JPS6070145A - 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、合金元素の溶湯に他の合金元素の溶湯
又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５８−１３８１８
’ｏ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
、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湯を良好に浸
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Ｊ：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
比較的強麿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生じたりす
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上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ＷＡ造六方法して、前記第一の金属よりなる多孔質体
を形成し、前記多孔質体を前記第二の金属と実質的に同
一の組成の金属よりなる容器内に密封し、前記多孔質体
を前記容器と共に前記容器を構成する金属の融点以下の
温度に加熱し、前記多孔質体を前記鋳型と共に鋳型内に
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容器内
に密封された状態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（で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。

また本発明によれば、第一の金属よりなる多孔質体は容
器内に密封された状態にて加熱されるので、多孔質体を
加熱する裔の雰囲気制御は不要であり、また容器は第二
の金属と実質的に同一の組成の金属よりなっているので
、容器は鋳型内に導入された第二の金属の溶湯により溶
融されることによって消失し１、従って多孔質体内に第
二の金属の溶湯を浸透させる際に容器を除去する必要が
ない。

尚、本発明による合金の製造方法に於ける第一の金属よ
りなる多孔質体は、粉末、不連続ＳａＷ、５− 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。

また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。

丸ＵＬＬ 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３５μｍである１
２．’Ｏ’０の純鉄の粉末を充填し、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
ってアッパパンチ３をロアパンチ４に近付（方向へ押圧
することにより純鉄の粉末を圧縮し、これによりかき密
度が３．９４ａ／ｃｃである直径１８ｍｍ。

長さ４２ｍｍの円柱状の圧縮成形体５を形成した。

次いで第２図に示されている如く、圧縮成形体６− ５を厚さＱ、１ｍｍのアルミニウム箔にて形成された重
量１３．５ｐｓ大きさ５’Ｏｘ５’Ｏｍ＋ｎの袋形の容
器６内に配置し容器６の開口縁部６ａを溶接によって閉
じることにより、圧縮成形体５を容器６内に密封した。

次いで図には示されていないがかくして容器６内に密封
された圧縮成形体５を大気中にて４００℃に０，５時間
加熱した。しかる後第３図及び第４図に示されている如
く、かくして加熱された圧縮成形体５を容器６と共に２
５０℃の鋳型７内に配置し、該鋳型内に５　’Ｏ’Ｏｃ
ｃ、湯温８　’Ｏ’Ｏ℃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１　’Ｏ’Ｏ’Ｏｋ
（＋／　ａａ’の圧力にて加圧し、その加圧状態を溶湯
が完全に凝固づ”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１０によって鋳型内より凝固体
を取り出した。

第５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５ｍｎ＋であり円筒状側面よ
りＱ、５ｎ＋ｎ＋の部分を中心とする断面）を１００倍
にて示す光学顕微鏡写真である。また第６図は圧縮成形
体がそのまま大気中にて４００℃に加熱された点を除き
上）ホの実施例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−Ａｌ合金の断面を１　’Ｏ
’Ｏ倍にて示す光学顕微鏡写真である。これら第５図及
び第６図より、比較例に於けるＦＯ−Ａ１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６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−Ａｌ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
組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６図に示された部分の酸素含有量は９．７ｗｔ％であ
るのに対し、実施例１のＦｅ−Ａｌ合金の第５図に示さ
れた部分の酵素含有量は元の圧縮成形体の酸素含有ｆｉ
’ｔ（’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７図及び第８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Ｆｅ−Ａ１合金を含む凝固体の中
央断面を２倍にて示す実体写真である。尚これら第７図
及び第８図に於て、ａはＦｅ−Ａｌ合金の部分を、ｂ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７図及び第８図より、比較例の合金に於ては割
れ（第８図に於て白い線状をなす部分）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に於て製造されたＦｅ−Ａｌ合金のマクロの
組成はＦｅ−２５，７％Ａｌｒ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１５μｍである１’０．９ｇの純亜鉛の粉末をかさ密
度３．５７１Ｊ／ｃｃにて直径１８１ｎＩＩ１１９− 高さ１２ｍｍの円柱状の圧縮成形体に形成した。次いで
その圧縮成形体を厚さＱ、Ｉｎ＋ｍの鉛箔にて形成され
た重ｆｉ５６．７ａ、大きさ５’Ｏｘ５’Ｏｍｍの袋形
の容器内に配置し、容器の開口縁部を溶融させて塞ぐこ
とにより圧縮成形体を容器内に密封した。次いで圧縮成
形体を容器と共に大気中にて１５０℃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容器と共
に１５’Ｏ℃の鋳型内に配置し、該鋳型内に５　’Ｏ’
ＯＣｏ、湯温３　’Ｏ’Ｏ℃の純鉛の溶湯を注渇し、該
溶湯を１　’Ｏ’Ｏ’Ｏｋｇ／−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、圧縮成形体がそのまま大気中にて１
５０℃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Ｚｎ−Ｐｂ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１０− 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ｔ＝、Ｚｎ−
Ｐｂ合金の表面層のマクロの組成はＰｂ−３８，７％Ｚ
ｎであり、またＥＰＭＡ分析の結果、比較例に於て製造
されたＺｎ−Ｐｂ合金の酸素含有量は７．６ｗｔ％であ
るのに対し、実施例２のｚｎ−ｐｉ金合金表面層の酸素
含有量は元の圧縮成形体の酸素含有量（０，３ｗｔ％）
と実質的に等しい値であることが認められた。

以上に於ては本発明を二つ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図乃至第４図は本発明にＪ：る合金の製造方法の一
つの実施例の製造工程をを示す溶固、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ＷＡ造された
Ｆｅ−Ａｌ合金の断面を１００倍にて示す光学顕微鏡写
真、第７図及び第８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２倍にて示す実体写真である。 １・・・孔、２・・・型本体、３・・・アッパパンチ、
４・・・ロアバンチ、５・・・圧縮成形体、６・・・容
器、６ａ・・・開口縁部、７・・・鋳型、８・・・溶湯
、９・・・プランジャ。 １０・・・ノックアウトピン 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 横１図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 （×２） 第８図 　Ｃ （×２） ２７３−

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、前記多孔質体を前記第二
   の金属と実質的に同一の組成の金属よりなる容器内に密
   封し、前記多孔質体を前記容器と共に前記容器を構成す
   る金属の融点以下の温度に加熱し、前記多孔質体を前記
   容器と共に鋳型内に配置し、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。