WO2007094300A1 - 半融合金鋳造用原料アルミニウム青銅合金 - Google Patents

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Keiichiro Oishi
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Mitsubishi Shindoh Co., Ltd.
Mitsubishi Materials Corporation
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase

Definitions

  • the present invention relates to a raw material aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication that can produce an aluminum bronze alloy with fine crystal grains by semi-fused metal fabrication without stirring the molten metal.
  • Cu-Al based copper alloys containing copper and aluminum as main components are known as aluminum bronze alloys.
  • This aluminum bronze alloy is a copper alloy with improved mechanical properties, corrosion resistance, wear resistance, fatigue resistance, and heat resistance by adding Al: 10.5 mass% or less to Cu.
  • This aluminum bronze alloy Alloys are generally said to have poor forgeability.
  • aluminum bronze alloys are superior in mechanical properties, corrosion resistance, wear resistance, fatigue resistance, and heat resistance, so they can be used in ship screws, screw shafts, pumps, chemical equipment, bearings, gears, etc. Used as a material.
  • Aluminum bronze alloys are generally said to have poor forgeability, and the main reason for this is largely due to the composition of the composition, but in addition, oxalic OC primary crystals crystallize in the molten aluminum bronze alloy.
  • One reason for this is that the hot water flow is deteriorated.
  • an aluminum-bronze alloy molten metal is heated between the liquidus temperature and the solidus temperature.
  • Non-Patent Document 1 “Metal Handbook revised 5th edition” edited by the Japan Institute of Metals, Maruzen (published on April 20, 1992), P1041 ⁇ 1042
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and produces an aluminum bronze alloy product having good forgeability and fine crystal grains by a semi-fused metal forging method without providing a stirring means for molten metal.
  • the object is to provide a raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication.
  • the present inventors have improved the fluidity of a half-melted aluminum bronze alloy without providing a stirring means for dividing and densifying the dendrites in the liquid phase, so that they can be melted at low temperatures.
  • Research was conducted to produce aluminum bronze alloy products with no crystal defects and fine crystal grains even when aluminum bronze alloys were produced. As a result, we first discovered the following (A) to (D).
  • the raw aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the present invention contains, by mass%, Al: 5 to 10%, Zr: 0.0005 to 0.04%, P: 0.01 to 0.25%, It has a component composition consisting of residual force Cu and inevitable impurities.
  • the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication of the present invention is in mass%, Al: 5 to 10%, Zr: 0.0005 to 0.04%, P: 0.01 to 0.25%, Si : It may contain 0.5 to 3% and have a component composition that also has residual power SCu and inevitable impurity power.
  • the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication of the present invention is in mass%, Al: 5 to 10%, Zr: 0.0005 to 0.04%, P: 0.01 to 0.25%, Si : 0.5 to 3%, Pb: 0.005 to 0.45%, Bi: 0.005 to 0.45%, Se: 0.03 to 0.45%, Te: 0
  • One or two or more of 0 to 0.45% may be contained, and the balance may be composed of Cu and inevitable impurities.
  • A1 improves mechanical properties, corrosion resistance, wear resistance, fatigue resistance, and heat resistance when added to Cu, and also has a deoxidizing action, thus preventing Zr oxidation. However, if it is less than 5% by mass, a sufficient effect cannot be obtained, so this is not preferable. On the other hand, if it exceeds 10%, the forgeability deteriorates and the obtained product becomes hard and brittle. This is not preferable because the mechanical strength is lowered. Therefore, A1 contained in the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the present invention is determined to be 5% by mass or more and 10% by mass or less.
  • Zr promotes the crystallization of fine granular ex initial phase in the semi-fused gold state, improves the fluidity of the semi-molten aluminum bronze alloy and forged aluminum bronze alloy
  • the content is less than 0.0005% by mass, it is not preferable because it does not exert a sufficient effect on the refinement of crystal grains. If it is contained in excess, the crystal grains of the porcelain will increase, which is not preferable. Therefore, Zr contained in the aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the present invention is set to 0.0005% by mass or more and 0.04% by mass or less.
  • Coexisting with Zr promotes the crystallization of fine granular oc primary phase in the semi-fused gold state, improves the fluidity of the semi-molten aluminum bronze alloy, and forged aluminum bronze alloy
  • the content is less than 0.01% by mass, the crystal grain refining effect cannot be sufficiently exerted, whereas if the content exceeds 0.25% by mass, It is not preferable because an intermetallic compound having a low melting point is formed and becomes brittle. Therefore, P contained in the raw aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the present invention is determined to be 0.01% by mass or more and 0.25% by mass or less.
  • Si has the effect of further improving the fluidity of the semi-molten aluminum bronze alloy, lowering the melting point, and further improving the corrosion resistance, strength, and machinability, so it is added as necessary, but its content is 0. If it is less than 5% by mass, the desired effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 3% by mass, the fluidity of the soot is lowered and the brittleness is unfavorable. Therefore, it is preferable that Si contained in the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication of the present invention be 0.5 mass% or more and 3 mass% or less.
  • the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication of this invention further includes Pb, Bi, Se, T
  • Pb, Bi, Se, T One or more of e and the like may be included as necessary, but when these components are included in the aluminum bronze alloy, Pb: 0.005-0 45%, Bi: 0.005 to 0.45%, Se: 0.03 to 0.45%, and Te: 0.01 to 0.45% are preferably included.
  • the raw aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the present invention has the above-described component composition, so that the semi-fused gold fabrication raw material aluminum bronze alloy is dissolved to form a semi-solid mixed slurry half-finished state.
  • a molten aluminum bronze alloy is prepared and this semi-molten aluminum bronze alloy is produced by the usual method, fine granular a primary phase is crystallized or OC solid phase coexists in the liquid phase of the semi-molten aluminum bronze alloy. Therefore, it was possible to forge without losing the fluidity of the half-melted aluminum bronze alloy without stirring using a stirrer, and to obtain the obtained half-melted aluminum bronze alloy.
  • Aluminum bronze alloy has the excellent effect that the crystal grains are further refined and the mechanical strength is further improved.
  • raw material aluminum bronze alloy for semi-fused metal fabrication of the examples of the present invention having the composition shown in Tables 1 to 4 (hereinafter referred to as raw material A1 bronze alloy of the examples of the present invention) 1 to 45 and half of the comparative example
  • An ingot made of aluminum bronze alloy raw material for fusion gold fabrication hereinafter referred to as comparative material A1 bronze alloy 1-6 was produced.
  • the average particle size of the OC solid phase was measured by observing with an optical microscope after etching the cut surface of the quenched specimen with nitric acid.
  • the raw materials A1 bronze alloys 1 to 45 of the examples of the present invention are semi-melted because the OC solid phase of the quenched specimens all show fine granularity. It is presumed that a granular fine ⁇ -solid phase coexists with the liquid phase.
  • the oc solid phase of the rapidly-cooled test piece is in the shape of a toothpick, so that the conventional raw material A1 bronze alloy has a dendrite formed in a semi-molten state. Presumed.
  • the half-melted aluminum bronze alloy produced from the raw material A1 bronze alloy 1 to 45 of the embodiment of the present invention has superior fluidity compared to the half-melted aluminum bronze alloy produced from the conventional raw material A1 bronze alloy.
  • the semi-molten aluminum bronze alloy obtained by melting the raw material A1 bronze alloy 1 to 45 of the embodiment of the present invention has a fine granular a solid phase formed in the liquid phase. It can be seen that a product having fine crystal grains can be obtained even if the bronze alloy is produced without stirring.
  • the raw material aluminum bronze alloys 1 to 6 containing A1, Zr, and P that deviate from the conditions of the present invention (the range of the component composition of the present invention) produced dendrites and had fine crystal grains in the semi-molten state. It can be seen that it is not preferable because it becomes insufficient or brittle.
  • the raw material A1 bronze alloy 1 to 45 of the embodiment of the present invention prepared in Example 1 and the raw material A1 bronze alloy 1 to 6 of the comparative example and a part of the ingot made of the conventional raw material A1 bronze alloy
  • the molten ingot is completely melted to produce an all-liquid aluminum bronze alloy melt, which is then cooled and maintained at a predetermined temperature that is above the solidus temperature and below the liquidus temperature.
  • a semi-molten aluminum bronze alloy melt was prepared, and the semi-molten aluminum bronze alloy melt was ultra-quenched to produce a quench test specimen. By observing the structure of this rapidly cooled specimen with an optical microscope, the shape of the ⁇ primary crystal crystallized in the molten aluminum bronze alloy melt was estimated, and the average particle size was determined. The same result was obtained.
  • the raw material aluminum bronze alloy for semi-fused gold fabrication of the present invention improves the fluidity of the semi-molten aluminum bronze alloy without providing a stirring means for the molten metal, and even if the semi-molten aluminum bronze alloy is fabricated at a low temperature, there is no forging failure. It is possible to produce an aluminum bronze alloy ceramic with fine crystal grains.

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Abstract

　半融合金鋳造用原料アルミニウム青銅合金であって、質量％で、Ａｌ：５～１０％、Ｚｒ：０．０００５～０．０４％、Ｐ：０．０１～０．２５％を含有し、さらに必要に応じてＳｉ：０．５～３％を含有し、さらに必要に応じてＰｂ：０．００５～０．４５％、Ｂｉ：０．００５～０．４５％、Ｓｅ：０．０３～０．４５％、Ｔｅ：０．０１～０．４５％の内の１種または２種以上含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有する。

Description

明 細 書
半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金
技術分野
[0001] 本発明は、溶湯を撹拌処理することなく半融合金铸造することにより、結晶粒が微 細なアルミニウム青銅铸物を製造することができる半融合金铸造用原料アルミニウム 青銅合金に関する。
本願は、 2006年 02月 13曰に曰本に出願された特願 2006— 035004号に基づく 優先権を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 銅とアルミニウムを主成分とする Cu—Al系銅合金はアルミニウム青銅合金として知 られている。このアルミニウム青銅合金は、 Cuに Al: 10. 5質量％以下を添加するこ とによって、機械的性質、耐食性、耐摩耗性、耐疲労性、耐熱性を改善した銅合金 であり、このアルミニウム青銅合金は一般に铸造性が悪いと言われている。しかし、ァ ルミ-ゥム青銅合金は機械的性質、耐食性、耐摩耗性、耐疲労性、耐熱性に優れて いるところから、船舶のスクリュー、スクリュー軸、ポンプ、化学装置、軸受、歯車など の材料として使用されて 、る。
[0003] アルミニウム青銅合金は一般に铸造性が悪いと言われており、その主な理由は成 分組成によるところが大きいが、その他にアルミニウム青銅合金溶湯中に榭脂状の OC 初晶が晶出することが湯流れ性を悪くすることも理由の一つとされている。前記榭脂 状の α初晶が晶出することによる铸造性の悪ィ匕を改善する方法の一つとして、アルミ -ゥム青銅合金溶湯を液相線温度と固相線温度の間の温度域で強く撹拌してスラリ 一状の半融アルミニウム青銅合金を作製し、この半融アルミニウム青銅合金を铸造す ると、前記撹拌により固液混合スラリー中に生成したデンドライトは分断され、固液混 合スラリー中の α初晶固体は球状となり、そのために高い固相率まで流動性を保持 することができ、それによつて铸造性が改善されかつ結晶粒が微細でかつ粒状晶を 有する組織のアルミニウム青銅合金铸物を製造することができる半融合金铸造法が 知られている (非特許文献 1参照)。 非特許文献 1：「金属便覧 改訂 5版」日本金属学会編、丸善 (平成 4年 4月 20日発行 )、 P1041〜1042
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、溶湯を攪拌する半融合金铸造法を実施するには、溶湯温度を制御しながら 攪拌する必要があることから装置が大型化し、条件によって溶湯中に余分なガスを卷 き込む恐れがあった。さらに金型の損耗を考慮した場合には、溶湯温度を下げる必 要があるが、上記従来のアルミニウム青銅合金は半融状態で攪拌してもデンドライト 組織の生成を完全に避けることができず、そのために溶湯の流動性が著しく悪くなり 、最終的には铸造不良につながる恐れもあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、溶湯の撹拌手段を設けることな ぐ半融合金铸造法により铸造性が良好で結晶粒が微細なアルミニウム青銅合金铸 物を製造することができる半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金を提供すること を目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] そこで、本発明者等は、液相中のデンドライトを分断して粒状ィ匕するための攪拌手 段を設けることなぐ半融アルミニウム青銅合金の流動性を向上させ、低温での半融 アルミニウム青銅合金を铸造しても铸造不良がなく結晶粒が微細なアルミニウム青銅 合金铸物を製造すべく研究を行った。その結果、以下の (A)から (D)のことを初めて 知見した。
[0006] (八)八1: 5〜10質量％を含有してぃるァルミ-ゥム青銅合金に、さらに、質量0 /0で、 Z r: 0. 0005〜0. 04%、P : 0. 01〜0. 25%を添加したアルミニウム青銅合金を原料 合金として、これをすべてが液相になるまで完全溶解したのち冷却して得られた半融 アルミニウム青銅合金またはインゴットなどを再溶解して得られた半融アルミニウム青 銅合金はいずれも流動性に優れ、この半融アルミニウム青銅合金を铸造すると、結 晶粒が微細なアルミニウム青銅合金铸物を製造することができ、したがって、従来の ように半融合金状態で撹拌処理を施す必要がな 、ことがわ力つた。
[0007] (B)質量0 /0で、 Zr: 0. 0005— 0. 04wt%, P : 0. Ol -O. 25wt%を含有する前記（ A)記載のアルミニウム青銅合金に、さらに Si:0. 5〜3%含有せしめたアルミニウム 青銅合金を原料合金として、これをすべてが液相になるまで完全溶解したのち冷却 して得られた半融アルミニウム青銅合金またはインゴットなどを再溶解して得られた半 融アルミニウム青銅合金はヽずれも流動性に優れ、この半融アルミニウム青銅合金を 铸造すると、結晶粒が微細なアルミニウム青銅合金铸物を製造することができ、した がって、従来のように半融合金状態で撹拌処理を施す必要がな 、ことがわ力つた。
[0008] (C)前記 (A)または（B)記載のアルミニウム青銅合金に、さらに、質量0 /0で、 Pb:0.
005〜0.45%、 Bi:0.005〜0.45%、 Se:0.03〜0.45%、Te:0.01〜0.45 %の内の 1種または 2種以上含有する成分組成を有するアルミニウム青銅合金につ Vヽても同様の効果を奏することがわ力つた。
[0009] (D)前記 (A)〜（C)記載のアルミニウム青銅合金が半融合金状態で流動性が良！、 理由は、凝固過程においてデンドライトではなく粒状の微細な α初相が晶出すること によるものである、などの研究結果が得られたのである。
[0010] この発明は、力かる研究結果に基づいてなされたものであって、
(1)質量0 /0で、 Al:5〜10%、Zr:0.0005〜0.04%、 P:0.01〜0. 25%を含有し 、残りが Cuおよび不可避不純物からなる成分組成を有する半融合金铸造用原料ァ ルミ-ゥム青銅合金である。
(2)質量0 /0で、 Al:5〜10%、Zr:0.0005〜0.04%、 P:0.01〜0. 25%を含有し 、さらに、 Si:0. 5〜3%を含有し、残りが Cuおよび不可避不純物力もなる成分組成 を有する半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金である。
(3)前記（1)または（2)記載の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、さらに 、 Pb:0.005〜0.45%、 Bi:0.005〜0.45%、 Se:0.03〜0.45%、 Te:0.01 〜0.45%の内の 1種または 2種以上含有する成分組成を有していてもよい。
発明の効果
[0011] この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金を溶解して固液混合スラリ 一状態の半融アルミニウム青銅合金を作製し、この半融アルミニウム青銅合金を通常 の方法で铸造すると、半融アルミニウム青銅合金の液相中に微細な粒状 a初相が晶 出しあるいは α固相が共存しているため、攪拌処理装置を用いて撹拌を行わなくて も半融アルミニウム青銅合金の流動性が損なわれることなく铸造することができ、さら に得られた半融アルミニウム青銅合金を铸造して得られたアルミニウム青銅合金铸物 は結晶粒が一層微細化されて機械的強度が一段と向上するという優れた効果を奏 するものである。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、質量％で、 Al: 5〜10% 、 Zr: 0. 0005〜0. 04%、 P : 0. 01〜0. 25%を含有し、残り力Cuおよび不可避不 純物からなる成分組成を有する。
また、本発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、質量％で、 Al: 5〜 10%、 Zr: 0. 0005〜0. 04%、 P : 0. 01〜0. 25%、 Si: 0. 5〜3%を含有し、残り 力 SCuおよび不可避不純物力もなる成分組成を有するものであってもよい。
また、本発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、質量％で、 Al: 5〜 10%、 Zr: 0. 0005〜0. 04%、 P : 0. 01〜0. 25%、 Si: 0. 5〜3%を含有し、さら に、 Pb : 0. 005〜0. 45%、 Bi: 0. 005〜0. 45%、 Se : 0. 03〜0. 45%、 Te : 0. 0 1〜0. 45%のうちの 1種または 2種以上含有し、残りが Cuおよび不可避不純物から なる成分組成を有するものであってもよ 、。
[0013] この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、予め成分調整したイン ゴットを作製して貯蔵しておき、必要量を取り出し再溶解して半融アルミニウム青銅合 金を作製し、この半融アルミニウム青銅合金を铸造することにより結晶粒が微細な半 融アルミニウム青銅合金铸物を製造することができる。
[0014] この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金において、その成分組成を 前述の如く限定した理由を説明する。
A1:
A1は、 Cuに添加することにより機械的性質、耐食性、耐摩耗性、耐疲労性、耐熱 性を向上させ、さらに脱酸作用を有するので Zrの酸化を防止する作用を有するが、 その含有量が 5質量％未満では十分な効果が得られないので好ましくなぐ一方、 1 0%を越えて含有すると铸造性が低下すると共に得られた铸物が硬く脆くなつて機械 的強度が低下するようになるので好ましくない。したがって、この発明の半融合金铸 造用原料アルミニウム青銅合金に含まれる A1は 5質量％以上 10質量％以下に定め た。
[0015] Zr :
Zrは、 Pと共存することにより半融合金状態において微細な粒状 ex初相の晶出を促 進させ、半融アルミニウム青銅合金の流動性を改善させるとともに铸造したアルミ-ゥ ム青銅合金铸物の結晶粒を微細化させる作用を有するが、その含有量が 0. 0005 質量％未満では結晶粒の微細化に十分な効果を発揮することが無いので好ましくな ぐ一方、 0. 04質量％を越えて含有すると、力えって铸物の結晶粒が大きくなるので 好ましくない。したがって、この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金に 含まれる Zrは 0. 0005質量％以上 0. 04質量％以下に定めた。
[0016] P :
Pは、 Zrと共存することにより半融合金状態において微細な粒状 oc初相の晶出を促 進させ、半融アルミニウム青銅合金の流動性を改善させるとともに铸造したアルミ-ゥ ム青銅合金铸物の結晶粒を微細化させる作用を有するが、その含有量が 0. 01質量 %未満では結晶粒の微細化効果を十分に発揮することがなぐ一方、 0. 25質量％ を越えて含有すると、低融点の金属間化合物が形成され、脆くなるので好ましくない 。したがって、この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金に含まれる Pは 、 0. 01質量％以上 0. 25質量％以下に定めた。
[0017] Si :
Siは、半融アルミニウム青銅合金の流動性を一層改善させ、融点を下げ、さらに耐 食性、強度、被削性を向上させる作用を有するので必要に応じて添加するが、その 含有量は 0. 5質量％未満では所望の効果が得られず、一方、 3質量％を超えて含 有すると、かえって铸物の流動性が低下するようになりまた脆くなるので好ましくない 。したがって、この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金に含まれる Siは 0. 5質量％以上 3質量％以下にするのが好ましい。
[0018] その他の成分：
この発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金には、さらに Pb、 Bi、 Se、 T eなどのうちの 1種または 2種以上が必要に応じて含まれていてもよいが、これらの成 分がアルミニウム青銅合金に含まれる場合には、質量％で、 Pb : 0. 005-0. 45%、 Bi: 0. 005〜0. 45%、 Se : 0. 03〜0. 45%、Te : 0. 01〜0. 45%の範囲で含まれ ることが好ましい。
[0019] 本発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、上記のような成分組成とし たことにより、この半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金を溶解して固液混合ス ラリー状態の半融アルミニウム青銅合金を作製し、この半融アルミニウム青銅合金を 通常の方法で铸造すると、半融アルミニウム青銅合金の液相中に微細な粒状 a初相 が晶出しあるいは OC固相が共存しているため、攪拌処理装置を用いて撹拌を行わな くても半融アルミニウム青銅合金の流動性が損なわれることなく铸造することができ、 さらに得られた半融アルミニウム青銅合金を铸造して得られたアルミニウム青銅合金 铸物は結晶粒が一層微細化されて機械的強度が一段と向上するという優れた効果 を奏するものである。
実施例
[0020] (実施例 1)
原料として通常の電気銅を用意し、この電気銅を電気炉に装入し、 Arガス雰囲気 中にて溶解し、溶銅温度が 1200°Cになった時点で A1および Pを添加し、さらに必要 に応じて Si, Pb、 Bi、 Se、 Teなどを添カロし、最後に Zrを添加することによりアルミ-ゥ ム青銅合金溶湯を作製し、得られたアルミニウム青銅合金溶湯を铸造して下記表 1 〜4に示される成分組成を有する本発明の実施例の半融合金铸造用原料アルミニゥ ム青銅合金 (以下、本発明の実施例の原料 A1青銅合金という） 1〜45および比較例 の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金 (以下、比較例の原料 A1青銅合金と ヽ う） 1〜6からなるインゴットを作製した。
さらに、市販の Al: 9質量％を含有し、残部が Cuおよび不可避不純物力 なるアルミ -ゥム青銅合金を Arガス雰囲気中にて溶解し、温度： 1200°Cのアルミニウム青銅合 金溶湯を作製し、得られたアルミニウム青銅合金溶湯を铸造して下記表 4に示される 成分組成を有する従来の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金 (以下、従来の 原料 A1青銅合金と 、う）力もなるインゴットを作製した。 得られた本発明の実施例の原料 Al青銅合金 1〜45、比較例の原料 Al青銅合金 1
〜6および従来の原料 A1青銅合金力 なるインゴットの一部をそれぞれ切り取り、切り 取ったインゴットを固相線温度を越えかつ液相線温度未満の範囲内の所定の温度に 加熱することにより、再溶解して半融アルミニウム青銅合金溶湯を作製し、この半融ァ ルミ-ゥム青銅合金溶湯を超急冷することにより急冷試験片を作製した。この急冷試 験片の組織を光学顕微鏡で観察することにより、半融アルミニウム青銅合金溶湯に おいて液相と共存する a固相の形状を推定し、さらにその平均粒径を求め、その結 果を下記表 1〜4に示した。
なお、 OC固相の平均粒径の測定は、急冷試験片の切断面を硝酸でエッチングした のち光学顕微鏡で観察し測定した。
[表 1]
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0001
*印は、この発明の条件から外れた値であることを示す。
[0025] 表 1〜4に示される結果から、本発明の実施例の原料 A1青銅合金 1〜45は、急冷 試験片の OC固相がいずれも微細な粒状を呈しているところから、半融状態において 粒状の微細な α固相が液相と共存していると推定される。一方、従来の原料 A1青銅 合金は、急冷試験片の oc固相がいずれも榭枝状を呈しているところから、従来の原 料 A1青銅合金は半融状態においてデンドライトが生成していることが推定される。 従って、本発明の実施例の原料 A1青銅合金 1〜45で作製した半融アルミニウム青 銅合金は、従来の原料 A1青銅合金で作製した半融アルミニウム青銅合金に比べて 流動性が優れて ヽること、本発明の実施例の原料 A1青銅合金 1〜45を溶解して得ら れた半融アルミニウム青銅合金は液相中に微細な粒状の a固相が生成しているの で半融アルミニウム青銅合金を撹拌することなく铸造しても微細な結晶粒を有する铸 物が得られることがわかる。本発明の条件 (本発明の成分組成の範囲）から外れて A1 、 Zrおよび Pを含む比較例の原料アルミニウム青銅合金 1〜6は、半融状態ではデン ドライトが発生したり、結晶粒の微細化が不足したり脆くなつたりするので好ましくない ことなどがわかる。
[0026] (実施例 2)
実施例 1で作製した前記本発明の実施例の原料 A1青銅合金 1〜45、比較例の原 料 A1青銅合金 1〜6および従来の原料 A1青銅合金カゝらなるインゴットの一部をそれ ぞれ切り取り、切り取ったインゴットを完全溶解して全てが液相のアルミニウム青銅合 金溶湯を作製し、その後冷却して固相線温度を越えかつ液相線温度未満の範囲内 の所定の温度に保持された半融アルミニウム青銅合金溶湯を作製し、この半融アル ミニゥム青銅合金溶湯を超急冷することにより急冷試験片を作製した。この急冷試験 片の組織を光学顕微鏡で観察することにより半融アルミニウム青銅合金溶湯に晶出 ている α初晶の形状を推定し、さらにその平均粒径を求めた結果、実施例 1とほぼ同 じ結果が得られた。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定される ことはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびそ の他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなぐ添 付のクレームの範囲によってのみ限定される。 産業上の利用可能性
本発明の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金は、溶湯の撹拌手段を設ける ことなぐ半融アルミニウム青銅合金の流動性を向上させ、低温での半融アルミニウム 青銅合金を铸造しても铸造不良がなく結晶粒が微細なアルミニウム青銅合金铸物を 製造することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 質量0 /0で、 Al:5〜10%、 Zr:0.0005〜0.04%, P:0.01〜0.25%を含有し、 残りが Cuおよび不可避不純物からなる成分組成を有する半融合金铸造用原料アル ミニゥム青銅合金。
[2] 質量0 /0で、 Al:5〜10%、 Zr:0.0005〜0.04%, P:0.01〜0.25%を含有し、 さらに、 Si:0.5〜3%を含有し、残りが Cuおよび不可避不純物力もなる成分組成を 有する半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金。
[3] さらに、質量0 /0で、 Pb:0.005〜0.45%、 Bi:0.005〜0.45%、 Se:0.03〜0.
45%、Te:0.01〜0.45%の内の 1種または 2種以上含有する成分組成を有する 請求項 1または 2記載の半融合金铸造用原料アルミニウム青銅合金。
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