JPH02247314A - 溶融金属への超音波振動の付加方法 - Google Patents
溶融金属への超音波振動の付加方法Info
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- JPH02247314A JPH02247314A JP1067486A JP6748689A JPH02247314A JP H02247314 A JPH02247314 A JP H02247314A JP 1067486 A JP1067486 A JP 1067486A JP 6748689 A JP6748689 A JP 6748689A JP H02247314 A JPH02247314 A JP H02247314A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、溶融金属への超音波振動の付加力への汚染
もない新しい超音波振動の付加方法に関するものである
。
もない新しい超音波振動の付加方法に関するものである
。
(従来の技術とその課題)
金属加工の過程において、溶融金属に対して超音波振動
を付加すると、脱ガスの促進、介在物の凝集および除去
、溶融金属中への溶融金属や固体の分散、結晶fiiA
[[l化、偏析の防止等多くの効果が期待される。しか
しながら、実際には、溶融金属に超音波振動を付加する
場合には、振動を伝達するホーンに種々な問題が生じる
。すなわち、このホーンには、a)室温から高温までの
機械的強さおよびエロージョン抵抗が大きいこと、b)
熱衝撃に対して強いこと、およびC)溶融金属と反応し
ないことという特性が要求されるが、この特性要件を満
たすホーン材料を見いだすことは現実的には困難である
。このため、これまでは超音波を付加しようとする溶融
金属とはあまり反応しない金属で製造したホーンを使用
して、これらをホーンの消耗や溶融金属への汚染が最小
限度となるように組み合せて使用してきている。しかし
ながら、その方策は、低融点の溶融金属を用いることや
、短時間の超音波付加に限られている。このため、従来
の方法では、最も広く使用される高融点金属などへ超音
波振動を付加することはできないのが実状である。
を付加すると、脱ガスの促進、介在物の凝集および除去
、溶融金属中への溶融金属や固体の分散、結晶fiiA
[[l化、偏析の防止等多くの効果が期待される。しか
しながら、実際には、溶融金属に超音波振動を付加する
場合には、振動を伝達するホーンに種々な問題が生じる
。すなわち、このホーンには、a)室温から高温までの
機械的強さおよびエロージョン抵抗が大きいこと、b)
熱衝撃に対して強いこと、およびC)溶融金属と反応し
ないことという特性が要求されるが、この特性要件を満
たすホーン材料を見いだすことは現実的には困難である
。このため、これまでは超音波を付加しようとする溶融
金属とはあまり反応しない金属で製造したホーンを使用
して、これらをホーンの消耗や溶融金属への汚染が最小
限度となるように組み合せて使用してきている。しかし
ながら、その方策は、低融点の溶融金属を用いることや
、短時間の超音波付加に限られている。このため、従来
の方法では、最も広く使用される高融点金属などへ超音
波振動を付加することはできないのが実状である。
この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、上記した通りの従来法の欠点を解消し、振動ホー
ンの消耗や溶融金属への汚染のない新しい超音波振動の
付加方法を提供することを目的としている。
あり、上記した通りの従来法の欠点を解消し、振動ホー
ンの消耗や溶融金属への汚染のない新しい超音波振動の
付加方法を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段)
この発明は、上記の課題を解決するものとして、溶融金
属と振動ホーンに対して反応することのない溶融金属よ
り低融点の振動伝達液体を介在させて超音波振動を付加
することを特徴とする溶融金属への超音波振動の付加方
法を提供する。
属と振動ホーンに対して反応することのない溶融金属よ
り低融点の振動伝達液体を介在させて超音波振動を付加
することを特徴とする溶融金属への超音波振動の付加方
法を提供する。
この発明において使用する振動伝達液体としては、低温
度域(室温〜約300℃)での使用には油などが、中温
度域(約300〜約800℃)では、溶融塩などが、ま
た、高温度域(約800℃以上)では溶融塩、ガラスあ
るいはスラグなどが例示される。この場合、溶融金属よ
り融点が低く密度の低い振動伝達液体を用いる時は、こ
れら液体が上層を形成し、密度の高い振動伝達液体を用
いる時は、これら液体が溶融金属に対して下層を形成す
る。
度域(室温〜約300℃)での使用には油などが、中温
度域(約300〜約800℃)では、溶融塩などが、ま
た、高温度域(約800℃以上)では溶融塩、ガラスあ
るいはスラグなどが例示される。この場合、溶融金属よ
り融点が低く密度の低い振動伝達液体を用いる時は、こ
れら液体が上層を形成し、密度の高い振動伝達液体を用
いる時は、これら液体が溶融金属に対して下層を形成す
る。
従って、前者の場合は上方より、後者の場合は下方より
超音波振動を溶融金属に対して付加することが可能とな
る。
超音波振動を溶融金属に対して付加することが可能とな
る。
振動伝達液体による超音波エネルギーの吸収を最小限に
するためには、溶融金属表面上のこれらの液体の厚さを
金属製ポーンの溶解などが起らない最低限の厚さとする
のが望ましい、また、振動伝達液体の粘性などの特性の
違いにより、これら液体と溶融金属の界面で超音波の反
射が起るなどの超音波振動の付加効果に差が生じること
があるので、溶融金属と振動伝達液体の粘性などの特性
に差の少ない液体を用いることが望ましい。さらにまた
、対象とする溶融金属と振動ホーンの種類に応じて、こ
れら両者に対して反応することがなく、かつ、溶融金属
より融点が低く、密度が低いかまたは高い振動伝達液体
を選択することが好ましい。
するためには、溶融金属表面上のこれらの液体の厚さを
金属製ポーンの溶解などが起らない最低限の厚さとする
のが望ましい、また、振動伝達液体の粘性などの特性の
違いにより、これら液体と溶融金属の界面で超音波の反
射が起るなどの超音波振動の付加効果に差が生じること
があるので、溶融金属と振動伝達液体の粘性などの特性
に差の少ない液体を用いることが望ましい。さらにまた
、対象とする溶融金属と振動ホーンの種類に応じて、こ
れら両者に対して反応することがなく、かつ、溶融金属
より融点が低く、密度が低いかまたは高い振動伝達液体
を選択することが好ましい。
この発明の方法に用いることのできる装置の概要を例示
したものが第1図および第2図である。
したものが第1図および第2図である。
第1図は、溶融金属よりも密度の低い振動伝達液体を用
いた場合の装置を例示している。
いた場合の装置を例示している。
振動ホーン(1)からの超音波振動は、容器(2)内の
振動伝達液体(3)を介して溶融金属(4)に付加され
る。
振動伝達液体(3)を介して溶融金属(4)に付加され
る。
また、第2図は、溶融金属よりも密度の大きな振動伝達
液体を用いた場合の装置を例示している。
液体を用いた場合の装置を例示している。
この場合には、振動ポーン(1)からの超音波振動が、
振動伝達液体(3)を介して、その上層の溶融金属(4
)に付加されるようになっている。
振動伝達液体(3)を介して、その上層の溶融金属(4
)に付加されるようになっている。
もちろん、具体的な装置の構成は様々可能であることは
いうまでもない。
いうまでもない。
以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説
明する。
明する。
実施例1
第1図に示した装置を用いて超音波振動を付加した。
19KHz 、 1.2に−の超音波発振機を用いた。
振動ホーンは直径40rmの鋼製で無負荷時の振幅は2
5μmである。振動伝達液体は、溶融塩[KCl−Li
C1: 42 mo1%KCI、融点340℃、密度1
.53g/am’ (800°C)1295tを用い
た。溶融金属としてアルミニウム合金[Al−4,5%
Cu合金二融点645℃、密度2.5t/cm3(80
0″C)]390gを鉄製るつぼ中で800℃に溶解し
た。このるつぼを水冷銅板上に設置し、上層の振動伝達
液体中へ振動ホーンを挿入し、振動伝達液体を介して下
層の溶融金属へ超音波振動を付加した。この場合、振動
伝達液体による超音波エネルギーの吸収があるので、ポ
ーンの位置は溶融金属の直上にするのが望ましいため、
溶融金属上10鰭に位置させた。
5μmである。振動伝達液体は、溶融塩[KCl−Li
C1: 42 mo1%KCI、融点340℃、密度1
.53g/am’ (800°C)1295tを用い
た。溶融金属としてアルミニウム合金[Al−4,5%
Cu合金二融点645℃、密度2.5t/cm3(80
0″C)]390gを鉄製るつぼ中で800℃に溶解し
た。このるつぼを水冷銅板上に設置し、上層の振動伝達
液体中へ振動ホーンを挿入し、振動伝達液体を介して下
層の溶融金属へ超音波振動を付加した。この場合、振動
伝達液体による超音波エネルギーの吸収があるので、ポ
ーンの位置は溶融金属の直上にするのが望ましいため、
溶融金属上10鰭に位置させた。
超音波振動付加の作用効果を示したものが第3図(a>
(b)である、第3図(a)は振動伝達液体を介して超
音波振動をアルミニウム合金の融点以下まで付加した場
合の断面組織を示したものである。また、第3図(b)
は、単に上下2液相状態の上部液体に無振動のホーンを
浸漬凝固させた場合のものである。
(b)である、第3図(a)は振動伝達液体を介して超
音波振動をアルミニウム合金の融点以下まで付加した場
合の断面組織を示したものである。また、第3図(b)
は、単に上下2液相状態の上部液体に無振動のホーンを
浸漬凝固させた場合のものである。
これらについて、断面組織を観察して比較すると、後者
は非常に粗大な等軸晶であるのに対して、前者は微細等
軸晶である。このように溶融塩を介して溶融金属に超音
波振動を付加することにより凝固後の金属の結晶組織を
非常にg&細化することができた。
は非常に粗大な等軸晶であるのに対して、前者は微細等
軸晶である。このように溶融塩を介して溶融金属に超音
波振動を付加することにより凝固後の金属の結晶組織を
非常にg&細化することができた。
実施例2
実施例1の溶融金属の代りに純亜鉛[融点419.5℃
、密度6.5g/■’(600°C)コ1 )Lgを用
いた。溶融塩は、実施例1と同じ [KCl−t、lc 1 : 421o1%KCI、融
点340℃、密度1.60 g / am’ (600
℃)]とし、鉄製るつぼ中で、600℃に溶解した。こ
のるつぼを水冷銅板上に設置し、上層の振動伝達液体中
へ振動したホーンを挿入し下層の溶融金属へ超音波振動
を付加した。この場合、液体による超音波エネルギーの
吸収があるので、ホーンの位置は溶融金属の直上10■
に位置させた。
、密度6.5g/■’(600°C)コ1 )Lgを用
いた。溶融塩は、実施例1と同じ [KCl−t、lc 1 : 421o1%KCI、融
点340℃、密度1.60 g / am’ (600
℃)]とし、鉄製るつぼ中で、600℃に溶解した。こ
のるつぼを水冷銅板上に設置し、上層の振動伝達液体中
へ振動したホーンを挿入し下層の溶融金属へ超音波振動
を付加した。この場合、液体による超音波エネルギーの
吸収があるので、ホーンの位置は溶融金属の直上10■
に位置させた。
第4図(a)は上部液体を介在して超音波振動を純亜鉛
の融点以下まで付加したものである。また、第4図(b
)は、第3図(b)と同様のものである。
の融点以下まで付加したものである。また、第4図(b
)は、第3図(b)と同様のものである。
この両者について、断面の組織を観察して、比較すると
、後者は粗大な柱状晶であるのに対して、前者はIII
&細柱状晶であり、その大きさは174〜115に微細
化した。溶融塩を介して溶融金属に超音波振動を付加す
ることにより凝固後の金属の結晶組織を非常に微細化す
ることができた。
、後者は粗大な柱状晶であるのに対して、前者はIII
&細柱状晶であり、その大きさは174〜115に微細
化した。溶融塩を介して溶融金属に超音波振動を付加す
ることにより凝固後の金属の結晶組織を非常に微細化す
ることができた。
(発明の効果)
以上詳しく説明したように、この発明の方法により、従
来法のように振動ホーンの浸食や消耗がなく、溶融金属
が汚染されることもない。
来法のように振動ホーンの浸食や消耗がなく、溶融金属
が汚染されることもない。
この方法によって、高融点金属をもその対象として、結
晶粒am化、溶融金属の脱ガス、粒子分散材料の作製な
どが高精度、高効率で可能となる。
晶粒am化、溶融金属の脱ガス、粒子分散材料の作製な
どが高精度、高効率で可能となる。
第1図および第2図は、この発明の方法に用いる装置を
例示した断面図である。 第3図<a)(b)および第4図(a)(b)は、各々
、この発明の方法の作用効果を例示した図面代用の金属
組織写真である。 l・・・振動ホーン 2・・・容 器 3・・・振動伝達液体 4・・・溶 融 金 属 第1図
例示した断面図である。 第3図<a)(b)および第4図(a)(b)は、各々
、この発明の方法の作用効果を例示した図面代用の金属
組織写真である。 l・・・振動ホーン 2・・・容 器 3・・・振動伝達液体 4・・・溶 融 金 属 第1図
Claims (1)
- (1)溶融金属と振動ホーンに対して反応することのな
い溶融金属より低融点の振動伝達液体を介在させて超音
波振動を付加することを特徴とする溶融金属への超音波
振動の付加方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1067486A JPH0784626B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融金属への超音波振動の付加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1067486A JPH0784626B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融金属への超音波振動の付加方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02247314A true JPH02247314A (ja) | 1990-10-03 |
JPH0784626B2 JPH0784626B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=13346358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1067486A Expired - Lifetime JPH0784626B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 溶融金属への超音波振動の付加方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0784626B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6420449B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-07-16 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Resin composition for white marking |
JP2006102807A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Toyota Motor Corp | 金属組織改質方法 |
JP2016141884A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 介在物除去方法 |
CN112458301A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 中南大学 | 一种超声波旋切辅助铸造装备 |
CN112974744A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-06-18 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝合金铸锭的制作装置及制作方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5248519A (en) * | 1975-10-16 | 1977-04-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Purification method of mercury |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1067486A patent/JPH0784626B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5248519A (en) * | 1975-10-16 | 1977-04-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Purification method of mercury |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6420449B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-07-16 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Resin composition for white marking |
JP2006102807A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Toyota Motor Corp | 金属組織改質方法 |
JP2016141884A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 介在物除去方法 |
CN112458301A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 中南大学 | 一种超声波旋切辅助铸造装备 |
CN112974744A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-06-18 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝合金铸锭的制作装置及制作方法 |
CN112974744B (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-14 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝合金铸锭的制作装置及制作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0784626B2 (ja) | 1995-09-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |