JPS5989747A - アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はサンドカスト又はダイカストの如き彫物鋳造
品を製造するための鋳造用アルミニウム合金類に関する
。

ソ連特許出願ｇ　４５１，７７３号には次の組成を有す
る公知の鋳造合金についての記載がみられるニア６５〜
９．５−８ｉ：３．５〜５．５％０易’　；　０．５〜
１．５チｚｎ；０．２〜０．８％　Ｍｇ　：　　０．０
５〜０．５％　Ｏ（ｉ　　：　　０．０５〜０．３％ｚ
ｒ；Ｕｐｔ０１−５％　Ｆｅ　；残部はＡｔ。

上記の明細書にはまた“本発明による合金”として次の
ものを開示しているニ ア、５〜１１．０　％　８１　；　２．０〜６．０　％
　Ｏｕ　；　０．１〜０．５％Ｍｇ；０．１−０．５１
　Ｍｎ　：　０．１〜０．５　％　Ｃｄ　；　０．０５
〜０．４％ｚｒ；０、１〜０．９％Ｆｅ；残部はＡｔ。

これらの合金組成はいずれも不純物レベル以上に含まれ
ているカドミウム（Ｃｄ　）とジルコニウム（Ｚｒ　）
の存在を当てにしたものである。公知のとおり、カドミ
ウムは多くのアルミニウム会釜の熱処理性を向上させる
が、その効果は複雑であって容易には理解もできず制御
も間単でなく、そのうえ健康及び安全面で問題を残して
いる。上記範囲のジルコニウムは高温特性を載置する。

これはまた結晶リファイナーとしても作用するが残念な
がら流動性を低下せしめるという副作用がある。

公知合金として開示された組成中のシリコン含有量の上
限である９、５　％を１１％へ拡大すると、この組成の
合金は亜共析晶及び共析晶型のものまでが包含される結
果、鋳造特性が異ってきて鋳造者にとっては特殊な問題
点が持ち込まれることになる。

この発明の一つの目的は性能が良く経済的に製造できる
彫物鋳造品を作るための新しい、改良された鋳造用アル
ミニウム合金の提供にある。

この発明の一つの提案によれば、次の組成を有する彫物
鋳造品製造用の鋳造用アルミニウム合金が提供される： Ｓｉ　　　　１０．０　〜１１．５％ Ｏｕ　　　　２．５　〜４．０％ Ｍｇ０．３　〜　ｔｌ、６％ Ｆｅ−０，２５〜０．８　％ Ｍｎ　　　　□　　　〜　０．４チ Ｎｉ　　　　Ｏ〜　０．３％ Ｚｎ　　　　Ｏ〜　３．０％ ｐｂ　　　　１）　　　〜　０．２％ Ｓｎ　　　　□　　　〜　０．１チ Ｔｉ　　　　Ｏ〜　０．０８％ Ｏｒ　　　　　　ｇ　　　　〜０．０５％通常の 不純１勿範囲　０　　−　　０．０９％　　（各成分に
ついて）Ａｔ　　　　　　　　　残り 好適な一組成におけるシリコン、銅及びマグネシウムの
含有量は次のようである： ８１　　１０．５　〜１１．５チ Ｏｕ　　　２．５　〜３．５％ Ｍｇ　　　０．３　〜０．５％ この発明の他の提案によれば、第一の提案に従った合金
を鋳造してつくった彫物鋳造品から成る物品が提供せら
れる。

彫物鋳造品なる用語はダイカスト（重力式ダイカスト、
低圧ダイカスト、又は尚圧ダイカストの如きもので一般
には加熱金属ダイ中に鋳込んで作るもの）によって裏作
されるようなものであってインゴット鋳造や、又は連続
弐餉造による以外のさらに複雑な形状を有する鋳造品を
意味する。

この物品は、例えば１９００〜２ｔｏ’ｏで１〜８時間
の時効硬化処理を行なったり、又は固溶化熱処理、焼入
れ及び４９０°〜５１０°０での１〜１２時間の時効硬
化処理を行なったり、水もしくはＩリマーによる焼入れ
及び１９０°〜２１０°０での１〜８時間の時効硬化処
理などによって熱処理する。

この物品は矢のような機械的性質を示す。

０．２　Ｐ８　　　　　ＵＴＳ　　　　　伸ビ　　プリ
ネル硬さＭＰａ　　　　　　ＭＰａ　　　　　　％　　
　　　ＨＢｌ　　１３０〜１４０　１９０〜２００　１
．２〜１．４　　９０〜１００２１８０〜２００　２１
０〜２２０　０．８〜１．０　　９５〜１０５３　３０
０〜３３０　３００〜３４０　０．５〜０．８　１１０
〜１４０ここで１行目は単に鋳造のままのもの、２行目
は時効硬化処理したもの、３行目は固溶化熱処理、焼入
れ及び時効硬化処理したものである。この物品は低圧鋳
造によって作ることがでらる。

′低圧鋳造“なる用語は、広く知られた方法であって金
属ダイもしくは時には砂型の中に取方に逆らって溶湯を
上方に向って置換していく鋳造方法を意味する。圧力は
ｆ＃湯を鋳型の一定の尚さまで上昇せしめるのに要する
圧力及びグラス若干の過剰圧力を必要とするにすぎない
。両正ダイカス　　　・トの５００〜１５００気圧に対
して、通常はｏ、ｉ〜０．４気圧である。

この物品はサンドカスト、樹脂にて粘結したジルコン砂
もしくはシリカ砂からの型によるサンドカストによって
作ることもできる。

この物品は鋳型中に金属を搬送する間に′＃ｌ湯中に乱
流が生ずるのを最少限に抑制するような方法を用いて鋳
造することができる。

この方法には、融解炉中で金属を融解する工程、重力下
で金属を流すことＫよる融解炉から鋳造炉へのｆ＃湯の
搬送工程及び鋳造炉から鋳型中へ重力に逆らって金属を
ポンピングする工程が包含され、金属が融解炉を去ると
きの金属の頂面のレベルは鋳造炉中の金属の頂面の上方
にあるが、それ以上では過剰な乱流が起こるようなある
一定の最大距離以下のレベルにあるように配設される。

この結果、溶湯は欅やかに融解炉から鋳造炉えと流れ、
速度も大きくないので過剰の乱流が生じない。

′過剰の乱流“なる用語は、金属中にかなりの殖の酸化
物が混入してくる程度の乱流を意味する。

混入してくる酸化物の賞は前記した該距離が犬きくなる
ほど増加する。２００　＋ｗｓ以上の距離であると、こ
・の酸化物の屑がかなり増加する結果、この７６陽から
の鋳造品の物性が低下して不合格品になる。

２００閣もしくはそれ以下では、酸化物の混入はあるも
のの、その程度はこの温湯からの鋳造品の物性を不合格
にせしめない程丸のものである。１００鰭もしくはそれ
以下では物性低下はより少なく、５０ｍもしくはそれ以
下では（財）遺品の物性低下は実質上生起しない。

この方法には、融解炉から価へと又この備から鋳造炉へ
と金属を誘導する工程と、ならびに線中の金属のレベル
が融解炉を去るときの金属の頂面のレベル以下であって
ｉ！４遺炉中の金属の頂部レベルカモシくはこのレベル
の上方にあるように維持する工程とが包含されている。

この装置には、融解炉を・去る浴湯がそこで舖に入るよ
うに配設された入口端部と、この樋から鋳造炉へ該溶湯
が流れ出る出口端部と、この樋の中の金属の頂面のレベ
ルが融解炉を去るときの金属の頂面のレベル以下のレベ
ルであって鋳造炉中の金属の頂部レベルもしくはそれよ
り上方にあるように維持するための装置とが包含されて
いる。

この樋と鋳造炉とは、樋の底部が通常の運転の間に金属
の頂面が到達するｉ＆低レベルもしくはその下方になる
ように配設されうる。この場合には、この樋は常に金属
を含んでいて栖中の金属の該レベルは通常の運転中には
常に維持されている。

他の列として、この檄の底面は通常運転中に鋳造炉中の
金属の頂面が到達する最低レベルの上方にあるように配
設することもできる。この場合には、金属が融解炉から
連続的にフィードされない限り、樋は空になる。

樋の底面は水平であるかもしくは傾斜していて鋳造炉へ
指向する方向に下っている。

樋の底面は縦断面からみると曲線を画いていて、出口端
部におけるよりも、もつと傾斜している入目端部が形成
されるように配設してもよい。この結果、融解炉を去る
金属は樋の他の部分よりも一層流下金属の方向にＩＩＪ
ＩチＦしている樋の部分とかみ合うようになる。

この際の樋の出口端部は水平もしくは実質的に水平に伸
長していて、このタイプの鶴は浴場が層流になる。

鋳造炉から鋳型への金属の移送は電磁型もしくはを気型
のポンプ、好ましくは英国特許出願第２．１０１，１３
２号にｄ己載・図示されたようなチンプを使用して行な
う。

これらのポンプはいずれも可動部がないので鋳造炉から
金属を１ＩｉＩｉｆ型へ移送する間に乱流が生ずる心配
がない。

該レベルに金属を維持する装置としては鋳造炉と連通し
て接続された貯槽炉（ｈｏｌｄｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ
）がある。

便亘上、この炉は鋳造炉に兼務させてもよい。

この貯槽炉中の溶湯の表面積が大きければ大きい程、融
解炉から鋳造炉を°′持ち上げ′て該両レベル間の距離
が最大距離以上にならないようにしてやる操作が必ｔ’
になるまでに鮎遺できる物品の大きさと数がより増大す
る。そのうえ、この鋳造炉の′持ち上げ′操作は鋳造サ
イクルを阻害せずに実施できるので生産速匿の変史なし
に連続生産が可能である。

融解炉から鋳造炉への金属の流路中に濾過装置が配設さ
れてよい。

装置が１本の樋を内蔵しているときには、この濾過装置
は値の内部に配設するかもしくは樋と鋳造炉の間に配設
する。

この濾過装置を配設することによって溶湯が鋳造炉へ入
る以前に金属中のすべての不純物が金属から除去される
。脱ぼう、混練り（ｆｌｕｃｉｎｇ　）、結晶精砕、合
金化その他はすべて融解炉中で実施せしめることが可能
なので、これらの処理の結果として生ずるいかなる不純
物も、この濾過装置によって濾過されるために鋳造品が
作られるｔ８湯の部分は極めて清澄である。さらに、こ
の清筐な溶湯を内蔵している鋳造部分もまた清浄に保た
れる結果、従来の装置が必要としているような維持・管
理費が低減できる結果になる。

融解炉は層形の傾動式電気炉でよく、この層形の口は樋
中の溶湯の上方に一定の距離をおいて配設されるか、又
は樋が無い鋳造炉では最大落差が該最大距離より小さく
なるように配設する。制御され、かつ注意深い注湯条件
のもとではこの程度の落差では金属の品質には重大な悪
影響を及ぼさず、生じた多少の酸化物は上記の濾過装置
によって実際上はすべて濾過しうる。

変形として、この融解炉は副射屋根によって加熱された
炉床傾斜式型のものを採用してもよい。

この場合には炉床上に直かれた金属インゴットもしくは
スクラップは融解してから、溶湯は樋中もしくは鋳造炉
中に流れ込むが、金属がこの炉を去る位置は樋又は鋳造
炉中の金属のレベルの上方であって該最高距離より小さ
い位置であり、できればこの炉は咳金属の液面中に伸長
している部分を包含していて金属が空気中を自由落下し
ないように設計するのが好ましい。

所望であれば１基以上の融解炉が配設されてもよく、こ
の場合は各融解炉のそれぞれが単一の樋中に金属をフィ
ードするか、又はそれぞれ別々の樋中にフィードするか
、又は一群の入口チャンネルと共通の出口チャンネルと
を有する複合機中にフィードするか、又はＶ過装置があ
る場合を除いては融解炉から鋳造炉中へ直接フィードす
るかのいずれかによって鋳造炉中に金属を供給するよう
にする。

装置の加熱手段はすべて電熱式を採用することが望まし
く、石化燃料の燃焼によって直接加熱することは水蒸気
が発生してこれが浴湯と反応して表面上に酸化物が生成
すると同時に水素が発生して溶湯中に＃解するので好ま
しくない。酸化物と　　　゛水素の両者が併行して発生
すると気泡のある鋳造物ができるので厄介である。かか
る電熱式加熱装置のなかには、融解及び貯槽炉の加熱装
置ならびに樋、ｐ過ボックス及びポンプに付随して要求
されるようなすべての付帯加熱器が包含される。

また融解炉は乱流を最少限に抑えるような方式のもので
あることが望ましい。湯だまりの周辺に配列させた抵抗
加熱エレメントなどは当該目的を満足させる。導電性の
湯だまりを使用した商い周波数の訪導加熱方式もまた満
足しうるものの一つである。

金属が融解しはじめてから、実質的に水平に鐵送されて
貯槽を経由して最終的には穏やかに鋳型中に置換される
までの全工程に亘って乱流の発生を抑制することが鋳物
の空胴核（収縮又はガス）の減少につながるものである
ことが判明し、かくすればフィード操作が若干粗雑であ
っても問題がないということが分った。このようにすれ
ば浴場を追加してやったり、冷却しないでも隔離された
＆　ス（１ｓｏｌａｔｅｄ　ｂｏｓｓｅｓ　）を光壁に
裏作するコトができる。

前記した本発明の目的は次のようにして達成する。

二次アルミニウム合金の生産コストの試算によれば、各
元素成分のそれぞれは通常スクラツ７°浴融物中に存在
しているような含有量の場合において最低のコストを示
す。この貴以上の場合には成分の追加が必要になるので
原価高になり、またこの量以下の場合には純度がさらに
酷いスクラップ、高価な純金属又は−次アルミニウム金
属もしくは合金を用いて希釈する必要があるので、これ
もまたコスト高になる。コストを最低にするためのミニ
マは凡そ次のようである： Ｓｉ　　　　６．０　　〜７．０％ Ｏｕ　　　　１．５　％ Ｍｇ　　　　Ｏ，５〜　１．０　％ Ｆｅ　　　　Ｏ，７チ Ｍｎ　　　　□、３　チ Ｎｉ　　　　Ｏ，１５チ Ｚｎ　　　　１．５　％ Ｐｔ）　　　　０．２％ ８ｎ　　　　Ｏ，１チ Ｔｉ０．０４　〜０．０５％ Ｏｒ　　　　０．０２　〜０．０５％ Ｘ）　　　　２０　ｐ’９ｍ 本発明による合金成分の含有量は実質的にはいずれも上
記の最低コストレベルにあるので目的とする物品を経済
的に製作することが可能である。

唯一の例外はシリコンであるが、これは以下に説明する
理由によってこれよりも旨いチが含有される。しかしな
がら、シリコンのコストは二次（リサイクル）アルミニ
ウムのコストに極めて近いので合金のコストはシリコン
のｊ￥１ｊＪｋ’ｔによってもそれ程の影響を受けない
。

本発明の合金中の王な合金化成分はシリコン及び鋼とマ
グネシウムであって、シリコンは鋳造性と若干は強度に
寄与し、銅とマグネシウムは析出硬化タイプの熱処理に
よって強化せしめうる成分である。

時効硬化処理によって所望の時効効果を達成するには、
鋼は約２．５％のように過剰に存在せしめなければなら
ない。鋼含有量が３．５〜４．０チになると凝固範囲が
拡大される結果、鋳造性が悪くなり、収縮欠陥、多゛孔
性及び＾温引裂が増加するので好ましくない。

有量は０．３〜０．５　％の範囲以内に制御することで
ある。この範囲以下ではマグネシウムが減少するにつれ
て強度が著しく低下する。この範囲以上であると強度の
増加率が著しく低減し、同時に砥性が急激に減少を続け
ると共に合金の′もろさ′が増加する。

鉄は０．８　％と０．２５チの間の菫で含まれうる。

０．８％以上になると合金は本ろくなり、一方０．２５
チ以下にするためにはリサイクル金属を純金線によって
極端に希釈しなければならなくなるので商業的には採算
がとれない。

チタンは通常はアルミニウム合金の機械的性質を増強せ
しめるために添〃■するのであるが、このチタンはｏ、
ｏｓ　ｓ以上で社有害であることが判ったことは予想外
のことである。

その他の合金化成分は特定したａｆ１以内ではいかなる
意味合いにおいても合金物性には恋影響を与えない。

この合金に良好な鋳造性を与えることが本発明の他の目
的の一つである。

良好な鋳造性を得るためには、この合金が共析晶組成の
ものであって凝固範囲がゼロもしくは狭少であることが
望ましい。そのためにはシリコンは１０〜１１．５％の
範囲になければならない。この理由は次のようである； （ａ）　　鋳造温度が下がるので水素の　とり込みが減
少し、酸化や金属の損失が減少し、かつ鋳型中での鋳物
の凝固速度が増加するので生産性が向上し； （ｂ）　　流動性が増加するので非幇に尚い錨度を加え
なくても、もつと薄い部分を広い面積に亘って＠造でき
； （０）　　凝固範囲が長い合金が示すようなパスティー
　（ｐａｓｔｙ　）的な凝固ではなくて、共析晶合金の
固化は′スキン凝固′的な特性を示すので、いかなる空
胴も表面付近には存在せず、この結果鋳造物は密封性に
なり耐圧性を有する。このことは多くの自動車構成部分
や水力機械の構成部分にとって欠くべからざる必要条件
である。注湯しなかったり注湯が不備である場合などに
は中心部には集中した空胴が発生しうるが、これらの望
胴は比較的無害であると考えられるし、そうでなくても
比較的容易に鋳造家によって除去することができるもの
である。したがってこのような合金によって鋳造される
物品は多孔性（もしくは空胴）といった主要な欠陥から
解放され易い順向にあるといえる。

本発明の合金では鋼が２．５〜４％のｍ囲にあり、かつ
シリコンが１０−１１．５％の範囲にあるものは共析晶
もしくは実質的に共析晶組成を与える。

その結果、鋳造温度が低く、流動性が優れるので鋳造条
件が厳しくなく、したがって面品位の鋳造品な外傷なし
に製作できる。

シリコン含有量が少ない場合には亜共晶体が生成し、こ
のものは固化に際しての凝固範囲が特徴的に長いので、
鋳造ぼはフィード条件と冷却とを１４！ＩＬ、てやるこ
とになる。それでもこの合金は十分な砥性と強度とを有
するので鋳造家はす）　ＩＪつムもしくはストロンチウ
ムの添加（リンはこれらの合金中の分散シリコンの細か
さに対して有害であってす）　ＩＪウムの効果とは逆に
作用する）による変性操作を必要としない。

より高いシリコン含有量のところでは過共晶となり一次
シリコン粒子が現われて機械工作に対し悪影響を与える
。その結果、この−次シリコン粒子径を制御するために
リンもしくは硫黄の添〃ｌが必要条件になる。また−次
シリコンの偏析が問題になりはじめるのでフィード条件
、注湯条件を再び変更しなければならなくなる。渦シリ
コン合金を高い鋳造温度で鋳造するには問題があり、湯
口及び重い部分周辺での熱の集中とシリコンの偏析とを
解決しなければならない。

カドミウムとジルコニウムは合金化成分中には含まれな
いのでカドニウムに白米する健康と安全面での問題が減
少し、またジルコニウムが原因である流動性の減少も回
避できる。

本発明の態様をなす次の組成を有する一つの合金を造り
、試験に供した： Ｓｉ　　　　１０．２７　％　　　　　　Ｚｎ　　　　
　１．０３　％Ｏｕ　　　　２．９１　’４　　　　　
Ｐｂ　　　　Ｏ，０６４Ｍｇ　　　　０．４５　　％　
　　　　Ｓｎ　　　　　Ｑ、０３　Ｔ。

ＦＬ３　　　　０．７０９ｂ　　　　　　Ｔｉ　　　　
　□、０２％Ｍｎ　　　０．３４％　　　　Ｏｒ　　　
　□、０５％Ｎｉ　　　Ｏ，１３チ 残部−Ａｔ この合金の鋳造性は極めて優れていることが分かり、ま
たそのために３ｆｉの薄さのウェブと重い未注湯部分と
を有する鋳造品の装作が可能であることも判明し、６３
０°０の低温鋳造によるシリンダーヘッド鋳造品ではす
べてほとんど完全な仕上がり（多孔率は０．０１容ｋｑ
ｂ以下）のものを得ることができることが分った。この
温度では融解に要する電力は最小限ですみ、俗融物表面
の酸化も極めて少ないので生産時に起こる問題点は＃１
とんどないか、もしくは完全に回避できる。

この合金が大量の亜鉛を含有してもよいこと、及び鉛と
錫を比較的多く含んでもよいということは注目に値する
。０．８　％といった比較的高濃度の鉄を含んでいても
′もろさ′が過大にならないという事実もこの合金の注
目すべき能力であって、鉄分が少ない合金特に比較的純
粋な合金は結果としてコス）＋！＋になるので、この能
力は材料的に経済性に寄与することになる。

以下に記載した方法によるサンドカストによるこの合金
の加工性は極めて満足すべきものであることが分った。

ダイヤモンド工具によれば１回縁作によって０．３ｕｍ
の表面仕上げが達成できる。

ＡＬＡＲ／　ＬＭＦＡ　ｒマシンナビリテイ・クラシフ
イケーシヨ（Ｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙ　０１ａｓｓ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ　　）１９８２　Ｊによれば、これ
はクラス３級を満足しうるものである。亀裂や砕けによ
る端部の劣化はみられず、鋭い端部が維持されていて、
過剰の外力をかけると砥性よ〈変形する。

後述するような方法で上記の合金から成る変形Ｊ）ＴＤ
サンドカスト試験棒を作り試験したところ第１表中に　
□ｏｓａ１１ｏｙ　２　　と記しであるような物性を有
することが分った。表中、第１行は試験棒が′鋳造のま
ま′の場合、第２行は２０５°０で２時間の時効硬化処
理のみの場合、第３行は５１０°０で１時間の固溶化熱
処理、焼入れ及び２０５°０．８時間の時効硬化を行な
った場合を示す。

この鋳造棒は低圧サンドカスト技術に適合するように標
準ＤＴＤ棒に比べて修正しである；すなわち上向きのｒ
−）が取りつけられ、かつ試験片のｒ−ジ長さと肩部と
が形成されていて、加工の必要性を最少限におさえであ
る。

同時に第１表には英国標準規格Ｂ　Ｓ　（Ｂｒ１ｔｉｓ
ｈＳｔａｎｄａｒｄ　）　１４９０に規足されていて１
．＋Ｍ　１３　、　ＬＭ２７　。

ＩＪＭ２１及びＬＭ４として知られている一群のシリカ
、銅、マグネシウム型合金から成るＤＴＤサンドカスト
試験棒の機械的性質が示されている。

８　　　　　　　羽、　　　　　　　３るシリカ、銅、
マグネシウム型合金の一群から成るＤＴＤチル鋳物試験
棒の機械的性質が表示されているがこれらは加圧ダイカ
ストもしくは重力ダイカスト合金のいずれかのみによっ
て作られるものである。

本発明の態様をなす合金を使用してサンドカストによっ
て得られた結果に近ずけるものはチル鋳物試験棒だけで
あることが第１表から分かるが、これは注目すべきこと
である。第１表に示された本発明の態様をなす合金によ
る試験結果は、鋳物中のシリコン粒子径を精細にするた
めにナトリウムやストロンチウムのようなアルカリ金属
もしくはアルカリ土類金属の夕景添加による変性処理の
助けなし圧達成されたものである。この変性処理をする
と通常はかなりの超過強度と剛性とが付与されるが、首
尾一貫した結果が得られるように制御することは困難で
ある。第１表に示された公知の重力ダイカストとサンド
カスト合金の物性は、かかる厄介で信頼性がない方法を
通用して達成されたものである。本発明の態様をなす合
金の物性はかかる援助を必要とせず、したがって信頼性
ががあり、より安１曲でより容易に得ることができる。

もし変性処理を行なうならば本発明の態様金なす合金に
よってはなお一層良好な物性が得られることは間違いな
い。

第２表には次のような池の試験結果を示した：グループ
１ニ ジルコン砂型中に上同色に注湯して藺込んだ１疹正ＤＴ
Ｄ試験棒。

１ａ（１）行　０ｏｓａｌｌｏｙ　２−鋳造のまま１ａ
（ＩＩ）行　０ｏｓａｌｌｏｙ　２一時効硬化処理１１
）（１）行　ＬＭ　２５　　−鋳造のまま１１）（１１
）行　ＬＭ　２５　　−固溶化熱処理及び時効硬化処理 グループ２； ジルコン砂型中への手作業による重力ダイカストによっ
て作った修正ＤＴＤ試練棒。

２＆（１）行　Ｇｏａａｌｌｏｙ　２−１４造のまま２
　ａ　（１１）行　０ｏｓａｌｌｏｙ　２一時効硬化処
理２ｂ（１）行　Ｉ、Ｍ　２５　　−鋳造のまま２１）
　（ＩＩ）行　ＬＭ　２５　　−固溶化熱処理及び時効
硬化処理 グループ３ニ ジリカ砂型中への手作業による重力ダイカストによって
作った修正ＤＴＤ試験棒。

ａａ（１）行　０ｏｓａｌ１０７２−　ｆｔＪ造のまま
３　ａ　（ＩＩ）行　０ｏｓａｌｌｏｙ　２一時効硬化
処理３ｂ（１）行　ＬＭ　２５　　−鋳造のまま３　ｂ
　（ｉｔ）行　ＬＭ　２５　　−固溶化熱処理及び時効
硬化処理 すべてのグループにおいて、００θａｌ’ｌｏｙ　２の
時効は２００’Ｏで４時間実施し、ＬＭ２５は５３０°
０で１２時間固溶化熱処理、ポリマー焼入れ及び１９０
°Ｃ５２時間の時効硬化を行なった。

第２表の結果は一群の圓々の試験の平均値である。グル
ープ１に示された結果を与えた試験では３−以下もしく
は４１以下の標準平均偏差が緩祭された。

グループ２及び３の試験は通常の。サンドカスト技術を
シュミレートするように考慮され、標準平均偏差はｌＯ
チ以下であった。グループ２及び３に示された数字は、
極めて変化しゃすいために、鋳込み中に極度の注意を払
って遂行された試験結果の平均値であり、したがって手
作業による鋳造によって得られる最良の結果を示すもの
である。

第２表 ０．２　ＰＳＵＴ８　　　　伸ビ Ｍｐａ　　　　Ｍｐａ　　　　％ ａ（＋）　　　１３０　　　１９５　　　１．３ｋ）（
ＩＩ）　　　２７０　　　３００　　　１．８ａｃｔ）
　　　１１３　　　１５４　　　１．１ｂ（ｉｆ）　　
　２６８　　　２８８　　　１．１ａ（１）　　　１１
０　　　１５１　　　１．１ｂ（ＩＩ）　　　２６１　
　　２８１　　　１．１これらの数字は次のことを示し
ている：（ａ）　　１ａ（１）（ｉｆ）　：　２　ａ（
１）（１）　：　ａ　ａ（ＩＥＩ）行ｔＤ　ａ　字ｔそ
の他の数字と比較することによって分るように、公知の
合金に比べて本発明の態様をなす合金によっては著しく
良好な物性が得ら川（ｂ）グループ１の数字と°グルー
プ２及び３の数字とを比較することによって分るように
、従来の方法に比べて後述する方法によれば著しく良好
な物性が得られ； （０）　　１　ａ　（ＩＥＩ）行の数字とその他の数字
とを比較することによって分るように、本発明の態様を
なす合金と後述する方法・ｍｙｔの双方を併用すること
によって卓越した物性が得られる。

本発明の態様をなす合金から成る試験−及び′アプヒ＃
　（ｕｐｈｉｌｌ　）鋳造′にて作ったｌＩ２５の試験
棒は次の方法と装置とを用いて鋳造されたものであって
、次にこれらを図面にしたがって述べる。

第１図にみられるように、この装置ばは唇様に作動する
通常の傾動式電気炉から・成る融解炉ＩＯから構成され
る。この炉は炉の注ぎ口１２と一致する水平軸１１の周
りに傾動するように配設されている。

金属Ｍは融解され、外側の鋼製ケース１４内の耐火ライ
ニング１３中に溶融状態に維持される。絶縁コイルＪ５
によって炉は電気的に加熱され、かつ該炉は絶縁ふた１
６を備えている。

その内部に′亀気式副射加熱ニレメン）　１９　ｔ−有
するふた１８を具備するセラミック製゛櫨１７が口１２
から鋳造１加へ伸長［７ている。この鋳造炉２０は、さ
らに′ｆに気式副射加熱エレメントを内蔵しているふた
２１を具備した貯槽炉を構成していて、この実施例では
１屯の如く比較的太８　’−ｔのものである。この鋳造
炉は平面図としては矩形であるが、傾斜床おを備えてい
る。

充填部器と樋１７との間には濾過ぎツクス詞が置かれ、
このビツクスには心気式副射加熱エレメント２６を具備
し、たふた５がある。ｌＩ２７が濾過♂ツクスあの側壁
の間に伸長していて、その底部端側は濾過ゲツクスの底
面四の上方に位置している。置換可能の濾過ニレメン）
３０が橿２７と濾過？ツクススの下流端壁３１の間に配
置され、これは多孔性の適切な耐火材料から作られてい
る。ポンプの八日３３の鋳造炉中の溶湯中に浸漬するよ
うにポンｆ３２が鋳造１加に対して配設され、このポン
プにはライザー管３４が具備されていて、この管が鋳造
部まで伸長していて鋳型あの場所で上向きの充填（ｕｐ
ｈｉｌｌ　ｆｉｌｌｉｎｇ）を可能ならしめるようにな
っている。

運転中には、鋳造するために金属がポンプ３２によって
眩い上げられるにつれて、鋳造炉中の金属の頂面のレベ
ルＬ、は１ｆｋｆｔ３の高さＬｚ　ｍａＸから最低の高
さり、ｍｉｎへと降下する。

融解炉中の溶融金属Ｍはそこから樋１７の中へ注がれ、
仄いで濾過装置１１３０を経て鋳造炉かへ注がれるが、
その際に鋳造炉中の金属の頂面のレイルＬ。

が上記の限度Ｌｚ　ｍａＸとＬｅｎｉｎの間に維持され
るようにする。４１１１７中の浴融金属の頂面のレベル
Ｌ１は濾過ボックス中のレベルＬ３と同じくレベルＬ２
と同じ隔さに保たれる。それを中心として融解炉が傾動
する軸１１は、この実施例においては、融解炉を去ると
きの金属の頂面が、運転中に降下すると考えられる最低
のレベルＬ、　ｍｉｎ−Ｌ３ｍｉｎの上方１００岨に位
置するように配設され、これによってり、　−Ｌ３　　
水準があらかじめ決められた最低のレベルに降下したと
きでも溶湯が自由に降下する距離は１００閣以上になら
ないように制限する。

上記の例ではこの距離ｔｊ：　１００　ｒａｎの市さで
はあるが、所望であればこの距離を、融解炉を去る金属
の頂面がレベルＬ、　ｍｉｎ　−Ｌ、　ｍｉｎ　ｔり上
方、ｊｔＬ％２００個の距離になるように設定すること
もできる。この際には鋳物の物性が若干低下はするが、
それでもなお現在汎用されている公知の方法に比べれば
一段と改善された品質の鋳造品が得られる。

鋳造炉は比較的広ｔ／−１表面積をもたせであるのでレ
ベルＬ、−Ｌ８は軸１１の下方にある所定平均距離（高
さ）約５０調を中心とした干犯間以内に維持しうる。そ
の理由は鋳型あの所定数をポンプ３２によって充填して
もレベルＬ１−　Ｌ３が上記の範囲を逸脱して下降しな
いからである。当面の実施例では鋳造炉の各賞は１屯で
あって各１０Ｋｆの型をｍ個光項したとしても該距離は
この平均高さの上方５０ＩＩＩＩＩにおける最小距離か
ら該平均高さの下方５０ＩＩＩ＋１における最大距離へ
と増加するＳα囲での下降が起こるだけであるから、そ
れまでは鋳造炉のレベルを融解炉に対して引き揚げる必
要はない。この実施例では、例えば自動車エンジンシリ
ンダーヘラドラ約１．５時間鋳造するまではこの引き揚
げ操作の必要はない。

上記の例は連続式高生産性の方法であって乱流及び乱流
の影響が実質的に回避できるので尚品位の鋳造品の連続
生産ができる方法である。この原因は大気を通っての金
属の自由落下が融解炉の出口１２から樋１７への比較的
短い距離に亘ってのみ起こることによるものである。こ
の実施例ではｒｆｌ　ｒｌｔが落下しうる最大距離は１
００＋＋ｕｓであるが、前記したように他の例で＃−ｔ
２００　ｖａｎまでは可能であって、この距離までは酸
化物の発生は比較的少なく、かつ生成しても濾過ニレメ
ン）　３０によって濾過されてしまう。

前記したようにエレメントよ）は置Ｊ’Ａ　可ＯＦ、　
テあって、この実施例では鋳造重量約１００屯毎に取り
替えるが、必要罠応じてこれより多い場合と少ない場合
がありうる。

当面の実施例ではポンプ３２は英国特許出願第２．１０
１，１３２号に記載せられているような望気式デンプで
ある。

必要に応じてこの目？ングは電磁式もしくはその他の方
式のものでもよく、金属が酸化性雰囲気中で乱流で暴露
されることなしに東方に逆らって鋳型の中にフィードさ
れるようなものであればよい。

融解炉１０は唇様に作動する峡勧式区気炉について述べ
であるが、所望であれば油の方式のものでもよく、ツｌ
えば開封屋根によって加熱湯れるドライスロープ床屋（
ｄｒｙ　ｓｌｏｐｉｎｇ　ｆｌｅａｒｔｈ）でもよい。

この場合は、金桶インゴットもしくはスクラップは床上
で溶融し、溶湯は樋１７中に少しずつ流れ、大気を通し
ての自由落下の機会はない。その理由はこの床がレベル
Ｌ１の最小高さＬｌｍｉｎへと伸長しているからである
。この床は必要に応じて該最小高さの上方の一定距離ま
でであり又もよく、この場合には該最小高さは大気中へ
の若干の自由落下があったにしても過大な乱流が生起し
ないような距離に設定する。

種類には無関係に、必要であれば１基以上の融解炉を配
設してそれぞれ個々の樋中にフィードするかもしくは多
岐腕を有する１基の樋中にフィードするようにしてもよ
い。さらに変形として、１基もしくは数基の炉を配設し
て：崗造炉中に直接蛍属が搬入されるようにしてもよい
。

上記の実施例及び第１図では、この価は最低レベルＬ、
の下方に位置する底面Ｂを有し、運転中にＦｉ鋳造炉中
の金属の頂面がこのＬ２まで下降するが、かくして樋１
７は通常の操業中には常に金属で満されている。

しかし必要に応じて、第２図に図示したように、樋１７
ユが最低レベルＬ、の上方に位置する底凹Ｂａを具備し
ていて、このり、まで鋳造炉２０５中の金属頂面が下降
しうる場合もある。この場合は、金属が融解炉１０５か
ら回分式に注湯されるとすれば、溶湯パッチの注湯が終
了すると樋は空になる。

第３図に示した変形例は、４Ｊ１７ｂが長手断面図にお
いては直線であるが水平面に対して傾斜している樋１７
ηを設けである。この樋１７１）は底面Ｂｌ）の全部が
最低レベルＬ、　ｍｉｎの上方に位置するように配設す
る。操業中には鋳造炉２ｏＰ中の溶湯の頂面はこのＬ２
まで降下する仁とかで色るように設計されているか、又
は第４図の如く底面Ｂ９の一部のみがこのレベルＬ２　
ｍｉｎの上方に位置するように設ｉｔ　してもよい。

さらに別の態様では、底面Ｂ法が長手断面において曲線
を画き、金属の導入部分だけは水平面に対して一層頑斜
していて、第５図にみられるように樋の出口部分はほぼ
水平（必侠であれば児全に水平）に設計されてもよい。

この場合は、臆屏炉を去る爵湯は最初は樋１７仝の他の
部分よ抄も一層降下方向にカーブを画いている樋の部分
に注湯されるが樋の出口部分は実質的に水平に設計され
ているので金属が樋を去り鋳造炉に流入する際には比較
的小さな速度になるようにしである。樋１７　ｄの出口
部分は第５図に与られるように釣造炉２１）生中の金属
の頂面の最低レベルＬ、ｍｉｎの上方に位置せしめるか
、又は第６図にみられるように鋳造炉２０！中のレヘル
Ｌ２の下方に位置せしめてもよい。

明細書に記載したすべてのチは頁前表示である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアルミニウム／アルミニウム合金
融解・鋳造装置ｄの断面線図、第２図〜第６図は第１図
に示した装置の変形を示す一１面線路図である。 ほか１名

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　彫物鋳造物品を製作するだめの、次の組成を
   有するアルミニウム合金： ８１　　　　　　１０．０　〜１１．５　　％Ｏｕ　　
   　　２．５〜４．０　　％ Ｍｇ　　　　０．３〜０．６　　チ ＦｅＯ，２５〜０．８　　％ Ｍｎ　　　　Ｑ　　〜０．４　　チ Ｎｉ　　　　Ｑ　　〜０．３　　チ Ｚｎ　　　　Ｑ　　〜３．０　　％ ＰＩ）　　　　Ｑ　　〜０．２　　チ Ｓｎ　　　　Ｑ　　〜０．１　　チ Ｔｉ　　　　Ｑ　　〜０．０８チ Ｏｒ　　　　Ｑ　　〜０．０５チ Ａｔ　　　　　　　　　残り
2. （２）　　シリコン、鋼及びマグネシウムが次の含有量
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   アルミニウム合金： Ｓｉ　　　１０．５　〜１１．５％ ｔ３ｕ　　　２．５　〜３．５％ Ｍｇ　　　０．３　〜０．５　％
3. （３）％許請求の範囲第１項又は第２項に記載の合金で
   鋳造した彫物鋳造物から成る物品。
4. （４）　　合金が時効硬化処理を受けていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載の物品。
5. （５）　　合金が固溶化熱処理、焼入れ及び時効硬化処
   理せられていることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の物品。
6. （６）　　次の機械的性質を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の鋳造のままの物品： １３０〜１４０　１９０〜２００　１．２〜１．４　９
   ０〜１００（７）　　次の機械的性質を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載の時効処理済み物
   品： １８０〜２００　２１０〜２２０　０．８〜１．０　９
   ５〜１０５（８）　　次の機械的性質を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載の同浴化熱処理、
   焼入れ及び時効硬化処理済み物品； ３００〜３３０　３００〜３４０　０．５〜０．８　１
   １０〜１４０（９）物品が低圧鋳造によって製作された
   ものであることを特徴とする特許８’ｆ４求の範囲第３
   項、第４項、第５項、第６項、第７項及び第８項のいず
   れか一つに記載の物品。 叫　物品がサンドカストであることを特徴とする特許請
   求の範囲第９項に記載の物品。 αや　物品がジルコン砂型もしくはシリカ砂型中でのサ
   ンドカストであって、かっこの砂が樹脂にて粘結せられ
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１０項
   に記載の物品。 （ロ）融解炉中で金属を浴融し、この溶湯を重力下の金
   属の流れ罠よって融解炉から鋳造炉中に搬送し、かっこ
   の浴湯を鋳造炉から重力に逆らって鋳型中にデンビング
   する工程を包含する方法であって、金属が融解炉を去る
   ときの金属の頂面のレベルが鋳造炉中の金属の頂面の上
   方に位置し、かつそれより上方であると過剰の乱流が起
   こりうるような最大距離以上ではないように位置するこ
   とを特徴とする方法によって製作された特許請求の範囲
   第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第
   ９項、第１０項及び第１１項のいずれか一つに記載の物
   品。 （６）特許請求の範凶第１項又は第２項に記載の合金を
   、物品の形状を規定する型キヤビテイ中に鋳込む工程か
   ら成る暫ｌ［請求の範囲第３項、第４項、第５項、第６
   項、第７項、第８項、第９項、第１０項、第１１項及び
   第１２項のいずれか一つに記載の物品を製作する方法。 （Ｌ→　融解炉中で金属を溶融し、この浴場を重力下の
   金属の流れによって融解炉から鋳造炉中に搬送し、かつ
   この溶湯を鋳造炉から重力に逆らって鋳型中にデンピン
   グする工程を包′きする方法であって、金属が融解炉を
   去るときの金属の頂面のレベルが鋳造炉中の金属の頂面
   の上方に位置し、かつそれより上方であると過剰な乱流
   が起こりうるような最大距離以上ではないように位置す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の方
   法。