JPH01127631A - 発泡金属の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、従来困難であった銅や鉄などの高融点金属発
泡体の製造方法、およびアルミニウムなどの低融点金属
の製造技術を改善した発泡金属の製造方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 発泡金属は、独立した気泡が細胞状に分散した多孔体で
あり、軽量性、吸音性、衝撃吸収性、断熱性、不燃性に
優れ、かつ装飾性にも富む特性を持つ軽量金属複合材で
ある。

この発泡金属を得ろ手段としては、合金化、溶湯の酸化
、セラミックス粒子を分散させるなどの方法により粘性
を高めた溶融金属に、その融点近傍でガスを発生する水
素化物や天然鉱物などの粒子を発泡剤として添加混合し
、発生したガスを溶湯内に留める。ことによって製造さ
れている。

この発泡金属の製法において、発泡剤は溶湯中に混合さ
れると、直ちにガスの放出を始めるため、発泡剤の混合
と溶湯の発泡の二工程を同一容器で行う必要がある。こ
のためＷ、雑な形状の製品の製造が難しいと共に、発泡
剤の混合を素早く行わないと発泡効率が悪くなるという
性質がある。また発泡剤の混合が不均一だと、得られた
発泡体の気泡に偏析を生じ、均一な気泡の発泡体が得ら
れないなどの問題がある。更に銅や鉄などの高融点金属
の発泡の製造においては、上記の点に加えて高温でガス
を分解する発泡剤力！極めて少なく、高価であるのも問
題である。

現在溶湯にカルシウムを添加し、攪拌により酸化増粘さ
せた溶湯に水素化チタンを添加混合し、分解した水素ガ
スを留めるという方法で発泡アルミニウムの製造がなさ
れているが、直方体または円筒状の型で発泡剤の混合と
発泡の工程を同一容器で行っており、複雑形状の製品の
製造方法の確立が望まれていた。更に銅や鉄系の発泡金
属に対する要望も大きく、その製造技術の確立に期待が
寄せられていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は、上記従来技術の諸問題を解消し、高融点の金
属に対しても適用出来る方法、並びにアルミニウム等の
低融点金属については、その増粘とガスの溶解とを同時
に行える様な方法を提供する事を目的とするものである
。

く問題点を解決する為の手段〉 上記本発明の目的は、次の如き手段を採用する事により
達成出来る。即ち独立した気泡を有する発泡金属の製法
において、大気圧下にて溶融金属に応じた方法で粘性を
高め、その増粘した溶融金属に水素、窒素、酸素もしく
はこれらの混合ガスを吹き込むかあるいは水素化物、窒
化物、酸化物。

含水鉱物などの熱分解によってガスを発生する粒子を攪
拌混合によって分散混入させることにより、ガスを上記
増粘後の溶融金属に溶解させた後、−４００鳳鵬Ｈｇ〜
−７６０ｍｍＨｇの範囲の減圧雰囲気にすることにより
、溶融金属を発泡させることを特徴とする発泡金属の製
造方法であり、かつ又特にアルミニウム等の低融点金属
に対し特に有効な方法ではあるが、独立した気泡を有す
る発泡金属の製法において、大気圧下で溶融金属より該
溶融金属の増粘と水素ガスの溶解を同時に行った後、−
４００ｍｍＨｇ〜−７６０＋ｍｍＨｇの範囲の減圧雰囲
気にすることにより、溶融金属を発泡させることを特徴
とする発泡金属の製造方法である。

〈実施例〉 以下本発明をその実施例及び比較例を示し乍ら更に詳述
する。

遺」１例」− 大気中７２０℃で溶解した純アルミニウム３００ｇを撹
拌し乍ら６ｇのカルシウムを添加し、さらに５分間の攪
拌を続け、溶湯の粘性を上げろ（第１図（Ａ）参照）。

この溶湯に６　ｇ”の水素化チタンを添加混合し、水素
の分解がみられなくなるまで攪拌する（第１図（Ｂ）参
照）。水素化チタンの混合により一度大きく膨らんだ溶
湯は、この攪拌によって再び小さくなり、はぼ元の容積
により鋳造可能となる。この溶湯を成形型に鋳込んだ後
（第１図（Ｃ）参照）に、減圧容器に入れた油回転ポン
プで一５００ｍｍＨｇに減圧すると、溶湯中に溶解した
水素はガス化して気泡となり、溶湯は膨張し、成形型を
充満する（第１図（Ｄ）参照）。この溶湯を冷却し凝固
後、成形型と共に減圧容器から取出し、型から離すと（
第１図（Ｅ）参照）、目的とする形状の発泡アルミニウ
ムが得られた。なおこのときの発泡アルミニウムの見掛
は密度は０．３１　ｇ　／ｃｗｔ　、気孔率は８８％で
あった。

一方従来法に従って水素化チタンを添加した直後に、成
形型に鋳造し発泡させた結果、溶湯は十分に発泡せず型
内を充満しきれなかった。なおこの発泡アルミニウムの
見掛は密度は０．９ｇ／ｃｊ、気孔率６８％であった。

なお第１図中、（１）は電気炉、（２）はルツボ、（３
）は溶融金属、（４）は攪拌用羽根、（５）は増粘用金
属、（６）は発泡剤、（７）は成形用金型、（８）は真
空計、（９）は真空弁、（１０）は減圧容器、（１１）
は油回転ポンプ、（１２）は発泡金属を示す。

１嵐■１ 大気中７２０℃で溶解した５４０ｇのＡｌ−４，５Ｍｇ
合金を６分間攪拌して（第２図（Ａ）参照）粘性を上げ
た溶湯にガス圧０．７ｋｇ　／ｃｊ　、流量２００ｍｍ
／ｍａｉｎで水素ガスを５分間吹き込む（第２図（ＩＩ
）参照）。この溶湯を成形型に鋳込み（第２図（Ｃ）参
照）、減圧容器に入れ、油回転ポンプで一７６０＋ｍｍ
Ｈｇに減圧すると（第２図（ＤＪ参照）溶湯は発泡して
型内を充満する。この溶湯を冷却し凝固後、成形型と共
に減圧容器から取出し、型から離すと（第２図（Ｅ）参
照）目的とする形状の発泡アルミニウムが得られた。な
おこのときの発泡アルミニウムの見掛は密度は０．５６
ｇ／ｃｊ、気孔率は７８％であった。

一方水素ガスを吹き込んだ溶湯をそのま一冷却し凝固さ
せても、発泡は全く認められなかった。

なお、第２図中、（１）、（２）、（３）、（４）、（
７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）
、は全で上記第１図で示したのと同一物を示し、又（１
３）はガスボンベ、（１４）は減圧弁、（１５）は流量
調整弁、（１６）を次官を示す。

１皇透ｌ 大気中７２０℃で溶解した純アルミニウムに攪拌しなが
ら３００℃に加熱した水蒸気２０ｇ　Ｊｅ１５分間で吹
込む。この水蒸気吹込みによって増粘させると共に水素
を溶解せしめた溶湯を成形型に鋳込み減圧容器で一７６
０ｍｍＨｇに減圧すると溶湯は発泡を開始し、型内を充
満した。冷却後型から取出すと目的とする形状の発泡ア
ルミニウムが得られた。なお、この発泡アルミニウムの
見掛は密度は０、３６　ｇ　／ｃｄ、気孔率は８７％で
あった。

１血■± 大気中１３００℃で溶解した鋳鉄１２００ｇに６０ｇの
アルミニウムを添加し溶解する。この溶湯を５分間攪拌
し増粘させた後（第１図（Ａ）参照）、水素化ジルコン
を添加混合し、さらに水素ガスの分解の見られな（なる
まで、攪拌を続ける（第１図（Ｂ）参照）。この溶湯を
ルツボ毎減圧容器に入れて一７６０ｍｍＨｇに減圧する
と溶湯は発泡を開始する。

これを冷却し凝固させた後、ルツボから取出すと発泡鋳
鉄が得られた。この発泡鋳鉄の比重は２．５０ｇ／ｃｊ
、気孔率は６５％であった。

〈発明の効果〉 以上述べて来た如く、本発明方法によれば、従来から知
られた諸方法で増粘した溶融金属に大気圧下でガスある
いは熱分解によってガスを発生する粒子を加え、その後
に減圧状態となす事で発泡させるので、鋳込みと発泡を
時間を違え（別の工程で）行える為に、複雑な形状や任
意の大きさの製品を、しかも形状が均質な独立気泡を有
する製品を得る事ができるものであり、低融点金属ばか
りではなく、銅や鉄等の高融点金属に対しても有用であ
り、又水蒸気を吹込む方法の場合には増粘とガス溶解が
同時に行え、より高効率の方法といえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ本発明の発泡剤を用い
る場合の各工程図、第２図（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ同
ガスを吹き込む場合の各工程図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、独立した気泡を有する発泡金属の製法において、大
   気圧下にて溶融金属に応じた方法で粘性を高め、その増
   粘した溶融金属に水素、窒素、酸素もしくはこれらの混
   合ガスを吹き込むかあるいは水素化物、窒化物、酸化物
   、含水鉱物などの熱分解によってガスを発生する粒子を
   攪拌混合によって分散混入させることにより、ガスを上
   記増粘後の溶融金属に溶解させた後、−４００ｍｍＨｇ
   〜−７６０ｍｍＨｇの範囲の減圧雰囲気にすることによ
   り、溶融金属を発泡させることを特徴とする発泡金属の
   製造方法。 ２、溶融金属内で熱分解によりガスを発生させる粒子と
   して水素化チタン、水素化ジルコンなどの水素化物、窒
   化クロム、窒化マグネシウムなどの窒化物、酸化鉄、酸
   化銅などの酸化物およびシラス、シラスバルーン、石灰
   石、雲母、天然黒鉛などの天然鉱物またはその加工物を
   用いる特許請求の範囲第１項に記載の発泡金属の製造方
   法。 ３、独立した気泡を有する発泡金属の製法において、大
   気圧下で溶融金属より該溶融金属の増粘と水素ガスの溶
   解を同時に行った後、−４００ｍｍＨｇ〜−７６０ｍｍ
   Ｈｇの範囲の減圧雰囲気にすることにより、溶融金属を
   発泡させることを特徴とする発泡金属の製造方法。