JPH11504682A - 半固体状態での成形のための金属合金塊 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は半固体状態で成形するための金属合金塊において、３０％と７０％の間に含まれる液体の比率に対応する温度から、室温まで、環境空気によって冷却した後、画像解析によって測定した体積多孔率が２％と２０％の間に、好適には３％と８％の間に含まれる塊に関するものである。さらに、液体金属から鋳造された、半固体状態で成形するための金属合金塊において、８０ｈＰａで固化試験によって測定された、通気レベルが、標本の体積多孔率が３％と５０％の間に、好適には４％と２５％の間に含まれる塊にも関するものである。かかる塊の製造方法は液体金属内に、水素などの可溶性で、化学反応を起こさない気体を導入するその合金の液体状態での処理を含む。本発明は半固体状態での金属の流動学特性を向上させることを可能にし、より優れた品質の部品が得られることになる。

Description

【発明の詳細な説明】 半固体状態での成形のための金属合金塊 発明の分野 本発明は半固体状態での、すなわちこの半固体状態で揺変性を示す、合金の 固相線と液相線の間に含まれる温度での金属合金の成形分野に関するものである 。半固体状態でのこの成形は「流動成形」とすることができ、この方法では特定 条件で液体金属を鋳造して、任意の形状の半固体金属合金塊を得て、鍛造、延伸 または加圧鋳造から派生した加圧射出で直ちに成形される。 それはまた、工業的にもっとも普及している「揺変成形」とすることも可能 で、この方法では例えば、ビレットなどの固体の半製品を準備し、この半製品ま たは半固体状態のこの半製品から得られた一塊を加熱し、延伸、鍛造または加圧 射出で成形する。 技術の現状 半固体状態での金属合金の成形は、ある特定条件で製錬され、半固体状態で 加熱した金属が、時間と剪断速度に応じた見かけ粘性を示すことをＭＩＴのＰｒ ．ＦＬＥＭＩＮＧＳのグループが１９７０年のはじめに発見してから発展した。 例えば、この粘性によって固体として取り扱うことができる、静止状態での１０⁹ Ｐａ．ｓから、粘度のある液体として金型の中の射出することができ、大きな 剪断を受けたときの１Ｐａ．ｓまで変化することができる。 この特性を示すために金属は、Ｐｒ ＦＬＥＭＩＮＧＳの最初の特許に記載 のような機械的攪拌によって、あるいは例えば、特許ＩＴＴ−ＡＬＵＭＡＸ 米 国特許第４４３４８３７号および米国特許第４４５７３５５号、またはＡＬＵＭ ＩＮＩＵＭ ＰＥＣＨＩＮＥＹ ＥＰ０３５１３２７およびＥＰ０４３９９８１ などに記載の電磁攪拌によって得ることのできる球形構造、または仕上げ粒子を 合金 に添加し、特殊鋳造条件で得られる、半固体状態での加熱球形形成を可能にする 、きわめて製錬された等軸樹枝上構造などの特定の構造で固化されなければなら ない。 Ｍ．Ｐ．ＫＥＮＮＥＹらによる論文≪Ｓemisolid Ｍetal Ｃasting and Ｆo rging≫, Ｍaterials,pp.327-338はＺｎ、Ｍｇ、ＣｕとＴｉの合金ならびにＮｉまたはＣ ｏ系の超合金などの鉄および非鉄合金に適用されるが、とくに鋳造のアルミ合金 のために商用開発されたこの技術のかなり完全な総論を紹介している。 半固体状態での成形の主たる利点は固体として振る舞い、そのためターレッ ト型の自動設備で操作可能な合金の取り扱いの容易さ、大きな剪断力を受けた際 のほとんど液体のような振る舞いによる低い射出圧力と、完全に溶融するまで加 熱する必要がないことによる熱利得と、最後に引け巣や分離なしに得られ、層流 の充填で薄肉壁を実現することが可能な部品の質である。 これらの利点は強い剪断力を受けたときの粘性が小さいほど、すなわち、静 止時の固体の振る舞いを温存しながら、液体の振る舞いに近づくほど顕著になる 。 他方、揺変性合金の商業的開発が始まったときから、多孔性は実現された部 品の良好な冶金学的健全性を損なうと思われるので、従来の高級合金の場合に通 常行われているのと同じように、気体による金属の多孔性をできるだけ低く抑え るために供給者は努力した。例えば上述のＭetals Ｈandbookの論文は、半固体 状態で鍛造によって得られた製品において、気体による多孔性はきわめてまれで あり、金属の流れの過剰な渦を作り出し、型から空気を取り込む過剰な湯口速度 に由来し、この速度を低下することによって防止できることを示している。この ことはかかる多孔性が望ましくないことを示している。 金属の通気レベルはいわゆるｄ₈₀密度の測定によって液体金属について評価 される。これは容器で少量の液体金属を採取し、真空カバーの中に置き、８０ｈ Ｐａの残留圧力の下で徐々に固化させ、精密秤でその密度を測定するものである 。液体金属の含むガスが少ないほど、その密度は高い。 アルミ合金の場合、揺変性ビレットの仕様書にはｄ₈₀密度の最低値が推奨さ れている：例えば、珪素が７％、マグネシウムが０．６％の合金では、理論密度 ２．６７に対してｄ₈₀＞２．６０とする、すなわち比（ｄ_th−ｄ₈₀）／ｄ_thで定 義される、８０ｈＰａで固化した標本の体積多孔性率＜２．６２％となる。 発明の対象 発明者らは、意外なことに、半固定成形の場合、この入札仕様書を遵守しな かったとき、すなわちもっと高い通気レベルの場合、実現された部品の冶金学的 健全性に予想される欠点を招かないのみならず、半固体状態で加熱された小片が 強い剪断を受けたときの見かけ粘性を顕著に低下させ、反対に、後工程で熱処理 した場合にも、全く多孔性が見られない、鍛造または加圧射出部品の優れた性質 が得られることを認めた。加えて、最終部品の伸長は増加するが、破断強度と弾 性限度は低下せず、伸長の分散は大幅に減らされる。 したがって、本発明は８０ｈＰａの減圧下で固化試験して測定された通気レ ベルが、体積多孔率ａ＝（ｄｔｈ−ｄ₈₀）／ｄｔｈが３％と５０％の間に、公的 には４％と２５％の間に含まれるような液体金属から鋳造した、半固体状態で成 形するための金属合金塊を対象とする。流動成形の場合、この金属塊は半固体状 態で鋳造され、最終部品を得るために直ちに成形される。揺変成形の場合、鍛造 ブランクまたは延伸ビレットなどの、あるいは加圧射出するために円筒状の小片 に切断されるビレットなどの半製品の形に、固体状態で鋳造される。 本発明は３０％と７０％の間に含まれる液体の比率に対応する温度から、室 温まで、環境空気によって冷却した後、塊の中心とその表面の間の中間距離で画 像解析によって測定した、体積多孔率ｐが２％と２０％の間に含まれる、好適に は３％と８％の間に含まれる、半固体状態で成形するための金属合金塊も対象と する。 流動成形の場合、塊は鋳造から直接半固体状態で得られる。揺変成形の場合 、金属塊は鋳造で得られた固体の半製品（鋼材、ビレットまたは小片）を液体部 分 の比率が３０％から７０％の間に含まれる温度まで加熱して得られる。多孔率ｐ の測定のために使用する加熱時間はｔ（分）＝２．５６(Ｖ／Ｓ)²で、ここでＶ ／Ｓはｃｍ単位で測定した、合金の塊とその表面積の比である。多くの場合、塊 が円筒状のときは、ｔ＝０．１６Ｄ²となり、ここでＤはｃｍ単位の円筒の直径 である。本発明はとくにアルミ合金に、もっと具体的には３％から３０％のＳｉ を、また必要に応じて、銅やマグネシウムなどの他の添加元素を含有するＡｌＳ ｉ合金に適用される。 発明の説明 制御された多孔率を得るための特定の測定を除いて、本発明による揺変性金 属の製造は通常の方法、例えば、揺変成形ビレットの場合、特許ＥＰ０３５１３ ２７とＥＰ０４３９９８１に記載の方法に従ってスライド磁場三相線形電動機に よって擬輪環面攪拌を伴う負荷垂直鋳造によって行われる。しかし金属塊は固化 の際に機械的に攪拌して、静的攪拌・冷却器を使用して、あるいは、米国特許第 ４４３４８３７号および米国特許第４４５７３５５号に記載の方法のごとく、そ の他の電磁気攪拌方法によって製錬することもできる。最後に、例えば、特許出 願ＷＯ９６／／３２５１９に記載のごとく、特殊鋳造条件で、粒子仕上げ剤（例 えば、アルミ合金の場合ＴｉＢ₂）を含有する金属から攪拌なしに製錬すること もできる。 鋳造金属の不純物特性と構造の均質性を確保するために液体金属の従来の処 理法（濾過、回転射注入キャビティ）も使用できる。 本発明による制御された多孔率を得るために、液体金属内に、気泡の細かく 均質な分散を保証しながら、浴内に可溶性で、浴と化学反応を起こさない気体の 所定の量を導入する。このために最適な気体は水素で、必要に応じて窒素または アルゴンなどの中性気体と混合することができる。 水素源としては水化塩系のフラックスを用いることもできる。 もう一つの手段は水素を導入するために、一般的に保持炉と鋳造作業場の間 に置かれた処理キャビティ、例えば、ＰＥＣＨＩＮＥＹ ＲＨＥＮＡＬＵ社が販 売しているＡＬＰＵＲ（登録商標）キャビティなどの、回転ノズル式気体注入器 を備えたキャビティを用いることからなる。この場合、アルゴンまたは窒素など の中性気体だけを注入する代わりに、中性気体にある比率で水素を混合する。気 体が液体をくぐる静的装置を用いることもできる。金属の通気は処理の際に大気 圧を超える圧力を維持することによって容易になる。 ビレットの鋳造の際の通気レベルをできるだけ一定に保つために、気体また は気体混合物の注入は好適には連続的に実施される。 液体金属のガス入れレベルは上述のｄ₈₀密度の測定によって評価できる。多 孔性のないときの理論的密度が２．６７であるＳｉが７％、Ｍｇが０．６％の合 金の場合、納入業者の仕様書にはｄ₈₀＞２．６０が規定され、これは多孔率ａ＝ （２．６７−２．６０）／２．６７＝２．６２％に相当する。本発明の特性値を 得るために、この率ａは３％を超え、好適には４％を超えるものとし、５０％を 超えると初めて、鍛造または加圧射出部品内に有害な多孔性が出現する恐れがあ る。しかしながら、２５％未満に維持することが望ましい。 液体比率が３０％から７０％の、好適には５０％に近い成形温度から、室温 までの、環境空気の対流によって冷却された標本上で半固体状態での成形のため の合金塊の多孔性も測定することができる。揺変成形の場合、固体半製品は好適 には公称時間ｔ＝２．５６(Ｖ／Ｓ)²の間、成形温度に加熱される、ここでｔは 分単位で表され、Ｖはｃｍ³単位の金属塊の体積、Ｓはｃｍ²単位のその表面積で ある。開始半製品が直径Ｄの円筒状のビレットから切り取った小片である、工業 的にもっとも多くの場合、公式は、Ｄをｃｍ単位で表すときはｔ＝０．１６Ｄ² で、アルミ合金業界では慣例の、Ｄがインチ単位で表されるときはｔ＝Ｄ²と書 かれる。 ｐの測定には画像解析法が使用され、合金塊の幾何的中心とその表面のおよ そ中間距離で、すなわちビレットから切り取った小片などの円筒状の塊の場合は 、高さの中間と、半径の中間で標本を採取し、標本の化学的に腐食されていない 研磨面に実現した顕微鏡写真で画像解析を実施することから成る。白い部分は球 を、 灰色の部分は共晶を、黒い部分が多孔性を表している。解像度は寸法＞１０μｍ の孔が計算できるようにしなければならない。表面部分の平均が安定するまで、 ３６０度に配分された標本の少なくとも２５の領域で測定を反復する。 粘性減少特性は体積多孔率が２％を超えるとすぐに現れ、２０％を超えると 、鍛造または加圧射出部品内に多孔性が出現することがわかった。これらの率は 延伸、鍛造または加圧鋳造による工業的実施の段階での金属内の通気の多孔性の 現実の率である。 本発明による金属の使用に伴う主たる結果は、微小構造を始めとする、他の 全てのパラメータが同様のままで、半固体状態での金属塊の見かけ粘性が劇的に 低下することである。 このみかけ粘性を測定する流動性試験は侵入試験で、所定の長さの行程の間 一定速度で道具によって圧縮された、半固体状態での金属塊の耐変形性Ｆを測定 することをもって成る。金属損失は温度の指標、したがって、所与の材料の液体 比率の指標になるので、８％の滲出による金属損失の通常の値についてこの力Ｆ と一体の限界力Ｆ_sの比を出す。 ＡｌＳｉアルミ合金の場合、４０％を超えるＦ／Ｆ_s比の減少が認められた 。同時に、多孔性の増加にもかかわらず、鍛造または加圧射出部品の冶金学的健 全性は少なくともガス抜き金属と同じ程度に良好で、機械的特性は少なくとも同 等で、伸長は強度を減らすことなしに増加さえした。さらに、統計的分散は大幅 に減少したので、この伸長はよりよく制御された。 他方、ＴＩＧまたはＭＩＧ法による溶接試験によって、本発明によって処理 した合金の使用は溶接ビード内にも、熱影響部分内にも多孔性をいっさい引き起 こさないことが確認された、そのためかかる合金によって溶接した部品の実現が 可能になる。 実施例 理論密度２．６７のストロンチウムで修正した珪素７％、マグネシウム０． ６％のアルミ合金Ａ−Ｓ７Ｇ０．６（アルミニウム協会の命名では３５７）を製 錬した。鋳造の前に合金を回転注入ノズル式のＡＬＰＵＲ（登録商標）キャビテ ィ内で処理した。合金の一部は純粋なアルゴンで、他の２つの部分は２つの異な る流量で水素を１０％（体積で）添加したアルゴンで処理した。全体はＰＥＣＨ ＩＮＥＹの特許ＥＰ０４３９９８１によるスライド磁場三相線形電動機によって 電磁攪拌をかけながら、直径７６ｍｍ、長さ３ｍのビレットの形に鋳造された。 純粋なアルゴンで処理した合金は１．２％の体積多孔率にあたる２．６４の ｄ₈₀密度を示し、低い流量のアルゴン・水素混合物で処理した合金は、５．６％ の多孔率ａにあたる２．５２のｄ₈₀密度を示し、高い流量の混合物で処理したも のは２，２３のｄ₈₀密度、すなわち１６．５％の多孔率ａを示した。 純粋アルゴンで処理した合金ビレットから高さ１１０ｍｍの１０個の小片を 、２つの流量のアルゴン・水素混合物で処理した合金のビレットのそれぞれから １０個の小片を採取し、それぞれの小片は対照部品の加圧射出に必要な金属量に 対応している。小片は液体比率が５０％に達するように誘導炉内で９分間５７８ ℃に加熱した。 これらの小片に対して実施した流動学試験で得られた８％金属損失でのＦ／ Ｆ_s比の平均値はアルゴン処理金属で０．３５５、低い流量のアルゴン・水素混 合物で処理した金属では０．２０、高い流量の混合物で処理した金属は０．１５ に等しく、これは見かけ粘性の非常に大きな低下にあたる。 同一のビレットに由来する、上述と同じ条件で加熱し、室温まで空気で冷却 した小片について、映像解析によって体積多孔率ｐ（％単位）を測定した。観察 は、それぞれ小片の軸、半径の半分、および端から１０ｍｍを中心とした面積１ １０ｍｍ²にわたって小片の高さの中間で実施した。検査したそれぞれの区域に ついて、もしあった場合、分離による偏向を排除するために、角度１２０度ずつ それぞれずらした８回の測定を３セット実施した。得られた顕微鏡写真画像を、 ＫＯＮＴＲＯＮのＩＢＡＳ解析ソフトウェアを用いて、＜１０μｍの解像度で、 多孔性を暗い部分に対応させて解析した。結果は次の通りである： 最初の２つのタイプのビレット（Ｈ₂なしと低流量Ｈ₂）のそれぞれ１０個の小片 を上述と同じ条件で加熱し、最終射出圧を１００ＭＰａとして、直径１９ｍｍの 牽引試験片のブランクの形で加圧射出した。直径１３．８ｍｍ、目印の間の初期 長さが７０ｍｍの試験片を鋳造ブランクから加工し、規格ＮＦ ＥＮ Ｉ０００２ −１およびＮＦ Ａ ５７１０２によって、機械特性を測定した：破断強度Ｒ_m（ ＭＰａ単位）、０．２％の伸長Ｒ_0.2での通常の弾性限度（ＭＰａ単位）と破断 伸長Ａ（％単位）。結果は次の通りである： 水素処理した合金製の標本ではＲ_mとＲ_0.2の平均がやや高く、平均伸長がは るかに高いことがわかる。他方、標準偏差で測定した、伸長の分散は、きわめて 明らかに減少している。 水素処理した合金の良好な溶接適性を確認するために、ＭＩＧおよびＴＩＧ溶 接試験を実施した。機械特性の測定に使用したのと同一の、牽引試験片ブランク を６０６１合金薄板から得られた小板に溶接した。溶接継ぎ目の顕微鏡写真の観 察から、溶接ビードと水素処理した合金の熱影響部分はガスを含まない合金との 比較して多孔性については差がなかった。２つの場合において、溶接の品質はき わめて良好で、この点に関しては、フランス規格ＮＦ８９−２２０の１級に相当 していた。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月２日 【補正内容】 明細書 鍛造ブランクまたは延伸ビレットなどの、あるいは加圧射出するために円筒状の 小片に切断されるビレットなどの・・・ 本発明は３０％と７０％の間に含まれる液体の比率に対応する温度から、室 温まで、環境空気によって冷却した後、塊の中心とその表面の間の中間距離で画 像解析によって測定した、大きさ＞１０μｍの孔について、体積多孔率ｐが２％ と２０％の間に含まれる、好適には３％と８％の間に含まれる、半固体状態で成 形するための金属合金塊も対象とする。 流動成形の場合、塊は鋳造から直接半固体状態で得られる。揺変成形の場合 、金属塊は鋳造で得られた固体の半製品（鋼材、ビレットまたは小片）を液体部 分の比率が３０％から７０％の間に含まれる温度まで加熱して得られる。多孔率 ｐの測定のために使用する加熱時間はｔ（分）＝２．５６(Ｖ／Ｓ)²で、ここで Ｖ／Ｓはｃｍ単位で測定した、合金の塊とその表面積の比である。多くの場合、 塊が円筒状のときは、ｔ＝０．１６Ｄ²となり、ここでＤはｃｍ単位の円筒の直 径である。本発明はとくにアルミ合金に、もっと具体的には３％から３０％のＳ ｉを、また必要に応じて、銅やマグネシウムなどの他の添加元素を含有するＡｌ Ｓｉ合金に適用される。 発明の説明 制御された多孔率を得るための特定の測定を除いて、本発明による揺変性金 属の製造は通常の方法、例えば、揺変成形ビレットの場合、特許ＥＰ０３５１３ ２７とＥＰ０４３９９８１に記載の方法に従ってスライド磁場三相線形電動機に よって擬輪環面攪拌を伴う負荷垂直鋳造によって行われる。しかし金属塊は固化 の際に機械的に攪拌して、静的攪拌・冷却器を使用して、あるいは、米国特許第 ４４３４８３７号および米国特許第４４５７３５５号に記載の方法のごとく、そ の他の電磁気攪拌方法によって製錬することもできる。最後に、・・・粒子仕上 げ剤（例えば、・・・合金の場合ＴｉＢ₂）を含有する金属から攪拌なしに製錬 することもできる。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年３月２日 【補正内容】 請求の範囲 １．固体半製品から得られた揺変成形のための金属合金塊において、３０％と７ ０％の間に含まれる液体の比率に対応する温度で半固体状態に加熱され、ついで 環境温度まで冷却され、塊の中心とその外面の間の中間距離で画像分析によって 測定した、大きさ＞１０μｍの孔について、２％と２０％の間に含まれる体積多 孔率ｐを示すことを特徴とする金属合金塊。 ２．請求項１に記載の塊において、多孔率ｐが３％と８％の間に含まれることを 特徴とする塊。 ３．請求項１又は２に記載の塊において、合金がアルミ合金であることを特徴と する塊。 ４．請求項１から３のいずれか一つに記載の金属合金塊において、多孔率ｐの測 定のために、ＶとＳがそれぞれｃｍ³およびｃｍ²で表された塊の体積と表面積で あるときｔ＝２．５６(Ｖ／Ｓ)²となる時間ｔ（単位：分）の間、半固体状態ま で、加熱されることを特徴とする金属合金塊。 ５．請求項４に記載の塊において、直径Ｄの円筒状の小片であり、Ｄをｃｍ単位 で表したとき、加熱時間がｔ＝０．１６Ｄ²であることを特徴とする塊。 ６．揺変成形のための固体金属合金塊において、８０ｈＰａで固化試験によって 測定された、通気レベルが、標本の体積多孔率ａ＝（ｄ_th−ｄ₈₀）／ｄ_thが３％ と５０％の間に含まれるような液体金属から鋳造されることを特徴とする金属合 金塊。 ７．請求項６に記載の塊において、体積多孔率ａが４％と２５％の間に含まれる ことを特徴とする塊。 ８．請求項６または７に記載の塊において、合金がアルミ合金であることを特徴 とする塊。 ９．請求項６から８のいずれか一つに記載の塊において、ビレットであることを 特徴とする塊。 １０．請求項１から９のいずれか一つに記載の金属合金塊の制御通気法において 、金属合金の製錬と、細かく均質に、液体合金内に可溶性で、それと化学反応を 起こさない気体を導入するその合金の液体状態での処理と、半固体状態で揺変性 特性が得られるような微小構造を示す塊の形でのこの合金の鋳造とから成る方法 。 １１．請求項１０に記載の方法において、気体が水素であることを特徴とする方 法。 １２．請求項１１に記載の方法において、気体が窒素またはアルゴンなどの中性 気体と混合されることを特徴とする方法。 １３．請求項１０から１２のいずれか一つに記載の方法において、液体金属が大 気圧を超える圧力にかけられることを特徴とする方法。 １４．請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法において、通気させる静 的装置によって気体または気体混合物が液体合金内に導入されることを特徴とす る方法。 １５．請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法において、回転ノズル式 気体注入器を備えた処理キャビティによって気体または気体混合物が液体合金内 に導入されることを特徴とする方法。 １６．請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法において、水化塩から成 るフラックスによって気体が液体合金内に導入されることを特徴とする方法。 １７．請求項１０から１６のいずれか一つに記載の方法において、鋳造塊がビレ ットであることを特徴とする方法。 １８．請求項１７に記載の方法において、ビレットの鋳造がそれに球形固化構造 を付与する攪拌によって行われることを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０１ Ｃ２２Ｃ 1/02 ５０１Ｆ ５０３ ５０３Ｊ 1/08 1/08 Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ルウ，ウィレム フランス共和国，エフ―38850 シラン, ラ ガランジェール (72)発明者 ブリモン，ミシェル フランス共和国，エフ―38500 クーブル ヴィ シデックス 223デー，ロティッス マン ロルジョワーズ (72)発明者 タヴェルニエ，マルク フランス共和国，エフ―38500 クーブル ヴィ シデックス 20，リュ デ シャル ミーユ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．半固体状態で成形するための金属合金塊において、３０％と７０％の間に含 まれる液体の比率に対応する温度から、室温まで、環境空気によって冷却した後 、塊の中心とその表面の間の中間距離で画像解析によって測定した、体積多孔率 ｐが２％と２０％の間に含まれることを特徴とする金属合金塊。 ２．請求項１に記載の塊において、多孔率ｐが３％と８％の間に含まれることを 特徴とする塊。 ３．請求項１又は２に記載の塊において、合金がアルミ合金であることを特徴と する塊。 ４．請求項１から３のいずれか一つに記載の金属合金塊において、固体の半製品 から得られ、この半製品が多孔率ｐの測定のために、ＶとＳがそれぞれｃｍ³お よびｃｍ²で表された塊の体積と表面積であるときｔ＝２．５６(Ｖ／Ｓ)²となる 時間ｔ（単位：分）の間、半固体状態まで、液体部分の比率が３０％から７０％ の間に含まれる温度まで加熱されることを特徴とする金属合金塊。 ５．請求項４に記載の塊において、直径Ｄの円筒状の小片であり、Ｄをｃｍ単位 で表したとき、加熱時間がｔ＝０．１６Ｄ²であることを特徴とする塊。 ６．半固体状態で成形するための金属合金塊において、８０ｈＰａで固化試験に よって測定された、通気レベルが、標本の体積多孔率ａ＝（ｄ_th−ｄ₈₀）／ｄ_th が３％と５０％の間に含まれるような液体金属から鋳造されることを特徴とする 金属合金塊。 ７．請求項６に記載の塊において、体積多孔率ａが４％と２５％の間に含まれる ことを特徴とする塊。 ８．請求項６または７に記載の塊において、合金がアルミ合金であることを特徴 とする塊。 ９．請求項６から８のいずれか一つに記載の塊において、揺変成形のためのビレ ットであることを特徴とする塊。 １０．請求項１から９のいずれか一つに記載の金属合金塊の制御通気法において 、金属合金の製錬と、細かく均質に、液体合金内に可溶性で、それと化学反応を 起こさない気体を導入するその合金の液体状態での処理と、半固体状態で揺変性 特性が得られるような微小構造を示す塊の形でのこの合金の鋳造とから成る方法 。 １１．請求項１０に記載の方法において、気体が水素であることを特徴とする方 法。 １２．請求項１１に記載の方法において、気体が窒素またはアルゴンなどの中性 気体と混合されることを特徴とする方法。 １３．請求項１０から１２のいずれか一つに記載の方法において、液体金属が大 気圧を超える圧力にかけられることを特徴とする方法。 １４．請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法において、通気させる静 的装置によって気体または気体混合物が液体合金内に導入されることを特徴とす る方法。 １５．請求項１０から１３のいずれか一つに記載の方法において、回転ノズル式 気体注入器を備えた処理キャビティによって気体または気体混合物が液体合金内 に導入されることを特徴とする方法。 １６．請求項１０から１２のいずれか一つに記載の方法において、水化塩から成 るフラックスによって気体が液体合金内に導入されることを特徴とする方法。 １７．請求項１０から１６のいずれか一つに記載の方法において、鋳造塊がビレ ットであることを特徴とする方法。 １８．請求項１７に記載の方法において、ビレットの鋳造がそれに球形固化構造 を付与する攪拌によって行われることを特徴とする方法。