JPS6070146A - 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、更に詳細にはその製造方法に係
る。

従来技術 本願発明者等は、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
注渇し、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、多孔質体内に第二の金属の溶湯を良好に浸透
させるためには、多孔質体が室温以上の温度に予熱され
ることが望ましく、従って従来より一般に、鋳型外に於
て多孔質体を十分子熱し、それを素早く鋳型内に配置す
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、予熱され
た多孔質体を鋳型内に配置する過程に於てその多孔質体
が外気に曝されて冷却され、せっかく予熱された多孔質
体の温度、特に壬の表面温度が低下してしまうので、多
孔質体に第二の金属の溶湯を良好に浸透させることが困
難であり、多孔質体の比較的強度の弱い部分より溶湯が
優先的に浸透した場合には、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。

また多孔質体が所望の温度以下に低下することを回避す
べく、多孔質体の予熱温度を比較的高い温度に設定する
と、多孔質体を鋳型内に配置する過程に於て多孔質体が
外気に暉されることにより、多孔質体を構成する第一の
金属が酸化されるという問題がある。

発明の目的 本発明は、多孔質体の予熱が行われる先の提案に係る合
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じている。

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、前記第一の金属よりなる多孔質体及
び前記第二の金属の溶湯を受入れるモールドキャビティ
を有する合金製造装置を用い、前記モールドキャピテイ
内に前記多孔質体を配置し、前記モールドキャビティ内
に熱風を導入することにより前記多孔質体を加熱し、前
記モールドキャピテイ内に前記溶湯を導入し、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、モールドキャビティ内に第二の金属
の溶湯が導入されるに先立ち多孔質体がモールドキャビ
ティ内にて所望の温度に加熱され、またこの場合モール
ドキャビティの壁面も比較的高いｍ度に加熱されること
により、モールドキャビティ内に第二の金属の溶湯が導
入されるまでの間に多孔質体の温度が大きく低下するこ
とが回避されるので、第二の金属の溶湯を多孔質体に良
好に浸透させることができ、これにより割れやマクロ偏
析のない均一な組織の合金を製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多孔質体を加熱
するために使用される熱風は、加熱された空気などであ
ってよいが、特に多孔質体を構成する第一の金属が高温
に於て酸化し易い元素である場合や、多孔質体を比較的
高い温度に加熱する場合には、非酸化性のガス、即ち一
酸化炭素や水素の如き還元性ガス、又はアルゴンガスや
窒素ガスの如き不活性ガスであることが好ましい。また
本発明による合金の製造方法に於ける多孔質体は第一の
金属の粉末、不連続ｔｉＡ維、切粉又はこれらの混合物
等の圧縮成形体、連続繊腑の結束体、箔、薄板等の積層
体であってよく、第−及び第二の金属は単一の金属元素
又は合金のいずれであってもよい。

５一 実施例の説明 第１図及び第２図は本発明による合金の製造方法を実施
する際に使用されて好適な一つの合金製造装置をそれぞ
れ多孔置体加熱工程及び合金化工程にて示す縦断面図で
ある。これらの図に於て、１は合金製造装置を示してお
り、合金製造装置１は上型２と下型３とよりなっている
。これら上型及び下型は図には示されていないラム装置
の如き加圧保持手段により、第１図に示されている如き
半開状態及び第２図に示されている如く互に組付けられ
た型線状態にｔＩ４を持されるようになっている。

またこれら上型及び下型は、互に共働して合金化室４と
加圧室５とを郭定するようになっている。

上型２には加圧室５内へ第二の金属の溶湯を注入するた
めの湯道６が形成されている。

加圧室５は上型２に形成されたシリンダボア８内を往復
動するプランジャ９を受入れており、このプランジャに
より加圧室５内に装入された第二の金属の溶湯７が加圧
され、これにより合金化室４内に装入された多孔質体１
０の個々の小孔内に６− 第二の金属の溶湯が浸透せしめられるようになっている
。

更に下型３には加圧室５と連通ずるシリンダボア１１が
形成されており、このシリンダボアにはそれに沿って往
復動するノックアウトビン１２が挿通されている。ノッ
クアウトビン１２の」二端面は加圧室５の底面を郭定し
ている。にた１汽り３の合金化室４と連通するボア１３
及び１４内には、合金化室４内にて凝固した凝固体を下
型３より取り出すためのノックアウトビン１５及び１６
が挿通されている。

次に上述の如く構成された合金製造装置を用いて行われ
た本発明による合金の製造方法の一つの実施例について
説明する。

先ず平均粒径が４０μｍである１０１．０（＋の純マン
ガン粉末をかさ密度３．７２（＋／ＣＣにて直径２４１
１Ｉ１．、長さ６０１ＩＩＩＲの円柱体に圧縮成形した
。

次いで上型２を下型３より離型し、下型３の合金化室４
を郭定する窪み４ａ内に円柱体１０を配置し、図には示
されていない加圧保持手段により上型２及び下型３を第
１図に示されている如く半開状態に保持し、上型２と下
型３との間に合金製造装置１の一端より図には示されて
いない熱風供給装置のノズル１７を装入し、合金化室４
内に６０　０℃のアルゴンガスを流量２０Ｊ２／ｗｉｎ
にて２分間導入することにより、円柱体１０及び合金化
室４の壁面の温度をそれぞれ約６００℃、約４００℃に
加熱した。尚この場合、合金化室４の他端又は加圧室５
内に熱電対１８等を装入し、合金化室４内を通過した熱
風の温度を測定することにより、円柱体１０及び合金化
室４の壁面の温度が所要の温度に加熱されているか否か
が確認されることが好ましい。

次いで図には示されていない加圧保持手段によって上型
２と下型３とを第２図に示されている如き型締状態に保
持し、湯道６を経て加圧室５及び合金化室４内に５００
ｃｃ、８００℃の純アルミニウム（Ｍ度９９．７％）の
溶Ｓ７を導入し、プランジャ９により溶湯７を１０００
　ｋ（１／ｃ１に’の圧力にて加圧し、その加圧状態を
溶湯７が完全に凝固するまで保持した。溶湯７が完全に
凝固した後、上型２を下型３より離型し、その凝固体を
ノックアウトビン１２．１５．１６によって下型３より
取り出し、加圧室５内に於て凝固した部分をノコ切断等
によって除去することにより、合金化室４内にて凝固し
た凝固体を取り出した。

第３図は上述の如く取り出された凝固体の断面の一部を
２＠にて示す実体写真であり、この第３図に於てａはＭ
ｎ−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
Ｍｎ−Ａ１合金の部分を、Ｃはアルミニウムのみの部分
をそれぞれ示している。また第４図は上述の如く製造さ
れたＭＯ−Ａ１合金（第３図のａの部分の中央部の断面
を１００倍にて示す光学顕微鏡写真である。

また第５図及び第６図はそれぞれ従来の合金の製造方法
に従って製造された比較例としての凝固体及びＭｎ−Ａ
ｌ合金の断面を３倍及び１００倍にて示す実体写真及び
光学顕微鏡写真である。この比較例に於ては、円柱体１
０が合金製造装置外９− に於て６００℃に予熱され、しかる後２５０℃に加熱さ
れた上型２及び下型３により郭定された合金化室４内に
配置された点を除き上述の実施例と同一の要領及び同一
の条件にて合金の製造が行われた。

これら第３図及び第４図と第５図及び第６図との比較よ
り解る如く、従来の方法により製造されたＭｎ−Ａｌ合
金には多数の割れ（第５図に於て白い線の部分）−ｔ５
マクロ偏析（第６図に於てｄ及びｅにて示された部分）
が発生しているのに対し、本発明の方法により製造され
たＭｎ−Ａｌ合金に於ては割れやマクロ偏析は発生して
おらず、本発明の方法によれば均一な組織の合金を製造
し得ることが解る。尚上述の実施例に於てｌｌｌ造され
たＭｎ−Ａｌ合金のマクロの組成はＭｎ−２６，６％Ａ
１であった。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、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１０− あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の合金の製造方法を実施する
際に使用されて好適な一つの合金製造装置をそれぞれ多
孔置体加熱工程及び合金化工程にて示す縦断面図、第３
図及び第４図は本発明による合金の製造方法の一つの実
施例に於て形成されたＭｎ−Ａｌ合金を含む凝固体及び
Ｍｌｌ−Ａ１合金の断面を２倍及び１００倍にて示す実
体写真及び光学顕微鏡写真、第５図及び第６図は従来の
合金の製造方法により製造されたＭｎ−Ａ１合金を含む
凝固体及びＭｎ−Ａｌ合金の断面を３倍及び１００倍に
て示す実体写真及び光学顕微鏡写真である。 １・・・合金製造装置、２・・・上型、３・・・下型、
／ｌ・・・合金化室、５・・・加圧室、６・・・湯道、
７・・・第二の金属の溶渇くアルミニウム溶湯）、８・
・・シリンダボア、９・・・プランジャ、１０・・・多
孔質体〈円柱体）。 １１・・・シリンダボア、１２・・・ノックアウトビン
。 １３．１４・・・ボア、１５．１６・・・ノックアウト
ビン、１７・・・ノズル、１８・・・熱雷対峙　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３図 （×２） 第４図 第５図 第６図

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
   属よりなる多孔質体及び前記第二の金属の溶湯を受入れ
   るモールドキャピテイを有する合金製造装置を用い、前
   記モールドキャビティ内に前記多孔質体を配置し、前記
   モールドキャビティ内に熱風を導入することにより前記
   多孔質体を加熱し、前記モールドキャビティ内に前記溶
   湯を導入し、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
   せる合金の製造方法。