JPH08509913A - 塩被膜下のアルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 塩被膜（25）下におけるアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造は、溶融アルミニウム−リチウム合金の成形、溶融アルミニウム−リチウム合金の鋳込みステーション（３）への移送、及び、アルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造を含み、塩化リチウムと塩化カリウムの混合物を含む保護用溶融塩被膜（25）は、鋳込み工程の間、アルミニウム−リチウム合金（23）上に保持される。溶融アルミニウム−リチウム合金の生成は、溶融容器（１）内の塩で覆われた溶融アルミニウムにリチウムを添加することによりアルミニウムとリチウムを合金化することを含む。溶融塩は、鋳込み中にインゴットヘッドに添加される。好ましい塩混合物は、３５〜９０モル％のＬｉＣｌと１０〜６５モル５のＫＣｌを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 塩被膜下のアルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造 技術分野 本発明は、アルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造のための方法及 び装置に関し、特に、アルミニウム−リチウム合金が、成分として塩化リチウム 及び塩化カリウムを含む保護用の溶融塩被膜の下でダイレクトチル鋳造されるダ イクレトチル鋳造法に関する。 背景技術 航空機産業及び航空宇宙産業において、航空機の重量を軽減する最も効果的な 方法の１つは、航空機構造物に使用されるアルミニウム合金の比重を減少するこ とであることが一般的に認識されている。その合金の比重を減少するため、アル ミニウム−リチウム合金が、低比重、高強度、高破壊靭性及び高弾性係数等の物 性を有するという理由によって開発された。 しかし、ダイクレトチル鋳造法のような従来の鋳造プロセスによりアルミニウ ム−リチウム合金をインゴット形状にする連続鋳造では、リチウムのバーンアウ ト、フレーミング、スモーキング及びその溶湯が得難い等の問題点或いは不利益 が生じる。 これら問題点に対して、代わりのダイレクトチル連続鋳造プロセスが、これら 欠陥を克服するために提案されている。Ｊａｃｏｂｙ等による米国特許Ｎｏ．４ ，５８２，１１８号では、ダイレクトチルプロセスによるリチウム含有合金を防 火雰囲気を利用して連続的に鋳造する方法を提案している。これら従来技術のプ ロセスは、防火雰囲気の下で連続鋳造操作を維持するために、高価 で複雑な配置の装置部品が必要であるという点で不利益がある。更に、操作コス トが、鋳造プロセスに伴う防火物質の使用により増加する。 これらの不利益に対して、これら従来技術の欠陥を克服する、改良されたアル ミニウム−リチウム連続鋳造方法及びその装置への要求が高まっている。 この要求に対応して、本発明は、アルミニウム−リチウム合金が、塩化リチウ ムと塩化カリウムの混合物を含む保護用の溶融塩フラックス被膜の下でダイレク トチル鋳造される、アルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造方法及び その装置を提供する。 アルミニウムスクラップの再利用では、フラックス被膜の下で反射炉或いは回 転炉内でスクラップの溶解操作を行って溶融アルミニウム表面の酸化を防止し、 溶湯の上に形成する不純物層からの溶湯の分離を増進することが知られている。 Ｍｅｒｅｄｉｔｈによる米国特許Ｎｏ．４，３６５，９９３号は、ハロゲン化物 の塩、特に、塩化カリウムと塩化ナトリウムの混合物溶液を用いてラッカーが塗 布されたスクラップからアルミニウムを回収するプロセスを開示している。しか し、本特許は、アルミニウム−リチウム合金のダイレクトチル鋳造或いはこれに 伴う問題に関連するものではない。 発明の開示 それゆえ、本発明の目的は、酸化を防ぐための不活性雰囲気を必要とせずにア ルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法を提供することである。 本発明の他の目的は、塩化カリウムと塩化リチウムの溶融塩被 膜の下でのアルミニウム−リチウム基地合金の溶解及び鋳造方法を提供すること である。 本発明の更に別の目的は、リチウムを溶融塩被膜を有する溶融アルミニウムに 合金化する方法を提供することである。 本発明の別の目的は、溶融アルミニウム−リチウム合金を成形し、ダイレクト チル鋳型へ移送トラフを介して溶融アルミニウム−リチウム合金を移送し、保護 用溶融塩被膜が少なくとも鋳込み中、溶融アルミニウム−リチウム合金を覆うよ うにアルミニウム−リチウム合金を鋳造する方法を提供することである。 本発明によれば、 （ａ）溶融アルミニウム−リチウム合金を成形し、 （ｂ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金を鋳型に移送し、 （ｃ）前記アルミニウム−リチウム合金を鋳込み、そして、 （ｄ）少なくともステップ（ｃ）の間、前記アルミニウム−リチウム合金上に リチウム塩成分を含む保護用溶融塩被膜を保持することを含んで構成されるアル ミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法が提供される。 本発明によって提供される好ましい塩フラックスは、塩化リチウムと、ＫＣｌ ，ＮａＣｌ及びＬｉＦからなるグループから選択された少なくとも別の塩との混 合物からなる。溶融された保護用塩被膜の存在は、不活性雰囲気の必要性を排除 すると共に、周囲雰囲気中でのアルミニウム−リチウム合金の溶解、鋳込み、及 びサンプリングを可能にする。 本発明は、また、鋳込み中にインゴットヘッド上に薄い保護用ＬｉＣｌ−ＫＣ ｌ溶融塩層を供給することを含んで構成される、アルミニウム−リチウム合金を インゴットにダイレクトチル鋳造 する方法を提供する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の一実施例に使用される装置の概略図である。 図２は、図１に示された鋳型の概略図である。 図３は、本発明による利用される典型的な塩組成を示すＫＣｌ−ＬｉＣｌの状 態図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明を、添付図面を参照して説明する。 本発明は、保護用溶融塩被膜層の下でアルミニウム−リチウム合金を溶融及び 鋳造するための技術を包含する。本発明によるアルミニウム−リチウム合金は、 １０重量パーセントまでのリチウムを含む。更に、本発明の技術は、これらに限 定されることはないが、Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎａ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｚ ｒ，Ｔｉ，Ｎｉ及びＣｒ等の種々の合金素材を含む種々のアルミニウム−リチウ ム基地合金に関して利用される。溶融のための適当な開始物質は、鋳込みプロセ ス中に合金化される純金属或いは種々のスクラップ物質源から回収され、再溶解 され、更に再鋳造される種々の合金を含む。この点に関し、本発明の技術は、ス クラップから得られるアルミニウム−リチウム合金の鋳造に特に適している。 溶融塩保護用被膜として利用される塩混合物は、その成分としてＬｉＣｌを含 む。好ましい塩混合物は、ＫＣｌ，ＮａＣｌ及びＬｉＦから選択された他の塩と 組み合わせたＬｉＣｌを含む。塩の選択は、リチウムの回収率と種々の坩堝物質 に対する塩の腐食の影響の両方に影響を及ぼす。最も広い実施例では、塩混合物 は、約１０〜６５モル％のＫＣｌと約３５〜９０モル％のＬｉＣｌ， 或いは、約１６．４〜７６．６ｗｔ．％のＫＣｌと２３．４〜８３．６ｗｔ．％ のＬｉＣｌからなる。より好ましい塩混合物は、約６０重量％のＫＣｌと約４０ 重量５％のＬｉＣｌ、或いは、約４０モル％のＫＣｌと６０モル％のＬｉＣｌを 含む。 約６０重量％のＫＣｌと約４０重量％のＬｉＣｌのより好ましい塩混合物組成 は、最も低い融解温度を提供する共晶組成に近いので最適である。共晶組成は好 ましいものではあるが、上記記載の広い範囲は、使用に適した組成物に適度に低 い融解温度を与えることによって、最大の流動性と適度な素材コストを提供する 。ＬｉＣｌ成分は最も高価であり、また、最も吸湿性があるので、最小のＬｉＣ ｌ含有量の塩組成物を用いるのが好ましい。金属表面上の塩化リチウム塩のリチ ウム成分の存在は、アルミニウム−リチウム溶湯内の十分に活性で移動可能なリ チウム原子に対して、交換及び／又は置換媒体を提供する。これにより、リチウ ム含有塩被膜の存在は、溶融合金からリチウムが急速に損失するのを防ぐ。 塩は、固体形態或いは溶融形態のどちらか一方の状態で溶湯に添加される。好 ましくは、塩を最初に坩堝内で溶融し、その後、アルミニウム−リチウム金属を 浸し、溶融塩保護用被膜の下で溶解する。便宜上、特定の塩混合物は、成分を一 緒に溶解し、溶解した塩混合物を凝固し、凝固した塩混合物を粉砕することによ って準備される。それから、粉砕された或いは粒状化した塩を溶解して、アルミ ニウム−リチウムがその下に浸される溶融塩層を形成するのが良い。さもなけれ ば、粉砕された或いは粒状化した塩を、金属を溶融する前或いは後に金属装入物 に添加する。上記のような粒状化した塩を準備する際には、粉砕プロセス中に他 の乾 燥した粒状の或いは粉状の塩を一緒に混合或いは添加することも可能である。 溶融塩被膜は、周囲の酸素による溶湯の酸化を防止するのに使用される。従っ て、本発明は、特に、他の従来の溶解方法及び／又は特別な鋳造方法で利用され るような不活性雰囲気の使用を排除するのに有効である。 本発明の別の態様において、リチウムは保護用溶融塩被膜を通して溶融アルミ ニウムと合金化される。１つのモードにおいて、バージンアルミニウムは、まず 、溶融塩被膜の下で溶融される。それから、固体形態或いは溶融状態のどちらか 一方のリチウムが、保護用塩被膜を通して溶融アルミニウムに添加されて、アル ミニウム−リチウム合金を成形する。まず、塩だけが溶融され、アルミニウムが その下に浸され、溶融塩被膜の下で溶融される。さもなければ、塩を、アルミニ ウムが溶融する前或いは後の固体形態、或いはアルミニウムが溶融した後の固体 形態或いは溶融状態のどちらか一方の形態で添加する。 本発明による保護用溶融塩被膜を備えた溶融アルミニウム−リチウム合金とア ルミニウム−リチウム基地合金は、チルトモールド鋳造、ピッグモールド鋳造、 ダイレクトチル鋳造等を含む従来タイプのどんな鋳造プロセスも利用して鋳造で きる。溶融塩保護用被膜の使用は、塩被膜がモールド内のインゴットのヘッドに 加えられるダイレクトチル鋳造プロセスに特に有用であることが分かる。合金化 及び鋳込み中の不活性雰囲気の必要性を排除するために特に設計された本発明に よる技術は、また、アルミニウムスクラップを溶融及び／又は合金化する溶融容 器に適用される。溶融アルミニウム−リチウム合金は、ダイレクトチル鋳込みス テー ションへトラフ、また選択的にフィルタを通して移送される。溶融炉内での溶融 保護用塩被膜の使用は、鋳込みステーションへトラフを経由して流す前にアルミ ニウム合金を不活性化することがわかる。溶融アルミニウム合金は塩被膜なしで 移送できるが、所望の場合には、塩被膜を使って移送を行うこともできる。 インゴットモールドで溶融塩被膜を用いる場合、空気から溶湯を隔離するのに 十分な最小厚さを有する塩被膜が有効であることが明らかである。塩の薄い層は 、インゴットヘッドでのバーニング或いはフレアーリングを防止し、リチウムの 損失を減少し、酸化を遅らせる。 図１において、溶融容器は概略的に参照符号１で示す。溶融容器は、移送トラ フ５を経由してダイレクトチル鋳造装置の鋳込みステーション３と連結する。任 意に、移送トラフは、参照符号７と９で示された一対のフィルタを含む。フィル タ＃２が、移送トラフ５を通過する溶湯の微粒子除去及び脱ガスの両方のために 設けたセラミックベッドフィルタであるのに対して、フィルタ＃１は微粒子除去 のために設けたフォームタイプのプレートフィルタである。 本発明の別の態様において、溶融容器１に装入する母材装入物は、重い板状或 いはインゴット状のスクラップのような重合金スクラップからなる。重合金スク ラップを用いる場合、保護用塩被膜フラックスは、初期溶融の前か或いは開始時 に溶融容器１に添加される。 母材装入物が、リチウムのない合金成分で溶融され合金化され、また、保護用 塩被膜が適切に配置された後、活性のリチウム金属が、フラックス被膜を通して 浸されて、母材装入物であるアルミ ニウムと合金化する。 その後、合金化された金属は、溶融容器内でガスと微粒子の除去のためフラッ クス処理される。フラックスガスは、スピニングノズル脱ガス器或いはフラック ス棒のどちらか一方で導入される。 その後、合金化されたアルミニウムの溶湯は、ダイレクトチル鋳型２０へトラ フ５によって移送される。図１及び図２において、移送トラフ内のアルミニウム −リチウム合金は、ダウンスパウト１１を経由してダイレクトチル鋳型２０へ導 入される。ダウンスパウト１１の終端１３はインゴットヘッド２１内の溶湯２３ 内に沈められる。保護用塩被膜フラックス２５は、薄い層としてインゴットヘッ ド２１の溶融表面に導かれる。 言うまでもなく、インゴットヘッド，インゴット，インゴットフォーム及びダ イレクトキャストインゴットの用語は、インゴット，ビレット，バー等のような ダイレクトチル鋳物となることが可能な全ての鋳物形態を包含すると理解される 。 溶融アルミニウム−リチウム金属と空気との接触による急速な酸化から生じる バーニングとリチウムの損失の防止に加えて、保護用塩被膜２５は、また、巻き 込み、裂け傷或いはドラグのような表面欠陥が少ない優れたインゴット鋳物表面 を生成する。この優れた良質のインゴット表面は、表面を削られるスクラップの 減少をもたらすと共に、ダイレクトチル鋳造インゴット形態のその後の熱間加工 により生産される板材の改善をもたらす。 また、保護用塩被膜フラックスは、固体インゴットリチウム形状を用いて、溶 融容器で溶融アルミニウムとリチウムを合金化できる結果として一貫したリチウ ム分析の改善を提供する。このアルミニウムとリチウムの合金化のモードは、ラ イン内或いはトラ フ内に溶融リチウムを注入する従来技術に比較して、所望のリチウム濃度につい てより厳密な制御と、より少ない分散と、より一貫したリチウム分析とを維持す る。 図２において、ダイレクトチル鋳造方法は、矢印で示すように、溶融アルミニ ウム−リチウム合金の流れ及び高い温度をインゴットの側面或いは限られた表面 の方向へ分散させるように設計される織物状の炭素繊維チャネルバッグ２７を用 いて行われるのが好ましい。炭素繊維チャネルバッグは、好ましくは、Ｃｅｌｉ ｏｎ社により製造されたカーボンファイバで構成され、チャネルバッグ製造業者 Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．社より繊維チャネルバッグ形状に 織られるのが好ましい。しかし、他の容易に利用可能な炭素繊維を他のチャネル バッグ製造業者と同様に利用してもよい。炭素繊維チャネルバッグの使用は、ア ルミニウム−リチウム合金鋳造中に脆化し、縮重する従来技術のガラス繊維バッ グの欠陥を解消する。バッグの脆化及び縮重は、金属鋳造の流れにおいてバッグ 機能の低下及び望ましくない微粒状混在物の増加の原因となる。従来のスパウト ソックが、溶湯の流れを更に分散するためにダウンスパウト及びチャネルバッグ と共に任意に使用される。 ダイレクトチル鋳造の間は、工具寿命を延し、溶湯中への鉄の混入を減少させ るのに著しく寄与し、更に、その後、インゴット及び／又はビレットを鋳造する ためには、スキマー、レーキ、とりべ等のどんな工具も非鉄物質とするのが好ま しいことは明らかである。代替物質としては、チタン、カーボン及び／又はグラ ファイトを挙げることができる。このようなタイプの合金の溶融及び鋳造に伴う 非鉄の工具及び部品の使用は、０．５重量％程度の 鉄のレベルを０．０３〜０．０４重量％まで減少させる。 アルミニウム合金中のリチウムが、炉耐火物を腐食するので、塩被膜フラック スを含むリチウムも、また、それと接触する耐火物を腐食する。従って、このよ うなタイプの合金の鋳造に伴う耐火物の消耗を低減するのに、望ましい耐火物或 いはライニング構造は、高アルミナ加工耐火物である。このようなタイプの高ア ルミナ耐火物は、アルミニウム−リチウム溶融物質と直接接触する耐火物の過剰 なエロージョン及びクラックを減少させることによって耐火性ライニングの寿命 を延ばす。容器耐火寿命は、カーボン或いはシリコンを基地とした耐火物の２週 間の寿命に比べて、鋳造物質約百万ポンドに対して通常は１年である。 本発明の更に別の態様において、塩フラックスを含む塩化リチウムは、アルミ ニウム合金スクラップの再生利用に使用できる。本発明のこの態様おいて、フッ 化リチウム塩成分を、重量パーセントで５パーセントまで塩混合物を含む塩化リ チウムに添加するのが好ましい。この混合物内の５パーセントのフッ化化合物は 、酸化物を分散し、再生利用目的のための所望のアルミニウムを分離する。フッ 化リチウムは５パーセント氷晶石規準再生塩内のフッ化物成分と同様に機能する 。 成分としての塩化ナトリウムを塩混合物内の塩化リチウムと共に使用するには 、塩混合物の原料コストを更に低減し、インゴットヘッドでの揮発による損失を 更に低減するために、インゴットヘッド上の薄い塩層と共に用いるのが好ましい 。塩化ナトリウムは、そのナトリウム成分がアルミニウム合金のリチウムと置換 する傾向を持つことにより、不純物要素としてナトリウムを含有する合金に悪影 響を与えるので、溶融容器内では一般的に好ましく ない。 塩成分を含有するリチウムの使用は、スクラップ合金の再生利用におけるリチ ウム回収量の改善に貢献する。表Ｉに示すように、塩化リチウム、塩化カリウム 及びフッ化リチウムを有する塩は、９５パーセントを越えるリチウム回収量を示 した。リチウム回収におけるこの確認された改善点は、本発明の塩フラックス被 膜の結果としてのアルミニウム−リチウム合金鋳造の改善及び溶湯内のリチウム 損失の減少に貢献すると考えられる。 図３において、塩化カリウム／塩化リチウムの状態図が示されている。図のハッ チング部分は、本発明方法で使用される塩化リチウム／塩化カリウム塩混合物の 好ましい組成を示す。より好ましい組成は、Ａ点、即ち、３４．３モル％のＫＣ ｌ，６５．７モル％のＬｉＣｌと、Ｂ点、即ち、４２モル％のＫＣｌ，５８モル ％のＬｉＣｌの共晶組成、及び、Ｃ点、即ち、３６．２モル％のＫＣｌ，６３． ８モル％のＬｉＣｌで示される。Ａ点は、約４８．１重量％のＫＣｌと約５２重 量％のＬｉＣｌ、或いは約５０容積 パーセントのＫＣｌと約５０容積パーセントのＬｉＣｌと同等であると考えられ る。Ｂ点は、約５６重量％のＫＣｌと約４４重量％のＬｉＣｌと同等であり、Ｃ 点は約５０重量％のＫＣｌと約５０重量％のＬｉＣｌと同等である。 また、アルミニウム−リチウム合金における本発明の塩フラックス被膜の使用 によって、塩素或いはカリウム成分を含む溶融塩が溶融容器或いはインゴットヘ ッド内で合金と直接接触したとしても、塩素或いはカリウム成分のような非金属 の混在物とは本質的に無関係な鋳造インゴットから板材が得られることになる。 更に、本発明方法によってインゴット及び／又はビレット鋳物から得られる板材 は、溶接可能な板材に有効である低レベルの水素溶解度を示す。アルミニウム− リチウム合金の板材は、通常、航空機或いは航空宇宙のアプリケーションに使用 されるので、板材の低レベルの水素は、適正な溶接のためには重要である。 ダイレクトチル鋳造のビレット及び／又はインゴットから生産されたアルミニ ウム−リチウム合金板材は、物質中の高レベルの水素に起因すると思われる溶接 ポロシティの破裂の分離した不規則な発生を示す。本発明の鋳造方法が、塩層に より与えられる保護のために板材の水素レベルの減少に役立つことがわかった。 更に、水素レベルの減少は、鋳込み中、特に移送中のサンプリングを最小限に抑 え或いは排除し、又は、鉄混入を減少させるための上述した技術を使用したこと の結果である。 以下の実施例は、本発明を説明するために示すが、本発明はこれに限定される ものではない。本実施例において、百分率は、特に示されない限り重量で示され ている。 実施例１ この実施例では、ＡＡ２０９０合金を使用する鋳造実験を、図１に示した装置 と同様の実験室規模の鋳込みステーションを用いて実施した。ステーション装置 は、インラインＳｅｌｅｅ−Ｆｅフィルタを備えた移送トラフの設備を含む。移 送トラフは、フィルタボックス及びトラフセクションの２つのセクションからな る。フィルタボックスは、Ｐｌｉｂｒｉｃｏ Ｈｙｍｏｒ ３１００キャスタブ ル耐火物を一列に並べている。フィルタボックスは、９″×９″の先細り状のセ ラミックフォームフィルタを保持可能なシリコンカーバイトのフィルタ枠を収納 する。トラフセクションは、硬化Ｋａｏｗｏｏｌボードを並べてあり、トラフ全 体に窒化硼素のスラリーが塗布される。 ４″×６″，15ｐｐｉのＳｅｌｅｅ−Ｆｅフィルタが使用された。このサイズ のフィルタは、９″×９″のキャストイン枠内にフィルタを設置させるためにグ ラファイトのアダプタ枠を必要とする。 フラックス処理は、多孔性の拡散プラグを持つグラファイトフラックス管を介 して行われた。 その代表的な装入重量は３７５ポンドである。リチウムを含まない合金が、標 準的な鋳造作業によってＡｊａｘ誘導炉で準備された。最終のリチウム以外の合 金（Ｍｇのような）の添加後、塩被膜フラックスが炉内の溶湯の上に添加された 。初期装入では、塩組成は、５０％のＫＣｌ，５０％のＬｉＣｌで、溶融形態或 いは乾燥形態で添加された。４ポンドの塩混合物が、およそ１／４の厚さの被膜 を得るためにリチウム添加の前に添加された。リチウムは、基地の溶融温度が７ ２７℃に近くなった時にその固体イ ンゴット型枠内に添加された。 リチウムの添加後、溶湯はアルゴンでフラックス処理された。フラックス処理 が完了すると、溶湯の垢取りが行われ結晶粒微細化剤が添加された。それから、 分析用ボタンが化学分析のために採取された。最終の攪拌及び垢取りをした後、 鋳込むために金属温度を７４３℃にした。薄い溶融塩被膜が、その間ずっと溶湯 表面上に保持されることは言うまでもない。 鋳込みの前に、トラフとＳｅｌｅｅフィルタは十分に予熱された。鋳込みが開 始され、金属が鋳型を満し始めると、溶融塩フラックス（50％ＫＣｌ，50％Ｌｉ Ｃｌ）は、できるだけ早く、インゴットヘッド内に汲み入れられた。その落下速 度は、金属レベルが指定した値にいつ達したかに関与した。 ＡＡ２０９０合金の最初の２つの鋳造の試みについては、鋳込み中に塩がイン ゴットヘッドに添加されなかった。インゴットヘッドに塩被膜がないので、モー ルド内の溶湯の相当な酸化がみられた。モールド上に連続的な潤滑装置を備えて いても、切れやブリードアウトがあった。合金を鋳造するための第３の試みに関 しては、溶融塩が、約１８″でインゴットヘッド上に、入口内に汲み入れられた 。インゴット表面性状の大きな改善が、インゴットヘッドの酸化の減少と同様に みられた。溶融塩被膜は酸化を減少させるだけでなく鋳造の潤滑剤としても作用 するように思われる。この試み（第３の）において、生産されたインゴットは、 許容できる表面を示すと共にクラックがなかった。 続いて、８つのＡＡ２０９０合金インゴットを首尾よく鋳造した。一般的な鋳 造実施資料のリストを表ＩＩに示す。 本発明は、特定の方法、物質及び実施例について述べてあるが、前述の記載か ら、当業者は本発明の本質的な特徴を確かめることができ、また、請求の範囲に 記載されるような本発明の精神と範 囲から逸脱することなしに種々の用途及び特徴に適合するように種々の変更及び 修正を加えることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月２２日 【補正内容】 請求の範囲 １．（ａ）溶融アルミニウム−リチウム合金を含む炉内に、塩成分を含む塩化 リチウムからなる保護用溶融塩被膜を形成するステップと、 （ｂ）リチウム及びリチウム含有アルミニウム合金の少なくとも１つを塩 被膜を通して溶融アルミニウム合金に添加して、炉内に溶融アルミニウム−リチ ウム合金を成形するステップと、 （ｃ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金を鋳込みステーションに移送 するステップと、 そして、 （ｄ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金をインゴット形状に鋳込むス テップと、 を含んで構成されることを特徴とするアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造 方法。 ２．前記ステップ（ｄ）が、ダイレクトチル鋳造を含んでなることを特徴とす る請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ３．前記鋳込みステップ中に前記アルミニウム−リチウム合金上に保護用溶融 塩被膜を保持し、前記保護用溶融塩被膜が、塩成分を含む塩化リチウムからなり 、前記溶融塩被膜が、前記ダイレクトチル鋳造中に成形されるインゴットヘッド を覆う層として保持されることを更に含んで構成されることを特徴とする請求の 範囲２記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ４．前記層は、前記インゴットヘッドのバーニング及びフレア リングを防止するのに、前記インゴットヘッド上に、十分な厚さを有することを 特徴とする請求の範囲３記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ５．前記ステップ（ｃ）は、トラフ内の前記溶融アルミニウム−リチウム合金 が空気に曝されるような開放トラフによって前記溶融アルミニウム−リチウム合 金を移送することを特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地 合金の鋳造方法。 ６．前記塩被膜成分は、ＬｉＣｌとＫＣｌとＬｉＦからなるグループから選択 された少なくとも別の塩との混合物とからなることを特徴とする請求の範囲１記 載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ７．前記塩被膜成分は、約３５〜９０モル％のＬｉＣｌと約１０〜６５モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム 基地合金の鋳造方法。 ８．前記塩被膜成分は、約５０〜７０モル％のＬｉＣｌと約３０〜５０モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲７記載のアルミニウム−リチウム 基地合金の鋳造方法。 ９．前記塩被膜成分は、約４２モル％のＫＣｌと約５８モル％のＬｉＣｌから なることを特徴とする請求の範囲７記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳 造方法。 10．前記塩は、ステップ（ａ）において、粒状化された固体として添加され、 その後、溶解されることを特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウ ム基地合金の鋳造方法。 11．前記粒状化された固体の塩は、溶融形態で２つ或いはそれ以上の塩を混合 し、前記塩混合物を凝固し、前記粒状化された固体の塩を形成するために前記凝 固された塩混合物を粉砕すること によって成形されることを特徴とする請求の範囲10記載のアルミニウム−リチウ ム基地合金の鋳造方法。 12．前記溶融アルミニウム−リチウム合金は、アルミニウム−リチウムスクラ ップを溶解し再生処理することより成形されることを特徴とする請求の範囲１記 載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 13．前記アルミニウム−リチウム合金は、リチウムを３重量％まで含むことを 特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 14．（ａ）鋳造される溶融アルミニウム−リチウム合金を第１の保護用溶融塩 層下で炉内で成形し、 （ｂ）鋳造される溶融アルミニウム−リチウム合金を炉から鋳込みステー ションヘ移送し、 （ｃ）鋳込みステーションで鋳込み中にインゴットヘッド上に第２の保護 用溶融塩層を供給し、炉及び鋳込みステーションにおける前記第１及び第２の塩 層は、塩成分を含む塩化リチウムを有し、 そして、 （ｄ）前記アルミニウム−リチウム基地合金をインゴット形状に鋳込むこ とを特徴とするアルミニウム−リチウム基地合金をインゴットにする鋳造方法。 15．前記第２の溶融塩層は、溶融アルミニウム−リチウムを鋳塊鋳型に鋳込ん でいる期間中、供給されることを特徴とする請求の範囲14記載のアルミニウム− リチウム基地合金をインゴットにする鋳造方法。 16．前記第１及び第２の塩層のうちの少なくとも１つは、Ｌｉ Ｃｌ塩と、ＫＣｌ，ＬｉＦ及びＮａＣｌからなるグループから選択された少なく とも別の塩との混合物からなることを特徴とする請求の範囲14記載のアルミニウ ム−リチウム基地合金をインゴットにする鋳造方法。 17．前記塩被膜成分は、約３５〜９０モル％のＬｉＣｌと約１０〜６５モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲14記載のアルミニウム−リチウム 基地合金をインゴットにする鋳造方法。 18．前記塩被膜成分は、約５０〜７０モル％のＬｉＣｌと約３０〜５０モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲14記載のアルミニウム−リチウム 基地合金をインゴットにする鋳造方法。 19．（ａ）溶融アルミニウム−リチウム合金を含む炉内に、塩成分を含む塩化 リチウムからなる保護用溶融塩被膜を形成し、 （ｂ）リチウム及びリチウム含有アルミニウム合金の少なくとも１つを塩 被膜を通して溶融アルミニウム合金に添加して、炉内に溶融アルミニウム−リチ ウム合金を成形し、 （ｃ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金を鋳込みステーションに移送 し、 そして、 （ｄ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金を覆う前記保護用溶融塩被膜 を保持せずに、インゴット形状に前記溶融アルミニウム−リチウム合金を鋳込む ことを特徴とするアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 21/00 9269−4Ｋ Ｃ２２Ｃ 21/00 Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）溶融アルミニウム−リチウム合金を成形するステップと、 （ｂ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金を鋳込みステーションに移送 するステップと、 （ｃ）前記溶融アルミニウム−リチウム合金をインゴット形状に鋳込むス テップと、 （ｄ）少なくとも前記鋳込みステップの間、前記アルミニウム−リチウム 合金上に保護用溶融塩被膜を保持するステップを含んで構成され、 前記保護用溶融塩被膜が、塩成分を含む塩化リチウムからなることを特徴とす るアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ２．前記ステップ（ｃ）が、ダイレクトチル鋳造を含んでなることを特徴とす る請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ３．ステップ（ｃ）の前記溶融塩被膜は、前記ダイレクトチル鋳造中に成形さ れるインゴットヘッドを覆う層として保持されることを特徴とする請求の範囲２ 記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ４．前記層は、前記インゴットヘッドのバーニング及びフレアリングを防止す るのに前記インゴットヘッド上で十分な厚さを有することを特徴とする請求の範 囲３記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ５．ステップ（ｂ）は、トラフ内の前記溶融アルミニウム−リチウム合金が空 気に曝されるような開放トラフによって前記溶融アルミニウム−リチウム合金を 移送することを特徴とする請求の 範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ６．前記アルミニウム−リチウム合金は、前記保護用溶融塩被膜の下でアルミ ニウムを溶融し、前記アルミニウムとリチウムを合金化させるために前記リチウ ムを前記塩被膜を通過させることによってステップ（ａ）で成形されることを特 徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ７．前記塩被膜成分は、ＫＣｌとＬｉＦからなるグループから選択された少な くとも別の塩とＬｉＣｌとの混合物からなることを特徴とする請求の範囲１記載 のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 ８．前記塩被膜成分は、約３５〜９０モル％のＬｉＣｌと約１０〜６５モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲７記載のアルミニウム−リチウム 基地合金の鋳造方法。 ９．前記塩被膜成分は、約５０〜７０モル％のＬｉＣｌと約３０〜５０モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲７記載のアルミニウム−リチウム 基地合金の鋳造方法。 10．前記塩被膜成分は、約４２モル％のＫＣｌと約５８モル％のＬｉＣｌから なることを特徴とする請求の範囲７記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳 造方法。 11．前記塩は、ステッブ（ａ）において、粒状化された固体として添加され、 その後溶解されることを特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム 基地合金の鋳造方法。 12．前記粒状化された固体の塩は、溶融形態で２つ或いはそれ以上の塩を混合 し、前記塩混合物を凝固し、前記粒状化された固体の塩を形成するために前記凝 固された塩混合物を粉砕することによって形成されることを特徴とする請求の範 囲11記載のアルミ ニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 13．前記溶融アルミニウム−リチウム合金は、アルミニウム−リチウムスクラ ップを溶解し再生処理することにより成形されることを特徴とする請求の範囲１ 記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 14．前記アルミニウム−リチウム合金は、リチウムを３重量％まで含むことを 特徴とする請求の範囲１記載のアルミニウム−リチウム基地合金の鋳造方法。 15．鋳込み中、インゴットヘッド上に保護用溶融塩層を備え、前記塩層が塩成 分を含有する塩化リチウムを有し、インゴット形状に前記アルミニウム−リチウ ム基地合金を鋳込むことを特徴とするアルミニウム−リチウム基地合金をインゴ ットにする鋳造方法 16．前記溶融塩層が、溶融アルミニウム−リチウムを鋳型に鋳込んでいる期間 中、供給されることを特徴とする請求の範囲15記載のアルミニウム−リチウム基 地合金をインゴットにする鋳造方法。 17．前記塩成分は、ＫＣｌ，ＬｉＦ及びＮａＣｌからなるグループから選択さ れた少なくとも別の塩とＬｉＣｌとの混合物からなることを特徴とする請求の範 囲15記載のアルミニウム−リチウム基地合金をインゴットにする鋳造方法。 18．前記塩被膜成分は、約３５〜９０モル％のＬｉＣｌと約１０〜６５モル％ のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲17記載のアルミニウム−リチウム 基地合金をインゴットにする鋳造方法。 19．前記塩被膜成分は、約５０〜７０モル％のＬｉＣｌと約３ ０〜５０モル％のＫＣｌからなることを特徴とする請求の範囲18記載のアルミニ ウム−リチウム基地合金をインゴットにする鋳造方法。 20．請求の範囲１の方法によって生産されたことを特徴とする生産物。 21．前記生産物は、インゴット或いは前記インゴットから圧延された板材であ ることを特徴とする請求の範囲20記載の生産物。 22．請求の範囲２の方法によって生産されたことを特徴とする生産物。 23．前記生産物は、インゴット或いは前記インゴットから圧延された板材であ ることを特徴とする請求の範囲22記載の生産物。 24．前記板材は、溶接が可能であることを特徴とする請求の範囲21記載の生産 物。 25．前記板材は、溶接が可能であることを特徴とする請求の範囲23記載の生産 物。