JPS6070140A - 合金の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、合金に係り、更に詳細には合金の製造方法に
係る。

従来技術 本願発明者らは、合金元素の溶湯に他の合金元素の溶湯
又は粉末を添加して混合する方法や焼結法による従来の
合金の製造方法に於ける種々の問題点に鑑み、本願出願
人と同一の出願人の出願に係る特願昭５８−１３８１８
０号に於て、第一の金属と該第−の金属よりも低い融点
を有する第二の金属とよりなる合金の製造方法にして、
前記第一の金属よりなる多孔質体を形成し、該多孔質体
を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯を
注湯し、前記溶湯を前記多孔質体内に浸透させることに
より前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化させ、
前記多孔質体の領域に前記第二の金属が単独では実質的
に存在しない合金を形成することを特徴とする合金の製
造方法を提案した。

この先の提案に係る合金の製造方法に於ては、所定の均
一な組成及び組織の合金を能率よく製造するためには、
多孔質体を鋳型内に配置し該鋳型内に第二の金属の溶湯
を注湯する過程に於ても多孔質体が所定の形状及び密度
を維持し得るよう多孔質体を形成し、また第二の金属の
溶湯を多孔質体内に強制的に浸透させることが望ましく
、従って従来より一般に、第一の金属の粉末等を圧縮成
形してその圧縮成形体を多孔質体として使用１ノ、また
第二の金属の溶湯を５００〜１０００ｋ（１／ｃａ’程
度の圧力にて加圧することが行われている。

しかしかかる従来の合金の製造方法に於ては、圧縮成形
により均一な密度の圧縮成形体を形成す゛ることは困難
であり、圧縮成形体に伯の部分に比して比較的強度の弱
い部分が発生することがあるので、第二の金属の溶湯が
加圧されると溶湯が圧縮成形体の比較的強度の弱い部分
より優先的に侵入し、そのため製造された合金に割れや
マクロ偏析が生じたりすることがあるという問題がある
。

また圧縮成形により多孔質体としての圧縮成形体を形成
する場合には、第一の金属の粉末等のみかけの密度が小
さい圧縮成形体を形成することが困難であり、そのため
製造し得る合金の組成や組織が第一の金属の粉末等の大
きさ等によって制限されるという問題がある。更に多孔
質体が箔、薄板、繊維、細線等にて構成される場合には
、鋳型内に第二の金属の溶湯が注渇される過程に於ても
それらが所定の状態を保持するようにすることが困難で
あるという問題がある。

発明の目的 本発明は、先の提案に係る合金の製造方法に於ける上述
の如き問題に鑑み、かかる問題が生じることがないよう
改善された合金の製造方法を提供することを目的として
いる。

発明の構成 かかる目的は、本発明によれば、第一の金属と該第−の
金属よりも低い融点を有する第二の金属とよりなる合金
の製造方法にして、前記第一の金属の粉末、切粉、箔、
薄板、繊維、細線、又はこれらの混合物よりなる多孔質
の成形体であって個々の粉末等が無機質バインダにて結
合された成形体を形成し、前記成形体を鋳型内に配置し
、該鋳型内に前記第二の金属の溶湯を注渇し、前記溶湯
を前記成形体内に浸透させることにより前記第一の金属
と前記第二の金属とを合金化させる合金の製造方法によ
って達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の金属の粉末等よりなる多孔質の
成形体は、第二の金属の溶湯が優先的に侵入することを
許す強度の弱い部分が存在しないよう、個々の粉末等が
無機質バインダにて互に結合された構造にて形成される
ので、第二の金属の溶湯を成形体内に良好に口均−に浸
透させることができ、これにより第二の金属のｍ潟が加
圧される場合にも割れやマクロ偏析のない均一な組成及
び組織の合金を！！！造することができる。

尚、本発明による合金の製造方法に於て使用される無機
質バインダは、高温度に於ても安定であり、合金中に残
存しても合金の諸性質に実質的に悪影響を及ぼすことが
なく、第一の金属と第二の金属との相互拡散を阻害する
ことがないバインダであることが好ましく、例えば乾燥
によってシリカ（Ｓｌｏｐ）として固化するケイ酸ソー
ダ（Ｎａ　２　０−　Ｓ　１　０２　、Ｎ　ａ　ｌ！　
Ｏ−Ｓ　１　０２　・　９　ト１２０〕、コロイダルシ
リカ、エチルシリケート〔（Ｃ２Ｈａ　）４　Ｓｉ　０
４　）等であることが好まし５− い。また本発明による合金の製造方法に於ては、第一の
金属よりなる多孔質の成形体は、粉末、不連続繊維、切
粉又はこれらの混合物等の圧縮成形体、連続繊維の結束
体、箔、薄板等の積層体であってよく、第一の金属及び
第二の金属は単一の金属元素又は合金のいづれであって
もよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

１」九り 先ず第１図に示されている如く、平均粒径が２μｍであ
る３６８．１ｇの紙クロムの粉末と０゜６４．１２のケ
イ酸ソーダ水溶液とを混合容器１内にてインペラ２を回
転させることによって混合した。

次いで第２図に示されている如く、横断面正方形の孔３
を有する型本体４と、孔３に嵌合するアッパパンチ５及
びロアパンチ６とよりなる圧縮成形型を用意し、型本体
４とロアパンチ６とにより郭定される四角柱状の窪み内
に上述の如く形成された混合液を充填し、孔３にアッパ
パンチ５を嵌合させ、図には示されていないプレス装置
によって６一 アッパバンチ５とロアパンチ６とを互に近付く方向へ押
圧することにより混合液を圧縮し、これを乾燥させるこ
とによりクロム粉末のかさ密度が２゜８８（＋／ＣＣで
ある８０ｘ　８０ｘ　２０ｍｍ（７）直方体状の圧縮成
形体７を形成した。尚この圧縮成形体のシリカ含有量は
１４ｖｏ１％（２１’１ｌｆｔ％）であった。

次いで図には示されていないがアルゴンガス雰囲気中に
て圧縮成形体７を６００℃に予熱し、しかる後第４図に
示されている如く圧縮成形体７を２５０℃の鋳型８内に
配置し、該鋳型内に１００Ｑｃｃ、湯温８００℃の純ア
ルミニウムの溶湯９を注湯し、該溶湯をプランジャ１０
により１０００ｋｇ／♂の圧力にて加圧し、その加圧状
態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。溶湯が完全に
凝固した後、ノックアウトビン１１によって鋳型内より
凝固体を取り出した。

第５図は上述の如く製造されたＯｒ−Ａ１合金を含む凝
固体の中央断面を３倍にて示す実体写真である。また第
６図は無機質バインダとしてのケイ酸ソーダが使用され
なかった点を除き上述の実施例１と同一の要領及び同一
の条件にて製造された比較例としてのＣｒ−Ａ１合金を
含む凝固体の中央断面を３（８にて示す実体写真である
。尚これら第５図及び第６図に於て、ａはＣｒ−Ａｌ合
金の部分を、１）はクロムがアルミニウムの溶湯中に拡
散することによって形成されたＡ１リッチのＣｒ−Ａｌ
合金の部分を、Ｃは実質的にアルミニウムのみよりなる
部分をそれぞれ示している。

これら第５図及び第６図より、比較例の合金に於てはア
ルミニウム溶湯の浸透不良部分（１が発生しているのに
対し、実施例１の合金に於ては溶湯の含浸不良等の発生
は発生しておらず、この合金は均一な組織を有するもの
であることが解る。尚この実施例１に於て製造されたＣ
ｒ−Ａｌ合金のマクロの組成は０ｒ−２８，９％Ａ１で
あった。

実施例２ 先ず上述の実施例１の場合と同一の要領にて、無機質バ
インダとしてコロイダルシリカを用いて平均粒径が４０
μｍである３３３．．１の純マンガン粉末をかさ密度２
．６０ｏ／ｃｃにて８０×８ＯＸ２０ｍｍの直方体状の
圧縮成形体に形成した。

尚この圧縮成形体のシリカ含有量は２２．５ｖｏ１％（
３５ｗｔ％）であった。次いでその圧縮成形体をアルゴ
ンガス雰囲気中にて７００℃に予熱した模、圧縮成形体
を２５０℃の鋳型内に配置し、該鋳型内に１００ＯＣＣ
，Ｉ渇８００℃の純アルミニウムの溶湯を注渇し、該溶
湯をプランジャにより１０００ｋｏ／、Ｘ９の圧力にて
加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保持
した。溶湯が完全に凝固した後プランジャによって鋳型
内より凝固体を取り出した。

第７図は上述の如く製造されたＭｎ−Ａｌ合金を含む凝
固体の中央断面を２倍にて示す実体写真である。尚この
第７図に於て、ａはＭｎ−Ａｌ合金の部分を、ｂはマン
ガンがアルミニウムの溶湯中に拡散することによって形
成されたＡ１リッチの１ｙｌｎ−Ａ１合金の部分を、Ｃ
は実質的にアルミニウムのみよりなる部分をそれぞれ示
している。

この第７図より、実施例２の合金に於ては割れ等の不良
は発生しておらず、この合金は均一な組織９− を有していることが解る。尚上述の実施例２に於て製造
されたＭｎ−Ａ１合金のマクロの組成はＭｎ−２８，６
％Ａ１であった。

実施例３ 上述の実施例１の場合と同一の要領にて、無機質バイン
ダとしてコロイダルシリカを用いて平均繊維径が８０μ
ｍであり、平均繊維長が３ｍｍである１０５．２（ｌの
Ｃｕ　−ｚｎ　ｍＨをかさ密度０゜８２ｏ／ｃｃにて８
０ｘ　８０ｘ　２０＋＋ｍの直方体状の圧縮成形体に形
成した。尚圧縮成形体のシリカ含有量は１６ｖｏ＋％＜
　２８　ｗｔ％）であった。次いでかくして形成された
圧縮成形体をアルゴンガス雰囲気中にて６００℃に予熱
し、しかる後圧縮成形体を２５０℃の鋳型内に配置し、
該鋳型内に１０００ＣＣ，、湯温８００℃のアルミニウ
ム合金（Ｊ■Ｓ規格Ａ　Ｃ４，Ｃ）の溶湯を注渇し、該
溶湯を１０００　ｋｏ／♂の圧力にて加圧し、その加圧
状態を溶湯が完全に凝固するまで保持した。溶湯が完全
に凝固した後、ノックアウトピンによって鋳型内より凝
固体を取り出した。

１０− 第８図は上述の如く製造されたＣｕ　−Ｚｎ　−Ａ１合
金を含む凝固体の中央断面を２倍にて示す実体写真であ
る。尚この第８図に於て、ａはＣｕ　−Ｚｎ−Ａ１合金
の部分を、ｂは銅及び亜鉛がアルミニウム合金の溶湯中
に拡散することによって形成されたＡ１リッヂのＣＩＪ
　−Ｚｎ−Ａ１合金の部分を、Ｃは実質的にアルミニウ
ム合金のみよりなる部分をそれぞれ示している。この第
８図より、実施例３の合金に於ては割れ等の不良は発生
しておらず、この合金は均一なＩ］織を有していること
が解る。尚上述の実施例３に於て製造されたＣＬＩ−Ｚ
ｎ−Ａ１合金のマクロの組成はＡｌ−１５゜２％Ｃｕ−
１０，１％Ｚｎであった。

以上に於ては本発明をいくつかの実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではなく１、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉末と無機質バインダとの混合過程を示す溶固
、第２図は圧縮成形過程を示ず溶固、第３図は圧縮成形
体を示す斜視図、第４図は合金化工程を示す溶固、第５
図及び第６図はそれぞれ実施例１及びその比較例に於て
形成された凝固体の中央断面を３倍にて示寸実体写真、
第７図及び第８図はそれぞれ実施例２及び実施例３に於
て形成されたＭｎ−Ａｌ合金を含む凝固体及びＣｕ　−
Ｚｎ−Ａ１合金を含む凝固体の中央断面を２倍にて示す
実体写真である。 １・・・混合容器、２・・・インペラ、３・・・孔、４
・・・型本体、５・・・アッパパンチ、６・・・ロアパ
ンチ、７・・・圧縮成形体、８・・・鋳型、９・・・溶
湯、１０・・・プランジャ、１１・・・ノックアウトビ
ン 特許出願人　トヨタ自動車株式会社 代　理　人　弁理士　明石　昌毅 第１図 第３図 第５図 す 第　６　図 第７図 （×２） 第８図 （Ｘ２） ２４３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の金属と該第−の金属よりも低い融点を有する第二
   の金属とよりなる合金の製造方法にして、前記第一の金
   属の粉末、切粉、箭、薄板、ＮＪＡ維、細線、又はこれ
   らの混合物よりなる多孔質の成形体であって個々の粉末
   等が無機質バインダにて結合された成形体を形成し、前
   記成形体を鋳型内に配置し、該鋳型内に前記第二の金属
   の溶湯を注湯し、前記溶湯を前記成形体内に浸透させる
   ことにより前記第一の金属と前記第二の金属とを合金化
   させる合金の製造方法。