(57)【要約】      （修正有）【課題】液体金属冷却によって方向性凝固法で鋳造する際に侵入した金属汚染物を、鋳造基体、例えば、タービンエンジン部品の表面から金属物質を除去するのに有効な方法及び組成物を提供する。【解決手段】鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法は、金属物質を式ＨxＡＦ6の酸又はその前駆体を含有する水性組成物と接触させる工程を含む。式中のＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａからなる群から選択され、ｘは１〜６である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法であって、金属物質を式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａからなる群から選択され、ｘは１〜６である。）の酸又はその前駆体を含有する水性組成物と接触させる工程を含む方法。
【請求項２】
水性組成物が化合物Ｈ2ＳｉＦ6又はＨ2ＺｒＦ6を含有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
水性組成物がさらに１種以上の追加の酸又はその前駆体を含有する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
水性組成物が第３の酸又はその前駆体を含有する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
鋳造基体を水性組成物浴中に浸す、請求項１記載の方法。
【請求項６】
鋳造基体が鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン又はこれらのいずれかを含有する混合物を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
金属物質がスズ、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン又はこれらの組合せを含有する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法であって、
（ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａからなる群から選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、
（ｂ）約０．１Ｍ〜約２０Ｍの含リン化合物又はこれらの混合物と、
（ｃ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの塩化水素酸又は硝酸とを含む水性組成物に鋳造基体を浸漬する工程を含む方法。
【請求項９】
鋳造基体の表面から金属物質を除去する水性組成物であって、
（ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａからなる群から選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、
（ｂ）約０．１Ｍ〜約１Ｍの含リン化合物と、
（ｃ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの塩化水素酸又は硝酸と
を含む水性組成物。
【請求項１０】
鋳造基体の表面から金属物質を除去する水性組成物であって、
（ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａからなる群から選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、
（ｂ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの硝酸と
を含む水性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、鋳造品に関する。特に、鋳造基体、例えば、タービンエンジン部品の表面から金属物質を除去するのに有効な方法及び組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
最先端ガスタービンの超合金部品その他の工業用部品の高勾配鋳造品を形成するのに、液体金属冷却が多用される。冷却プロセスの際に、鋳造品の冷却に用いられる溶融金属の一部が、鋳造容器を突き抜け、鋳造品の表面に汚染物として堆積することがある。鋳造品は通常、一連の加熱製造及び熱処理サイクルに付され、有効な鋳造品になる。金属汚染物が存在すると、熱加工サイクルの際に鋳造品の表面下に拡散し、完成品の表面品質及びバルク特性に深刻な影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２５０１３４９号明細書
【特許文献２】米国特許第３３７３１１４号明細書
【特許文献３】米国特許第３４５８３５３号明細書
【特許文献４】米国特許第３５１４４０７号明細書
【特許文献５】米国特許第３６０７３９８号明細書
【特許文献６】米国特許第３６２２３９１号明細書
【特許文献７】米国特許第３７７９８７９号明細書
【特許文献８】米国特許第３８３３４１４号明細書
【特許文献９】米国特許第３９８６９７０号明細書
【特許文献１０】米国特許第４００４９５６号明細書
【特許文献１１】米国特許第４１４８９３６号明細書
【特許文献１２】米国特許第４３３９２８２号明細書
【特許文献１３】米国特許第４４２５１８５号明細書
【特許文献１４】米国特許第５５８５０８６号明細書
【特許文献１５】米国特許第５６７４６１０号明細書
【特許文献１６】米国特許第５９６２１４５号明細書
【特許文献１７】米国特許第６２８３７１５号明細書
【特許文献１８】米国特許第６８３３３２８号明細書
【特許文献１９】米国特許第５９９３５５９号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００３／０１４３３９８号明細書
【特許文献２１】米国特許出願公開第２００５／００６７９３５号明細書
【特許文献２２】米国特許出願公開第２００５／０１２７３５１号明細書
【特許文献２３】米国特許出願公開第２００７／００２９９１１号明細書
【特許文献２４】特開昭５６−０９６０８３号公報
【特許文献２５】英国特許出願公開第２０２６０３８号明細書
【特許文献２６】英国特許出願公開第２１１５０１３号明細書
【特許文献２７】国際公開第９１１３１８６号
【特許文献２８】欧州特許出願公開第１０５０６０４号明細書
【特許文献２９】国際公開第９３０３１９８号
【特許文献３０】欧州特許出願公開第２７７８９０号明細書
【特許文献３１】国際公開第２００２／０７２２８７号
【特許文献３２】英国特許出願公開第２２２３７６４号明細書
【特許文献３３】欧州特許出願公開第１１６２２８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、このような金属汚染物を効果的に除去する方法が必要とされている。除去方法が、許容レベルを超える量の有害なフュームを生成しないことも望ましい。除去方法がある程度の選択性を示す必要もある。例えば、鋳造基体を実質的に保存しながら、金属汚染物を効果的に除去する方法でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態では、鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法は、金属物質を式ＨxＡＦ6の酸又はその前駆体を含有する水性組成物と接触させる工程を含む。式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａから選択され、ｘは１〜６である。
【０００６】
別の実施形態では、鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法は、ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａから選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、（ｂ）約０．１Ｍ〜約２０Ｍの含リン化合物又はこれらの混合物と、（ｃ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの塩化水素酸又は硝酸とを含む水性組成物に鋳造基体を浸漬する工程を含む。
【０００７】
他の実施形態では、鋳造基体の表面から金属物質を除去する水性組成物は、（ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａから選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、（ｂ）約０．１Ｍ〜約１Ｍの含リン化合物と、（ｃ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの塩化水素酸又は硝酸とを含む。
【０００８】
さらに他の実施形態では、鋳造基体の表面から金属物質を除去する水性組成物は、（ａ）約０．０５Ｍ〜約５Ｍの式ＨxＡＦ6（式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａから選択され、ｘは１〜６である。）の酸と、（ｂ）約０．３Ｍ〜約１Ｍの硝酸とを含む。
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、鋳造基体の表面から金属物質を除去する方法を提供する。本方法は、金属物質を水性組成物と接触させる工程を含む。ここで用いる用語「金属物質」は、金属又は金属合金を主成分とし、鋳造基体中に存在できる量を超えて鋳造基体表面上に堆積する物質である。金属物質の例としては、スズ、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン及びこれらのいずれかを含有する混合物から選択される１以上の元素を含む物質、例えばステンレス鋼があるが、これらに限らない。金属物質は、金属又は金属合金とともに堆積する、ケイ素、ジルコニウム、イットリウム及び酸素などの別の改質成分を含んでもよい。
【００１１】
ここで用いる用語「金属物質の除去」は、金属物質を激しく分解し、下側の基体表面に弱く付着した金属物質残留物だけをせいぜい残すことを意味する。残留物は後述する「スマット除去」などの従来技術によって簡単に後で除去することができる。
【００１２】
多くの実施形態で、本発明の方法は非常に望ましいレベルの選択性をもつ。換言すれば、鋳造基体に悪影響やダメージを与えずに、鋳造基体表面から効果的に金属物質を除去することができる。これは、鋳造基体の構造的完全性や寸法を保存するのに重要な効果である。さらに、本発明の処理組成物は、無機酸を主成分とする組成物に比べ比較的環境にやさしい。
【００１３】
基体表面に堆積する金属物質の厚さは、種々の要因、例えば鋳造基体の種類、使用する鋳造技術、使用する材料などに依存する。一実施形態では、金属物質の厚さは約２μｍ〜約２０００μｍである。別の実施形態では、金属物質の厚さは約５μｍ〜約１０００μｍである。また、他の実施形態では、金属物質の厚さは約１０μｍ〜約５００μｍである。
【００１４】
一実施形態では、鋳造プロセス中に液体金属が侵入する結果として、金属汚染物が鋳造基体の表面に堆積する。液体金属の侵入が起こるのは、鋳造基体の入っている鋳型がまだ液体金属浴中に浸されている間に鋳型にクラックが生じる場合である。まだ液体金属浴中にある間に鋳型が冷却されクラックを発生すると、液体金属が、鋳型のクラックに沿って流れ、最終的に鋳型内部の鋳造基体の表面と接触するおそれがある。液体金属は、鋳型のクラックに沿って流れている間に鋳型の内部と反応したり、鋳造基体の表面と接触している間に基体材料と反応するおそれがある。このため、侵入した液体金属と鋳型及び鋳造基体材料との相互作用により、鋳型及び鋳造基体双方の元素の一部が金属汚染物中に存在することもある。
【００１５】
本発明の水性組成物は、式ＨxＡＦ6の酸を含む。式中、ＡはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＧａから選択される。ｘは１〜６、より典型的には、１〜３の数である。この種の物質は、市販品を入手でき、また簡単に調製できる。化合物ＨxＡＦ6（本明細書で、「第１の酸」と呼ぶことがある。）は、好ましくはＨ2ＳｉＦ6又はＨ2ＺｒＦ6又はこれらの混合物である。ある実施形態では、Ｈ2ＳｉＦ6が特に好ましい。化合物Ｈ2ＳｉＦ6は、「フルオケイ酸」、「ケイフッ化水素酸」、「フルオロケイ酸」及び「ヘキサフルオロケイ酸」などの幾つかの名前で呼ばれる。
【００１６】
酸ＨxＡＦ6の前駆体を用いることもできる。ここで用いる用語「前駆体」は、組合せて酸ＨxＡＦ6又はそのジアニオンＡＦ6-2を生成したり、反応性の条件下、例えば熱、撹拌、触媒などの作用で酸ＨxＡＦ6又はそのジアニオンになる化合物又は化合物の群をいう。したがって、例えば反応容器内で酸を生成することができる。
【００１７】
例として、前駆体は、ジアニオンＡＦ6-2がイオン結合した金属塩、無機塩又は有機塩とすることができる。具体例としては、Ａｇ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｋ及びＮＨ4+の塩及び有機塩、例えば第４級アンモニウム塩があるが、これらに限らない。これらの塩の水溶液中での解離により酸を生じる。Ｈ2ＳｉＦ6の場合、使用できる適当な塩はＮａ2ＳｉＦ6である。
【００１８】
一実施形態では、例えば含ケイ素化合物と含フッ素化合物の反応によりその場でＨ2ＳｉＦ6を生成することができる。含ケイ素化合物の例にはＳｉＯ2があり、一方含フッ素化合物の例にはフッ化水素酸、即ち、フッ化水素水溶液がある。
【００１９】
酸ＨxＡＦ6は、単一の酸として使用した場合、クロマイド（chromide）皮膜を除去するのにある程度有効である。用いる酸の好ましいレベルは、種々の要因、例えば除去する皮膜の種類及び量、皮膜物質の基体上での位置、基体の種類、基体及び皮膜の熱履歴、具体的には相互拡散のレベル、基体を以下に説明するような処理組成物にさらす方法、処理時間及び温度、及び溶液中での酸の安定性に依存する。
【００２０】
一般に、酸ＨxＡＦ6は、処理組成物中に約０．０５Ｍ〜約５Ｍの範囲のレベルで存在する。但し、Ｍはモル濃度を示す。酸溶液を調製しやすいようにモル濃度を重量％又は体積％に換算するのは簡単である。通常、酸のレベルは約０．２Ｍ〜約３．５Ｍの範囲である。Ｈ2ＳｉＦ6の場合、好ましい濃度範囲が、約０．２Ｍ〜約２．２Ｍであることが多い。以下に説明するように、処理時間を長くしたり、処理温度を高くしたりすると、低い酸レベルを補うことができ、その逆も言える。以下に説明するように酸ＨxＡＦ6及び他の成分の量は、特定の組成物が基体から皮膜を除去する効果を観察することにより容易に調整することができる。
【００２１】
好ましい実施形態では、処理組成物は１種以上の追加の酸、即ち「第２の酸」又はその前駆体も含有する。追加の酸、即ち第２の酸は、含リン化合物又は硝酸であることが好ましい。リン化合物の例には、リン酸及び亜リン酸、並びにこれらの混合物があるが、これらに限らない。一般に、リン化合物は市販されており、硝酸も市販されている。これらの化合物は周知の方法で合成することもできる。
【００２２】
当業者であれば、観察された効果及び他の要因、例えば入手しやすさ、第１の酸との適合性、コスト及び環境への配慮に基づいて、最も適切な追加の酸を選ぶことができる。さらに、第１の酸について前述したように、酸の前駆体、例えば塩を使用することができる。大抵の実施形態で、好ましい追加の酸は、リン化合物であり、リン酸が特に好ましい。
【００２３】
リン化合物及び硝酸の予期しない効果に関しては、理論に束縛されるものではない。しかし、これらの酸は、酸の能力を発揮して、金属物質中の金属を速やかに酸化するようである。その結果、金属物質が、可溶化され、鋳造基体表面領域から離れやすくなると考えられる。
【００２４】
追加の酸、即ちリン化合物又は硝酸の使用量は、酸自体、並びに第１の酸の種類及び前述の多くの要因に依存する。リン化合物は通常、約０．１Ｍ〜約２０Ｍの範囲のレベルで組成物中に存在する。好ましい実施形態では、例えばリン酸の場合、好ましい範囲は約０．５Ｍ〜約５Ｍである。さらに好ましい実施形態では、範囲は約２Ｍ〜約４Ｍである。
【００２５】
追加の酸として硝酸を用いる場合、硝酸は本発明に従って処理される鋳造基体の劣化を出来るだけ小さくするレベルで存在する。通常、このレベルは約１．２Ｍ以下である。好ましい実施形態では、この範囲は約０．３Ｍ〜約１Ｍである。
【００２６】
ある実施形態では、処理組成物は少量の第３の酸を含有する。この成分は通常、純水中でｐＨ約３．５未満の強酸である。したがって、第２の酸がリン化合物の場合、第３の酸は硝酸にすることができる。他の無機強酸の例としては、硫酸、塩化水素酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、過塩素酸、アルキルスルホン酸及びこれらのいずれかの混合物が挙げられるが、これらに限らない。強酸は、鋳造基体中に拡散した金属物質の部分を除去するのに特に有効であると考えられる。
【００２７】
一実施形態では、第３の酸には塩化水素酸、硝酸又はこれらの混合物が挙げられる。好ましい実施形態では、第３の酸は塩化水素酸である。通常、酸を水溶液の形態、例えば、３５〜３８％の塩酸水溶液で供給し、使用するのが有利である。
【００２８】
第３の酸の使用量は、第１の酸及び第２の酸の種類及び前述した多くの要因に依存する。基体の劣化を出来るだけ小さくするために、第３の酸は硝酸について前述したレベルで存在することが好ましい。したがって、処理組成物中の第３の酸の濃度は通常、約１．２Ｍ以下であり、好ましくは約０．３Ｍ〜約１Ｍの範囲である。簡単な実験で、第３の酸の最適レベルを決定することができる。本発明の方法は一般に、比較的多量の強酸を必要とする方法に通常伴う問題を生じない。
【００２９】
本発明の水性組成物は、種々の機能を果たす様々な添加剤を含有することもできる。これらの添加剤の例として、抑制剤、分散剤、界面活性剤、キレート化剤、湿潤剤、解膠剤、安定剤、沈降防止剤、還元剤及び消泡剤が挙げられるが、これらに限らない。このような添加剤の特定の種類及び効果的な使用レベルに当業者は精通している。本組成物用の抑制剤の例には、酢酸などの比較的弱い酸がある。このような物質は本組成物中の第１の酸の活性を下げる傾向がある。これは、場合によっては望ましく、例えばある種の鋳造基体の表面が本処理組成物と接触した場合、表面の孔食が起こる可能性を低減するのに望ましい。
【００３０】
鋳造基体を水性組成物で処理するのに様々な方法を用いることができる。例えば、様々な種類のスプレーガンを用いて、鋳造基体に組成物を連続的に吹きつけることができる。単一のスプレーガンを用いることができる。また、一列に並べたスプレーガンを用いることもでき、一列のスプレーガン又は複数の列のスプレーガンの横又は間に鋳造基体を通過させることができる。他の実施形態では、酸化物除去組成物を鋳造基体上に流し、連続的に再循環させることができる。
【００３１】
好ましい実施形態では、鋳造基体を水性組成物浴中に浸す。任意の容器中でこのような浸漬を行うと、水性組成物と除去すべき金属物質間の接触が最大になることが多い。浸漬時間及び浴温は種々の要因に依存する。これらの要因には、上述したもののほかに、除去すべき金属物質の特定の種類、浴に用いる酸及び器具の能力がある。通常、基体を浴に浸漬している間、浴は室温程度〜約１００℃の範囲の温度に維持される。好ましい実施形態では、浴温は約４５℃〜約９５℃の範囲に維持される。
【００３２】
浴中への浸漬時間は、広い範囲で変えることができるが、通常、約１０分〜約７２時間、好ましくは約１時間から約２０時間の範囲である。浸漬時間を長くすると低い浴温を補うことができる。
【００３３】
ストリッピング浴中で鋳造基体を処理すると、除去すべき金属物質の一体性が著しく損なわれる（分解される）。分解後の金属物質を「スマット」又は「金属物質残留物」と本明細書では呼ぶ。金属物質残留物はしばしば、下側の鋳造基体又は下層に弱く付着し続ける。したがって、この処理後に、ストリッピング後工程を通常行う。ストリッピング後工程は、「スマット除去」操作とも言い、当業界で周知であり、種々の文献に記載されている。この工程は、下側の鋳造基体又は下層へのダメージを出来るだけ小さくする軽い研磨工程の形態で行うことができる。１例として、酸化アルミニウム粒子を含有する加圧空気の流れを基体表面に吹き付けることによりグリットブラストを行うことができる。空気圧は通常約１００ｐｓｉ未満である。グリットブラストは分解後の皮膜を除去するのに十分な時間行う。この実施形態でのグリットブラストの時間は種々の要因、例えばスマット層の厚み及び特定の組成、グリット材の寸法及び種類などに依存する。この工程は通常約３０秒〜約３分間行う。
【００３４】
グリットブラストの代わりに、表面を研磨する別の公知の方法を用いてもよい。例えば、基体表面を繊維パッド、具体的にはポリマー繊維、金属繊維又はセラミック繊維のパッドで手動で擦ることができる。また、例えばアルミナ又は炭化ケイ素粒子を埋め込んだ柔軟なホイール又はベルトで基体表面を磨くことができる。ホイール又はベルト上に液体研磨剤を用いることもできる。基体表面に対する接触力が上記のグリットブラスト法で用いる接触力より大きくならないようにこれらの代替方法をコントロールする必要がある。
【００３５】
研磨の代わりに別の方法又は方法の組合せを用いて、分解後の金属物質を除去することができる。例には、基体表面のレーザアブレーション又は湿式バレル研磨などの鋳造基体のバレル研磨（タンブリング）がある。また、分解後の物質を基体表面から擦り取ることもできる。別の例としては、音波、例えば超音波を表面にかけて、振動により分解物質を揺らしばらばらにすることができる。各代替方法について、当業者は、操作上の調整に精通しており、研磨法の場合と同様に、鋳造基体の表面にかかる力をコントロールし、保存すべき基体又は下層へのダメージを出来るだけ小さくするように調製を行う。この工程後に、例えば、水又は水と湿潤剤の組合せを用いて鋳造品をリンスすることもある。
【００３６】
この方法で除去される金属物質は、種々の鋳造基体の表面に堆積したものである。鋳造基体は金属又は金属合金を含む。一実施形態では、鋳造基体は、鉄、コバルト、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン及びこれらのいずれかを含む混合物又は合金を含み、例えばステンレス鋼がある。
【００３７】
多くの場合、鋳造基体は超合金である。超合金は、通常、ニッケル、コバルト又は鉄基合金であるが、ニッケル及びコバルト基合金が高性能用途には好ましい。ニッケル基超合金は、具体的には約４０重量％以上のＮｉとコバルト、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン及び鉄から選択される１以上の成分とを含有する。コバルト基超合金は、具体的には約３０重量％以上のＣｏとニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン及び鉄から選択される１以上の成分とを含有する。
【００３８】
本発明の別の実施形態が、鋳造基体表面から金属物質を除去するストリッピング組成物に関することは上記の説明より明らかである。ここで示したように、鋳造基体はタービンエンジンの部品、例えば、エアーホイル、ブレード又はバケットである。処理組成物は上述の化合物ＨxＡＦ6を含有する。好ましい実施形態では、処理組成物は、含リン化合物も含有し、塩化水素酸などの強酸を一定限度量含む。種々の別の添加剤も組成物に存在することができる。処理組成物は通常、浴の形態で用い、処理する部品を浴中に浸す。
【実施例】
【００３９】
以下の実施例は、例示にすぎず、本発明の要旨を制限するものではない。
【００４０】
実施例１
液体スズで冷却する方向性凝固法によりニッケル基超合金物品を鋳造する。超合金物品は７．５重量％のコバルト、７．０重量％のクロム、６．２重量％のアルミニウム、６．５重量％のタンタル、１．５重量％のモリブデン、５．０重量％のタングステン、３．０重量％のレニウム、微量のハフニウム、イットリウム、ホウ素及び炭素及び残部のニッケルを含有する。鋳造超合金基体の表面に厚さが約５００μｍの金属汚染物の堆積物がある。金属汚染物はスズを主成分とする。これは鋳造プロセス中の液体スズの侵入による。液体スズ冷却式方向性凝固法において、鋳造超合金基体の入っている鋳型がまだ液体スズ浴中に浸されている間に鋳型にクラックが生じた場合に、液体スズの侵入が起こる。液体スズ浴は、従来の放射冷却式方向性凝固炉より冷却効率の良い液体スズ冷却式方向性凝固炉に備えられている独特なものである。鋳型が冷却されると、まだ液体金属浴中にある間に鋳型にクラックが発現する。液体スズは、鋳型のクラックに沿って流れ、鋳型内部の鋳造基体の表面と接触する。液体スズは、鋳型のクラックに沿って流れている間に鋳型の内部と反応したり、鋳造基体表面と接触している間に超合金と反応したりするおそれがある。このため、鋳型及び鋳造基体の元素の一部が金属汚染物中に存在することもある。市販グレードの約７１体積％のケイフッ化水素酸（Ｈ2ＳｉＦ6）、２４体積％のリン酸（Ｈ3ＰＯ4）及び５体積％の塩化水素酸（ＨＣｌ）を含有する水性組成物浴中に汚染された鋳造基体を浸漬する。浴の温度を８０℃に保ちながら、基体を水性組成物に４時間浸す。４時間の浸漬後、金属汚染物は水性酸組成物によりほぼ除去される。
【００４１】
すべての範囲は上下限の値を含み、上下限の値は互いに組合せることができる。ここで用いる用語「第１」、「第２」などは、順序、数量又は重要性を表すものではなく、ある要素を他の要素と区別するのに使用する。数量にともなう修飾語「約」は、表示値を含み、文脈で示された意味を持つ（例えば特定の数量の測定にともなう誤差を含む）。本発明を説明する文脈（特に、以下の請求項の文脈）中の単数表現は、文脈上そうでない場合又は明らかに矛盾する場合以外は、複数も含む。
【００４２】
以上、本発明を数多くの実施形態について詳細に説明したが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明を変更して、本発明の要旨及び技術的範囲に相当するがこれまで説明しなかった変種、改変、置換又は均等物の組合せをいくつでも取り入れることができる。さらに、本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の態様は上記の実施形態の一部のみを含むものでもよい。したがって、本発明は前述の説明によって制限を受けるものではなく、特許請求の範囲のみによって制限を受けるものである。