JPH02228435A - Ｍｎ添加ＴｉＡ１金属間化合物の溶解鋳造方法 - Google Patents

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） この発明は、Ｍｎを添加したＴｉＡＪ金属間化合物の溶
解鋳造方法に関するものであり、さらに詳しくはＭｎの
歩留の良いＴ　ｉ　、ｌ金属間化合物の溶解鋳造方法に
関するしのである。

（従来の技術とその課題） 近年、軽量耐熱材料としてＴ　ｉ　Ａｊ金属間化合物が
注目され、その実用化のための研究が盛んに行われてき
ている。しかしながら、このＴ　ｉ　ＡＪ金属間化合物
は、常温では延性が殆どなく脆いために、構造材料とし
てはその実用化が難しい、このため、ＴｉＡＪ）金属間
化合物に種々の第３元素を添加することが試みられてお
り、これまでのところ、特にＴ　１−３４．５％Ａｊ−
１，５％Ｍｎの組成からなる金属間化合物がこの欠点を
克服する有望な材料であることが見出されている。

また一方、従来、ＴｉＡＪ！金属間化合物については、
消耗電極型真空アーク炉か電子ビーム溶解炉で溶解する
ことが試みられている。しかしながら消耗を種型真空ア
ーク炉の場合には、インゴットの縦方向に多数の内部割
れが発生し、材質欠陥が生じるという欠点がある。また
、電子ビーム溶解ｆでは炉内が高真空なためにＡＪが蒸
発し、真空の保持が固数である。このような欠点を解消
するものとして、すでにこの発明の発明者らによって、
粗粒のＴｉ、Ａｊを秤量してブリゲットとし、これを炉
内で一次溶解した後に、得られた棒状インゴットを引下
げ溶解して鋳造するプラズマ電子ビーム炉溶解法が最善
の方法であることが見出され、新しい技術として提案さ
れている。この方法を採用すると、マクロ偏析、ピンホ
ール及び非金属介在物のない健全なインゴットが得られ
る。

しかしながら、このプラズマ電子ビーム炉を用いる方法
であっても、その実用上の価値が注目されている１、５
％Ｍｎを添加したＴｉＡｊ金属間化合物を溶解する場合
には、−次溶解と引下げ溶解時に添加したＭｎが殆ど蒸
発し、目的の組成のインゴットが得られないという現象
が明らかになった。この現象は、Ｍｎの蒸気圧がＡｊの
蒸気圧の約５０＠と非常に高いために、Ｍｎの歩留りが
５％程度になってしまうことに起因している。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、Ｍｎの歩留が良く、目的とする組成からなるＭｎ添
加Ｔ　ｉ　ＡＪ金属間化合物の改善されな溶解鋳造法を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明は、前記の課題を解決するものとして、Ｍｎを
添加しなＴ　ｉ　ＡＪ金属間化合物を溶解鋳造の表面層
を溶解して脱ガスし、次いで得られたインゴットを溶解
して引下げ鋳造することを特徴とするプラズマ電子ビー
ム炉によるＭｎを添加したＴｉＡＪ金属間化合物の溶解
鋳造方法を提供するものである。

る。

次にこの発明を添付した図面に沿って詳細に説明する。

第１図はこの発明の方法のプラズマ電子ビーム溶解炉を
示した構成断面図である。

まず、Ｍｎと粗粒のＴｉおよびＡＪ）を秤量してブリゲ
ット（１）を成形し、次いでこのブリゲット（ｌ）を水
冷銅鋳型（２）内に入れ、電子ビーム（３）を照射して
一次溶解する。ブリゲット（１）が溶けて、棒状のイン
ゴット・（４）になる。

次に、この棒状のインゴット（４）を反転し、次溶解し
た後のこの棒状インゴット（４）の表面層を、電子ビー
ム（３）によって溶解して脱ガスする０次いで、脱ガス
を行った棒状インゴット（４）を支持部材（５）によっ
て支持し、移動させながら電子ビーム（３）によって溶
解し、水冷銅鋳型（６）内でインゴット（７）を第１図
の矢を反転して表面層を溶解し、脱ガスすることを特徴
とするこの発明のＭｎ添加Ｔ　ｉ　ＡＪ）金属間化合物
の溶解鋳造方法は、この発明の発明者によってはじめて
完成されたものであり、次のような新しい知見に基づい
ている。

Ｍｎ添加しなものの場合にはＭｎがほとんど蒸発吃 し、目的とする鋳＃＃（インゴット）が得られないこと
から、このＭｎの損失過程を追跡した結果、大部分のＭ
ｎは一次溶解および引下げ溶解時にお間化合物の場合よ
りも低い電流で、短い溶解時間とすることによってこの
Ｍｎの蒸発を抑えることができることを見出した。

たとえば、ＴｉＡｊの場合、９００　Ａ程度の電流値を
７５ＯＡに低下させるとＭｎの歩留が大きく向上するこ
と見出した しかしまた、この改善によっても欠点があるこ塩 とも明らかになった。それは鋳書中でピンホールが発生
ずることである。このことは、低電流／低表面温度で溶
解する場合には、脱ガスが不十分であることに原因があ
る。

そこでさらに詳しく検討して導いた方策が、−急 次溶解後の鋳裾の反転による表面層の溶解と脱ガ法（「
鉄と鋼」Ｖｏｌ、　７４　（１９８８）　Ｐ、２７８＞
　テは、スという手段である。

これを図示したのが第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）である、
この第２図に示したように、（ａ）：水冷銅鋳型（２）
内のブリゲット（１）を電子ビーム（３）照射によって
溶解する。（ｂ）：得られたインゴット（４）を反転さ
せ、底面部（Ａ）が表面にくるようにする。（Ｃ）：電
子ビーム（３）を照射して、この部分（Ａ）のみを溶解
して脱ガスする。

この場合も、溶解は、通常のＴｉＡｊ金属間化合物の場
合よりも低い温度で、つまり、より低電流で、短時間に
行うことが有効である。

ヒ０ これによって、Ｍｎ歩留も良好で、参ンホールのないＭ
ｎ添加ＴｉＡＪ金属間化合物の鋳塊を得ることができる
。

次に実施例を示して、さらに詳しくこの発明について説
明する。

（実施例１〜３） Ｍｎを４．５重量％添加したＴｉＡＪのブリゲットを、
溶解条件７５０Ａ（２０〜２５Ｖ）、溶解速度１４ｒｍ
／ｌ１ｉｎとして一次溶解し、次いで得られた棒状イン
ゴットを反転し、溶解条件５００Ａ（２０〜２５Ｖ）、
溶解速度１４＋ｍ／ｌｉｎで、この棒状インゴットの表
面層を溶解し、脱ガスを行った１次いでこの棒状インゴ
ットを溶解条件７５０Ａ＜２０〜２５Ｖ）、溶解速度、
すなわちインゴットの引下げ速度３．５　ｍ／　１ｎで
溶解しな。

得られたインゴット中のＭｎ量は１，３重量％〜１．６
重量％であり、Ｍｎの歩留は３１％と良好であった。ま
た、インゴット中のピンホールは皆無であった。　なお
、各実施例のＡｊは３５％前後で、Ａｊの歩留は９２％
であった。

この結果を、後述の比較例とともに表１に示した。

（比較例１〜３） Ｍｎを各々２．０重量％添加したＡｊ３５％前後のＴｉ
Ａｊブリゲットを９００Ａ（３０〜３５■）溶解速度１
４ｍ／ｌ１ｉｎの溶解条件のもとで溶解し、棒状インゴ
ットとしな０次いでこのインゴットを反転させ、９００
Ａ（３０〜３５Ｖ）の溶解条件のもとで完全溶解させ、
続いて、９００Ａ（３０〜３５Ｖ）で、インゴットを３
．０　ｔｍ／　Ｐｉｎの速度で引下げ溶解を実施した。

この結果、引下げインゴット中のＭｎ量は０．０３を量
％〜０，０６重量％で、Ｍｎの歩留は１．５％〜３．０
％にすぎなかっな０反転はしたものの、インゴットの完
全溶解によって、Ｍｎはほとんど蒸発して失われてしま
った。

（比較例４〜６） 、ｌの含有量を３５重量％前後とし、Ｍｎを各々４．０
重量％、４，５重量％、５．０重量％添加したブリケッ
トを、７５０　Ａ　（２５Ｖ）　、溶解速度１５面／ｌ
ｉｎの溶解条件下で一次溶解して棒状インゴットとした
。この棒状インゴットを反転することなく７５ＯＡ（２
５Ｖ）の溶解条件下で３．５　ｆｌ／ｒｇ　ｉ　ｎで引
下げ溶解した。得られたインゴット中のＭｎ含有量は、
１，３重量％、１．５重量％、Ｌ８１１Ｌ量％で、Ｍｎ
の歩留は３３％前後となった。しかしながら、このよう
にＭｎの歩留は向上したものの、引下げインゴット中に
ピンホールが発生した。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、この発明により、Ｍｎを含
むＴｉＡＪ金属間化合物のＭｎの歩留が向上し、ピンホ
ールもない健全なインゴットが得られる。所定の組成の
Ｍｎ−ＴｉＡＪ金属間化合物のインゴットが製造される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法に使用するグラズマ電子ビー
ム溶解炉を例示した構成断面図である。 第２図は、ブリゲットの反転溶解について示した部分断
面図である。 １・・・プリゲット　　　　２・・・水冷銅鋳型３・・
・電子ビーム　　　　４・・・棒状インゴット５・・・
支持部材　　　６・・・水冷銅鋳型７・・・インゴット 臂詐出願人 科学技術庁金属材ｐｒａ術研究所長 中川庁！！−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｎを添加したＴｉＡｌ金属間化合物をプラズマ
   電子ビーム炉で溶解鋳造するに際し、ＭｎとＴｉおよび
   Ａｌ粗粒からのブリケットを一次溶解した後の鋳塊を反
   転し、鋳塊の表面層を溶解して脱ガスし、次いで得られ
   たインゴットを溶解して引下げ鋳造することを特徴とす
   るプラズマ電子ビーム炉によるＭｎ添加ＴｉＡｌ金属間
   化合物の溶解鋳造方法。
2. （２）低電流下で溶解することを特徴とする請求項（１
   ）記載の溶解鋳造方法。