JP7346743B2 - 7xxx系半連続(DC)鋳造インゴットの低下した割れ感受性 - Google Patents
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Description
本出願は、2019年12月20日に出願された米国仮出願第62/951,883号に基づく利益及び優先権を主張するものであり、これをもって参照によりその全体を援用する。
基準インゴット、及び鋳造中に撹拌が誘発される本明細書に記載の技術に従って作製された試料インゴットを含む、いくつかの異なるアルミニウム合金インゴットを得た。インゴットは全て7xxx系アルミニウム合金であった。
以下において使用する場合、一連の態様に対するいかなる言及も、それらの例の各々に対する別個な言及と理解されるべきである(例えば、「態様1~4」は「態様1、2、3または4」として理解されるべきである)。
Claims (16)
- 7xxx系アルミニウム合金を半連続鋳造する方法であって、前記方法が、
金属供給源から、鋳型に鋳込まれつつあるエンブリオニックインゴットの金属溜まりへと7xxx系アルミニウム合金である溶湯を送達することと;
前記金属溜まりから熱を除去することによって凝固金属の外部固体殻を形成することであって、凝固界面が前記外部固体殻と前記金属溜まりとの間に位置する、前記形成することと;
前記溶湯を送達しながら及び前記外部固体殻を形成しながら前記エンブリオニックインゴットを前記鋳型から遠ざかる進行方向に鋳造速度で前進させることと;
前記鋳造速度を用いて撹拌の強度を決定することと;
前記決定された強度で溶湯溜まり内での撹拌を誘発し、前記鋳造速度において、溶湯コア、凝固界面、及び固体殻の隣接部分の底部に、一様なU字形または放物線形の輪郭を為すことと、を含み、
前記撹拌を誘発することが、給送管の反対側に配置された非接触磁気撹拌器を使用して前記金属溜まりの中の前記溶湯に撹拌力を加えることを含む、方法。 - 前記溶湯を送達することが、
複数のノズルを介して前記溶湯を質量流速で送達すること
を含み、前記撹拌を誘発することが、
前記複数のノズルの中を通るときの前記質量流速を維持しながら前記複数のノズルのうちの少なくとも1つの中を通る前記溶湯の流速を増加させること
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記鋳造速度を変更すること;
更新された前記鋳造速度を用いて撹拌の更新された強度を決定することであって、前記撹拌の更新された強度が、前記更新された鋳造速度において溶湯コア、凝固界面、及び固体殻の隣接部分の底部に、一様なU字形または放物線形の輪郭を為すのに適する、前記決定することと;
前記更新された強度で前記溶湯溜まり内での撹拌を誘発することであって、前記更新された強度で前記溶湯溜まり内での撹拌を誘発することが、前記更新された鋳造速度において前記溶湯コア、前記凝固界面、前記固体殻の隣接部分の底部が一様なU字形または放物線形の輪郭を呈することを誘発する、前記誘発することと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記エンブリオニックインゴットの温度を測定すること
をさらに含み、前記鋳造速度を用いて前記撹拌の強度を決定することが、前記測定された温度を用いることを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記進行方向に対して垂直でありかつ内部溶融コアと交差する前記エンブリオニックインゴットの断面において、前記外部固体殻内に高強度領域を連続的に形成することをさらに含み、前記高強度領域が前記外部固体殻の外面と前記内部溶融コアとの間に位置しており、前記高強度領域を形成することが、前記断面において前記外部固体殻を再加熱して前記外部固体殻における分散質析出を誘発すること
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記溶湯溜まり内での撹拌を誘発することが、前記溶湯の噴流が前記金属溜まりの底部において前記凝固界面を浸食して窪みを形成するように前記金属溜まりの中への前記溶湯の送達を制御することを含み、前記窪みが、前記金属溜まりの前記底部の直径と一致するように寸法決めされた直径を有する、請求項1に記載の方法。
- 7xxx系アルミニウム合金を半連続鋳造する方法であって、前記方法が、
金属供給源から、鋳型に鋳込まれつつあるエンブリオニックインゴットの金属溜まりへと7xxx系アルミニウム合金である溶湯を送達することと;
前記金属溜まりから熱を除去することによって凝固金属の外部固体殻を形成することであって、凝固界面が前記外部固体殻と前記金属溜まりとの間に位置する、前記形成することと;
前記溶湯を送達しながら及び前記外部固体殻を形成しながら前記エンブリオニックインゴットを前記鋳型から遠ざかる進行方向に鋳造速度で前進させることと;
前記金属溜まりの中への前記溶湯の送達を制御して、前記金属溜まりの底部において前記凝固界面の少なくとも一部を浸食するのに十分な前記溶湯の噴流を発生させることと
を含み、
前記溶湯を送達することが、
複数のノズルを介して前記溶湯を質量流速で送達すること
を含み、前記溶湯の噴流を発生させることが、
前記複数のノズルの中を通るときの前記質量流速を維持しながら前記複数のノズルのうちの少なくとも1つの中を通る前記溶湯の流速を増加させること
を含む、方法。 - 前記溶湯の送達を制御することが、
前記溶湯の噴流が前記凝固界面を10mm以下の厚さに浸食するように前記溶湯の送達を制御すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 非接触磁気撹拌器を使用して前記金属溜まりの中の前記溶湯に撹拌力を加えることをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記鋳造速度を変更すること
をさらに含み、前記溶湯の送達を制御することが、
前記変更された鋳造速度に基づいて前記溶湯の送達を、前記溶湯の噴流が前記金属溜まりの前記底部において前記凝固界面の少なくとも前記一部を浸食し続けるように動的に調整すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記エンブリオニックインゴットの温度を測定すること
をさらに含み、前記溶湯の送達を制御することが、
前記測定された温度に基づいて前記溶湯の送達を、前記溶湯の噴流が前記金属溜まりの前記底部において前記凝固界面の少なくとも前記一部を浸食し続けるように動的に調整すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 前記進行方向に対して垂直でありかつ前記金属溜まりと交差する前記エンブリオニックインゴットの断面において、前記外部固体殻内に高強度領域を連続的に形成すること
をさらに含み、前記高強度領域が前記外部固体殻の外面と前記金属溜まりとの間に位置しており、前記高強度領域を形成することが、
前記断面において前記外部固体殻を再加熱して前記外部固体殻における分散質析出を誘発すること
を含む、請求項7に記載の方法。 - 凝固界面から鋳造方向に底端部まで延びる7xxx系アルミニウム合金の凝固殻、及び
上面から前記凝固界面まで延びる前記7xxx系アルミニウム合金の液体溶融コア
を含み、溶湯コア、凝固界面、及び固体殻の隣接部分の底部に、一様なU字形または放物線形の輪郭を有する、エンブリオニックインゴット。 - 前記液体溶融コアが前記凝固界面からの再懸濁結晶粒を含む、請求項13に記載のエンブリオニックインゴット。
- 前記液体溶融コアが前記凝固界面からの再懸濁水素を含む、請求項13に記載のエンブリオニックインゴット。
- 前記凝固殻が、前記凝固殻の外面と、前記液体溶融コアの中心及び前記凝固殻の中心を通って前記鋳造方向に延びる中心線との間に配置された高強度領域を含み、前記高強度領域が、前記凝固殻の残部に比べてより高い濃度の分散質を有する、請求項13に記載のエンブリオニックインゴット。
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