JP7167795B2 - AlP化合物の微細化方法及びアルミニウム合金鋳物 - Google Patents
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Description
初晶α(Al)相が晶出し、
Pの含有量が15ppm以下であり、
AlP粒子の平均粒径が4μm以下であること、
を特徴とするアルミニウム合金鋳物、も提供する。
本発明のAlP化合物の微細化方法は、酸素を含む雰囲気でアルミニウムの溶湯温度をAlP化合物の晶出温度以上とすることを特徴とする、極めて簡便かつ効率的なAlP化合物の微細化方法である。溶湯表面に酸化被膜を形成することでPが系外に放出されることを抑制すると共に、再凝固過程において、溶解したAlP化合物を溶解前と比較して小さくすることができる。
本発明のアルミニウム合金鋳物は、初晶α(Al)相が晶出し、Pの含有量が15ppm以下であり、AlP粒子の平均粒径が4μm以下であること、を特徴とするアルミニウム合金鋳物である。共晶Siの平均粒径(円相当径)は10μm以下であることが好ましい。
純度99.9質量%のアルミニウム地金、Al-25%Si合金地金及びロッドタイプのAl-19質量%Cu-1.4質量%P合金を配合し、黒鉛坩堝に挿入して740℃で大気溶解した後、740℃で回転式脱ガス装置による脱ガス処理を施した。次に、740℃の溶湯を重力鋳造法により舟型形状(JIS H 5202)に鋳造した。なお、鋳型温度は150℃とした。得られた非微細化処理金型鋳物の組成及び当該組成におけるAlP化合物の晶出温度を表1に示す。なお、組成は質量%で示している。
非微細化処理金型鋳物の組成を表1の実施例2として記載の値としたこと以外は実施例1と同様にして、実施アルミニウム合金鋳物2を得た。実施例1と同様にして観察された実施アルミニウム合金鋳物2のミクロ組織写真を図2に示す。
非微細化処理金型鋳物の組成を表1の実施例3として記載の値としたこと以外は実施例1と同様にして、実施アルミニウム合金鋳物3を得た。実施例1と同様にして観察された実施アルミニウム合金鋳物3のミクロ組織写真を図3に示す。
非微細化処理金型鋳物の組成を表1の比較例1として記載の値とし、AlP化合物の微細化処理(大気中で残湯を1000℃まで昇温して10分間保持)を施さなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較アルミニウム合金鋳物1を得た。実施例1と同様にして観察された比較アルミニウム合金鋳物1のミクロ組織写真を図4に示す。
非微細化処理金型鋳物の組成を表1の比較例2として記載の値とし、AlP化合物の微細化処理(大気中で残湯を1000℃まで昇温して10分間保持)を施さなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較アルミニウム合金鋳物2を得た。実施例1と同様にして観察された比較アルミニウム合金鋳物2のミクロ組織写真を図5に示す。
非微細化処理金型鋳物の組成を表1の比較例3として記載の値とし、AlP化合物の微細化処理(大気中で残湯を1000℃まで昇温して10分間保持)を施さなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較アルミニウム合金鋳物3を得た。実施例1と同様にして観察された比較アルミニウム合金鋳物3のミクロ組織写真を図6に示す。
AlP化合物の微細化処理(大気中で残湯を1000℃まで昇温して10分間保持)から連続して溶湯の温度を750℃とし、溶湯温度が750℃の状態で10~60分間保持したこと以外は実施例1と同様にして、実施アルミニウム合金鋳物4を得た。750℃での保持時間が10分間、30分間及び60分間の場合の実施アルミニウム合金鋳物4のミクロ組織写真を図8、図9及び図10にそれぞれ示す。また、比較として、AlP化合物の微細化処理を施さず、740℃の溶湯を重力鋳造法により舟型形状(JIS H 5202)に鋳造して得られたアルミニウム合金鋳物のミクロ組織写真を図11に示す。
AlP化合物の微細化処理(大気中で残湯を1000℃まで昇温して10分間保持)から連続して溶湯の温度を620℃とし、溶湯温度が620℃の状態で20~180分間保持したこと以外は実施例2と同様にして、実施アルミニウム合金鋳物5を得た。620℃での保持時間が20分間、60分間、120分間及び180分間の場合の実施アルミニウム合金鋳物5のミクロ組織写真を図12、図13、図14及び図15にそれぞれ示す。また、比較として、620℃での保持時間を設けず、溶湯を重力鋳造法により舟型形状(JIS H 5202)に鋳造して得られたアルミニウム合金鋳物のミクロ組織写真を図16に示す。
再溶解・鋳造を繰り返すことによるAlP化合物のサイズ変化を確認するために、表1の実施例2として記載の組成を有する非微細化処理金型鋳物について検討を行った。具体的には、表2に示す熱履歴(条件1~条件5)を施したこと以外は実施例1と同様にして、実施アルミニウム合金鋳物6を得た。
Claims (6)
- 酸素を含む雰囲気でアルミニウムの溶湯温度をAlP化合物の晶出温度以上とすること、
を特徴とするAlP化合物の微細化方法。 - 前記溶湯温度での保持時間を5~60分とすること、
を特徴とする請求項1に記載のAlP化合物の微細化方法。 - 前記アルミニウムがAl-Si系合金であること、
を特徴とする請求項1又は2に記載のAlP化合物の微細化方法。 - 初晶α(Al)相が晶出し、
Pの含有量が15ppm以下であり、
AlP粒子の平均粒径が4μm以下であること、
を特徴とするアルミニウム合金鋳物。 - Siの含有量が5~30質量%であること、
を特徴とする請求項4に記載のアルミニウム合金鋳物。 - 共晶Siの層間隔が7μm以下であること、
を特徴とする請求項4又は5に記載のアルミニウム合金鋳物。
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