JPH0768350A - 均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法 - Google Patents
均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法Info
- Publication number
- JPH0768350A JPH0768350A JP23927193A JP23927193A JPH0768350A JP H0768350 A JPH0768350 A JP H0768350A JP 23927193 A JP23927193 A JP 23927193A JP 23927193 A JP23927193 A JP 23927193A JP H0768350 A JPH0768350 A JP H0768350A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特
性の優れたＡｌ合金塊状物を得る。 【構成】 Ａｌ合金組成の溶湯Ｍを、他物に接触させる
ことなく線状に流下させて、その線状溶湯流Ｍｓの下流
側を過冷状態にする。過冷状態の溶湯を純銅製板状冷却
部材４上に堆積させつつ凝固させる。これにより全体に
亘り著しく高い凝固速度が得られる。
性の優れたＡｌ合金塊状物を得る。 【構成】 Ａｌ合金組成の溶湯Ｍを、他物に接触させる
ことなく線状に流下させて、その線状溶湯流Ｍｓの下流
側を過冷状態にする。過冷状態の溶湯を純銅製板状冷却
部材４上に堆積させつつ凝固させる。これにより全体に
亘り著しく高い凝固速度が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属塊状物、特に、均一
で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属
塊状物の製造方法に関する。
で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属
塊状物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】所定の体積を持つ金属塊状物を製造する
場合、例えば、従来より金型鋳造法が適用される。
場合、例えば、従来より金型鋳造法が適用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金型鋳
造法によると、金属塊状物表層部の金属組織は微細化さ
れるが、心部のそれは粗大化するため、金属塊状物全体
に亘ってその金属組織を均一微細化することができな
い、という問題がある。
造法によると、金属塊状物表層部の金属組織は微細化さ
れるが、心部のそれは粗大化するため、金属塊状物全体
に亘ってその金属組織を均一微細化することができな
い、という問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、過冷現象を利用する
ことによって、均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械
的特性の優れた金属塊状物を容易に得ることのできる前
記製造方法を提供することを目的とする。
ことによって、均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械
的特性の優れた金属塊状物を容易に得ることのできる前
記製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る金属塊状物
の製造方法は、溶湯を、他物に接触させることなく線状
に流下させて、その線状溶湯流の下流側を過冷状態に
し、その過冷状態の溶湯を冷却部材上に堆積させつつ凝
固させることを特徴とする。
の製造方法は、溶湯を、他物に接触させることなく線状
に流下させて、その線状溶湯流の下流側を過冷状態に
し、その過冷状態の溶湯を冷却部材上に堆積させつつ凝
固させることを特徴とする。
【０００６】
【作用】線状溶湯流は、他物に接触することなく流下す
るので、その下流側は核生成を生じることなく降温して
過冷状態となる。その過冷状態の溶湯を冷却部材上に堆
積させつつ凝固させると、塊状化が達成されると共に全
体に亘り著しく高い凝固速度を得て金属組織の均一化お
よび微細化が達成される。
るので、その下流側は核生成を生じることなく降温して
過冷状態となる。その過冷状態の溶湯を冷却部材上に堆
積させつつ凝固させると、塊状化が達成されると共に全
体に亘り著しく高い凝固速度を得て金属組織の均一化お
よび微細化が達成される。
【０００７】
〔実施例１〕Ａｌ合金として、組成がＡｌ92Ｆｅ5 Ｙ3
（数値は原子％）であるものを選択した。そのＡｌ合金
の液相線温度Ｔ1 は、示差熱分析（ＤＴＡ）の結果、９
４７℃であることが判明した。
（数値は原子％）であるものを選択した。そのＡｌ合金
の液相線温度Ｔ1 は、示差熱分析（ＤＴＡ）の結果、９
４７℃であることが判明した。
【０００８】図１は、金属塊状物、この実施例ではＡｌ
合金塊状物を得るための製造装置を示し、その装置は、
底面に直径０．３mmの噴射口１を有するグラファイト製
ノズル２と、そのノズル２を囲繞する高周波コイル３
と、ノズル２の下方に配設された純銅製板状冷却部材４
とを有する。この場合、ノズル２および冷却部材４間の
間隔は変更し得るようになっている。またノズル２、冷
却部材４等はＡｒ雰囲気中に保持され、その雰囲気圧は
−２０mmＨｇに設定された。
合金塊状物を得るための製造装置を示し、その装置は、
底面に直径０．３mmの噴射口１を有するグラファイト製
ノズル２と、そのノズル２を囲繞する高周波コイル３
と、ノズル２の下方に配設された純銅製板状冷却部材４
とを有する。この場合、ノズル２および冷却部材４間の
間隔は変更し得るようになっている。またノズル２、冷
却部材４等はＡｒ雰囲気中に保持され、その雰囲気圧は
−２０mmＨｇに設定された。
【０００９】Ａｌ合金塊状物の製造に当っては、前記Ａ
ｌ合金５ｇをノズル２内に投入し、次いで高周波コイル
３に通電して溶解し、温度１０００℃のＡｌ合金組成の
溶湯Ｍを調製した。
ｌ合金５ｇをノズル２内に投入し、次いで高周波コイル
３に通電して溶解し、温度１０００℃のＡｌ合金組成の
溶湯Ｍを調製した。
【００１０】その後、溶湯Ｍに０．３kgｆ／cm2 の加圧
力Ｐを作用させて、その溶湯Ｍをノズル２の噴射口１よ
り他物に接触させることなく線状に流下させ、噴射口１
によって直径ｄを０．３mmに設定された線状溶湯流Ｍｓ
をその下流側より冷却部材４上に堆積させつつ凝固させ
た。
力Ｐを作用させて、その溶湯Ｍをノズル２の噴射口１よ
り他物に接触させることなく線状に流下させ、噴射口１
によって直径ｄを０．３mmに設定された線状溶湯流Ｍｓ
をその下流側より冷却部材４上に堆積させつつ凝固させ
た。
【００１１】このようにして得られたＡｌ合金塊状物
は、直径約１５mm、厚さ約８mmのボタン形に形成されて
いた。
は、直径約１５mm、厚さ約８mmのボタン形に形成されて
いた。
【００１２】この場合、線状溶湯流Ｍｓの下流側の温度
はノズル２からの距離が増すに従って低下するが、冷却
部材４上に流下した溶湯を過冷状態にするためにはノズ
ル２および冷却部材４間の間隔、したがって線状溶湯流
Ｍｓの流下距離Ｄを一定値以上に設定しなければならな
い。また冷却部材４上に流下した溶湯の過冷度Ｄｕ（Ａ
ｌ合金の液相線温度Ｔ1 から冷却部材４上に流下した溶
湯の温度Ｔ2 を引いた値、即ち、Ｔ1 −Ｔ2 ）は、線状
溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄが前記一定値を超えて長くなる
に従って大きくなる。
はノズル２からの距離が増すに従って低下するが、冷却
部材４上に流下した溶湯を過冷状態にするためにはノズ
ル２および冷却部材４間の間隔、したがって線状溶湯流
Ｍｓの流下距離Ｄを一定値以上に設定しなければならな
い。また冷却部材４上に流下した溶湯の過冷度Ｄｕ（Ａ
ｌ合金の液相線温度Ｔ1 から冷却部材４上に流下した溶
湯の温度Ｔ2 を引いた値、即ち、Ｔ1 −Ｔ2 ）は、線状
溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄが前記一定値を超えて長くなる
に従って大きくなる。
【００１３】そこで、線状溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄを種
々変更し、また前記方法に則って複数のＡｌ合金塊状物
を製造した。さらに各流下距離Ｄについて、冷却部材４
上に流下した溶湯の温度Ｔ2 を熱電対を用いて測定し
た。
々変更し、また前記方法に則って複数のＡｌ合金塊状物
を製造した。さらに各流下距離Ｄについて、冷却部材４
上に流下した溶湯の温度Ｔ2 を熱電対を用いて測定し
た。
【００１４】また各Ａｌ合金塊状物を、その厚さ方向に
二等分し、その一方の半体の断面についてビッカース硬
さＨｖを測定した。ビッカース硬さＨｖの測定は、荷重
３００ｇｆにて、任意の２０ポイントについて行われ、
最大値および最小値を求め、またそれらから平均値を求
めた。
二等分し、その一方の半体の断面についてビッカース硬
さＨｖを測定した。ビッカース硬さＨｖの測定は、荷重
３００ｇｆにて、任意の２０ポイントについて行われ、
最大値および最小値を求め、またそれらから平均値を求
めた。
【００１５】表１は、各種Ａｌ合金塊状物（１）〜（１
２）に関する線状溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄ、冷却部材４
上に流下した溶湯の温度Ｔ2 、その溶湯の過冷度Ｄｕお
よびビッカース硬さＨｖをそれぞれ示す。
２）に関する線状溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄ、冷却部材４
上に流下した溶湯の温度Ｔ2 、その溶湯の過冷度Ｄｕお
よびビッカース硬さＨｖをそれぞれ示す。
【００１６】
【表１】 表１において、Ａｌ合金塊状物（１），（２）は過冷状
態を経ずに凝固したものであるが、他のＡｌ合金塊状物
（３）〜（１２）は過冷状態を経て凝固したものであ
る。
態を経ずに凝固したものであるが、他のＡｌ合金塊状物
（３）〜（１２）は過冷状態を経て凝固したものであ
る。
【００１７】図２は、Ａｌ合金塊状物（１）の金属組織
を示す顕微鏡写真（４００倍）であり、図３は、Ａｌ合
金塊状物（９）の金属組織を示す顕微鏡写真（４００
倍）である。図１および図２を比較すると、過冷状態を
経て凝固したＡｌ合金塊状物（９）の金属組織は、過冷
状態を経ずに凝固したＡｌ合金塊状物（１）のそれに比
べて均一で、且つ微細であることが判る。
を示す顕微鏡写真（４００倍）であり、図３は、Ａｌ合
金塊状物（９）の金属組織を示す顕微鏡写真（４００
倍）である。図１および図２を比較すると、過冷状態を
経て凝固したＡｌ合金塊状物（９）の金属組織は、過冷
状態を経ずに凝固したＡｌ合金塊状物（１）のそれに比
べて均一で、且つ微細であることが判る。
【００１８】図４は、表１に基づいて過冷度Ｄｕとビッ
カース硬さＨｖとの関係をグラフ化したものである。図
４から明らかなように、過冷状態を経て凝固したＡｌ合
金塊状物（３）〜（１２）は、過冷状態を経ずに凝固し
たＡｌ合金塊状物（１），（２）に比べて、金属組織の
均一微細化に伴い硬さが向上しており、したがって高強
度化が図られている。特に、過冷度ＤｕをＤｕ≧１００
℃に設定すると、強度向上効果が一層顕著となる。
カース硬さＨｖとの関係をグラフ化したものである。図
４から明らかなように、過冷状態を経て凝固したＡｌ合
金塊状物（３）〜（１２）は、過冷状態を経ずに凝固し
たＡｌ合金塊状物（１），（２）に比べて、金属組織の
均一微細化に伴い硬さが向上しており、したがって高強
度化が図られている。特に、過冷度ＤｕをＤｕ≧１００
℃に設定すると、強度向上効果が一層顕著となる。
【００１９】〔実施例２〕Ａｌ合金として、組成がＡｌ
90Ｆｅ6 Ｔｉ2 Ｓｉ2 （数値は原子％）であるものを選
択した。そのＡｌ合金の液相線温度Ｔ1 は、示差熱分析
（ＤＴＡ）の結果、９９０℃であることが判明した。
90Ｆｅ6 Ｔｉ2 Ｓｉ2 （数値は原子％）であるものを選
択した。そのＡｌ合金の液相線温度Ｔ1 は、示差熱分析
（ＤＴＡ）の結果、９９０℃であることが判明した。
【００２０】図１の製造装置において、ノズル２の噴射
口１の直径、溶湯Ｍに対する加圧力Ｐおよび流下距離Ｄ
を種々変更し、また溶湯の温度を１０５０℃に設定し、
さらに前記方法に則って複数のＡｌ合金塊状物を製造し
た。また実施例１と同様に各種測定を行った。
口１の直径、溶湯Ｍに対する加圧力Ｐおよび流下距離Ｄ
を種々変更し、また溶湯の温度を１０５０℃に設定し、
さらに前記方法に則って複数のＡｌ合金塊状物を製造し
た。また実施例１と同様に各種測定を行った。
【００２１】表２は、各種Ａｌ合金塊状物（１）〜（１
５）に関するノズル２の噴射口１の直径、溶湯に対する
加圧力Ｐ、線状溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄ、冷却部材４上
に流下した溶湯の温度Ｔ2 、その溶湯の過冷度Ｄｕおよ
びビッカース硬さＨｖをそれぞれ示す。
５）に関するノズル２の噴射口１の直径、溶湯に対する
加圧力Ｐ、線状溶湯流Ｍｓの流下距離Ｄ、冷却部材４上
に流下した溶湯の温度Ｔ2 、その溶湯の過冷度Ｄｕおよ
びビッカース硬さＨｖをそれぞれ示す。
【００２２】
【表２】 表２より、過冷度Ｄｕの増加に伴い硬さが大となり、Ａ
ｌ合金塊状物の金属組織の均一微細化が図られて強度が
向上することが判る。
ｌ合金塊状物の金属組織の均一微細化が図られて強度が
向上することが判る。
【００２３】ただし、噴射口１の直径、したがって線状
溶湯流Ｍｓの直径ｄがｄ＝３．５mmになると、その線状
溶湯流Ｍｓの表層部および心部間に温度差が生じるた
め、硬さに僅かながらばらつきを生じる。したがって、
線状溶湯流Ｍｓの直径ｄは、ｄ≦３．０mmであることが
好ましい。
溶湯流Ｍｓの直径ｄがｄ＝３．５mmになると、その線状
溶湯流Ｍｓの表層部および心部間に温度差が生じるた
め、硬さに僅かながらばらつきを生じる。したがって、
線状溶湯流Ｍｓの直径ｄは、ｄ≦３．０mmであることが
好ましい。
【００２４】なお、実施例１，２は、Ａｌ合金よりなる
塊状物の製造について述べられているが、本発明は、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｍｇ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金
等よりなる塊状物の製造にも適用される。
塊状物の製造について述べられているが、本発明は、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｍｇ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｆｅ、Ｆｅ合金
等よりなる塊状物の製造にも適用される。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、線状溶湯流の下流側に
生じる過冷現象を利用することによって、均一で、且つ
微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物を
容易に得ることができる。
生じる過冷現象を利用することによって、均一で、且つ
微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物を
容易に得ることができる。
【図１】Ａｌ合金塊状物製造装置の概略図である。
【図２】Ａｌ合金塊状物の一例における金属組織を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図３】Ａｌ合金塊状物の他例における金属組織を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図４】過冷度とビッカース硬さとの関係を示すグラフ
である。
である。
Ｍ 溶湯 Ｍｓ 線状溶湯流 ４ 冷却部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀村 弘幸 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 11−806
Claims (3)
- 【請求項１】 溶湯を、他物に接触させることなく線状
に流下させて、その線状溶湯流の下流側を過冷状態に
し、その過冷状態の溶湯を冷却部材上に堆積させつつ凝
固させることを特徴とする均一で、且つ微細な金属組織
を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法。 - 【請求項２】 前記溶湯は、Ａｌ合金組成の溶湯であっ
て、前記冷却部材上に流下した前記溶湯の過冷度Ｄｕは
Ｄｕ≧１００℃である、請求項１記載の均一で、且つ微
細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製
造方法。 - 【請求項３】 前記線状溶湯流の直径ｄはｄ≦３．０mm
である、請求項２記載の均一で、且つ微細な金属組織を
持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23927193A JPH0768350A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23927193A JPH0768350A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768350A true JPH0768350A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=17042279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23927193A Pending JPH0768350A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 均一で、且つ微細な金属組織を持つ機械的特性の優れた金属塊状物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003071546A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-11 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム鋳塊およびその連続鋳造方法ならびに前記アルミニウム鋳塊を用いた電解コンデンサの電極用アルミニウム箔の製造方法 |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP23927193A patent/JPH0768350A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003071546A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-11 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム鋳塊およびその連続鋳造方法ならびに前記アルミニウム鋳塊を用いた電解コンデンサの電極用アルミニウム箔の製造方法 |
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