阻止するに有効な気体シール領域を有する鋳
物を形成する。気体シール形成手段は、融点降下材バン
ド、リング、箔或いは凹所等から構成され、溶湯との接
触に際して埋め金を局所的に優先的に溶解せしめて冶金
学的な結合部を形成する。気体シール領域は、鋳物冷却
及び熱間静水圧プレス中周囲からの気体の鋳物内部への
気体浸透を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば補強埋め金（イ
ンサート）のような予備成形された金属或いは合金或い
は金属間化合物製埋め金を鋳物中に健全に結合した複合
鋳物を製造する方法及びそれにより製造された鋳物に関
係する。
ンサート）のような予備成形された金属或いは合金或い
は金属間化合物製埋め金を鋳物中に健全に結合した複合
鋳物を製造する方法及びそれにより製造された鋳物に関
係する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙・航空、自動車等の用途のための部
品においては、引張強さ、延性、高サイクル或いは低サ
イクル疲労寿命、衝撃損傷への耐性のような１種以上の
機械的性質における改善を実現し、同時に部品の重量を
維持或いは減少することへの要求が益々強くなってきて
いる。
品においては、引張強さ、延性、高サイクル或いは低サ
イクル疲労寿命、衝撃損傷への耐性のような１種以上の
機械的性質における改善を実現し、同時に部品の重量を
維持或いは減少することへの要求が益々強くなってきて
いる。
【０００３】この目的のために、米国特許第４，８８
９，１７７号は、アルミニウムやマグネシウムのような
溶融軽量合金を鋳型空洞壁における金属座により高強度
セラミック繊維製の繊維質埋め金を内部に配置せしめた
気体透過性砂型中に溶融合金の凝固に際して鋳物中に組
み込まれるように反重力鋳造する複合鋳物製造方法を記
載している。
９，１７７号は、アルミニウムやマグネシウムのような
溶融軽量合金を鋳型空洞壁における金属座により高強度
セラミック繊維製の繊維質埋め金を内部に配置せしめた
気体透過性砂型中に溶融合金の凝固に際して鋳物中に組
み込まれるように反重力鋳造する複合鋳物製造方法を記
載している。
【０００４】米国特許第４，５７２，２７０号も、この
目的のための複合鋳物を製造する方法を記載し、ここで
は繊維、ウイスカー或いは粉末のような高強度補強材料
がアルミニウムやマグネシウムのような軽量マトリック
ス金属中に組み込まれる。即ち、圧力室内の補強体周囲
にダイキャストされる。
目的のための複合鋳物を製造する方法を記載し、ここで
は繊維、ウイスカー或いは粉末のような高強度補強材料
がアルミニウムやマグネシウムのような軽量マトリック
ス金属中に組み込まれる。即ち、圧力室内の補強体周囲
にダイキャストされる。
【０００５】航空部品として使用されるスーパーアロイ
鋳物の一つ以上の機械的性質を改善するために、一般に
２重鋳造（bicasting ）と呼ばれる技術が使用されてき
た。２重鋳造は、予備成形埋め金を特定の単数乃至複数
の方向において１つ以上の機械的性質を増強するような
態様で配置した鋳型空洞内に溶融金属を注入する技術で
ある。溶融金属は、埋め金を取り巻きそして凝固に際し
て凝固金属内に埋め金を埋入しそして望ましくは界面で
の汚染がない状態で健全に結合せしめた複合鋳物を生成
する。
鋳物の一つ以上の機械的性質を改善するために、一般に
２重鋳造（bicasting ）と呼ばれる技術が使用されてき
た。２重鋳造は、予備成形埋め金を特定の単数乃至複数
の方向において１つ以上の機械的性質を増強するような
態様で配置した鋳型空洞内に溶融金属を注入する技術で
ある。溶融金属は、埋め金を取り巻きそして凝固に際し
て凝固金属内に埋め金を埋入しそして望ましくは界面で
の汚染がない状態で健全に結合せしめた複合鋳物を生成
する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許第４，００８，０５２号に記載されるように、２重鋳
造を実施する試みは、埋め金とその周囲に凝固した金属
との間で結合汚染のない健全な金属学的結合を一貫して
実現することに困難さを経験してきた。埋め金と鋳造金
属との間で健全な汚染のない結合を信頼性をもって実現
し得ないことは、使用中の部品の信頼性が絶対的に必要
とされる航空機部品のような用途において２重鋳造部品
の使用を制限し、幾つかの材料系では排除してきた。
許第４，００８，０５２号に記載されるように、２重鋳
造を実施する試みは、埋め金とその周囲に凝固した金属
との間で結合汚染のない健全な金属学的結合を一貫して
実現することに困難さを経験してきた。埋め金と鋳造金
属との間で健全な汚染のない結合を信頼性をもって実現
し得ないことは、使用中の部品の信頼性が絶対的に必要
とされる航空機部品のような用途において２重鋳造部品
の使用を制限し、幾つかの材料系では排除してきた。
【０００７】本発明の課題は、予備成形埋め金とその周
囲の凝固金属との間で健全で、汚染されない、ボイドを
含まないそして冶金学的結合が信頼性をもって形成され
る２重鋳造型式の鋳物を製造する方法を開発することで
ある。
囲の凝固金属との間で健全で、汚染されない、ボイドを
含まないそして冶金学的結合が信頼性をもって形成され
る２重鋳造型式の鋳物を製造する方法を開発することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋳型を溶湯を
受け取るように用意しそして予備成形された金属、合金
或いは金属間化合物、例えばアルミ化チタン（本明細書
においては、これらを包括して単に金属と呼ぶこともあ
る）製の埋め金を溶湯と接触するように鋳型内に配置す
る鋳物製造方法及びそれにより製造された鋳物と関与す
る。予備成形埋め金は、製造されるべき鋳物内部に組み
込まれる作用部分と鋳物外面からの気体浸透から鋳物内
部の作用部分を有効に隔離するため埋め金における一つ
以上の部位に設けられる気体シール形成手段とを含んで
いる。溶湯は、型内に埋め金作用部分周囲に気体シール
手段と接触状態で導入されそして後凝固せしめられ、そ
れにより埋め金と凝固金属との間に形成された気体シー
ル領域により埋め金作用部分を凝固金属内部に配置しそ
して隔離せしめた鋳物を提供する。本方法は好ましく
は、鋳物を高温及び静水圧的な気体圧力条件下に置く段
階を更に含み、ここでは気体シール領域は埋め金作用部
分とその周囲で凝固した溶湯との間で健全で、汚染され
ない、ボイドを含まない冶金学的結合（接着剤等によら
ない金属対金属の溶着、融着による直接的結合を言う）
を可能とするように埋め金作用部分とその周囲の凝固金
属との間での気体浸透を阻止するのに有効である。
受け取るように用意しそして予備成形された金属、合金
或いは金属間化合物、例えばアルミ化チタン（本明細書
においては、これらを包括して単に金属と呼ぶこともあ
る）製の埋め金を溶湯と接触するように鋳型内に配置す
る鋳物製造方法及びそれにより製造された鋳物と関与す
る。予備成形埋め金は、製造されるべき鋳物内部に組み
込まれる作用部分と鋳物外面からの気体浸透から鋳物内
部の作用部分を有効に隔離するため埋め金における一つ
以上の部位に設けられる気体シール形成手段とを含んで
いる。溶湯は、型内に埋め金作用部分周囲に気体シール
手段と接触状態で導入されそして後凝固せしめられ、そ
れにより埋め金と凝固金属との間に形成された気体シー
ル領域により埋め金作用部分を凝固金属内部に配置しそ
して隔離せしめた鋳物を提供する。本方法は好ましく
は、鋳物を高温及び静水圧的な気体圧力条件下に置く段
階を更に含み、ここでは気体シール領域は埋め金作用部
分とその周囲で凝固した溶湯との間で健全で、汚染され
ない、ボイドを含まない冶金学的結合（接着剤等によら
ない金属対金属の溶着、融着による直接的結合を言う）
を可能とするように埋め金作用部分とその周囲の凝固金
属との間での気体浸透を阻止するのに有効である。
【０００９】本発明の一具体例において、気体シール形
成手段は、鋳物内の埋め金作用部分を隔離するのに有効
な埋め金と鋳造金属との間に冶金学的結合を形成するた
めの作用部分外方の領域に配置される手段から構成され
る。
成手段は、鋳物内の埋め金作用部分を隔離するのに有効
な埋め金と鋳造金属との間に冶金学的結合を形成するた
めの作用部分外方の領域に配置される手段から構成され
る。
【００１０】本発明の特定の具体例において、気体シー
ル形成手段は、埋め金において中間埋め金作用部分の外
方に埋め金の対向端部に近接して配置される。例えば、
一つの気体シール形成手段は型の下方ゲート通路内に配
置される埋め金端部に配置されそしてもう一つの気体シ
ール形成手段は上方押湯通路内に配置される反対側の埋
め金端部に配置される。
ル形成手段は、埋め金において中間埋め金作用部分の外
方に埋め金の対向端部に近接して配置される。例えば、
一つの気体シール形成手段は型の下方ゲート通路内に配
置される埋め金端部に配置されそしてもう一つの気体シ
ール形成手段は上方押湯通路内に配置される反対側の埋
め金端部に配置される。
【００１１】本発明のまた別の特定の具体例において、
各気体シール形成手段は、鋳造溶湯に対する冶金学的結
合を容易ならしめるために埋め金の各端領域に近接して
冶金学的結合促進材料を含む。例えば、各気体シール形
成手段は、鋳造溶湯に対する冶金学的結合を容易ならし
めるために埋め金の両端部に近接して埋め金の周辺に配
置される融点降下材から成る。融点降下材は、また別の
具体例においては、両端間の埋め金長さに沿って延在し
うる。
各気体シール形成手段は、鋳造溶湯に対する冶金学的結
合を容易ならしめるために埋め金の各端領域に近接して
冶金学的結合促進材料を含む。例えば、各気体シール形
成手段は、鋳造溶湯に対する冶金学的結合を容易ならし
めるために埋め金の両端部に近接して埋め金の周辺に配
置される融点降下材から成る。融点降下材は、また別の
具体例においては、両端間の埋め金長さに沿って延在し
うる。
【００１２】各気体シール形成手段は別様には、埋め金
に冶金学的に結合されそして鋳造溶湯に対して冶金学的
に結合可能な環状金属、合金或いは金属間化合物製のリ
ング或いは箔から成る。
に冶金学的に結合されそして鋳造溶湯に対して冶金学的
に結合可能な環状金属、合金或いは金属間化合物製のリ
ング或いは箔から成る。
【００１３】各気体シール形成手段は、また別様には、
埋め金両端部分に近接して埋め金周囲に形成される凹所
から形成され、その場合各凹所は型内に導入される溶湯
を受取りそして気体浸透を阻止するに有効な溶湯と緊密
な界面を形成するような形態をとる。
埋め金両端部分に近接して埋め金周囲に形成される凹所
から形成され、その場合各凹所は型内に導入される溶湯
を受取りそして気体浸透を阻止するに有効な溶湯と緊密
な界面を形成するような形態をとる。
【００１４】本発明の更に別の具体例において、予備成
形埋め金は、型内に導入される溶湯に相当する組成の金
属、合金或いは金属間化合物から構成される。こうした
材料製の埋め金は補強用フィラメントのような補強材を
内部に含むことが出来る。
形埋め金は、型内に導入される溶湯に相当する組成の金
属、合金或いは金属間化合物から構成される。こうした
材料製の埋め金は補強用フィラメントのような補強材を
内部に含むことが出来る。
【００１５】
【作用】鋳型内での溶湯の鋳造中、埋め金の両端部近く
に形成された気体シール形成手段（融点降下材製のバン
ド或いはストライプ、リング、箔、凹所）は、溶湯によ
り接触されそして濡らされるとき埋め金の該手段部位で
の局所的な溶融を促進して、気体シール形成手段部位に
おいて気体シール領域を形成する。各気体シール領域は
実質上気体不浸透性でありそして埋め金とその周囲での
溶湯凝固に際して生じる冶金学的結合の結果として形成
される。気体シール領域においてもたらされる冶金学的
結合は、鋳型内にまだある間の２重鋳物の冷却中鋳造溶
湯と埋め金作用部分との間での気体浸透を阻止するに十
分である。気体シール領域は、その結果、凝固鋳造溶湯
内部の埋め金作用部分及び気体シール領域より内方に位
置する埋め金の他の部分を鋳物の外部からの周囲気体の
浸透から隔離する。複合２重鋳物はその後、埋め金作用
部分とその周囲の鋳造凝固金属との間に存在する可能性
のある僅かのボイドを閉じそして両者間に健全な冶金学
的結合が実現されることを保証するに有効な昇温／昇圧
（静水圧）／時間条件下で熱間静水圧プレス操作を受け
る。埋め金の両端部近くの気体シール領域の存在は、熱
間静水圧プレス作業中、埋め金作用部分とその周囲の鋳
造金属との間の界面でのアルゴンのような加圧静水圧プ
レス気体の浸透を阻止するに有効である。本発明に従っ
て静水圧プレス用気体の浸透が有効に防止されるとき、
健全な、ボイドのない、汚染のない冶金学的結合が気体
シール部分とその周囲の凝固鋳造金属との間に実現さ
れ、これにより信頼性の高い複合２重鋳物を製造するこ
とを可能とする。
に形成された気体シール形成手段（融点降下材製のバン
ド或いはストライプ、リング、箔、凹所）は、溶湯によ
り接触されそして濡らされるとき埋め金の該手段部位で
の局所的な溶融を促進して、気体シール形成手段部位に
おいて気体シール領域を形成する。各気体シール領域は
実質上気体不浸透性でありそして埋め金とその周囲での
溶湯凝固に際して生じる冶金学的結合の結果として形成
される。気体シール領域においてもたらされる冶金学的
結合は、鋳型内にまだある間の２重鋳物の冷却中鋳造溶
湯と埋め金作用部分との間での気体浸透を阻止するに十
分である。気体シール領域は、その結果、凝固鋳造溶湯
内部の埋め金作用部分及び気体シール領域より内方に位
置する埋め金の他の部分を鋳物の外部からの周囲気体の
浸透から隔離する。複合２重鋳物はその後、埋め金作用
部分とその周囲の鋳造凝固金属との間に存在する可能性
のある僅かのボイドを閉じそして両者間に健全な冶金学
的結合が実現されることを保証するに有効な昇温／昇圧
（静水圧）／時間条件下で熱間静水圧プレス操作を受け
る。埋め金の両端部近くの気体シール領域の存在は、熱
間静水圧プレス作業中、埋め金作用部分とその周囲の鋳
造金属との間の界面でのアルゴンのような加圧静水圧プ
レス気体の浸透を阻止するに有効である。本発明に従っ
て静水圧プレス用気体の浸透が有効に防止されるとき、
健全な、ボイドのない、汚染のない冶金学的結合が気体
シール部分とその周囲の凝固鋳造金属との間に実現さ
れ、これにより信頼性の高い複合２重鋳物を製造するこ
とを可能とする。
【００１６】
【実施例】図１には、本発明の一具体例が例示され、こ
こでは予備成形埋め金（インサート）１０は、その中間
作用部分１０ｃより外方で埋め金の両側の端或いは端領
域（以下、端部という）１０ａ、１０ｂそれぞれの近く
において、コーティング或いは層として被覆される、適
当な融点降下材からなる第１及び第２バンド或いはスト
ライプ１１の形態における第１及び第２気体シール形成
手段を具備するものとして示されている。埋め金１０の
作用部分１０ｃは仕上がり鋳物内部に組み込まれ、他方
気体シール形成用バンド或いはストライプ１１は鋳物の
外方領域に組み込まれる。気体シール形成用バンド或い
はストライプ１１は代表的には爾後に除去される（例え
ばトリミングされる）が、但し本発明はそれに限定され
るものではない。
こでは予備成形埋め金（インサート）１０は、その中間
作用部分１０ｃより外方で埋め金の両側の端或いは端領
域（以下、端部という）１０ａ、１０ｂそれぞれの近く
において、コーティング或いは層として被覆される、適
当な融点降下材からなる第１及び第２バンド或いはスト
ライプ１１の形態における第１及び第２気体シール形成
手段を具備するものとして示されている。埋め金１０の
作用部分１０ｃは仕上がり鋳物内部に組み込まれ、他方
気体シール形成用バンド或いはストライプ１１は鋳物の
外方領域に組み込まれる。気体シール形成用バンド或い
はストライプ１１は代表的には爾後に除去される（例え
ばトリミングされる）が、但し本発明はそれに限定され
るものではない。
【００１７】各バンド或いはストライプ１１は、端部１
０ａ、１０ｂにその周囲を取り巻いて配置されそして埋
め金の長手軸線の方向に巾Ｗ（例えば２．５４ｍｍ）を
有するものとして被覆された状態で示されている。気体
シール形成手段は、中間作用部分１０ｃの外方に両端部
１０ａ、１０ｂに近接して配置されるバンド或いはスト
ライプ１１から構成されるものとして記載されたが、本
発明はそれに限定されるものではなく、例えば後に示す
例１から明らかになるように適当な融点降下材で実質上
全面を被覆した予備成形埋め金を使用しても実施するこ
とができる。
０ａ、１０ｂにその周囲を取り巻いて配置されそして埋
め金の長手軸線の方向に巾Ｗ（例えば２．５４ｍｍ）を
有するものとして被覆された状態で示されている。気体
シール形成手段は、中間作用部分１０ｃの外方に両端部
１０ａ、１０ｂに近接して配置されるバンド或いはスト
ライプ１１から構成されるものとして記載されたが、本
発明はそれに限定されるものではなく、例えば後に示す
例１から明らかになるように適当な融点降下材で実質上
全面を被覆した予備成形埋め金を使用しても実施するこ
とができる。
【００１８】融点降下材は好ましくは、鋳造溶湯、予備
成形埋め金及び最終的に生成される２重鋳物の機械的性
質が融点降下材の存在により認めうる程度に悪影響を受
けない或いは劣化されない点で鋳造溶湯及び予備成形埋
め金と適合しうる金属、合金或いは金属間化合物から構
成される。埋め金１０の両端に被覆される融点降下材の
組成及び量は、埋め金／鋳造溶湯界面を横切って十分の
融点減少を達成してそれらの間でバンド或いはストライ
プ１１の部位において鋳造に際しての気体シールとして
の冶金学的結合の形成を促進するよう選択される。
成形埋め金及び最終的に生成される２重鋳物の機械的性
質が融点降下材の存在により認めうる程度に悪影響を受
けない或いは劣化されない点で鋳造溶湯及び予備成形埋
め金と適合しうる金属、合金或いは金属間化合物から構
成される。埋め金１０の両端に被覆される融点降下材の
組成及び量は、埋め金／鋳造溶湯界面を横切って十分の
融点減少を達成してそれらの間でバンド或いはストライ
プ１１の部位において鋳造に際しての気体シールとして
の冶金学的結合の形成を促進するよう選択される。
【００１９】融点降下材の組成及び量は、特定の鋳造溶
湯及び使用される予備成形埋め金の組成に依存して選択
される。Ｔｉ基鋳造溶湯及びＴｉ基埋め金から構成され
る２重鋳物を製造するに際して有用であることが判明し
た融点降下材の例は、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ、Ａｌ3 Ｔ
ｉ、Ａｇ、Ｂ、Ｓｉ及びＮｉＡｌ等を含む。但し、これ
らに限定されるものではない。本発明を実施するのに使
用される特定の融点降下材は以下に呈示する例において
記載する。
湯及び使用される予備成形埋め金の組成に依存して選択
される。Ｔｉ基鋳造溶湯及びＴｉ基埋め金から構成され
る２重鋳物を製造するに際して有用であることが判明し
た融点降下材の例は、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ、Ａｌ3 Ｔ
ｉ、Ａｇ、Ｂ、Ｓｉ及びＮｉＡｌ等を含む。但し、これ
らに限定されるものではない。本発明を実施するのに使
用される特定の融点降下材は以下に呈示する例において
記載する。
【００２０】予備成形埋め金１０は、鋳造、粉末冶金、
プラズマ溶射、鍛造等の従来からの作製法により製造さ
れるべき複合鋳物に対して所望される形状に予備成形さ
れる金属、合金或いは金属間化合物（例えばアルミ化チ
タン）から構成される。予備成形埋め金１０は、その周
囲に鋳造される溶湯と同じ或いは異なった組成を有する
金属、合金或いは金属間化合物から構成されうる。更
に、予備成形埋め金１０は、補強用粒状物、フィラメン
トその他のような補強材を内部に含むことができる。例
えば、予備成形埋め金１０は、適当な補強用フィラメン
ト或いは粒状物で補強された金属或いは合金或いは金属
間化合物マトリックスからなる金属マトリックス複合埋
め金から構成されうる。金属マトリックス複合体は、補
強材と鋳造溶湯との間での所望されざる反応を回避する
ように鋳造溶湯と適合する材料で包被されうる。
プラズマ溶射、鍛造等の従来からの作製法により製造さ
れるべき複合鋳物に対して所望される形状に予備成形さ
れる金属、合金或いは金属間化合物（例えばアルミ化チ
タン）から構成される。予備成形埋め金１０は、その周
囲に鋳造される溶湯と同じ或いは異なった組成を有する
金属、合金或いは金属間化合物から構成されうる。更
に、予備成形埋め金１０は、補強用粒状物、フィラメン
トその他のような補強材を内部に含むことができる。例
えば、予備成形埋め金１０は、適当な補強用フィラメン
ト或いは粒状物で補強された金属或いは合金或いは金属
間化合物マトリックスからなる金属マトリックス複合埋
め金から構成されうる。金属マトリックス複合体は、補
強材と鋳造溶湯との間での所望されざる反応を回避する
ように鋳造溶湯と適合する材料で包被されうる。
【００２１】図２を参照すると、埋め金中間作用部分１
０ｃより外方で埋め金の両端部１０ａ、１０ｂに被覆さ
れる融点降下材からなるバンド或いはストライプ１１を
具備する予備成形埋め金１０が、耐火インベストメント
鋳造シェル鋳型（モールド）２０内に配置して示されて
いる。シェル鋳型２０は、取鍋のような適当な供給源か
ら溶湯を注ぐ切頭円錐状受口２２、溶湯が降下する湯口
２４、及び湯口から溶湯を受け取って側方に流す横方向
に伸延する湯道２６を含んでいる。湯道２６は鋳型空洞
３０に連通してそこに溶湯を供給して空洞３０及びその
上方の押湯２８を溶湯で充満する。シェル鋳型２０は、
従来からのシェルモールド実施態様に従って作製され
る、すなわち所望の受口２２、湯口２４、湯道２６及び
空洞３０の形態を有する逃散性材料（例えばワックス）
製の原型組立体をセラミックスラリー中に浸漬し、乾燥
セラミック粒子で表面を塗布・撒布しそして乾燥する操
作を反復して原型周囲にシェル鋳型を盛り上げていく。
原型組立体はシェル鋳型２０から溶解、溶融或いは蒸発
等により従来態様で選択的に除去する。
０ｃより外方で埋め金の両端部１０ａ、１０ｂに被覆さ
れる融点降下材からなるバンド或いはストライプ１１を
具備する予備成形埋め金１０が、耐火インベストメント
鋳造シェル鋳型（モールド）２０内に配置して示されて
いる。シェル鋳型２０は、取鍋のような適当な供給源か
ら溶湯を注ぐ切頭円錐状受口２２、溶湯が降下する湯口
２４、及び湯口から溶湯を受け取って側方に流す横方向
に伸延する湯道２６を含んでいる。湯道２６は鋳型空洞
３０に連通してそこに溶湯を供給して空洞３０及びその
上方の押湯２８を溶湯で充満する。シェル鋳型２０は、
従来からのシェルモールド実施態様に従って作製され
る、すなわち所望の受口２２、湯口２４、湯道２６及び
空洞３０の形態を有する逃散性材料（例えばワックス）
製の原型組立体をセラミックスラリー中に浸漬し、乾燥
セラミック粒子で表面を塗布・撒布しそして乾燥する操
作を反復して原型周囲にシェル鋳型を盛り上げていく。
原型組立体はシェル鋳型２０から溶解、溶融或いは蒸発
等により従来態様で選択的に除去する。
【００２２】原型組立体は、原型の選択的除去が埋め金
を鋳型空洞３０内に両端部１０ａ、１０ｂを湯道開口２
６ａ及び押湯開口２８ａから突出せしめた状態で位置決
めするように予備成形埋め金１０周囲に最初から形成す
ることもできる。その後、シェル鋳型を昇温下で焼成し
て埋め金及び気体シール形成手段の表面の酸化その他の
汚染を回避しつつ鋳造のための適正な鋳型強度を発現せ
しめる。別様には、予備成形埋め金１０は、使用される
鋳型焼成温度及び融点降下材の融点に依存して焼成後に
鋳型内に位置づけることができる。埋め金用の鋳型開口
は鋳型にその焼成前に形成される。
を鋳型空洞３０内に両端部１０ａ、１０ｂを湯道開口２
６ａ及び押湯開口２８ａから突出せしめた状態で位置決
めするように予備成形埋め金１０周囲に最初から形成す
ることもできる。その後、シェル鋳型を昇温下で焼成し
て埋め金及び気体シール形成手段の表面の酸化その他の
汚染を回避しつつ鋳造のための適正な鋳型強度を発現せ
しめる。別様には、予備成形埋め金１０は、使用される
鋳型焼成温度及び融点降下材の融点に依存して焼成後に
鋳型内に位置づけることができる。埋め金用の鋳型開口
は鋳型にその焼成前に形成される。
【００２３】予備成形埋め金１０は、鋳型空洞３０内に
その作用部分１０ｃが鋳型２０内に鋳造される溶湯によ
り取り巻かれるように配置される。特には、埋め金１０
は鋳型２０内にその両端部１０ａ、１０ｂが上方の押湯
開口２８ａ及び湯道２６に形成される湯道（下方）開口
２６ａからそれぞれ外へ突出するように位置づけられ
る。鋳型２０と一体の或いは別体のカラー２９が、押湯
２８を閉鎖しそして埋め金端部１０ａを支持する。適当
なセラミック接着剤（図示なし）が、カラー２９／埋め
金端部１０ａ間の僅かの間隙並びに湯道開口／埋め金端
部１０ｂ間の僅かの間隙を溶湯が漏れないように封着す
るのに代表的に使用される。図２から明らかなように、
埋め金１０の両端部１０ａ、１０ｂ近くに配される融点
降下材のバンド或いはストライプ１１は鋳型に導入され
る溶湯、即ち湯道２６及び押湯２８内に流入する溶湯に
より接触される。
その作用部分１０ｃが鋳型２０内に鋳造される溶湯によ
り取り巻かれるように配置される。特には、埋め金１０
は鋳型２０内にその両端部１０ａ、１０ｂが上方の押湯
開口２８ａ及び湯道２６に形成される湯道（下方）開口
２６ａからそれぞれ外へ突出するように位置づけられ
る。鋳型２０と一体の或いは別体のカラー２９が、押湯
２８を閉鎖しそして埋め金端部１０ａを支持する。適当
なセラミック接着剤（図示なし）が、カラー２９／埋め
金端部１０ａ間の僅かの間隙並びに湯道開口／埋め金端
部１０ｂ間の僅かの間隙を溶湯が漏れないように封着す
るのに代表的に使用される。図２から明らかなように、
埋め金１０の両端部１０ａ、１０ｂ近くに配される融点
降下材のバンド或いはストライプ１１は鋳型に導入され
る溶湯、即ち湯道２６及び押湯２８内に流入する溶湯に
より接触される。
【００２４】予備成形埋め金１０が鋳型空洞３０内に配
置されそして鋳型が所望の鋳造温度に予熱された後、選
択された金属、合金乃至金属間化合物（アルミ化チタ
ン）の溶湯が、真空下で取鍋或いはるつぼ（図示なし）
から鋳型受口２２内に注がれそして湯口及び湯道を通し
て流れ鋳型空洞３０及び押湯２８内を充填する。埋め金
作用部分１０ｃとバンド或いはストライプ１１はそれに
より溶湯に接触して濡らされそして鋳造状態での冶金学
的結合部を形成する。凝固に際して複合２重鋳物Ｃ（図
３）が生成され、これはその主体ＣＢ内に埋入されそし
て隔離された予備成形埋め金１０を含んでいる。
置されそして鋳型が所望の鋳造温度に予熱された後、選
択された金属、合金乃至金属間化合物（アルミ化チタ
ン）の溶湯が、真空下で取鍋或いはるつぼ（図示なし）
から鋳型受口２２内に注がれそして湯口及び湯道を通し
て流れ鋳型空洞３０及び押湯２８内を充填する。埋め金
作用部分１０ｃとバンド或いはストライプ１１はそれに
より溶湯に接触して濡らされそして鋳造状態での冶金学
的結合部を形成する。凝固に際して複合２重鋳物Ｃ（図
３）が生成され、これはその主体ＣＢ内に埋入されそし
て隔離された予備成形埋め金１０を含んでいる。
【００２５】鋳型２０内での溶湯の鋳造中、埋め金１０
における融点降下材バンド或いはストライプ１１は、溶
湯により接触されそして濡らされるとき埋め金の「メル
ト・バック」（即ちバンド１１の部位での埋め金の局所
的な溶融）を促進して、各バンド或いはストライプ１１
部位において図３に概略的に示すように鋳造時気体シー
ル領域Ｓを形成する。各鋳造時気体シール領域Ｓは、実
質上気体不浸透性でありそして埋め金１０の「メルトバ
ック」そして溶湯凝固に際して生じる冶金学的結合発生
の結果として形成される。気体シール領域Ｓにおいても
たらされる冶金学的結合は、鋳型２０内にまだある間の
２重鋳物の冷却中そしてその後の２重鋳物の熱間静水圧
プレス作業において鋳造溶湯と埋め金作用部分１０ｃと
の間からの気体浸透を阻止するに十分である。バンド或
いはストライプ１１における融点降下材の存在は、鋳造
溶湯と埋め金との間に埋め金１０の両端部近くにそして
その周囲に鋳造時気体シール領域Ｓを形成するに十分の
冶金学的結合を促進する。気体シール領域Ｓは、その結
果、凝固鋳造溶湯内部の埋め金作用部分１０ｃ及び気体
シール領域より内方に位置する埋め金の他の部分を鋳物
の外部からの周囲気体の浸透から隔離する。
における融点降下材バンド或いはストライプ１１は、溶
湯により接触されそして濡らされるとき埋め金の「メル
ト・バック」（即ちバンド１１の部位での埋め金の局所
的な溶融）を促進して、各バンド或いはストライプ１１
部位において図３に概略的に示すように鋳造時気体シー
ル領域Ｓを形成する。各鋳造時気体シール領域Ｓは、実
質上気体不浸透性でありそして埋め金１０の「メルトバ
ック」そして溶湯凝固に際して生じる冶金学的結合発生
の結果として形成される。気体シール領域Ｓにおいても
たらされる冶金学的結合は、鋳型２０内にまだある間の
２重鋳物の冷却中そしてその後の２重鋳物の熱間静水圧
プレス作業において鋳造溶湯と埋め金作用部分１０ｃと
の間からの気体浸透を阻止するに十分である。バンド或
いはストライプ１１における融点降下材の存在は、鋳造
溶湯と埋め金との間に埋め金１０の両端部近くにそして
その周囲に鋳造時気体シール領域Ｓを形成するに十分の
冶金学的結合を促進する。気体シール領域Ｓは、その結
果、凝固鋳造溶湯内部の埋め金作用部分１０ｃ及び気体
シール領域より内方に位置する埋め金の他の部分を鋳物
の外部からの周囲気体の浸透から隔離する。
【００２６】溶湯の凝固に続いて、鋳型２０は複合２重
鋳物Ｃから従来技術により取り除かれる。図３に示すよ
うに、埋め金１０の両端部は複合２重鋳物の外面を超え
て突出している。しかし、気体シール領域Ｓは鋳物の湯
道部分ＣＩ及び押湯部分ＣＲ内にそれぞれ位置している
ので、鋳物の主体ＣＢ内部の埋め金の作用部分１０ｃを
隔離している。
鋳物Ｃから従来技術により取り除かれる。図３に示すよ
うに、埋め金１０の両端部は複合２重鋳物の外面を超え
て突出している。しかし、気体シール領域Ｓは鋳物の湯
道部分ＣＩ及び押湯部分ＣＲ内にそれぞれ位置している
ので、鋳物の主体ＣＢ内部の埋め金の作用部分１０ｃを
隔離している。
【００２７】複合２重鋳物Ｃはその後、埋め金作用部分
とその周囲の鋳造凝固金属との間に存在する可能性のあ
る僅かのボイド（空隙）を閉じそして両者間に健全な冶
金学的結合が実現されることを保証するに有効な昇温／
昇圧（静水圧）／時間条件下で熱間静水圧プレス操作を
受ける。使用される特定の昇温／昇圧（静水圧）／時間
条件は、使用される特定の溶湯組成、使用される埋め金
材料並びに生成される複合２重鋳物の寸法に合わせて調
整される。
とその周囲の鋳造凝固金属との間に存在する可能性のあ
る僅かのボイド（空隙）を閉じそして両者間に健全な冶
金学的結合が実現されることを保証するに有効な昇温／
昇圧（静水圧）／時間条件下で熱間静水圧プレス操作を
受ける。使用される特定の昇温／昇圧（静水圧）／時間
条件は、使用される特定の溶湯組成、使用される埋め金
材料並びに生成される複合２重鋳物の寸法に合わせて調
整される。
【００２８】埋め金の両端部近くでの気体シール領域Ｓ
は、熱間静水圧プレス作業中埋め金作用部分とその周囲
の凝固鋳造金属との間の界面でのアルゴンのような加圧
静水圧プレス用気体の浸透を阻止するに有効であること
が見出された。その結果、埋め金作用部分１０ｃは主体
ＣＢ内部に埋入されているのでそれら間の界面は周囲雰
囲気と連通されず周囲雰囲気から隔離されている（その
外方での気体シール領域Ｓの存在の結果として）。本発
明に従って静水圧プレス用気体の浸透が有効に防止され
るとき、健全な、ボイドのない、汚染のない冶金学的結
合が気体シール部分Ｓより内方の埋め金作用部分及び他
の部分とその周囲の凝固鋳造金属との間に実現される。
は、熱間静水圧プレス作業中埋め金作用部分とその周囲
の凝固鋳造金属との間の界面でのアルゴンのような加圧
静水圧プレス用気体の浸透を阻止するに有効であること
が見出された。その結果、埋め金作用部分１０ｃは主体
ＣＢ内部に埋入されているのでそれら間の界面は周囲雰
囲気と連通されず周囲雰囲気から隔離されている（その
外方での気体シール領域Ｓの存在の結果として）。本発
明に従って静水圧プレス用気体の浸透が有効に防止され
るとき、健全な、ボイドのない、汚染のない冶金学的結
合が気体シール部分Ｓより内方の埋め金作用部分及び他
の部分とその周囲の凝固鋳造金属との間に実現される。
【００２９】湯道２６及び押湯２８内の凝固した溶湯Ｃ
Ｉ及びＣＲは、気体シール領域Ｓが熱間静水圧プレス作
業中複合２重鋳物上に保持されているかぎり、熱間静水
圧プレス作業の前でも後でもいずれでも２重鋳物から除
去されうる。熱間静水圧プレスされた鋳物は所望に応じ
てトリミングされて、健全で、ボイドのないそして汚染
のない態様で埋め金作用部分を内部に冶金学的に結合し
た仕上げ複合２重鋳物を生成する。例えば、気体シール
領域Ｓを含めて凝固部分ＣＩ及びＣＲがプレス作業に続
いて鋳物からトリミングされうる。
Ｉ及びＣＲは、気体シール領域Ｓが熱間静水圧プレス作
業中複合２重鋳物上に保持されているかぎり、熱間静水
圧プレス作業の前でも後でもいずれでも２重鋳物から除
去されうる。熱間静水圧プレスされた鋳物は所望に応じ
てトリミングされて、健全で、ボイドのないそして汚染
のない態様で埋め金作用部分を内部に冶金学的に結合し
た仕上げ複合２重鋳物を生成する。例えば、気体シール
領域Ｓを含めて凝固部分ＣＩ及びＣＲがプレス作業に続
いて鋳物からトリミングされうる。
【００３０】（実施例１）図２に示したのと同様である
が、段付きの空洞２０（図６に示すような）を有するセ
ラミック製シェル鋳型を従来態様に従って作製した。予
備成形した単体のＴｉ−６Ａｉ−４Ｖ製の板状埋め金１
０を鋳型焼成後鋳型内に配置しそして図２に例示した技
術により鋳型空洞内に然るべく保持した。予備成形板状
埋め金は、１０．２ｃｍ（４インチ）巾×１５．２ｃｍ
（６インチ）垂直高さ×２．５ｃｍ（１インチ）厚さの
寸法を有しそして鋳型に結合する前に電解被覆法により
実質上純な銀気体シール形成層により約０．０２５ｍｍ
（０．００１インチ）の厚さに全面被覆した。Ｔｉ−６
Ａｉ−４Ｖ溶湯を１０ミクロン未満の真空下で３１６℃
（６００°Ｆ）に予熱した鋳型に鋳造しそして凝固せし
めた。板状の２重鋳物を鋳型から取り出しそして８９９
℃（１６５０°Ｆ）×１０５０ｋｇ／ｃｍ2 （１５ｋｓ
ｉ）×２時間の条件で熱間静水圧プレスした。この鋳物
の冶金学的解析の結果、図７に例示するように、埋め金
とその周囲の鋳造凝固金属との間に健全な冶金学的結合
が生成していることが判明した。気体シール形成銀層
は、埋め金と凝固金属との間で熱間静水圧プレス作業に
おいてアルゴン気体浸透を阻止するための気体シールを
形成するのに有効であった。
が、段付きの空洞２０（図６に示すような）を有するセ
ラミック製シェル鋳型を従来態様に従って作製した。予
備成形した単体のＴｉ−６Ａｉ−４Ｖ製の板状埋め金１
０を鋳型焼成後鋳型内に配置しそして図２に例示した技
術により鋳型空洞内に然るべく保持した。予備成形板状
埋め金は、１０．２ｃｍ（４インチ）巾×１５．２ｃｍ
（６インチ）垂直高さ×２．５ｃｍ（１インチ）厚さの
寸法を有しそして鋳型に結合する前に電解被覆法により
実質上純な銀気体シール形成層により約０．０２５ｍｍ
（０．００１インチ）の厚さに全面被覆した。Ｔｉ−６
Ａｉ−４Ｖ溶湯を１０ミクロン未満の真空下で３１６℃
（６００°Ｆ）に予熱した鋳型に鋳造しそして凝固せし
めた。板状の２重鋳物を鋳型から取り出しそして８９９
℃（１６５０°Ｆ）×１０５０ｋｇ／ｃｍ2 （１５ｋｓ
ｉ）×２時間の条件で熱間静水圧プレスした。この鋳物
の冶金学的解析の結果、図７に例示するように、埋め金
とその周囲の鋳造凝固金属との間に健全な冶金学的結合
が生成していることが判明した。気体シール形成銀層
は、埋め金と凝固金属との間で熱間静水圧プレス作業に
おいてアルゴン気体浸透を阻止するための気体シールを
形成するのに有効であった。
【００３１】図４、５及び６を参照すると、本発明の別
の具体例が例示される。
の具体例が例示される。
【００３２】図４は、受口１２２、湯口１２４及び湯道
１２６を具備しそして予備成形埋め金１１０を鋳型空洞
１３０内に配置したセラミック鋳型１２０を例示する。
埋め金は、その作用部分１１０ｃの外方の端部１１０
ａ、１１０ｂ近くで周辺に延在する金属、合金或いは金
属間化合物製のリング１１１の形態の第１及び第２気体
シール形成手段を含んでいる。下方リング１１１は湯道
１２６内に配置され、他方上方リング１１１押湯１２８
内に配置される。各リング１１１は、それぞれの埋め金
端部に気密な接合を与えるよう溶接或いは別の冶金学的
手段により付着される。本発明を実施するのに、リング
１１１は約３．２ｍｍ（１／８インチ）の断面直径をと
りうる。リング１１１は好ましくは、最終的に生成され
る複合２重鋳物の性質を劣化しないようにそしてリング
部位において気体シール領域を形成するに充分に鋳造溶
湯と冶金学的に結合するように溶湯の組成に実質的に相
当する組成の金属、合金或いは金属間化合物から構成さ
れ、それにより溶湯の鋳造及び凝固後に形成される複合
２重鋳物の爾後の熱間静水圧プレス中埋め金作用部分１
１０ｃとその周囲の凝固した溶湯との間の界面での気体
浸透を防止する。
１２６を具備しそして予備成形埋め金１１０を鋳型空洞
１３０内に配置したセラミック鋳型１２０を例示する。
埋め金は、その作用部分１１０ｃの外方の端部１１０
ａ、１１０ｂ近くで周辺に延在する金属、合金或いは金
属間化合物製のリング１１１の形態の第１及び第２気体
シール形成手段を含んでいる。下方リング１１１は湯道
１２６内に配置され、他方上方リング１１１押湯１２８
内に配置される。各リング１１１は、それぞれの埋め金
端部に気密な接合を与えるよう溶接或いは別の冶金学的
手段により付着される。本発明を実施するのに、リング
１１１は約３．２ｍｍ（１／８インチ）の断面直径をと
りうる。リング１１１は好ましくは、最終的に生成され
る複合２重鋳物の性質を劣化しないようにそしてリング
部位において気体シール領域を形成するに充分に鋳造溶
湯と冶金学的に結合するように溶湯の組成に実質的に相
当する組成の金属、合金或いは金属間化合物から構成さ
れ、それにより溶湯の鋳造及び凝固後に形成される複合
２重鋳物の爾後の熱間静水圧プレス中埋め金作用部分１
１０ｃとその周囲の凝固した溶湯との間の界面での気体
浸透を防止する。
【００３３】図５は、受口２２２、湯口２２４、湯道２
２６を有しそして埋め金２１０を鋳型空洞２３０内に配
置したセラミック鋳型２２０を例示する。埋め金２１０
は、作用部分２１０ｃの外方でその両端部２１０ａ、２
１０ｂ近くで周辺に配される金属、合金或いは金属間化
合物製の箔２１１の形態の第１及び第２気体シール形成
手段を含んでいる。下方の箔２１１は湯道２２６に配置
され、他方上方の箔２１１は押湯２２８内に配置され
る。各箔２１１は、埋め金２１０のそれぞれの端部２１
０ａ、２１０ｂ近くに溶着或いは別法で冶金学的に付着
されるハブ２１１ａを含んでそれらの間に気密連結部を
提供しまた末広スカート２１１ｂを提供する。本発明の
実施において約０．０７６〜０．１２７ｍｍ（３〜５ミ
ル）の箔厚さが使用される。箔２１１は好ましくは、最
終的に生成される複合２重鋳物の性質を劣化しないよう
にそして箔部位で気体シール領域を形成するに充分に鋳
造溶湯と冶金学的に結合するように溶湯の組成に実質的
に相当する組成の金属、合金或いは金属間化合物から構
成され、それにより溶湯の鋳造及び凝固後に形成される
複合２重鋳物の熱間静水圧プレス中埋め金２１０とその
周囲の凝固した溶湯との間の界面での気体浸透を防止す
る。
２６を有しそして埋め金２１０を鋳型空洞２３０内に配
置したセラミック鋳型２２０を例示する。埋め金２１０
は、作用部分２１０ｃの外方でその両端部２１０ａ、２
１０ｂ近くで周辺に配される金属、合金或いは金属間化
合物製の箔２１１の形態の第１及び第２気体シール形成
手段を含んでいる。下方の箔２１１は湯道２２６に配置
され、他方上方の箔２１１は押湯２２８内に配置され
る。各箔２１１は、埋め金２１０のそれぞれの端部２１
０ａ、２１０ｂ近くに溶着或いは別法で冶金学的に付着
されるハブ２１１ａを含んでそれらの間に気密連結部を
提供しまた末広スカート２１１ｂを提供する。本発明の
実施において約０．０７６〜０．１２７ｍｍ（３〜５ミ
ル）の箔厚さが使用される。箔２１１は好ましくは、最
終的に生成される複合２重鋳物の性質を劣化しないよう
にそして箔部位で気体シール領域を形成するに充分に鋳
造溶湯と冶金学的に結合するように溶湯の組成に実質的
に相当する組成の金属、合金或いは金属間化合物から構
成され、それにより溶湯の鋳造及び凝固後に形成される
複合２重鋳物の熱間静水圧プレス中埋め金２１０とその
周囲の凝固した溶湯との間の界面での気体浸透を防止す
る。
【００３４】図６は、受口３２２、湯口３２４、湯道３
２６及び予備成形埋め金３１０を鋳型空洞３３０内に配
置したセラミック鋳型３２０を例示する。埋め金３１０
はその作用部分３１０ｃの外方の埋め金両端部３１０
ａ、３１０ｂ近くで周辺に延在するノッチ或いはスロッ
トのような凹所３１１の形態の第１及び第２気体シール
手段を含んでいる。下方の凹所３１１は湯道３２６内に
配置されそして上方の凹所３１１は押湯３２８内に配置
される。各凹所３１１は、鋳型３２０に導入された溶湯
を受入れそして最小限緊密な界面の形成、好ましくは凹
所部位における気体シール領域（図示なし）を形成する
に充分埋め金３１０と鋳造溶湯との間に少なくとも部分
的な冶金学的結合の形成を促進して、鋳型内での溶湯の
凝固により生成される複合２重鋳物の熱間静水圧プレス
中埋め金３１０とその周囲の凝固金属との間の界面での
気体浸透を防止する。
２６及び予備成形埋め金３１０を鋳型空洞３３０内に配
置したセラミック鋳型３２０を例示する。埋め金３１０
はその作用部分３１０ｃの外方の埋め金両端部３１０
ａ、３１０ｂ近くで周辺に延在するノッチ或いはスロッ
トのような凹所３１１の形態の第１及び第２気体シール
手段を含んでいる。下方の凹所３１１は湯道３２６内に
配置されそして上方の凹所３１１は押湯３２８内に配置
される。各凹所３１１は、鋳型３２０に導入された溶湯
を受入れそして最小限緊密な界面の形成、好ましくは凹
所部位における気体シール領域（図示なし）を形成する
に充分埋め金３１０と鋳造溶湯との間に少なくとも部分
的な冶金学的結合の形成を促進して、鋳型内での溶湯の
凝固により生成される複合２重鋳物の熱間静水圧プレス
中埋め金３１０とその周囲の凝固金属との間の界面での
気体浸透を防止する。
【００３５】（実施例２）図６に例示するような段付き
鋳型空洞３３０を具備するセラミック製シェル鋳型３２
０を従来態様で製作した。予備成形した単体のＴｉ−６
Ａｌ−４Ｖ製板状埋め金１０を焼成後の鋳型内に置きそ
して図６に示すようにして鋳型空洞内に保持した。予備
成形板状埋め金は２．５４ｃｍ（１インチ）巾×１５．
２ｃｍ（６インチ）垂直高さ×０．６４ｍｍ（０．２５
インチ）厚さの寸法を有した。板状埋め金３１０を図６
に類似の態様でその両端部近くの周辺にノッチ付けした
（ノッチ寸法は図８に示される程度のものである）。Ｔ
ｉ−６Ａｉ−４Ｖ溶湯を１０ミクロン未満の真空下で３
１６℃（６００°Ｆ）に予熱した鋳型に鋳造しそして凝
固せしめた。２重鋳物を鋳型から取り出しそして８９９
℃（１６５０°Ｆ）×１０５０ｋｇ／ｃｍ2 （１５ｋｓ
ｉ）×２時間の条件で熱間静水圧プレスした。この鋳物
の冶金学的解析の結果、図７に例示するように板状埋め
金とその周囲の凝固した溶湯との間に健全な冶金学的結
合が生成していることが判明した。図８に示されるよう
に、気体シール領域が各ノッチ３１１の内側領域３１１
ａに形成されていることが観察される。
鋳型空洞３３０を具備するセラミック製シェル鋳型３２
０を従来態様で製作した。予備成形した単体のＴｉ−６
Ａｌ−４Ｖ製板状埋め金１０を焼成後の鋳型内に置きそ
して図６に示すようにして鋳型空洞内に保持した。予備
成形板状埋め金は２．５４ｃｍ（１インチ）巾×１５．
２ｃｍ（６インチ）垂直高さ×０．６４ｍｍ（０．２５
インチ）厚さの寸法を有した。板状埋め金３１０を図６
に類似の態様でその両端部近くの周辺にノッチ付けした
（ノッチ寸法は図８に示される程度のものである）。Ｔ
ｉ−６Ａｉ−４Ｖ溶湯を１０ミクロン未満の真空下で３
１６℃（６００°Ｆ）に予熱した鋳型に鋳造しそして凝
固せしめた。２重鋳物を鋳型から取り出しそして８９９
℃（１６５０°Ｆ）×１０５０ｋｇ／ｃｍ2 （１５ｋｓ
ｉ）×２時間の条件で熱間静水圧プレスした。この鋳物
の冶金学的解析の結果、図７に例示するように板状埋め
金とその周囲の凝固した溶湯との間に健全な冶金学的結
合が生成していることが判明した。図８に示されるよう
に、気体シール領域が各ノッチ３１１の内側領域３１１
ａに形成されていることが観察される。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、健全なそしてボイドの無い冶
金学的結合部を埋め金作用部分とその周囲の鋳造凝固し
た溶湯との間に信頼性をもって生成する改善された２重
複合鋳物の製造方法を提供する。これにより、鋳造後の
熱間静水圧プレス中にも気体浸透が生ぜず、埋め金と周
囲金属とが一体に結合した信頼性の高い複合２重鋳物が
製造しうる。
金学的結合部を埋め金作用部分とその周囲の鋳造凝固し
た溶湯との間に信頼性をもって生成する改善された２重
複合鋳物の製造方法を提供する。これにより、鋳造後の
熱間静水圧プレス中にも気体浸透が生ぜず、埋め金と周
囲金属とが一体に結合した信頼性の高い複合２重鋳物が
製造しうる。
【００３７】本発明の特定の具体例に基づいて説明した
が、本発明はこれらに限定されるものでなく、本発明の
範囲内で多くの変更を為しうることを銘記されたい。
が、本発明はこれらに限定されるものでなく、本発明の
範囲内で多くの変更を為しうることを銘記されたい。
【図１】本発明の一具体例の斜視図であり、予備成形さ
れた埋め金がその両端部近くに被覆された融点降下材製
の周回バンド或いはストライプを含む。
れた埋め金がその両端部近くに被覆された融点降下材製
の周回バンド或いはストライプを含む。
【図２】鋳型空洞内に図１の予備成形埋め金を配置した
セラミックシェル鋳型の概略側面図である。
セラミックシェル鋳型の概略側面図である。
【図３】図２の鋳型により製造された本発明に従う鋳物
例の正面図である。
例の正面図である。
【図４】本発明の別の具体例の予備成形埋め金を鋳型空
洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図であ
る。
洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図であ
る。
【図５】本発明のまた別の具体例の予備成形埋め金を型
空洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図で
ある。
空洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図で
ある。
【図６】本発明のまた別の具体例の予備成形埋め金を型
空洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図で
ある。
空洞内に配置したセラミックシェル鋳型の概略側面図で
ある。
【図７】例１に従う埋め金作用部分と鋳造合金との間の
結合領域の金属組織を示す顕微鏡写真である（１００
倍）。
結合領域の金属組織を示す顕微鏡写真である（１００
倍）。
【図８】例２に従う埋め金作用部分と鋳造合金との間の
結合領域の金属組織を示す顕微鏡写真である（１００
倍）。
結合領域の金属組織を示す顕微鏡写真である（１００
倍）。
１０、１１０、２１０、３１０ 予備成形埋め金 １０ａ、１０ｂ 両端部 １１０ａ、１１０ｂ 両端部 ２１０ａ、２１０ｂ 両端部 ３１０ａ、３１０ｂ 両端部 １０ｃ、１１０ｃ、２１０ｃ、３１０ｃ 中間作用部分 １１、１１１、２１１、３１１ 気体シール形成手段 ２０、１２０、２２０、３２０ 鋳型 ２２、１２２、２２２、３２２ 受口 ２４、１２４、２２４、３２４ 湯口 ２６、１２６、２２６、３２６ 湯道 ２８、１２８、２２８、３２８ 押湯 ２９ カラー ３０、１３０、２３０、３３０ 鋳型空洞 ２６ａ 下方（湯道）開口 ２８ａ 押湯開口 Ｃ 複合２重鋳物 ＣＢ 主体 Ｓ 気体シール領域 ＣＩ 湯道部分 ＣＲ 押湯部分
Claims (29)
- 【請求項１】 予備成形埋め金を内部に有する鋳物を製
造する方法にして、ａ）溶湯を受け取る鋳型を用意する
段階と、ｂ）鋳型に導入される溶湯と接触するように鋳
型内に予備成形埋め金を配置し、その場合該埋め金を鋳
物内に組み込まれる作用部分と鋳型内の作用部分を鋳型
外部からの気体浸透から隔離するように埋め金における
少なくとも一つの位置に形成される気体シール形成手段
とを含むものとする段階と、ｃ）溶湯を鋳型内に埋め金
作用部分周囲にそして気体シール形成手段と接触状態に
導入する段階と、ｄ）鋳型内で溶湯を凝固せしめて、埋
め金作用部分を内部に配置しそして埋め金作用部分とそ
の周囲で凝固した溶湯との間での気体浸透を阻止するに
有効な前記少なくとも一つの位置において埋め金と凝固
金属との間に形成された気体シール領域を有する鋳物を
形成する段階とを包含する予備成形埋め金を内部に有す
る鋳物製造方法。 - 【請求項２】 段階ｄ）後、鋳物を高温及び高静水圧条
件下に置く段階を更に含み、その場合気体シール領域が
埋め金作用部分とその周囲で凝固した溶湯との間での気
体浸透を阻止するに有効である請求項１の方法。 - 【請求項３】 気体シール形成手段が埋め金作用部分の
外方に位置する一つの埋め金領域に配置される請求項１
の方法。 - 【請求項４】 気体シール形成手段が埋め金と凝固した
溶湯との間で鋳造時の冶金学的結合を形成するための手
段を含む請求項１の方法。 - 【請求項５】 気体シール形成手段が埋め金と溶湯の間
での冶金学的結合を促進する融点降下材を含む請求項４
の方法。 - 【請求項６】 気体シール形成手段が埋め金に冶金学的
に付着されそして溶湯に冶金学的に結合されうる金属、
合金或いは金属間化合物製のシール部材を含む請求項４
の方法。 - 【請求項７】 気体シール形成手段が埋め金にその両端
部近くに配置される請求項１の方法。 - 【請求項８】 気体シール形成手段が溶湯への冶金学的
結合を促進するように埋め金の周囲にその両端部近くに
配置される融点降下材領域を含む請求項７の方法。 - 【請求項９】 気体シール形成手段が埋め金に冶金学的
に付着されそして溶湯に冶金学的に結合されうる金属、
合金或いは金属間化合物製シール部材を含む請求項７の
方法。 - 【請求項１０】 各気体シール部材が埋め金の周囲に冶
金学的に付着される金属、合金或いは金属間化合物製リ
ングから成る請求項９の方法。 - 【請求項１１】 各気体シール部材が埋め金の周囲に冶
金学的に付着される金属、合金或いは金属間化合物製箔
から成る請求項９の方法。 - 【請求項１２】 各気体シール手段が埋め金の周囲にそ
の両端部近くに形成される凹所から構成されそして凹所
が鋳型空洞内に導入される溶湯を受入れそして溶湯と緊
密な界面を形成するよう形態づけられている請求項７の
方法。 - 【請求項１３】 一方の気体シール形成手段が鋳型空洞
に溶湯を供給する鋳型湯道内に配置されそしてもう一つ
の気体シール形成手段が鋳型の押湯内に配置される請求
項７の方法。 - 【請求項１４】 予備成形埋め金が鋳型空洞内に導入さ
れる溶湯に相当する組成の金属、合金或いは金属間化合
物材料から成る請求項１の方法。 - 【請求項１５】 埋め金材料が補強材を含む請求項１４
の方法。 - 【請求項１６】 補強材が補強フィラメントを含む請求
項１５の方法。 - 【請求項１７】 予備成形補強埋め金を内部に有する鋳
物を製造する方法にして、ａ）溶湯を受け取る鋳型を用
意する段階と、ｂ）鋳型に導入される溶湯と接触するよ
うに鋳型内に予備成形補強埋め金を配置し、その場合該
埋め金を鋳物内に組み込まれる中間作用部分と該埋め金
作用部分の外方で埋め金両端部近くに配置される気体シ
ール形成手段とを含むものとする段階と、ｃ）溶湯を鋳
型内に埋め金作用部分周囲にそして気体シール形成手段
と接触状態に導入する段階と、ｄ）鋳型内で溶湯を凝固
せしめて、埋め金作用部分を内部に配置しそして埋め金
作用部分とその周囲で凝固した溶湯との間での気体浸透
を阻止するに有効な前記埋め金と凝固した溶湯との間に
形成された気体シール領域を有する鋳物を形成する段階
と、ｅ）鋳物を高温及び高静水圧条件下に置く段階と含
み、その場合前記気体シール領域が埋め金作用部分とそ
の周囲の凝固した溶湯との間での気体浸透を阻止するに
有効であり、以って該高温及び高静水圧条件により埋め
金作用部分と凝固金属との間での冶金学的な結合と僅か
の残留ボイドを閉じることを可能とする予備成形補強埋
め金を内部に有する鋳物製造方法。 - 【請求項１８】 各気体シール形成手段が埋め金の周囲
に埋め金の両端部近くに気体シール冶金学的結合部を形
成するよう両端部近くに配置される融点降下材領域を含
む請求項１７の方法。 - 【請求項１９】 各気体シール形成手段が埋め金の周囲
に両端近くで配置されそして溶湯に冶金学的に結合され
うる金属、合金或いは金属間化合物シール部材を含む請
求項１７の方法。 - 【請求項２０】 各気体シール部材が埋め金の周囲に冶
金学的に付着される金属、合金或いは金属間化合物製リ
ングから成る請求項１９の方法。 - 【請求項２１】 各気体シール部材が埋め金の周囲に冶
金学的に付着される金属、合金或いは金属間化合物製箔
から成る請求項１９の方法。 - 【請求項２２】 予備成形埋め金が鋳型空洞内に導入さ
れる溶湯に相当する組成の金属、合金或いは金属間化合
物製材料から成る請求項１７の方法。 - 【請求項２３】 埋め金材料が補強材を含んでいる請求
項２２の方法。 - 【請求項２４】 補強材が補強フィラメントを含む請求
項２３の方法。 - 【請求項２５】 一方の気体シール形成手段が鋳型空洞
に溶湯を供給する鋳型湯道内に配置されそしてもう一つ
の気体シール形成手段が鋳型の押湯内に配置される請求
項１７の方法。 - 【請求項２６】 請求項１の方法により製造された鋳
物。 - 【請求項２７】 請求項１７の方法により製造された鋳
物。 - 【請求項２８】 金属、合金及び金属間化合物材料の一
種から選択された鋳物本体と、金属、合金及び金属間化
合物材料の一種から選択されそして鋳物本体内に配置さ
れそして鋳物内に組み込まれる作用部分及び埋め金作用
部分と本体との間での気体浸透を阻止するに有効な一つ
以上の気体シール領域を有する埋め金とを備える鋳物。 - 【請求項２９】 埋め金作用部分がその両端部の中間に
あり、気体シール領域が埋め金の各端部近くに配置され
る請求項２８の鋳物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US758908 | 1991-09-11 | ||
| US07/758,908 US5263530A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Method of making a composite casting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208256A true JPH05208256A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=25053597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4266870A Pending JPH05208256A (ja) | 1991-09-11 | 1992-09-10 | 複合鋳物製造方法及びそれにより製造された鋳物 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5263530A (ja) |
| EP (1) | EP0532434B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05208256A (ja) |
| CA (1) | CA2076319A1 (ja) |
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