(57)【要約】【課題】  優れた耐熱性と強度を有するチタン合金から成る高い空力学的性能を期待できるコンプレッサ用鋳造羽根車を安価に安定して提供する。【解決手段】  本発明は、ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車であって、前記チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて成り、かつ、前記ハブディスク部は外径３０〜２５０ｍｍに形成されているコンプレッサ用鋳造羽根車である。【選択図】図１
2008196367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車であって、前記チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて成り、かつ、前記ハブディスク部は外径３０〜２５０ｍｍに形成されていることを特徴とするコンプレッサ用鋳造羽根車。
【請求項２】
Ｂ：０．０１〜０．２０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満に形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車。
【請求項３】
Ｂ：０．０３〜０．５０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径６０〜１５０ｍｍに形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車。
【請求項４】
Ｂ：０．０５〜３．０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径１５０ｍｍを超えて形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車。
【請求項５】
表面の硬さが４００ＨＶ以下に調整されて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコンプレッサ用鋳造羽根車。
【請求項６】
ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法であって、前記チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて成り、ロストワックス鋳造法により、外径３０〜２５０ｍｍの前記ハブディスク部を有する前記コンプレッサ用鋳造羽根車と実質的に同一の形状を有する鋳造羽根車素材を形成した後に、該鋳造羽根車素材の表面の硬さを４００ＨＶ以下とするように前記鋳造羽根車素材の表面の硬化層を除去し、前記コンプレッサ用鋳造羽根車を形成することを特徴とするコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法。
【請求項７】
Ｂ：０．０１〜０．２０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満に前記ハブディスク部を形成することを特徴とする請求項６に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法。
【請求項８】
Ｂ：０．０３〜０．５０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径６０〜１５０ｍｍに前記ハブディスク部を形成することを特徴とする請求項６に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法。
【請求項９】
Ｂ：０．０５〜３．０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径１５０ｍｍを超えて前記ハブディスク部を形成することを特徴とする請求項６に記載のコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法。
【請求項１０】
ケミカルピーリングによって前記硬化層を除去することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、建設機械、自動車等の内燃機関からの排気ガスを利用して圧縮空気を送る過給機の吸気側に使用されるコンプレッサ用鋳造羽根車およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサ用羽根車は、過給機において、自身の回転によって外気を吸引して圧縮することにより、圧縮空気を内燃機関に供給し、内燃機関の出力を向上させる。また、外気の吸引や圧縮を効率的に行うため、一般に、空力学的曲面を有する複数の羽根がハブ軸の周りに放射状に配列された複雑な形状を有しており、各羽根がすべて同一形状のものや、形状の異なる長羽根と短羽根（スプリッタ羽根）とで構成されたものとがある。
【０００３】
上述したコンプレッサ用羽根車には、例えば鍛造素材から所望の形状に削り出して形成された鍛造羽根車や、プラスターモールド鋳造法やロストワックス鋳造法などの精密鋳造法によって鋳造形成された鋳造羽根車が広く用いられている。コンプレッサ用羽根車は、上述のように複雑な形状を有しており、加工工数や材料歩留といった製造コストは、鋳造羽根車の方が鍛造羽根車よりも格段に有利となる。
【０００４】
また、コンプレッサ用羽根車に使用される材料は、羽根車の回転時の温度環境が概ね１５０℃以下の場合には、一般に軽量かつ相応の強度を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金が使用される。また、羽根車をさらに高速回転させて回転時の温度環境が概ね１８０〜２００℃となる場合には、一般に上述した合金よりも耐熱性に優れるＪＩＳ−Ｈ５８０１に規定されるＴＡＣ６４００合金などのチタン合金が使用される。
【０００５】
例えば、チタン合金を適用したコンプレッサ用鋳造羽根車としては、特開２００３−９４１４８号公報（特許文献１）に提案される、ワックス模型に耐火物をコーティングして製作した耐火物鋳型に溶湯を鋳造するロストワックス鋳造法によって鋳造形成されたチタン製コンプレッサ羽根車が知られている。この羽根車は、回転軸を画成するハブと、該ハブの表面の上に保持された空気力学的羽根とを備えた鋳造羽根車である。
【０００６】
しかしながら、チタン合金から成る鋳造羽根車は、鍛造羽根車に比べて結晶粒が大きく形成されてしまうことによって耐力、引張強さ、伸び、疲労強度などの機械的性質が、同じチタン合金から成る鍛造羽根車よりも劣るといった問題があった。また、Ｔｉは高活性の元素であり、耐火物鋳型を用いるロストワックス鋳造法による鋳造形成が好適であるものの、冷し金や水冷装置を適用し難くて冷却速度が遅く、凝固組織の結晶粒が粗大化しやすい。このために、チタン合金から成る鋳造羽根車を高速回転させた場合、羽根車の割れや破損を生じることが懸念された。
【０００７】
凝固組織の結晶粒が粗大化する上記問題の解決手段としては、例えば、特開２００４−２７７８７３号公報（特許文献２）の提案が知られている。これは、ＴＡＣ６４００合金などのα＋β型チタン合金において、適量のＢを添加することで凝固組織の等軸細粒化を図り、耐力、引張強さ、伸びといった常温引張特性を改善させるというものである。具体的には、０．０１〜０．１質量％のＢを成分として含む凝固組織を有するα＋β型チタン合金が提案されている。また、凝固組織における結晶粒の大きさは鋳塊サイズに依存するとされ、厚さ２０ｍｍ×幅３０ｍｍ×長さ１２０ｍｍの直方体形状の鋳塊を用いて、Ｂ添加による凝固組織の細粒化が確認されている。
【０００８】
別の手段としては、例えば、特開平５−２５５７８０号公報（特許文献３）の提案も知られている。これは、ＴＡＣ６４００合金を含むチタン合金において、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂから１種または２種以上を合計０．００１〜０．５％添加することで均一微細な鋳造組織を得て、常温および高温における強度を向上させるというものである。具体的には、質量％でＡｌ：０．２〜７％、Ｖ：０．２〜１２％、Ｆｅ：０．１〜３％、かつ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂから１種または２種以上を合計０．００１〜０．５％を含み、残部：Ｔｉおよび不可避的不純物から成るチタン合金が提案されている。しかしながら、鋳塊サイズに関わる記載はされず、凝固組織における結晶粒の大きさと鋳塊サイズとの関係を示唆する記載もされていない。
【０００９】
さらに別の手段としては、例えば、特開平５−２０９２５１号公報（特許文献４）の提案も知られている。これは、ＴＡＣ６４００合金を含むチタン合金において、そのマトリックス中にＴｉＢなど晶出あるいは析出させて分散させることで常温の延性を有しつつヤング率を向上させるというものである。具体的には、質量％でＡｌ：５．５〜１０％、Ｖ：１５％以下、Ｂ：０．５〜３．０％、Ｏ：０．０７〜０．２５％、残部Ｔｉおよび不可避不純物から成るチタン合金が提案されている。また、凝固組織における結晶粒の大きさと鋳塊サイズとの関係に関わる記載はされず、外径１４０ｍｍ×長さ２２０ｍｍの鋳塊を用いて、ＴｉＢなどによる熱間加工性や引張強さなどの機械的特性が確認されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−９４１４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７７８７３号公報
【特許文献３】特開平５−２５５７８０号公報
【特許文献４】特開平５−２０９２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者は、従来のＴＡＣ６４００合金から成るコンプレッサ用鋳造羽根車において、疲労強度などの機械的特性をさらに向上させることを意図し、コスト面で有利なロストワックス鋳造法を適用し、鋳造羽根車の凝固組織を微細化することを検討した。そして、上記特許文献２〜３に提案されるようにＢを添加することとし、ＴＡＣ６４００合金に対するＢの含有範囲を最適化することとした。
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に記載されるように、凝固組織における結晶粒の大きさが鋳塊サイズに依存することに関わって生じる問題があった。つまり、鋳塊に相当する鋳造羽根車には、所望される羽根車の質量や容積、ハブディスク部の外径などの寸法形状といった大きさの違いにより、また、羽根部の外縁部や基部、ハブディスク部の外縁部や中央部といった部位の違いにより、形成される凝固組織の結晶粒の形態が異なってしまい、鋳造羽根車の機械的性質の低下やばらつきを生じるといった問題があった。
【００１３】
そこで、コンプレッサ用鋳造羽根車を高速回転させたときに発生した割れや破損の原因について調査したところ、鋳造羽根車のハブディスク部の中央部近傍が起点となって損壊する場合が多いことを知見した。これは、羽根車とこれを回転させる回転軸を締結するために、ハブ軸の軸方向に設けた貫通穴に回転軸を挿入してナットで締結するといった、一般的に採用されている締結構造が影響していると考えられた。つまり、ハブディスク部のハブ軸の軸方向に沿う中央部に機械加工面が露出することとなり、機械加工時に微細な粒界割れを生じてしまうと回転時の応力を許容できずに鋳造羽根車が損壊してしまうと考えられた。よって、鋳造羽根車には、形成する羽根車の大きさに適する凝固組織の結晶粒の大きさがあると考えられた。
【００１４】
本発明の目的は、ＴＡＣ６４００合金から成るコンプレッサ用鋳造羽根車において、鋳造羽根車のハブディスク部の外径などの大きさを考慮しつつ上記問題点を解決することにより、高速回転に供し得る高い空力学的性能が期待できるコンプレッサ用鋳造羽根車を提供することである。また、これを安価に安定して形成できるコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、ＴＡＣ６４００合金から成るコンプレッサ用鋳造羽根車をベースとして、該鋳造羽根車の凝固組織の結晶粒を微細化するためにＢを添加し、ハブディスク部の外径に対応するＢの含有範囲を最適化することにより、鋳造羽根車の疲労強度を向上させることができることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車であって、前記チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて成り、かつ、前記ハブディスク部は外径３０〜２５０ｍｍに形成されているコンプレッサ用鋳造羽根車である。
【００１６】
本発明において望ましくは、Ｂ：０．０１〜０．２０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満に形成されて成るコンプレッサ用鋳造羽根車である。
また、望ましくは、Ｂ：０．０３〜０．５０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径６０〜１５０ｍｍに形成されて成るコンプレッサ用鋳造羽根車である。
また、望ましくは、Ｂ：０．０５〜３．０質量％を含有する前記チタン合金から成り、前記ハブディスク部は外径１５０ｍｍを超えて形成されて成るコンプレッサ用鋳造羽根車である。
また、望ましくは、表面の硬さが４００ＨＶ以下に調整されて成るコンプレッサ用鋳造羽根車である。
【００１７】
上述した本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、例えば、ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車の製造方法であって、前記チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて成り、ロストワックス鋳造法により、外径３０〜２５０ｍｍの前記ハブディスク部を有する前記コンプレッサ用鋳造羽根車と実質的に同一の形状を有する鋳造羽根車素材を形成した後に、該鋳造羽根車素材の表面の硬さを４００ＨＶ以下とするように前記鋳造羽根車素材の表面の硬化層を除去し、前記コンプレッサ用鋳造羽根車を形成する製造方法によって形成することができる。
【００１８】
本発明の製造方法において望ましくは、Ｂ：０．０１〜０．２０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満に前記ハブディスク部を形成することである。
また、望ましくは、Ｂ：０．０３〜０．５０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径６０〜１５０ｍｍに前記ハブディスク部を形成することことである。
また、望ましくは、Ｂ：０．０５〜３．０質量％を含有する前記チタン合金を用い、かつ、外径１５０ｍｍを超えて前記ハブディスク部を形成することことである。
また、ケミカルピーリングによって前記硬化層を除去することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、従来のＴＡＣ６４００合金から成した鋳造羽根車に比べ、凝固組織の結晶粒が好適であって疲労強度が高いので、損壊することなく安全に安定して高速回転させることができ、高い空力学的性能を期待できるコンプレッサ用鋳造羽根車となる。また、コスト面で有利な従来のロストワックス鋳造法を適用して製造できるので、高性能なコンプレッサ用鋳造羽根車を安価に安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述した通り、本発明の重要な特徴は、ＴＡＣ６４００合金から成るコンプレッサ用鋳造羽根車の凝固組織の結晶粒を微細化するためにＢを添加し、ハブディスク部の外径に対応するＢの含有範囲を最適化したことである。
具体的には、本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、チタン合金は、質量％でＡｌ：５．５０〜６．７５％、Ｖ：３．５０〜４．５０％、Ｂ：０．０１〜３．０％、Ｆｅ：０．４０％以下、Ｃ：０．４０％以下、Ｎ：０．０５％以下、Ｈ：０．０１５％以下、Ｏ：０．２５％以下、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有させて形成させている。これにより、従来のＴＡＣ６４００合金から成した鋳造羽根車に比べ、高い疲労強度を有することができ、高速回転させた場合でも損壊することなく安全に安定して回転させることができる。
【００２１】
本発明においてＢを含有させることは、鋳造羽根車の凝固組織の結晶粒を微細化させるために重要である。本発明におけるチタン合金は、α＋β型の凝固組織を形成し、微視的にはα相とβ相とが針状あるいは等軸状に結晶粒を形成して存在し、巨視的にはα相とβ相を内在した単一の大きな結晶粒のごとくのモザイク状の凝固組織（以下、α＋β型結晶粒という）を形成する。モザイク状となるのは、互いに隣接するα＋β型結晶粒の間に粒界αと称されるα相が形成されるためである。ここに適量のＢを添加することにより、上記粒界αの形成に先立ってＴｉＢなどの化合物が晶出あるいは析出されることとなって、α＋β型結晶粒の成長すなわち粗大化を抑えることができ、これによりα＋β型結晶粒を微細化することができる。
【００２２】
また、一定量のＢの添加によって得られるα＋β型結晶粒の大きさは、鋳塊サイズや、鋳造後の冷却速度すなわち凝固速度に依存するものと推測できる。従い、所望する鋳造羽根車の大きさ、すなわち本発明においてはハブディスク部の外径の大きさや、鋳造羽根車の羽根部やハブディスク部などの部位によって、一定量のＢの添加で得られるα＋β型結晶粒の大きさが異なるものとなる。
【００２３】
よって、本発明においては、コンプレッサ用鋳造羽根車のハブディスク部の外径に応じてチタン合金に含有させるＢ量を好適に選択することが望ましく、ハブディスク部の外径が小さい範囲では含有させるＢ量を少ない範囲とし、外径が大きい範囲では含有させるＢ量を多い範囲とすることが望ましい。具体的には、ハブディスク部が外径３０〜２５０ｍｍの範囲に対して含有させるＢ量を０．０１〜３．０質量％の範囲とすることである。望ましくは、外径３０ｍｍ以上６０ｍｍ未満の範囲ではＢ：０．０１〜０．２０質量％の範囲で含有させ、外径６０〜１５０ｍｍの範囲ではＢ：０．０３〜０．５０質量％の範囲で含有させ、外径１５０ｍｍを超える範囲ではＢ：０．０５〜３．０質量％の範囲で含有させることである。形成されるハブディスク部の外径の範囲が重複していないにもかかわらず、チタン合金に含有させるＢ量の範囲が重複する理由は、所望される鋳造羽根車の羽根部やハブディスク部の形状、寸法、鋳造容量、あるいは機械的特性、温度環境や使用回転数などに応じて、含有させるＢ量の好適な範囲が異なってくるからである。このようにハブディスク部の外径に応じて適正なＢ量を含有させることで、疲労強度などの機械的特性を好適に有する鋳造羽根車となるのである。
【００２４】
本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状であって、ハブディスク部は外径３０〜２５０ｍｍに形成されている。
一般に、コンプレッサ用鋳造羽根車の大きさは、概ねハブディスク部の外径の大きさで推測することができる。例えば、ハブディスク部の外径が６０〜１５０ｍｍの鋳造羽根車は、乗用車、中型や大型のトラック、建設機械車両などの特殊車両、その他の産業機械などに使用でき、特に外径７０〜１２０ｍｍの鋳造羽根車はトラック用として使用するには好適である。また、例えば外径が３０〜６０ｍｍと小さい鋳造羽根車は、軽自動車や軽トラック、自動二輪車、小型の特殊車両や産業機械などに使用できる。また、例えば外径が１５０〜２５０ｍｍの羽根車は、船舶、大型の建設機械車両や産業機械、あるいは発電機械などに使用できる。
【００２５】
コンプレッサ用鋳造羽根車の形状について、一例を挙げて説明する。
図１は、自動車用過給機の吸気側に使用されるコンプレッサ用鋳造羽根車（以下、羽根車１という）の一例を模式図にして示したものである。羽根車１は、羽根車１の回転軸となるハブ軸２と、ハブ軸２から半径方向に延在するハブ面６を有するハブディスク部３と、ハブ面６に配設された複数の長羽根４とスプリッタ羽根５とが交互隣接関係で配列された羽根部とを有する。そして、ハブ面６にそれぞれ放射状に突設する長羽根４とスプリッタ羽根５は、それぞれ複雑な空力学的曲面形状のブレード面を表裏に有している。この羽根車１の場合、羽根部が１２枚の羽根で構成される。また、隣接する一対の長羽根４の間に画成される各ブレード空間に、ハブ軸部２から半径方向外方に向かってアンダーカットを有している。このように複雑な羽根形状とすることにより、空力学的性能に優れた羽根車とすることができる。なお、スプリッタ羽根５は短羽根ともいう。
【００２６】
以下、本発明における成分組成を上述のように限定した理由を説明する。
Ａｌ：５．５０〜６．７５％（質量％）
Ａｌ（アルミニウム）は、凝固組織においてマトリックスにα相を形成して安定化し、固溶強化の効果が大きい元素である。ただし、多量に含有させるとα２相（Ｔｉ３Ａｌ）などの化合物が析出して靭性を低下させることがあるので６．７５％以下とする。また、含有量が少ないとα相が不安定になりやすいので５．５０％以上とする。よって、本発明においては、Ａｌの効果を好適に得るために５．５０〜６．７５％を含有させる。
【００２７】
Ｖ：３．５０〜４．５０％（質量％）
Ｖ（バナジウム）は、凝固組織においてマトリックスにβ相を形成して安定化し、固溶強化の効果が大きく、鋳造性も向上させる元素である。ただし、多量に含有させるとα相の析出が遅延されて不安定なα相が形成され、このために靭性を低下させることがあるので４．５０％以下とする。また、含有量が少ないとβ相が不安定になりやすいので３．５０％以上とする。よって、本発明においては、Ｖの効果を好適に得るために３．５０〜４．５０％を含有させる。
【００２８】
Ｂ：０．０１〜３．０％以下（質量％）
Ｂ（硼素）は、ＴｉＢなどの化合物を形成してマトリックスに分散して強化するとともに、上述したように鋳造羽根車の凝固組織の結晶粒を微細化させるために重要な元素であって、本発明においては０．０１〜３．０％を含有させる。ただし、多量に含有させるとそれに見合う微細化の効果が期待できないばかりか、α＋β型結晶粒の粒界強度を低下させることとなって、粒界破壊を生じやすくなるので３．０％以下とする。また、含有量が少ないと鋳造羽根車の凝固組織の微細化の効果が十分に得られないことがあるので０．０１％以上とする。また、上述したように鋳造羽根車のハブディスク部の外径との関係において、望ましくはＢ：０．０１〜１．０％を含有させ、より望ましくはＢ：０．０３〜０．３０％を含有させることである。
また、前記ハブディスク部の外径によっては、Ｂ：０．０３〜０．０８％を含有させると常温（２０〜２５℃）や高温（３００℃）での絞り特性を向上させることができ、またＢ：０．０５〜０．１５％を含有させると、疲労強度を向上させることができる。
【００２９】
Ｆｅ：０．４０％以下（質量％）
Ｆｅ（鉄）は、本発明においては不可避的に含有することのある元素のひとつであるものの、上述したＶと同様に、凝固組織においてマトリックスに固溶してβ相を安定化して強化する効果を有する。また、Ｂと関わって、凝固組織の結晶粒の微細化に効果的に作用すると思われる。ただし、多量に含有してしまうと偏析して鋳造性を阻害したり、ＴｉＦｅなどの化合物が形成され、α＋β型結晶粒の粒界が不安定となって靭性を低下させることがあるので０．４０％以下とする。
【００３０】
Ｃ：０．４０％以下（質量％）
Ｃ（炭素）は、本発明においては不可避的に含有することのある元素のひとつであるものの、上述したＡｌと同様に、凝固組織においてα相を安定化する効果を有する。また、ＴｉＣなどの化合物を形成して凝固組織の結晶粒の微細化に効果的に作用する。ただし、鋳造性を阻害させないために０．４０％以下に抑える。望ましくは、ＴｉＣなどの化合物が過剰に形成されることを抑えて靭性の低下を防ぐために０．１０％以下とする。
【００３１】
Ｎ：０．０５％以下（質量％）
Ｎ（窒素）は、本発明においては不可避的に含有することのある元素のひとつであるものの、上述したＣと同様に、凝固組織においてα相を安定化する効果を有する。また、ＴｉＮなどの化合物を形成して凝固組織の結晶粒の微細化に効果的に作用する。ただし、多量に含有させるとＴｉＮなどの化合物が過剰に形成されることとなって靭性を低下させることがあるので０．０５％以下とする。
【００３２】
Ｈ：０．０１５％以下（質量％）
Ｈ（水素）は、本発明においては不可避的に含有することのある元素のひとつであるものの、上述したＣやＮと同様に、凝固組織においてα相を安定化する効果を有する。ただし、多量に含有させると靭性を低下させることがあるので０．０１５％以下とする。
【００３３】
Ｏ：０．２５％以下（質量％）
Ｏ（酸素）は、本発明においては不可避的に含有することのある元素のひとつであり、多量に含有させると脆化しやすくなる。このため、例えば鋳造羽根車に対して機械加工を施した場合に結晶粒の粒界に微細な亀裂や割れを生じやすく、これにより引張強さや疲労強度などの機械的特性を劣化させることがある。よって、Ｏは０．２５％以下とする。
【００３４】
残部Ｔｉおよび不可避的不純物
Ｔｉ（チタン）は、ＡｌやＭｇには及ばないもののＮｉやＦｅよりも軽量で、かつ、ＡｌやＭｇよりも優れた耐熱性と強度を有する合金を形成するからである。よって、Ｔｉを基とするチタン合金を用いて鋳造羽根車を形成することにより、従来のアルミニウム合金製やマグネシウム合金製の鋳造羽根車と同等以上の比応力を有する羽根車となることが期待される。そして、これにより従来よりも高速回転させることができるため吸気特性や圧縮特性を向上でき、内燃機関の出力向上が期待できる。
【００３５】
また、本発明のチタン合金では、上述した元素以外にも不可避的に含有されるＰ、Ｓ、希土類元素、Ｓｉなどの不可避的不純物がある。これらの元素は、質量％で、Ｐ：０．２０％以下、Ｓ：０．２０％以下、希土類元素：０．２０％以下に抑えて鋳造性の低下を防ぎ、また、Ｓｉ：０．４０％以下に抑えてクリープ特性の低下を防ぐことが望ましい。また、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏなどは上述したＶと同様の効果を有するものの各々０．１０％以下に抑えることが望ましく、また、Ｓｎ、Ｚｒなども０．１０％以下に抑えて、本発明の作用効果の低下を防ぐことが望ましい。
【００３６】
本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、上述したチタン合金を使用し、ロストワックス鋳造法により、外径３０〜２５０ｍｍの前記ハブディスク部を有する前記コンプレッサ用鋳造羽根車と実質的に同一の形状を有する鋳造羽根車素材を形成した後に、該鋳造羽根車素材の表面の硬さを４００ＨＶ以下とするように前記鋳造羽根車素材の表面の硬化層を除去する、本発明の製造方法によって形成することができる。
【００３７】
チタン合金は高価な合金であり、例えばロストワックス鋳造法により、当初から羽根車形状に鋳造することによって削り出し加工を不要とし、これにより生産性を向上させるとともに廉価なコンプレッサ用鋳造羽根車を得ることができる。反面、得られた鋳造羽根車素材からコンプレッサ用鋳造羽根車の寸法形状に削り出さないため、表面には鋳造によって形成される硬化層が残存し、これが比応力低下の原因となる可能性がある。しかし、羽根車形状に鋳造されていることにより、例えばケミカルピーリングのような手段をもってすれば鋳造羽根車素材の表面の硬化層を一様に溶出除去することができるため、表面の硬さを４００ＨＶ以下となるように調整することが容易となる。
【００３８】
また、上記硬化層は、チタンに富むα相に酸素が固溶して針状に粗大化して形成され、ここに深さ０．０３ｍｍ程度の微細なクラックが生じて引張強さの低下をもたらすことがある。よって、鋳造羽根車素材の表面の硬化層を硬さが４００ＨＶ以下となるように除去することが望ましく、これにより、質量比を考慮した場合、従来のアルミニウム合金製鋳造羽根車と同等以上の引張強さを得ることができる。
【００３９】
次いで、図１に示すような形状を有する羽根車１の製造方法について、一例を挙げて説明する。
羽根車１を鋳造成形するにおいては、例えばニアネットシェイプに優れるロストワックス鋳造法を適用し、以下の工程により鋳造成形することができる。
まず、金型を用いてワックス模型を射出成形する。具体的には、金型装置としては、例えば、羽根車１のハブ軸２の軸方向に沿って開閉自在な可動金型と固定金型、および羽根車１のハブ軸２に対して半径方向に移動可能な複数のスライド金型とで構成すればよい。また、図２に示すように、１つのスライド金型１０を、例えば、スプリッタ羽根５に対応する空間形状を有する溝部１１と、隣接する長羽根４の間の空間形状に対応する形成を有するコア部１２とを具える構成とする。そして、上述のハブ軸２の軸方向を中心として半径方向外方に向かって、アンダーカットの方向に沿って抵抗が少ない状態でスライド移動可能に構成するとともに、スライド移動するその移動軌跡の回りに容易に回転可能となるよう構成する。
【００４０】
上述のスライド金型１０を、羽根車１の長羽根４の間の個数分、図１の羽根車１では６個分、例えば固定金型に環状に配置し、各スライド金型１０と可動金型および固定金型とを型締め密接することにより、羽根車１の形状に相当するキャビティを画成することができる。そして、このキャビティに溶融もしくは半溶融状態のワックス材料を射出して充填成形した後、成形体を金型から離型してワックス模型を得る。
次に、得られたワックス模型を用いてロストワックス鋳造を行う。ワックス模型をツリー状に数個単位で組み立て、これに鋳型となる耐火物をコーティングする。本発明における上述のチタン合金は活性であり、耐火物としては、チタン合金の溶湯との反応の少ない安定な材料、例えばジルコニア系、イットリア系、またはカルシア系の耐火物を初層として用いるのがよい。耐火物をコーティングした後は十分に乾燥させ、オートクレーブ等により脱ワックスした後、例えば１０００℃以上で焼成して強度の高い鋳型を得る。
【００４１】
この後に、遠心鋳造法により、得られた鋳型に対してチタン合金の溶湯を鋳造する。遠心鋳造法は、鋳型を回転させることによる遠心力の作用により、羽根車の羽根部などの狭幅個所にも十分に溶湯を供給できる湯流れ性の良い鋳造法であって好適である。また、回転によって鋳型には適度な振動が付加され、凝固組織の結晶粒の成長が分断されて微細化に寄与できる。
そして、冷却後、鋳型から成形体を取り出して清浄処理を施すことにより、表面に硬化層を有する鋳造ままの鋳造羽根車素材を得ることができる。
【００４２】
次いで、得られた鋳造羽根車素材から表面の硬化層を硬さ４００ＨＶ以下となるように除去する。除去する手段としては、例えばケミカルピーリングや、ＮＣ旋盤等による削り出し加工を適用できる。本発明においては、ケミカルピーリングを採用することが好ましい。ここでいうケミカルピーリングとは、水等に対して硝酸やフッ化水素等を混合し、適度に保温した溶液中に鋳造羽根車素材を浸漬させ、表面硬化層を化学的に溶出除去させる除去手段である。ケミカルピーリングされた肌面は、削り出し等の機械加工において残存することとなるツールマークが存在せず、ツールマークを起因とする亀裂や割れといった不具合を生じることがない。そして、生産性やコストの点でも、削り出し等の機械加工よりも有利である。
【００４３】
本発明においては、上述の通り鋳造羽根車の表面の硬化層を除去することが望ましい。その際、好ましくは表面の硬さが２８０ＨＶ以上、４００ＨＶ以下となるよう除去量を制御することが望ましい。例えば、表面の硬化層を完全に除去することで、より高い比応力を有する鋳造羽根車となる可能性はある。しかしながら、例えばケミカルピーリングによって硬化層を除去する場合、除去量が増すにつれて除去精度のばらつきが増大し、特に薄肉の羽根部では寸法精度の劣化や変形等を生じ、羽根車の空力学的特性を劣化させてしまうことがある。また、硬化層の除去に係る生産性やコストの点でも不利となる。よって、鋳造羽根車の表面の硬さを２８０ＨＶ以上、４００ＨＶ以下とすることが望ましい。
【００４４】
また、本発明においては、上述のケミカルピーリング後、さらにサンド、ビーズ、ショット等でのブラスト処理等を施しても本発明の作用効果を損なうことはない。
また、鋳造羽根車素材に対し、ＨＩＰ処理を施すことも好ましい。ＨＩＰ処理は、鋳造によって生じるミクロシュリンケージ等の内部欠陥による劣化を抑制するとされる。このため、鋳造羽根車に対してＨＩＰ処理を施すことにより、より高い比応力を有する鋳造羽根車となることが期待される。
【００４５】
以上、一例として上述した製造方法により、ハブ軸と、該ハブ軸から半径方向に延在するハブディスク部と、前記ハブ軸の周りに配列された羽根部とを有する羽根車形状に、チタン合金が鋳造されたコンプレッサ用鋳造羽根車であって、例えば図１に示すような複雑な形状を有していても、外径３０〜２５０ｍｍのハブディスク部を有し、表面の硬さが４００ＨＶ以下に調整されて成る、本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車に用いるチタン合金において、まずＢを含有させて凝固組織を微細化する効果を調べた。具体的には、表１に組成を示す、ＪＩＳ−Ｈ５８０１に規定される従来のＴＡＣ６４００合金（以下、従来合金という）から成る鋳造試験片と、これにＢを添加した本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車に用いるチタン合金組成（以下、実施合金という）から成る鋳造試験片を作製し、各々の鋳造試験片において凝固組織の微細化の効果を調べた。
各々の鋳造試験片は、寸法形状を引張試験に使用可能な全長８１ｍｍ、外径１２ｍｍ、平行部は、外径７ｍｍ、長さ１５ｍｍ、Ｒ２０ｍｍとし、ロストワックス鋳造法によって片側１ｍｍの加工代を有する鋳造素材を鋳造後、機械加工によって鋳造素材の表面の硬化層を含めて加工代を除去して得た。
【００４７】
【表１】
2008196367.tif 000003
【００４８】
得られた各々の鋳造試験片の平行部の断面写真を図３〜図６に示す。従来合金の凝固組織の結晶粒（α＋β型結晶粒）は１．０ｍｍ以上の大きな結晶粒が散見された。これに対して実施合金であるＡでは、結晶粒が０．５〜１．０ｍｍ程度と若干小さくなってＢの含有による微細化の傾向が確認できた。また、Ｂの含有量を増やしたＢでは、凝固組織がやや均一化した０．３〜０．８ｍｍ程度の結晶粒が認められ、微細化が促進されていた。また、さらにＢの含有量を増やしたＣでは、従来合金とは凝固組織が明らかに異なって均一化した０．０５〜０．３ｍｍ程度の結晶粒が認められ、Ｂによる凝固組織の微細化の効果が確認できた。
【００４９】
次に、上述の各々の鋳造試験片を用い、常温（２５℃）および高温（３００℃）において、耐力、引張強さ、伸び、絞りを測定した。また、常温において平行部の表面の硬さを測定した。常温での結果を表２に、高温での結果を表３に示す。
【００５０】
【表２】
2008196367.tif 000004
【００５１】
【表３】
2008196367.tif 000005
【００５２】
常温（２５℃）において、耐力は、従来合金：８４５ＭＰａ、実施合金：８３４〜８５１ＭＰａであり、引張強さは、従来合金：９４９ＭＰａ、実施合金：９３３〜９５５ＭＰａであった。これより、実施合金の耐力や引張強さは、従来合金よりも若干低いかまたは同等以上となる傾向が認められた。また、伸びは、従来合金：９．７％、実施合金：８．９〜１１．５％であり、絞りは、従来合金：１６．０％、実施合金：１２．１〜３１．３％であった。これより、実施合金の伸びや絞りも同様に、従来合金よりも若干低いかまたは同等以上となる傾向が認められた。なお、Ｂを０．０５質量％含有させたＢは従来合金よりも伸びや絞りが大きくなっており、特に絞りは格段に優れたものであることが確認できた。
【００５３】
また、鋳造後の表面の硬化層を除去した鋳造試験片の表面の硬さは、従来合金：３３８ＨＶ、実施合金：３２６〜３３５ＨＶであった。これより、実施合金の硬化層を除去した表面の硬さは従来合金よりも若干低くなる傾向が認められた。
なお、従来合金として用いた上記ＪＩＳに規定されるＴＡＣ６４００合金の機械的性質は、硬さ：３６５ＨＶ以下、耐力：８２５ＭＰａ以上、引張強さ：８９５ＭＰａ以上とされる。よって、この機械的性質を考慮した場合、実施合金はＴＡＣ６４００合金と同様な利用の可能性を期待できる。
【００５４】
次いで、高温（３００℃）において、耐力は、従来合金：５１６ＭＰａ、実施合金：５１０〜５２０ＭＰａであり、従来合金よりも若干低いかまたは同等以上となる傾向が認められた。また、引張強さは、従来合金：６４１ＭＰａ、実施合金：６４１〜６４７ＭＰａであり、従来合金と同等かまたはそれ以上となる傾向が認められた。また、伸びは、従来合金：１５．２％、実施合金：１３．４〜１８．０％であり、絞りは、従来合金：３３．３％、実施合金：３１．９〜４５．０％であった。これより、実施合金の伸びや絞りは常温時と同様に、従来合金よりも若干低いかまたは同等以上となる傾向が認められ、また、０．０５Ｂは従来合金よりも伸びや絞りが大きく、特に絞りは格段に優れたものであることが確認できた。
【００５５】
次いで、上記鋳造試験片（Ｂ、Ｃ、Ｄ）を用い、常温（２５℃）における疲労強度を測定した。結果を図７に示す。ここでいう疲労強度とは、回転曲げ疲れ試験（ＪＩＳ−Ｚ２２７４）を回転数３６００ｍｉｎ−１で実施して求めた１０７サイクル時点における単位密度当たりの曲げ応力をいう。
疲労強度は、実施合金であるＢ、Ｃのいずれにおいても従来合金と同等以上であった。特にＢを０．１０質量％含有させたＣは１００ＭＰａ／（ｇ／ｃｍ３）以上の疲労強度を有する優れたものであることが確認できた。
【００５６】
（コンプレッサ用鋳造羽根車）
次に、質量％でＡｌ：５．８８％、Ｖ：４．１０％、Ｂ：０．１０％、Ｆｅ：０．２３％、Ｃ：０．００７％、Ｎ：０．００４％、Ｈ：０．００４％、Ｏ：０．１８％、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有するチタン合金を用い、図１に示す形状の羽根車１をロストワックス鋳造法によって鋳造形成した。まず、可動金型、固定金型、複数のスライド金型とを有する金型装置により、羽根車１と実質的に同一の形状を有するキャビティを画成し、該キャビティに半溶融状態のワックス材料を充填してワックス模型を得た。そして、得られたワックス模型に湯口や湯道を付加した後、ジルコニア系の耐火物をコーティングして乾燥させ、オートクレーブにより脱ワックスし、１０００℃で焼成することにより鋳型を得た。この後、得られた鋳型に対して遠心鋳造法によって上記チタン合金の溶湯を鋳造して冷却後、鋳型から取り出してサンドブラスト処理を施し、表面に硬化層を有する鋳造ままの鋳造羽根車素材を得た。次いで、得られた鋳造羽根車素材から表面の硬化層をケミカルピーリングによって溶出除去することにより、表面の硬さ３００ＨＶ、ハブディスク部の外径１００ｍｍ、質量４５０ｇの本発明の実施例となるコンプレッサ用鋳造羽根車（以下、実施例という）を得た。
【００５７】
また、従来のコンプレッサ用鋳造羽根車の一例として、上述と同様の製造方法により、質量％でＢ：０．００１％未満とした、Ａｌ：６．０８％、Ｖ：４．１０％、Ｆｅ：０．２０％、Ｃ：０．００４％、Ｎ：０．００４％、Ｈ：０．００３％、Ｏ：０．１７％、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有するチタン合金を用いて、表面の硬さ３１０ＨＶ、ハブディスク部の外径１００ｍｍ、質量４５０ｇのコンプレッサ用鋳造羽根車（以下、従来例１という）を得た。また、別の一例として、上述と同様の製造方法により、質量％でＢ：０．００１％未満とした、Ａｌ：６．０８％、Ｖ：４．１０％、Ｆｅ：０．１２％、Ｃ：０．００４％、Ｎ：０．００３％、Ｈ：０．００３％、Ｏ：０．１１％、残部Ｔｉおよび不可避的不純物を含有するチタン合金を用い、ハブディスク部の外径５５ｍｍ、質量５０ｇのコンプレッサ用鋳造羽根車（以下、従来例２という）を得た。
【００５８】
まず、従来のコンプレッサ用鋳造羽根車において、鋳造羽根車における部位の違いにより、また、ハブディスク部の外径の違いにより、形成される凝固組織のα＋β型結晶粒の形態について確認した。上記従来例１のハブ軸の軸方向に沿った断面の凝固組織の写真を図８に示す。図８（ａ）は羽根車の全体の断面写真、図８（ｂ）はハブディスク部の中央部の拡大写真、図８（ｃ）はハブディスク部の外縁部の拡大写真である。また、上記従来例２のハブ軸の軸方向に沿った羽根車全体の断面の凝固組織の写真を図９に示す。
【００５９】
従来例１は、実質的にＢを含有しない外径１００ｍｍのハブディスク部３３を有する鋳造羽根車３１であり、形成された凝固組織のα＋β型結晶粒は大きいものであった。具体的には、羽根部３４やハブディスク部３３の外縁部３６では、０．３〜２．０ｍｍに形成されたα＋β型結晶粒が認められた。これは、溶湯の充填容量が小さく冷却されやすいために凝固速度が速くなることによるものと推測できた。これに対し、ハブディスク部３３の中央部３５では、２．０〜５．０ｍｍに形成されたα＋β型結晶粒が認められた。これは、溶湯の充填容量が大きく冷却され難いために凝固速度が遅くなることによるものと推測できた。
【００６０】
そして、最終凝固点となることが予測されたハブ軸３２のハブディスク部３３のある側において、特に粗大なα＋β型結晶粒が形成されていた。このことから、上述した鋳造羽根車のハブディスク部の中央部近傍が起点となって損壊する場合、粗大に形成されたα＋β型結晶粒が起因となる可能性があることを確認できた。
【００６１】
また、従来例２は、従来例１と同様に実質的にＢを含有しない鋳造羽根車４１であり、上記従来例１とはハブディスク部の外径を目安とする鋳造容量が小さく、質量比で１／９の鋳造羽根車４１である。そして、形成された凝固組織のα＋β型結晶粒は、羽根部４４やハブディスク部４３の外縁部４６では０．０３〜０．５ｍｍに形成されたものが認められ、ハブディスク部４３の中央部４５では０．５〜２．０ｍｍに形成されたものが認められた。そして、従来例２でもまた従来例１と同様に、ハブ軸４２のハブディスク部４３のある側において、特に粗大なα＋β型結晶粒が形成されていることが確認された。
【００６２】
上述した従来例１および従来例２の凝固組織より、従来のコンプレッサ用鋳造羽根車では、ハブ軸のハブディスク部のある側において形成されるα＋β型結晶粒の大きさと、鋳造羽根車の大きさの目安となるハブディスク部の外径との間には、相関関係があることが確認できた。すなわち、鋳造羽根車のハブディスク部の外径が大きくなるほど、ハブ軸のハブディスク部のある側において形成されるα＋β型結晶粒の大きさが大きく形成されることがわかった。
【００６３】
次いで、コンプレッサ用鋳造羽根車における凝固組織のα＋β型結晶粒を微細化すべくＢを含有させた実施例について、形成された凝固組織のα＋β型結晶粒の形態について確認した。上記実施例のハブ軸の軸方向に沿った断面の凝固組織の写真を図１０に示す。また、図１０（ａ）は羽根車の全体の断面写真、図１０（ｂ）はハブディスク部の中央部の拡大写真、図１０（ｃ）はハブディスク部の外縁部の拡大写真である。
実施例は、Ｂを０．１０質量％含有させたチタン合金から成り、外径１００ｍｍのハブディスク部２３を有する鋳造羽根車２１であり、上記従来例１とは実質的に同じ寸法形状を有している。
【００６４】
実施例の鋳造羽根車２１では、凝固組織のα＋β型結晶粒が従来例１よりも格段に微細化されて形成されていた。また、鋳造羽根車２１における各部位において、形成されたα＋β型結晶粒は従来例１よりも均一化されていた。具体的には、羽根部２４やハブディスク部２３の外縁部２６では０．０１〜０．３ｍｍに形成されたα＋β型結晶粒が認められた。また、ハブディスク部２３の中央部２５では０．３〜０．５ｍｍに形成されたα＋β型結晶粒が認められた。そして、ハブ軸２２のハブディスク部２３のある側においては、羽根部２４やハブディスク部２３の外縁部２６よりも大きく形成されてはいるものの、従来例１や従来例２とは明らかに異なって、α＋β型結晶粒が微細に形成されていることが確認された。
【００６５】
本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車は、上述した実施例と従来例１とから、従来用いられていたチタン合金に新たにＢを含有させることにより、凝固組織のα＋β型結晶粒が微細化され、ハブ軸のハブディスク部のある側においても従来よりも格段に微細化されて形成されることが確認できた。また、鋳造羽根車の各部位におけるα＋β型結晶粒の大きさが、従来よりも均一化されて形成されることが確認された。
また、上述したハブディスク部の外径が異なる従来例１と従来例２とでは、形成される凝固組織のα＋β型結晶粒の大きさが異なっていたことから、Ｂを含有させて成る本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車においても、ハブディスク部の外径の大きさに応じて、形成されるα＋β型結晶粒の大きさが変化すると推測できる。よって、本発明においては、鋳造羽根車のハブディスク部の外径３０〜２５０ｍｍに応じて、チタン合金に含有させるＢ量を０．０１〜３．０質量％とすることは有効であることが期待された。
【００６６】
以上より、本発明によれば、従来のＴＡＣ６４００合金から成る鋳造羽根車に比べ、耐力、引張強さ、伸び、絞り、硬化層を除去後の表面の硬さ、疲労強度といった機械的特性が、ほぼ同等かあるいはそれ以上となる、コンプレッサ用鋳造羽根車となることが期待できる。また、上述した本発明の製造方法によれば、優れた耐熱性と強度を有し、高い空力学的性能を期待できる本発明のコンプレッサ用鋳造羽根車を安価に安定して製造できることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】コンプレッサ用鋳造羽根車の一例を示す模式図である。
【図２】スライド金型の一例を示す模式図である。
【図３】従来合金から成る鋳造試験片の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【図４】実施合金（Ａ）から成る鋳造試験片の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【図５】実施合金（Ｂ）から成る鋳造試験片の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【図６】実施合金（Ｃ）から成る鋳造試験片の断面の凝固組織の一例を示す写真である。回転曲げ疲れ試験の結果の一例を示すグラフである。
【図７】回転曲げ疲れ試験の結果の一例を示すグラフである。
【図８】従来例となるコンプレッサ用鋳造羽根車（ハブディスク部の外径１００ｍｍ）の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【図９】従来例となるコンプレッサ用鋳造羽根車（ハブディスク部の外径５５ｍｍ）の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【図１０】本発明の実施例となるコンプレッサ用鋳造羽根車（ハブディスク部の外径１００ｍｍ）の断面の凝固組織の一例を示す写真である。
【符号の説明】
【００６８】
１．羽根車、２．ハブ軸、３．ハブディスク部、４．長羽根、５．スプリッタ羽根、６．ハブ面、１０．スライド金型、１１．溝部、１２．コア部、２１，３１，４１．鋳造羽根車、２２，３２，４２．ハブ軸、２３，３３，４３．ハブディスク部、２４，３４，４４．羽根部、２５，３５，４５．中央部、２６，３６，４６．外縁部
【図１】
2008196367.tif 000006
【図２】
2008196367.tif 000007
【図３】
2008196367.tif 000008
【図４】
2008196367.tif 000009
【図５】
2008196367.tif 000010
【図６】
2008196367.tif 000011
【図７】
2008196367.tif 000012
【図８】
2008196367.tif 000013
【図９】
2008196367.tif 000014
【図１０】
2008196367.tif 000015