JPH0442459B2 - - Google Patents
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- JPH0442459B2 JPH0442459B2 JP26637986A JP26637986A JPH0442459B2 JP H0442459 B2 JPH0442459 B2 JP H0442459B2 JP 26637986 A JP26637986 A JP 26637986A JP 26637986 A JP26637986 A JP 26637986A JP H0442459 B2 JPH0442459 B2 JP H0442459B2
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- titanium
- chips
- tool
- cutting
- present
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、チタンを溶解する方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for dissolving titanium.
（従来の技術）
現在工業的にもつとも普及しているチタンの溶
解方法は、消耗電極式真空アーク再溶解法であ
る。そして、この溶解原料には主にスポンジチタ
ンをコンパクト成形し、それを溶接した電極を用
いている。ところで、このスポンジチタンの製造
は、エネルギー消費量が多く高価となるため、ス
クラツプを効率よく消化すること必要となつてく
る。しかし、スクラツプを利用するには、スクラ
ツプ原料に混入するおそれのある異種金属による
材料欠陥の発生防止対策を溶解システム中で考慮
しなければならない。(Prior Art) The method for melting titanium that is currently industrially widespread is the consumable electrode vacuum arc remelting method. The melted raw material is mainly made of compact titanium sponge and welded to form an electrode. By the way, the production of this titanium sponge consumes a lot of energy and is expensive, so it becomes necessary to efficiently digest the scrap. However, in order to utilize scrap, measures must be taken in the melting system to prevent the occurrence of material defects due to dissimilar metals that may be mixed into the scrap raw material.
しかして、このスクラツプ源のひとつとして、
チタンインゴツトやチタン製品の旋削やフライス
加工などの切削加工によつて生成する切屑があげ
られる。ところが、チタンは鋼に比べ熱伝導度が
小さくまた単位体積当たりの比熱も小さいため、
切削時に発生した熱が被削材を通して解放されに
くい。このため工具先端温度は容易に1000℃近く
まで上昇する。 However, as one of the sources of this scrap,
Examples include chips generated by cutting processes such as turning and milling of titanium ingots and titanium products. However, titanium has lower thermal conductivity and lower specific heat per unit volume than steel, so
Heat generated during cutting is difficult to release through the workpiece. For this reason, the tool tip temperature easily rises to nearly 1000°C.
（発明が解決しようとする問題点）
従つて、上記した理由によりチタンの切削工具
としては超硬工具（WC−CO）が通常使用され
ているが、このような材質の切削工具を使用した
場合には1000℃付近でチタンは鉄族元素と共晶を
作り、もろい金属間化合物を生成して欠損を生じ
る為、切屑中に工具材質が混入することになる。
しかして、この切屑を再溶解原料として利用した
場合には、超硬成分が溶解しきらず高密度介在物
として残り、材料に悪影響を及ぼすため切削切屑
は再溶解スクラツプとしてほとんど利用されてい
ないのが現状である。(Problem to be solved by the invention) Therefore, for the reasons mentioned above, carbide tools (WC-CO) are usually used as cutting tools for titanium, but when cutting tools made of such materials are used, At around 1000℃, titanium forms a eutectic with iron group elements, forming brittle intermetallic compounds and causing defects, resulting in tool material being mixed into the chips.
However, when these chips are used as raw materials for remelting, the carbide components are not completely dissolved and remain as high-density inclusions, which have a negative effect on the material, so cutting chips are rarely used as remelting scraps. This is the current situation.
本発明は上述した問題点を解決するために成さ
れたものであり、材料欠陥となるような異物の混
入のないチタン切屑を効率的に用いて再溶解する
方法を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a method for remelting titanium chips by efficiently using titanium chips without contamination with foreign matter that would cause material defects.
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、チタン切屑中への超硬成分の混
入をさけるため種々の工具材質の切削性及びチタ
ン溶湯中への溶解性を調査したところ、チタンの
密度との関係から、密度が4.5ｇ／cm3以下の酸化
物、窒化物あるいは酸窒化物セラミツクスを主成
分とする工具にて切削した純チタンあるいはチタ
ン合金の切削屑を再溶解原料として用いること
が、材料欠陥のない溶製材を得るのに有効である
ことを見いだし本発明を成立させたのである。(Means for solving the problem) The present inventors investigated the machinability of various tool materials and the solubility in molten titanium in order to avoid mixing of cemented carbide components into titanium chips, and found that titanium Due to the relationship with the density of The present invention was established based on the discovery that this is effective in obtaining melt-molded material without material defects.
すなわち本発明は、酸化物、窒化物あるいは酸
窒化物セラミツクスを主成分とし、密度が4.5
ｇ／cm3以下の工具を用いて純チタンあるいはチタ
ン合金の切削屑を得、この切削屑を再溶解原料と
することを要旨とするものである。 That is, the present invention mainly consists of oxide, nitride, or oxynitride ceramics, and has a density of 4.5.
The gist is to obtain cutting waste of pure titanium or titanium alloy using a tool of g/cm 3 or less, and to use this cutting waste as a raw material for remelting.
ここで、本発明に適用できる工具材質としては
Al2O3、Si3N4，Ｃ−BN（立方晶BN）、サイアロ
ン（Si−Al−Ｏ−Ｎ系）などを主成分とするセ
ラミツクスをあげることができる。 Here, the tool material that can be applied to the present invention is
Examples include ceramics whose main components are Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , C-BN (cubic BN), SiAlON (Si-Al-O-N system), and the like.
ところで本発明において、酸化物、窒化物ある
いは酸窒化物セラミツクスを主成分とする工具に
より切削して得られた切屑が、再溶解原料として
有効であるのは、切屑中に混入したこれらの工具
材質が、チタン溶湯に容易に溶解するためであ
る。 However, in the present invention, chips obtained by cutting with a tool mainly composed of oxide, nitride, or oxynitride ceramics are effective as raw materials for remelting because of the material of these tools mixed in the chips. This is because it easily dissolves in molten titanium.
これはチタン中への酸素及び窒素の固溶量が大
なることに寄因すると考えられる。たとえばSi3
N4はSi3N4→３Si＋４Ｎなる分解反応によりTi溶
湯中に溶解する。 This is considered to be due to the large amount of oxygen and nitrogen dissolved in titanium. For example Si 3
N 4 is dissolved in the Ti molten metal through a decomposition reaction of Si 3 N 4 →3 Si +4 N.
一方WCのような炭化物やTiB2のような硼化物
からなる工具材質はTi中への炭素や硼素の固溶
量が小さいため溶解しにくく、高密度介在物とし
て残存する。 On the other hand, tool materials made of carbides such as WC and borides such as TiB 2 are difficult to dissolve because the amount of solid solution of carbon and boron in Ti is small, and they remain as high-density inclusions.
また、本発明において工具材質の密度を4.5
ｇ／cm3以下と限定したのは、4.5ｇ／cm3を超える
と工具材質はチタン溶湯中を沈降してゆくため、
溶解時間を十分にかせぐことができずに溶け残る
ことがあるからである。しかし、4.5ｇ／cm3以下
であると溶湯中に浮くため、溶解に十分な時間を
とることができるとともに、万一、溶け残りがあ
つても浮上分離することができる。 In addition, in the present invention, the density of the tool material is set to 4.5.
The reason why it is limited to less than g/cm 3 is because if it exceeds 4.5 g/cm 3 , the tool material will settle in the molten titanium.
This is because sufficient dissolution time may not be allowed and some may remain undissolved. However, if it is 4.5 g/cm 3 or less, it will float in the molten metal, allowing sufficient time for dissolution, and even if there is any undissolved material, it can be floated and separated.
（作用）
本発明は、酸化物、窒化物あるいは酸窒化物セ
ラミツクスを主成分とし、密度が4.5ｇ／cm3以下
の工具を用いて純チタンあるいはチタン合金の切
削屑を得、この切削屑を再溶解原料とするもので
ある為、チタン切屑中に材料欠陥となるような異
物の混入がない。(Function) The present invention obtains cutting waste of pure titanium or titanium alloy using a tool containing oxide, nitride or oxynitride ceramics as a main component and having a density of 4.5 g/cm 3 or less. Since it is used as a re-melted raw material, there is no foreign material mixed into the titanium chips that could cause material defects.
（実施例）
次に本発明方法の高価を確認するために行なつ
た実験の結果について述べる。(Example) Next, the results of an experiment conducted to confirm the high cost of the method of the present invention will be described.
Si3N4基工具及び超硬工具にて純チタンを切削
して得られた切屑を各々粉砕、酸洗した。そし
て、このうちの超硬工具による切削で得られたチ
タン切屑についてはさらに磁選により超硬成分を
とりのぞいた。しかして、それぞれの切屑をコン
パクト成形し、溶接して電極として真空アーク溶
解し、約１トンのインゴツトを得た。また、比較
材としてスポンジチタンを原料としたインゴツト
も溶製した。 Chips obtained by cutting pure titanium using a Si 3 N 4 -based tool and a carbide tool were respectively crushed and pickled. Of these, the titanium chips obtained by cutting with the carbide tool were further subjected to magnetic separation to remove the carbide component. Then, each of the chips was formed into a compact shape, welded and used as an electrode for vacuum arc melting, and an ingot weighing about 1 ton was obtained. In addition, an ingot made from titanium sponge was also melted as a comparison material.
その結果、超硬工具による切削切屑を溶解した
インゴツトには磁選工程を経たにもかかわらず顕
微鏡下で異物が認められた。 As a result, foreign matter was observed under a microscope in the ingots in which the cutting chips from the carbide tools had been dissolved, even though they had gone through the magnetic separation process.
この異物をＸ線マイクロアナライザー
（EPMA）で調査したところWCと判明した。 When this foreign object was investigated using an X-ray microanalyzer (EPMA), it was found to be WC.
一方、Si3N4基工具による切削で得た切屑を溶
解したインゴツト及びスポンジチタンを溶解した
インゴツトには高密度介在物が全く認められなか
つた。 On the other hand, no high-density inclusions were observed in the ingots in which chips obtained by cutting with a Si 3 N 4 -based tool were dissolved and in the ingots in which titanium sponge was dissolved.
これらの溶製材を圧延処理したTiの薄板（t3
mm）を超音波探傷した結果、超硬工具による切削
で得た切屑を溶解し、圧延処理した薄板には10m2
につき３ヶ所の不良部が検出され、この不良部に
は約70μｍ程度のWCが存在した。 Ti thin plates (t3
As a result of ultrasonic flaw detection of 10 m 2
Three defective areas were detected per sample, and WC of about 70 μm was present in these defective areas.
これに対して、Si3N4基工具による切削で得た
切屑およびスポンジチタンを溶解し圧延処理した
薄板には不良部が検出されなかつた。 On the other hand, no defective parts were detected in the thin plate obtained by melting chips and titanium sponge obtained by cutting with a Si 3 N 4 -based tool and rolling it.
なお、本実施例では消耗式真空アーク再溶解法
を用いたものを示したが、これに限らず非消耗式
真空アーク再溶解法、プラズマビーム溶解法、エ
レクトロンビーム溶解法等を用いてもよいことは
勿論である。 Although this example uses a consumable vacuum arc remelting method, the present invention is not limited to this, and non-consumable vacuum arc remelting methods, plasma beam melting methods, electron beam melting methods, etc. may also be used. Of course.
（発明の効果）
以上説明したように本発明は、酸化物、窒化物
あるいは酸窒化物セラミツクスを主成分とし、密
度が4.5ｇ／cm3以下の工具を用いて純チタンある
いはチタン合金の切削屑を得、この切削屑を再溶
解原料とするものである為、チタン切屑中に材料
欠陥となるような異物の混入がない。すなわち、
本発明方法に使用する切屑は高品位はチタンスク
ラツプである為、磁選等の不純物除去工程を経ず
に効率的に再溶解することができる。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention is capable of cutting pure titanium or titanium alloy cutting waste using a tool containing oxide, nitride, or oxynitride ceramics as a main component and having a density of 4.5 g/cm 3 or less. Since the titanium chips are used as raw material for remelting, there is no foreign matter that could cause material defects in the titanium chips. That is,
Since the chips used in the method of the present invention are high-grade titanium scraps, they can be efficiently remelted without going through an impurity removal process such as magnetic separation.
Claims (1)
スを主成分とし、密度が4.5ｇ／cm3以下の工具を
用いて純チタンあるいはチタン合金の切削屑を
得、この切削屑を再溶解原料とすることを特徴と
するチタンの溶解方法。1 Obtaining cutting waste of pure titanium or titanium alloy using a tool whose main component is oxide, nitride, or oxynitride ceramics and having a density of 4.5 g/cm 3 or less, and using this cutting waste as a raw material for remelting. A method for dissolving titanium characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26637986A JPS63118023A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Melting method for titanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26637986A JPS63118023A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Melting method for titanium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118023A JPS63118023A (en) | 1988-05-23 |
| JPH0442459B2 true JPH0442459B2 (en) | 1992-07-13 |
Family
ID=17430117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26637986A Granted JPS63118023A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Melting method for titanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63118023A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3246747A1 (en) * | 2006-09-11 | 2017-11-22 | Alphamicron, Inc. | Interconnection tab used with optical devices |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP26637986A patent/JPS63118023A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63118023A (en) | 1988-05-23 |
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