JPS6411093B2 - - Google Patents

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JPS6411093B2
JPS6411093B2 JP58155137A JP15513783A JPS6411093B2 JP S6411093 B2 JPS6411093 B2 JP S6411093B2 JP 58155137 A JP58155137 A JP 58155137A JP 15513783 A JP15513783 A JP 15513783A JP S6411093 B2 JPS6411093 B2 JP S6411093B2
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metal
substantially insoluble
partially
alloys
mixture
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JP58155137A
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JPS5959848A (ja
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Kiruku Keisu Aaru
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Dow Chemical Co
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Dow Chemical Co
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Publication date
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Publication of JPS5959848A publication Critical patent/JPS5959848A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036Alloys containing non-metals starting from a melt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase

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  • Organic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は不溶性物質が分散している金属に関
し、特に液状又は部分的液状金属への不溶性物質
添加法に関する。
不溶性固体物質は普通少なくも1部液状の金属
に加えられてえられた固化生成物に望む特性が与
えられる。同様に極めて大きな摩擦力をうける固
化生成物の寿命を伸ばすため金属よりも硬い不溶
性物質を加えることがある。しかし不溶性物質は
一般に金属によつて拒絶され表面に浮くか底に沈
むかいずれであるので液状又は部分的液状金属に
不溶性物質を約3重量%以上加えることは普通困
難である。液状又は部分的液状金属中に不溶性物
質を配分させるには一般に激しい長時間の撹拌が
必要である。この配分法は長時間を要しまた金属
への添加は不溶性物質の比較的少量に限定され
る。
少なくも部分的に液状の金属と約30重量%まで
の不溶性物質が混合できる様な方法が最近開発さ
れたのである。これらの方法は米国特許第
3948650号、第3951651号および第4174214号に記
載されている。これらの方法は厳重な温度調節、
特殊溶融装置および特殊撹拌装置を要する。この
装置は高価でありまたどこでも容易に入手できる
とは限らない。
激しい長時間撹拌を要せず液状又は部分的液状
金属中に不溶性物質を容易に分布させる方法があ
れば望ましいことである。
本発明によれば、 (a) 液状から固体状に冷却すると樹枝晶構造を生
成しうる第1金属を部分的に又は十分に溶融さ
せ、このように部分的に又は十分に溶融させた
第1金属に多数の実質的不溶性物質の粒子を加
えて混合し、次いで冷却して分離し変質した樹
枝晶構造をもつ第1金属とこの第1金属中に少
なくとも部分的に懸濁している多数の実質的不
溶性物質の粒子とから成る複合物のビレツトを
生成させ、 (b) 上記の第1金属と液状から固体状に冷却する
と樹枝晶構造を生成しうる第2金属の両方のソ
リダス温度よりも高温において上記複合物のビ
レツトを上記第2金属と混合しかつ (c) この混合物を固化して構造中に少なくも部分
的に懸濁している多数の実質的に不溶性の粒子
をもつ樹枝晶含有金属構造とすることを特徴と
する少なくとも部分的に液状の金属中への実質
的不溶性物質の添加法、が提供される。
樹支晶は樹枝状もしくは樹木状の結晶構造をも
ち、普通の状態では相互にからみ合つている。樹
枝晶は剪断作用(たとえば上記(a)工程における混
合)を受けると、からみ合つた枝が折れて比較的
に平滑な面をもつようになる。後述の実施例中に
記載されている「変質した樹枝晶」とは後者の状
態の樹枝晶をいう。なお、「樹枝晶(dendrites)」
および「変質した樹枝晶(degenerate
dendrites)」は周知であり、たとえば英国特許第
1400624号明細書に記載されている。
本発明で使うに適した金属と不溶性粒子との組
合せ物およびこの組合せ物製造法は米国特許第
4174214号、第3936298号、第3954455号、第
3902544号、第3948650号および第3951651号に記
載されている。
第1金属としてまた第2金属として使用に適し
た金属は上記特許に記載されておりまた、その化
学組成に関係なく、液状から撹拌せず生成させれ
ば樹枝晶構造を生成する金属合金系又は純金属か
ら生成できるものである。純金属および共溶混合
物がたとえ単一温度で溶融しても、これらが融点
において純金属又は共融混合物液体の一部のみを
とかすに十分の熱をもつ様溶融物への全熱量の出
入を調節すれば、これらは融点において液体―固
体平衡状態になりうるので、本発明の組成物生成
にこれらは使用できる。これは本発明の鋳造法に
使われるスラリの溶融熱の完全除去が、通常使わ
れる鋳造のサイズにより直ちにはえられないので
おこる。供給熱エネルギーを例えば迅速撹拌によ
つて均一化し、周囲の冷環境によつて除去するこ
とにより好ましい組成がえられる。代表的な好ま
しい合金には鉛合金、マグネシウム合金、亜鉛合
金、アルミニウム合金、銅合金、鉄、合金、ニツ
ケル合金、コバルト合金、がある。これらの合金
の例には鉛―錫合金、亜鉛―アルミニウム合金、
亜鉛―銅合金、マグネシウム―アルミニウム合
金、マグネシウム―アルミニウム―亜鉛合金、マ
グネシウム―亜鉛合金、アルミニウム―銅合金、
アルミニウム―けい素合金、アルミニウム―銅―
亜鉛―マグネシウム合金、銅―錫ブロンズ、真
鍮、アルミニウムブロンズ、鋼、鋳鉄、工具鋼、
ステインレス鋼、超合金およびコバルト―クロム
合金がある。代表的純金属にはマグネシウム、ア
ルミニウム、鉄、銅、鉛、亜鉛、ニツケル又はコ
バルトがある。
本発明の使用に適する実質的に不溶性な粒子は
上記特許にも記載されておりまた金属中に混合さ
れた場合固体金属それ自体に比べて固化生成物の
物理的性質を改良する。適する物質は第1および
第2金属のいずれにも実質的に不活性でありかつ
質的に完全に不溶解でなければならない。殆んど
の用途に適する代表的物質に炭化けい素の様な金
属炭化物、マグネシウムアルミネイト、煙霧シリ
カ、シリカ、チタンスポンジ、グラフアイト、
砂、ガラス、セラミツクス、純金属、金属合金、
トリウムオキサイドおよびアルミニウムオキサイ
ドの様な金属酸化物がある。
第1金属と不溶性粒子とから成る組成物は第2
金属中に不溶性物質を入れる担体として使用でき
ることが今や発見された。第1金属と第2金属の
双方のソリダス温度以上の温度で混合物を第2金
属と混合すれば混合物中の不溶性物質は容易に第
2金属に分布される。
本発明の実施において、第1金属と不溶性粒子
とから成る組成物は前記特許のいずれかの方法に
よつて生成される。組成物は既知量の第1金属中
に懸濁している既知量の不溶性物質を含んでい
る。第2金属と混合する組成物量は容易に計算で
き、(1)最終生成物中の望む不溶性物質濃度、(2)第
2金属使用量および(3)第1金属と不溶性粒子組成
物中の不溶性粒子濃度によるのである。組成物は
約30重量%までの不溶性物質を含みうるので、30
重量%近い不溶性物質を含む生成物をつくること
ができる。しかし最も好ましい生成物は不溶性物
質約10重量%以下であり、また不溶性物質約5重
量%以内であるのが普通である。
第1金属と不溶性物質組成物は第2金属と各々
固体で先ず接触させられるが、いずれかが又は両
方が少なくとも部分的に液体であつてもよい。先
ず接触させられた後第1金属と第2金属のソリダ
ス温度以上の温度において全部混合され混合物中
に不溶性物質を分布させる。
かく生成された混合物の熱移動と第1金属、第
2属および不溶性物質の無秩序運動は混合物をあ
る程度均質とするに必要な撹拌をさせるに十分で
ある。しかし混合時間を短縮しまた混合物中へ不
溶性物質を分布させるには更に撹拌した方がよ
い。追加撹拌は混合機、物理的振動、超音波振動
又は撹拌によつてできる。
この様に実質的に不溶性の物質は混合物全体に
容易に分布させられる。しかし不溶性物質は撹拌
をつづけなければ底に沈降する傾向がある。故に
混合物を固化させる時まで撹拌をつづけるとよ
い。
次いで高圧ダイカスト、低圧ダイカスト、又は
砂鋳造の様な普通の金属処理法によつて混合物を
固化する。この普通の金属処理法は樹枝状構造を
もつ固体金属を生成する型のものである。この方
法はこの分野でよく知られており、詳述する必要
はないだろう。変質した樹枝状構造をもつ固体金
属生成に特殊加工法を使う必要はない。
金属又は金属合金の加熱混合中の酸化防止のた
め保護雰囲気又は塩融剤の様な被覆剤を使用でき
る。金属酸化防止手段はこの分野でよく知られて
おり詳述の要はないであろう。
実施例 1 Al9重量%、Zn0.7重量%、Mn0.2重量%の残り
がMgである公称組成をもつマグネシウム合金
(第2金属として)200ポンドをガス炉中で加熱溶
融した。溶融金属を保護雰囲気中においてマグネ
シウムの酸化を防いだ。保護雰囲気はSF6約0.3%
を含み残りはCO250%と空気約50%であつた。金
属を65℃の温度に加熱した。この温度は第2金属
の液化温度以上である。試験中溶融合金温度は
610乃至640℃であつた。合金が完全溶融後これに
米国特許第4174214号の方法によつて溶融した第
1金属とアルミニウムオキサイド微粒子とから製
造した第1金属と不溶性粒子の固化組成物からビ
レツトをつくりその40ポンドを加えた。組成物は
20重量%のアルミニウムオキサイド(実質的不溶
性物質として)と80重量%の上記マグネシウム合
金組成物(第1金属として)より成り変質した樹
枝晶をもつていた。
組成物を加えた時第2金属温度は625℃であつ
たが2〜3分で約611℃に下つた。混合物を絶え
ず加熱した。組成物添加10分後混合物の表面に対
し80゜角にとりつけ1端に9.6cm(3.8インチ)直径
撹拌羽根をもつシヤフトに接続している1/3馬力
電動機を使つて撹拌をはじめた。電動機速度を約
370r.p.mに調節した。第2金属からの熱および外
部から与えられた熱は第1金属(混合物中の)を
溶融し実質的に不溶性の粒子を開放した。かくて
粒子、第1金属および第2金属は混合された。え
た鋳造品の分析はAl2O3が鋳造品中に実質的に均
一に分散しており生成物全重量の約3.3%である
ことを示した。
実施例 2 実施例1のマグネシウム合金(第2金属)124
ポンドを電気抵抗炉で溶融した。溶融金属を保護
雰囲気中においた。雰囲気はSF6約0.3%と残りは
空気約50%とCO2約50%より成るものであつた。
第2金属が660℃となつた時これに米国特許第
4174214号に記載の方法によりつくつた第1金属
と不溶性物質組成物10ポンドを加えた。この組成
物は20重量%の米国標準320メツシユ、アルミニ
ウムオキサイド(アルフア―Al2O3)と80重量%
の上記変質した樹枝晶をもつマグネシウム合金よ
り成る組成をもつていた。
組成物添加10分後実施例1に記載のとおりの撹
拌源により撹拌をはじめた。電動機速度は約
350rpmとした。撹拌20分後混合物温度約650℃に
おいて標準マグネシウムダイカスト法により272
メートル屯冷室ダイカスト機上試験パネルダイ中
で混合物をダイカストした。鋳造は約3時間にわ
たり続けた。えた鋳造品分析はAl2O3が鋳造品全
体にわたり実質的に均一分散しており生成物全重
量の約1.4%であることを示した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 液状から固体状に冷却すると樹枝晶構造
    を生成しうる第1金属を部分的に又は十分に溶
    融させ、このように部分的に又は十分に溶融さ
    せた第1金属に多数の実質的不溶性物質の粒子
    を加えて混合し、次いで冷却して分離し変質し
    た樹枝晶構造をもつ第1金属とこの第1金属中
    に少なくも部分的に懸濁している多数の実質的
    不溶性物質の粒子とから成る複合物のビレツト
    を生成させ、 (b) 上記の第1金属と液状から固体状に冷却する
    と樹枝晶構造を生成しうる第2金属の両方のソ
    リダス温度よりも高温において上記複合物のビ
    レツトを上記第2金属と混合しかつ (c) この混合物を固化して構造中に少なくも部分
    的に懸濁している多数の実質的に不溶性の粒子
    をもつ樹枝晶含有金属構造とすることを特徴と
    する少なくも部分的に液状の金属中への実質的
    不溶性物質の添加法。 2 第1金属と第2金属が実質的に同じ化学組成
    をもつ特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 第1金属と第2金属が実質的に異なる組成を
    もつ特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4 混合物を鋳造中に固化する特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。 5 第1金属と第2金属が各々独立にマグネシウ
    ム、アルミニウム、銅、鉄、鉛、亜鉛、ニツケ
    ル、コバルトおよびそれらの合金より成る群から
    選ばれた金属である特許請求の範囲第1項に記載
    の方法。 6 第1金属と第2金属が各々独立にマグネシウ
    ム、アルミニウム又はその合金より成る群から選
    ばれたものである特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 7 実質的不溶性物質がグラフアイト、金属炭化
    物、砂、ガラス、セラミツクス、金属酸化物、実
    質的純金属および金属合金より成る群から選ばれ
    たものである特許請求の範囲第1項に記載の方
    法。 8 実質的不溶性物質が金属炭化物である特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 9 金属酸化物がアルミニウムオキサイドである
    特許請求の範囲第8項に記載の方法。
JP58155137A 1982-08-27 1983-08-26 液状又は部分的液状金属への不溶性物質添加法 Granted JPS5959848A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US412349 1982-08-27
US06/412,349 US4432936A (en) 1982-08-27 1982-08-27 Method for adding insoluble material to a liquid or partially liquid metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5959848A JPS5959848A (ja) 1984-04-05
JPS6411093B2 true JPS6411093B2 (ja) 1989-02-23

Family

ID=23632654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58155137A Granted JPS5959848A (ja) 1982-08-27 1983-08-26 液状又は部分的液状金属への不溶性物質添加法

Country Status (12)

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US (1) US4432936A (ja)
EP (1) EP0104682B1 (ja)
JP (1) JPS5959848A (ja)
KR (1) KR870002188B1 (ja)
AT (1) ATE17750T1 (ja)
AU (1) AU553898B2 (ja)
BR (1) BR8304732A (ja)
CA (1) CA1207536A (ja)
DE (1) DE3362026D1 (ja)
ES (1) ES8502734A1 (ja)
NO (1) NO161081C (ja)
ZA (1) ZA836346B (ja)

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