JPH05154642A - Method for casting titanium-aluminum alloy cast product - Google Patents
Method for casting titanium-aluminum alloy cast productInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、チタン−アルミニウ
ム合金原料を溶解し、得られた溶融チタン−アルミニウ
ム合金を鋳型内に鋳込んで、所定量のチタンおよびアル
ミニウムを含有するチタン−アルミニウム合金鋳造物を
鋳造するための、チタン−アルミニウム合金鋳造物の鋳
造方法に関するものである。This invention relates to a titanium-aluminum alloy casting in which a titanium-aluminum alloy raw material is melted and the obtained molten titanium-aluminum alloy is cast into a mold to contain a predetermined amount of titanium and aluminum. The present invention relates to a method for casting a titanium-aluminum alloy casting for casting a product.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属間化合物であるチタン−アルミニウ
ム合金（チタン−アルミニウム−第３元素からなるチタ
ン−アルミニウム基合金を含む、以下、同じ）は、軽量
で且つ高強度である優れた特性を有している。従って、
チタン−アルミニウム合金を、例えば、自動車用ターボ
チャージャーのホットホイールのような高速回転用ホイ
ールなどの材料として使用するための研究開発が進めら
れている。2. Description of the Related Art Titanium-aluminum alloys (including titanium-aluminum-based alloys composed of titanium-aluminum-third element, the same applies hereinafter) which are intermetallic compounds have excellent characteristics of being lightweight and having high strength. is doing. Therefore,
Research and development for using a titanium-aluminum alloy as a material for a high-speed rotating wheel such as a hot wheel of a turbocharger for an automobile are under way.
【０００３】上記チタン−アルミニウム合金からなる材
料は、例えば、スポンジチタン、チタンスクラップ、ア
ルミニウムおよび必要に応じその他の第３元素等からな
る原料を、溶解し次いで鋳造することにより製造され
る。このようなチタン−アルミニウム合金鋳造物の鋳造
方法として、次の方法が知られている。The material composed of the above titanium-aluminum alloy is produced, for example, by melting a raw material composed of titanium sponge, titanium scrap, aluminum and, if necessary, other third element and the like and then casting. The following methods are known as casting methods for such titanium-aluminum alloy castings.
【０００４】 消耗電極式真空アーク溶解鋳造法：上
記原料をプレスして、コンパクトと称する複数個の圧縮
体を調製し、次いで、複数個の圧縮体を相互に溶接によ
り接続して、上記原料からなる１本の消耗電極を調製す
る。このようにして調製された消耗電極を水冷銅るつぼ
内に挿入し、水冷銅るつぼ内を真空下に保ち、消耗電極
と水冷銅るつぼとの間にアークを発生させる。その結
果、アーク熱によって消耗電極の先端部は溶解し、溶融
チタン−アルミニウム合金となって水冷銅るつぼ内に溜
まる。次いで、水冷銅るつぼ内の溶融チタン−アルミニ
ウム合金を、例えばシェルモールドのような鋳型内に鋳
込んで鋳造する（以下、先行技術１という）。Consumable electrode type vacuum arc melting and casting method: The above raw materials are pressed to prepare a plurality of compressed bodies called compacts, and then the plurality of compressed bodies are connected to each other by welding. One consumable electrode is prepared. The consumable electrode thus prepared is inserted into a water-cooled copper crucible, the inside of the water-cooled copper crucible is kept under vacuum, and an arc is generated between the consumable electrode and the water-cooled copper crucible. As a result, the tip portion of the consumable electrode is melted by the arc heat and becomes a molten titanium-aluminum alloy, and is accumulated in the water-cooled copper crucible. Next, the molten titanium-aluminum alloy in the water-cooled copper crucible is cast in a mold such as a shell mold (hereinafter referred to as prior art 1).
【０００５】 プラズマアーク溶解鋳造法：上記原料
を水冷銅るつぼ内に装入し、アルゴン等の不活性ガス雰
囲気下で、プラズマアーク加熱により溶解する。このよ
うにして溶解した水冷銅るつぼ内の溶融チタン−アルミ
ニウム合金を、例えばシェルモールドのような鋳型内に
鋳込んで鋳造する（以下、先行技術２という）。Plasma arc melting and casting method: The above raw materials are placed in a water-cooled copper crucible and melted by plasma arc heating in an inert gas atmosphere such as argon. The molten titanium-aluminum alloy in the water-cooled copper crucible thus melted is cast in a mold such as a shell mold (hereinafter referred to as prior art 2).
【０００６】 電子ビーム溶解鋳造法：上記原料を水
冷銅るつぼ内に装入し、10-3〜10-5torrの高真空下で、
電子ビーム加熱により溶解する。このようにして溶解し
た溶融チタン−アルミニウム合金を、例えばシエルモー
ルドのような鋳型内に鋳込んで鋳造する（以下、先行技
術３という）。Electron beam melting and casting method: The above raw materials were charged in a water-cooled copper crucible, and were placed under a high vacuum of 10 −3 to 10 −5 torr.
Melts by electron beam heating. The molten titanium-aluminum alloy thus melted is cast into a mold such as a shell mold and cast (hereinafter referred to as prior art 3).
【０００７】 るつぼ溶解鋳造法：上記原料をCaO 系
またはMgO系の耐火物製のるつぼ内に装入し、真空また
は不活性ガス雰囲気中で、電磁誘導加熱により溶解す
る。このようにして溶解した溶融チタン−アルミニウム
合金を、例えばシエルモールドのような鋳型内に鋳込ん
で鋳造する（以下、先行技術４という）。Crucible melting and casting method: The above raw materials are placed in a crucible made of a CaO 2 or MgO refractory material and melted by electromagnetic induction heating in a vacuum or an inert gas atmosphere. The molten titanium-aluminum alloy thus melted is cast into a mold such as a shell mold and cast (hereinafter referred to as prior art 4).
【０００８】 インダクションスカル溶解鋳造法：上
記原料を、複数個の分割された水冷分割銅セグメントか
らなるインダクションスカル溶解炉内に装入し、不活性
ガス雰囲気下で、高周波誘導加熱により溶解し、次い
で、溶解炉内において凝固させる。次いで、溶解炉内の
チタン−アルミニウム合金凝固物を、減圧下または真空
下で、高周波誘導加熱により再溶解し、このようにして
再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金を、例えば
シエルモールドのような鋳型内に鋳込んで鋳造する（以
下、先行技術５という）。Induction Skull Melting Casting Method: The above raw material is charged into an induction skull melting furnace composed of a plurality of divided water-cooled split copper segments, melted by high frequency induction heating in an inert gas atmosphere, and then melted. , Solidify in a melting furnace. Then, the titanium-aluminum alloy solidified product in the melting furnace is remelted by high-frequency induction heating under reduced pressure or under vacuum, and the molten titanium-aluminum alloy thus remelted is treated with, for example, a shell mold. Casting is performed by casting in a mold (hereinafter referred to as prior art 5).
【０００９】[0009]
上述した先行技術には、次のような問題がある。 先行技術１の消耗電極式真空アーク溶解鋳造法の場
合には、先ず原料をプレスして、コンパクトと称する複
数個の圧縮体を調製し、次いで、複数個の圧縮体を相互
に溶接により接続して、上記原料からなる１本の消耗電
極を調製する必要がある。従って、このような電極の調
製作業のために多くの手間を必要とし、且つ、製造コス
トが上昇する。The above-mentioned prior art has the following problems. In the case of the consumable electrode type vacuum arc melting and casting method of Prior Art 1, first, a raw material is pressed to prepare a plurality of compacts called compacts, and then the plurality of compacts are connected to each other by welding. Therefore, it is necessary to prepare one consumable electrode made of the above raw materials. Therefore, much work is required for the preparation work of such an electrode, and the manufacturing cost is increased.
【００１０】 先行技術２のプラズマアーク溶解鋳造
法の場合には、消耗電極式真空アーク溶解鋳造法のよう
に、消耗電極を調製する必要がなく、るつぼ内において
原料を直接溶解することができる。しかしながら、原料
の溶解および鋳造は、不活性ガス雰囲気下で行われるの
で、鋳造時に、鋳型内の溶融チタン−アルミニウム合金
中に不活性ガスが巻き込まれて鋳造物の品質が劣化し、
更に、薄肉の鋳造物を鋳造する際には、鋳型内に存在す
る不活性ガスによって、鋳型内への溶融チタン−アルミ
ニウム合金の鋳込みが困難になる問題が生ずる。In the case of the plasma arc melting casting method of Prior Art 2, unlike the consumable electrode type vacuum arc melting casting method, it is not necessary to prepare a consumable electrode, and the raw material can be directly melted in the crucible. However, since the melting and casting of the raw material is performed in an inert gas atmosphere, during casting, the inert gas is entrained in the molten titanium-aluminum alloy in the mold and the quality of the casting deteriorates,
Further, when casting a thin cast product, there is a problem that it becomes difficult to cast the molten titanium-aluminum alloy into the mold due to the inert gas existing in the mold.
【００１１】 先行技術３の電子ビーム溶解鋳造法の
場合も、るつぼ内において原料を直接溶解することがで
きる。しかしながら、原料の溶解および鋳造は、10-3〜
10-5torrの高真空下において行われるので、溶融チタン
−アルミニウム合金中からのアルミニウムの蒸発量が多
く、従って、鋳造物中のアルミニウム量のコントロール
が困難になる。更に、るつぼ内を高真空にする設備のた
めに、設備費が高騰する問題が生ずる。Also in the case of the electron beam melting and casting method of Prior Art 3, the raw material can be directly melted in the crucible. However, the melting and casting of raw materials is 10 -3 ~
Since it is carried out under a high vacuum of 10 −5 torr, the amount of aluminum evaporated from the molten titanium-aluminum alloy is large, and thus it becomes difficult to control the amount of aluminum in the cast product. Further, there is a problem that the equipment cost rises due to the equipment for creating a high vacuum inside the crucible.
【００１２】 先行技術４のるつぼ溶解鋳造法の場合
も、るつぼ内において原料を直接溶解することができ
る。しかしながら、CaO 系またはMgO系の耐火物製のる
つぼを使用しているために、るつぼを構成する耐火物中
に含有されている酸化物と溶融チタン−アルミニウム合
金とが反応して、溶融チタン−アルミニウム合金中の酸
素量が増加する問題が生ずる。Also in the case of the crucible melting casting method of Prior Art 4, the raw material can be directly melted in the crucible. However, since a crucible made of a CaO-based or MgO-based refractory is used, the oxide contained in the refractory constituting the crucible and the molten titanium-aluminum alloy react with each other, and molten titanium- The problem arises that the amount of oxygen in the aluminum alloy increases.
【００１３】 先行技術５のインダクションスカル溶
解鋳造法の場合も、炉内において原料を直接溶解するこ
とができる。しかしながら、インダクションスカル溶解
炉内において溶解し、次いで、凝固させたチタン−アル
ミニウム合金の凝固物を、減圧下または真空下で再溶解
し鋳造する際に、溶融チタン−アルミニウム合金中から
のアルミニウムの蒸発量が多く、従って、所定値のアル
ミニウムを含有するチタン−アルミニウム合金鋳造物を
鋳造することが困難である。更に、先行技術５によっ
て、酸素含有量が例えば350ppm以下の低酸素のチタン−
アルミニウム合金を鋳造する方法は、未だ確立されてい
ない。Also in the case of the induction skull melting casting method of Prior Art 5, the raw material can be directly melted in the furnace. However, when the molten titanium-aluminum alloy is melted in an induction skull melting furnace and then the solidified product of the solidified titanium-aluminum alloy is remelted under reduced pressure or under vacuum, the aluminum is evaporated from the molten titanium-aluminum alloy. It is difficult to cast titanium-aluminum alloy castings containing large amounts and therefore a certain amount of aluminum. Further, according to the prior art 5, low oxygen titanium having an oxygen content of, for example, 350 ppm or less is used.
The method of casting aluminum alloys has not yet been established.
【００１４】チタン−アルミニウム合金鋳造物の特性
は、鋳造物中のアルミニウム含有量の僅かな差によって
大きく変化する。従って、チタン−アルミニウム合金鋳
造物中のアルミニウム含有量は、狭い範囲で適確にコン
トロールすることが必要であるが、上述した先行技術１
〜５によっては、アルミニウム含有量を適確に調整する
ことはできない。更に、チタン−アルミニウム合金鋳造
物中の酸素量は、鋳造物の硬度および強度に大きな影響
を与える。即ち、酸素量が多くなると、チタン−アルミ
ニウム合金鋳造物の硬度が高くなり、そして、その疲労
歪みが低下して、鋳造物に割れが発生する等の問題が生
ずる。従って、チタン−アルミニウム合金鋳造物中の酸
素量は、極力低く抑えることが必要であるが、上述した
先行技術１〜５によっては、チタン−アルミニウム合金
鋳造物中の酸素量を低く抑えることができない。The properties of titanium-aluminum alloy castings vary greatly with small differences in the aluminum content in the castings. Therefore, it is necessary to control the aluminum content in the titanium-aluminum alloy casting accurately within a narrow range.
Depending on ~ 5, the aluminum content cannot be adjusted appropriately. Further, the amount of oxygen in the titanium-aluminum alloy casting has a great influence on the hardness and strength of the casting. That is, when the amount of oxygen increases, the hardness of the titanium-aluminum alloy casting increases, and the fatigue strain decreases, which causes problems such as cracking of the casting. Therefore, the amount of oxygen in the titanium-aluminum alloy cast must be kept as low as possible, but the above-mentioned prior arts 1 to 5 cannot keep the amount of oxygen in the titanium-aluminum alloy cast low. ..
【００１５】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、例えば、スポンジチタン、チタンスクラッ
プ、アルミニウムおよび必要に応じその他の第３元素等
からなる原料を溶解して、チタン−アルミニウム合金鋳
造物を鋳造するに当り、特に、アルミニウム含有量を適
確に調整することにより、所定量のチタンおよびアルミ
ニウムを含有する、低酸素の品質の優れたチタン−アル
ミニウム合金鋳造物を、低コストで鋳造するための方法
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, for example, by melting a raw material consisting of titanium sponge, titanium scrap, aluminum and, if necessary, other third element, etc., and casting titanium-aluminum alloy. In casting a product, in particular, by appropriately adjusting the aluminum content, a titanium-aluminum alloy cast product containing a predetermined amount of titanium and aluminum and excellent in low oxygen quality can be cast at low cost. To provide a way to do it.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、溶解鋳
造炉として、炉内の雰囲気圧を、大気圧から真空まで任
意に調整し得るインダクションスカル溶解炉を使用し、
所定圧の不活性ガス雰囲気下において、原料を溶解して
溶融チタン−アルミニウム合金を調製し、そして、この
溶融チタン−アルミニウム合金を鋳型内に鋳込んで、チ
タン−アルミニウム合金インゴットを鋳造し、次いで、
チタン−アルミニウム合金インゴットを、減圧下のイン
ダクションスカル溶解炉内において再溶解し、再溶解時
の溶融チタン−アルミニウム合金中のアルミニウム量を
目標値となるように調整し、このようにアルミニウム量
が調整された溶融チタン−アルミニウム合金を鋳型内に
鋳込めば、所定量のチタンおよびアルミニウムを含有す
る、低酸素の品質の優れたチタン−アルミニウム合金鋳
造物を、低コストで鋳造し得ることを知見した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, as a melting and casting furnace, the atmosphere pressure in the furnace, using an induction skull melting furnace that can be arbitrarily adjusted from atmospheric pressure to vacuum,
Under an inert gas atmosphere of a predetermined pressure, the raw materials are melted to prepare a molten titanium-aluminum alloy, and the molten titanium-aluminum alloy is cast into a mold to cast a titanium-aluminum alloy ingot, and then, ,
The titanium-aluminum alloy ingot is remelted in an induction skull melting furnace under reduced pressure, and the amount of aluminum in the molten titanium-aluminum alloy at the time of remelting is adjusted to a target value, and thus the amount of aluminum is adjusted. It was found that, when the molten titanium-aluminum alloy thus prepared is cast into a mold, a titanium-aluminum alloy casting containing a predetermined amount of titanium and aluminum and having excellent low oxygen quality can be cast at low cost. ..
【００１７】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明は、原料としてのスポンジチタ
ンを、インダクションスカル溶解炉内において、10〜76
0torr の圧力の不活性ガス雰囲気下で溶解し、次いで、
前記溶解炉内の溶融チタン中に、原料としてのアルミニ
ウムを添加して、所定量のチタンおよびアルミニウムを
含有する溶融チタン−アルミニウム合金を調製し、この
ようにして調製された前記溶融チタン−アルミニウム合
金を、前記10〜760torr の圧力の不活性ガス雰囲気下に
おいて、グラファイト製、銅製または水冷銅製の鋳型内
に鋳込んで、チタン−アルミニウム合金インゴットを鋳
造し、次いで、前記チタン−アルミニウム合金インゴッ
トを、１torr以下の減圧下で前記溶解炉内において再溶
解し、このようにして再溶解された溶融チタン−アルミ
ニウム合金中のアルミニウム量が目標値となるように、
前記再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金中のア
ルミニウム量を調整し、次いで、前記アルミニウム量が
調整された溶融チタン−アルミニウム合金を、前記１to
rr以下の減圧下で鋳型内に鋳込み、かくして、チタン−
アルミニウム合金鋳造物を鋳造することに特徴を有する
ものである。The present invention was made on the basis of the above findings, and the present invention provides titanium sponge as a raw material in an induction skull melting furnace for 10 to 76 times.
Melt under an inert gas atmosphere at a pressure of 0 torr, then
Aluminum as a raw material is added to molten titanium in the melting furnace to prepare a molten titanium-aluminum alloy containing a predetermined amount of titanium and aluminum, and the molten titanium-aluminum alloy thus prepared. The above, under an inert gas atmosphere at a pressure of 10 to 760 torr, made of graphite, cast in a mold made of copper or water-cooled copper to cast a titanium-aluminum alloy ingot, and then the titanium-aluminum alloy ingot, Remelting in the melting furnace under reduced pressure of 1 torr or less, so that the amount of aluminum in the molten titanium-aluminum alloy thus remelted becomes a target value,
The amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy is adjusted, and then the molten titanium-aluminum alloy in which the amount of aluminum is adjusted is adjusted to 1 to
It is cast in a mold under reduced pressure of rr or less, and thus titanium-
It is characterized by casting an aluminum alloy casting.
【００１８】[0018]
【作用】この発明においては、先ず、原料としてのスポ
ンジチタンを、インダクションスカル溶解炉内におい
て、10〜760torr の圧力の例えばアルゴンガスのような
不活性ガス雰囲気下で、高周波誘導により溶解して溶融
チタンを調製する。スポンジチタンの溶解を10torr未満
の減圧下で行うと、スポンジチタン中に含有されている
塩素やマグネシウム等の不純物が蒸発して、スピッティ
ングが激しく発生する結果、鋳造歩留りが低下するが、
上述したように、10〜760torr の圧力の不活性ガス雰囲
気下で溶解することにより、上記塩素やマグネシウム等
の不純物の蒸発によるスピッティングが発生することな
く、スポンジチタンを安定して溶解することができる。In the present invention, first, titanium sponge as a raw material is melted and melted by high frequency induction in an induction skull melting furnace under a pressure of 10 to 760 torr and an inert gas atmosphere such as argon gas. Prepare titanium. When the titanium sponge is dissolved under a reduced pressure of less than 10 torr, impurities such as chlorine and magnesium contained in the titanium sponge evaporate, and as a result of vigorous spitting, the casting yield decreases,
As described above, by dissolving in an inert gas atmosphere at a pressure of 10 to 760 torr, sponge titanium can be stably dissolved without spitting due to evaporation of impurities such as chlorine and magnesium. it can.
【００１９】溶解炉内の好ましいガス圧は、50〜300 to
rrである。即ち、ガス圧が50torr未満では、若干のスピ
ッティングが発生する。一方、ガス圧が 300torrを超え
てもより以上の効果はなく、コスト高となる。The preferable gas pressure in the melting furnace is 50 to 300 to
It is rr. That is, when the gas pressure is less than 50 torr, some spitting occurs. On the other hand, even if the gas pressure exceeds 300 torr, there is no further effect and the cost increases.
【００２０】原料として、酸素含有量が350ppm以下の低
酸素スポンジチタンを使用することが好ましい。酸素含
有量が1,500 〜2,000 のC.P.チタン( コマーシャル ピ
ュアーチタン) では、鋳造物の酸素含有量が多くなり、
低酸素にチタン−アルミニウム合金鋳造物を製造するこ
とができず、その品質が劣化する恐れが生ずる。As a raw material, it is preferable to use low oxygen sponge titanium having an oxygen content of 350 ppm or less. With CP titanium (commercial pure titanium) with an oxygen content of 1,500 to 2,000, the oxygen content of the casting increases,
A titanium-aluminum alloy casting cannot be produced in low oxygen, and there is a risk that its quality will deteriorate.
【００２１】次いで、インダクションスカル溶解炉内の
溶融チタン中に適量のアルミニウムを添加しそしてアル
ミニウムを十分に溶解させる。このようにして得られ
た、所定量のチタンおよびアルミニウムを含有する溶融
チタン−アルミニウム合金を、10〜760torr の圧力の不
活性ガス雰囲気下で、グラファイト製鋳型内に鋳込ん
で、チタン−アルミニウム合金インゴットを調製する。Next, an appropriate amount of aluminum is added to the molten titanium in the induction skull melting furnace and the aluminum is sufficiently melted. The molten titanium-aluminum alloy containing a predetermined amount of titanium and aluminum thus obtained was cast into a graphite mold under an inert gas atmosphere at a pressure of 10 to 760 torr to obtain a titanium-aluminum alloy. Prepare an ingot.
【００２２】上記溶融チタン−アルミニウム合金を鋳込
む鋳型はグラファイト製であるから、鋳型と溶融チタン
−アルミニウム合金とは反応しにくく、従って、鋳込ま
れたチタン−アルミニウム合金インゴット中への酸素量
の増加は殆どない。なお、グラファイト製鋳型として
は、再溶解のために溶解炉内に装入し得る大きさのイン
ゴットが得られるような、円筒状または角筒状の鋳型を
使用することが好ましい。なお、グラファイト製鋳型の
代わりに、銅製鋳型または水冷銅製鋳型を使用してもよ
い。Since the mold into which the molten titanium-aluminum alloy is cast is made of graphite, it is difficult for the mold and the molten titanium-aluminum alloy to react with each other, so that the amount of oxygen in the cast titanium-aluminum alloy ingot is reduced. There is almost no increase. As the graphite mold, it is preferable to use a cylindrical or prismatic mold capable of obtaining an ingot having a size that can be charged into the melting furnace for remelting. A copper mold or a water-cooled copper mold may be used instead of the graphite mold.
【００２３】上述のようにして得られたチタン−アルミ
ニウム合金インゴットを、再びインダクションスカル溶
解炉内に装入し、１torr以下の減圧下で、高周波誘導に
よりこれを再溶解する。このような１torr以下の減圧下
で行われるチタン−アルミニウム合金インゴットの再溶
解時に、溶融チタン−アルミニウム合金中からアルミニ
ウムが蒸発するために、鋳造物中のアルミニウム量が目
標値よりも減少する問題が生ずる。そこで、この発明に
おいては、再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金
中のアルミニウム量が目標値となるように、次のように
して、再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金中の
アルミニウム量を調整する。The titanium-aluminum alloy ingot obtained as described above is charged again into the induction skull melting furnace and remelted by high frequency induction under a reduced pressure of 1 torr or less. At the time of remelting the titanium-aluminum alloy ingot under a reduced pressure of 1 torr or less, aluminum evaporates from the molten titanium-aluminum alloy, so that the amount of aluminum in the casting decreases below the target value. Occurs. Therefore, in the present invention, the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy is adjusted as follows so that the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy reaches a target value. ..
【００２４】減圧下での再溶解時におけるアルミニウム
の予想蒸発量は、多くの試験結果から予め求めることが
できる。そこで、原料の配合量から計算によって求めら
れる、再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金中の
アルミニウム量と、上記再溶解時におけるアルミニウム
の予想蒸発量とから、添加すべきアルミニウム量を求
め、このようにして求められた量のアルミニウムを、チ
タン−アルミニウム合金インゴットと共に溶解炉内に装
入し、または、再溶解された溶融チタン−アルミニウム
合金中に添加する。このようにして、再溶解された溶融
チタン−アルミニウム合金中のアルミニウム量を、目標
値に調整することができる。The expected evaporation amount of aluminum at the time of remelting under reduced pressure can be determined in advance from many test results. Therefore, the amount of aluminum to be added is calculated from the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy, which is obtained by calculation from the blending amount of the raw materials, and the expected evaporation amount of aluminum at the time of remelting, and The amount of aluminum thus obtained is charged into a melting furnace together with a titanium-aluminum alloy ingot, or is added to a remelted molten titanium-aluminum alloy. In this way, the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy can be adjusted to the target value.
【００２５】上記アルミニウム量の調整は、次のように
して行うこともできる。即ち、インダクションスカル溶
解炉内において、溶融チタン−アルミニウム合金を調製
し、得られた溶融チタン−アルミニウム合金をグラファ
イト製鋳型内に鋳込んでチタン−アルミニウム合金イン
ゴットを調製するに際し、溶融チタン中へのアルミニウ
ムの添加量を所定値よりも増量して、目標値よりも多量
のアルミニウムを含有するチタン−アルミニウム合金イ
ンゴットを調製する。The aluminum amount can be adjusted as follows. That is, in the induction skull melting furnace, to prepare a molten titanium-aluminum alloy, when the obtained molten titanium-aluminum alloy is cast into a graphite mold to prepare a titanium-aluminum alloy ingot, in the molten titanium, The amount of aluminum added is increased above a predetermined value to prepare a titanium-aluminum alloy ingot containing a larger amount of aluminum than the target value.
【００２６】そして、このチタン−アルミニウム合金イ
ンゴットを再溶解するときの溶融チタン−アルミニウム
合金の保持時間を、保持中に生ずるアルミニウムの蒸発
量に基づいて、溶融チタン−アルミニウム合金中のアル
ミニウムが所定値となるように選択する。このようにし
て、再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金中のア
ルミニウム量を、目標値に調整することができる。The holding time of the molten titanium-aluminum alloy at the time of remelting the titanium-aluminum alloy ingot is determined based on the evaporation amount of aluminum generated during the holding, and the aluminum in the molten titanium-aluminum alloy has a predetermined value. To be In this way, the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy can be adjusted to the target value.
【００２７】このようにして、再溶解された溶融チタン
−アルミニウム合金を、上記１torr以下の減圧下で、例
えばシェルモールドのような所定形状の鋳型内に鋳込
む。かくして、所定量のチタンおよびアルミニウムを含
有するチタン−アルミニウム合金鋳造物が鋳造される。The molten titanium-aluminum alloy thus remelted is cast under a reduced pressure of 1 torr or less into a mold having a predetermined shape such as a shell mold. Thus, a titanium-aluminum alloy casting containing a predetermined amount of titanium and aluminum is cast.
【００２８】チタン−アルミニウム合金インゴットの再
溶解および溶融チタン−アルミニウム合金の鋳造は、１
torr以下、より好ましくは0.1torr 以下の減圧下で行う
ことが必要である。１torrを超えた圧力下で行うと、鋳
造時に鋳型内にガスの巻き込み等が生じ、従って、鋳造
物の品質劣化や、鋳造困難等が発生しやすくなる。The remelting of the titanium-aluminum alloy ingot and the casting of the molten titanium-aluminum alloy are
It is necessary to carry out under reduced pressure of torr or less, more preferably 0.1 torr or less. If it is performed under a pressure exceeding 1 torr, gas is entrained in the mold during casting, so that the quality of the casting is deteriorated and casting is apt to occur.
【００２９】原料としてのスポンジチタンの溶解時に、
溶解促進材として、鋳造すべきチタン−アルミニウム合
金鋳造物と同一成分組成の棒状または塊状のチタン−ア
ルミニウム合金固形物、チタン固形物または原料として
のアルミニウムの一部を、スポンジチタンと共に装入し
てもよい。上記溶解促進材を装入しておくと、短時間で
効率よくスポンジチタンを溶解することができる。During the dissolution of titanium sponge as a raw material,
As a dissolution accelerator, a rod-shaped or massive titanium-aluminum alloy solid having the same composition as the titanium-aluminum alloy casting to be cast, a titanium solid or a part of aluminum as a raw material is charged together with titanium sponge. Good. The sponge titanium can be efficiently dissolved in a short time by loading the above dissolution accelerator.
【００３０】また、チタン−アルミニウム合金インゴッ
トを、溶解炉内において再溶解する際に、溶解炉内に、
鋳造すべきチタン−アルミニウム合金鋳造物と同一成分
組成のチタン−アルミニウム合金スクラップを装入して
もよい。このようにすれば、チタン−アルミニウム合金
の溶解鋳造時に発生する多量のスクラップを再利用する
ことができ、従って、鋳造コストを低減し得る。When the titanium-aluminum alloy ingot is remelted in the melting furnace, in the melting furnace,
A titanium-aluminum alloy scrap having the same composition as the titanium-aluminum alloy casting to be cast may be charged. In this way, a large amount of scrap generated during melt casting of the titanium-aluminum alloy can be reused, and therefore the casting cost can be reduced.
【００３１】インダクションスカル溶解炉内において、
スポンジチタンを溶解する際に、溶解炉内に、スポンジ
チタンと共に、例えば、マンガン、クロム、シリコン、
ニオブ、バナジウム等の第３元素の１種または２種以上
を装入し、これらの第３元素をスポンジチタンと共に溶
解すれば、チタンとアルミニウムと１種または２種以上
の第３元素とからなるチタン−アルミニウム基合金鋳造
物を鋳造することができる。なお、上述した第３元素
は、スポンジチタンを溶解後、溶解炉内の溶融チタン中
に添加してもよい。In the induction skull melting furnace,
When melting titanium sponge, in the melting furnace, along with titanium sponge, for example, manganese, chromium, silicon,
If one or more kinds of third elements such as niobium and vanadium are charged and these third elements are dissolved together with titanium sponge, titanium and aluminum, and one or more kinds of third elements are formed. Titanium-aluminum based alloy castings can be cast. The above-mentioned third element may be added to the molten titanium in the melting furnace after melting the titanium sponge.
【００３２】図１は、この発明の方法に使用される装置
の一例を示す概略説明図である。図１に示すように、溶
解鋳造室１内には、インダクションスカル溶解炉２と、
溶解炉２内に原料を供給するための、溶解炉２の上方に
配置された原料供給装置３と、そして、溶解炉２の下方
に配置されたグラファイト製の円筒状の鋳型４とが設け
られている。溶解鋳造室１の側壁の所定箇所には、室１
内を大気圧から真空まで任意に調整するための、図示し
ない真空排気装置に連結する排気孔５、および、室１内
にアルゴンガス等の不活性ガスを供給するための、図示
しない不活性ガス供給源に連結するガス供給孔６が設け
られている。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an apparatus used in the method of the present invention. As shown in FIG. 1, in the melting and casting chamber 1, an induction skull melting furnace 2,
A raw material supply device 3 arranged above the melting furnace 2 for supplying the raw material into the melting furnace 2, and a cylindrical cylindrical mold 4 arranged below the melting furnace 2 are provided. ing. At a predetermined position on the side wall of the melt casting chamber 1, the chamber 1
An exhaust hole 5 connected to a vacuum exhaust device (not shown) for arbitrarily adjusting the inside pressure to a vacuum, and an inert gas (not shown) for supplying an inert gas such as argon gas into the chamber 1. A gas supply hole 6 connected to the supply source is provided.
【００３３】インダクションスカル溶解炉２は、水冷分
割銅セグメントからなるるつぼ７と、るつぼ７の外壁を
囲んで設けられた高周波誘導コイル８と、るつぼ７を冷
却する冷却水用導管９とからなっている。10は、るつぼ
７の内底面上に形成されたスカルである。The induction skull melting furnace 2 comprises a crucible 7 composed of water-cooled split copper segments, a high-frequency induction coil 8 provided around the outer wall of the crucible 7, and a cooling water conduit 9 for cooling the crucible 7. There is. Reference numeral 10 is a skull formed on the inner bottom surface of the crucible 7.
【００３４】次に、この発明の方法を、図１の装置およ
び図２〜６に示した工程図に基づいて更に説明する。図
２に示すように、るつぼ７の内底面上に、鋳造すべきチ
タン−アルミニウム合金鋳造物と同一成分組成のチタン
−アルミニウム合金からなるスカル10を配置しておく。
このようなスカル10が配置されたるつぼ７内に、原料と
しての低酸素スポンジチタン11を装入する。そして、溶
解鋳造室１内を排気孔５を通して排気した後、ガス供給
孔６を通して溶解鋳造室１内にアルゴンガスを吹き込
み、溶解鋳造室１内を、10〜760torr の圧力のアルゴン
ガス雰囲気に保つ。このようにして、10〜760torr の圧
力のアルゴンガス雰囲気下に保たれたインダクションス
カル溶解炉２のるつぼ７内においてスポンジチタン11を
溶解する。Next, the method of the present invention will be further described with reference to the apparatus of FIG. 1 and the process diagrams shown in FIGS. As shown in FIG. 2, a skull 10 made of a titanium-aluminum alloy having the same composition as the titanium-aluminum alloy casting to be cast is placed on the inner bottom surface of the crucible 7.
A low oxygen sponge titanium 11 as a raw material is loaded into the crucible 7 in which such a skull 10 is arranged. Then, after exhausting the inside of the melting and casting chamber 1 through the exhaust hole 5, argon gas is blown into the melting and casting chamber 1 through the gas supply hole 6 to maintain the inside of the melting and casting chamber 1 in an argon gas atmosphere with a pressure of 10 to 760 torr. .. In this way, the titanium sponge 11 is melted in the crucible 7 of the induction skull melting furnace 2 kept under the argon gas atmosphere of 10 to 760 torr.
【００３５】次いで、図３に示すように、溶解炉２の上
方に配置された原料供給装置３から、所定量のアルミニ
ウム12を、るつぼ７内の溶融チタン11a 中に投入する。
このとき、アルミニウム12が微粉であると、るつぼ７の
上部に発生した高周波磁界の磁力のためにアルミニウム
12が飛び散って、その全量をるつぼ７内に投入できない
場合が生ずる。従って、溶融チタン11a 中に投入するア
ルミニウム12は、粒径約30mm以上の粗粒であることが望
ましく、アルミニウム12が微粉の場合には、アルミニウ
ム箔12a によって所定量のアルミニウム粉を包み込み、
粒径約30mm以上の粗粒に形成した上、これを投入するこ
とが望ましい。Then, as shown in FIG. 3, a predetermined amount of aluminum 12 is charged into the molten titanium 11a in the crucible 7 from the raw material supply device 3 arranged above the melting furnace 2.
At this time, if the aluminum 12 is a fine powder, the aluminum will be generated due to the magnetic force of the high frequency magnetic field generated in the upper part of the crucible 7.
In some cases, 12 scatters and the whole amount cannot be put into the crucible 7. Therefore, the aluminum 12 to be charged into the molten titanium 11a is preferably coarse particles having a particle size of about 30 mm or more, and when the aluminum 12 is fine powder, the aluminum foil 12a wraps a predetermined amount of aluminum powder,
It is desirable to form coarse particles having a particle size of about 30 mm or more and then add the coarse particles.
【００３６】るつぼ７内において、溶融チタン11a 中に
投入されたアルミニウム12が十分に溶解し、均一な成分
の溶融チタン−アルミニウム合金となった後、図４に示
すように、るつぼ７内の溶融チタン−アルミニウム合金
13を、るつぼ７の下方に配置されたグラファイト製の円
筒状の鋳型４内に鋳込んで、チタン−アルミニウム合金
インゴットを鋳造する。In the crucible 7, the aluminum 12 charged in the molten titanium 11a is sufficiently melted to form a molten titanium-aluminum alloy having a uniform composition, and then the molten titanium 11a is melted in the crucible 7, as shown in FIG. Titanium-aluminum alloy
The titanium-aluminum alloy ingot is cast by casting 13 into the cylindrical cylindrical mold 4 made of graphite arranged below the crucible 7.
【００３７】このようにして得られたチタン−アルミニ
ウム合金インゴット13a を、図５に示すように、再びる
つぼ７内に装入し、溶解鋳造室１内を排気して、１torr
以下に減圧する。そして、１torr以下の減圧下におい
て、チタン−アルミニウム合金インゴット13a を再溶解
する。再溶解時に、図５に示すように、アルミニウムの
予想蒸発量から求めた量のアルミニウム12を、チタン−
アルミニウム合金インゴット13a と共にるつぼ７内に添
加する。なお、チタン−アルミニウム合金インゴット中
のアルミニウム量が目標値より若干外れている場合で
も、上記アルミニウムの添加により、これを調整するこ
とができる。The titanium-aluminum alloy ingot 13a thus obtained is again charged into the crucible 7 as shown in FIG. 5, and the inside of the melting and casting chamber 1 is evacuated to 1 torr.
Reduce the pressure below. Then, the titanium-aluminum alloy ingot 13a is remelted under a reduced pressure of 1 torr or less. At the time of remelting, as shown in FIG. 5, the amount of aluminum 12 obtained from the expected evaporation amount of aluminum was changed to titanium-
It is added to the crucible 7 together with the aluminum alloy ingot 13a. Even if the amount of aluminum in the titanium-aluminum alloy ingot deviates slightly from the target value, it can be adjusted by adding the above aluminum.
【００３８】このようにして再溶解された溶融チタン−
アルミニウム合金13を、１torr以下の減圧下において、
図６に示すように、るつぼ７の下方に配置された例えば
シェルモールド14に鋳込む。かくして、所定形状のチタ
ン−アルミニウム合金鋳造物が鋳造される。Molten titanium remelted in this way
Aluminum alloy 13 under reduced pressure of 1 torr or less,
As shown in FIG. 6, it is cast in, for example, a shell mold 14 arranged below the crucible 7. Thus, a titanium-aluminum alloy casting having a predetermined shape is cast.
【００３９】[0039]
【実施例１】次ぎに、この発明を、実施例により説明す
る。その内底面上に、鋳造すべきチタン−アルミニウム
合金鋳造物と同一成分組成のチタン−アルミニウム合金
からなるスカル10が配置された、内容積：3000cc、出
力：300KW のインダクションスカル溶解炉２のるつぼ７
内に、下記原料としての低酸素スポンジチタン11および
溶解促進材（チタン−アルミニウム合金固形物）15を装
入した。Embodiment 1 Next, the present invention will be described with reference to embodiments. A crucible 7 of an induction skull melting furnace 2 having an internal volume of 3000 cc and an output of 300 KW, in which a skull 10 made of a titanium-aluminum alloy having the same composition as the titanium-aluminum alloy casting to be cast is arranged on its inner bottom surface.
A low oxygen sponge titanium 11 and a dissolution promoter (titanium-aluminum alloy solid material) 15 as the following raw materials were charged therein.
【００４０】スポンジチタン： チタン含有量：99.9wt.% 酸素含有量 ：0.03wt.% 装入量 ：3.3Kg 溶解促進材（チタン−アルミニウム合金固形物）： チタン含有量：66wt.% アルミニウム含有量：34wt.% 酸素含有量 ：0.035 wt.% 装入量 ：0.4KgTitanium sponge: Titanium content: 99.9wt.% Oxygen content: 0.03wt.% Charge: 3.3Kg Dissolution accelerator (titanium-aluminum alloy solid): Titanium content: 66wt.% Aluminum content : 34wt.% Oxygen content: 0.035 wt.% Charge: 0.4Kg
【００４１】溶解鋳造室１内を、200torr の圧力のアル
ゴンガス雰囲気に保ち、このような圧力のアルゴンガス
雰囲気下に保たれたインダクションスカル溶解炉２のる
つぼ７内においてスポンジチタン11を溶解した。次い
で、溶解炉２の上方に配置された原料供給装置３から、
約1.7Kg の量のアルミニウム12を、るつぼ７内の溶融チ
タン11a 中に投入した。そして、るつぼ７内において、
アルミニウム12が十分に溶解し、均一な成分の溶融チタ
ン−アルミニウム合金となった後、るつぼ７内の溶融チ
タン−アルミニウム合金13を、るつぼ７の下方に配置さ
れたグラファイト製の円筒状の鋳型４内に鋳込んで、5.
0Kg のチタン−アルミニウム合金インゴットを鋳造し
た。The inside of the melting and casting chamber 1 was kept in an argon gas atmosphere having a pressure of 200 torr, and the titanium sponge 11 was melted in the crucible 7 of the induction skull melting furnace 2 kept in the argon gas atmosphere having such a pressure. Next, from the raw material supply device 3 arranged above the melting furnace 2,
About 1.7 kg of aluminum 12 was put into the molten titanium 11a in the crucible 7. And in the crucible 7,
After the aluminum 12 is sufficiently melted to form a molten titanium-aluminum alloy having a uniform composition, the molten titanium-aluminum alloy 13 in the crucible 7 is placed in the crucible 7 under the cylindrical cylindrical mold 4 made of graphite. Cast it inside, 5.
A 0 kg titanium-aluminum alloy ingot was cast.
【００４２】鋳造されたインゴットの成分組成は、下記
表１の通りであった。 The composition of the cast ingot is shown in Table 1 below.
【００４３】次いで、上記5.0 Kgのチタン−アルミニウ
ム合金インゴット13a をるつぼ７内に装入した。そし
て、溶解鋳造室１内を排気して0.1torr に減圧し、この
ような減圧下において、チタン−アルミニウム合金イン
ゴット13a を再溶解した。そして、再溶解された溶融チ
タン−アルミニウム合金13を、上記減圧下において、る
つぼ７の下方に配置されたシェルモールド14に鋳込み、
所定形状のチタン−アルミニウム合金鋳造物を鋳造し
た。Then, the above-mentioned 5.0 kg titanium-aluminum alloy ingot 13a was placed in the crucible 7. Then, the inside of the melting and casting chamber 1 was evacuated and the pressure was reduced to 0.1 torr, and the titanium-aluminum alloy ingot 13a was remelted under such a reduced pressure. Then, the remelted molten titanium-aluminum alloy 13 is cast into the shell mold 14 arranged below the crucible 7 under the reduced pressure,
A titanium-aluminum alloy casting having a predetermined shape was cast.
【００４４】上記減圧下における、チタン−アルミニウ
ム合金インゴット13a の再溶解時(溶解時間３分）に、
溶融チタン−アルミニウム合金中から、約0.6 wt.%の量
のアルミニウムが蒸発する。その結果、チタン−アルミ
ニウム合金インゴットの成分組成を鋳造物の目標値とす
ると、溶融チタン−アルミニウム合金インゴットを３分
間保持した際の蒸発アルミニウム量は33.7wt.%になる。
そこで、上記蒸発アルミニウム量に見合う25ｇの量のア
ルミニウムを、チタン−アルミニウム合金インゴット13
a と共にるつぼ７内に装入した。At the time of remelting the titanium-aluminum alloy ingot 13a under the above reduced pressure (melting time 3 minutes),
About 0.6 wt.% Of aluminum is vaporized from the molten titanium-aluminum alloy. As a result, assuming that the composition of the titanium-aluminum alloy ingot is the target value of the casting, the amount of evaporated aluminum when the molten titanium-aluminum alloy ingot is held for 3 minutes is 33.7 wt.%.
Therefore, a titanium-aluminum alloy ingot 13 is provided with 25 g of aluminum corresponding to the amount of evaporated aluminum.
It was placed in the crucible 7 together with a.
【００４５】得られた鋳造物の成分組成は、下記表２の
通りであり、アルミニウム量を目標値の±0.25% の範囲
内に調整することができた。 The component composition of the obtained casting is as shown in Table 2 below, and the amount of aluminum could be adjusted within the range of ± 0.25% of the target value.
【００４６】[0046]
【実施例２】実施例１において、るつぼ７内の溶融チタ
ン11a 中へのアルミニウム投入量を1.76Kgとなし、かく
して、表３に示す、アルミニウム含有量が目標値よりも
約１wt.%高いチタン−アルミニウム合金インゴットを調
製した。 [Example 2] In Example 1, the amount of aluminum charged into the molten titanium 11a in the crucible 7 was 1.76 kg, and thus, the titanium having an aluminum content shown in Table 3 which was about 1 wt.% Higher than the target value was used. -Aluminum alloy ingot was prepared.
【００４７】そして、減圧下における、チタン−アルミ
ニウム合金インゴット13a の再溶解時に、溶融チタン−
アルミニウム合金を、その蒸発アルミニウム量が0.9wt.
% となる時間即ち4.5 分間保持した後、これを、シェル
モールド14に鋳込み、所定形状のチタン−アルミニウム
合金鋳造物を鋳造した。During remelting of the titanium-aluminum alloy ingot 13a under reduced pressure, molten titanium-
Aluminum alloy has an evaporated aluminum content of 0.9 wt.
After being held for 4.5 minutes, that is, for 4.5 minutes, this was cast into a shell mold 14 to cast a titanium-aluminum alloy casting having a predetermined shape.
【００４８】得られた鋳造物の成分組成は、下記表４の
通りであり、アルミニウム量を目標値の±0.25% の範囲
内に調整することができた。 The component composition of the obtained casting is as shown in Table 4 below, and the amount of aluminum could be adjusted within the range of ± 0.25% of the target value.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、例えば、スポンジチタン、チタンスクラップ、ア
ルミニウムおよび必要に応じその他の第３元素等からな
る原料を溶解して、チタン−アルミニウム合金鋳造物を
鋳造するに当り、特に、アルミニウム含有量を適確に調
整することができ、これによって、所定量のチタンおよ
びアルミニウムを含有する、低酸素の品質の優れたチタ
ン−アルミニウム合金鋳造物を、低コストで鋳造するこ
とができる、工業上有用な効果がもたらされる。As described above, according to the method of the present invention, for example, titanium-aluminum alloy is prepared by melting sponge titanium, titanium scrap, aluminum and, if necessary, other raw materials including the third element. In casting the casting, in particular, the aluminum content can be appropriately adjusted, whereby a low-oxygen excellent titanium-aluminum alloy casting containing a predetermined amount of titanium and aluminum can be obtained. It can be cast at low cost, and brings industrially useful effects.
【図１】この発明の方法に使用される装置の一例を示す
概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an apparatus used in the method of the present invention.
【図２】この発明の方法における、るつぼ内への原料の
装入状態を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a charging state of raw materials into a crucible in the method of the present invention.
【図３】この発明の方法における、るつぼ内へのアルミ
ニウムの投入状態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing how aluminum is put into the crucible in the method of the present invention.
【図４】この発明の方法における、るつぼ内の溶融チタ
ン−アルミニウム合金の鋳型内への鋳込み状態を示す説
明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a state of casting a molten titanium-aluminum alloy in a crucible into a mold in the method of the present invention.
【図５】この発明の方法における、るつぼ内へのチタン
−アルミニウム合金インゴットの装入状態を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory view showing a charging state of a titanium-aluminum alloy ingot into the crucible in the method of the present invention.
【図６】この発明の方法における、るつぼ内の再溶解さ
れた溶融チタン−アルミニウム合金の鋳型内への鋳込み
状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a state of casting the remelted molten titanium-aluminum alloy in the crucible into the mold in the method of the present invention.
１ 溶解鋳造室、 ２ インダクションスカル溶解炉、 ３ 原料供給装置、 ４ 鋳型、 ５ 排気孔、 ６ ガス供給孔、 ７ るつぼ、 ８ 高周波誘導コイル、 ９ 導管、 10 スカル、 11 スポンジチタン、 11a 溶融チタン、 12 アルミニウム、 12a アルミニウム箔、 13 溶融チタン−アルミニウム合金、 13a チタン−アルミニウム合金インゴット、 14 シェルモールド。 1 melting casting chamber, 2 induction skull melting furnace, 3 raw material supply device, 4 mold, 5 exhaust hole, 6 gas supply hole, 7 crucible, 8 high frequency induction coil, 9 conduit, 10 skull, 11 sponge titanium, 11a molten titanium, 12 aluminum, 12a aluminum foil, 13 molten titanium-aluminum alloy, 13a titanium-aluminum alloy ingot, 14 shell mold.
Claims (6)
クションスカル溶解炉内において、10〜760torr の圧力
の不活性ガス雰囲気下で溶解し、次いで、前記溶解炉内
の溶融チタン中に、原料としてのアルミニウムを添加し
て、所定量のチタンおよびアルミニウムを含有する溶融
チタン−アルミニウム合金を調製し、このようにして調
製された前記溶融チタン−アルミニウム合金を、前記10
〜760torr の圧力の不活性ガス雰囲気下において、グラ
ファイト製、銅製または水冷銅製の鋳型内に鋳込んで、
チタン−アルミニウム合金インゴットを鋳造し、次い
で、前記チタン−アルミニウム合金インゴットを、１to
rr以下の減圧下で前記溶解炉内において再溶解し、この
ようにして再溶解された溶融チタン−アルミニウム合金
中のアルミニウム量が目標値となるように、前記再溶解
された溶融チタン−アルミニウム合金中のアルミニウム
量を調整し、次いで、前記アルミニウム量が調整された
溶融チタン−アルミニウム合金を、前記１torr以下の減
圧下で鋳型内に鋳込み、かくして、チタン−アルミニウ
ム合金鋳造物を鋳造することを特徴とする、チタン−ア
ルミニウム合金鋳造物の鋳造方法。1. A titanium sponge as a raw material is melted in an induction skull melting furnace under an inert gas atmosphere at a pressure of 10 to 760 torr, and then aluminum is used as a raw material in the molten titanium in the melting furnace. To prepare a molten titanium-aluminum alloy containing a predetermined amount of titanium and aluminum, the molten titanium-aluminum alloy thus prepared,
In an inert gas atmosphere at a pressure of ~ 760 torr, cast into a graphite, copper, or water-cooled copper mold,
A titanium-aluminum alloy ingot is cast, and the titanium-aluminum alloy ingot is then
The remelted molten titanium-aluminum alloy is remelted in the melting furnace under a reduced pressure of rr or less so that the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy becomes a target value. The amount of aluminum in the aluminum is adjusted, and then the molten titanium-aluminum alloy having the adjusted amount of aluminum is cast into a mold under a reduced pressure of 1 torr or less, thus casting a titanium-aluminum alloy casting. A casting method for a titanium-aluminum alloy casting.
が350ppm以下の低酸素スポンジチタンを使用する、請求
項１記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein low oxygen sponge titanium having an oxygen content of 350 ppm or less is used as the titanium sponge.
ウム合金中のアルミニウム量の調整を、減圧下での再溶
解時におけるアルミニウムの予想蒸発量から、添加すべ
きアルミニウム量を求め、このようにして求められた量
のアルミニウムを、前記チタン−アルミニウム合金イン
ゴットと共に前記溶解炉内に装入し、または、再溶解さ
れた前記溶融チタン−アルミニウム合金中に添加するこ
とにより行う、請求項１または２記載の方法。3. The adjustment of the amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy is carried out by determining the amount of aluminum to be added from the expected evaporation amount of aluminum at the time of remelting under reduced pressure. The method according to claim 1 or 2, wherein a required amount of aluminum is charged into the melting furnace together with the titanium-aluminum alloy ingot, or added to the remelted molten titanium-aluminum alloy. the method of.
ウム合金中のアルミニウム量の調整を、目標値よりもア
ルミニウム量の多いチタン−アルミニウム合金インゴッ
トを調製し、前記チタン−アルミニウム合金インゴット
の再溶解時における溶融チタン−アルミニウム合金の保
持時間を、所定のアルミニウム量となるように選択する
ことにより行う、請求項１または２記載の方法。4. The amount of aluminum in the remelted molten titanium-aluminum alloy is adjusted by preparing a titanium-aluminum alloy ingot having a larger amount of aluminum than a target value, and re-melting the titanium-aluminum alloy ingot. The method according to claim 1 or 2, wherein the holding time of the molten titanium-aluminum alloy in step 1 is selected so as to obtain a predetermined amount of aluminum.
き原料としての第３元素を、前記スポンジチタンの溶解
時に、前記溶解炉内に、前記スポンジチタンと共に、ま
たは、前記溶解炉内の溶融チタン中に添加する、請求項
１から４の何れか１つに記載の方法。5. A third element as a raw material for forming a titanium-aluminum based alloy, in the melting furnace, together with the sponge titanium, or in the molten titanium in the melting furnace when the sponge titanium is melted. The method according to any one of claims 1 to 4, which is added to.
トを、前記溶解炉内において再溶解する際に、前記溶解
炉内に、鋳造すべきチタン−アルミニウム合金鋳造物と
同一成分組成のチタン−アルミニウム合金スクラップを
装入する、請求項１から５の何れか１つに記載の方法。6. When remelting the titanium-aluminum alloy ingot in the melting furnace, a titanium-aluminum alloy scrap having the same composition as the titanium-aluminum alloy casting to be cast in the melting furnace. The method according to claim 1, wherein the charging is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03349544A JP3125394B2 (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Casting method of titanium-aluminum alloy casting |
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|---|---|---|---|
| JP03349544A JP3125394B2 (en) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | Casting method of titanium-aluminum alloy casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05154642A true JPH05154642A (en) | 1993-06-22 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3125394B2 (en) |
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1991
- 1991-12-06 JP JP03349544A patent/JP3125394B2/en not_active Expired - Fee Related
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