JPH06292942A - 偏晶合金の生産方法および生産装置 - Google Patents

偏晶合金の生産方法および生産装置

Info

Publication number
JPH06292942A
JPH06292942A JP3033539A JP3353991A JPH06292942A JP H06292942 A JPH06292942 A JP H06292942A JP 3033539 A JP3033539 A JP 3033539A JP 3353991 A JP3353991 A JP 3353991A JP H06292942 A JPH06292942 A JP H06292942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
molten material
matrix
cast
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3033539A
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno Prinz
ブルーノ・プリンズ
Alberto Romereo
アルベルト・ロメレオ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
Publication of JPH06292942A publication Critical patent/JPH06292942A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Revetment (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】液相状態では比較的広い溶解度ギャップを有
し、固化後はマトリックス内に貯えられてこのマトリッ
クス自体よりも高密度であると共に小滴形状である少数
の相を備えた偏晶合金を生産する場合に、偏析温度より
も高い温度に加熱された溶融材が高鋳造速度および高冷
却温度の下で連続鋳造される。そして上記少数の相の充
分に良好な分散を得るために、上記溶融材は垂直方向に
送られながら鋳造される。 【効果】上記少数の相はマトリックス内で小滴形状であ
ると共に、充分一様に分散されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、偏析温度よりも高い
温度に加熱した溶融材を高鋳造速度および高冷却速度の
下で連続鋳造することにより、液相状態では比較的広い
溶解度ギャップを有し、固化後はマトリックス内に貯え
られてこのマトリックス自体よりも密度が大であると共
に小滴形状である少数の相を備えた偏晶合金を生産する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】偏析される液相間の高い密度差と、高い
偏析温度差とを有する偏晶合金の溶融材が偏析温度を超
える温度で加熱されると、溶解度ギャップ領域内の温度
で、比較的重くしかも小滴形状をした少数の相の沈降
と、その凝固とが重力によってひき起こされる。
【0003】ところで上記沈降の速度は、ストークスの
法則によって小滴の径の2乗に比例する。したがって小
滴間の径差が小滴間の衝突と合体の頻度を増大させ、そ
の結果付加的に上記沈降が促進される。ところで原則的
にこれまでは、実際に上記小滴の沈降を重力条件下で妨
げることはできなかった。
【0004】かくしてマトリックス内における十分に一
様な小滴の分散は、この分散される相の濃度が相対的に
低いか、および/又は極めて急速に冷却されるかによっ
てのみ得られる。この目的のためにツェット・ルス・メ
ット(Z.Russ.Met.)の1979(1)の第
88〜93頁(英文)には、33%までの鉛又は10%
までのビスマスを含むアルミニウム合金を固相線(di
e Solidus−Isotherme)を超える2
00〜250℃および、偏析線(die Entmis
chungs−Isotherme)を超える150〜
200℃で加熱すること、および遠心力の作用下で霧化
された溶融材の小滴を水中に0.1秒以内でスプレーす
ることが提案されている。なおここで0.1秒以内は、
103 〜104 k/sの冷却速度に相応する。また小滴
内で少数の相は、適切に分散されることになる。
【0005】GB−A−2 182 876には、2成
分合金例えば、アルミニウム−鉛合金、銅−鉛合金ある
いは銅−インジウム合金から成る帯状体の鋳造方法が記
載されている。この場合には、溶融状態に完全に溶融さ
れた合金が105 〜106 k/sの冷却速度で鋳造され
る。なおこの方法によれば、微細な鉛粒子又はインジウ
ム粒子の一様な分散がアルミニウムマトリックス又は銅
マトリックス内に得られる。またこの方法では、厚さが
1.0mm以下の単に非常に薄いだけの鋳造帯状体が得
られるが、これは機械その他の加工、例えば鋼上への被
覆のごとき加工に向いていない。
【0006】US−A−4 198 232は、偏晶合
金の生産について報告している。これによれば、組織の
液相−固相中間層を破壊し、所定の温度勾配および低い
固化速度の下で整然と固化されるセル組織を作るため
に、遷移金属として特に鉄を含みかつビスマスおよび鉛
を含むアルミニウム合金又は亜鉛合金の溶融材が提案さ
れる。そしてこの方法によれば、少数の相の球状粒子が
マトリックス内で一様に分散されるとのことである。し
かしこの方法は、実用的な意義を持っていない。
【0007】次にWO−A−87/04377による鋳
造法の場合には、4重量%の鉛、若し必要ならさらに成
分の総計で10%までを含む鉛を含有するアルミニウム
合金の溶融材が、回転式の帯状体鋳造機に設けた鋼帯の
水冷表面に、1〜5mmの層厚で注がれる。そして90
0℃を超える温度の上記溶融材が0.1秒以内に約65
0℃の固化温度にまで冷却される。
【0008】この方法では50μm径の鉛粒子が、アル
ミニウムマトリックス内で一様に分布されるとのことで
ある。しかし設備技術上の困難、特に鋳造帯状体冷却設
備の技術上の困難から、この方法は実際的には採用され
ていない。なお帯状体の厚さが1mmを超える場合に
は、少数の相の沈降および固化を充分に回避することが
できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述の諸方法
では、合金から成る溶融材の偏析および固化の際の入り
組んだ手続が充分な程度に抑制されないために、これま
では実際的な意義を持っていなかった。そこでこの発明
の課題は、マトリックス内に分散される少数の相の小滴
ができるだけ小さな球形であり、しかも上記マトリック
ス内で充分に一様分布されるように、前記ひも状体の鋳
造方法を構成することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題の解決は以下の
ようにして行われる。すなわち上記溶融材は、厚さ5〜
20mmの帯状又は直径5〜20mmの棒状のひも状体
に鋳造される。その際上記ひも状体の排出方向は、より
重い少数の相の重力による沈降方向と一致する。また充
分に高い冷却速度および固化速度の場合には、極めて急
な温度勾配が固相/液相限界の前で保持されるから、組
織内部の偏析線と固相線との間の距離、およびそれと共
に沈降の長さが短い。
【0011】少数の相の小滴が沈降するための上記温度
間の間隔および沈降の長さの大きさが偏析温度線および
偏晶反応温度線で与えられる。その際、マトリックス相
が固化して未だに液相状態にある第2の相をその時点の
分布状態で閉じ込める。
【0012】上記少数の相の分散された小滴は、上記大
きな温度勾配のために、その際、ストークスの沈降を阻
むマランゴニ対流(die Marangoni Ko
nvettin)の影響下にある。このマランゴニ対流
は上記温度勾配の方向に生じ、また上記冷却は上記ひも
状体の表面からのみ生じるから、上記マランゴニ対流
は、上記ひも状体の表面近傍の領域で部分的に内部方向
に向かうことになり、その結果、少数の相の欠乏が上記
ひも状体の表面近傍の領域に起こる。これによって表皮
の安定が有利な方法で高められ、同時に変形、鍍金ある
いは熱処理のような後続の加工が容易となる。
【0013】この発明の方法の好ましい実施態様の範囲
では、合金は10〜30mm/s、とり分け15〜25
mm/sの一定速度で溶融される。また特に冷却速度は
300〜1500k/s、とり分け500〜1000k
/sに達する。
【0014】ところで2元の偏晶合金とは対照的に、3
元の偏晶合金の場合は沈降過程および凝固過程の妨害
が、樹枝状の初晶と共に生じる。何故ならこの場合は、
溶融材が既に比較的小さな結晶片によって海綿のごとく
多数の微小な容積に分割され、その結果これらの微小な
容積間で相間移行が妨げられるからである。
【0015】この発明に係る方法は、特にアルミニウム
合金から成る平軸受材の生産に適用される。なおこのア
ルミニウム合金は、1〜50重量%、特に5〜30重量
%の鉛、3〜50重量%、特に5〜30重量%のビスマ
ス、および15〜50重量%のインジウムなどの成分の
1つ又は複数、ならびに付加的には、0.1〜20重量
%の珪素、0.1〜20重量%の錫、0.1〜10重量
%の亜鉛、0.1〜5重量%のマグネシウム、0.1〜
5重量%の銅、0.05〜3重量%の鉄、0.05〜3
重量%のマンガン、0.05〜3重量%のニッケルおよ
び0.001〜0.3重量%のチタンなどの成分の1つ
又は複数を含有する。
【0016】同様にこの発明に係る方法は亜鉛合金から
成る平軸受の生産に適用される。なおこの亜鉛合金は、
1〜30重量%、特に50〜20重量%のビスマスおよ
び、1〜30重量%の鉛の成分の一方又は両方、ならび
に付加的には、0.001〜50重量%、特に0.00
1〜0.2重量%又は6〜50重量%のアルミニウムお
よび、0.1〜5重量%の銅の成分の一方又は両方を含
有する。
【0017】この発明に係る方法は、1〜60重量%、
特に12〜50重量%の鉛を含む銅合金にも適用され
る。またこの方法は、特に導電体用および電気接点用の
材料として使用される合金にも適用される。
【0018】
【実施例】この発明に係る連続鋳造法を具現するため
に、溶融材容器は鋳造ノズルを介し、垂直に配された金
型に直接結合される。なお上記鋳造ノズルはセラミック
ス材から成りかつ鋳型よりも小さな断面を有する。また
上記金型は強度に冷却されると共に、短い金属冷却面に
続き、鋳造された帯状体に水が直接掛かるように設計さ
れている。
【0019】このように構成された鋳造装置は、鋳造さ
れる全帯状体内部への溶融材の一様な流入を確実にす
る。また高温の溶融材供給システムと、後続の水による
2次冷却を設けた短い金型との間の熱絶縁は、上記帯状
体に強度の冷却を与えるから、凝固面前の温度勾配は非
常に大となり、また上記帯状体の固化される表皮は鋳造
ノズルの直ぐあとで急速に成長するであろう。
【0020】第1図では5%のビスマスおよび5%の珪
素を含みかつ温度が1000℃を超えるアルミニウム合
金溶融材が、800m/minの鋳造速度で鋳造され
る。
【0021】溶融材容器1、鋳造ノズル2および金型3
は、500k/sの凝固面前の温度勾配および、約70
0k/sの一定溶融材容積の冷却速度が得られるように
配列されている。なお上記金型3には、鋳造開始前にお
ける金型冷却のための冷却水供給路4および、帯状体7
の直接冷却用冷却溝6への冷却水供給路5が設けられて
いる。
【0022】図2に示すように10mm厚鋳造帯状体の
組織は、帯状体の全長に亘って充分に一様である。さら
に図2から、マランゴニ対流によって少数の相の欠乏す
る表皮領域が明らかに認められる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
少数の相は小滴形状を有すると共に、マトリックス内で
充分に一様分散されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続鋳造装置の断面図。
【図2】3元偏晶アルミニウム合金から成る鋳造帯状体
の倍率1〜10倍下における金属組織写真
【符号の説明】
1 溶融材容器 2 鋳造ノズル 3 金型 7 ひも状体

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】偏析温度よりも高い温度に加熱した溶融材
    を高鋳造速度および高冷却速度の下で連続鋳造すること
    により、液相状態では比較的広い溶解度ギャップを有
    し、固化後はマトリックス内に貯えられてこのマトリッ
    クス自体よりも高密度であると共に小滴形状である少数
    の相を備えた偏晶合金を生産する方法において、 上記溶融材は5〜20mm厚の帯状又は5〜20mm径
    の棒状であるひも状体に鋳造される偏晶合金の生産方
    法。
  2. 【請求項2】上記溶融材は10〜30mm/sの、とり
    分け15〜25mm/sの一定速度で鋳造される請求項
    1記載の生産方法。
  3. 【請求項3】上記溶融材は300〜1500k/sの、
    とり分け500〜1000k/sの冷却速度で鋳造され
    る請求項1又は2記載の生産方法。
  4. 【請求項4】1〜50重量%、とり分け5〜30重量%
    の鉛、3〜50重量%、とり分け5〜30重量%のビス
    マスおよび15〜50重量%のインジウムなどの成分の
    1つ又は複数と、付加的には0.1〜20重量%の珪
    素、0.1〜20重量%の錫、0.1〜10重量%の亜
    鉛、0.1〜5重量%のマグネシウム、0.1〜5重量
    %の銅、0.05〜3重量%の鉄、0.05〜3重量%
    のマンガン、0.05〜3重量%のニッケルおよび0.
    001〜0.3重量%のチタンなどの成分の1つ又は複
    数とを含みかつ平軸受材を生産するために使用するアル
    ミニウム合金に請求項1〜3記載の方法を使用する方
    法。
  5. 【請求項5】1〜30重量%、とり分け5〜20重量%
    のビスマスおよび1〜30重量%の鉛の成分の一方又は
    両方と、付加的には0.001〜50重量%、とり分け
    0.001〜0.2重量%又は6〜50重量%のアルミ
    ニウムおよび、0.1〜5重量%の銅の成分の一方又は
    両方とを含みかつ平軸受材を生産するために使用する亜
    鉛合金に請求項1〜3記載の方法を使用する方法。
  6. 【請求項6】1〜60重量%、とり分け12〜50重量
    %の鉛を含む銅合金に請求項1〜3記載の方法を使用す
    る方法。
  7. 【請求項7】セラミックスから成りかつ鋳造するひも状
    体7よりも小断面の鋳造ノズル2を介し、強度に冷却さ
    れた垂直の金型3と結合される溶融材容器1を有しかつ
    請求項1〜3記載の方法を具現するための連続鋳造装
    置。
JP3033539A 1990-02-02 1991-02-01 偏晶合金の生産方法および生産装置 Pending JPH06292942A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4003018.0 1990-02-02
DE4003018A DE4003018A1 (de) 1990-02-02 1990-02-02 Verfahren zur herstellung monotektischer legierungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06292942A true JPH06292942A (ja) 1994-10-21

Family

ID=6399239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3033539A Pending JPH06292942A (ja) 1990-02-02 1991-02-01 偏晶合金の生産方法および生産装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5400851A (ja)
EP (1) EP0440275B1 (ja)
JP (1) JPH06292942A (ja)
KR (1) KR910021271A (ja)
AT (1) ATE124304T1 (ja)
BR (1) BR9100437A (ja)
CA (1) CA2035361A1 (ja)
DE (2) DE4003018A1 (ja)
ES (1) ES2075321T3 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3516684A4 (en) * 2016-09-20 2020-06-03 ACM Research (Shanghai) Inc. METHOD AND DEVICE FOR CLEANING SUBSTRATES

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049168C (zh) * 1994-10-26 2000-02-09 中国科学院金属研究所 偏晶合金减磨轴承材料的铸造方法和设备
DE19800433C2 (de) * 1998-01-08 2002-03-21 Ks Gleitlager Gmbh Stranggießverfahren zum Vergießen einer Aluminium-Gleitlagerlegierung
EP0947260A1 (de) * 1998-02-04 1999-10-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Gleitlager aus monotektischen Legierungen
DE10343618B3 (de) 2003-09-20 2004-11-04 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
DE102005001537B3 (de) * 2005-01-13 2006-05-18 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
DE102006021772B4 (de) * 2006-05-10 2009-02-05 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Chrom-Kontakten für Vakuumschalter und zugehörige Schaltkontakte
CN100509217C (zh) * 2006-09-20 2009-07-08 中国科学院金属研究所 用于制备偏晶合金壳型复合组织粉末的设备及其使用方法
US7816250B2 (en) 2006-09-29 2010-10-19 Intel Corporation Composite solder TIM for electronic package
US8403027B2 (en) * 2007-04-11 2013-03-26 Alcoa Inc. Strip casting of immiscible metals
US7846554B2 (en) 2007-04-11 2010-12-07 Alcoa Inc. Functionally graded metal matrix composite sheet
DE102007033563A1 (de) 2007-07-19 2009-01-22 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
HU229322B1 (hu) * 2008-08-27 2013-11-28 Bay Zoltan Alkalmazott Kutatasi Koezalapitvany Nanotechnologiai Ki Eljárás monotektikus diszpergált fémötvözetek elõállítására
US8956472B2 (en) 2008-11-07 2015-02-17 Alcoa Inc. Corrosion resistant aluminum alloys having high amounts of magnesium and methods of making the same
DE102012213505A1 (de) * 2012-07-31 2014-02-06 Tyco Electronics Amp Gmbh Schicht für ein elektrisches Kontaktelement, Schichtsystem und Verfahren zur Herstellung einer Schicht
DE102015112550B3 (de) * 2015-07-30 2016-12-08 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer monotektischen Legierung
KR102602706B1 (ko) 2016-11-28 2023-11-14 맥마스터 유니버시티 구조 및 비-구조 준정형 주조용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법
DE102017113216A1 (de) 2017-06-15 2018-12-20 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Co. Kg Monotektische Aluminium-Gleitlagerlegierung und Verfahren zu seiner Herstellung und damit hergestelltes Gleitlager
CN113646116A (zh) * 2019-02-07 2021-11-12 埃奎斯费雷斯公司 用于包括再熔工艺的应用的具有低沉淀物密度的合金及其制备方法
CN110724841B (zh) * 2019-11-07 2021-09-07 中南大学 一种难混溶合金的制备方法及连铸设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3432293A (en) * 1966-01-06 1969-03-11 Glacier Metal Co Ltd Bearing materials and method of making same
US3827882A (en) * 1968-03-15 1974-08-06 Glacier Metal Co Ltd High lead aluminium alloy
US3778786A (en) * 1972-06-28 1973-12-11 Nasa Data storage, image tube type
US4071072A (en) * 1973-11-06 1978-01-31 Alcan Research And Development Limited Method of direct chill casting of aluminum alloys
US4214624A (en) * 1978-10-26 1980-07-29 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Method of and mold for DC casting
US4198232A (en) * 1978-12-29 1980-04-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Preparation of monotectic alloys having a controlled microstructure by directional solidification under dopant-induced interface breakdown
US4202404A (en) * 1979-01-02 1980-05-13 Allied Chemical Corporation Chill roll casting of amorphous metal strip
GB2082950B (en) * 1980-09-02 1984-06-20 British Aluminium The Co Ltd Apparatus for direct chill casting of aluminium
US4708194A (en) * 1981-07-27 1987-11-24 Allied Corporation Method and apparatus for rapidly solidifying metal employing a metallic conditioning brush
GB2182876A (en) * 1985-11-14 1987-05-28 Atomic Energy Authority Uk Alloy strip production
US4996025A (en) * 1986-01-23 1991-02-26 Federal-Mogul Corporation Engine bearing alloy composition and method of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3516684A4 (en) * 2016-09-20 2020-06-03 ACM Research (Shanghai) Inc. METHOD AND DEVICE FOR CLEANING SUBSTRATES

Also Published As

Publication number Publication date
CA2035361A1 (en) 1991-08-03
ES2075321T3 (es) 1995-10-01
ATE124304T1 (de) 1995-07-15
EP0440275A1 (de) 1991-08-07
DE4003018A1 (de) 1991-08-08
DE59105810D1 (de) 1995-08-03
BR9100437A (pt) 1991-10-22
EP0440275B1 (de) 1995-06-28
US5400851A (en) 1995-03-28
KR910021271A (ko) 1991-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06292942A (ja) 偏晶合金の生産方法および生産装置
US4140494A (en) Method for rapid cooling molten alumina abrasives
US4960163A (en) Fine grain casting by mechanical stirring
JP4733908B2 (ja) 精製と鋳造を行う装置およびその方法
Joly et al. Complex alloy powders produced by different atomization techniques: relationship between heat flow and structure
KR100718406B1 (ko) 주조 장치 및 주조 방법
JP2004523359A5 (ja)
AU2002220245A1 (en) Refining and casting apparatus and method
JP4762409B2 (ja) 清浄な金属から核生成鋳造した物品
KR100628591B1 (ko) 주물의 액상선 부분상에 보조 냉각을 행하는 주조 장치 및 주조 방법
Rohatgi et al. Segregation of silicon carbide by settling and particle pushing in cast aluminum-silicon-carbide particle composite
US5427173A (en) Induction skull melt spinning of reactive metal alloys
US3891024A (en) Method for the continuous casting of metal ingots or strips
JPH08318349A (ja) 鋳造用金属ビレットの製造方法及びその製造装置
JP3208941B2 (ja) 高純度アルミニウム合金の連続鋳造方法
US4687606A (en) Metalloid precursor powder and method of making same
JPS6150065B2 (ja)
JP3087964B1 (ja) 自由落下液滴の衝突凝固による高品質結晶材料の製造方法
KR100622733B1 (ko) 주조 장치 및 주조 방법
JPH075938B2 (ja) 急冷凝固金属基粉末の製造法
JPH03133543A (ja) 連続鋳造法
KR100718407B1 (ko) 주조 장치 및 주조 방법
JPS63123550A (ja) ベリリウム銅合金の連続鋳塊及びその連続鋳造法
JPH01313132A (ja) 金属スラリーの製造方法
JPS63126662A (ja) 滴下式鋳造方法