JP4159186B2 - Magnesium alloy melting method - Google Patents

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孝 大上
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車部品、家電製品等の軽量化、リサイクル可能化が求められている製品の製造に用いるマグネシウム合金の鋳造に先立つ溶解方法に関し、より詳しくは、本発明は、必ずしも高純度、高品質であるとは言えないマグネシウム合金材料を溶解し、清浄化してその溶湯を鋳造に用いる場合のマグネシウム合金の溶解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車業界においては燃費向上のための軽量化の必要性、家電製品等においては携帯性向上のための軽量化の必要性から軽量材料のニーズが高まり、樹脂材料や軽量金属材料が用いられてきている。しかし、樹脂材料は一般的にリサイクルが困難であるため地球環境保全の点で問題があるのに対して、金属材料は一般的にリサイクルが容易であるため、家電製品の匡体、自動車の各種ケース部品等の製造材料が樹脂材料からマグネシウム系材料、アルミニウム系材料等の軽量金属へと変わり、特に軽薄短小のトレンドの中で、金属としての剛性を有しながら実用軽量金属中最も密度の小さい軽量マグネシウム系材料が注目され、自動車あるいは携帯用家電製品用材料としての採用が相次いでいる。
【0003】
従来、鋳造に先立つマグネシウム合金の溶解においては、溶解する合金地金が高純度、高品質であることを前提にして、SF6 ガス等でシールドした保護雰囲気下での溶解等、安全管理技術面のみが強調されてきた。また、不純物の混入を避けるために湯道、ビスケット等で発生する合金屑の工場内での鋳返しも行われていなかった。
【0004】
しかし、最近のマグネシウム合金製品、部品の需要の高まりにつれて新規の合金地金メーカーの参入、コストダウンのための湯道、ビスケット等で発生する合金屑の工場内リサイクルの必要性、耐クリープ性マグネシウム合金とするために酸化され易いカルシウム、希土類元素、及び/又はケイ素を添加した合金の採用等により、溶解する合金が高純度、高品質であるとの前提が守られない状況が生まれてきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
新規の合金地金メーカーから安価に入手できる合金地金の問題点は合金成分のスペックアウトとフラックスの混入であり、湯道、ビスケット等で発生する合金屑の再溶解での問題点は酸化物や離型剤等の異物の混入であり、耐クリープ性マグネシウム合金の溶解での問題点はカルシウム、希土類元素、及び/又はケイ素の酸化物の混入である。これらの問題点を解決するために、従来は、合金地金メーカー或いは再生業者がフラックスを用いて分離、除去しており、その結果としてコストが発生していた。
【0006】
本発明はこのような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、上記のようなコストを発生させることなしで、新規の合金地金メーカーから安価に入手できる合金地金や、湯道、ビスケット等で発生する合金屑や、カルシウム、希土類元素、及び/又はケイ素の酸化物を含有する合金等の使用を可能にする、鋳造に先立つマグネシウム合金の溶解方法を提供することを課題にしている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記の課題を達成するために種々検討を重ねた結果、マグネシウム合金を溶解ポット中に連続的に装入して溶解させる場合であっても、マグネシウム合金溶湯の全保持量を大きくして溶解ポット中に30分間以上、望ましくは60分間以上滞留させると、溶湯中に含まれていて合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物が溶湯の上部又は下部に移動し、その結果として中間部のマグネシウム合金溶湯が清浄化されるので、その清浄化した溶湯を別の溶解ポットに移して溶湯状態に維持することにより連続的に鋳造することが可能となることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
即ち、本発明のマグネシウム合金の溶解方法は、鋳造に先立つマグネシウム合金の溶解方法において、二つ以上の溶解ポットを用いるか、又はポット内を二つ以上の部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用い、二つ以上の溶解ポットの内の第一の溶解ポット中で又は二つ以上の部屋の内の第一の部屋中でマグネシウム合金を溶解させ、その溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上滞留させて、合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物を溶湯の上部又は下部に移動させ、清浄化した中間部のマグネシウム合金溶湯を第二の溶解ポットあるいは第二の部屋に移して溶湯状態に維持することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のマグネシウム合金の溶解方法の種々の実施態様について詳細に説明する。
本発明のマグネシウム合金の溶解方法は鋳造に先立って実施する方法であり、即ち、本発明の溶解方法で溶解して得た溶湯をそのまま鋳造に用いることを意図している。
【0010】
本発明のマグネシウム合金の溶解方法において、二つ以上の溶解ポットを用いるか、又はポット内を二つ以上の部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用いる。その二つ以上の溶解ポットの内の第一の溶解ポット中で又は二つ以上の部屋の内の第一の部屋中でマグネシウム合金を溶解させ、その溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上、望ましくは60間以上滞留させる。
【0011】
この滞留の間に、溶湯中に含まれていて合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物が溶湯の上部(通常は表面から100mm以内)又は下部(通常は底面から100mm以内)に移動し、その結果として中間部のマグネシウム合金溶湯が清浄化される。このフラックスの移動、中間部の清浄化は溶湯中の塩素含有量を測定することによって判定される。この清浄化した中間部のマグネシウム合金溶湯を次いで第二の溶解ポットあるいは第二の部屋に移して溶湯状態に維持する。この第二の溶解ポット中又は第二の部屋中の溶湯は清浄化されており、また鋳造に適した溶湯状態になっているのでそのまま鋳造に用いることができる。
【0012】
本発明のマグネシウム合金の溶解方法において、上記したようにマグネシウム合金溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上、望ましくは60間以上滞留させる代りに、第一の溶解ポット中又は第一の部屋中のマグネシウム合金溶湯中に、例えば底面から50mmの位置で、清浄化ガス、例えばAr、He、Ne、SF6 、CO2 、SO2 又はN2 ガス、あるいはこれらのガスと乾燥空気との混合ガスを細かく泡立てながら吹込み且つ溶湯を15分間以上滞留させることによって溶湯中のフラックス、酸化物、離型剤等の異物を浮上させることができる。このようにして清浄化ガスを15分間吹き込んだ場合には、清浄化ガスを吹き込まないで60分間滞留させた場合と同等の効果が得られる。
【0013】
本発明のマグネシウム合金の溶解方法において、上記したようにマグネシウム合金溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上、望ましくは60間以上滞留させる代りに次のように処理することもできる。三つの溶解ポットを用いるか、又はポット内を三つの部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用いる。その三つの溶解ポットの内の第一の溶解ポット中で又は三つの部屋の内の第一の部屋中でマグネシウム合金を溶解させ、その溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に所定時間滞留させる。
【0014】
この滞留の間に、溶湯中に含まれていて合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物の一部又は大部分が溶湯の上部(通常は表面から100mm以内)又は下部(通常は底面から100mm以内)に移動し、その結果として中間部のマグネシウム合金溶湯がかなり清浄化される。このかなり清浄化した中間部のマグネシウム合金溶湯を次いで第二の溶解ポットあるいは第二の部屋に移す。この第二の溶解ポット中又は第二の部屋中のマグネシウム合金溶湯中に、例えば底面から50mmの位置で、清浄化ガス、例えばAr、He、Ne、SF6 、CO2 、SO2 又はN2 ガス、あるいはこれらのガスと乾燥空気との混合ガスを細かく泡立てながら吹込み且つ溶湯を所定時間滞留させることによって溶湯中のフラックス、酸化物、離型剤等の異物を完全に浮上させることができる。この場合に第一の溶解ポット中又は第一の部屋中での滞留時間と第二の溶解ポット中又は第二の部屋中での滞留時間の2倍との合計が30分以上、望ましくは60分以上となるようにする。
【0015】
また、合金成分としてカルシウム、希土類元素、及び/又はケイ素を含むマグネシウム合金では、これらの元素が酸化され易いため、生成した酸化物を適宜分離、除去する必要があり、スペックアウトした場合には添加する必要がある。また、新規の合金地金メーカーから安価に入手できる合金では、耐食性に悪影響のある遷移金属の不純物量がスペック内であっても主要元素であるアルミニウム、亜鉛、マンガンが不足している場合がある。これらの場合には不足した合金元素を追加添加する必要があるが、この合金元素の添加に伴って酸化物の生成や異物の混入が発生することがある。従って、上記の第一の溶解ポット中又は第一の部屋中でのフラックス、酸化物、異物の分離作業と併せて、或いは第一の溶解ポット中又は第一の部屋中で、或いは第二の溶解ポット中又は第二の部屋中でのフラックス、酸化物、異物の分離作業と併せて、合金元素を添加し、分離作業を行う必要がある。
【0016】
本発明のマグネシウム合金の溶解方法は、
i)アルミニウム1〜10重量%、
ii)希土類元素0.2〜5重量%、カルシウム0.02〜5重量%、及びケイ素0.2〜10重量%よりなる群から選ばれた少なくとも1種、及び
iii)マンガン1.5重量%以下
を含み、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなるマグネシウム合金の溶湯を得るのに適している。
また、本発明は上記のマグネシウム合金の溶解方法によって得られる溶湯を用いて製造されるマグネシウム合金鋳造物をも包含する。
【0017】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明及び本発明で得られる効果を具体的に説明する。
実施例1及び比較例1
図1に示すようにポット内を二つの部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用いて実施例1を実施し、図2に示すように間仕切り板のない一つの溶解ポットを用いて比較例1を実施した。図1の炉も図2の炉も溶解能力は300kg/hrであり、溶解容量は1000kgであった。図1の炉及び図2の炉でそれぞれフラックスが残存しているマグネシウム合金地金AZ91(Mg−9Al−0.7Zn−0.2Mn)を1000kg溶解させた。この地金中のフラックスに起因する塩素含有量は平均で8ppmであった。
【0018】
マグネシウム合金地金が完全に溶解した後、更に10分間保持し、その後ショットサイクル1分、1回の鋳造量5kgで連続的に鋳造し、一方、マグネシウム合金地金を溶解ポットに2分置きに10kg装入した。
鋳造開始の10分後、20分後及び60分後に、実施例1においては、図1に示す採取位置1及び採取位置2の2個所で分析サンプルを採取し、比較例1においては、図2に示す採取位置1の1個所で分析サンプルを採取した。それらのサンプルの塩素含有量は第1表に示す通りであった。
【0019】

Figure 0004159186
【0020】
第1表のデータから明らかなように、本発明のマグネシウム合金の溶解方法を実施することにより(実施例1炉の採取位置2)、高純度で高品質のマグネシウム合金溶湯を得ることができる。
【0021】
実施例2
本実施例においては、図3に示すようにポット内を二つの部屋となるように部分的に間仕切る間仕切り板を設け、溶解炉部分の底から50mmの位置にアルゴンを細かく泡立てることのできる多気孔板を設けた一つの溶解ポットを用いた。炉の溶解能力は300kg/hrであり、溶解容量は1000kgであった。炉中でフラックスが残存しているマグネシウム合金地金AZ91(Mg−9Al−0.7Zn−0.2Mn)を1000kg溶解させた。この地金中のフラックスに起因する塩素含有量は平均で8ppmであった。また、該多気孔板からアルゴンを毎分1リットルの量で細かく泡立てた。
【0022】
マグネシウム合金地金が完全に溶解した後、更に10分間保持し、その後ショットサイクル1分、1回の鋳造量5kgで連続的に鋳造し、一方、マグネシウム合金地金を溶解ポットに2分置きに10kg装入した。
鋳造開始の10分後、20分後及び60分後に、図3に示す採取位置1及び採取位置2の2個所で分析サンプルを採取した。それらのサンプルの塩素含有量は第2表に示す通りであった。
【0023】
Figure 0004159186
【0024】
第2表のデータから明らかなように、清浄化ガスの吹込みを伴って本発明のマグネシウム合金の溶解方法を実施することにより(実施例2炉の採取位置2)、フラックスの除去を一層有効に実施することができる。
【0025】
実施例3
実施例1で用いた溶解ポットと同一の溶解ポットを用い、マグネシウム合金地金AZ91の代りにAM50(Mg−5Al−0.2Mn)を溶解させた。その溶解炉部分において溶湯中にカルシウム含有量が2%となる量のカルシウム及び希土類元素含有量が2%となる量のマグネシウム−ミッシュメタル母合金を添加した。この添加時に持ち込まれる酸化物等の異物は溶解炉部分において分離され、所望組成の高純度で高品質のマグネシウム合金溶湯を得ることができ、この溶湯を用いて鋳造することができた。
【0026】
実施例4
実施例1で用いた溶解ポットと同一の溶解ポットを用い、マグネシウム合金地金AZ91の代りにAM50(Mg−5Al−0.2Mn)を溶解させた。その溶解炉部分において溶湯中に(1)カルシウム含有量が2%となる量のカルシウム、(2)希土類元素含有量が2%となる量のマグネシウム−ミッシュメタル母合金、又は(3)ケイ素含有量が2%となる量のケイ素を添加した。これらの添加物は何れも酸化され易いものであるが、生成される酸化物等の異物は溶解炉部分において分離され、所望組成の高純度で高品質のマグネシウム合金溶湯を得ることができ、この溶湯を用いて鋳造することができた。
【0027】
実施例5
実施例4でカルシウム含有量が2%となる量のカルシウムを添加して得た溶湯から鋳造物を製造した。鋳造時にカルシウムの一部が酸化された。その鋳造物を実施例1で用いた溶解ポットと同一の溶解ポットを用いて再溶解した。カルシウムの酸化物が除去され、カルシウム含有量が約1%迄低下するので、カルシウム含有量が2%となるように約1%のカルシウムを添加した。生成される酸化物等の異物は溶解炉部分において分離され、所望組成の高純度で高品質のマグネシウム合金溶湯を得ることができ、この溶湯を用いて鋳造することができた。
【0028】
【発明の効果】
自動車部品、家電製品を中心に広汎な産業界で要望されているマグネシウム製品を鋳造する際に、鋳造に先立って本発明のマグネシウム合金の溶解方法を実施することにより、新規の合金地金メーカーから安価に入手できる合金地金や、湯道、ビスケット等で発生する合金屑や、カルシウム、希土類元素、及び/又はケイ素の酸化物を含有する合金等を使用して、より安価に高品質なマグネシウム製品を鋳造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で用いた、ポット内を二つの部屋となるように部分的に間仕切った溶解ポットの概略断面図である。
【図2】 比較例1で用いた溶解ポットの概略断面図である。
【図3】 実施例2で用いた、ポット内が二つの部屋となるように部分的に間仕切られており、アルゴンを細かく泡立てることのできる多気孔板が設けられている溶解ポットの概略断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a melting method prior to casting of a magnesium alloy used in the manufacture of products that are required to be lightweight and recyclable, such as automobile parts and home appliances. More specifically, the present invention is not necessarily limited to high purity and high quality. The present invention relates to a magnesium alloy melting method in the case where a magnesium alloy material that cannot be said to be melted, cleaned, and the molten metal is used for casting.
[0002]
[Prior art]
In the automobile industry, the need for lightweight materials has increased due to the need for weight reduction for improving fuel efficiency, and the need for weight reduction for home appliances to improve portability, and resin materials and lightweight metal materials have been used. Yes. However, since resin materials are generally difficult to recycle, there is a problem in terms of global environmental protection, whereas metal materials are generally easy to recycle, so that various types of housings for home appliances and automobiles are used. Manufacturing materials such as case parts have changed from resin materials to lightweight metals such as magnesium materials and aluminum materials. Especially in the trend of light, thin and short, the density is the lowest among practical lightweight metals while having rigidity as a metal. Light weight magnesium-based materials are attracting attention, and are being used one after another as materials for automobiles or portable home appliances.
[0003]
Conventionally, in the dissolution of the magnesium alloy prior to casting, the alloy ingots of dissolving high purity, which assumes the high-quality, dissolution or the like under a protective atmosphere shielded with SF 6 gas or the like, safety management technical Only has been emphasized. Also, in order to avoid the contamination of impurities, alloy scrap generated in runners, biscuits, etc. has not been recast in the factory.
[0004]
However, with the recent rise in demand for magnesium alloy products and parts, the entry of new alloy metal manufacturers, the need for in-factory recycling of alloy scrap generated in runners, biscuits, etc., creep resistance magnesium Due to the use of calcium, rare earth elements and / or silicon-added alloys that are easily oxidized to form an alloy, the premise that the alloy to be dissolved is of high purity and high quality has not been maintained. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problem with alloy bullion that can be obtained at low cost from a new alloy bullion manufacturer is the spec out of alloy components and the mixing of flux. The problem with remelting of alloy scrap generated in runners, biscuits, etc. is oxide. And a foreign matter such as a mold release agent, and a problem in dissolution of the creep-resistant magnesium alloy is contamination of calcium, rare earth elements, and / or silicon oxides. In order to solve these problems, conventionally, an alloy bullion manufacturer or a remanufacturer uses a flux to separate and remove, resulting in a cost.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the present invention is an alloy metal that can be obtained at low cost from a new alloy metal manufacturer without incurring the above costs. To provide a method for melting a magnesium alloy prior to casting, which makes it possible to use alloy scrap generated in runners, biscuits, etc., or an alloy containing oxides of calcium, rare earth elements, and / or silicon. Is an issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have determined that the total amount of magnesium alloy melt can be maintained even when the magnesium alloy is continuously charged into the melting pot and dissolved. If it is enlarged and kept in the melting pot for 30 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer, flux, oxides and foreign substances that are contained in the molten metal and may enter the alloy move to the upper or lower part of the molten metal. As a result, the molten magnesium alloy in the intermediate part is cleaned, and it is found that it is possible to continuously cast by moving the cleaned molten metal to another melting pot and maintaining the molten metal state. The present invention has been completed.
[0008]
That is, the magnesium alloy melting method of the present invention uses two or more melting pots in the magnesium alloy melting method prior to casting, or is partially partitioned so that the pot has two or more chambers. One melting pot is used to dissolve the magnesium alloy in the first melting pot of the two or more melting pots or in the first chamber of the two or more chambers. In the melting pot or in the first chamber for 30 minutes or more, flux, oxides, and foreign matters that may be mixed into the alloy are moved to the upper or lower part of the molten metal, and the intermediate magnesium alloy is cleaned. The molten metal is transferred to the second melting pot or the second chamber and maintained in the molten metal state.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the various embodiment of the melting method of the magnesium alloy of this invention is described in detail.
The melting method of the magnesium alloy of the present invention is a method carried out prior to casting, that is, the molten metal obtained by melting by the melting method of the present invention is intended to be used for casting as it is.
[0010]
In the magnesium alloy melting method of the present invention, two or more melting pots are used, or one melting pot that is partially partitioned so that the pot has two or more chambers is used. The magnesium alloy is melted in a first melting pot of the two or more melting pots or in a first chamber of the two or more chambers, and the molten metal is dissolved in the first melting pot or the first melting pot. For 30 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer.
[0011]
During this stagnation, flux, oxides, and foreign matter that are contained in the molten metal and may be mixed into the alloy are present at the upper part (usually within 100 mm from the surface) or the lower part (usually within 100 mm from the bottom). As a result, the molten magnesium alloy in the intermediate part is cleaned. The movement of the flux and the cleaning of the intermediate part are determined by measuring the chlorine content in the molten metal. The cleaned molten magnesium alloy at the intermediate portion is then transferred to the second melting pot or the second chamber and maintained in the molten state. The molten metal in the second melting pot or in the second chamber is cleaned and can be used as it is because it is in a molten state suitable for casting.
[0012]
In the magnesium alloy melting method of the present invention, instead of retaining the molten magnesium alloy in the first melting pot or in the first chamber for 30 minutes or longer, desirably 60 hours or longer as described above, the first melting pot is used. In the molten magnesium alloy in the middle or first chamber, for example, at a position of 50 mm from the bottom, a cleaning gas such as Ar, He, Ne, SF 6 , CO 2 , SO 2 or N 2 gas, or these gases Blowing a mixed gas of lime and dry air while blowing finely and retaining the molten metal for 15 minutes or more can float foreign matters such as flux, oxides, mold release agents and the like in the molten metal. In this way, when the cleaning gas is blown for 15 minutes, the same effect as that obtained when the cleaning gas is held for 60 minutes without blowing the cleaning gas can be obtained.
[0013]
In the magnesium alloy melting method of the present invention, as described above, the magnesium alloy melt is treated as follows instead of being retained in the first melting pot or in the first chamber for 30 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer. You can also. Three melting pots are used, or one melting pot that is partially partitioned so that there are three rooms in the pot. The magnesium alloy is melted in the first melting pot of the three melting pots or in the first chamber of the three chambers, and the molten metal is placed in the first melting pot or the first chamber. Let it stay for a predetermined time.
[0014]
During this stagnation, some or most of the flux, oxides, and foreign matter contained in the molten metal and possibly mixed into the alloy are at the upper part (usually within 100 mm from the surface) or lower part (usually within the surface) As a result, the molten magnesium alloy in the middle part is considerably cleaned. This highly cleaned intermediate magnesium alloy melt is then transferred to a second melting pot or second chamber. Magnesium alloy melt of this in the second dissolution pot or the second the room, for example, at the position of 50mm from the bottom, the cleaning gas, for example Ar, He, Ne, SF 6 , CO 2, SO 2 or N 2 By blowing a gas or a mixed gas of these gases and dry air while finely bubbling and retaining the molten metal for a predetermined period of time, foreign matters such as flux, oxides, release agents, etc. in the molten metal can be completely levitated. . In this case, the sum of the residence time in the first dissolution pot or in the first chamber and twice the residence time in the second dissolution pot or in the second chamber is 30 minutes or more, preferably 60 Try to be more than minutes.
[0015]
In addition, in magnesium alloys containing calcium, rare earth elements and / or silicon as alloy components, these elements are easily oxidized, so the generated oxides must be separated and removed as appropriate. There is a need to. In addition, alloys that can be obtained at a low price from a new metal alloy manufacturer may lack aluminum, zinc, and manganese, which are the main elements, even if the amount of impurities in the transition metal that adversely affect corrosion resistance is within specifications. . In these cases, it is necessary to add the insufficient alloying element, but with the addition of the alloying element, the generation of oxides and the mixing of foreign substances may occur. Therefore, in conjunction with the separation work of flux, oxides and foreign matter in the first melting pot or in the first chamber, or in the first melting pot or in the first chamber, or in the second chamber. In combination with the separation work of flux, oxides, and foreign substances in the melting pot or in the second chamber, it is necessary to add the alloy element and perform the separation work.
[0016]
The melting method of the magnesium alloy of the present invention is as follows:
i) 1 to 10% by weight of aluminum,
ii) at least one selected from the group consisting of 0.2 to 5 wt% rare earth elements, 0.02 to 5 wt% calcium, and 0.2 to 10 wt% silicon; and
iii) It is suitable for obtaining a molten magnesium alloy containing 1.5% by weight or less of manganese, with the balance being magnesium and inevitable impurities.
Moreover, this invention also includes the magnesium alloy casting manufactured using the molten metal obtained by the melting method of said magnesium alloy.
[0017]
【Example】
Below, based on an Example and a comparative example, the effect acquired by this invention and this invention is demonstrated concretely.
Example 1 and Comparative Example 1
As shown in FIG. 1, Example 1 was carried out using one melting pot partially partitioned so as to form two rooms in the pot, and one melting pot without a partition plate as shown in FIG. 2. Comparative Example 1 was carried out using The melting capacity of both the furnace of FIG. 1 and the furnace of FIG. 2 was 300 kg / hr, and the melting capacity was 1000 kg. 1000 kg of magnesium alloy ingot AZ91 (Mg-9Al-0.7Zn-0.2Mn), in which the flux remained, was dissolved in the furnace of FIG. 1 and the furnace of FIG. The chlorine content resulting from the flux in the metal was 8 ppm on average.
[0018]
After the magnesium alloy ingot is completely melted, hold it for another 10 minutes, and then cast continuously for 1 minute with a shot cycle of 5 kg, while casting the magnesium alloy ingot in the melting pot every 2 minutes. 10 kg was charged.
After 10 minutes, 20 minutes and 60 minutes after the start of casting, in Example 1, analysis samples were collected at two locations, sampling position 1 and sampling position 2 shown in FIG. An analysis sample was collected at one sampling position 1 shown in FIG. The chlorine content of these samples was as shown in Table 1.
[0019]
Figure 0004159186
[0020]
As is apparent from the data in Table 1, by carrying out the magnesium alloy melting method of the present invention (Example 1 furnace sampling position 2), a high-purity and high-quality magnesium alloy melt can be obtained.
[0021]
Example 2
In this embodiment, as shown in FIG. 3, there is provided a partition plate that partitions the interior of the pot so as to form two rooms, and argon can be finely bubbled at a position 50 mm from the bottom of the melting furnace portion. One melting pot provided with a pore plate was used. The melting capacity of the furnace was 300 kg / hr and the melting capacity was 1000 kg. 1000 kg of magnesium alloy ingot AZ91 (Mg-9Al-0.7Zn-0.2Mn) in which flux remained in the furnace was dissolved. The chlorine content resulting from the flux in the metal was 8 ppm on average. Further, argon was finely bubbled from the multi-porous plate at a rate of 1 liter per minute.
[0022]
After the magnesium alloy ingot is completely melted, hold it for another 10 minutes, and then cast continuously for 1 minute with a shot cycle of 5 kg, while casting the magnesium alloy ingot in the melting pot every 2 minutes. 10 kg was charged.
Ten minutes, 20 minutes and 60 minutes after the start of casting, samples for analysis were collected at two locations, sampling position 1 and sampling position 2 shown in FIG. The chlorine content of these samples was as shown in Table 2.
[0023]
Figure 0004159186
[0024]
As is clear from the data in Table 2, the removal of the flux is made more effective by carrying out the magnesium alloy melting method of the present invention with the injection of cleaning gas (Example 2 furnace sampling position 2). Can be implemented.
[0025]
Example 3
Using the same melting pot as that used in Example 1, AM50 (Mg-5Al-0.2Mn) was dissolved instead of the magnesium alloy ingot AZ91. In the melting furnace part, calcium in an amount of 2% calcium and a magnesium misch metal master alloy in an amount of 2% rare earth element were added to the molten metal. Foreign substances such as oxides brought in at the time of addition were separated in the melting furnace portion, and a high-purity and high-quality magnesium alloy melt having a desired composition could be obtained, and casting using this melt was possible.
[0026]
Example 4
Using the same melting pot as that used in Example 1, AM50 (Mg-5Al-0.2Mn) was dissolved instead of the magnesium alloy ingot AZ91. In the melting furnace part, (1) calcium in an amount that makes the calcium content 2%, (2) a magnesium-Misch metal master alloy that makes the rare earth element content 2%, or (3) contains silicon Silicon was added in an amount that would be 2%. All of these additives are easily oxidized, but foreign substances such as generated oxides are separated in the melting furnace portion, and a high-purity and high-quality magnesium alloy melt having a desired composition can be obtained. Casting was possible using molten metal.
[0027]
Example 5
A casting was produced from the molten metal obtained by adding calcium in an amount of 2% in Example 4. Part of the calcium was oxidized during casting. The casting was redissolved using the same melting pot as that used in Example 1. Since the calcium oxide was removed and the calcium content was reduced to about 1%, about 1% calcium was added so that the calcium content was 2%. Foreign substances such as oxides produced were separated in the melting furnace portion, and a high-purity and high-quality magnesium alloy melt having a desired composition could be obtained, which could be cast using this melt.
[0028]
【The invention's effect】
When casting magnesium products that are demanded in a wide range of industries, mainly automobile parts and home appliances, by carrying out the magnesium alloy melting method of the present invention prior to casting, from a new alloy metal manufacturer High-quality magnesium at a lower cost by using alloy bullion that can be obtained at low cost, alloy scrap generated from runners, biscuits, etc., and alloys containing calcium, rare earth elements and / or silicon oxides, etc. The product can be cast.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a melting pot used in Example 1 in which a pot is partially partitioned so as to form two chambers.
2 is a schematic cross-sectional view of a melting pot used in Comparative Example 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a melting pot used in Example 2 in which a pot is partially partitioned so that there are two chambers and a multi-pore plate capable of finely bubbling argon is provided. It is.

Claims (6)

鋳造に先立つマグネシウム合金の溶解方法において、二つ以上の溶解ポットを用いるか、又はポット内を二つ以上の部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用い、二つ以上の溶解ポットの内の第一の溶解ポット中で又は二つ以上の部屋の内の第一の部屋中でマグネシウム合金を溶解させ、その溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上滞留させて、合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物を溶湯の上部又は下部に移動させ、清浄化した中間部のマグネシウム合金溶湯を第二の溶解ポットあるいは第二の部屋に移して溶湯状態に維持することを特徴とするマグネシウム合金の溶解方法。  In the melting method of the magnesium alloy prior to casting, two or more melting pots are used, or one melting pot partially partitioned so that the inside of the pot becomes two or more chambers is used. The magnesium alloy is melted in a first melting pot of melting pots or in a first chamber of two or more chambers, and the molten metal is dissolved in the first melting pot or in the first chamber. Flux, oxides, and foreign substances that may stay in the alloy for more than a minute, move to the upper or lower part of the molten metal, and clean the intermediate molten magnesium alloy in the second melting pot or second chamber. The method for melting a magnesium alloy is characterized in that it is transferred to and maintained in a molten metal state. マグネシウム合金溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上滞留させる代りに、第一の溶解ポット中又は第一の部屋中のマグネシウム合金溶湯中に清浄化ガスを吹込み且つ15分間以上滞留させることを特徴とする請求項1記載のマグネシウム合金の溶解方法。  Instead of retaining the magnesium alloy melt in the first melting pot or in the first chamber for 30 minutes or more, a cleaning gas is blown into the magnesium alloy molten metal in the first melting pot or in the first chamber, and The magnesium alloy melting method according to claim 1, wherein the magnesium alloy is retained for 15 minutes or more. 第一の溶解ポット中又は第一の部屋中でマグネシウム合金溶湯中に合金元素を添加して成分調整を行うことを特徴とする請求項1又は2記載のマグネシウム合金の溶解方法。  3. The method for melting a magnesium alloy according to claim 1 or 2, wherein an alloying element is added to the molten magnesium alloy in the first melting pot or in the first chamber to adjust the components. マグネシウム合金溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に30分間以上滞留させる代りに、三つの溶解ポットを用いるか、又はポット内を三つの部屋となるように部分的に間仕切った一つの溶解ポットを用い、三つの溶解ポットの内の第一の溶解ポット中で又は三つの部屋の内の第一の部屋中でマグネシウム合金を溶解させ、その溶湯を第一の溶解ポット中又は第一の部屋中に所定時間滞留させて、合金中に混入する恐れのあるフラックス、酸化物、異物の一部又は大部分を溶湯の上部又は下部に移動させ、次いで中間部のマグネシウム合金溶湯を第二の溶解ポット又は第二の部屋に移し、第二の溶解ポット中又は第二の部屋中の溶湯中に清浄化ガスを吹込み且つ所定時間滞留させ、この場合に第一の溶解ポット中又は第一の部屋中での滞留時間と第二の溶解ポット中又は第二の部屋中での滞留時間の2倍との合計が30分以上となるようにすることを特徴とする請求項1記載のマグネシウム合金の溶解方法。  Instead of retaining the magnesium alloy melt in the first melting pot or in the first chamber for 30 minutes or more, three melting pots were used, or the inside of the pot was partially partitioned to become three chambers. Using one melting pot, the magnesium alloy is dissolved in the first melting pot of the three melting pots or in the first chamber of the three chambers, and the molten metal is dissolved in the first melting pot or Remain in the first chamber for a predetermined time, move some or most of the flux, oxides, and foreign matter that may be mixed into the alloy to the upper or lower part of the molten metal, and then add the intermediate magnesium alloy molten metal Move to the second melting pot or the second chamber, blow the cleaning gas into the second melting pot or the molten metal in the second chamber and let it stay for a predetermined time. In this case, in the first melting pot Or in the first room Dissolution method of claim 1 Magnesium according alloy, characterized in that the sum of twice the residence time and the residence time in the in the two dissolution pot or in the second room is made to be 30 minutes or more. 第一の溶解ポット中又は第一の部屋中で、或いは第二の溶解ポット中又は第二の部屋中でマグネシウム合金溶湯中に合金元素を添加して成分調整を行うことを特徴とする請求項4記載のマグネシウム合金の溶解方法。  The component adjustment is performed by adding an alloy element to the molten magnesium alloy in the first melting pot or in the first chamber, or in the second melting pot or in the second chamber. 4. The method for melting a magnesium alloy according to 4. i)アルミニウム1〜10重量%、
ii)希土類元素0.2〜5重量%、カルシウム0.02〜5重量%、及びケイ素0.2〜10重量%よりなる群から選ばれた少なくとも1種、及び
iii)マンガン1.5重量%以下
を含み、残部がマグネシウム及び不可避の不純物からなるマグネシウム合金の溶湯を得ることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のマグネシウム合金の溶解方法。
i) 1 to 10% by weight of aluminum,
ii) at least one selected from the group consisting of 0.2 to 5 wt% rare earth elements, 0.02 to 5 wt% calcium, and 0.2 to 10 wt% silicon; and
The method for melting a magnesium alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein a molten magnesium alloy containing 1.5% by weight or less of manganese and the balance of magnesium and inevitable impurities is obtained.
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