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JP2541341B2 - Precision casting method and precision casting apparatus for Ti and Ti alloy - Google Patents

Precision casting method and precision casting apparatus for Ti and Ti alloy

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Publication number
JP2541341B2
JP2541341B2 JP2124383A JP12438390A JP2541341B2 JP 2541341 B2 JP2541341 B2 JP 2541341B2 JP 2124383 A JP2124383 A JP 2124383A JP 12438390 A JP12438390 A JP 12438390A JP 2541341 B2 JP2541341 B2 JP 2541341B2
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JP
Japan
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precision casting
alloy
water
mold
induction heating
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登 出向井
信吾 一柳
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/06Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【発明の目的】[Object of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、軽量であって耐熱性および耐食性に優れさ
らには高強度であるTi,Ti合金製の精密鋳造品を得るの
に利用されるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密鋳造
装置に関するものである。 (従来の技術) Ti,Ti合金は、軽量であって耐熱性および耐食性に優
れさらには高強度を有していることから、このようなT
i,Ti合金を精密鋳造することによって従来にはなかった
有用な製品部材が得られることが期待される。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このようなTi,Ti合金は、その融点が1
400℃以上と高くかつ活性なため、溶解および鋳造に多
大な困難を伴うことが多いという問題点がある。 すなわち、例えば、Ti,Ti合金を溶解して鋳造に適し
た量と温度を確保する際に、通常のセラミックス製のる
つぼを用いようとした場合には、高温での解離(Tiによ
る酸化物系セラミックスの還元)を生じやすいため使用
が困難であるという問題点があり、また、黒鉛質のるつ
ぼを用いようとした場合にはTi中へのCの溶け込みがあ
るため、汚染防止の観点から短時間の少量溶解に限定さ
れるという問題点があり、さらに、Ti,Ti合金の融体を
鋳造する鋳型についても前記融体と反応を生じることが
あってこの場合には鋳造温度を極力低くすることが必要
であるが、このことは複雑薄肉形状の多い精密鋳造品の
湯回りを困難なものにするという問題点があり、これら
の諸問題点を解決することが課題となっていた。 (発明の目的) 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、Ti,Ti合金や、その他W,Mo,V,Zr,Li等の高融
点金属および活性金属の精密鋳造を行うに際し、溶解の
際における融体金属の汚染を防止しつつ鋳造に必要な任
意の融体金属量と温度を確保し、低温度であっても湯回
りの良好な強制的鋳込条件を与えることにより、高融点
および活性金属の精密鋳造品を得ることが可能である精
密鋳造方法および精密鋳造装置を提供することを目的と
している。
(Industrial field of application) The present invention is a precision casting of Ti, Ti alloy used for obtaining a precision casting of Ti, Ti alloy which is lightweight, has excellent heat resistance and corrosion resistance, and has high strength. The present invention relates to a method and a precision casting device. (Prior art) Ti and Ti alloys are lightweight, have excellent heat resistance and corrosion resistance, and have high strength.
It is expected that precision casting of i, Ti alloys will yield useful product parts that have never existed before. (Problems to be solved by the invention) However, such a Ti, Ti alloy has a melting point of 1 or less.
Since it is as high as 400 ° C or higher and is active, there is a problem that melting and casting are often accompanied by great difficulty. That is, for example, when an ordinary ceramic crucible is used to melt Ti, Ti alloy and secure the amount and temperature suitable for casting, dissociation at high temperature (oxide system by Ti) However, there is a problem that it is difficult to use because it is likely to cause reduction of ceramics. In addition, when a graphite crucible is used, C is dissolved in Ti, which is short from the viewpoint of contamination prevention. There is a problem that it is limited to melting a small amount of time, and further, Ti, a mold for casting a melt of a Ti alloy may cause a reaction with the melt, and in this case, the casting temperature is made as low as possible. However, there is a problem that this makes the molten metal of a precision cast product with many complicated thin-walled shapes difficult, and it has been a problem to solve these problems. (Object of the invention) The present invention has been made in view of such conventional problems, and precision casting of Ti, Ti alloys and other refractory metals such as W, Mo, V, Zr, Li and active metals. When performing the, to secure the amount and temperature of any melt metal required for casting while preventing contamination of the melt metal during melting, and to establish good forced casting conditions around the melt even at low temperatures. It is an object of the present invention to provide a precision casting method and a precision casting apparatus capable of obtaining a precision casting product having a high melting point and an active metal by giving the same.

【発明の構成】Configuration of the Invention

(課題を解決するための手段) 本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法は、Ti,Ti合
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としたことを特徴としてお
り、一実施態様においては、溶解雰囲気をアルゴン等の
不活性雰囲気とし、また、溶解されたTi,Ti合金融体を
中空状スプルーを介して通気性鋳型内に吸引鋳造する構
成とし、さらに、Ti,Ti合金母材を水冷銅製セグメント
アッセンブリーの下方から連続的に供給する構成とした
ことを特徴としており、本発明に係わるTi,Ti合金の精
密鋳造装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイル
の内側に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方より
Ti,Ti合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの
内側で誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引
鋳造する通気性鋳型をそなえた構成としたことを特徴と
しており、一実施態様においては、吸引鋳造に際してT
i,Ti合金融体を通気性鋳型内に導く1ないしは複数の中
空状スプルーをそなえた構成とし、また、通気性鋳型の
上部に閉じられた押湯部を有する構成とし、さらには、
通気性鋳型がセラミックシェル鋳型である構成としたこ
とを特徴としており、上述したTi,Ti合金の精密鋳造方
法および精密鋳造装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。 (発明の作用) 本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法および精密
鋳造装置は、上記した構成を有するものであるから、誘
導コイルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水
冷銅製セグメントアッセンブリーの内部でTi,Ti合金を
溶解するに際して、前記水冷銅製セグメントアッセンブ
リーの内側に渦電流群が形成される。 したがって、上記交番電流である渦電流によって母材
金属に表皮渦電流を誘起して溶解することとなり、この
とき、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属の
表面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体
金属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから少し離れ
てギャップが形成される。 これにより、融体金属から水冷銅製セグメントアッセ
ンブリーへの熱移動は上記ギャップの形成によって抑制
され、従来の例えばアークスカル炉等の水冷ハース形式
の炉で見られたような厚肉のスカル(凝固金属層)の生
成はほとんどなく、母材金属は歩留り良く溶解されるよ
うになり、また、誘導コイルに供給する電力量を調整す
ることによって融体金属の温度は容易に制御されるよう
になり、さらに、酸化物系セラミックス製のるつぼを用
いていないので融体金属の汚染は皆無に等しいものとな
って高品質の精密鋳造品が得られるようになる。 (実施例) 第1図および第2図は本発明に係るTi,Ti合金の精密
鋳造方法の一実施例において用いられる精密鋳造装置を
示すものであって、この精密鋳造装置1は、その中央部
分に、円環状に相互に絶縁状態に配置された複数の水冷
銅製セグメント2a・・・2hよりなる水冷銅製セグメント
アッセンブリー2が設置してあり、各水冷銅製セグメン
ト2a・・・2hには水冷パイプ3a・・・3hが設けてある。
そして、この水冷銅製セグメントアッセンブリー2には
その上部側に連続して磁気シールド部4が設けてある。 前記水冷銅製セグメントアッセンブリー2の外側には
高周波誘導加熱コイル5が配設してあると共に、その内
側にはその下方からTi,Ti合金母材6が供給されるよう
になっている。 この磁気シールド部4の上部には、環状基盤11がシー
ル部材12を介して設けてあると共に、この環状基盤11の
内側にはスリーブ13が設けてあり、このスリーブ13の内
側には鋳型チャンバー14が設けてあって、この鋳型チャ
ンバー14の底面と前記水冷銅製セグメントアッセンブリ
ー2および磁気シールド部4の内面とで囲まれる部分に
溶解空間15が形成されるようになっており、環状基盤11
に設けたガス供給口16より例えばアルゴンガスを供給す
ることにより溶解空間15内の溶解雰囲気を不活性雰囲気
とすることができるようにしている。 そして、前記鋳型チャンバー14内にはセラミックシェ
ル鋳型よりなる通気性鋳型21が設置され、この通気性鋳
型21内のタービンホイール形状の鋳造空間21aと前記溶
解空間15とは、通気性鋳型21に設けたゲート22およびこ
のゲート22に連通する中空状スプルー23によって接続さ
れるものとなっている。 また、前記通気性鋳型21の上部には閉じられた押湯部
21cを有すると共に、外表面に断熱材24が設けてある。 さらに、前記鋳型チャンバー14の上端にはシール部材
26を介して天板27が設けてあり、この天板27をシール部
材28を介して貫通させた抑え棒29によって前記通気性鋳
型21を抑えるようにしていると共に、天板27には減圧吸
引口27aを設けている。 したがって、この実施例に示す精密鋳造装置1では、
上記したごとく、高周波誘導加熱コイル5の内側に水冷
銅製セグメントアッセンブリー2を配設していることか
ら、高周波誘導加熱コイル5による高周波誘導加熱によ
って水冷銅製セグメントアッセンブリー2の内側に渦電
流が形成され、この交番電流である渦電流によってTi,T
i合金母材6に表皮渦電流を誘起して溶解する。このと
き、水冷銅製セグメントアッセンブリー2とTi,Ti合金
融体31の表面にお互いに位相の反対する電流の反発によ
ってTi,Ti合金融体31は水冷銅製セグメントアッセンブ
リー2の内面から少し離れてギャップが形成される。 したがって、Ti,Ti合金融体31から水冷銅製セグメン
トアッセンブリー2への熱移動は前記キャップの形成に
よって抑制される。このことによって、従来のアークス
カル炉等の水冷ハース形式の炉で見られたような厚肉の
スカルの形成はほとんどなく、Ti,Ti合金母材6を歩留
り良く溶解することが可能となる。また、高周波誘導加
熱コイル5に供給する電力量を調整することによって、
Ti,Ti合金融体31の温度を容易に制御することが可能と
なる。さらに、酸化物系のセラミックス製るつぼを使用
しないので、Ti,Ti合金融体31の汚染は皆無し等しいも
のとなる。 この状態において、天板27に設けた減圧吸引口27aを
通して減圧すると、鋳型チャンバー14の内部圧力と溶解
空間15の内部圧力との差によって通気性鋳型21の鋳造空
間21aおよび押湯部21cの内部に存在するガスが通気性鋳
型21を通って矢印方向に鋳型チャンバー14内に流出し、
これと共にTi,Ti合金融体31が中空状スプルー23および
ゲート22を通って鋳造空間21a内に吸引鋳造される。こ
のとき、Ti,Ti合金融体31は押湯部21cの部分にまで吸引
されるようにし、Ti,Ti合金融体31の鋳造空間21a内での
凝固収縮に伴う引けに備える。 そして、通気性鋳型21内での凝固後に型ばらしを行っ
て鋳造製品を得る。 この実施例において、Ti,Ti合金母材6として、軽量
でかつ高温強度に優れたTiAl金属間化合物を選び、これ
を外径140mm,製品重量1200gのターボチャージャ用ター
ビンホイールに鋳造した。 また、ここで用いた高周波誘導加熱コイル5に電源を
供給する高周波電源の容量は60kwと比較的小さく簡易な
設備のものである。そして、この周波数は30kHzと高
く、小径の被加熱物を効率良く溶解することができるも
のとしている。 また、タービンホイールの翼は12枚であり、各翼の下
部近傍に各々直径8mmのゲート22を合計12個設けたもの
とした。 そして、水冷銅製セグメントアッセンブリー2の下方
からTiAl金属間化合物よりなる合金母材6を供給し、容
量が60kw,周波数が30kHzの高周波電源を高周波誘導加熱
コイル5に供給してTiAl合金母材6を誘導加熱し、水冷
銅製セグメントアッセンブリー2の内側で渦電流群を形
成してこのTiAl合金母材6に表皮渦電流を誘起させつつ
溶解した。 そして、TiAlの融点である1520℃に対して60℃だけス
ーパーヒートを加えて鋳造温度を1580℃とした。 このときのスーパーヒートは、従来の上注ぎ方式の精
密鋳造のスーパーヒート150〜250℃に比べて格段に低
く、鋳型の金属,合金との反応を抑制する効果が大き
い。 そして、この鋳造温度にて減圧口27aを通して例えば3
50mmHg程度減圧することによって、鋳型チャンバー14の
内圧と溶解空間15の内圧との圧力差によって鋳造空間21
a内のガスを通気性鋳型21を通して排出させると共に、
中空状スプルー23およびゲート22を通してTiAl合金融体
31を鋳造空間21aおよび押湯部21cに吸引し、鋳造空間21
a内で凝固させることによって、タービンホイールを得
た。 このとき、鋳造空間21aで吸引鋳造しているため、薄
い翼のすみずみまで融体が行きわたっており、形状精度
の著しく高いタービンホイールを得ることが可能であっ
た。 したがって、本発明に係わる精密鋳造方法および精密
鋳造装置を採用することによって、従来はほとんど不可
能であった複雑・大型形状のTi,Ti合金の精密鋳造品の
製造が可能であり、その波及効果は大きく今後のTi,Ti
合金の精密鋳造の発展に寄与するものであり、さらには
W,Mo,V,Zr,Li等の高融点金属および活性金属ならびにこ
れらの合金の精密鋳造にも適用することが可能となる。
(Means for Solving the Problems) The precision casting method for Ti, Ti alloys according to the present invention, when melting a Ti, Ti alloy base material by induction heating, a ring-shaped insulating state is provided inside the induction heating coil. While melting inside the water-cooled copper segment assembly placed in,
The molten Ti, Ti compound financial body is characterized in that it is configured to suction casting in a breathable mold installed above it, in one embodiment, the melting atmosphere is an inert atmosphere such as argon, The melted Ti, Ti compound financial body is suction-cast into a breathable mold through a hollow sprue, and the Ti, Ti alloy base material is continuously supplied from below the water-cooled copper segment assembly. The Ti, Ti alloy precision casting apparatus according to the present invention is an induction heating coil, and is arranged inside the induction heating coil in an annularly mutually insulated state from below.
Ti, a structure made up of a water-cooled copper segment assembly to which a Ti alloy base material is supplied, and a breathable mold for suction casting Ti, Ti synthetic financial body melted by induction heating inside the water-cooled copper segment assembly In one embodiment, in suction casting, T
The i, Ti compound financial body is configured to have one or a plurality of hollow sprues for guiding it into the air-permeable mold, and the air-permeable mold has a closed feeder part at the upper part.
It is characterized in that the breathable mold is a ceramic shell mold, and the above-described method of precision casting Ti and Ti alloy and the configuration of the precision casting apparatus are means for solving the above-mentioned conventional problems. (Operation of the Invention) Since the Ti, Ti alloy precision casting method and precision casting apparatus according to the present invention have the above-mentioned configuration, they are made of water-cooled copper that is annularly arranged in an insulating state inside the induction coil. When the Ti, Ti alloy is melted inside the segment assembly, an eddy current group is formed inside the water-cooled copper segment assembly. Therefore, the eddy current, which is the above alternating current, induces a skin eddy current in the base metal and melts it. This causes the molten metal to form a gap slightly away from the water cooled copper segment assembly. As a result, heat transfer from the molten metal to the water-cooled copper segment assembly is suppressed by the formation of the gap, and a thick skull (solidified metal) as found in a conventional water-cooled hearth type furnace such as an arc skull furnace is used. Layer) is hardly generated, the base metal is melted with high yield, and the temperature of the melt metal is easily controlled by adjusting the amount of electric power supplied to the induction coil. Further, since no crucible made of oxide-based ceramics is used, contamination of the molten metal becomes almost zero, and a high quality precision cast product can be obtained. (Embodiment) FIG. 1 and FIG. 2 show a precision casting apparatus used in an embodiment of the method for precision casting Ti and Ti alloys according to the present invention. A water-cooled copper segment assembly 2 consisting of a plurality of water-cooled copper segments 2a ... 2h arranged in an annularly insulated state is installed in the portion, and each water-cooled copper segment 2a ... 2h has a water-cooled pipe. 3a ... 3h are provided.
The water-cooled copper segment assembly 2 is continuously provided with a magnetic shield portion 4 on the upper side thereof. A high frequency induction heating coil 5 is arranged outside the water-cooled copper segment assembly 2, and a Ti, Ti alloy base material 6 is supplied to the inside thereof from below. An annular base 11 is provided above the magnetic shield portion 4 via a seal member 12, and a sleeve 13 is provided inside the annular base 11, and a mold chamber 14 is provided inside the sleeve 13. Is provided, and a melting space 15 is formed in a portion surrounded by the bottom surface of the mold chamber 14 and the inner surfaces of the water-cooled copper segment assembly 2 and the magnetic shield portion 4.
The melting atmosphere in the melting space 15 can be made an inert atmosphere by supplying, for example, argon gas from the gas supply port 16 provided in the. Then, a breathable mold 21 made of a ceramic shell mold is installed in the mold chamber 14, and the turbine wheel-shaped casting space 21a and the melting space 15 in the breathable mold 21 are provided in the breathable mold 21. And a gate 22 and a hollow sprue 23 communicating with the gate 22. Further, a closed feeder is provided on the upper part of the breathable mold 21.
In addition to having 21c, a heat insulating material 24 is provided on the outer surface. Further, a sealing member is provided on the upper end of the mold chamber 14.
A top plate 27 is provided via 26, and the breathable mold 21 is held by a holding rod 29 penetrating the top plate 27 via a sealing member 28. A mouth 27a is provided. Therefore, in the precision casting apparatus 1 shown in this embodiment,
As described above, since the water-cooled copper segment assembly 2 is arranged inside the high-frequency induction heating coil 5, eddy current is formed inside the water-cooled copper segment assembly 2 by high-frequency induction heating by the high-frequency induction heating coil 5. This alternating current eddy current causes Ti, T
A skin eddy current is induced in the i alloy base material 6 and melted. At this time, due to the repulsion of the electric currents whose phases are opposite to each other on the surfaces of the water-cooled copper segment assembly 2 and the Ti, Ti composite financial body 31, the Ti, Ti composite financial body 31 is slightly separated from the inner surface of the water-cooled copper segment assembly 2 and a gap is formed. It is formed. Therefore, the heat transfer from the Ti, Ti combination financial body 31 to the water-cooled copper segment assembly 2 is suppressed by the formation of the cap. As a result, it is possible to melt the Ti, Ti alloy base material 6 with a good yield, with almost no formation of a thick skull as seen in a water-cooled hearth type furnace such as a conventional arc skull furnace. Further, by adjusting the amount of electric power supplied to the high frequency induction heating coil 5,
It is possible to easily control the temperature of Ti, the Ti financial instrument 31. Furthermore, since no oxide-based ceramic crucible is used, the Ti and Ti compound financial body 31 is completely contaminated. In this state, when the pressure is reduced through the decompression suction port 27a provided in the top plate 27, the difference between the internal pressure of the mold chamber 14 and the internal pressure of the melting space 15 causes the inside of the casting space 21a and the feeder 21c of the breathable mold 21. The gas present in the mold flows out of the mold chamber 14 through the breathable mold 21 in the direction of the arrow,
At the same time, the Ti, Ti compound financial body 31 is suction-cast through the hollow sprue 23 and the gate 22 into the casting space 21a. At this time, the Ti, Ti compound financial body 31 is sucked up to the part of the feeder part 21c to prepare for the shrinkage due to the solidification shrinkage of the Ti, Ti compound financial body 31 in the casting space 21a. Then, after solidification in the breathable mold 21, the mold is released to obtain a cast product. In this example, a TiAl intermetallic compound which is lightweight and excellent in high temperature strength was selected as the Ti, Ti alloy base material 6, and this was cast into a turbine wheel for a turbocharger having an outer diameter of 140 mm and a product weight of 1200 g. The capacity of the high frequency power supply for supplying power to the high frequency induction heating coil 5 used here is 60 kw, which is relatively small and simple equipment. This frequency is as high as 30 kHz, which makes it possible to efficiently melt an object to be heated having a small diameter. Further, the blades of the turbine wheel are 12, and a total of 12 gates 22 each having a diameter of 8 mm are provided near the lower part of each blade. Then, an alloy base material 6 made of a TiAl intermetallic compound is supplied from below the water-cooled copper segment assembly 2 and a high frequency power source having a capacity of 60 kw and a frequency of 30 kHz is supplied to the high frequency induction heating coil 5 to form the TiAl alloy base material 6. Induction heating was performed to form an eddy current group inside the water-cooled copper segment assembly 2 and the TiAl alloy base material 6 was melted while inducing a skin eddy current. Then, the casting temperature was set to 1580 ° C by applying superheat at 60 ° C to 1520 ° C which is the melting point of TiAl. The superheat at this time is much lower than the conventional superheat of precision casting superheat of 150 to 250 ° C, and the effect of suppressing the reaction with the metal and alloy of the mold is great. Then, at this casting temperature, for example, 3 through the pressure reducing port 27a.
By reducing the pressure by about 50 mmHg, the casting space 21 is caused by the pressure difference between the internal pressure of the mold chamber 14 and the internal pressure of the melting space 15.
While exhausting the gas in a through the breathable mold 21,
TiAl combined financial body through hollow sprue 23 and gate 22
31 is sucked into the casting space 21a and the riser portion 21c, and the casting space 21
A turbine wheel was obtained by solidifying in a. At this time, since the suction casting was performed in the casting space 21a, the melt spreads evenly around the thin blades, and it was possible to obtain a turbine wheel having extremely high shape accuracy. Therefore, by adopting the precision casting method and the precision casting apparatus according to the present invention, it is possible to manufacture a precision casting product of Ti, a Ti alloy having a complicated and large shape, which was almost impossible in the past, and its ripple effect. Is a big future Ti, Ti
It contributes to the development of precision casting of alloys, and further
It can be applied to high melting point metals such as W, Mo, V, Zr and Li, active metals and precision casting of these alloys.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造方法は、Ti,Ti合
金母材を誘導加熱によって溶解するに際し、誘導加熱コ
イルの内側に円環状に相互に絶縁状態で配置した水冷銅
製セグメントアッセンブリーの内部で溶解すると共に、
溶解されたTi,Ti合金融体をその上方に設置した通気性
鋳型内に吸引鋳造する構成としているので、Ti,Ti合金
母材を溶解するに際して、交番電流である渦電流によっ
て前記母材に表皮渦電流を誘起して溶解することとなる
ので、水冷銅製セグメントアッセンブリーと融体金属表
面での相互に位相の反対する電流の反発によって融体金
属は水冷銅製セグメントアッセンブリーから離れてギャ
ップが形成されることとなり、融体金属から水冷銅製セ
グメントアッセンブリーへの熱移動が抑制されることと
なるため水冷銅製セグメントアッセンブリー表面での凝
固金属層の生成がなくなって、母材金属の歩留りが著し
く良好になると共に、融体金属の温度は容易に制御され
るものとなり、融体金属の汚染が防止されて高品質の精
密鋳造品を得ることが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされ、本発明に係わるTi,Ti合金の精密鋳造
装置は、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内側
に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方よりTi,Ti
合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセンブリ
ーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの内側で
誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引鋳造す
る通気性鋳型をそなえた構成としているので、前述した
Ti,Ti合金の精密鋳造方法の実施を可能にしてTi,Ti合金
の精密鋳造品を歩留り良くしかも高精度で製造すること
ができるようになるという著しい優れた効果がもたらさ
れる。
The Ti, Ti alloy precision casting method according to the present invention, when melting the Ti, Ti alloy base material by induction heating, inside the water-cooled copper segment assembly annularly arranged inside the induction heating coil in a mutually insulated state Dissolves in
Since the melted Ti, Ti compound financial body is suction-cast in a breathable mold installed above it, when the Ti, Ti alloy base material is melted, the base material is changed by the eddy current, which is an alternating current, to the base material. Because the skin eddy currents are induced and melted, the repulsion of mutually opposite currents at the water-cooled copper segment assembly and the melt metal surface creates a gap in the melt metal away from the water-cooled copper segment assembly. As a result, heat transfer from the melt metal to the water-cooled copper segment assembly is suppressed, so that the solidified metal layer is not generated on the surface of the water-cooled copper segment assembly, and the yield of the base metal is significantly improved. At the same time, the temperature of the molten metal is easily controlled, and contamination of the molten metal is prevented, and high quality precision cast products can be obtained. The Ti, Ti alloy precision casting apparatus according to the present invention is provided with an induction heating coil and an annularly insulated state inside the induction heating coil. Ti, Ti from below
The water-cooled copper segment assembly to which the alloy base material is supplied, and Ti, which has been melted by induction heating inside the water-cooled copper segment assembly, has a breathable mold for suction-casting a Ti financial product, so that it has been described above.
This has the remarkable effect of enabling the precision casting method of Ti, Ti alloys to be carried out and the precision castings of Ti, Ti alloys to be produced with high yield and high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す精密鋳造装置の縦断面
説明図、第2図は水冷銅製セグメントアッセンブリーの
構成を示す説明図である。 1……精密鋳造装置、 2……水冷銅製セグメントアッセンブリー、 5……誘導加熱コイル、 6……Ti,Ti合金母材、 15……溶解空間、 21……通気性鋳型、 21a……鋳造空間、 21c……押湯部、 23……中空状スプルー、 31……Ti,Ti合金融体。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional explanatory view of a precision casting apparatus showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of a water-cooled copper segment assembly. 1 ... Precision casting equipment, 2 ... Water-cooled copper segment assembly, 5 ... Induction heating coil, 6 ... Ti, Ti alloy base material, 15 ... Melting space, 21 ... Breathable mold, 21a ... Casting space , 21c …… Oshitobe, 23 …… Hollow sprue, 31 …… Ti, Ti combined financial body.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Ti,Ti合金母材を誘導加熱によって溶解す
るに際し、誘導加熱コイルの内側に円環状に相互に絶縁
状態で配置した水冷銅製セグメントアッセンブリーの内
部で溶解すると共に、溶解されたTi,Ti合金融体をその
上方に設置した通気性鋳型内に吸引鋳造することを特徴
とするTi,Ti合金の精密鋳造方法。
1. When melting a Ti, Ti alloy base material by induction heating, the melted Ti is melted in a water-cooled copper segment assembly which is annularly arranged in an insulating state inside an induction heating coil. A precision casting method for Ti and Ti alloys, characterized in that suction casting is performed in a breathable mold installed above the Ti joint financial body.
【請求項2】溶解雰囲気をアルゴン等の不活性雰囲気と
する請求項第1項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造方法。
2. The precision casting method for Ti or Ti alloy according to claim 1, wherein the melting atmosphere is an inert atmosphere such as argon.
【請求項3】溶解されたTi,Ti合金融体を中空状スプル
ーを介して通気性鋳型内に吸引鋳造する請求項第1項ま
たは第2項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造方法。
3. The precision casting method for Ti and Ti alloys according to claim 1 or 2, wherein the melted Ti, Ti compound financial body is suction-cast into a breathable mold through a hollow sprue.
【請求項4】Ti,Ti合金母材を水冷銅製セグメントアッ
センブリーの下方から連続的に供給する請求項第1項,
第2項または第3項のいずれかに記載のTi,Ti合金の精
密鋳造方法。
4. The Ti, Ti alloy base material is continuously supplied from below the water-cooled copper segment assembly.
The method for precision casting of Ti or Ti alloy according to any one of items 2 and 3.
【請求項5】誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの
内側に円環状に相互に絶縁状態で配置されて下方よりT
i,Ti合金母材が供給される水冷銅製セグメントアッセン
ブリーと、前記水冷銅製セグメントアッセンブリーの内
側で誘導加熱により溶解されたTi,Ti合金融体を吸引鋳
造する通気製鋳型をそなえたことを特徴とするTi,Ti合
金の精密鋳造装置。
5. An induction heating coil and a ring-shaped insulating ring are disposed inside the induction heating coil in a mutually insulated state from below.
i, a water-cooled copper segment assembly to which the base material of the Ti alloy is supplied, and a ventilation mold for suction casting the Ti, Ti synthetic financial body melted by induction heating inside the water-cooled copper segment assembly, Precision casting equipment for Ti and Ti alloys.
【請求項6】吸引鋳造に際してTi,Ti合金融体を通気性
鋳型内に導く1ないしは複数の中空状スプルーをそなえ
た請求項第5項に記載のTi,Ti合金の精密鋳造装置。
6. The precision casting apparatus for Ti and Ti alloys according to claim 5, further comprising one or a plurality of hollow sprues for guiding the Ti, Ti compound financial body into the air-permeable mold during suction casting.
【請求項7】通気性鋳型の上部に閉じられた押湯部を有
する請求項第5項または第6項に記載のTi,Ti合金の精
密鋳造装置。
7. The precision casting apparatus for Ti or Ti alloy according to claim 5 or 6, further comprising a feeder part which is closed above the breathable mold.
【請求項8】通気性鋳型がセラミックシェル鋳型である
請求項第5項,第6項または第7項のいずれかに記載の
Ti,Ti合金の精密鋳造装置。
8. The breathable mold is a ceramic shell mold according to claim 5, 6, or 7.
Precision casting equipment for Ti and Ti alloys.
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