JPH04314836A - チタン・アルミニウムを主成分とした合金を製造する方法及び装置 - Google Patents
チタン・アルミニウムを主成分とした合金を製造する方法及び装置Info
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- JPH04314836A JPH04314836A JP3318702A JP31870291A JPH04314836A JP H04314836 A JPH04314836 A JP H04314836A JP 3318702 A JP3318702 A JP 3318702A JP 31870291 A JP31870291 A JP 31870291A JP H04314836 A JPH04314836 A JP H04314836A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，溶融された出発材料が
鋳型へ注入されかつ鋳片が再溶融される，原材料，部材
，工作物など用の，チタン・アルミニウムを主成分とし
た合金を製造する方法に関する。更に，本発明は，溶融
装置により，最大限４０ないし６０原子％のチタンを含
む，原材料，部材，工作物など用の，特に整然とした結
晶格子を持つチタン・アルミニウムを主成分とした合金
を製造する装置に関する。
鋳型へ注入されかつ鋳片が再溶融される，原材料，部材
，工作物など用の，チタン・アルミニウムを主成分とし
た合金を製造する方法に関する。更に，本発明は，溶融
装置により，最大限４０ないし６０原子％のチタンを含
む，原材料，部材，工作物など用の，特に整然とした結
晶格子を持つチタン・アルミニウムを主成分とした合金
を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン・アルミニウムを主成分とした合
金を製造する場合，現在は，製造される合金製品の十分
な延性又は変形可能性を得るのに極めて大きい困難があ
る。特に，従来のやり方で製造される合金の高いガス含
有量，特に酸素含有量は困難を引き起こし，高い延性及
び変形可能性を損なう。この種の合金を粉末状の出発材
料から溶融させ又はＨＩＰ過程により製造する，通常，
当業者の見解によれば実行可能な方法は失敗している。
金を製造する場合，現在は，製造される合金製品の十分
な延性又は変形可能性を得るのに極めて大きい困難があ
る。特に，従来のやり方で製造される合金の高いガス含
有量，特に酸素含有量は困難を引き起こし，高い延性及
び変形可能性を損なう。この種の合金を粉末状の出発材
料から溶融させ又はＨＩＰ過程により製造する，通常，
当業者の見解によれば実行可能な方法は失敗している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
欠点を回避し，冒頭に挙げたような方法を改善して，製
造される合金製品の十分な延性又は変形可能性を得るこ
とができるようにすることである。
欠点を回避し，冒頭に挙げたような方法を改善して，製
造される合金製品の十分な延性又は変形可能性を得るこ
とができるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の方法によればこ
の課題は，塊状の合金成分又は出発材料がほぼ合金組成
に応じて用意されかつるつぼ内で溶融され，その際，最
大限４０ないし６０原子％のチタンを含む所望の合金組
成がるつぼ内で１つ又は複数の，場合によつてはそれ以
外の，合金成分の合金により調節され，溶湯がこのるつ
ぼから細長いインゴツト又は棒になるように注入され，
その後にこれらのインゴツト又は棒がアーク溶融炉の消
耗電極として，なるべく真空状態で，密なインゴツト又
は部材になるように再溶融されることによつて解決され
る。
の課題は，塊状の合金成分又は出発材料がほぼ合金組成
に応じて用意されかつるつぼ内で溶融され，その際，最
大限４０ないし６０原子％のチタンを含む所望の合金組
成がるつぼ内で１つ又は複数の，場合によつてはそれ以
外の，合金成分の合金により調節され，溶湯がこのるつ
ぼから細長いインゴツト又は棒になるように注入され，
その後にこれらのインゴツト又は棒がアーク溶融炉の消
耗電極として，なるべく真空状態で，密なインゴツト又
は部材になるように再溶融されることによつて解決され
る。
【０００５】本発明による方法には，ガス含有量の低い
，合金技術的に均質な電極を製造するために，出発材料
の粉末化を止すことができ，そして出発材料として塊状
の純金属又は塊状の屑又は塊状の還元屑を使用すること
ができるという利点がある。同時に，溶湯の合金組成の
正碓な調節ができ，その際，方法に関する出費は僅かで
ある。
，合金技術的に均質な電極を製造するために，出発材料
の粉末化を止すことができ，そして出発材料として塊状
の純金属又は塊状の屑又は塊状の還元屑を使用すること
ができるという利点がある。同時に，溶湯の合金組成の
正碓な調節ができ，その際，方法に関する出費は僅かで
ある。
【０００６】本発明による方法の好ましい実施態様では
，出発材料が，冷却される金属製るつぼ内で，縦軸線を
中心に回転する，特に，銅，チタン，アルミニウム又は
１つの合金成分から成る少なくとも１つの水冷電極によ
り又は少なくとも１つのプラズマ又は電子線溶融装置に
よつて，なるべく圧力を減少された保護ガスのもとで，
溶融されるようにしてある。こうして，合金特性に不利
な影響を及ぼさない金属から成る電極による塊状出発材
料の，エネルギーを節約しかつ合金組成に影響を及ぼさ
ない溶融が行われる。更に，アーク又は場合によつては
プラズマ又は電子線の使用により，合金金属の，高い局
部的エネルギー又は温度供給及び同時に完全に均質な混
合又は中に置かれた結晶フイルタが得られる。
，出発材料が，冷却される金属製るつぼ内で，縦軸線を
中心に回転する，特に，銅，チタン，アルミニウム又は
１つの合金成分から成る少なくとも１つの水冷電極によ
り又は少なくとも１つのプラズマ又は電子線溶融装置に
よつて，なるべく圧力を減少された保護ガスのもとで，
溶融されるようにしてある。こうして，合金特性に不利
な影響を及ぼさない金属から成る電極による塊状出発材
料の，エネルギーを節約しかつ合金組成に影響を及ぼさ
ない溶融が行われる。更に，アーク又は場合によつては
プラズマ又は電子線の使用により，合金金属の，高い局
部的エネルギー又は温度供給及び同時に完全に均質な混
合又は中に置かれた結晶フイルタが得られる。
【０００７】合金の酸素含有量が溶融及び再溶融により
，場合によつては少なくとも１つのＨＩＰ過程と相まつ
て，６００ｐｐｍ以下，なるべく５００ｐｐｍ以下，に
調節される場合な，最良の結果が得られる。
，場合によつては少なくとも１つのＨＩＰ過程と相まつ
て，６００ｐｐｍ以下，なるべく５００ｐｐｍ以下，に
調節される場合な，最良の結果が得られる。
【０００８】冒頭に挙げた種類の装置は本発明によれば
，溶融装置が，塊状の出発材料を溶融させるための，な
るべくＣｕから成る，冷却される金属製るつぼを含んで
おり，溶融させるために，縦軸線を中心に回転する，銅
，アルミニウム，チタン又は１つの合金成分から成る少
なくとも１つの電極が設けられており，この溶融装置の
後に，溶湯をるつぼから鋳造場所にある細長い鋳型へ注
入することにより得られる鋳片を再溶融させるための真
空アーク溶融装置が配置されていることを特徴としてい
る。こうして，簡単に構成される，チタン・アルミニウ
ムを主成分とした合金を溶融させるための装置が製造さ
れ，この装置では合金の製造が速やかにかつ大きい運搬
経路及びエネルギー損失なしに行える。
，溶融装置が，塊状の出発材料を溶融させるための，な
るべくＣｕから成る，冷却される金属製るつぼを含んで
おり，溶融させるために，縦軸線を中心に回転する，銅
，アルミニウム，チタン又は１つの合金成分から成る少
なくとも１つの電極が設けられており，この溶融装置の
後に，溶湯をるつぼから鋳造場所にある細長い鋳型へ注
入することにより得られる鋳片を再溶融させるための真
空アーク溶融装置が配置されていることを特徴としてい
る。こうして，簡単に構成される，チタン・アルミニウ
ムを主成分とした合金を溶融させるための装置が製造さ
れ，この装置では合金の製造が速やかにかつ大きい運搬
経路及びエネルギー損失なしに行える。
【０００９】本発明の別の対象は，チタン・アルミニウ
ムを主成分とした合金を製造するために塊状の出発材料
を溶融させるための，冷却される，なるべく液体で冷却
される金属製るつぼと，このるつぼ内へ突き出た又はこ
のるつぼ内へ導入可能な，縦軸線を中心に回転する，銅
，アルミニウム，チタン又は１つの合金成分から成る少
なくとも１つの電極とを含んでいる装置又は溶融装置の
使用である。
ムを主成分とした合金を製造するために塊状の出発材料
を溶融させるための，冷却される，なるべく液体で冷却
される金属製るつぼと，このるつぼ内へ突き出た又はこ
のるつぼ内へ導入可能な，縦軸線を中心に回転する，銅
，アルミニウム，チタン又は１つの合金成分から成る少
なくとも１つの電極とを含んでいる装置又は溶融装置の
使用である。
【００１０】
【実施例】本発明による，チタン・アルミニウムを主成
分とした合金を製造するための装置の実施例を示す図面
により，本発明を以下に詳細に説明する。
分とした合金を製造するための装置の実施例を示す図面
により，本発明を以下に詳細に説明する。
【００１１】例えば純金属，母合金，還元屑などの形の
塊状出発材料の保管場所がＡで示されており，この場合
，種々の成分，例えばアルミニウム又はアルミニウムを
含有する屑１，チタン又はチタンを含有する屑１′又は
合金成分又は合金成分を含有するクロム屑又は屑１”が
示されている。出発材料中のアルミニウム，チタン及び
場合によつてはそれ以外の所望の合金材料の含有量は既
知であり，混合された出発材料は全体でほぼ所望の合金
組成を生ぜしめる
塊状出発材料の保管場所がＡで示されており，この場合
，種々の成分，例えばアルミニウム又はアルミニウムを
含有する屑１，チタン又はチタンを含有する屑１′又は
合金成分又は合金成分を含有するクロム屑又は屑１”が
示されている。出発材料中のアルミニウム，チタン及び
場合によつてはそれ以外の所望の合金材料の含有量は既
知であり，混合された出発材料は全体でほぼ所望の合金
組成を生ぜしめる
【００１２】出発材料の表面を浄化するための装置はＢ
で示されており，そのために，例えばサンドブラスト装
置，酸洗い装置などを設けることができる
で示されており，そのために，例えばサンドブラスト装
置，酸洗い装置などを設けることができる
【００１３】
溶融装置は全体としてＣで示されている。 この溶融装置は，扉２１を持つ装入室２を含んでおり，
この扉は振動樋Ｓへの流入を可能にする。この振動樋Ｓ
へ，場合によつては粉砕された出発材料が，浄化装置Ｂ
又は保管場所Ａから供給装置１１を経て装入される。こ
の振動樋は合金成分又は屑をるつぼ内へ送り込み，この
るつぼはなるべく銅から成りかつ液体で冷却されるのが
好ましい。るつぼ３５に場合によつては付属するスラグ
容器は３４で示されている。溶湯室３内に配置されたる
つぼ３５内へ電極３６が導入可能である。この電極３６
は，冷却される非消耗電極であり，この電極は縦軸線を
中心に回転する。この電極３６をるつぼ３５の中へ下降
させることができ，この電極は，冷却される表面と屑又
は溶湯浴との間にアークを生ぜしめることにより合金成
分又は屑を溶融させる。
溶融装置は全体としてＣで示されている。 この溶融装置は，扉２１を持つ装入室２を含んでおり，
この扉は振動樋Ｓへの流入を可能にする。この振動樋Ｓ
へ，場合によつては粉砕された出発材料が，浄化装置Ｂ
又は保管場所Ａから供給装置１１を経て装入される。こ
の振動樋は合金成分又は屑をるつぼ内へ送り込み，この
るつぼはなるべく銅から成りかつ液体で冷却されるのが
好ましい。るつぼ３５に場合によつては付属するスラグ
容器は３４で示されている。溶湯室３内に配置されたる
つぼ３５内へ電極３６が導入可能である。この電極３６
は，冷却される非消耗電極であり，この電極は縦軸線を
中心に回転する。この電極３６をるつぼ３５の中へ下降
させることができ，この電極は，冷却される表面と屑又
は溶湯浴との間にアークを生ぜしめることにより合金成
分又は屑を溶融させる。
【００１４】溶湯の組成を正確に調節するための合金成
分の試料採取又は供給するための装置が概略的に３１で
示され，溶湯用の観察手段が３２で示され，溶湯室又は
装入室２の真空接続部が３３で示されており，この装入
室は，場合によつてはゲート２２を介して溶湯室３から
分離され得る。
分の試料採取又は供給するための装置が概略的に３１で
示され，溶湯用の観察手段が３２で示され，溶湯室又は
装入室２の真空接続部が３３で示されており，この装入
室は，場合によつてはゲート２２を介して溶湯室３から
分離され得る。
【００１５】溶融装置Ｃは更に鋳造場所４を含んでおり
，この鋳造場所に細長い鋳型５が配置されており，この
鋳型へ溶湯がるつぼ３５から注入される。場合によつて
は予熱され又は熱絶縁される鋳型５は，絶縁する帽体５
１を備えているので，組織応力及び望ましくない結晶化
現象が防止され得る。
，この鋳造場所に細長い鋳型５が配置されており，この
鋳型へ溶湯がるつぼ３５から注入される。場合によつて
は予熱され又は熱絶縁される鋳型５は，絶縁する帽体５
１を備えているので，組織応力及び望ましくない結晶化
現象が防止され得る。
【００１６】鋳型５内で形成された細長いインゴツトが
十分に均質でありかつ場合によつてはＨＩＰ装置へ供給
され，このＨＩＰ装置においてこれらのインゴツトは高
温均衡プレスされる。続いてこれらのインゴツトは表面
処理又は浄化を受け，それからこれらのインゴツトは真
空アーク溶融炉へ供給される。この真空再溶融装置Ｆに
おいてインゴツト６は電極インゴツト６′として炉容器
７の中に配置されかつアークによつて再溶融される。そ
の際生ずるインゴツト８は，場合によつては別のＨＩＰ
装置Ｇへ供給され，その後に変形装置Ｈへ供給され，こ
の変形装置においてこれらのインゴツトは熱間変形され
る。完成した原材料，製品などは更なる使用のために運
び去られる。
十分に均質でありかつ場合によつてはＨＩＰ装置へ供給
され，このＨＩＰ装置においてこれらのインゴツトは高
温均衡プレスされる。続いてこれらのインゴツトは表面
処理又は浄化を受け，それからこれらのインゴツトは真
空アーク溶融炉へ供給される。この真空再溶融装置Ｆに
おいてインゴツト６は電極インゴツト６′として炉容器
７の中に配置されかつアークによつて再溶融される。そ
の際生ずるインゴツト８は，場合によつては別のＨＩＰ
装置Ｇへ供給され，その後に変形装置Ｈへ供給され，こ
の変形装置においてこれらのインゴツトは熱間変形され
る。完成した原材料，製品などは更なる使用のために運
び去られる。
【００１７】６００ｐｐｍ以下の酸素含有量を持つ，可
延性の，変形可能な合金製品を得ることが非常に容易に
可能であることが分かつた。出発材料又は真空再溶融装
置Ｆ又は溶融装置Ｃに対して特別の要求を出すことなし
に，４５０ｐｐｍ以下の酸素含有量又は８０ｐｐｍ以下
の窒素含有量及び６ｐｐｍ以下の水素含有量が得られ，
その際，極めて高い合金均質性があつた。
延性の，変形可能な合金製品を得ることが非常に容易に
可能であることが分かつた。出発材料又は真空再溶融装
置Ｆ又は溶融装置Ｃに対して特別の要求を出すことなし
に，４５０ｐｐｍ以下の酸素含有量又は８０ｐｐｍ以下
の窒素含有量及び６ｐｐｍ以下の水素含有量が得られ，
その際，極めて高い合金均質性があつた。
【００１８】特に，製造された合金部材は６５０又は７
００゜Ｃ以上の温度範囲におけるはるかに良好な熱間変
形可能性も示しており，これらの合金特性は粉末冶金製
造では決して得られなかつた。
００゜Ｃ以上の温度範囲におけるはるかに良好な熱間変
形可能性も示しており，これらの合金特性は粉末冶金製
造では決して得られなかつた。
【図１】本発明による，チタン・アルミニウムを主成分
とした合金を製造するための装置の構成図である。
とした合金を製造するための装置の構成図である。
１，１′，１” 屑
４ 鋳造場所５
鋳型 ６ 鋳片 ３５ るつぼ ３６ 電極
鋳型 ６ 鋳片 ３５ るつぼ ３６ 電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 塊状の合金成分又は出発材料がほぼ合
金組成に応じて用意されかつるつぼ内で溶融され，その
際，最大限４０ないし６０原子％のチタンを含む所望の
合金組成がるつぼ内で１つ又は複数の合金成分の合金に
より調節され，溶湯がこのるつぼから細長いインゴツト
又は棒になるように注入され，その後にこれらのインゴ
ツト又は棒がアーク溶融炉の消耗電極として密なインゴ
ツト又は部材になるように再溶融されることを特徴とす
る，溶融された出発材料が鋳型へ注入されかつ鋳片が再
溶融される，原材料，部材，工作物など用の，チタン・
アルミニウムを主成分とした合金を製造する方法。 【請求項２】 出発材料として，塊状の純金属又は塊
状の屑又は塊状の還元屑又は塊状の母合金が使用される
ことを特徴とする，請求項１に記載の方法。 【請求項３】 出発材料が，例えばサンドブラスト，
酸洗いなどによる表面浄化を受けることを特徴とする，
請求項１又は２に記載の方法。 【謂求項４】 出発材料が，冷却される金属製るつほ
内で，縦軸線を中心に回転する，特に，銅，チタン，ア
ルミニウム又は１つの合金成分から成る少なくとも１つ
の水冷電極により又はプラズマ又は電子線によつて，な
るベく圧力を減少された保護ガスのもとで，溶融される
ことを特徴とする，請求項１ないし３のうち１つに記載
の方法。 【請求項５】 溶湯が，凝固する細長いインゴツト又
は棒からの放熱を減少させるために又はこれらインゴツ
ト又は棒の組織応力を回避するために，るつぼから予熱
された，なるべく熱絶縁された鋳型へ注入されることを
特徴とする，請求項１ないし４のうち１つに記載の方法
。 【請求項６】 インゴツト又は棒がアーク再溶融前に
表面処理又は浄化又はＨＩＰ（高温均衡プレス）過程を
受けることを特徴とする，請求項１ないし５のうち１つ
に記載の方法。 【請求項７】 アーク再溶融の際に得られる原材料又
は製品が，場合によつてはＨＩＰ過程後に，特に所望の
最終製品を製造するために，熱間変形を受けることを特
徴とする，請求項１ないし６のうち１つに記載の方法。 【請求項８】 合金の酸素含有量が溶融及び再溶融に
より，場合によつては少なくとも１つのＨＩＰ過程と相
まつて，６００ｐｐｍ以下に調節されることを特徴とす
る，請求項１ないし７のうち１つに記載の方法。 【請求項９】 溶融装置（Ｃ）が，塊状の出発材料（
１，１′，１”）を溶融させるための冷却される金属製
るつぼ（３５）を含んでおり，溶融させるために，縦軸
線を中心に回転する，銅，アルミニウム，チタン又は１
つの合金成分から成る少なくとも１つの電極（３６）又
は少なくとも１つのプラズマ又は電子線装置が設けられ
ており，この溶融装置（Ｃ）の後に，溶湯をるつぼ（３
５）から鋳造場所（４）にある細長い鋳型（５）へ注入
することにより得られる鋳片（６）を再溶融させるため
の真空アーク溶融装置（Ｆ）が配置されていることを特
徴とする，特に請求項１ないし８のうち１つに記載の方
法を実施するための溶融装置により，最大限４０ないし
６０原子％のチタンを含む，整然とした結晶格子を持つ
，原材料，部材，工作物など用の，チタン・アルミニウ
ムを主成分とした合金を製造する装置。 【請求項１０】 溶融装置と真空アーク溶融装置（Ｆ
）との間に，表面処理又は浄化装置（Ｅ）又はＨＩＰ装
置（Ｄ）が設けられていることを特徴とする，請求項９
に記載の装置。 【請求項１１】 細長い鋳型（５）が熱絶縁されてい
ることを特徴とする，請求項９又は１０に記載の装置。 【請求項１２】 チタン・アルミニウムを主成分とし
た合金を製造するために塊状の出発材料（１，１′，１
”）を溶融させるための，金属製るつぼ（３５）と，こ
のるつぼ（３５）内へ突き出た又はこのるつぼ内へ導入
可能な，縦軸線を中心に回転する，銅，アルミニウム，
チタン又は１つの合金成分から成る少なくとも１つの電
極（３６）又は少なくとも１つのプラズマ又は電子線装
置とを含んでいる，請求項９ないし１１のうち１つに記
載の装置又は溶融装置（Ｃ）の使用。 【請求項１３】 溶融装置（Ｃ）の後に真空アーク溶
融装置（Ｆ）が配置されていることを特徴とする，請求
項１２に記載の使用。
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