JPH08238561A - Production of single crystal casting and producing device therefor - Google Patents
Production of single crystal casting and producing device thereforInfo
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- JPH08238561A JPH08238561A JP4319695A JP4319695A JPH08238561A JP H08238561 A JPH08238561 A JP H08238561A JP 4319695 A JP4319695 A JP 4319695A JP 4319695 A JP4319695 A JP 4319695A JP H08238561 A JPH08238561 A JP H08238561A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン翼等の製
造に適した単結晶鋳物の製造方法および製造装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a single crystal casting suitable for producing gas turbine blades and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高性能ガスタービンなどにはＮｉ基合金
単結晶の翼が用いられているが、その製造法である単結
晶鋳物製造方法の一つとしてセレクタ法がある。セレク
タ法は例えば図８に示すような、チルプレート１２上に
スタータ１１を設け、スタータ１１の上端のセレクタ１
３を経て単結晶鋳物部１４を接続させた鋳型装置を用
い、全体を真空加熱雰囲気中に置き、鋳型に溶湯を入れ
て、チルプレート１２側から冷却しつつ、鋳型装置ごと
チルプレートを下方に向って徐々に移動させる。スター
タ１１内の溶湯は、チルプレート１２に接した部分から
凝固を開始し、多くの柱状晶が発生する。そして、鋳型
装置の移動につれて、チルプレート１２から発生した柱
状晶はスタータ１１内で成長するが、セレクタ１３には
多数の柱状晶が導入され、屈曲につれて淘汰されなが
ら、最終的に単結晶になり、単結晶鋳物部１４内で成長
する。スタータやセレクタの形状は単結晶の結晶成長方
位＜００１＞に影響を与えるので、これらの形状には様
々な工夫がされている。2. Description of the Related Art Ni-based alloy single crystal blades are used in high performance gas turbines and the like, and there is a selector method as one of the manufacturing methods for the single crystal casting. In the selector method, for example, a starter 11 is provided on a chill plate 12 as shown in FIG.
Using a casting mold device to which the single crystal casting part 14 is connected via 3, the whole is placed in a vacuum heating atmosphere, the molten metal is put into the mold, and the chill plate is moved downward with the casting mold device while cooling from the chill plate 12 side. Move gradually toward. The molten metal in the starter 11 starts to solidify from the portion in contact with the chill plate 12, and many columnar crystals are generated. Then, as the mold apparatus moves, the columnar crystals generated from the chill plate 12 grow in the starter 11, but a large number of columnar crystals are introduced into the selector 13 and are eventually squeezed as they bend, eventually becoming single crystals. , Grows in the single crystal casting part 14. Since the shapes of the starter and selector affect the crystal growth orientation <001> of the single crystal, various shapes have been devised for these shapes.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】スタータ１１部に溶融
金属が注湯された後、凝固する過程において、図９に示
すように経時的な凝固界面１５が平滑でない場合には、
チルプレート１２に対して垂直方向に成長してきた柱状
晶の成長をチルプレートに斜方向に成長してきた柱状晶
が阻止する恐れがある。異方向の結晶が発生すると柱状
晶が斜めに成長し、結晶方位のばらつきが大きくなる。
例えば、ガスタービン翼で用いられるＮｉ基合金単結晶
の結晶方位は、＜００１＞のクリープ強度が高く、又、
ヤング率が小さいため、熱疲労などの特性に優れてい
る。したがって、単結晶ガスタービン翼製造の場合、翼
の長手方向（遠心応力の作用方向）の単結晶の方向を＜
００１＞と一致させることが重要となる。When molten metal is poured into the starter 11 and solidified, the solidification interface 15 is not smooth over time, as shown in FIG.
There is a possibility that columnar crystals that have grown obliquely on the chill plate may prevent growth of columnar crystals that have grown vertically on the chill plate 12. When crystals in different directions are generated, columnar crystals grow obliquely, and variations in crystal orientation increase.
For example, the crystal orientation of a Ni-based alloy single crystal used in a gas turbine blade has a high <001> creep strength, and
It has excellent Young's modulus and other properties such as thermal fatigue. Therefore, in the case of manufacturing a single crystal gas turbine blade, the direction of the single crystal in the longitudinal direction of the blade (direction of action of centrifugal stress)
It is important to match with 001>.
【０００４】従来のようにスタータ部が単純円筒型の場
合、凝固条件を制御するだけでは平滑な凝固界面が得ら
れにくい。又、セレクタで多数の柱状晶から単結晶化す
るため、いくつもの屈曲部をもった長いセレクタを必要
とする。したがって、単結晶鋳物の結晶方位のばらつき
が大きく、製品の歩留を下げる大きな原因となってい
る。そこで本発明は、凝固界面を平滑に保ち、かつ、ス
タータ内で結晶を粗大化させ、セレクタに入る結晶数を
減少させることによって、セレクタ長さを短くし、結晶
方位のばらつきの小さい単結晶鋳物を提供することを目
的とする。When the starter portion is of a simple cylindrical type as in the prior art, it is difficult to obtain a smooth solidification interface only by controlling the solidification conditions. Further, since a large number of columnar crystals are converted into a single crystal by the selector, a long selector having several bent portions is required. Therefore, the variation of the crystal orientation of the single crystal casting is large, which is a major cause of lowering the product yield. Therefore, the present invention keeps the solidification interface smooth, and coarsens the crystal in the starter to reduce the number of crystals entering the selector, thereby shortening the selector length and reducing the variation in crystal orientation. The purpose is to provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、スター
タ内で成長する結晶をセレクタによって結晶数を淘汰さ
せ単結晶鋳物を製造する方法において、金属溶湯から最
初の結晶が生成するスタータ部分の鋳型内部に、熱伝導
率の小さい結晶成長調整部材を位置させておいて溶湯の
凝固を開始し、スタータ内の凝固界面を平滑に保つこと
によって、結晶成長の方位のばらつきを小さくし、か
つ、結晶成長調整部材によってスタータ内で結晶を粗大
化させることでセレクタ内に入る結晶数を少なくするこ
とを特徴とする単結晶鋳物の製造方法である。本発明に
用いる鋳型の材質はジルコニア、アルミナあるいはイッ
トリアなどを主成分とするものが用いられ、スタータ内
に配置した結晶成長調整部材の材質はジルコニア、アル
ミナあるいはイットリアなどを主成分とするセラミック
が好適である。The first aspect of the present invention is to provide a method for producing a single crystal casting by selecting the number of crystals growing in a starter by a selector, and producing a single crystal cast product in which the first crystal is produced from a molten metal. In the mold of, the crystal growth adjusting member having a small thermal conductivity is positioned to start the solidification of the molten metal, and by keeping the solidification interface in the starter smooth, the variation in the crystal growth orientation is reduced, and The method for producing a single crystal casting is characterized in that the number of crystals entering the selector is reduced by coarsening the crystals in the starter by the crystal growth adjusting member. The material of the mold used in the present invention is mainly composed of zirconia, alumina or yttria, and the material of the crystal growth adjusting member arranged in the starter is preferably ceramic mainly composed of zirconia, alumina or yttria. Is.
【０００６】凝固開始時は、チルプレートと呼ばれる冷
却板からの過冷却による熱的駆動力により柱状晶が成長
する。すなわち、溶湯は下方から冷却されるので、熱の
流れは上方から下方に向い、結晶はその熱の流れとは反
対方向に成長する。従来技術のように結晶成長調整部材
が存在しないと、チルプレートの冷却効果が大きく、温
度勾配は大きいが、それよりも凝固速度が速くなる。本
発明のように結晶成長調整部材が存在すると、該部材の
熱伝導率が小さいため、チルプレートの冷却効果は抑え
られ、凝固速度が遅くなり、組成的過冷却領域は軽減さ
れる。図６に示すように平滑な凝固界面５が得られる。
又、本発明方法の場合、熱伝導率の小さい結晶成長調整
部材は、その使用に当って十分予熱されるものであるか
ら、凝固の開始点にはならず、チルプレートと平行方向
の熱の流れをも制御すること、同部材の上端形状によっ
てチルプレートと平行方向にも柱状晶を成長させること
で、柱状晶が粗大化する結果、従来法に比べてセレクタ
に入る結晶の数は少なくなる。併せて同部材の上端形状
により結晶成長の方向をチルプレートに垂直方向に制御
する。したがって、セレクタの結晶淘汰における負担が
小さくなり、セレクタ長さを短くすることと結晶方位の
ばらつきを小さくすることができる。従来法の場合、前
述のようにスタータ内で平滑な凝固界面が得られず、チ
ルプレートに垂直方向からの方位のばらついた多数の結
晶がセレクタ内に入り３／４ターン以上と長い螺旋形状
のセレクタ内で結晶淘汰されるため、方位のばらつきは
さらに増大し、最悪の場合、単結晶が得られないことが
ある。At the start of solidification, columnar crystals grow due to the thermal driving force due to supercooling from a cooling plate called a chill plate. That is, since the melt is cooled from below, the heat flow is from above to below, and the crystal grows in the opposite direction to the heat flow. Without the crystal growth control member as in the prior art, the cooling effect of the chill plate is large and the temperature gradient is large, but the solidification rate is faster than that. When the crystal growth regulating member is present as in the present invention, the thermal conductivity of the member is small, so that the cooling effect of the chill plate is suppressed, the solidification rate becomes slow, and the compositional supercooling region is reduced. As shown in FIG. 6, a smooth solidification interface 5 is obtained.
Further, in the case of the method of the present invention, the crystal growth regulating member having a small thermal conductivity is sufficiently preheated for its use, so that it does not become the starting point of solidification and the heat in the direction parallel to the chill plate is not generated. By controlling the flow also and by growing the columnar crystals in the direction parallel to the chill plate due to the upper end shape of the same member, the columnar crystals become coarser, resulting in fewer crystals entering the selector than in the conventional method. . At the same time, the crystal growth direction is controlled perpendicularly to the chill plate by the upper end shape of the member. Therefore, the load of the selector on the selection of crystals can be reduced, and the length of the selector can be shortened and the variation in crystal orientation can be reduced. In the case of the conventional method, a smooth solidification interface cannot be obtained in the starter as described above, and a large number of crystals having different orientations from the direction perpendicular to the chill plate enter the selector and have a long spiral shape of 3/4 turn or more. Since the crystals are selected in the selector, the variation in orientation further increases, and in the worst case, a single crystal may not be obtained.
【０００７】本発明方法の場合、スタータ内での結晶方
位のばらつきが小さく、かつ、スタータからセレクタに
入る結晶数は従来法の１／３以下程度と少なくなり、結
晶淘汰に必要なセレクタ長さも１／２〜３／４と短くす
ることが可能となり、単結晶鋳物の結晶方位のばらつき
が軽減される。セレクタ長さが短くなると、チルプレー
トに垂直な線から傾いた結晶の発生する確率が小さくな
るだけでなく、凝固時間短縮、材料の歩留向上、鋳型製
造の負担軽減が可能となる。本発明の第二は、スタータ
内で結晶を成長させセレクタによって結晶数を淘汰して
単結晶鋳物を製造する装置において、スタータ内部の中
央部に熱伝導率の小さい結晶成長調整部材を配置してな
ることを特徴とする単結晶鋳物の製造装置である。前述
のようにスタータはジルコニア、アルミナあるいはイッ
トリアなどを主成分とする材質のセラミックシェル鋳型
である。結晶成長調整部材の材質はセラミックであり、
いずれもジルコニア、アルミナあるいはイットリアなど
を主成分とする材質でつくられる。しかしこれらに限定
されるものではなく、熱伝導率の小さく、溶湯との反応
性が少なく、機械的性質並びに耐熱性にすぐれた材質の
ものであれば適宜使用できる。In the case of the method of the present invention, the variation in crystal orientation in the starter is small, the number of crystals entering the selector from the starter is about 1/3 or less of that in the conventional method, and the selector length required for crystal selection is also small. It can be shortened to 1/2 to 3/4, and variation in crystal orientation of the single crystal casting can be reduced. When the selector length is shortened, not only is the probability that crystals inclined from a line perpendicular to the chill plate be reduced, but it is also possible to shorten the solidification time, improve the material yield, and reduce the mold manufacturing burden. The second of the present invention is an apparatus for producing a single crystal casting by growing a crystal in a starter and selecting the number of crystals by a selector, by disposing a crystal growth adjusting member having a small thermal conductivity in the center of the inside of the starter. It is an apparatus for producing a single crystal casting, which is characterized in that As described above, the starter is a ceramic shell mold made of a material containing zirconia, alumina, yttria, or the like as a main component. The material of the crystal growth adjusting member is ceramic,
Both are made of a material containing zirconia, alumina or yttria as a main component. However, the material is not limited to these, and any material having a low thermal conductivity, a low reactivity with the molten metal, and excellent mechanical properties and heat resistance can be appropriately used.
【０００８】結晶成長調整部材はスタータの上端面にあ
るセレクタ入口の開口面の中心から下した垂線上にあ
り、かつ、その大きさは周面とスタータ内壁との間に溶
湯域が存在し、しかも前記セレクタ入口の開口の投影面
積よりも大きい断面積を有するものである。結晶成長調
整部材の横断面形状は円形、角形など任意の形状でよ
く、又、両側に適当な溶湯域を確保することができれ
ば、スタータを横断する形状でもよい。又、その底端は
チルプレートに接触していても、離れていてもよい。シ
ェル鋳型と分離している場合はピンなどを用いてスター
タに固定する。さらに上端は円錐形、屋根形、片流れ
形、角錐形、半球形など結晶粗大化に適した形状とす
る。The crystal growth adjusting member is on a perpendicular line from the center of the opening surface of the selector inlet on the upper end surface of the starter, and its size is such that a molten metal region exists between the peripheral surface and the inner wall of the starter. Moreover, it has a cross-sectional area larger than the projected area of the opening of the selector inlet. The cross-sectional shape of the crystal growth adjusting member may be any shape such as a circle or a prism, and may be a shape that traverses the starter as long as suitable molten metal regions can be secured on both sides. Further, the bottom end thereof may be in contact with or apart from the chill plate. If it is separated from the shell mold, fix it to the starter with a pin or the like. Further, the upper end has a shape suitable for crystal coarsening, such as a conical shape, a roof shape, a one-sided flow shape, a pyramid shape, and a hemispherical shape.
【０００９】結晶成長調整部材の高さは、好適にはスタ
ータ内側の高さの１／３〜３．５／４の範囲である。
又、その断面積は、セレクタ入口面積の１．２〜９倍が
好適である。セレクタの取付方向はスタータ内で結晶が
粗大化する面と一致させるとよい。又、本発明では同一
のスタータに複数のセレクタを取付けることもできる。
例えば図２の例の場合は同一のスタータ内に複数の結晶
成長調整部材３を設置できる。又、図３の例において結
晶成長調整部材３’のスタータの上面に２個以上のセレ
クタを取付けることができる。The height of the crystal growth control member is preferably in the range of 1/3 to 3.5 / 4 of the height inside the starter.
The cross-sectional area is preferably 1.2 to 9 times the selector entrance area. The mounting direction of the selector should be aligned with the surface of the starter where the crystals become coarse. Further, in the present invention, a plurality of selectors can be attached to the same starter.
For example, in the case of the example of FIG. 2, a plurality of crystal growth adjusting members 3 can be installed in the same starter. Further, in the example of FIG. 3, two or more selectors can be attached to the upper surface of the starter of the crystal growth adjusting member 3 '.
【００１０】[0010]
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。図１は本
発明装置の一例のジルコニアを主成分とするシェル鋳型
よりなるスタータ１の部分の断面図である。２はチルプ
レートであり、そのチルプレート２上でスタータ１の内
部中央にジルコニアを主成分とする結晶成長調整部材３
（３’）を立設してある。４はセレクタである。図２は
図１のＡ−Ａ’断面で結晶成長調整部材３が円筒形で頂
部は円錐形の場合を示し、図３は同部材３’が扁平角形
で頂部が屋根形の場合を示す。いずれの場合も点線で示
すセレクタ４の入口投影面積よりも結晶成長調整部材
３，３’の断面積の方が大きい。図４は他の例を示し、
結晶成長調整部材３''の頂部が片流れ形のものである。
図５は結晶成長調整部材３をピン７によってスタータ１
に固定し、その底部とチルプレート２との間に間隙を設
けたものである。Embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a portion of a starter 1 made of a shell mold containing zirconia as a main component, which is an example of the device of the present invention. Reference numeral 2 denotes a chill plate, and on the chill plate 2, a crystal growth adjusting member 3 containing zirconia as a main component is provided in the center of the inside of the starter 1.
(3 ') is erected. Reference numeral 4 is a selector. 2 shows a case where the crystal growth adjusting member 3 is cylindrical and the top is conical in the AA ′ cross section of FIG. 1, and FIG. 3 shows a case where the member 3 ′ is oblate and the top is a roof. In any case, the cross-sectional area of the crystal growth adjusting members 3, 3'is larger than the entrance projected area of the selector 4 shown by the dotted line. FIG. 4 shows another example,
The top part of the crystal growth control member 3 '' is of a one-way type.
In FIG. 5, the crystal growth adjusting member 3 is connected to the starter 1 by the pin 7.
, And a gap is provided between the bottom portion and the chill plate 2.
【００１１】以上図１ないし図５のいずれの場合も、図
６に示すように経時的な凝固界面５は平滑となり、図１
並びに図４の縦線６で示すように、柱状晶は垂直に均一
に成長する。そして、結晶成長調整部材の上部の肩部に
達すると壁面に沿って結晶が粗大化し、少ない結晶数と
なってセレクタ４に達する。結晶数が少ない分だけセレ
クタの結晶淘汰における負担が小さくなり、図７に示す
程度の短いセレクタ４で十分単結晶化することができ
る。次に製造方法の実施の一例について述べる。1 to 5, the solidification interface 5 becomes smooth over time as shown in FIG.
Also, as shown by the vertical line 6 in FIG. 4, the columnar crystals grow vertically and uniformly. Then, when reaching the upper shoulder of the crystal growth adjusting member, the crystals coarsen along the wall surface, and reach a selector 4 with a small number of crystals. Since the number of crystals is small, the load on the selection of crystals by the selector is small, and the selector 4 as short as shown in FIG. Next, an example of implementation of the manufacturing method will be described.
【００１２】図７に示すスタータ１をアルミナを主成分
とするシェル鋳型で作製し、その内部中央部のチルプレ
ート２上にムライト系の結晶成長調整部材３を設置し
た。高さｌとｍの比は４：３とし、セレクタ４の開口面
積と結晶成長調整部材３の断面積の比は１：３とした。
セレクタ４の上端には、図８に示す従来例と同様の単結
晶形成部を連結し、単結晶鋳物製造装置を構成し、これ
を真空室内に設置して予熱し、スタータ１から単結晶形
成部までＮｉ基合金溶湯を注湯した。チルプレート２内
に冷却媒体を通して冷却し、チルプレート２に接触して
いる溶湯の凝固を開始させる。装置を下降させながら柱
状晶を成長させる。柱状晶は均等にチルプレートに垂直
方向に成長し、結晶成長調整部材３の肩部に達すると、
その斜面方向に粗大化し、少ない結晶数となってセレク
タ４の入口に達する。結晶の数が少ないので、セレクタ
４は図示のような単純な屈曲で十分に結晶を淘汰して単
結晶化することができる。そして単結晶形成部には結晶
方位のばらつきの小さいＮｉ基合金単結晶が得られた。A starter 1 shown in FIG. 7 was produced by a shell mold containing alumina as a main component, and a mullite type crystal growth adjusting member 3 was placed on a chill plate 2 at the center of the inside. The ratio of the heights 1 and m was 4: 3, and the ratio of the opening area of the selector 4 to the cross-sectional area of the crystal growth adjusting member 3 was 1: 3.
A single crystal forming unit similar to the conventional example shown in FIG. 8 is connected to the upper end of the selector 4 to form a single crystal casting manufacturing apparatus, which is installed in a vacuum chamber and preheated to start the single crystal formation from the starter 1. The Ni-based alloy molten metal was poured to the part. A cooling medium is passed through the chill plate 2 to cool it, and solidification of the molten metal in contact with the chill plate 2 is started. The columnar crystals are grown while lowering the apparatus. The columnar crystals uniformly grow in the direction perpendicular to the chill plate and reach the shoulder of the crystal growth adjusting member 3,
It coarsens in the direction of the slope and has a small number of crystals and reaches the entrance of the selector 4. Since the number of crystals is small, the selector 4 can sufficiently select the crystals by simple bending as shown in the figure to form a single crystal. Then, a Ni-based alloy single crystal having a small variation in crystal orientation was obtained in the single crystal forming portion.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明においてはスタータに結晶成長調
整部材を設けたことにより、チルプレートに対して垂直
方向に柱状晶が安定的に成長し、チルプレートに垂直な
線から傾いた結晶の成長する確率が小さくなり、その上
端において結晶は粗大化し、セレクタに入る結晶の数は
従来法に比べて少なくなるため、セレクタの長さを短く
することができる。セレクタの長さが短くなると、結晶
方位のばらつきが小さくなるだけでなく、単結晶化する
までの溶湯量を少なくでき、さらに困難であった鋳造装
置製造の負担を経減させることができる。According to the present invention, since the crystal growth adjusting member is provided in the starter, columnar crystals are stably grown in the direction perpendicular to the chill plate, and crystals that are inclined from a line perpendicular to the chill plate are grown. The probability of the occurrence of the crystal becomes smaller, the crystal becomes coarser at the upper end thereof, and the number of crystals entering the selector becomes smaller than that in the conventional method, so that the length of the selector can be shortened. If the length of the selector is shortened, not only the variation in crystal orientation is reduced, but also the amount of molten metal until single crystallization can be reduced, and the burden of manufacturing a casting apparatus, which has been difficult, can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の実施例のスタータ部の断面図である、FIG. 1 is a cross-sectional view of a starter portion according to an embodiment of the present invention,
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である、2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.
【図３】図１のＡ−Ａ’断面図の他の例である、FIG. 3 is another example of a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG.
【図４】実施例の他の例である、FIG. 4 is another example of the embodiment,
【図５】実施例の他の例である、FIG. 5 is another example of the embodiment,
【図６】本発明の凝固界面の説明図である、FIG. 6 is an explanatory view of a solidification interface of the present invention,
【図７】本発明の実施例のスタータとセレクタ部の断面
図である、FIG. 7 is a cross-sectional view of a starter and a selector section according to an embodiment of the present invention,
【図８】従来例の説明図である、FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example,
【図９】従来例の凝固界面の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a solidification interface in a conventional example.
１ スタータ ２ チルプレート ３，３’，３'' 結晶成長調整部材 ４ セレクタ ５ 凝固界面 ６ 結晶成長方向 ７ ピン １１ スタータ １２ チルプレート １３ セレクタ １４ 単結晶鋳物部 １５ 凝固界面 1 Starter 2 Chill Plate 3, 3 ', 3' 'Crystal Growth Controlling Member 4 Selector 5 Solidification Interface 6 Crystal Growth Direction 7 Pins 11 Starter 12 Chill Plate 13 Selector 14 Single Crystal Casting Part 15 Solidification Interface
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年５月２６日[Submission date] May 26, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 単結晶鋳物の製造方法および製造装置Title: Method and apparatus for manufacturing single crystal casting
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン翼等の製
造に適した単結晶鋳物の製造方法および製造装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a single crystal casting suitable for producing gas turbine blades and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高性能ガスタービンなどにはＮｉ基合金
単結晶の翼が用いられているが、その製造法である単結
晶鋳物製造方法の一つとしてセレクタ法がある。セレク
タ法は例えば図８に示すような、チルプレート１２上に
スタータ１１を設け、スタータ１１の上端のセレクタ１
３を経て単結晶鋳物部１４を接続させた鋳型装置を用
い、全体を真空加熱雰囲気中に置き、鋳型に溶湯を入れ
て、チルプレート１２側から冷却しつつ、鋳型装置ごと
チルプレートを下方に向って徐々に移動させる。スター
タ１１内の溶湯は、チルプレート１２に接した部分から
凝固を開始し、多くの柱状晶が発生する。そして、鋳型
装置の移動につれて、チルプレート１２から発生した柱
状晶はスタータ１１内で成長するが、セレクタ１３には
多数の柱状晶が導入され、屈曲につれて淘汰されなが
ら、最終的に単結晶になり、単結晶鋳物部１４内で成長
する。スタータやセレクタの形状は単結晶の結晶成長方
位＜００１＞に影響を与えるので、これらの形状には様
々な工夫がされている。2. Description of the Related Art Ni-based alloy single crystal blades are used in high performance gas turbines and the like, and there is a selector method as one of the manufacturing methods for the single crystal casting. In the selector method, for example, a starter 11 is provided on a chill plate 12 as shown in FIG.
Using a casting mold device to which the single crystal casting part 14 is connected via 3, the whole is placed in a vacuum heating atmosphere, the molten metal is put into the mold, and the chill plate is moved downward with the casting mold device while cooling from the chill plate 12 side. Move gradually toward. The molten metal in the starter 11 starts to solidify from the portion in contact with the chill plate 12, and many columnar crystals are generated. Then, as the mold apparatus moves, the columnar crystals generated from the chill plate 12 grow in the starter 11, but a large number of columnar crystals are introduced into the selector 13 and are eventually squeezed as they bend, eventually becoming single crystals. , Grows in the single crystal casting part 14. Since the shapes of the starter and selector affect the crystal growth orientation <001> of the single crystal, various shapes have been devised for these shapes.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】スタータ１１部に溶融
金属が注湯された後、凝固する過程において、図９に示
すように経時的な凝固界面１５が平滑でない場合には、
チルプレート１２に対して垂直方向に成長してきた柱状
晶の成長をチルプレートに斜方向に成長してきた柱状晶
が阻止する恐れがある。斜方向の結晶が発生すると柱状
晶が斜めに成長し、結晶方位のばらつきが大きくなる。
例えば、ガスタービン翼で用いられるＮｉ基合金単結晶
は結晶方位＜００１＞のクリープ強度が高く、又、ヤン
グ率が小さいため、熱疲労などの特性に優れている。し
たがって、単結晶ガスタービン翼製造の場合、翼の長手
方向（遠心応力の作用方向）の単結晶の方位を＜００１
＞と一致させることが重要となる。When molten metal is poured into the starter 11 and solidified, the solidification interface 15 is not smooth over time, as shown in FIG.
There is a possibility that columnar crystals that have grown obliquely on the chill plate may prevent growth of columnar crystals that have grown vertically on the chill plate 12. When crystals in the oblique direction occur, columnar crystals grow obliquely and the variation in crystal orientation increases.
For example, Ni-based alloy single crystal used in gas turbine blades
Has a high creep strength in the crystal orientation <001> and a small Young's modulus, and therefore has excellent properties such as thermal fatigue. Thus, in the case of single crystal gas turbine blade manufacturing, towards position of the single crystal in the longitudinal direction of the blade (direction of action of centrifugal stress) <001
> Is important.
【０００４】従来のようにスタータ部が単純円筒型の場
合、凝固条件を制御するだけでは平滑な凝固界面が得ら
れにくい。又、セレクタで多数の柱状晶から単結晶化す
るため、いくつもの屈曲部をもった長いセレクタを必要
とする。したがって、単結晶鋳物の結晶方位のばらつき
が大きく、製品の歩留を下げる大きな原因となってい
る。そこで本発明は、凝固界面を平滑に保ち、かつ、ス
タータ内で結晶を粗大化させ、セレクタに入る結晶数を
減少させることによって、セレクタ長さを短くし、結晶
方位のばらつきの小さい単結晶鋳物を提供することを目
的とする。When the starter portion is of a simple cylindrical type as in the prior art, it is difficult to obtain a smooth solidification interface only by controlling the solidification conditions. Further, since a large number of columnar crystals are converted into a single crystal by the selector, a long selector having several bent portions is required. Therefore, the variation of the crystal orientation of the single crystal casting is large, which is a major cause of lowering the product yield. Therefore, the present invention keeps the solidification interface smooth, and coarsens the crystals in the starter to reduce the number of crystals that enter the selector, thereby shortening the selector length and reducing the variation in crystal orientation. The purpose is to provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、スター
タ内で成長する結晶をセレクタによって結晶数を淘汰さ
せ単結晶鋳物を製造する方法において、金属溶湯から最
初の結晶が生成するスタータ部分の鋳型内部に、熱伝導
率の小さい結晶成長調整部材を位置させておいて溶湯の
凝固を開始し、スタータ内の凝固界面を平滑に保つこと
によって、結晶成長の方位のばらつきを小さくし、か
つ、結晶成長調整部材によってスタータ内で結晶を粗大
化させることでセレクタ内に入る結晶数を少なくするこ
とを特徴とする単結晶鋳物の製造方法である。本発明に
用いる鋳型の材質はジルコニア、アルミナあるいはイッ
トリアなどを主成分とするものが用いられ、スタータ内
に配置した結晶成長調整部材の材質はジルコニア、アル
ミナあるいはイットリアなどを主成分とするセラミック
が好適である。The first aspect of the present invention is to provide a method for producing a single crystal casting by selecting the number of crystals growing in a starter by a selector, and producing a single crystal cast product in which the first crystal is produced from a molten metal. In the mold of, the crystal growth adjusting member having a small thermal conductivity is positioned to start the solidification of the molten metal, and the solidification interface in the starter is kept smooth, thereby reducing the variation in the crystal growth orientation, and The method for producing a single crystal casting is characterized in that the number of crystals entering the selector is reduced by coarsening the crystals in the starter by the crystal growth adjusting member. The material of the mold used in the present invention is mainly composed of zirconia, alumina or yttria, and the material of the crystal growth adjusting member arranged in the starter is preferably ceramic mainly composed of zirconia, alumina or yttria. Is.
【０００６】凝固開始時は、チルプレートと呼ばれる冷
却板からの過冷却による熱的駆動力により柱状晶が成長
する。すなわち、溶湯は下方から冷却されるので、熱の
流れは上方から下方に向い、結晶はその熱の流れとは反
対方向に成長する。従来技術のように結晶成長調整部材
が存在しないと、チルプレートの冷却効果が大きく、温
度勾配は大きいが、凝固速度も速くなる。本発明のよう
に予熱された熱伝導率の小さい結晶成長調整部材が存在
すると、チルプレートの冷却効果は抑えられ、凝固速度
が遅くなる。本発明によれば平滑な凝固界面が経時的に
得られる。又、本発明方法の場合、熱伝導率の小さい結
晶成長調整部材は、その使用に当って十分予熱されるも
のであるから、凝固の開始点にはならず、チルプレート
と平行方向の熱の流れをも制御すること、同部材の上端
形状によってチルプレートと平行方向にも柱状晶を成長
させることで、柱状晶が粗大化する結果、従来法に比べ
てセレクタに入る結晶の数は少なくなる。併せて同部材
の上端形状により結晶成長の方向をチルプレートに垂直
方向に制御する。したがって、セレクタの結晶淘汰にお
ける負担が小さくなり、セレクタ長さを短くすることと
結晶方位のばらつきを小さくすることができる。従来法
の場合、前述のようにスタータ内で平滑な凝固界面が得
られず、チルプレートに垂直方向から方位のばらついた
多数の結晶がセレクタ内に入り３／４ターン以上と長い
螺旋形状のセレクタ内で結晶淘汰されるため、方位のば
らつきはさらに増大し、最悪の場合、単結晶が得られな
いことがある。At the start of solidification, columnar crystals grow due to the thermal driving force due to supercooling from a cooling plate called a chill plate. That is, since the melt is cooled from below, the heat flow is from above to below, and the crystal grows in the opposite direction to the heat flow. Without the crystal growth control member as in the prior art, the cooling effect of the chill plate is large and the temperature gradient is large, but the solidification rate is also high. When small crystals growth regulator member of the pre-heated thermal conductivity is present as in the present invention, the cooling effect of the chill plate is suppressed, solidification rate that slower. Smooth solidification interface according to the present invention over time
can get. Further, in the case of the method of the present invention, the crystal growth regulating member having a small thermal conductivity is sufficiently preheated for its use, so that it does not become the starting point of solidification and the heat in the direction parallel to the chill plate is not generated. By controlling the flow also and by growing the columnar crystals in the direction parallel to the chill plate due to the upper end shape of the same member, the columnar crystals become coarser, resulting in fewer crystals entering the selector than in the conventional method. . At the same time, the crystal growth direction is controlled perpendicularly to the chill plate by the upper end shape of the member. Therefore, the load of the selector on the selection of crystals can be reduced, and the length of the selector can be shortened and the variation in crystal orientation can be reduced. In the case of the conventional method, a smooth solidification interface cannot be obtained in the starter as described above, and a large number of crystals with different directions from the direction perpendicular to the chill plate enter the selector and have a long helical shape with a length of 3/4 turn or more. Since the crystals are selected in the inside, the variation in orientation further increases, and in the worst case, a single crystal may not be obtained.
【０００７】本発明方法の場合、スタータ内での結晶方
位のばらつきが小さく、かつ、スタータからセレクタに
入る結晶数は従来法の１／３以下程度と少なくなり、結
晶淘汰に必要なセレクタ長さも１／２〜３／４と短くす
ることが可能となり、単結晶鋳物の結晶方位のばらつき
は従来法に比べて軽減される。セレクタ長さが短くなる
と、チルプレートに垂直な線から傾いた結晶の発生する
確率が小さくなるだけでなく、凝固時間短縮、材料の歩
留向上、鋳型製造の負担軽減が可能となる。本発明の第
二は、スタータ内で結晶を成長させセレクタによって結
晶数を淘汰して単結晶鋳物を製造する装置において、ス
タータ内部の中央部に熱伝導率の小さい結晶成長調整部
材を配置してなることを特徴とする単結晶鋳物の製造装
置である。前述のようにスタータはジルコニア、アルミ
ナあるいはイットリアなどを主成分とする材質のセラミ
ックシェル鋳型である。結晶成長調整部材の材質はセラ
ミックであり、いずれもジルコニア、アルミナあるいは
イットリアなどを主成分とする材質でつくられる。しか
しこれらに限定されるものではなく、熱伝導率の小さ
く、溶湯との反応性が少なく、機械的性質並びに耐熱性
にすぐれた材質のものであれば適宜使用できる。In the case of the method of the present invention, the variation in crystal orientation in the starter is small, the number of crystals entering the selector from the starter is about 1/3 or less of that in the conventional method, and the selector length required for crystal selection is also small. It is possible to shorten it to 1/2 to 3/4, and the variation of the crystal orientation of the single crystal casting
Is reduced compared to the conventional method. When the selector length is shortened, not only is the probability that crystals inclined from a line perpendicular to the chill plate be reduced, but it is also possible to shorten the solidification time, improve the material yield, and reduce the mold manufacturing burden. The second of the present invention is an apparatus for producing a single crystal casting by growing a crystal in a starter and selecting the number of crystals by a selector, by disposing a crystal growth adjusting member having a small thermal conductivity in the center of the inside of the starter. It is an apparatus for producing a single crystal casting, which is characterized in that As described above, the starter is a ceramic shell mold made of a material containing zirconia, alumina, yttria, or the like as a main component. The material of the crystal growth control member is ceramic, and each is made of a material containing zirconia, alumina, yttria, or the like as a main component. However, the material is not limited to these, and any material having a low thermal conductivity, a low reactivity with the molten metal, and excellent mechanical properties and heat resistance can be appropriately used.
【０００８】結晶成長調整部材はスタータの上端面にあ
るセレクタ入口の開口面の中心から下した垂線上にあ
り、かつ、その大きさは周面とスタータ内壁との間に溶
湯域が存在し、しかも前記セレクタ入口の開口の投影面
積よりも大きい断面積を有するものである。結晶成長調
整部材の横断面形状は円形、角形など任意の形状でよ
く、又、両側に適当な溶湯域を確保することができれ
ば、スタータを横断する形状でもよい。又、その底端は
チルプレートに接触していても、離れていてもよい。シ
ェル鋳型と分離している場合はピンなどを用いてスター
タに固定する。さらに上端は円錐形、屋根形、片流れ
形、角錐形、半球形など結晶粗大化に適した形状とす
る。The crystal growth adjusting member is on a perpendicular line from the center of the opening surface of the selector inlet on the upper end surface of the starter, and its size is such that a molten metal region exists between the peripheral surface and the inner wall of the starter. Moreover, it has a cross-sectional area larger than the projected area of the opening of the selector inlet. The cross-sectional shape of the crystal growth adjusting member may be any shape such as a circle or a prism, and may be a shape that traverses the starter as long as suitable molten metal regions can be secured on both sides. Further, the bottom end thereof may be in contact with or apart from the chill plate. If it is separated from the shell mold, fix it to the starter with a pin or the like. Further, the upper end has a shape suitable for crystal coarsening, such as a cone shape, a roof shape, a one-sided flow shape, a pyramid shape, and a hemispherical shape.
【０００９】結晶成長調整部材の高さは、好適にはスタ
ータ内側の高さの１／３〜３．５／４の範囲である。
又、その断面積は、セレクタ入口面積の１．２〜９倍が
好適である。セレクタの取付方向はスタータ内で結晶が
粗大化する面と一致させるとよい。The height of the crystal growth control member is preferably in the range of 1/3 to 3.5 / 4 of the height inside the starter.
The cross-sectional area is preferably 1.2 to 9 times the selector entrance area. The mounting direction of the selector should be aligned with the surface of the starter where the crystals become coarse.
【００１０】[0010]
【実施例】実施例を図面に基づいて説明する。図１は本
発明装置の一例のジルコニアを主成分とするシェル鋳型
よりなるスタータ１の部分の断面図である。２はチルプ
レートであり、そのチルプレート２上でスタータ１の内
部中央にジルコニアを主成分とする結晶成長調整部材３
を立設してある。４はセレクタである。図２は図１のＡ
−Ａ’断面で結晶成長調整部材３が円筒形で頂部は円錐
形の場合を示し、図３は同部材３’が扁平角形で頂部が
屋根形の場合を示す。いずれの場合も点線で示すセレク
タ４の入口投影面積８よりも結晶成長調整部材３，３’
の断面積の方が大きい。又、本発明では同一のスタータ
に複数のセレクタを取付けることもできる。例えば図２
の例の場合は同一のスタータ内に複数の結晶成長調整部
材３を設置できる。又、図３の例において結晶成長調整
部材３’のスタータの上面に２個以上のセレクタを取付
けることができる。図４は他の例を示し、結晶成長調整
部材３''の頂部が片流れ形のものである。図５は結晶成
長調整部材３'''をピン７によってスタータ１に固定
し、その底部とチルプレート２との間に間隙を設けたも
のである。Embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a portion of a starter 1 made of a shell mold containing zirconia as a main component, which is an example of the device of the present invention. Reference numeral 2 denotes a chill plate, and on the chill plate 2, a crystal growth adjusting member 3 containing zirconia as a main component is provided in the center of the inside of the starter 1.
Is erected. Reference numeral 4 is a selector. FIG. 2 shows A of FIG.
In the -A 'cross section, the crystal growth control member 3 has a cylindrical shape and the top has a conical shape, and FIG. In any case, the crystal growth adjusting members 3, 3'are larger than the entrance projected area 8 of the selector 4 shown by the dotted line.
The cross-sectional area of is larger. Further, in the present invention, a plurality of selectors can be attached to the same starter. Figure 2
In the case of the above example, a plurality of crystal growth adjusting members 3 can be installed in the same starter. Further, in the example of FIG. 3, two or more selectors can be attached to the upper surface of the starter of the crystal growth adjusting member 3 '. FIG. 4 shows another example in which the top portion of the crystal growth adjusting member 3 ″ is of a single-flow type. In FIG. 5, the crystal growth adjusting member 3 ′ ″ is fixed to the starter 1 by the pin 7, and a gap is provided between the bottom portion and the chill plate 2.
【００１１】以上図１ないし図５のいずれの場合も、図
６に示すように経時的な凝固界面５は平滑となり、図１
並びに図４の縦線６で示すように、柱状晶は垂直に均一
に成長する。そして、結晶成長調整部材の上部の肩部に
達すると壁面に沿って結晶が粗大化し、少ない結晶数と
なってセレクタ４に達する。結晶数が少ない分だけセレ
クタの結晶淘汰における負担が小さくなり、図７に示す
程度の短いセレクタ４で十分単結晶化することができ
る。次に製造方法の実施の一例について述べる。1 to 5, the solidification interface 5 becomes smooth over time as shown in FIG.
Also, as shown by the vertical line 6 in FIG. 4, the columnar crystals grow vertically and uniformly. Then, when reaching the upper shoulder of the crystal growth adjusting member, the crystals coarsen along the wall surface, and reach a selector 4 with a small number of crystals. Since the number of crystals is small, the load on the selection of crystals by the selector is small, and the selector 4 as short as shown in FIG. Next, an example of implementation of the manufacturing method will be described.
【００１２】図７に示すスタータ１をアルミナを主成分
とするシェル鋳型で作製し、その内部中央部のチルプレ
ート２上にムライト系の結晶成長調整部材３を設置し
た。高さｌとｍの比は４：３とし、セレクタ４の開口面
積と結晶成長調整部材３の断面積の比は１：３とした。
セレクタ４の上端には、図８に示す従来例と同様の単結
晶形成部を連結し、単結晶鋳物製造装置を構成し、これ
を真空室内に設置して予熱し、スタータ１から単結晶形
成部までＮｉ基合金溶湯を注湯した。チルプレート２内
に冷却媒体を通して冷却し、チルプレート２に接触して
いる溶湯の凝固を開始させる。装置を下降させながら柱
状晶を成長させる。柱状晶は均等にチルプレートに垂直
方向に成長し、結晶成長調整部材３の肩部に達すると、
その斜面方向に粗大化し、少ない結晶数となってセレク
タ４の入口に達する。結晶の数が少ないので、セレクタ
４は図示のような単純な屈曲で十分に結晶を淘汰して単
結晶化することができる。そして単結晶形成部には結晶
方位のばらつきの小さいＮｉ基合金単結晶が得られた。A starter 1 shown in FIG. 7 was produced by a shell mold containing alumina as a main component, and a mullite type crystal growth adjusting member 3 was placed on a chill plate 2 at the center of the inside. The ratio of the heights 1 and m was 4: 3, and the ratio of the opening area of the selector 4 to the cross-sectional area of the crystal growth adjusting member 3 was 1: 3.
A single crystal forming unit similar to the conventional example shown in FIG. 8 is connected to the upper end of the selector 4 to form a single crystal casting manufacturing apparatus, which is installed in a vacuum chamber and preheated to start the single crystal formation from the starter 1. The Ni-based alloy molten metal was poured to the part. A cooling medium is passed through the chill plate 2 to cool it, and solidification of the molten metal in contact with the chill plate 2 is started. The columnar crystals are grown while lowering the apparatus. The columnar crystals uniformly grow in the direction perpendicular to the chill plate and reach the shoulder of the crystal growth adjusting member 3,
It coarsens in the direction of the slope and has a small number of crystals and reaches the entrance of the selector 4. Since the number of crystals is small, the selector 4 can sufficiently select the crystals by simple bending as shown in the figure to form a single crystal. Then, a Ni-based alloy single crystal having a small variation in crystal orientation was obtained in the single crystal forming portion.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明においてはスタータに結晶成長調
整部材を設けたことにより、チルプレートに対して垂直
方向に柱状晶が安定的に成長し、チルプレートに垂直な
線から傾いた結晶の成長する確率が小さくなり、その上
端において結晶は粗大化し、セレクタに入る結晶の数は
従来法に比べて少なくなるため、セレクタの長さを短く
することができる。セレクタの長さが短くなると、結晶
方位のばらつきが小さくなるだけでなく、単結晶化する
までの溶湯量を少なくでき、さらに困難であった鋳造装
置製造の負担を経減させることができる。According to the present invention, since the crystal growth adjusting member is provided in the starter, columnar crystals are stably grown in the direction perpendicular to the chill plate, and crystals that are inclined from a line perpendicular to the chill plate are grown. The probability of the occurrence of the crystal becomes smaller, the crystal becomes coarser at the upper end thereof, and the number of crystals entering the selector becomes smaller than that in the conventional method, so that the length of the selector can be shortened. If the length of the selector is shortened, not only the variation in crystal orientation is reduced, but also the amount of molten metal until single crystallization can be reduced, and the burden of manufacturing a casting apparatus, which has been difficult, can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の実施例のスタータ部の断面図である、FIG. 1 is a cross-sectional view of a starter portion according to an embodiment of the present invention,
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である、2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.
【図３】図１のＡ−Ａ’断面図の他の例である、FIG. 3 is another example of a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG.
【図４】実施例の他の例である、FIG. 4 is another example of the embodiment,
【図５】実施例の他の例である、FIG. 5 is another example of the embodiment,
【図６】本発明の凝固界面の説明図である、FIG. 6 is an explanatory view of a solidification interface of the present invention,
【図７】本発明の実施例のスタータとセレクタ部の断面
図である、FIG. 7 is a cross-sectional view of a starter and a selector section according to an embodiment of the present invention,
【図８】従来例の説明図である、FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example,
【図９】従来例の凝固界面の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a solidification interface in a conventional example.
【符号の説明】 １ スタータ ２ チルプレート ３，３’，３''，３'''結晶成長調整部材 ４ セレクタ ５ 凝固界面 ６ 柱状晶 ７ ピン ８ セレクタ４の入口投影面積 １１ スタータ １２ チルプレート １３ セレクタ １４ 単結晶鋳物部 １５ 凝固界面[Explanation of Codes] 1 Starter 2 Chill plate 3, 3 ', 3 " , 3'" Crystal growth control member 4 Selector 5 Solidification interface 6 Columnar crystal 7 Pin 8 Selector 4 entrance projected area 11 Starter 12 Chill plate 13 Selector 14 Single crystal casting part 15 Solidification interface
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 FIG.
【図２】 [Fig. 2]
【図３】 [Figure 3]
【図４】 [Figure 4]
【図５】 [Figure 5]
【図６】 [Figure 6]
【図７】 [Figure 7]
【図８】 [Figure 8]
【図９】 [Figure 9]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 29/52 7202−4Ｇ Ｃ３０Ｂ 29/52 // Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０１Ｄ 5/28 (72)発明者 大久保 隆司 栃木県宇都宮市平出工業団地１ 三菱製鋼 株式会社宇都宮製作所内 (72)発明者 川端 隆史 栃木県宇都宮市平出工業団地１ 三菱製鋼 株式会社宇都宮製作所内 (72)発明者 中野 正一 栃木県宇都宮市平出工業団地１ 三菱製鋼 株式会社宇都宮製作所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C30B 29/52 7202-4G C30B 29/52 // F01D 5/28 F01D 5/28 (72) Invention Ryuji Okubo 1 Hiraide Industrial Park, Utsunomiya City, Tochigi Prefecture Mitsubishi Steel Corporation Utsunomiya Works (72) Inventor Takashi Kawabata 1 Hiraide Industrial Park, Utsunomiya City, Tochigi Prefecture (72) Inventor Shoichi Nakano 1 Hiraide Industrial Park, Utsunomiya City, Tochigi Prefecture Mitsubishi Steel Corporation Utsunomiya Works
Claims (6)
よって結晶数を淘汰して単結晶鋳物を製造する方法にお
いて、最初に結晶が生成するスタータ部分の鋳型内部
に、熱伝導率の小さい結晶成長調整部材を位置させてお
いて溶湯の凝固を開始し、スタータ内の凝固界面を平滑
に保つことによって、結晶成長の方位のばらつきを小さ
くし、かつ、結晶成長調整部材によってスタータ内から
セレクタ内に入る結晶数を少なくすることを特徴とする
単結晶鋳物の製造方法。1. A method for producing a single crystal casting by selecting the number of crystals grown in a starter using a selector, and adjusting the crystal growth of a small thermal conductivity inside the mold of the starter part where the crystals are first formed. By positioning the member and starting the solidification of the molten metal, keeping the solidification interface in the starter smooth, the variation in the orientation of crystal growth is reduced, and the crystal growth adjusting member enters the selector from within the starter. A method for producing a single crystal casting, which comprises reducing the number of crystals.
よって結晶数を淘汰して単結晶鋳物を製造する鋳型にお
いて、スタータ内部に熱伝導率の小さい結晶成長調整部
材を配置してなることを特徴とする単結晶鋳物の製造装
置。2. A mold for producing a single crystal casting by growing crystals in a starter and selecting the number of crystals by a selector, wherein a crystal growth adjusting member having a small thermal conductivity is arranged inside the starter. Equipment for manufacturing single crystal castings.
り、結晶成長調整部材はセラミックである請求項２記載
の単結晶鋳物の製造装置。3. The apparatus for producing a single crystal casting according to claim 2, wherein the starter is a ceramic shell mold and the crystal growth adjusting member is ceramic.
あるセレクタ入口の開口面の中心から下した垂線上にあ
り、かつその大きさは結晶成長調整部材の周面とスター
タ内壁との間に溶湯域が存在し、しかも前記セレクタ入
口の開口の投影面積よりも大きい断面積を有するもので
ある請求項２又は請求項３記載の単結晶鋳物の製造装
置。4. The crystal growth adjusting member is on a perpendicular line from the center of the opening surface of the selector inlet on the upper end surface of the starter, and its size is between the peripheral surface of the crystal growth adjusting member and the inner wall of the starter. The apparatus for producing a single crystal cast according to claim 2 or 3, wherein a molten metal region exists and has a cross-sectional area larger than a projected area of the opening of the selector inlet.
形、片流れ形、角錐形、半球形に代表される結晶粗大化
に適した形状である請求項２ないし４のいずれかに記載
の単結晶鋳物の製造装置。5. The crystal growth control member according to claim 2, wherein the top of the crystal growth control member has a shape suitable for crystal coarsening represented by a conical shape, a roof shape, a one-sided flow shape, a pyramidal shape, and a hemispherical shape. Single crystal casting manufacturing equipment.
する結晶の粗大化する面と一致させてなる請求項２ない
し５のいずれかに記載の単結晶鋳物の製造装置。6. The apparatus for producing a single crystal cast according to claim 2, wherein the mounting direction of the selector coincides with the coarsening surface of the crystal growing in the starter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319695A JPH08238561A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Production of single crystal casting and producing device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319695A JPH08238561A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Production of single crystal casting and producing device therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238561A true JPH08238561A (en) | 1996-09-17 |
Family
ID=12657179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4319695A Withdrawn JPH08238561A (en) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | Production of single crystal casting and producing device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238561A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1317095C (en) * | 2004-02-25 | 2007-05-23 | 中国科学院金属研究所 | Crystalloid laminae composited from single crystal and directional column crystal and preparing method |
| CN103894547A (en) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | Precision casting method of blade casting with margin plate |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP4319695A patent/JPH08238561A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1317095C (en) * | 2004-02-25 | 2007-05-23 | 中国科学院金属研究所 | Crystalloid laminae composited from single crystal and directional column crystal and preparing method |
| CN103894547A (en) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | Precision casting method of blade casting with margin plate |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |