JPH10158756A - Method for molding semi-molten metal - Google Patents

Method for molding semi-molten metal

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JPH10158756A
JPH10158756A JP8317313A JP31731396A JPH10158756A JP H10158756 A JPH10158756 A JP H10158756A JP 8317313 A JP8317313 A JP 8317313A JP 31731396 A JP31731396 A JP 31731396A JP H10158756 A JPH10158756 A JP H10158756A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for molding molten metal by which a molding having fine and spherical thixo structures is obtd. simply and easily at a low cost without using the conventional mechanical stirring method or electromagnetic stirring method. SOLUTION: An aluminum alloy melt M1 or magnesium alloy melt M1 contg. a crystal grain fining agent held at <50 deg.C in the degree of superheating to a liquidus temp. is directly poured into a holding vessel 20 without using a cooling jig. While this melt is cooled down to the molding temp. at which a prescribed liquid phase rate is exhibited, the melt is held for 30 seconds to 30 minutes. In such a case, the alloy in a liquid state below 10 deg.C in the degree of superheating to the liquidus temp. at which the pouring is executed or the alloy M2 in a solid-liquid coexistence state of <5 deg.C in the fall of the temp. from the liquidus temp. is lowered in the temp. within 10 minutes in the temp. range lower by 5 deg.C than the liquidus temp. from the initial temp., by which the fine primary crystals are crystallized into the alloy liquid. The alloy liquid is then taken out of the holding vessel and is supplied to metal molds 100 for molding, by which the liquid is press molded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半溶融金属の成形
方法に係り、液相線温度に対する過熱度が50℃未満に
保持された結晶粒微細化剤を含むアルミニウム合金溶
湯、マグネシウム合金溶湯を冷却治具を使用することな
く直接保持容器に注湯し、所定の液相率を示す成形温度
まで冷却しつつ30秒〜30分間保持する工程におい
て、注湯された液相線温度に対する過熱度が10℃未満
の液体状態の合金あるいは液相線温度に対する温度の低
下が5℃未満の固液共存状態の合金の初期温度から液相
線温度よりも5℃低い温度区間を10分以内に温度降下
させることにより、微細な初晶を該合金液中に晶出さ
せ、該保持容器から該合金取り出し成形用金型に供給し
て加圧成形することを特徴とする半溶融金属の成形方法
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 forming a semi-molten metal, and relates to a method for forming a molten aluminum alloy and a molten magnesium alloy containing a crystal grain refiner having a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to a liquidus temperature. In the process of pouring directly into a holding container without using a cooling jig, and holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a molding temperature showing a predetermined liquidus rate, the degree of superheat with respect to the liquidus temperature of the poured liquidus Temperature within 5 minutes from the initial temperature of an alloy in a liquid state of less than 10 ° C. or an alloy in a solid-liquid coexistence state of less than 5 ° C. which is lower than the liquidus temperature by less than 5 ° C. within 10 minutes A semi-molten metal forming method characterized by crystallizing a fine primary crystal in the alloy liquid by lowering the alloy, supplying the alloy from the holding container to the metal mold for removing the alloy, and performing pressure molding. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】チクソキャスト法は、従来の鋳造法に比
べて鋳造欠陥や偏析が少なく、金属組織が均一で、金型
寿命が長いことや成形サイクルが短いなどの利点があ
り、最近注目されている技術である。この成形法(A)
において使用されるビレットは、半溶融温度領域で機械
撹拌や電磁撹拌を実施するか、あるいは加工後の再結晶
を利用することによって得られた球状化組織を特徴とす
るものである。これに対して、従来鋳造法による素材を
用いて半溶融成形する方法も知られている。
2. Description of the Related Art Thixocasting has attracted attention recently because it has fewer casting defects and segregation than conventional casting methods, has a uniform metal structure, has a long mold life, and has a short molding cycle. Technology. This molding method (A)
The billet used in (1) is characterized by a spheroidized structure obtained by performing mechanical stirring or electromagnetic stirring in a semi-melting temperature range or utilizing recrystallization after processing. On the other hand, a method of semi-solid molding using a material obtained by a conventional casting method is also known.

【0003】これは、たとえば、等軸晶組織を発生しや
すいマグネ合金においてさらに微細な結晶を生じせしめ
るためにZrを添加する方法(B)や炭素系微細化剤を
使用する方法(C)であり、またアルミ合金において微
細化剤としてAl−5%Ti−1%B母合金を従来の2
倍〜10倍程度添加する方法(D)であり、これら方法
により得られた素材を半溶融温度域に加熱し初晶を球状
化させ成形する方法である。
[0003] This is achieved, for example, by a method (B) of adding Zr or a method (C) of using a carbon-based refining agent in order to produce finer crystals in a magnetic alloy which is likely to generate an equiaxed crystal structure. Al-5% Ti-1% B master alloy is used as a refiner in aluminum alloys.
This is a method (D) in which the raw material obtained by these methods is heated to a semi-melting temperature range to form a primary crystal into a spheroid to form it.

【0004】また、固溶限以内の合金に対して、固相線
近くの温度まで比較的急速に加熱した後、素材全体の温
度を均一にし局部的な溶融を防ぐために、固相線を超え
て材料が柔らかくなる適当な温度まで緩やかに加熱して
成形する方法(E)が知られている。また、傾斜冷却板
に700℃程度のアルミニウム溶湯を流し、半溶融アル
ミニウムを得、容器に集めて冷却する方法(F)が知ら
れている。
[0004] In addition, after the alloy within the solid solubility limit is heated relatively quickly to a temperature near the solidus, the temperature of the alloy exceeds the solidus in order to equalize the temperature of the entire material and prevent local melting. (E) is a method in which the material is gently heated to an appropriate temperature at which the material becomes soft and molded. Further, a method (F) is known in which a molten aluminum at about 700 ° C. is flowed through an inclined cooling plate to obtain semi-solid aluminum, which is collected in a container and cooled.

【0005】一方、ビレットを半溶融温度領域まで昇温
し成形する方法と異なり、球状の初晶を含む融液を連続
的に生成し、ビレットとして一旦固化することなく、そ
のままそれを成形するレオキャスト法(G)が知られて
いる。また、冷却体および傾斜冷却体に溶融金属を接触
させて得られた少なくとも一部が固液共存状態である金
属を半溶融温度域に保持することによりレオキャスト用
スラリを得る方法(H)が知られている。
On the other hand, unlike a method in which a billet is heated to a semi-melting temperature range and formed, a melt containing a spherical primary crystal is continuously produced and formed without being solidified as a billet. The casting method (G) is known. Further, a method (H) of obtaining a slurry for rheocasting by maintaining a metal, at least a part of which is in a solid-liquid coexistence state, in a semi-molten temperature range by bringing a molten metal into contact with a cooling body and an inclined cooling body is provided. Are known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た(A)の方法は撹拌法や再結晶を利用する方法のいず
れの場合も煩雑であり、製造コストが高くなる難点があ
る。また、マグネシウム合金においては(B)の場合に
は、Zrが高くコスト的に問題であり、(C)の方法で
は、炭化物系微細化剤を使用してその微細化効果を十分
に発揮させるためには、酸化防止元素であるBeを、た
とえば、7ppm程度に低く管理する必要があり、成形
直前の加熱処理時に酸化燃焼しやすく、作業上不都合で
ある。
However, the method (A) described above is complicated in both cases of the stirring method and the method utilizing recrystallization, and has a drawback that the production cost is increased. Further, in the case of magnesium alloy (B), Zr is high, which is a problem in terms of cost. In the method (C), a carbide-based refining agent is used to sufficiently exhibit the refining effect. It is necessary to control Be, which is an antioxidant element, to a low level of, for example, about 7 ppm, which is liable to be oxidized and burned during a heat treatment immediately before molding, which is inconvenient in operation.

【0007】一方、アルミニウム合金においては、単に
微細化剤を添加するだけでは500μm程度であり、2
00μm以下の微細な結晶粒の組織を得ることは容易で
はない。このため、多量に微細化剤を添加する方法
(D)があるが、微細化剤が炉底に沈降しやすく工業的
には難しく、かつコストも高い。さらに(E)の方法で
は、固相線を超えてから緩やかに加熱して素材の均一加
熱と球状化を図ることを特徴とするチクソ成形法が提案
されているが、通常のデンドライト組織を加熱してもチ
クソ組織(初晶デンドライトが球状化されている)には
変化しない。(F)の方法では、簡便に球状粒子の組織
を示す半溶融アルミニウムを得ることが出来るが、その
まま成形するための条件は整っていない。しかも(A)
〜(F)のいずれの場合も、チクソ成形法によって半溶
融成形するためには、一旦液相を固化しそのビレットを
再度半溶融温度領域まで昇温する必要があり、従来鋳造
法に比べてコスト高になり、また原料としてのビレット
はリサイクルが難しく、また液相率もビレットのハンド
リング上の問題から高くできない。また、(G)の方法
では、球状の初晶を含む融液を連続的に生成供給するた
め、コスト的、エネルギー的にもチクソキャストよりも
有利であるが、球状組織と液相からなる金属原料を製造
する機械と最終製品を製造する鋳造機との設備的連動が
煩雑である。具体的には、鋳造機械が故障した場合、半
溶融メタルの処置が困る。
On the other hand, in the case of an aluminum alloy, the mere addition of a refining agent results in a thickness of about 500 μm.
It is not easy to obtain a structure of fine crystal grains of 00 μm or less. For this reason, there is a method (D) of adding a large amount of a fine agent, but the fine agent easily sediments at the furnace bottom and is industrially difficult and costly. Further, in the method (E), a thixo-molding method characterized by uniform heating and spheroidization of the material by gently heating beyond the solidus line has been proposed. However, it does not change into the thixo structure (the primary dendrite is spheroidized). According to the method (F), semi-molten aluminum having a structure of spherical particles can be easily obtained, but conditions for molding as it is are not yet established. And (A)
In any of the cases (A) to (F), in order to perform semi-solid molding by the thixo molding method, it is necessary to solidify the liquid phase and raise the temperature of the billet to the semi-molten temperature range again, which is lower than the conventional casting method. The cost is high, the billet as a raw material is difficult to recycle, and the liquid phase ratio cannot be increased due to problems in handling the billet. In the method (G), since the melt containing the spherical primary crystal is continuously generated and supplied, it is more advantageous in terms of cost and energy than thixocast. The interlocking of equipment between a machine for producing raw materials and a casting machine for producing final products is complicated. Specifically, when the casting machine fails, the treatment of the semi-molten metal is troublesome.

【0008】さらに、(H)の方法では、次のような問
題点がある。傾斜冷却体を用いた場合、傾斜冷却体上で
発生した結晶核を含む金属が後から流れてくる金属によ
り逐次流されるため半溶融温度域に該金属を保持するこ
とにより微細な結晶を含むスラリが得られるが、冷却体
に金属が付着したり、付着しなくても傾斜冷却体上に金
属が最後に残ったりし、またそのために冷却体通過時の
金属の温度を低くすることができない(冷却体通過時の
温度が液相線温度よりも低くなるほど微細な結晶の金属
が得られるため、冷却体通過時の温度を低くしたい)。
Further, the method (H) has the following problems. When the inclined cooling body is used, the metal containing crystal nuclei generated on the inclined cooling body is successively flowed by the metal flowing later, so that the slurry containing fine crystals is maintained by maintaining the metal in the semi-molten temperature range. However, the metal adheres to the cooling body, or the metal remains at the end on the inclined cooling body even if it does not adhere, and therefore, the temperature of the metal when passing through the cooling body cannot be lowered ( As the temperature at the time of passing through the cooling body becomes lower than the liquidus temperature, the finer crystalline metal is obtained, so that the temperature at the time of passing through the cooling body should be lowered).

【0009】また、次のような問題点がある。すなわ
ち、冷却体に接触させた後半溶融温度域に所定の時間保
持することになっているが、一旦凝固させてビレットと
した後再加熱後成形することを特徴とするチクソキャス
ト法と異なり、所定の時間保持後の半溶融メタルをその
まま成形する場合、工業的な連続運転を考えた時、短時
間で成形に適した所定の液相率を示す温度分布の良い合
金を得る必要がある。しかし、単に保持するだけでは成
形に適した液相率と温度分布を有するレオキャスト用の
半溶融金属を得ることはできない。
There are also the following problems. That is, it is supposed to be kept in the latter half melting temperature range for a predetermined time in contact with the cooling body, but unlike the thixocast method, which is once solidified to form a billet and then reheated and then molded. When the semi-molten metal is held as it is after holding for a period of time, it is necessary to obtain an alloy having a suitable liquid phase ratio and a good temperature distribution in a short time in consideration of industrial continuous operation. However, it is not possible to obtain a semi-molten metal for rheocasting having a liquid phase ratio and a temperature distribution suitable for molding simply by holding.

【0010】本発明は、上述の従来の各方法の問題点に
着目し、ビレットを使用することなくしかも煩雑な方法
を採ることなく、簡便容易に、球状化した初晶を含む均
一な組織を有する半溶融金属を得て、加圧成形する方法
を提供することを目的とするものである。
The present invention focuses on the problems of the above-mentioned conventional methods, and can easily and easily form a uniform structure including a spherical primary crystal without using a billet and without using a complicated method. It is an object of the present invention to provide a method for obtaining a semi-solid metal having such a composition and performing pressure molding.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、本発明においては、第1の発明では、液相線
温度に対する過熱度が50℃未満に保持された結晶粒微
細化剤を含むアルミニウム合金溶湯、または、マグネシ
ウム合金溶湯を冷却治具を使用することなく直接保持容
器内に注湯し、所定の液相率を示す成形温度まで冷却し
つつ30秒〜30分間保持する工程において、注湯され
た液相線温度に対する過熱度が10℃未満の液体状態の
合金、あるいは、液相線温度に対する温度の低下が5℃
未満の固液共存状態の合金、の初期温度から液相線温度
よりも5℃低い温度区間を10分以内に温度降下させる
ことにより、微細な初晶を該合金液中に晶出させ、該保
持容器から取り出し、成形用金型に供給して加圧成形す
るようにした。
In order to solve such a problem, according to the present invention, in the first invention, a grain refining agent having a degree of superheat to a liquidus temperature of less than 50 ° C. A process of pouring a molten aluminum alloy or a molten magnesium alloy directly into a holding container without using a cooling jig, and holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a molding temperature showing a predetermined liquidus ratio , The alloy in a liquid state having a superheat degree of less than 10 ° C. with respect to the poured liquidus temperature, or a temperature decrease of 5 ° C. with respect to the liquidus temperature
By lowering the temperature within 5 minutes from the initial temperature of the alloy in the solid-liquid coexistence state, which is 5 ° C lower than the liquidus temperature, within 10 minutes, fine primary crystals are crystallized in the alloy liquid, It was taken out of the holding container and supplied to a molding die to perform pressure molding.

【0012】また、第2の発明では、第1の発明におけ
るアルミニウム合金をTiを0.03%〜0.30%添
加したアルミニウム合金とし、保持容器内に注湯時の該
アルミニウム合金の過熱度を30℃未満とした。また、
第3の発明では、第1の発明におけるアルミニウム合金
をTiを0.005%〜0.30%、Bを0.001%
〜0.01%添加したアルミニウム合金とし、保持容器
内に注湯する時の該合金の過熱度を50℃未満とした。
さらに、第4の発明では、アルミニウム合金をTiを
0.03%〜0.30%、Znを3.0%〜8.0%、
Mgを1.0%〜4.0%添加したアルミニウム合金と
し、保持容器内に注湯時の該アルミニウム合金の過熱度
を30℃未満とした。
Further, in the second invention, the aluminum alloy in the first invention is an aluminum alloy containing 0.03% to 0.30% of Ti, and the superheat degree of the aluminum alloy during pouring into a holding vessel is given. Was less than 30 ° C. Also,
In the third invention, 0.005% to 0.30% of Ti and 0.001% of B are added to the aluminum alloy of the first invention.
An aluminum alloy containing 0.01% or less was added, and the degree of superheat of the alloy when poured into a holding vessel was set to less than 50 ° C.
Further, in the fourth invention, the aluminum alloy contains 0.03% to 0.30% of Ti, 3.0% to 8.0% of Zn,
An aluminum alloy containing 1.0% to 4.0% of Mg was added, and the degree of superheat of the aluminum alloy when poured into the holding container was set to less than 30 ° C.

【0013】また、第5の発明では、アルミニウム合金
をTiを0.03%〜0.30%、Bを0.001%〜
0.01%、Znを3.0%〜8.0%、Mgを1.0
%〜4.0%添加したアルミニウム合金とし、保持容器
内に注湯時の該アルミニウム合金の過熱度を50℃未満
とした。また、第6の発明では、マグネシウム合金をC
aを0.05%〜0.30%添加したマグネシウム合
金、または、Siを0.01%〜1.5%およびSrを
0.005%〜0.1%添加したマグネシウム合金と
し、保持容器内に注湯時の該マグネシウム合金の過熱度
を25℃未満とした。
In the fifth invention, the aluminum alloy contains 0.03% to 0.30% of Ti, and 0.001% to 0.00% of B.
0.01%, Zn: 3.0% to 8.0%, Mg: 1.0%
% To 4.0%, and the degree of superheating of the aluminum alloy when poured into the holding container was set to less than 50 ° C. In the sixth invention, the magnesium alloy is C
a magnesium alloy containing 0.05% to 0.30% of a or a magnesium alloy containing 0.01% to 1.5% of Si and 0.005% to 0.1% of Sr The superheat degree of the magnesium alloy during pouring was set to less than 25 ° C.

【0014】そして、第7の発明においては、Al−T
i−B母合金を使用して給湯用ラドル内の溶湯中にBを
含有させる方法および保持容器への注湯前における給湯
用ラドル内溶湯の過熱度の調整は、あらかじめ650℃
以上に保持された溶解保持炉内で該母合金を溶解後に所
定の過熱度まで降温するか、給湯用ラドル内の溶湯の初
期温度を650℃以上とし該母合金を該溶湯中において
溶解した後に該合金の溶湯温度を液相線温度に対して所
定の過熱度とするために冷却棒を所定の時間浸漬する
か、あるいは、あらかじめ準備されたB量の高い同組成
の合金溶湯を給湯用ラドル内の所定の過熱度にすでに温
度調整された溶湯に混合し希釈するか、あるいは、該母
合金を高周波誘導加熱装置の誘導コイル内にて所定の量
を急速溶融し給湯用ラドル内の所定の過熱度にすでに温
度調整された溶湯に投入することとした。
In the seventh invention, Al-T
The method of containing B in the molten metal in the hot water supply ladles using the i-B master alloy and the adjustment of the degree of superheat of the molten metal in the hot water supply ladles before pouring into the holding container are performed at 650 ° C.
After melting the mother alloy in the melting and holding furnace held as described above, the temperature is lowered to a predetermined degree of superheat, or the initial temperature of the molten metal in the hot water supply ladle is set to 650 ° C. or more, and the master alloy is melted in the molten metal. A cooling rod is immersed for a predetermined time in order to bring the temperature of the alloy to a predetermined degree of superheat with respect to the liquidus temperature, or a previously prepared alloy melt of the same composition having a high B content and a hot water supply ladle. Mixing or diluting with a molten metal whose temperature has been adjusted to a predetermined degree of superheat, or rapidly melting a predetermined amount of the master alloy in an induction coil of a high-frequency induction heating device and a predetermined amount in a ladle for hot water supply It was decided to put in the molten metal whose temperature was already adjusted to the degree of superheat.

【0015】また、第8の発明では、第7の発明におい
て、給湯用ラドルは、熱伝導率が1kcal/mhr℃
以上の材質からなり、かつ、該給湯用ラドルの平均厚み
が3mm以下のものであって、溶湯を給湯用ラドルに汲
んだ後は保持容器内に注湯完了するまでは該給湯用ラド
ルに温度低下防止保護カバーを設置し、注湯完了後は該
保護カバーを除去することとした。また、第9の発明で
は、保持容器の中に注湯された合金の冷却方法を、該保
持容器の外側から該保持容器に向けて、少なくとも空気
また水のいずれかを噴射するようにした。また、第10
の発明では、保持容器に注湯された合金の温度保持は、
誘導加熱により該保持容器内の該合金各部の温度を遅く
とも成形する時までには所定の液相率を示す目標成形温
度範囲内に収めるように温度調整することとした。さら
に、第11の発明においては、少なくとも保持容器の上
部、下部のいずれかを保温するかあるいは、該保持容器
の中央部に比べて高温に加熱するか、あるいは、保持容
器の上部、下部の厚みを該保持容器の中央部よりも薄く
した。
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the hot water supply ladle has a thermal conductivity of 1 kcal / mhr ° C.
It is made of the above-mentioned materials, and the average thickness of the hot water supply ladle is 3 mm or less. After the molten metal is drawn into the hot water supply ladle, the temperature of the hot water supply ladle is maintained until pouring into the holding container is completed. A drop prevention protective cover was installed, and after pouring was completed, the protective cover was removed. In the ninth invention, the method of cooling the alloy poured into the holding container is such that at least either air or water is injected from outside the holding container toward the holding container. In addition, the tenth
According to the invention, the temperature of the alloy poured into the holding vessel is maintained by:
By the induction heating, the temperature of each part of the alloy in the holding container is adjusted so as to fall within a target forming temperature range showing a predetermined liquid phase ratio at the latest by the time of forming. Further, in the eleventh invention, at least one of the upper and lower portions of the holding container is kept warm, or is heated to a higher temperature than the central portion of the holding container, or the thickness of the upper and lower portions of the holding container is increased. Was made thinner than the center of the holding container.

【0016】[0016]

【発明実施の形態】液相線温度に対する過熱度が50℃
未満に保持されたTiを含むあるいはTi、Bを含むア
ルミニウム合金溶湯、Caを含むあるいはSi、Srを
含むマグネシウム合金溶湯を冷却治具を使用することな
く直接保持容器に注湯し、所定の液相率を示す成形温度
まで冷却しつつ30秒〜30分間保持する工程におい
て、注湯された液相線温度に対する過熱度が10℃未満
の液体状態の合金あるいは液相率を示す成形温度まで冷
却しつつ30秒〜30分間保持する工程において、注湯
された液相線温度に対する過熱度が10℃未満の液体状
態の合金あるいは液相線温度に対する温度の低下が5℃
未満の固液共存状態の合金の初期温度から液相線温度よ
りも5℃低い温度区間を5分以内に温度降下させること
により、微細な初晶を該合金液中に晶出させ、該保持容
器内に入れられた合金の各部の温度を誘導加熱および容
器の局部加熱あるいは局部保温により、遅くとも成形す
る時までに所定の液相率を示す目標成形温度範囲内に収
めるように温度調整し、該保持容器から該合金取り出し
成形用金型に供給して加圧成形するようにしたため、微
細かつ均一な組織を有する優れた成形体が得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The degree of superheating with respect to the liquidus temperature is 50 ° C.
The molten aluminum alloy containing Ti or Ti, B, or the magnesium alloy containing Ca, or the magnesium alloy containing Si, Sr held directly below is poured directly into the holding container without using a cooling jig, and a predetermined liquid In the step of holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a molding temperature showing a phase ratio, cooling to a molding temperature showing a liquid state alloy or a liquidus ratio having a superheat degree of less than 10 ° C. with respect to a poured liquidus temperature. In the step of holding for 30 seconds to 30 minutes while heating, the alloy in a liquid state having a superheat degree of less than 10 ° C. with respect to the poured liquidus temperature or a temperature decrease of 5 ° C. with respect to the liquidus temperature
By lowering the temperature within 5 minutes from the initial temperature of the alloy in the solid-liquid coexistence state to a temperature lower by 5 ° C. than the liquidus temperature within 5 minutes, fine primary crystals are crystallized in the alloy liquid, and the holding is performed. The temperature of each part of the alloy placed in the container is adjusted by induction heating and local heating or local heat retention of the container so as to fall within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio at the latest by the time of forming, Since the alloy is taken out of the holding container and supplied to the mold for forming and molding under pressure, an excellent compact having a fine and uniform structure can be obtained.

【0017】[0017]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図16は本発明の実施例に係
り、図1は最大固溶限以上の組成の亜共晶アルミ合金の
半溶融金属の成形方法を示す工程説明図、図2は最大固
溶限内組成のマグネシウム合金あるいはアルミニウム合
金の半溶融金属の成形方法を示す工程説明図、図3は球
状初晶の生成から成形までの工程説明図、図4は図3に
示した各工程の金属組織の模式図、図5は代表的なアル
ミニウム合金であるAl−Si系合金の平衡状態図、図
6は代表的なマグネシウム合金であるMg−Al系合金
の平衡状態図、図7は微細化剤の溶湯への添加方法を示
す工程説明図、図8はAC4CH合金(Al−7%Si
−0.3%Mg−0.15%Ti)の初晶の形態に及ぼ
すB量と注湯時の溶湯の過熱度の影響を示すグラフ、図
9は7075合金(Al−5.5%Zn−2.5%Mg
−1.6%Cu−0.15%Ti系)の初晶の形態に及
ぼすB量と注湯時の溶湯の過熱度の影響を示すグラフ、
図10はAl−Zn−Mg−0.05%Ti合金の初晶
の形態に及ぼすZn量とMg量の影響を示すグラフ、図
11〜図13は本発明例の成形品の金属組織を示す顕微
鏡写真の模写図、図14〜図16は比較例の成形品の金
属組織を示す顕微鏡写真の模写図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 16 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a hypoeutectic aluminum alloy having a composition higher than the maximum solid solubility limit, and FIG. FIG. 3 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a magnesium alloy or an aluminum alloy having an internal composition, FIG. 3 is a process explanatory diagram from the generation of a spherical primary crystal to forming, and FIG. 4 is a metal structure of each process shown in FIG. 5, FIG. 5 is an equilibrium diagram of a typical aluminum alloy, Al-Si alloy, FIG. 6 is an equilibrium diagram of a typical magnesium alloy, Mg-Al alloy, and FIG. FIG. 8 is a process explanatory view showing a method of adding aluminum to the molten metal, and FIG. 8 is an AC4CH alloy (Al-7% Si
FIG. 9 is a graph showing the effect of the amount of B and the degree of superheat of the molten metal on the morphology of the primary crystal of −0.3% Mg−0.15% Ti), and FIG. 9 shows the 7075 alloy (Al-5.5% Zn). -2.5% Mg
A graph showing the effect of the amount of B and the degree of superheat of the molten metal during pouring on the morphology of primary crystals of -1.6% Cu-0.15% Ti).
FIG. 10 is a graph showing the influence of the amount of Zn and the amount of Mg on the morphology of the primary crystal of the Al-Zn-Mg-0.05% Ti alloy, and FIGS. 11 to 13 show the metal structures of the molded articles of the present invention. FIGS. 14 to 16 are microphotographs showing the metal structures of the molded articles of the comparative examples.

【0018】本発明においては、図1、図2、図3に示
すように、まず、液相線温度に対する過熱度が50℃未
満に保持された結晶粒微細化剤(以下微細化剤という)
を含む最大固溶限以上の組成の亜共晶アルミニウム合
金、あるいは、最大固溶限内組成のマグネシウム合金ま
たはアルミニウム合金の溶湯を、保持容器20に注湯
し、所定の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ30秒
〜30分間保持する工程において、注湯された液相線温
度に対する過熱度が10℃未満の液体状態の合金、ある
いは、液相線温度に対する温度の低下が5℃未満の固液
共存状態の合金、の初期温度から液相線温度よりも5℃
低い温度区間を10分以内に温度降下させることによ
り、微細な初晶を該合金液中に晶出させ、該保持容器2
0から該合金取り出し成形用金型100に供給して加圧
成形するようにした。
In the present invention, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, first, a grain refining agent (hereinafter referred to as a refining agent) in which the degree of superheating with respect to the liquidus temperature is kept below 50 ° C.
Is poured into the holding vessel 20 and a hypoeutectic aluminum alloy having a composition equal to or greater than the maximum solid solubility limit or a magnesium alloy or aluminum alloy having a composition within the maximum solid solution limit is formed. In the step of holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a temperature, an alloy in a liquid state having a superheat degree of less than 10 ° C. with respect to the poured liquidus temperature, or a decrease in temperature with respect to the liquidus temperature of less than 5 ° C. From the initial temperature of the alloy in the solid-liquid coexistence state to the liquidus temperature of 5 ° C
By lowering the temperature of the low temperature section within 10 minutes, fine primary crystals are crystallized in the alloy solution, and the holding vessel 2
From 0, the alloy was supplied to the mold 100 for taking out and forming the alloy to perform pressure molding.

【0019】本発明でいう「保持容器」とは、注湯され
た金属溶湯を所定の液相率まで冷却し、微細な組織を晶
出させるために用いるものであるが、該保持容器の熱伝
導率(室温)が1.0kcal/hr℃未満の場合は、
断熱性が良いため、該保持容器に注がれた溶湯が所定の
液相率を示す温度まで冷却保持される時間が長くなり、
作業能率が悪く、かつ、生成した初晶も粗くなり成形性
が低下する。このため、保持容器20の熱伝導率は1.
0kcal/mhr℃とすることが望ましい。また、材
質は金属、または非金属、あるいは非金属を塗布した金
属、のいずれでも構わない。また、保持容器20の厚み
に関しては、注湯された後、保持容器20の壁面に接す
る溶湯より凝固層が発生しないか、あるいは発生しても
その後の高周波誘導装置により容易に再溶融する厚みと
することが望ましく、合金の種類および保持容器20の
合金の重量により適宜決定される。ちなみに、2kg程
度の鋳物の製造に当たっては、たとえば、平均厚みが3
mm以下のステンレス容器や鋳鉄容器が使用される。
The term "holding vessel" as used in the present invention is used for cooling a poured molten metal to a predetermined liquidus rate to crystallize a fine structure. When the conductivity (room temperature) is less than 1.0 kcal / hr ° C,
Because of good heat insulating properties, the time during which the molten metal poured into the holding container is cooled and held to a temperature indicating a predetermined liquidus rate becomes longer,
The working efficiency is poor, and the generated primary crystals are also coarse and the formability is reduced. Therefore, the thermal conductivity of the holding container 20 is 1.
It is desirable to set it to 0 kcal / mhr ° C. Further, the material may be any of metal, non-metal, and metal coated with non-metal. In addition, the thickness of the holding container 20 is such that after the molten metal is poured, a solidified layer is not generated from the molten metal in contact with the wall surface of the holding container 20 or even if it is generated, it is easily remelted by a high-frequency induction device thereafter. It is desirable to appropriately determine the type according to the type of alloy and the weight of the alloy in the holding container 20. By the way, in producing a casting of about 2 kg, for example, the average thickness is 3
A stainless steel container or a cast iron container having a diameter of not more than mm is used.

【0020】また、「所定の液相率」とは、加圧成形に
適する液相率を意味する。ダイカスト鋳造、スクイズ鋳
造などの高圧鋳造では液相率は75%未満、好ましくは
40%〜65%とする。40%未満では保持容器30か
らの取り出しが容易でなく、また取り出された素材の成
形性が劣る。一方、75%を超える場合は素材が軟らか
いためハンドリングが難しいばかりでなく、ダイキャス
ト機の金型内溶融金属を射出するための射出スリーブ7
0、80への挿入時に周辺空気を巻き込み、あるいは成
形された鋳造品の金属組織には偏析が発生して均一な組
織が得にくいなどの問題がある。このため、75%以
下、好ましくは65%以下とする。押出法や鍛造法で
は、1.0%〜70%、好ましくは10%〜65%とす
る。70%を超える場合は組織の不均一が生じる惧れが
ある。このため、70%以下、好ましくは65%以下と
する。また、1.0%未満では変形抵抗が高いので、
1.0%以上とする。なお、40%未満の液相率の合金
を用いて押出法や鍛造法を行なう場合、40%以上の液
相率で該合金を容器から取り出し、その後40%未満に
液相率を下げる。
The "predetermined liquid phase ratio" means a liquid phase ratio suitable for pressure molding. In high pressure casting such as die casting and squeeze casting, the liquid phase ratio is less than 75%, preferably 40% to 65%. If it is less than 40%, it is not easy to take it out of the holding container 30, and the formability of the taken out material is inferior. On the other hand, if it exceeds 75%, the material is soft and difficult to handle, and the injection sleeve 7 for injecting the molten metal in the die of the die casting machine.
At the time of insertion into 0, 80, there is a problem that the surrounding air is entrained, or the metal structure of the molded casting is segregated to make it difficult to obtain a uniform structure. For this reason, it is 75% or less, preferably 65% or less. In an extrusion method or a forging method, the content is 1.0% to 70%, preferably 10% to 65%. If it exceeds 70%, the tissue may be uneven. For this reason, it is 70% or less, preferably 65% or less. In addition, since the deformation resistance is high at less than 1.0%,
1.0% or more. When an extrusion method or a forging method is performed using an alloy having a liquid phase ratio of less than 40%, the alloy is taken out of the container at a liquid phase ratio of 40% or more, and then the liquid phase ratio is reduced to less than 40%.

【0021】また、合金を保持容器20の中に「注湯す
る方法」は、注湯された溶湯中に結晶核(微細結晶)を
発生させることが出来るものであり、異質核としてある
いは結晶遊離促進元素として、働く微細化剤の効果を発
現させるために、所定の速度で注湯し、しかも液相線温
度に対する過熱度を50℃未満の所定の過熱度とする。
この過熱度は、添加する微細化剤の種類、添加量により
異なる(なお、限定理由については後述する)。
The method of pouring the alloy into the holding vessel 20 is capable of generating crystal nuclei (fine crystals) in the poured molten metal, and serves as foreign nuclei or free of crystals. In order to express the effect of the finer agent acting as an accelerating element, the molten metal is poured at a predetermined speed, and the superheat to the liquidus temperature is set to a predetermined superheat of less than 50 ° C.
The degree of superheating varies depending on the type and amount of the fine agent to be added (the reason for the limitation will be described later).

【0022】注湯速度は、速すぎると注湯される溶湯中
に空気が巻き込まれやすく、遅すぎると微細化剤の添加
の効果が十分出ないし、工業的に能率が悪いので、空気
巻き込みしない範囲の適正な速度で注ぐことが大切であ
る。適正な速度とは、式で求められる速度よりも速
く、式で求められる速度よりも遅くする。 式;Y=0.015X+0.02(好ましくはY=
0.03X+0.02) 式; Y=0.17X+0.6 ここで、Yは注湯速度(℃/s)、Xは注湯重量(k
g)を示す。具体的には、以下の手順により作業を進め
る。図3および図4の工程[1]において、給湯用ラド
ル(以下ラドルともいう)10に入れられた微細化剤を
含む完全液体である合金M1 を、工程[2]において保
持容器(セラミック塗布金属容器、もしくはセラミック
容器)20に静かにかつ速やかに注湯し、結晶核(微細
結晶)を含む液相線温度近傍の液体状態の合金、液相線
温度近傍の固液共存状態の合金を得る。
If the pouring speed is too high, air is liable to be entrained in the molten metal to be poured. It is important to pour at the right speed in the range. The appropriate speed is higher than the speed obtained by the formula and lower than the speed obtained by the formula. Formula; Y = 0.015X + 0.02 (preferably Y =
0.03X + 0.02) Formula; Y = 0.17X + 0.6 Here, Y is a pouring speed (° C./s), and X is a pouring weight (k).
g). Specifically, work is performed according to the following procedure. In step [1] of FIGS. 3 and 4, the alloy M 1 , which is a complete liquid containing a refining agent, placed in a hot water supply ladder (hereinafter also referred to as a “ladle”) 10 is placed in a holding vessel (ceramic coating) in step [2]. (Metal container or ceramic container) 20 is gently and quickly poured into a liquid state alloy containing crystal nuclei (fine crystals) in a liquid state near the liquidus temperature, and an alloy in a solid-liquid coexistence state near the liquidus temperature. obtain.

【0023】次に、工程[3]において該合金を、注湯
された液相線温度に対する過熱度が10℃未満の液体状
態、あるいは、液相線温度に対する温度の低下が5℃未
満の固液共存状態の初期温度から液相線温度よりも5℃
低い温度区間を10分以内に温度降下させることによ
り、微細な初晶を該合金液中に晶出させつつ、誘導加熱
(保持容器20回りの加熱コイル50に通電すること)
により、該保持容器20内の合金の各部の温度を、遅く
とも成形する時までに所定の液相率を示す目標成形温度
範囲内に収めるように温度調整する。冷却に当たって
は、保持容器20の外側から保持容器20に向けて空気
30(または水40)を噴射する。また、必要に応じて
保持容器20の上部、下部をセラミック60で保温する
か、もしくは、ヒータ(たとえば赤外線ヒータ)で加熱
した保持容器20において半溶融状態で保持し、導入さ
れた結晶核から微細な球状(非デンドライト状)の初晶
を生成させる。このようにして得られた所定の液相率を
有する半溶融合金M2を、たとえば、工程[3]−cの
ように保持容器20を反転し、ダイキャストの竪型射出
スリーブ70、横型射出スリーブ80に挿入した後、ダ
イカストマシンの金型キャビティ100a内で加圧成形
して成形品を得る。なお、反転した半溶融合金は、保持
容器20内で上部に位置していた表面部をチップ90側
に置くこととする。これにより、半溶融合金M2 の表面
部に存在する酸化物の混入を防ぐことができる。
Next, in step [3], the alloy is placed in a liquid state having a superheat degree of less than 10 ° C. with respect to the poured liquidus temperature or a solid state having a temperature decrease of less than 5 ° C. with respect to the liquidus temperature. 5 ° C from initial temperature in liquid coexistence state to liquidus temperature
Induction heating (by energizing the heating coil 50 around the holding vessel 20) while lowering the temperature of the low temperature section within 10 minutes to crystallize fine primary crystals in the alloy liquid.
Thereby, the temperature of each part of the alloy in the holding container 20 is adjusted so as to fall within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio at the latest by the time of forming. In cooling, air 30 (or water 40) is injected from the outside of the holding container 20 toward the holding container 20. If necessary, the upper and lower portions of the holding container 20 are kept in a semi-molten state in the holding container 20 heated by a ceramic 60 or a heater (for example, an infrared heater). A spherical (non-dendritic) primary crystal is formed. The semi-solid alloy M2 having a predetermined liquid phase ratio obtained in this manner is inverted, for example, as in the step [3] -c, and the vertical injection sleeve 70 and the horizontal injection sleeve of die casting are inverted. After being inserted into the mold 80, a molded product is obtained by pressure molding in the mold cavity 100a of the die casting machine. The inverted semi-molten alloy has its upper surface located in the holding container 20 on the chip 90 side. Thus, it is possible to prevent contamination of the oxide present on the surface portion of the semi-molten alloy M 2.

【0024】図1〜図4に示す本発明方法と従来のチク
ソキャスト法、レオキャスト法の違いは図より明らかで
ある。すなわち、本発明では従来法のようには、半溶融
温領域で晶出した初晶を機械撹拌や電磁撹拌で強制的に
破砕球状化することはなく、半溶融温度領域での温度低
下とともに液中に導入された結晶核を起点として晶出、
成長する多数の初晶が合金自信が持っている熱量により
(必要に応じて外部から加熱保持されることもありう
る)連続的に粒状化されるものであり、また、チクソキ
ャスト法におけるビレットの再昇温による半溶融化の工
程が省かれているため極めて簡便な方法である。
The difference between the method of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 and the conventional thixocast method and rheocast method is apparent from the figures. That is, in the present invention, unlike the conventional method, the primary crystals crystallized in the semi-melting temperature range are not forcibly crushed and spheroidized by mechanical stirring or electromagnetic stirring. Crystallized starting from the crystal nucleus introduced inside,
Many of the growing primary crystals are continuously granulated by the heat of the alloy itself (they can be heated and held from the outside if necessary). This is an extremely simple method because the step of semi-solidification by reheating is omitted.

【0025】上述した各工程、すなわち、図3に示す保
持容器20への注湯工程、粒状化工程それぞれにおいて
設定された条件や本発明で示した数値限定理由について
以下に説明する。過熱度は、Tiを含むアルミニウム合
金では、該合金の液相線温度に対する過熱度を30℃未
満とし、TiおよびBを含むアルミニウム合金では、該
合金の液相線温度に対する過熱度を50℃未満とし、C
aあるいはSi、Srを含む合金では、該合金の液相線
温度に対する過熱度を25℃未満とする。保持容器20
に注湯された合金の液相線温度に対する過熱度がこれら
より高ければ、(1)結晶の核発生が少なく、しかも、
(2)容器に注がれた時の合金の温度が高いために残存
する結晶核の割合も少なく、初晶のサイズが大きく、不
定形のデンドライトが発生する。
The conditions set in each of the above-mentioned steps, that is, the steps of pouring the molten metal into the holding container 20 and the granulating step shown in FIG. 3 and the reasons for limiting the numerical values shown in the present invention will be described below. In the case of an aluminum alloy containing Ti, the degree of superheating with respect to the liquidus temperature of the alloy is less than 30 ° C., and in the case of an aluminum alloy containing Ti and B, the degree of superheating with respect to the liquidus temperature of the alloy is less than 50 ° C. And C
In the case of an alloy containing a or Si or Sr, the degree of superheat of the alloy with respect to the liquidus temperature is set to less than 25 ° C. Holding container 20
If the degree of superheating of the alloy poured into the alloy to the liquidus temperature is higher than these, (1) the nucleation of crystals is small, and
(2) Since the temperature of the alloy when poured into the container is high, the ratio of remaining crystal nuclei is small, the size of primary crystals is large, and amorphous dendrites are generated.

【0026】微細球状結晶を得るために添加する微細化
剤の量は、アルミニウム合金においては、Ti単独添加
の場合、その量が0.03%未満では微細化効果は小さ
く、0.30%を超えれば粗大なTi化合物が発生し延
性が低下するので、Tiは0.03%〜0.30%とす
る。
In the case of aluminum alloy, if the addition of Ti alone is less than 0.03%, the refining effect is small. If it exceeds, coarse Ti compounds are generated and ductility decreases, so that Ti is set to 0.03% to 0.30%.

【0027】Ti、B複合添加では、Tiが0.005
%未満であればその効果は小さく、0.30%を超えれ
ば粗大なTi化合物が発生し延性が低下するので、Ti
は0.005%〜0.30%とする。BはTiと相まっ
て微細化を促進するが、0.001%未満であれば微細
化効果は小さく、0.01%を超えて添加してもそれ以
上の効果を期待できないので、Bは0.001%〜0.
01%とする。
In the case of adding Ti and B, the content of Ti is 0.005.
%, The effect is small, and if it exceeds 0.30%, a coarse Ti compound is generated and ductility is reduced.
Is set to 0.005% to 0.30%. B promotes miniaturization in combination with Ti, but if it is less than 0.001%, the effect of miniaturization is small, and if it exceeds 0.01%, no further effect can be expected. 001% to 0.
01%.

【0028】マグネシウム合金においては、Ca添加の
場合、0.05%未満では微細化効果は小さく、0.3
0%を超えて添加してもそれ以上の効果を期待できない
のでCaは0.05%〜0.30%とする。Sr、Si
複合添加の場合、Srが0.005%未満であれば微細
化効果は小さく、0.1%を超えて添加してもそれ以上
の効果を期待できないので0.005%〜0.1%とす
る。SiはSrと相まって微細化を促進するが、0.0
1%未満であれば微細化効果は小さく、1.5%を超え
て添加してもそれ以上の効果は期待できず、しかも延性
が低下するのでSiは0.01%〜1.5%とする。
In a magnesium alloy, when Ca is added, if it is less than 0.05%, the refining effect is small, and 0.3% or less.
Even if added in excess of 0%, no further effect can be expected, so Ca is set to 0.05% to 0.30%. Sr, Si
In the case of composite addition, if Sr is less than 0.005%, the effect of miniaturization is small, and even if added over 0.1%, no further effect can be expected, so that 0.005% to 0.1%. I do. Si promotes miniaturization in combination with Sr, but 0.0
If it is less than 1%, the refining effect is small, and if it exceeds 1.5%, no further effect can be expected, and the ductility is reduced, so that Si is 0.01% to 1.5%. I do.

【0029】TiあるいはTi、Bを添加したAl−Z
n−Mg系合金においては、Znが3%未満であれば微
細な球状結晶は得られず、8%より多く添加してもそれ
以上の効果は期待できず、しかも鋳造性が低下するた
め、Znは3%〜8%とする。Mgが1%未満であれば
微細な球状結晶は得られず、4%より多く添加してもそ
れ以上の効果は期待できず、しかも鋳造性が低下するた
め、Mgは1%〜4%とする。
Al—Z with Ti or Ti or B added
In an n-Mg alloy, if Zn is less than 3%, fine spherical crystals cannot be obtained, and if more than 8% is added, no further effect can be expected, and castability is reduced. Zn is 3% to 8%. If Mg is less than 1%, fine spherical crystals cannot be obtained, and if more than 4% is added, no further effect can be expected, and castability is reduced, so that Mg is 1% to 4%. I do.

【0030】また、保持容器20の中に注湯された合金
の成形温度までの「冷却方法」は、所定の時間内に強制
的に冷却させるために行われるものであり、保持該容器
20の外部から空気また水を噴射する。
The "cooling method" of the alloy poured into the holding container 20 to the molding temperature is performed to forcibly cool the alloy within a predetermined time. Inject air or water from outside.

【0031】また、保持容器20に注湯された合金の
「温度保持」は、急速に冷却することにより生じた保持
容器各部の温度の不均一を誘導加熱により遅くとも成形
する時までに所定の液相率を示す目標成形温度範囲内に
収めるように温度調整するようにしたり、鋳造機械の故
障発生時の半溶融金属の温度保持を目的とするものであ
る。成形温度が共晶温度より高い場合には、保持容器2
0内の代表温度(保持容器内に入れられた合金の中心温
度)が目標成形温度に対して10℃以上低下しない段階
までに、所定量の電流を所定の時間内に流して目標成形
温度に対して−5℃〜+5℃の温度範囲に収める。成形
温度が2元共晶温度である場合には共晶温度より低下し
ない段階で所定量の電流を所定の時間内に流して所定の
液相率を示すようにする。
The "temperature keeping" of the alloy poured into the holding container 20 is performed by changing the temperature of each part of the holding container caused by the rapid cooling to a predetermined level by the induction heating at the latest. The purpose is to adjust the temperature so as to fall within the target forming temperature range indicating the phase ratio, or to maintain the temperature of the semi-molten metal when a failure occurs in the casting machine. If the molding temperature is higher than the eutectic temperature,
By a stage where the representative temperature in 0 (the center temperature of the alloy put in the holding container) does not decrease by more than 10 ° C. with respect to the target molding temperature, a predetermined amount of current is passed within a predetermined time to reach the target molding temperature. On the other hand, the temperature is kept within a temperature range of -5 ° C to + 5 ° C. When the molding temperature is a binary eutectic temperature, a predetermined amount of current is applied within a predetermined time at a stage where the molding temperature is not lower than the eutectic temperature so that a predetermined liquidus ratio is exhibited.

【0032】保持容器20に注湯された合金が成形に適
した液相率を示すまで冷却される際に、保持容器上部お
よび保持容器下部は、「加熱もしくは保温」が必要であ
る。それがなされない場合、保持容器上部および/ある
いは保持容器下部の合金の表皮部に、粗大なデンドライ
ト状の初晶が発生したり、凝固層が成長し保持容器20
内の金属の温度分布も不均一になるため、高周波誘導に
より加熱しても保持容器20から合金を反転してとり出
す場合、保持容器20から所定の液相率の合金を排出で
きなかったり、保持容器20内部に凝固層が残り、連続
成形が困難になったり、温度分布が完全には改善されな
かったりする。このため、注湯後、成形温度までの保持
時間が短い場合、冷却過程では保持容器上部および/あ
るいは保持容器下部を保持容器中央部より加熱したり、
あるいは、保温し、必要に応じて注湯後の冷却過程だけ
でなく、注湯前にあらかじめ保持容器20の上部、下部
を加熱する。また、保持容器20の上部、下部の厚みを
薄くすることは、保持容器中央部に比べて凝固層の生成
を抑制することに効果的である。
When the alloy poured into the holding container 20 is cooled to show a liquid phase ratio suitable for molding, the upper and lower holding containers need to be "heated or kept warm". If this is not done, coarse dendrite-like primary crystals are generated on the surface of the alloy at the upper part of the holding container and / or the lower part of the holding container, or a solidified layer grows and the holding container 20
Since the temperature distribution of the metal inside becomes non-uniform, when the alloy is inverted and taken out from the holding container 20 even when heated by high-frequency induction, the alloy having a predetermined liquid phase ratio cannot be discharged from the holding container 20, A solidified layer remains inside the holding container 20, making continuous molding difficult or the temperature distribution not being completely improved. For this reason, if the holding time to the molding temperature after pouring is short, in the cooling process, the upper part of the holding container and / or the lower part of the holding container are heated from the center part of the holding container,
Alternatively, the upper part and the lower part of the holding container 20 are preliminarily heated before pouring as well as in the cooling process after pouring as necessary. Reducing the thickness of the upper and lower portions of the holding container 20 is more effective in suppressing the formation of a solidified layer than the central portion of the holding container.

【0033】保持容器20に注湯された液相線温度に対
する過熱度が10℃よりも高ければ、冷却速度に関係な
く微細な球状結晶は得られない。このため、注湯直後の
温度の液相線温度に対する過熱度は10℃未満とする。
また、液相線温度に対する過熱度が10℃未満の液体状
態の合金、あるいは、液相線温度に対する温度の低下が
5℃未満の固液共存状態の合金、の初期温度から液相線
温度よりも5℃低い温度区間を10分より長い時間で降
下する場合、微細な球状の組織を得ることができない。
このため、該合金の初期温度から液相線温度よりも5℃
低い温度区間を10分以内、好ましくは5分以内で温度
降下させることにより、微細な初晶を該合金液中に晶出
させ、保持容器20から該合金取り出し、成形用金型1
00に供給して加圧成形することとする。
If the degree of superheating relative to the temperature of the liquidus line poured into the holding vessel 20 is higher than 10 ° C., fine spherical crystals cannot be obtained regardless of the cooling rate. For this reason, the degree of superheating of the temperature immediately after pouring to the liquidus temperature is set to less than 10 ° C.
Further, from the initial temperature of the liquid state alloy whose superheat degree to the liquidus temperature is less than 10 ° C., or the alloy in the solid-liquid coexistence state whose temperature decrease to the liquidus temperature is less than 5 ° C. However, if the temperature is lowered by more than 10 minutes in a temperature zone 5 ° C. lower, a fine spherical structure cannot be obtained.
For this reason, the initial temperature of the alloy is 5 ° C. lower than the liquidus temperature.
By lowering the temperature within a low temperature section within 10 minutes, preferably within 5 minutes, fine primary crystals are crystallized in the alloy solution, the alloy is taken out of the holding container 20, and the molding die 1
And then press-formed.

【0034】図7は、微細化剤の溶湯への添加方法を示
す工程説明図である。Al−Ti−B母合金を使用して
給湯用ラドル内の溶湯中にBを含有させるために溶解保
持炉200およびラドル10内の溶湯温度をあらかじめ
650℃以上に保持するのは、容易にAl−Ti−B母
合金を溶かすためである。図7に記載した4つの方法に
ついて説明する。 (a)法では、あらかじめ650℃以上に保持された溶
解保持炉200内で該母合金を溶解後、所定の過熱度ま
で降温する。 (b)法では、ラドル10内の溶湯の初期温度を650
℃以上とし、該母合金を該溶湯中において溶解した後、
該合金の溶湯温度を液相線温度に対して所定の過熱度と
するために冷却治具400を所定の時間浸漬する(冷却
治具400は適宜加振しないと凝固層ができる。ただ
し、液相線温度に対して過熱度が10度以上であれば振
動による結晶の微細化効果は期待できない。)。 (c)法では、あらかじめTi、Bの含有量の高い溶湯
を準備しておき、ラドル10内の温度調整が完了してい
る溶湯に混合希釈する。 (d)法は、誘導炉により急速に溶解された母合金をラ
ドル内の温度調整が完了している溶湯に添加する。 なお、Mg合金に微細化剤として、CaもしくはSi、
Srを添加する場合においては、図7(a)に示す要領
で行なうことが出来る。
FIG. 7 is a process explanatory view showing a method of adding a finer to a molten metal. It is easy to maintain the temperature of the molten metal in the melting and holding furnace 200 and the ladle 10 at 650 ° C. or higher in advance in order to use the Al—Ti—B mother alloy to contain B in the molten metal in the hot water supply ladle. -It is for melting the Ti-B master alloy. The four methods described in FIG. 7 will be described. In the method (a), the master alloy is melted in a melting and holding furnace 200 previously held at 650 ° C. or higher, and then cooled to a predetermined degree of superheat. In the method (b), the initial temperature of the molten metal in the ladle 10 is set to 650.
℃ or more, after melting the master alloy in the molten metal,
The cooling jig 400 is immersed for a predetermined time in order to bring the molten metal temperature of the alloy to a predetermined degree of superheat with respect to the liquidus temperature (a solidification layer is formed unless the cooling jig 400 is appropriately shaken. If the degree of superheat is 10 degrees or more with respect to the phase line temperature, the effect of crystal refinement due to vibration cannot be expected.) In the method (c), a molten metal having a high content of Ti and B is prepared in advance and mixed and diluted with the molten metal whose temperature in the ladle 10 has been adjusted. In the method (d), the master alloy rapidly melted by the induction furnace is added to the molten metal whose temperature adjustment in the ladle has been completed. In addition, Ca or Si,
In the case of adding Sr, it can be performed in the manner shown in FIG.

【0035】給湯用ラドル10の熱伝導率を1kcal
/mhr℃以上に限定し、ラドル10の厚みを3mm以
下にするのは、ラドル10への給湯時にラドル10内の
溶湯の温度の低下を防ぎ、注湯完了後には急速にラドル
10が冷却するために付着メタルの量を減少させるため
である。なお、該給湯用ラドル10の温度低下を防止す
るために使用する保護カバー10aの使用要領は、図7
(c)に示すとおりである。保護カバー10aの材質
は、たとえば、1kcal/mhr℃未満の熱伝導率の
ものとする。
The heat conductivity of the hot water supply ladle 10 is 1 kcal.
/ Mhr ° C. or higher, and the thickness of the ladle 10 is set to 3 mm or less to prevent the temperature of the molten metal in the ladle 10 from dropping when hot water is supplied to the ladle 10 and to cool the ladle 10 rapidly after pouring is completed. This is to reduce the amount of adhering metal. The procedure for using the protective cover 10a used to prevent the temperature of the hot water supply ladle 10 from decreasing is shown in FIG.
This is as shown in FIG. The material of the protective cover 10a has, for example, a thermal conductivity of less than 1 kcal / mhr ° C.

【0036】図8は、AC4CH合金(Al−7%Si
−0.3%Mg−0.15%Ti)の初晶の形態に及ぼ
すB量と注湯時の溶湯の過熱度の影響を示している。T
i、B複合添加の場合と異なり、Ti単独添加では、3
0℃を超える温度で球状結晶は得られない。
FIG. 8 shows an AC4CH alloy (Al-7% Si
It shows the effect of the amount of B and the degree of superheat of the molten metal during pouring on the morphology of the primary crystal of -0.3% Mg-0.15% Ti). T
Unlike the case of adding i and B composites, adding Ti alone results in 3
At temperatures above 0 ° C. no spherical crystals are obtained.

【0037】図9は、7075合金(Al−5.5%Z
n−2.5%Mg−1.6%Cu−0.15%Ti系)
の初晶の形態に及ぼすB量と注湯時の溶湯の過熱度の影
響を示すグラフである。AC4CH合金に比較して70
75合金では、Bを含まずTiのみの場合でも高い過熱
度で微細な球状結晶が得られる。
FIG. 9 shows a graph of the 7075 alloy (Al-5.5% Z).
n-2.5% Mg-1.6% Cu-0.15% Ti-based)
4 is a graph showing the effect of the amount of B and the degree of superheat of the molten metal during pouring on the morphology of the primary crystals of. 70 compared to AC4CH alloy
In the case of 75 alloy, fine spherical crystals can be obtained with a high degree of superheat even when only Ti is used without B.

【0038】図10は、Al−Zn−Mg−0.05%
Ti合金の初晶の形態に及ぼすZn量とMg量の影響を
示すグラフである。所定の量のZn、Mgを含むことに
より、微細な球状結晶が得られる。
FIG. 10 shows a graph of Al-Zn-Mg-0.05%.
4 is a graph showing the influence of the amounts of Zn and Mg on the morphology of primary crystals of a Ti alloy. By including a predetermined amount of Zn and Mg, fine spherical crystals can be obtained.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1に、半溶融金属の製造条件および成形
体の組織観察の結果を示す。成形は、図3に示すよう
に、半溶融金属を射出スリーブ70に挿入し、その後ス
クイズ鋳造機を用いて行なった。成形条件は、加圧力9
50kgf/cm2 、射出速度0.5m/s、鋳造品重
量(ビスケット含む)1.5kg、金型温度230℃と
した。
Table 1 shows the production conditions of the semi-molten metal and the results of observation of the structure of the compact. The molding was performed by inserting a semi-molten metal into the injection sleeve 70 and then using a squeeze casting machine as shown in FIG. The molding conditions were 9
50 kgf / cm 2 , injection speed 0.5 m / s, casting weight (including biscuit) 1.5 kg, and mold temperature 230 ° C.

【0041】比較例13、比較例14では、液相線温度
に対する過熱度が高すぎるために、微細な球状結晶は得
られず、図11に示すような粗大な初晶しか得られな
い。比較例15では、保持容器20に注湯された溶湯の
初期温度から液相線温度よりも5℃低い温度区間の通過
時間が10分よりも長いために、また、比較例16では
保持時間が長いために、粗大な初晶しか得られない。
In Comparative Examples 13 and 14, since the degree of superheating with respect to the liquidus temperature was too high, fine spherical crystals could not be obtained, and only coarse primary crystals as shown in FIG. 11 could be obtained. In Comparative Example 15, since the passage time in the temperature section 5 ° C. lower than the liquidus temperature from the initial temperature of the molten metal poured into the holding container 20 was longer than 10 minutes, the holding time in Comparative Example 16 was Due to the length, only coarse primary crystals can be obtained.

【0042】比較例17、比較例18では、保持容器の
上部、下部の保温あるいは加熱が行なわれていないため
に、誘導加熱を行なった場合でも、保持容器20内の合
金の温度分布は不均一である。比較例19、比較例20
では、微細化剤が含まれていないために、粗大な初晶し
か得られない。この状態を図14に示す。
In Comparative Examples 17 and 18, since the upper and lower portions of the holding container were not kept warm or heated, the temperature distribution of the alloy in the holding container 20 was uneven even when induction heating was performed. It is. Comparative Example 19, Comparative Example 20
In this case, only a coarse primary crystal can be obtained because no refiner is contained. This state is shown in FIG.

【0043】比較例21では、Srのみしか添加されて
おらず、Sr無添加の合金に比べてそれほど微細化され
ていない。この状態を図15に示す。比較例22では、
微細化剤が添加されておらず、しかも液相線温度に対す
る過熱度が高いために粗大な初晶しか得られない。比較
例23では、Zn量が低く微細な球状の初晶は得られな
い。
In Comparative Example 21, only Sr was added, and the alloy was not much finer than the alloy without Sr. This state is shown in FIG. In Comparative Example 22,
No coarsening agent is added, and only coarse primary crystals can be obtained because of a high degree of superheat relative to the liquidus temperature. In Comparative Example 23, a fine spherical primary crystal having a low Zn content was not obtained.

【0044】一方、本発明1〜本発明12では、図1
1、図12、図13に示すように微細な球状の初晶は得
られない。
On the other hand, in the present invention 1 to the present invention 12, FIG.
1, fine spherical primary crystals cannot be obtained as shown in FIGS.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る半溶融金属の成形方法では、従来の機械撹
拌法、電磁撹拌法によらず、簡便容易にかつ、低コスト
で微細かつ粒状の組織を有する成形体が得られる。
As is apparent from the above description,
In the method for forming a semi-molten metal according to the present invention, a compact having a fine and granular structure can be obtained simply and easily at low cost without using the conventional mechanical stirring method or electromagnetic stirring method.

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

【図1】本発明に係る最大固溶限以上の組成の亜共晶ア
ルミ合金の半溶融金属の成形法を示す工程説明図であ
る。
FIG. 1 is a process explanatory diagram showing a method for forming a semi-molten metal of a hypoeutectic aluminum alloy having a composition not less than the maximum solid solubility limit according to the present invention.

【図2】本発明に係る最大固溶限内組成のマグネシウム
合金あるいはアルミニウム合金の半溶融金の成形方法を
示す工程説明図である。
FIG. 2 is a process explanatory diagram showing a method for forming a semi-solid gold of a magnesium alloy or an aluminum alloy having a composition within the maximum solid solubility limit according to the present invention.

【図3】本発明に係る球状初晶の生成から成形までの工
程説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of steps from generation of a spherical primary crystal to molding according to the present invention.

【図4】図3に示した各工程の金属組織模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a metal structure in each step shown in FIG.

【図5】本発明に係る代表的なアルミ合金であるAl−
Si系合金の平衡状態図である。
FIG. 5 shows a typical aluminum alloy according to the present invention, Al-
FIG. 3 is an equilibrium diagram of a Si-based alloy.

【図6】本発明に係る代表的なマグネシウム合金である
Mg−Al系合金の平衡状態図である。
FIG. 6 is an equilibrium diagram of a Mg—Al alloy, which is a typical magnesium alloy according to the present invention.

【図7】本発明に係る微細化剤の溶湯への添加方法を示
す工程説明図である。
FIG. 7 is a process explanatory view showing a method for adding the finely-divided agent to the melt according to the present invention.

【図8】本発明に係るAC4CH合金(Al−7%Si
−0.3%Mg−0.15%Ti)の初晶の形態に及ぼ
すB量と注湯時の溶湯の過熱度の影響を示すグラフであ
る。
FIG. 8 shows an AC4CH alloy (Al-7% Si) according to the present invention.
It is a graph which shows the influence of the amount of B and the superheat degree of the molten metal at the time of pouring on the form of the primary crystal of -0.3% Mg-0.15% Ti).

【図9】本発明に係る7075合金(Al−5.5%Z
n−2.5%Mg−1.6%Cu−0.15%Ti系)
の初晶の形態に及ぼすB量と注湯時の溶湯の過熱度の影
響を示すグラフである。
FIG. 9 shows a 7075 alloy (Al-5.5% Z) according to the present invention.
n-2.5% Mg-1.6% Cu-0.15% Ti-based)
4 is a graph showing the effect of the amount of B and the degree of superheat of the molten metal during pouring on the morphology of the primary crystals of.

【図10】本発明に係るAl−Zn−Mg−0.05%
Ti合金の初晶の形態に及ぼすZn量とMg量の影響を
示すグラフである。
FIG. 10: Al-Zn-Mg-0.05% according to the present invention
4 is a graph showing the influence of the amounts of Zn and Mg on the morphology of primary crystals of a Ti alloy.

【図11】本発明例の成形体(AC4CH−0.15%
Ti)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 11 shows a molded article of the present invention (AC4CH-0.15%
It is a mimic photo of a micrograph showing the metal structure of Ti).

【図12】本発明例の成形体(AZ91−0.01%S
r−0.4%Si)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写
図である。
FIG. 12 shows a molded article of the present invention (AZ91-0.01% S
It is a mimetic diagram of a micrograph showing a metal structure of (r-0.4% Si).

【図13】本発明例の成形体(7075−0.15%T
i−0.002%B)の金属組織を示す顕微鏡写真の模
写図である
FIG. 13 shows a molded article of the present invention (7075-0.15% T).
It is a mimicking figure of a micrograph showing the metal structure of i-0.002% B).

【図14】比較例の成形体(AC4CH−0.15%T
i)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 14 shows a molded product of a comparative example (AC4CH-0.15% T).
It is a mimetic diagram of a micrograph showing metal structure of i).

【図15】比較例の成形体(AZ91)の金属組織を示
す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 15 is a microphotograph showing the metallographic structure of a molded article (AZ91) of a comparative example.

【図16】比較例の成形体(AZ91−0.01%S
r)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 16 shows a molded product of a comparative example (AZ91-0.01% S
It is a mimetic diagram of a micrograph showing a metal structure of r).

【図17】比較例の成形体(7075)の金属組織を示
す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 17 is a micrograph of a micrograph showing a metal structure of a compact (7075) of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 給湯用ラドル(ラドル) 10a 保護カバー 20 保持容器(セラミック製容器もしくは金属製容
器) 30 空気 40 水 50 加熱コイル(コイル) 60 セラミック 70 竪型射出スリーブ 80 横型射出スリーブ 90 チップ 100 金型 100a 金型キャビティ 200 溶解保持炉 200A 溶解保持炉 300 Al−Ti−Bロッド 400 冷却治具 M1 金属溶湯 M2 半溶融金属 T 保持時間 t 容器内メタル温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ladle for hot water supply (ladle) 10a Protective cover 20 Holding container (ceramic container or metal container) 30 Air 40 Water 50 Heating coil (coil) 60 Ceramic 70 Vertical injection sleeve 80 Horizontal injection sleeve 90 Tip 100 Mold 100a Metal mold cavity 200 melting and holding furnace 200A melting and holding furnace 300 Al-Ti-B rod 400 cooling jig M 1 metal melt M 2 semi-molten metal T retention time t vessel metal temperature

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 21/10 C22C 21/10 23/00 23/00 (72)発明者 原田 康則 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社機械・エンジニアリング 事業本部内 (72)発明者 佐々木 寛人 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社機械・エンジニアリング 事業本部内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C22C 21/10 C22C 21/10 23/00 23/00 (72) Inventor Yasunori Harada 1980 No. 1980 off the coast of Kogushi-ji, Oji, Ube City, Yamaguchi Prefecture Ube Industries, Ltd., Machinery & Engineering Business Unit (72) Inventor Hiroto Sasaki 1980, Ogishi, Ogushi, Ube City, Ube City, Yamaguchi Prefecture Ube Industries, Ltd., Machinery & Engineering Business Unit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液相線温度に対する過熱度が50℃未満
に保持された結晶粒微細化剤を含むアルミニウム合金溶
湯、または、マグネシウム合金溶湯を冷却治具を使用す
ることなく直接保持容器内に注湯し、所定の液相率を示
す成形温度まで冷却しつつ30秒〜30分間保持する工
程において、 注湯された液相線温度に対する過熱度が10℃未満の液
体状態の合金、あるいは、液相線温度に対する温度の低
下が5℃未満の固液共存状態の合金、の初期温度から液
相線温度よりも5℃低い温度区間を10分以内に温度降
下させることにより、微細な初晶を該合金液中に晶出さ
せ、該保持容器から取り出し、成形用金型に供給して加
圧成形することを特徴とする半溶融金属の成形方法。
1. An aluminum alloy melt or a magnesium alloy melt containing a crystal grain refining agent maintained at a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to a liquidus temperature directly into a holding vessel without using a cooling jig. In the step of pouring and holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a molding temperature showing a predetermined liquidus rate, the superheat degree with respect to the liquidus temperature of the poured liquid state alloy less than 10 ° C., or Fine primary crystals are obtained by lowering the temperature within 5 minutes from the initial temperature of the alloy in a solid-liquid coexistence state whose liquidus temperature is less than 5 ° C to 5 ° C lower than the liquidus temperature within 10 minutes. A semi-molten metal, which is crystallized in the alloy solution, taken out of the holding container, supplied to a molding die and subjected to pressure molding.
【請求項2】 アルミニウム合金をTiを0.03%〜
0.30%添加したアルミニウム合金とし、保持容器内
に注湯時の該アルミニウム合金の過熱度を30℃未満と
した請求項1記載の半溶融金属の成形方法。
2. An aluminum alloy containing 0.03% of Ti
The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the aluminum alloy is 0.30% added, and the degree of superheat of the aluminum alloy is less than 30 ° C when poured into a holding container.
【請求項3】 アルミニウム合金をTiを0.005%
〜0.30%、Bを0.001%〜0.01%添加した
アルミニウム合金とし、保持容器内に注湯する時の該ア
ルミニウム合金の過熱度を50℃未満とした請求項1記
載の半溶融金属の成形方法。
3. An aluminum alloy containing 0.005% of Ti
2. The aluminum alloy as claimed in claim 1, wherein said aluminum alloy is added to the holding container at a temperature of less than 50.degree. Method for forming molten metal.
【請求項4】 アルミニウム合金をTiを0.03%〜
0.30%、Znを3.0%〜8.0%、Mgを1.0
%〜4.0%添加したアルミニウム合金とし、保持容器
内に注湯時の該アルミニウム合金の過熱度を30℃未満
とした請求項1記載の半溶融金属の成形方法。
4. An aluminum alloy containing 0.03% or more of Ti.
0.30%, Zn: 3.0% to 8.0%, Mg: 1.0%
2. A method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the aluminum alloy is added to the holding vessel at a rate of superheat of less than 30 [deg.] C. when poured into a holding container.
【請求項5】 アルミニウム合金をTiを0.03%〜
0.30%、Bを0.001%〜0.01%、Znを
3.0%〜8.0%、Mgを1.0%〜4.0%添加し
たアルミニウム合金とし、保持容器内に注湯時の該アル
ミニウム合金の過熱度を50℃未満とした請求項1記載
の半溶融金属の成形方法。
5. An aluminum alloy containing 0.03% or more of Ti.
0.30%, B is 0.001% to 0.01%, Zn is 3.0% to 8.0%, and Mg is 1.0% to 4.0% aluminum alloy. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the degree of superheat of the aluminum alloy during pouring is less than 50 ° C.
【請求項6】 マグネシウム合金をCaを0.05%〜
0.30%添加したマグネシウム合金、または、Siを
0.01%〜1.5%およびSrを0.005%〜0.
1%添加したマグネシウム合金とし、保持容器内に注湯
時の該マグネシウム合金の過熱度を25℃未満とした請
求項1記載の半溶融金属の成形方法。
6. A magnesium alloy containing 0.05% of Ca.
A magnesium alloy to which 0.30% is added, or 0.01% to 1.5% of Si and 0.005% to 0.1% of Sr.
The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the magnesium alloy is 1% added, and the superheat degree of the magnesium alloy is less than 25 ° C when poured into a holding container.
【請求項7】 Al−Ti−B母合金を使用して給湯用
ラドル内の溶湯中にBを含有させる方法および保持容器
への注湯前における給湯用ラドル内溶湯の過熱度の調整
は、あらかじめ650℃以上に保持された溶解保持炉内
で該母合金を溶解後に所定の過熱度まで降温するか、給
湯用ラドル内の溶湯の初期温度を650℃以上とし該母
合金を該溶湯中において溶解した後に該合金の溶湯温度
を液相線温度に対して所定の過熱度とするために冷却棒
を所定の時間浸漬するか、あるいは、あらかじめ準備さ
れたB量の高い同組成の合金溶湯を給湯用ラドル内の所
定の過熱度にすでに温度調整された溶湯に混合し希釈す
るか、あるいは、該母合金を高周波誘導加熱装置の誘導
コイル内にて所定の量を急速溶融し給湯用ラドル内の所
定の過熱度にすでに温度調整された溶湯に投入すること
とした請求項3記載の半溶融金属の成形方法。
7. A method for using an Al-Ti-B master alloy to contain B in the molten metal in the hot water supply ladle and adjusting the degree of superheat of the molten metal in the hot water supply ladle before pouring the molten metal into the holding container. After melting the master alloy in a melting and holding furnace maintained at 650 ° C. or higher, the temperature is lowered to a predetermined degree of superheat, or the initial temperature of the melt in the hot water supply ladder is set to 650 ° C. or higher, and the master alloy is melted in the melt. After that, the cooling rod is immersed for a predetermined time to bring the molten alloy temperature to a predetermined degree of superheat with respect to the liquidus temperature, or a previously prepared molten alloy of the same composition having a high B content is supplied. Mix or dilute the molten metal whose temperature has been adjusted to a predetermined degree of superheat in the ladle for heating, or rapidly melt the mother alloy in a predetermined amount in the induction coil of the high-frequency induction heating device, and Already at a certain degree of superheat The method of forming a semi-molten metal according to claim 3, wherein the molten metal is charged into a molten metal whose temperature has been adjusted.
【請求項8】 給湯用ラドルは、熱伝導率が1kcal
/mhr℃以上の材質からなり、かつ、該給湯用ラドル
の平均厚みが3mm以下のものであって、溶湯を給湯用
ラドルに汲んだ後は保持容器内に注湯完了するまでは該
給湯用ラドルに温度低下防止保護カバーを設置し、注湯
完了後は該保護カバーを除去することとした請求項7記
載の半溶融金属の成形方法。
8. The hot water supply ladle has a thermal conductivity of 1 kcal.
/ Mhr ° C. or higher, and the average thickness of the hot water supply ladles is 3 mm or less. The method for forming a semi-molten metal according to claim 7, wherein a protective cover for preventing temperature decrease is provided on the ladle, and the protective cover is removed after pouring is completed.
【請求項9】 保持容器の中に注湯された合金の冷却方
法を、該保持容器の外側から該保持容器に向けて、少な
くとも空気また水のいずれかを噴射するようにした請求
項1記載の半溶融金属の成形方法。
9. The method of cooling an alloy poured into a holding container, wherein at least one of air and water is injected from the outside of the holding container toward the holding container. Forming method of semi-solid metal.
【請求項10】 保持容器に注湯された合金の温度保持
は、誘導加熱により該保持容器内の該合金各部の温度を
遅くとも成形する時までには所定の液相率を示す目標成
形温度範囲内に収めるように温度調整することとする請
求項1記載の半溶融金属の成形方法。
10. The temperature of the alloy poured into the holding container is maintained by a target forming temperature range that shows a predetermined liquidus ratio by the time of forming the temperature of each part of the alloy in the holding container by induction heating at the latest. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the temperature is adjusted so as to be contained in the inside.
【請求項11】 少なくとも保持容器の上部、下部のい
ずれかを保温するかあるいは、該保持容器の中央部に比
べて高温に加熱するか、あるいは、保持容器の上部、下
部の厚みを該保持容器の中央部よりも薄くした請求項1
記載の半溶融金属の成形方法。
11. Heating at least one of the upper and lower parts of the holding container, heating the holding container to a higher temperature than the central part of the holding container, or reducing the thickness of the upper and lower parts of the holding container 2. The method according to claim 1, wherein the thickness is smaller than a central portion of the first member.
The method for forming a semi-solid metal according to the above.
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