JPH01279712A - アルミニウム合金の不純物除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム合金中の不純物の除去法に係り、
特にＭｇを有効成分として許容し得るアルミニウム合金
中の不純物を除去する方法に関するものである。

（従来の技術） 超高純度アルミニウムを原料として得られるアルミニウ
ム製品の代表例としては、電解コンデンサー用高純箔、
磁気ディスク用基盤などが知られている。

このようなアルミニウム製品を製造する場合、製品材料
を原料（リターン・スクラップ）として再利用できるな
らば資源の有効利用の観点から望ましいことである。し
かし、これらの製品向けに溶解、鋳造及び圧延を行った
アルミニウム合金材料は、炉中及び圧延後の取扱いによ
るゴミ混入などに起因するＦｅ、ＳＬ等で汚染されてお
り、そのままでは原料としての再利用はできず、低コス
トでのアルミニウムの高純度化法が望まれているところ
である。

ところで、高純度アルミニウムの高純度化法、すなわち
、不純物を除去する方法に関しては、従来より １）三層式電解法 ２）分別結晶法（偏析法） 等を始めとして幾つかの方法が知られている。

前者の三層式電解法は、電解槽の中に陽極合金Ｍ（原料
層）、電解浴層及びアルミニウム層を保持し、最上層の
アルミニウム層中に陰極を浸して電解精製することによ
り、陰極反応及び陽極反応により不純物を電解層及び陽
極合金層に析出させて精製アルミニウムを得る方法であ
る。また、分別結晶法は、凝固の際の偏析を利用した高
純度化法であり、アルミニウム溶湯中に冷却管を入れ、
溶湯を冷却し微小な初晶を晶出させ、これを圧縮して粒
間不純物を押し出すプロセスを含む方法である（「金属
」、１９８８年１月号、ｐ、８〜１３参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかし、何種類かの不純物を含有することが多いリター
ン・スクラップの高純度化に対しては、三層式電解法は
好ましい方法ではない。

また１分別結晶法はリターン・スクラップの高純度化に
も使用できる方法であるが、この方法においても、例え
ば、特開昭６２−１５８８３０号の試験例２で実証され
ている如く、精製条件（同化期間、加圧力等）を多少変
えても、得られたアルミニウム中の不純物量については
、Ｆｅに比してＳｉの含有量が高い（Ｓｉ／Ｆａ＞１．
５）ことが問題とされてきた。したがって、不純物とし
てのＳｉ含有量が非常に少ないことが要求される場合に
は、 ■切捨て部を増す。

■全体の純度を上げる（平均凝固速度を遅くする）。

■三層式電解法にて精製したアルミニウムを多量に添加
する。

等の対応がなされていた。

しかし乍ら、これらの対応策は歩留の低下、精製の長時
間化、原料費の増大等のため、何れもコストアップとな
るもので、リターン・スクラップの再利用の手段として
の高純化度法としては望ましい方法ではなく、低コスト
で極少Ｓｉ含有量を得る方法の開発が望まれていた。

本発明は、か〜る要請に応えるべくなされたものであっ
て、アルミニウム材料について低コストでリターン・ス
クラップの高純度化を可能にする不純物除去法を提供す
るものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため１本発明者は、アルミニウム材
料の用途別の有効成分を勘案して、従来の分別結晶法、
すなわち、偏析法の問題点について分析し、高純度化を
可能にする方法を見い出すべき鋭意研究を重ねた。

その結果、偏析法によりアルミニウム材料中の不純物含
有量を低減するに際し、Ｍｇを積極的に含有させるなら
ば、Ｍｇ以外の不純物、特に従来除去が困難であったＳ
ｉを効果的に除去できることを見い出し、本発明をなし
たものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

偏析法（分別結晶法）によりアルミニウムを高純度化す
る場合、前述の公報に示されている如く、理論上精製除
去が可能な元素は、ＡＱとの平衡状態図（第１図参照）
Ｌ−おいて に＝Ｃｓ／Ｃ＜１ ここで、Ｃ３：固相濃度 Ｃ：液相濃度 に：平衡分配係数 の関係を満たす状態にある元素である。したがって、Ｆ
ｅ、　Ｓｉ、Ｃｕ、　Ｍｎ、　Ｍｇ、・・・、等のかな
りの元素が偏析法にて低減可能である。にも拘わらず、
従来の偏析法（分別結晶法）では、最大固溶限の大きい
Ｓｉ、Ｍｇ等は除去し雛かった。

しかし、本発明者は種々の実験研究の結果、上記の問題
はあくまでも純アルミニウム原料（地金）を得る高純度
化法においての問題であり、リターン・スクラップ中の
不純物除去という観点に立てば必ずしも障害ではないこ
とを究明するに至ったものである。

すなわち、Ａｕへの固溶限が大きく且つ低減し難い元素
であるＭｇを添加元素（必須元素）と考え、かつ、それ
外の元素を不純物と考える。換言するならば、従来、Ａ
Ｑ−８ｉ、ＡＱ−Ｆｅ、ＡＱ−Ｃｕ、・・・、等々の３
元系で扱っていた不純物除去法に代えて、［Ａ　Ｑ　−
Ｍｇｌ　−Ｆｅ、［ＡＲ−Ｍｇココ−ｉ、［ＡＱ−Ｍｇ
ｌ−Ｃｕ、・・・、等の擬２元系で扱う不純物除去法を
採用するのである。

この擬２元系において、偏析法を適応すると。

■　Ｆｅ、Ｍｎ等は［ＡＱ−Ｍｇｌとの親和性が殆どな
く、Ｍｇの影響を殆ど受けない。

■Ｃｕ、Ｚｎについては、［Ａｕ−Ｍｇｌとの親和性が
高く、Ｍｇ含有量が多いほど、Ｃｕ、Ｚｎが少なくなる
ことが期待される。

■Ｓｉについては、Ｍｇ２νｔ％超でのＡＱ−Ｍｇ−３
ｉの挙動は明らかでないが、Ｃｕ等と類似の挙動をする
ことが期待される。

すなわち、Ｍｇの含有自体が製品の用途に害を与えるも
のでなければ、不純物除去に際してのＭｇ含有は却って
好ましいものであるとの結論が得られる。したがって、
製品が高純度アルミニウム地金を用いて得られるＡＱ−
Ｍｇ系合金である場合、特に光輝材、磁気ディスク基盤
素材の場合、本偏析法を用いて不純物除去を行うことは
望ましい方法である。

次に本偏析法の条件について説明する。

この偏析法は、アルミニウム溶湯に積極的に適当量のＭ
ｇを含有させる点を除き、従来法と同様に実施すること
ができる。

この方法でＭｇ含有の効果を得るためのＭｇ量は、実質
的にＭｇが含有されている限り特に制限されないが、２
ｗｔ％以上の含有が望ましく、また理論的上限は存在し
ないが、実質的には溶湯酸化が著しくなるため、８ｗｔ
％以下が好ましい。なお、リターン・スクラップ中のＭ
ｇの含有量が少なすぎる場合には適当量を添加するとよ
い。

不純物除去を行う前のアルミニウム素材中の不純物、す
なわち、Ｍｇ以外のＳｉ等々の不純物は、理論的にはど
の程度含有されていても不具合はないが１作業効率上、
Ｆｅ、ＳＬは０．０５すｔ％以下が望ましい。またＴｉ
及びＣｒについては、本偏析法によっては含有量が低減
されないので、少ないことが望ましい、その他の元素も
不純物量（０，０５％ｉｔ％）以下である限り、問題は
ない。

また、平均凝固速度は遅いほど不純物除去がなされるた
め、１５ｍｍ／ｈｒ以下とすることが望ましい。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム又はアルミ
ニウム合金溶湯に対し、平均凝固速度が約６ｍｍ／ｈｒ
となるような熱勾配を与えて、偏析法により不純物除去
を行った。その結果を第１表に併記する。

第１表から明らかなとおり、Ｍｇが含有しているアルミ
ニウム合金溶湯の場合、Ｓｉ含有量の低減効果が著しい
ことがわかる。勿論、Ｆｅ、Ｃｕ等の含有量も低減して
いる。一方、Ｍｇが実質的に含有されていない純アルミ
ニウム溶湯の場合にはＳｉ含有量が多い。

ｃ以下余白】 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、偏析法によって
アルミニウム材料の不純物除去を行うに際し、Ｍｇを積
極的に含有させるので、Ｍｇ以外の不純物、特にＳｉ含
有量を顕著に低減することができ、Ｍｇ含有の高純度ア
ルミニウム合金を低コストで提供することが可能となる
。したがって、Ｍｇを有効成分とするアルミニウム合金
の不純物除去に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は平衡分配係数（ｋ）が１より小さい合金系の平
衡状態図（横軸：濃度、縦軸：温度）である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 第１図 ′、ｊ１度→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏析法によりアルミニウム材料中の不純物を除去するに
   際し、Ｍｇを含有させることにより、Ｍｇ以外の不純物
   を除去して高純度化することを特徴とするアルミニウム
   合金の不純物除去法。