[发明专利]活性金属的铸造方法

说明书

本发明的活性金属的铸造方法，是在使用了水冷铜的坩埚(2)的感应熔炼炉(3)中，从设于坩埚(2)的底部的出炉口(5)将熔融金属(M)出炉到铸模(4)中而铸造活性金属的小直径铸锭(S)的活性金属的铸造方法，其中，以铸锭直径(D)10mm以上，并且，铸锭高度(H)与铸锭直径(D)的比(H/D)为1.5以上，铸造中出炉的熔融金属(M)的重量为200kg以下的铸造条件进行铸造时，使铸造时的熔融金属(M)的温度与活性金属的熔点相比成为高温，并且调节出炉口(5)的开口径，从而一边将铸模(4)内铸造进行的速度即铸造速度(V)(mm/秒)，与铸锭高度(H)的关系控制为V≤0.1H一边进行铸造。

技术领域

本发明涉及能够以高品质且高成品率得到活性金属的小直径铸锭的活性金属的铸造方法。

背景技术

使用水冷铜坩埚的感应熔炼炉(CCIM：冷坩埚感应熔炼装置)，几乎不存在杂质从熔炼气氛和坩埚混入到熔融金属内的情况，适于活性金属的熔炼，特别是适于高熔点的金属的熔炼。

另外，感应熔炼炉中，只要是比坩埚尺寸小的原料，在形状上便没有制约而能够在炉内熔炼，因此能够以废料等的材料为原材料而有效地利用。

此外，在感应熔炼炉中引起加热的电磁感应，也使搅拌熔融金属的电磁斥力发生，因此，也可以通过由电磁斥力进行的搅拌保持熔融金属内的均质性。

因此，使用感应熔炼炉的活性金属的铸造，对于原料费高，故要求有良好的成品率这样的活性金属的铸锭来说，被认为是用于以高成品率得到高品质的铸锭的有效的方法。

可是，通常来说，金属相对于液体状态而言，因为在固体状态下密度大，所以凝固时铸造体的容积小。即，凝固时发生收缩，在冷却速度比较慢的凝固迟缓的部分，被称为缩孔的空洞会作为铸造时的缺陷发生。这样的缩孔，特别是在制造小直径铸锭时容易在铸锭的轴心部发生。

因此，作为小直径铸锭而铸造以感应熔炼炉熔炼的金属时，为了抑制铸造时的缩孔，一般采用离心铸造法和减压铸造法等的方法。

例如，在专利文献1中公开有一种方法，其是使用具备被密闭的保持炉、和经由给汤套筒连接于保持炉的铸模的铸造装置，进行减压铸造的方法。专利文献1的减压铸造法，在熔融金属填充时，可以对腔内(保持炉内)充分减压，并且也可以层流填充熔融金属，因此不用担心卷入空气，可以提高铸件品质。另外，在专利文献1的减压铸造法中，由于能够加大保持炉内与腔内的差压，从而不会限制浇铸重量，可以大量的浇铸。

另外，作为抑制上述缩孔发生的方法，还已知有专利文献2所示的定向凝固方法。

即，在专利文献2中，公开有一种精密凝固方法，是使用在高度方向上被分割成多个且可分别进行温度调整的加热炉，将陶瓷制铸模的上部与下部相比预先加热到高温，向经过加热的陶瓷制铸模内注入熔融金属而进行凝固的方法。在此专利文献2的精密凝固方法中，在高度方向上带有温度分布的加热炉中，将铸模的下部加热至比较低的温度，将铸模的上部加热至高温。此后，若向铸模注入熔融金属，则在铸模内会发生熔融金属从下部(熔融金属的温度低的底部侧)朝向上部缓缓凝固的定向凝固。如果发生这样的定向凝固，则认为可以防止缩孔等的缺陷发生。

此外，使用了现有的水冷铜坩埚的感应熔炼炉进行的铸造法，一般是通过倾倒坩埚而进行出炉的方法，但如专利文献3所示这样，也提出有从坩埚底部进行出炉的方式。

即，专利文献3的铸造方法构成为，以电磁排斥力使坩埚的中的被熔炼材料漂浮，利用感应加热使之熔化，使熔融金属从底部的出炉口出炉到铸模中。

在该出炉口上可更换地嵌入呈筒状的导电性的转接器，在专利文献3的铸造方法中，通过更换转接器，可以阶段性地调整出炉流量。

【先行技術文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本国特开平9－57422号公报