JPH07316611A - 金属粒状化物の製造方法 - Google Patents
金属粒状化物の製造方法Info
- Publication number
- JPH07316611A JPH07316611A JP6109945A JP10994594A JPH07316611A JP H07316611 A JPH07316611 A JP H07316611A JP 6109945 A JP6109945 A JP 6109945A JP 10994594 A JP10994594 A JP 10994594A JP H07316611 A JPH07316611 A JP H07316611A
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- JP
- Japan
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- molten metal
- metal
- porous body
- temperature
- molten
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- Pending
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な装置で、手軽に半溶融の金属粒化物を
得る製造方法を提供する。 【構成】 溶湯を液相線温度付近に保持した状態から多
孔質材料中を通過させ、溶湯の乱れにより発生するせん
断力を付与することにより、デンドライトを破壊すると
共に粒状化せしめる製造方法である。溶湯の通路は温度
制御されている。雰囲気は不活性雰囲気であり、溶湯を
加圧し、また減圧を行う。
得る製造方法を提供する。 【構成】 溶湯を液相線温度付近に保持した状態から多
孔質材料中を通過させ、溶湯の乱れにより発生するせん
断力を付与することにより、デンドライトを破壊すると
共に粒状化せしめる製造方法である。溶湯の通路は温度
制御されている。雰囲気は不活性雰囲気であり、溶湯を
加圧し、また減圧を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半溶融加工用の金属粒
化物を得るための製造技術に関する。
化物を得るための製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半溶融状態の金属または複合材料
を激しく攪拌してデンドライトを破壊して半溶融状態で
の動粘性を低下させてスラリー状態としてそのスラリー
を連続的に製造し、鋳造装置に導入して鋳造するレオキ
ャスティング、コンポキャスティングなどの方法や、ス
ラリーを一旦凝固させそれを半溶融状態に再加熱して鋳
造機に導入するチクソキャスティングなどの技術が知ら
れている。金属スラリーの製造には機械的攪拌法（例え
ば特開昭５３−５２２０２号公報）、電磁攪拌法（例え
ば特開昭５８−９７５２号公報）、アトマイズ法（例え
ば特開昭６２−２８２７６５号公報）などが知られてい
る。
を激しく攪拌してデンドライトを破壊して半溶融状態で
の動粘性を低下させてスラリー状態としてそのスラリー
を連続的に製造し、鋳造装置に導入して鋳造するレオキ
ャスティング、コンポキャスティングなどの方法や、ス
ラリーを一旦凝固させそれを半溶融状態に再加熱して鋳
造機に導入するチクソキャスティングなどの技術が知ら
れている。金属スラリーの製造には機械的攪拌法（例え
ば特開昭５３−５２２０２号公報）、電磁攪拌法（例え
ば特開昭５８−９７５２号公報）、アトマイズ法（例え
ば特開昭６２−２８２７６５号公報）などが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】機械的攪拌法は溶湯を
高速で攪拌するため攪拌冶具の損耗が大きく経済的でな
い。また、電磁攪拌技術は電源、温度制御、引き抜き装
置、注入量コントロールなど大規模な装置が必要であ
る。更に、アトマイズ法は粉体を製造する技術で経済的
ではない。本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解
決し、簡単な装置で手軽に半溶融の金属粒化物を得る製
造方法を提供することにある。
高速で攪拌するため攪拌冶具の損耗が大きく経済的でな
い。また、電磁攪拌技術は電源、温度制御、引き抜き装
置、注入量コントロールなど大規模な装置が必要であ
る。更に、アトマイズ法は粉体を製造する技術で経済的
ではない。本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解
決し、簡単な装置で手軽に半溶融の金属粒化物を得る製
造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の金属粒化物の製
造方法においては、溶湯を液相線温度付近に保持した状
態から多孔質材料中を通過させ、通過中に材料内に前も
って存在していたか、あるいは通過中に発生した固相に
溶湯の乱れにより発生するせん断力を付与することによ
りデンドライトを破壊すると共に粒状化せしめるもので
ある。すなわち、溶湯の通路に多孔質材料を設け、溶湯
を当該多孔質材料中を通過させることを特徴としてい
る。そして、溶湯を多孔質材料中を通過させる際の温度
が、少なくとも一部固相が発生する温度であり、溶湯の
通路が抵抗加熱、高周波加熱などの加熱手段や空冷、水
冷などの冷却手段により温度制御されていることを特徴
としている。また、溶湯および多孔質体通過後の材料の
どちらか一方または双方を不活性雰囲気で保護する。前
記多孔質体を溶湯が通過するのを援助するため溶湯を加
圧するか、および／または、通過側から減圧を行うもの
である。
造方法においては、溶湯を液相線温度付近に保持した状
態から多孔質材料中を通過させ、通過中に材料内に前も
って存在していたか、あるいは通過中に発生した固相に
溶湯の乱れにより発生するせん断力を付与することによ
りデンドライトを破壊すると共に粒状化せしめるもので
ある。すなわち、溶湯の通路に多孔質材料を設け、溶湯
を当該多孔質材料中を通過させることを特徴としてい
る。そして、溶湯を多孔質材料中を通過させる際の温度
が、少なくとも一部固相が発生する温度であり、溶湯の
通路が抵抗加熱、高周波加熱などの加熱手段や空冷、水
冷などの冷却手段により温度制御されていることを特徴
としている。また、溶湯および多孔質体通過後の材料の
どちらか一方または双方を不活性雰囲気で保護する。前
記多孔質体を溶湯が通過するのを援助するため溶湯を加
圧するか、および／または、通過側から減圧を行うもの
である。
【０００５】本発明の製造方法では多孔質材料を適正に
選定することにより、つまりを防止しながら溶湯を通過
させることが可能である。また、溶湯を加圧することに
より多孔質体を通過するのを援助させることが有効であ
る。
選定することにより、つまりを防止しながら溶湯を通過
させることが可能である。また、溶湯を加圧することに
より多孔質体を通過するのを援助させることが有効であ
る。
【０００６】本発明の製造方法では処理装置をＡｒガ
ス、Ｎ2 ガスなどの不活性ガスの導入により保護するこ
とにより材料の酸化を防止できる。
ス、Ｎ2 ガスなどの不活性ガスの導入により保護するこ
とにより材料の酸化を防止できる。
【０００７】
【作用】本発明の製造方法では多孔質材料内を溶湯が通
過する際において溶湯の流れが分断され、溶湯中にせん
断力が発生する。不活性雰囲気下では溶湯の酸化が防止
でき、多孔質体でのつまり防止や通過材料の清浄度維持
に有効である。また、加圧することは多孔質体内の溶湯
のつまり防止やせん断力を大きくすることに効果があ
る。
過する際において溶湯の流れが分断され、溶湯中にせん
断力が発生する。不活性雰囲気下では溶湯の酸化が防止
でき、多孔質体でのつまり防止や通過材料の清浄度維持
に有効である。また、加圧することは多孔質体内の溶湯
のつまり防止やせん断力を大きくすることに効果があ
る。
【０００８】
（実施例１）図１に試験に用いた装置の概要を示す。Ａ
Ｃ４ＣＨ（高靱性のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金）溶湯は外
部の炉（図示せず）から供給し、図１中の黒鉛るつぼ１
に注湯する。注湯後５９０°Ｃ、６００°Ｃ、６１０°
Ｃ、６２０°Ｃ、まで温度を下げ黒鉛るつぼ１の底部に
設置した多孔質体２を通して外部の材料受け３に鋳造し
た。多孔質体２は１２．７ｍｍφで厚さ３ｍｍ、孔径は
平均７７μｍで１ｍｍ 2 中に約８０個存在するものを使
用した。溶湯量は２ｋｇであった。不活性ガス６により
不活性雰囲気中で実施した。なお、図１における７は、
多孔質体２を通過した金属粒状化物を模式的に示したも
のである。表１に通過溶湯量および組織状態を示す。組
織状態においてはデンドライトの破壊の割合を示した。
その結果、この例では６２０°Ｃのものまでデンドライ
トが切れた粒状化物の組織となった。尚、共晶割合は融
点の低い相が絞り出されて現れた組織の量を示す。図
２，図３，図４にはそれぞれ５９０°Ｃ，６００°Ｃ，
６２０°Ｃにおける多孔質体通過後の材料の顕微鏡組織
（倍率：５０倍）を示す。また、比較例として通常の鋳
造材の組織（倍率：５０倍）を図５に示す。これから６
００°Ｃ〜６２０°Ｃでは共晶の絞り出しも少なく良好
であることがわかる。
Ｃ４ＣＨ（高靱性のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金）溶湯は外
部の炉（図示せず）から供給し、図１中の黒鉛るつぼ１
に注湯する。注湯後５９０°Ｃ、６００°Ｃ、６１０°
Ｃ、６２０°Ｃ、まで温度を下げ黒鉛るつぼ１の底部に
設置した多孔質体２を通して外部の材料受け３に鋳造し
た。多孔質体２は１２．７ｍｍφで厚さ３ｍｍ、孔径は
平均７７μｍで１ｍｍ 2 中に約８０個存在するものを使
用した。溶湯量は２ｋｇであった。不活性ガス６により
不活性雰囲気中で実施した。なお、図１における７は、
多孔質体２を通過した金属粒状化物を模式的に示したも
のである。表１に通過溶湯量および組織状態を示す。組
織状態においてはデンドライトの破壊の割合を示した。
その結果、この例では６２０°Ｃのものまでデンドライ
トが切れた粒状化物の組織となった。尚、共晶割合は融
点の低い相が絞り出されて現れた組織の量を示す。図
２，図３，図４にはそれぞれ５９０°Ｃ，６００°Ｃ，
６２０°Ｃにおける多孔質体通過後の材料の顕微鏡組織
（倍率：５０倍）を示す。また、比較例として通常の鋳
造材の組織（倍率：５０倍）を図５に示す。これから６
００°Ｃ〜６２０°Ｃでは共晶の絞り出しも少なく良好
であることがわかる。
【０００９】
【表１】
【００１０】（実施例２）図６の如く内径７８ｍｍφ、
長さ２ｍのステンレス管８の中央に孔径平均約０．２ｍ
ｍで１ｍｍ2 中に約１０個の孔を含む７５ｍｍφで３０
ｍｍ厚さの多孔質体９を外部で溶湯の漏れが無いように
設置し、管内をＡｒガス１０で満たし、ＡＣ４ＣＨ（Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金）溶湯４を充満させた後、上部の
蓋１１を密閉し、所定の温度まで冷却した後、下部側の
排気孔１２より減圧して多孔質体を通過させた。下部側
は冷却コイル１３で冷却し固化させた。なお、図６にお
いて１４は濾過材、１５は加熱装置である。固化した材
料を切断しミクロ組織を観察すると５９０〜６２０°Ｃ
でほぼ粒状化した組織を得た。この材料を５８０°Ｃに
再加熱して１５０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの平板をダイ
キャストした結果、Ｔ６処理によってもふくれが発生し
ない良好な鋳物が得られた。
長さ２ｍのステンレス管８の中央に孔径平均約０．２ｍ
ｍで１ｍｍ2 中に約１０個の孔を含む７５ｍｍφで３０
ｍｍ厚さの多孔質体９を外部で溶湯の漏れが無いように
設置し、管内をＡｒガス１０で満たし、ＡＣ４ＣＨ（Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金）溶湯４を充満させた後、上部の
蓋１１を密閉し、所定の温度まで冷却した後、下部側の
排気孔１２より減圧して多孔質体を通過させた。下部側
は冷却コイル１３で冷却し固化させた。なお、図６にお
いて１４は濾過材、１５は加熱装置である。固化した材
料を切断しミクロ組織を観察すると５９０〜６２０°Ｃ
でほぼ粒状化した組織を得た。この材料を５８０°Ｃに
再加熱して１５０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの平板をダイ
キャストした結果、Ｔ６処理によってもふくれが発生し
ない良好な鋳物が得られた。
【００１１】一方、多孔質体を通過させる処理を行なわ
ないＡＣ４ＣＨ材は表面肌が悪く、Ｔ６処理によりふく
れが発生した。機械的性質の比較例を図７に示す。図７
において、従来法（ＡＣ４ＣＨ Ｔ６後）および本発明
法（濾過材使用）のそれぞれのダイキャスト鋳造品を比
較すると、耐力（Ｂ）はほとんど同値を示すが、引張強
さ（Ａ）および伸び（Ｃ）については本発明法によるも
のが優れた特性値を得ることができた。また、顕微鏡組
織（倍率：５０倍）を図８（本発明の６１０°Ｃでの濾
過材料の鋳造後の組織）と図９（通常のＡＣ４ＣＨ材を
使用した場合の鋳造組織）を示す。図８においては、デ
ンドライトが切れた粒状化物がむらなく、緻密に分布し
ており、このことが前述の優れた引張強さの値および伸
び％の値が得られた根拠と考えられる。
ないＡＣ４ＣＨ材は表面肌が悪く、Ｔ６処理によりふく
れが発生した。機械的性質の比較例を図７に示す。図７
において、従来法（ＡＣ４ＣＨ Ｔ６後）および本発明
法（濾過材使用）のそれぞれのダイキャスト鋳造品を比
較すると、耐力（Ｂ）はほとんど同値を示すが、引張強
さ（Ａ）および伸び（Ｃ）については本発明法によるも
のが優れた特性値を得ることができた。また、顕微鏡組
織（倍率：５０倍）を図８（本発明の６１０°Ｃでの濾
過材料の鋳造後の組織）と図９（通常のＡＣ４ＣＨ材を
使用した場合の鋳造組織）を示す。図８においては、デ
ンドライトが切れた粒状化物がむらなく、緻密に分布し
ており、このことが前述の優れた引張強さの値および伸
び％の値が得られた根拠と考えられる。
【００１２】
【発明の効果】本発明は以上の如くであり、手軽で経済
的に材料を攪拌できる。得られた材料は半溶融状態での
加工に適し、優れた機械的特性値を奏する。
的に材料を攪拌できる。得られた材料は半溶融状態での
加工に適し、優れた機械的特性値を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に係る多孔質体を使用した濾
過装置を示す図である。
過装置を示す図である。
【図２】溶湯濾過温度５９０°Ｃにおける多孔質体通過
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
【図３】溶湯濾過温度６００°Ｃにおける多孔質体通過
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
【図４】溶湯濾過温度６２０°Ｃにおける多孔質体通過
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
後の材料の顕微鏡組織を示す図である。
【図５】通常の鋳造材の組織を示す図である。
【図６】アルゴンガス雰囲気中で、減圧して、ＡＣ４Ｃ
Ｈ溶湯を多孔質体通過させる状態を示す装置の概略図で
ある。
Ｈ溶湯を多孔質体通過させる状態を示す装置の概略図で
ある。
【図７】ダイキャスト鋳造品の機械的性質の比較を示す
図である。
図である。
【図８】本発明による６１０°Ｃでの濾過材料の鋳造後
の組織を示す図である。
の組織を示す図である。
【図９】通常のＡＣ４ＣＨ材を使用した場合の鋳造組織
を示す図である。
を示す図である。
１ 黒鉛るつぼ ２，９ 多孔質体 ３ 材料受け ４ アルミニウム溶湯 ５ アルミニウムの凝固 ６ 不活性ガス ７ 金属粒状化物 ８ ステンレス管 １０ アルゴンガス １１ 蓋 １２ 排気孔 １３ 冷却コイル １４ 濾過材 １５ 加熱装置
Claims (5)
- 【請求項１】 溶湯の通路に多孔質材料を設け、溶湯を
前記多孔質材料中を通過させることを特徴とする金属粒
状化物の製造方法。 - 【請求項２】 溶湯を前記多孔質材料を通過させる際の
温度が、少なくとも一部固相が発生する温度となること
を特徴とする請求項１に記載の金属粒状化物の製造方
法。 - 【請求項３】 溶湯の通路が抵抗加熱、高周波加熱など
の加熱手段や空冷、水冷などの冷却手段により温度制御
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
金属粒化物の製造方法。 - 【請求項４】 溶湯および多孔質体通過後の材料のどち
らか一方または双方を不活性雰囲気で保護することを特
徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の金属粒化物の
製造方法。 - 【請求項５】 前記多孔質体を溶湯が通過するのを援助
するため溶湯を加圧するか、および／または、通過側か
ら減圧することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに
記載の金属粒化物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6109945A JPH07316611A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属粒状化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6109945A JPH07316611A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属粒状化物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07316611A true JPH07316611A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14523104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6109945A Pending JPH07316611A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | 金属粒状化物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07316611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501701A (ja) * | 2007-10-12 | 2011-01-13 | エイジャックス トッコ マグネサーミック コーポレーション | 半液体金属の加工・検出装置、並びに該装置を用いた加工・検出方法 |
| US9574826B2 (en) | 2012-09-27 | 2017-02-21 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Crucible and dual frequency control method for semi-liquid metal processing |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP6109945A patent/JPH07316611A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011501701A (ja) * | 2007-10-12 | 2011-01-13 | エイジャックス トッコ マグネサーミック コーポレーション | 半液体金属の加工・検出装置、並びに該装置を用いた加工・検出方法 |
| US8728196B2 (en) | 2007-10-12 | 2014-05-20 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Semi-liquid metal processing and sensing device and method of using same |
| US9574826B2 (en) | 2012-09-27 | 2017-02-21 | Ajax Tocco Magnethermic Corporation | Crucible and dual frequency control method for semi-liquid metal processing |
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