JPH04157060A - 金属溶湯取扱用耐蝕性成形品 - 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〕 この発明はアルミニウム、マグネシウム等の金属溶湯の
取扱いに用いる耐蝕性成形品に関し、さらに詳しくは、
例えば、アルミニウムやマグネシウムの精錬に用いる溶
解炉および金属ダイカストの鋳造に際して、金属溶湯の
受容器となる取鍋などの搬送容器とか、金属溶湯に浸漬
するなどのように、同溶湯に直接接触して使用する各種
金型、機器、治具類などのための耐蝕性成形品およびそ
の製造方法に係るものである。

〔従来の技術〕

従来から、この種のアルミニウム、マグネシウム等の金
属溶湯の取扱いに用いる耐蝕性成形品を得るための主要
な金属材料としては、一般に鋳鉄材料いわゆるＦＣ材料
が適用されており、かつまた、その耐蝕性を一層向上さ
せるために、成形品の表面に保護コーティング被膜を形
成させるようにしている。

しかしながら、このようにアルミニウムやマグネシウム
等の金属溶湯の取扱いのための耐蝕性成形品として、Ｆ
Ｃ材料を用いる場合には、たとえ、その成形品の表面に
防蝕や溶湯の付着を防止するための保護コーティング被
膜、通常は亜鉛華のような保護材をマシン油などの有機
溶剤で練り上げたものを塗布コーティングして被膜を形
成させ、同表面への溶湯の付着、いわゆる濡れ性および
浸蝕防止を図っているが、このような手段を講じても、
同成形品によりアルミニウムやマグネシウム等の金属溶
湯を継続して受容し、もしくは同成形品を該金属溶湯中
に継続して浸漬させると、極めて短時間のうちに表面の
浸蝕、溶損が始まって使用不能になるという不利があり
、繰り返し使用するには、その度毎にコーティングし直
す必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、アルミニウムやマグネシウム等の金属溶湯の異
°種金属材料に対する浸蝕性は極めて高く想像を絶する
もので、これは該金属自体が異種金属と頗る合金化し易
いという性質を有している上に、高温に保持された該金
属溶湯が極めて活性であって、その合金化をより一層助
長しているためであり、したがって、このアルミニウム
やマグネシウム等の金属溶湯を取扱うための成形品の材
料として、普通＊（ＳＳ）はもとよりのこと、熱間工具
、Ｉｔ　（ＳＫＤ）　、合金工具鋼（ＳＫＳ）などの硬
度の高い金型材料についても、その耐用寿命の点で全く
期待できず、さらには−船釣な耐蝕性金属材料として知
られる純ニンケル、ニッケル蟇合金とか、ステンレス鋼
などであってさえも、その高価な割には十分な信頼性に
欠け、また、ダイカスト、重力鋳造、低圧鋳造などのア
ルミニウムやマグネシウム等の金属鋳物の金型にも、熱
間工具＠（ＳＫＤ）　、鋳鉄（ＦＣ）などが用いられて
いるが、このような金型材料でも、繰り返し使用した場
合には、常時、アルミニウムやマグネシウム等の金属溶
湯が強（当たる部分にヒートクラックを生じて使用不能
になるなどの欠点があった。

そこで、最近に至って、前記した金属材料に代えて炭化
ケイ素、窒化ケイ素に代表される各種のセラミックス材
料を、この種の成形品材料に使用することが図られてお
り、これらの各種セラミックス材料の場合、アルミニウ
ムやマグネシウム等の金属溶湯に対する耐蝕性について
は、従来の金属材料に比較すると、極めて優れているが
、セラミックス材料の通有性として、耐衝撃性とか熱衝
撃性に弱く、取扱いを慎重になさないと破損し易いもの
であり、また一方、セラミックス材料は、本質的に多孔
性であることから、該金属溶湯の受容条件とか、あるい
は該金属溶湯中への浸漬条件の如何によっては、同溶湯
が外部に漏れたり、内部に含浸されて好ましくなく、さ
らに、機械的加工性が悪いために形状的な制約が大きく
て使用範囲が限定され、かつまた、コスト面でも高価に
つくなどの多くの問題点がある。

前記した従来技術の問題点を改善する手段として、チタ
ン基台金素材によって素製品を成形すると共に、同業製
品の表面に酸化被膜または窒化被膜を形成したことを特
徴とするアルミニウム溶湯の取扱いに用いる耐蝕性成形
品および同合金素材によって成形された素製品を、大気
中または窒素雰囲気下において５００〜９５０°Ｃの温
度範囲内で２時間以上加熱処理し、同業製品の表面に酸
化被膜または窒化被膜を形成したことを特徴とするアル
ミニウム溶湯の取扱いに用いる耐蝕性成形品の製造方法
が提案されている（特開平１−４４２５６号）。

それによれば前記した課題をほぼ解決し、優れた効果を
奏し得たが、素材として用いるチタン基台金そのものは
高価であり、かつ、加工性にも難点がある。さらにその
表面に酸化被膜や窒化被膜を形成するために、種々の操
作を必要とするなどの課題も残されていた。

本発明者等は、更に安価でかつ目的とする耐蝕性をも充
分に備えた成形品を提供すべく考究を重ねた結果、本発
明を完成した。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、チタンまたはチタン基合金素材によ
って成形することを特徴とするアルミニウム、マグネシ
ウム等の金属溶湯取扱用耐蝕性成形品を提供するところ
にある。

本発明において使用される素材としてのチタン又はチタ
ン基台金は通常市販の素材を適宜に選択して使用し得る
。

例えば、特別に高い強度を必要としない部位に使用する
場合は純チタンそのものを用いれば良く、逆に高強度を
必要とする部位に使用する場合は６Ａｌ−４Ｖ残Ｔｉに
代表されるような高強度チタン合金を用いることが好ま
しい。

これらの素材は部品として成形した後、窒化チタン層や
酸化チタン層を形成する表面処理等を一切施す必要はな
く、そのままの状態でアルミニウムやマグネシウム等の
金属溶湯中に直接浸漬または接触しても十分な耐蝕性を
示すことが各種の実験から明らかとなった。

〔作　用〕

従来チタンまたはチタン合金材をアルミニウムやマグネ
シウム等の金属溶湯中に浸漬または接触させた場合、そ
の耐蝕性において殆ど期待できないという知見が一般的
であった。

本発明において斯かる定説的知見を全く無視し得る程度
の効果を奏し得たメカニズムについては必ずしも明らか
ではないが、推察するところによればアルミニウムやマ
グネシウム等の高い活性金属溶湯に浸漬または接触する
直前にやはり活性金属であるチタンまたはチタン基合金
の表層に瞬時にして酸化被膜が形成されたり、あるいは
また同様に合金化して安定してしまうという作用が働き
、それ以上浸蝕しないためと思われる。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１ 純チタン板２種（Ｊ　Ｉ　５−ＴＰ　３５　Ｈ）を使用
し厚さ３１ＩＩｍ、巾５０ＩＩ１１、長さ１００ｍｍの
テストピースを用意した。（試料Ｎｏ、　１　） 同寸法の６ＡＩ−４Ｖ−残Ｔｉ合金（試料Ｎｏ、２）及
び、鋳鉄（Ｆｅ１２）のみのもの（試料Ｎｏ、３）、鋳
鉄（Ｆｅ１２）の表面に亜鉛華による保護コーティング
を施したもの（試料Ｎｏ、４）をそれぞれ用意し、湯温
７５０°Ｃのアルミニウム合金溶湯（ＡＣ４Ｃ）中に浸
漬して同一条件下で溶損するまでの時間を比較測定した
。得られた結果を第１表に示す。

実施例２ 湯温８００°Ｃのマグネシウム合金溶湯（ＡＺ９２）中
に、実施例１と同様のテストピースを浸漬し、同一条件
下で溶損するまでの時間を比較測定した。得られた結果
を第１表に示す。

〔発明の効果〕

実施例からも明らかなように、本発明によれば従来使用
されてきた鋳鉄（Ｆｅ１２）および鋳鉄に亜鉛華による
保護コーティングを施したものに比較し、３〜５倍程度
の耐蝕性を示すことが確認された。

このことは特開平１−４４２５６号に開示された方法に
比較すると、耐蝕性そのものは劣るものの、安価でかつ
加工性の良い純チタンまたはチタン基台金を使用して目
的とする耐用寿命を有する金属溶湯取扱用成形品を工業
的実用度の高い割合で提供し得るものとして注目される
。

出願人　トーホーテック株式会社 代理人　弁理士　高　畑　正　也

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、チタンまたはチタン基合金素材によって成形するこ
   とを特徴とするアルミニウム、マグネシウム等の金属溶
   湯取扱用耐蝕性成形品。