JP2003130828A - 鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有量を測定する方法 - Google Patents
鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有量を測定する方法Info
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- JP2003130828A JP2003130828A JP2001361736A JP2001361736A JP2003130828A JP 2003130828 A JP2003130828 A JP 2003130828A JP 2001361736 A JP2001361736 A JP 2001361736A JP 2001361736 A JP2001361736 A JP 2001361736A JP 2003130828 A JP2003130828 A JP 2003130828A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋳造用アルミニウム合金の溶湯中の銅の含
有量を鋳造前に測定すること。 【解決手段】鋳造用アルミニウム合金の溶湯を少量のＡ
ｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂを予め添加した試料採取容器に注
入して熱分析し、溶湯の初晶温度からシリコン当量を得
た後、その当量からシリコンの含有量と銅の含有量とを
算出する。
有量を鋳造前に測定すること。 【解決手段】鋳造用アルミニウム合金の溶湯を少量のＡ
ｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂを予め添加した試料採取容器に注
入して熱分析し、溶湯の初晶温度からシリコン当量を得
た後、その当量からシリコンの含有量と銅の含有量とを
算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は鋳造用アルミニウ
ム合金中の銅（Ｃｕ）の含有量を測定する方法、より詳
細に述べると、Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金中の銅の
含有量を測定する方法に関する。
ム合金中の銅（Ｃｕ）の含有量を測定する方法、より詳
細に述べると、Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金中の銅の
含有量を測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳造用アルミニウム合金、とくにＡｌ−
Ｓｉ系アルミニウム合金は、鋳造性がよく、切削加工に
よる仕上げ面が綺麗であるために、自動車、航空発動
機、その他一般機械、電気機械器具、或いは建築金物な
どの複雑な形状の部品等の製作に広く使用されている。
Ｓｉ系アルミニウム合金は、鋳造性がよく、切削加工に
よる仕上げ面が綺麗であるために、自動車、航空発動
機、その他一般機械、電気機械器具、或いは建築金物な
どの複雑な形状の部品等の製作に広く使用されている。
【０００３】このＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金は、そ
の溶湯の冷却曲線を測定することによって、溶湯の初晶
温度からシリコン（Ｓｉ）の当量を知ることができる。
このシリコンの当量はアルミニウム合金中のシリコンの
含有量と銅（Ｃｕ）の含有量とに関係がある。従って、
Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の溶湯のシリコン当量
（ＳｉＥ）を知ることは、鋳造されるアルミニウム合金
の主成分を鋳造する以前に、炉前で分析することができ
ることになる。
の溶湯の冷却曲線を測定することによって、溶湯の初晶
温度からシリコン（Ｓｉ）の当量を知ることができる。
このシリコンの当量はアルミニウム合金中のシリコンの
含有量と銅（Ｃｕ）の含有量とに関係がある。従って、
Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の溶湯のシリコン当量
（ＳｉＥ）を知ることは、鋳造されるアルミニウム合金
の主成分を鋳造する以前に、炉前で分析することができ
ることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、鋳造用アルミニウム合金の溶湯を試料としてセラミ
ック製で熱電対を備えた試料採取容器に採取してその冷
却曲線を測定して熱分析を行う場合に、その初晶温度を
安定させるため、アルミニウム合金の溶湯に添加剤を加
えるなどのことは行われておらず、またシリコン当量を
測定することによって合金中の主成分を鋳造する以前に
炉前で分析するということも行われていない。
は、鋳造用アルミニウム合金の溶湯を試料としてセラミ
ック製で熱電対を備えた試料採取容器に採取してその冷
却曲線を測定して熱分析を行う場合に、その初晶温度を
安定させるため、アルミニウム合金の溶湯に添加剤を加
えるなどのことは行われておらず、またシリコン当量を
測定することによって合金中の主成分を鋳造する以前に
炉前で分析するということも行われていない。
【０００５】つまり、従来技術においては、Ａｌ−Ｓｉ
系アルミニウム合金の熱分析毎に、供与される溶湯の成
分が同一であっても、アルミニウム合金の主成分を結晶
させるための初晶（α晶）を結晶化させる核物質の量が
相違する度に、異なった初晶温度が示された。すなわ
ち、同一の供与試料であるにもかかわらず、同一の初晶
温度を得ることができないという問題があった。
系アルミニウム合金の熱分析毎に、供与される溶湯の成
分が同一であっても、アルミニウム合金の主成分を結晶
させるための初晶（α晶）を結晶化させる核物質の量が
相違する度に、異なった初晶温度が示された。すなわ
ち、同一の供与試料であるにもかかわらず、同一の初晶
温度を得ることができないという問題があった。
【０００６】さらにアルミニウム合金中に含まれている
シリコンの当量を測定するということは全然考慮されて
いなかったために、例えば合金を形成する個々の元素が
流動性に及ぼす影響は判っていても、それが溶湯の成分
に与える総合的な影響を知ることはできなかったのであ
る。
シリコンの当量を測定するということは全然考慮されて
いなかったために、例えば合金を形成する個々の元素が
流動性に及ぼす影響は判っていても、それが溶湯の成分
に与える総合的な影響を知ることはできなかったのであ
る。
【０００７】以上に述べた問題点を考慮して、この発明
の主目的は、鋳造用アルミニウム合金、特にＡｌ−Ｓｉ
系アルミニウム合金の溶湯の初晶温度を安定させる方法
を提供することにある。
の主目的は、鋳造用アルミニウム合金、特にＡｌ−Ｓｉ
系アルミニウム合金の溶湯の初晶温度を安定させる方法
を提供することにある。
【０００８】この発明の別の目的は鋳造用Ａｌ−Ｓｉ系
アルミニウム合金の溶湯中に含まれている個々の元素の
総合的な影響を知るために溶湯状態において溶湯中の成
分、特に銅の含有量を測定する方法を提供することにあ
る。
アルミニウム合金の溶湯中に含まれている個々の元素の
総合的な影響を知るために溶湯状態において溶湯中の成
分、特に銅の含有量を測定する方法を提供することにあ
る。
【０００９】この発明のさらに目的とするところは、Ａ
ｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の鋳造前に、その溶湯の主
成分を分析する新規な方法を提供することにある。
ｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の鋳造前に、その溶湯の主
成分を分析する新規な方法を提供することにある。
【００１０】
【発明の説明】アルミニウム合金、特にＡｌ−Ｓｉ系ア
ルミニウム合金の平衡状態図によると、図１に示すよう
に、シリコン（Ｓｉ）の含有量が一定であると、アルミ
ニウムを主成分とする樹枝状の結晶を構成し、α晶とい
う初晶の晶出温度は一定であるはずであるが、実際には
平衡状態図に示された温度よりも低温度において晶出す
る。その理由は、初晶を核発生させる物質の量が溶湯中
に充分に存在しないことによる。
ルミニウム合金の平衡状態図によると、図１に示すよう
に、シリコン（Ｓｉ）の含有量が一定であると、アルミ
ニウムを主成分とする樹枝状の結晶を構成し、α晶とい
う初晶の晶出温度は一定であるはずであるが、実際には
平衡状態図に示された温度よりも低温度において晶出す
る。その理由は、初晶を核発生させる物質の量が溶湯中
に充分に存在しないことによる。
【００１１】そこで、この発明においては、Ａｌ−Ｓｉ
系アルミニウム合金の溶湯に初晶の核物質、すなわち結
晶核となる異質の核物質を添加して、溶湯の初晶温度を
一定にする。
系アルミニウム合金の溶湯に初晶の核物質、すなわち結
晶核となる異質の核物質を添加して、溶湯の初晶温度を
一定にする。
【００１２】この添加する異質の核物質としてはＡｌ−
５％Ｔｉ−１％Ｂを選択し、その少量を熱分析用の溶湯
の試料採取容器に予め添加しておく。この添加量は溶湯
の重量について約０．２％乃至約０．４％程度とする。
５％Ｔｉ−１％Ｂを選択し、その少量を熱分析用の溶湯
の試料採取容器に予め添加しておく。この添加量は溶湯
の重量について約０．２％乃至約０．４％程度とする。
【００１３】溶湯の熱分析用の試料容器に予め異質の核
物質としてＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂを添加しておき、こ
の容器に供与されたＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の溶
湯を注入すると、ＴｉあるいはＴｉＢが容器内のアルミ
ニウム合金の溶湯中に拡散するが、核物質のＴｉあるい
はＴｉＢは融点が高いために溶解されず、アルミニウム
合金の溶湯中に懸濁した状態で存在する。
物質としてＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂを添加しておき、こ
の容器に供与されたＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の溶
湯を注入すると、ＴｉあるいはＴｉＢが容器内のアルミ
ニウム合金の溶湯中に拡散するが、核物質のＴｉあるい
はＴｉＢは融点が高いために溶解されず、アルミニウム
合金の溶湯中に懸濁した状態で存在する。
【００１４】その結果としてＴｉＢの周囲にＴｉの薄膜
が形成され、この薄膜がアルミニウム合金の溶湯との二
系合金の変態、すなわち核物質を囲繞して凝固する包晶
反応によって初晶の凝固核として作用するために、アル
ミニウム合金の溶湯は一定の初晶温度を示すようにな
る。従って、この初晶温度を測定すれば、Ａｌ−Ｓｉ系
アルミニウム合金の二元状態図によってシリコン当量
（ＳｉＥ）を求めることができる。
が形成され、この薄膜がアルミニウム合金の溶湯との二
系合金の変態、すなわち核物質を囲繞して凝固する包晶
反応によって初晶の凝固核として作用するために、アル
ミニウム合金の溶湯は一定の初晶温度を示すようにな
る。従って、この初晶温度を測定すれば、Ａｌ−Ｓｉ系
アルミニウム合金の二元状態図によってシリコン当量
（ＳｉＥ）を求めることができる。
【００１５】
【実験】Ａｌ−７．０％Ｓｉ合金を溶融して、溶湯の温
度を７２０℃に保持した。この溶湯の冷却曲線を測定す
るために、従来公知の試料採取容器に何らの添加物を加
えることなくその溶湯を熱分析したところ、初晶温度が
６１０．８℃であった。
度を７２０℃に保持した。この溶湯の冷却曲線を測定す
るために、従来公知の試料採取容器に何らの添加物を加
えることなくその溶湯を熱分析したところ、初晶温度が
６１０．８℃であった。
【００１６】次に、試料採取容器に注入する試料の重量
で０．１乃至０．４％のＡｌ−５％ＴｉＢを予め添加し
ておき、これに７２０℃に保持したＡｌ−７．０％Ｓｉ
合金の溶湯を注入して冷却曲線を測定した。
で０．１乃至０．４％のＡｌ−５％ＴｉＢを予め添加し
ておき、これに７２０℃に保持したＡｌ−７．０％Ｓｉ
合金の溶湯を注入して冷却曲線を測定した。
【００１７】その結果は図２に示すように、試料容器に
予め添加しておいたＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂが０．１％
の場合には、６１４．０℃に上昇し、添加量が０．３
％、０．４％および０．５％のものでは、その初晶温度
がすべて６１４．０℃で変化がなかった。この実験か
ら、溶湯の初晶温度は６１４．０℃であって、これを二
元平衡状態図を用いて調べると、そのシリコン当量（Ｓ
ｉＥ）は７．０％であることが判明し、また、添加する
Ａｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂの量は試料の重量に対して０．
２％とするのが最適であることが判る。
予め添加しておいたＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂが０．１％
の場合には、６１４．０℃に上昇し、添加量が０．３
％、０．４％および０．５％のものでは、その初晶温度
がすべて６１４．０℃で変化がなかった。この実験か
ら、溶湯の初晶温度は６１４．０℃であって、これを二
元平衡状態図を用いて調べると、そのシリコン当量（Ｓ
ｉＥ）は７．０％であることが判明し、また、添加する
Ａｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂの量は試料の重量に対して０．
２％とするのが最適であることが判る。
【００１８】このように鋳造用のアルミニウム合金の溶
湯のシリコン当量を測定することができれば、そのシリ
コン当量はシリコンの含有量と銅の含有量の２分の１、
すなわち ＳｉＥ ＝ Ｓｉ ＋ Ｃｕ／２ の関係か
ら、溶湯中のシリコンの量と銅の量とを容易に算出する
ことができる。
湯のシリコン当量を測定することができれば、そのシリ
コン当量はシリコンの含有量と銅の含有量の２分の１、
すなわち ＳｉＥ ＝ Ｓｉ ＋ Ｃｕ／２ の関係か
ら、溶湯中のシリコンの量と銅の量とを容易に算出する
ことができる。
【００１９】
【発明の作用と効果】この発明は以上に詳しく述べたよ
うに、鋳造用アルミニウム合金の溶湯を熱分析すること
により、その合金中に含まれる成分、アルミニウム合金
鋳物の性質に重要な影響のある銅の含有量を算出する方
法であって、しかもそれを溶湯の鋳造前に炉前で知るこ
とができるため、アルミニウム合金鋳物の製造上、極め
て有意義な技術である。
うに、鋳造用アルミニウム合金の溶湯を熱分析すること
により、その合金中に含まれる成分、アルミニウム合金
鋳物の性質に重要な影響のある銅の含有量を算出する方
法であって、しかもそれを溶湯の鋳造前に炉前で知るこ
とができるため、アルミニウム合金鋳物の製造上、極め
て有意義な技術である。
【図１】 Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金の二元平衡状
態図である。
態図である。
【図２】 Ａｌ−７．０％Ｓｉ合金の溶湯の初晶温度に
及ぼすＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂの添加量の影響を示す線
図である。
及ぼすＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂの添加量の影響を示す線
図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳造用アルミニウム合金の溶湯の熱分析
に使用する熱電対を具備する試料採取容器を用意するこ
とと、 前記試料採取容器に注入する金属の溶湯の初晶の結晶核
となる異質の核物質を添加することと、 前記試料採取容器に前記溶湯を注入して得た冷却曲線か
ら前記溶湯の初晶温度を測定することと、 前記アルミニウム合金の二元状態図により前記初晶温度
における前記合金のシリコン当量を求めることと、 前記シリコン当量から前記溶湯中の銅の含有量を算出す
ることとから成る鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有
量を測定する方法。 - 【請求項２】 前記試料採取容器に添加する前記異質の
核物質の量を前記容器に注入する前記アルミニウム合金
の重量について約０．２乃至０．４％とする請求項１に
記載の方法。 - 【請求項３】前記異質の核物質をＡｌ−５％Ｔｉ−１％
Ｂとする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記鋳造用アルミニウム合金をＡｌ−Ｓ
ｉ系アルミニウム合金とする請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361736A JP3489058B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有量を測定する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361736A JP3489058B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有量を測定する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130828A true JP2003130828A (ja) | 2003-05-08 |
| JP3489058B2 JP3489058B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=19172341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001361736A Expired - Fee Related JP3489058B2 (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 鋳造用アルミニウム合金中の銅の含有量を測定する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489058B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739728C1 (ru) * | 2020-07-08 | 2020-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" | Способ создания металлокомпозита с предсказуемой теплопроводностью |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3390813B2 (ja) | 2001-01-12 | 2003-03-31 | メタルサイエンス有限会社 | アルミニウム合金中の鉄の含有量の測定法 |
-
2001
- 2001-10-23 JP JP2001361736A patent/JP3489058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739728C1 (ru) * | 2020-07-08 | 2020-12-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" | Способ создания металлокомпозита с предсказуемой теплопроводностью |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3489058B2 (ja) | 2004-01-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031007 |
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