JPS583753A - 軽合金鋳塊の連続鋳造方法 - 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】 この発明は冶金技術に関し、特ＶＣ＠合金の連続鋳造の
ための方法に関する。

この発明は、板、鍛造品、各種圧延型材その他の製品の
如き変形加工用生成品の製造に用いられる軽合金の鋳造
に使用され得るものである。

溶融状［［において化学的活性ばが高いことが特徴であ
る軽合金の製造においては、溶湯から非金属不純物を除
去することに多大の考直が払われる。

特に固体の非金属酸化物の介在物の形での水素含有量に
関する金属および合金の純度に対する要求は絶えず厳重
の［を加えつつある。例えば、キャバシテーター用箔の
如きアルきニクム合金の幾つかの品目において、１０μ
ｍ以上の大きさの酸化物介在物は許容されない。

他の一例として、中ならびに特に大断面の高強［１１合
金の鋳塊（例えば、直径６５〇−以上または断面４００
Ｘｉ２００■以上のもの）は、真空溶解した湯管鋳造し
た場合でさえも粗い羽毛状組織、高い水素含有量ならび
に多孔性管以て特徴づけられる。

大型鋳塊の組織が形成され、その結果の多孔性により鋳
塊の塑性が低下し鋳塊の鋳造時の亀裂発生傾向が増加す
る過程は、鋳造可能な正常な鋳塊の大きさを制限し、以
後の加工工程における合金の可塑性金減少せしめる。

これらの軽合金の連続鋳造の状況が、効果的な金属の浄
化と鋳造組織の精製に対する溶湯の超音波処理の広汎な
工業的利用の基礎となるものであるＯ 溶湯を注入すること、浴湯を浄化し凝固する鋳塊の組織
を精製するために少なくとも一つの放射器１＊湯に作用
させること、ならびに同ｑＫＭＭを引き出すことより成
る軽合金鋳塊の連続鋳造の方法（ンピエト社会生義共和
国連邦発明者証菖３５３．７６０号、分類ＢＯ６ｂ、１
９７２年、参照）は公知である。

この方法は高い鋳造速Ｉｆ（例えば３０ｍ／ｍ１ｎ）で
遂行され、溶湯は短時間超音波処理され、従って小断面
の鋳塊の鋳造に可能である。中および大断面鋳塊の鋳造
への適用においては、鋳造遭監が実質上低下しくｌ乃至
２ｍ／ｍ１ｎ）超音波処理に長時間を要し、このため溶
湯の実質的過熱を招き、凝固中の鋳塊の液相部が鋳型外
にまで出てくることとなる。

公知の方法の今一つの欠点は、組織上の精錬度の不均一
性が鋳塊の大きさとと本に増大することである。

公知の方法のさらに今一つの短所は、超音波の作用が短
時間であるため溶湯の過熱が不充分で、ガス状および固
形状非金属介在物の除去に充分な効果を挙げ得ない結果
となることである。

従って、本発明の一つの目的は鋳造時ならびに後続の変
形加工中における軽合金の可塑性を高める軽合金鋳塊の
連続鋳造のための方法を提供することである。

本発明は、溶湯を浄化し凝固する鋳塊の組織を精製する
九めの浴湯に対する超音波作用が、鋳造の過程ならびに
後続のｇＩＬ形加工中における軽合金の可塑性を高める
ような手段で行なわれる軽合金鋳塊の連続鋳造方法の提
供を、その目的として有している。

この目的は、浴湯を注入すること、浴湯を浄化し凝固す
る鋳塊の組織を精製するために少なくとも１個の放射器
によって溶湯に超音波を作用させるととならびに同時に
鋳塊を引き出すことより成る＠鎗合金鋳塊の連続鋳造の
ための方法において、本発明によれば、溶湯を浄化し凝
固する鋳塊の組織上精製する目的での溶湯に対する超音
波作用は固化する鋳造の横断面積の関数として２乃至６
０Ｗ／−の範囲の強度で溶湯の横断面にわたって均一に
与えられ、そのために放射器は溶湯の材質中における青
波長の石から−の間に等しい深さに浴湯中に浸漬され、
かつ浴湯温度が溶湯材質の液化ｆｆ１ｌｆ上ｌＯ乃至１
５０℃に保持されることによって連成される。

浴湯を多孔質材中に通過せしめることによって浄化し、
放射器と多孔質材との間隔を溶湯材質中における青波長
の鴇と−の間に等しく保持しておくことが好ましい。

本発明によれば、鋳塊材質中の固形非金属介在物の量は
２分の１に減少し、水素含有量は２乃至３分の１に減少
するので、鋳造過程中ならびにその後の変形加工間にお
けろ軽合金鋳塊の可塑性が向上する。

本発明はまた、デンドライト（４１ＵＬｍ）Ｊｆ８胞組
織組織等もしくばそれ以上に微細な鋳造粒子の大きさを
もった高度に精製された形の軽合金鋳塊の組織を提供し
、これによってさらに鋳造過程中ならびにその優の変形
加工間における軽合金鋳塊の可塑性を改善する。

以下本発明を、付属図面に関連する特定の実施態様に基
いて説明する。

本発明の軽合金鋳塊の連続ｎ遣方法は、溶湯を注入する
こと、溶湯を浄化し凝固する鋳塊の組織を精製する目的
で、少なくとも１個の放射器を用い、浴場温度を溶湯材
質の液゛化温度上１０乃至１５０℃に保持した状態で、
該放射器を溶湯材質中における青波長の鴇と匂の間に等
しい深さに溶湯中に浸漬して、凝固する鋳塊の横断面積
の関数として２乃至６０Ｗ／ｃｄの強度で＃Ｉ揚の横断
面にわたって均一となるような手段で超音波を作用させ
ること、ならびにその際−塊を引亀出すことから成るも
のである。

本発明によれば、浴湯は多孔質材中を通過せしめること
によって浄化され、放射器と骸多孔質材との間隔は溶湯
材質中に：かける青波長の鴇とこの間に等しく保持され
る０ 本発明による軽合金鋳塊の連続鋳造方法は、既知のいか
なる装置においても、浴湯を浄化し凝固する鋳塊の１１
織を精製するためＶｃＩＩＩｌ湯に対する超ｔａ作用を
追加することによって実施することができる。

軽合金の連続鋳造用装置の既知の実施態様の一つは、浴
湯３が注出筒２を通じて注入される［ｌｌ１（票１図）
より成るものである。超音波放射器６ｎ、、ｆｌｉｌｋ
３材の液相部分４内における青波長のれる。鋳塊５の固
化部分７は鋳ｆｆ１ｌから引き出される。

本発明によれば、既知の装置内に＃湯３の流れを横切っ
て多孔質材８（＠２＠）が偵備される。

放射器６と多孔質材８の間隔は浴湯３材の部分４内にお
ける青波長の匂に等しくする。

第３図には、ＡＩ　−Ｃｕ−Ｍｇ合金の６５０ａ厘径の
鋳塊の凝固部分７　（ｇｌ　、　２図）の組織１ｔ−示
す。組織９（第３図）は、デンドライト細胞（図示せず
）のそれに等しいかより微小な０．１閣の小さい横方向
大きさにまでｎ製された亜デンドライト粒子１０から成
っている。

本発明による方法は、練合４１鋳塊遅続１ＩＩＩＩＩＬ
用の既知の装置において上記の如き方式で実権されるも
のである。

溶湯３（第１図）は注出筒２を通じて鋳渥ｌに注入され
る。鋳［１円において溶湯３は、＄８３を浄化し浴湯３
（ｌｌ１図）から凝固する一塊５の組織９（第３図）を
精製するために超音波放射器６による作用を受ける。超
音波作用は、凝固すゐ鋳塊５の横断面積の関数として２
乃至６０Ｗ／ｄの強度でかつ溶湯３の液化温度上１０乃
至１５０℃の温度で、溶湯３の横断［ｉｉＫわたって均
一に与えられる。

次に下記の実権例を参照して本発明を説明する。

実施例１ 下記の組成：　Ｃｕ　、　３．８４４；　Ｍｇ　、　１
．４５％；Ｍｎ。

０．４１嘔：　Ｆｅ、０．１１鳴；　８に、０．０４’
ｌ：　Ｔｉ、０．０４１：Ｚｒ、０．１５１　　を有す
るＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ軽合金の鋳塊５を、丁紀第１表に掲
げた３組の条件の下に本発明方法により６５０−直径の
＄１１１（第１＠）中に鋳造した。

菖１表 Ｉ！　敵化温ｆ　６３８℃ 上記合金の組織ならびに性能についてｌｌｌ１ｉ’ｆし
た結果、本発明による方法は従来の標準的方法に比べて
焼鈍されたまたは均質化された鋳塊の常ｉ１に訃ける可
塑性を１．５乃至２倍に同上させることが示された。こ
れは、鋳造粒子１０（ｌ［３図）の均一な精製、低い水
素含有量ならびにデンドライト細胞の大きさに等しいか
それよシ小さい粒子ｌＯの大きさを有する独特の亜デッ
ドライト組織の生成によって達成されたものである。

本発明方法により３組の超音波作用県件のＦで得られた
Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ　合金の６５０　ｍ［１１に鋳塊の材
質ＫＨするデータを第２表に表示する。

第２表 上記の組織９（第３図）ならびに性能における変化は、
直径６５０ｍを超える鋳塊の亀裂発生の傾向を急激に減
少せしめるものである。

実施例２ 直径２０４閣の鋳塊の鋳造に２いてＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系
軽合金の溶湯３（第２図）を浄化するために超音波作用
を過用した。溶湯３に対する超音波作用は周波数１８Ｋ
Ｈｚで温［７４０℃すなわち溶湯３の液化温度上１００
℃で、＃ｌ塊横断面にわたって均一に４０Ｗ／ｃｄの強
度で作用させた。多孔質材８は０．６Ｘ０．６ｍの網目
を有する硝子繊維布の積層を以て構成した。多孔質材８
と放射器６との間隔は、２０乃至４０■すなわちアルミ
ニウムの溶湯３中における音波長の石乃至ｌ／６（参照
データによればアルミニウム溶湯中における１８ＫＨｚ
の音波長は２４０■であることが示されている）に等し
く保持した。

本発明方法により鋳造された鋳塊５の材質の純度に関す
るデータを８１３表に示す０ 以下余白 第３表 註、鋳塊５材質中のＡＩ、Ｕ、含有量は臭素−メタノー
ル法により、水素含有量は真空抽出法により溜Ｊ足した
。

本発明によれば、多層フィルターによＶ形成された多孔
質材全通しての超音波作用により水素および酸化物の含
有量が既知の方法に比べて２乃至３分のＩＫ減少する。

本発明による方法は、合金の浄化およびその組織の精製
を通じて、亀裂を生ずる傾向を有する各種成分系の４強
１ｆｔ！合金の正常な大型−塊の鋳造を可能ならしめる
ものである。

【図面の簡単な説明】

ｊＩ１図は本発明方法の実施に用いられる周知の軽合金
鋳塊連続鋳造用ｇｉ１１の正面断面図、第２図は本発明
により多孔質材を通過することによって浄化される軽合
金の連続鋳造１Ｍ１１１の正向断面図、第３図は本発明
による亜デンドライト粒子七臂する焼鈍された軽合金の
６５０ｍｍ直径−塊の組織の１００倍拡大図である。 １・・・・・・鋳塊、２・・・・・・注出筒、３・・・
・・・ＳＯ。 ４・・・・・・鋳塊液相−１５・・・・・・鋳塊、６・
・・・・・超音波放射器、７・・・・・・鋳塊５の凝固
部、８・・・・・・多孔質材、９・・・・・・鋳塊５の
組織、１０・・・・・・亜デンドライト粒子。 特許出願人 ウラジミール　イワノビチ　ドパッキン（外１４名） 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　１）幸　男 弁理士　山　口　昭　之 第１頁の続き ０発　明　者　ロベルト・ロデイオノビチ・マリノウス
キイ ソ連国モスクワ・レニングラト スキイ・プロスペクト７５クワル チーク４４８ ０発　明　者　ペトロ・ニキフオロビチ・シラエフ ソ連国スペルトロウスカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・リプクネ フタ８クワルチーラ３ ０発　明　者　ピクトール・クズミチ・ユニシェフ ソ連国スペルトロウスカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・マルクサ １１クワルチーラ４１ ０発　明　者　アレクサンドル・イリチ・マトベエフ ソ連国スペルドロウヤカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・リブクネ フタ１２クワルチーラ３４ ０発　明　者　ゲンナディイ・セルゲエビチ・マカロフ ソ連国モスクワ・ウリツア・マ トベエフスカヤ１０コルプス２ク ワルチーラ６４ ０発　明　者　ビクトール・アレクサンドロビチ・ダニ
ルキン ソ連国モスクワ・ウリツア・ボ プルイスカヤ１６クワルチー９１８ Ｃ発　明　者　アンドレ・ドミトリエビチ・アンドレエ
フ ソ連国モスクワ・ウリツア・ボ プルイスカヤ２０クワルチーラ６９ ＠発　明　者　ポリス・イワノビチ・ボンダレフ ッ連国モスクワ・午ザイスコエ ・ショースイ８０クワルチーラ１１ ０発　明　者　ベーター・ニコラエビチ・シュベツオブ ソ連国モスクワ・バルビヒンス カヤ・ウリツア８コルプス２ク ワルチーラ５１ ０発　明　者　バベル・エフイモビチ・ホダコフ ソ連国モスクワ・スコルコウス コニ・ショースイ１６クワルチー ラ５１ ０発　明　者　ゲンナデイイ・ワシリエビチ・チェレボ
ク ツ連国キュイビシェフ・プロス ペクト・メタルルゴフ７３クワル チーク５４ ０発　明　者　ウラジミール・ミハイロビチ・バランチ
コフ ソ連国力メンスクーウラルスキ イ・ウリツア・イセツカ型６ク ワルチーラ１６ ■出　願　人　ゲオルギイ・イオシフオビチ・ニスキン ソ連国モスクワ・ウリツア・バ ビロワ４８クワルチーラ２８１ ■出　願　人　ステラ・イリニチナ・ボロビコワ ソ連国モスクワ・ウリツア・ビ ニラカヤ１３クワルチーラ１４０ ０出　願　人　ロベルト・ロデイオノビチ・マリノウス
キイ ソ連国モスクワ・レニングラト スキイ・プロスペクト７５クワル チーラ４４８ ■出　願　人　ペトロ・ニキフオロビチ・シラエフ ソ連国スペルトロウスカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・リプクネ フタ８クワルチーラ３ ■出　願　人　ピクトール・クズミチ・ユニシェフ ソ連国スペルトロウスカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・マルクサ １１クワルチーラ４１ ■出　願　人　アレクサンドル・イリチ・マトベエフ ソ連国スペルトロウスカヤ・オ ブラスト・ベルフニャヤ・サラ ダ・ウリツア・ケイ・リブクネ フタ１２クワルチーラ３４ ■出　願　人　ゲンナデイイ・セルゲエビチ・マカロフ ソ連国モスクワ・ウリツア・マ トヘエフスカヤ１０コルプス２ク ワルチーラ６４ ■出　願　人　ビクトール・アレクサンドロビチ・ダニ
ルキン ソ連国モスクワ・ウリツア・ボ プルイスカヤ１６クワルチーラ１８ ■出　願　人　アンドレ・ドミトリエビチ・アントレエ
フ ソ連国モスクワ・ウリツア・ボ プルイスカヤ２０クワルチーラ６９ ■出　願　人　ポリス・イヮノビチ・ボンダレフ ッ連国モスクワ・モザイスコエ ・ショースイ８０クワルチーラ１１ ・圧出　願　人　ベーター・ニコラエビチ・シュベツオ
ブ ソ連国モスクワ・バルビヒンス カヤ・ウリノア８コルプス２ク ワルチーラ５１ ■出　願　人　バベル・エフイモビチ・ホダコフ ソ連国モスクワ・スコルコウス コニ・ショースイ１６クワルチー ラ５１ ■出　願　人　ゲンナディイ・ワシリエビチ・チェレボ
ク ツ連国キュイビシェフ・プロス ペクト・メタルルゴフ７３クヮル チーラ５４ ■出　願　人　ウラジミール・ミハイロビチ・バランチ
コフ ソ連国力メンスクーウラルスキ イ・ウリツア・イセツカ型６ク ワルチーラ１６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　浴湯（３）を注入すること、！Ｗｆｌｙ　（３）
   から凝固する鋳塊（５）の組繊（９）を浄化、精製する
   ために少なくとも１個の放射器（６）によって溶湯（３
   ）に超音波を作用させることならびに同時に該鋳塊（５
   ）を引き出すことより成９、溶湯（３）から硬化する鋳
   ａ（５）の組織（９）を浄化、精製するための溶湯（３
   ）に対する超音波作用が＃固する鋳塊（５）の横断面積
   の関数として２乃至６０Ｗ／ｃｓｌの強度で溶湯（３）
   の横断面にわたって均一に行なわれ、放射器（６）ハ溶
   湯（３）の材質中にシけろ青波長の鴇からこの間に等し
   い深さに溶湯（３）中に浸漬されており、溶湯（３）の
   温度は溶湯（３）の材質の液化温度上ＩＯ乃至１５０℃
   に保持されていること′ｆＩ：特徴とする軽合金鋳塊の
   這続鋳造方法０ ２、＃ｌ湯（３）が多孔質材（８）′ｔ−通過せしめる
   ことによって浄化され、放射器（６）と多孔質材（８）
   間の距離は溶湯（３）材質内における青波長の鴇乃至１
   ４の間に等しく設定されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。