JPH0120951B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳造に係り、更に詳細には単結晶物
品を一方向凝固にて製造するに使用される鋳型に
係る。

一方向凝固法は、凝固界面を溶湯にて充填され
た鋳型内に通して徐々に移動させるべく制御され
た冷却法を用いて鋳造する方法である。かかる一
方向凝固法の高度の実施例に於ては単結晶物品が
鋳造される。有用な形状を有する単結晶物品を鋳
造する方法は幾つか存在する。それらの何れに於
ても凝固界面は鋳型内を通つて移動する。しかし
所望の単結晶組織とする方法は種々のものが存在
する。米国特許第1793672号に於ては、狭い通路
及び種結晶を使用することが記載されている。本
発明は種結晶に関するものではなく、複数の柱状
晶より一つの柱状晶を選定しそれを物品の単結晶
組織として伝播成長させるという前述の米国特許
に於て使用され現在では当技術分野に於て一般的
に使用されている原理に基くものである。一つの
方法に於ては、鋳型は一つの結晶粒のみが成長に
より通過し得るよう小さくされた通路を有してい
る。米国特許第3494709号及び同第3536121号に於
ては、鋳型に設けられたジクザク状の通路により
複数の柱状晶より一つの柱状晶が迅速に選定され
る改善された方法が記載されている。

より洗練された方法に於ては、米国特許第
4111252号及び同第4133368号に記載されている如
く、通路の形状として螺旋形状が使用される。螺
旋形状は商業的に広く使用されている。事実鋳型
はチルプレート上に載置されたスタータキヤビテ
イの上方に配置された螺旋管を有している。加熱
された鋳型が溶湯にて充填されると、スタータキ
ヤビテイ内に流入した溶湯はチルプレートに接触
する領域に於て瞬間的に凝固する。しかし鋳型は
高温状態にあるので、かかる溶湯の凝固はチルプ
レートより鋳型の長手方向に沿つて短い距離の範
囲内に於てのみ進行する。しかる後例えば鋳型を
高温炉より引き抜くことにより、温度勾配が鋳型
の長さ方向に沿つて徐々に移動せしめられる。こ
のことにより凝固界面が鋳型内を通して移動せし
められ、最初に凝固した金属よりエピタキシヤル
成長した柱状晶が形成される。面心立方のニツケ
ル超合金に於ては、［001］方位を有する結晶は他
の方位を有する結晶よりも迅速に成長する。かく
して［001］方位を有する柱状晶は他の方位を有
する柱状晶より抜け出て、スタータの最上部に於
て螺旋通路内に侵入する。典型的には凝固界面は
物品の主軸線に沿つて移動せしめられ、従つて
［001］方位は主要な結晶学的方位と呼ばれる。凝
固界面が鋳型の螺旋状セクシヨン内を移動する際
には、凝固界面は物品の主軸線に垂直な平面をな
す状態にて移動せしめられる。かくして螺旋通路
は［001］方位を有する多結晶状態の柱状晶を単
結晶凝固界面に転換する。このことに関しては、
1982年１月27日付にて出願され本願出願人と同一
の譲受人に譲渡された米国特許出願第343084号を
参照されたい。凝固界面は螺旋通路を通過した後
物品キヤビテイ内に侵入し、所望の物品を形成す
べく物品キヤビテイ内に於ても凝固界面は更に移
動せしめられる。

一般に上述の如き構造を有する鋳型も多結晶組
織ではなく単結晶組織を生成する点に於て良好に
機能する。しかし螺旋状通路に関し常に困難な点
が存在する。例えば螺旋状部分は比較的脆弱であ
り、製造が困難なものである。例えば前述の米国
特許第4133368号及び同第4111252号を参照された
い。また螺旋管がセラミツク支持ロツドの周りに
巻き付けられることを開示している米国特許第
4180119号を参照されたい。かかる螺旋管を使用
する一般的な目的は、スタータキヤビチイ、螺旋
管部分及びこれらに関連する構造体の垂直方向高
さを最小限に抑えることである。何故ならば、鋳
造後に廃棄されるゲーテイングとは対照的に、物
品を郭定する鋳型にて炉を充填することにより炉
の使用可能な垂直方向高さを効率的に使用するこ
とが望ましいからである。しかしスタータキヤビ
テイ及び螺旋状通路をコンパクトにし且チルプレ
ートに近い位置に保持する場合には、これらの部
材を加熱することに関し問題が発生する。例えば
国際出願第0034021号にはスタータキヤビテイ及
び螺旋管の周りに断熱材を使用することが記載さ
れている。

単結晶技術がガスタービンエンジンの超合金製
タービンブレートやベーンの製造に於て良く知ら
れたものになるにつれて、新たな発見がなされて
いる。これらの発見には旧来及び新たな問題の解
決と同様、以前には明白でなかつた重要な点の認
識が含まれている。前述の米国特許第3494709号
には、［001］結晶軸がブレードの主軸線即ち長手
方向軸線に対し20゜の範囲にて整合された有用な
超合金製単結晶タービンブレードが記載されてい
る。［001］軸はガスタービンブレードに付与され
るクリープ強さ及び熱疲労性の組合せが優れたも
のになるので好ましい。しかし前述の米国特許に
記載されている如き±20゜という広い範囲に比し
て［001］軸が部材の主軸線とより一層正確に整
合していることが求められることが多い。更に
［001］結晶軸の方位の変動により部材の機械的挙
動の変動が発生されることがある。従つて鋳造金
属の［001］軸又は他の結晶軸を部材の所定の軸
線とより一層正確に整合させることが一つの一般
的な目的となつてきている。即ち従来より知られ
たスタータ及び螺旋通路を使用して得られる結晶
軸と部材の軸線との整合の精度は更に一層改善さ
れる必要がある。

本発明の目的は、鋳造された物品の主軸線に対
する所望の結晶軸の整合の程度を改善することで
ある。特に本発明の目的は、ニツケル超合金部材
の長手方向ｚ軸線（鋳造に際し凝固界面はこれに
沿つて移動せしめられた）よりの［001］結晶軸
のずれの程度を低減することである。

本発明によれば、凝固界面の形状はそれが鋳型
のスタータセクシヨン内を通つて移動する際に注
意深く制御される。単結晶部材を一方向凝固によ
つて鋳造している間に、鋳型内に於ける熱伝達条
件を制御することにより、凝固界面はそれが鋳型
のスタータを通つて移動しセレクターセクシヨン
内に侵入する際により一層平面に近付くようにさ
れる。本発明の好ましい実施例に於ては、鋳型は
段部を有し二つのサブセクシヨンに分割されたス
タータセクシヨンを有している。螺旋状のセレク
ターセクシヨンに近い第一のサブセクシヨンはチ
ルプレートに当接する第二のサブセクシヨンに比
して容積に対する表面積の比が比較的高い。セレ
クターセクシヨンの入口の幅は該セレクターセク
シヨンに接続されたスタータセクシヨンの第一の
サブセクシヨンの幅よりも小さいものでなければ
ならない。前述の鋳型のサブセクシヨン間の容積
関係は重要であることが解つている。第二のサブ
セクシヨンの容積はスタータセクシヨンの全容積
の52〜98％、好ましくは75〜85％でなければなら
ない。また第一のサブセクシヨンの軸線方向長さ
は第二のサブセクシヨンの軸線方向長さよりも大
きいことが好ましい。

第二のサブセクシヨンはそれに流入する溶湯が
スタータセクシヨンを充分に加熱し得るに充分な
容積をスタータセクシヨンに与える。スタータセ
クシヨンの第一のサブセクシヨンの横断面積が小
さいことによりより一層好ましい熱伝達条件が可
能にされ、第一のサブセクシヨンを通過する凝固
界面がより一層平面的なものにされる。金属学的
検査により、柱状晶成長は上述の如きスタータセ
クシヨンによつてその性格が変化され、セレクタ
ーセクシヨンに到達する結晶粒は容積が同一であ
る横断面積一定の従来のスタータセクシヨンが使
用された場合よりも鋳型の長手方向軸線により一
層整合されることが解つている。円錐形のスター
タも使用されてよいが、スタータは第二のサブセ
クシヨンの隣接する軸線方向に延びる壁より測定
した場合の幅長さが少なくとも0.6cmである段部
を有していることが好ましい。ニツケル基超合金
については、スタータは約５cmの全高を有してい
ることが好ましく、第一のサブセクシヨンは1.6
〜４cmの高さを有していることが好ましく、第二
のサブセクシヨンは1.6〜2.5cmの高さを有してい
ることが好ましい。第一のサブセクシヨンの幅は
0.6〜1.6cmであり、第二のサブセクシヨンの幅は
2.5〜５cmであることが好ましい。

本発明の構造を改善されたスタータはその全高
が実質的に増大されていないので効率的である。
結晶学的方位のずれは本発明によれば従来技術に
於ける値の約半分に低減される。また改善された
スタータは容易に且単純に製造され得るものであ
る。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

これより本発明を米国特許第4209348号及び同
第4222794号に記載された合金の如き単結晶ニツ
ケル超合金をセラミツク鋳型内にて一方向凝固に
より鋳造することに関し説明する。しかし本発明
は他の材料を鋳造する場合にも適用可能なもので
ある。一方向凝固の一般的手順が例えば米国特許
第3494709号、同第3763926号、同第4190094号の
如き特許文献や技術文献に広く記載されている。

一方向凝固法に於ては、凝固界面（本明細書に
於ては液相の等温線とほぼ形状が対応しているも
のとする）が、ジルコン、シリカ、アルミナ、又
はそれらの混合物の如き耐火セラミツクにて形成
された鋳型内を移動せしめられる。鋳造に際して
は種結晶が使用されても使用されなくてもよい
が、本明細書に於ては種結晶を使用しないで鋳造
物品を形成する場合について説明する。一般に鋳
型は凝固界面がまず等軸晶成長し、次いで柱状晶
にて成長し、更に単結晶にて成長するよう構成さ
れている。結晶の形態変化は凝固界面の移動と凝
固界面が通過しなければならない鋳型の形状によ
り達成される。

第１図は開口端２２を有する鋳型２０を示して
おり、鋳型２０は開口端２２にてチルプレート２
４に当接している。鋳型２０は三つの主要なセク
シヨンよりなつており、鋳型のベース部に於ては
チルプレート２４に近接したスタータセクシヨン
２６を有している。スタータセクシヨン２６には
セレクターセクシヨン２８が接続されており、セ
レクターセクシヨン２８は螺旋状をなしている。
セレクターセクシヨン２８には物品セクシヨン３
０が接続されており、物品セクシヨン３０は所望
の物品形状を郭定する形状を有している。本明細
書に於ては、説明の目的で、物品セクシヨン３０
はセレクターセクシヨン２８よりも上方の部分全
体をいうものとする。この定義は説明を簡明化す
るためのものである。何故ならば、セレクターセ
クシヨン２８よりも上方の部分は通常遷移セクシ
ヨン３２及び押湯セクシヨン３４を含んでいるか
らである。遷移セクシヨン３２は物品セクシヨン
３０に侵入した単結晶が横方向に膨張して成長す
ることを可能ならしめるためのものであり、押湯
セクシヨン３４は鋳造工程中に溶湯のためのリザ
ーバを与えるためのものである。一般に押湯セク
シヨン３４を経て加熱された鋳型内に導入された
溶湯は物品セクシヨン３０及びセレクターセクシ
ヨン２８を経てスタータセクシヨン２６内へ流入
し、該セレクターセクシヨン内に於てチルプレー
ト２４と接触する。溶湯の一部はチルプレート２
４と接触して非常に迅速に凝固する。しかる後鋳
型がそれを収容する炉に対し相対的に移動せしめ
られ、これにより鋳型の長手方向軸線に沿つて温
度勾配が移動され、これによりスタータセクシヨ
ン２６内に於て柱状晶が生成される。柱状晶の成
長界面はスタータセクシヨン２６よりセレクター
セクシヨン２８内へ移動する。セレクターセクシ
ヨン２８内に於ては凝固界面の速度ベクトルはｚ
軸に沿つて移動しつつ、それがｚ軸の方向に垂直
な平面に投影してみた場合ｚ軸の周りに回転す
る。セレクターセクシヨン２８の螺旋形状により
惹起こされるかかる運動により柱状晶成長より単
結晶成長に転換される。この点については、1982
年１月27日付にて出願され本願出願人と同一の譲
受人に譲渡された米国特許出願第343084号を参照
されたい。

単純な円筒形のスタータを有する鋳型を用い
て、第７図に示されている如き多数の柱状物品が
従来技術によつて形成された。面心立方のニツケ
ル超合金が一方向凝固にて鋳造される場合には、
［001］結晶軸は結晶成長の方向にほぼ平行である
か、又は第１図に示された鋳型の場合には物品の
ｚ軸にほぼ平行である。しかし調査により、多数
の鋳型にて鋳造を行つた結果によれば、結晶軸と
結晶成長方向との間の整合には変動があることが
解つた。かかる変動が生じる要因は明白ではな
い。しかし本発明により得られた知見によれば、
方位のずれた、即ち傾斜された柱状晶も螺旋状の
セレクターセクシヨン内に侵入することができ、
セレクターセクシヨンを経て成長して方位のずれ
た柱状の単結晶が形成されることは明らかであ
る。かくして問題はセレクターセクシヨン内に於
て生じる柱状晶の方位の変動を如何に低減するか
ということになつた。

第１図は結晶学的方位のずれを低減する階段構
造を有するスタータセクシヨンを示している。ス
タータセクシヨン２６は第２図に詳細に示されて
いる如く、第一のサブセクシヨン３６とチルプレ
ート２４の近傍に位置し第一のサブセクシヨンよ
り大きい第二のサブセクシヨン３８とよりなつて
いる。スタータセクシヨン２６内には二つのサブ
セクシヨンの接合部に段部４８が存在する。段部
４８は軸線に垂直な鋳型の一部をなしており、該
段部は第二のサブセクシヨン３８の外壁３９より
半径方向内方へ距離Ｌにて延在している。

鋳造物品が第１図及び第２図に示された構造の
鋳型を用いて製造された場合には、実質的な改善
が認められた。このことは下記のデータにより示
されている。本願発明者等は、直径約3.2cm、高
さ４cmの直線円筒形のスタータを用いて形成され
た物品を、ｚ軸方向の全長Ｈが約４cmであり、長
さＨ１が約2.5cmであり直径が約1.3cmである第一
のサブセクシヨン３６と長さＨ２が約1.6cmであ
り直径が約3.2cmである第二のサブセクシヨン３
８とを有する本発明の一つの好ましいスタータを
用いて形成された物品と比較した。各スタータに
は各二つの巻回よりなる螺旋状のセレクタが取付
けられており、螺旋状のセレクタは前述の米国特
許出願第343084号に記載されている如く、約１cm
の螺旋直径を有し、約２cmのピツチを有し、約
0.7cmの通路直径を有するものであつた。

米国特許第4222794号型の合金鋳造物品の結晶
学的方位が、LaueX線回折法を使用して物品の
中心近傍の横断平面の中心に於て測定された。方
位は［001］結晶軸と物品のｚ軸との間の角度を
測定することによつて決定された。Laue法に通
じた人には解る如く、ｘ及びｙ方向のずれが測定
され、それらの値が角度値（゜）に転換される。
第３図に示されたデータは本発明によれば方位の
変動が大きく低減されることを示している。また
結晶学的方位のメジアンが約9゜から約4.5゜へより
一層０に近いずれに修正される。第７図は従来技
術のスタータ内にて凝固した物品に典型的な結晶
粒組織を腐食して示しており、この第７図より、
図示の組織は粗く概ね垂直に延在していることが
解る。これに対し第８図は本考案のスタータ内に
て凝固した物品の結晶粒組織を示している。この
第８図より、より大きい第二のサブセクシヨン内
にて形成された結晶粒組織はその底面より同一の
距離に於ける第７図の結晶粒組織と同様である
が、直径の小さい第一のサブセクシヨン内にて形
成された結晶粒組織ははるかに洗練されており且
垂直に延在していることが解る。

第４図は段部を有するスタータセクシヨン内に
て凝固した金属の中央縦断面を示しており、本発
明によれば如何に結晶学的改善がなされるかを理
解する手助けとなるものである。図に於ては結晶
粒組織が示されており、これは結晶学的組織とは
異なるものであるが、面心立方のニツケル合金の
場合には［001］結晶軸は実質的に結晶成長方向
と整合していることが経験的に解つている。第４
図に於て、チルプレート２４に接触した金属４０
は実質的に等軸晶組織を有していることが解る。
第二のサブセクシヨン３８内に於て凝固した金属
４２は、等軸晶４０より成長を開始して鋳型内の
溶湯を通して温度勾配を移動させることによつて
形成された典型的な柱状晶である。柱状晶金属４
２内に於てはより一層迅速に成長する［001］の
結晶が好ましくない方位、即ち［001］以外の方
位より抜け出ている。線Ｓ１は凝固界面が第二の
サブセクシヨン３８内を移動している際に現われ
る凝固界面の形状を示している。第４図より、凝
固界面は半径Ｒ１を有する窪み形であることが解
る。凝固界面の形状は計算（米国特許第4190094
号参照）によつても、また凝固界面に対し実質的
に垂直な柱状晶成長パターンによつても決定され
得る。柱状晶は、サブセクシヨン３８内の金属４
２の半径方向外方部に於ては半径方向内方へ傾斜
している。チルプレート２４近傍に於ける熱伝達
現象は複雑であるので、凝固界面の形状は厳密に
は解らない場合が多い。凝固界面は典型的なスタ
ータ内のエツジに於て上方へ湾曲しており、即ち
凝固界面のエツジは柱状晶が中央へ向けて傾斜し
ていることより解る如くその平均高さよりも高
い。しかし内部はより一層複雑な構造である。本
発明の原理は鋳造結果に反映するので、本明細書
に於ては本願発明者等の理解するところを最も良
く反映した一つの単純な例を呈示して本発明の原
理を説明する。

直径の小さい第一のサブセクシヨン３６内の金
属４４の結晶粒組織は異なつた外観を有してい
る。結晶粒は鋳型のｚ軸とより一層整合してお
り、このことはスタータの直径の大きい第二のサ
ブセクシヨン３８内に於ける凝固界面よりもより
一層平面に近い凝固界面Ｓ２と対応している。

凝固界面の凹状形状は主に鋳型の外面より熱が
除去される一方向凝固率の高い鋳造に特徴的なこ
とである。従つて本発明による改良されたスター
タにより得られた結果の分析によれば、第一のサ
ブセクシヨン３６の直径を小さくすることにより
より一層平面的な凝固界面を生成させ、これによ
り凝固界面がセレクターセクシヨン２８の孔４６
に侵入する際に於ける結晶学的方位をｚ軸により
一層整合させることができる。

本発明の一般的なモードに於ては、凝固界面は
それがセレクターセクシヨン２８内に侵入する前
により一層平面的なものにされる。凝固界面が平
面的になればなる程柱状晶の［001］の方位はｚ
軸により一層整合する。本発明に於てはこのこと
は熱伝達条件をより一層好ましい条件にし、セレ
クターセクシヨンに接続された部分に於けるスタ
ータセクシヨンの直径を低減することによつて達
成される。熱伝達を変化させまた凝固界面がセレ
クターセクシヨン内を移動する際に於ける凝固界
面の形状を変化させる他の方法も考慮されてよ
い。

本願発明者等は本発明にかかる段部を有する円
筒形構造が最も単純で最も優れた構造であると考
える。スタータの第一のサブセクシヨン３６の容
積に対する表面積の比が第二のサブセクシヨン３
８の容積に対する表面積の比よりも大きい限り、
本発明の鋳型構造とは異なる鋳型構造によつても
本発明の目的を達成することができる。尚ここに
表面積とは鋳型の内壁の円周にそのセクシヨンの
単位長さを乗じた値を意味する。また容積とは単
位長さの部分の内容積を意味する。

本発明に於て使用し得る円筒形スタータの比率
については既に説明した。第２図に於て、全高Ｈ
は４〜５cmでなければならない。この全高よりも
大きいスタータも機能するが、そのようなスター
タは上述の如く望ましいものではない。第二のサ
ブセクシヨン３８の高さＨ２は約1.6〜2.5cm、好
ましくは1.6cmでなければならず、第一のサブセ
クシヨン３６の高さＨ１は約1.6〜４cm、好まし
くは2.5cmでなければならない。第二のサブセク
シヨン３８の直径Ｗ２は約2.5〜５cm、好ましく
は3.2cmでなければならない。この直径Ｗ２は上
述の値よりも大きいものであつてもよいが、直径
が大きくなるとスタータの横方向寸法が一般的な
物品の横方向寸法に比してはるかに大きい実際的
な限界に近付く。鋳造に要する金属を低減すると
いう点からは直径Ｗ２は小さい方が好ましい。第
一のサブセクシヨン３６の直径Ｗ１は大き過ぎて
はならず、直径Ｗ１は約0.6〜1.6cm、好ましくは
1.3cmでなければならない。直径Ｗ１が大き過ぎ
ると、結晶学的組織に関し所望の改善を得ること
ができない。逆に直径Ｗ１が小さ過ぎると、鋳型
が脆弱になり、追加の支持装置が使用されなけれ
ばならない。直径Ｗ１が１cm又はそれ以下である
場合には、理由は不明であるが結晶粒の方位が幾
分が不適当なものになる。更にセレクターセクシ
ヨン２８の通路の横方向寸法は、該セレクターセ
クシヨン内に侵入する柱状晶の数をできるだけ少
なくして結晶学的品質を更に改善するためには、
スタータの第一のサブセクシヨン３６の横方向寸
法よりも小さいものでなければならない。この要
件により第一のサブセクシヨン３６の直径Ｗ１の
最小寸法が更に制限される。何故ならば、実際に
はセレクターセクシヨン２８の直径は一般に少な
くとも0.6cmはなければならないからである。

スタータの第一のサブセクシヨン３６と第二の
サブセクシヨン３８との間の容積関係は重要であ
る。実際の如何なる状況に於ても、鋳型のスター
タセクシヨン２６は鋳型の他の部分よりも平均的
に見てより低温である。鋳型を溶湯にて充填する
際にスタータセクシヨンに流れ込んだ溶湯によ
り、スタータセクシヨンに顕熱が与えられる。か
かる理由から、スタータは過剰の溶湯を受けるに
充分な容積を有していなければならず、それ故従
来の円筒形のスタータは必然的に2.5cm又はそれ
以上の高さ及び直径を有していた。横方向の寸法
が一様で小さいスタータはそれが充分に長く形成
されたものでない限り効率的には機能しない。し
かし炉の有用性が低減されまた鋳型が脆弱になる
という点に於て、幅が小さく高さが大きいスター
タは非効率的である。

本発明による段部を有するスタータに於て所要
の容積とすべくサブセクシヨンを大きくしたのは
上述の如き理由による。本発明によれば、スター
タの容積は少なくとも約8.4mm³である。第二のサ
ブセクシヨン３８の容積はスタータの全容積の52
〜98％、好ましくは75〜85％でなければならな
い。第二のサブセクシヨンが非常に大きく且長い
極端な場合には、第一のサブセクシヨンの直径及
び長さは小さく、第二のサブセクシヨンの容積は
スタータの全容積の98％にもなる。52％の値は上
述のような寸法条件の場合には悪い状態を表わし
ている。当然の結果として、第一のサブセクシヨ
ン３６の容積はスタータキヤビテイの全容積の２
〜48％でなければならないといえる。

断面形状が正方形、長方形、楕円、又は他の形
状である鋳型も使用されてよい。これらの鋳型も
円筒形のスタータについて上述した平均寸法を有
していることが好ましい。チルプレート５４に接
触する端部５２より先細り状をなす第５図に示さ
れている如き円錐形のスタータセクシヨン５０に
よつても改善された結果を得ることができるもの
と思われる。しかし、この場合得られる改善は上
述した本発明の好ましい実施例による場合よりも
小さかつた。テーパ状のスタータセクシヨン５６
にも第１図に示されている如き横方向に延在する
部分４８ａ、即ち段部を設けることが重要であ
る。スタータの外周縁、特にチルプレート近傍の
鋳型の壁面５８に於ては、一般にかなりの核（そ
の成長は第４図に於て符号４２にて示されている
如く典型的な柱状晶よりのエピタキシヤル成長で
はない）が発生する。スタータが段部を有しない
円錐形である場合には、かなりの数の結晶核がセ
レクターセクシヨンへ向けて伝播成長しようとす
る。本願発明者等が行つた実験によれば、直線的
な側壁を有するスタータの幅は、ｚ軸に垂直な直
径方向に測定して（第２図に於てＬにて示されて
いる）少なくとも0.6cmでなければならない。

本明細書に於て示された一方向凝固に於ける一
般的な熱力学的原理は単結晶が必要とはされてい
ない柱状晶成長鋳造物品に於ても有用である。ま
たそれらの原理は本発明の方法によれば任意の凝
固界面に於ける結晶学的変動を低減するという点
に於て、種結晶を使用する場合にも有用である。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鋳型の縦断面図である。
第２図は第１図に示された鋳型のスタータセクシ
ヨンを示す拡大部分縦断面図である。第３図は本
発明を従来技術と対比して結晶学的方位のデータ
を示すグラフである。第４図は第８図に示されて
いる如き鋳造物品が鋳型内に配置された状態のま
まにてその縦断面の結晶学的組織を示す第２図と
同様の縦断面図である。第５図は円錐形のスター
タセクシヨンを示す第２図と同様の縦断面図であ
る。第６図は水平方向の段部を有する円錐形のス
タータセクシヨンを示す第５図と同様の縦断面図
である。第７図は従来技術の鋳型のスタータより
取出され柱状晶を示すべく腐食された鋳造された
金属体を示す外観図である。第８図は本発明によ
る鋳型のスタータより取出された金属鋳造体を示
す第７図と同様の外観図である。 ２０…鋳型、２２…開口端、２４…チルプレー
ト、２６…スタータセクシヨン、２８…セレクタ
ーセクシヨン、３０…物品セクシヨン、３２…遷
移セクシヨン、３４…押湯セクシヨン、３６…第
一のサブセクシヨン、３８…第二のサブセクシヨ
ン、３９…外壁、４０…等軸晶、４２，４４…金
属、４６…孔、４８…段部、５０…スタータセク
シヨン、５２…端部、５４…チルプレート、５６
…スタータセクシヨン、５８…壁面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単結晶物品を鋳造するための鋳型であつて、
   前記物品を郭定する物品セクシヨンと、前記物品
   セクシヨンに接続され柱状晶成長を単結晶成長に
   転換させるためのセレクターセクシヨンと、前記
   セレクターセクシヨンに接続された第一の端部及
   び溶湯内に柱状晶の成長を行わせる第二の開口端
   を有するスタータセクシヨンとを有する鋳型に於
   て、前記スタータセクシヨン及び前記セレクター
   セクシヨンの長さ方向は前記鋳型の長手方向軸線
   に沿つており、前記セレクターセクシヨンは該セ
   レクターセクシヨンに当接する前記スタータセク
   シヨンの横方向寸法よりも横方向寸法の小さい通
   路を有しており、前記スタータセクシヨンは前記
   第一の端部に設けられた第一のサブセクシヨンと
   前記第二の開口端に設けられた第二のサブセクシ
   ヨンとを有し、前記第一のサブセクシヨンは前記
   第二のサブセクシヨンよりも容積に対する表面積
   の比が大きいことを特徴とする鋳型。