JPS6137359A - A1合金鋳造品の製造方法 - Google Patents

A1合金鋳造品の製造方法

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JPS6137359A
JPS6137359A JP15828484A JP15828484A JPS6137359A JP S6137359 A JPS6137359 A JP S6137359A JP 15828484 A JP15828484 A JP 15828484A JP 15828484 A JP15828484 A JP 15828484A JP S6137359 A JPS6137359 A JP S6137359A
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Yoshioki Hirose
広瀬 喜興
Kazunori Suzuki
和則 鈴木
Hiroshi Matsuura
松浦 比朗志
Kenichi Kawaguchi
川口 建一
Masayuki Harada
雅行 原田
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/20Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (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〕 本発明は強度及び靭性の優れたAl合金鋳造品の製造方
法に関し、詳細には共晶組織の微細化を最終鋳造品全体
に行き亘らせて強度及び靭性の改善不足部分を発生させ
ない様なAl合金鋳造品の製造方法に関するものである
。尚本発明におけるAl合金とはSiを5〜13チ含む
Al−Si系合金(J l5−AC2B、AC3A、A
C4A。
AC4B、AC4C,AC8A、AC8B、AC8C等
)を意味する。
〔従来の技術〕
Al合金鋳造品の製造において、Al合金地金を溶解・
脱ガスした溶湯をそのまま鋳型に流し込んで冷却凝固さ
せると針状(第4図参照)の共晶Stが晶出して機械的
性質の低い鋳造品しか得られないということが知られて
いる。そこで上記製造に当たっては溶解炉内の溶湯に金
属Na及び/又はNa塩を主成分とする混合物を添加す
ることによって共晶Stを微細な粒状組織(第5図参照
)にするという所謂機械的性質向上のだめの改良処理を
施している。尚上記改良処理に有効な元素はNaだけで
あシ、L iv K等では改良効果は発揮されない。
ところで鋳込重量の小さい鋳造品を製造する場合には特
に問題は発生しなかったが、近苑に至つによって製造す
る機会が多くなシつつある。しかるに該大型鋳造品の凝
固末期においては改良処理の効果が十分に発揮されきら
ず末期凝固部分の機械的性質が低いという問題が生じて
いる。
そこで本発明者等は上記問題を解決すべく研究を重ねた
第6図はAC3A合金鋳造品(鋳込重量21m )の製
造に際して改良処理後の経過時間と溶湯中のNa含有量
及び溶湯温度の相関を調査した結果を示すグラフであシ
、Na含有量は1時間当だ、920〜30層の割合で減
少している。しかも注湯時にはNa含有量が一挙に20
〜3opp+nも減少している。尚第6図に示される様
に当該鋳造品の製造に際しては注湯開始から凝固完了ま
でに3時間余シを要している。
しかるに文献等によれば改良処理効果を安定して発揮さ
せる為には溶湯中のNa含有量は少なくとも20醒必要
であることが分かつている。そこで例えば上記第6図に
示す鋳造例における溶湯中のNa量変化を追跡すると注
湯開始から約1時間を経過した後にはNa量は20博よ
り低いレベルまで低下しておシ、従って1時間経過後に
凝固する部分については十分力改良処理効果を得ること
ができないと判断することができる。即ち大型鋳造品の
製造においては鋳造開始から鋳造完了までの時間が長時
間に及ぶので凝固完了までの間にNa含有量が低下して
特に鋳造末期には改良処理効果の失なわれた部分が発生
する。尚溶解炉において大量の金属Na及び/又はNa
塩を主成分とする混合物の投入を行ない、溶湯中のNa
含有量を高めておく方法も考えられるが、Naの減少度
合は初期含有量に対応して大きくなるので凝固完了時点
において必要量を確保しようとすると溶解炉への投入量
は膨大なものとなシ経済性は極めて悪いものとなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
大型のAl合金鋳造品の製造においても、改良処理効果
の失われた部分の発生を招かず鋳造品の全部位において
改良効果を十分に発揮することのできる方法を提供する
ことが本発明の目的である。
〔問題点を解決するための手段〕
Al合金溶湯に金属Na及び/又はNa塩を主成分とす
る混合物を添加してNaを含むAl合金鋳造品を製造す
るに描たシ、注湯口又は鋳型ホッパーへ投入以後、溶湯
の凝固が完了するまでの間に金属Na及び/又はNa塩
を主成分とする混合物を溶湯中に添加して最終鋳造品に
おける共晶組織の微細化を図る点に本発明の要旨が存在
する。
〔作用〕
一般にAl合金鋳造品を製造するに当たっては鋳込重量
が500〜600kgまでの場合には溶解炉からるつぼ
にとシ出した溶湯を、るつほから鋳型に直接注入し、一
方鋳込重量が上記範囲を超える場合にはるつぼ内の溶湯
を鋳型注湯口上に配設した鋳型ホツパーヘ一旦注入し、
鋳型ホッパー内の貯湯量が一定量に達した段階で鋳型ホ
ッパー底部の栓を抜いて鋳型内に溶湯を注入する方法が
採られている。又鋳型内に予め溶湯を充填して、製品形
状を有す中子を後から溶湯に挿入する方法も採られてい
る。
第1図は直接注入、第2図はホッパーを使用しての注入
法、第3図は中子を後から挿入する方法に適用される鋳
型の模式図で本発明はいずれの場合にも実施することが
できるが、まず始めに第1図に溢って前者の場合を説明
する。
第1図において鋳型1は下型2と上型3に分割可能に構
成されておシ、鋳型1内には製品部4゜押湯部5及び湯
道6に相当する空洞部分が設けられている。本発明方法
を実施するに当たっては注湯開始前の押湯部5の中間部
7及び/又は下部8には、金属Naを収納して真空パッ
クしたAI缶を配置する。次いで溶解炉において溶解並
びに脱ガスすると共にNa成分を添加して改良処理を施
したAl合金溶湯をるつぼ9から鋳型1の注湯口10へ
注入する。そして押湯部5まで溶湯を注入し終わると上
記の如く配置したAl缶が溶湯に接触して溶解し、Al
缶内に収納されていた金FKNaが溶湯中に溶解する。
その結果押湯部5近傍の溶湯中のNa含有量が上昇し、
これが拡散して溶湯全体のNa含有量が上昇する。これ
によって注湯時のNa消失分を補充し、ときとして減少
前よシ高い値までNa含有量を上昇させることができ、
数時間経過後の凝固完了段階まで改良処理効果を十分に
残存させることができる。
尚上記における金属Na収納AI缶の配置部位は当該説
明位置とすることが望ましく、押湯部5の下部以外の製
品部、例えば7aで示す様な位置に前記Al缶を配置し
た場合には金属Na添加によって生成した酸化物が浮上
せずに製品内に取シ残される恐れがあるので製品部に余
肉を設けて、その位置に金属Naを設置することが望ま
しい。
又押湯面上にNa塩を主成分とする混合物を散布する方
法も考えられるが、この場合には表面の溶湯温度が低い
為に金属Naに較べて反応の遅いNa塩の還元反応が十
分に進行せず溶湯中のNa含有量を高めることができな
い。
次に第2図を参照しながら第2番目の方法について説明
する。
第2図において第1図の例と同様に構成される鋳型1の
注湯口10上には、底部に栓11を取付けだ鋳型ホッパ
12を載置しておシ、本発明方法を実施するに当たって
は溶解炉において溶解並びに脱ガスすると共にNa成分
で改良処理を施したAl合金溶湯をるつぼ9から鋳型ホ
ッパ12へ溶湯を注入する。注湯が完了すると鋳型ホッ
パ12内へNa塩を主成分とする混合物を投入し、必要
によシ攪拌して鋳型ホッパ12内における改良処理を行
なう。−これによ・りて溶湯中のNa含有量を十分に高
めることができる。次いで鋳型ホッパ12底部の栓11
を抜いて鋳型1内へ溶湯を注入する。
尚このとき、鋳型ホッパ12の底部から抜き出される溶
湯の注入状態は比較的穏やかであるのでNa成分の消失
を抑えることができ、Na含有量の高い溶湯を鋳型1へ
注入することができる。その結果注湯完了から凝固完了
段階まで継続して改良処理効果を発揮させることができ
る。尚鋳型ホッパ12内における改良処理に際し一層は
Na塩を主成分とする混合物の代わシに金属Naあるい
は前記で使用した金属NaのAl真空772缶等を溶湯
内へ投入してもよい。又注湯前の押湯部5に前記Al缶
を配置する方法を併用すると一層確実に改良処理効果を
維持させることができる。更に前記説明では鋳型注湯口
又は鋳型ホッパへ注入する溶湯を、予め溶解炉において
改良処理を飾したものとしたが、鋳型1内あるいFi鋳
型ホッパ12内における改良処理を強化することによっ
て溶解炉における改良処理を軽減あるいは省略すること
もできる。
次に第3図を参照して中子を後から挿入する方法につい
て説明する。前記と同様溶解炉において溶解並びに脱ガ
スすると共にNa成分で改良処理を施したAl合金を、
第3図(a)に示す如くるつぼ9からホッパー12を介
して鋳型1に注入しておく。注入に際してNa量が減少
するので、第3図(b)に示すように、鋳型1内で改良
処理の為の治具14を用いて金属Na又はNa塩を主成
分とする混合物15による改良処理を施すことによシ減
少した量を補充する。改良処理後除滓して溶湯を清浄に
し、その後第3図(C)に示す様に鋳型l内のAlこの
方法をとれば中子の挿入速度は自由に制御できるので、
第1図、第2図に示した方法よりも更に溶湯を静かに充
填でき、Naの減少量も少なく、改良処理効果が増大す
る。
〔実施例〕
Al合金(AC4A、AC4C)ITonを溶解炉にて
溶解し、脱滓及び脱ガスした。得られた溶湯を押湯部は
断熱材によって押湯効果を増すようにした大型クランク
ケースの砂型に投入して鋳型を行なった。またAC3A
合金1.5 Tonを溶解し7て第3図に示す原子力部
品鋳型に注入して鋳造を行った。改良処理条件及び鋳型
結果は第1表(5)。
(B)に示す通シであった。
第1表において、Nnl、7tlOはAC4A。
AC4C,AC3Aを夫々用いたときの従来例であり、
鋳型又は鋳型ホッパにおける改良処理を行なっていない
ので針状の共晶Siが晶出している為機械的性質は低か
った。−2〜6はAC4Aの鋳造において溶解炉におけ
る改良処理、鋳型ホッパにおける改良処理、鋳型におけ
る改良処理を単独若しくは組合せて行なった実施例又は
比較例で、N12は溶解炉及び鋳型ホッパにおいて改良
処理を施しているので優れた改良効果が得られた。Nn
3゜4は鋳屋押湯部における改良処理のみを行なった実
施例で溶解炉における改良処理が々くとも優れた改良効
果が得られた。これらに対しI’h5 、6は押湯部表
面にNaC1+NaFを散布した比較例で、押湯部にお
ける改良処理が不適当であるので改良効果は得られなか
った。Nn8,9はAC4Cの鋳造において本発明方法
を適用した実施例で改良処理が適切であるので優れた改
良効果を得ることができた。N[111〜15はAC3
Aの鋳造において溶解炉における改良処理に加えて鋳型
における改良処理を行なった実施例で、鋳型における改
良処理に当たシ改良剤としてNaC1+NaFを使用し
たNnl IKついては改良効果が多少不十分であった
が(一応満足できる程度まで発揮されてお、9)、Nn
12〜15についてはいずれも優れた改良効果を得るこ
とができた。
〔発明の効果〕
本発明は以上の様に構成されておシ、鋳型又は鋳型ホッ
パへの投入以後、溶湯の凝固が完了するまでの間に金属
Na及び/又はNa塩を主成分とする混合物を溶湯中に
添加するので鋳造品が全て凝固するまで改良効果を発揮
させることができる。
即ち鋳造品全体に亘って共晶Si組織の微細化を図るこ
とができ、強度・靭性の優れた鋳造品を得ることができ
る。尚本発明の適用合金をSi含有量が5〜13%のA
l−3i系合金としたのはSi含有量が5チ未満では元
々改良処理効果が少ないからであシ、一方13チを超え
ると改良処理効果の及ば々い初晶Siが晶出するからで
ある。
【図面の簡単な説明】
第1.2.3図は本発明方法の実施に適用する鋳型を示
す断面説明図、第4図は共晶Siの針状組織を示す図面
代用写真、第5図は共晶Siの微細粒状組織を示す図面
代用写真、第6図は改良処理後経過時間と溶湯中のNa
量及び溶湯温度の相関を示すグラフである。 1・・・鋳似      2°°°下型3・・・上型 
     5・・・押湯部9・・・るつぼ     1
2・・・鋳型ホツノ(」−/ 二二コ /1、第、4図、  、 6゛ 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Al合金溶湯に金属Na及び/又はNa塩を主成分とす
    る混合物を添加してNaを含むAl合金鋳造品を製造す
    るに当たり、注湯口又は鋳型ホツパーへの投入以後、溶
    湯の凝固が完了するまでの間に金属Na及び/又はNa
    塩を主成分とする混合物を溶湯中に添加して最終鋳造品
    における共晶組織の微細化を図ることを特徴とするAl
    合金鋳造品の製造方法。
JP15828484A 1984-07-28 1984-07-28 A1合金鋳造品の製造方法 Granted JPS6137359A (ja)

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JP15828484A JPS6137359A (ja) 1984-07-28 1984-07-28 A1合金鋳造品の製造方法

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JPS6137359A true JPS6137359A (ja) 1986-02-22
JPH0256183B2 JPH0256183B2 (ja) 1990-11-29

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63281765A (ja) * 1987-05-15 1988-11-18 Toyota Motor Corp アルミニウム合金鋳物のナトリウム元素添加方法
JPH02108434A (ja) * 1988-10-16 1990-04-20 Asahi Tec Corp 薄肉鋳物用鋳型
US5584334A (en) * 1994-12-06 1996-12-17 Ford Motor Company Method of increasing strength of cast aluminum components

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US5584334A (en) * 1994-12-06 1996-12-17 Ford Motor Company Method of increasing strength of cast aluminum components

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