JPH0559466A - 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金 - Google Patents
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金Info
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- JPH0559466A JPH0559466A JP24486191A JP24486191A JPH0559466A JP H0559466 A JPH0559466 A JP H0559466A JP 24486191 A JP24486191 A JP 24486191A JP 24486191 A JP24486191 A JP 24486191A JP H0559466 A JPH0559466 A JP H0559466A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】Ａｌ ２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ−Ａｌ
系合金を、最終目標のＡｌ含有量が１．５ｗｔ％以上よ
り多く含有する溶湯に作製した後、この溶湯を１×１０
−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火物を
使用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌを強
制的に除去して最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とする
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法であり、さらに、上
記の製造方法において、最終目標組成、或いは、最終目
標組成より低いＡｌ含有量とした鋳塊を作製し、この鋳
塊を水冷坩堝を使用して誘導溶解法により１０Ｔｏｒｒ
以上の圧力の不活性ガス雰囲気下において再溶解を行
い、均一化および成分調整を行って最終目標組成のＴｉ
−Ａｌ系合金とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法
であり、さらに、酸素含有量が２００ｐｐｍ以下である
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金である。 【効果】Ａｌを強制的に除去することにより、同時に２
００ｐｐｍ以下の低酸素とすることができ、かつ、成分
均一の鋳塊を製造することができる。
系合金を、最終目標のＡｌ含有量が１．５ｗｔ％以上よ
り多く含有する溶湯に作製した後、この溶湯を１×１０
−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火物を
使用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌを強
制的に除去して最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とする
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法であり、さらに、上
記の製造方法において、最終目標組成、或いは、最終目
標組成より低いＡｌ含有量とした鋳塊を作製し、この鋳
塊を水冷坩堝を使用して誘導溶解法により１０Ｔｏｒｒ
以上の圧力の不活性ガス雰囲気下において再溶解を行
い、均一化および成分調整を行って最終目標組成のＴｉ
−Ａｌ系合金とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法
であり、さらに、酸素含有量が２００ｐｐｍ以下である
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金である。 【効果】Ａｌを強制的に除去することにより、同時に２
００ｐｐｍ以下の低酸素とすることができ、かつ、成分
均一の鋳塊を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金
の製造方法に関し、さらに詳しくは、軽量耐熱材料、お
よび、スパッタリングターゲット材料等に使用されてい
る高純度の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に関する
ものである。
の製造方法に関し、さらに詳しくは、軽量耐熱材料、お
よび、スパッタリングターゲット材料等に使用されてい
る高純度の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術】一般的に、航空機、自動車、化学プラン
ト、工具等の各産業の技術分野において、エンジン効率
の向上、耐用年数の延長さらにはコスト低減等の要求は
益々強くなってきており、これを実現するためには、強
度、弾性率、耐熱性、耐蝕性等の高性能および高機能で
ある材料が強く要望されている。
ト、工具等の各産業の技術分野において、エンジン効率
の向上、耐用年数の延長さらにはコスト低減等の要求は
益々強くなってきており、これを実現するためには、強
度、弾性率、耐熱性、耐蝕性等の高性能および高機能で
ある材料が強く要望されている。
【０００３】この要望を満足する材料として、Ｎｉ−Ａ
ｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｔｉ−Ａｌ系合金等の金
属間化合物が挙げられ、特に、Ｔｉ−Ａｌ系合金の金属
間化合物は軽量高弾性率、高耐熱性等の優れた特性を有
していることから、各産業において注目を集めている。
ｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｔｉ−Ａｌ系合金等の金
属間化合物が挙げられ、特に、Ｔｉ−Ａｌ系合金の金属
間化合物は軽量高弾性率、高耐熱性等の優れた特性を有
していることから、各産業において注目を集めている。
【０００４】そして、このような優れた特性を有してい
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する場合、Ｔｉ−Ａｌ系合金
は、この合金を構成する含有成分が活性であることか
ら、不活性雰囲気下において、純Ｔｉ、純Ａｌおよび第
３元素等の含有成分を真空アーク溶解法、プラズマ溶解
法、電子ビーム溶解法、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法等により行われているのが現状である。
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する場合、Ｔｉ−Ａｌ系合金
は、この合金を構成する含有成分が活性であることか
ら、不活性雰囲気下において、純Ｔｉ、純Ａｌおよび第
３元素等の含有成分を真空アーク溶解法、プラズマ溶解
法、電子ビーム溶解法、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法等により行われているのが現状である。
【０００５】そして、真空アーク溶解法によりＴｉ−Ａ
ｌ系合金を溶製する場合、粒状、或いは、塊状のＴｉと
Ａｌの原料を棒状に圧縮成形し、この成形体を消耗電極
として真空下においてアーク溶解を行うものであるが、
原料のＴｉとＡｌの融点が大きく相違しており、従っ
て、溶解速度が異なる結果、Ｔｉが未溶解のまま鋳塊中
に混入したり、或いは、溶解時の溶湯プール中の撹拌力
が不充分であるため、原料の純Ｔｉおよび純Ａｌが均一
に混合する時間的な余裕がなく、含有成分の偏析が起こ
り易くなり、均質な鋳塊を作ることが困難となる。ま
た、純度に関しても使用する原料の純度に依存している
ものであるから、高純度化を望むことには困難性を伴
う。
ｌ系合金を溶製する場合、粒状、或いは、塊状のＴｉと
Ａｌの原料を棒状に圧縮成形し、この成形体を消耗電極
として真空下においてアーク溶解を行うものであるが、
原料のＴｉとＡｌの融点が大きく相違しており、従っ
て、溶解速度が異なる結果、Ｔｉが未溶解のまま鋳塊中
に混入したり、或いは、溶解時の溶湯プール中の撹拌力
が不充分であるため、原料の純Ｔｉおよび純Ａｌが均一
に混合する時間的な余裕がなく、含有成分の偏析が起こ
り易くなり、均質な鋳塊を作ることが困難となる。ま
た、純度に関しても使用する原料の純度に依存している
ものであるから、高純度化を望むことには困難性を伴
う。
【０００６】プラズマアーク溶解法、電子ビーム溶解法
は、原料となる塊状、粒状の純Ｔｉ、純Ａｌをコールド
ハース内において溶解後、水冷鋳型内に注湯するか、コ
ールドハースを使用しないで直接に原料を鋳型内に装入
しながら溶解を行い、鋳塊を作製する方法が一般的であ
るが、この両溶解法は共に真空アーク溶解法と同様に、
溶湯プール内の撹拌力不足による偏析、融点の相違によ
る未溶解が起こり易く、均質な鋳塊を作製し難いという
問題がある。純度も真空アーク溶解法と同様に高純度化
を望むことには困難性がある。
は、原料となる塊状、粒状の純Ｔｉ、純Ａｌをコールド
ハース内において溶解後、水冷鋳型内に注湯するか、コ
ールドハースを使用しないで直接に原料を鋳型内に装入
しながら溶解を行い、鋳塊を作製する方法が一般的であ
るが、この両溶解法は共に真空アーク溶解法と同様に、
溶湯プール内の撹拌力不足による偏析、融点の相違によ
る未溶解が起こり易く、均質な鋳塊を作製し難いという
問題がある。純度も真空アーク溶解法と同様に高純度化
を望むことには困難性がある。
【０００７】また、特公平０３−０４４１３３号公報に
おいて開示されている、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法は、水冷坩堝からの冷却効果により形成された溶
融金属のスカル（凝固殻）上に溶融保持されること、さ
らに、誘導コイルからの電磁気力により溶融金属は放物
線形状に保持されることから、坩堝材との接触が少な
く、汚染の少ない溶解を行うことが可能であり、かつ、
溶湯プール内の撹拌力も大きいので成分偏析がなく、均
一な鋳塊が作製できるという有利性があるが、純度に関
しては精錬効果を有しておらず、溶解原料に依存してお
り、高純度化を望むことは困難である。
おいて開示されている、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法は、水冷坩堝からの冷却効果により形成された溶
融金属のスカル（凝固殻）上に溶融保持されること、さ
らに、誘導コイルからの電磁気力により溶融金属は放物
線形状に保持されることから、坩堝材との接触が少な
く、汚染の少ない溶解を行うことが可能であり、かつ、
溶湯プール内の撹拌力も大きいので成分偏析がなく、均
一な鋳塊が作製できるという有利性があるが、純度に関
しては精錬効果を有しておらず、溶解原料に依存してお
り、高純度化を望むことは困難である。
【０００８】また、含有成分均一化を可能とする誘導溶
解法に、ＣａＯ坩堝を使用する方法があるが、この方法
は坩堝材であるＣａＯからの酸素により溶湯の汚染を防
止することが極めて困難であり、通常は溶湯の酸素含有
量５００〜１０００ｐｐｍ、であり、Ｃａ脱酸等を行っ
ても溶湯酸素含有量は３００〜５００ｐｐｍ程度にしか
減少させることはできなかった。
解法に、ＣａＯ坩堝を使用する方法があるが、この方法
は坩堝材であるＣａＯからの酸素により溶湯の汚染を防
止することが極めて困難であり、通常は溶湯の酸素含有
量５００〜１０００ｐｐｍ、であり、Ｃａ脱酸等を行っ
ても溶湯酸素含有量は３００〜５００ｐｐｍ程度にしか
減少させることはできなかった。
【０００９】従って、上記に説明した優れた特性を有す
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する従来の溶解法において
は、精錬効果を期待することができず、従って、純度は
溶解原料に依存するものであり、酸素含有量も２００ｐ
ｐｍ以下とすることはできず、さらに、成分偏析のない
均一なＴｉ−Ａｌ系合金を製造することは困難であっ
た。
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する従来の溶解法において
は、精錬効果を期待することができず、従って、純度は
溶解原料に依存するものであり、酸素含有量も２００ｐ
ｐｍ以下とすることはできず、さらに、成分偏析のない
均一なＴｉ−Ａｌ系合金を製造することは困難であっ
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
たように従来におけるＴｉ−Ａｌ系合金の製造方法の種
々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を
重ねた結果、難加工性を改善することができ、室温にお
ける延性を改善することができ、さらに、鋳塊中の含有
成分を均一化を行うことができ、従来より強い要望のあ
る２００ｐｐｍ以下の低酸素を充分に達成することがで
きる低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を開発したので
ある。
たように従来におけるＴｉ−Ａｌ系合金の製造方法の種
々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を
重ねた結果、難加工性を改善することができ、室温にお
ける延性を改善することができ、さらに、鋳塊中の含有
成分を均一化を行うことができ、従来より強い要望のあ
る２００ｐｐｍ以下の低酸素を充分に達成することがで
きる低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を開発したので
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る低酸素Ｔｉ
−Ａｌ系合金の製造方法は、Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含
有するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標のＡｌ含有量より
１.５ｗｔ％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯
に作製した後、この溶湯を１×１０-2Ｔｏｒｒより高い
真空雰囲気下において、耐火物を使用しない溶解方式に
より保持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目
標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする低酸
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を第１の発明とし、Ａｌ
２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目
標のＡｌ含有量より１.５ｗｔ％以上より多く含有する
溶解母材或いは溶湯に作製した後、この溶湯を１×１０
-2Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火物を使
用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌを強制
的に除去して最終目標組成、或いは、最終目標組成より
低いＡｌ含有量とした鋳塊を作製し、この鋳塊を水冷坩
堝を使用して誘導溶解法により１０Ｔｏｒｒ以上の圧力
の不活性ガス雰囲気下において再溶解を行い、均一化お
よび成分調整を行って最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金
とすることを特徴とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造
方法を第２の発明とする２つの発明よりなるものであ
る。
−Ａｌ系合金の製造方法は、Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含
有するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標のＡｌ含有量より
１.５ｗｔ％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯
に作製した後、この溶湯を１×１０-2Ｔｏｒｒより高い
真空雰囲気下において、耐火物を使用しない溶解方式に
より保持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目
標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする低酸
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を第１の発明とし、Ａｌ
２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目
標のＡｌ含有量より１.５ｗｔ％以上より多く含有する
溶解母材或いは溶湯に作製した後、この溶湯を１×１０
-2Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火物を使
用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌを強制
的に除去して最終目標組成、或いは、最終目標組成より
低いＡｌ含有量とした鋳塊を作製し、この鋳塊を水冷坩
堝を使用して誘導溶解法により１０Ｔｏｒｒ以上の圧力
の不活性ガス雰囲気下において再溶解を行い、均一化お
よび成分調整を行って最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金
とすることを特徴とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造
方法を第２の発明とする２つの発明よりなるものであ
る。
【００１２】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法について、以下詳細に説明する。
造方法について、以下詳細に説明する。
【００１３】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法においては、先ず、Ａｌを２５〜５５ｗｔ％含有
するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標組成のＡｌ含有量より
も１.５ｗｔ％多い組成の溶解母材或いは溶湯を作製す
る。そして、最終目標組成より１.５ｗｔ％以上多く含
有する溶解母材或溶湯にする方法は、溶解原料の配合を
Ａｌを多くなるようにするのであり、１.５ｗｔ％以上
多く含有させるのは、Ａｌを蒸発除去することにより同
時に酸素が除去されるＡｌ蒸発脱酸作用を利用するの
で、予めＡｌを最終目標組成より多く含有させる必要が
あり、Ａｌ含有量が１.５ｗｔ％よりも多くなければ脱
酸効果がなく、最終目標組成より多くＡｌを含有してい
る溶解母材或いは溶湯を作製し、多く含有している分を
除去することにより、その量に見合った量の酸素も除去
することができる。従って、Ａｌ含有量の多い原料を耐
火物等を用いない溶解方法により溶湯を保持し、１×１
０-2Ｔｏｒｒよりも高い真空雰囲気下において強制的に
Ａｌを除去すると、これに伴って溶湯中の酸素量も減少
するのであり、最終目標組成のＡｌ含有量よりもＡｌを
多く含有する組成の溶湯から強制的にＡｌを除去するこ
とにより、最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金を製造する
ことができると同時に酸素を２００ｐｐｍ以下に低減さ
せることができる。また、Ａｌを蒸発除去することによ
り脱酸を行うため、１×１０-2Ｔｏｒｒより高い真空雰
囲気下でないと、Ａｌの蒸発が起こりにくいからで、真
空度が高くなるほどＡｌの蒸発量は増加し、それにより
脱酸の効果も大きくなるのである。
造方法においては、先ず、Ａｌを２５〜５５ｗｔ％含有
するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標組成のＡｌ含有量より
も１.５ｗｔ％多い組成の溶解母材或いは溶湯を作製す
る。そして、最終目標組成より１.５ｗｔ％以上多く含
有する溶解母材或溶湯にする方法は、溶解原料の配合を
Ａｌを多くなるようにするのであり、１.５ｗｔ％以上
多く含有させるのは、Ａｌを蒸発除去することにより同
時に酸素が除去されるＡｌ蒸発脱酸作用を利用するの
で、予めＡｌを最終目標組成より多く含有させる必要が
あり、Ａｌ含有量が１.５ｗｔ％よりも多くなければ脱
酸効果がなく、最終目標組成より多くＡｌを含有してい
る溶解母材或いは溶湯を作製し、多く含有している分を
除去することにより、その量に見合った量の酸素も除去
することができる。従って、Ａｌ含有量の多い原料を耐
火物等を用いない溶解方法により溶湯を保持し、１×１
０-2Ｔｏｒｒよりも高い真空雰囲気下において強制的に
Ａｌを除去すると、これに伴って溶湯中の酸素量も減少
するのであり、最終目標組成のＡｌ含有量よりもＡｌを
多く含有する組成の溶湯から強制的にＡｌを除去するこ
とにより、最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金を製造する
ことができると同時に酸素を２００ｐｐｍ以下に低減さ
せることができる。また、Ａｌを蒸発除去することによ
り脱酸を行うため、１×１０-2Ｔｏｒｒより高い真空雰
囲気下でないと、Ａｌの蒸発が起こりにくいからで、真
空度が高くなるほどＡｌの蒸発量は増加し、それにより
脱酸の効果も大きくなるのである。
【００１４】さらに、上記に説明した方法により、最終
目標組成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量お
よび酸素含有量を充分に低減した鋳塊を作製して、水冷
分割銅坩堝を使用する誘導溶解法により不活性ガス雰囲
気下（１０Ｔｏｒｒ以上の圧力）で再溶解を行って、均
一化および成分調整を行うことにより最終目標組成の鋳
塊を製造するものであり、即ち、Ａｌの強制除去溶解に
よる低酸素化と、水冷分割銅坩堝による無汚染均一化溶
解を同時に行うことができる溶解方法により、酸素濃度
が２００ｐｐｍ以下の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を製造で
きる。
目標組成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量お
よび酸素含有量を充分に低減した鋳塊を作製して、水冷
分割銅坩堝を使用する誘導溶解法により不活性ガス雰囲
気下（１０Ｔｏｒｒ以上の圧力）で再溶解を行って、均
一化および成分調整を行うことにより最終目標組成の鋳
塊を製造するものであり、即ち、Ａｌの強制除去溶解に
よる低酸素化と、水冷分割銅坩堝による無汚染均一化溶
解を同時に行うことができる溶解方法により、酸素濃度
が２００ｐｐｍ以下の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を製造で
きる。
【００１５】しかして、溶解母材或いは溶湯中のＡｌを
強制的に蒸発除去することにより、最終目標組成に対し
てＡｌ組成が大幅に異なった場合、Ａｌを添加する等の
手段により成分調整を行うのであるが、Ａｌが少なくな
り過ぎた場合はＡｌを添加し、また、Ａｌが多い場合は
Ｔｉを添加する。この場合、酸素はＡｌよりもＴｉに多
く含有されるので、Ｔｉを添加して成分調整を行うより
も、充分にＡｌを蒸発除去させて脱酸を行った後、Ａｌ
添加により成分調整を行った方が有利である。また、１
０Ｔｏｒｒ未満の圧力の不活性ガス雰囲気下で再溶解を
行うと、水冷分割銅坩堝の分割された銅と銅との間にア
ーキングと呼ばれるアーク放電が起こる可能性があり、
それにより銅坩堝の一部が溶損して冷却水が吹き出す
と、水蒸気爆発のおこる可能性があり、また、１×１０
-2Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下になると、Ａｌが蒸発す
るので成分調整が困難となるからである。
強制的に蒸発除去することにより、最終目標組成に対し
てＡｌ組成が大幅に異なった場合、Ａｌを添加する等の
手段により成分調整を行うのであるが、Ａｌが少なくな
り過ぎた場合はＡｌを添加し、また、Ａｌが多い場合は
Ｔｉを添加する。この場合、酸素はＡｌよりもＴｉに多
く含有されるので、Ｔｉを添加して成分調整を行うより
も、充分にＡｌを蒸発除去させて脱酸を行った後、Ａｌ
添加により成分調整を行った方が有利である。また、１
０Ｔｏｒｒ未満の圧力の不活性ガス雰囲気下で再溶解を
行うと、水冷分割銅坩堝の分割された銅と銅との間にア
ーキングと呼ばれるアーク放電が起こる可能性があり、
それにより銅坩堝の一部が溶損して冷却水が吹き出す
と、水蒸気爆発のおこる可能性があり、また、１×１０
-2Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下になると、Ａｌが蒸発す
るので成分調整が困難となるからである。
【００１６】なお、本発明に低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の
製造方法おいて使用できる合金としては、Ｔｉ−Ａｌ系
合金ばかりではなく、室温延性を向上させる効果を有す
るＣｒ、Ｍｎ、Ｖ、および、高温強度を向上させる効果
のあるＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、さらに、耐熱性を向上さ
せる効果を有するＹ等の成分を含有させることにより成
分調整を行うことができので、広くＴｉ−Ａｌ系合金に
適用が可能である。
製造方法おいて使用できる合金としては、Ｔｉ−Ａｌ系
合金ばかりではなく、室温延性を向上させる効果を有す
るＣｒ、Ｍｎ、Ｖ、および、高温強度を向上させる効果
のあるＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、さらに、耐熱性を向上さ
せる効果を有するＹ等の成分を含有させることにより成
分調整を行うことができので、広くＴｉ−Ａｌ系合金に
適用が可能である。
【００１７】
【実 施 例】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の
製造方法の実施例を説明する。
製造方法の実施例を説明する。
【００１８】
【実 施 例】表１に溶解原料、電子ビーム溶解法による
強制的にＡｌを除去した材料、さらに、この材料を水冷
分割銅坩堝を使用した誘導溶解方法による再溶解材料の
化学成分を示す。
強制的にＡｌを除去した材料、さらに、この材料を水冷
分割銅坩堝を使用した誘導溶解方法による再溶解材料の
化学成分を示す。
【００１９】電子ビーム溶解炉を使用して、先ず、原料
配合値を検討してから、原料を装入しながら、水冷ハー
ス内で１×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下でＴｉ−
４０ｗｔ％Ａｌの合金溶湯（溶解母材）を作製・保持
し、同時にＡｌを強制的に除去した。さらに、この材料
をアルゴンガス１００Ｔｏｒｒ雰囲気下で、水冷銅坩堝
により誘導溶解を行った。表１に製造された材料の含有
成分および成分割合を示す。この表１から明らかなよう
に、本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に
よれば、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の低酸素で、か
つ、偏析のない均一な鋳塊を製造することができた。
配合値を検討してから、原料を装入しながら、水冷ハー
ス内で１×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下でＴｉ−
４０ｗｔ％Ａｌの合金溶湯（溶解母材）を作製・保持
し、同時にＡｌを強制的に除去した。さらに、この材料
をアルゴンガス１００Ｔｏｒｒ雰囲気下で、水冷銅坩堝
により誘導溶解を行った。表１に製造された材料の含有
成分および成分割合を示す。この表１から明らかなよう
に、本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に
よれば、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の低酸素で、か
つ、偏析のない均一な鋳塊を製造することができた。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る低酸
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法は上記の構成であるか
ら、Ａｌを強制的に除去することにより、同時に２００
ｐｐｍ以下の低酸素とすることができ、かつ、成分均一
の鋳塊を製造することができるという効果を有するもの
である。
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法は上記の構成であるか
ら、Ａｌを強制的に除去することにより、同時に２００
ｐｐｍ以下の低酸素とすることができ、かつ、成分均一
の鋳塊を製造することができるという効果を有するもの
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年７月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法お
よび低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金
よび低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金
の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金に関し、さら
に詳しくは、軽量耐熱材料、および、スパッタリングタ
ーゲット材料等に使用されている高純度の低酸素Ｔｉ−
Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金に
関するものである。
の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金に関し、さら
に詳しくは、軽量耐熱材料、および、スパッタリングタ
ーゲット材料等に使用されている高純度の低酸素Ｔｉ−
Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金に
関するものである。
【０００２】
【従来技術】一般的に、航空機、自動車、化学プラン
ト、工具等の各産業の技術分野において、エンジン効率
の向上、耐用年数の延長さらにはコスト低減等の要求は
益々強くなってきており、これを実現するためには、強
度、弾性率、耐熱性、耐蝕性等の高性能および高機能で
ある材料が強く要望されている。
ト、工具等の各産業の技術分野において、エンジン効率
の向上、耐用年数の延長さらにはコスト低減等の要求は
益々強くなってきており、これを実現するためには、強
度、弾性率、耐熱性、耐蝕性等の高性能および高機能で
ある材料が強く要望されている。
【０００３】この要望を満足する材料として、Ｎｉ−Ａ
ｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｔｉ−Ａｌ系合金等の金
属間化合物が挙げられ、特に、Ｔｉ−Ａｌ系合金の金属
間化合物は軽量高弾性率、高耐熱性等の優れた特性を有
していることから、各産業において注目を集めている。
ｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｔｉ−Ａｌ系合金等の金
属間化合物が挙げられ、特に、Ｔｉ−Ａｌ系合金の金属
間化合物は軽量高弾性率、高耐熱性等の優れた特性を有
していることから、各産業において注目を集めている。
【０００４】そして、このような優れた特性を有してい
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する場合、Ｔｉ−Ａｌ系合金
は、この合金を構成する含有成分が活性であることか
ら、不活性雰囲気下において、純Ｔｉ、純Ａｌおよび第
３元素等の含有成分を真空アーク溶解法、プラズマ溶解
法、電子ビーム溶解法、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法等により行われているのが現状である。
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する場合、Ｔｉ−Ａｌ系合金
は、この合金を構成する含有成分が活性であることか
ら、不活性雰囲気下において、純Ｔｉ、純Ａｌおよび第
３元素等の含有成分を真空アーク溶解法、プラズマ溶解
法、電子ビーム溶解法、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法等により行われているのが現状である。
【０００５】そして、真空アーク溶解法によりＴｉ−Ａ
ｌ系合金を溶製する場合、粒状、或いは、塊状のＴｉと
Ａｌの原料を棒状に圧縮成形し、この成形体を消耗電極
として真空下においてアーク溶解を行うものであるが、
原料のＴｉとＡｌの融点が大きく相違しており、従っ
て、溶解速度が異なる結果、Ｔｉが未溶解のまま鋳塊中
に混入したり、或いは、溶解時の溶湯プール中の撹拌力
が不充分であるため、原料の純Ｔｉおよび純Ａｌが均一
に混合する時間的な余裕がなく、含有成分の偏析が起こ
り易くなり、均質な鋳塊を作ることが困難となる。ま
た、純度に関しても使用する原料の純度に依存している
ものであるから、高純度化を望むことには困難性を伴
う。
ｌ系合金を溶製する場合、粒状、或いは、塊状のＴｉと
Ａｌの原料を棒状に圧縮成形し、この成形体を消耗電極
として真空下においてアーク溶解を行うものであるが、
原料のＴｉとＡｌの融点が大きく相違しており、従っ
て、溶解速度が異なる結果、Ｔｉが未溶解のまま鋳塊中
に混入したり、或いは、溶解時の溶湯プール中の撹拌力
が不充分であるため、原料の純Ｔｉおよび純Ａｌが均一
に混合する時間的な余裕がなく、含有成分の偏析が起こ
り易くなり、均質な鋳塊を作ることが困難となる。ま
た、純度に関しても使用する原料の純度に依存している
ものであるから、高純度化を望むことには困難性を伴
う。
【０００６】プラズマアーク溶解法、電子ビーム溶解法
は、原料となる塊状、粒状の純Ｔｉ、純Ａｌをコールド
ハース内において溶解後、水冷鋳型内に注湯するか、コ
ールドハースを使用しないで直接に原料を鋳型内に装入
しながら溶解を行い、鋳塊を作製する方法が一般的であ
るが、この両溶解法は共に真空アーク溶解法と同様に、
溶湯プール内の撹拌力不足による偏析、融点の相違によ
る未溶解が起こり易く、均質な鋳塊を作製し難いという
問題がある。純度も真空アーク溶解法と同様に高純度化
を望むことには困難性がある。
は、原料となる塊状、粒状の純Ｔｉ、純Ａｌをコールド
ハース内において溶解後、水冷鋳型内に注湯するか、コ
ールドハースを使用しないで直接に原料を鋳型内に装入
しながら溶解を行い、鋳塊を作製する方法が一般的であ
るが、この両溶解法は共に真空アーク溶解法と同様に、
溶湯プール内の撹拌力不足による偏析、融点の相違によ
る未溶解が起こり易く、均質な鋳塊を作製し難いという
問題がある。純度も真空アーク溶解法と同様に高純度化
を望むことには困難性がある。
【０００７】また、特公平０３−０４４１３３号公報に
おいて開示されている、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法は、水冷坩堝からの冷却効果により形成された溶
融金属のスカル（凝固殻）上に溶融保持されること、さ
らに、誘導コイルからの電磁気力により溶融金属は放物
線形状に保持されることから、坩堝材との接触が少な
く、汚染の少ない溶解を行うことが可能であり、かつ、
溶湯プール内の撹拌力も大きいので成分偏析がなく、均
一な鋳塊が作製できるという有利性があるが、純度に関
しては精錬効果を有しておらず、溶解原料に依存してお
り、高純度化を望むことは困難である。
おいて開示されている、水冷分割銅坩堝を使用する誘導
溶解法は、水冷坩堝からの冷却効果により形成された溶
融金属のスカル（凝固殻）上に溶融保持されること、さ
らに、誘導コイルからの電磁気力により溶融金属は放物
線形状に保持されることから、坩堝材との接触が少な
く、汚染の少ない溶解を行うことが可能であり、かつ、
溶湯プール内の撹拌力も大きいので成分偏析がなく、均
一な鋳塊が作製できるという有利性があるが、純度に関
しては精錬効果を有しておらず、溶解原料に依存してお
り、高純度化を望むことは困難である。
【０００８】また、含有成分均一化を可能とする誘導溶
解法に、ＣａＯ坩堝を使用する方法があるが、この方法
は坩堝材であるＣａＯからの酸素により溶湯の汚染を防
止することが極めて困難であり、通常は溶湯の酸素含有
量５００〜１０００ｐｐｍ、であり、Ｃａ脱酸等を行っ
ても溶湯酸素含有量は３００〜５００ｐｐｍ程度にしか
減少させることはできなかった。
解法に、ＣａＯ坩堝を使用する方法があるが、この方法
は坩堝材であるＣａＯからの酸素により溶湯の汚染を防
止することが極めて困難であり、通常は溶湯の酸素含有
量５００〜１０００ｐｐｍ、であり、Ｃａ脱酸等を行っ
ても溶湯酸素含有量は３００〜５００ｐｐｍ程度にしか
減少させることはできなかった。
【０００９】従って、上記に説明した優れた特性を有す
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する従来の溶解法において
は、精錬効果を期待することができず、従って、純度は
溶解原料に依存するものであり、酸素含有量も２００ｐ
ｐｍ以下とすることはできず、さらに、成分偏析のない
均一なＴｉ−Ａｌ系合金を製造することは困難であっ
た。
るＴｉ−Ａｌ系合金を製造する従来の溶解法において
は、精錬効果を期待することができず、従って、純度は
溶解原料に依存するものであり、酸素含有量も２００ｐ
ｐｍ以下とすることはできず、さらに、成分偏析のない
均一なＴｉ−Ａｌ系合金を製造することは困難であっ
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
たように従来におけるＴｉ−Ａｌ系合金の製造方法およ
びＴｉ−Ａｌ系合金の種々の問題点に鑑み、本発明者が
鋭意研究を行い、検討を重ねた結果、難加工性を改善す
ることができ、室温における延性を改善することがで
き、さらに、鋳塊中の含有成分を均一化を行うことがで
き、従来より強い要望のある極めて低い酸素含有量を充
分に達成することができる低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を開発したのであ
る。
たように従来におけるＴｉ−Ａｌ系合金の製造方法およ
びＴｉ−Ａｌ系合金の種々の問題点に鑑み、本発明者が
鋭意研究を行い、検討を重ねた結果、難加工性を改善す
ることができ、室温における延性を改善することがで
き、さらに、鋳塊中の含有成分を均一化を行うことがで
き、従来より強い要望のある極めて低い酸素含有量を充
分に達成することができる低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を開発したのであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る低酸素Ｔｉ
−Ａｌ系合金の製造方法および低Ｔｉ−Ａｌ系合金は、
Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ−Ａｌ系合金を最
終目標のＡｌ含有量より１．５ｗｔ％以上より多く含有
する溶解母材或いは溶湯に作製した後、この溶湯を１×
１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火
物を使用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌ
を強制的に除去して最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金と
することを特徴とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方
法を第１の発明とし、Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含有する
Ｔｉ−Ａｌ系合金を最終目標のＡｌ含有量より１．５ｗ
ｔ％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯に作製し
た後、この溶湯を１×１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰
囲気下において、耐火物を使用しない溶解方式により保
持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目標組
成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量とした鋳
塊を作製し、この鋳塊を水冷坩堝を使用して誘導溶解法
により１０Ｔｏｒｒ以上の圧力の不活性ガス雰囲気下に
おいて再溶解を行い、均一化および成分調整を行って最
終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を第２の発明とし、
さらに、酸素含有量が２００ｐｐｍ以下である低酸素
Ｔｉ−Ａｌ系合金を第３の発明とする３つの発明よりな
るものである。
−Ａｌ系合金の製造方法および低Ｔｉ−Ａｌ系合金は、
Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ−Ａｌ系合金を最
終目標のＡｌ含有量より１．５ｗｔ％以上より多く含有
する溶解母材或いは溶湯に作製した後、この溶湯を１×
１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気下において、耐火
物を使用しない溶解方式により保持して、溶湯中のＡｌ
を強制的に除去して最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金と
することを特徴とする低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方
法を第１の発明とし、Ａｌ２５〜５５ｗｔ％を含有する
Ｔｉ−Ａｌ系合金を最終目標のＡｌ含有量より１．５ｗ
ｔ％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯に作製し
た後、この溶湯を１×１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰
囲気下において、耐火物を使用しない溶解方式により保
持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目標組
成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量とした鋳
塊を作製し、この鋳塊を水冷坩堝を使用して誘導溶解法
により１０Ｔｏｒｒ以上の圧力の不活性ガス雰囲気下に
おいて再溶解を行い、均一化および成分調整を行って最
終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法を第２の発明とし、
さらに、酸素含有量が２００ｐｐｍ以下である低酸素
Ｔｉ−Ａｌ系合金を第３の発明とする３つの発明よりな
るものである。
【００１２】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金について、以下詳
細に説明する。
造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金について、以下詳
細に説明する。
【００１３】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製
造方法においては、先ず、Ａｌを２５〜５５ｗｔ％含有
するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標組成のＡｌ含有量より
も１．５ｗｔ％多い組成の溶解母材或いは溶湯を作製す
る。そして、最終目標組成より１．５ｗｔ％以上多く含
有する溶解母材或溶湯にする方法は、溶解原料の配合を
Ａｌを多くなるようにするのであり、１．５ｗｔ％以上
多く含有させるのは、Ａｌを蒸発除去することにより同
時に酸素が除去されるＡｌ蒸発脱酸作用を利用するの
で、予めＡｌを最終目標組成より多く含有させる必要が
あり、Ａｌ含有量が１．５ｗｔ％よりも多くなければ脱
酸効果がなく、最終目標組成より多くＡｌを含有してい
る溶解母材或いは溶湯を作製し、多く含有している分を
除去することにより、その量に見合った量の酸素も除去
することができる。
造方法においては、先ず、Ａｌを２５〜５５ｗｔ％含有
するＴｉ−Ａｌ系合金を最終目標組成のＡｌ含有量より
も１．５ｗｔ％多い組成の溶解母材或いは溶湯を作製す
る。そして、最終目標組成より１．５ｗｔ％以上多く含
有する溶解母材或溶湯にする方法は、溶解原料の配合を
Ａｌを多くなるようにするのであり、１．５ｗｔ％以上
多く含有させるのは、Ａｌを蒸発除去することにより同
時に酸素が除去されるＡｌ蒸発脱酸作用を利用するの
で、予めＡｌを最終目標組成より多く含有させる必要が
あり、Ａｌ含有量が１．５ｗｔ％よりも多くなければ脱
酸効果がなく、最終目標組成より多くＡｌを含有してい
る溶解母材或いは溶湯を作製し、多く含有している分を
除去することにより、その量に見合った量の酸素も除去
することができる。
【００１４】従って、Ａｌ含有量の多い原料を耐火物等
を用いない溶解方法により溶湯を保持し、１×１０−２
Ｔｏｒｒよりも高い真空雰囲気下において強制的にＡｌ
を除去すると、これに伴って溶湯中の酸素量も減少する
のであり、最終目標組成のＡｌ含有量よりもＡｌを多く
含有する組成の溶湯から強制的にＡｌを除去することに
より、最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金を製造すること
ができると同時に酸素を２００ｐｐｍ以下に低減させる
ことができる。また、Ａｌを蒸発除去することにより脱
酸を行うため、１×１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲
気下でないと、Ａｌの蒸発が起こりにくいからで、真空
度が高くなるほどＡｌの蒸発量は増加し、それにより脱
酸の効果も大きくなるのである。
を用いない溶解方法により溶湯を保持し、１×１０−２
Ｔｏｒｒよりも高い真空雰囲気下において強制的にＡｌ
を除去すると、これに伴って溶湯中の酸素量も減少する
のであり、最終目標組成のＡｌ含有量よりもＡｌを多く
含有する組成の溶湯から強制的にＡｌを除去することに
より、最終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金を製造すること
ができると同時に酸素を２００ｐｐｍ以下に低減させる
ことができる。また、Ａｌを蒸発除去することにより脱
酸を行うため、１×１０−２Ｔｏｒｒより高い真空雰囲
気下でないと、Ａｌの蒸発が起こりにくいからで、真空
度が高くなるほどＡｌの蒸発量は増加し、それにより脱
酸の効果も大きくなるのである。
【００１５】さらに、上記に説明した方法により、最終
目標組成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量お
よび酸素含有量を充分に低減した鋳塊を作製して、水冷
分割銅坩堝を使用する誘導溶解法により不活性ガス雰囲
気下（１０Ｔｏｒｒ以上の圧力）で再溶解を行って、均
一化および成分調整を行うことにより最終目標組成の鋳
塊を製造するものであり、即ち、Ａ１の強制除去溶解に
よる低酸素化と、水冷分割銅坩堝による無汚染均一化溶
解を同時に行うことができる溶解方法により、酸素濃度
が２００ｐｐｍ以下の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を製造で
きる。
目標組成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量お
よび酸素含有量を充分に低減した鋳塊を作製して、水冷
分割銅坩堝を使用する誘導溶解法により不活性ガス雰囲
気下（１０Ｔｏｒｒ以上の圧力）で再溶解を行って、均
一化および成分調整を行うことにより最終目標組成の鋳
塊を製造するものであり、即ち、Ａ１の強制除去溶解に
よる低酸素化と、水冷分割銅坩堝による無汚染均一化溶
解を同時に行うことができる溶解方法により、酸素濃度
が２００ｐｐｍ以下の低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金を製造で
きる。
【００１６】しかして、溶解母材或いは溶湯中のＡｌを
強制的に蒸発除去することにより、最終目標組成に対し
てＡｌ組成が大幅に異なった場合、Ａｌを添加する等の
手段により成分調整を行うのであるが、Ａｌが少なくな
り過ぎた場合はＡｌを添加し、また、Ａｌが多い場合は
Ｔｉを添加する。この場合、酸素はＡｌよりもＴｉに多
く含有されるので、Ｔｉを添加して成分調整を行うより
も、充分にＡｌを蒸発除去させて脱酸を行った後、Ａｌ
添加により成分調整を行った方が有利である。また、１
０Ｔｏｒｒ未満の圧力の不活性ガス雰囲気下で再溶解を
行うと、水冷分割銅坩堝の分割された銅と銅との間にア
ーキングと呼ばれるアーク放電が起こる可能性があり、
それにより銅坩堝の一部が溶損して冷却水が吹き出す
と、水蒸気爆発のおこる可能性があり、また、１×１０
−２Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下になると、Ａｌが蒸発
するので成分調整が困難となるからである。
強制的に蒸発除去することにより、最終目標組成に対し
てＡｌ組成が大幅に異なった場合、Ａｌを添加する等の
手段により成分調整を行うのであるが、Ａｌが少なくな
り過ぎた場合はＡｌを添加し、また、Ａｌが多い場合は
Ｔｉを添加する。この場合、酸素はＡｌよりもＴｉに多
く含有されるので、Ｔｉを添加して成分調整を行うより
も、充分にＡｌを蒸発除去させて脱酸を行った後、Ａｌ
添加により成分調整を行った方が有利である。また、１
０Ｔｏｒｒ未満の圧力の不活性ガス雰囲気下で再溶解を
行うと、水冷分割銅坩堝の分割された銅と銅との間にア
ーキングと呼ばれるアーク放電が起こる可能性があり、
それにより銅坩堝の一部が溶損して冷却水が吹き出す
と、水蒸気爆発のおこる可能性があり、また、１×１０
−２Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下になると、Ａｌが蒸発
するので成分調整が困難となるからである。
【００１７】なお、本発明に低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の
製造方法おいて使用できる合金としては、Ｔｉ−Ａｌ系
合金ばかりではなく、室温延性を向上させる効果を有す
るＣｒ、Ｍｎ、Ｖ、および、高温強度を向上させる効果
のあるＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、さらに、耐熱性を向上さ
せる効果を有するＹ等の成分を含有させることにより成
分調整を行うことができので、広くＴｉ−Ａｌ系合金に
適用が可能である。
製造方法おいて使用できる合金としては、Ｔｉ−Ａｌ系
合金ばかりではなく、室温延性を向上させる効果を有す
るＣｒ、Ｍｎ、Ｖ、および、高温強度を向上させる効果
のあるＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、さらに、耐熱性を向上さ
せる効果を有するＹ等の成分を含有させることにより成
分調整を行うことができので、広くＴｉ−Ａｌ系合金に
適用が可能である。
【００１８】
【実 施 例】本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の
製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の実施例を説明
する。
製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の実施例を説明
する。
【００１９】
【実 施 例】表１に溶解原料、電子ビーム溶解法によ
る強制的にＡｌを除去した材料、さらに、この材料を水
冷分割銅坩堝を使用した誘導溶解方法による再溶解材料
の化学成分を示す。
る強制的にＡｌを除去した材料、さらに、この材料を水
冷分割銅坩堝を使用した誘導溶解方法による再溶解材料
の化学成分を示す。
【００２０】電子ビーム溶解炉を使用して、先ず、原料
配合値を検討してから、原料を装入しながら、水冷ハー
ス内で１×１０−５Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下でＴｉ
−４０ｗｔ％Ａｌの合金溶湯（溶解母材）を作製・保持
し、同時にＡｌを強制的に除去した。さらに、この材料
をアルゴンガス１００Ｔｏｒｒ雰囲気下で、水冷銅坩堝
により誘導溶解を行った。表１に製造された材料の含有
成分および成分割合を示す。この表１から明らかなよう
に、本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に
よれば、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の低酸素で、か
つ、偏析のない均一な鋳塊を製造することができた。
配合値を検討してから、原料を装入しながら、水冷ハー
ス内で１×１０−５Ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気下でＴｉ
−４０ｗｔ％Ａｌの合金溶湯（溶解母材）を作製・保持
し、同時にＡｌを強制的に除去した。さらに、この材料
をアルゴンガス１００Ｔｏｒｒ雰囲気下で、水冷銅坩堝
により誘導溶解を行った。表１に製造された材料の含有
成分および成分割合を示す。この表１から明らかなよう
に、本発明に係る低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法に
よれば、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下の低酸素で、か
つ、偏析のない均一な鋳塊を製造することができた。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る低酸
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ
系合金は上記の構成であるから、Ａｌを強制的に除去す
ることにより、同時に２００ｐｐｍ以下の低酸素とする
ことができ、かつ、成分均一の鋳塊を製造することがで
きるという優れた効果を有するものである。
素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ
系合金は上記の構成であるから、Ａｌを強制的に除去す
ることにより、同時に２００ｐｐｍ以下の低酸素とする
ことができ、かつ、成分均一の鋳塊を製造することがで
きるという優れた効果を有するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾 上 俊 雄 兵庫県神戸市須磨区神の谷５−10−77
Claims (2)
- 【請求項１】 Ａｌ ２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ
−Ａｌ系合金を、最終目標のＡｌ含有量より１.５ｗｔ
％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯に作製した
後、この溶湯を１×１０-2Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気
下において、耐火物を使用しない溶解方式により溶解保
持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目標組成
のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする低酸素Ｔｉ
−Ａｌ系合金の製造方法。 - 【請求項２】 Ａｌ ２５〜５５ｗｔ％を含有するＴｉ
−Ａｌ系合金を、最終目標のＡｌ含有量より１.５ｗｔ
％以上より多く含有する溶解母材或いは溶湯に作製した
後、この溶湯を１×１０-2Ｔｏｒｒより高い真空雰囲気
下において、耐火物を使用しない溶解方式により溶解保
持して、溶湯中のＡｌを強制的に除去して最終目標組
成、或いは、最終目標組成より低いＡｌ含有量とした鋳
塊を作製し、この鋳塊を水冷坩堝を使用して誘導溶解法
により１０Ｔｏｒｒ以上の圧力の不活性ガス雰囲気下に
おいて再溶解を行い、均一化および成分調整を行って最
終目標組成のＴｉ−Ａｌ系合金とすることを特徴とする
低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244861A JP2989053B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244861A JP2989053B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559466A true JPH0559466A (ja) | 1993-03-09 |
| JP2989053B2 JP2989053B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=17125085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3244861A Expired - Lifetime JP2989053B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金の製造方法および低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989053B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113060A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Kobe Steel Ltd | ＴｉＡｌ基合金の鋳塊製造方法 |
| WO2016035824A1 (ja) * | 2014-09-04 | 2016-03-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Ｔｉ－Ａｌ系合金の脱酸方法 |
| JP2016135907A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-07-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Ｔｉ−Ａｌ系合金の脱酸方法 |
| CN107148484A (zh) * | 2014-11-04 | 2017-09-08 | 株式会社神户制钢所 | Al－Nb－Ti系合金的脱氧方法 |
| US11319614B2 (en) | 2014-11-04 | 2022-05-03 | Kobe Steel, Ltd. | Method for deoxidizing Al—Nb—Ti alloy |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3244861A patent/JP2989053B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| RU2673589C2 (ru) * | 2014-09-04 | 2018-11-28 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СПЛАВА Ti-Al |
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