JPH0699775B2 - Precision casting method for iron-manganese-aluminum alloy - Google Patents

Precision casting method for iron-manganese-aluminum alloy

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JPH0699775B2
JPH0699775B2 JP3347543A JP34754391A JPH0699775B2 JP H0699775 B2 JPH0699775 B2 JP H0699775B2 JP 3347543 A JP3347543 A JP 3347543A JP 34754391 A JP34754391 A JP 34754391A JP H0699775 B2 JPH0699775 B2 JP H0699775B2
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正盛 謝
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゴルフクラブの金属ヘ
ッドなどの複雑形状で肉厚不均一で薄肉鋳物である精密
鋳物を鉄−マンガン−アルミニウム合金にて精密鋳造す
る方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for precision casting of a precision casting such as a metal head of a golf club, which is a thin casting having a complicated shape and a non-uniform thickness, using an iron-manganese-aluminum alloy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のゴルフクラブの金属ヘッドなどの
精密鋳物にはニッケル−クロム(Ni−Cr)系ステン
レス鋼などが多用されている。また、高靭性で機械的強
度が強く耐食性に優れ、耐摩耗性を有する鉄−マンガン
−アルミニウム合金を用いる試みもなされている。
2. Description of the Related Art Nickel-chromium (Ni-Cr) -based stainless steel is often used for precision castings such as metal heads of conventional golf clubs. Attempts have also been made to use an iron-manganese-aluminum alloy having high toughness, high mechanical strength, excellent corrosion resistance, and wear resistance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のニッケル−クロム(Ni−Cr)系ステンレス鋼で
製造された、例えばゴルフクラブの金属ヘッドではゴル
フボールを打撃する打撃面の強度が不足し、前記金属ヘ
ッドを損傷する可能性があり、打撃時の振動吸収性が低
く、打撃音も大きくなり、比重も大きいなどの問題点が
ある。また、鉄−マンガン−アルミニウム合金について
は、各種研究によって前記の優れた特質が知られている
反面、熱膨張率が大きく、熱伝導率が低く、また、この
合金を溶融した際、酸化し易く結晶粒界に脆性組織が偏
析するなどの鋳造製造上の阻害因子も有しており、この
合金の鋳造技術における材料の配合、鋳造工程の管理お
よび鋳物の熱処理などが製品の特性に及ぼす影響につい
て未だ明確になっておらず、鋳造技術が確立されていな
い問題点がある。
However, for example, a metal head of a golf club manufactured from the above-mentioned conventional nickel-chromium (Ni-Cr) type stainless steel lacks strength of a hitting surface for hitting a golf ball, There is a problem that the metal head may be damaged, the vibration absorption at the time of hitting is low, the hitting sound becomes loud, and the specific gravity becomes large. Further, regarding the iron-manganese-aluminum alloy, the above-mentioned excellent properties are known by various studies, but on the other hand, the thermal expansion coefficient is large, the thermal conductivity is low, and when the alloy is melted, it is easily oxidized. It also has an impediment factor in casting manufacturing such as segregation of brittle structure in the grain boundaries. Regarding the influence of material composition, casting process control and heat treatment of casting on the product characteristics in the casting technology of this alloy. There is a problem that the casting technology has not been established yet because it has not been clarified yet.

【0004】本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、ニ
ッケル−クロム(Ni−Cr)系ステンレス鋼鋳物より
も原料価格が安価な鉄−マンガン−アルミニウム合金の
優れた特質を損なうことなく複雑形状で鋳物の断面厚さ
が不均一である薄肉鋳物の精密鋳造方法を提供すること
にある。
In view of the above problems, the object of the present invention is complicated without impairing the excellent characteristics of the iron-manganese-aluminum alloy whose raw material price is lower than that of nickel-chromium (Ni-Cr) type stainless steel castings. It is an object of the present invention to provide a precision casting method for a thin-walled casting having a shape and a non-uniform sectional thickness of the casting.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の鉄−マンガン−
アルミニウム合金の精密鋳造方法は、組成が、炭素
(C)0.5〜2.0重量%、マンガン(Mn)25〜
36重量%、アルミニウム(Al)5〜10重量%、モ
リブデン(Mo)0.5〜1.5重量%、残部鉄(F
e)である鉄−マンガン−アルミニウム合金の精密鋳物
の製造工程において、迅速に1400〜1420℃に加熱溶解せ
しめた上記合金を予め1300〜1320℃に余熱されたセラミ
ックス鋳型に鋳込み、このセラミックス鋳型で得られた
複数の鋳物部品をTIG溶接によって溶接電流が40〜
60アンペアで溶接し、溶接した鋳物を1030〜1050℃で
1〜2時間溶体化処理後、450〜550℃で1〜2時
間時効処理してなり、前記セラミックス鋳型は、厚さ略
5mm、生型強度が350psi、焼成体強度が460p
siおよび通気率が6.5×10−3cm/sec・cm・aq
であることを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems Iron-manganese-of the present invention
The precision casting method for an aluminum alloy has a composition of 0.5 to 2.0% by weight of carbon (C) and 25 to 20% of manganese (Mn).
36 wt%, aluminum (Al) 5-10 wt%, molybdenum (Mo) 0.5-1.5 wt%, balance iron (F
In the manufacturing process of the iron-manganese-aluminum alloy precision casting which is e), the above-mentioned alloy rapidly heated and melted to 1400 to 1420 ° C is cast into a ceramic mold preheated to 1300 to 1320 ° C, and the ceramic mold is used. Welding current of 40-
Welded at 60 amps, the welded casting was solution-treated at 1030 to 1050 ° C for 1 to 2 hours, and then aged at 450 to 550 ° C for 1 to 2 hours. The ceramic mold had a thickness of about 5 mm and a raw material. Mold strength is 350 psi, fired body strength is 460 p
si and air permeability of 6.5 × 10 -3 cm 3 / sec · cm 2 · aq
It is characterized by being.

【0006】[0006]

【作用】本発明の鉄−マンガン−アルミニウム合金の精
密鋳造方法は、組成が、炭素(C)0.5〜2.0重量
%、マンガン(Mn)25〜36重量%、アルミニウム
(Al)5〜10重量%、モリブデン(Mo)0.5〜
1.5重量%、残部鉄(Fe)となるように管理されて
配合された合金原料を迅速に1400〜1420℃に加熱溶解せ
しめ、予め1300〜1320℃に余熱されたセラミックス鋳型
に鋳込むことによって、前記溶融した合金の湯がこの鋳
型に良好に流れ、偏析を防止できる。そして、前記セラ
ミックス鋳型を厚さ略5mm、生型強度が350psi、
焼成体強度が460psiおよび通気率が6.5×10
−3cm/sec・cm・aqにすることで、鋳物の凝固中に
亀裂を生じたり、割れたりすることを防止できる。そし
て、鋳込みによって得られた各種鋳物部品を溶接電流が
40〜60アンペアでTIG溶接によって溶接すること
によって、溶接近傍に亀裂やひび割れおよびピンホール
を防止できる。そして、溶接された鋳物を1030〜1050℃
で1〜2時間溶体化処理することによって鋳物表面の酸
化層の生成を抑え、450〜550℃で1〜2時間時効
処理することによって高強度の鋳物を得ることができ
る。
In the method of precision casting of iron-manganese-aluminum alloy according to the present invention, the composition is 0.5 to 2.0% by weight of carbon (C), 25 to 36% by weight of manganese (Mn), and 5% of aluminum (Al). -10 wt%, molybdenum (Mo) 0.5-
1.5% by weight, the alloy raw material that is controlled and blended so that the balance is iron (Fe) is rapidly melted by heating to 1400 to 1420 ° C and cast into a ceramic mold preheated to 1300 to 1320 ° C. As a result, the molten alloy water flows well into this mold, and segregation can be prevented. And, the ceramics mold has a thickness of about 5 mm and a green strength of 350 psi,
Fired body strength is 460 psi and air permeability is 6.5 × 10
By setting -3 cm 3 / sec · cm 2 · aq, it is possible to prevent cracking or cracking during solidification of the casting. Then, various cast parts obtained by casting are welded by TIG welding at a welding current of 40 to 60 amperes, whereby cracks, cracks and pinholes can be prevented in the vicinity of welding. And the welded casting is 1030 ~ 1050 ℃
The formation of an oxide layer on the surface of the casting is suppressed by performing the solution treatment for 1 to 2 hours, and the high-strength casting can be obtained by performing the aging treatment at 450 to 550 ° C. for 1 to 2 hours.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の鉄−マンガン−アルミニウム合金の
精密鋳造方法の一実施例のゴルフクラブの金属ヘッドを
図1ないし図3について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A metal head of a golf club according to an embodiment of the precision casting method for iron-manganese-aluminum alloy of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0008】1はゴルフクラブの金属ヘッドで、この金
属ヘッド1は図示しないゴルフクラブのシャフトを嵌合
する開口を有する後方に突出した接続部2と、右側面部
は略半球状に突出しその曲面が前方にまで達する本体部
3と、左側面部は例えば図示しないゴルフボールを打撃
する凹弧状の打撃面4と、図示しない地面と接する底部
5とから形成されている。
Reference numeral 1 denotes a metal head of a golf club. This metal head 1 has a connecting portion 2 having an opening for fitting a shaft of a golf club (not shown) and protruding rearward, and a right side surface portion thereof has a substantially hemispherical shape and a curved surface thereof. The main body portion 3 reaching to the front, and the left side surface portion are formed of, for example, a concave arc-shaped striking surface 4 for striking a golf ball (not shown), and a bottom portion 5 in contact with the ground (not shown).

【0009】次ぎに、上記実施例の金属ヘッドの製造方
法を説明する。
Next, a method of manufacturing the metal head of the above embodiment will be described.

【0010】厚さ略5mm、生型強度が350psi、焼
成体強度(乾態強度)が460psiおよび通気率が
6.5×10−3cm/sec・cm・aqにシェルモールド法
によって焼結して作成されたセラミックス鋳型を1300〜
1320℃に加熱保持しておく。別途組成が、炭素(C)
0.5〜2.0重量%、マンガン(Mn)25〜36重
量%、アルミニウム(Al)5〜10重量%、モリブデ
ン(Mo)0.5〜1.5重量%、残部鉄(Fe)とな
るように管理されて合金原料を配合する。
A thickness of about 5 mm, a green strength of 350 psi, a fired body strength (dry strength) of 460 psi, and an air permeability of 6.5 × 10 −3 cm 3 / sec · cm 2 · aq were baked by a shell molding method. Ceramic molds made by tying 1300 ~
Keep heating at 1320 ℃. Separate composition is carbon (C)
0.5-2.0 wt%, manganese (Mn) 25-36 wt%, aluminum (Al) 5-10 wt%, molybdenum (Mo) 0.5-1.5 wt%, balance iron (Fe) The alloy raw materials are blended under the control.

【0011】この合金原料を加熱溶解する際、溶融原料
の酸化によるスカムの生成、および、セラミックス鋳型
に鋳込み徐冷している途中で偏析や亀裂などの欠陥を防
止し前記溶融原料の湯が良好に前記鋳型内に流れ込める
ように、1200℃に達した時点で急加熱により略20〜25分
間で1400〜1420℃に加熱溶解して、1400〜1420℃に達し
た時点で直ちに前記セラミックス鋳型に鋳込む。
When the alloy raw material is heated and melted, scum is generated by the oxidation of the molten raw material, and defects such as segregation and cracks are prevented during the casting and slow cooling in the ceramics mold to prevent the molten raw material from being melted. In order to be able to flow into the mold, when it reaches 1200 ° C, it is heated and melted to 1400 to 1420 ° C in about 20 to 25 minutes by rapid heating, and when it reaches 1400 to 1420 ° C, it is immediately added to the ceramic mold. Cast in.

【0012】冷却凝固した本体部3と底部5を合わせて
接する底部の周辺部を溶接する際、ステンレス鋼やマン
ガン鋼などからなる溶接棒による溶接では、溶接を施し
た部分近傍に亀裂やひび割れおよびピンホールを生ずる
ため、溶接電流が40〜60アンペアとなるように制御
してTIG溶接によって溶接する。
When welding the peripheral portion of the bottom portion where the body portion 3 and the bottom portion 5 that have been solidified by cooling are joined together and welded with a welding rod made of stainless steel, manganese steel or the like, cracks and cracks are formed in the vicinity of the welded portion. Since pinholes are generated, welding is performed by TIG welding while controlling the welding current to be 40 to 60 amps.

【0013】溶接後の金属ヘッド1を熱処理する際、図
5および図6に示すように、真空炉熱処理の窒素冷却方
式および例えばトンネル型炉などのような連続炉熱処理
の窒素冷却方式によって熱処理された金属ヘッド1は、
表面の酸化被膜厚は薄く、ロックウェル硬さが真空炉で
はHRC32〜36、連続炉ではHRC28〜32と硬
いが靭性であるねばり強度および機械的強度が弱くなっ
てしまうので、図4に示すように、900℃以上に保持
された高温連続炉に入れて1030〜1050℃で1〜2時間急
加熱処理し、水冷による水焼入れあるいは油冷方式によ
って急冷して、ロックウェル硬さをHRC8〜12とな
るように溶体化処理を行う。
When heat-treating the metal head 1 after welding, as shown in FIGS. 5 and 6, it is heat-treated by the nitrogen cooling method of vacuum furnace heat treatment and the nitrogen cooling method of continuous furnace heat treatment such as tunnel furnace. The metal head 1
The surface oxide film thickness is thin, and the Rockwell hardness is HRC32 to 36 in a vacuum furnace and HRC28 to 32 in a continuous furnace, but the tenacity and mechanical strength, which are toughness, are weak, so as shown in FIG. In a high temperature continuous furnace maintained at 900 ° C. or higher, rapid heat treatment is performed at 1030 to 1050 ° C. for 1 to 2 hours, water quenching by water cooling or quenching by an oil cooling method to obtain Rockwell hardness of HRC 8-12. Solution treatment is performed so that

【0014】そして、面取りおよび穴あけ作業後、45
0〜550℃で1〜2時間加熱処理してロックウェル硬
さをHRC28〜36となるように時効処理する。
After chamfering and drilling, 45
It heat-processes at 0-550 degreeC for 1-2 hours, and aged so that a Rockwell hardness may be set to HRC28-36.

【0015】この時効処理後の金属ヘッド1は、表面に
残留する酸化物をサンドブラストまたはショットブラス
トにて除去し、乾燥被膜の厚みが3〜5μmとなるよう
に塗料を塗布して焼き付ける。
In the metal head 1 after the aging treatment, the oxide remaining on the surface is removed by sand blasting or shot blasting, and a coating material is applied and baked so that the thickness of the dry coating becomes 3 to 5 μm.

【0016】なお、前記鉄−マンガン−アルミニウム合
金は、炭素(C)1.5〜2.0重量%、マンガン(M
n)32〜36重量%、アルミニウム(Al)6〜8重
量%、モリブデン(Mo)1.0〜1.5重量%、残部
鉄(Fe)の組成が好ましい。
The iron-manganese-aluminum alloy contains carbon (C) of 1.5 to 2.0% by weight and manganese (M).
The composition of n) 32 to 36% by weight, aluminum (Al) 6 to 8% by weight, molybdenum (Mo) 1.0 to 1.5% by weight, and balance iron (Fe) is preferable.

【0017】次に、前記セラミックス鋳型について説明
する。
Next, the ceramic mold will be described.

【0018】前記セラミックス鋳型は、前記溶融した合
金原料の湯にスカムを生成させず偏析も防止させるため
に鋳型も高温に保持しなければならず、高温まで耐火性
を有する必要がある。また、熱膨張率が大きく、熱伝導
率が低い鉄−マンガン−アルミニウム合金の徐冷中に生
ずる冷却収縮応力によって金属ヘッド1に亀裂やひび割
れなどを生じる前に、このセラミックス鋳型が破砕され
る性質を有する必要がある。そこで、このセラミックス
鋳型は、第一層が0.044mm以下のジルコン粉末30
〜70重量%、例えば珪砂などのシリカ粉末略25重量
%、珪酸ゾル略25重量%からなり、第二層が0.07
4mm以下のマルグレイン粉末45〜55重量%、例えば
0.074mm以下の鱗状黒鉛などの黒鉛略4重量%、前
記シリカ粉末略25重量%、珪酸ゾル略25重量%、適
量の0.25〜0.5mmのシャモットからなり、第三層
が0.074mm以下のマルグレイン粉末45〜80重量
%、前記黒鉛略4重量%、前記シリカ粉末略25重量
%、珪酸ゾル略25重量%、適量の0.25〜0.5mm
のシャモットからなり、第四層が前記0.074mm以下
のマルグレイン粉末45〜80重量%、前記黒鉛略6重
量%、前記シリカ粉末略25重量%、珪酸ゾル略25重
量%、適量の0.5〜1.0mmのシャモットからなり、
第五層が前記0.074mm以下のマルグレイン粉末45
〜80重量%、前記黒鉛略6重量%、前記シリカ粉末略
25重量%、珪酸ゾル略25重量%からなり、第一層が
溶融合金と接する鋳込面側となるように5層の耐火性ス
ラリから構成されることが特に好ましい。
The ceramic mold must be kept at a high temperature in order to prevent scum and segregation in the molten alloy raw material water, and must have fire resistance up to a high temperature. Further, this ceramic mold has a property of crushing before the metal head 1 is cracked or cracked due to the cooling shrinkage stress generated during the slow cooling of the iron-manganese-aluminum alloy having a large thermal expansion coefficient and a low thermal conductivity. There is a need. Therefore, this ceramic mold has a zircon powder 30 whose first layer is 0.044 mm or less.
˜70% by weight, for example, about 25% by weight of silica powder such as silica sand and about 25% by weight of silicic acid sol, and the second layer is 0.07% by weight.
45-55% by weight of margrain powder of 4 mm or less, about 4% by weight of graphite such as scaly graphite of 0.074 mm or less, about 25% by weight of silica powder, about 25% by weight of silicic acid sol, 0.25 to 0% 0.5-80 mm chamotte, the third layer of which is 0.074 mm or less of 45-80% by weight of margrain powder, about 4% by weight of the graphite, about 25% by weight of the silica powder, about 25% by weight of silicic acid sol, and an appropriate amount of 0. 0.25 to 0.5 mm
The fourth layer comprises 45 to 80% by weight of the margrain powder of 0.074 mm or less, about 6% by weight of the graphite, about 25% by weight of the silica powder, about 25% by weight of silicic acid sol, and a proper amount of 0. It consists of chamotte of 5 to 1.0 mm,
The fifth layer is the above-mentioned 0.074 mm or less margrain powder 45
.About.80% by weight, about 6% by weight of the graphite, about 25% by weight of the silica powder, and about 25% by weight of silicic acid sol. Five layers of fire resistance so that the first layer is on the casting surface side in contact with the molten alloy. It is particularly preferred that it is composed of a slurry.

【0019】次いで、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0020】組成が、炭素(C)0.5〜2.0重量
%、マンガン(Mn)25〜36重量%、アルミニウム
(Al)5〜10重量%、モリブデン(Mo)0.5〜
1.5重量%、残部鉄(Fe)となるように管理されて
配合された合金原料を迅速に1400〜1420℃に加熱溶解せ
しめ、予め1300〜1320℃に余熱されたセラミックス鋳型
に鋳込むことによって、高温下における金属の酸化によ
るスカムの生成が防止でき、前記溶融した合金の湯がこ
の鋳型に良好に流れ、偏析を防止できる。そして、前記
セラミックス鋳型を厚さ略5mm、生型強度が350ps
i、焼成体強度が460psiおよび通気率が6.5×
10−3cm/sec・cm・aqにすることで、本体部3およ
び底部5の凝固中に亀裂を生じたり、割れたりすること
を防止できる。そして、鋳込みによって得られた本体部
3および底部5を溶接電流が40〜60アンペアでTI
G溶接によって溶接することによって、溶接近傍に亀裂
やひび割れおよびピンホールを防止できる。そして、溶
接された金属ヘッド1を、図4に示すように、900℃
の温度雰囲気中に入れ1030〜1050℃で1〜2時間加熱処
理後、水焼入れまたは油冷方式によって急令して硬さを
HRC8〜12となるように溶体化処理することによっ
て、加工性のよい硬さの低くく、鋳物表面の酸化層の生
成を抑え、平均圧縮強さが2100kg/mm以上のねば
り強度および機械的強度がつよい金属ヘッド1が得ら
れ、450〜550℃で1〜2時間時効処理することに
よって硬さも硬い高強度の金属ヘッド1を得ることがで
きる。
The composition is 0.5 to 2.0% by weight of carbon (C), 25 to 36% by weight of manganese (Mn), 5 to 10% by weight of aluminum (Al), and 0.5 to 0.5% of molybdenum (Mo).
1.5% by weight, the alloy raw material that is controlled and blended so that the balance is iron (Fe) is rapidly melted by heating to 1400 to 1420 ° C and cast into a ceramic mold preheated to 1300 to 1320 ° C. By this, generation of scum due to oxidation of the metal at high temperature can be prevented, the molten alloy hot water can satisfactorily flow into this mold, and segregation can be prevented. And, the ceramic mold has a thickness of about 5 mm and a green strength of 350 ps.
i, fired body strength is 460 psi and air permeability is 6.5 ×
By setting 10 −3 cm 3 / sec · cm 2 · aq, it is possible to prevent cracking or cracking during solidification of the main body portion 3 and the bottom portion 5. Then, the main body portion 3 and the bottom portion 5 obtained by casting are tied with a welding current of 40 to 60 amperes.
By welding by G welding, it is possible to prevent cracks, cracks and pinholes in the vicinity of welding. Then, the welded metal head 1 is heated to 900 ° C. as shown in FIG.
After heat treatment at 1030 to 1050 ° C for 1 to 2 hours, water quenching or oil cooling is carried out suddenly to carry out solution treatment so that the hardness becomes HRC8-12. A metal head 1 having a low hardness, suppressing the formation of an oxide layer on the surface of the casting, and having an average compressive strength of 2100 kg / mm 2 or more and having good tenacity and mechanical strength is obtained at 450 to 550 ° C. By performing the aging treatment for 2 hours, a high-strength metal head 1 having a high hardness can be obtained.

【0021】表1に従来のニッケル−クロム(Ni−C
r)系ステンレス鋼による金属ヘッドと本発明の鉄−マ
ンガン−アルミニウム合金の精密鋳造方法による金属ヘ
ッド1との特性表を示す。
Table 1 shows the conventional nickel-chromium (Ni-C).
The characteristic table of the metal head by r) type | system | group stainless steel and the metal head 1 by the precision casting method of the iron-manganese-aluminum alloy of this invention is shown.

【0022】[0022]

【表1】 表1から本発明の鉄−マンガン−アルミニウム合金の精
密鋳造方法による金属ヘッド1と、従来のニッケル−ク
ロム(Ni−Cr)系ステンレス鋼による金属ヘッドを
比較すると、本発明によって、鉄−マンガン−アルミニ
ウム合金の特質である硬さが硬く、ねばり強度および機
械的強度が強いことが明確であるとともに、軽くて振動
吸収性に優れた衝撃音の小さい金属ヘッド1を製造でき
る。
[Table 1] From Table 1, comparing the metal head 1 according to the precision casting method for iron-manganese-aluminum alloy of the present invention with the conventional metal head made of nickel-chromium (Ni-Cr) stainless steel, according to the present invention, iron-manganese- It is clear that the hardness of aluminum alloy, which is a characteristic of aluminum alloy, is high, and the tenacity and mechanical strength are strong, and it is possible to manufacture the metal head 1 that is light and excellent in vibration absorption and has a low impact sound.

【0023】そして、焼き付け塗装後の製品である金属
ヘッド1は、5%食塩水のソルトスプレー試験によって
24時間以上の耐食性も認められた。
The metal head 1 which was the product after baking and coating was also found to have corrosion resistance for 24 hours or longer by the salt spray test of 5% saline solution.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の鉄−マンガン−アルミニウム合
金の精密鋳造方法によれば、組成が、炭素(C)0.5
〜2.0重量%、マンガン(Mn)25〜36重量%、
アルミニウム(Al)5〜10重量%、モリブデン(M
o)0.5〜1.5重量%、残部鉄(Fe)となるよう
に管理されて配合された合金原料を迅速に1400〜1420℃
に加熱溶解せしめ、予め1300〜1320℃に余熱されたセラ
ミックス鋳型に鋳込むことによって、前記溶融した合金
の湯がこの鋳型に良好に流れ、偏析を防止できる。そし
て、前記セラミックス鋳型を厚さ略5mm、生型強度が3
50psi、焼成体強度が460psiおよび通気率が
6.5×10−3cm/sec・cm・aqにすることで、鋳物
の凝固中に亀裂を生じたり、割れたりすることを防止で
きる。そして得られた各種鋳物部品を溶接電流が40〜
60アンペアでTIG溶接によって溶接することによっ
て、溶接近傍に亀裂やひび割れおよびピンホールを防止
できる。そして、溶接された鋳物を1030〜1050℃で1〜
2時間溶体化処理することによって鋳物表面の酸化層の
生成を抑え、450〜550℃で1〜2時間時効処理す
ることによって高強度の鋳物を得ることができる。これ
らのことから、高靭性で機械的強度が強く耐食性に優
れ、耐摩耗性を有する鉄−マンガン−アルミニウム合金
が、これらの特性を損なうことなく、ニッケル−クロム
(Ni−Cr)系ステンレス鋼で製造された鋳物より衝
撃強度が強く、比重も軽く、原料価格が安価な鉄−マン
ガン−アルミニウム合金の複雑形状で鋳物の断面厚さが
不均一である薄肉鋳物を精密鋳造できる。
According to the method for precision casting of iron-manganese-aluminum alloy of the present invention, the composition is 0.5 (C).
~ 2.0 wt%, manganese (Mn) 25-36 wt%,
Aluminum (Al) 5 to 10% by weight, molybdenum (M
o) Promptly 1400 to 1420 ° C for alloy raw materials that are controlled and compounded so that the balance is 0.5 to 1.5% by weight and the balance is iron (Fe).
By melting it by heating and casting it in a ceramic mold that has been preheated to 1300 to 1320 ° C., the molten alloy water flows well into this mold and segregation can be prevented. Then, the ceramics mold had a thickness of about 5 mm and a green mold strength of 3
By setting the pressure to 50 psi, the fired body strength to 460 psi, and the air permeability to 6.5 × 10 −3 cm 3 / sec · cm 2 · aq, it is possible to prevent cracking or cracking during solidification of the casting. The welding current of the various cast parts obtained is 40 to
Welding by TIG welding at 60 amps can prevent cracks, cracks and pinholes near the weld. And, the welded casting is 1 ~ 10 at 1030 ~ 1050 ℃
The solution treatment for 2 hours suppresses the formation of an oxide layer on the surface of the casting, and the aging treatment at 450 to 550 ° C. for 1 to 2 hours makes it possible to obtain a high-strength casting. From these facts, an iron-manganese-aluminum alloy having high toughness, strong mechanical strength, excellent corrosion resistance, and wear resistance can be obtained by using nickel-chromium (Ni-Cr) -based stainless steel without impairing these characteristics. It is possible to perform precision casting of a thin-walled casting having a complex shape of an iron-manganese-aluminum alloy, which has a higher impact strength, a lower specific gravity, and a lower raw material cost than the manufactured casting, and has a non-uniform cross-sectional thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の鉄−マンガン−アルミニウム合金の精
密鋳造方法の一実施例のゴルフクラブの金属ヘッドの正
面図である。
FIG. 1 is a front view of a metal head of a golf club according to an embodiment of a precision casting method for iron-manganese-aluminum alloy of the present invention.

【図2】同上の側面図である。FIG. 2 is a side view of the above.

【図3】同上の背面図である。FIG. 3 is a rear view of the above.

【図4】同上の溶体化処理の条件を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the conditions of the solution treatment described above.

【図5】従来の溶体化処理の一実施例の条件を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing conditions of an example of a conventional solution treatment.

【図6】同上の他実施例の条件を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing conditions of another example of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶接した鋳物である金属ヘッド 3 複数の鋳物部品である本体部 1 Metal head which is a welded casting 3 Main body which is a plurality of casting parts

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C21D 9/00 Z 9352−4K C22C 38/00 302 A 38/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C21D 9/00 Z 9352-4K C22C 38/00 302 A 38/12

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成が、炭素(C)0.5〜2.0重量
%、マンガン(Mn)25〜36重量%、アルミニウム
(Al)5〜10重量%、モリブデン(Mo)0.5〜
1.5重量%、残部鉄(Fe)である鉄−マンガン−ア
ルミニウム合金の精密鋳物の製造工程において、 迅速に1400〜1420℃に加熱溶解せしめた上記合金を予め
1300〜1320℃に余熱されたセラミックス鋳型に鋳込み、 このセラミックス鋳型で得られた複数の鋳物部品をTI
G溶接によって溶接電流が40〜60アンペアで溶接
し、 溶接した鋳物を1030〜1050℃で1〜2時間溶体化処理
後、450〜550℃で1〜2時間時効処理してなり、 前記セラミックス鋳型は、厚さ略5mm、生型強度が35
0psi、焼成体強度が460psiおよび通気率が
6.5×10−3cm/sec・cm・aqであることを特徴と
する鉄−マンガン−アルミニウム合金の精密鋳造方法
1. The composition is such that carbon (C) is 0.5 to 2.0 wt%, manganese (Mn) is 25 to 36 wt%, aluminum (Al) is 5 to 10 wt%, and molybdenum (Mo) is 0.5 to.
In the manufacturing process of precision casting of iron-manganese-aluminum alloy with 1.5% by weight and balance iron (Fe), the above alloy which was rapidly heated and melted at 1400 to 1420 ° C was previously prepared.
It is cast into a ceramic mold that has been preheated to 1300 to 1320 ° C, and a plurality of casting parts obtained with this ceramic mold are
The welding current is 40 to 60 amperes by G welding, and the welded casting is subjected to solution heat treatment at 1030 to 1050 ° C for 1 to 2 hours and then aged at 450 to 550 ° C for 1 to 2 hours. Has a thickness of approximately 5 mm and a raw strength of 35
Precision casting method of iron-manganese-aluminum alloy, characterized in that 0 psi, fired body strength is 460 psi, and air permeability is 6.5 × 10 −3 cm 3 / sec · cm 2 · aq.
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