JPS6036631A - Production of aluminum alloy casting ingot - Google Patents

Production of aluminum alloy casting ingot

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Publication number
JPS6036631A
JPS6036631A JP14462583A JP14462583A JPS6036631A JP S6036631 A JPS6036631 A JP S6036631A JP 14462583 A JP14462583 A JP 14462583A JP 14462583 A JP14462583 A JP 14462583A JP S6036631 A JPS6036631 A JP S6036631A
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JP
Japan
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alloy
ingot
fine particles
inert gas
particles
Prior art date
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Application number
JP14462583A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Inumaru
犬丸 晋
Kazuhisa Shibue
渋江 和久
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Nippon Steel Corp
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6036631A publication Critical patent/JPS6036631A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable production of a sound casting ingot having no segregation by allowing the melt of an Al-Li alloy or the like which is liable to segregate in the stage of solidifying to flow down from the bottom of a tundish, spraying the melt into a pulverous state by an inert gas, collecting the sprayed particles in an unsolidified state and molding the particles. CONSTITUTION:An Al-Li alloy contg. 2.3% Li is liable to segregate in the stage of forming an ingot. Such Al-Li alloy is melted in a melting furnace 14 in a housing 2 kept in an inert gaseous atmosphere 4. The molten Al-Li 12 is put into a tundish 10 and a stopper 22 is raised so that the molten alloy flows down from a nozzle 18. An inert gas such as Ar, He or the like is ejected from a gas ejecting nozzle 24 to spray and drop the melt of the Al-Li alloy to 10-500mum fine particles 50. The fine particles of which 30-70% are not solidified yet enter a molding device consisting of belts 42 circulated endlessly by means of pulleys 40 from which the particles are drawn out in the form of an Al-Li alloy casting ingot 52 having no segregation by a dummy block 48.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、7月ペニウム合金鋳塊の製造方法に係り、特
に固化時に偏析を生じ易いA4合金、例えばAp−Li
(リチウム)合金等の鋳塊を健全な状態で製造し得る方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a july penium alloy ingot, particularly for A4 alloys that tend to segregate during solidification, such as Ap-Li.
The present invention relates to a method for producing ingots of (lithium) alloys, etc., in a healthy state.

例えば、An 2.3wL%L i合金は、軽量でヤン
グ率も約80.5GPaと高く、将来性の高いAp金合
金ある。しかし、Li(リチウム)を含むため、水素ガ
スを吸収し易く、かつL i成分が偏析し易い性質があ
る。そのため、従来の金型鋳造法あるいは直接冷却鋳型
を用いた連続鋳造法(Direct Chill法)に
よってAff−Li合金鋳塊を製造すると、AIl!成
分とL i成分との固化条件が異なるため、鋳塊の内部
組織にL iが多い部分とLiが少ない部分とが生して
、本来得られるべき物性が低下し、健全な鋳塊を製造す
ることは困難であった。
For example, An 2.3 wL% Li alloy is lightweight and has a high Young's modulus of about 80.5 GPa, making it an Ap gold alloy with great promise. However, since it contains Li (lithium), it tends to absorb hydrogen gas and the Li component tends to segregate. Therefore, when an Aff-Li alloy ingot is manufactured by the conventional die casting method or the continuous casting method using a direct chill mold (Direct Chill method), AIl! Because the solidification conditions for the Li component and the Li component are different, the internal structure of the ingot has parts with a lot of Li and parts with a little Li, which deteriorates the physical properties that should originally be obtained and makes it impossible to produce a healthy ingot. It was difficult to do so.

このようなことは、Ap−L i合金鋳塊の製造の場合
に限らず、例えば7%[−5m (ザマリウム)やAp
−Ca(カルシウム)等の合金鋳塊を製造する場合でも
同様に存在する問題であった。
This is not limited to the production of Ap-Li alloy ingots; for example, 7% [-5m (zamarium) or Ap
This problem also exists when producing alloy ingots such as -Ca (calcium).

ここにおいて、本発明は、上記のような事情に鑑みて為
されたものであり、その目的とするところは、Ap−L
 i合金等の鋳塊を、偏析を克服して、高品質で健全に
製造し得る製造方法を提供することにある。
Here, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that can overcome segregation and produce high-quality and sound ingots such as i-alloy.

かかる目的を達成するために、本発明にあって(31″
、不活性ガス雰囲気に保たれた室内に、少なくとも噴霧
手段および造形手段を配し、A 12− L i合金祠
料等のアルミニウム合金利利を所定の熔解手段にて溶解
せしめた後、その溶解さ、11.7〜合金溶湯を上記噴
霧]′段に導き、その噴霧手段によって微細粒子状に噴
霧ゼしめ、そしてかがる噴霧によって形成される微細粒
子が完全には固化しない間に、それら粒子を集めて、上
記造形手段によって所望の鋳塊に形成するようにしたの
である。
In order to achieve this object, the present invention (31''
At least a spraying means and a shaping means are disposed in a room maintained in an inert gas atmosphere, and after melting aluminum alloy interest such as A12-Li alloy abrasive using a predetermined melting means, the melting process is performed. 11.7 ~ The molten alloy is introduced into the above-mentioned spraying stage, and is atomized into fine particles by the spraying means, and while the fine particles formed by the spraying are not completely solidified, they are The particles were collected and formed into a desired ingot by the above-mentioned shaping means.

なお溶解手段は、噴霧手段および造形手段とともに不活
性ガス雰囲気に保たれた室内に設置ることもできるし、
あるいは空気による酸化等が防止された状態で室外C砦
容解手段を設(J、溶解された合金鋳塊を給湯路等で」
−記室内に導くようにしてもよい。
Note that the dissolving means can be installed together with the spraying means and the shaping means in a room maintained in an inert gas atmosphere, or
Alternatively, set up an outdoor C fort melting means in a state where oxidation by air is prevented (J, melted alloy ingot in a hot water supply line, etc.)
- It may be guided into the recording chamber.

そ1〜で、合金鋳塊を一旦微細粒子状に噴霧せしめるこ
とによって、A7!成分と合金成分との析出時期に大き
な隔たりが牛しることが改善されて、L i等の合金成
分の偏析が抑えられ、さらに、それら微細粒子を完全に
は固化しない間に集めて鋳塊とすることに61、す、鋳
塊の組織が微細粒子を絹織屯位とする均一なものとなり
、健全な鋳塊を得ること力くできるのである。また、ミ
クTel的にみて噴霧用U7められた微細粒tに仮に偏
析が生ずることかあっても、マクじ1的にめればそれら
が集合した鋳塊の組織は実質的に均一・なものであり、
高品質のAp合金鋳塊が1fられることとなったのであ
る。
In step 1~, by once spraying the alloy ingot into fine particles, A7! This improves the large gap between the precipitation timing of alloy components and alloy components, suppresses the segregation of alloy components such as Li, and furthermore, collects these fine particles before they are completely solidified to form an ingot. As a result, the structure of the ingot becomes uniform with fine particles arranged in a silky texture, making it possible to obtain a healthy ingot. In addition, even if segregation occurs in the fine grains t selected for spraying U7 from a MikuTel perspective, from a MikuTel perspective, the structure of the ingot where they are aggregated is substantially uniform. It is a thing,
It was decided that 1f of high-quality Ap alloy ingots would be produced.

とこ7)で、本発明の実施にあたっては、図面に示され
るよ・うな製造装置が好適に用いられることとなる。以
下では、まずその装置の概要について説明を加えること
とする。
7) In carrying out the present invention, a manufacturing apparatus as shown in the drawings is suitably used. In the following, we will first provide an overview of the device.

図において、2は装置ハウジングであり、その内部に不
活性ガス雰囲気に保たれるべき密閉室(チャンバ)4が
形成されている。ハウジング2の外部には、チャンバ4
内の空気を抜き取るための真空ポンプ6が設げられてお
り、バルブ8が開かれた状態で作動さ一ロられるよ・う
になっている。密閉室4内の上部には、所定のアルミニ
ウム合金溶湯(例えば八e−L i合金溶?&)を11
y容するためのクンデソシュ10が配置されており、図
示はしないがタンデソシュ10の外周部に設けられたコ
イルに外部電源から電力が供給されることによって、タ
ンデソシュIO内に収容される合金溶湯12が所定の温
度に保たれるようになっている。
In the figure, reference numeral 2 denotes a device housing, inside which is formed a sealed chamber 4 that is to be maintained in an inert gas atmosphere. A chamber 4 is provided on the outside of the housing 2.
A vacuum pump 6 is provided to remove the air inside, and is operated with a valve 8 open. A predetermined molten aluminum alloy (e.g. 8e-L i alloy molten?&) is placed in the upper part of the sealed chamber 4 at 11
A molten alloy 12 accommodated in the Thandesh IO is disposed, and power is supplied from an external power source to a coil (not shown) provided on the outer periphery of the Thandesh IO. It is maintained at a predetermined temperature.

そして、かかるタンデソシュ10への溶湯12の供給の
ために、密閉室4内には溶解手段として、例えば高周波
誘導炉あるいは電気抵抗溶解炉等の所定の溶解炉I4が
設げられており、その溶解炉14で得られる合金溶湯1
2が樋(あるいは給湯管)16を通してタンデフシュ1
0内に(Jj給されるのである。
In order to supply the molten metal 12 to the tande sosh 10, a predetermined melting furnace I4 such as a high frequency induction furnace or an electric resistance melting furnace is provided as a melting means in the closed chamber 4, and the melting furnace I4 is provided as a melting means. Molten alloy 1 obtained in furnace 14
2 passes through the gutter (or hot water pipe) 16 to the tandem system 1
(Jj will be paid within 0.

そして、タンデソシュ10の底合1;にム、[ン容l几
流下ノズル18が設げられ、そのノズルI8を通じて溶
fji12が下方に流下せしめられ得るようになってい
る。また、118湯流下ノズル18の開閉(場合によっ
てば流M制御)は、シリンダ20によって作動せしめら
れるストッパロッド22にて行われるようになっている
A lower flow nozzle 18 is provided at the bottom 1 of the tank 10, and the melt 12 can be flowed downward through the nozzle I8. Further, opening and closing of the 118-molten metal flow lower nozzle 18 (flow M control in some cases) is performed by a stopper rod 22 operated by a cylinder 20.

さらに、/8湯流下ノズル18に近接して、その下側に
は、ノズ/I用8の周囲を取り巻くようにしてガス噴出
ノズル24が設けられており、その溶湯流下ノズル18
の下側間「1部の周囲から高速の不活性ガス気流を噴出
せしめ得るようになっている。このガス噴出ノズル24
ば、不活性ガス供給管26を通じて、図示しない外部の
不活性ガス貯蔵タンクに接続されており、その不活性ガ
ス供給管26の途」二にはバルブ28が設げられて、不
活性ガスの供給を制御し得るようにされている。このバ
ルブ28および前述のシリンダ20は、ともに起動スイ
ッチ30に接続されており、そこからの信号に基づいて
作動せしめられることとなる。
Furthermore, a gas jet nozzle 24 is provided adjacent to and below the /8 melt flow down nozzle 18 so as to surround the nozzle /I 8, and the molten metal flow down nozzle 18
A high-speed inert gas stream can be ejected from around the lower part of the gas ejection nozzle 24.
For example, it is connected to an external inert gas storage tank (not shown) through an inert gas supply pipe 26, and a valve 28 is provided at the end of the inert gas supply pipe 26 to supply inert gas. Supply can be controlled. This valve 28 and the aforementioned cylinder 20 are both connected to a starting switch 30, and are activated based on a signal from there.

なお、ガス噴出ノズル24から噴出せしめられる不活性
カスとしては、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス等が
採用可能であり、また窒素ガスを用いることもでき、そ
れも不活性ガスに含むものとする。そして、ガス噴出ノ
ズル24から噴出せしめられる不活性ガスは、タンデソ
シ、j、10の溶湯流下ノズ月月8から流下する合金溶
湯12を微細粒状状に噴霧せしめる作用を為すが、また
密閉室4内を不活性ガス雰囲気に保つ役割をも果たすこ
ととなる。
Note that as the inert gas ejected from the gas ejection nozzle 24, for example, argon gas, helium gas, etc. can be used, and nitrogen gas can also be used, and this is also included in the inert gas. The inert gas ejected from the gas ejection nozzle 24 has the effect of atomizing the molten alloy 12 flowing down from the molten metal flowing down nozzle 8 in the form of fine particles. It also plays the role of maintaining an inert gas atmosphere.

密閉室4内の圧力は圧力計32によって検知され、その
圧力値が圧力自動調整器34に入力され、かかる圧力自
動調整器34ば密閉室4内の圧力が一定値1シしに(例
えば0.2kg / c+Aゲージ)になると、JJI
気バルブ36を作動させて密閉室4内の圧力かそれ以1
・にば上がらないようにされている。また密閉室4内?
、こ許容される以−にの酸素が存在すると、噴霧される
合金ン容湯に酸化(著しい場合(11発火)が惹起され
るため、密閉室4内の酸素Mを酸素a138で監視し得
るようになっている。
The pressure inside the sealed chamber 4 is detected by the pressure gauge 32, and the pressure value is input into the automatic pressure regulator 34. .2kg/c+A gauge), JJI
Operate the air valve 36 to lower the pressure inside the sealed chamber 4 or higher.
・It is prevented from rising. Inside sealed room 4 again?
If more oxygen exists than this permissible amount, oxidation (in severe cases (11 ignition)) will occur in the sprayed alloy melt, so the oxygen M in the sealed chamber 4 can be monitored with oxygen a138. It looks like this.

一方、ガス噴出ノズル24のさらに下方には、I−記密
閉室4内に位置して一対ずつのプーリ40が、それぞれ
」二下方向に一定の間隔をおいて回転可能に設けられ、
それら各組のプーリ40にばそれぞれ無限ベルト42が
架は渡され、各ヘルド42の互、いに内(…lにおいて
対向するヘルド面が、垂直方向に延びるように平行に対
向させられている。
On the other hand, further below the gas ejection nozzle 24, a pair of pulleys 40 are located in the sealed chamber 4 and are rotatably provided at a constant interval in the downward direction.
An endless belt 42 is passed between each set of pulleys 40, and the heald surfaces of each heald 42, which are opposite each other in the inside (...l), are arranged in parallel to each other so as to extend in the vertical direction. .

また図示はしないが、紙面に直角な方向において互いに
対向する一対の型プレートが垂直方向に延びるように設
けられ、その結果、ガス噴出ノズル24の下方に、微細
粒子状に噴霧せしめられる合金溶湯の粒子を導き入れる
べき四角柱状の造形空間が形成されている。
Although not shown, a pair of mold plates facing each other in the direction perpendicular to the plane of the paper are provided so as to extend vertically, so that the molten alloy is sprayed in the form of fine particles below the gas jet nozzle 24. A rectangular prism shaped space into which particles are introduced is formed.

また、かかる粒子に接する位置のベルト42部分を冷却
するために、例えば水冷式の冷却装置44がそれぞれ設
けられ、さらにヘルド42の外側からもそれを冷却し7
得るように同様の冷却装置46が設けられている。なお
、ベルト42の内側に設けられた冷却装置44は、合金
溶湯の微細粒子を冷却する作用をも為すこととなる。
Further, in order to cool the portion of the belt 42 in contact with such particles, for example, a water-cooled cooling device 44 is provided, and the heald 42 is also cooled from the outside.
A similar cooling device 46 is provided to obtain the same. Note that the cooling device 44 provided inside the belt 42 also functions to cool the fine particles of the molten alloy.

そし7て、合金/8湯の粒子が導き入れられるべき前記
四角柱状の造形空間には、造形開始の段階でダミーブロ
ック48が収容されて、噴霧される合金溶湯の粒子をそ
れで受けることとなる。この場合、かかるダミーツーコ
ック48ならびに前記プーリ40.無限ヘルド42お、
Lび図示しない型プレート、さらにL:l冷却装置44
.46等から、造形(造塊)手段が構成されているので
ある。
7. In the rectangular prism-shaped modeling space into which the alloy/8 molten metal particles are to be introduced, a dummy block 48 is housed at the stage of starting modeling, and receives the sprayed alloy molten metal particles therein. . In this case, the dummy two cock 48 and the pulley 40. Mugen Held 42 Oh,
L and mold plates (not shown), and L:l cooling device 44
.. 46, etc., constitute a forming (ingot-forming) means.

以上のように構成された製造装置を用いて本発明を実施
するるこ当たっては、予めバルブ8を開状態として真空
ポンプ6を作動させ、密閉室4内を好ましくは5Tor
r以下に減圧し、バルブ8を閉した状態でガス噴出ノズ
ル24から不活性ガスを導入して、密閉室4内に不活性
ガスを充満させるよ・うにする。
When carrying out the present invention using the manufacturing apparatus configured as described above, the vacuum pump 6 is operated with the valve 8 open in advance, and the inside of the sealed chamber 4 is preferably heated to 5 Torr.
The pressure is reduced to below r, and with the valve 8 closed, inert gas is introduced from the gas jet nozzle 24 to fill the sealed chamber 4 with the inert gas.

そのように密閉室4内が不活性ガス雰囲気に保たれた状
態で、所定のアルミニウム合金材料、例えばAλ−L 
i合金材料等を溶解炉14内においで、高周波誘導加熱
や電気抵抗加熱等、適宜の加熱手段により溶解せしめ、
その溶解された合金溶湯を樋16を介して、ストッパロ
ッド22により溶湯流下ノズル18が閉塞された状態の
タンデフシュ10内に注入する。
While the inside of the sealed chamber 4 is kept in an inert gas atmosphere, a predetermined aluminum alloy material, for example Aλ-L
Place the alloy material etc. in the melting furnace 14 and melt it using appropriate heating means such as high frequency induction heating or electric resistance heating,
The molten alloy is injected through the gutter 16 into the tandem housing 10 with the molten metal flowing down nozzle 18 closed by the stopper rod 22.

そして、起動スイッチ30を操作すると、シリンダ20
が作動してストッパロッド22が上昇し、溶湯流下ノズ
ル18が開放状態とされて、そこから合金溶湯12が下
方に流下せしめられる。それと同時にバルブ28が開か
れて、不活性ガス供給管26を通じてガス噴出ノズル2
4に導かれた不活性ガスが、そこから高速の不活性ガス
気流となって噴出せしめられ、それによって流下する合
金溶湯12をWi細細粒状状噴霧せしめるのである。
Then, when the start switch 30 is operated, the cylinder 20
is activated, the stopper rod 22 is raised, the molten metal flowing down nozzle 18 is opened, and the molten alloy 12 is caused to flow downward from there. At the same time, the valve 28 is opened and the gas jet nozzle 2 is opened through the inert gas supply pipe 26.
The inert gas introduced into the inert gas 4 is ejected from there as a high-speed inert gas stream, thereby spraying the flowing molten alloy 12 into fine particles.

そして、噴霧せしめられた合金溶湯12の微細粒子50
は、下方に落下、浮遊するうちに、密閉室4内の不活性
ガス雰囲気によって冷却され、固化が進行するが、かか
る微細粒子50が完全には固化しない間に、それら粒子
50をガス噴出ノズル24の下方に設けられた造形空間
、すなわち相対向する無限ベルト42と図示しない型プ
レートとによって構成される空間に集め、それら粒子の
自重を利用して凝集固化せしめ、目的とするAp−1,
i合金等の鋳塊52を製造するのである。
Then, fine particles 50 of the molten alloy 12 are sprayed.
As the fine particles 50 fall and float downward, they are cooled by the inert gas atmosphere in the sealed chamber 4 and solidify. However, while the fine particles 50 are not completely solidified, they are passed through a gas jet nozzle. The particles are collected in a forming space provided below 24, that is, a space constituted by an endless belt 42 facing each other and a mold plate (not shown), and are coagulated and solidified using their own weight to form the target Ap-1,
An ingot 52 of i-alloy or the like is manufactured.

ダミーブロック48は、鋳塊製造の初期においては、上
記造形空間内のガス噴出ノズル24に近い側に位置せし
められ、造形が進むに従って漸次下方に移動し、そして
その移動に追従して、各無限ベルト42の合金鋳塊52
に接する部分がグミ0 −ブ1コック48と同方向に移動し、それに伴って各組
のプーリ40が矢印で示す向きに回転することとなる。
At the initial stage of ingot production, the dummy block 48 is positioned in the modeling space on the side closer to the gas jet nozzle 24, and gradually moves downward as the modeling progresses. Alloy ingot 52 of belt 42
The portion in contact with the gummy cock 48 moves in the same direction as the gummy cock 48, and accordingly, each set of pulleys 40 rotates in the direction shown by the arrow.

それらプーリ40および無限ベルト42等は、凝固し若
しくは凝固しつつある合金鋳塊52の下方への移動を案
内する機能を存しているのである。
The pulley 40, the endless belt 42, etc. have the function of guiding the downward movement of the alloy ingot 52 that is solidifying or in the process of solidifying.

ところで、A 1−L 4合金材料等を溶融せしめ、従
来の方法に従ってそれを造形型内に導いて直接に冷却固
化させると、Aρ成分とL i成分との析出温度の相違
により、L i成分が著しい偏析を起こして、健全な鋳
塊を(Mることか困難である。
By the way, when A1-L4 alloy material etc. is melted and guided into a mold according to the conventional method and directly cooled and solidified, the Li component is This causes significant segregation, making it difficult to obtain a healthy ingot.

それに対し、本発明に従って合金溶湯12を不活性ガス
の噴出により微細粒子状に噴霧せしめれば、各々の不活
性ガス雰囲気に接触する接触面積が増大し、それら微細
粒子の冷却がいわば急激に行われ(4るために、Aβ成
分と■、i成分との析出時期に大きな隔たりが生ずるこ
とが回避され、■。
On the other hand, if the molten alloy 12 is atomized into fine particles by blowing out an inert gas according to the present invention, the contact area that comes into contact with each inert gas atmosphere increases, and the cooling of these fine particles occurs rapidly. (4), it is possible to avoid a large difference in the precipitation timing between the Aβ component and the i component.

i成分の偏析を効果的に抑えることができるのである。This makes it possible to effectively suppress the segregation of the i component.

しかも、それら粒子が上記造形空間に集められて凝固せ
しめられる過程では、個々の微細粒1 子を超えて結晶析出が生ずることは実質的に起こり難く
、それ故、噴霧せしめられた微細粒子に滞空している段
階でミクロ的に見である程度の偏析が生したとしても、
造形空間に集められて固化してU2まえば、そのような
偏析が合金鋳塊52の組織にもたらす影響はマクロ的に
見て殆ど無視できる。その結果、実質的に均一な組織、
すなわちAp成分中にL i成分が実質的に均一に分布
する組織と成すことができ、物性に優れた高品質かつ健
全なA7!合金鋳塊52が得られるのである。
Moreover, in the process in which these particles are collected and solidified in the above-mentioned modeling space, it is virtually difficult for crystal precipitation to occur beyond one individual fine particle, and therefore, it is difficult for the atomized fine particles to linger in the air. Even if some degree of segregation occurs from a microscopic perspective,
Once U2 is collected and solidified in the forming space, the influence of such segregation on the structure of the alloy ingot 52 can be almost ignored from a macroscopic perspective. As a result, a substantially uniform organization,
In other words, it is possible to form a structure in which the Li component is substantially uniformly distributed in the Ap component, resulting in a high-quality and healthy A7 with excellent physical properties. An alloy ingot 52 is obtained.

また、合金?′g湯12が不活性ガス雰囲気中で微粒化
せしめられるため、不活性ガスと微細粒子間との界面が
広く、それ故水素ガス等の効果的な脱ガスができ、水素
ガス等の残留による鋳塊の脆化も有効に防げるのである
Also, alloy? Since the hot water 12 is atomized in an inert gas atmosphere, the interface between the inert gas and the fine particles is wide, and therefore hydrogen gas can be effectively degassed. It also effectively prevents the embrittlement of the ingot.

なお、不活性ガス噴霧によって形成される合金/8湯1
2の微細粒子があまりに溶滴に近い状態で集められると
、微細粒子状に噴霧せしめる効果がそれ程得られず、そ
れら粒子が集められて凝固する時に粒子間を超えて偏析
が生じやすくなり、−2 方かかる微細粒子の固化の程度が高すぎると、(IN々
の粒子を凝固、結合せしめることが難しくなる。
In addition, alloy/8 hot water 1 formed by inert gas spraying
If the fine particles of 2 are collected in a state too close to droplets, the effect of spraying them into fine particles will not be as effective, and when these particles are collected and solidified, segregation will easily occur across the particles, - On the other hand, if the degree of solidification of such fine particles is too high, it becomes difficult to solidify and bond the IN particles.

そのようなことから、合金溶湯12の噴霧によって得ら
れる微細粒子は、固相率が30〜70%、換言すれば液
相率が70〜30%程度であることが好ましく、かかる
状態の微細粒子を集めて合金鋳塊52を形成することが
望ましいのである。
For this reason, it is preferable that the fine particles obtained by spraying the molten alloy 12 have a solid phase ratio of 30 to 70%, in other words, a liquid phase ratio of about 70 to 30%. It is desirable to collect the alloy ingots 52 to form the alloy ingot 52.

そして、そのような固相率が得られるように、ガス噴出
ノズ/l<24から噴出せしめられる不活性ガスの単位
時間当りの流量、そのノズル24の形状、さらにクンプ
ツシ=L10の溶湯流下ノズル18からの単位時間当り
の溶湯流下量、加えて微細粒子50の滞空時間、さらに
は不活性ガス雰囲気の温度等を適宜に選ぶことが推奨さ
れるのである。
In order to obtain such a solid phase ratio, the flow rate per unit time of the inert gas ejected from the gas ejection nozzle /l<24, the shape of the nozzle 24, and the molten metal flowing down nozzle 18 with Kumptsushi = L10 are adjusted. It is recommended to appropriately select the flow rate of the molten metal per unit time, the residence time of the fine particles 50, and the temperature of the inert gas atmosphere.

また、噴霧化される微細粒子の粒径は、上記のような種
々の条件との兼ね合いもあるため、−概には言えないが
、概ね10〜50077 m程度の範囲となるようにす
ることが望ましく、そのような粒径および」二記のよう
な固相度を保つには、かなり高速の不活性ガスの流れを
惹起せしめ得る超高3 速噴霧ノズル24を用いることが好ましい。
In addition, the particle size of the fine particles to be atomized must be in the range of approximately 10 to 50,077 m, although it cannot be generalized, since there is a balance with the various conditions mentioned above. To maintain such particle size and solidity as desired, it is preferable to use an ultra-high 3-speed atomizing nozzle 24 capable of producing a fairly high velocity inert gas flow.

なお、図に示す具体例では、微細粒子を導き入れる空間
の2面が無限ヘルド42で画定されるようになっていた
が、残る2面をも全く同様の無限ヘルド42で画定する
ようにして、そこに冷却装置を設けるようにすることも
できる。あるいはそのような無限ベルト42を用いない
で、適宜の冷却装置を備えた適数の型プレートを位置固
定に向かい合わせることにより、造形空間を形成するよ
うにしてもよい。
In the specific example shown in the figure, two sides of the space into which the fine particles are introduced are defined by infinite healds 42, but the remaining two sides are also defined by the same infinite healds 42. , a cooling device may also be provided there. Alternatively, instead of using such an endless belt 42, the molding space may be formed by positionally fixing and facing an appropriate number of mold plates equipped with appropriate cooling devices.

また、導き入れた微細粒子を案内するだけでなく、それ
を加圧する手段、例えば複数の加圧ローラを狭い間隔で
配設した加圧装置を備えた造形手段を用いるようにする
ことも可能である。
Furthermore, it is also possible to use a shaping means that not only guides the introduced fine particles but also presses them, for example, a pressurizing device having a plurality of pressurizing rollers arranged at narrow intervals. be.

さらに本発明は、A A! −L i合金鋳塊の製造に
好適に適用し得るものではあるが、それのみに限られる
ことなく、例えばA7!−3m合金鋳塊あるいはA6−
Ca合金鋳塊等の、要するに従来の金型鋳造やダイレク
ト・チル法では、ガス吸収や偏析のために健全な鋳塊が
得られなかったようなも4 のについて、好適に適用し得るのである。
Furthermore, the present invention provides AA! Although it can be suitably applied to the production of -Li alloy ingots, it is not limited thereto, for example, A7! -3m alloy ingot or A6-
It can be suitably applied to Ca alloy ingots, etc., where conventional die casting or direct chill methods could not produce healthy ingots due to gas absorption or segregation4. .

その(1!!にも、本発明の趣旨を逸脱することなく、
当業考の知識に基づいて種々なる変更、改良等を加えた
態様で、本発明を実施し得ることシJ−言うまでもない
ところである。
(1!!) Without departing from the spirit of the present invention,
It goes without saying that the present invention can be practiced with various changes, improvements, etc. based on knowledge in the art.

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

図は、本発明を実施するのに好適な鋳塊製造装置の−・
具体例を1既念的に示す概略図であって、併−1↓で本
発明方法の具体例を説明する図でもJ)る。 2:装置ハウジング 4:密閉室 10:タンデソシプ、12−合金l容湯14:熔解炉 
18:/8湯流下ノズル22ニストッパロッド 24;
ガス噴出ノズル40:プーリ 42:無限ヘルド 44.46:冷J、ll装置 48;ダミーブロック5
0:微細粒子 52:A4合金鋳塊 出願人 住友軽金属工業株式会社 5
The figure shows an ingot manufacturing apparatus suitable for carrying out the present invention.
It is a schematic diagram conceptually showing a specific example, and is also a diagram illustrating a specific example of the method of the present invention. 2: Apparatus housing 4: Closed chamber 10: Tandesocipu, 12-alloy molten metal 14: Melting furnace
18: /8 Hot water flow down nozzle 22 Ni stopper rod 24;
Gas jet nozzle 40: Pulley 42: Infinite held 44.46: Cold J, ll device 48; Dummy block 5
0: Fine particles 52: A4 alloy ingot Applicant: Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 不活性ガス雰囲気に保たれた室内に少なくとも噴霧手段
および造形手段を配置せしめ、所定のアルミニウム合金
材料を所定の熔解手段にて溶解せしめた後、その溶解さ
れた合金溶湯を前記噴霧手段に導き、該噴霧手段によっ
て微細粒子状に噴霧−1しめ、次いでかかる噴霧によっ
て形成される微細粒子が完全には固化しない間に、それ
ら粒子を集めて前記造形手段によって所望の鋳塊に形成
するようにしたことを特徴とするアルミニウム合金鋳塊
の製造方法。
disposing at least a spraying means and a shaping means in a room maintained in an inert gas atmosphere, melting a predetermined aluminum alloy material with a predetermined melting means, and then guiding the melted molten alloy to the spraying means; The spraying means is used to spray into fine particles, and then, while the fine particles formed by the spraying are not completely solidified, the particles are collected and formed into a desired ingot by the shaping means. A method for producing an aluminum alloy ingot, characterized by:
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