JPH09182939A - 金属インゴットの鋳造方法及び鋳造装置 - Google Patents
金属インゴットの鋳造方法及び鋳造装置Info
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- JPH09182939A JPH09182939A JP34355795A JP34355795A JPH09182939A JP H09182939 A JPH09182939 A JP H09182939A JP 34355795 A JP34355795 A JP 34355795A JP 34355795 A JP34355795 A JP 34355795A JP H09182939 A JPH09182939 A JP H09182939A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャドウマスク用鍛造片として歩留まりの良
い、引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴットの提
供。 【解決手段】 Ｔｉ板を底部７とし断熱材を側壁８とし
た開口容器内に金属アルミニウムと酸化鉄を含む発熱材
９を収容してなる保温手段６を、６６０℃以上に予熱し
ておき、押湯部を備えたモールド２中へのＦｅ−Ｎｉ合
金溶湯の注湯終了後直ちに、該予熱された保温手段６を
押湯部５上におく。保温手段を押湯部上においた後１０
分間でＴｉ板の下面を１４２５℃まで昇温させ、その
後、１４２５〜１６７０℃で保持するのが好ましい。
い、引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴットの提
供。 【解決手段】 Ｔｉ板を底部７とし断熱材を側壁８とし
た開口容器内に金属アルミニウムと酸化鉄を含む発熱材
９を収容してなる保温手段６を、６６０℃以上に予熱し
ておき、押湯部を備えたモールド２中へのＦｅ−Ｎｉ合
金溶湯の注湯終了後直ちに、該予熱された保温手段６を
押湯部５上におく。保温手段を押湯部上においた後１０
分間でＴｉ板の下面を１４２５℃まで昇温させ、その
後、１４２５〜１６７０℃で保持するのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引け巣の減少した
インゴットの鋳造方法及び鋳造装置に関する。より詳細
には、本発明は、シャドウマスク用鍛造片として歩留ま
りの良い、引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴット
の鋳造方法及び鋳造装置に関する。
インゴットの鋳造方法及び鋳造装置に関する。より詳細
には、本発明は、シャドウマスク用鍛造片として歩留ま
りの良い、引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴット
の鋳造方法及び鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーブラウン管では、電子銃から発す
る３原色に対応した３本の電子ビームがシャドウマスク
の孔を通過して各々の対応する蛍光体にのみ当たること
により色識別機能が発揮される。従って、蛍光体とシャ
ドウマスクの孔が位置的に整合している必要があるが、
カラーブラウン管を長時間動作させると、電子ビームの
エネルギーをシャドウマスクが熱として（時には、シャ
ドウマスクの温度が８０℃にも達する程）受取るため、
熱膨張の高い材料とシャドウマスク材として用いると、
シャドウマスクの熱膨張により蛍光体とシャドウマスク
の孔が位置的に整合しなくなり、すなわち、ドーミング
現象が起こり、画像が不鮮明になる。故に、近年では、
Ｎｉを３０〜５０％程度含むＦｅ−Ｎｉ合金（アンバー
合金）が、熱膨張の低さから、シャドウマスク用材とし
て着目され、また、実際、それからシャドウマスク用素
材を鋳造する方法の一つとして、以下の概略的な手順が
確立されている： Ｆｅ−Ｎｉ合金溶湯の注湯によるインゴットの鋳造 鋳片の熱間鍛造による鍛造片の製造 鍛造片の熱間圧延及び再結晶焼鈍 圧延片の冷間圧延及び再結晶焼鈍による板厚が約
０．２ｍｍ以下のシャドウマスク用素材の鋳造 なお、シャドウマスク用素材は、その後、エッチング穿
孔された後、プレス成形に供される。
る３原色に対応した３本の電子ビームがシャドウマスク
の孔を通過して各々の対応する蛍光体にのみ当たること
により色識別機能が発揮される。従って、蛍光体とシャ
ドウマスクの孔が位置的に整合している必要があるが、
カラーブラウン管を長時間動作させると、電子ビームの
エネルギーをシャドウマスクが熱として（時には、シャ
ドウマスクの温度が８０℃にも達する程）受取るため、
熱膨張の高い材料とシャドウマスク材として用いると、
シャドウマスクの熱膨張により蛍光体とシャドウマスク
の孔が位置的に整合しなくなり、すなわち、ドーミング
現象が起こり、画像が不鮮明になる。故に、近年では、
Ｎｉを３０〜５０％程度含むＦｅ−Ｎｉ合金（アンバー
合金）が、熱膨張の低さから、シャドウマスク用材とし
て着目され、また、実際、それからシャドウマスク用素
材を鋳造する方法の一つとして、以下の概略的な手順が
確立されている： Ｆｅ−Ｎｉ合金溶湯の注湯によるインゴットの鋳造 鋳片の熱間鍛造による鍛造片の製造 鍛造片の熱間圧延及び再結晶焼鈍 圧延片の冷間圧延及び再結晶焼鈍による板厚が約
０．２ｍｍ以下のシャドウマスク用素材の鋳造 なお、シャドウマスク用素材は、その後、エッチング穿
孔された後、プレス成形に供される。
【０００３】
【課題が解決しようとする課題】最近は、Ｆｅ−Ｎｉ合
金（アンバー合金）製のシャドウマスク素材の需要が益
々高まっており、これに答えるべく、更に生産性を上げ
ることが緊急な課題とされている。
金（アンバー合金）製のシャドウマスク素材の需要が益
々高まっており、これに答えるべく、更に生産性を上げ
ることが緊急な課題とされている。
【０００４】本発明の発明者が、Ｆｅ−Ｎｉ合金製のシ
ャドウマスク素材の生産性を上げるべく、上記の各工程
を実操業において種々の観点から精査したところ、Ｆｅ
−Ｎｉ合金溶湯をモールドに鋳込むことによりインゴッ
トを鋳造すると、押湯部のみならず押湯部近傍のインゴ
ット中にも引き巣が広がっており、インゴットをその後
そのまま熱間鍛造に供して鍛造片とした後に、インゴッ
トのボトムに対応した部分とともに、インゴットのトッ
プに対応した部分は、押湯部のみならず相当の鍛造片を
も切断を余儀なくされていたことが判明した。引け巣
は、溶湯の最終凝固位置に発生した空隙であることか
ら、最終凝固位置を押湯部に向かって移動することがで
きれば、インゴットの健全部が増大し、結果として、鍛
造片の歩留まりも向上させることができると考えた。図
１は、この考え方を図示したものであり、このうち、図
１ａは現状の溶湯の保温をスリーブだけに頼った場合の
溶湯の凝固進行の様子と最終凝固位置を示したものであ
り、図１ｂは上記考え方により改善された場合の想定さ
れた凝固進行の様子と最終凝固位置を示している。押湯
表面からの放散熱量を極限まで小さくすることにより、
最終凝固位置が押湯部に向かって移動すると考えた。
ャドウマスク素材の生産性を上げるべく、上記の各工程
を実操業において種々の観点から精査したところ、Ｆｅ
−Ｎｉ合金溶湯をモールドに鋳込むことによりインゴッ
トを鋳造すると、押湯部のみならず押湯部近傍のインゴ
ット中にも引き巣が広がっており、インゴットをその後
そのまま熱間鍛造に供して鍛造片とした後に、インゴッ
トのボトムに対応した部分とともに、インゴットのトッ
プに対応した部分は、押湯部のみならず相当の鍛造片を
も切断を余儀なくされていたことが判明した。引け巣
は、溶湯の最終凝固位置に発生した空隙であることか
ら、最終凝固位置を押湯部に向かって移動することがで
きれば、インゴットの健全部が増大し、結果として、鍛
造片の歩留まりも向上させることができると考えた。図
１は、この考え方を図示したものであり、このうち、図
１ａは現状の溶湯の保温をスリーブだけに頼った場合の
溶湯の凝固進行の様子と最終凝固位置を示したものであ
り、図１ｂは上記考え方により改善された場合の想定さ
れた凝固進行の様子と最終凝固位置を示している。押湯
表面からの放散熱量を極限まで小さくすることにより、
最終凝固位置が押湯部に向かって移動すると考えた。
【０００５】押湯効果を高めるには、押湯部の冷却を遅
くする必要があり、そのために、鋳鋼の場合には、従来
から、追加注湯の他に、発熱剤を押湯表面に添加した
り、発熱剤をモールド材中に配合したりすることが提案
されているが、その場合にはインゴット中に発熱剤が混
入するのは避けられない。
くする必要があり、そのために、鋳鋼の場合には、従来
から、追加注湯の他に、発熱剤を押湯表面に添加した
り、発熱剤をモールド材中に配合したりすることが提案
されているが、その場合にはインゴット中に発熱剤が混
入するのは避けられない。
【０００６】而して、発熱体として、現在市販されてい
るものは種々のものがあるが、金属アルミニウム、アル
ミナ、二酸化ケイ素及び鉄酸化物から本質的になる以下
のような物性のセラミックスが、滲透工業株式会社より
入手可能である。
るものは種々のものがあるが、金属アルミニウム、アル
ミナ、二酸化ケイ素及び鉄酸化物から本質的になる以下
のような物性のセラミックスが、滲透工業株式会社より
入手可能である。
【０００７】
【表１】
【０００８】そして、発熱反応は以下の通りである： ２Ａｌ＋ＦｅＯ＋Ｏ2 → Ａｌ2Ｏ3＋Ｆｅ （Ａｌテ
ルミット反応） ８Ａｌ＋３Ｆｅ3Ｏ4 → ４Ａｌ2Ｏ3＋９Ｆｅ （Ａｌ
テルミット反応） ４Ａｌ＋３Ｏ2 → ２Ａｌ2Ｏ3 （Ａｌ酸
化反応） 従って、発熱剤を上述のようにして添加した場合には、
Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットにも粒径が数百ミクロンにも
上るアルミナ粒子が混入されてしまうことになる。かか
るインゴットをそのまま熱間鍛造、熱間圧延、冷間圧延
に供すると、圧延後には、圧延ロールに１００〜２００
ミクロンの大きさのスジ状欠陥を付与せしめてしまい、
押湯効果がロールの劣化により相殺されてしまう。
ルミット反応） ８Ａｌ＋３Ｆｅ3Ｏ4 → ４Ａｌ2Ｏ3＋９Ｆｅ （Ａｌ
テルミット反応） ４Ａｌ＋３Ｏ2 → ２Ａｌ2Ｏ3 （Ａｌ酸
化反応） 従って、発熱剤を上述のようにして添加した場合には、
Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットにも粒径が数百ミクロンにも
上るアルミナ粒子が混入されてしまうことになる。かか
るインゴットをそのまま熱間鍛造、熱間圧延、冷間圧延
に供すると、圧延後には、圧延ロールに１００〜２００
ミクロンの大きさのスジ状欠陥を付与せしめてしまい、
押湯効果がロールの劣化により相殺されてしまう。
【０００９】発明者は、アンバー合金製のシャドウマス
ク素材の生産性を、押湯効果の発揮による鍛造片の歩留
まりの向上の面から、改善すべく、中規模の溶解インゴ
ット（５００ｋｇ）の凝固解析を行った。その結果は、
図２に示す通りであった。この結果を基にして、インゴ
ットの最終凝固位置が押湯部表面にくるように、等固相
率線の時間変化を描くと、図３に示す通りであった。す
なわち、放散熱量が溶湯の注湯後６０分経過時に２，３
００ｋｃａｌ／ｍ2以下の場合には、インゴットの最終
凝固位置が押湯部表面にくることを見いだした。
ク素材の生産性を、押湯効果の発揮による鍛造片の歩留
まりの向上の面から、改善すべく、中規模の溶解インゴ
ット（５００ｋｇ）の凝固解析を行った。その結果は、
図２に示す通りであった。この結果を基にして、インゴ
ットの最終凝固位置が押湯部表面にくるように、等固相
率線の時間変化を描くと、図３に示す通りであった。す
なわち、放散熱量が溶湯の注湯後６０分経過時に２，３
００ｋｃａｌ／ｍ2以下の場合には、インゴットの最終
凝固位置が押湯部表面にくることを見いだした。
【００１０】そのような放散熱量にすべく、モールドに
溶湯を注湯後、粒状セラミックスファイバー（材質：Ａ
ｌ2Ｏ3：６０％、ＳｉＯ2：４０％）からなる保温材を
押湯部の頂部からモールドの底部に向けて１５０ｍｍの
深さまで入れたが、インゴット等固相率線の時間変化
は、図４ａに示す通りであった。また、押湯部の形状
は、図４ｂに示す通りであった。
溶湯を注湯後、粒状セラミックスファイバー（材質：Ａ
ｌ2Ｏ3：６０％、ＳｉＯ2：４０％）からなる保温材を
押湯部の頂部からモールドの底部に向けて１５０ｍｍの
深さまで入れたが、インゴット等固相率線の時間変化
は、図４ａに示す通りであった。また、押湯部の形状
は、図４ｂに示す通りであった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】更に研究の結果、溶湯の
モールド中への注湯終了後直ちにモールドの押湯部上
に、特殊な保温手段を置くと、驚くべきことに、発熱材
のインゴットへの混入を阻止しつつ、有意的にインゴッ
ト中の最終凝固点を移動できることを、すなわち、イン
ゴット中の引き巣の発生を有意的に減少させることがで
きることを見いだし、更に、この方法をシャドウマスク
用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に具体化して適用し
た場合にも上首尾な結果を得られることを確認し、本発
明を完成させた。
モールド中への注湯終了後直ちにモールドの押湯部上
に、特殊な保温手段を置くと、驚くべきことに、発熱材
のインゴットへの混入を阻止しつつ、有意的にインゴッ
ト中の最終凝固点を移動できることを、すなわち、イン
ゴット中の引き巣の発生を有意的に減少させることがで
きることを見いだし、更に、この方法をシャドウマスク
用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に具体化して適用し
た場合にも上首尾な結果を得られることを確認し、本発
明を完成させた。
【００１２】すなわち、本発明の金属インゴットの鋳造
方法は、真空チャンバ内において、耐熱板を底部とし断
熱材を側壁とした開口容器内に発熱材を収容してなる保
温手段の外側底部を、該発熱材の着火温度以上に予熱し
ておき、押湯部を備えたモールド中への金属溶湯の注湯
終了後直ちに、該予熱された保温手段を該押湯部上にお
くことを特徴とするものである。
方法は、真空チャンバ内において、耐熱板を底部とし断
熱材を側壁とした開口容器内に発熱材を収容してなる保
温手段の外側底部を、該発熱材の着火温度以上に予熱し
ておき、押湯部を備えたモールド中への金属溶湯の注湯
終了後直ちに、該予熱された保温手段を該押湯部上にお
くことを特徴とするものである。
【００１３】かかる鋳造方法をシャドウマスク用Ｆｅ−
Ｎｉ合金インゴットの鋳造に利用する場合の一態様は、
Ｔｉ板を底部とし断熱材を側壁とした開口容器内に金属
アルミニウムと酸化鉄を含む発熱材を収容してなる保温
手段の外側底部を、６６０℃以上に予熱しておき、押湯
部を備えたモールド中へのＦｅ−Ｎｉ合金溶湯の注湯終
了後直ちに、該予熱された保温手段を該押湯部上におく
ことを特徴とすることにある。
Ｎｉ合金インゴットの鋳造に利用する場合の一態様は、
Ｔｉ板を底部とし断熱材を側壁とした開口容器内に金属
アルミニウムと酸化鉄を含む発熱材を収容してなる保温
手段の外側底部を、６６０℃以上に予熱しておき、押湯
部を備えたモールド中へのＦｅ−Ｎｉ合金溶湯の注湯終
了後直ちに、該予熱された保温手段を該押湯部上におく
ことを特徴とすることにある。
【００１４】なお、５００ｋｇ程度のインゴットスケー
ルの操業には、該保温手段を該押湯部上においた後１０
分間で該外側底部を１４２５℃まで昇温させると上首尾
な結果が得られる。該保温手段を該押湯部上において１
０分間経過後、最終凝固完了まで外側底部を１４２５〜
１６７０℃で保持すると、更に上首尾な結果が得られ
る。５００ｇ程度のインゴットスケールの場合には、該
１０分間経過後最終凝固完了までの時間は、最短で５０
分程度であろう。また、５ｔ程度のインゴットスケール
の場合には、該１０分間経過後最終凝固完了までの時間
は、最短で４時間程度であろう。
ルの操業には、該保温手段を該押湯部上においた後１０
分間で該外側底部を１４２５℃まで昇温させると上首尾
な結果が得られる。該保温手段を該押湯部上において１
０分間経過後、最終凝固完了まで外側底部を１４２５〜
１６７０℃で保持すると、更に上首尾な結果が得られ
る。５００ｇ程度のインゴットスケールの場合には、該
１０分間経過後最終凝固完了までの時間は、最短で５０
分程度であろう。また、５ｔ程度のインゴットスケール
の場合には、該１０分間経過後最終凝固完了までの時間
は、最短で４時間程度であろう。
【００１５】上述の金属インゴットの鋳造方法は、密閉
形の真空チャンバ内に、押湯部を備えたモールドと、耐
熱板を底部とし断熱材を側壁とした容器内に発熱材を収
容している、押湯部の上に移動可能な保温手段と、該保
温手段を該押湯部上に移動するための移動手段と、該発
熱材をその着火温度以上に加熱するための加熱手段と、
を含み、該保温手段により予熱された保温手段が、該モ
ールド中への金属溶湯の注湯終了後直ちに、該押湯部上
に移動されて該溶湯の押湯部の凝固を遅らせることを特
徴とする鋳造装置により実施できる。
形の真空チャンバ内に、押湯部を備えたモールドと、耐
熱板を底部とし断熱材を側壁とした容器内に発熱材を収
容している、押湯部の上に移動可能な保温手段と、該保
温手段を該押湯部上に移動するための移動手段と、該発
熱材をその着火温度以上に加熱するための加熱手段と、
を含み、該保温手段により予熱された保温手段が、該モ
ールド中への金属溶湯の注湯終了後直ちに、該押湯部上
に移動されて該溶湯の押湯部の凝固を遅らせることを特
徴とする鋳造装置により実施できる。
【００１６】上述の鋳造装置を、シャドウマスク用Ｆｅ
−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に使用する場合には、好ま
しくは、耐熱板としてＴｉ板を使用し、発熱材として金
属アルミニウムと酸化鉄を含むものを使用する。
−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に使用する場合には、好ま
しくは、耐熱板としてＴｉ板を使用し、発熱材として金
属アルミニウムと酸化鉄を含むものを使用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の鋳造方法及び鋳造装置
は、シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットに限ら
ず、異物のインゴットへの混入を嫌うインゴットの鋳造
に好適に利用しうる。発熱材には、金属アルミニウム系
以外にも、金属カルシウム及び金属シリコン系があり、
本発明の金属インゴットの鋳造には市販されている種々
の発熱材をも好適に使用できうる。なお、耐熱板は、そ
の融点が溶湯の固相線より高いものを使用するのが好ま
しい。
は、シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットに限ら
ず、異物のインゴットへの混入を嫌うインゴットの鋳造
に好適に利用しうる。発熱材には、金属アルミニウム系
以外にも、金属カルシウム及び金属シリコン系があり、
本発明の金属インゴットの鋳造には市販されている種々
の発熱材をも好適に使用できうる。なお、耐熱板は、そ
の融点が溶湯の固相線より高いものを使用するのが好ま
しい。
【００１８】以下、本発明の実施の一形態を、特にシャ
ドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に限定し
て、添付した図面を引用しながら以下に詳述するが、本
発明の範囲は以下の記載に限定されることはなく、金属
インゴット鋳造一般に適用できることは理解されたい。
ドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に限定し
て、添付した図面を引用しながら以下に詳述するが、本
発明の範囲は以下の記載に限定されることはなく、金属
インゴット鋳造一般に適用できることは理解されたい。
【００１９】図５は、本発明によるシャドウマスク用Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造方法及び鋳造装置を、模
式的に表した図である。密閉形チャンバ１内では、モー
ルド２が定盤３上に固定的に取付られており、モールド
２で囲まれた定盤３上には、溶湯の冷却速度を調整する
ために、冷し金４が固定的に取付られている。また、モ
ールド２の上方内側部には、押湯枠として、スリーブ５
が係合されている。なお、図５の場合は、押湯部は湯口
を兼ねているもの、すなわち、押湯口である。
ｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造方法及び鋳造装置を、模
式的に表した図である。密閉形チャンバ１内では、モー
ルド２が定盤３上に固定的に取付られており、モールド
２で囲まれた定盤３上には、溶湯の冷却速度を調整する
ために、冷し金４が固定的に取付られている。また、モ
ールド２の上方内側部には、押湯枠として、スリーブ５
が係合されている。なお、図５の場合は、押湯部は湯口
を兼ねているもの、すなわち、押湯口である。
【００２０】モールド２はＦ１０Ｃ（ＪＩＳ）製であ
り、定盤３はＦ３０Ｃ（ＪＩＳ）製であり、冷し金４は
純鉄製であり、スリーブ５はアルミナ−シリカ繊維製で
ある。
り、定盤３はＦ３０Ｃ（ＪＩＳ）製であり、冷し金４は
純鉄製であり、スリーブ５はアルミナ−シリカ繊維製で
ある。
【００２１】該モールド２の近傍には、保温手段６が配
置されている。保温手段６は、Ｔｉ板を底部７とし断熱
材を側壁８とした開口容器内に、金属アルミニウムを含
む発熱材９を含むものである。
置されている。保温手段６は、Ｔｉ板を底部７とし断熱
材を側壁８とした開口容器内に、金属アルミニウムを含
む発熱材９を含むものである。
【００２２】Ｔｉ板は、チタンを成分として含有してな
る板のことであり、厚さは、５〜１０ｍｍが好ましい。
また、化学組成は、純Ｔｉからなるものが好ましい。断
熱材としては、アルミナ繊維圧縮板が使用できる。な
お、発熱材は必要に応じて追加供給される。
る板のことであり、厚さは、５〜１０ｍｍが好ましい。
また、化学組成は、純Ｔｉからなるものが好ましい。断
熱材としては、アルミナ繊維圧縮板が使用できる。な
お、発熱材は必要に応じて追加供給される。
【００２３】なお、図１には、上蓋１０が示されている
が、押湯部の溶湯の温度を望ましく保持するために、発
熱剤を追加供給するときを除き、通常、蓋がなされる。
上蓋は、酸素の供給を確保するため、開口部が多数設け
られている。上蓋も断熱材と同様アルミナ繊維圧縮板か
らなるのが好ましい。
が、押湯部の溶湯の温度を望ましく保持するために、発
熱剤を追加供給するときを除き、通常、蓋がなされる。
上蓋は、酸素の供給を確保するため、開口部が多数設け
られている。上蓋も断熱材と同様アルミナ繊維圧縮板か
らなるのが好ましい。
【００２４】金属アルミニウムを含む発熱材は、上述の
表１に示す物性値のものを使用するのが好ましい。な
お、形状は、粉状でも顆粒状でもよい。本発明で上首尾
に利用できる発熱材は、滲透工業株式会社から市販され
ている。
表１に示す物性値のものを使用するのが好ましい。な
お、形状は、粉状でも顆粒状でもよい。本発明で上首尾
に利用できる発熱材は、滲透工業株式会社から市販され
ている。
【００２５】Ｔｉ板の下面には、熱電対１１が設けられ
ている。該熱電対は、図示されていないが、補償導線で
計測器に接続されており、押湯部の溶湯の温度が電気的
に測定される。
ている。該熱電対は、図示されていないが、補償導線で
計測器に接続されており、押湯部の溶湯の温度が電気的
に測定される。
【００２６】保温手段６は、押湯部上におかれる前に、
Ｔｉ板の下面が８６０℃以上になるまで予熱させてお
く。保温手段を加熱するための加熱手段１２は、誘導加
熱方式でも抵抗加熱方式（例えば、カンタルヒーターを
利用）でもよい。
Ｔｉ板の下面が８６０℃以上になるまで予熱させてお
く。保温手段を加熱するための加熱手段１２は、誘導加
熱方式でも抵抗加熱方式（例えば、カンタルヒーターを
利用）でもよい。
【００２７】保温手段６は、予熱後、溶湯の注湯が終了
したモールドの押湯部上に、間隔をおいて隔離配置され
た後、押湯部上に静かに降ろされる。このとき、溶湯は
Ｔｉ板とは接触しない。
したモールドの押湯部上に、間隔をおいて隔離配置され
た後、押湯部上に静かに降ろされる。このとき、溶湯は
Ｔｉ板とは接触しない。
【００２８】発熱材の量は、好ましくは、加熱手段を押
湯部上においた後１０分間でＴｉ板の下面を１４２５℃
まで昇温させ、より好ましくは、且つ、その後、１４２
５〜１６７０℃で保持されるように調整される。Ｆｅ−
Ｎｉ合金（アンバー合金）の固相線が約１４２５℃であ
り、Ｔｉの融点が約１６７０℃のため、１４２５〜１６
７０℃とされている。
湯部上においた後１０分間でＴｉ板の下面を１４２５℃
まで昇温させ、より好ましくは、且つ、その後、１４２
５〜１６７０℃で保持されるように調整される。Ｆｅ−
Ｎｉ合金（アンバー合金）の固相線が約１４２５℃であ
り、Ｔｉの融点が約１６７０℃のため、１４２５〜１６
７０℃とされている。
【００２９】完全に溶湯の凝固が終了した後、保温手段
は再び押湯部上から移動され、モールドからインゴット
が取り出され、そのインゴットは、続いて、鍛造工程に
供される。
は再び押湯部上から移動され、モールドからインゴット
が取り出され、そのインゴットは、続いて、鍛造工程に
供される。
【００３０】
【実施例】５００ｋｇレベルのインゴット試験 （実施例）図６に示すサイズの装置を使用して、溶湯を
鋳造して、押湯効果を調べた。なお、図６の装置は、図
５の装置と同じ構造のものである。
鋳造して、押湯効果を調べた。なお、図６の装置は、図
５の装置と同じ構造のものである。
【００３１】まず、アンバー合金用の原材料３２０ｋｇ
を０．１ｍｂａｒの真空誘導溶解炉で溶製した。その
後、アルゴン１００ｍｂａｒの密閉系チャンバー内で溶
湯をモールド中に注湯した。その終了後直ちに、保温手
段を押湯部上に移動させた。なお、保温手段は８６０℃
に予熱しておいた。鋳造（凝固）中は、チャンバー内圧
力は大気圧まで上昇させた。なお、発熱材は、表１に示
されたＳＨを２ｋｇ用いた。鋳造（凝固）時間は、１時
間であった。
を０．１ｍｂａｒの真空誘導溶解炉で溶製した。その
後、アルゴン１００ｍｂａｒの密閉系チャンバー内で溶
湯をモールド中に注湯した。その終了後直ちに、保温手
段を押湯部上に移動させた。なお、保温手段は８６０℃
に予熱しておいた。鋳造（凝固）中は、チャンバー内圧
力は大気圧まで上昇させた。なお、発熱材は、表１に示
されたＳＨを２ｋｇ用いた。鋳造（凝固）時間は、１時
間であった。
【００３２】（比較例１）保温手段を予熱せず、また、
モールドとして、図７に示すマッフル炉を用いたことを
除いては、実施例と同様にして、インゴットを作製し
た。
モールドとして、図７に示すマッフル炉を用いたことを
除いては、実施例と同様にして、インゴットを作製し
た。
【００３３】マッフル炉は、底部及び側部が耐火物から
なり、耐熱壁が更に炉内に設けられておあり、炉壁と耐
熱壁との間に炭化ケイ素を発熱源とするシリコユニット
発熱体が複数設けられたものである。
なり、耐熱壁が更に炉内に設けられておあり、炉壁と耐
熱壁との間に炭化ケイ素を発熱源とするシリコユニット
発熱体が複数設けられたものである。
【００３４】（比較例２）保温手段を用いないことを除
いては、実施例と同様にして、インゴットを作製した。
いては、実施例と同様にして、インゴットを作製した。
【００３５】（観察結果）図８は、実施例と比較例１と
を比較した、保温手段のＴｉ板の下面の温度の時間変化
を示す図である。また、図９は、実施例と比較例１とを
比較した、押湯部のインゴットの累積放散熱量の経時変
化を示す図である。Ｔｉ板の下面の温度は、実施例でも
比較例１でも、一定時間経過後はほぼ同じ変化を示した
にも関わらず、押湯部のインゴットの累積放散熱量の経
時変化には、両者の間に劇的な差異があり、比較例の場
合には溶湯の注湯後６０分経過時の放散熱量が２,３０
０ｋｃａｌ／ｍ2よりも有意的に高かった。
を比較した、保温手段のＴｉ板の下面の温度の時間変化
を示す図である。また、図９は、実施例と比較例１とを
比較した、押湯部のインゴットの累積放散熱量の経時変
化を示す図である。Ｔｉ板の下面の温度は、実施例でも
比較例１でも、一定時間経過後はほぼ同じ変化を示した
にも関わらず、押湯部のインゴットの累積放散熱量の経
時変化には、両者の間に劇的な差異があり、比較例の場
合には溶湯の注湯後６０分経過時の放散熱量が２,３０
０ｋｃａｌ／ｍ2よりも有意的に高かった。
【００３６】図１０は、実施例と比較例２で得られたイ
ンゴットの押湯部近傍の断面形状を示す図である。ま
た、図１１は、図１０で示した実施例のインゴットの押
湯部近傍の断面形状の拡大図である。図１２は、実施例
と比較例２で得られたインゴットとそれを鍛造した後の
鍛造片の歩留まりを模式的に示したものである。実施例
１の方の鍛造片の歩留まりが８９．５％であったのに対
して、比較例２の歩留まりは７９．２％であった。すな
わち、実施例の方が、歩留まりが１０％も改善されてい
た。
ンゴットの押湯部近傍の断面形状を示す図である。ま
た、図１１は、図１０で示した実施例のインゴットの押
湯部近傍の断面形状の拡大図である。図１２は、実施例
と比較例２で得られたインゴットとそれを鍛造した後の
鍛造片の歩留まりを模式的に示したものである。実施例
１の方の鍛造片の歩留まりが８９．５％であったのに対
して、比較例２の歩留まりは７９．２％であった。すな
わち、実施例の方が、歩留まりが１０％も改善されてい
た。
【００３７】５ｔレベルのインゴット試験 図１３に示す実操業レベルのモールドを用いて、実施例
で使用した溶湯と同一組成の溶湯で、本発明の鋳造方法
に従って、インゴットを鋳造したところ、歩留まりが改
善されていることが分かった。
で使用した溶湯と同一組成の溶湯で、本発明の鋳造方法
に従って、インゴットを鋳造したところ、歩留まりが改
善されていることが分かった。
【００３８】
【発明の効果】本発明の製造方法及び装置によれば、シ
ャドウマスク用鍛造片として歩留まり良く製造できる、
引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴットが得られ
る。
ャドウマスク用鍛造片として歩留まり良く製造できる、
引け巣の減少したＦｅ−Ｎｉ合金インゴットが得られ
る。
【図１】図１ａは現状の溶湯の保温をスリーブだけに頼
った場合の溶湯の凝固進行の様子と最終凝固位置を示し
たものであり、図１ｂは上記考え方により改善された場
合の想定された凝固進行の様子と最終凝固位置を示した
ものである。
った場合の溶湯の凝固進行の様子と最終凝固位置を示し
たものであり、図１ｂは上記考え方により改善された場
合の想定された凝固進行の様子と最終凝固位置を示した
ものである。
【図２】放散熱量が溶湯の注湯後６０分経過時に２,３
００ｋｃａｌ／ｍ2の場合の、インゴットの等固相率線
の時間変化を示す。
００ｋｃａｌ／ｍ2の場合の、インゴットの等固相率線
の時間変化を示す。
【図３】保温材を使用した場合のインゴット等固相率線
の時間変化を示す。
の時間変化を示す。
【図４】図３の場合の押湯部の鋳造後の断面形状を示
す。
す。
【図５】本発明によるシャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金
インゴットの製造方法及び製造装置を、模式的に表した
図である。
インゴットの製造方法及び製造装置を、模式的に表した
図である。
【図６】実施例で用いた製造装置を模式的に示した図で
ある。
ある。
【図７】比較例で用いた製造装置を模式的に示した図で
ある。
ある。
【図８】実施例と比較例１の保温手段のＴｉ板の下面の
温度の時間変化を示す図である。
温度の時間変化を示す図である。
【図９】実施例と比較例１の押湯部のインゴットの累積
放散熱量の経時変化を示す図である。
放散熱量の経時変化を示す図である。
【図１０】実施例と比較例２で得られたインゴットの押
湯部の断面形状を示す図である。
湯部の断面形状を示す図である。
【図１１】図１０で示した実施例のインゴットの押湯部
の拡大断面形状を示す図である。
の拡大断面形状を示す図である。
【図１２】図１０で示したインゴットとそれを鍛造した
後の鍛造片の歩留まりを模式的に示したものである。
後の鍛造片の歩留まりを模式的に示したものである。
【図１３】実操業レベルのモールドを模式的に示す図で
ある。
ある。
１：チャンバ、 ２： モールド、 ３： 定盤、
４：冷し金、５：スリーブ、 ６： 保温手段、
７： 底部、 ８：側壁、９：発熱材、 １０： 上
蓋 １１：熱電対、 １２：加熱手段
４：冷し金、５：スリーブ、 ６： 保温手段、
７： 底部、 ８：側壁、９：発熱材、 １０： 上
蓋 １１：熱電対、 １２：加熱手段
Claims (6)
- 【請求項１】 金属インゴットの鋳造方法であって、真
空チャンバ内において、耐熱板を底部とし断熱材を側壁
とした開口容器内に発熱材を収容してなる保温手段の外
側底部を、該発熱材の着火温度以上に予熱しておき、押
湯部を備えたモールド中への金属溶湯の注湯終了後直ち
に、該予熱された保温手段を該押湯部上におくことを特
徴とする、鋳造方法。 - 【請求項２】 シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴ
ットの鋳造方法であって、真空チャンバ内において、Ｔ
ｉ板を底部とし断熱材を側壁とした開口容器内に金属ア
ルミニウムと酸化鉄を含む発熱材を収容してなる保温手
段の外側底部を、６６０℃以上に予熱しておき、押湯部
を備えたモールド中へのＦｅ−Ｎｉ合金溶湯の注湯終了
後直ちに、該予熱された保温手段を該押湯部上におくこ
とを特徴とする、鋳造方法。 - 【請求項３】 該保温手段を該押湯部上においた後１０
分間で該外側底部を１４２５℃まで昇温させることを特
徴とする請求項２に記載の鋳造方法。 - 【請求項４】 該保温手段を該押湯部上において１０分
間経過後、溶湯の最終凝固完了まで、該外側底部を１４
２５〜１６７０℃で保持することを特徴とする請求項３
に記載の鋳造方法。 - 【請求項５】 金属インゴットの鋳造装置であって、 密閉形の真空チャンバ内に、 押湯部を備えたモールドと、 耐熱板を底部とし断熱材を側壁とした容器内に発熱材を
収容している、押湯部の上に移動可能な保温手段と、 該保温手段を該押湯部上に移動するための移動手段と、 該発熱材をその着火温度以上に加熱するための加熱手段
と、を含み、 該保温手段により予熱された保温手段が、該モールド中
への金属溶湯の注湯終了後直ちに、該押湯部上に移動さ
れて該溶湯の押湯部の凝固を遅らせることを特徴とする
鋳造装置。 - 【請求項６】 該耐熱板がＴｉ板からなり、発熱材は金
属アルミニウムと酸化鉄を含むものであり、シャドウマ
スク用Ｆｅ−Ｎｉ合金インゴットの鋳造に使用すること
を特徴とする、請求項５に記載の鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34355795A JPH09182939A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 金属インゴットの鋳造方法及び鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34355795A JPH09182939A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 金属インゴットの鋳造方法及び鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182939A true JPH09182939A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18362451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34355795A Pending JPH09182939A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 金属インゴットの鋳造方法及び鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182939A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103418759A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-12-04 | 宝鸡海吉钛镍有限公司 | 真空浇注镍铸锭用玻璃作覆盖保温剂的方法及专用模具 |
| KR20160149532A (ko) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 현대제철 주식회사 | 보온재 투입용 커버장치 |
| CN109332610A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-15 | 金川集团股份有限公司 | 一种消除真空冶炼母合金棒材缩孔及疏松的方法 |
| CN115213361A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-21 | 王小川 | 浇注定向凝固工艺 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34355795A patent/JPH09182939A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103418759A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-12-04 | 宝鸡海吉钛镍有限公司 | 真空浇注镍铸锭用玻璃作覆盖保温剂的方法及专用模具 |
| KR20160149532A (ko) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 현대제철 주식회사 | 보온재 투입용 커버장치 |
| CN109332610A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-15 | 金川集团股份有限公司 | 一种消除真空冶炼母合金棒材缩孔及疏松的方法 |
| CN115213361A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-21 | 王小川 | 浇注定向凝固工艺 |
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