(57)【要約】【課題】  高活性チタン金属の遠心鋳造システムを提供する。【解決手段】  高活性チタン金属の遠心鋳造システムは、複数の誘導コイルと取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；前記誘導るつぼ内において装入チタン金属を加熱して溶湯を得るための電源と；前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶湯を受けるための予熱された二次るつぼと；前記二次るつぼを保持するとともに、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入し鋳造部品を製造することができるよう前記二次るつぼを加速的に回転させる遠心鋳造機とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高活性チタン金属の遠心鋳造システムであって：
複数の誘導コイルと取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；
前記誘導るつぼ内において装入チタン金属を加熱して溶湯を得るための電源と；
前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶湯を受けるための予熱された二次るつぼと；
前記二次るつぼを保持するとともに、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入し鋳造部品を製造することができるよう前記二次るつぼを加速的に回転させる遠心鋳造機と
を有するシステム。
【請求項２】
前記装入チタン金属は、チタンアルミナイド合金を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
摺動と回転と脱落とからなる群から選択される方法を用いて前記誘導るつぼの前記底板が引き抜かれる請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記鋳造部品は、低圧タービン翼を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記誘導るつぼの前記誘導コイルを用いて前記装入金属を１４８０°Ｃ〜１５５７°Ｃの温度に加熱して前記溶湯を得る請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記溶湯は、前記誘導るつぼ内において浮揚状態となる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記二次るつぼは、前記二次るつぼがニオブ製の場合は少なくとも１０００°Ｃ、前記二次るつぼが陶磁器製の場合は少なくとも１０８２°Ｃの温度に加熱される請求項２乃至６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記遠心鋳造機は、前記溶湯が前記二次るつぼ内に落下した後に０．５〜２秒間にわたって前記二次るつぼを静止状態に保持し；
その後に、前記遠心鋳造機は、前記二次るつぼの回転を１秒〜２秒以内に１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍまで加速させ、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入することによって鋳造部品を製造する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
高活性チタン金属の遠心鋳造システムであって：
複数の誘導コイルと取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；
前記誘導るつぼ内において装入チタン金属を加熱して溶湯を得るための電源と；
前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶湯を受けるための予熱された二次るつぼと；
前記溶湯を前記誘導るつぼから前記二次るつぼ内に移すための漏斗と；
前記二次るつぼを保持するとともに、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入し鋳造部品を製造することができるよう前記二次るつぼを加速的に回転させる遠心鋳造機と
を有するシステム。
【請求項１０】
前記装入チタン金属は、チタンアルミナイド合金を含む請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
摺動と回転と脱落とからなる群から選択される方法を用いて前記誘導るつぼの前記底板が引き抜かれる請求項９又は１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記鋳造部品は、低圧タービン翼を含む請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記誘導るつぼの前記誘導コイルを用いて前記装入金属を１４８０°Ｃ〜１５５７°Ｃの温度に加熱して前記溶湯を得る請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記溶湯は、前記誘導るつぼ内において浮揚状態となる請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記二次るつぼは、前記二次るつぼがニオブ製の場合は少なくとも１０００°Ｃ、前記二次るつぼが陶磁器製の場合は少なくとも１０８２°Ｃの温度に加熱される請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記遠心鋳造機は、前記溶湯が前記二次るつぼ内に落下した後に０．５〜２秒間にわたって前記二次るつぼを静止状態に保持し；
その後に、前記遠心鋳造機は、前記二次るつぼの回転を１秒〜２秒以内に１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍまで加速させ、遠心力をかけて前記溶湯を前記鋳型内に流入することによって鋳造部品を製造する請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
高活性チタンアルミナイドの遠心鋳造システムであって：
複数の誘導コイルと摺動的に取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；
前記るつぼ内において装入チタンアルミナイドを加熱して溶融チタンアルミナイドを得るための電源と；
前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶融チタンアルミナイドを受けるための予熱された二次るつぼと；
前記溶融チタンアルミナイドを前記誘導るつぼから前記二次るつぼ内に移すためのニオブ製漏斗と；
前記溶融チタンアルミナイドが二次るつぼ内に落下した後に０．５〜２秒間にわたって前記二次るつぼを静止状態に保持し、さらにその後に、前記二次るつぼの回転を１秒〜２秒以内に１００ｒｐｍ〜６００ｒｐｍまで加速させ、遠心力をかけて前記溶融チタンアルミナイドを鋳型内に流入することによって鋳造部品を鋳造する遠心鋳造機
とを有するシステム。
【請求項１８】
前記誘導るつぼの前記誘導コイルを用いて前記装入金属を１４８０°Ｃ〜１５５７°Ｃに加熱して前記溶湯を得る請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記二次るつぼは、前記二次るつぼがニオブ製の場合は少なくとも１０００°Ｃ、前記二次るつぼが陶磁器製の場合は少なくとも１０８２°Ｃの温度に加熱される請求項１７又は１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記鋳造部品は、低圧タービン翼を含む請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において説明される実施例は、一般に、高活性金属の遠心鋳造システムに関する。特に、本明細書の実施例は、一般に高活性チタン合金、特にチタンアルミナイド合金の遠心鋳造システムを説明するものである。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジンの設計者は、エンジンを軽量化でき高いエンジン運転温度を得られる、より優れた特性を有する新しい材料を探求している。チタン合金（Ｔｉ合金）、特にチタンアルミナイド基合金（ＴｉＡｌ合金）は、室温延性および靱性等の有望な低温機械特性を兼ね備えるとともに、高い中温強度および耐クリープ性とを有する。これらの理由から、ＴｉＡｌ合金には、数多くのタービンエンジン部品に現在用いられているニッケル基合金に代わる将来性がある。
【０００３】
空アーク溶解（ＶＡＲ）は、Ｔｉ合金の溶解に一般に用いられる技術のひとつである。ＶＡＲは、一般に、水冷式銅製るつぼ内に配置されるチタン合金電極とチタン合金片（たとえば電極片）との間においてアークをとばす段階を含む。溶融池が形成され、電極は漸進的に溶解される。十分な溶湯を得られると、電極が引き抜かれ、るつぼが傾けられて、溶湯が部品鋳造用の金型に注ぎ込まれる。
【０００４】
ＶＡＲ法は、いくつかの欠点を有する。ＶＡＲ法において用いられるチタン電極は、チタンのビレット／鍛造素材が高額であることと、規格に準拠してスクラップまたは再生材料により電極を創出するのに必要な労働力に費用がかさむととにより、高額となる。また、プレアロイ電極に関する規格によって、規格外合金は生産が困難となり高額となる。さらにまた、水冷式るつぼを使用する必要があることによって、金属の過熱限界が狭まり、このことがさらまた流動性に影響を及ぼして、肉薄の鋳物の注湯が困難になる。さらに、アークと金属との当接位置を最高温度とする高い温度勾配が溶湯に生じる。このことも金型の注湯に影響を及ぼすとともに、凝固する鋳物に不都合な温度勾配を生じる恐れがある。
【０００５】
ＶＡＲ法に関する上述の問題に鑑み、Ｔｉ合金の溶解時に用いられるまた他の方法として、真空誘導溶解（ＶＩＭ）法がある。ＶＩＭは、チタンやアルミニウム等の活性元素を含有し空気中で溶解および鋳造できない特別かつ特殊な合金を加工するために開発された。このような合金の使用は増加し続けているため、ＶＩＭはますます一般的になってきている。
【０００６】
真空誘導溶解は一般に、耐火性を有する非導電性の合金酸化物により製作されるるつぼ内において、金属を、該るつぼ内の装入金属が液体状に溶解されるまで加熱する段階を含む。この技術において、固体チタン合金片は、通常は銅製の冷却式金属炉床内に配置されるとともに、不活性雰囲気において、アークまたはプラズマ等の非常に強力な熱源を用いて溶解される。装入チタンの内部および上面に溶融池がまず形成される一方で、銅製の炉床の密閉壁に隣接するチタンは、固体のままに保たれる。この形成された固体チタンの「スカル」は、純粋な液体チタン金属を含有する。低温壁誘導溶解の一般的考察については、ロウ（Ｒｏｗｅ）による特許文献１を参照されたい。
【０００７】
上述のような数多くの理由により、銅製るつぼは、高活性合金の低温壁誘導溶解に最もよく用いられる。たとえば、陶製るつぼの場合、溶解および鋳造において該るつぼに高い熱応力がもたらされると、るつぼに割れが生じる恐れがある。このような割れによって、るつぼの寿命が短くなるともに、鋳造される部品に異物が混入する可能性が生じる。さらに、高活性ＴｉＡｌ合金によって陶製るつぼが破損するとともに、酸化物からなる耐火性合金と酸素との両方によりチタン合金が不純化する恐れがある。同様に、黒鉛るつぼが用いられる場合、該るつぼから大量の炭素がチタンアルミナイドに混入し、チタン合金が不純化する。このような不純化は、チタン合金の機械的特性の損失の原因となる。
【０００８】
銅は、陶製および黒鉛るつぼに関する上述の問題を呈しにくく、低温壁誘導溶解による高活性合金の溶解には、銅製るつぼが一般に用いられる。
【０００９】
しかし、銅製るつぼ内での低温るつぼ溶解には、上述のような高活性合金の加工処理における冶金的な利点がある一方で、低い過熱限界、スカル形成による歩留まりの損失および高い所要電力をはじめとする数多くの技術的および経済的制限がある。特に、低温壁誘導るつぼにおいて、るつぼへの電力印加が中止され、金属が金型の水冷式銅側に寄ると、熱損失が生じてしまう。
【００１０】
真空誘導溶解に関する上述の問題に対処するために開発され用いられてきた形態のひとつとして、低温炉溶解システムからのノズルを介した下注鋳造がある。ロウ（Ｒｏｗｅ）による特許文献１とワン（Ｗａｎｇ）らによる特許文献２とを参照されたい。一般に用いられるノズル材料は、熱伝導材料として好適とされる銅または黄銅であるが、黒鉛および断熱材料もノズル材料として用いられるとここでは記載されている。
【００１１】
ノズルを使用すると、その他の一般的な実践方法を上回る多くの利点が得られるものの、複雑な問題が完全に解消されるわけではない。たとえば、チタン等の活性金属の低温炉床溶解および下注鋳造では、溶湯が凝結してノズルを閉塞する不都合を生じることがある。加えて、多くのるつぼ／ノズル装置において、液体流量を望ましく制御し、ノズルの壊食を最小限に抑え、溶湯の不純化を最小限に抑えるには相当の努力が必要である。
【００１２】
真空誘導溶解に関する上述の問題に対処するために開発され用いられてきたまた他の形態は、一般に誘導コイルからのエネルギーを用いて、溶解する金属を電磁的に浮揚させる段階を含む浮揚溶解である。浮揚溶解の一般的考察については、フィッシュマン（Ｆｉｓｈｍａｎ）らによる特許文献３を参照されたい。しかし、誘導磁界では、金属の加熱とるつぼ内の空間に浮揚する溶湯の保持との両方が可能であるものの、一旦システムの電源をＯＦＦにすると、溶湯は注湯される前に水冷式るつぼ内に戻って再び冷えてしまう。これにより、金型に不都合に注湯されてしまう恐れがある。
【特許文献１】米国特許第４，６５４，８５８号
【特許文献２】米国特許第５，１６４，０９７号
【特許文献３】米国特許第５，２７５，２２９号
【特許文献４】米国特許第６，７７６，２１４号
【特許文献５】米国特許第５，０６０，９１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような進歩状況に鑑み、注湯時に合金が溶融している状態を保つともに、従来の溶解法に付随する問題の発生を減少させるよう改良された、ＴｉＡｌ等の高活性合金の有用な溶解システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本明細書における実施例は概して、高活性チタン金属の遠心鋳造システムに関し、該システムは、複数の誘導コイルと取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；前記誘導るつぼ内において装入チタン金属を加熱して溶湯を得るための電源と；前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶湯を受けるための予熱された二次るつぼと；前記二次るつぼを保持するとともに、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入し鋳造部品を製造することができるよう前記二次るつぼを加速的に回転させる遠心鋳造機とを有する。
【００１５】
さらに、本明細書における実施例は概して、高活性チタン金属の遠心鋳造システムに関し、該システムは、複数の誘導コイルと取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；前記誘導るつぼ内において装入チタン金属を加熱して溶湯を得るための電源と；前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶湯を受けるための予熱された二次るつぼと；前記溶湯を前記誘導るつぼから前記二次るつぼ内に移すための漏斗と；前記二次るつぼを保持するとともに、遠心力をかけて前記溶湯を鋳型内に流入し鋳造部品を製造することができるよう前記二次るつぼを加速的に回転させる遠心鋳造機とを有する。
【００１６】
さらにまた、本明細書における実施例は概して、高活性チタンアルミナイドの遠心鋳造システムに関し、該システムは、複数の誘導コイルと摺動的に取り外し可能な底板とを有する、装入チタン金属を担持する低温壁誘導るつぼと；前記るつぼ内において装入チタンアルミナイドを加熱して溶融チタンアルミナイドを得るための電源と；前記取り外し可能な底板が引き抜かれるとともに前記電源がＯＦＦされた後、前記誘導るつぼから落下する前記溶融チタンアルミナイドを受けるための予熱された二次るつぼと；前記溶融チタンアルミナイドを前記誘導るつぼから前記二次るつぼ内に移すためのニオブ製漏斗と；前記溶融チタンアルミナイドが二次るつぼ内に落下した後に約０．５〜約２秒間にわたって前記二次るつぼを静止状態に保持し、さらにその後に、前記二次るつぼの回転を約１秒〜約２秒以内に約１００ｒｐｍ〜約６００ｒｐｍまで加速させ、遠心力をかけて前記溶融チタンアルミナイドを鋳型内に流入することによって鋳造部品を鋳造する遠心鋳造機とを有する。
【００１７】
当業者には、前記およびその他の特徴と態様と利点とが、以下の開示から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本明細書において説明される実施例は、一般に、高活性金属、特にチタン合金とチタンアルミナイド合金とを遠心鋳造してネットシェイプ部品を得るシステムに関するが、以下の説明は、これに制限されるべきではない。
【００１９】
本明細書の以下の説明によれば、本体１２を有する低温壁誘導るつぼ１０は、図１に示すように用意される。本体１２は、たとえば銅等の、良好な熱伝導性と導電性とを有する何らかの金属により製作される。本体１２は、るつぼの加熱時に銅が溶解することを防ぐよう水冷される。具体的には、銅は、一般に約１９００°Ｆ（約１０３８°Ｃ）で溶解し、ＴｉＡｌは約２６００°Ｆ（約１４２７°Ｃ）で溶解し、るつぼ内の銅は、チタンとともに低融点共融混合物を形成する。るつぼを水冷することによって、これらを防ぐことができる。水冷入口２４および出口２６を用いて、本体１２のまわりに配置される複数のチャネル２８を介して冷却水を循環させることができる。本体１２は、誘導溶解に適用可能ないかなる所望の形状を有しても良いが、ひとつの実施例では、本体１２は、概して中空筒体として整形される。本体１２のまわりには、電源２１を用いて加熱される複数の誘導コイル１４が配置される。コイル１４は、熱源としての役割を果たし、本明細書において以下に説明されるように、るつぼ内に配置される装入金属を溶解させるとともに、その溶融状態を維持する。
【００２０】
さらにるつぼ１０は、図１に示す取り外し可能な底板１６を有して良い。るつぼ１０と同様に、底板１６は、良好な熱伝導性と導電性とを有するいずれの金属製であっても良いが、ひとつの実施例では銅製である。底板１６も水冷されるとともに、複数の誘導コイル１４がその下に配置されており、誘導コイル１４は、るつぼ１０内に装入される金属を溶解させ、その溶融状態を維持するのを助ける。加えて、電気絶縁板１９が、底板１６の外面を構成して、るつぼ１０の底部において熱維持を助ける。本明細書において以下に説明するように、底板１６は、本体１２から、摺動（図２および３に図示）、回転および脱落等を含むがこれらに制限されないさまざまな態様で取り外し可能である。
【００２１】
使用時において、高活性合金を含む装入金属１８は、図１に示すように、るつぼ１０の本体１２内に配置される。ひとつの実施例では、装入金属１８は、チタン合金、特にチタンアルミナイド合金製であるとともに、塊状、インゴット状、粒状、板状、粉状およびこれらを組み合わせたものを含むが、これらに制限されることなく、許容可能なあらゆる形態をとりうる。当業者には、るつぼ１０内に装入される金属１８の量は、意図する用途によって変動することが理解できるであろうが、ひとつの実施例では約１ポンド（約４５４グラム）〜約３．５ポンド（約１５８８グラム）、また他の実施例では約１．２５ポンド（約５６７グラム）〜約３．３ポンド（約１４９７グラム）の装入金属１８が用いられて、本明細書において以下に説明するようにネットシェイプの低圧タービン翼が製作される。
【００２２】
一旦装入金属１８がるつぼ１０内に配置されると、ひとつの実施例ではるつぼ１０と同じ金属により製作される蓋２０が本体１２の上部に配置されるとともに、蓋リング２２を用いて正位置に保持されて、るつぼ１０が確実に密封される。電源２１をＯＮにすると、装入金属１８は、ひとつの実施例では約２７００°Ｆ〜約２８３５°Ｆ（約１４８０°Ｃ〜約１５５７°Ｃ）である適切な温度に達すると、溶解する。当業者には、誘導コイルによって磁界を印加すると、装入金属内の電流による抵抗加熱によって、装入金属が自発的に加熱することが理解されよう。装入金属１８が溶解し始めると、その結果として得られる溶湯３０は、るつぼ１０の本体１２内において浮揚して、電力がるつぼ１０に供給されている限り、溶湯３０が本体１２の内側と接触することはない。この溶湯３０の浮揚は、スカルの形成を防ぐ。
【００２３】
誘導るつぼ１０内における装入金属の溶解と同時に、二次つるぼ３２またはその他の同様の保持装置は、マイクロ波または放射エネルギー等であるがこれらに制限されない何らかの許容可能な手段を用いて予熱される。二次るつぼは、黒鉛または陶磁器製であるとともに、任意で、たとえばニオブ等の金属ライナを有する。二次るつぼ３２は、誘導るつぼ１０内における誘導溶解時に生じる溶湯の過熱状態を全く損失することなく、溶湯を鋳型に移すのに役立つ。特に、二次るつぼ３２は、ニオブ製の場合、少なくとも約１８３２°Ｆ（約１０００°Ｃ）、ひとつの実施例では約１８３２°Ｆ〜約２２００°Ｆ（１０００°Ｃ〜約１２００°Ｃ）に、陶磁器製の場合、少なくとも約１９８０°Ｆ（約１０８２°Ｃ）、ひとつの実施例では約１９８０°Ｆ〜約２４００°Ｆ（１０８２°Ｃ〜約１３１６°Ｃ）に予熱される。予熱は二次るつぼ３２の熱衝撃と割れとを防ぐので、るつぼの再利用が可能になる。予熱された二次るつぼ３２は、その後、図３に概略的に示すように、遠心鋳造機３６の回転アーム３４に取り付けられるとともに、誘導るつぼ１０の下に配置される。たとえばリン・ハイサーム社（ドイツ）製チタンキャスト７００（Ｌｉｎｎ  Ｈｉｇｈ−Ｔｈｅｒｍ  Ｔｉｔａｎｃａｓｔ  ７００）またはＳＥＩＴ社（イタリア）製スーパーキャスト（ＳＥＩＴ  Ｓｕｐｅｒｃａｓｔ）等のあらゆる従来式遠心鋳造機が、本発明に適用可能である。
【００２４】
取り外し可能な底板１６はその後、上述したように、るつぼ１０の本体１２から引き抜かれる。図２および３に示す実施例では、底板１６は、軌道または案内部等であるがこれらに制限されない何らかの許容可能な機構を用いて、るつぼ１０から摺動的に取り外される。底板１６は取り外されるが、誘導コイル１４により生じる磁界によって、図２に示すように、さらなる加工処理までるつぼ１０の本体１２内において溶湯３０が浮揚状態に維持される。
【００２５】
電源２１をＯＦＦにすると、溶湯３０は、予熱された二次るつぼ３２へと落下する。二次るつぼ３２は、溶湯３０が誘導るつぼ１０からニオブ製漏斗３３を介して二次るつぼ３２内へ移動を完了するまでの時間長にわたって鋳造機３６内において静止状態に保たれる。この時間長は、ひとつの実施例では約０．５〜約２秒である。一旦溶湯３０の移動が完了すると、二次るつぼ３２は、約１００ｒｐｍから全速の約６００ｒｐｍまで急速に（約１〜約２秒）加速して回転される。鋳造機３６は、溶湯３０に遠心力をかけて、溶湯３０を二次るつぼ３２から鋳型３８内へと、スリット、穴、管またはこれらを組み合わせたものの少なくともひとつからなるポート４０を介して送出する。このように、溶湯３０を二次るつぼ３２から鋳型３８へ速やかに移動させることによって、両者の接触時間は、約５秒未満となる。接触時間を短くすることによって、熱損失が著しく減少するだけではなく、二次るつぼ３２の構成に用いられる黒鉛または陶磁器と溶湯とが不都合に反応する問題を確実に解消できる。
【００２６】
鋳型３８は不活性な表面被覆と断熱性背側材料とを備える何らかの陶製インベストメント鋳造システムからなりうる。一例として、ひとつの実施例では、鋳型３８は、酸化物を含む表面被覆を含む。本明細書において、「酸化物」という用語は、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタノイドおよびこれらを組み合わせたものからなる群から選択される組成物を指す。さらに、酸化ランタノイド（「希土類」組成物としても知られる）は、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユーロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウムおよびこれらを組み合わせたものからなる群から選択される酸化物からなる。鋳型３８は、コロイドシリカ懸濁液中の酸化アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化ケイ素およびこれらを組み合わせたものからなる群から選択される耐火材料を含む背側部を含む。
【００２７】
一旦溶湯が実質的に鋳型３８内に移動し終えると、遠心鋳造機３６の電源がＯＦＦになる。その結果得られる部品、ひとつの実施例としては図４に示す低圧タービン翼４２は、従来の方法を用いて鋳型３８から取り出される。遠心鋳造によるものなので、翼４２は、鋳造後の加工処理をほとんど必要としない。鋳造機３６により生じる遠心力によって、鋳型の細い部分へも注湯し易くなり、鋳型３８へ最適に注湯される。その結果、ネットシェイプ部品を得ることができる。
【００２８】
さらにまた、装入金属の溶解には低温壁るつぼを用いるため、るつぼに対する熱応力が低下し、るつぼの割れが減少する。これにより、るつぼを再利用できるとともに、鋳造部品への異物混入を減少させることができる。加えて、溶湯と二次るつぼとの接触が制限されるので、るつぼの破損により溶湯が不純化する可能性が低下する。溶湯が不純化しにくくなることは、チタン合金の機械特性の向上に繋がる。
【００２９】
本明細書は、最良の形態を含む例を用いて本発明を開示するとともに、当業者が本発明を具現化し、活用することを可能にするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により定められるとともに、当業者に連想可能なその他の例を含む。かかるその他の例は、特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と微々たる相違しか有さない同等の構造的要素を含む場合には、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本明細書の説明にしたがった、金属が装入された低温壁誘導るつぼの一実施例の略断面図である。
【図２】本明細書の説明にしたがった、底板を取り外され、内部で溶湯が浮揚している低温壁誘導るつぼの一実施例の略断面図である。
【図３】本明細書の説明にしたがった遠心鋳造システムの一実施例の略断面図である。
【図４】本明細書の説明にしたがって鋳造される部品である、低圧タービン翼の一実施例の略斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  低温壁誘導るつぼ
１２  本体
１４  コイル
１６  取り外し可能な底板
１８  装入金属
１９  電気絶縁板
２０  蓋
２１  電源
２２  蓋リング
２４  水冷入口
２６  水冷出口
２８  チャネル
３０  溶湯
３２  二次るつぼ
３３  漏斗
３４  回転アーム
３６  鋳造機
３８  鋳型
４０  ポート
４２  低圧タービン翼
【図１】
2009125810.tif 000003
【図２】
2009125810.tif 000004
【図３】
2009125810.tif 000005
【図４】
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