JPH07316709A - チクソキャスティング用共晶系合金材料 - Google Patents
チクソキャスティング用共晶系合金材料Info
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- JPH07316709A JPH07316709A JP12829094A JP12829094A JPH07316709A JP H07316709 A JPH07316709 A JP H07316709A JP 12829094 A JP12829094 A JP 12829094A JP 12829094 A JP12829094 A JP 12829094A JP H07316709 A JPH07316709 A JP H07316709A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チクソキャスティング法の適用下で健全な鋳
物を得ることのできる共晶系Ａｌ合金材料を提供する。 【構成】 共晶系Ａｌ合金材料は、その示差熱分析曲線
ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク
値をＥ1 とし、また共晶点よりも高融点の成分の溶解に
よる第２山形吸熱部ｆのピーク値をＥ2 としたとき、Ｅ
1 ＞Ｅ2 に設定される。このように構成すると、半溶融
共晶系Ａｌ合金材料においては、第１山形吸熱部ｅのピ
ーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ2 よりも大
であることに起因して、共晶溶解により生じた液相は大
きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャスティング法の
凝固過程では固相の凝固収縮に応じてその固相周りに液
相が十分に供給され、その後液相が凝固するので、ミク
ロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物を得ることがで
きる。
物を得ることのできる共晶系Ａｌ合金材料を提供する。 【構成】 共晶系Ａｌ合金材料は、その示差熱分析曲線
ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク
値をＥ1 とし、また共晶点よりも高融点の成分の溶解に
よる第２山形吸熱部ｆのピーク値をＥ2 としたとき、Ｅ
1 ＞Ｅ2 に設定される。このように構成すると、半溶融
共晶系Ａｌ合金材料においては、第１山形吸熱部ｅのピ
ーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ2 よりも大
であることに起因して、共晶溶解により生じた液相は大
きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャスティング法の
凝固過程では固相の凝固収縮に応じてその固相周りに液
相が十分に供給され、その後液相が凝固するので、ミク
ロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物を得ることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チクソキャスティング
法の実施に用いられる共晶系合金材料に関する。
法の実施に用いられる共晶系合金材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、チクソキャスティング用合金材
料、例えばＡｌ合金材料としては、鋳物の耐熱性向上を
狙った場合に用いられるＡＡ規格２０００系合金や、鋳
物の高強度、高靱性化を狙った場合に用いられるＡＡ規
格６０００系合金が知られている。
料、例えばＡｌ合金材料としては、鋳物の耐熱性向上を
狙った場合に用いられるＡＡ規格２０００系合金や、鋳
物の高強度、高靱性化を狙った場合に用いられるＡＡ規
格６０００系合金が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】チクソキャスティング
法の実施に当っては、Ａｌ合金材料に加熱処理を施して
固相（略固体となっている相、以下同じ）と液相とが共
存する半溶融Ａｌ合金材料を調製し、次いでその半溶融
Ａｌ合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填し、そ
の後前記加圧下で半溶融Ａｌ合金材料を凝固させる、と
いった方法が採用される。
法の実施に当っては、Ａｌ合金材料に加熱処理を施して
固相（略固体となっている相、以下同じ）と液相とが共
存する半溶融Ａｌ合金材料を調製し、次いでその半溶融
Ａｌ合金材料を加圧下で鋳型のキャビティに充填し、そ
の後前記加圧下で半溶融Ａｌ合金材料を凝固させる、と
いった方法が採用される。
【０００４】しかしながら前記チクソキャスティング法
の実施において、従来のＡｌ合金材料を用いた場合に
は、鋳物の粒状固相の境界にミクロンオーダの空孔部が
発生し易い、という問題があった。
の実施において、従来のＡｌ合金材料を用いた場合に
は、鋳物の粒状固相の境界にミクロンオーダの空孔部が
発生し易い、という問題があった。
【０００５】本発明者等は、前記問題を解決すべく研鑽
を積んだ結果、その問題は、半溶融Ａｌ合金材料におけ
る液相の潜熱が小さいため、固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給されないことに起因す
る、ということを究明した。
を積んだ結果、その問題は、半溶融Ａｌ合金材料におけ
る液相の潜熱が小さいため、固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給されないことに起因す
る、ということを究明した。
【０００６】本発明は前記研鑽結果を踏まえて開発され
たものであり、チクソキャスティング法の実施におい
て、欠陥の無い鋳物を得ることができる前記共晶系合金
材料を提供することを目的とする。
たものであり、チクソキャスティング法の実施におい
て、欠陥の無い鋳物を得ることができる前記共晶系合金
材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るチクソキャ
スティング用共晶系合金材料は、示差熱分析曲線におい
て、共晶溶解による第１山形吸熱部のピーク値をＥ1 と
し、また共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山
形吸熱部のピーク値をＥ2 としたとき、Ｅ1 ＞Ｅ2 であ
ることを特徴とする。
スティング用共晶系合金材料は、示差熱分析曲線におい
て、共晶溶解による第１山形吸熱部のピーク値をＥ1 と
し、また共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山
形吸熱部のピーク値をＥ2 としたとき、Ｅ1 ＞Ｅ2 であ
ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】前記共晶系合金材料に加熱処理を施すことによ
って、固相と液相とが共存する半溶融共晶系合金材料が
調製される。この半溶融共晶系合金材料においては、第
１山形吸熱部のピーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク
値Ｅ2 よりも大であることに起因して、共晶溶解により
生じた液相は大きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャ
スティング法の凝固過程では共晶点よりも高融点の成
分、したがって固相の凝固収縮に応じてその固相周りに
液相が十分に供給され、その後液相が凝固するので、ミ
クロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物を得ることが
できる。
って、固相と液相とが共存する半溶融共晶系合金材料が
調製される。この半溶融共晶系合金材料においては、第
１山形吸熱部のピーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク
値Ｅ2 よりも大であることに起因して、共晶溶解により
生じた液相は大きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャ
スティング法の凝固過程では共晶点よりも高融点の成
分、したがって固相の凝固収縮に応じてその固相周りに
液相が十分に供給され、その後液相が凝固するので、ミ
クロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物を得ることが
できる。
【０００９】
【実施例】図１は、チクソキャスティング法により共晶
系Ａｌ合金鋳物を鋳造するために用いられる加圧鋳造装
置１を示す。その加圧鋳造装置１は、鉛直な合せ面２
ａ，３ａを有する固定金型２および可動金型３を備え、
両合せ面２ａ，３ａ間に鋳物成形用キャビティ４が形成
される。固定金型２に半溶融共晶系Ａｌ合金材料５を設
置するチャンバ６が形成され、そのチャンバ６はゲート
７を介してキャビティ４下部に連通する。また固定金型
２に、チャンバ６に連通するスリーブ８が水平に付設さ
れ、そのスリーブ８にチャンバ６に挿脱される加圧プラ
ンジャ９が摺動自在に嵌合される。スリーブ８は、その
周壁上部に材料用挿入口１０を有する。
系Ａｌ合金鋳物を鋳造するために用いられる加圧鋳造装
置１を示す。その加圧鋳造装置１は、鉛直な合せ面２
ａ，３ａを有する固定金型２および可動金型３を備え、
両合せ面２ａ，３ａ間に鋳物成形用キャビティ４が形成
される。固定金型２に半溶融共晶系Ａｌ合金材料５を設
置するチャンバ６が形成され、そのチャンバ６はゲート
７を介してキャビティ４下部に連通する。また固定金型
２に、チャンバ６に連通するスリーブ８が水平に付設さ
れ、そのスリーブ８にチャンバ６に挿脱される加圧プラ
ンジャ９が摺動自在に嵌合される。スリーブ８は、その
周壁上部に材料用挿入口１０を有する。
【００１０】〔実施例１〕この実施例においては、主と
して亜共晶系のＡｌ−Ｃｕ系合金材料について述べる。
して亜共晶系のＡｌ−Ｃｕ系合金材料について述べる。
【００１１】（Ａ） 図２はＡｌ−Ｃｕ系合金の状態図
を示し、また表１は、実施例Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2
の組成を示す。図２において、Ａ，ａ1 ，ａ2 は実施例
Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2 にそれぞれ対応する。これら
実施例Ａ等は、連続鋳造法の適用下で鋳造された高品質
な長尺連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳
造に当っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われてい
る。実施例Ａ等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmであ
る。
を示し、また表１は、実施例Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2
の組成を示す。図２において、Ａ，ａ1 ，ａ2 は実施例
Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2 にそれぞれ対応する。これら
実施例Ａ等は、連続鋳造法の適用下で鋳造された高品質
な長尺連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳
造に当っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われてい
る。実施例Ａ等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmであ
る。
【００１２】
【表１】 実施例Ａについて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行っ
たところ、図３の結果を得た。図３の示差熱分析曲線ｄ
において、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値
Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高
融点の成分、したがって固相の溶解による第２山形吸熱
部ｆのピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであ
り、これらのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認され
た。また比較例ａ1 ，ａ2 について、同様のＤＳＣを行
った。これらの結果については後述する。
たところ、図３の結果を得た。図３の示差熱分析曲線ｄ
において、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値
Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高
融点の成分、したがって固相の溶解による第２山形吸熱
部ｆのピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであ
り、これらのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認され
た。また比較例ａ1 ，ａ2 について、同様のＤＳＣを行
った。これらの結果については後述する。
【００１３】次に、実施例Ａを誘導加熱装置の加熱コイ
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、出力 ３７ｋ
Ｗの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶融状
態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０％以
上、６０％以下に設定される。
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、出力 ３７ｋ
Ｗの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶融状
態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０％以
上、６０％以下に設定される。
【００１４】その後、図１に示すように、半溶融状態の
実施例Ａ（符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラン
ジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２５
０℃の条件で実施例Ａを加圧しつつゲート７を通過させ
てキャビティ４内に充填した。そして、加圧プランジャ
９をストローク終端に保持することによってキャビティ
４内に充填された実施例Ａに加圧力を付与し、その加圧
下で実施例Ａを凝固させてＡｌ合金鋳物Ａを得た。また
比較例ａ1 ，ａ2 を用い、前記同様の鋳造作業を行って
Ａｌ合金鋳物ａ1 ，ａ2 を得た。 図４〜６は、実施例
Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2 に関する示差熱分析曲線ｄの
要部とＡｌ合金鋳物Ａ，ａ1 ，ａ2 における金属組織の
顕微鏡写真を示す。
実施例Ａ（符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラン
ジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２５
０℃の条件で実施例Ａを加圧しつつゲート７を通過させ
てキャビティ４内に充填した。そして、加圧プランジャ
９をストローク終端に保持することによってキャビティ
４内に充填された実施例Ａに加圧力を付与し、その加圧
下で実施例Ａを凝固させてＡｌ合金鋳物Ａを得た。また
比較例ａ1 ，ａ2 を用い、前記同様の鋳造作業を行って
Ａｌ合金鋳物ａ1 ，ａ2 を得た。 図４〜６は、実施例
Ａおよび比較例ａ1 ，ａ2 に関する示差熱分析曲線ｄの
要部とＡｌ合金鋳物Ａ，ａ1 ，ａ2 における金属組織の
顕微鏡写真を示す。
【００１５】図４において、実施例Ａの場合、（ａ）に
示すように両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2 の間に前記の如くＥ1
＞Ｅ2 の関係が成立していることから、（ｂ）に示すよ
うにＡｌ合金鋳物Ａにおいてミクロンオーダの空孔部等
の欠陥は生じていない。
示すように両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2 の間に前記の如くＥ1
＞Ｅ2 の関係が成立していることから、（ｂ）に示すよ
うにＡｌ合金鋳物Ａにおいてミクロンオーダの空孔部等
の欠陥は生じていない。
【００１６】図５において、比較例ａ1 の場合、（ａ）
に示すように第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝
０．６ｍｃａｌ／ｓ、第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ2
はＥ2 ＝５．６ｍｃａｌ／ｓであり、したがってＥ1 ＜
Ｅ2 である。これに起因して、液相の潜熱が実施例Ａに
比べて低く、その結果、（ｂ）に示すようにＡｌ合金鋳
物ａ1 における粒状固相の境界には多数のミクロンオー
ダの空孔部が発生する。
に示すように第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝
０．６ｍｃａｌ／ｓ、第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ2
はＥ2 ＝５．６ｍｃａｌ／ｓであり、したがってＥ1 ＜
Ｅ2 である。これに起因して、液相の潜熱が実施例Ａに
比べて低く、その結果、（ｂ）に示すようにＡｌ合金鋳
物ａ1 における粒状固相の境界には多数のミクロンオー
ダの空孔部が発生する。
【００１７】図６において、比較例ａ2 の場合、（ａ）
に示すように共晶溶解を生じないので（図２参照）、山
形吸熱部は１つのみ生ずる。これに起因して液相の潜熱
が比較例ａ1 に比べて低く、その結果、（ｂ）に示すよ
うにＡｌ合金鋳物ａ2 における粒状固相の境界には比較
的大きな空孔部が発生する。
に示すように共晶溶解を生じないので（図２参照）、山
形吸熱部は１つのみ生ずる。これに起因して液相の潜熱
が比較例ａ1 に比べて低く、その結果、（ｂ）に示すよ
うにＡｌ合金鋳物ａ2 における粒状固相の境界には比較
的大きな空孔部が発生する。
【００１８】（Ｂ） 図３に示す示差熱分析曲線ｄにお
いて、第１山形吸熱部ｅの上昇開始点ｇと第２山形吸熱
部ｆの下降終了点ｈとを結ぶ基線ｋよりも高吸熱量領域
Ｅｄで、第１山形吸熱部ｅの下降線分ｍと第２山形吸熱
部ｆの上昇線分ｎとが繋がっている。
いて、第１山形吸熱部ｅの上昇開始点ｇと第２山形吸熱
部ｆの下降終了点ｈとを結ぶ基線ｋよりも高吸熱量領域
Ｅｄで、第１山形吸熱部ｅの下降線分ｍと第２山形吸熱
部ｆの上昇線分ｎとが繋がっている。
【００１９】このような示差熱分析曲線ｄを描く実施例
Ａの場合、その半溶融状態にて、図７に示すように固相
１１の外周部１２がゲル化していて、そのゲル化外周部
１２と液相１３との相溶性が良好となる。その結果、Ａ
ｌ合金鋳物Ａにおいて、固相１１の凝固体である粒状固
相と液相１３の凝固体であるマトリックスとの結合強度
が高くなるので、その高強度化が達成される。
Ａの場合、その半溶融状態にて、図７に示すように固相
１１の外周部１２がゲル化していて、そのゲル化外周部
１２と液相１３との相溶性が良好となる。その結果、Ａ
ｌ合金鋳物Ａにおいて、固相１１の凝固体である粒状固
相と液相１３の凝固体であるマトリックスとの結合強度
が高くなるので、その高強度化が達成される。
【００２０】比較例ａ1 においては、図５（ａ）に示す
ように、第１山形吸熱部ｅの下降線分ｍと第２山形吸熱
部ｆの上昇線分ｎとが基線ｋ上で繋っている。この場合
には、固相の外周部がゲル化することは殆どない。
ように、第１山形吸熱部ｅの下降線分ｍと第２山形吸熱
部ｆの上昇線分ｎとが基線ｋ上で繋っている。この場合
には、固相の外周部がゲル化することは殆どない。
【００２１】次に実施例Ａおよび比較例ａ1 を用い、前
記同様の鋳造作業を行って各５個のＡｌ合金鋳物Ａ，ａ
1 を製造し、それらについて引張り試験を行ったところ
表２の結果を得た。
記同様の鋳造作業を行って各５個のＡｌ合金鋳物Ａ，ａ
1 を製造し、それらについて引張り試験を行ったところ
表２の結果を得た。
【００２２】
【表２】 表２から、実施例Ａを用いたＡｌ合金鋳物Ａは、比較例
ａ1 を用いたＡｌ合金鋳物ａ1 に比べて高強度であるこ
とが明らかである。なお、固相１１の外周部１２をゲル
化させる代わりに、前記状況下で固相１１に付着すると
共にゲル化するような成分を材料中に含ませることも可
能である。
ａ1 を用いたＡｌ合金鋳物ａ1 に比べて高強度であるこ
とが明らかである。なお、固相１１の外周部１２をゲル
化させる代わりに、前記状況下で固相１１に付着すると
共にゲル化するような成分を材料中に含ませることも可
能である。
【００２３】（Ｃ） 図３に示すように示差熱分析曲線
ｄにおいて、第２山形吸熱部ｆの上昇線分ｎの勾配は第
１山形吸熱部ｅの下降線分ｍの勾配よりも緩やかであ
る。
ｄにおいて、第２山形吸熱部ｆの上昇線分ｎの勾配は第
１山形吸熱部ｅの下降線分ｍの勾配よりも緩やかであ
る。
【００２４】このような示差熱分析曲線ｄを描く実施例
Ａの場合、鋳造開始温度が第１山形吸熱部ｅの下降終了
点ｐから第２山形吸熱部ｆのピークｑまでの間に設定さ
れる関係上、その鋳造開始温度の設定許容範囲が拡張さ
れる。これによりＡｌ合金鋳物の鋳造品質を安定化させ
ることができる。
Ａの場合、鋳造開始温度が第１山形吸熱部ｅの下降終了
点ｐから第２山形吸熱部ｆのピークｑまでの間に設定さ
れる関係上、その鋳造開始温度の設定許容範囲が拡張さ
れる。これによりＡｌ合金鋳物の鋳造品質を安定化させ
ることができる。
【００２５】〔実施例２〕この実施例においては、主と
して亜共晶系のＡｌ−Ｓｉ系合金材料について述べる。
して亜共晶系のＡｌ−Ｓｉ系合金材料について述べる。
【００２６】図８はＡｌ−Ｓｉ系合金の状態図を示し、
また表３は、実施例Ｂ1 ，Ｂ2 および比較例ｂの組成を
示す。図８において、Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂは実施例Ｂ1 ，Ｂ
2 および比較例ｂにそれぞれ対応する。これら実施例Ｂ
1 等は、連続鋳造法の適用下で鋳造さされた高品質な長
尺連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳造に
当っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われている。実
施例Ｂ1 等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmである。
また表３は、実施例Ｂ1 ，Ｂ2 および比較例ｂの組成を
示す。図８において、Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂは実施例Ｂ1 ，Ｂ
2 および比較例ｂにそれぞれ対応する。これら実施例Ｂ
1 等は、連続鋳造法の適用下で鋳造さされた高品質な長
尺連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳造に
当っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われている。実
施例Ｂ1 等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmである。
【００２７】
【表３】 実施例Ｂ1 について、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行
ったところ、図９、（ａ）の示差熱分析曲線ｄにおい
て、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 は
Ｅ1 ＝３．２ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高融点の
成分、したがって固相の溶解による第２山形吸熱部ｆの
ピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．９ｍｃａｌ／ｓであり、これ
らのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。また
実施例Ｂ2および比較例ｂについて、同様のＤＳＣを行
った。これらの結果については後述する。
ったところ、図９、（ａ）の示差熱分析曲線ｄにおい
て、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 は
Ｅ1 ＝３．２ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高融点の
成分、したがって固相の溶解による第２山形吸熱部ｆの
ピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．９ｍｃａｌ／ｓであり、これ
らのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。また
実施例Ｂ2および比較例ｂについて、同様のＤＳＣを行
った。これらの結果については後述する。
【００２８】次に、実施例Ｂ1 を誘導加熱装置の加熱コ
イル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、出力 ３７
ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶融
状態の実施例Ｂ1 を調製した。この場合固相率は５０％
以上、６０％以下に設定される。
イル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、出力 ３７
ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶融
状態の実施例Ｂ1 を調製した。この場合固相率は５０％
以上、６０％以下に設定される。
【００２９】その後、図１に示すように、半溶融状態の
実施例Ｂ1 （符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラ
ンジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２
５０℃の条件で実施例Ｂ1 を加圧しつつゲート７を通過
させてキャビティ４内に充填した。そして、加圧プラン
ジャ９をストローク終端に保持することによってキャビ
ティ４内に充填された実施例Ｂ1 に加圧力を付与し、そ
の加圧下で実施例Ｂを凝固させてＡｌ合金鋳物Ｂ1 を得
た。また実施例Ｂ2 および比較例ｂを用い、前記同様の
鋳造作業を行ってＡｌ合金鋳物Ｂ2 ，ｂを得た。
実施例Ｂ1 （符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラ
ンジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２
５０℃の条件で実施例Ｂ1 を加圧しつつゲート７を通過
させてキャビティ４内に充填した。そして、加圧プラン
ジャ９をストローク終端に保持することによってキャビ
ティ４内に充填された実施例Ｂ1 に加圧力を付与し、そ
の加圧下で実施例Ｂを凝固させてＡｌ合金鋳物Ｂ1 を得
た。また実施例Ｂ2 および比較例ｂを用い、前記同様の
鋳造作業を行ってＡｌ合金鋳物Ｂ2 ，ｂを得た。
【００３０】図９〜１１は、実施例Ｂ1 ，Ｂ2 および比
較例ｂに関する示差熱分析曲線ｄの要部とＡｌ合金鋳物
Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂにおける金属組織の顕微鏡写真を示す。
較例ｂに関する示差熱分析曲線ｄの要部とＡｌ合金鋳物
Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂにおける金属組織の顕微鏡写真を示す。
【００３１】図９において、実施例Ｂ1 の場合、（ａ）
に示すように両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2の間に前記の如くＥ
1 ＞Ｅ2 の関係が成立していることから、（ｂ）に示す
ようにＡｌ合金鋳物Ｂ1 においてミクロンオーダの空孔
部等の欠陥は生じない。
に示すように両ピーク値Ｅ1 ，Ｅ2の間に前記の如くＥ
1 ＞Ｅ2 の関係が成立していることから、（ｂ）に示す
ようにＡｌ合金鋳物Ｂ1 においてミクロンオーダの空孔
部等の欠陥は生じない。
【００３２】図１０において、実施例Ｂ2 の場合、
（ａ）に示すように第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 は
Ｅ1 ＝９．１ｍｃａｌ／ｓ、第２山形吸熱部ｆのピーク
値Ｅ2 はＥ2 ＝４．５ｍｃａｌ／ｓであり、したがって
Ｅ1 ＞Ｅ2 である。これにより（ｂ）に示すようにＡｌ
合金鋳物Ｂ2 は健全である。
（ａ）に示すように第１山形吸熱部ｅのピーク値Ｅ1 は
Ｅ1 ＝９．１ｍｃａｌ／ｓ、第２山形吸熱部ｆのピーク
値Ｅ2 はＥ2 ＝４．５ｍｃａｌ／ｓであり、したがって
Ｅ1 ＞Ｅ2 である。これにより（ｂ）に示すようにＡｌ
合金鋳物Ｂ2 は健全である。
【００３３】図１１において、比較例ｂの場合、（ａ）
に示すように共晶溶解を生じないので（図８参照）、山
形吸熱部は１つのみ生ずる。これに起因して液相の潜熱
が極めて低く、その結果、（ｂ）に示すようにＡｌ合金
鋳物ｂにおける粒状固相の境界には比較的大きな空孔部
が発生する。
に示すように共晶溶解を生じないので（図８参照）、山
形吸熱部は１つのみ生ずる。これに起因して液相の潜熱
が極めて低く、その結果、（ｂ）に示すようにＡｌ合金
鋳物ｂにおける粒状固相の境界には比較的大きな空孔部
が発生する。
【００３４】Ａｌ−Ｓｉ系合金についても、実施例１、
（Ｂ），（Ｃ）項で述べたと同様のことが言える。また
本発明はＡｌ系合金には限定されない。
（Ｂ），（Ｃ）項で述べたと同様のことが言える。また
本発明はＡｌ系合金には限定されない。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、前記のような熱的特性
を具備させることにより、チクソキャスティング法の適
用下で健全な鋳物を得ることが可能な共晶系合金材料を
提供することができる。
を具備させることにより、チクソキャスティング法の適
用下で健全な鋳物を得ることが可能な共晶系合金材料を
提供することができる。
【図１】加圧鋳造装置の縦断面図である。
【図２】Ａｌ−Ｃｕ系合金の状態図である。
【図３】Ａｌ−Ｃｕ系合金の示差熱分析曲線である。
【図４】（ａ）は実施例における示差熱分析曲線の要部
を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
【図５】（ａ）は比較例における示差熱分析曲線の要部
を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
【図６】（ａ）は他の比較例における示差熱分析曲線の
要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕
微鏡写真である。
要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕
微鏡写真である。
【図７】実施例の半溶融状態を示す説明図である。
【図８】Ａｌ−Ｓｉ系合金の状態図である。
【図９】（ａ）は他の実施例における示差熱分析曲線の
要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕
微鏡写真である。
要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織を示す顕
微鏡写真である。
【図１０】（ａ）はさらに他の実施例における示差熱分
析曲線の要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織
を示す顕微鏡写真である。
析曲線の要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織
を示す顕微鏡写真である。
【図１１】（ａ）はさらに他の比較例における示差熱分
析曲線の要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織
を示す顕微鏡写真である。
析曲線の要部を示し、（ｂ）はＡｌ合金鋳物の金属組織
を示す顕微鏡写真である。
ｄ 示差熱分析曲線 ｅ 第１山形吸熱部 ｆ 第２山形吸熱部 ｇ 上昇開始点 ｈ 下降終了点 ｋ 基線 Ｅｄ 高吸熱量領域 ｍ 下降線分 ｎ 上昇線分
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【作用】前記共晶系合金材料に加熱処理を施すことによ
って、固相と液相とが共存する半溶融共晶系合金材料が
調製される。この半溶融共晶系合金材料においては、第
１山形吸熱部のピーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク
値Ｅ2 よりも大であることに起因して、共晶溶解により
生じた液相は大きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャ
スティング法の凝固過程では固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給され、その後液相が凝固
するので、ミクロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物
を得ることができる。
って、固相と液相とが共存する半溶融共晶系合金材料が
調製される。この半溶融共晶系合金材料においては、第
１山形吸熱部のピーク値Ｅ1 が第２山形吸熱部のピーク
値Ｅ2 よりも大であることに起因して、共晶溶解により
生じた液相は大きな潜熱を持つ。その結果、チクソキャ
スティング法の凝固過程では固相の凝固収縮に応じてそ
の固相周りに液相が十分に供給され、その後液相が凝固
するので、ミクロンオーダの空孔部等の欠陥の無い鋳物
を得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【表１】 実施例Ａについて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行っ
たところ、図３の結果を得た。図３の示差熱分析曲線ｄ
において、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値
Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高
融点の成分の溶解による第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ
2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであり、これらのことか
らＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。また比較例
ａ1 ，ａ2 について、同様のＤＳＣを行った。これらの
結果については後述する。
たところ、図３の結果を得た。図３の示差熱分析曲線ｄ
において、共晶溶解による第１山形吸熱部ｅのピーク値
Ｅ1 はＥ1 ＝２．７ｍｃａｌ／ｓ、また共晶点よりも高
融点の成分の溶解による第２山形吸熱部ｆのピーク値Ｅ
2 はＥ2 ＝２．６ｍｃａｌ／ｓであり、これらのことか
らＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。また比較例
ａ1 ，ａ2 について、同様のＤＳＣを行った。これらの
結果については後述する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】次に、実施例Ａを誘導加熱装置の加熱コイ
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、最大出力 ３
７ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶
融状態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０
％以上、６０％以下に設定される。
ル内に設置し、次いで周波数 １ｋＨｚ、最大出力 ３
７ｋＷの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半溶
融状態の実施例Ａを調製した。この場合、固相率は５０
％以上、６０％以下に設定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】図８はＡｌ−Ｓｉ系合金の状態図を示し、
また表３は、実施例Ｂ1 ，Ｂ2 および比較例ｂの組成を
示す。図８において、Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂは実施例Ｂ1 ，Ｂ
2 および比較例ｂにそれぞれ対応する。これら実施例Ｂ
1 等は、連続鋳造法の適用下で鋳造された高品質な長尺
連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳造に当
っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われている。実施
例Ｂ1 等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmである。
また表３は、実施例Ｂ1 ，Ｂ2 および比較例ｂの組成を
示す。図８において、Ｂ1 ，Ｂ2 ，ｂは実施例Ｂ1 ，Ｂ
2 および比較例ｂにそれぞれ対応する。これら実施例Ｂ
1 等は、連続鋳造法の適用下で鋳造された高品質な長尺
連続鋳造材より切出されたものであって、その鋳造に当
っては初晶α−Ａｌの球状化処理が行われている。実施
例Ｂ1 等の寸法は直径７６mm、長さ８５mmである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】
【表３】 実施例Ｂ1 について、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行
ったところ、図９（ａ）の結果を得た。図９（ａ）の示
差熱分析曲線ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱
部ｅのピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝３．２ｍｃａｌ／ｓ、また
共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部
ｆのピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．９ｍｃａｌ／ｓであり、
これらのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。
また実施例Ｂ2 および比較例ｂについて、同様のＤＳＣ
を行った。これらの結果については後述する。
ったところ、図９（ａ）の結果を得た。図９（ａ）の示
差熱分析曲線ｄにおいて、共晶溶解による第１山形吸熱
部ｅのピーク値Ｅ1 はＥ1 ＝３．２ｍｃａｌ／ｓ、また
共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山形吸熱部
ｆのピーク値Ｅ2 はＥ2 ＝２．９ｍｃａｌ／ｓであり、
これらのことからＥ1 ＞Ｅ2 であることが確認された。
また実施例Ｂ2 および比較例ｂについて、同様のＤＳＣ
を行った。これらの結果については後述する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】その後、図１に示すように、半溶融状態の
実施例Ｂ1 （符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラ
ンジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２
５０℃の条件で実施例Ｂ1 を加圧しつつゲート７を通過
させてキャビティ４内に充填した。そして、加圧プラン
ジャ９をストローク終端に保持することによってキャビ
ティ４内に充填された実施例Ｂ1 に加圧力を付与し、そ
の加圧下で実施例Ｂ 1 を凝固させてＡｌ合金鋳物Ｂ1 を
得た。また実施例Ｂ2 および比較例ｂを用い、前記同様
の鋳造作業を行ってＡｌ合金鋳物Ｂ2 ，ｂを得た。
実施例Ｂ1 （符号５）をチャンバ６に設置し、加圧プラ
ンジャ９の移動速度 ０．０７ｍ／sec 、金型温度 ２
５０℃の条件で実施例Ｂ1 を加圧しつつゲート７を通過
させてキャビティ４内に充填した。そして、加圧プラン
ジャ９をストローク終端に保持することによってキャビ
ティ４内に充填された実施例Ｂ1 に加圧力を付与し、そ
の加圧下で実施例Ｂ 1 を凝固させてＡｌ合金鋳物Ｂ1 を
得た。また実施例Ｂ2 および比較例ｂを用い、前記同様
の鋳造作業を行ってＡｌ合金鋳物Ｂ2 ，ｂを得た。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】図１０（ａ），１１（ａ）は、実施例Ｂ 2
および比較例ｂに関する示差熱分析曲線ｄの要部を示
し、また図９（ｂ）〜図１１（ｂ）はＡｌ合金鋳物
Ｂ1 ，Ｂ2，ｂにおける金属組織の顕微鏡写真を示す。
および比較例ｂに関する示差熱分析曲線ｄの要部を示
し、また図９（ｂ）〜図１１（ｂ）はＡｌ合金鋳物
Ｂ1 ，Ｂ2，ｂにおける金属組織の顕微鏡写真を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 毅巳 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 示差熱分析曲線（ｄ）において、共晶溶
解による第１山形吸熱部（ｅ）のピーク値をＥ1 とし、
また共晶点よりも高融点の成分の溶解による第２山形吸
熱部（ｆ）のピーク値をＥ2 としたとき、Ｅ1 ＞Ｅ2 で
あることを特徴とするチクソキャスティング用共晶系合
金材料。 - 【請求項２】 前記示差熱分析曲線（ｄ）において、第
１山形吸熱部（ｅ）の上昇開始点（ｇ）と第２山形吸熱
部（ｆ）の下降終了点（ｈ）とを結ぶ基線（ｋ）よりも
高吸熱量領域（Ｅｄ）で、第１山形吸熱部（ｅ）の下降
線分（ｍ）と第２山形吸熱部（ｆ）の上昇線分（ｎ）と
が繋っている、請求項１記載のチクソキャスティング用
共晶系合金材料。 - 【請求項３】 前記示差熱分析曲線（ｄ）において、第
２山形吸熱部（ｆ）の上昇線分（ｎ）の勾配が第１山形
吸熱部（ｅ）の下降線分（ｍ）の勾配よりも緩やかであ
る、請求項１または２記載のチクソキャスティング用共
晶系合金材料。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12829094A JPH07316709A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | チクソキャスティング用共晶系合金材料 |
| IT95RM000316A IT1278069B1 (it) | 1994-05-17 | 1995-05-16 | Materiale in lega per tissofusione, procedimento per la preparazione del materiale in lega semi-fuso per tissofusione e procedimento di |
| FR9505835A FR2720016B1 (fr) | 1994-05-17 | 1995-05-17 | Matériau allié destiné au thixomoulage, procédé pour préparer un matériau allié semi-fondu destiné au thixomoulage, et procédé de thixomoulage. |
| DE19518127A DE19518127C2 (de) | 1994-05-17 | 1995-05-17 | Verfahren zur Herstellung eines semi-geschmolzenen Legierungsmaterials zum Thixo-Gießen |
| US08/861,265 US5849115A (en) | 1994-05-17 | 1997-05-21 | Alloy material for thixocasting, process for preparing semi-molten alloy material for thixocasting and thixocasting process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12829094A JPH07316709A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | チクソキャスティング用共晶系合金材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07316709A true JPH07316709A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14981161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12829094A Pending JPH07316709A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | チクソキャスティング用共晶系合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07316709A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08109430A (ja) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08144001A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-04 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08157994A (ja) * | 1994-10-26 | 1996-06-18 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用半溶融鋳造材料 |
| JPH08157997A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-06-18 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金材料 |
| JPH08170134A (ja) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08199274A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08209276A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-13 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| WO1998010111A1 (fr) * | 1996-09-02 | 1998-03-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Materiau de coulage pour coulage thixotropique, procede de preparation d'un materiau de coulage partiellement solidifie pour coulage thixotropique, procede de coulage thixotropique, coulee a base de fer et procede de traitement thermique de coulee a base de fer |
| WO2013039247A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 国立大学法人東北大学 | ダイカスト方法及びダイカスト装置ならびにダイカスト品 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP12829094A patent/JPH07316709A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08109430A (ja) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
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| JP2841029B2 (ja) * | 1994-12-16 | 1998-12-24 | 本田技研工業株式会社 | チクソキャスティング法 |
| JPH08170134A (ja) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08199274A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| JPH08209276A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-13 | Honda Motor Co Ltd | チクソキャスティング用合金材料 |
| WO1998010111A1 (fr) * | 1996-09-02 | 1998-03-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Materiau de coulage pour coulage thixotropique, procede de preparation d'un materiau de coulage partiellement solidifie pour coulage thixotropique, procede de coulage thixotropique, coulee a base de fer et procede de traitement thermique de coulee a base de fer |
| WO2013039247A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 国立大学法人東北大学 | ダイカスト方法及びダイカスト装置ならびにダイカスト品 |
| JPWO2013039247A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-03-26 | 国立大学法人東北大学 | ダイカスト方法及びダイカスト装置ならびにダイカスト品 |
| US9038705B2 (en) | 2011-09-15 | 2015-05-26 | Tohoku University | Die-casting method, die-casting device, and die-cast article |
| US10384262B2 (en) | 2011-09-15 | 2019-08-20 | Tohoku University | Die-casting apparatus, die-casting method, and diecast article |
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