JPS61223156A - アルミニウム合金細粒化のための母合金 - Google Patents

アルミニウム合金細粒化のための母合金

Info

Publication number
JPS61223156A
JPS61223156A JP6193486A JP6193486A JPS61223156A JP S61223156 A JPS61223156 A JP S61223156A JP 6193486 A JP6193486 A JP 6193486A JP 6193486 A JP6193486 A JP 6193486A JP S61223156 A JPS61223156 A JP S61223156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
aluminum
titanium
ratio
grain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6193486A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0159345B2 (ja
Inventor
ジヨフレイ ケイ.シグワース
マツチユー エム.グゾウスキー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cabot Corp
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of JPS61223156A publication Critical patent/JPS61223156A/ja
Publication of JPH0159345B2 publication Critical patent/JPH0159345B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は凝固中におけるアルミニウム及びその合金の粒
寸法をコントロールするのに用いられるアルミニウムー
チタン−ホウ素細粒化剤に関するものである。より具体
的には、本発明はケイ素を含有するアルミニウム鋳造合
金に特に適した細粒化剤に関するものである。
(背景及び従来技術) 1ヱ アルミニウム鋳物用の細粒化剤は一般的にはアルミニウ
ムの生地内にチタンとホウ素を含有している。これらの
細粒化剤の例は米国特許第3,785.807号、第3
.857.705弓、第4゜298.408号及び第3
,634,075号に開示されているのを見出せる。米
国特許第3,676.111号はホウ素及びチタンを別
個に添加することによるアルミニウム基合金の細粒化方
法を開示している。この発明は(1)ホウ素をアルミニ
ウム基合金に添加せねばならないこと、次に■必要に応
じてホウ素を付加的に添加する状態でチタンを添加する
ということを教示している。段階(りにおけるチタン及
びホウ素の添加物のための母合金組成の例は周知のAl
−3%B合金並びにAl−5%Ti−1%B母合金に限
定されている。最終の鋳造合金は1.4〜2.2のTi
 :B比率を有している。
肚五1 アルミニウム細粒化のための最良のチタン対ホウ素の比
率は幾つかということは幾つかの研究の主題となってき
た。コルニッシュ(Cornish ’ )、ミャサカ
及びナメ′カワ2並びにピアソン及びビルヒ(Pear
son and Birch 3)の全テハこの問題を
研究し、細粒化作用が発生するためには前記Ti:Bの
比率は(T i 82の化学量論値である)2.2より
大きくなければならないという結論に到達した。これら
の結果はコルニッシュの論文1から引用した第1図にお
いて多分最も明瞭に示されている。黒丸は高純度アルミ
ニウムにおいて良好に細粒化作用を行なった細粒化合金
組成を表わしている。白抜き丸は効果の無い合金を示し
ている。
I  A、 J、 Cornish:Metal 5c
ience  (金属科学)。
1975.9巻、477〜484頁。
2  Y、 Hiyasaka & Y、 Nasek
awa:LL ht Metals(1!金属)、19
75.197〜211頁。
AIHE、New Work  1975゜3  J、
  Pearson &、H,E、 J、  Birc
h:’Li ht Heta’ls。
1984.1217〜1229頁、 Al14E。
New Work、  1984゜ これらの特許及び参照文献はチタン−ホウ素の含有量を
種々に変化させた場合の結果並びに付加的添加元素又は
付加的処理段階について記載しである。
細粒化作用の有効性はアルミニウム細粒化剤の組成に幾
分依存するとともに細粒化されているアルミニウム合金
にも依存している。例えば、最も有用な市販のアルミニ
ウム基細粒化剤は一般的に言って約3よりも大きなチタ
ン対ホウ素の比率を有している。実際には、しかしなが
ら、これらの市販の細粒化剤の効果はばらつきがあり、
予想不可能である場合もあった。かくてこのような問題
点の原因及び影響を明らかにする必要があった。
しかしながら、約1%以上の溶融ケイ素を含んだアルミ
ニウム合金を鋳造するのに用いる場合、そのような標準
的細粒化剤は効果が無いという事が判明した。その理由
は多分鋳造合金における高いケイ素含有成分がチタンの
効果を防げ、細粒化剤としてのホウ素の効果を増進させ
るためと考えられる。
Journal  of  the  Chinese
  Foundrysan’5Assoctatton
  (中国鋳造業者協会誌)の第29巻、1981年6
月号、10〜18頁に記載の[Influence o
f Grai、n Refiner Master A
11oy^ddition on A−356Alum
inum A11oy (A−356アルミニウム合金
゛に対する細粒化母合金添加の影響)」なる報告はこの
ようなテーマを調査した結果を開示している。鋳造合金
A−356は6.5〜7.5%のケイ素と、0.2〜0
.4%のマグネシウムと、各々0.2%より少ない鉄並
びにチタンと、残余のアルミニウム十通常の低レベル不
純物とを含んでいる。この中国人による調査はA−35
6合金に対してはAl−4%B合金が最良の細粒化剤で
あり、次がAl−5%Ti−1%8合金であり、Al−
5゛%7i合金が最下位の細粒化剤であると報告してい
る。第2図はそのようなデータをグラフによって表示し
たものである。
前述のフルニッシュの文献はTt :Bの比率をグラフ
で表わしている。即ち第1図がこのコルニッシュの文献
の結果を示している。その結果はTi :Bの比率が約
2より大きくないと有効な結果が得られないことを明瞭
に示している。
1.48の比率にある合金の結果は全て貧弱な細粒化効
果しか示さなかった(粗粒)。最良の細粒化効果はT 
t 82の化学鯖論比率である2、22のTi:8以上
の場合に得られることが判明した。
−     前述したピアソン及びビルヒの参照文献も
又Ti :Bの比率は2.22なる化学量論値を超えた
ものであるべきことを教示している。3%Ti−1%B
を含む細粒化剤が最適の組成であると報告されている。
かくて、Al−7%Si鋳造合金(A−356合金)に
ついて行なわれた中国の研究結果はより高純度の(低3
i含有の)アルミニウムに対するフルニッシュ1並びに
ピアソン及びピルヒ3の結果と相反するものである。我
々自身の実験室的研究においては、前記中国の実験結果
が確認されているが、Al−4%B合金を操業規模にお
いて用いた場合には多くの問題点が出現した。かくて、
高いケイ素含有のアルミニウム鋳造合金に対する満足す
べき細粒化剤は存在しないように思われた。
(発明の目的) 本発明の1つの目的はケイ素含有アルミ合金を細粒化す
るのに特に適した母合金を提供することである。
本発明の別の目的は当業界において周知のプロセスによ
って容易に製造することの出来る母合金を提供すること
である。
他の目的は本発明の詳細な説明、図面及び実施例から当
業者ならば容易に認識することが出来よう。
(発明の要約) 本発明はアルミニウムーケイ素合金をより微細化する新
規なアルミニウムーホウ素母合金を提供している。表1
は本発明の合金の組成範囲を示してムる。三元のAl−
Ti−8母合金は当業界においてはアルミニウム細粒化
技術とともに周知である。本発明の要点はケイ素を含有
するアルミ合金の細粒化を実現するのに必要なTi対日
の臨界比にある。
表1の組成はアルミニウムと不純物を残余として含んで
いる。このクラスのアルミニウム母合金を製造する場合
には多くの源からの不純物が製品内に存在する。これら
のいわゆる「不純物」は必ずしも常に有害なものではな
(、あるものは実際利益をもたらすものであり、例えば
鉄及び銅のように無害なものもある。
前記「不純物」の幾つかは製造工程から生ずる残留元素
として存在する可能性があり、又は投入物質内に偶然台
まれることが考えられる。例えばケイ素、マンガン、ナ
トリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、バナ
ジウム、亜鉛及びデルコニウムがそのような不純物であ
る。
実際の現場においては、ある種の不純物元素を最大及び
1又は最小値限界内に保持して一様な製品を得るように
することが行なわれているが、この技術は当業界におい
て周知であり、これらの合金を溶解及び処理する技術の
範囲内に含まれている。ナトリウム、リチウム、カルシ
ウム、亜鉛及びデルコニウムは一般的に言って可能な限
り低い値に保持されねばならない。
かくて、本発明の合金はこのクラスの合金において通常
関係する限界値内において、前述の又は他の不純物を含
むことが出来る。本発明の正確な機構は完全にわかって
いる訳ではないが、チタン対ホウ素の比を所要の如くコ
ントロールすることにより、ケイ素を含むアルミニウム
合金を効果的に細粒化するのに必要欠くべからざる、適
正にバランスを保ったアルミニウムとチタンのホウ化物
の混合物が得られるものと考えられる。
表1 チタン        、1〜9.8  1.5〜7 
  2.5〜3.5ホウ素        、1〜7.
0  1.5〜7   2.5〜3.57i対Bの比 
   0.1〜2.10.25〜1.80.7〜1.4
例 KBF  とK  TiF6の増湿合物を溶融アルミニ
ラムと反応させることにより5種類の実験的合金を炉製
した。ここではこの増湿合物を「溶剤」と称する。表2
に示すように前記反応操作より得られた種々のAt−T
t −s合金とともに3種類の組成の溶剤と3つの異な
る反応温度を採用した。
これらの実験的合金はAトづ%Si合金のための細粒化
剤として用いられた。それぞれの合金は一般的に古って
細粒化剤として有効であった。
しかしながら、金属29,40.31及び37は特に効
果が目立つものであった。というのは製品がより清浄な
微細組織を有していたからである。
表3は試験結果をまとめて示したものである。
表  3 1凰1月  エユニ」し■1凰韮  瓦J129   
 約1.5二1    優秀a       40  
   約1.5:1     優秀31    約0.
6:1     優秀37    約0.6:1   
  優秀39    約1:4      低劣別のシ
リーズの合金が他の溶剤比の効果を検査するために準備
された。表4は前記溶剤比率と採用した反応温度を示す
表4 溶剤比 54   25/75  760℃(1400”F)5
5   15/85  760℃(1400下)56 
  30/70  760℃(1400〒)48   
20/80  800℃(1472″F)これらの/1
−Ti−8母合金の鋳造アルミニウム−7%ケイ素合金
に対する細粒化効果を調べた結果、金属社56は全シリ
ーズの中で最も効果の高い母合金であることがわかった
。金属56は30ニア0の溶剤比率と、760℃の反応
温度を備えている。
2つのシリーズの試験結果から言えることは、本発明の
最良の実験態様がTに8の比率が0.7:1から1.4
:1の範囲内にあり(好ましくは約1=1の値にあり)
溶剤の比が30ニア0にある場合に得られそうであると
いうことである。この結論を検証するために、45Kg
の実験合金(k3−40)が作られ、試験された。この
合金は3.1%のチタンと3.2%のホウ素を含んでい
た。前述した合金56において示したように3−40合
金は760℃の温度で30 : 70の溶剤比により反
応させることで作成された、。
合金3−40は7%3i、0.3%MO。
0.1%Fe及び0.02%T1を含む市販合金番号3
56の粒を細粒化するのに用いられた。鋳造温度は72
5℃であり1.鋳造に先立ち畔瀾と細粒化剤が接触して
いた時間は5分間であった。
従来技術の合金、5%T1−1%B合金及びAl−3%
Bが実験合金3−40と同一の条件下で用いられた。試
験結果は第3図においてグラフとして示されている。従
来技術合金の平均粒寸法が曲線(a)としてプロットさ
れており、合金3−40の平均粒寸法は曲線(b)とし
てプロットされている。これらのデータは本発明の合金
が従来技術の合金よりもすぐれているということを明白
に示している。
別の試験において、市販のアルミニウム合金社319(
6%Si 、3.5%C1,1%Fe、1%zn及び0
.5%Mnを含む)も又前述の3つの母合金によって細
粒化された。第4図はこの試験結果をグラフにより表わ
したものである。この場合もまた本発明の合金(k3−
40)は従−技術合金にくらべてすぐれていた。従来技
術合金である5%T1−1%8合金は■1とBの比が5
:1である周知の市販母合金である。
前述した全ての母合金の金属組織学的調査が行なわれた
。本発明で説明する合金はかなりの重量のアルミニウム
及びチタンのホウ化物混合体を含んでいた。即ち、約5
0%から90%を超えるホウ化物混合体が含まれていた
。このことは単純にホウ化チタン相(特にTia2>及
びアルミ化チタン(TiAl3)が好ましいということ
を教示する既知の技術内容と合致していない。
【図面の簡単な説明】
第1図はフルニッシュの論文の結果を示す図、第2図は
A−356合金に対する細粒化合金の添加効果を示す図
、 第3図は市販アルミニウム合金恥356に対する従来技
術細粒化合金と本発明に係る細粒化合金の効果を比較し
た図、 第4図は市販アルミニウム合金Nn319に対する第3
図と同様な図を示す。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケイ素含有アルミニウム合金を細粒化出来る母合
    金であって重量%であらわして、主として、0.1〜9
    .8のチタンと、0.1〜7のホウ素と、アルミニウム
    +不純物の残余からなる、母合金において、前記チタン
    (Ti)とホウ素(B)の比率Ti:Bが、細粒化され
    たアルミニウム合金鋳物内に50%をこすホウ化物混合
    体を与えるために、0.1〜2.1の間にあることを特
    徴とする母合金。
  2. (2)特許請求の範囲第1項に記載の母合金において、
    1.5〜7.0%のチタンと、1.5〜7.0%のホウ
    素が含まれており、Ti:Bの比率が0.25〜1.8
    であることを特徴とする母合金。
  3. (3)特許請求の範囲第1項に記載の母合金において、
    基本的にAl−3%Ti−3%Bが含まれていることを
    特徴とする母合金。
  4. (4)特許請求の範囲第1項に記載の母合金において、
    Ti:Bの比率が0.25〜1.8であることを特徴と
    する母合金。
  5. (5)特許請求の範囲第1項に記載の母合金において、
    Ti:Bの比率が約1であることを特徴とする母合金。
  6. (6)75%を超えるアルミニウム及びチタンホウ化物
    混合体を含んだ、特許請求の範囲第1項に記載の細粒化
    された鋳造合金。
  7. (7)90%を超えるホウ化物混合体を含む、特許請求
    の範囲第1項に記載の細粒化された鋳造合金。
  8. (8)少なくとも1%のケイ素を含む、特許請求の範囲
    第1項に記載の細粒化された鋳造合金。
JP6193486A 1985-03-25 1986-03-19 アルミニウム合金細粒化のための母合金 Granted JPS61223156A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71532885A 1985-03-25 1985-03-25
US715328 1985-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61223156A true JPS61223156A (ja) 1986-10-03
JPH0159345B2 JPH0159345B2 (ja) 1989-12-15

Family

ID=24873591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6193486A Granted JPS61223156A (ja) 1985-03-25 1986-03-19 アルミニウム合金細粒化のための母合金

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS61223156A (ja)
BR (1) BR8600976A (ja)
CA (1) CA1277855C (ja)
DE (1) DE3608713A1 (ja)
FR (1) FR2579227B1 (ja)
GB (1) GB2174103B (ja)
NL (1) NL8600394A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009515041A (ja) * 2005-11-02 2009-04-09 トゥビタク 結晶粒微細化母合金の製造方法
JP2014125645A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Nippon Light Metal Co Ltd Al−Fe−Si系化合物を微細化させたアルミニウム合金の製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO174165C (no) * 1992-01-08 1994-03-23 Elkem Aluminium Fremgangsmåte ved kornforfining av aluminium samt kornforfiningslegering for utförelse av fremgangsmåten
EP0601972A1 (de) * 1992-12-07 1994-06-15 ALUMINIUM RHEINFELDEN GmbH Kornfeinungsmittel für Aluminium-Gusslegierungen insbesondere Aluminium-Silizium-Gusslegierungen
ES2271139T3 (es) * 2001-06-07 2007-04-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Afino de aleaciones de fundicion de aluminio por medio de la adicion de boro.
US7201210B2 (en) 2003-12-02 2007-04-10 Worcester Polytechnic Institute Casting of aluminum based wrought alloys and aluminum based casting alloys
RU2644221C1 (ru) * 2016-12-27 2018-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") Лигатура алюминий-титан-бор

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1041695B (de) * 1955-03-29 1958-10-23 Metallgesellschaft Ag Kornfeinung von Aluminiumguss
GB802071A (en) * 1957-04-15 1958-10-01 Kawecki Chemical Company Improvements in aluminium-base alloys
GB1244082A (en) * 1968-03-13 1971-08-25 Kawecki Berylco Ind Improvements in introducing a grain refining or alloying agent into molten metals and alloys
SE349331B (ja) * 1970-04-28 1972-09-25 Svenska Aluminiumkompaniet Ab
US3676111A (en) * 1971-03-01 1972-07-11 Olin Corp Method of grain refining aluminum base alloys
JPS5143011B2 (ja) * 1972-02-14 1976-11-19
LU67355A1 (ja) * 1973-04-04 1974-11-21
US4298408A (en) * 1980-01-07 1981-11-03 Cabot Berylco Inc. Aluminum-titanium-boron master alloy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009515041A (ja) * 2005-11-02 2009-04-09 トゥビタク 結晶粒微細化母合金の製造方法
JP2014125645A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Nippon Light Metal Co Ltd Al−Fe−Si系化合物を微細化させたアルミニウム合金の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3608713A1 (de) 1986-10-09
GB2174103B (en) 1989-06-21
FR2579227A1 (fr) 1986-09-26
NL8600394A (nl) 1986-10-16
JPH0159345B2 (ja) 1989-12-15
BR8600976A (pt) 1986-11-18
FR2579227B1 (fr) 1988-11-25
CA1277855C (en) 1990-12-18
GB2174103A (en) 1986-10-29
GB8605589D0 (en) 1986-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3785807A (en) Method for producing a master alloy for use in aluminum casting processes
US5055256A (en) Grain refiner for aluminum containing silicon
CN115198150B (zh) 铝硅合金及其制备方法和应用
JPS61223156A (ja) アルミニウム合金細粒化のための母合金
US20080216924A1 (en) Method for producing grain refined magnesium and magnesium-alloys
Lee et al. Effects of processing parameters on aluminide morphology in aluminium grain refining master alloys
US2204568A (en) Magnesium alloy
CA2059651C (en) Strontium-magnesium-aluminum master alloy
US6042660A (en) Strontium master alloy composition having a reduced solidus temperature and method of manufacturing the same
CA2080888C (en) Process for grain refinement of aluminium casting alloys, in particular aluminium/silicon casting alloys
US2373515A (en) Purification of magnesium
JPH0456098B2 (ja)
JPH0781174B2 (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金の結晶粒微細化方法及び結晶粒微細化合金
JP3242493B2 (ja) 耐熱性マグネシウム合金
US3083096A (en) Alloy and method for the improvement of zinc base alloys
SU718493A1 (ru) Модификатор дл высококремнистых алюминиевых сплавов
US1453928A (en) Aluminum-silicon alloy and method of making it
US3627518A (en) Modification of si and mg2si second phase in al alloys
US2385685A (en) Magnesium base alloy
JP3666822B2 (ja) Mg合金中へZrを添加するための母合金
JP3199885B2 (ja) マグネシュウム合金製鋳物の製造方法
US2139516A (en) Alloys for addition to iron and steel
JPH0379732A (ja) 溶融Znめっき浴の成分調整用Zn―Ni母合金の製造方法
JPH01283337A (ja) 押出鍛造用Al−Mg−Si系合金
US2385686A (en) Magnesium base allot