JPS5994555A - 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊 - Google Patents
異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊Info
- Publication number
- JPS5994555A JPS5994555A JP20373082A JP20373082A JPS5994555A JP S5994555 A JPS5994555 A JP S5994555A JP 20373082 A JP20373082 A JP 20373082A JP 20373082 A JP20373082 A JP 20373082A JP S5994555 A JPS5994555 A JP S5994555A
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- JP
- Japan
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- ingot
- aluminum
- cast ingot
- section
- cross
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Forging (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、塑性加工性とくに鍛造加工性に優れたアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金鋳塊に係り、よシ詳しく
は微細組織がらなシ、かつその横断面が少くとも一つの
鋭角部を有する形状の加工用アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の連続鋳造鋳塊である。
ニウムまたはアルミニウム合金鋳塊に係り、よシ詳しく
は微細組織がらなシ、かつその横断面が少くとも一つの
鋭角部を有する形状の加工用アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の連続鋳造鋳塊である。
周知のごとく、アルミニウムまたはアルミニウム合金の
鍛造製品は単位重量当りの強度すなわち比強度が高く、
かつ優れた耐衝撃特性、疲労強度耐腐食性等を有し、信
頼性の高い材料として航空機をはじめ自動車、船舶、そ
の他各種機械装置の構成部材として広く使用されるよう
になっている。
鍛造製品は単位重量当りの強度すなわち比強度が高く、
かつ優れた耐衝撃特性、疲労強度耐腐食性等を有し、信
頼性の高い材料として航空機をはじめ自動車、船舶、そ
の他各種機械装置の構成部材として広く使用されるよう
になっている。
この種の鍛造用素材には従来多くは大径ビレットからの
押出丸棒が用いられ、一部シート先≦埃からの圧延板を
打抜いて使用されてきた。
押出丸棒が用いられ、一部シート先≦埃からの圧延板を
打抜いて使用されてきた。
しかしながらビレット、シートインゴット等の連続鋳造
鋳塊を押出し加工、圧延加工すれば、それらの加工自体
に相当の加工費を要することは言うまでもないが、鍛造
用素材として甚だ好ましくない組織となるのは免れ難い
。すなわち連続鋳造鋳塊にこのような塑性加工を施せば
（１）鋳塊中の結晶粒や第二相粒子（初晶および金属
間化合物の晶出物や析出物）が塑性加工方向に伸ばされ
て、方向性をもった繊維組織が形成される。（２）押出
し加工ではダイスとの摩擦発熱により押出し材の表層は
再結晶を起して結晶粒が粗大となり、また押出し長手方
向断面では加工発熱のため後方の方が粗大結晶粒となり
やすい。鍛造加工に際して、上記（１）の繊維組織の方
向は甚だ重要で、この方向に逆って鍛造すれば割れが発
生したシ、部分的に機械的強度、疲労強度が低下する等
強い制約を受け、また製品の形状によってはこのような
素材は使用が困難となる。そこで複雑形状の鍛造製品の
場合、鋳塊を一度なだらかな断面形状に丸形鍛造し次い
で仕上鍛造を行う等の方法が採られているが二段階鍛造
でコストが嵩むうえ、全体として限界鍛造加工率を超え
ることができない。これを改善するため中間焼鈍等の手
段もあるが、加工率を大巾に向上することは困難である
。
鋳塊を押出し加工、圧延加工すれば、それらの加工自体
に相当の加工費を要することは言うまでもないが、鍛造
用素材として甚だ好ましくない組織となるのは免れ難い
。すなわち連続鋳造鋳塊にこのような塑性加工を施せば
（１）鋳塊中の結晶粒や第二相粒子（初晶および金属
間化合物の晶出物や析出物）が塑性加工方向に伸ばされ
て、方向性をもった繊維組織が形成される。（２）押出
し加工ではダイスとの摩擦発熱により押出し材の表層は
再結晶を起して結晶粒が粗大となり、また押出し長手方
向断面では加工発熱のため後方の方が粗大結晶粒となり
やすい。鍛造加工に際して、上記（１）の繊維組織の方
向は甚だ重要で、この方向に逆って鍛造すれば割れが発
生したシ、部分的に機械的強度、疲労強度が低下する等
強い制約を受け、また製品の形状によってはこのような
素材は使用が困難となる。そこで複雑形状の鍛造製品の
場合、鋳塊を一度なだらかな断面形状に丸形鍛造し次い
で仕上鍛造を行う等の方法が採られているが二段階鍛造
でコストが嵩むうえ、全体として限界鍛造加工率を超え
ることができない。これを改善するため中間焼鈍等の手
段もあるが、加工率を大巾に向上することは困難である
。
本発明者等は、上記の問題点を解消すべく種々研究の結
果、押出し加工、圧延加工等を予め施すことなく、従っ
て方向性に制約のない優れた鍛造用アルミニウム合金鋳
塊およびその製造法を開発し、さきに特許出願中（特開
昭５６−６９３４４ 、特開昭５６−６９３４６、特開
昭５６−６９３４８ ）である。上記の鍛造用アルミニ
ウム合金鋳塊は、現在広範囲の各種鍛造製品の商業生産
に採用せられ所期の効果を挙げ得ているが、成る種の複
雑形状の鍛造製品にはなお改良を要する点が見出された
。すなわち鋭角部を有する鍛造製品の場合、通例の円形
、または正方形、長方形の横断面を有する連続鋳造塊を
素材とすれば尖端部に割れや、巻込み、欠肉等の欠陥が
発生し易いことである。これは鋭角尖端部においては、
他の部分に比し著しく加工率が高まるためと考えられる
が、このような難点を解決するため冷間鍛造を熱間、温
間鍛造に切り換えたり、素材の丸形鍛造を強化すること
が行われているが、コストアップとなるため、このよう
な予備加工なく冷間鍛造し得る素材が求められている。
果、押出し加工、圧延加工等を予め施すことなく、従っ
て方向性に制約のない優れた鍛造用アルミニウム合金鋳
塊およびその製造法を開発し、さきに特許出願中（特開
昭５６−６９３４４ 、特開昭５６−６９３４６、特開
昭５６−６９３４８ ）である。上記の鍛造用アルミニ
ウム合金鋳塊は、現在広範囲の各種鍛造製品の商業生産
に採用せられ所期の効果を挙げ得ているが、成る種の複
雑形状の鍛造製品にはなお改良を要する点が見出された
。すなわち鋭角部を有する鍛造製品の場合、通例の円形
、または正方形、長方形の横断面を有する連続鋳造塊を
素材とすれば尖端部に割れや、巻込み、欠肉等の欠陥が
発生し易いことである。これは鋭角尖端部においては、
他の部分に比し著しく加工率が高まるためと考えられる
が、このような難点を解決するため冷間鍛造を熱間、温
間鍛造に切り換えたり、素材の丸形鍛造を強化すること
が行われているが、コストアップとなるため、このよう
な予備加工なく冷間鍛造し得る素材が求められている。
本発明の目的は上述の従来技術の欠点をなくし、鋭角部
を有する鍛造製品を安定して製造し得る加工用アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金鋳塊を提供するにある。
を有する鍛造製品を安定して製造し得る加工用アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金鋳塊を提供するにある。
本発明による加工用アルミニウムまたはアルミ１５μｍ
以下の組織からなり、 鋳塊の横断面が少くとも一つの
実質的鋭角部を有する形状であることを特徴とするもの
である。
以下の組織からなり、 鋳塊の横断面が少くとも一つの
実質的鋭角部を有する形状であることを特徴とするもの
である。
本発明において、″加工”とは必ずしも鍛造加工に限ら
ず、スェージ加工、ロール成形、転造、引抜き、押出し
加工等、塑性加工全般を包含する。
ず、スェージ加工、ロール成形、転造、引抜き、押出し
加工等、塑性加工全般を包含する。
また１連続鋳造“とはいわゆる完全連続鋳造のみでなく
、むしろ、非鉄金属において一般に行われる垂直半連続
鋳造による柱状鋳塊の製造を指すが、連続板体鋳造は本
発明の目的から対象外である。
、むしろ、非鉄金属において一般に行われる垂直半連続
鋳造による柱状鋳塊の製造を指すが、連続板体鋳造は本
発明の目的から対象外である。
また鋳塊の１横断面“とけ上記柱状鋳塊の軸心を直角に
截る方向の断面をいう。そしてが＼る断面が第１図（ａ
）〜（ｇ）に例示するごとく少くとも一つの鋭角部を有
する柱状鋳塊が本発明の対象である〇たソし本発明にお
いて鋭角部は第１図に示すような鋭利な尖端の形状のも
のに限定されず、その尖端が直線または第２図のごとく
曲線によって小さく裁断された形状であっても全体とし
て実質的な鋭角部を形成されているものを包含する。
截る方向の断面をいう。そしてが＼る断面が第１図（ａ
）〜（ｇ）に例示するごとく少くとも一つの鋭角部を有
する柱状鋳塊が本発明の対象である〇たソし本発明にお
いて鋭角部は第１図に示すような鋭利な尖端の形状のも
のに限定されず、その尖端が直線または第２図のごとく
曲線によって小さく裁断された形状であっても全体とし
て実質的な鋭角部を形成されているものを包含する。
本発明は鋳塊の任意方向断面における組織として結晶粒
の８５ｔ１６以上が粒径８０μｍ以下であり、かっ二次
デンドライトアーム間隔の９０％以上が１５μｍ以下で
あることを要件とする。が＼る微細な鋳造組織であるこ
とによって、押出し、圧延等の予備塑性加工を施すこと
なく、鋳塊をそのま＼塑性加工用素材とすることができ
、優れた塑性加工性を有すると共に鍛造等塑性加工成形
後の切削等機械加工性も良好である。鋳塊の組織要件と
しては上記のほかに、更に好ましくは初晶お、よびＡｌ
ｌ −Ｏｕ 。
の８５ｔ１６以上が粒径８０μｍ以下であり、かっ二次
デンドライトアーム間隔の９０％以上が１５μｍ以下で
あることを要件とする。が＼る微細な鋳造組織であるこ
とによって、押出し、圧延等の予備塑性加工を施すこと
なく、鋳塊をそのま＼塑性加工用素材とすることができ
、優れた塑性加工性を有すると共に鍛造等塑性加工成形
後の切削等機械加工性も良好である。鋳塊の組織要件と
しては上記のほかに、更に好ましくは初晶お、よびＡｌ
ｌ −Ｏｕ 。
Ａｌ−８ｉ Ｎ Ｍｇ −Ｓｉ ｓ Ａｌ −Ｍｎ−Ｆ
ｅ ｓ ＡＪ！ −Ｆｅ−８ｉｘＭ−Ｃｕ−Ｍｇ系等の
金属間化合物の１種もしくは２種以上からなる第二相粒
子が１５μｍ以下であシ、特にケイ素の過共晶領域に及
ぶアルミニウム合金においては、初晶ケイ素の粒子径は
少くともその７０％以上が５０μｍ以下であることが必
要である。
ｅ ｓ ＡＪ！ −Ｆｅ−８ｉｘＭ−Ｃｕ−Ｍｇ系等の
金属間化合物の１種もしくは２種以上からなる第二相粒
子が１５μｍ以下であシ、特にケイ素の過共晶領域に及
ぶアルミニウム合金においては、初晶ケイ素の粒子径は
少くともその７０％以上が５０μｍ以下であることが必
要である。
上記のような組織要件を具備した鋳塊は合金組成にもよ
るが、主として鋳塊製造時の冷却速度（連続鋳造時にお
ける固液界面の冷却速度で実質的に合金の凝固速度に相
当する。）に支配され、合金側に上記組織要件を満足す
る上記冷却速度の低限界を予め実験によって確かめてお
くことができる。本発明者等の実験によれば冷却速度の
低限界は種々々るアルミニウムまたはアルミニウム合金
について１５′〜３０°Ｃ／ ｓｅｃ程度であり、この
ような高速冷却の合金塊の鋳造は直冷垂直半連続鋳造法
が最も適しているが、冷却媒体は工業的には常温の水で
あるから、鋳塊を細径にして冷却速度を高めるのが最も
経済的である。高ケイ素合金の場合、溶湯にめ、Ｐ等の
改質剤を添加して初晶ケイ素の微細化を併行することも
望ましい。
るが、主として鋳塊製造時の冷却速度（連続鋳造時にお
ける固液界面の冷却速度で実質的に合金の凝固速度に相
当する。）に支配され、合金側に上記組織要件を満足す
る上記冷却速度の低限界を予め実験によって確かめてお
くことができる。本発明者等の実験によれば冷却速度の
低限界は種々々るアルミニウムまたはアルミニウム合金
について１５′〜３０°Ｃ／ ｓｅｃ程度であり、この
ような高速冷却の合金塊の鋳造は直冷垂直半連続鋳造法
が最も適しているが、冷却媒体は工業的には常温の水で
あるから、鋳塊を細径にして冷却速度を高めるのが最も
経済的である。高ケイ素合金の場合、溶湯にめ、Ｐ等の
改質剤を添加して初晶ケイ素の微細化を併行することも
望ましい。
直冷垂直半連続鋳造法としては従来一般に行われている
フロート式連続鋳造法を採用してもよいが、本発明者等
がさきに開発した気体圧印加方式のホットトップ連続鋳
造法（特公昭５４−４２８４７、特許第１００７３８７
号）によれば、得られる鋳塊は表層への合金元素の逆偏
析が甚だ少く、かつ鋳肌が平滑であるためピーリングな
しに塑性加工し得る。
フロート式連続鋳造法を採用してもよいが、本発明者等
がさきに開発した気体圧印加方式のホットトップ連続鋳
造法（特公昭５４−４２８４７、特許第１００７３８７
号）によれば、得られる鋳塊は表層への合金元素の逆偏
析が甚だ少く、かつ鋳肌が平滑であるためピーリングな
しに塑性加工し得る。
鋳塊のピーリングが甚だ困難な本発明のごとき異形断面
の柱状鋳塊にあっては鋳肌のま＼鍛造加工し得ることは
工業的にきわめて有利である。
の柱状鋳塊にあっては鋳肌のま＼鍛造加工し得ることは
工業的にきわめて有利である。
実施例
１）使用合金：■Ｊ１．５６０６１、■ＪＩＳ２０１７
２）鋳塊の横断面形状ニー辺が５５ｍｍの正三角形（モ
ールド寸法） ３）連続鋳造法：気体圧印加方式ホットトップ連続鋳造
法（特公昭５４−４２８４７ ）４）冷却速度＝２７℃
／ｓｅｃ 上記条件によって鋳造した柱状鋳塊の表面肌は全周囲に
わたって均質平滑な外観を呈した。鋳塊のマクロ組織は
第２図（ＪＩＳ−６０６１合金）に示すごとく微細均質
である。鋳塊のミクロ組織を表皮部と中心部について観
測した結果第１表のごとくであり、その組織写真は第３
図（ＪＩＳ−６０６１） （ａ）表皮部、（ｂ）中心部
、第４図（ＪＩＳ−２０１７） （ａ）表皮部、（ｂ）
中心部 に示すごとくである。
２）鋳塊の横断面形状ニー辺が５５ｍｍの正三角形（モ
ールド寸法） ３）連続鋳造法：気体圧印加方式ホットトップ連続鋳造
法（特公昭５４−４２８４７ ）４）冷却速度＝２７℃
／ｓｅｃ 上記条件によって鋳造した柱状鋳塊の表面肌は全周囲に
わたって均質平滑な外観を呈した。鋳塊のマクロ組織は
第２図（ＪＩＳ−６０６１合金）に示すごとく微細均質
である。鋳塊のミクロ組織を表皮部と中心部について観
測した結果第１表のごとくであり、その組織写真は第３
図（ＪＩＳ−６０６１） （ａ）表皮部、（ｂ）中心部
、第４図（ＪＩＳ−２０１７） （ａ）表皮部、（ｂ）
中心部 に示すごとくである。
第 １ 表
表層； ＤＡＳ ：二次デンドライトアーム間隔表層部
：逆偏析層の下層部 上記のアルミニウム合金鋳塊はピーリング処理すること
なく鋳肌のま＼鋭角部を有するアルミニウムまたはアル
ミニウム合金製品の塑性加工成形、特に冷間鍛造成形に
使用し、過度の塑性加工による割れ等を発生することな
く成形しうる点で、甚だ有利である。
：逆偏析層の下層部 上記のアルミニウム合金鋳塊はピーリング処理すること
なく鋳肌のま＼鋭角部を有するアルミニウムまたはアル
ミニウム合金製品の塑性加工成形、特に冷間鍛造成形に
使用し、過度の塑性加工による割れ等を発生することな
く成形しうる点で、甚だ有利である。
第１図は本発明の対象となる柱状鋳塊の横断面形状の例
示。第２図は横断面が正三角形の本発明による柱状鋳塊
のマクロ組織写真、第３図は本発明によるＪＩＳ−６０
６１合金のミクロ組織写真で（ａ）は表皮部、（ｂ）は
中心部、第４図は本発明にょるＪＩＳ−２０１７合、金
のミクロ組織写真で（ａ）は表皮部、（ｂ）は中心部を
示す。 特許出願人 昭和軽金属株式会社 代 理 人 菊 地 精 −（ｄ）
（ｂ） （（ｉ）第１図 第２図 手続補正書（方式）７゜ 昭和５８年４月７日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、 事件の表示 昭和５７年特許願第２０３７３０号 ２ 発明の名称 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金
鋳塊 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区芝公園−丁目７番１３号６、 補正の
対象 「図面」 補充します。 第３図 第４図
示。第２図は横断面が正三角形の本発明による柱状鋳塊
のマクロ組織写真、第３図は本発明によるＪＩＳ−６０
６１合金のミクロ組織写真で（ａ）は表皮部、（ｂ）は
中心部、第４図は本発明にょるＪＩＳ−２０１７合、金
のミクロ組織写真で（ａ）は表皮部、（ｂ）は中心部を
示す。 特許出願人 昭和軽金属株式会社 代 理 人 菊 地 精 −（ｄ）
（ｂ） （（ｉ）第１図 第２図 手続補正書（方式）７゜ 昭和５８年４月７日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、 事件の表示 昭和５７年特許願第２０３７３０号 ２ 発明の名称 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金
鋳塊 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区芝公園−丁目７番１３号６、 補正の
対象 「図面」 補充します。 第３図 第４図
Claims (1)
- １、アルミニウムまたはアルミニウム合金の連続鋳造鋳
塊であって、結晶粒の８５％以上が粒径８０μｍ以下、
二次デンドライトアーム間隔の９０％以上が１５μｍ以
下の組織からなり、鋳塊の横断面が少くとも一つの実質
的鋭角部を有する形状であることを特徴とする異形断面
の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20373082A JPS5994555A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20373082A JPS5994555A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994555A true JPS5994555A (ja) | 1984-05-31 |
Family
ID=16478899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20373082A Pending JPS5994555A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 異形断面の加工用アルミニウムまたはアルミニウム合金鋳塊 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994555A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61233057A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-17 | Daicel Chem Ind Ltd | ポリアミド樹脂組成物 |
| JPS6462248A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Showa Denko Kk | Continuously cast billet of light metal or its alloy having modified cross section |
| EP0715915A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-12 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Metallic ingot for plastic working and method for producing the same |
| WO2001014602A3 (en) * | 1999-08-24 | 2001-05-25 | Smith & Nephew Inc | Combination of processes for making wrought components |
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| JP2010179363A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-08-19 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム合金鋳塊およびその製造方法 |
| JP2015208748A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-24 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム合金ビレットの製造方法及びアルミニウム合金ビレット |
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-
1982
- 1982-11-22 JP JP20373082A patent/JPS5994555A/ja active Pending
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