JPH04318143A - アルミニウム結晶微細化剤 - Google Patents
アルミニウム結晶微細化剤Info
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- JPH04318143A JPH04318143A JP11258891A JP11258891A JPH04318143A JP H04318143 A JPH04318143 A JP H04318143A JP 11258891 A JP11258891 A JP 11258891A JP 11258891 A JP11258891 A JP 11258891A JP H04318143 A JPH04318143 A JP H04318143A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムおよびアル
ミニウム合金の鋳造に際して、鋳造品の結晶微細化を図
るために溶湯に添加する結晶微細化剤の改良に係るもの
で、微細化効果を高め、あるいは微細化剤製造工程にお
けるＴｉおよびＢの歩留まりを向上させるものである。
ミニウム合金の鋳造に際して、鋳造品の結晶微細化を図
るために溶湯に添加する結晶微細化剤の改良に係るもの
で、微細化効果を高め、あるいは微細化剤製造工程にお
けるＴｉおよびＢの歩留まりを向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術および解決すべき課題】アルミニウムおよ
びアルミニウム合金の鋳造に際して鋳造品の結晶微細化
を図るために、溶湯に結晶微細化剤としてＡｌ−Ｔｉ−
Ｂ合金を添加して、生成するＴｉＡｌ３ 、ＴｉＢ２
等を結晶核として溶湯中に分散させる技術は周知である
（例えば特開４８−８９８１２参照）。
びアルミニウム合金の鋳造に際して鋳造品の結晶微細化
を図るために、溶湯に結晶微細化剤としてＡｌ−Ｔｉ−
Ｂ合金を添加して、生成するＴｉＡｌ３ 、ＴｉＢ２
等を結晶核として溶湯中に分散させる技術は周知である
（例えば特開４８−８９８１２参照）。
【０００３】この添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金は比較的薄
型に鋳造されたワッフルと呼ばれる鋳塊を溶解炉に投入
し撹拌して溶解、あるいは鋳塊を塑性加工したロッドを
鋳造トイを流れる溶湯に連続的に供給して溶解する方法
が一般的である。しかしながら、この何れの方法におい
ても添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金溶製中にＴｉＢ２ が生
成し炉底に沈殿してロスとなるばかりでなく、鋳造の際
の冷却速度が遅いため一部ＴｉＢ２ の粗大粒子を生成
し、これを添加した鋳造品の結晶微細化効果を低下させ
るばかりでなく、溶湯フィルタ−の目詰まりを起こし、
また濾過できずに鋳造品に混入した場合は、有害な異物
として作用する。
型に鋳造されたワッフルと呼ばれる鋳塊を溶解炉に投入
し撹拌して溶解、あるいは鋳塊を塑性加工したロッドを
鋳造トイを流れる溶湯に連続的に供給して溶解する方法
が一般的である。しかしながら、この何れの方法におい
ても添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金溶製中にＴｉＢ２ が生
成し炉底に沈殿してロスとなるばかりでなく、鋳造の際
の冷却速度が遅いため一部ＴｉＢ２ の粗大粒子を生成
し、これを添加した鋳造品の結晶微細化効果を低下させ
るばかりでなく、溶湯フィルタ−の目詰まりを起こし、
また濾過できずに鋳造品に混入した場合は、有害な異物
として作用する。
【０００４】添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金鋳造中のＴｉＢ
２ 粒子の粗大化を防ぐために、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金溶
湯を各種アトマイジング法により急冷凝固して成形した
粉末状の（特開平０２−１２９３３４）、あるいは冷や
し金等により急冷凝固して成形したリボン状の（特開昭
６２−１３３０３７）添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金が提案
されているが、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂの合金を一挙に得ようと
すると合金溶製中にＴｉＢ２ の形態で沈澱しＴｉやＢ
成分のロスは避けられない。また、添加に際して溶湯表
面に浮いてドロスに巻き込まれてロスとなり、あるいは
ロッドのように安定的に連続供給することが困難等の問
題がある。
２ 粒子の粗大化を防ぐために、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金溶
湯を各種アトマイジング法により急冷凝固して成形した
粉末状の（特開平０２−１２９３３４）、あるいは冷や
し金等により急冷凝固して成形したリボン状の（特開昭
６２−１３３０３７）添加用Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ合金が提案
されているが、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂの合金を一挙に得ようと
すると合金溶製中にＴｉＢ２ の形態で沈澱しＴｉやＢ
成分のロスは避けられない。また、添加に際して溶湯表
面に浮いてドロスに巻き込まれてロスとなり、あるいは
ロッドのように安定的に連続供給することが困難等の問
題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明ではＴｉを含むＡｌ合金粉末とＢを含むＡｌ合金
粉末との圧縮成型体を微細化剤として使用する方法を採
用した。２種類の粉末の圧縮成形体としたのは、Ａｌ溶
湯に供給後ＴｉとＢの反応を生起させ、ＴｉＢ２ を微
細結晶にして添加効果を高めようとするためである。結
晶微細化剤としての組成は従来公知の微細化剤と同様に
Ｔｉ１〜１０％、Ｂ０．１〜４％、残Ａｌが良く、特に
好ましくは、Ｔｉ３〜１０％、Ｂ０．２〜１％、残Ａｌ
が適当である。Ｔｉ、Ｂが上記範囲以下では微細化効果
が弱く、上記範囲以上では溶解速度が低くなりすぎるた
めである。結晶微細化剤を構成するＡｌ−Ｔｉ合金はＴ
ｉ６〜２０％、残Ａｌの組成を有するものが良く、Ａｌ
−Ｂ合金はＢ０．２〜２％、残Ａｌの組成を有するもの
が良い。上記範囲以下では微細化効果が弱く、上記範囲
以上では溶解温度が高くなりすぎるためである。しかし
、Ａｌ−Ｔｉ合金の中に微量のＢを含んだり、Ａｌ−Ｂ
合金の中に微量のＴｉを含んだものは、本発明と同様な
効果を発揮する。
本発明ではＴｉを含むＡｌ合金粉末とＢを含むＡｌ合金
粉末との圧縮成型体を微細化剤として使用する方法を採
用した。２種類の粉末の圧縮成形体としたのは、Ａｌ溶
湯に供給後ＴｉとＢの反応を生起させ、ＴｉＢ２ を微
細結晶にして添加効果を高めようとするためである。結
晶微細化剤としての組成は従来公知の微細化剤と同様に
Ｔｉ１〜１０％、Ｂ０．１〜４％、残Ａｌが良く、特に
好ましくは、Ｔｉ３〜１０％、Ｂ０．２〜１％、残Ａｌ
が適当である。Ｔｉ、Ｂが上記範囲以下では微細化効果
が弱く、上記範囲以上では溶解速度が低くなりすぎるた
めである。結晶微細化剤を構成するＡｌ−Ｔｉ合金はＴ
ｉ６〜２０％、残Ａｌの組成を有するものが良く、Ａｌ
−Ｂ合金はＢ０．２〜２％、残Ａｌの組成を有するもの
が良い。上記範囲以下では微細化効果が弱く、上記範囲
以上では溶解温度が高くなりすぎるためである。しかし
、Ａｌ−Ｔｉ合金の中に微量のＢを含んだり、Ａｌ−Ｂ
合金の中に微量のＴｉを含んだものは、本発明と同様な
効果を発揮する。
【０００６】Ａｌ−Ｔｉ合金およびＡｌ−Ｂ合金はいず
れも公知のアトマイズ法を利用して、粒径０．７ｍｍ以
下の粉末にする。本発明の結晶微細化剤は上記Ａｌ−Ｔ
ｉ合金粉末およびＡｌ−Ｂ合金粉末を所定の組成になる
ように配合し、加圧成型する。その際組成調整および機
械的特性調整のためにＡｌ粉末もしくはＡｌ合金粉末を
配合に加えても良い。Ａｌ合金粉末としてはＡｌ−Ｓｉ
合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ合金等が利用できる。圧縮成型は上記粉末を均一に
混合し、金型に詰めプレスで圧縮して所定の形状を得る
。この際粉末を５６０〜６００℃に加熱しておけば加工
が容易である。板状に成型したものは特に熱処理は必要
とせず、そのままワッフルとして使用可能である。また
、一旦ビレットに成型した後、あるいは粉末のままで、
押出機等を用いてワイヤ−ロッドに加工すると一層使用
に便利となる。
れも公知のアトマイズ法を利用して、粒径０．７ｍｍ以
下の粉末にする。本発明の結晶微細化剤は上記Ａｌ−Ｔ
ｉ合金粉末およびＡｌ−Ｂ合金粉末を所定の組成になる
ように配合し、加圧成型する。その際組成調整および機
械的特性調整のためにＡｌ粉末もしくはＡｌ合金粉末を
配合に加えても良い。Ａｌ合金粉末としてはＡｌ−Ｓｉ
合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ合金等が利用できる。圧縮成型は上記粉末を均一に
混合し、金型に詰めプレスで圧縮して所定の形状を得る
。この際粉末を５６０〜６００℃に加熱しておけば加工
が容易である。板状に成型したものは特に熱処理は必要
とせず、そのままワッフルとして使用可能である。また
、一旦ビレットに成型した後、あるいは粉末のままで、
押出機等を用いてワイヤ−ロッドに加工すると一層使用
に便利となる。
【０００７】本発明による結晶微細化剤は、目的とする
Ａｌ溶湯に溶解された後に初めてＴｉとＢの反応が起こ
るため、溶湯撹拌作用を有する脱ガス脱滓装置の上流の
トイに連続的に供給することにより反応が促進され、最
も良く機能が発揮される。本発明の結晶微細化剤の使用
に当たっては溶解後の撹拌が不可欠であるがこれは従来
の結晶微細化剤の溶解に際しても一般に撹拌が必要であ
るから取扱上の差異はない。
Ａｌ溶湯に溶解された後に初めてＴｉとＢの反応が起こ
るため、溶湯撹拌作用を有する脱ガス脱滓装置の上流の
トイに連続的に供給することにより反応が促進され、最
も良く機能が発揮される。本発明の結晶微細化剤の使用
に当たっては溶解後の撹拌が不可欠であるがこれは従来
の結晶微細化剤の溶解に際しても一般に撹拌が必要であ
るから取扱上の差異はない。
【０００８】
【作用】本発明はＴｉとＢをあらかじめ反応させること
を避け、Ａｌ溶湯中に入ってから反応を生起させること
によりＴｉＢ２ の粗大化を防止し、Ｔｉ、Ｂの沈降ロ
スを抑制し、結晶微細化の効果を高めるようにしたもの
である。
を避け、Ａｌ溶湯中に入ってから反応を生起させること
によりＴｉＢ２ の粗大化を防止し、Ｔｉ、Ｂの沈降ロ
スを抑制し、結晶微細化の効果を高めるようにしたもの
である。
【０００９】
【実施例】次に実施例をあげて本発明を説明する。純Ａ
ｌにＡｌ−１０％Ｔｉ合金を加えて溶解したＡｌ−７．
１４％Ｔｉ溶湯からガスアトマイズ法によって成形した
粒径０．７ｍｍ以下の粉末を７０重量部、Ａｌ−４％Ｂ
溶湯からガスアトマイズ法によって成形した粒径０．７
ｍｍ以下の粉末を２５重量部、Ａｌ−１２％Ｓｉ合金粉
末を５重量部の比率で均一に混合した粉末を、５６０〜
６００℃で、金型を用いて充填密度９５％以上に加圧成
型したワッフルを試料１とする。
ｌにＡｌ−１０％Ｔｉ合金を加えて溶解したＡｌ−７．
１４％Ｔｉ溶湯からガスアトマイズ法によって成形した
粒径０．７ｍｍ以下の粉末を７０重量部、Ａｌ−４％Ｂ
溶湯からガスアトマイズ法によって成形した粒径０．７
ｍｍ以下の粉末を２５重量部、Ａｌ−１２％Ｓｉ合金粉
末を５重量部の比率で均一に混合した粉末を、５６０〜
６００℃で、金型を用いて充填密度９５％以上に加圧成
型したワッフルを試料１とする。
【００１０】純ＡｌにＡｌ−１０％Ｔｉ合金を加えて溶
解したＡｌ−６．６７％Ｔｉ溶湯からガスアトマイズ法
によって成形した粒径０．７ｍｍ以下の粉末を７５重量
部と、Ａｌ−４％Ｂ溶湯からガスアトマイズ法によって
成形した粒径０．７ｍｍ以下の粉末を２５重量部の比率
で均一に混合した粉末を、５６０〜６００℃で金型を用
いて充填密度７０％以上に加圧成型したビレットを熱間
押出で成型したロッドを試料２とする。
解したＡｌ−６．６７％Ｔｉ溶湯からガスアトマイズ法
によって成形した粒径０．７ｍｍ以下の粉末を７５重量
部と、Ａｌ−４％Ｂ溶湯からガスアトマイズ法によって
成形した粒径０．７ｍｍ以下の粉末を２５重量部の比率
で均一に混合した粉末を、５６０〜６００℃で金型を用
いて充填密度７０％以上に加圧成型したビレットを熱間
押出で成型したロッドを試料２とする。
【００１１】試料１および２について、Ａｌ純度９９．
７％、温度７３０℃の溶湯１，０００ｋｇに対して５ｋ
ｇの比率で添加し、添加後撹拌しながら３０分間保持し
て経時的に金型に鋳造し、鋳塊断面のマクロ組織からル
ーゼックス７０００画像処理装置により平均結晶粒径を
測定した結果を表１に示す。比較のためＡｌ−１０％Ｔ
ｉ合金とＡｌ−４％Ｂ合金を溶解したＡｌ−５％Ｔｉ−
１％Ｂ溶湯から鋳造によって成型したワッフルを試料３
とし、Ａｌ−１０％Ｔｉ合金とＡｌ−４％Ｂ合金を溶解
したＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂ溶湯から鋳造によって成型
したビレットを熱間押出で成型したロッドを試料４とす
る。試料３および４について、実施例と同様にＡｌ溶湯
に添加、撹拌して鋳造し、鋳塊断面のマクロ組織から平
均結晶粒径を測定した結果を表１に併記する。なお、試
料１〜４はいずれも全体としてＴｉ；５％、Ｂ；１％の
組成を有する。
７％、温度７３０℃の溶湯１，０００ｋｇに対して５ｋ
ｇの比率で添加し、添加後撹拌しながら３０分間保持し
て経時的に金型に鋳造し、鋳塊断面のマクロ組織からル
ーゼックス７０００画像処理装置により平均結晶粒径を
測定した結果を表１に示す。比較のためＡｌ−１０％Ｔ
ｉ合金とＡｌ−４％Ｂ合金を溶解したＡｌ−５％Ｔｉ−
１％Ｂ溶湯から鋳造によって成型したワッフルを試料３
とし、Ａｌ−１０％Ｔｉ合金とＡｌ−４％Ｂ合金を溶解
したＡｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂ溶湯から鋳造によって成型
したビレットを熱間押出で成型したロッドを試料４とす
る。試料３および４について、実施例と同様にＡｌ溶湯
に添加、撹拌して鋳造し、鋳塊断面のマクロ組織から平
均結晶粒径を測定した結果を表１に併記する。なお、試
料１〜４はいずれも全体としてＴｉ；５％、Ｂ；１％の
組成を有する。
【００１２】
【表１】
【００１３】試料１〜４をそれぞれ１ｋｇ作製するため
に使用した、Ａｌ−１０％Ｔｉ地金およびＡｌ−４％Ｂ
地金の使用量を表２に示す。
に使用した、Ａｌ−１０％Ｔｉ地金およびＡｌ−４％Ｂ
地金の使用量を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】本発明による結晶微細化剤では、目的と
するＡｌ溶湯に溶解された後に初めてＴｉＢ２ 生成が
起こるため、ＴｉＢ２ が粗大粒子に成長するまでの時
間的余裕が長く、優れた微細化効果を示すうえに、Ｔｉ
Ｂ２ の粗大粒子が溶湯フィルタ−の目詰まりを起こし
、あるいは濾過できずに鋳造品に混入した場合は、有害
な異物として作用する等の弊害を軽減することができ、
ワッフルに成型して炉内の溶湯中に高い歩留まりで添加
することができ、押出加工等によってロッドに成型すれ
ば、鋳造トイを流れる溶湯に連続的に供給して溶解する
ことも出来る。塑性加工によってロッドに成型した場合
は、粉末が繊維化して個々の粉末の比表面積が増加し、
Ａｌ−Ｔｉ粉末とＡｌ−Ｂ粉末との接触面積が増大し、
目的とする溶湯への溶解に際し、単に粉末を圧縮成型し
たワッフルよりＴｉＢ２ 生成の反応速度が高くなり、
微細化の速効性を高める。この他に本発明によれば、微
細化剤製造中にＴｉＢ２ が生成し炉底に沈殿すること
もなくＴｉ成分およびＢ成分のロスが減少する。
するＡｌ溶湯に溶解された後に初めてＴｉＢ２ 生成が
起こるため、ＴｉＢ２ が粗大粒子に成長するまでの時
間的余裕が長く、優れた微細化効果を示すうえに、Ｔｉ
Ｂ２ の粗大粒子が溶湯フィルタ−の目詰まりを起こし
、あるいは濾過できずに鋳造品に混入した場合は、有害
な異物として作用する等の弊害を軽減することができ、
ワッフルに成型して炉内の溶湯中に高い歩留まりで添加
することができ、押出加工等によってロッドに成型すれ
ば、鋳造トイを流れる溶湯に連続的に供給して溶解する
ことも出来る。塑性加工によってロッドに成型した場合
は、粉末が繊維化して個々の粉末の比表面積が増加し、
Ａｌ−Ｔｉ粉末とＡｌ−Ｂ粉末との接触面積が増大し、
目的とする溶湯への溶解に際し、単に粉末を圧縮成型し
たワッフルよりＴｉＢ２ 生成の反応速度が高くなり、
微細化の速効性を高める。この他に本発明によれば、微
細化剤製造中にＴｉＢ２ が生成し炉底に沈殿すること
もなくＴｉ成分およびＢ成分のロスが減少する。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉ：１〜１０％、Ｂ：０．１〜４％
、残部が実質的にＡｌからなる組成を有し、Ｔｉを含む
Ａｌ合金粉末とＢを含むＡｌ合金粉末との圧縮成型体か
ら成ることを特徴とする結晶微細化剤。 - 【請求項２】 Ｔｉ：１〜１０％、Ｂ：０．１〜４％
、残部が実質的にＡｌからなる組成を有し、Ｔｉを含む
Ａｌ合金粉末とＢを含むＡｌ合金粉末とＡｌもしくはＡ
ｌ合金粉末との圧縮成型体から成ることを特徴とする結
晶微細化剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11258891A JPH04318143A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | アルミニウム結晶微細化剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11258891A JPH04318143A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | アルミニウム結晶微細化剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318143A true JPH04318143A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14590499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11258891A Pending JPH04318143A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | アルミニウム結晶微細化剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318143A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0601972A1 (de) * | 1992-12-07 | 1994-06-15 | ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH | Kornfeinungsmittel für Aluminium-Gusslegierungen insbesondere Aluminium-Silizium-Gusslegierungen |
| CN105671350A (zh) * | 2015-03-19 | 2016-06-15 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种铝合金细化剂、其制备方法及用途 |
| CN109811161A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-28 | 北京工业大学 | 一种大体积分数纳米级Al-TiB2中间合金及其制备方法 |
| CN112404374A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种细化剂的制备方法及应用 |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP11258891A patent/JPH04318143A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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