JPH0262109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超耐熱合金の鋳造方法に関するもので
ある。

（従来の技術及びその問題点） 現在、ガスタービン用のタービンデイスク材の
中で最も強度の高いものはNi基超耐熱合金の
Waspaloyであるといわれている。この
Waspaloyに関しては、例えばThe
Metallurgical Society of AIME発行の
SUPERALLOYSに関する第５回国際シンポジウ
ム（1984年10月７日〜11日開催）の議事録に明ら
かである。しかしこのWaspaloyは鍛造材である
ので、従来のものより強度が優れているといつて
も裏を返せば高温強度に限界があるという問題が
ある。そこで鋳造法によりタービンデイスク材を
製造することが考えられるが、鋳造材はもともと
結晶粒度が大きいことが原因して十分な強度が得
られないとされている。

この発明は上記従来の欠点を解決するためにな
されたものであつて、その目的は、鋳造法であり
ながら鍛造材なみに結晶粒度の小さい超耐熱合金
鋳物を得ることのできる鋳造方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段及び作用） そこでこの発明の超耐熱合金の鋳造方法におい
ては、回転テーブル上に鋳型を水平方向に移動可
能で、かつ回転可能に載置すると共に、鋳型の水
平方向移動を回転テーブル上の特定領域に制限す
る移動規制手段を設け、注湯された鋳型を回転テ
ーブルの回転により回転させながら水平方向にラ
ンダムに移動させ、これにより溶湯に偏心遠心に
よる力を作用させるようにしてある。

上記のように溶湯にランダムな偏心遠心による
力を作用させると、溶湯は、その凝固過程におい
て頻繁に揺動攪拌されることとなり、これにより
結晶粒度の小さい超耐熱合金が得られることにな
る。すなわち従来の鋳造法による超耐熱合金より
強度の優れた超耐熱合金が得られることになる。

（実施例） 次にこの発明の超耐熱合金の鋳造方法の具体的
な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。

第１図、第２図に基づいて先ず本方法の実施に
使用する装置の一例について説明する。図におい
て、１は超耐熱合金の鋳造装置であつて、回転駆
動装置２の回転テーブル３の上に取付けられてお
り、次のように構成されている。すなわち上記回
転テーブル３の上に同心状に取着される脚軸４の
上端部に金型載置テーブル５を固着し、この金型
載置テーブル５の上に外筒６及び内筒７と、金型
（鋳造用鋳型）８等を配置することによつて構成
されている。この場合、外筒６はその下端部を上
記金型載置テーブル５の上面に固定され、内筒７
はこの外筒６の内周面に周方向にそれぞれ複数個
のバネを９を介して取着され、水平方向に移動自
在とされている。そして上記金型８は、この内筒
７内において上記金型載置テーブル５上に多数の
鋼球１０を介して載置されている。

上記装置１を用いて超耐熱合金は次のように鋳
造する。先ず溶湯１１を上記金型８に注湯する。
この場合の鋳込み温度は融点より少し高い温度と
する。そして上記注湯と略同時に回転駆動装置２
を駆動させて上記鋳造装置１全体を例えば60〜
250r.p.m.の速さで回転させる。そうすると鋼球
１０の上にある金型８は偏心遠心による外力によ
つて回転しつつ水平方向に移動し、内筒７内の一
側に寄る状態となる。そしてこの移動した金型８
の側面を内筒７が受ける状態となり、金型８に押
された内筒７はさらに外筒６内の一側にバネ９に
抗して寄る状態となる。そしてこの場合、金型８
は鋼球１０の上にあるので、完全にテーブル５の
回転に追従するわけではなく、上記のような水平
方向への移動をランダムに繰返し、複雑な動きを
なすことになる。これにより上記金型８内の溶湯
１１は均一に揺動撹拌されることになり、結晶粒
度の小さい超耐熱合金が鋳造されることとなる。

なお上記実施例の鋳造装置１によると、簡易か
つコンパクトな構成であるため、装置装設置空間
の限られた一般の真空溶解鋳造炉等に特別の改造
を加えることなく取付けることができ、きわめて
使い易い。

第３図に従来の鋳造方法によつて鋳造された超
耐熱合金の金属組織を示し、第４図に本実施例の
方法によつて鋳造された超耐熱合金の金属組織を
示す（Inconel 713LC）。また第５図に上記第４
図の超耐熱合金の金属組織の一部を拡大して示
す。図からも明らかなように、従来方法による超
耐熱合金の結晶粒度はきわめて大きいが、本方法
による超耐熱合金によるとその結晶粒度は非常に
小さくなつている。また本方法による超耐熱合金
の結晶粒径を調べてみたが、ほとんどの部分で
ASTM N0.4〜５という好結果が得られた。

第６図に従来方法による超耐熱合金Ａ及び本実
施例方法による超耐熱合金Ｂ，Ｃ，Ｄについて常
に温引張試験を行つた結果を示す（Inconel
713LC）。なお、ＡとＢはそれぞれ鋳造が終わつ
た段階のものであり、Ｃは鋳造後にさらに熱間静
水圧処理（1150℃、２時間、1000気圧）を施した
ものである。またＤは熱間静水圧処理後にさらに
熱処理（1180℃、空冷）を施したものである。図
からも明らかなように、本実施例方法による超耐
熱合金Ｂ，Ｃ，Ｄによると、何れのものも従来方
法による超耐熱合金Ａより引張強さ及び耐力につ
いて優れており、特にＤによればその差が顕著と
なつている。

なお上記実施例では、金型８の水平方向の移動
領域を制限する移動規制手段を内筒７で構成して
いるが、これは他の構造によつても実施可能であ
る。

（発明の効果） この発明の超耐熱合金の鋳造方法においては、
注湯された鋳型を回転させながら水平方向にラン
ダムに移動させるようにしてあるので、溶湯は、
その凝固過程において頻繁に揺動撹拌されること
とになり、この結果、結晶粒度の小さい超耐熱合
金鋳物を得ることができる。したがつて、従来の
鋳造法による超耐熱合金鋳物より強度の優れた超
耐熱合金鋳物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超耐熱合金鋳造装置の縦断側面図、第
２図は同平面図、第３図、第４図はそれぞれ超耐
熱合金の金属組織をあらわす顕微鏡写真、第５図
は第４図の超耐熱合金の金属組織を一部拡大して
あらわす顕微鏡写真、第６図は従来法による超耐
熱合金Ａと本方法による超耐熱合金Ｂ，Ｃ，Ｄと
の機械的性質を比較したグラフである。 １……鋳造装置、８……金型、１１……溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転テーブル上に鋳型を水平方向に移動可能
   で、かつ回転可能に載置すると共に、鋳型の水平
   方向移動を回転テーブル上の特定領域に制限する
   移動規制手段を設け、注湯された鋳型を回転テー
   ブルの回転により回転させながら水平方向にラン
   ダムに移動させ、これにより溶湯に偏心遠心によ
   る力を作用させることを特徴とする超耐熱合金の
   鋳造方法。