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JP5590976B2 - Casting method - Google Patents
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Description

本発明は、鋳造方法に関するものである。   The present invention relates to a casting method.

一般に、ロストワックス法等の精密鋳造法は、機械加工の困難な材質及び複雑な形状の部品を高い寸法精度で製造することが可能である。
例えば、比強度、耐熱性及び耐食性に優れたTiAl基合金は、航空機エンジンの各種部品やタービン翼等の材質として好適であるが、一般の金属や合金に比べて硬くて脆いために機械加工が困難である。このようなTiAl基合金の加工に、上述した精密鋳造法が広く用いられている。
In general, a precision casting method such as the lost wax method can manufacture parts having difficult shapes and complicated shapes with high dimensional accuracy.
For example, a TiAl-based alloy excellent in specific strength, heat resistance, and corrosion resistance is suitable as a material for various parts of aircraft engines and turbine blades. However, it is harder and more brittle than ordinary metals and alloys, so it can be machined. Have difficulty. The precision casting method described above is widely used for processing such TiAl-based alloys.

このような精密鋳造法においては、鋳造用具をセラミックスで形成するのが通常であり、アルミナ、ジルコンで形成した鋳型やアルミナ、ジルコニアで形成した坩堝が多く用いられている(例えば、下記特許文献1)。   In such a precision casting method, the casting tool is usually formed of ceramics, and a mold formed of alumina or zircon or a crucible formed of alumina or zirconia is often used (for example, Patent Document 1 below). ).

特開2004−50198号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-50198

しかしながら、従来の技術においては、非常に活性で酸素に対する親和性が高い活性金属(Ti,Al等)を含有する活性金属合金(例えば、TiAl基合金)を鋳造する場合には、セラミックスに含まれる酸素と活性金属合金とが反応(酸化)してしまって、鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質してしまう、あるいは、活性金属合金中の酸素濃度が高くなってしまうという問題がある。   However, in the prior art, when an active metal alloy (for example, TiAl-based alloy) containing an active metal (Ti, Al, etc.) that is very active and has a high affinity for oxygen is cast, it is included in ceramics. There is a problem that oxygen and the active metal alloy react (oxidize) and the surface and the inside of the cast product are transformed into oxides, or the oxygen concentration in the active metal alloy becomes high.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、活性金属合金で鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、活性金属合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. When casting with an active metal alloy, the surface and the inside of the cast product are prevented from being transformed into oxides, and oxygen in the active metal alloy is suppressed. The problem is to prevent the concentration from increasing.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る鋳造方法は、鋳型に形成された内部空間に活性金属合金の溶湯を注湯し、前記内部空間において前記溶湯を固化させて鋳造品を形成する鋳造方法であって、前記活性金属合金の液相線温度よりも融点が高く、かつ、前記活性金属合金が含有する金属元素のうち一の金属元素からなる高融点純金属で形成された鋳型を用い、前記活性金属合金は、ニオブを含有し、前記高融点純金属は、純ニオブであることを特徴とする。
この構成によれば、高融点純金属で形成された鋳型を用いるので、活性金属合金が鋳型に反応することがなく、鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、活性金属合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。
また、活性金属合金の液相線温度よりも融点が高い高融点純金属で形成された鋳型を用いるので、溶湯からの伝熱によって鋳型が融解することがない。
また、活性金属合金が含有する金属元素のうち一の金属元素からなる高融点純金属で形成された鋳型を用いるので、鋳型の金属元素が活性金属合金に混入したとしても鋳造品の品質への影響を低く抑制することができる。
さらに、高融点純金属が純ニオブであるので、純チタンよりも更に高い融点を確保することができる。これにより、溶湯温度及び鋳型表面温度を純チタンよりも更に高くすることができ、湯周り性をより良好なものとすると共に、湯周り不良をより確実に防止することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the casting method according to the present invention is a casting method in which a molten metal of an active metal alloy is poured into an internal space formed in a mold, and the molten metal is solidified in the internal space to form a cast product, Using a mold having a melting point higher than the liquidus temperature of the active metal alloy and formed of a high melting point pure metal composed of one metal element among the metal elements contained in the active metal alloy, the active metal alloy is Niobium is contained, and the high melting point pure metal is pure niobium .
According to this configuration, since a mold formed of a refractory pure metal is used, the active metal alloy does not react with the mold, and it is possible to prevent the surface and the inside of the casting from being transformed into an oxide and to be active. It can suppress that the oxygen concentration in a metal alloy becomes high.
In addition, since a mold made of a high melting point pure metal having a melting point higher than the liquidus temperature of the active metal alloy is used, the mold does not melt due to heat transfer from the molten metal.
In addition, since a mold made of a high melting point pure metal composed of one of the metal elements contained in the active metal alloy is used, even if the metal element of the mold is mixed into the active metal alloy, the quality of the cast product is improved. The influence can be suppressed low.
Furthermore, since the high melting point pure metal is pure niobium, a higher melting point than that of pure titanium can be secured. As a result, the molten metal temperature and the mold surface temperature can be made higher than that of pure titanium, so that the hot water property can be improved and the hot water property can be prevented more reliably.

また、活性金属合金は、TiAl基合金であることを特徴とする。
この構成によれば、活性金属合金がTiAl基合金であるので、比強度、耐熱性及び耐食性に優れた鋳造品を得ることができる。
The active metal alloy is a TiAl-based alloy.
According to this configuration, since the active metal alloy is a TiAl-based alloy, a cast product excellent in specific strength, heat resistance, and corrosion resistance can be obtained.

また、前記鋳型は、前記内部空間の内表面において法線方向に窪む微細凹部を複数有し、前記微細凹部は、前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記溶湯の表面張力で前記溶湯の侵入が阻止される大きさに形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、内部空間の内表面に、溶湯の表面張力で溶湯の侵入が阻止される微細凹部が形成されているので、微細凹部を形成しない場合に比べて、内表面と溶湯との接触面積が小さくなる。これにより、溶湯から鋳型への伝熱量を少なくすることができるので、溶湯の高温部(湯流れ上流側)において鋳型が局所的に高温になることを防止する一方、溶湯流動先端部(湯流れ下流側)の低温部において溶湯の降温を緩和して湯周り性を向上させることができる。
In addition, the mold has a plurality of fine recesses that are recessed in the normal direction on the inner surface of the internal space, and the fine recesses have a surface tension of the molten metal when the molten metal is poured into the internal space. It is formed in a size that prevents the molten metal from entering.
According to this configuration, the inner surface of the inner space is formed with the fine recesses that prevent the molten metal from entering due to the surface tension of the molten metal. The contact area is reduced. As a result, the amount of heat transferred from the molten metal to the mold can be reduced, so that the mold is prevented from becoming locally hot at the high temperature portion of the molten metal (upstream side of the molten metal flow), while the molten metal flow front end (the molten metal flow) It is possible to ease the temperature drop of the molten metal in the low temperature portion (downstream side) and improve the hot water circulation property.

また、前記鋳型の外表面の少なくとも一部から前記鋳型を冷却する冷却手段を設け、前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記冷却手段で前記鋳型を冷却することを特徴とする。
この構成によれば、鋳型を外部から冷却する冷却部を設けるので、鋳型表面温度の降温を抑えつつ、鋳型の外部側の温度を低下させることができる。これにより、鋳型が高温になり過ぎて破損してしまうことを防止することができる。
Further, a cooling means for cooling the mold from at least a part of the outer surface of the mold is provided, and when the molten metal is poured into the internal space, the mold is cooled by the cooling means.
According to this configuration, since the cooling unit for cooling the mold from the outside is provided, the temperature on the outside of the mold can be lowered while suppressing the temperature drop of the mold surface. Thereby, it can prevent that a casting_mold | template becomes high temperature and is damaged.

また、前記鋳型は、前記内部空間の狭隘部に形成された吸引孔を有し、前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記内部空間の圧力よりも低い圧力で、前記吸引孔から前記内部空間を負圧吸引することを特徴とする。
この構成によれば、吸引孔を介して内部空間を負圧吸引して狭隘部側に溶湯を導くので、狭隘部に溶湯をより確実に導くことができる。特に、比較的に高い粘度の溶湯を、溶湯の溶湯温度を上昇させることなく狭隘部に導くことができる。
In addition, the mold has a suction hole formed in a narrow portion of the internal space, and when the molten metal is poured into the internal space, the mold has a pressure lower than the pressure of the internal space. The internal space is sucked with negative pressure.
According to this configuration, since the internal space is sucked with negative pressure through the suction hole and the molten metal is guided to the narrow portion, the molten metal can be more reliably guided to the narrow portion. In particular, it is possible to lead a molten metal having a relatively high viscosity to a narrow part without increasing the molten metal temperature.

本発明に係る鋳造方法によれば、活性金属合金で鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、活性金属合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。   According to the casting method of the present invention, when the active metal alloy is cast, the surface and the inside of the cast product are prevented from being transformed into oxides, and the oxygen concentration in the active metal alloy is prevented from increasing. can do.

本発明の実施形態に係る鋳造方法で用いられる鋳型1及び坩堝10の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the casting_mold | template 1 and the crucible 10 used with the casting method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る鋳型1の要部拡大図であって、図1における要部Iの拡大断面図である。It is a principal part enlarged view of the casting_mold | template 1 which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is an expanded sectional view of the principal part I in FIG. 本発明の実施形態に係る鋳型1の要部拡大図であって、図1における要部IIの拡大断面図である。It is a principal part enlarged view of the casting_mold | template 1 which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is an expanded sectional view of the principal part II in FIG.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る鋳造方法で用いられる鋳型1及び坩堝10の概略構成図である。本実施形態における鋳造方法は、TiAl基合金(活性金属合金)でタービン翼を金型鋳造するものであって、重力鋳造法を採用したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mold 1 and a crucible 10 used in a casting method according to an embodiment of the present invention. The casting method in the present embodiment is a method in which a turbine blade is die-cast with a TiAl-based alloy (active metal alloy), and a gravity casting method is adopted.

鋳型1は、その材質が純チタン(高融点純金属)からなっており、機械加工によって形成された複数のブロック状部材で構成されている。鋳型1は、複数のブロック状部材を組み合わせると、溶湯20を注湯可能な内部空間2が形成されるようになっている。
なお、鋳型1に用いられた純チタンの融点は、1670℃である。
The mold 1 is made of pure titanium (high melting point pure metal) and is composed of a plurality of block-like members formed by machining. When the mold 1 is combined with a plurality of block-like members, an internal space 2 in which the molten metal 20 can be poured is formed.
Note that the melting point of pure titanium used in the mold 1 is 1670 ° C.

図1に示すように、鋳型1の内部空間2は、タービン翼の形状に対応した鋳造スペース3を複数有しており、各鋳造スペース3が注湯口4に連通していると共にツリー状に連通している。   As shown in FIG. 1, the inner space 2 of the mold 1 has a plurality of casting spaces 3 corresponding to the shape of the turbine blades, and each casting space 3 communicates with the pouring port 4 and communicates in a tree shape. doing.

各鋳造スペース3の重力方向下端には、タービン翼の先端のチップシュラウドにおいて先鋭状に延びるシールフィンに対応して、重力方向の上方から下方に向かうに従って漸次狭隘になった狭隘部5が形成されている。   At the lower end in the gravitational direction of each casting space 3, a narrowed portion 5 that gradually narrows from the upper side to the lower side in the gravitational direction is formed corresponding to the seal fin that extends sharply in the tip shroud at the tip of the turbine blade. ing.

図2は、図1における要部Iの拡大断面図である。
図2に示すように、狭隘部5には、最も狭隘となった最下端において吸引孔6が開口している。この吸引孔6は、外部に連通しており、吸引ポンプPに接続されている。
2 is an enlarged cross-sectional view of a main part I in FIG.
As shown in FIG. 2, the narrow portion 5 has a suction hole 6 opened at the lowermost end that is the narrowest. The suction hole 6 communicates with the outside and is connected to the suction pump P.

図3は、図1における要部IIの拡大断面図である。
図3に示すように、鋳型1のうち内部空間2を画定する内表面7においては、それぞれ水平方向に延在する微細溝部(微細凹部)8が複数形成されている。
これら複数の微細溝部8は、各微細溝部8の溝幅dが0.5mmに、互いに隣接する二つ微細溝部8の間隔Gが0.5mmに形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part II in FIG.
As shown in FIG. 3, a plurality of fine groove portions (fine concave portions) 8 extending in the horizontal direction are formed on the inner surface 7 that defines the internal space 2 in the mold 1.
The plurality of fine groove portions 8 are formed such that the groove width d of each fine groove portion 8 is 0.5 mm and the interval G between two adjacent fine groove portions 8 is 0.5 mm.

図1に示すように、鋳型1の外表面のうち一の側面には、冷却装置15が配設されている。この冷却装置15としては、例えば、鋳型1の側面に沿って配管されたチューブ内を冷却水が流通するように構成されたものを用いることができる。   As shown in FIG. 1, a cooling device 15 is disposed on one side surface of the outer surface of the mold 1. As this cooling device 15, what was comprised so that cooling water may distribute | circulate the inside of the tube piped along the side surface of the casting_mold | template 1 can be used, for example.

図1に示すように、坩堝10は、有底筒状に形成されており、TiAl基合金の溶湯20を貯留可能である。本実施形態においては、液相線温度が1532℃のTiAl基合金を用いている。   As shown in FIG. 1, the crucible 10 is formed in a bottomed cylindrical shape and can store a molten metal 20 of a TiAl-based alloy. In the present embodiment, a TiAl base alloy having a liquidus temperature of 1532 ° C. is used.

次に、上記の構成からなる鋳型1及び坩堝10を用いたタービン翼の鋳造法について説明する。
まず、鋳型1の内部空間2を構成する内表面7の鋳型表面温度を約1000度に昇温させる(鋳型昇温工程)。
Next, a method for casting a turbine blade using the mold 1 and the crucible 10 having the above-described configuration will be described.
First, the mold surface temperature of the inner surface 7 constituting the internal space 2 of the mold 1 is raised to about 1000 degrees (mold temperature raising step).

次に、鋳型1の内部空間2に、溶湯20を注湯口4から注湯する(鋳込工程)。本実施形態においては、溶湯20の溶湯温度を純チタンの融点(=1670℃)以下の1600℃に設定している。
なお、溶湯20は、例えば、TiAl基合金のインゴットを収容した坩堝10を溶解チャンバ内に載置すると共に、坩堝10内のインゴットを高周波溶解させることで得ることができる。
この鋳込工程の際、吸引孔6に接続された吸引ポンプPが、内部空間2の圧力よりも低い圧力で狭隘部5を負圧吸引する。また、冷却装置15が鋳型1の側面を冷却する。
Next, the molten metal 20 is poured into the internal space 2 of the mold 1 from the pouring port 4 (casting process). In the present embodiment, the molten metal temperature of the molten metal 20 is set to 1600 ° C. below the melting point (= 1670 ° C.) of pure titanium.
The molten metal 20 can be obtained, for example, by placing the crucible 10 containing a TiAl-based alloy ingot in a melting chamber and melting the ingot in the crucible 10 at a high frequency.
During the casting process, the suction pump P connected to the suction hole 6 sucks the narrow portion 5 with a pressure lower than the pressure in the internal space 2. Further, the cooling device 15 cools the side surface of the mold 1.

内部空間2における溶湯20は、図3に示すように、溶湯20の表面張力によって、鋳型1の内表面7の微細溝部8に溶湯20が侵入することがない。つまり、溶湯20は、鋳型1の内表面7のうち微細溝部8が形成された部分を除いた部分に接触することとなる。このため、溶湯20及び鋳型1間の伝熱量が、微細溝部8を形成しない場合に比べて小さくなり、溶湯20の高温部(湯流れ上流側)において溶湯20の熱が鋳型1に供給されることを阻害し、鋳型1の内表面7が局所的に高温になることが緩和される。   As shown in FIG. 3, the molten metal 20 in the internal space 2 does not enter the fine groove portion 8 of the inner surface 7 of the mold 1 due to the surface tension of the molten metal 20. That is, the molten metal 20 comes into contact with a portion of the inner surface 7 of the mold 1 excluding a portion where the fine groove portion 8 is formed. For this reason, the amount of heat transfer between the molten metal 20 and the mold 1 is smaller than when the fine groove portion 8 is not formed, and the heat of the molten metal 20 is supplied to the mold 1 at the high temperature portion of the molten metal 20 (upstream side of the molten metal flow). This hinders the local surface of the inner surface 7 of the mold 1 from becoming hot.

鋳型1の内部空間2に注湯された溶湯20は、各鋳造スペース3に流入していく。
鋳造スペース3の狭隘部5に到達した溶湯20は、吸引ポンプPが狭隘部5の最下端に位置する吸引孔6を介して負圧吸引することで、狭隘部5の最下端側(奥隅部側)に導かれる。この際、溶湯20は、鋳型1の内表面7のうち微細溝部8を除いた部分に接触し、溶湯20及び鋳型1間の伝熱量が、微細溝部8を形成しない場合に比べて小さくなるために、溶湯20の流動先端部において溶湯20の熱が鋳型1に奪われることを阻害し、溶湯20の降温が緩やかなものとなる。
このようにして、鋳造スペース3に溶湯20が充填される。
The molten metal 20 poured into the internal space 2 of the mold 1 flows into each casting space 3.
The molten metal 20 that has reached the narrow portion 5 of the casting space 3 is sucked by the suction pump P through the suction hole 6 located at the lowermost end of the narrow portion 5, thereby the lowermost end side (back corner) of the narrow portion 5. Part side). At this time, the molten metal 20 comes into contact with the portion of the inner surface 7 of the mold 1 excluding the fine groove portion 8, and the amount of heat transfer between the molten metal 20 and the mold 1 is smaller than when the fine groove portion 8 is not formed. In addition, the heat of the molten metal 20 is prevented from being taken away by the mold 1 at the flow front end of the molten metal 20, and the temperature of the molten metal 20 is gradually lowered.
In this way, the molten metal 20 is filled in the casting space 3.

次に、溶湯20を冷却させることにより、溶湯20を固化させる(冷却工程)。
最後に、鋳型1を複数のブロック状部材に分割してタービン翼を取り出し(取出工程)、鋳造を終了する。
Next, the molten metal 20 is solidified by cooling the molten metal 20 (cooling step).
Finally, the mold 1 is divided into a plurality of block-shaped members and the turbine blades are taken out (extraction process), and the casting is finished.

以上説明したように、本実施形態に係る鋳造方法によれば、純チタンで形成された鋳型1を用いるので、TiAl基合金が鋳型1から酸素を奪って反応(酸化)をすることがなく、鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。
また、TiAl基合金の液相線温度(=1532℃)よりも融点(=1670℃)が高い純チタンで形成された鋳型1を用いるので、溶湯20からの伝熱によって鋳型1が融解することがない。
また、TiAl基合金が含有する金属元素のうち一の金属元素であるチタンで形成された鋳型1を用いるので、鋳型1のチタンがTiAl基合金に混入したとしても、TiAl基合金のうちチタンの割合が僅かに変化するだけであるためにタービン翼の品質への影響を低くすることができる。
As explained above, according to the casting method according to the present embodiment, since the mold 1 made of pure titanium is used, the TiAl-based alloy does not take oxygen from the mold 1 and does not react (oxidize), It is possible to inhibit the surface and the inside of the cast product from being transformed into oxides, and to inhibit the oxygen concentration in the TiAl-based alloy from becoming high.
In addition, since the mold 1 made of pure titanium having a melting point (= 1670 ° C.) higher than the liquidus temperature (= 1532 ° C.) of the TiAl-based alloy is used, the mold 1 is melted by heat transfer from the molten metal 20. There is no.
In addition, since the mold 1 made of titanium, which is one of the metal elements contained in the TiAl-based alloy, is used, even if the titanium of the mold 1 is mixed into the TiAl-based alloy, the titanium of the TiAl-based alloy Since the ratio changes only slightly, the influence on the quality of the turbine blade can be reduced.

また、鋳型1が純チタンで形成されているので、比較的に高い融点(=1670℃)を確保することができる。これにより、溶湯20の溶湯温度(=1600℃)及び鋳型1の内表面7の鋳型表面温度(=1000℃)を比較的に高く設定することができるので、粘性が比較的に高いTiAl基合金の溶湯20の湯周り性を向上させることができ、湯周り不良が生じることを抑制することができる。   Further, since the mold 1 is made of pure titanium, a relatively high melting point (= 1670 ° C.) can be ensured. As a result, the molten metal temperature (= 1600 ° C.) of the molten metal 20 and the mold surface temperature (= 1000 ° C.) of the inner surface 7 of the mold 1 can be set relatively high. It is possible to improve the hot water property of the molten metal 20 and to suppress the occurrence of poor hot water.

また、内部空間2の内表面7に、溶湯20の表面張力で溶湯20の侵入が阻止される微細溝部8が形成されているので、微細溝部8を形成しない場合に比べて、内表面7と溶湯20との接触面積が小さくなる。これにより、溶湯20から鋳型1への伝熱量を少なくすることができるので、溶湯20の高温部において鋳型1が局所的に高温になることを防止する一方、溶湯20の流動先端部等の低温部において溶湯20の降温を緩和して湯周り性を向上させることができる。   Further, since the fine groove portion 8 is formed on the inner surface 7 of the inner space 2 so that the molten metal 20 is prevented from entering by the surface tension of the molten metal 20, the inner surface 7 and the inner surface 7 can be compared with the case where the fine groove portion 8 is not formed. The contact area with the molten metal 20 is reduced. Thereby, since the amount of heat transfer from the molten metal 20 to the mold 1 can be reduced, it is possible to prevent the mold 1 from being locally heated at the high temperature portion of the molten metal 20, while the low temperature such as the flow front end of the molten metal 20. The temperature reduction of the molten metal 20 can be eased in the part, and the hot water surrounding property can be improved.

また、鋳型1を外部から冷却する冷却装置15を設けるので、鋳型表面温度の降温を抑えつつ、外部側の温度を大きく低下させることができる。   Further, since the cooling device 15 for cooling the mold 1 from the outside is provided, the temperature on the outside side can be greatly lowered while suppressing the temperature drop of the mold surface.

また、吸引孔6を介して負圧吸引して最下端側(奥隅部側)に溶湯20を導くので、最下端側(奥隅部側)に溶湯20をより確実に導くことができる。
すなわち、狭隘部5においては、周囲の内表面7の抵抗や降温による溶湯20の粘性の増加により、最下端側まで溶湯20が到達し難い。しかしながら、吸引ポンプPの負圧吸引によって溶湯20の流動が付勢されるために、負圧吸引をしない場合の到達限界位置Q1に比べて最下端側の位置Q2まで溶湯20が到達する。
特に、TiAl基合金の溶湯20は、他の一般的な金属に比べて比較的に高い粘度となるが、容易に狭隘部5の最下端側(奥隅部側)に導くことができる。
Moreover, since the negative pressure is sucked through the suction hole 6 and the molten metal 20 is guided to the lowermost end side (the back corner portion), the molten metal 20 can be more reliably guided to the lowermost end side (the rear corner portion side).
That is, in the narrow portion 5, the molten metal 20 is unlikely to reach the lowermost end due to the increase in the viscosity of the molten metal 20 due to the resistance of the surrounding inner surface 7 and the temperature drop. However, since the flow of the molten metal 20 is energized by the negative pressure suction of the suction pump P, the molten metal 20 reaches the position Q2 on the lowermost end side compared to the reach limit position Q1 when the negative pressure suction is not performed.
In particular, the TiAl-based alloy molten metal 20 has a relatively high viscosity as compared with other general metals, but can be easily guided to the lowermost end side (back corner side) of the narrow portion 5.

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、鋳型1を純チタンで形成したが、鋳造の対象となる活性金属合金がニオブ(Nb)を含有することが条件として(例えば、Ti−Al−Nb系合金)、鋳型1を純ニオブ(高融点純金属)で形成してもよい。
すなわち、鋳型1を純ニオブで形成することで、純チタンよりも更に高い融点(=2468℃)を確保することができる。これにより、溶湯20の溶湯温度を1600℃以上に設定することが可能となり、鋳型1の内表面7の鋳型表面温度も1000℃以上に設定することが可能となる。これにより、湯周り性をより良好なものとすると共に、湯周り不良をより確実に防止することが可能となる。また、ニオブを添加することにより、耐酸化・耐クリープ性能が良好な鋳造品を得ることができる。
なお、溶湯20にニオブが含まれることを条件としたのは、溶湯20にニオブが含まれていない場合に鋳型1からニオブが混入すると、元来含有していなかった元素が鋳造品に混入することとなり、鋳造品の品質へ影響を及ぼす恐れがあるためである。
Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the embodiment described above, the mold 1 is made of pure titanium, but the active metal alloy to be cast contains niobium (Nb) as a condition (for example, Ti—Al—Nb alloy). ), The mold 1 may be formed of pure niobium (high melting point pure metal).
That is, by forming the mold 1 with pure niobium, a higher melting point (= 2468 ° C.) than that of pure titanium can be secured. Thereby, the molten metal temperature of the molten metal 20 can be set to 1600 ° C. or higher, and the mold surface temperature of the inner surface 7 of the mold 1 can be set to 1000 ° C. or higher. As a result, it is possible to improve the hot water property, and more reliably prevent the hot water property. Further, by adding niobium, a cast product having good oxidation resistance and creep resistance performance can be obtained.
The condition that niobium is contained in the molten metal 20 is that if the niobium is mixed from the mold 1 when the molten metal 20 does not contain niobium, elements that were not originally contained are mixed into the cast product. This is because the quality of the cast product may be affected.

また、上述した実施の形態では、微細溝部8を水平方向に延在させる構成としたが、溶湯20が侵入しない大きさであれば同一方向に延在させる必要はないし、他の凹部形状(例えば、有底孔状)に形成してもよい。また、このような微細凹部を省略する構成としても構わない。
また、上述した実施の形態では、冷却装置15を設けて鋳型1の一の側面を冷却する構成としたが、他の外表面を冷却してもよいし、省略してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the fine groove portion 8 is configured to extend in the horizontal direction. However, it is not necessary to extend in the same direction as long as the molten metal 20 does not enter, and other concave shapes (for example, , Bottomed hole shape). Further, such a fine recess may be omitted.
In the above-described embodiment, the cooling device 15 is provided to cool one side surface of the mold 1, but the other outer surface may be cooled or omitted.

また、上述した実施の形態では、液相線温度が1532℃のTiAl基合金を用いたが、他の液相線温度のTiAl基合金を用いてもよい。
また、上述した実施の形態では、TiAl基合金を用いたが、他の活性金属合金(例えば、チタンやアルミニウムを含有する合金)に本発明を適用してもよい。
In the embodiment described above, a TiAl base alloy having a liquidus temperature of 1532 ° C. is used, but a TiAl base alloy having another liquidus temperature may be used.
In the above-described embodiment, the TiAl-based alloy is used. However, the present invention may be applied to other active metal alloys (for example, alloys containing titanium or aluminum).

また、上述した実施の形態における鋳型1の内表面7の鋳型内表面温度及び溶湯20の溶湯温度は一例であって、鋳型の融点未満であることを条件として他の温度にしても構わない。   Further, the mold inner surface temperature of the inner surface 7 of the mold 1 and the molten metal temperature of the molten metal 20 in the above-described embodiment are merely examples, and may be set to other temperatures on condition that they are lower than the melting point of the mold.

また、上述した実施の形態では、溶湯20を重力で鋳型1の内部空間2に充填する重力鋳造法を用いる構成としたが、溶湯20に圧力を与えて鋳型1の内部空間2に充填する圧力鋳造法を用いても構わない。   In the above-described embodiment, the gravity casting method in which the molten metal 20 is filled into the inner space 2 of the mold 1 by gravity is used. A casting method may be used.

また、上述した実施の形態では、タービン翼を鋳造する場合について本発明を適用したが、他の部材や部品を鋳造する場合に本発明を適用してもよい。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the case where the turbine blade is cast. However, the present invention may be applied to the case where other members and parts are cast.

1…鋳型
2…内部空間
5…狭隘部
6…吸引孔
7…内表面
8…微細溝部(微細凹部)
20…溶湯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold 2 ... Internal space 5 ... Narrow part 6 ... Suction hole 7 ... Inner surface 8 ... Fine groove part (fine recessed part)
20 ... molten metal

Claims (5)

鋳型に形成された内部空間に活性金属合金の溶湯を注湯し、前記内部空間において前記溶湯を固化させて鋳造品を形成する鋳造方法であって、
前記活性金属合金の液相線温度よりも融点が高く、かつ、前記活性金属合金が含有する金属元素のうち一の金属元素からなる高融点純金属で形成された鋳型を用い、
前記活性金属合金は、ニオブを含有し、
前記高融点純金属は、純ニオブであることを特徴とする鋳造方法。
A casting method in which a molten metal of an active metal alloy is poured into an internal space formed in a mold, and the molten metal is solidified in the internal space to form a cast product,
Using a mold having a melting point higher than the liquidus temperature of the active metal alloy and made of a high melting point pure metal composed of one of the metal elements contained in the active metal alloy,
The active metal alloy contains niobium,
The high melting point pure metal is a pure niobium casting method.
前記活性金属合金は、TiAl基合金であることを特徴とする請求項1に記載の鋳造方法。   The casting method according to claim 1, wherein the active metal alloy is a TiAl-based alloy. 前記鋳型は、前記内部空間の内表面において法線方向に窪む微細凹部を複数有し、
前記微細凹部は、前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記溶湯の表面張力で前記溶湯の侵入が阻止される大きさに形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋳造方法。
The mold has a plurality of fine recesses recessed in the normal direction on the inner surface of the internal space,
The fine recesses, in the case of pouring the molten metal into the internal space, to claim 1 or 2, characterized in that entry of the molten metal in the surface tension of the molten metal is formed in a size which is blocked The casting method described.
前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記鋳型の外表面の少なくとも一部を冷却することを特徴とする請求項1からのうちいずれか一項に記載の鋳造方法。 The casting method according to any one of claims 1 to 3 , wherein when the molten metal is poured into the internal space, at least a part of the outer surface of the mold is cooled. 前記鋳型は、前記内部空間の狭隘部に形成された吸引孔を有し、
前記溶湯を前記内部空間に注湯した場合において、前記内部空間の圧力よりも低い圧力で、前記吸引孔から前記内部空間を負圧吸引することを特徴とする請求項1からのうちいずれか一項に記載の鋳造方法。
The mold has a suction hole formed in a narrow portion of the internal space,
In case of pouring the molten metal into the inner space, wherein at a pressure lower than the pressure of the inner space, one of the four claims 1, characterized in that the negative pressure sucking the internal space from the suction holes The casting method according to one item.
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US5287910A (en) * 1992-09-11 1994-02-22 Howmet Corporation Permanent mold casting of reactive melt
EP0686443B1 (en) * 1994-06-09 1999-11-10 ALD Vacuum Technologies GmbH Method for the production of castings of reactive metals and reusable mould for carrying it out
JP3616512B2 (en) * 1997-12-10 2005-02-02 住友ゴム工業株式会社 Mold for manufacturing amorphous alloys
JP2002346724A (en) * 2001-05-25 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mold equipment
JP2004136317A (en) * 2002-10-17 2004-05-13 Itokoh Co Ltd Metal mold for titanium casting

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