JP2000241374A - アルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する法 - Google Patents
アルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム合金の溶湯中におけるマグネシウ
ムの含有量を簡単に測定する方法を提供すること。 【解決手段】アルミニウム合金の溶湯を熱分析し、それ
によって得られる冷却曲線から共晶温度を測定し、予め
求めておいた関係式を適用して、アルミニウム合金の溶
湯中のマグネシウムの含有量を測定する。
ムの含有量を簡単に測定する方法を提供すること。 【解決手段】アルミニウム合金の溶湯を熱分析し、それ
によって得られる冷却曲線から共晶温度を測定し、予め
求めておいた関係式を適用して、アルミニウム合金の溶
湯中のマグネシウムの含有量を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はアルミ合金の溶湯
中のマグネシウムの含有量を測定する法、より詳細には
Ａｌ−Ｓｉ系のアルミニウム合金の溶湯中におけるマグ
ネシウムの含有量を測定する方法に関する。
中のマグネシウムの含有量を測定する法、より詳細には
Ａｌ−Ｓｉ系のアルミニウム合金の溶湯中におけるマグ
ネシウムの含有量を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミ合金、とくにＡｌ−Ｓｉ系のアル
ミニウム合金の溶湯中のマグネシウムの含有量の変化
は、鋳造後の合金の強度に大きな影響を与える。すなわ
ち、例えば、アルミホイールの製造に使用されるＡｌ−
７％Ｓｉ−０．３％合金は、鋳造前の溶湯中に、通常約
０．３％のマグネシウムが含有されていて、その鋳造後
の合金の抗張力は約２８ｋｇ／ｍｍ２であるが、この含
有量が０．１％程度にまで減少すると、鋳造後の合金の
抗張力が約１５ｋｇ／ｍｍ２にまで低下して、鋳物製品
の強度が不足して不良品となる。
ミニウム合金の溶湯中のマグネシウムの含有量の変化
は、鋳造後の合金の強度に大きな影響を与える。すなわ
ち、例えば、アルミホイールの製造に使用されるＡｌ−
７％Ｓｉ−０．３％合金は、鋳造前の溶湯中に、通常約
０．３％のマグネシウムが含有されていて、その鋳造後
の合金の抗張力は約２８ｋｇ／ｍｍ２であるが、この含
有量が０．１％程度にまで減少すると、鋳造後の合金の
抗張力が約１５ｋｇ／ｍｍ２にまで低下して、鋳物製品
の強度が不足して不良品となる。
【０００３】一般に、鋳造業者が使用する合金地金の化
学成分は、ＪＩＳで規定されていて、アルミ合金地金の
製造業者は、化学成分の分析値を提供する合金地金に必
ず添付している。この合金地金を溶解すると、マグネシ
ウム以外の化学成分の含有量は変化しないが、マグネシ
ウムは溶湯の表面に浮き上がって真っ先に酸化するため
に、アルミニウムの含有量が減少する。
学成分は、ＪＩＳで規定されていて、アルミ合金地金の
製造業者は、化学成分の分析値を提供する合金地金に必
ず添付している。この合金地金を溶解すると、マグネシ
ウム以外の化学成分の含有量は変化しないが、マグネシ
ウムは溶湯の表面に浮き上がって真っ先に酸化するため
に、アルミニウムの含有量が減少する。
【０００４】従って、鋳造現場においては、鋳造された
アルミ合金中のマグネシウムの含量の減少を予防するた
めに、提供されたアルミ合金地金の溶湯にマグネシウム
を添加している。
アルミ合金中のマグネシウムの含量の減少を予防するた
めに、提供されたアルミ合金地金の溶湯にマグネシウム
を添加している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その添加のた
めには、アルミ合金の溶湯中のマグネシウム（Ｍｇ）の
含有量を炉前で測定しなければならない。
めには、アルミ合金の溶湯中のマグネシウム（Ｍｇ）の
含有量を炉前で測定しなければならない。
【０００６】従来、アルミ合金の溶湯中のマグネシウム
の含有量を炉前で測定するには、発光分析装置を使用し
ているが、まず第一に、この発光分析装置は高価であ
り、これによってマグネシウムの含有量を測定するに
は、多くの操作が必要であって、一朝一夕に知ることが
できないという課題がある。
の含有量を炉前で測定するには、発光分析装置を使用し
ているが、まず第一に、この発光分析装置は高価であ
り、これによってマグネシウムの含有量を測定するに
は、多くの操作が必要であって、一朝一夕に知ることが
できないという課題がある。
【０００７】以上に述べた従来技術の解決が求められて
いる課題を考慮して、この発明の主目的は、簡単で的確
にアルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定す
る方法を提供することにある。
いる課題を考慮して、この発明の主目的は、簡単で的確
にアルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定す
る方法を提供することにある。
【０００８】この発明のさらに目的とするところは、ア
ルミ合金鋳物の品質の低下を未然に防止するために、鋳
造前にアルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測
定する方法を提供することにある。
ルミ合金鋳物の品質の低下を未然に防止するために、鋳
造前にアルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測
定する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明によれば、アルミニウム合金の溶湯を熱分
析し、それによって得られる冷却曲線から共晶温度を測
定し、予め求めておいた関係式を適用して、アルミニウ
ム合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する。
に、この発明によれば、アルミニウム合金の溶湯を熱分
析し、それによって得られる冷却曲線から共晶温度を測
定し、予め求めておいた関係式を適用して、アルミニウ
ム合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する。
【００１０】さらに詳細に述べると、この発明はアルミ
ニウム合金の溶湯を、それ自体公知の熱分析用の試料容
器に注入して、熱冷却曲線を測定し、その曲線から共晶
温度を得て、所定の関係式に当てはめて、溶湯中のマン
ガンの含有量を決定するものである。
ニウム合金の溶湯を、それ自体公知の熱分析用の試料容
器に注入して、熱冷却曲線を測定し、その曲線から共晶
温度を得て、所定の関係式に当てはめて、溶湯中のマン
ガンの含有量を決定するものである。
【００１１】この発明によれば、試料採取容器に燐
（Ｐ）あるいは硫黄（Ｓ）、または両者の混合物を添加
することができる。
（Ｐ）あるいは硫黄（Ｓ）、または両者の混合物を添加
することができる。
【００１２】これら混合物は、さらに他の元素との化合
物として、例えばＣｕ−Ｐ、Ａｌ−Ｃｕ−ＰおよびＺｎ
−Ｓ、またはこれらの混合物とすることができる。
物として、例えばＣｕ−Ｐ、Ａｌ−Ｃｕ−ＰおよびＺｎ
−Ｓ、またはこれらの混合物とすることができる。
【００１３】
【発明の説明】この発明のアルミニウム合金中のマグネ
シウムの含有量を測定する方法は、前述したとおり、溶
湯の共晶温度を測定することに始まるが、Ａｌ−Ｓｉ系
のアルミニウム合金の共晶温度は、平衡状態図では５７
７℃であるとされている（図１）。しかしながら、実際
の非平衡状態においては、溶湯中に存在する共晶核物質
の数（量）に依存する。
シウムの含有量を測定する方法は、前述したとおり、溶
湯の共晶温度を測定することに始まるが、Ａｌ−Ｓｉ系
のアルミニウム合金の共晶温度は、平衡状態図では５７
７℃であるとされている（図１）。しかしながら、実際
の非平衡状態においては、溶湯中に存在する共晶核物質
の数（量）に依存する。
【００１４】アルミニウム合金の溶湯中に存在する共晶
核物質は、共晶凝固する硅素（Ｓｉ）と格子数が類似す
るＡｌ−ＰあるいはＡｌ−Ｓである。
核物質は、共晶凝固する硅素（Ｓｉ）と格子数が類似す
るＡｌ−ＰあるいはＡｌ−Ｓである。
【００１５】通常、アルミニウム合金の溶湯中に存在す
るＡｌ−ＰあるいはＡｌ−Ｓの量は、平衡凝固するには
充分でない。そのために、平衡状態図に示される共晶温
度よりも過冷状態となって、低い共晶温度を示すことに
なる。それはこの共晶温度が共晶核物質を反映するもの
ではあるが、化学成分の量等には無関係だからである。
したがって、このままでは、得られた共晶温度からマグ
ネシウムの含有量を正確に算出するわけには行かない。
るＡｌ−ＰあるいはＡｌ−Ｓの量は、平衡凝固するには
充分でない。そのために、平衡状態図に示される共晶温
度よりも過冷状態となって、低い共晶温度を示すことに
なる。それはこの共晶温度が共晶核物質を反映するもの
ではあるが、化学成分の量等には無関係だからである。
したがって、このままでは、得られた共晶温度からマグ
ネシウムの含有量を正確に算出するわけには行かない。
【００１６】そこで、アルミニウム合金の溶湯に新たに
充分な量の共晶核物質として燐（Ｐ）または硫黄（Ｓ）
を加えて、その共晶温度をマグネシウムの含有量に関連
するようにする。
充分な量の共晶核物質として燐（Ｐ）または硫黄（Ｓ）
を加えて、その共晶温度をマグネシウムの含有量に関連
するようにする。
【００１７】燐と硫黄の原子量は、それぞれＰ＝３０．
９７３７６、Ｓ＝３２．０６で、両者は比較的に近似し
た価であるため、アルミニウム合金の溶湯への燐あるい
は硫黄の添加量は等量にすることができる。
９７３７６、Ｓ＝３２．０６で、両者は比較的に近似し
た価であるため、アルミニウム合金の溶湯への燐あるい
は硫黄の添加量は等量にすることができる。
【００１８】そこで、燐（Ｐ）を添加する場合を例にと
って説明する。通常、アルミニウム合金鋳物の鋳造に
は、組織を微細化して改良処理（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ）するために、少量、例えば３０−１００ｐｐｍの
ナトリウム（Ｎａ）を添加する。しかしながら、燐を加
えてＡｌ−Ｐを形成していたアルミ合金の溶湯中にナト
リウムを添加すると、燐がナトリウムと優先的に化合物
を生成するために、Ａｌ−Ｐが分解して共晶核物質が消
滅する虞を生ずる。
って説明する。通常、アルミニウム合金鋳物の鋳造に
は、組織を微細化して改良処理（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ）するために、少量、例えば３０−１００ｐｐｍの
ナトリウム（Ｎａ）を添加する。しかしながら、燐を加
えてＡｌ−Ｐを形成していたアルミ合金の溶湯中にナト
リウムを添加すると、燐がナトリウムと優先的に化合物
を生成するために、Ａｌ−Ｐが分解して共晶核物質が消
滅する虞を生ずる。
【００１９】したがって、この発明においては、燐とナ
トリウムの原子量を考慮して、添加されたナトリウムの
量の少なくとも３倍の燐、すなわち最大量３００ｐｐｍ
の燐を添加する。
トリウムの原子量を考慮して、添加されたナトリウムの
量の少なくとも３倍の燐、すなわち最大量３００ｐｐｍ
の燐を添加する。
【００２０】アルミニウム合金の溶湯に燐の添加によ
り、溶湯中に充分な量の共晶核物質を存在させると、こ
の溶湯の共晶温度は含有するマグネシウムの量と関連
し、マグネシウムの含有量は、 実験式：Ｍｇ＝｛（５７７−ＴＥ）／４．４｝ＸＳｉ／
１２．５ によって算出することができる。
り、溶湯中に充分な量の共晶核物質を存在させると、こ
の溶湯の共晶温度は含有するマグネシウムの量と関連
し、マグネシウムの含有量は、 実験式：Ｍｇ＝｛（５７７−ＴＥ）／４．４｝ＸＳｉ／
１２．５ によって算出することができる。
【００２１】この実験式において、５７７はＡｌ−Ｓｉ
系アルミニウム合金の二元共晶温度、すなわち５７７℃
で、Ｍｇ量がゼロの場合を示す。
系アルミニウム合金の二元共晶温度、すなわち５７７℃
で、Ｍｇ量がゼロの場合を示す。
【００２２】（５７７−ＴＥ）は実際に測定した共晶温
度ＴＥが二元共晶温度からどれだけ低いかを示す。
度ＴＥが二元共晶温度からどれだけ低いかを示す。
【００２３】係数１２．５はＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム
合金の共晶点組成（１２．５％Ｓｉ）を示す。
合金の共晶点組成（１２．５％Ｓｉ）を示す。
【００２４】Ｓｉ／１２．５は共晶飽和温度を示す。
（すなわち、共晶飽和温度は、Ｓｉの量がゼロの時には
ゼロで、１２．５％のときには１となる。
（すなわち、共晶飽和温度は、Ｓｉの量がゼロの時には
ゼロで、１２．５％のときには１となる。
【００２５】
【実験例】９９．９％Ａｌ地金と、Ａｌ−Ｓｉ合金と、
金属Ｍｇとを原料として、Ｓｉ含有量を２−１２．５％
の範囲と、Ｍｇ含有量を０−１％の範囲で変化させた試
料を組み合わせて、各試料のＳｉとＭｇの含有量と、共
晶温度とを測定した。その結果は、図２に示す。
金属Ｍｇとを原料として、Ｓｉ含有量を２−１２．５％
の範囲と、Ｍｇ含有量を０−１％の範囲で変化させた試
料を組み合わせて、各試料のＳｉとＭｇの含有量と、共
晶温度とを測定した。その結果は、図２に示す。
【００２６】図２から共晶温度ＴＥが５７７℃のとき、
Ｍｇの含有量は０％であり、５７２．６℃ではＭｇ含有
量が１％である。
Ｍｇの含有量は０％であり、５７２．６℃ではＭｇ含有
量が１％である。
【図１】Ａ１−Ｓｉ系アルミニウム合金の二次元平衡状
態図である。
態図である。
【図２】この発明によって実験した各試料のＳｉとＭｇ
の含有量と、共晶温度との結果を示す線図である。
の含有量と、共晶温度との結果を示す線図である。
Claims (4)
- 【請求項１】アルミニウム合金の溶湯を熱分析用の試料
容器に注入して、熱冷却曲線を測定し、その曲線から共
晶温度を得て、Ｍｇ＝｛（５７７−ＴＥ）／４．４｝Ｘ
Ｓｉ／１２．５の関係式から溶湯中のマンガンの含有量
を決定するアルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量
を測定する法。 - 【請求項２】前記試料採取容器中に燐を添加する請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】前記試料採取容器中に硫黄を添加する請求
項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記試料採取容器中に燐と硫黄の混合物を
添加する請求項１に記載の方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP08950499A JP3331408B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | アルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する法 |
| US09/510,260 US6345910B1 (en) | 1999-02-24 | 2000-02-22 | Method of determining the magnesium content in molten aluminum alloys |
| FR0002198A FR2790090B1 (fr) | 1999-02-24 | 2000-02-22 | Procede de determination de la teneur en magnesium dans des alliages d'aluminium fondus |
| BR0000903-2A BR0000903A (pt) | 1999-02-24 | 2000-02-22 | Método de determinação do teor de magnésio em ligas de alumìnio fundidas |
| DE10007589A DE10007589C2 (de) | 1999-02-24 | 2000-02-23 | Verfahren zur Bestimmung des Magnesiumgehalts in geschmolzenen Aluminiumlegierungen |
| BE2000/0143A BE1014517A3 (fr) | 1999-02-24 | 2000-02-23 | Procede de determination de la teneur en magnesium dans des alliages a base d'aluminium en fusion. |
| CNB001070282A CN1159577C (zh) | 1999-02-24 | 2000-02-24 | 测定熔融铝合金中镁含量的方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08950499A JP3331408B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | アルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP08950499A Expired - Fee Related JP3331408B2 (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | アルミ合金の溶湯中のマグネシウムの含有量を測定する法 |
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| CN (1) | CN1159577C (ja) |
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| FR (1) | FR2790090B1 (ja) |
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| CN105044151B (zh) * | 2015-08-26 | 2017-06-16 | 中南大学 | 一种测量铝合金连续冷却转变曲线的方法 |
| CN106053520B (zh) * | 2016-05-16 | 2019-08-06 | 佛山科睿探测仪器科技有限公司 | 一种热分析法测定铁水锰含量的方法及装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2391473A1 (fr) * | 1977-05-18 | 1978-12-15 | Electro Nite | Procede et dispositif pour la determination de la structure metallographique de metaux ou d'alliages |
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| US4454230A (en) * | 1982-07-12 | 1984-06-12 | American Monitor Corporation | Assay method and reagent composition for the determination of magnesium |
| US4592538A (en) * | 1982-09-15 | 1986-06-03 | Elkem Metals Company | Apparatus for producing predominately iron alloy containing magnesium |
| FI73528C (fi) * | 1983-06-30 | 1987-10-09 | Valtion Teknillinen | Foerfarande foer kontrollering av en tvaofasig processmaelta av gjutmaessing. |
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| JPH01503085A (ja) * | 1987-04-24 | 1989-10-19 | キエフスキー、ポリチェフニチェスキー、インスチツート、イメーニ、５０‐レチア、ベリコイ、オクチャブルスコイ、ソツィアリスティチェスコイ、レボリューツィイ | 合金中の混合物の定量的含量の決定方法 |
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| DE69032422T2 (de) * | 1989-12-15 | 1999-02-04 | Hoffmann La Roche | Reagenzzusammensetzung, Verfahren und Kits zur Quantifizierung von Magnesium oder Calcium und Magnesium |
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