JPH08192257A - チクソキャスティング法 - Google Patents

チクソキャスティング法

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JPH08192257A
JPH08192257A JP1973895A JP1973895A JPH08192257A JP H08192257 A JPH08192257 A JP H08192257A JP 1973895 A JP1973895 A JP 1973895A JP 1973895 A JP1973895 A JP 1973895A JP H08192257 A JPH08192257 A JP H08192257A
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JP
Japan
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alloy material
casting
temperature
chevron
alloy
Prior art date
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Application number
JP1973895A
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English (en)
Inventor
Haruo Shiina
治男 椎名
Nobuhiro Saito
信広 斉藤
Takeyoshi Nakamura
武義 中村
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合金元素の初晶晶出を回避し得るチクソキャ
スティング法を提供する。 【構成】 示差熱分析曲線aにおいて、共晶溶解による
第1山形吸熱部bと、共晶点よりも高融点の成分の溶解
による第2山形吸熱部cとが存在する合金材料を用いて
チクソキャスティング法を実施する。その際、第1山形
吸熱部bの下降終了点eの温度をT2 とし、また第2山
形吸熱部cのピーク温度をT3 としたとき、合金材料の
鋳造温度TをT2 ≦T≦T3 に設定する。これにより、
合金元素の初晶晶出を回避して高延性、且つ高靱性な鋳
物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はチクソキャスティング
法、特に、示差熱分析曲線において、共晶溶解による第
1山形吸熱部と、共晶点よりも高融点の成分の溶解によ
る第2山形吸熱部とが存在する合金材料を用いるチクソ
キャスティング法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】チクソキャスティング法の実施に当って
は、合金材料に加熱処理を施して固相(略固体となって
いる相、以下同じ)と液相とが共存する半溶融合金材料
を調製し、次いでその半溶融合金材料を加圧下で鋳型の
キャビティに充填し、その後前記加圧下で半溶融合金材
料を凝固させる、といった方法が採用される。
【0003】従来は、半溶融合金材料の取扱い性を良好
にすべく、半溶融合金材料の鋳造時における温度、即
ち、鋳造温度を、第1山形吸熱部の上昇開始点および下
降終了点間の温度に設定して、半溶融合金材料を高固相
率に保持している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来法
のように高固相率下でチクソキャスティング法を実施す
ると、例えば亜共晶系合金材料を用いたにも拘らず、そ
の半溶融合金材料の共晶反応に伴い合金元素の初晶が晶
出し、これに起因して鋳物の延性および靱性が低下す
る、といった問題を生じる。この現象はAl−Si系合
金、Al−CuAl2 系合金、Al−Mg2 Si系合金
等において現出する。
【0005】本発明者等は前記問題を解決すべく研鑽を
積んだ結果、前記合金元素の初晶晶出は半溶融合金材料
の共晶反応中における冷却速度が速いからである、とい
うことを究明した。
【0006】本発明は前記研鑽結果を踏えて開発された
ものであり、半溶融合金材料の共晶反応中における冷却
速度を遅くして合金元素の初晶晶出を回避し、これによ
り高延性、且つ高靱性な鋳物を得ることのできる前記チ
クソキャスティング法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、示差熱分析曲
線において、共晶溶解による第1山形吸熱部と、共晶点
よりも高融点の成分の溶解による第2山形吸熱部とが存
在する合金材料を用いてチクソキャスティング法を実施
するに当り、前記第1山形吸熱部の下降終了点の温度を
2 とし、また前記第2山形吸熱部のピーク温度をT3
としたとき、前記合金材料の鋳造温度TをT2 ≦T≦T
3 に設定することを特徴とする。
【0008】
【作用】合金材料の鋳造温度Tを前記のように設定する
と、その合金材料は半溶融状態となり、しかもその半溶
融合金材料の固相率は比較的低くなる。つまり液相量が
比較的多くなる。
【0009】その結果、半溶融合金材料の共晶反応にお
いては、比較的多量の液相が比較的大きな潜熱をもつこ
とから、その冷却速度が遅くなり、これにより合金元素
の初晶晶出を回避することが可能となる。
【0010】ただし、鋳造温度TがT<T2 では、合金
元素の初晶晶出が発生し易くなり、一方、T>T3 では
半溶融合金材料の保形性が低下するので、その取扱い性
が悪化する。
【0011】
【実施例】図1に示す加圧鋳造機1はAl合金材料(合
金材料)を用いてチクソキャスティング法の適用下でA
l合金鋳物を鋳造するために用いられる。その加圧鋳造
機1は、鉛直な合せ面2a,3aを有する固定金型2お
よび可動金型3を備え、両合せ面2a,3a間に鋳物成
形用キャビティ4が形成される。固定金型2に半溶融A
l合金材料5を設置するチャンバ6が形成され、そのチ
ャンバ6はゲート7を介してキャビティ4に連通する。
また固定金型2に、チャンバ6に連通するスリーブ8が
水平に付設され、そのスリーブ8にチャンバ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。スリー
ブ8は、その周壁上部に材料用挿入口10を有する。
【0012】表1は、Al合金材料であるA357材の
組成を示す。このAl合金材料は、連続鋳造法の適用下
で鋳造された高品質な長尺連続鋳造材より切出されたも
のであって、その鋳造に当っては初晶α−Alの球状化
処理が行われている。Al合金材料の寸法は直径50m
m、長さ65mmである。
【0013】
【表1】 Al合金材料について、示差走査熱量測定(DSC)を
行ったところ、図2の結果を得た。図2の示差熱分析曲
線aには、共晶溶解による第1山形吸熱部bと、共晶点
よりも高融点の成分の溶解による第2山形吸熱部cとが
存在する。第1山形吸熱部bの上昇開始点dの温度T1
はT1 =556℃、その下降終了点eの温度T2 はT2
=580℃、第2山形吸熱部cのピークfにおける温
度、即ち、ピーク温度T3 はT3 =598℃である。
【0014】次に、Al合金材料を誘導加熱装置の加熱
コイル内に設置し、次いで周波数1kHz、最大出力
30kWの条件で加熱して、固相と液相とが共存する半
溶融状態のAl合金材料を調製した。この場合、固相率
は40%以上、60%以下に設定される。
【0015】その後、図1に示すように、半溶融Al合
金材料5をチャンバ6に設置し、その材料5の鋳造温度
T=595℃、加圧プランジャ9の移動速度 0.2m
/sec 、金型温度 250℃の条件で半溶融Al合金材
料5を加圧しつつゲート7を通過させてキャビティ4内
に充填した。そして、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内に充填された
半溶融Al合金材料5に加圧力を付与し、その加圧下で
その材料5を凝固させてAl合金鋳物Aを得た。
【0016】また鋳造温度Tを変えた、ということ以外
は前記と同一条件で鋳造作業を行い5種のAl合金鋳物
B〜Fを得た。
【0017】各Al合金鋳物A〜Fに、540℃で5時
間加熱、その後水冷、170℃で5時間加熱、その後空
冷のT6処理を施した。次いで、それらAl合金鋳物A
〜Fより、平行部が直径4mm、長さ20mmである引張り
試験片とJIS3号 シャルピー衝撃試験片を製作し、
それら試験片について引張り試験およびシャルピー衝撃
試験を行った。
【0018】表2はAl合金鋳物A〜Fに関する鋳造温
度T、試験結果等を示す。
【0019】
【表2】 図3は、Al合金鋳物Cを鋳造する場合のAl合金材料
に関する冷却曲線の要部を示す。共晶反応における開始
点gの温度は552℃、終了点hの温度は535.8
℃、開始点gおよび終了点h間の共晶反応時間tは0.
2sec であり、したがって共晶反応中の冷却速度は81
℃/sec である。
【0020】図4はAl合金鋳物Aの金属組織を示す顕
微鏡写真である。図4より、その金属組織は色の薄い初
晶α−Alと、それらの間を埋める色の濃い共晶組織と
から構成され、初晶Si(合金元素)は晶出していない
ことが判る。
【0021】図5は、Al合金鋳物Eの金属組織を示す
顕微鏡写真である。図5より、共晶組織および初晶α−
Al中に黒色で角張った初晶Siが多数晶出しているこ
とが判る。
【0022】図6は、表2に基づいて鋳造温度Tと、共
晶反応中の冷却速度、破断伸びおよびシャルピー衝撃値
との関係をグラフ化したものである。図中、点A〜Gは
Al合金鋳物A〜Gにそれぞれ該当する。
【0023】図6に示すAl合金鋳物A〜Dにおいて、
Al合金材料の鋳造温度TをT2 (580℃)≦T≦T
3 (598℃)に設定すると、そのAl合金材料は半溶
融状態となり、しかもその半溶融Al合金材料の固相率
は比較的低くなる。つまり液相量が比較的多くなる。
【0024】その結果、半溶融Al合金材料の共晶反応
においては、比較的多量の液相が比較的大きな潜熱をも
つことから、その冷却速度が遅くなり、これにより初晶
Siの晶出を回避することが可能となる。
【0025】その結果、Al合金鋳物A〜Dは、Al合
金鋳物F〜G、したがって鋳造温度をT<T2 に設定さ
れ、且つ初晶Siが晶出しているものに比べて高延性、
且つ高靱性である。
【0026】なお、本発明における合金材料はAl合金
材料に限定されない。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、前記のような熱的特性
を有する合金材料を用いてチクソキャスティング法を実
施するに当り、合金材料の鋳造温度Tを前記のように設
定することによって、合金元素の初晶晶出を回避して高
延性、且つ高靱性な鋳物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】加圧鋳造機の縦断面図である。
【図2】Al合金材料の示差熱分析曲線である。
【図3】Al合金材料の冷却曲線の要部である。
【図4】Al合金鋳物の一例における金属組織を示す顕
微鏡写真である。
【図5】Al合金鋳物の他例における金属組織を示す顕
微鏡写真である。
【図6】鋳造温度Tと、共晶反応中の冷却速度、破断伸
びおよびシャルピー衝撃値との関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
a 示差熱分析曲線 b 第1山形吸熱部 c 第2山形吸熱部 e 下降終了点 T 鋳造温度 T2 下降終了点の温度 T3 ピーク温度
【手続補正書】
【提出日】平成8年2月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】また鋳造温度Tを変えた、ということ以外
は前記と同一条件で鋳造作業を行い種のAl合金鋳物
B〜を得た。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】各Al合金鋳物A〜に、540℃で5時
間加熱、その後水冷、170℃で5時間加熱、その後空
冷のT6処理を施した。次いで、それらAl合金鋳物A
より、平行部が直径4mm、長さ20mmである引張り
試験片とJIS3号 シャルピー衝撃試験片を製作し、
それら試験片について引張り試験およびシャルピー衝撃
試験を行った。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】表2はAl合金鋳物A〜に関する鋳造温
度T、試験結果等を示す。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】したがってAl合金鋳物A〜Dは、Al合
金鋳物〜G、即ち、鋳造温度をT<T2 に設定され、
且つ初晶Siが晶出しているものに比べて高延性、且つ
高靱性である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 示差熱分析曲線(a)において、共晶溶
    解による第1山形吸熱部(b)と、共晶点よりも高融点
    の成分の溶解による第2山形吸熱部(c)とが存在する
    合金材料を用いてチクソキャスティング法を実施するに
    当り、前記第1山形吸熱部(b)の下降終了点(e)の
    温度をT2 とし、また前記第2山形吸熱部(c)のピー
    ク温度をT3 としたとき、前記合金材料の鋳造温度Tを
    2 ≦T≦T3 に設定することを特徴とするチクソキャ
    スティング法。
JP1973895A 1994-05-17 1995-01-12 チクソキャスティング法 Pending JPH08192257A (ja)

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JP1973895A JPH08192257A (ja) 1995-01-12 1995-01-12 チクソキャスティング法
IT95RM000316A IT1278069B1 (it) 1994-05-17 1995-05-16 Materiale in lega per tissofusione, procedimento per la preparazione del materiale in lega semi-fuso per tissofusione e procedimento di
DE19518127A DE19518127C2 (de) 1994-05-17 1995-05-17 Verfahren zur Herstellung eines semi-geschmolzenen Legierungsmaterials zum Thixo-Gießen
FR9505835A FR2720016B1 (fr) 1994-05-17 1995-05-17 Matériau allié destiné au thixomoulage, procédé pour préparer un matériau allié semi-fondu destiné au thixomoulage, et procédé de thixomoulage.
US08/861,265 US5849115A (en) 1994-05-17 1997-05-21 Alloy material for thixocasting, process for preparing semi-molten alloy material for thixocasting and thixocasting process

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08170134A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Honda Motor Co Ltd チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用合金材料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08170134A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Honda Motor Co Ltd チクソキャスティング法およびチクソキャスティング用合金材料

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