JPH02129334A - 結晶微細化用合金 - 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またはアルミニウム合金を鋳造す
るに際して、溶湯中に添加して鋳造品の結晶微細化を図
るために使用する合金に係り、作業性および作業環境を
改善するとともに結晶微細化効果、速効性および歩留の
向上環を確保し得る結晶微細化用合金に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来アルミニウムまたはアルミニウム合金の鋳物や鋳塊
を鋳造するに際して、得られた鋳造品の結晶粒を微細化
する方法として、アルミニウムまたはアルミニウム合金
の溶湯中にＴｉ、　　Ｂ等の元素を含む結晶微細化剤を
添加することは周知である。

これはＴｉ、　Ｂ等の結晶微細化元素が溶湯中でＴｉＢ
ｚ、　Ｔｉ４１　ｓ等の化合物を多数形成し、これらの
化合物が核となってアルミニウムの結晶を成長させアル
ミニウム鋳物の組織を微細化するものと考えられている
。

またＴｉＢｚ、　ＴｉＡ　ｌ−：ｌの化合物の微細なほ
ど結晶の微細化効果があることが報告されている。この
目的のために次のものが実用化あるいは提案されている
。

■、インゴットあるいはロフト状のＡｊ２−Ｔｉ−Ｂ合
金。

■、Ｔｉ、　　Ｂを含むふっ化物を混合したフラックス
。

■、Ａ　ｌ　−Ｔｉ−Ｂ合金溶湯を急冷凝固させてＴｉ
Ｂｔ。

ＴｉＡ　ｌ　１を微細に晶出させた粉体状あるいはリボ
ン状のものが提案されている。（特開昭６２−１３３０
３７号） （発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら上記■の微細化用合金はインゴフトあるい
はロフト状に鋳込まれるために、冷却速度が遅（ＴｉＢ
ｚとＴｉＡ　ｌ　３の組織が粗くなり、結晶の核となる
能力に劣り、またインゴットあるいはロフト状では溶解
するのに時間を要するため、微細化剤の速効性に劣る。

また■の微細化用フラックスは有害なガスを発生し、作
業環境を悪化させるとともにフラックスの歩留がフラッ
クスの添加の熟練度に大きく左右され、フラックスの添
加量が少ない場合には微細化効果が不安定となる。さら
に■急冷凝固させた微細化用合金はｈＢｚ、　ＴｔＡ　
ｌ　２を微細に晶出するために、微粉末もしくは薄片状
とされ、アルミニウム溶湯に添加するときにかなり注意
深く添加撹拌作業を施してもフラックスの場合と同様に
添加歩留が悪く十分な微細化効果を得がたい欠点があっ
た。

本発明の目的は上述した不具合を解消して、作業性およ
び作業環境を改善するとともに、結晶微細化効果、速効
性および歩留の向上等を確保し得る結晶微細化用合金を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 発明者らは、上述の欠点を解決するために多数の実験を
試みた結果、粗大なＴｉ、Ｂ、　Ｔｉ−Ａ　ｌ化合物を
含まず、有効な微細化効果を持つＡ　Ｉ　−Ｔｉ−Ｂ合
金について、合金組成および合金粒径に関し研究を重ね
、Ｔｉ２〜７讐ｔ％および８０．１〜１．５ｗｔ％を含
有する粒径が０．８〜４ｆｌの合金は結晶微細化効果に
優れることを発見し、本発明を完成するに到った。すな
わち本発明はＴｉ２〜７ｗｔ％および８０．１〜１．５
ｗｔ％を含有するアルミニウム合金溶湯を急冷凝固して
成形した粒径０．８〜４ｆｉの結晶微細化用合金である
。

（作　用） 本発明の微細化用合金はＴｉおよびＢの含有量をＴｉ２
〜７ｗｔ％、８０．１〜１．５ｗｔ％とし、このような
範囲にあるアルミニウム溶湯を急冷凝固させて粒径０．
８〜４ｆｌφとすることによって、作業性および作業環
況を良好なものとし、結晶の微細化効果、速効性および
歩留の向上がはかれる。

ＴｉおよびＢの含有量が下限値以下では上記の効果が少
なく、また上限値以上となるとＴｉ−８およびＴｉ−Ａ
　ｌｔの粗大な化合物が晶出し、微細化効果を低下させ
ると共に鋳物および鋳塊の加工性、靭性を低下させる。

また本発明における急冷凝固とは、溶湯を以下に述べる
手段で冷却して０．８〜４’ｍφの粒径とする冷却速度
で凝固させることをいい、その速度は５０℃／ｓｅｃ以
上で７００℃／ｓｅｃ以下であって、下限値以下の冷却
速度ではＴｉ−Ｂ、　Ｔｉ−Ａｊ！化合物が粗大化し、
所期の微細化効果が得られない。望ましくは０．８〜２
．５鶴φの粒径のものとすることが好ましい。また上限
値以上の冷却速度では冷却すると、粒径が一層微細粒と
されたものとなって、微細化剤としての歩留が低下して
好ましくない。

すなわち粒径が０．８〜４ｎφのものを得るには冷却速
度５０〜７００℃／ｓｅｃとなり、このときのＴｉ　−
８，Ｔｉ−Ａ　Ｉ！化合物の大きさはＴｉ−８が６〜１
５．ｃｒ＋ｎ。

Ｔｉ−Ａ　１が８〜３０μｍ程度のものである。

次に本発明の結晶微細化用合金の製造法について説明す
る。

すなわち上述の組成範囲にあるＡｌ２−Ｔｉ−８合金溶
湯の流れにその周囲からガスジェットを衝突させ、溶融
金属を細かく噴霧するアトマイズ法、あるいは溶融金属
を高速回転している円板に滴下し、遠心力で溶融金属を
噴霧する回転円板法、あるいは回転する双ロールの間に
溶融金属を噴霧させ急冷する噴霧ロール法、または本出
願人が先に提案した、高速で回転する回転カップの側面
に設けられた多数の小孔から飛散した溶湯飛来をその外
周に設けられた本体ボデーの側壁内面に沿って流下され
る冷却液で受は止めて冷却凝固する回転カップ法（実開
昭６３．９８３４１）等が適用できるが、粒体形状が流
動性のよい球状体の得れる上記回転円板法あるいは回転
カップ法を用いることが好ましい。

（実施例） Ａｌ−５％Ｔｉ−１％Ｂ合金を製造し、これを下記方法
で固化、篩い分けし結晶微細化用合金を得た。

（実施例１） 回転速度１２００ｒｐｍで回転する回転カップの側面に
多数設けられた直径が１．０ｆｉである小孔から飛散し
た溶湯飛来をその外周に設けられた本体ボデーの側壁内
面に沿って流下される冷却液で受は止めて冷却凝固する
回転カップ法により得た粒状体を篩い分けして粒径０．
８〜４ｍｍのものを得た。

（比較例１） 空気アトマイズ法により粉粒化し、篩い分けして粉粒径
３２５μｍ以下のものを得た。

（比較例２） 実施例１の方法で得た結晶微細化用合金を篩い分けして
粒径５ｆ１以上のものを得た。

上記のように篩い分けした各結晶微細化用合金を純度９
９．７％のアルミニウム溶湯に０．１重量％添加して、
結晶微細化効果を調査した。溶湯温度は７２０℃、結晶
微細化用合金の添加は１トン炉の溶湯面に散布し注意深
く撹拌を行った。１分後この溶湯を母金型に鋳造してマ
クロ組織を観察し効果を判定した。結果を第１表に示す
。

第１表 第１表の結果から明らかなように、微細化用合金の粒径
が０．８〜４ｍｍ範囲にある本発明合金である実施例１
は結晶微細化効果および速効性に優れていることが判る
。

なお、比較例１の場合はアルミニウム溶湯に散布した微
細化用合金が微粉末のため注意深く撹拌しても該溶湯に
溶けきれず、浮遊残滓を分析したらかなりの量の未溶解
微細化用合金が見出され、添加歩留に劣ることが確認さ
れた。実施例１および比較例２の場合は上記未溶解微細
化用合金は見出されなかった。

（効　果） 本発明の結晶微細化用合金は作業性および作業環境を改
善し得るとともに、結晶微細化効果、速効性及び歩留の
向上等を確保し得るので、極めて有効な結晶微細化用合
金であり、鋳物ホイール、サツシ製造用ビレットあるい
は各種圧延製品用鋳塊の鋳造組織の微細化に適しており
、工業的にその効果の大きい発明である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｔｉ２〜７ｗｔ％およびＢ０．１〜１．５ｗｔ％を含有
   するアルミニウム合金溶湯を急冷凝固して成形した粒径
   ０．８〜４ｍｍの結晶微細化用合金。