JPH02147149A - クラッド鋳造法 - 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およびアルミニウム合金のクラフ
ト鋳造法に係り、金属組織が均一微細で圧延加工のし易
いクラッド鋳塊を連続鋳造により安全に得る鋳造法に関
するものである。

（従来の技術） 異質の組成を有する材料を複合させたクラツド材は複合
された夫々の材料の有する特性を兼備することができ、
弔−材では具現出来ない特性を発揮することができるの
で、その製造については従来から種々に検討実施されて
いる。

即ち、このようなりラッド材を得る一般的な方法は、夫
々の部材を各個に鋳造してから該鋳塊を面削し、あるい
は圧延または押出し等の予成形を施してから面合わせし
、次いで圧延加工を施して所望形状のクラツド板材ある
いは押出し加工を施してロンド状のクラツド材とするも
のである。またこのような−船釣方法に対し、その面合
わせ工程を省略したクラツド材の製造方法としてクラブ
部材を構成する一方の部材に他方の部材になる溶湯を鋳
造成形し、一体化したクラッド鋳塊を成形加工してクラ
ツド材とする方法が特公昭５２−３１８１４号公報に提
案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記した一般的方法によるものは、面削、圧延または押
出し等の予成形に相当の工数を必要とすることは明らか
でありかつクラッド界面に部分的な微小間隙部を発生す
ることが肉眼観察でも確認できる。また特公昭５２−３
１８１４号によるものは上記多工数の不利を回避し得る
としても、皮材を連続鋳造するための鋳型と、その上方
に芯材を連続鋳造するための鋳型を各々配設し、この鋳
型装置を使用して鋳造した鋳造直後の高温の芯材に皮材
となる溶湯を鋳造成形してクラッド鋳塊を得る方法であ
るが、該芯材用鋳型は冷却水を直接鋳塊に注ぐ方式とは
異なり、冷却水がジャケット鋳型内をめぐり、冷却され
た鋳型が溶湯を間接的に冷却して凝固し鋳塊とする間接
冷却方式であるので、鋳造速度が遅く生産性に劣り、か
つ凝固速度が遅いため柱状晶が生じ易く、この柱状晶組
織の影響により圧延時に上記クラツド材が蛇行する等の
圧延トラブルを発生し易い。またジャケット鋳型は製作
費が高価なうえ、係るクラッド鋳造法による鋳型配置は
、芯材用ジャケット鋳型表面に発汗を生じ、皮材となる
溶湯表面に水滴が滴下する恐れがあるので皮材鋳造部を
滴下水から完璧にシールする等の困難な工夫が必要であ
る。

本発明の目的は上述した不具合を解消して、金属組織が
均一微細で圧延加工のし易いクラッド鋳塊を連続鋳造に
より安全に得ることができるクラッド鋳造法を提供する
ことにある。

（課題を解決する光めの手段） 発明者らは上述の欠点を解決するために、研究を重ねた
結果芯材となる鋳塊を直接水冷式連続鋳造法で鋳造する
に際して、鋳型内で凝固し、下方に引出された芯材とな
る鋳塊表面に、該鋳型下部より流出する冷却水を塗布後
直ちに該冷却水を除去して鋳造を終了し、該鋳塊が該鋳
塊の保有する熱で復熱して高温に保たれた状態にある間
に、該鋳塊の側面に皮材となる溶湯を直接水冷式連続鋳
造法で鋳造しクラッド鋳塊を形成する場合は、金属組織
が均一微細で、圧延加工のし易いクラッド鋳塊を安全に
得ることができることを見出し本発明を完成するに到っ
た。すなわち本発明によるクラッド鋳造法はアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を芯材と皮材とするクラッド
鋳塊を直接水冷式連続鋳造法により製造する方法におい
て、芯材となる鋳塊に直接冷却水を塗布しながら鋳造し
、塗布した冷却水を直ちに該鋳塊から除去して鋳造を終
了し、該鋳塊を復熱させて該鋳塊の温度が４００℃以上
にある間に、該鋳塊の側面に皮材となる溶湯を連続鋳造
して皮材となる鋳塊を形成することを特徴とするもので
ある。

（作　用） 本発明のクラッド鋳造法は芯材となる鋳塊を連続鋳造す
るにあたり、冷却水を該鋳塊に塗布後直ちに除去し、該
鋳塊が復熱しその温度を４００℃以上にすることによっ
て、該鋳塊の表面とその後該鋳塊の側面に鋳造された皮
材用の溶湯とが合金化し易くさせるとともに、芯材とな
る鋳塊を鋳造終了後に該鋳塊の側面に皮材となる鋳塊を
鋳造するので、皮材となる鋳塊の溶湯面上に水滴が滴下
することなく、安全に鋳造することができる。しかも芯
材および皮材となる鋳塊を直接水冷鋳造するものである
から、ｍ織が微細で圧延において蛇行することなく容易
に圧延できるクラッド鋳塊を得ることができる。

次に本発明のクラフト鋳造法を第１図および第２図に例
示する縦断面概略説明図に基すいて具体的に説明する。

第１図おいてｌは上下が開放された連続鋳造用の水冷芯
材用上型、２は当初は上型底面を閉塞し上型内で芯材鋳
塊の形成が進行するにつれて鋳型の軸線に沿って下降す
る芯材用下型である。

芯材用上型１内にフロート３を介して供給された芯材用
溶湯４は鋳型内で凝固した鋳塊を下型２を下降させるこ
とにより下方に引出し、該鋳塊の表面に、該上型１の下
部から流出する冷却水１９を塗布することにより急冷凝
固され、均一かつ微細な組織の鋳塊となる。該鋳塊に塗
布された冷却水１９は塗布後直ちにエアーノズル５から
エアーを吹きつけカバー６上に取り去り、鋳塊の保有す
る熱によって該鋳塊の温度を４００℃以上に復熱させる
。この時のエアーの吹きつけ量は、鋳塊の鋳造速度、冷
却水量等によって変動するが、鋳造速度５０〜１５０＠
ｍ／分、冷却水量が鋳塊周長１ＯＣＩ１１当・す３〜３
０１！／分の場合には、鋳塊周長１０　ｃｍ当り４０〜
８０１／分程度とすることによって冷却水１９を除去す
ることができる。この鋳造直後に冷却水を除去する方法
は鋳塊の温度を復熱させる上述の効果の他に、例えばＡ
７０００系合金のように鋳造割れを生じやすい、組織の
鋳塊を鋳込むようなとき鋳造割れを防止する効果を有す
る。

このようにして鋳塊を得、該鋳塊が復熱して４００℃以
上の温度にある間に、該鋳塊の側面に皮材用鋳型２０を
組付け、皮材用溶湯１８を鋳造しクラッド鋳塊を得る。

この皮材用鋳型２０の組付けは第２図に示すように下型
に関しては例えば芯材用下型２の周囲に予め付設した皮
材用スライド式下型７をシリンダー８により上方に押上
げることにより行ない、皮材用上型９を設置し鋳造を行
う。この皮材用上型９上に耐火断熱材１０を新たに設置
してホットトップ鋳造すると、芯材鋳塊と溶湯の接触時
間を長（することができて、芯材鋳塊と皮材鋳塊の界面
が均一状態に合金化し、確実に接合させることができて
好ましい。

ここで皮材用溶湯１８の注入は芯材用溶湯４の注入の場
合と同様に皮材用上型９内にフロートを用いて行うこと
もできるが、芯材鋳塊１３と皮材用上型９間に形成され
る空間がきわめて狭い場合はフロートが小さくなり、フ
ロートの安定性に欠け、鋳型的溶湯の上面が安定しない
ので溶湯のレベル調整を鋳型に連通ずる植土で行なうボ
ットトップレベルポア鋳造法で鋳造することが好ましい
。

また、鋳型内の供給される溶湯の流動がはげしいと均一
に合金化した接合面が得難いので、第３図に例示するよ
うに、溶湯の注湯口を２箇所以上設けたホットトップレ
ベルポア用の鋳造装置を用いて鋳造し溶湯の流動を小さ
くすることが好ましい。

（実施例） 次に具体的な実施例について説明する。

実施例Ｉ ＪＩＳ３００３合金を常法により溶製し、芯材用上型１
内にフロート３を介して注入し、謹上型の下部より直接
に冷却水１９を鋳塊周長１０ｃｍ当り５０１／分の割合
で鋳塊表面に塗布し、鋳造速度１００ｕ／分で半連続鋳
造し、塗布した冷却水を該鋳塊周囲に多数設けられたス
リット型エアーノズル５で鋳塊周長１０ｃｍ当り７０１
／分のエアーを吹きつけ、直ちに該鋳塊からカバー６上
に取りさり断面６０鶴Ｘ２００＋ｎ、長さ１０００龍の
芯材用鋳塊を得た。この時のエアーノズル５は上型から
１８０　ｍｍ下位で鋳塊から５鰭はなし、３０°上向き
の角度で設置した。その結果得られた鋳塊の表面温度は
上部で５２０℃下部で４８０℃であった。

芯材鋳塊１３を鋳造した移譲鋳塊を上昇し、第３図に示
すように該鋳塊を中心に断面１００ｍｍｘ２４０龍の皮
材用上型９および２方向から注湯できるホットトップ鋳
造用耐火断熱材１０をセットし、同時に芯材用下型２を
エアーシリンダー８により、芯材用下型側面に添え皮材
用下型とする。

その後ホットトップ鋳造用耐火断熱材ＩＯの周側に設け
られた溶湯溜り１２に対し、別途に溶製された７３０℃
のＪＩＳ４０４５合金溶湯を鋳造速度１２０＋ｕ／分で
ホットトップレベルポアにより、先に鋳造した芯材鋳塊
の側面に鋳造した。このようにして得られたクラッド鋳
塊はマクロおよびミクロ観察した結果、均一かつ微細な
組織となっており、かつ該鋳塊界面部分は均一状態に合
金化しており、良好な接合が得られた。また前記クラッ
ド鋳塊から第４図に示した引張り試験片を切り出し引張
り試験を行ったところ、芯材と皮材の接合部１６でなく
芯材に切欠部の入ったＪＩＳ４０４５合金の皮材部１７
で破断したことにより、芯材と皮材の接合の良好なこと
が判る。また得られたクラッド鋳塊を圧延したところ蛇
行することなく真直ぐなりラッド板が得られ、圧延加工
のし易いクラッド鋳塊の得れることが判る。

（実施例２） 実施例１と同様の方法で３ｗｔχＳｉ−１ｗｔχＺｎ−
０．５ｉｙｔｘｍｇＯ，５ｗｔχＦｅ−０．７ｗｔＸＭ
ｎ−０，１ｗｔχＣｕ−残部Ａｌの組成を有する芯材鋳
塊の外周にＪＩＳ１０５０合金を皮材としてクラッド鋳
造した。

得られたクラッド鋳塊について観察したところ実施例１
のものと同様にマクロ、ミクロとも均一微細なＵ織とな
っており、かつ該鋳塊界面部分は均一状態に合金化して
おり、良好な接合が得られた。またクラッド鋳塊を圧延
したところ蛇行することなく真直なりラッド板が得られ
、圧延加工のし易いクラッド鋳塊の得れることが判った
。

（効　果） 以上述べたように本発明のクラッド鋳造法は金属組織が
均一微細で、圧延加工のし易いクラッド鋳塊を安全性高
く確実に得ることができ、またホットトップ鋳造した場
合は該鋳塊の界面部分が均一状態に合金化し、良好な接
合が得られる等の諸効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はそれぞれ本発明を実施するための
装置の概要を示した断面的説明図。第３図は実施例にお
いて使用した２本注ぎタイプのレベルポアー式ホッ））
ツブ構造の鋳造機の平面略図である。第４図はクラッド
鋳塊から切り出した芯材と皮材の接合状態を検査するた
めの引張り試験片の側面図と平面図である。 ｌ・・・芯材用上型、２・・・芯材用下型、３・・・フ
ロート、４・・・芯材用溶湯、５・・・エアーノズル、
６・・・カバー、７・・・皮材用下型、８・・・シリン
ダー、９・・・皮材用上型、１０・・・ホットトップ鋳
造用耐火断熱材、１１・・・切欠き部、１２・・・溶湯
溜り、１３・・・芯材鋳塊、１４・・・フロート、１５
・・・樋、１６・・・芯材と皮材の接合部、１７・・・
試験片破断部、１８・・・皮材用溶湯、１９・・・冷却
水、２０・・・皮材用鋳型、２１・・・切欠部。 特許出願人　日本軽金属株式会社 特許出願人　株式会社　口軽技研 覧ｌ鳴 ＄２ｅ ′１．ＬｆＴｒ：Ｕ １０１１７１列。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金を芯材と皮
   材とするクラッド鋳塊を直接水冷式連続連続鋳造法によ
   り製造する方法において、芯材となる鋳塊に直接冷却水
   を塗布しながら鋳造し、塗布した冷却水を直ちに該鋳塊
   から除去して鋳造を終了し、該鋳塊を復熱させて該鋳塊
   の温度が４００℃以上にある間に、該鋳塊の側面に皮材
   となる溶湯を連続鋳造して皮材となる鋳塊を形成するこ
   とを特徴とするクラッド鋳造法。
2. （２）芯材となる鋳塊の側面に皮材となる溶湯を連続鋳
   造して皮材となる鋳塊を形成するに際し、鋳型内に供給
   する皮材用溶湯の注湯口を２箇所以上設けた鋳造装置を
   用いて、ホットトップレベルポア鋳造法で形成すること
   を特徴とする請求項１記載のクラッド鋳造法。