JP3776142B2 - マグネシウム合金の溶解・鋳造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関し、より詳しくは、Mg−Li系合金、Mg−Y系合金及びMg−RE(Mm、La、Ce、Gd、Nd等)系合金からなる群から選ばれた軽量性、耐熱性に優れたマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関する。これらのマグネシウム合金は宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野でおいて部品の製作に用いることができる。
【0002】
【従来の技術】
従来、マグネシウム合金の溶解・鋳造においては、塩基性フラックスを溶湯の表面に浮かべるフラックス法や、SF6 ガスを混合したガス雰囲気下で溶解させるSF6 法が一般的に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の溶解・鋳造方法は、AZ合金(Mg−Al−Zn−Mn系合金)や、AM合金(Mg−Al−Mn系合金)においては広範囲に利用され確立された方法である。しかしながら、マグネシウム合金がLiを含有している場合には、フラックス法では、塩基性フラックスの多くが塩化物を含有しているのでその塩素とLiとが反応して塩化リチウムを形成し、結果としてマグネシウム合金中のLiが消耗され、また溶融マグネシウム合金とフラックスとの分離が悪くなり、生産性が低下する。また、SF6 法では、SF6 ガスがLiと反応してSとLiFとになり、この場合にもマグネシウム合金中のLiが消耗され、またSF6 ガス含有保護雰囲気ではLi含有マグネシウム合金に対しては保護能力不足であり、鋳造のために溶湯を取り出す際に発火の危険性がある。また、マグネシウム合金がYやREを比較的多量に含有している場合にも、程度の差こそあれ同様のことが発生する。
【0004】
また、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を鋳造する際に杓を用いると、杓の周囲にマグネシウム合金が付着し、この付着したマグネシウム合金が発火する危険がある。
上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金は優れた軽量性、耐熱性等の諸特性を有するにもかかわらず、上記のような課題を抱えているために、広範囲に活用されるには至っていない。
【0005】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討の結果、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解に密閉型ルツボを用い、保護雰囲気下で溶解し、浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯する(即ち、外気に触れることなしで直接鋳型に注湯する)ことにより上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【0007】
即ち、本発明の溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法は、浸漬型電磁ポンプを備えた密閉型ルツボ中、保護雰囲気下で、Mg−Li系合金、Mg−Y系合金及びMg−RE系合金からなる群から選ばれた溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解する際、該浸漬型電磁ポンプを引き上げる又は該密閉型ルツボを引き下げて該浸漬型電磁ポンプが該マグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で該浸漬型電磁ポンプを引き下げる又は該密閉型ルツボを引き上げて該浸漬型電磁ポンプを該マグネシウム合金溶湯中に浸漬し、その溶湯を該浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯することを特徴とする。
【0008】
本発明において使用する密閉型ルツボ、浸漬型電磁ポンプは従来公知のものであり、特に制限はない。本発明の実施においては、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプを引き上げるか又は密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプがマグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプを引き下げるか又は密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬し、溶湯を電磁ポンプで輸送し、鋳型に注湯する。
【0009】
本発明において保護雰囲気とは、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶湯に対する保護雰囲気であり、例えばアルゴンガス雰囲気、ネオン雰囲気、ヘリウム雰囲気があり、溶融合金がMg−Y系合金又はMg−RE系合金の場合にはこれらの雰囲気中にSF6 ガスを存在させることができる。
【0010】
本発明の溶解・鋳造方法を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。加熱炉1中に密閉型ルツボ2を設置する。密閉型ルツボ2の蓋3には浸漬型電磁ポンプ4が気密滑動可能なように貫通している。浸漬型電磁ポンプ4の上端部には溶湯輸送管5が連結されており、溶湯輸送管5の他端は鋳型6に連結している。図1には示されていないが、浸漬型電磁ポンプ4を引き上げる手段、又は加熱炉1と共に密閉型ルツボ2を引き下げる手段が設けられており、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプ4を引き上げるか又は密閉型ルツボ2を引き下げて浸漬型電磁ポンプ4がマグネシウム合金原料又は溶湯7と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプ4を引き下げるか又は密閉型ルツボ2を引き上げて浸漬型電磁ポンプ4をマグネシウム合金溶湯7中に浸漬し、溶湯7を電磁ポンプ4及び溶湯輸送管5で輸送し、鋳型6に注湯することができる。本発明の実施においては、密閉型ルツボ2中に原料7を装入し、原料の上部を保護雰囲気8として密封する。上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ4を引き上げるか又は密閉型ルツボ2を引き下げて浸漬型電磁ポンプ4と原料7とが接触しない状態に保持し、加熱炉1により密閉型ルツボ2を加熱してその内容物を溶解させる。溶解が終了した後、上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ4を引き下げるか又は密閉型ルツボ2を引き上げて浸漬型電磁ポンプ4をマグネシウム合金溶湯7中に浸漬し、溶湯7を電磁ポンプ4及び溶湯輸送管5で輸送し、鋳型6に注湯する。
【0011】
上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造する他の方法、例えば真空溶解炉を使用する方法と比較して、一般の鋳造工程に適合し易く、サイズの融通性やコスト面でも有利である。
また、上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造するのに特に適しているが、他のマグネシウム合金の溶解・鋳造にも適用できることは明らかである。
【0012】
【実施例】
実施例1〜3
図1に示す装置を用い、密閉型ルツボ中に表1に示すマグネシウム合金原料を装入し、原料の上部を表1に示す保護雰囲気として密封した。加熱炉と共に密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプとマグネシウム合金原料とが接触しない状態に保持し、加熱炉により密閉型ルツボを加熱してその内容物を表1に示す温度で溶解させた。溶解が終了した後、加熱炉と共に密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬させ、溶湯を電磁ポンプ及び溶湯輸送管で輸送し、鋳型に注湯した。
【0013】
用いた浸漬型電磁ポンプは下記の性能のものであった:
浸漬型電磁ポンプ(坂井商事製)
外径114mm、高さ850mm、輸送管長さ500mm
電源 200V/17kVA
汲み出し能力 0〜10kg/s
【0014】
【表1】
実施例1〜3の何れにおいても、合金組成の変動は認められず、燃焼は認められず、安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することができた。
【0015】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明により、軽量性、耐熱性に優れているが溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することが容易になり、宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野での活用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。
【符号の説明】
1 加熱炉
2 密閉型ルツボ
3 密閉型ルツボの蓋
4 浸漬型電磁ポンプ
5 溶湯輸送管
6 鋳型
7 マグネシウム合金溶湯
8 保護雰囲気
【産業上の利用分野】
本発明は溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関し、より詳しくは、Mg−Li系合金、Mg−Y系合金及びMg−RE(Mm、La、Ce、Gd、Nd等)系合金からなる群から選ばれた軽量性、耐熱性に優れたマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関する。これらのマグネシウム合金は宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野でおいて部品の製作に用いることができる。
【0002】
【従来の技術】
従来、マグネシウム合金の溶解・鋳造においては、塩基性フラックスを溶湯の表面に浮かべるフラックス法や、SF6 ガスを混合したガス雰囲気下で溶解させるSF6 法が一般的に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の溶解・鋳造方法は、AZ合金(Mg−Al−Zn−Mn系合金)や、AM合金(Mg−Al−Mn系合金)においては広範囲に利用され確立された方法である。しかしながら、マグネシウム合金がLiを含有している場合には、フラックス法では、塩基性フラックスの多くが塩化物を含有しているのでその塩素とLiとが反応して塩化リチウムを形成し、結果としてマグネシウム合金中のLiが消耗され、また溶融マグネシウム合金とフラックスとの分離が悪くなり、生産性が低下する。また、SF6 法では、SF6 ガスがLiと反応してSとLiFとになり、この場合にもマグネシウム合金中のLiが消耗され、またSF6 ガス含有保護雰囲気ではLi含有マグネシウム合金に対しては保護能力不足であり、鋳造のために溶湯を取り出す際に発火の危険性がある。また、マグネシウム合金がYやREを比較的多量に含有している場合にも、程度の差こそあれ同様のことが発生する。
【0004】
また、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を鋳造する際に杓を用いると、杓の周囲にマグネシウム合金が付着し、この付着したマグネシウム合金が発火する危険がある。
上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金は優れた軽量性、耐熱性等の諸特性を有するにもかかわらず、上記のような課題を抱えているために、広範囲に活用されるには至っていない。
【0005】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討の結果、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解に密閉型ルツボを用い、保護雰囲気下で溶解し、浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯する(即ち、外気に触れることなしで直接鋳型に注湯する)ことにより上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【0007】
即ち、本発明の溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法は、浸漬型電磁ポンプを備えた密閉型ルツボ中、保護雰囲気下で、Mg−Li系合金、Mg−Y系合金及びMg−RE系合金からなる群から選ばれた溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解する際、該浸漬型電磁ポンプを引き上げる又は該密閉型ルツボを引き下げて該浸漬型電磁ポンプが該マグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で該浸漬型電磁ポンプを引き下げる又は該密閉型ルツボを引き上げて該浸漬型電磁ポンプを該マグネシウム合金溶湯中に浸漬し、その溶湯を該浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯することを特徴とする。
【0008】
本発明において使用する密閉型ルツボ、浸漬型電磁ポンプは従来公知のものであり、特に制限はない。本発明の実施においては、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプを引き上げるか又は密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプがマグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプを引き下げるか又は密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬し、溶湯を電磁ポンプで輸送し、鋳型に注湯する。
【0009】
本発明において保護雰囲気とは、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶湯に対する保護雰囲気であり、例えばアルゴンガス雰囲気、ネオン雰囲気、ヘリウム雰囲気があり、溶融合金がMg−Y系合金又はMg−RE系合金の場合にはこれらの雰囲気中にSF6 ガスを存在させることができる。
【0010】
本発明の溶解・鋳造方法を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。加熱炉1中に密閉型ルツボ2を設置する。密閉型ルツボ2の蓋3には浸漬型電磁ポンプ4が気密滑動可能なように貫通している。浸漬型電磁ポンプ4の上端部には溶湯輸送管5が連結されており、溶湯輸送管5の他端は鋳型6に連結している。図1には示されていないが、浸漬型電磁ポンプ4を引き上げる手段、又は加熱炉1と共に密閉型ルツボ2を引き下げる手段が設けられており、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプ4を引き上げるか又は密閉型ルツボ2を引き下げて浸漬型電磁ポンプ4がマグネシウム合金原料又は溶湯7と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプ4を引き下げるか又は密閉型ルツボ2を引き上げて浸漬型電磁ポンプ4をマグネシウム合金溶湯7中に浸漬し、溶湯7を電磁ポンプ4及び溶湯輸送管5で輸送し、鋳型6に注湯することができる。本発明の実施においては、密閉型ルツボ2中に原料7を装入し、原料の上部を保護雰囲気8として密封する。上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ4を引き上げるか又は密閉型ルツボ2を引き下げて浸漬型電磁ポンプ4と原料7とが接触しない状態に保持し、加熱炉1により密閉型ルツボ2を加熱してその内容物を溶解させる。溶解が終了した後、上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ4を引き下げるか又は密閉型ルツボ2を引き上げて浸漬型電磁ポンプ4をマグネシウム合金溶湯7中に浸漬し、溶湯7を電磁ポンプ4及び溶湯輸送管5で輸送し、鋳型6に注湯する。
【0011】
上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造する他の方法、例えば真空溶解炉を使用する方法と比較して、一般の鋳造工程に適合し易く、サイズの融通性やコスト面でも有利である。
また、上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造するのに特に適しているが、他のマグネシウム合金の溶解・鋳造にも適用できることは明らかである。
【0012】
【実施例】
実施例1〜3
図1に示す装置を用い、密閉型ルツボ中に表1に示すマグネシウム合金原料を装入し、原料の上部を表1に示す保護雰囲気として密封した。加熱炉と共に密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプとマグネシウム合金原料とが接触しない状態に保持し、加熱炉により密閉型ルツボを加熱してその内容物を表1に示す温度で溶解させた。溶解が終了した後、加熱炉と共に密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬させ、溶湯を電磁ポンプ及び溶湯輸送管で輸送し、鋳型に注湯した。
【0013】
用いた浸漬型電磁ポンプは下記の性能のものであった:
浸漬型電磁ポンプ(坂井商事製)
外径114mm、高さ850mm、輸送管長さ500mm
電源 200V/17kVA
汲み出し能力 0〜10kg/s
【0014】
【表1】
実施例1〜3の何れにおいても、合金組成の変動は認められず、燃焼は認められず、安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することができた。
【0015】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明により、軽量性、耐熱性に優れているが溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することが容易になり、宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野での活用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。
【符号の説明】
1 加熱炉
2 密閉型ルツボ
3 密閉型ルツボの蓋
4 浸漬型電磁ポンプ
5 溶湯輸送管
6 鋳型
7 マグネシウム合金溶湯
8 保護雰囲気
Claims (1)
- 浸漬型電磁ポンプを備えた密閉型ルツボ中、保護雰囲気下で、Mg−Li系合金、Mg−Y系合金及びMg−RE系合金からなる群から選ばれた溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解する際、該浸漬型電磁ポンプを引き上げる又は該密閉型ルツボを引き下げて該浸漬型電磁ポンプが該マグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で該浸漬型電磁ポンプを引き下げる又は該密閉型ルツボを引き上げて該浸漬型電磁ポンプを該マグネシウム合金溶湯中に浸漬し、その溶湯を該浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯することを特徴とする溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02382395A JP3776142B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | マグネシウム合金の溶解・鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02382395A JP3776142B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | マグネシウム合金の溶解・鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08215830A JPH08215830A (ja) | 1996-08-27 |
JP3776142B2 true JP3776142B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=12121088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02382395A Expired - Fee Related JP3776142B2 (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | マグネシウム合金の溶解・鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3776142B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1323783C (zh) * | 2002-12-16 | 2007-07-04 | 威海万丰镁业科技发展有限公司 | 镁合金轮毂压力铸造装置及其方法 |
CN1314820C (zh) * | 2005-08-18 | 2007-05-09 | 沈阳工业大学 | 镁合金熔体强制循环熔炼方法 |
KR101451317B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2014-10-15 | (주)두인엔텍 | 마그네슘 용해용 도가니 |
CN111187955A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-05-22 | 青海大学 | 一种稀土钇掺杂的镁锂合金及其制备方法 |
-
1995
- 1995-02-13 JP JP02382395A patent/JP3776142B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08215830A (ja) | 1996-08-27 |
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
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A521 | Written amendment |
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