JPS6070142A - 合金の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、合金に係り、更に詳細にはその製造方法に係
る。

従来技術 本願発明者等は、合金元素の溶出に他の合金元素の溶出
または粉末を添加して混合する方法や焼結法による従来
の合金の製造方法に於ける種々の問題点に鑑み、本願出
願人と同一の出願人の出願に係る特願昭５８−１３８１
８０号に於て、第一の金属と該第−の金属よりも低い融
点を有する第二の金属とよりなる合金の製造方法にして
、前記第一の金属よりなる多孔質体を形成し、該多孔質
体を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯
を注渇し、前記溶出を前記多孔質体内に浸透させること
により前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化させ
、前記多孔質体の領域に前記第二の金属が単独では実質
的に存在しない合金を形成することを特徴とする合金の
製造方法を提案した。この先の提案に係る合金の製造方
法に於ては、多孔質体内に第二の金属の溶出を良好に浸
透させるためには、多孔質体が室温以上の温度に予熱さ
れることが望ましく、従って従来より一般に、鋳型外に
於て多孔質体を十分子熱し、それを素早く鋳型内に配置
することが行われている。

しかしかかる従来の合金の製造方法に於ては、多孔質体
が大気中の如く酸素を含む雰囲気中にて予熱されると、
多孔質体を構成する第一の金属の粉末等の表面が酸化さ
れ、酸化被膜により第一の金属の粉末等の第二の金属の
溶湯に対する濡れ性が悪化されてしまうので、第二の金
属の溶湯を多孔質体に良好に浸透させることが困難であ
り、そのため浸透不良部が生じたり、第二の金属の溶湯
を多孔質体に確実に浸透させるべく第二の金属の溶湯を
高圧にて加圧しなければならず、そのため多孔質体の比
較的強度の弱い部分より溶湯が優先的に侵入した場合に
は、製造された合金に割れやマクロ偏析が止じたすする
ことがあるという問題がある。また第一の金属の粉末等
の表面に形成される酸化被膜により第一の金属と第二の
金属とが相互に拡散することが阻害されるので、第一の
金属と第二の金属とが良好に拡散した所望の組織の合金
を製造することが困難であるという問題がある。

発明の目的 本発明は、多孔質体の予熱が行われる先の提案に係る合
金の製造方法に於ける−［述の如き問題に鑑み、かかる
問題が生じることがないよう改善された合金の製造方法
を提供することを目的としている。

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、第一の金属と該第−の
金属よりも低い融点を有する第二の金属とよりなる合金
の製造方法にして、前記第一の金属にりなる多孔質体を
形成し、前記多孔質体を塩浴中にて加熱し、前記多孔質
体を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯
を注渇し、前記溶湯を前記多孔質体内に浸透させること
により前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化させ
る合金の製造方法によって達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の金属よりなる多孔質体は塩浴中
にて加熱されるので、多孔質体を構成する第一の金属の
粉末等の表面に酸化被膜が形成されることを回避するこ
とができ、これにより第二の金属の溶湯を高圧にて加圧
しなくても第二の金属の溶湯を多孔質体に良好に浸透さ
せることができ、これにより割れやマクロ偏析がなく第
一の金属と第二の金属とが相互に良好に拡散した均一な
組織の合金を製造することができる。

尚、本発明による合金の製造方法に於て使用される塩浴
は高温麻に於ても安定な塩化カルシウム、硝酸カリウム
、塩化カリウム、シアン化ナトリウムなどの塩化物やシ
アン化物であってよい。また第一の金属よりなる多孔質
体は、粉末、不連続繊維、切粉又はこれらの混合物等の
圧縮成形体、連続繊維の結束体、箔、薄板等の積層体で
あってよい。更に第一の金属及び第二の金属は単一の金
属元素又は合金のいづれであってもよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

え１１１ 先ず第１図に示されている如く、円筒状の孔１を有する
型本体２と、孔１に嵌合するアッパパンチ３及びロアパ
ンチ４とよりなる圧縮成形型を用意した。次いで第１図
に示されている如く型本体２とロアパンチ４とにより郭
定される円筒状の窪み内に平均粒径が３５μ鞘である１
２．０（Ｉの純５− 鉄の粉末を充填し、孔１にアッパパンチ３を嵌合させ、
図には示されていないプレス装置によりアッパパンチ３
をロアパンチ４に近付く方向へ押圧することにより純鉄
の粉末を圧縮し、これによりかさ密度が３．９４ｏ／ｃ
ｃである直径１８１１長さ１２ｍｍの円柱状の圧縮成形
体５を形成した。

次いで図には示されていないが圧縮成形体５を塩化カル
シウムの塩浴中にて８００℃に０．５時間加熱し、しか
る後かくして加熱された圧縮成形体５を２５０℃の鋳型
７内に配置し、該鋳型内に２５０　ｃｃ、、湯温８００
℃の純アルミニウムの溶湯８を注渇し、該溶湯をプラン
ジャ９により１０００　ｋＱ／い９の圧力にて加圧し、
その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。溶
湯が完全に凝固した後、ノックアウトピン１ｏによって
鋳型内より凝固体を取り出した。

第３図は上述の如く製造されたＦｅ−Ａｌ合金の断面（
元の圧縮成形体の端面より５ｍｍであり円筒状側面より
０．５ｎ＋ＩＩｌの部分を中心とする断面）を１００倍
にて示寸光学顕微鏡写真である。またＧ− 第４図は圧縮成形体が大気中にて８００℃に加熱された
点を除き上述の実施例１と同一の要領及び同一の条件に
て製造された比較例としてのＦｅ　−Ａ１合金の断面を
１００倍にて示ず光学顕微鏡写真である。これら第３図
及び第４図より、比較例に於けるＦｅ−Ａｌ合金に於て
は、純アルミニウムの溶湯の浸透が不十分であることに
起因して発生したものと推測されるＦｅリッチのマクロ
偏析（第４図に於て黒っぽい部分）が発生しているのに
対し、上述の実施例１に於て製造されたＦｅ　−Ａ１合
金に於てはマクロ偏析は発生しておらず、この合金は均
一なＩＩ織を有するものであることが解る。尚ＥＰＭＡ
による分析の結果、比較例に於て製造されたＦｅ−Ａｌ
合金の第４図に示された部分の酸素含有量は１２．５ｗ
ｔ％であるのに対し、実施例１のＦｅ−Ａ１合金の第３
図に示された部分の酸素含有量は元の圧縮成形体の酸素
含有Ｍ（０，６ｗｔ％）と実質的に等しい値であること
が認められた。

また第５図及び第６図はそれぞれ上述の実施例１及び比
較例に於て製造された［ｅ−Ａ１合金を含む凝固体の中
央所面を３倍にて示す実体写真である。尚これら第５図
及び第６図に於て、ａはＥｅ−Ａｌ合金の部分を、ｉは
鉄がアルミニウムの溶湯中に拡散することによって形成
されたＡ１リッチのＦｅ−Ａｌ合金の部分を、Ｃは実質
的にアルミニウムのみよりなる部分をそれぞれ示してい
る。

これら第５図及び第６図より、比較例の合金に於ては割
れ（第６図に於て白色及び黒色の線状をなす部分）及び
アルミニウム溶湯の浸透不良部ｄが発生しているのに対
し、実施例１の合金に於ては割れ等の不良は発生してお
らず、この合金は均一な組織を有するものであることが
解る。尚この実施例１に於て￥Ｊ造されたＦｅ−Ａｌ合
金のマクロの組成はＦｅ−２５，７％ＡＩであった。

実施例２ 先ず上述の実施例１の場合と同一の要領にて、平均粒径
が４０μ罹である１０．２０の純マンガンの粉末をかさ
密度３．３５ｏ／ｃｃにて直径１８ｍｍ、高さ１２１１
１１の円柱状の圧縮成形体に形成した。

次いでその圧縮成形体を硝酸カリウムの塩浴中にて４０
０℃に０．５時間加熱し、しかる後かくして加熱された
圧縮成形体を２５０℃の鋳型内に配置し、該鋳型内に２
５０　ＣＣ，、湯温８００℃の純アルミニウムの溶湯を
注渇し、該溶湯を１０００ｋｇ／♂の圧力にて加圧し、
その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。溶
湯が完全に凝固した後、ノックアウトビンによって鋳型
内より凝固体を取り出した。

また比較の目的で、圧縮成形体が大気中にて４００℃に
加熱された点を除き上述の実施例２の場合と同一の要領
及び同一の条件にて製造されたＭｎ−Ａｌ合金を含む凝
固体を形成した。これらの凝固体をその中央断面にて切
断し、それらの断面を光学顕微鏡にて観察したところ、
比較例の合金に於ては多数の割れやアルミニウム溶湯の
浸透不良部が発生していたのに対し、上述の実施例２に
於て形成された凝固体の合金部分には割れ等の不良は発
生しておらず、この合金は均一な組織を有９− していることが認められた。尚この実施例２に於て製造
されたＭｎ−Ａｌ合金のマクロの組成はＭｎ−３０，６
％Ａ１であり、比較例に於て製造されたＭｎ−Ａｌ合金
の表面層の酸素含有量は１１゜３ｗｔ％であるのに対し
、実施例２のＭｎ−Ａｌ合金の表面層の酸素含有量は元
の圧縮成形体の酸素含有ＩＮ（１，５ｗｔ％）と実質的
に等しい値であることが認められた。

友色九１ 先ず上述の実施例１の場合と同一の要領にて、平均粒径
が２μｍである１２．０ＣＩの純クロム粉末をかさ密度
３．９５（］／ＱＣにて直径１８ＩＩｌｌＩｉ１長さ１
２１！１ｍの円柱状の圧縮成形体に形成した。次いでそ
の圧縮成形体を塩化カリウムの塩浴中にて８５０℃に０
．５時間加熱し、しかる後かくして加熱された圧縮成形
体を２５０℃の鋳型内に配置し、該鋳型内に２５０ｃｃ
、渇ｍ７５０℃のアルミニウム合金ＬＩＩＳ規格ＡＣ４
Ｃ）の溶湯を注温し、該溶湯をプランジャにより１００
０ｋｌｌ／ｃｓＦの圧力にて加圧し、その加圧状態を溶
湯が完全に凝固す１０− るまで保持した。溶湯が完全に凝固した後プランジャに
よって鋳型内より凝固体を取り出した。

また比較の目的で、圧縮成形体が大気中にて８５０℃に
加熱された点を除き上述の実施例３の場合と同一の要領
及び同一の条件にて製造された０ｒ−Ａ１合金を含む凝
固体を形成した。これらの凝固体をその中央断面にて切
断し、それらの断面を光学顕微鏡にて観察したところ、
比較例の合金に於ては多数の割れやアルミニウム合金溶
湯の浸透不良部が発生していたのに対し、上述の実施例
３に於て形成された凝固体の合金部分には割れ等の不良
は発生しておらず、この合金は均一な組織を有している
ことが認められた。尚この実施例３に於て製造されたＣ
ｒ−Ａｌ合金のマクロの組成はＣｒ−２３，６％Ａ１で
あり、比較例に於て製造されたＣｒ−Ａｌ合金の表面層
の酸素含有量は２７．２ｗｔ％であるのに対し、実施例
３のＣｒ　−Ａ１合金の表面層の酸素含有量は元の圧縮
成形体の酸素含有ｆｆ１（１，７ｗｔ％〉と実質的に等
しい値であった。

以上に於ては本発明をいくつかの実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮成形型を示ず縦断面図、第２図は合金化工
程を示す溶固、第３図及び第４図はそれぞれ実施例１及
びその比較例に於て製造されたＦｅ−Ａ１合金の断面を
１００倍にて示す光学顕微鏡写真、第５図及び第６図は
それぞれ実施例１及びその比較例に於て形成されたＦｅ
−Ａｌ合金を含む凝固体の中央断面を３倍にて示寸実体
写真である。 １・・・孔、２・・・型本体、３・・・アッパパンチ、
４・・・ロアパンチ、５・・・圧縮成形体、７・・・鋳
型、８・・・溶湯、９・・・プランジャ、１０・・・ノ
ックアウトビン特許出願人　トヨタ自動車株式会社 代　理　人　弁理士　明石　昌毅 第３図 第　４　図 第５図 （×３） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の金属と該第−の金属よりも低い融点を有する第二
   の金属とよりなる合金の製造方法にして、前記第一の金
   属よりなる多孔質体を形成し、前記多孔質体を塩浴中に
   て加熱し、前記多孔質体を鋳型内に配置し、該鋳型内に
   前記第二の金属の溶湯を往渇し、前記溶出を前記多孔質
   体内に浸透させることにより前記第一の金属と前記第二
   の金属とを合金化させる合金の製造方法。