JPH02220763A - 活性金属材料の鋳造方法 - Google Patents

活性金属材料の鋳造方法

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JPH02220763A
JPH02220763A JP4127189A JP4127189A JPH02220763A JP H02220763 A JPH02220763 A JP H02220763A JP 4127189 A JP4127189 A JP 4127189A JP 4127189 A JP4127189 A JP 4127189A JP H02220763 A JPH02220763 A JP H02220763A
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JP
Japan
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mold
active metal
melting
casting
atmosphere
Prior art date
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Pending
Application number
JP4127189A
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English (en)
Inventor
Takayuki Ohashi
大橋 孝行
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、TiA1等に代表される活性金属材料の鋳造
方法に関し、特に鋳物の形状が薄肉形状である場合に湯
回り不良を防止し得るものである。
(従来の技術) 自動車の加速性能を高める装置として従来よりターボチ
ャージャが広く知られている。このターボチャージャは
、エンジンの排気ガスでタービンを回し、そのタービン
がニアコンプレッサを駆動して正規の組以上の空気をエ
ンジンに供給し、それに応じて多量の燃料を燃やすこと
によりエンジン性能を高めるようにしたものである。
ターボチャージャに用いられているタービン30は、第
11図に示すように、タービンホイール31に複数のブ
レード32が形成されたラジアル式タービンであり、9
00℃にも達する高温の排気ガスにさらされ、かつ巨大
な遠心力に耐える必要があり、しかも軽量でなければな
らないことから、セラミック系材料や、チタン−アルミ
合金などの活性金属材料、あるいはニッケル系の特殊耐
熱合金などにより構成されている。
上記ニッケル系の特殊耐熱合金によりタービンを形成す
ると重量的な問題があるため、近年においてはセラミッ
ク系材料が主流になりつつある。
ところが、このセラミック系材料は、確かに比重が3.
8であるチタンニッケル合金に比べて比重は3.4と小
さいが、剛性や耐久性に劣るため、厚肉に形成しなけれ
ばならず、タービン全体としてはチタン−アルミ合金の
方が軽量化を図ることができるのが実情である。
上述した活性金属材料であるチタン−アルミ合金により
ターボチャージャのタービンを鋳造する場合は、アルゴ
ンなどの不活性ガスの雰囲気中で行われるのが一般的で
ある。
第7〜10図は、従来の活性金属の鋳造方法を示す工程
図であり、これはアルゴン雰囲気溶解工程21、真空・
遠心鋳造工程23、アルゴン注入・鋳型冷却工程24、
鋳型取り出し工程25の4工程から構成されている。
まず、第7〜10図に示す鋳造装置について説明すれば
、「1」は密閉された溶解鋳造室であり、仕切弁2によ
って上部室3と下部室4とに仕切られている。この仕切
弁2は、上部室3と下部室4とを連通させる位置と遮断
する位置とに開閉し、「5」は上部室3と下部室4とを
密閉遮断するためのシール材である。前記上部室3には
、材料を溶解するための溶解炉6が設けられており、当
該溶解炉6は、図示しない移動台上に搭載されて、材料
を鋳型7に注入する位置(第8図参照)に傾斜し得るよ
うになっている。一方、前記下部室4には鋳型7を搭載
する鋳型台8が下部室4に対して回動自在に設けられて
おり、図示しない駆動源によって、鋳型7を上下動及び
高速回転させ得るようになっている。「9」は、鋳型台
8の回動軸10と下部室4とを密閉するシール材である
。また、この下部室4には、開口部11と、この開口部
11を開閉する蓋12とが設けられており、鋳造を終了
した鋳型7を取り出し、あるいは新たな鋳型7を下部室
4に設置し得るようになっている。また、前記上部室3
及び下部室4には、配管13.14.15が接続されて
おり、当該配管13.14.15の他端には2方弁16
及び3方弁17を介して、真空ポンプ18及びアルゴン
ボンベ19が接続されている。したがって、溶解鋳造室
内にアルゴンを充満させる場合には、2方弁16を閉じ
た状態で、アルゴンボンベを開放し、配管13及び3方
弁17を介して上部室3側からアルゴンを供給する。一
方、溶解鋳造室1内を真空状態にする場合には、2方弁
16を開放し、3方弁17を配管13と配管15とが連
通ずるようにセットした後に、真空ポンプ18を作動さ
せれば、配管13.14を介して上部室3及び下部室4
から溶解鋳造室l内の空気を吸引することとなる。
このような鋳造装置を用いて、前述したターボチャージ
ャのタービン30を鋳造する場合は、まず、第7図に示
すように、所定のキャビティが形成された鋳型7を鋳型
台8に搭載し、仕切弁2を上部室3と下部室4とを遮断
する位置に回動させた状態で、溶解炉6中に活性金属材
料を入れ、次いでアルゴンボンベ19を開放して上部室
3にアルゴンを充満させる(アルゴン雰囲気溶解工程2
1)。
このように活性金属材料をアルゴンガス雰囲気中にて溶
解させた後に、第8図に示すように、2方弁16及び3
方弁17をそれぞれ所定の位置にセットして真空ポンプ
18を作動させ、溶解鋳造室1内を真空状態にする。こ
のとき、前記仕切弁2を、」二部室3と下部室4とを連
通させる位置に回動させ、また鋳型台8を上昇させて鋳
型7を溶解炉6に近接させる。この後、溶解させた活性
金属を鋳型7内に注入すると共に、鋳型台8を高速回転
させる(真空・遠心鋳造工程23)。
上記真空・遠心鋳造工程23にて鋳型7内に注入された
活性金属の酸化を防止するために、第9図に示すように
、再び溶解鋳造室1内をアルゴンガス雰囲気にする。す
なわち、真空ポンプ18を停止して、2方弁16及び3
方弁17を所定の位置にセットした後に、アルゴンボン
ベ19を開放する。この工程においては、アルゴン雰囲
気が必要である溶融活性金属は、下部室4の鋳型7内に
あることから、仕切弁2は開放しておく。同時に所定時
間放置して鋳型7を冷却する(アルゴン注入・鋳型冷却
工程24)。
このようにして活性金属が注入された鋳型7は、その後
開口部11から取り出されて、後工程に搬送される(鋳
型取り出し工程25)。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上述したような従来の鋳造方法にあっては、
アルゴン雰囲気溶解工程21にて上部室3に充満させた
アルゴンが、真空・遠心鋳造工程23にて鋳型7内のキ
ャビティに入り、しかもこのアルゴンは比重が大きいた
め、鋳型を遠心した際にキャビティ内に封じ込められる
ことになる。これにより、当該キャビティ内に溶融活性
金属を注入しても、第11図に示すように、特に薄肉の
ブレード32先端部に、いわゆる湯回り不良が生じると
いう問題があった(第11図には点線にてブレード32
本来の形状を示す)。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、活性金属材料を鋳造する際に、鋳造品が
薄肉形状であっても、湯回り不良を防止し得る鋳造方法
を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 」二記目的を達成するための本発明は、不活性ガス雰囲
気内に鋳型を設置すると共に同雰囲気内で活性金属を溶
解する不活性ガス雰囲気溶解工程と、この鋳型と溶解し
た活性金属とを所定時間だけ真空雰囲気内に設置する真
空引き工程と、前記真空雰囲気において前記溶解活性金
属を前記鋳型に注入する真空鋳造工程と、当該鋳型を前
記不活性ガス雰囲気中に設置して冷却させる不活性ガス
注入・鋳型冷却工程と、からなる活性金属材料の鋳造方
法である。
(作用) このように構成した本発明にあっては、活性金属の酸化
を防止するために不活性ガス雰囲気にて活性金属を溶解
する。次いで、活性金属蒸気の影響が少ない時間だけ前
記不活性ガス雰囲気を真空状態に置換して、鋳型のキャ
ビティ内に侵入した不活性ガスを除去する。その後、鋳
型を遠心しつつ真空状態で鋳型のキャビティ内に溶融活
性金属を注入すると、キャビティ内に不活性ガスが残留
することなく鋳造することができ、薄肉形状の鋳造品で
あっても湯回り不良が生じることがない。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1〜5図は、本発明の一実施例に係る鋳造方法を示す
工程図、第6図は、同実施例の工程別タイムチャートで
あり、第7〜10図に示す従来の鋳造方法と共通する部
分には同一の符号を付しである。
本実施例は、本発明の鋳造方法をターボチャージャのタ
ービンをチタン−アルミ合金により鋳造する場合に適用
した例にて説明する。
まず、第1〜5図に示すように、本実施例の鋳造工程は
、アルゴン雰囲気溶解工程21、真空引き工程22、真
空・遠心鋳造工程23、アルゴン注入・鋳型冷却工程2
4、鋳型取り出し工程25の5工程から構成されている
まず、第1〜5図に示す鋳造装置について説明すれば、
「1」は密閉された溶解鋳造室であり、仕切弁2によっ
て上部室3と下部室4とに仕切られている。この仕切弁
2は、上部室3と下部室4とを連通させる位置と遮断す
る位置とに開閉し、「5」は上部室3と下部室4とを密
閉遮断するためのシール材である。前記上部室3には、
材料を溶解するための溶解炉6が設けられており、当該
溶解炉6は、図示しない移動台上に搭載されて、材料を
鋳型7に注入する位置(第3図参照)に傾斜し得るよう
になっている。一方、前記下部室4には鋳型7を搭載す
る鋳型台8が下部室4に対して回動自在に設けられてお
り、図示しない駆動源によって、鋳型7を上下動及び高
速回転させ得るようになっている。「9」は、鋳型台8
の回動軸10と、下部室4とを密閉するシール材である
。また、この下部室4には、開口部11と、この開口部
11を開閉する蓋12とが設けられており、鋳造を終了
した鋳型7を取り出し、あるいは新たな鋳型7を下部室
4に設置し得るようになっている。また、前記上部室3
及び下部室4には、配管13.14.15が接続されて
おり、当該配管13.14.15の他端には2方弁16
及び3方弁17を介して、真空ポンプ18及びアルゴン
ボンベ19が接続されている。したがって、溶解鋳造室
内にアルゴンを充満させる場合には、2方弁16を閉じ
た状態で、アルゴンボンベを開放し、配管13及び3方
弁17を介して上部室3側からアルゴンを供給する。一
方、溶解鋳造室1内を真空状態にする場合には、2方弁
16を開放し、3方弁17を配管13と配管15とが連
通ずるようにセットした後に、真空ポンプ18を作動さ
せれば、配管13.14を介して上部室3及び下部室4
から溶解鋳造室1内の空気を吸引することとなる。
次にこのような鋳造装置を用いて、前述したターボチャ
ージャのタービンを鋳造する方法について説明する。
アルゴン雰囲気溶解工程21 まず、第1図に示すように、所定のキャビティが形成さ
れた鋳型7を鋳型台8に搭載し、仕切弁2を上部室3と
下部室4とを遮断する位置に回動させた状態で、溶解炉
6中に活性金属材料にであるチタン−アルミ合金を入れ
、次いでアルゴンボンベ19を開放して上部室3にアル
ゴンを充満させる。
真空引き工程22 前記アルゴン雰囲気溶解工程21において、チタン−ア
ルミ合金Kを溶解させると、次に仕切弁2を開放して溶
解鋳造室1全体を、短時間だけ真空状態にする。本工程
は、鋳型7内のキャビティに不活性ガスであるアルゴン
を侵入させないために設けられており、第6図のタイム
チャートに示すように、1サイクルが10分の鋳造工程
に対し、1.5〜2分程度の短時間とする。これより長
時間真空状態に維持すると、溶解した活性金属中の金属
蒸気が鋳造品に影響を及ぼす結果となるからである。し
たがって、前記1,5〜2分という具体的な時間に限定
されないことはいうまでもなく、鋳型内に不活性ガスが
侵入し得ない程度に真空状態になり、かつ溶解した活性
金属ρ(鋳造品に悪影響を与えない好適な時間を選択す
れば良い。
真空・遠心鋳造工程23 このように活性金属材料Kをアルゴンガス雰囲気中にて
溶解させた後に、第3図に示すように、2方弁16及び
3方弁17をそれぞれ所定の位置にセットして真空ポン
プ18を作動させ、溶解鋳造室1内を真空状態にする。
このとき、前記仕切弁2を、上部室3と下部室4とを連
通させる位置に回動させ、また鋳型台8を上昇させて鋳
型7を溶解炉6に近接させる。この後、溶解させた活性
金属Kを鋳型7内に注入すると共に、鋳型台8を高速回
転させる。
アルゴン注入・鋳型冷却工程24 1−記真空・遠心鋳造工程23にて鋳型7内に注入され
た活性金属にの酸化を防止するために、第4図に示すよ
うに、再び凛解鋳造室l内をアルゴンガス雰囲気にする
。すなわち、真空ポンプ18を停止して、2方弁16及
び3方弁17を所定の位置にセットした後に、アルゴン
ボンベ19を開放する。この工程においては、アルゴン
雰囲気が必要である溶融活性金属は、下部室4の鋳型7
内にあることから、仕切弁2は開放しておく。同時に所
定時間放置して鋳型7を冷却する。
鋳型取り出し工程25 このようにして活性金属Kが注入された鋳型7を、その
後開口部11から取り出して、後工程に搬送する。
このように構成した本実施例にあっては、アルゴン雰囲
気溶解工程21において、活性金属にの酸化を防止する
ためにアルゴン雰囲気にて活性金属を溶解し、次いで活
性金属蒸気の影響が少ない時間だけアルゴン雰囲気を真
空状態に置換して、鋳型7.のキャビティ内に侵入した
不活性ガスを除去すると共に、その後、鋳型7を遠心し
つつ真空状態で鋳型のキャビティ内に溶融活性金属Kを
注入するように構成しているため、キャビティ内に不活
性ガスであるアルゴンが残留することなく鋳造すること
ができ、薄肉形状の鋳造品であっても湯回り不良が生じ
ることがない。
尚、本発明は、上記実施例にて説明したターボチャージ
ャのタービンのみに適用し得るものではなく、活性金属
の鋳造全てに用いることができ、中でも薄肉形状の鋳造
品にあっては、さらに優れた効果を発揮し得るものであ
る。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、不活性ガス雰囲気内
に鋳型を設置すると共に同雰囲気内で活性金属を溶解し
、この鋳型と溶解した活性金属とを所定時間だけ真空雰
囲気内に設置し、同真空雰囲気において前記溶解活性金
属を前記鋳型に注入した後に、当該鋳型を前記不活性ガ
ス雰囲気中に設置して冷却させるようにしたため、活性
金属材料を鋳造する際に、鋳造品が薄肉形状であっても
、湯回り不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図は、本発明の一実施例に係る鋳造方法を示す
工程図、第6図は、同実施例の工程別タイムチャート、
第7〜10図は従来の鋳造方法を示す工程図、第11図
は従来の鋳造方法により鋳造したターボチャージャのタ
ービンを示す正面図である。 (不活性ガス注入・鋳型冷却工程) 25・・・鋳型取り出し工程。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 不活性ガス雰囲気内に鋳型を設置すると共に同雰囲気内
    で活性金属を溶解する不活性ガス雰囲気溶解工程と、こ
    の鋳型と溶解した活性金属とを所定時間だけ真空雰囲気
    内に設置する真空引き工程と、前記真空雰囲気において
    前記溶解活性金属を前記鋳型に注入する真空鋳造工程と
    、当該鋳型を前記不活性ガス雰囲気中に設置して冷却さ
    せる不活性ガス注入・鋳型冷却工程と、からなる活性金
    属材料の鋳造方法。
JP4127189A 1989-02-21 1989-02-21 活性金属材料の鋳造方法 Pending JPH02220763A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592984A (en) * 1995-02-23 1997-01-14 Howmet Corporation Investment casting with improved filling
JP2006312193A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 精密鋳造法及び精密鋳造品
JP2008536687A (ja) * 2005-04-08 2008-09-11 ピーブイ/ティー インコーポレイテッド 溶解炉
US7926544B2 (en) * 2005-12-07 2011-04-19 Ads-Tec Gmbh Casting method and casting plant for carrying out the method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592984A (en) * 1995-02-23 1997-01-14 Howmet Corporation Investment casting with improved filling
JP2008536687A (ja) * 2005-04-08 2008-09-11 ピーブイ/ティー インコーポレイテッド 溶解炉
JP4794622B2 (ja) * 2005-04-08 2011-10-19 ピーブイ/ティー インコーポレイテッド 溶解炉
JP2006312193A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 精密鋳造法及び精密鋳造品
US7926544B2 (en) * 2005-12-07 2011-04-19 Ads-Tec Gmbh Casting method and casting plant for carrying out the method

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