JP2794539B2 - チクソキャスティング法 - Google Patents
チクソキャスティング法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチクソキャスティング法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、チクソキャスティング用合金材
料、例えばＡｌ合金材料としては、鋳物の耐熱性向上を
狙った場合に用いられるＡＡ規格２０００系合金や、鋳
物の高強度、高靱性化を狙った場合に用いられるＡＡ規
格６０００系合金が知られている。
料、例えばＡｌ合金材料としては、鋳物の耐熱性向上を
狙った場合に用いられるＡＡ規格２０００系合金や、鋳
物の高強度、高靱性化を狙った場合に用いられるＡＡ規
格６０００系合金が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】チクソキャスティング
法の実施に当っては、Ａｌ合金材料に加熱処理を施して
固相（略固体となっている相、以下同じ）と液相とが共
存する半溶融Ａｌ合金材料を調製し、次いでその半溶融
Ａｌ合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填し、そ
の後前記加圧下で半溶融Ａｌ合金材料を凝固させる、と
いった方法が採用される。
法の実施に当っては、Ａｌ合金材料に加熱処理を施して
固相（略固体となっている相、以下同じ）と液相とが共
存する半溶融Ａｌ合金材料を調製し、次いでその半溶融
Ａｌ合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填し、そ
の後前記加圧下で半溶融Ａｌ合金材料を凝固させる、と
いった方法が採用される。
【０００４】しかしながら前記チクソキャスティング法
の実施において、前記Ａｌ合金材料を用いた場合には、
鋳物の粒状固相の境界にミクロンオーダの空孔部が発生
し易く、これは鋳物の厚肉部、複雑形状部等で著しい、
という問題があった。
の実施において、前記Ａｌ合金材料を用いた場合には、
鋳物の粒状固相の境界にミクロンオーダの空孔部が発生
し易く、これは鋳物の厚肉部、複雑形状部等で著しい、
という問題があった。
【０００５】本発明者等は、前記問題を解決すべく研鑽
を積んだ結果、その問題は、半溶融Ａｌ合金材料におけ
る液相の潜熱が小さいため、固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給されないことに起因す
る、ということを究明した。
を積んだ結果、その問題は、半溶融Ａｌ合金材料におけ
る液相の潜熱が小さいため、固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給されないことに起因す
る、ということを究明した。
【０００６】本発明は前記研鑽結果を踏まえて開発され
たものであり、固相周りへの液相の供給性が良好である
合金材料を用いて、欠陥の無い鋳物を得ることができる
前記チクソキャスティング法を提供することを目的とす
る。
たものであり、固相周りへの液相の供給性が良好である
合金材料を用いて、欠陥の無い鋳物を得ることができる
前記チクソキャスティング法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、合金材料に加
熱処理を施して固相と液相とが共存する半溶融合金材料
を調製し、次いでその半溶融合金材料を加圧下で鋳型の
キャビティに充填し、その後前記加圧下で半溶融合金材
料を凝固させるチクソキャスティング法において、前記
合金材料として、示差熱分析曲線において共晶溶解によ
る第１山形吸熱部のピーク値をＥ1 とし、また共晶点よ
りも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部のピーク
値をＥ2 としたとき、両ピーク値Ｅ1 およびＥ2 の間に
Ｅ1 ＞Ｅ2 の関係が成立し、前記第１山形吸熱部の上昇
開始点および前記第２山形吸熱部の下降終了点間を結ぶ
基線に、前記第１山形吸熱部の頂点および加熱温度軸上
のその頂点の温度目盛間を結ぶ温度直線が交差すると共
に、その温度直線と前記基線との第１の交点および前記
頂点間に存する前記温度直線の一線分を２等分する分割
線が、前記上昇開始点および前記頂点間に存する前記第
１山形吸熱部の上昇線分に交差するとき、前記上昇線分
と前記分割線との第２の交点の温度がＴｍ、前記上昇開
始点の温度がＴｓ、前記頂点の温度がＴｔであって、Ｔ
ｔ−Ｔｓ＝ΔＴ1 とし、またＴｍ−Ｔｓ＝ΔＴ2 とした
とき、ΔＴ1 とΔＴ2 との間にΔＴ2／ΔＴ1 ≦０．６
８の関係が成立するものを用いることを特徴とする。
熱処理を施して固相と液相とが共存する半溶融合金材料
を調製し、次いでその半溶融合金材料を加圧下で鋳型の
キャビティに充填し、その後前記加圧下で半溶融合金材
料を凝固させるチクソキャスティング法において、前記
合金材料として、示差熱分析曲線において共晶溶解によ
る第１山形吸熱部のピーク値をＥ1 とし、また共晶点よ
りも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部のピーク
値をＥ2 としたとき、両ピーク値Ｅ1 およびＥ2 の間に
Ｅ1 ＞Ｅ2 の関係が成立し、前記第１山形吸熱部の上昇
開始点および前記第２山形吸熱部の下降終了点間を結ぶ
基線に、前記第１山形吸熱部の頂点および加熱温度軸上
のその頂点の温度目盛間を結ぶ温度直線が交差すると共
に、その温度直線と前記基線との第１の交点および前記
頂点間に存する前記温度直線の一線分を２等分する分割
線が、前記上昇開始点および前記頂点間に存する前記第
１山形吸熱部の上昇線分に交差するとき、前記上昇線分
と前記分割線との第２の交点の温度がＴｍ、前記上昇開
始点の温度がＴｓ、前記頂点の温度がＴｔであって、Ｔ
ｔ−Ｔｓ＝ΔＴ1 とし、またＴｍ−Ｔｓ＝ΔＴ2 とした
とき、ΔＴ1 とΔＴ2 との間にΔＴ2／ΔＴ1 ≦０．６
８の関係が成立するものを用いることを特徴とする。
【０００８】本発明は、合金材料に加熱処理を施して固
相と液相とが共存する半溶融合金材料を調製し、次いで
その半溶融合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填
し、その後前記加圧下で半溶融合金材料を凝固させるチ
クソキャスティング法において、前記合金材料として、
示差熱分析曲線において共晶溶解による第１山形吸熱部
のピーク値をＥ1 とし、また共晶点よりも高融点の成分
の溶解による第２山形吸熱部のピーク値をＥ2 としたと
き、両ピーク値Ｅ1 およびＥ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係
が成立し、前記第１山形吸熱部の上昇開始点および前記
第２山形吸熱部の下降終了点間を結ぶ基線と、前記第１
山形吸熱部の頂点および加熱温度軸上のその頂点の温度
目盛間を結ぶ第１の温度直線と、前記上昇開始点および
前記頂点間に存する前記第１山形吸熱部の上昇線分とで
囲まれる領域の面積をＳｔとし、前記第１の温度直線と
前記基線との第１の交点および前記頂点間に存する前記
第１の温度直線の一線分を２等分する分割線が、前記上
昇線分に交差し、その分割線と上昇線分との第２の交点
および加熱温度軸上のその第２の交点の温度目盛間を結
ぶ第２の温度直線と、前記上昇線分における前記上昇開
始点および前記第２の交点間に存する部分と、前記基線
とで囲まれる領域の面積をＳｍとしたとき、両面積Ｓｔ
とＳｍとの間にＳｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係が成立す
るものを用いることを特徴とする。
相と液相とが共存する半溶融合金材料を調製し、次いで
その半溶融合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填
し、その後前記加圧下で半溶融合金材料を凝固させるチ
クソキャスティング法において、前記合金材料として、
示差熱分析曲線において共晶溶解による第１山形吸熱部
のピーク値をＥ1 とし、また共晶点よりも高融点の成分
の溶解による第２山形吸熱部のピーク値をＥ2 としたと
き、両ピーク値Ｅ1 およびＥ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係
が成立し、前記第１山形吸熱部の上昇開始点および前記
第２山形吸熱部の下降終了点間を結ぶ基線と、前記第１
山形吸熱部の頂点および加熱温度軸上のその頂点の温度
目盛間を結ぶ第１の温度直線と、前記上昇開始点および
前記頂点間に存する前記第１山形吸熱部の上昇線分とで
囲まれる領域の面積をＳｔとし、前記第１の温度直線と
前記基線との第１の交点および前記頂点間に存する前記
第１の温度直線の一線分を２等分する分割線が、前記上
昇線分に交差し、その分割線と上昇線分との第２の交点
および加熱温度軸上のその第２の交点の温度目盛間を結
ぶ第２の温度直線と、前記上昇線分における前記上昇開
始点および前記第２の交点間に存する部分と、前記基線
とで囲まれる領域の面積をＳｍとしたとき、両面積Ｓｔ
とＳｍとの間にＳｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係が成立す
るものを用いることを特徴とする。
【０００９】
【作用】前記合金材料に加熱処理を施すことによって、
固相と液相とが共存する半溶融合金材料が調製される。
この半溶融合金材料においては、第１山形吸熱部のピー
ク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク値Ｅ2 よりも大であ
ることに起因して、共晶溶解により生じた液相は大きな
潜熱を持つ。その結果、チクソキャスティング法の凝固
過程では固相の凝固収縮に応じてその固相周りに液相が
十分に供給され、その後液相が凝固する。これにより、
鋳物の比較的肉厚の薄い部分、単純な形状部分等におけ
るミクロンオーダの空孔部等の発生を防止することがで
きる。
固相と液相とが共存する半溶融合金材料が調製される。
この半溶融合金材料においては、第１山形吸熱部のピー
ク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク値Ｅ2 よりも大であ
ることに起因して、共晶溶解により生じた液相は大きな
潜熱を持つ。その結果、チクソキャスティング法の凝固
過程では固相の凝固収縮に応じてその固相周りに液相が
十分に供給され、その後液相が凝固する。これにより、
鋳物の比較的肉厚の薄い部分、単純な形状部分等におけ
るミクロンオーダの空孔部等の発生を防止することがで
きる。
【００１０】また半溶融合金材料の凝固過程において、
液相の潜熱がその最大放出潜熱の２分の１、つまり、Ｅ
1 ／２に減少すると、それ以後は液相がゲル化して粘度
が漸次高くなる。これにより、特に、鋳物の厚肉部、複
雑形状部等における固相周りへの液相の供給性が悪化す
るので、その厚肉部等にミクロンオーダの空孔部が発生
し易くなる。
液相の潜熱がその最大放出潜熱の２分の１、つまり、Ｅ
1 ／２に減少すると、それ以後は液相がゲル化して粘度
が漸次高くなる。これにより、特に、鋳物の厚肉部、複
雑形状部等における固相周りへの液相の供給性が悪化す
るので、その厚肉部等にミクロンオーダの空孔部が発生
し易くなる。
【００１１】前記ΔＴ1 は液相が凝固するために必要な
降下温度幅を、またΔＴ2 は液相から生じたゲル相が凝
固するために必要な降下温度幅をそれぞれ示しているの
で、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８に設定すると、ゲル相が
凝固するために必要な温度幅が狭まり、その反面液相か
らゲル相が生じるまでの温度幅が相対的に広められるこ
とになるので、鋳物の厚肉部等における固相周りへの液
相の供給性を良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生
を防止することが可能である。
降下温度幅を、またΔＴ2 は液相から生じたゲル相が凝
固するために必要な降下温度幅をそれぞれ示しているの
で、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８に設定すると、ゲル相が
凝固するために必要な温度幅が狭まり、その反面液相か
らゲル相が生じるまでの温度幅が相対的に広められるこ
とになるので、鋳物の厚肉部等における固相周りへの液
相の供給性を良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生
を防止することが可能である。
【００１２】前記面積Ｓｔは液相が凝固するために必要
な放出潜熱量を、また前記面積Ｓｍは液相から生じたゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量をそれぞれ示し
ているので、Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５に設定すると、ゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量が減少し、その
反面液相からゲル相が生じるまでの放出潜熱量が相対的
に増加することになるので、鋳物の厚肉部等における固
相周りへの液相の供給性を良好にしてミクロンオーダの
空孔部の発生を防止することが可能である。
な放出潜熱量を、また前記面積Ｓｍは液相から生じたゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量をそれぞれ示し
ているので、Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５に設定すると、ゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量が減少し、その
反面液相からゲル相が生じるまでの放出潜熱量が相対的
に増加することになるので、鋳物の厚肉部等における固
相周りへの液相の供給性を良好にしてミクロンオーダの
空孔部の発生を防止することが可能である。
【００１３】
【実施例】図１に示すＡｌ合金鋳物１はＡｌ合金材料
（合金材料）を用いてチクソキャスティング法の適用下
で鋳造されたもので、加圧鋳造機のゲートに連なる中肉
厚部１ａと、それに連なり、且つ比較的体積の小さい薄
肉部１ｂと、その薄肉部１ｂに連なり、且つ比較的体積
の大きい厚肉部１ｃとを有する。ここで厚肉部１ｃの厚
さをｔ1 、薄肉部１ｂの厚さをｔ2 とするとｔ1 ＝２ｔ
2 の関係がある。
（合金材料）を用いてチクソキャスティング法の適用下
で鋳造されたもので、加圧鋳造機のゲートに連なる中肉
厚部１ａと、それに連なり、且つ比較的体積の小さい薄
肉部１ｂと、その薄肉部１ｂに連なり、且つ比較的体積
の大きい厚肉部１ｃとを有する。ここで厚肉部１ｃの厚
さをｔ1 、薄肉部１ｂの厚さをｔ2 とするとｔ1 ＝２ｔ
2 の関係がある。
【００１４】図２は、Ａｌ合金鋳物１を鋳造するために
用いられる加圧鋳造機Ｍを示す。その加圧鋳造機Ｍは、
鉛直な合せ面２ａ，３ａを有する固定金型２および可動
金型３を備え、両合せ面２ａ，３ａ間に鋳物成形用キャ
ビティ４が形成される。そのキャビティ４は、下部の中
肉厚部成形域４ａと、中間の薄肉部成形域４ｂと、上部
の厚肉部成形域４ｃとよりなる。固定金型２に半溶融Ａ
ｌ合金材料５を設置するチャンバ６が形成され、そのチ
ャンバ６はゲート７を介してキャビティ４の中肉厚部成
形域４ａに連通する。また固定金型２に、チャンバ６に
連通するスリーブ８が水平に付設され、そのスリーブ８
にチャンバ６に挿脱される加圧プランジャ９が摺動自在
に嵌合される。スリーブ８は、その周壁上部に材料用挿
入口１０を有する。
用いられる加圧鋳造機Ｍを示す。その加圧鋳造機Ｍは、
鉛直な合せ面２ａ，３ａを有する固定金型２および可動
金型３を備え、両合せ面２ａ，３ａ間に鋳物成形用キャ
ビティ４が形成される。そのキャビティ４は、下部の中
肉厚部成形域４ａと、中間の薄肉部成形域４ｂと、上部
の厚肉部成形域４ｃとよりなる。固定金型２に半溶融Ａ
ｌ合金材料５を設置するチャンバ６が形成され、そのチ
ャンバ６はゲート７を介してキャビティ４の中肉厚部成
形域４ａに連通する。また固定金型２に、チャンバ６に
連通するスリーブ８が水平に付設され、そのスリーブ８
にチャンバ６に挿脱される加圧プランジャ９が摺動自在
に嵌合される。スリーブ８は、その周壁上部に材料用挿
入口１０を有する。
【００１５】表１は、Ａｌ合金材料Ａ〜Ｃおよびａ，ｂ
の組成を示す。Ａｌ合金材料Ａ〜Ｃは、本発明の範囲内
に含まれるものであるから、以後、便宜的に実施例Ａ〜
Ｃと称し、一方、Ａｌ合金材料ａ，ｂは本発明の範囲内
に含まれないものであるから、以後、便宜的に比較例
ａ，ｂと称す。これら実施例Ａ等は、連続鋳造法の適用
下で鋳造された高品質な長尺連続鋳造材より切出された
ものであって、その鋳造に当っては初晶α−Ａｌの球状
化処理が行われている。実施例Ａ等の寸法は直径７６m
m、長さ８５mmである。
の組成を示す。Ａｌ合金材料Ａ〜Ｃは、本発明の範囲内
に含まれるものであるから、以後、便宜的に実施例Ａ〜
Ｃと称し、一方、Ａｌ合金材料ａ，ｂは本発明の範囲内
に含まれないものであるから、以後、便宜的に比較例
ａ，ｂと称す。これら実施例Ａ等は、連続鋳造法の適用
下で鋳造された高品質な長尺連続鋳造材より切出された
ものであって、その鋳造に当っては初晶α−Ａｌの球状
化処理が行われている。実施例Ａ等の寸法は直径７６m
m、長さ８５mmである。
【００１６】
【表１】 実施例Ａについて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行っ
たところ、図３，４の結果を得た。図３，４の示差熱分
析曲線ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅの
ピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点
よりも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部ｆのピ
ーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであり、これら
のことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。
たところ、図３，４の結果を得た。図３，４の示差熱分
析曲線ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅの
ピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点
よりも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部ｆのピ
ーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであり、これら
のことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。
【００１７】一方、示差熱分析曲線ｄにおいて、第１山
形吸熱部ｅの上昇開始点ｇおよび第２山形吸熱部ｆの下
降終了点ｈ間を結ぶ基線ｉに、第１山形吸熱部ｅの頂点
ｊおよび加熱温度軸ｋ上のその頂点ｊの温度目盛間を結
ぶ温度直線ｍが交差する。またその温度直線ｍと基線ｉ
との第１の交点ｎおよび頂点ｊ間に存する温度直線ｍの
一線分ｍ1 を２等分する分割線ｏが、上昇開始点ｇおよ
び頂点ｊ間に存する第１山形吸熱部ｅの上昇線分ｐに交
差する。この状態において、上昇線分ｐと分割線ｏとの
第２の交点ｑの温度ＴｍはＴｍ＝５４５℃である。
形吸熱部ｅの上昇開始点ｇおよび第２山形吸熱部ｆの下
降終了点ｈ間を結ぶ基線ｉに、第１山形吸熱部ｅの頂点
ｊおよび加熱温度軸ｋ上のその頂点ｊの温度目盛間を結
ぶ温度直線ｍが交差する。またその温度直線ｍと基線ｉ
との第１の交点ｎおよび頂点ｊ間に存する温度直線ｍの
一線分ｍ1 を２等分する分割線ｏが、上昇開始点ｇおよ
び頂点ｊ間に存する第１山形吸熱部ｅの上昇線分ｐに交
差する。この状態において、上昇線分ｐと分割線ｏとの
第２の交点ｑの温度ＴｍはＴｍ＝５４５℃である。
【００１８】さらに上昇開始点ｇの温度ＴｓはＴｓ＝５
４０℃であり、また頂点ｊの温度ＴｔはＴｔ＝５４９℃
である。
４０℃であり、また頂点ｊの温度ＴｔはＴｔ＝５４９℃
である。
【００１９】ここで、Ｔｔ−Ｔｓ＝ΔＴ1 とするとΔＴ
1 ＝９℃であり、またＴｍ−Ｔｓ＝ΔＴ2 とするとΔＴ
2 ＝５℃である。したがって、実施例Ａにおいては、降
下温度幅ΔＴ1 とΔＴ2 との間にΔＴ2 ／ΔＴ1 ＝０．
５５、つまりΔＴ2 ／ΔＴ1≦０．６８の関係が成立す
る。
1 ＝９℃であり、またＴｍ−Ｔｓ＝ΔＴ2 とするとΔＴ
2 ＝５℃である。したがって、実施例Ａにおいては、降
下温度幅ΔＴ1 とΔＴ2 との間にΔＴ2 ／ΔＴ1 ＝０．
５５、つまりΔＴ2 ／ΔＴ1≦０．６８の関係が成立す
る。
【００２０】さらに第１山形吸熱部ｅの上昇開始点ｇお
よび第２山形吸熱部ｆの下降終了点ｈ間を結ぶ基線ｉ
と、第１山形吸熱部ｅの頂点ｊおよび加熱温度軸ｋ上の
その頂点ｊの温度目盛間を結ぶ前記温度直線に相当する
第１の温度直線ｍと、上昇開始点ｇおよび頂点ｊ間に存
する第１山形吸熱部ｅの上昇線分ｐとで囲まれる領域の
面積をＳｔとする。
よび第２山形吸熱部ｆの下降終了点ｈ間を結ぶ基線ｉ
と、第１山形吸熱部ｅの頂点ｊおよび加熱温度軸ｋ上の
その頂点ｊの温度目盛間を結ぶ前記温度直線に相当する
第１の温度直線ｍと、上昇開始点ｇおよび頂点ｊ間に存
する第１山形吸熱部ｅの上昇線分ｐとで囲まれる領域の
面積をＳｔとする。
【００２１】また第１の温度直線ｍと基線ｉとの第１の
交点ｎおよび頂点ｊ間に存する第１の温度直線ｍの一線
分ｍ1 を２等分する分割線ｏが、上昇線分ｐに交差す
る。そこで、分割線ｏと上昇線分ｐとの第２の交点ｑお
よび加熱温度軸ｋ上のその第２の交点ｑの温度目盛間を
結ぶ第２の温度直線ｒと、上昇線分ｐにおける上昇開始
点ｇおよび第２の交点ｑ間に存する部分ｐ1 と、基線ｉ
とで囲まれる領域の面積をＳｍとする。
交点ｎおよび頂点ｊ間に存する第１の温度直線ｍの一線
分ｍ1 を２等分する分割線ｏが、上昇線分ｐに交差す
る。そこで、分割線ｏと上昇線分ｐとの第２の交点ｑお
よび加熱温度軸ｋ上のその第２の交点ｑの温度目盛間を
結ぶ第２の温度直線ｒと、上昇線分ｐにおける上昇開始
点ｇおよび第２の交点ｑ間に存する部分ｐ1 と、基線ｉ
とで囲まれる領域の面積をＳｍとする。
【００２２】実施例Ａにおいては、両面積Ｓｔ，Ｓｍの
間にＳｍ／Ｓｔ＝０．１３８、つまりＳｍ／Ｓｔ≦０．
３６５の関係が成立する。なお、両面積Ｓｔ，Ｓｍの測
定に当ってはプラニメータが用いられる。
間にＳｍ／Ｓｔ＝０．１３８、つまりＳｍ／Ｓｔ≦０．
３６５の関係が成立する。なお、両面積Ｓｔ，Ｓｍの測
定に当ってはプラニメータが用いられる。
【００２３】ΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８および／または
Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５を成立させるためには、共晶成
分であるＣｕ、Ｓｉ等を減らすよりも、低融点の添加成
分であるＭｇ等を減らして固相線を高温側へ変位させる
ことが必要である。
Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５を成立させるためには、共晶成
分であるＣｕ、Ｓｉ等を減らすよりも、低融点の添加成
分であるＭｇ等を減らして固相線を高温側へ変位させる
ことが必要である。
【００２４】次に、実施例Ａを誘導加熱装置の加熱コイ
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、最大出力 ３
７ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶
融状態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０
％以上、６０％以下に設定される。
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、最大出力 ３
７ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶
融状態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０
％以上、６０％以下に設定される。
【００２５】その後、図２に示すように、半溶融状態の
実施例Ａ（符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラン
ジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２５
０℃の条件で実施例Ａを加圧しつつゲート７を通過させ
てキャビティ４内に充填した。そして、加圧プランジャ
９をストローク終端に保持することによってキャビティ
４内に充填された実施例Ａに加圧力を付与し、その加圧
下で実施例Ａを凝固させてＡｌ合金鋳物１を得た。
実施例Ａ（符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラン
ジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２５
０℃の条件で実施例Ａを加圧しつつゲート７を通過させ
てキャビティ４内に充填した。そして、加圧プランジャ
９をストローク終端に保持することによってキャビティ
４内に充填された実施例Ａに加圧力を付与し、その加圧
下で実施例Ａを凝固させてＡｌ合金鋳物１を得た。
【００２６】図５〜図９に示すＤＳＣ結果において、図
５は実施例Ｂに、図６，７は実施例Ｃに、図８は比較例
ａに、図９は比較例ｂにそれぞれ該当する。
５は実施例Ｂに、図６，７は実施例Ｃに、図８は比較例
ａに、図９は比較例ｂにそれぞれ該当する。
【００２７】これら実施例Ｂ，Ｃおよび比較例ａ，ｂを
用い、前記同様の鋳造作業を行って４種のＡｌ合金鋳物
１を得た。
用い、前記同様の鋳造作業を行って４種のＡｌ合金鋳物
１を得た。
【００２８】表２は、前記実施例Ａおよび実施例Ｂ，Ｃ
ならびに比較例ａ，ｂに関する、ピーク値Ｅ1 およびＥ
2 、降下温度幅ΔＴ1 およびΔＴ2 、それらの比ΔＴ2
／ΔＴ1 、両面積Ｓｔ，Ｓｍの比Ｓｍ／Ｓｔならびにそ
れらから得られたＡｌ合金鋳物１における鋳造欠陥の有
無を示す。
ならびに比較例ａ，ｂに関する、ピーク値Ｅ1 およびＥ
2 、降下温度幅ΔＴ1 およびΔＴ2 、それらの比ΔＴ2
／ΔＴ1 、両面積Ｓｔ，Ｓｍの比Ｓｍ／Ｓｔならびにそ
れらから得られたＡｌ合金鋳物１における鋳造欠陥の有
無を示す。
【００２９】
【表２】 図１０〜１２はＡｌ合金鋳物１の厚肉部１ｃにおける金
属組織を示す顕微鏡写真であり、図１０は実施例Ａを用
いた場合に、図１１は実施例Ｂを用いた場合に、図１２
は比較例ａを用いた場合にそれぞれ該当する。
属組織を示す顕微鏡写真であり、図１０は実施例Ａを用
いた場合に、図１１は実施例Ｂを用いた場合に、図１２
は比較例ａを用いた場合にそれぞれ該当する。
【００３０】図１０，１１から明らかなように、実施例
Ａ，Ｂを用いたＡｌ合金鋳物１の場合、両ピーク値
Ｅ1 ，Ｅ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係が成立すると共に両
降下温度幅ΔＴ1 ，ΔＴ2 の間にΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．
６８の関係が成立していることから、Ａｌ合金鋳物１の
厚肉部１ｃにおいてミクロンオーダの空孔部等の欠陥は
生じていない。これらの場合、両面積Ｓｔ，Ｓｍの間に
Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係も成立している。
Ａ，Ｂを用いたＡｌ合金鋳物１の場合、両ピーク値
Ｅ1 ，Ｅ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係が成立すると共に両
降下温度幅ΔＴ1 ，ΔＴ2 の間にΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．
６８の関係が成立していることから、Ａｌ合金鋳物１の
厚肉部１ｃにおいてミクロンオーダの空孔部等の欠陥は
生じていない。これらの場合、両面積Ｓｔ，Ｓｍの間に
Ｓｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係も成立している。
【００３１】半溶融Ａｌ合金の凝固過程において、液相
の潜熱がその最大放出潜熱の２分の１、つまり、Ｅ1 ／
２に減少すると、それ以後は液相がゲル化して粘度が漸
次高くなる。これにより、特に、Ａｌ合金鋳物１の厚肉
部１ｃにおける固相周りへの液相の供給性が悪化するの
で、その厚肉部１ｃにミクロンオーダの空孔部が発生し
易くなる。この傾向は、図２に示すように厚肉部成形域
４ｃの手前側に薄肉部成形域４ｂが存するので、倍加さ
れる。
の潜熱がその最大放出潜熱の２分の１、つまり、Ｅ1 ／
２に減少すると、それ以後は液相がゲル化して粘度が漸
次高くなる。これにより、特に、Ａｌ合金鋳物１の厚肉
部１ｃにおける固相周りへの液相の供給性が悪化するの
で、その厚肉部１ｃにミクロンオーダの空孔部が発生し
易くなる。この傾向は、図２に示すように厚肉部成形域
４ｃの手前側に薄肉部成形域４ｂが存するので、倍加さ
れる。
【００３２】前記ΔＴ1 は液相が凝固するために必要な
降下温度幅を、またΔＴ2 は液相から生じたゲル相が凝
固するために必要な降下温度幅をそれぞれ示しているの
で、それらの比ΔＴ2 ／ΔＴ1 をΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．
６８に設定すると、ゲル相が凝固するために必要な温度
幅が狭まり、その反面液相からゲル相が生じるまでの温
度幅が相対的に広められることになるので、Ａｌ合金鋳
物１の厚肉部１ｃにおける固相周りへの液相の供給性を
良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生を防止するこ
とが可能である。
降下温度幅を、またΔＴ2 は液相から生じたゲル相が凝
固するために必要な降下温度幅をそれぞれ示しているの
で、それらの比ΔＴ2 ／ΔＴ1 をΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．
６８に設定すると、ゲル相が凝固するために必要な温度
幅が狭まり、その反面液相からゲル相が生じるまでの温
度幅が相対的に広められることになるので、Ａｌ合金鋳
物１の厚肉部１ｃにおける固相周りへの液相の供給性を
良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生を防止するこ
とが可能である。
【００３３】前記面積Ｓｔは液相が凝固するために必要
な放出潜熱量を、また前記面積Ｓｍは液相から生じたゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量をそれぞれ示し
ているので、それらの比Ｓｍ／ＳｔをＳｍ／Ｓｔ≦０．
３６５に設定すると、ゲル相が凝固するために必要な放
出潜熱量が減少し、その反面液相からゲル相が生じるま
での放出潜熱量が相対的に増加することになるので、Ａ
ｌ合金鋳物１の厚肉部１ｃにおける固相周りへの液相の
供給性を良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生を防
止することが可能である。
な放出潜熱量を、また前記面積Ｓｍは液相から生じたゲ
ル相が凝固するために必要な放出潜熱量をそれぞれ示し
ているので、それらの比Ｓｍ／ＳｔをＳｍ／Ｓｔ≦０．
３６５に設定すると、ゲル相が凝固するために必要な放
出潜熱量が減少し、その反面液相からゲル相が生じるま
での放出潜熱量が相対的に増加することになるので、Ａ
ｌ合金鋳物１の厚肉部１ｃにおける固相周りへの液相の
供給性を良好にしてミクロンオーダの空孔部の発生を防
止することが可能である。
【００３４】図１２に示す比較例ａを用いたＡｌ合金鋳
物１の場合、両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2の間にＥ1 ＞Ｅ2 の
関係は成立しているが、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８およ
び／またはＳｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係が成立してい
ないので、厚肉部１ｃにミクロンオーダの空孔部が発生
していた。
物１の場合、両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2の間にＥ1 ＞Ｅ2 の
関係は成立しているが、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８およ
び／またはＳｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関係が成立してい
ないので、厚肉部１ｃにミクロンオーダの空孔部が発生
していた。
【００３５】なお、何れのＡｌ合金鋳物においても、そ
の薄肉部１ｂには欠陥は発生していなかった。
の薄肉部１ｂには欠陥は発生していなかった。
【００３６】図１３は比ΔＴ2 ／ΔＴ1 と厚肉部１ｃに
おける欠陥面積率との関係を示し、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ＞
０．６８において欠陥が発生することが判る。
おける欠陥面積率との関係を示し、ΔＴ2 ／ΔＴ1 ＞
０．６８において欠陥が発生することが判る。
【００３７】図１４は比Ｓｍ／Ｓｔと厚肉部１ｃにおけ
る欠陥面積率との関係を示し、Ｓｍ／Ｓｔ＞０．３６５
において欠陥が発生することが判る。
る欠陥面積率との関係を示し、Ｓｍ／Ｓｔ＞０．３６５
において欠陥が発生することが判る。
【００３８】前記厚肉部１ｃにおける欠陥面積率は画像
解析装置を用いて測定された。
解析装置を用いて測定された。
【００３９】なお、本発明はＡｌ合金には限定されな
い。
い。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、前記のような熱的特性
を具備する合金材料を用いることにより、薄肉部および
単純形状部は勿論のこと、厚肉部および複雑形状部にお
いても欠陥の発生の無い健全な鋳物を得ることが可能な
チクソキャスティング法を提供することができる。
を具備する合金材料を用いることにより、薄肉部および
単純形状部は勿論のこと、厚肉部および複雑形状部にお
いても欠陥の発生の無い健全な鋳物を得ることが可能な
チクソキャスティング法を提供することができる。
【図１】Ａｌ合金鋳物の断面図である。
【図２】加圧鋳造機の縦断面図である。
【図３】第１の実施例の示差熱分析曲線である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】第２の実施例の示差熱分析曲線である。
【図６】第３の実施例の示差熱分析曲線である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】第１の比較例の示差熱分析曲線である。
【図９】第２の比較例の示差熱分析曲線である。
【図１０】第１の実施例を用いて得られたＡｌ合金鋳物
の金属組織を示す顕微鏡写真である。
の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図１１】第２の実施例を用いて得られたＡｌ合金鋳物
の金属組織を示す顕微鏡写真である。
の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図１２】（ａ）は比較例を用いて得られたＡｌ合金鋳
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
写図である。
物の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）は（ａ）の要部
写図である。
【図１３】比ΔＴ2 ／ΔＴ1 と厚肉部における欠陥面積
率との関係を示すグラフである。
率との関係を示すグラフである。
【図１４】比Ｓｍ／Ｓｔと厚肉部における欠陥面積率と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
ｄ 示差熱分析曲線 ｅ 第１山形吸熱部 ｆ 第２山形吸熱部 ｇ 上昇開始点 ｈ 下降終了点 ｉ 基線 ｊ 頂点 ｋ 加熱温度軸 ｍ 温度直線（第１の） ｍ1 一線分 ｎ 第１の交点 ｏ 分割線 ｐ 上昇線分 ｐ1 部分 ｑ 第２の交点 ｒ 第２の温度直線 Ｅ1 ，Ｅ2 ピーク値 Ｔｍ，Ｔｓ，Ｔｔ 温度 Ｓｍ，Ｓｔ 面積２，３ 固定、可動金型（鋳型） ４ キャビティ ５ 半溶融Ａｌ合金材料（半溶融合金材
料）
料）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 21/02 Ｃ２２Ｃ 21/02 21/12 21/12 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 1/02 C22C 21/00 - 21/18 B22D 17/00 B22D 21/04
Claims (4)
- 【請求項１】 合金材料に加熱処理を施して固相と液相
とが共存する半溶融合金材料（５）を調製し、次いでそ
の半溶融合金材料を加圧下で鋳型（２，３）のキャビテ
ィ（４）に充填し、その後前記加圧下で半溶融合金材料
（５）を凝固させるチクソキャスティング法において、
前記合金材料として、示差熱分析曲線（ｄ）において共
晶溶解による第１山形吸熱部（ｅ）のピーク値をＥ1 と
し、また共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山
形吸熱部（ｆ）のピーク値をＥ2 としたとき、両ピーク
値Ｅ1 およびＥ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係が成立し、前
記第１山形吸熱部（ｅ）の上昇開始点（ｇ）および前記
第２山形吸熱部（ｆ）の下降終了点（ｈ）間を結ぶ基線
（ｉ）に、前記第１山形吸熱部（ｅ）の頂点（ｊ）およ
び加熱温度軸（ｋ）上のその頂点（ｊ）の温度目盛間を
結ぶ温度直線（ｍ）が交差すると共に、その温度直線
（ｍ）と前記基線（ｉ）との第１の交点（ｎ）および前
記頂点（ｊ）間に存する前記温度直線（ｍ）の一線分
（ｍ1 ）を２等分する分割線（ｏ）が、前記上昇開始点
（ｇ）および前記頂点（ｊ）間に存する前記第１山形吸
熱部（ｅ）の上昇線分（ｐ）に交差するとき、前記上昇
線分（ｐ）と前記分割線（ｏ）との第２の交点（ｑ）の
温度がＴｍ、前記上昇開始点（ｇ）の温度がＴｓ、前記
頂点（ｊ）の温度がＴｔであって、Ｔｔ−Ｔｓ＝ΔＴ1
とし、またＴｍ−Ｔｓ＝ΔＴ2 としたとき、ΔＴ1 とΔ
Ｔ2 との間にΔＴ2 ／ΔＴ1 ≦０．６８の関係が成立す
るものを用いることを特徴とするチクソキャスティング
法。 - 【請求項２】 前記合金材料として、前記基線（ｉ）
と、前記温度直線に相当する第１の温度直線（ｍ）と、
前記上昇線分（ｐ）とで囲まれる領域の面積をＳｔと
し、また前記基線（ｉ）と、前記第２の交点（ｑ）およ
び加熱温度軸（ｋ）上のその第２の交点（ｑ）の温度目
盛間を結ぶ第２の温度直線（ｒ）と、前記上昇線分
（ｐ）における前記上昇開始点（ｇ）および前記第２の
交点（ｑ）間に存する部分（ｐ1 ）とで囲まれる領域の
面積をＳｍとしたとき、両面積ＳｔとＳｍとの間にＳｍ
／Ｓｔ≦０．３６５の関係が成立するものを用いる、請
求項１記載のチクソキャスティング法。 - 【請求項３】 合金材料に加熱処理を施して固相と液相
とが共存する半溶融 合金材料（５）を調製し、次いでそ
の半溶融合金材料（５）を加圧下で鋳型（２，３）のキ
ャビティ（４）に充填し、その後前記加圧下で半溶融合
金材料（５）を凝固させるチクソキャスティング法にお
いて、前記合金材料として、示差熱分析曲線（ｄ）にお
いて共晶溶解による第１山形吸熱部（ｅ）のピーク値を
Ｅ1 とし、また共晶点よりも高融点の成分の溶解による
第２山形吸熱部（ｆ）のピーク値をＥ2 としたとき、両
ピーク値Ｅ1 およびＥ2 の間にＥ1 ＞Ｅ2 の関係が成立
し、前記第１山形吸熱部（ｅ）の上昇開始点（ｇ）およ
び前記第２山形吸熱部（ｆ）の下降終了点（ｈ）間を結
ぶ基線（ｉ）と、前記第１山形吸熱部（ｅ）の頂点
（ｊ）および加熱温度軸（ｋ）上のその頂点（ｊ）の温
度目盛間を結ぶ第１の温度直線（ｍ）と、前記上昇開始
点（ｇ）および前記頂点（ｊ）間に存する前記第１山形
吸熱部（ｅ）の上昇線分（ｐ）とで囲まれる領域の面積
をＳｔとし、前記第１の温度直線（ｍ）と前記基線
（ｉ）との第１の交点（ｎ）および前記頂点（ｊ）間に
存する前記第１の温度直線（ｍ）の一線分（ｍ1 ）を２
等分する分割線（ｏ）が、前記上昇線分（ｐ）に交差
し、その分割線（ｏ）と上昇線分（ｐ）との第２の交点
（ｑ）および加熱温度軸（ｋ）上のその第２の交点
（ｑ）の温度目盛間を結ぶ第２の温度直線（ｒ）と、前
記上昇線分（ｐ）における前記上昇開始点（ｇ）および
前記第２の交点（ｑ）間に存する部分（ｐ1 ）と、前記
基線（ｉ）とで囲まれる領域の面積をＳｍとしたとき、
両面積ＳｔとＳｍとの間にＳｍ／Ｓｔ≦０．３６５の関
係が成立するものを用いることを特徴とするチクソキャ
スティング法。 - 【請求項４】 合金材料に加熱処理を施して固相と液相
とが共存する半溶融合金材料（５）を調製し、次いでそ
の半溶融合金材料（５）を加圧下で鋳型（２，３）のキ
ャビティ（４）に充填し、その後前記加圧下で半溶融合
金材料（５）を凝固させるチクソキャスティング法にお
いて、前記合金材料として、示差熱分析曲線（ｄ）にお
いて共晶溶解による第１山形吸熱部（ｅ）のピーク値を
Ｅ 1 とし、また共晶点よりも高融点の成分の溶解による
第２山形吸熱部（ｆ）のピーク値をＥ 2 としたとき、両
ピーク値Ｅ 1 ，Ｅ 2 の間にＥ 1 ＞Ｅ 2 の関係が成立する
ものを用いることを特徴とするチクソキャスティング
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6272897A JP2794539B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | チクソキャスティング法 |
| IT95RM000316A IT1278069B1 (it) | 1994-05-17 | 1995-05-16 | Materiale in lega per tissofusione, procedimento per la preparazione del materiale in lega semi-fuso per tissofusione e procedimento di |
| FR9505835A FR2720016B1 (fr) | 1994-05-17 | 1995-05-17 | Matériau allié destiné au thixomoulage, procédé pour préparer un matériau allié semi-fondu destiné au thixomoulage, et procédé de thixomoulage. |
| DE19518127A DE19518127C2 (de) | 1994-05-17 | 1995-05-17 | Verfahren zur Herstellung eines semi-geschmolzenen Legierungsmaterials zum Thixo-Gießen |
| US08/861,265 US5849115A (en) | 1994-05-17 | 1997-05-21 | Alloy material for thixocasting, process for preparing semi-molten alloy material for thixocasting and thixocasting process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6272897A JP2794539B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | チクソキャスティング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109430A JPH08109430A (ja) | 1996-04-30 |
| JP2794539B2 true JP2794539B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17520288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6272897A Expired - Fee Related JP2794539B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-10-12 | チクソキャスティング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794539B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08144001A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-04 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08209276A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-13 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08199274A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JP2794540B2 (ja) * | 1994-10-14 | 1998-09-10 | 本田技研工業株式会社 | チクソキャスティング用Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金材料 |
| JP2841029B2 (ja) * | 1994-12-16 | 1998-12-24 | 本田技研工業株式会社 | チクソキャスティング法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07316709A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-12-05 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用共晶系合金材料 |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP6272897A patent/JP2794539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08109430A (ja) | 1996-04-30 |
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