(57)【要約】【課題】冷却速度を向上させた鋳造装置及び方法を提供する。【解決手段】鋳造金属の溶融物を充填した鋳型２１を、鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から鋳型２１を冷却する冷却室へ移動し、鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物Ｍｃを鋳造する鋳造装置及び方法において、鋳型２１の外周を金属のモールド２３で囲うと共に、鋳型２１とモールド２３との間の隙間を充填材で埋め込んで介在層２２を形成し、更に、モールド２３に冷却流体Ｗを流す流路２４を複数設けて、鋳造モールド２０を構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造金属の溶融物を充填した鋳型を、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造する鋳造装置において、
前記鋳型の外周を金属のモールドで囲うと共に、前記鋳型と前記モールドとの間の隙間を充填材で埋め込んだ鋳造モールドを備えることを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造装置において、
前記充填材を、前記鋳型を形成する粉体、ゲル材及び高粘度流体のいずれか１つとしたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項３】
鋳造金属の溶融物を充填した鋳型を、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造する鋳造装置において、
金属のモールドの内面全面に凹凸形状を設け、前記凹凸形状を埋め込むように前記鋳型を形成した鋳造モールドを備えることを特徴とする鋳造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の鋳造装置において、
前記凹凸形状の間隔を４．３ｍｍ以下としたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の鋳造装置において、
前記モールドに冷却流体を流す流路を複数設けたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項６】
鋳型の外周を金属のモールドで囲うと共に、前記鋳型と前記モールドとの間の隙間を充填材で埋め込んだ鋳造モールドに、鋳造金属の溶融物を充填し、
前記鋳造モールドを、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の鋳造方法において、
前記充填材を、前記鋳型を形成する粉体、ゲル材及び高粘度流体のいずれか１つとすることを特徴とする鋳造方法。
【請求項８】
金属のモールドの内面全面に凹凸形状を設け、前記凹凸形状を埋め込むように鋳型を形成した鋳造モールドに、鋳造金属の溶融物を充填し、
前記鋳造モールドを、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の鋳造方法において、
前記凹凸形状の間隔を４．３ｍｍ以下とすることを特徴とする鋳造方法。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか１つに記載の鋳造方法において、
前記モールドには、冷却流体を流す流路が複数設けられていることを特徴とする鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンはより高温域で運転する方が、エネルギー効率が向上する。具体的には、１７００℃で作動する天然ガス対応火力発電用ガスタービンが実用化できれば、効率は、現在の５５％を６２％にできる。ガスタービンの運転温度域向上のネックは、動翼に使う耐熱合金の強度による制約であり、この強度は、鋳造時の冷却速度に依存する結晶粒サイズに左右される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３７６３９２６号明細書
【特許文献２】特開平９−１０９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の鋳造装置及び方法を、図８〜図９を参照して説明すると共に、その問題点について言及する。
【０００５】
従来の一般的な鋳造装置及び方法は、鋳物の酸化を防止するため真空炉（図示省略）を用いており、真空炉内で鋳型５１に溶湯を注湯し、鋳型５１の顕熱吸熱と鋳型５１の外面から周囲の水冷壁５２に向けた放射冷却とによって、溶湯を凝固、冷却し、鋳物Ｍｃを形成している。なお、符号Ｇは、鋳物Ｍｃの凝固収縮による鋳型５１との隙間である。この鋳造装置及び方法では、放射冷却の熱流束に限界があり、冷却速度が大きく制限される。
【０００６】
冷却速度の改善案として、以下の鋳造装置及び方法が提案されている。
案Ａ：鋳型を溶融錫浴に浸漬することで冷却する（特許文献１）。
案Ｂ：鋳型外面にガスジェットを吹き付けて冷却する（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、案Ａは、（１）初期投資が高い、（２）冷却後の鋳型の分解が難しい、（３）精度良く温度制御を行なわないと装置を損傷させるガスを発生させる、（４）鋳型の肉厚を厚くしないと破損し、鋳型を厚くすると、熱抵抗で冷却速度向上のメリットが縮小する、という問題がある。
【０００８】
又、案Ｂは、（１）真空を保持できないため、鋳物に不要な酸化膜を形成させる、（２）厳しいガスジェットの衝突圧で鋳型を破損させるおそれがある、（３）使用するガスと噴射設備のコストが高い、という問題がある。更に、案Ａ、Ｂ共通の問題として、冷却速度は従来の高々２倍程度に止まる、という問題もある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、冷却速度を向上させた鋳造装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る鋳造装置は、
鋳造金属の溶融物を充填した鋳型を、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造する鋳造装置において、
前記鋳型の外周を金属のモールドで囲うと共に、前記鋳型と前記モールドとの間の隙間を充填材で埋め込んだ鋳造モールドを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る鋳造装置は、
上記第１の発明に記載の鋳造装置において、
前記充填材を、前記鋳型を形成する粉体、ゲル材及び高粘度流体のいずれか１つとしたことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る鋳造装置は、
鋳造金属の溶融物を充填した鋳型を、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造する鋳造装置において、
金属のモールドの内面全面に凹凸形状を設け、前記凹凸形状を埋め込むように前記鋳型を形成した鋳造モールドを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る鋳造装置は、
上記第３の発明に記載の鋳造装置において、
前記凹凸形状の間隔を４．３ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る鋳造装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の鋳造装置において、
前記モールドに冷却流体を流す流路を複数設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第６の発明に係る鋳造方法は、
鋳型の外周を金属のモールドで囲うと共に、前記鋳型と前記モールドとの間の隙間を充填材で埋め込んだ鋳造モールドに、鋳造金属の溶融物を充填し、
前記鋳造モールドを、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第７の発明に係る鋳造方法は、
上記第６の発明に記載の鋳造方法において、
前記充填材を、前記鋳型を形成する粉体、ゲル材及び高粘度流体のいずれか１つとすることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第８の発明に係る鋳造方法は、
金属のモールドの内面全面に凹凸形状を設け、前記凹凸形状を埋め込むように鋳型を形成した鋳造モールドに、鋳造金属の溶融物を充填し、
前記鋳造モールドを、前記鋳造金属の溶融温度以上に加熱した加熱室から前記鋳型を冷却する冷却室へ移動し、前記鋳造金属の溶融物を凝固、冷却して、鋳物を鋳造することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第９の発明に係る鋳造方法は、
上記第８の発明に記載の鋳造方法において、
前記凹凸形状の間隔を４．３ｍｍ以下とすることを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第１０の発明に係る鋳造方法は、
上記第６〜第９のいずれか１つの発明に記載の鋳造方法において、
前記モールドには、冷却流体を流す流路が複数設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、鋳造装置及び鋳造方法において、冷却速度を向上させることができる。この結果、鋳造された鋳物の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る鋳造装置の実施形態の一例（実施例１）を示す断面図である。
【図２】図１に示した鋳造装置内部の鋳型（鋳造モールド）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図２に示した鋳型（鋳造モールド）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】図３に示した鋳型（鋳造モールド）の変形例を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当する。
【図５】本発明に係る鋳造装置の実施形態の他の一例（実施例２）として、鋳型（鋳造モールド）の断面を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当する。
【図６】図５に示した鋳型（鋳造モールド）において、その溝のピッチと湯差し深さの関係を示すグラフである。
【図７】図５に示した鋳型（鋳造モールド）の変形例を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当する。
【図８】従来の鋳造装置及び方法を説明する図であり、その鋳型の断面を示す断面図である。
【図９】図８に示した鋳型のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図７を参照して、本発明に係る鋳造装置の実施形態のいくつかを説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１は、本実施例の鋳造装置を示す断面図であり、図２は、図１に示した鋳造装置内部の鋳型（鋳造モールド）のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図３は、図２に示した鋳型（鋳造モールド）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。又、図４は、図３に示した鋳型（鋳造モールド）の変形例を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当する。
【００２４】
本実施例の鋳造装置１０は、上方側に配置された加熱室１１とその下方側に配置された冷却室１２とを有し、それらの内部を真空に維持可能な構成（例えば、全体を真空容器内部に配置した構成）となっている。
【００２５】
加熱室１１は、後述する鋳造モールド２０への放射加熱を行う炉壁１３と炉壁１３を外部から加熱する複数のヒータ１４を有しており、加熱室１１において、鋳造モールド２０を溶湯（鋳造金属の溶融物）Ｍｍの溶融温度より高い温度に維持可能となっている。
【００２６】
一方、冷却室１２は、鋳造モールド２０を放射冷却する冷却壁１５と冷却壁１５を冷却する冷却流体（例えば、水などの冷媒）を流す複数の流路１６を有しており、冷却室１２において、溶湯Ｍｍが注湯された鋳造モールド２０を冷却し、溶湯Ｍｍを凝固、冷却して、鋳物（鋳造品）Ｍｃを形成している。
【００２７】
又、冷却室１２には、その底部に設けられた上下動可能なロッド１７と、ロッド１７の上端に設けられた冷却台１８とを有しており、冷却台１８には、冷却用の冷却流体（例えば、水などの冷媒）を流す複数の流路１９が設けられている。鋳造モールド２０は、冷却台１８の上面に設置されており、冷却台１８が鋳造モールド２０の下部開口部を塞ぐ底となっている。
【００２８】
又、加熱室１１と冷却室１２との間には、断熱のための隔離壁３３が設けられており、この隔離壁３３の中心側に鋳造モールド２０が通過可能な通過口３４が形成されている。従って、鋳造モールド２０の放射加熱を行うときは、ロッド１７により冷却台１８を上昇させ、通過口３４を通って、鋳造モールド２０を加熱室１１へ移動し、鋳造モールド２０の放射冷却を行うときは、ロッド１７により冷却台１８を下降させ、通過口３４を通って、鋳造モールド２０を冷却室１２へ移動させている。
【００２９】
又、鋳造モールド２０への溶湯Ｍｍの注湯は、るつぼ３０に入っている溶湯Ｍｍを、加熱室１１の天井部分の開口部３２に配置した漏斗３１を介して行われ、これにより、鋳造モール２０（後述する鋳型２１）に溶湯Ｍｍが充填される。
【００３０】
次に、図２〜図４を用いて、鋳造モールド２０の構成を詳細に説明する。
鋳造モールド２０は、鋳物Ｍｃを形成するための鋳型２１と、鋳型２１の外周側に配置された複数のモールド２３とを有している。そして、鋳型２１とモールド２３との間に介在するように、この間の隙間を埋める充填材により介在層２２が形成されている。又、モールド２３には、冷却用の冷却流体Ｗ（例えば、水などの冷媒）を流す複数の流路２４が設けられている。なお、符号Ｇは、鋳物Ｍｃの凝固収縮による鋳型２１との隙間である。
【００３１】
鋳型２１は、従来と同様に、セラミック系材料から形成しているが、モールド２３により外周を支持されているので、その肉厚は、従来（１０ｍｍ程度）より薄くてもよく、例えば、１〜５ｍｍとする。
【００３２】
モールド２３は、熱伝導性が良好で加工が容易な材料、例えば、銅などの金属材料から形成している。注湯前に鋳型２１をより高温に予熱する必要がある鋳物Ｍｃを鋳造する場合には、モールド２３として、耐熱性の高い材料、例えば、耐熱鋳鋼（ＳＵＨ）、耐熱合金鋼（インコロイ、インコネル、ハステロイ）、Ｎｉ基合金、Ｎｉ基超合金などを用いてもよい。これらの材料は、銅より熱伝導率が劣るが、従来のセラミック鋳型より５倍以上の熱伝導率を有するため、モールド２３の材料として使用可能であり、十分有効な効果を得ることができる。
【００３３】
又、モールド２３同士は、組み付け及び分割可能な構造である。モールド２３同士を、複数のボルト２５及びナット２６により固定し、互いに組み付けており、これにより、鋳型２１の周囲をモールド２３の内面側に包み込むようにしている。このとき、モールド２３の内面は、内側の鋳型２１に対して全表面で隙間が最小となるように成形している。鋳物Ｍｃの形成後は、ボルト２５及びナット２６を取り外すことにより、モールド２３を分割し、取り外して、鋳型２１を取り出し、その後、鋳物Ｍｃを取り出すことになる。ここでは、一例として、２つのモールド２３の内部に鋳型２１を収容可能な構成としているが、更に多くのモールド２３を用いるようにしてもよい。
【００３４】
又、モールド２３に設けた複数の流路２４は、モールド２３の内側にある鋳型２１を均一に冷却できるように、一定間隔で配置している。冷却流体Ｗとしては、水の他に液体金属、高温熱媒用油脂（例えば、ダウサームＡ（登録商標））、ガス（例えば、空気、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2、水蒸気）などを使用可能である。
【００３５】
なお、鋳造装置１０において、真空の維持が必須でない場合、流路２４を設ける必要は無く、例えば、図４に示すように、モールド２３をそれのみの構造としてもよい。この場合、モールド２３の外面に冷却流体を吹き付けたり、モールド２３を冷却流体の浴（例えば、溶融錫浴）に浸漬したりしてもよい。
【００３６】
鋳型２１とモールド２３との間の隙間に介在させた介在層２２の充填材は、鋳型２１に準ずる熱伝導性を有し、９００℃程度までの耐熱性を有する粉体から構成している。ここでは、鋳型２１の成型前の素材となるセラミック系材料の粉体を用いており、粉体のまま充填することにより、隙間の熱抵抗を低減するとともに、鋳型２１とモールド２３が相対的に熱変形しても、隙間の熱抵抗が低下しなくなる。
【００３７】
なお、この介在層２２の充填材は、必ずしも粉体とする必要は無く、複雑な曲面形状及び粗さを有する鋳型２１の表面とその外周側のモールド２３の内面との間において、互いに柔軟に密着して、隙間を充填できる材料であれば、他の材料、例えば、ゲル材や高粘度流体などでもよい。このような構成とすることで、鋳型２１とモールド２３との間において、著しい熱抵抗の発生を防止することができる。
【００３８】
ここで、本実施例と従来例とを、熱伝達率により比較してみたものが表１に示すものである。なお、表１において、α１は溶湯の熱伝達率であり、全て、３５０（Ｗ／ｍ2Ｋ）とした。又、α２は、鋳型の熱伝達率であり、本実施例の実験例１では鋳型厚さ５ｍｍ、実験例２では鋳型厚さ２ｍｍとし、従来例１、２では共に鋳型厚さ１０ｍｍとし、鋳型の比熱伝導度をλ＝２．１Ｗ／ｍＫとして、各々計算を行った。又、α３は本実施例のモールドの熱伝達率であり、本実施例の実験例１、２ではモールド厚さ１０ｍｍとし、モールド（銅）の比熱伝導度をλ＝３５０Ｗ／ｍＫとして、計算を行った。又、α４は冷却流体の熱伝達率であり、本実施例の実験例１、２では水の熱伝達率を用い、従来例１では放射冷却による熱伝達率αｒを用い、従来例２では放射冷却による熱伝達率αｒとガスジェットによる熱伝達率αｇの和を用いた。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
本実施例の実験例１、２と従来例１、２とを比較すると、全体の熱伝達率αTotalにおいて、従来例１に対して、本実施例は２．９〜４．０倍、従来例２に対して、本実施例は１．９〜２．６倍となることがわかる。つまり、本実施例では、従来例１、２と比較して、冷却速度も同程度向上可能となる。
【００４１】
従って、本実施例においては、主たる熱抵抗となっている鋳型２１の熱伝達とその外面での熱伝達が、鋳型２１については、その厚さの低減により改善し、鋳型２１の外面については、モールド２３との間に設けた介在層２２による隙間の低減とモールド２３に設けた流路２４を流れる冷却流体Ｗの流通により改善する。そのため、表１に示したように、冷却速度が従来例と比較して、２倍〜４倍程度に向上し、高強度な鋳物Ｍｃを鋳造することができる。
【００４２】
又、内側の鋳型２１と外側のモールド２３との間に、変形自在な粉体又は流体を介在させたので、鋳型２１、モールド２３両者の熱膨張差などが生じても、隙間の生成を防止して、新たな熱抵抗の生成を抑制することができる。
【００４３】
又、真空雰囲気で鋳造を行う場合、流路２４に冷却流体Ｗを流すことにより、鋳造空間を真空のままに保持できるため、鋳物Ｍｃの酸化による品質劣化が生じない。
【００４４】
又、内側の鋳型２１は、その外側をモールド２３に全面で支持されているため、注湯時にクラックが入っても破壊に至ることは無く、高い熱負荷で急速冷却ができるようになる。
【００４５】
その結果、本実施例においては、急速冷却が可能となるので、鋳物Ｍｃの結晶粒を細かくでき（ＤＡＳ（Dendrite Arm Spacing）が小さい、最大ポロシティサイズが小さい）、よって、高温でも高強度な鋳物Ｍｃを製造することができる。例えば、天然ガス用ガスタービンの動翼の製造に本実施例の鋳造装置１０を使用すれば、従来ガスタービンより高温域で運転できるようになり、その発電効率は従来の５５％を６２％に向上できる。又、従来、急速冷却に用いていた貴ガスや液体金属を使う必要が無くなり、その製造コストを低減することができる。
【００４６】
（実施例２）
図５は、本実施例の鋳造装置内部の鋳型（鋳造モールド）の断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当し、図６は、図５に示した鋳型（鋳造モールド）において、その溝のピッチと湯差し深さの関係を示すグラフである。又、図７は、図５に示した鋳型（鋳造モールド）の変形例を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ線の部分の断面に相当する。
【００４７】
本実施例において、鋳造装置は、実施例１で示した鋳造装置１０と略同等の構成でよく、後述する鋳造モールド４０の構成が、実施例１の鋳造モールド２０と相違する。従って、ここでは、重複する説明は省略し、鋳造モールド４０について、図５を参照して説明する。
【００４８】
鋳造モールド４０も、鋳物Ｍｃを形成するための鋳型４１と、鋳型４１の外周側に配置された複数のモールド４３とを有している。本実施例の場合、実施例１とは異なり、モールド４３の内面の全面に複数の溝４２（凹凸形状）が形成されており、溝４２を埋め込むように、鋳型４１が形成されている。又、モールド４３には、冷却用の冷却流体Ｗ（例えば、水などの冷媒）を流す複数の流路４４が設けられている。なお、符号Ｇは、鋳物Ｍｃの凝固収縮による鋳型４１との隙間である。
【００４９】
鋳型４１は、実施例１と同様に、セラミック系材料から形成しており、モールド４３により外周を支持されているので、その肉厚は、従来（１０ｍｍ程度）より薄く、例えば、１〜５ｍｍとする。
【００５０】
モールド４３も、実施例１と同様に、熱伝導性が良好で加工が容易な材料、例えば、銅などの金属材料から形成している。又、注湯前に鋳型４１をより高温に予熱する必要がある鋳物Ｍｃを鋳造する場合にも、モールド４３として、耐熱性の高い材料、例えば、耐熱鋳鋼（ＳＵＨ）、耐熱合金鋼（インコロイ、インコネル、ハステロイ）、Ｎｉ基合金、Ｎｉ基超合金などを用いてもよい。
【００５１】
モールド４３の内面に形成した溝４２同士のピッチには有効範囲が存在する。湯差し深さ（鋳型４１に発生するクラックに溶湯の湯が差すときの深さ）はクラックの幅に依存し、クラックの幅は溝４２同士のピッチに依存する。従って、湯差し深さの許容限度（０．４ｍｍ）に基づいて、溝４２同士のピッチの有効範囲を検討すると、図６のグラフに示すように、溝４２同士のピッチを４．３ｍｍ以下とすることにより、湯差しによるバリ高さを問題とならない範囲に留めることができる。ここでは、一例として、溝深さ１ｍｍ、間隔１ｍｍ程度の溝４２を形成した。なお、凹凸形状として、溝に替えて、突起又は孔を形成するようにしてもよい。
【００５２】
又、モールド４３同士は、実施例１と同様に、組み付け及び分割可能な構造である。但し、本実施例では、モールド４３同士を互いに組み付けた後、鋳型４１を形成するスラリ状のセラミック系材料を、例えば、厚さ５ｍｍ程度モールド４３の内面に塗布し、乾燥させることで（又は、塗布と乾燥を繰り返し行って、厚さ５ｍｍ程度とすることで）、鋳型４１を形成している。この結果、鋳型４１の周囲をモールド４３の内面側に包み込むようにしている。鋳物Ｍｃの形成後は、モールド４３を分割し、取り外すと、鋳型４１も取り外すことになり、その結果、鋳物Ｍｃを取り出すことになる。
【００５３】
このように、モールド４３の内面の全面に形成した複数の溝４２により凹凸形状を設け、この凹凸形状の面にスラリ状のセラミック材料を塗布（担持）し、乾燥させることにより、鋳型４１を形成しているので、内側の鋳型４１と外側のモールド４３に熱膨張差が生じても、内側の鋳型４１がモールド４３（溝４２）に追従して変形し、熱抵抗となる隙間が生じない。このとき、内側の鋳型４１の変形ひずみが破断限界を越えても、モールド４３の溝４２に支持されているので、発生するクラックは微少な間隙となり、溶湯Ｍｍのクラックへの浸入を防止、抑制することが可能となる。
【００５４】
又、モールド４３に設けた複数の流路４４も、実施例１と同様に、モールド４３の内側にある鋳型４１を均一に冷却できるように、一定間隔で配置している。冷却流体Ｗとしては、水の他に液体金属、高温熱媒用油脂（例えば、ダウサームＡ（登録商標））、ガス（例えば、空気、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2、水蒸気）などを使用可能である。
【００５５】
なお、本実施例の鋳造装置においても、真空の維持が必須でない場合、流路４４を設ける必要は無く、例えば、図７に示すように、モールド４３をそれのみの構造としてもよい。この場合、モールド４３の外面に冷却流体を吹き付けたり、モールド４３を冷却流体の浴（例えば、溶融錫浴）に浸漬したりしてもよい。
【００５６】
上述したように、本実施例においても、鋳型４１の厚さの低減、モールド４３の内面に設けた複数の溝４２による鋳型４１との隙間の低減、流路４４を流れる冷却流体Ｗの流通により、鋳型４１の熱伝達とその外面での熱伝達が改善するため、冷却速度が従来例と比較して向上し、高強度な鋳物Ｍｃを鋳造することができる。
【００５７】
又、内側の鋳型４１を、外側のモールド４３の内面に設けた複数の溝４２で担持するようにしているので、鋳型４１、モールド４３両者の熱膨張差などが生じても、内側の鋳型４１がモールド４３に追従して変形し、隙間の生成を防止して、新たな熱抵抗の生成を抑制することができる。
【００５８】
又、真空雰囲気で鋳造を行う場合、流路４４に冷却流体Ｗを流すことにより、鋳造空間を真空のままに保持できるため、鋳物Ｍｃの酸化による品質劣化が生じない。
【００５９】
又、内側の鋳型４１は、その外側をモールド４３に全面で支持されているため、注湯時にクラックが入っても破壊に至ることは無く、高い熱負荷で急速冷却ができるようになる。
【００６０】
その結果、本実施例においても、急速冷却が可能となるので、鋳物Ｍｃの結晶粒を細かくでき（ＤＡＳが小さい、最大ポロシティサイズが小さい）、よって、高温でも高強度な鋳物Ｍｃを製造することができる。又、従来、急速冷却に用いていた貴ガスや液体金属を使う必要が無くなり、その製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、超耐熱合金を使った鋳造品の鋳造装置及び方法としても適用可能であり、例えば、高温域（１７００℃級）のガスタービンのタービン翼部材（特に、動翼）の鋳造に好適である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  鋳造装置
１１  加熱室
１２  冷却室
２０  鋳造モールド
２１  鋳型
２２  介在層
２３  モールド
２４  流路
４０  鋳造モールド
４１  鋳型
４２  溝
４３  モールド
４４  流路
【図１】
2012206124.tif 000004
【図２】
2012206124.tif 000005
【図３】
2012206124.tif 000006
【図４】
2012206124.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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