JPH05261503A - Ａｌ系合金鋳物の鋳造方法 - Google Patents
Ａｌ系合金鋳物の鋳造方法Info
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- JPH05261503A JPH05261503A JP4331014A JP33101492A JPH05261503A JP H05261503 A JPH05261503 A JP H05261503A JP 4331014 A JP4331014 A JP 4331014A JP 33101492 A JP33101492 A JP 33101492A JP H05261503 A JPH05261503 A JP H05261503A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた鋳造品質と機械的特性を有するＡｌ−
Ｓｉ系亜共晶合金鋳物を得る。 【構成】 Ａｌ系合金鋳物を鋳造するに当り、Ａｌ−Ｓ
ｉ系亜共晶合金組成の溶湯を冷却して固相と液相とが共
存する半凝固材料を調製し、次いで半凝固材料を装入口
６に装入し、その後半凝固材料を加圧プランジャ９によ
り加圧することによって、ゲート５を通過させてキャビ
ティ４に高速逐次充填する。ゲート５通過時における半
凝固材料の粘度μは、０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２００
０Ｐａ・ｓｅｃに、またレイノルズ数Ｒｅは、Ｒｅ≦１
５００にそれぞれ設定される。これにより、鋳物におけ
るガスの巻込みおよび湯境の発生を防止することができ
る。
Ｓｉ系亜共晶合金鋳物を得る。 【構成】 Ａｌ系合金鋳物を鋳造するに当り、Ａｌ−Ｓ
ｉ系亜共晶合金組成の溶湯を冷却して固相と液相とが共
存する半凝固材料を調製し、次いで半凝固材料を装入口
６に装入し、その後半凝固材料を加圧プランジャ９によ
り加圧することによって、ゲート５を通過させてキャビ
ティ４に高速逐次充填する。ゲート５通過時における半
凝固材料の粘度μは、０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２００
０Ｐａ・ｓｅｃに、またレイノルズ数Ｒｅは、Ｒｅ≦１
５００にそれぞれ設定される。これにより、鋳物におけ
るガスの巻込みおよび湯境の発生を防止することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ系合金鋳物の鋳造方
法、特に、固相と液相とが共存するＡｌ系亜共晶合金組
成の鋳造材料を調製し、次いでその鋳造材料を用いて加
圧下で鋳込みを行うＡｌ系合金鋳物の鋳造方法に関す
る。
法、特に、固相と液相とが共存するＡｌ系亜共晶合金組
成の鋳造材料を調製し、次いでその鋳造材料を用いて加
圧下で鋳込みを行うＡｌ系合金鋳物の鋳造方法に関す
る。
【０００２】こゝで、前記鋳造材料とは、前記組成の溶
湯を冷却して調製された半凝固材料、または前記合金よ
りなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料を意味
する。このような鋳造方法は、鋳物の鋳造品質を改善す
ることを狙って開発されたものである。
湯を冷却して調製された半凝固材料、または前記合金よ
りなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料を意味
する。このような鋳造方法は、鋳物の鋳造品質を改善す
ることを狙って開発されたものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、前記のような半凝固材料を用いた
鋳造方法としては、特開昭６０−１５２３５８号公報に
開示された方法が知られている。
鋳造方法としては、特開昭６０−１５２３５８号公報に
開示された方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、この種
鋳造方法について種々検討を加えた結果、ゲート通過時
における鋳造材料の性状、キャビティに充填された鋳造
材料に対する加圧力、鋳造材料である半凝固材料調製時
の溶湯の平均降温速度、半溶融材料の調製に用いられる
固体材料において、形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶
α−Ａｌの面積率等が鋳物の鋳造品質および機械的特性
に影響を与えると共に鋳造条件の管理にも影響を与え、
また前記加圧力はばり発生等の操業上の問題の要因にも
なり、その上、鋳物の鋳造品質および機械的特性を損う
ことなく、その生産性を向上させるためには、ゲート通
過時における鋳造材料の速度を適切に設定すること等が
必要である、ということを究明した。
鋳造方法について種々検討を加えた結果、ゲート通過時
における鋳造材料の性状、キャビティに充填された鋳造
材料に対する加圧力、鋳造材料である半凝固材料調製時
の溶湯の平均降温速度、半溶融材料の調製に用いられる
固体材料において、形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶
α−Ａｌの面積率等が鋳物の鋳造品質および機械的特性
に影響を与えると共に鋳造条件の管理にも影響を与え、
また前記加圧力はばり発生等の操業上の問題の要因にも
なり、その上、鋳物の鋳造品質および機械的特性を損う
ことなく、その生産性を向上させるためには、ゲート通
過時における鋳造材料の速度を適切に設定すること等が
必要である、ということを究明した。
【０００５】本発明はこのような事実を踏まえて開発さ
れたもので、その第１の目的は、ゲート通過時における
鋳造材料の性状を特定することによって、鋳物の鋳造品
質および機械的特性を向上させることのできる前記鋳造
方法を提供することにある。
れたもので、その第１の目的は、ゲート通過時における
鋳造材料の性状を特定することによって、鋳物の鋳造品
質および機械的特性を向上させることのできる前記鋳造
方法を提供することにある。
【０００６】また第２の目的は、ゲート通過時における
鋳造材料の速度およびキャビティに充填された鋳造材料
に対する加圧力を特定することによって、鋳物の生産
性、鋳造品質および機械的特性を向上させると共に操業
上の問題を回避することのできる前記鋳造方法を提供す
ることにある。
鋳造材料の速度およびキャビティに充填された鋳造材料
に対する加圧力を特定することによって、鋳物の生産
性、鋳造品質および機械的特性を向上させると共に操業
上の問題を回避することのできる前記鋳造方法を提供す
ることにある。
【０００７】さらに第３の目的は、溶湯の平均降温速度
を特定することによって、鋳物の機械的特性を向上させ
ると共に鋳造条件の管理を容易にすることのできる前記
鋳造方法を提供することにある。
を特定することによって、鋳物の機械的特性を向上させ
ると共に鋳造条件の管理を容易にすることのできる前記
鋳造方法を提供することにある。
【０００８】さらにまた第４の目的は、固体材料におい
て、形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積
率を特定することによって、鋳物の鋳造品質を向上させ
ることのできる前記鋳造方法を提供することにある。
て、形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積
率を特定することによって、鋳物の鋳造品質を向上させ
ることのできる前記鋳造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＡｌ系合金
鋳物の鋳造方法は、固相と液相とが共存するＡｌ系亜共
晶合金組成の鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を
用いて加圧下で鋳込みを行い、その際、前記鋳造材料
を、その粘度μが０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、またレイノルズ数ＲｅがＲｅ≦１５００の
条件にて鋳型のゲートを通過させることを特徴とする。
鋳物の鋳造方法は、固相と液相とが共存するＡｌ系亜共
晶合金組成の鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を
用いて加圧下で鋳込みを行い、その際、前記鋳造材料
を、その粘度μが０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、またレイノルズ数ＲｅがＲｅ≦１５００の
条件にて鋳型のゲートを通過させることを特徴とする。
【００１０】また本発明に係るＡｌ系合金鋳物の鋳造方
法は、前記条件に加え、前記ゲート通過時における前記
鋳造材料の速度Ｖが０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓ
ｅｃであり、また前記鋳型のキャビティに充填された前
記鋳造材料に対する加圧力Ｐが１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０
ＭＰａであることを特徴とする。
法は、前記条件に加え、前記ゲート通過時における前記
鋳造材料の速度Ｖが０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓ
ｅｃであり、また前記鋳型のキャビティに充填された前
記鋳造材料に対する加圧力Ｐが１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０
ＭＰａであることを特徴とする。
【００１１】さらに本発明に係るＡｌ系合金鋳物の鋳造
方法においては、前記鋳造材料が、Ａｌ系亜共晶合金組
成の溶湯を冷却して調製された半凝固材料であり、前記
半凝固材料の調製に当り、前記溶湯の平均降温速度Ｔｖ
を０．１℃／ｓｅｃ≦Ｔｖ≦１０℃／ｓｅｃに設定する
ことを特徴とする。
方法においては、前記鋳造材料が、Ａｌ系亜共晶合金組
成の溶湯を冷却して調製された半凝固材料であり、前記
半凝固材料の調製に当り、前記溶湯の平均降温速度Ｔｖ
を０．１℃／ｓｅｃ≦Ｔｖ≦１０℃／ｓｅｃに設定する
ことを特徴とする。
【００１２】さらにまた本発明に係るＡｌ系合金鋳物の
鋳造方法においては、前記鋳造材料が、Ａｌ系亜共晶合
金よりなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料で
あり、前記固体材料として、形状係数ＦがＦ≧０．１で
ある初晶α−Ａｌの面積率ＲａをＲａ≧８０％に設定さ
れたものを用いることを特徴とする。
鋳造方法においては、前記鋳造材料が、Ａｌ系亜共晶合
金よりなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料で
あり、前記固体材料として、形状係数ＦがＦ≧０．１で
ある初晶α−Ａｌの面積率ＲａをＲａ≧８０％に設定さ
れたものを用いることを特徴とする。
【００１３】
【作用】前記のように粘度μを設定すると、鋳造材料に
よるガスの巻込み、したがって鋳物における気孔の発生
を防止してその鋳造品質を向上させることができる。た
だし、鋳造材料の粘度μがμ＜０．１Ｐａ・ｓｅｃにな
ると、その材料の低粘度化に伴いそれが乱流状態となっ
てガスを巻込み易くなる。一方、粘度μがμ＞２０００
Ｐａ・ｓｅｃになると、鋳造材料の高粘度化に伴いその
変形抵抗による圧力損失が大きくなるため、鋳造材料の
ゲート通過が困難となってキャビティにおいて未充填箇
所が発生し、結果的に鋳物に欠けが生じる。
よるガスの巻込み、したがって鋳物における気孔の発生
を防止してその鋳造品質を向上させることができる。た
だし、鋳造材料の粘度μがμ＜０．１Ｐａ・ｓｅｃにな
ると、その材料の低粘度化に伴いそれが乱流状態となっ
てガスを巻込み易くなる。一方、粘度μがμ＞２０００
Ｐａ・ｓｅｃになると、鋳造材料の高粘度化に伴いその
変形抵抗による圧力損失が大きくなるため、鋳造材料の
ゲート通過が困難となってキャビティにおいて未充填箇
所が発生し、結果的に鋳物に欠けが生じる。
【００１４】鋳造材料における粘度μの最適範囲は１Ｐ
ａ・ｓｅｃ≦μ≦１０００Ｐａ・ｓｅｃである。その理
由は、このような粘度範囲は、従来の鋳型温度制御機構
を持つ加圧鋳造装置によって容易に実現し得るからであ
る。ただし、粘度μがμ＜１Ｐａ・ｓｅｃといったよう
に低くなると、ゲート通過時における鋳造材料の速度を
低速で、且つ精密に制御しなければならず、このような
制御は、従来の加圧鋳造装置では難しくなる。一方、粘
度μがμ＞１０００Ｐａ・ｓｅｃといったように高くな
ると、鋳造材料が鋳型により冷却されることもあって急
激に高粘度化するが、これを防ぐためには鋳型の温度を
高く制御しなければならず、このような制御は、従来の
加圧鋳造装置では難しい。
ａ・ｓｅｃ≦μ≦１０００Ｐａ・ｓｅｃである。その理
由は、このような粘度範囲は、従来の鋳型温度制御機構
を持つ加圧鋳造装置によって容易に実現し得るからであ
る。ただし、粘度μがμ＜１Ｐａ・ｓｅｃといったよう
に低くなると、ゲート通過時における鋳造材料の速度を
低速で、且つ精密に制御しなければならず、このような
制御は、従来の加圧鋳造装置では難しくなる。一方、粘
度μがμ＞１０００Ｐａ・ｓｅｃといったように高くな
ると、鋳造材料が鋳型により冷却されることもあって急
激に高粘度化するが、これを防ぐためには鋳型の温度を
高く制御しなければならず、このような制御は、従来の
加圧鋳造装置では難しい。
【００１５】また鋳造材料のレイノルズ数Ｒｅを前記の
ように設定すると、鋳造材料を層流状態にしてガスの巻
込みおよび湯境（コールドシャット）の発生を防止する
ことができる。ただし、レイノルズ数ＲｅがＲｅ＞１５
００になると、鋳造材料が乱流状態となってガスを巻込
み易くなる。
ように設定すると、鋳造材料を層流状態にしてガスの巻
込みおよび湯境（コールドシャット）の発生を防止する
ことができる。ただし、レイノルズ数ＲｅがＲｅ＞１５
００になると、鋳造材料が乱流状態となってガスを巻込
み易くなる。
【００１６】レイノルズ数Ｒｅの最適範囲はＲｅ≦１０
０である。その理由は、このような鋳造材料におけるレ
イノルズ数Ｒｅは従来の加圧鋳造装置により容易に実現
し得るからである。ただし、レイノルズ数ＲｅがＲｅ＞
１００になると、キャビティの形状およびゲートの形状
によっては慣性力の影響が大きくなってキャビティに対
する鋳造材料の充填がスムーズに行われず、ガスの巻込
み、湯境等が発生するおそれがある。
０である。その理由は、このような鋳造材料におけるレ
イノルズ数Ｒｅは従来の加圧鋳造装置により容易に実現
し得るからである。ただし、レイノルズ数ＲｅがＲｅ＞
１００になると、キャビティの形状およびゲートの形状
によっては慣性力の影響が大きくなってキャビティに対
する鋳造材料の充填がスムーズに行われず、ガスの巻込
み、湯境等が発生するおそれがある。
【００１７】さらに、前記速度Ｖおよび加圧力Ｐを前記
のように設定すると、鋳物の生産性および鋳造品質を向
上させると共に操業上の不具合を回避することができ
る。ただし、速度ＶがＶ＜０．５ｍ／ｓｅｃになると、
キャビティへの鋳造材料の充填時間が長くなるため、鋳
造材料の温度低下に伴いその粘度が増してキャビティ内
に未充填箇所が発生する。一方、速度ＶがＶ＞２０ｍ／
ｓｅｃになると、鋳造材料がゲートから噴出流となって
キャビティに注入され、キャビティにおける鋳造材料の
充填順序が奥部領域、それに次ぐ入口側領域となるため
湯境、ガスの巻込み等が発生する。
のように設定すると、鋳物の生産性および鋳造品質を向
上させると共に操業上の不具合を回避することができ
る。ただし、速度ＶがＶ＜０．５ｍ／ｓｅｃになると、
キャビティへの鋳造材料の充填時間が長くなるため、鋳
造材料の温度低下に伴いその粘度が増してキャビティ内
に未充填箇所が発生する。一方、速度ＶがＶ＞２０ｍ／
ｓｅｃになると、鋳造材料がゲートから噴出流となって
キャビティに注入され、キャビティにおける鋳造材料の
充填順序が奥部領域、それに次ぐ入口側領域となるため
湯境、ガスの巻込み等が発生する。
【００１８】また加圧力Ｐについては、その加圧力Ｐが
Ｐ＜１０ＭＰａになると、高粘度な鋳造材料を十分に加
圧することができなくなるため、キャビティ内に未充填
箇所が発生する。一方、加圧力ＰがＰ＞１２０ＭＰａに
なると、鋳型の分割面に多量のばりが発生したり、スリ
ーブおよび加圧プランジャ間に鋳造材料が侵入する等操
業上の不具合が発生する。
Ｐ＜１０ＭＰａになると、高粘度な鋳造材料を十分に加
圧することができなくなるため、キャビティ内に未充填
箇所が発生する。一方、加圧力ＰがＰ＞１２０ＭＰａに
なると、鋳型の分割面に多量のばりが発生したり、スリ
ーブおよび加圧プランジャ間に鋳造材料が侵入する等操
業上の不具合が発生する。
【００１９】溶湯の平均降温速度Ｔｖを前記のように設
定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして鋳造品質
が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物を得るこ
とができる。ただし、溶湯の平均降温速度ＴｖがＴｖ＜
０．１℃／ｓｅｃになると、鋳造材料の調製および鋳造
に長時間を要するため組織の粗大化および鋳物に欠け等
の鋳造欠陥を生じる。また初晶α−Ａｌの粗大化を招来
して鋳物の機械的特性等が損われる。一方、平均降温速
度ＴｖがＴｖ＞１０℃／ｓｅｃになると、溶湯の要求粘
度μを維持するための時間幅が狭くなるため、鋳造条件
の管理が難しくなって実用性が失われる。
定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして鋳造品質
が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物を得るこ
とができる。ただし、溶湯の平均降温速度ＴｖがＴｖ＜
０．１℃／ｓｅｃになると、鋳造材料の調製および鋳造
に長時間を要するため組織の粗大化および鋳物に欠け等
の鋳造欠陥を生じる。また初晶α−Ａｌの粗大化を招来
して鋳物の機械的特性等が損われる。一方、平均降温速
度ＴｖがＴｖ＞１０℃／ｓｅｃになると、溶湯の要求粘
度μを維持するための時間幅が狭くなるため、鋳造条件
の管理が難しくなって実用性が失われる。
【００２０】形状係数Ｆは、初晶α−Ａｌの断面積をＡ
（計測値）、周辺長をＬ（計測値）としたとき、Ｆ＝４
πＡ／Ｌ2 と定義されるもので、周辺長Ｌの真円の面積
Ｌ2／４πに対する初晶α−Ａｌの断面積Ａの割合、即
ち、初晶α−Ａｌの円形度を示す。したがって、形状係
数Ｆは真円において最大値１．０をとり、初晶α−Ａｌ
の断面形状が扁平化したり、凹凸の激しい形状になる程
小さな値をとる。
（計測値）、周辺長をＬ（計測値）としたとき、Ｆ＝４
πＡ／Ｌ2 と定義されるもので、周辺長Ｌの真円の面積
Ｌ2／４πに対する初晶α−Ａｌの断面積Ａの割合、即
ち、初晶α−Ａｌの円形度を示す。したがって、形状係
数Ｆは真円において最大値１．０をとり、初晶α−Ａｌ
の断面形状が扁平化したり、凹凸の激しい形状になる程
小さな値をとる。
【００２１】初晶α−Ａｌの形状係数Ｆおよびその面積
率Ｒａを前記のように特定すると、固体材料から得られ
た鋳造材料のゲート通過時における粘度μを前記要求粘
度μに合致させることが可能となり、これにより鋳造品
質の良好な鋳物を得ることができる。ただし、形状係数
ＦがＦ＜０．１である初晶α−Ａｌの面積率ＲａがＲａ
＞２０％になると、鋳造材料のゲート通過時における粘
度が前記要求粘度μよりも高くなり、その結果、鋳物の
鋳造品質が低下する。
率Ｒａを前記のように特定すると、固体材料から得られ
た鋳造材料のゲート通過時における粘度μを前記要求粘
度μに合致させることが可能となり、これにより鋳造品
質の良好な鋳物を得ることができる。ただし、形状係数
ＦがＦ＜０．１である初晶α−Ａｌの面積率ＲａがＲａ
＞２０％になると、鋳造材料のゲート通過時における粘
度が前記要求粘度μよりも高くなり、その結果、鋳物の
鋳造品質が低下する。
【００２２】
【実施例】図１は、Ａｌ系合金鋳物の鋳造に用いられる
加圧鋳造装置の概略を示す。その加圧鋳造装置の鋳型１
は、固定金型２と、それと対向する可動金型３とよりな
り、両型２，３により断面円形の成形用キャビティ４お
よびその一端に連通するゲート５が形成され、そのゲー
ト５は固定金型２の鋳造材料用装入口６に連通する。固
定金型２に、装入口６に連通するスリーブ８が設けら
れ、そのスリーブ８に装入口６に挿脱される加圧プラン
ジャ９が摺動自在に嵌合される。キャビティ４は、ゲー
ト５に連通する比較的容量の大きな入口側領域４ａ、そ
の領域４ａに連通する比較的容量の小さな中間部領域４
ｂおよびその領域４ｂに連通する比較的容量の大きな奥
部領域４ｃよりなる。
加圧鋳造装置の概略を示す。その加圧鋳造装置の鋳型１
は、固定金型２と、それと対向する可動金型３とよりな
り、両型２，３により断面円形の成形用キャビティ４お
よびその一端に連通するゲート５が形成され、そのゲー
ト５は固定金型２の鋳造材料用装入口６に連通する。固
定金型２に、装入口６に連通するスリーブ８が設けら
れ、そのスリーブ８に装入口６に挿脱される加圧プラン
ジャ９が摺動自在に嵌合される。キャビティ４は、ゲー
ト５に連通する比較的容量の大きな入口側領域４ａ、そ
の領域４ａに連通する比較的容量の小さな中間部領域４
ｂおよびその領域４ｂに連通する比較的容量の大きな奥
部領域４ｃよりなる。
【００２３】Ａｌ系合金鋳物の鋳造に当っては、次の各
工程が順次実施される。 （ａ） Ａｌ系亜共晶合金組成を有し、且つ固相と液相
とが共存した鋳造材料を調製する。 （ｂ） 装入口６に鋳造材料を装入する。 （ｃ） 加圧プランジャ９を装入口６に挿入してその加
圧プランジャ９により鋳造材料をゲート５を通じてキャ
ビティ４に高速逐次充填する。 （ｄ） 加圧プランジャ９をストローク終端に保持する
ことによって、キャビティ４に充填された鋳造材料に加
圧力を付与し、その加圧下で鋳造材料を凝固させて鋳物
を得る。
工程が順次実施される。 （ａ） Ａｌ系亜共晶合金組成を有し、且つ固相と液相
とが共存した鋳造材料を調製する。 （ｂ） 装入口６に鋳造材料を装入する。 （ｃ） 加圧プランジャ９を装入口６に挿入してその加
圧プランジャ９により鋳造材料をゲート５を通じてキャ
ビティ４に高速逐次充填する。 （ｄ） 加圧プランジャ９をストローク終端に保持する
ことによって、キャビティ４に充填された鋳造材料に加
圧力を付与し、その加圧下で鋳造材料を凝固させて鋳物
を得る。
【００２４】前記鋳造方法において、Ａｌ系亜共晶合金
には、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａ
ｌ−Ｃａ系、Ａｌ−Ｇａ系等の亜共晶合金が該当する。
には、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａ
ｌ−Ｃａ系、Ａｌ−Ｇａ系等の亜共晶合金が該当する。
【００２５】例えば、Ａｌ−Ｓｉ系亜共晶合金として
は、Ｓｉ含有量が１１．７重量％未満の合金が用いら
れ、このＡｌ−Ｓｉ系亜共晶合金は、例えば、６．５重
量％≦Ｓｉ≦７．５重量％、Ｆｅ≦０．２０重量％、Ｃ
ｕ≦０．２０重量％、Ｍｎ≦０．１０重量％、０．４０
重量％≦Ｍｇ≦０．７０重量％、０．０４重量％≦Ｔｉ
≦０．２０重量％、といった組成を有する。
は、Ｓｉ含有量が１１．７重量％未満の合金が用いら
れ、このＡｌ−Ｓｉ系亜共晶合金は、例えば、６．５重
量％≦Ｓｉ≦７．５重量％、Ｆｅ≦０．２０重量％、Ｃ
ｕ≦０．２０重量％、Ｍｎ≦０．１０重量％、０．４０
重量％≦Ｍｇ≦０．７０重量％、０．０４重量％≦Ｔｉ
≦０．２０重量％、といった組成を有する。
【００２６】前記化学成分において、Ｓｉは、熱処理に
よりＭｇ2 Ｓｉを析出して鋳物の強度向上に寄与する。
ただし、Ｓｉの含有量がＳｉ＜６．５重量％では強度向
上効果が少なく、一方、Ｓｉ＞７．５重量％では、鋳物
の衝撃値および靱性が低下する。
よりＭｇ2 Ｓｉを析出して鋳物の強度向上に寄与する。
ただし、Ｓｉの含有量がＳｉ＜６．５重量％では強度向
上効果が少なく、一方、Ｓｉ＞７．５重量％では、鋳物
の衝撃値および靱性が低下する。
【００２７】Ｆｅは、鋳物の高温強度向上および鋳型、
特に金型に対する鋳造材料の焼付き防止に寄与する。こ
の高温強度向上機構は、ＡｌＦｅＭｎ金属間化合物の分
散強化による。ただし、Ｆｅの含有量がＦｅ＞０．２０
重量％では鋳物の伸びおよび靱性が低下する。
特に金型に対する鋳造材料の焼付き防止に寄与する。こ
の高温強度向上機構は、ＡｌＦｅＭｎ金属間化合物の分
散強化による。ただし、Ｆｅの含有量がＦｅ＞０．２０
重量％では鋳物の伸びおよび靱性が低下する。
【００２８】Ｃｕは、熱処理によりＡｌ2 Ｃｕを析出し
て鋳物の強度向上に寄与する。ただし、Ｃｕの含有量が
Ｃｕ＞０．２０重量％では鋳物の耐食性が低下する。
て鋳物の強度向上に寄与する。ただし、Ｃｕの含有量が
Ｃｕ＞０．２０重量％では鋳物の耐食性が低下する。
【００２９】Ｍｎは、鋳物の高温強度向上に寄与し、ま
たＡｌＦｅ金属間化合物を塊状化する機能を有する。た
だし、Ｍｎの含有量がＭｎ＞０．１０重量％では鋳物の
伸びおよび靱性が低下する。
たＡｌＦｅ金属間化合物を塊状化する機能を有する。た
だし、Ｍｎの含有量がＭｎ＞０．１０重量％では鋳物の
伸びおよび靱性が低下する。
【００３０】Ｍｇは、前記のようにＳｉと協働して鋳物
の強度向上に寄与する。ただし、Ｍｇの含有量がＭｇ＜
０．４０重量％では強度向上効果が少なく、一方、Ｍｇ
＞０．７０重量％では鋳物の伸びおよび靱性が低下す
る。
の強度向上に寄与する。ただし、Ｍｇの含有量がＭｇ＜
０．４０重量％では強度向上効果が少なく、一方、Ｍｇ
＞０．７０重量％では鋳物の伸びおよび靱性が低下す
る。
【００３１】Ｔｉは、前記含有量において結晶粒の微細
化に寄与する。
化に寄与する。
【００３２】先ず、鋳造材料として、溶湯より得られる
半凝固材料を用いる場合について説明する。
半凝固材料を用いる場合について説明する。
【００３３】溶湯から半凝固材料を調製するための冷却
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖは、前記のよう
に、０．１℃／ｓｅｃ≦Ｔｖ≦１０℃／ｓｅｃに、また
半凝固材料の粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２００
０Ｐａ・ｓｅｃにそれぞれ設定される。このように冷却
条件を設定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして
鋳造品質が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができる。
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖは、前記のよう
に、０．１℃／ｓｅｃ≦Ｔｖ≦１０℃／ｓｅｃに、また
半凝固材料の粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２００
０Ｐａ・ｓｅｃにそれぞれ設定される。このように冷却
条件を設定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして
鋳造品質が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができる。
【００３４】半凝固材料の粘度μは、鋳込み時のそれと
同一に設定されている。その粘度μがμ＜０．１Ｐａ・
ｓｅｃになると、半凝固材料の取扱い性が悪化し、一
方、粘度μがμ＞２０００Ｐａ・ｓｅｃになると、前記
のように鋳物の鋳造品質が低下する。
同一に設定されている。その粘度μがμ＜０．１Ｐａ・
ｓｅｃになると、半凝固材料の取扱い性が悪化し、一
方、粘度μがμ＞２０００Ｐａ・ｓｅｃになると、前記
のように鋳物の鋳造品質が低下する。
【００３５】鋳込みの際のゲート５通過時における半凝
固材料の性状、即ち、半凝固材料の粘度μは、前記のよ
うに０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃ
に、またレイノルズ数Ｒｅは前記のように、Ｒｅ≦１５
００にそれぞれ設定される。
固材料の性状、即ち、半凝固材料の粘度μは、前記のよ
うに０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃ
に、またレイノルズ数Ｒｅは前記のように、Ｒｅ≦１５
００にそれぞれ設定される。
【００３６】鋳物の鋳造品質を向上させるためには、前
記半凝固材料のレイノルズ数Ｒｅと共に鋳型１における
断面積拡大率Ｒｓが問題となる。ここで、断面積拡大率
Ｒｓは、図１においてゲート５の断面積をＳ0 とし、ま
たキャビティ４における入口側領域４ａの断面積をＳ1
としたとき、Ｒｓ＝Ｓ1 ／Ｓ0 で表わされる。
記半凝固材料のレイノルズ数Ｒｅと共に鋳型１における
断面積拡大率Ｒｓが問題となる。ここで、断面積拡大率
Ｒｓは、図１においてゲート５の断面積をＳ0 とし、ま
たキャビティ４における入口側領域４ａの断面積をＳ1
としたとき、Ｒｓ＝Ｓ1 ／Ｓ0 で表わされる。
【００３７】断面積拡大率Ｒｓは、Ｒｓ≦１０に設定さ
れる。このように断面積拡大率Ｒｓを設定すると、半凝
固材料によるガスの巻込みおよび湯境の発生を防止する
ことができる。ただし、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＞１０
になると、半凝固材料がゲート５から噴出流となってキ
ャビティ４に注入され、その充填順序が奥部領域４ｃ、
それに次ぐ入口側領域４ａとなるため湯境が発生する。
れる。このように断面積拡大率Ｒｓを設定すると、半凝
固材料によるガスの巻込みおよび湯境の発生を防止する
ことができる。ただし、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＞１０
になると、半凝固材料がゲート５から噴出流となってキ
ャビティ４に注入され、その充填順序が奥部領域４ｃ、
それに次ぐ入口側領域４ａとなるため湯境が発生する。
【００３８】断面積拡大率Ｒｓの最適範囲は１≦Ｒｓ≦
５である。その理由は、このような断面積拡大率Ｒｓは
従来の加圧鋳造装置により容易に実現し得るからであ
る。ただし、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＞５になると、実
質的にゲート５の断面積が小さくなるため、ゲート５に
おける半凝固材料の凝固がキャビティ４における半凝固
材料の最終凝固に先行し、その結果、押湯効果を得るこ
とができなくなって、入口側領域４ａおよび奥部領域４
ｃに対応する鋳物の両厚肉部に引けを発生するおそれが
ある。一方、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＜１になると、ゲ
ート５の断面積がキャビティ４の入口側領域４ａの断面
積に略等しくなるため、ゲート５に対応したスクラップ
部分の増加に伴い鋳物の歩留りが低下する、といった操
業上の問題を生じる。
５である。その理由は、このような断面積拡大率Ｒｓは
従来の加圧鋳造装置により容易に実現し得るからであ
る。ただし、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＞５になると、実
質的にゲート５の断面積が小さくなるため、ゲート５に
おける半凝固材料の凝固がキャビティ４における半凝固
材料の最終凝固に先行し、その結果、押湯効果を得るこ
とができなくなって、入口側領域４ａおよび奥部領域４
ｃに対応する鋳物の両厚肉部に引けを発生するおそれが
ある。一方、断面積拡大率ＲｓがＲｓ＜１になると、ゲ
ート５の断面積がキャビティ４の入口側領域４ａの断面
積に略等しくなるため、ゲート５に対応したスクラップ
部分の増加に伴い鋳物の歩留りが低下する、といった操
業上の問題を生じる。
【００３９】ゲート５通過時における半凝固材料の速度
Ｖは、前記のように０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓ
ｅｃに、またキャビティ４に充填された半凝固材料に対
する加圧力Ｐは、前記のように、１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２
０ＭＰａにそれぞれ設定される。
Ｖは、前記のように０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓ
ｅｃに、またキャビティ４に充填された半凝固材料に対
する加圧力Ｐは、前記のように、１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２
０ＭＰａにそれぞれ設定される。
【００４０】前記のような条件下で得られたＡｌ系合金
鋳物は、ゲート５通過中において半凝固材料が剪断力を
受けて初晶α−Ａｌの球状化が行われることもあって、
形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒ
ａをＲａ≧８０％に設定されると共に初晶α−Ａｌの最
大粒径ｄをｄ≦３００μｍに設定された金属組織を備
え、優れた伸び、靱性、疲労強度等を有する。ただし、
形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒ
ａがＲａ＜８０％になると、初晶α−Ａｌの球状化が不
足するため鋳物の疲労強度、伸びおよび靱性が低下す
る。また初晶α−Ａｌの最大粒径ｄがｄ＞３００μｍで
ある場合にも鋳物の疲労強度が低下する。Ａｌ−Ｓｉ系
亜共晶合金組成の溶湯には、初晶α−Ａｌの球状化を狙
ってＳｒ、ＳｂおよびＮａから選択される一種の添加元
素を添加してもよい。
鋳物は、ゲート５通過中において半凝固材料が剪断力を
受けて初晶α−Ａｌの球状化が行われることもあって、
形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒ
ａをＲａ≧８０％に設定されると共に初晶α−Ａｌの最
大粒径ｄをｄ≦３００μｍに設定された金属組織を備
え、優れた伸び、靱性、疲労強度等を有する。ただし、
形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒ
ａがＲａ＜８０％になると、初晶α−Ａｌの球状化が不
足するため鋳物の疲労強度、伸びおよび靱性が低下す
る。また初晶α−Ａｌの最大粒径ｄがｄ＞３００μｍで
ある場合にも鋳物の疲労強度が低下する。Ａｌ−Ｓｉ系
亜共晶合金組成の溶湯には、初晶α−Ａｌの球状化を狙
ってＳｒ、ＳｂおよびＮａから選択される一種の添加元
素を添加してもよい。
【００４１】以下、具体例について説明する。
【００４２】Ａｌ−Ｓｉ系亜共晶合金組成の溶湯とし
て、表１の組成を有するものを加熱および冷却機構を備
えた制御炉を用いて調製した。
て、表１の組成を有するものを加熱および冷却機構を備
えた制御炉を用いて調製した。
【００４３】
【表１】 鋳型１において、そのゲート５の断面積Ｓ0 とキャビテ
ィ４の入口側領域４ａの断面積Ｓ1 との間に成立する断
面積拡大率Ｒｓ（Ｓ1 ／Ｓ0 ）をＲｓ＝４に設定した。
ィ４の入口側領域４ａの断面積Ｓ1 との間に成立する断
面積拡大率Ｒｓ（Ｓ1 ／Ｓ0 ）をＲｓ＝４に設定した。
【００４４】先ず、溶湯を制御炉内において、平均降温
速度ＴｖをＴｖ＝１℃／ｓｅｃに設定して冷却し、これ
により固相の体積分率ＶｆがＶｆ＝７０％の半凝固材料
を調製した。
速度ＴｖをＴｖ＝１℃／ｓｅｃに設定して冷却し、これ
により固相の体積分率ＶｆがＶｆ＝７０％の半凝固材料
を調製した。
【００４５】前記半凝固材料を鋳型１の装入口６に装入
し、次いで加圧プランジャ９により半凝固材料をゲート
５を通じてキャビティ４に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ９の移動速度は約７８mm／ｓｅｃに
設定され、ゲート５通過時における半凝固材料の速度Ｖ
はＶ＝３ｍ／ｓｅｃ、粘度μはμ＝３００Ｐａ・ｓｅ
ｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ＝０．２１であった。
し、次いで加圧プランジャ９により半凝固材料をゲート
５を通じてキャビティ４に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ９の移動速度は約７８mm／ｓｅｃに
設定され、ゲート５通過時における半凝固材料の速度Ｖ
はＶ＝３ｍ／ｓｅｃ、粘度μはμ＝３００Ｐａ・ｓｅ
ｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ＝０．２１であった。
【００４６】また図１に示すように、鋳型１におけるゲ
ート５の下部位置Ｇ、キャビティ４の入口側領域４ａの
上部位置Ｕ１および下部位置Ｌ１ならびに奥部領域４ｃ
の上部位置Ｕ２および下部位置Ｌ２の温度上昇開始点を
測定することによって、半凝固材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２と略同
時にＵ２、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。
ート５の下部位置Ｇ、キャビティ４の入口側領域４ａの
上部位置Ｕ１および下部位置Ｌ１ならびに奥部領域４ｃ
の上部位置Ｕ２および下部位置Ｌ２の温度上昇開始点を
測定することによって、半凝固材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２と略同
時にＵ２、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。
【００４７】加圧プランジャ９をストローク終端に保持
して、キャビティ４に充填された半凝固材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半凝固材料を凝固させて鋳物Ａ1
を得た。この場合、半凝固材料に対する加圧力ＰはＰ＝
３０ＭＰａであり、鋳型１の分割面１０に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。
して、キャビティ４に充填された半凝固材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半凝固材料を凝固させて鋳物Ａ1
を得た。この場合、半凝固材料に対する加圧力ＰはＰ＝
３０ＭＰａであり、鋳型１の分割面１０に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。
【００４８】図２は、前記鋳込み作業における時間と加
圧プランジャのストロークおよび半凝固材料に対する加
圧力との関係を示す。図中、線ａは前記ストロークに、
また線ｂは前記加圧力にそれぞれ該当する。図２より、
加圧プランジャ９のストローク終端近傍で半凝固材料に
対する加圧力が急激に上昇することが判る。この上昇開
始時の加圧力は１０ＭＰａであり、これが鋳物Ａ1 を得
るための最低加圧力である。
圧プランジャのストロークおよび半凝固材料に対する加
圧力との関係を示す。図中、線ａは前記ストロークに、
また線ｂは前記加圧力にそれぞれ該当する。図２より、
加圧プランジャ９のストローク終端近傍で半凝固材料に
対する加圧力が急激に上昇することが判る。この上昇開
始時の加圧力は１０ＭＰａであり、これが鋳物Ａ1 を得
るための最低加圧力である。
【００４９】図３は、前記鋳造方法により得られた鋳物
Ａ1 の金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Ａｌであり、その最大粒径ｄがｄ＝３００μｍで
あることが判る。このように微細な初晶α−Ａｌを有す
る鋳物Ａ1 は優れた疲労強度を備えており、この種金属
組織は、半凝固材料がゲート５通過時において剪断力を
受け、また加圧下で凝固することによって得られる。ま
た形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率
ＲａはＲａ＝９８％であり、このように設定することに
よって鋳物Ａ1の疲労強度、伸びおよび靱性を向上させ
ることができる。さらに、この鋳物Ａ1には、図３から
明らかなように、湯境、ガスの巻込みによる気孔等の発
生がなく、またキャビティ４への半凝固材料の未充填に
起因した欠けの発生もないもので、したがって、この鋳
物Ａ1 は優れた鋳造品質を有することが判明した。
Ａ1 の金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Ａｌであり、その最大粒径ｄがｄ＝３００μｍで
あることが判る。このように微細な初晶α−Ａｌを有す
る鋳物Ａ1 は優れた疲労強度を備えており、この種金属
組織は、半凝固材料がゲート５通過時において剪断力を
受け、また加圧下で凝固することによって得られる。ま
た形状係数ＦがＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率
ＲａはＲａ＝９８％であり、このように設定することに
よって鋳物Ａ1の疲労強度、伸びおよび靱性を向上させ
ることができる。さらに、この鋳物Ａ1には、図３から
明らかなように、湯境、ガスの巻込みによる気孔等の発
生がなく、またキャビティ４への半凝固材料の未充填に
起因した欠けの発生もないもので、したがって、この鋳
物Ａ1 は優れた鋳造品質を有することが判明した。
【００５０】次に、加圧プランジャ９の移動速度を変え
ることにより、ゲート５通過時における半凝固材料の速
度Ｖおよびレイノルズ数Ｒｅを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物Ａ2 ，Ａ3 お
よび比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ2 を鋳造した。
ることにより、ゲート５通過時における半凝固材料の速
度Ｖおよびレイノルズ数Ｒｅを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物Ａ2 ，Ａ3 お
よび比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ2 を鋳造した。
【００５１】表２は、実施例による鋳物Ａ1 〜Ａ3 およ
び比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ2 と、前記速度Ｖおよびレ
イノルズ数Ｒｅとの関係を示す。
び比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ2 と、前記速度Ｖおよびレ
イノルズ数Ｒｅとの関係を示す。
【００５２】
【表２】 図４は、ゲート５通過時における半凝固材料の速度Ｖ
と、ゲート通過時における半凝固材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線ｃはゲート５通過時におけるレイノル
ズ数ＲｅがＲｅ＝１５００の場合に該当し、したがっ
て、線ｃを含み、且つその線ｃよりも上方の領域が層流
領域であり、また線ｃよりも下方の領域が乱流領域であ
る。
と、ゲート通過時における半凝固材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線ｃはゲート５通過時におけるレイノル
ズ数ＲｅがＲｅ＝１５００の場合に該当し、したがっ
て、線ｃを含み、且つその線ｃよりも上方の領域が層流
領域であり、また線ｃよりも下方の領域が乱流領域であ
る。
【００５３】図５は、ゲート５通過時における半凝固材
料の速度Ｖと、キャビティ４に充填された半凝固材料に
対する加圧力Ｐとの関係を示す。
料の速度Ｖと、キャビティ４に充填された半凝固材料に
対する加圧力Ｐとの関係を示す。
【００５４】前記のように鋳造品質の向上等の観点よ
り、前記速度Ｖは０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅ
ｃ、前記粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ≦１５００、前記
加圧力Ｐは１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａであることが
望ましい。表２，図４，図５から、実施例による鋳物Ａ
1 〜Ａ3 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。
り、前記速度Ｖは０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅ
ｃ、前記粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ≦１５００、前記
加圧力Ｐは１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａであることが
望ましい。表２，図４，図５から、実施例による鋳物Ａ
1 〜Ａ3 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。
【００５５】比較例による鋳物Ｂ1 においては、前記速
度Ｖが下限値（０．５ｍ／ｓｅｃ）を下回っているた
め、キャビティ４への半凝固材料の充填順序が、図１に
おいて、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２→Ｕ２となり、その結
果、キャビティ４の奥部領域４ｃにおける上部位置Ｕ２
に半凝固材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物Ｂ1 には欠けが生じていた。比較例による鋳物Ｂ2 に
おいては、前記速度Ｖが上限値（２０ｍ／ｓｅｃ）を上
回っているため、キャビティ４への半凝固材料の充填順
序が、図１において、Ｇ→Ｕ２→Ｌ２→Ｌ１→Ｕ１とな
り、その結果、キャビティ４の入口側領域４ａおよび奥
部領域４ｃにおいて半凝固材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物Ｂ2 には湯境が生じていた。ま
た半凝固材料が噴出流となってキャビティ４に注入され
るため鋳物Ｂ2 にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。
度Ｖが下限値（０．５ｍ／ｓｅｃ）を下回っているた
め、キャビティ４への半凝固材料の充填順序が、図１に
おいて、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２→Ｕ２となり、その結
果、キャビティ４の奥部領域４ｃにおける上部位置Ｕ２
に半凝固材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物Ｂ1 には欠けが生じていた。比較例による鋳物Ｂ2 に
おいては、前記速度Ｖが上限値（２０ｍ／ｓｅｃ）を上
回っているため、キャビティ４への半凝固材料の充填順
序が、図１において、Ｇ→Ｕ２→Ｌ２→Ｌ１→Ｕ１とな
り、その結果、キャビティ４の入口側領域４ａおよび奥
部領域４ｃにおいて半凝固材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物Ｂ2 には湯境が生じていた。ま
た半凝固材料が噴出流となってキャビティ４に注入され
るため鋳物Ｂ2 にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。
【００５６】比較のため、鋳物Ｂ3 ，Ｂ4 を表３の条件
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
Ｂ3 ，Ｂ4 は図４にも表示されている。
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
Ｂ3 ，Ｂ4 は図４にも表示されている。
【００５７】
【表３】 比較例による鋳物Ｂ3 においては、半凝固材料の高粘度
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物Ｂ4 においては、半凝固材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物Ｂ4 においては、半凝固材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。
【００５８】比較のため、前記加圧力ＰをＰ＝９０ＭＰ
ａに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物Ａ1 〜Ａ3 に対応す
る鋳物Ａ4 〜Ａ6 および前記比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ
2 に対応する鋳物Ｂ5 ，Ｂ6を鋳造した。それら鋳物Ａ
4 〜Ａ6 およびＢ5 ，Ｂ6 は、図４，図５に示されてお
り、前記鋳物Ａ1 〜Ａ3 およびＢ1 ，Ｂ2 にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
Ａ4 〜Ａ6 には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物Ｂ5
には欠けが発生し、また鋳物Ｂ6 には湯境および気孔の
発生が認められた。
ａに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物Ａ1 〜Ａ3 に対応す
る鋳物Ａ4 〜Ａ6 および前記比較例による鋳物Ｂ1 ，Ｂ
2 に対応する鋳物Ｂ5 ，Ｂ6を鋳造した。それら鋳物Ａ
4 〜Ａ6 およびＢ5 ，Ｂ6 は、図４，図５に示されてお
り、前記鋳物Ａ1 〜Ａ3 およびＢ1 ，Ｂ2 にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
Ａ4 〜Ａ6 には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物Ｂ5
には欠けが発生し、また鋳物Ｂ6 には湯境および気孔の
発生が認められた。
【００５９】表４は、比較例による鋳物Ｂ7 〜Ｂ9 を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖのみが前記範囲
を逸脱している。
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖのみが前記範囲
を逸脱している。
【００６０】
【表４】 表５は、実施例による鋳物Ａ1 （図３）と比較例による
鋳物Ｂ10，Ｂ11との、Ｆ≧０．１である初晶α−Ａｌの
面積率Ｒａと疲労強度との関係を示す。鋳物Ｂ10，Ｂ11
は鋳物Ａ1 と同一組成を有するが、鋳物Ｂ10は重力金型
鋳造法により、また鋳物Ｂ11は溶湯鍛造法によりそれぞ
れ鋳造されたものである。鋳物Ｂ10，Ｂ11における初晶
α−Ａｌは略デンドライト状である。表中、応力振幅δ
ａは破断回数１０8 回における値を示す。破損確率０．
５は１０個のテストピースのうち５個が破損する場合
を、また破損確率０．１とは１０個のテストピースのう
ち１個が破損する場合をそれぞれ意味する。
鋳物Ｂ10，Ｂ11との、Ｆ≧０．１である初晶α−Ａｌの
面積率Ｒａと疲労強度との関係を示す。鋳物Ｂ10，Ｂ11
は鋳物Ａ1 と同一組成を有するが、鋳物Ｂ10は重力金型
鋳造法により、また鋳物Ｂ11は溶湯鍛造法によりそれぞ
れ鋳造されたものである。鋳物Ｂ10，Ｂ11における初晶
α−Ａｌは略デンドライト状である。表中、応力振幅δ
ａは破断回数１０8 回における値を示す。破損確率０．
５は１０個のテストピースのうち５個が破損する場合
を、また破損確率０．１とは１０個のテストピースのう
ち１個が破損する場合をそれぞれ意味する。
【００６１】
【表５】 表５より、実施例による鋳物Ａ1 は、比較例による鋳物
Ｂ10，Ｂ11に比べて優れた疲労強度を有することが明ら
かである。
Ｂ10，Ｂ11に比べて優れた疲労強度を有することが明ら
かである。
【００６２】表６は、鋳物Ａ1 （図３）と鋳物Ｂ10，Ｂ
11との、Ｆ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒａと
他の機械的特性との関係を示す。
11との、Ｆ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒａと
他の機械的特性との関係を示す。
【００６３】
【表６】 表６より、実施例による鋳物Ａ1 は、比較例による鋳物
Ｂ10，Ｂ11に比べて優れた伸びおよび靱性を有すること
が明らかである。
Ｂ10，Ｂ11に比べて優れた伸びおよび靱性を有すること
が明らかである。
【００６４】次に、鋳造材料として、固体材料より得ら
れる半溶融材料を用いる場合について説明する。
れる半溶融材料を用いる場合について説明する。
【００６５】固体材料の金属組織において、形状係数Ｆ
がＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒａは、前記
のように、Ｒａ≧８０％に設定され、また初晶α−Ａｌ
の最大粒径ｄはｄ≦３００μｍに設定される。このよう
に初晶α−Ａｌの最大粒径ｄを設定すると、鋳物の疲労
強度を向上させることができる。ただし、最大粒径ｄが
ｄ＞３００μｍになると、前記効果を得ることができな
い。
がＦ≧０．１である初晶α−Ａｌの面積率Ｒａは、前記
のように、Ｒａ≧８０％に設定され、また初晶α−Ａｌ
の最大粒径ｄはｄ≦３００μｍに設定される。このよう
に初晶α−Ａｌの最大粒径ｄを設定すると、鋳物の疲労
強度を向上させることができる。ただし、最大粒径ｄが
ｄ＞３００μｍになると、前記効果を得ることができな
い。
【００６６】固体材料より半溶融材料を得る場合におい
て、その加熱条件は次のように設定される。
て、その加熱条件は次のように設定される。
【００６７】固体材料の平均昇温速度ＴｖはＴｖ≧０．
２℃／ｓｅｃ、半溶融材料における内外部間の均熱度Δ
ＴはΔＴ≦±１０℃、半溶融材料の粘度μは０．１Ｐａ
・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃである。このよう
に加熱条件を設定すると、半溶融材料の調製および取扱
いを能率良く行い、また鋳物の鋳造品質を向上させるこ
とができる。ただし、固体材料の平均昇温速度ＴｖがＴ
ｖ＜０．２℃／ｓｅｃになると、半溶融材料の調製に長
時間を要するため、初晶α−Ａｌの粗大化を招来して鋳
物の機械的特性等が損われる。平均昇温速度Ｔｖの最適
範囲はＴｖ≧１．０℃／ｓｅｃである。その理由は、平
均昇温速度ＴｖがＴｖ＜１．０℃／ｓｅｃになると、生
産性の低下、金属組織の粗大化、表面酸化等を招き易く
なるからである。
２℃／ｓｅｃ、半溶融材料における内外部間の均熱度Δ
ＴはΔＴ≦±１０℃、半溶融材料の粘度μは０．１Ｐａ
・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃである。このよう
に加熱条件を設定すると、半溶融材料の調製および取扱
いを能率良く行い、また鋳物の鋳造品質を向上させるこ
とができる。ただし、固体材料の平均昇温速度ＴｖがＴ
ｖ＜０．２℃／ｓｅｃになると、半溶融材料の調製に長
時間を要するため、初晶α−Ａｌの粗大化を招来して鋳
物の機械的特性等が損われる。平均昇温速度Ｔｖの最適
範囲はＴｖ≧１．０℃／ｓｅｃである。その理由は、平
均昇温速度ＴｖがＴｖ＜１．０℃／ｓｅｃになると、生
産性の低下、金属組織の粗大化、表面酸化等を招き易く
なるからである。
【００６８】また半溶融材料における内外部間の均熱度
ΔＴがΔＴ＞±１０℃になると、半溶融材料において粘
度μが部分的に異なるため、溶け出し部分が発生した
り、またキャビティ４における未充填箇所、したがって
鋳物における欠けの発生を招来する。均熱度の最適範囲
はΔＴ≦±３℃である。その理由は、このような範囲に
おいては半溶融材料の自動的取扱いが可能であり、これ
により鋳物の生産性を向上し得るからである。
ΔＴがΔＴ＞±１０℃になると、半溶融材料において粘
度μが部分的に異なるため、溶け出し部分が発生した
り、またキャビティ４における未充填箇所、したがって
鋳物における欠けの発生を招来する。均熱度の最適範囲
はΔＴ≦±３℃である。その理由は、このような範囲に
おいては半溶融材料の自動的取扱いが可能であり、これ
により鋳物の生産性を向上し得るからである。
【００６９】半溶融材料の粘度μは、鋳込み時のそれと
同一に設定されている。その粘度μがμ＜０．１Ｐａ・
ｓｅｃになると、溶け出し部分が発生して半溶融材料の
取扱い性が悪化し、一方、粘度μがμ＞２０００Ｐａ・
ｓｅｃになると、前記のように鋳物の鋳造品質が低下す
る。
同一に設定されている。その粘度μがμ＜０．１Ｐａ・
ｓｅｃになると、溶け出し部分が発生して半溶融材料の
取扱い性が悪化し、一方、粘度μがμ＞２０００Ｐａ・
ｓｅｃになると、前記のように鋳物の鋳造品質が低下す
る。
【００７０】鋳込みの際のゲート５通過時における半溶
融材料の性状、即ち、半溶融材料の粘度μは、前記のよ
うに、０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃ
に、またレイノルズ数Ｒｅは、前記のように、Ｒｅ≦１
５００に設定される。鋳型１における断面積拡大率Ｒｓ
は、前記同様にＲｓ≦１０に設定される。さらに、ゲー
ト５通過時における半溶融材料の速度Ｖは、前記のよう
に０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅｃに、またキャ
ビティ４に充填された半溶融材料に対する加圧力Ｐは、
前記のように１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａにそれぞれ
設定される。
融材料の性状、即ち、半溶融材料の粘度μは、前記のよ
うに、０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓｅｃ
に、またレイノルズ数Ｒｅは、前記のように、Ｒｅ≦１
５００に設定される。鋳型１における断面積拡大率Ｒｓ
は、前記同様にＲｓ≦１０に設定される。さらに、ゲー
ト５通過時における半溶融材料の速度Ｖは、前記のよう
に０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅｃに、またキャ
ビティ４に充填された半溶融材料に対する加圧力Ｐは、
前記のように１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａにそれぞれ
設定される。
【００７１】以下、具体例について説明する。この例に
おいては、前記半凝固材料を用いた場合と同一の加圧鋳
造装置が用いられた。
おいては、前記半凝固材料を用いた場合と同一の加圧鋳
造装置が用いられた。
【００７２】Ａｌ−Ｓｉ系亜共晶合金よりなる固体材料
として、前記表１と同様の組成を有するものを選択し
た。この材料の金属組織において、形状係数ＦがＦ≧
０．１である初晶α−Ａｌの面積率ＲａはＲａ＝８０％
であり、また初晶α−Ａｌの最大粒径ｄはｄ＝２００μ
ｍであった。
として、前記表１と同様の組成を有するものを選択し
た。この材料の金属組織において、形状係数ＦがＦ≧
０．１である初晶α−Ａｌの面積率ＲａはＲａ＝８０％
であり、また初晶α−Ａｌの最大粒径ｄはｄ＝２００μ
ｍであった。
【００７３】先ず、固体材料を加熱炉内に設置し、次い
でその平均昇温速度ＴｖをＴｖ＝１．３℃／ｓｅｃに設
定して加熱し、これにより内外部間の均熱度ΔＴがΔＴ
＝６℃、固相の体積分率ＶｆがＶｆ＝７０％の半溶融材
料を調製した。この固相は前記固体材料と同様の金属組
織を保有していた。
でその平均昇温速度ＴｖをＴｖ＝１．３℃／ｓｅｃに設
定して加熱し、これにより内外部間の均熱度ΔＴがΔＴ
＝６℃、固相の体積分率ＶｆがＶｆ＝７０％の半溶融材
料を調製した。この固相は前記固体材料と同様の金属組
織を保有していた。
【００７４】前記半溶融材料を鋳型１の装入口６に装入
し、次いで加圧プランジャ９により半溶融材料をゲート
５を通じてキャビティ４に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ９の移動速度は約７８mm／ｓｅｃに
設定され、ゲート５通過時における半溶融材料の速度Ｖ
はＶ＝３ｍ／ｓｅｃ、粘度μはμ＝３００Ｐａ・ｓｅ
ｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ＝０．２１であった。
し、次いで加圧プランジャ９により半溶融材料をゲート
５を通じてキャビティ４に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ９の移動速度は約７８mm／ｓｅｃに
設定され、ゲート５通過時における半溶融材料の速度Ｖ
はＶ＝３ｍ／ｓｅｃ、粘度μはμ＝３００Ｐａ・ｓｅ
ｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ＝０．２１であった。
【００７５】また図１に示すように、鋳型１におけるゲ
ート５の下部位置Ｇ、キャビティ４の入口側領域４ａの
上部位置Ｕ１および下部位置Ｌ１ならびに奥部領域４ｃ
の上部位置Ｕ２および下部位置Ｌ２の温度上昇開始点を
測定することによって、半溶融材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２と略同
時にＵ２、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。
ート５の下部位置Ｇ、キャビティ４の入口側領域４ａの
上部位置Ｕ１および下部位置Ｌ１ならびに奥部領域４ｃ
の上部位置Ｕ２および下部位置Ｌ２の温度上昇開始点を
測定することによって、半溶融材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２と略同
時にＵ２、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。
【００７６】加圧プランジャ９をストローク終端に保持
して、キャビティ４に充填された半溶融材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半溶融材料を凝固させて鋳物Ａ7
を得た。この場合、半溶融材料に対する加圧力ＰはＰ＝
３０ＭＰａであり、鋳型１の分割面１０に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。この鋳込み作業にお
ける時間と加圧プランジャのストロークおよび半溶融材
料に対する加圧力との関係は図２と同じである。
して、キャビティ４に充填された半溶融材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半溶融材料を凝固させて鋳物Ａ7
を得た。この場合、半溶融材料に対する加圧力ＰはＰ＝
３０ＭＰａであり、鋳型１の分割面１０に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。この鋳込み作業にお
ける時間と加圧プランジャのストロークおよび半溶融材
料に対する加圧力との関係は図２と同じである。
【００７７】図６は、前記鋳造方法により得られた鋳物
Ａ7 の金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Ａｌであり、その最大粒径ｄがｄ＝２００μｍで
あることが判る。このような金属組織が得られる理由
は、半溶融材料の固相における初晶α−Ａｌの最大粒径
ｄがｄ＝２００μｍであり、また液相から晶出する初晶
α−Ａｌは、液相がゲート５通過時において剪断力を受
け、また加圧下で凝固することから、その微細化が達成
されるからである。また形状係数ＦがＦ≧０．１である
初晶α−Ａｌの面積率ＲａはＲａ＝９８％であり、この
ように設定することによって鋳物Ａ7 の伸びおよび靱性
を向上させることができる。さらに、この鋳物Ａ7 に
は、図６から明らかなように、湯境、ガスの巻込みによ
る気孔等の発生がなく、またキャビティ４への半溶融材
料の未充填に起因した欠けの発生もないもので、したが
って、この鋳物Ａ7 は優れた鋳造品質を有することが判
明した。
Ａ7 の金属組織を示す顕微鏡写真（１００倍）である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Ａｌであり、その最大粒径ｄがｄ＝２００μｍで
あることが判る。このような金属組織が得られる理由
は、半溶融材料の固相における初晶α−Ａｌの最大粒径
ｄがｄ＝２００μｍであり、また液相から晶出する初晶
α−Ａｌは、液相がゲート５通過時において剪断力を受
け、また加圧下で凝固することから、その微細化が達成
されるからである。また形状係数ＦがＦ≧０．１である
初晶α−Ａｌの面積率ＲａはＲａ＝９８％であり、この
ように設定することによって鋳物Ａ7 の伸びおよび靱性
を向上させることができる。さらに、この鋳物Ａ7 に
は、図６から明らかなように、湯境、ガスの巻込みによ
る気孔等の発生がなく、またキャビティ４への半溶融材
料の未充填に起因した欠けの発生もないもので、したが
って、この鋳物Ａ7 は優れた鋳造品質を有することが判
明した。
【００７８】次に、加圧プランジャ９の移動速度を変え
ることにより、ゲート５通過時における半溶融材料の速
度Ｖおよびレイノルズ数Ｒｅを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物Ａ8 ，Ａ9 お
よび比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ13を鋳造した。
ることにより、ゲート５通過時における半溶融材料の速
度Ｖおよびレイノルズ数Ｒｅを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物Ａ8 ，Ａ9 お
よび比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ13を鋳造した。
【００７９】表７は、実施例による鋳物Ａ7 〜Ａ9 およ
び比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ13と、前記速度Ｖおよびレ
イノルズ数Ｒｅとの関係を示す。
び比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ13と、前記速度Ｖおよびレ
イノルズ数Ｒｅとの関係を示す。
【００８０】
【表７】 図７は、ゲート５通過時における半溶融材料の速度Ｖ
と、ゲート通過時における半溶融材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線ｃはゲート５通過時におけるレイノル
ズ数ＲｅがＲｅ＝１５００の場合に該当し、したがっ
て、線ｃを含み、且つその線ｃよりも上方の領域が層流
領域であり、また線ｃよりも下方の領域が乱流領域であ
る。
と、ゲート通過時における半溶融材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線ｃはゲート５通過時におけるレイノル
ズ数ＲｅがＲｅ＝１５００の場合に該当し、したがっ
て、線ｃを含み、且つその線ｃよりも上方の領域が層流
領域であり、また線ｃよりも下方の領域が乱流領域であ
る。
【００８１】図８は、ゲート５通過時における半溶融材
料の速度Ｖと、キャビティ４に充填された半溶融材料に
対する加圧力Ｐとの関係を示す。
料の速度Ｖと、キャビティ４に充填された半溶融材料に
対する加圧力Ｐとの関係を示す。
【００８２】前記のように鋳造品質の向上等の観点よ
り、前記速度Ｖは０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅ
ｃ、前記粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ≦１５００、前記
加圧力Ｐは１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａであることが
望ましい。表７，図７，図８から、実施例による鋳物Ａ
7 〜Ａ9 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。
り、前記速度Ｖは０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅ
ｃ、前記粘度μは０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐ
ａ・ｓｅｃ、レイノルズ数ＲｅはＲｅ≦１５００、前記
加圧力Ｐは１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａであることが
望ましい。表７，図７，図８から、実施例による鋳物Ａ
7 〜Ａ9 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。
【００８３】比較例による鋳物Ｂ12においては、前記速
度Ｖが下限値（０．５ｍ／ｓｅｃ）を下回っているた
め、キャビティ４への半溶融材料の充填順序が、図１に
おいて、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２→Ｕ２となり、その結
果、キャビティ４の奥部領域４ｃにおける上部位置Ｕ２
に半溶融材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物Ｂ12には欠けが生じていた。比較例による鋳物Ｂ13に
おいては、前記速度Ｖが上限値（２０ｍ／ｓｅｃ）を上
回っているため、キャビティ４への半溶融材料の充填順
序が、図１において、Ｇ→Ｕ２→Ｌ２→Ｌ１→Ｕ１とな
り、その結果、キャビティ４の入口側領域４ａおよび奥
部領域４ｃにおいて半溶融材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物Ｂ13には湯境が生じていた。ま
た半溶融材料が噴出流となってキャビティ４に注入され
るため鋳物Ｂ13にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。
度Ｖが下限値（０．５ｍ／ｓｅｃ）を下回っているた
め、キャビティ４への半溶融材料の充填順序が、図１に
おいて、Ｇ→Ｌ１→Ｕ１→Ｌ２→Ｕ２となり、その結
果、キャビティ４の奥部領域４ｃにおける上部位置Ｕ２
に半溶融材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物Ｂ12には欠けが生じていた。比較例による鋳物Ｂ13に
おいては、前記速度Ｖが上限値（２０ｍ／ｓｅｃ）を上
回っているため、キャビティ４への半溶融材料の充填順
序が、図１において、Ｇ→Ｕ２→Ｌ２→Ｌ１→Ｕ１とな
り、その結果、キャビティ４の入口側領域４ａおよび奥
部領域４ｃにおいて半溶融材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物Ｂ13には湯境が生じていた。ま
た半溶融材料が噴出流となってキャビティ４に注入され
るため鋳物Ｂ13にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。
【００８４】比較のため、鋳物Ｂ14，Ｂ15を表８の条件
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
Ｂ14，Ｂ15は図７にも表示されている。
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
Ｂ14，Ｂ15は図７にも表示されている。
【００８５】
【表８】 比較例による鋳物Ｂ14においては、半溶融材料の高粘度
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物Ｂ15においては、半溶融材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物Ｂ15においては、半溶融材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。
【００８６】比較のため、前記加圧力ＰをＰ＝９０ＭＰ
ａに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物Ａ7 〜Ａ9 に対応す
る鋳物Ａ10〜Ａ12および前記比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ
13に対応する鋳物Ｂ16，Ｂ17を鋳造した。それら鋳物Ａ
10〜Ａ12およびＢ16，Ｂ17は、図７，図８に示されてお
り、前記鋳物Ａ7 〜Ａ9 およびＢ12，Ｂ13にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
Ａ10〜Ａ12には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物Ｂ16
には欠けが発生し、また鋳物Ｂ17には湯境および気孔の
発生が認められた。
ａに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物Ａ7 〜Ａ9 に対応す
る鋳物Ａ10〜Ａ12および前記比較例による鋳物Ｂ12，Ｂ
13に対応する鋳物Ｂ16，Ｂ17を鋳造した。それら鋳物Ａ
10〜Ａ12およびＢ16，Ｂ17は、図７，図８に示されてお
り、前記鋳物Ａ7 〜Ａ9 およびＢ12，Ｂ13にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
Ａ10〜Ａ12には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物Ｂ16
には欠けが発生し、また鋳物Ｂ17には湯境および気孔の
発生が認められた。
【００８７】表９は、比較例による鋳物Ｂ18〜Ｂ20を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、固体材料の、形状形数ＦがＦ≧０．１で
ある初晶α−Ａｌの面積率Ｒａと半溶融材料の粘度μが
本発明範囲を逸脱している。
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、固体材料の、形状形数ＦがＦ≧０．１で
ある初晶α−Ａｌの面積率Ｒａと半溶融材料の粘度μが
本発明範囲を逸脱している。
【００８８】
【表９】
【００８９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ゲート通
過時における鋳造材料の粘度μおよびレイノルズ数Ｒｅ
を前記のように特定することによって、気孔および湯境
の発生のない高品質で、且つ優れた機械的特性を有する
Ａｌ系合金鋳物を得ることができる。
過時における鋳造材料の粘度μおよびレイノルズ数Ｒｅ
を前記のように特定することによって、気孔および湯境
の発生のない高品質で、且つ優れた機械的特性を有する
Ａｌ系合金鋳物を得ることができる。
【００９０】請求項２記載の発明によれば、ゲート通過
時における鋳造材料の速度Ｖおよび加圧力Ｐを前記のよ
うに特定することによって、前記効果に加え、Ａｌ系合
金鋳物の生産性および操業上の不具合を回避することが
できる。
時における鋳造材料の速度Ｖおよび加圧力Ｐを前記のよ
うに特定することによって、前記効果に加え、Ａｌ系合
金鋳物の生産性および操業上の不具合を回避することが
できる。
【００９１】請求項３記載の発明によれば、半凝固材料
の調製に当り、溶湯の平均降温速度Ｔｖを前記のように
特定することによって、優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができ、また鋳造条件の管理を容易にするこ
とができる。
の調製に当り、溶湯の平均降温速度Ｔｖを前記のように
特定することによって、優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができ、また鋳造条件の管理を容易にするこ
とができる。
【００９２】請求項４記載の発明によれば、前記のよう
に特定された固体材料を用いることによって、優れた鋳
造品質を有する鋳物を得ることができる。
に特定された固体材料を用いることによって、優れた鋳
造品質を有する鋳物を得ることができる。
【図１】加圧鋳造装置の縦断面図である。
【図２】時間と、加圧プランジャのストロークおよび半
凝固材料に対する加圧力との関係を示すグラフである。
凝固材料に対する加圧力との関係を示すグラフである。
【図３】鋳物の金属組織の一例を示す顕微鏡写真であ
る。
る。
【図４】ゲート通過時における半凝固材料の速度Ｖと粘
度μとの関係を示すグラフである。
度μとの関係を示すグラフである。
【図５】ゲート通過時における半凝固材料の速度Ｖと、
半凝固材料に対する加圧力Ｐとの関係を示すグラフであ
る。
半凝固材料に対する加圧力Ｐとの関係を示すグラフであ
る。
【図６】鋳物の金属組織の他例を示す顕微鏡写真であ
る。
る。
【図７】ゲート通過時における半溶融材料の速度Ｖと粘
度μとの関係を示すグラフである。
度μとの関係を示すグラフである。
【図８】ゲート通過時における半溶融材料の速度Ｖと、
半溶融材料に対する加圧力Ｐとの関係を示すグラフであ
る。
半溶融材料に対する加圧力Ｐとの関係を示すグラフであ
る。
１ 鋳型 ４ キャビティ ５ ゲート ６ 装入口 ９ 加圧プランジャ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５９】表４は、比較例による鋳物Ｂ7 〜Ｂ9 を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖと半凝固材料の
粘度μが前記範囲を逸脱している。
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Ｔｖと半凝固材料の
粘度μが前記範囲を逸脱している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６０】
【表４】
Claims (4)
- 【請求項１】 固相と液相とが共存するＡｌ系亜共晶合
金組成の鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を用い
て加圧下で鋳込みを行い、その際、前記鋳造材料を、そ
の粘度μが０．１Ｐａ・ｓｅｃ≦μ≦２０００Ｐａ・ｓ
ｅｃ、またレイノルズ数ＲｅがＲｅ≦１５００の条件に
て鋳型のゲートを通過させることを特徴とするＡｌ系合
金鋳物の鋳造方法。 - 【請求項２】 前記ゲート通過時における前記鋳造材料
の速度Ｖが０．５ｍ／ｓｅｃ≦Ｖ≦２０ｍ／ｓｅｃであ
り、また前記鋳型のキャビティに充填された前記鋳造材
料に対する加圧力Ｐが１０ＭＰａ≦Ｐ≦１２０ＭＰａで
ある、請求項１記載のＡｌ系合金鋳物の鋳造方法。 - 【請求項３】 前記鋳造材料は、Ａｌ系亜共晶合金組成
の溶湯を冷却して調製された半凝固材料であり、前記半
凝固材料の調製に当り、前記溶湯の平均降温速度Ｔｖを
０．１℃／ｓｅｃ≦Ｔｖ≦１０℃／ｓｅｃに設定する、
請求項１または２記載のＡｌ系合金鋳物の鋳造方法。 - 【請求項４】 前記鋳造材料は、Ａｌ系亜共晶合金より
なる固体材料を加熱して調製された半溶融材料であり、
前記固体材料として、形状係数ＦがＦ≧０．１である初
晶α−Ａｌの面積率ＲａをＲａ≧８０％に設定されたも
のを用いる、請求項１または２記載のＡｌ系合金鋳物の
鋳造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-21630 | 1992-01-13 | ||
| JP2162992 | 1992-01-13 | ||
| JP4-21629 | 1992-01-13 | ||
| JP2163092 | 1992-01-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261503A true JPH05261503A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2923823B2 JP2923823B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=26358721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4331014A Expired - Fee Related JP2923823B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-11-17 | Ａｌ系合金鋳物の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923823B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995019237A1 (fr) * | 1994-01-17 | 1995-07-20 | Aluminium Pechiney | Procede de mise en forme de materiaux metalliques a l'etat semi-solide |
| WO1997012700A1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-04-10 | Suraltech | Pressure-assisted formation of shaped articles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5334564B2 (ja) | 2008-12-24 | 2013-11-06 | 矢崎総業株式会社 | シールドシェルへの編組線の取付方法 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP4331014A patent/JP2923823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995019237A1 (fr) * | 1994-01-17 | 1995-07-20 | Aluminium Pechiney | Procede de mise en forme de materiaux metalliques a l'etat semi-solide |
| FR2715088A1 (fr) * | 1994-01-17 | 1995-07-21 | Pechiney Aluminium | Procédé de mise en forme de matériaux métalliques à l'état semi-solide. |
| US5630466A (en) * | 1994-01-17 | 1997-05-20 | Aluminium Pechiney | Process for shaping metal materials in a semi-solid state |
| WO1997012700A1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-04-10 | Suraltech | Pressure-assisted formation of shaped articles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923823B2 (ja) | 1999-07-26 |
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