JPH04305355A - 金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置 - Google Patents
金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置Info
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- JPH04305355A JPH04305355A JP9646291A JP9646291A JPH04305355A JP H04305355 A JPH04305355 A JP H04305355A JP 9646291 A JP9646291 A JP 9646291A JP 9646291 A JP9646291 A JP 9646291A JP H04305355 A JPH04305355 A JP H04305355A
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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、金属乃至金属基複合材
料を生産する真空溶解、凝固装置に関する。
料を生産する真空溶解、凝固装置に関する。
【０００２】
【従来技術との比較】真空中または不活性ガス雰囲気中
において金属の溶解、凝固を達成する溶解、凝固装置（
以下「従来装置」という）は既に公知であるが、本発明
は、鋳型を誘導加熱コイルと発熱媒体坩堝により、任意
の最適温度にプレヒ−トして後の凝固速度を調整する手
段、半凝固状態にある溶湯を電磁攪拌コイル７により強
制攪拌して結晶組織の改善を図りまた比重差のある異種
物質を溶融金属に添加して凝固過程での偏析を防止する
手段を組入れたこと、がその構造的特徴である。
において金属の溶解、凝固を達成する溶解、凝固装置（
以下「従来装置」という）は既に公知であるが、本発明
は、鋳型を誘導加熱コイルと発熱媒体坩堝により、任意
の最適温度にプレヒ−トして後の凝固速度を調整する手
段、半凝固状態にある溶湯を電磁攪拌コイル７により強
制攪拌して結晶組織の改善を図りまた比重差のある異種
物質を溶融金属に添加して凝固過程での偏析を防止する
手段を組入れたこと、がその構造的特徴である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、硬さ、耐摩
耗性、耐カジリ性等の向上した金属基複合材料、高合金
鋼、新金属等の開発を可能とする。
耗性、耐カジリ性等の向上した金属基複合材料、高合金
鋼、新金属等の開発を可能とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装
置は、真空槽１内に、傾動出湯可能な手段を備えた高周
波誘導溶解炉２を有し、その出湯口２ａが臨む前方位置
Ａに溶湯を受湯する鋳型３を配設する、金属ないし金属
基複合材料を生産する真空溶解、凝固装置において、発
熱媒体坩堝４を納めた鋳型３が上下往復軸５の頭端に設
置されて、その鋳型３が前記前方位置Ａにおいて前記坩
堝４内の溶解液を余熱するための誘導加熱コイル６に囲
繞され、また鋳型３が前記上下往復軸５の軸方向下方位
置Ｂにおいて前記坩堝４内の溶解液を強制攪拌させるた
めの電磁攪拌コイル７に囲繞される。そして前記電磁攪
拌コイル７位置の下方ないし上方位置の側壁に鋳型搬出
入扉８を設けて構成される。また上記構成に加え、真空
槽１内の誘導加熱コイル６位置と電磁攪拌コイル７位置
との間に仕切りバルブ９を設けて、上方チャンバ−１ａ
と下方チャンバ−１ｂに区分して構成される。さらにま
たこれらの構成に加え、真空槽１内に不活性ガスを注入
する装置１３を備えて構成される。
、本発明の金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装
置は、真空槽１内に、傾動出湯可能な手段を備えた高周
波誘導溶解炉２を有し、その出湯口２ａが臨む前方位置
Ａに溶湯を受湯する鋳型３を配設する、金属ないし金属
基複合材料を生産する真空溶解、凝固装置において、発
熱媒体坩堝４を納めた鋳型３が上下往復軸５の頭端に設
置されて、その鋳型３が前記前方位置Ａにおいて前記坩
堝４内の溶解液を余熱するための誘導加熱コイル６に囲
繞され、また鋳型３が前記上下往復軸５の軸方向下方位
置Ｂにおいて前記坩堝４内の溶解液を強制攪拌させるた
めの電磁攪拌コイル７に囲繞される。そして前記電磁攪
拌コイル７位置の下方ないし上方位置の側壁に鋳型搬出
入扉８を設けて構成される。また上記構成に加え、真空
槽１内の誘導加熱コイル６位置と電磁攪拌コイル７位置
との間に仕切りバルブ９を設けて、上方チャンバ−１ａ
と下方チャンバ−１ｂに区分して構成される。さらにま
たこれらの構成に加え、真空槽１内に不活性ガスを注入
する装置１３を備えて構成される。
【０００５】
【実施例】以下図面の実施例によって説明すると、図２
において１が真空槽で、その中間に仕切りバルブ９を設
けて、上方チャンバ−１ａと下方チャンバ−１ｂとに区
分する。この上方チャンバ−１ａには、一側に真空主扉
１ｃを有し、また外部よりアルゴン等の不活性ガスを注
入する装置１３を備える。そして内部の片寄り位置には
クランク動作等により傾動出湯可能な手段（図面省略）
を備えた高周波誘導溶解炉２を備え、外部よりこの高周
波誘導溶解炉２に向けて合金、複合材料添加のためのサ
イドチャ−ジ１１、トップチャ−ジ１０を臨ませてある
。また上方チャンバ−１ａの中心位置で前記高周波誘導
溶解炉２の傾動した出湯口２ａが臨む前方位置Ａに、溶
湯を受湯する鋳型３が臨むように、黒鉛製の発熱媒体坩
堝４を納めた鋳型３が上下往復軸５の頭端に係脱自在に
設置され、前記前方位置Ａにおいて鋳型３を囲繞して前
記坩堝４内の溶解液を余熱するための誘導加熱コイル６
が設けられる。そしてさらに外部より前記発熱媒体坩堝
４に向けて比重差物質投入チャ−ジ１２が臨ませてある
。
において１が真空槽で、その中間に仕切りバルブ９を設
けて、上方チャンバ−１ａと下方チャンバ−１ｂとに区
分する。この上方チャンバ−１ａには、一側に真空主扉
１ｃを有し、また外部よりアルゴン等の不活性ガスを注
入する装置１３を備える。そして内部の片寄り位置には
クランク動作等により傾動出湯可能な手段（図面省略）
を備えた高周波誘導溶解炉２を備え、外部よりこの高周
波誘導溶解炉２に向けて合金、複合材料添加のためのサ
イドチャ−ジ１１、トップチャ−ジ１０を臨ませてある
。また上方チャンバ−１ａの中心位置で前記高周波誘導
溶解炉２の傾動した出湯口２ａが臨む前方位置Ａに、溶
湯を受湯する鋳型３が臨むように、黒鉛製の発熱媒体坩
堝４を納めた鋳型３が上下往復軸５の頭端に係脱自在に
設置され、前記前方位置Ａにおいて鋳型３を囲繞して前
記坩堝４内の溶解液を余熱するための誘導加熱コイル６
が設けられる。そしてさらに外部より前記発熱媒体坩堝
４に向けて比重差物質投入チャ−ジ１２が臨ませてある
。
【０００６】他方、前記下方チャンバ−１ｂには、一側
に真空補助扉１ｄを有し、前記上下往復軸５の軸方向下
方位置Ｂにおいて鋳型３を囲繞して前記坩堝４内の溶解
液を強制攪拌させるための電磁攪拌コイル７が設けられ
る。そしてこの電磁攪拌コイル７位置の下方側壁に、鋳
型搬出入扉８を設けて、本発明の金属ないし金属基複合
材料真空溶解、凝固装置が構成されるものである。図１
において１４は地下に設けられた、上下往復軸５のアク
チェ−タである。なお上記中、発熱媒体坩堝４の材質は
、発熱媒体として機能することが必須要件であるが、例
えば鉄系金属の場合にはメルティングポイントの高い黒
鉛材質のもの、アルミナ等の場合はメルティングポイン
トの低いステンレス材質のもが好ましい。
に真空補助扉１ｄを有し、前記上下往復軸５の軸方向下
方位置Ｂにおいて鋳型３を囲繞して前記坩堝４内の溶解
液を強制攪拌させるための電磁攪拌コイル７が設けられ
る。そしてこの電磁攪拌コイル７位置の下方側壁に、鋳
型搬出入扉８を設けて、本発明の金属ないし金属基複合
材料真空溶解、凝固装置が構成されるものである。図１
において１４は地下に設けられた、上下往復軸５のアク
チェ−タである。なお上記中、発熱媒体坩堝４の材質は
、発熱媒体として機能することが必須要件であるが、例
えば鉄系金属の場合にはメルティングポイントの高い黒
鉛材質のもの、アルミナ等の場合はメルティングポイン
トの低いステンレス材質のもが好ましい。
【０００７】
【作用】今、上記実施例について本発明の作用を説明す
ると、まず最初の段階においては、真空槽１全体の大気
開放状態（仕切りバルブ９開状態）において、高周波誘
導溶解炉２内に材料の挿入、合金の添加を行ない、鋳型
３の坩堝４に比重差物質を投入する。そして鋳型３を誘
導加熱コイル６位置に上昇させ、真空槽１内を高真空状
態におく。なおこの際元素によっては不活性ガスを送込
んで圧力調整をする。この真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中での金属の溶解、脱ガス、合金化配合のプロセス
を経て所定温度に至った高周波誘導溶解炉２内の溶融金
属は、該炉２の傾動により出湯口２ａより鋳型３内の発
熱媒体坩堝４へ受湯され、ここにおいて誘導加熱コイル
６により最適温にプレヒ−トされ、凝固速度を調整する
。所謂半凝固状態の溶湯に保持する。そのための温度設
定は金属材料により異なり、例えば鉄系においては５０
０゜Ｃ〜６００゜Ｃ、アルミ系においては３００゜Ｃ〜
４００゜Ｃとする。真空状態のため熱が逃げることなく
効率的な温度維持が図れる。
ると、まず最初の段階においては、真空槽１全体の大気
開放状態（仕切りバルブ９開状態）において、高周波誘
導溶解炉２内に材料の挿入、合金の添加を行ない、鋳型
３の坩堝４に比重差物質を投入する。そして鋳型３を誘
導加熱コイル６位置に上昇させ、真空槽１内を高真空状
態におく。なおこの際元素によっては不活性ガスを送込
んで圧力調整をする。この真空中あるいは不活性ガス雰
囲気中での金属の溶解、脱ガス、合金化配合のプロセス
を経て所定温度に至った高周波誘導溶解炉２内の溶融金
属は、該炉２の傾動により出湯口２ａより鋳型３内の発
熱媒体坩堝４へ受湯され、ここにおいて誘導加熱コイル
６により最適温にプレヒ−トされ、凝固速度を調整する
。所謂半凝固状態の溶湯に保持する。そのための温度設
定は金属材料により異なり、例えば鉄系においては５０
０゜Ｃ〜６００゜Ｃ、アルミ系においては３００゜Ｃ〜
４００゜Ｃとする。真空状態のため熱が逃げることなく
効率的な温度維持が図れる。
【０００８】次いで鋳型３を電磁攪拌コイル７位置まで
下降させ、前記仕切りバルブ９を閉じる。これは、長時
間を要する電磁攪拌コイル７位置での凝固プロセス中に
、上方チャンバ−１ａを大気開放し、炉への材料挿入な
ど次に溶解準備を整え、連続作業による生産効率を挙げ
るためである。さて下方チャンバ−１ｂにおいては、真
空状態あるいは最適の不活性ガス雰囲気状態下で電磁攪
拌コイル７を作動させ、機械触手なしで坩堝４内の溶解
液に強制攪拌を与える。この過程で半凝固状態の溶融金
属は、結晶組織が改善され、比重差のある異種物質は偏
析が防止されて凝固を完結させる。そして最後に凝固冷
却した製品を、鋳型３ごと鋳型搬出入扉８から装置外へ
排出して本発明の冶金技術的プロセスを完了する。なお
図１に示す仕切りバルブ９の存在しない態樣においても
、脱真空、真空環境設定の手間を除いては作用的に同じ
である。
下降させ、前記仕切りバルブ９を閉じる。これは、長時
間を要する電磁攪拌コイル７位置での凝固プロセス中に
、上方チャンバ−１ａを大気開放し、炉への材料挿入な
ど次に溶解準備を整え、連続作業による生産効率を挙げ
るためである。さて下方チャンバ−１ｂにおいては、真
空状態あるいは最適の不活性ガス雰囲気状態下で電磁攪
拌コイル７を作動させ、機械触手なしで坩堝４内の溶解
液に強制攪拌を与える。この過程で半凝固状態の溶融金
属は、結晶組織が改善され、比重差のある異種物質は偏
析が防止されて凝固を完結させる。そして最後に凝固冷
却した製品を、鋳型３ごと鋳型搬出入扉８から装置外へ
排出して本発明の冶金技術的プロセスを完了する。なお
図１に示す仕切りバルブ９の存在しない態樣においても
、脱真空、真空環境設定の手間を除いては作用的に同じ
である。
【０００９】
【発明の効果】本発明は以上のようで、作用的に鋳型３
側を上下往復させるようにしたから真空槽（チャンバ−
）がコンパクト化し、また誘導加熱コイル３及び電磁攪
拌コイル７が固定位置にあるため大電流を移動に合わせ
て供給するケ−ブル類や強制冷却水のホ−スが不要で、
固定配線、配管で済む。また真空槽１を仕切りバルブ９
により上方チャンバ−１ａと下方チャンバ−１ｂに区分
した態樣においては、前記したように連続作業による生
産効率を挙げることが可能となる。そして上記のような
材料配合、真空ないし不活性ガス雰囲気の設定、昇温、
誘導加熱コイル６によるプレヒ−ト、電磁攪拌コイル７
による強制攪拌処理により酸化を進行させることなくプ
ラズマ窒化促進元素を混入、均質化することができる。 その結果、用途に応じてプラズマ窒化条件を最適化し、
硬さ、耐摩耗性、耐カジリ性の向上を図ることが可能と
なった。また、表面に金属間化合物も生成させることが
できることから、機能性向上についても期待できる。こ
れを要するに、設備的、取扱い的に有利で経済性を具え
、また何よりも上述のような冶金的に優れた効果を創出
するものであり、生産効率の高いことと相俟ってまこと
に有利な発明である。
側を上下往復させるようにしたから真空槽（チャンバ−
）がコンパクト化し、また誘導加熱コイル３及び電磁攪
拌コイル７が固定位置にあるため大電流を移動に合わせ
て供給するケ−ブル類や強制冷却水のホ−スが不要で、
固定配線、配管で済む。また真空槽１を仕切りバルブ９
により上方チャンバ−１ａと下方チャンバ−１ｂに区分
した態樣においては、前記したように連続作業による生
産効率を挙げることが可能となる。そして上記のような
材料配合、真空ないし不活性ガス雰囲気の設定、昇温、
誘導加熱コイル６によるプレヒ−ト、電磁攪拌コイル７
による強制攪拌処理により酸化を進行させることなくプ
ラズマ窒化促進元素を混入、均質化することができる。 その結果、用途に応じてプラズマ窒化条件を最適化し、
硬さ、耐摩耗性、耐カジリ性の向上を図ることが可能と
なった。また、表面に金属間化合物も生成させることが
できることから、機能性向上についても期待できる。こ
れを要するに、設備的、取扱い的に有利で経済性を具え
、また何よりも上述のような冶金的に優れた効果を創出
するものであり、生産効率の高いことと相俟ってまこと
に有利な発明である。
【図１】縦断側面図
【図２】別の態樣の縦断側面図
１ 真空槽
１ａ 上方チャンバ−
１ｂ 下方チャンバ−
１ｃ 真空主扉
１ｄ 真空補助扉
２ 高周波誘導溶解炉
２ａ 出湯
３ 鋳型
４ 坩堝
５ 上下往復軸
６ 誘導加熱コイル
７ 電磁攪拌コイル
８ 鋳型搬出入扉
９ 仕切りバルブ
１０ トップチャ−ジ
１１ サイドチャ−ジ
１２ 比重差物質投入チャ−ジ
１３ 不活性ガスを注入する装置
１４ 上下往復軸のアクチェ−タ
Ａ 高周波誘導溶解炉２の傾動した出湯口２ａが
臨む前方位置
臨む前方位置
Claims (3)
- 【請求項１】 真空槽１内に傾動出湯可能な手段を備
えた高周波誘導溶解炉２を有し、その傾動した出湯口２
ａが臨む前方位置Ａに溶湯を受湯する鋳型３を配設する
、金属ないし金属基複合材料を生産する真空溶解、凝固
装置において、発熱媒体坩堝４を納めた鋳型３が上下往
復軸５の頭端上に設置されて、前記前方位置Ａにおいて
前記坩堝４内の溶解液を余熱するための誘導加熱コイル
６に囲繞され、その軸方向下方位置Ｂにおいて前記坩堝
４内の溶解液を攪拌させるための電磁攪拌コイル７に囲
繞され、その電磁攪拌コイル７位置の下方ないし上方位
置の側壁に鋳型搬出入扉８を設けたことを特徴とする金
属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置。 - 【請求項２】 真空槽１内の誘導加熱コイル６位置と
電磁攪拌コイル７位置との間に仕切りバルブ９を設けて
成る請求項１の金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝
固装置。 - 【請求項３】 真空槽１内に不活性ガスを注入する装
置１３を備えた請求項１または２の金属ないし金属基複
合材料真空溶解、凝固装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096462A JPH08288B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096462A JPH08288B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305355A true JPH04305355A (ja) | 1992-10-28 |
| JPH08288B2 JPH08288B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=14165699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3096462A Expired - Lifetime JPH08288B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 金属ないし金属基複合材料真空溶解、凝固装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003097521A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Nano Plasma Center Co., Ltd. | Inductively coupled plasma reactor for producing nano-powder |
| JP2008093704A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 鋳造装置 |
| CN114921678A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-19 | 紫金矿业集团黄金珠宝有限公司 | 一种超高强度黄金材料、制成方法及设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838656A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toyota Motor Corp | 真空溶解鋳造装置 |
| JPS58151955A (ja) * | 1981-12-30 | 1983-09-09 | ロ−ルス−ロイス・リミテツド | 真空中で鋳造物を製造する方法及びその装置 |
| JPS62131194A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空溶解炉の電磁攪拌用ハ−ス |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3096462A patent/JPH08288B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5838656A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toyota Motor Corp | 真空溶解鋳造装置 |
| JPS58151955A (ja) * | 1981-12-30 | 1983-09-09 | ロ−ルス−ロイス・リミテツド | 真空中で鋳造物を製造する方法及びその装置 |
| JPS62131194A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空溶解炉の電磁攪拌用ハ−ス |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003097521A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Nano Plasma Center Co., Ltd. | Inductively coupled plasma reactor for producing nano-powder |
| US7323655B2 (en) | 2002-05-17 | 2008-01-29 | Nano Plasma Center Co., Ltd. | Inductively coupled plasma reactor for producing nano-powder |
| JP2008093704A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 鋳造装置 |
| CN114921678A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-19 | 紫金矿业集团黄金珠宝有限公司 | 一种超高强度黄金材料、制成方法及设备 |
| CN114921678B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-04-11 | 紫金矿业集团黄金珠宝有限公司 | 一种超高强度黄金材料、制成方法及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08288B2 (ja) | 1996-01-10 |
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