JPH0429722B2 - - Google Patents
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- JPH0429722B2 JPH0429722B2 JP59190055A JP19005584A JPH0429722B2 JP H0429722 B2 JPH0429722 B2 JP H0429722B2 JP 59190055 A JP59190055 A JP 59190055A JP 19005584 A JP19005584 A JP 19005584A JP H0429722 B2 JPH0429722 B2 JP H0429722B2
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、Ti、Zr等の高融点活性金属及び
その合金の真空アーク溶解において、均質性、表
面品質及び生産性のすぐれた鋳塊を得るための真
空アーク溶解方法に関する。 従来の技術 高融点活性金属は通常真空アーク溶解して溶製
されるが、その方法は一定の電流で定常溶解し、
溶解後期に20〜60分程度の比較的短時間内で溶解
電流を減少させる、いわゆるホツトトツプを行な
うものである。 しかしながら、このような方法では、定常溶解
時の深い溶湯プールの影響が残り、かなり深い状
態で溶解が終了する。そのため、鋳塊トツプ部の
中心部での成分偏析や収縮孔が発生する可能性が
あり、これらの欠陥の生成を防止するには、溶解
終了時の溶湯プールの深さを、いかに調整するか
が重要な要素となる。 そこで、従来より種々の工夫がなされており、
収縮孔の発生を低減させる方法としては、例えば
特公昭41−8321号に溶解電流を徐々に低下させる
方法があり、又成分偏析を軽減する方法として
は、例えば特公昭40−4445号に揮発性成分のMn
をホツトトツプ時にサイドチヤージする方法があ
る。 発明が解決しようとする問題点 上記収縮孔発生の低減方法は、溶湯プールの上
面からの凝固を防ぎつつ溶湯プール深さを徐々に
小さくして収縮孔の発生を防止し、かつ成分偏析
を軽減しようとするものである。 しかしながら、この場合にはホツトトツプ時間
を長くするために、溶解速度が小さくなり、生産
性が悪化することは明らかである。又、鋳塊トツ
プ部での表面状況は高電流溶解時の場合に比べて
劣る。この問題点を解決するため、ホツトトツプ
時間を短縮すると、成分偏析が大きくなり、又大
きな収縮孔が生成することになる。 又、上記成分偏析の軽減方法は、Mnの微粉末
を添加する際、アークにより飛散して鋳型に付着
したり、逆に表面固化が起り、未溶解部を形成し
て成分偏析を助長する可能性がある。 この発明は、かかる現状にかんがみ、ホツトト
ツプ時間を短縮して均質性、表面品質、生産性の
すぐれた鋳塊を得るための高融点活性金属及びそ
の合金の真空アーク溶解方法を提案するものであ
る。 問題点を解決するための手段 この発明は、高融点活性金属及びその合金の真
空アーク溶解において、 一次溶解を消耗電極式アーク溶解で行なう
際、最終溶解における溶解後半の溶湯プールに
対応する一次電極部のFe、Ni、Cr、Al、Sn、
Ｏ、Mo等偏析の著しい成分を調整することに
より、ホツトトツプ時間を短縮する。 一次溶解を非消耗電極式アーク溶解で行なう
際、最終溶解における溶解後半の溶湯プールに
対応する一次溶解配合原料のFe、Ni、Cr、
Al、Sn、Ｏ、Mo等偏析の著しい成分を調整す
ることにより、ホツトトツプ時間を短縮する。 ことを要旨とする。 この発明は、成分偏析を防止するために、偏析
しやすい成分を予め調整するのである。この際、
成分偏析は凝固に起因し、平衡分配係数ｋ＜１の
元素（Ti、Zrの場合Fe、Ni、Cr、Al、Sn等）
は正偏析するので、その分だけ低目に調整し、ｋ
＞１の元素（Ti、Zrの場合Ｏ、Mo等）は負偏析
をするので高目に調整する。この調整により成分
偏析のない均一な鋳塊を得ることができる。 この偏析しやすい成分の調整は、一次溶解を消
耗電極式真空アーク溶解により行なう場合は、一
次電極部の成分調整を行ない、一次溶解を非消耗
電極式アーク溶解で行なう場合は、一次溶解配合
原料の成分調整を行なう。 実施例 実施例 １ 油圧プレスにより成型されたコンパクトを用い
て、プラズマビーム溶接により、直径788mm、長
さ6300mm、重量7200Kgの一次電極を作製し、これ
を消耗電極式真空アーク溶解炉を使つて二重溶解
し、直径980mm、長さ2100mm、重量7150Kgの純チ
タン鋳塊を製造した。 この際、一次溶解はすべて同一条件で行ない、
二次溶解のホツトトツプ条件を変えて、従来法の
比較的短い30分の場合と、比較的長くした150分
の２種類について調査した。なお、この発明の実
施に当り、一次電極作製時に、二次鋳塊のトツプ
部に相当する15％の部分については、目標値に対
しFeは0.010％低く、Ｏ（酸素）は0.020％高く配
合し、二次溶解のホツトトツプ時間は30分とし
た。 これら鋳塊の二次溶解電流パターンを第１図に
示す。図中線Ａはホツトトツプ時間の短かい従来
法、Ｂはホツトトツプ時間を長くした減速溶解
法、Ｃはこの発明の実施例である。又、同時に各
鋳塊を二つに縦断し、偏析の著しいFe、Ｏにつ
いて成分分布を調査すると共に生産性、表面品質
の観察を行なつた。その結果を第１表に示す。
その合金の真空アーク溶解において、均質性、表
面品質及び生産性のすぐれた鋳塊を得るための真
空アーク溶解方法に関する。 従来の技術 高融点活性金属は通常真空アーク溶解して溶製
されるが、その方法は一定の電流で定常溶解し、
溶解後期に20〜60分程度の比較的短時間内で溶解
電流を減少させる、いわゆるホツトトツプを行な
うものである。 しかしながら、このような方法では、定常溶解
時の深い溶湯プールの影響が残り、かなり深い状
態で溶解が終了する。そのため、鋳塊トツプ部の
中心部での成分偏析や収縮孔が発生する可能性が
あり、これらの欠陥の生成を防止するには、溶解
終了時の溶湯プールの深さを、いかに調整するか
が重要な要素となる。 そこで、従来より種々の工夫がなされており、
収縮孔の発生を低減させる方法としては、例えば
特公昭41−8321号に溶解電流を徐々に低下させる
方法があり、又成分偏析を軽減する方法として
は、例えば特公昭40−4445号に揮発性成分のMn
をホツトトツプ時にサイドチヤージする方法があ
る。 発明が解決しようとする問題点 上記収縮孔発生の低減方法は、溶湯プールの上
面からの凝固を防ぎつつ溶湯プール深さを徐々に
小さくして収縮孔の発生を防止し、かつ成分偏析
を軽減しようとするものである。 しかしながら、この場合にはホツトトツプ時間
を長くするために、溶解速度が小さくなり、生産
性が悪化することは明らかである。又、鋳塊トツ
プ部での表面状況は高電流溶解時の場合に比べて
劣る。この問題点を解決するため、ホツトトツプ
時間を短縮すると、成分偏析が大きくなり、又大
きな収縮孔が生成することになる。 又、上記成分偏析の軽減方法は、Mnの微粉末
を添加する際、アークにより飛散して鋳型に付着
したり、逆に表面固化が起り、未溶解部を形成し
て成分偏析を助長する可能性がある。 この発明は、かかる現状にかんがみ、ホツトト
ツプ時間を短縮して均質性、表面品質、生産性の
すぐれた鋳塊を得るための高融点活性金属及びそ
の合金の真空アーク溶解方法を提案するものであ
る。 問題点を解決するための手段 この発明は、高融点活性金属及びその合金の真
空アーク溶解において、 一次溶解を消耗電極式アーク溶解で行なう
際、最終溶解における溶解後半の溶湯プールに
対応する一次電極部のFe、Ni、Cr、Al、Sn、
Ｏ、Mo等偏析の著しい成分を調整することに
より、ホツトトツプ時間を短縮する。 一次溶解を非消耗電極式アーク溶解で行なう
際、最終溶解における溶解後半の溶湯プールに
対応する一次溶解配合原料のFe、Ni、Cr、
Al、Sn、Ｏ、Mo等偏析の著しい成分を調整す
ることにより、ホツトトツプ時間を短縮する。 ことを要旨とする。 この発明は、成分偏析を防止するために、偏析
しやすい成分を予め調整するのである。この際、
成分偏析は凝固に起因し、平衡分配係数ｋ＜１の
元素（Ti、Zrの場合Fe、Ni、Cr、Al、Sn等）
は正偏析するので、その分だけ低目に調整し、ｋ
＞１の元素（Ti、Zrの場合Ｏ、Mo等）は負偏析
をするので高目に調整する。この調整により成分
偏析のない均一な鋳塊を得ることができる。 この偏析しやすい成分の調整は、一次溶解を消
耗電極式真空アーク溶解により行なう場合は、一
次電極部の成分調整を行ない、一次溶解を非消耗
電極式アーク溶解で行なう場合は、一次溶解配合
原料の成分調整を行なう。 実施例 実施例 １ 油圧プレスにより成型されたコンパクトを用い
て、プラズマビーム溶接により、直径788mm、長
さ6300mm、重量7200Kgの一次電極を作製し、これ
を消耗電極式真空アーク溶解炉を使つて二重溶解
し、直径980mm、長さ2100mm、重量7150Kgの純チ
タン鋳塊を製造した。 この際、一次溶解はすべて同一条件で行ない、
二次溶解のホツトトツプ条件を変えて、従来法の
比較的短い30分の場合と、比較的長くした150分
の２種類について調査した。なお、この発明の実
施に当り、一次電極作製時に、二次鋳塊のトツプ
部に相当する15％の部分については、目標値に対
しFeは0.010％低く、Ｏ（酸素）は0.020％高く配
合し、二次溶解のホツトトツプ時間は30分とし
た。 これら鋳塊の二次溶解電流パターンを第１図に
示す。図中線Ａはホツトトツプ時間の短かい従来
法、Ｂはホツトトツプ時間を長くした減速溶解
法、Ｃはこの発明の実施例である。又、同時に各
鋳塊を二つに縦断し、偏析の著しいFe、Ｏにつ
いて成分分布を調査すると共に生産性、表面品質
の観察を行なつた。その結果を第１表に示す。
【表】
【表】
最大偏析値＝最大分析値／目標値
又、上記結果に基いて、目標値からの最大変動
量（ａ図）、鋳塊表面品質指数（ｂ図）、生産能率
（ｃ図）を第２図に示す。 上記結果より、この発明法Ｃは成分調整を行な
つていない従来法Ａに比べ、成分偏析は著しく改
善されており、又長時間ホツトトツプを行なつた
Ｂと同等の均質性が得られると共に、生産性、表
面品質の優れた鋳塊が得られることがわかる。 実施例 ２ 非消耗電極式真空アーク溶解炉を使つて、直径
800mm、長さ3200mm、重量7200Kgのチタンインゴ
ツトを溶解し、これを二次電極として消耗電極式
真空アーク溶解により直径980mm、長さ2100mm、
重量7150Kgの純Ti鋳塊を製造した。この際、一
次溶解においては、原料としてスポンジチタン55
％、チタンスクラツプ45％を使用し、原料配合に
際して二次鋳塊のトツプ部に相当する15％の部分
について目標値よりFeは0.010％低く、Ｏは0.020
％高くなるように調整した。 なお、上記鋳塊は粗鍛造、分塊圧延により厚さ
200mm、幅1100mm、長さ7200mm、重量7115Kgのス
ラブとし、さらに熱延、冷延を施し、厚さ0.7mm、
幅1050mm、長さ1810m、重量5970Kgの冷延コイル
を製造した。 そして、偏析の著しいFe、Ｏについて、鋳塊
の表面５点と、冷延コイルの幅中心部で100mmピ
ツチで調査し、又表面品質については鋳塊及びス
ラブ手入れ歩留を調査した。以上の試験結果を第
２表に示す。 又、溶解条件については、一次溶解は全て同一
条件として、二次溶解のホツトトツプ条件を変え
て、従来法の30分をＡ、比較的長い150分をＢ、
この発明法の30分をＣとして、この３条件につい
て調査を行なつた。
又、上記結果に基いて、目標値からの最大変動
量（ａ図）、鋳塊表面品質指数（ｂ図）、生産能率
（ｃ図）を第２図に示す。 上記結果より、この発明法Ｃは成分調整を行な
つていない従来法Ａに比べ、成分偏析は著しく改
善されており、又長時間ホツトトツプを行なつた
Ｂと同等の均質性が得られると共に、生産性、表
面品質の優れた鋳塊が得られることがわかる。 実施例 ２ 非消耗電極式真空アーク溶解炉を使つて、直径
800mm、長さ3200mm、重量7200Kgのチタンインゴ
ツトを溶解し、これを二次電極として消耗電極式
真空アーク溶解により直径980mm、長さ2100mm、
重量7150Kgの純Ti鋳塊を製造した。この際、一
次溶解においては、原料としてスポンジチタン55
％、チタンスクラツプ45％を使用し、原料配合に
際して二次鋳塊のトツプ部に相当する15％の部分
について目標値よりFeは0.010％低く、Ｏは0.020
％高くなるように調整した。 なお、上記鋳塊は粗鍛造、分塊圧延により厚さ
200mm、幅1100mm、長さ7200mm、重量7115Kgのス
ラブとし、さらに熱延、冷延を施し、厚さ0.7mm、
幅1050mm、長さ1810m、重量5970Kgの冷延コイル
を製造した。 そして、偏析の著しいFe、Ｏについて、鋳塊
の表面５点と、冷延コイルの幅中心部で100mmピ
ツチで調査し、又表面品質については鋳塊及びス
ラブ手入れ歩留を調査した。以上の試験結果を第
２表に示す。 又、溶解条件については、一次溶解は全て同一
条件として、二次溶解のホツトトツプ条件を変え
て、従来法の30分をＡ、比較的長い150分をＢ、
この発明法の30分をＣとして、この３条件につい
て調査を行なつた。
【表】
【表】
ただし、目標値からの最大変動量及び最大偏析度
は第１表の注釈に同じ。
又、上記結果に基いて、目標値からの最大変動
量（ａ図）、鋳塊表面品質指数（ｂ図）、生産能率
（ｃ図）を第３図に示す。 上記結果より、この発明法Ｃは成分調整を行な
つていない従来法Ａに比べ、成分偏析は著しく改
善されており、又長時間ホツトトツプを行なつた
Ｂ法と同等の均質性が得られると共に、生産性、
表面品質の優れた鋳塊が得られることがわかる。 発明の効果 この発明は、高融点活性金属及びその合金を真
空アーク溶解する際、最終溶解における溶解後半
において、電極又は溶解配合原料中の偏析の著し
い成分を調整することにより、ホツトトツプ時間
を短縮して均質性、表面品質、生産性の優れた鋳
塊を得ることができる。
は第１表の注釈に同じ。
又、上記結果に基いて、目標値からの最大変動
量（ａ図）、鋳塊表面品質指数（ｂ図）、生産能率
（ｃ図）を第３図に示す。 上記結果より、この発明法Ｃは成分調整を行な
つていない従来法Ａに比べ、成分偏析は著しく改
善されており、又長時間ホツトトツプを行なつた
Ｂ法と同等の均質性が得られると共に、生産性、
表面品質の優れた鋳塊が得られることがわかる。 発明の効果 この発明は、高融点活性金属及びその合金を真
空アーク溶解する際、最終溶解における溶解後半
において、電極又は溶解配合原料中の偏析の著し
い成分を調整することにより、ホツトトツプ時間
を短縮して均質性、表面品質、生産性の優れた鋳
塊を得ることができる。
第１図は消耗電極式真空アーク溶解における二
次溶解電流パターンを示す線図、第２図は実施例
１において、第３図は実施例２において、それぞ
れ鋳塊の均質性、表面品質、生産性に及ぼす溶解
パターンの影響を示す図表である。 Ａ…従来法、Ｂ…長時間ホツトトツプ法、Ｃ…
発明法、Ip…定常溶解電流、TA…Ａパターンでの
全ホツトトツプ時間、TB…Ｂパターンでの全ホ
ツトトツプ時間、TC…Ｃパターンでの全ホツト
トツプ時間。
次溶解電流パターンを示す線図、第２図は実施例
１において、第３図は実施例２において、それぞ
れ鋳塊の均質性、表面品質、生産性に及ぼす溶解
パターンの影響を示す図表である。 Ａ…従来法、Ｂ…長時間ホツトトツプ法、Ｃ…
発明法、Ip…定常溶解電流、TA…Ａパターンでの
全ホツトトツプ時間、TB…Ｂパターンでの全ホ
ツトトツプ時間、TC…Ｃパターンでの全ホツト
トツプ時間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高融点活性金属及びその合金の真空アーク溶
解において、消耗電極式アーク溶解で二重溶解す
る場合、最終溶解における溶解後半の溶湯プール
に対応する消耗電極のFe、Ni、Cr、Al、Sn、
Ｏ、Mo等の偏析の著しい成分を調整することに
より、ホツトトツプ時間を短縮して均質性、表面
品質、生産性のすぐれた鋳塊を得ることを特徴と
する高融点活性金属及びその合金の真空アーク溶
解方法。 ２ 高融点活性金属及びその合金の真空アーク溶
解において、一次溶解を非消耗電極式アーク溶解
で行なう場合、最終溶解における溶解後半の溶湯
プールに対応する一次溶解配合原料のFe、Ni、
Cr、Al、Sn、Ｏ、Mo等の偏析の著しい成分を調
整することにより、ホツトトツプ時間を短縮して
均質性、表面品質、生産性のすぐれた鋳塊を得る
ことを特徴とする高融点活性金属及びその合金の
真空アーク溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19005584A JPS6167724A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 高融点活性金属及びその合金の真空ア−ク溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19005584A JPS6167724A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 高融点活性金属及びその合金の真空ア−ク溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167724A JPS6167724A (ja) | 1986-04-07 |
| JPH0429722B2 true JPH0429722B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=16251589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19005584A Granted JPS6167724A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 高融点活性金属及びその合金の真空ア−ク溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167724A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5036213B2 (ja) * | 2006-04-25 | 2012-09-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 消耗電極 |
| CN113462904B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-12-09 | 西安汉唐分析检测有限公司 | 一种高Mo含量Ti-Mo合金真空自耗电极棒的压制方法 |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP19005584A patent/JPS6167724A/ja active Granted
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| TITANIUM 1980 SCIENCE AND TECHNOLOGY=1980 * |
| TITANIUM AND TITANIUM ALLOYS=1976 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6167724A (ja) | 1986-04-07 |
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