JPH05261503A - Casting method of Al alloy casting - Google Patents
Casting method of Al alloy castingInfo
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- JPH05261503A JPH05261503A JP4331014A JP33101492A JPH05261503A JP H05261503 A JPH05261503 A JP H05261503A JP 4331014 A JP4331014 A JP 4331014A JP 33101492 A JP33101492 A JP 33101492A JP H05261503 A JPH05261503 A JP H05261503A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた鋳造品質と機械的特性を有するAl−
Si系亜共晶合金鋳物を得る。
【構成】 Al系合金鋳物を鋳造するに当り、Al−S
i系亜共晶合金組成の溶湯を冷却して固相と液相とが共
存する半凝固材料を調製し、次いで半凝固材料を装入口
6に装入し、その後半凝固材料を加圧プランジャ9によ
り加圧することによって、ゲート5を通過させてキャビ
ティ4に高速逐次充填する。ゲート5通過時における半
凝固材料の粘度μは、0.1Pa・sec≦μ≦200
0Pa・secに、またレイノルズ数Reは、Re≦1
500にそれぞれ設定される。これにより、鋳物におけ
るガスの巻込みおよび湯境の発生を防止することができ
る。
(57) [Summary] [Purpose] Al- with excellent casting quality and mechanical properties.
Obtain a Si-based hypoeutectic alloy casting. [Structure] When casting Al-based alloy castings, Al-S
A melt of i-type hypoeutectic alloy composition is cooled to prepare a semi-solid material in which a solid phase and a liquid phase coexist, and then the semi-solid material is charged into a charging port 6, and the latter half solid material is pressurized with a plunger. By pressurizing by 9, the cavity 5 is passed through the gate 5 to successively fill the cavity 4 at high speed. The viscosity μ of the semi-solidified material when passing through the gate 5 is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 200
0 Pa · sec, and Reynolds number Re is Re ≦ 1
Each is set to 500. As a result, it is possible to prevent the entrainment of gas in the casting and the occurrence of a molten metal boundary.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はAl系合金鋳物の鋳造方
法、特に、固相と液相とが共存するAl系亜共晶合金組
成の鋳造材料を調製し、次いでその鋳造材料を用いて加
圧下で鋳込みを行うAl系合金鋳物の鋳造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for casting an Al-based alloy casting, and in particular, to a casting material having an Al-based hypoeutectic alloy composition in which a solid phase and a liquid phase coexist, and then using the casting material. The present invention relates to a casting method for an Al-based alloy casting that is cast under pressure.
【0002】こゝで、前記鋳造材料とは、前記組成の溶
湯を冷却して調製された半凝固材料、または前記合金よ
りなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料を意味
する。このような鋳造方法は、鋳物の鋳造品質を改善す
ることを狙って開発されたものである。The term "casting material" as used herein means a semi-solid material prepared by cooling a molten metal having the above composition or a semi-molten material prepared by heating a solid material made of the alloy. Such a casting method was developed aiming at improving the casting quality of castings.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、前記のような半凝固材料を用いた
鋳造方法としては、特開昭60−152358号公報に
開示された方法が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a casting method using the above-mentioned semi-solid material, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-152358 is known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、この種
鋳造方法について種々検討を加えた結果、ゲート通過時
における鋳造材料の性状、キャビティに充填された鋳造
材料に対する加圧力、鋳造材料である半凝固材料調製時
の溶湯の平均降温速度、半溶融材料の調製に用いられる
固体材料において、形状係数FがF≧0.1である初晶
α−Alの面積率等が鋳物の鋳造品質および機械的特性
に影響を与えると共に鋳造条件の管理にも影響を与え、
また前記加圧力はばり発生等の操業上の問題の要因にも
なり、その上、鋳物の鋳造品質および機械的特性を損う
ことなく、その生産性を向上させるためには、ゲート通
過時における鋳造材料の速度を適切に設定すること等が
必要である、ということを究明した。As a result of various investigations on this type of casting method, the present inventors have found that the characteristics of the casting material when passing through the gate, the pressure applied to the casting material filled in the cavity, and the casting material The average cooling rate of the molten metal at the time of preparing a certain semi-solid material, the area ratio of the primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1 in the solid material used for preparing the semi-molten material, etc. And affecting the mechanical properties as well as the control of casting conditions,
Further, the pressing force also causes operational problems such as flash generation, and in addition, in order to improve the productivity without impairing the casting quality and mechanical characteristics of the casting, in order to improve the productivity, It was clarified that it is necessary to properly set the speed of the casting material.
【0005】本発明はこのような事実を踏まえて開発さ
れたもので、その第1の目的は、ゲート通過時における
鋳造材料の性状を特定することによって、鋳物の鋳造品
質および機械的特性を向上させることのできる前記鋳造
方法を提供することにある。The present invention was developed in view of the above facts, and its first purpose is to improve the casting quality and mechanical properties of castings by specifying the properties of the casting material when passing through the gate. An object of the present invention is to provide the above-mentioned casting method that can be performed.
【0006】また第2の目的は、ゲート通過時における
鋳造材料の速度およびキャビティに充填された鋳造材料
に対する加圧力を特定することによって、鋳物の生産
性、鋳造品質および機械的特性を向上させると共に操業
上の問題を回避することのできる前記鋳造方法を提供す
ることにある。A second object is to improve the productivity, casting quality and mechanical properties of the casting by specifying the speed of the casting material when passing through the gate and the pressure applied to the casting material filled in the cavity. It is an object of the present invention to provide the above-mentioned casting method that can avoid operational problems.
【0007】さらに第3の目的は、溶湯の平均降温速度
を特定することによって、鋳物の機械的特性を向上させ
ると共に鋳造条件の管理を容易にすることのできる前記
鋳造方法を提供することにある。A third object of the present invention is to provide the above-mentioned casting method capable of improving the mechanical characteristics of the casting and facilitating the control of casting conditions by specifying the average cooling rate of the molten metal. ..
【0008】さらにまた第4の目的は、固体材料におい
て、形状係数FがF≧0.1である初晶α−Alの面積
率を特定することによって、鋳物の鋳造品質を向上させ
ることのできる前記鋳造方法を提供することにある。A fourth object is to improve the casting quality of castings by specifying the area ratio of primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1 in a solid material. It is to provide the casting method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係るAl系合金
鋳物の鋳造方法は、固相と液相とが共存するAl系亜共
晶合金組成の鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を
用いて加圧下で鋳込みを行い、その際、前記鋳造材料
を、その粘度μが0.1Pa・sec≦μ≦2000P
a・sec、またレイノルズ数ReがRe≦1500の
条件にて鋳型のゲートを通過させることを特徴とする。A method for casting an Al-based alloy casting according to the present invention comprises preparing a casting material having an Al-based hypoeutectic alloy composition in which a solid phase and a liquid phase coexist, and then casting the casting material. Casting is performed under pressure using a casting material having a viscosity μ of 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000 P.
a · sec and Reynolds number Re of Re ≦ 1500 are passed through the mold gate.
【0010】また本発明に係るAl系合金鋳物の鋳造方
法は、前記条件に加え、前記ゲート通過時における前記
鋳造材料の速度Vが0.5m/sec≦V≦20m/s
ecであり、また前記鋳型のキャビティに充填された前
記鋳造材料に対する加圧力Pが10MPa≦P≦120
MPaであることを特徴とする。In addition to the above conditions, the casting method of the Al type alloy casting according to the present invention has a velocity V of 0.5 m / sec ≦ V ≦ 20 m / s of the casting material when passing through the gate.
ec, and the pressing force P with respect to the casting material with which the cavity of the mold is filled is 10 MPa ≦ P ≦ 120
It is characterized by being MPa.
【0011】さらに本発明に係るAl系合金鋳物の鋳造
方法においては、前記鋳造材料が、Al系亜共晶合金組
成の溶湯を冷却して調製された半凝固材料であり、前記
半凝固材料の調製に当り、前記溶湯の平均降温速度Tv
を0.1℃/sec≦Tv≦10℃/secに設定する
ことを特徴とする。Further, in the casting method for an Al-based alloy casting according to the present invention, the casting material is a semi-solid material prepared by cooling a molten metal of an Al-based hypoeutectic alloy composition. In preparation, the average temperature drop rate Tv of the molten metal
Is set to 0.1 ° C./sec≦Tv≦10° C./sec.
【0012】さらにまた本発明に係るAl系合金鋳物の
鋳造方法においては、前記鋳造材料が、Al系亜共晶合
金よりなる固体材料を加熱して調製された半溶融材料で
あり、前記固体材料として、形状係数FがF≧0.1で
ある初晶α−Alの面積率RaをRa≧80%に設定さ
れたものを用いることを特徴とする。Furthermore, in the casting method of an Al-based alloy casting according to the present invention, the casting material is a semi-molten material prepared by heating a solid material of an Al-based hypoeutectic alloy, and the solid material Is characterized in that the area ratio Ra of the primary crystal α-Al having the shape factor F of F ≧ 0.1 is set to Ra ≧ 80%.
【0013】[0013]
【作用】前記のように粘度μを設定すると、鋳造材料に
よるガスの巻込み、したがって鋳物における気孔の発生
を防止してその鋳造品質を向上させることができる。た
だし、鋳造材料の粘度μがμ<0.1Pa・secにな
ると、その材料の低粘度化に伴いそれが乱流状態となっ
てガスを巻込み易くなる。一方、粘度μがμ>2000
Pa・secになると、鋳造材料の高粘度化に伴いその
変形抵抗による圧力損失が大きくなるため、鋳造材料の
ゲート通過が困難となってキャビティにおいて未充填箇
所が発生し、結果的に鋳物に欠けが生じる。When the viscosity μ is set as described above, it is possible to prevent gas from being entrained by the casting material, and thus to prevent generation of pores in the casting, thereby improving the casting quality. However, when the viscosity μ of the casting material becomes μ <0.1 Pa · sec, it becomes turbulent as the viscosity of the material becomes low, and the gas is easily entrained. On the other hand, the viscosity μ is μ> 2000
At Pa · sec, as the viscosity of the casting material becomes higher, the pressure loss due to its deformation resistance increases, making it difficult for the casting material to pass through the gate, causing unfilled parts in the cavity, resulting in chipping of the casting. Occurs.
【0014】鋳造材料における粘度μの最適範囲は1P
a・sec≦μ≦1000Pa・secである。その理
由は、このような粘度範囲は、従来の鋳型温度制御機構
を持つ加圧鋳造装置によって容易に実現し得るからであ
る。ただし、粘度μがμ<1Pa・secといったよう
に低くなると、ゲート通過時における鋳造材料の速度を
低速で、且つ精密に制御しなければならず、このような
制御は、従来の加圧鋳造装置では難しくなる。一方、粘
度μがμ>1000Pa・secといったように高くな
ると、鋳造材料が鋳型により冷却されることもあって急
激に高粘度化するが、これを防ぐためには鋳型の温度を
高く制御しなければならず、このような制御は、従来の
加圧鋳造装置では難しい。The optimum range of the viscosity μ in the casting material is 1P
a · sec ≦ μ ≦ 1000 Pa · sec. The reason is that such a viscosity range can be easily realized by a pressure casting apparatus having a conventional mold temperature control mechanism. However, when the viscosity μ is low such as μ <1 Pa · sec, the speed of the casting material when passing through the gate must be controlled at a low speed and precisely, and such control is performed in the conventional pressure casting apparatus. Then it becomes difficult. On the other hand, when the viscosity μ is high such that μ> 1000 Pa · sec, the casting material may be cooled by the mold and the viscosity may be rapidly increased. However, in order to prevent this, the temperature of the mold must be controlled high. Of course, such control is difficult with the conventional pressure casting apparatus.
【0015】また鋳造材料のレイノルズ数Reを前記の
ように設定すると、鋳造材料を層流状態にしてガスの巻
込みおよび湯境(コールドシャット)の発生を防止する
ことができる。ただし、レイノルズ数ReがRe>15
00になると、鋳造材料が乱流状態となってガスを巻込
み易くなる。Further, when the Reynolds number Re of the casting material is set as described above, it is possible to prevent the gas from being entrained and the occurrence of cold shuts in a laminar flow state of the casting material. However, Reynolds number Re is Re> 15
At 00, the casting material becomes in a turbulent state, and it becomes easy to entrain gas.
【0016】レイノルズ数Reの最適範囲はRe≦10
0である。その理由は、このような鋳造材料におけるレ
イノルズ数Reは従来の加圧鋳造装置により容易に実現
し得るからである。ただし、レイノルズ数ReがRe>
100になると、キャビティの形状およびゲートの形状
によっては慣性力の影響が大きくなってキャビティに対
する鋳造材料の充填がスムーズに行われず、ガスの巻込
み、湯境等が発生するおそれがある。The optimum range of Reynolds number Re is Re ≦ 10.
It is 0. The reason is that the Reynolds number Re in such a casting material can be easily realized by a conventional pressure casting apparatus. However, Reynolds number Re is Re>
At 100, the influence of the inertial force becomes large depending on the shape of the cavity and the shape of the gate, so that the casting material cannot be smoothly filled into the cavity, and gas entrainment, molten metal level, etc. may occur.
【0017】さらに、前記速度Vおよび加圧力Pを前記
のように設定すると、鋳物の生産性および鋳造品質を向
上させると共に操業上の不具合を回避することができ
る。ただし、速度VがV<0.5m/secになると、
キャビティへの鋳造材料の充填時間が長くなるため、鋳
造材料の温度低下に伴いその粘度が増してキャビティ内
に未充填箇所が発生する。一方、速度VがV>20m/
secになると、鋳造材料がゲートから噴出流となって
キャビティに注入され、キャビティにおける鋳造材料の
充填順序が奥部領域、それに次ぐ入口側領域となるため
湯境、ガスの巻込み等が発生する。Further, by setting the speed V and the pressing force P as described above, it is possible to improve the productivity and the casting quality of the casting and to avoid the operational trouble. However, when the speed V becomes V <0.5 m / sec,
Since the filling time of the casting material in the cavity becomes long, the viscosity of the casting material increases as the temperature of the casting material decreases, and an unfilled portion occurs in the cavity. On the other hand, the speed V is V> 20m /
At sec, the casting material is injected into the cavity as a jet flow from the gate, and the filling order of the casting material in the cavity is the innermost area and the next to the inlet side area. ..
【0018】また加圧力Pについては、その加圧力Pが
P<10MPaになると、高粘度な鋳造材料を十分に加
圧することができなくなるため、キャビティ内に未充填
箇所が発生する。一方、加圧力PがP>120MPaに
なると、鋳型の分割面に多量のばりが発生したり、スリ
ーブおよび加圧プランジャ間に鋳造材料が侵入する等操
業上の不具合が発生する。Regarding the pressing force P, when the pressing force P becomes P <10 MPa, it becomes impossible to sufficiently press the high-viscosity casting material, so that an unfilled portion occurs in the cavity. On the other hand, when the applied pressure P becomes P> 120 MPa, a large amount of flash is generated on the divided surfaces of the mold, and a casting material enters between the sleeve and the pressure plunger, which causes operational problems.
【0019】溶湯の平均降温速度Tvを前記のように設
定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして鋳造品質
が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物を得るこ
とができる。ただし、溶湯の平均降温速度TvがTv<
0.1℃/secになると、鋳造材料の調製および鋳造
に長時間を要するため組織の粗大化および鋳物に欠け等
の鋳造欠陥を生じる。また初晶α−Alの粗大化を招来
して鋳物の機械的特性等が損われる。一方、平均降温速
度TvがTv>10℃/secになると、溶湯の要求粘
度μを維持するための時間幅が狭くなるため、鋳造条件
の管理が難しくなって実用性が失われる。When the average temperature lowering rate Tv of the molten metal is set as described above, it is possible to relatively easily control the casting conditions and obtain a casting having good casting quality and excellent mechanical properties. However, the average cooling rate Tv of the molten metal is Tv <
When the temperature is 0.1 ° C./sec, it takes a long time to prepare and cast the casting material, resulting in coarsening of the structure and casting defects such as chipping of the casting. Further, the primary crystal α-Al is coarsened and the mechanical properties of the casting are impaired. On the other hand, when the average temperature lowering rate Tv is Tv> 10 ° C./sec, the time width for maintaining the required viscosity μ of the molten metal becomes narrow, so that it becomes difficult to control the casting conditions and the practicality is lost.
【0020】形状係数Fは、初晶α−Alの断面積をA
(計測値)、周辺長をL(計測値)としたとき、F=4
πA/L2 と定義されるもので、周辺長Lの真円の面積
L2/4πに対する初晶α−Alの断面積Aの割合、即
ち、初晶α−Alの円形度を示す。したがって、形状係
数Fは真円において最大値1.0をとり、初晶α−Al
の断面形状が扁平化したり、凹凸の激しい形状になる程
小さな値をとる。The shape factor F is the cross-sectional area of the primary crystal α-Al which is A
(Measured value) and F = 4 when the perimeter is L (measured value)
It is defined as πA / L 2, and indicates the ratio of the cross-sectional area A of the primary crystal α-Al to the area L 2 / 4π of the perfect circle having the peripheral length L, that is, the circularity of the primary crystal α-Al. Therefore, the shape factor F has a maximum value of 1.0 in a perfect circle, and the primary crystal α-Al
The smaller the flattened cross-sectional shape or the more uneven the shape, the smaller the value.
【0021】初晶α−Alの形状係数Fおよびその面積
率Raを前記のように特定すると、固体材料から得られ
た鋳造材料のゲート通過時における粘度μを前記要求粘
度μに合致させることが可能となり、これにより鋳造品
質の良好な鋳物を得ることができる。ただし、形状係数
FがF<0.1である初晶α−Alの面積率RaがRa
>20%になると、鋳造材料のゲート通過時における粘
度が前記要求粘度μよりも高くなり、その結果、鋳物の
鋳造品質が低下する。When the shape factor F of the primary crystal α-Al and the area ratio Ra thereof are specified as described above, the viscosity μ of the casting material obtained from the solid material at the time of passing through the gate can be matched with the required viscosity μ. This makes it possible to obtain a casting with good casting quality. However, the area ratio Ra of the primary crystal α-Al having the shape factor F of F <0.1 is Ra.
When it becomes> 20%, the viscosity of the casting material at the time of passing through the gate becomes higher than the required viscosity μ, and as a result, the casting quality of the casting is deteriorated.
【0022】[0022]
【実施例】図1は、Al系合金鋳物の鋳造に用いられる
加圧鋳造装置の概略を示す。その加圧鋳造装置の鋳型1
は、固定金型2と、それと対向する可動金型3とよりな
り、両型2,3により断面円形の成形用キャビティ4お
よびその一端に連通するゲート5が形成され、そのゲー
ト5は固定金型2の鋳造材料用装入口6に連通する。固
定金型2に、装入口6に連通するスリーブ8が設けら
れ、そのスリーブ8に装入口6に挿脱される加圧プラン
ジャ9が摺動自在に嵌合される。キャビティ4は、ゲー
ト5に連通する比較的容量の大きな入口側領域4a、そ
の領域4aに連通する比較的容量の小さな中間部領域4
bおよびその領域4bに連通する比較的容量の大きな奥
部領域4cよりなる。EXAMPLE FIG. 1 schematically shows a pressure casting apparatus used for casting an Al-based alloy casting. Mold 1 of the pressure casting device
Is composed of a fixed mold 2 and a movable mold 3 which faces the fixed mold 2. The molds 2 and 3 form a molding cavity 4 having a circular cross section and a gate 5 communicating with one end thereof. It communicates with the casting material charging opening 6 of the mold 2. The fixed mold 2 is provided with a sleeve 8 that communicates with the loading port 6, and a pressure plunger 9 that is inserted into and removed from the loading port 6 is slidably fitted into the sleeve 8. The cavity 4 has an inlet-side region 4a having a relatively large capacity, which communicates with the gate 5, and an intermediate region 4 having a relatively small capacity, which communicates with the region 4a.
b and the inner region 4c having a relatively large capacity that communicates with the region 4b.
【0023】Al系合金鋳物の鋳造に当っては、次の各
工程が順次実施される。 (a) Al系亜共晶合金組成を有し、且つ固相と液相
とが共存した鋳造材料を調製する。 (b) 装入口6に鋳造材料を装入する。 (c) 加圧プランジャ9を装入口6に挿入してその加
圧プランジャ9により鋳造材料をゲート5を通じてキャ
ビティ4に高速逐次充填する。 (d) 加圧プランジャ9をストローク終端に保持する
ことによって、キャビティ4に充填された鋳造材料に加
圧力を付与し、その加圧下で鋳造材料を凝固させて鋳物
を得る。In casting an Al-based alloy casting, the following steps are sequentially carried out. (A) A casting material having an Al-based hypoeutectic alloy composition in which a solid phase and a liquid phase coexist is prepared. (B) The casting material is charged into the charging port 6. (C) The pressurizing plunger 9 is inserted into the charging port 6, and the pressurizing plunger 9 sequentially and rapidly fills the cavity 4 with the casting material through the gate 5. (D) By holding the pressure plunger 9 at the end of the stroke, a pressure is applied to the casting material filled in the cavity 4, and the casting material is solidified under the pressure to obtain a casting.
【0024】前記鋳造方法において、Al系亜共晶合金
には、Al−Si系、Al−Mg系、Al−Cu系、A
l−Ca系、Al−Ga系等の亜共晶合金が該当する。In the casting method, the Al-based hypoeutectic alloy includes Al-Si-based, Al-Mg-based, Al-Cu-based, and A-based.
Hypoeutectic alloys such as 1-Ca type and Al-Ga type correspond.
【0025】例えば、Al−Si系亜共晶合金として
は、Si含有量が11.7重量%未満の合金が用いら
れ、このAl−Si系亜共晶合金は、例えば、6.5重
量%≦Si≦7.5重量%、Fe≦0.20重量%、C
u≦0.20重量%、Mn≦0.10重量%、0.40
重量%≦Mg≦0.70重量%、0.04重量%≦Ti
≦0.20重量%、といった組成を有する。For example, as the Al-Si-based hypoeutectic alloy, an alloy having a Si content of less than 11.7% by weight is used. This Al-Si-based hypoeutectic alloy is, for example, 6.5% by weight. ≤ Si ≤ 7.5 wt%, Fe ≤ 0.20 wt%, C
u ≦ 0.20% by weight, Mn ≦ 0.10% by weight, 0.40
% By weight ≦ Mg ≦ 0.70% by weight, 0.04% by weight ≦ Ti
≦ 0.20% by weight.
【0026】前記化学成分において、Siは、熱処理に
よりMg2 Siを析出して鋳物の強度向上に寄与する。
ただし、Siの含有量がSi<6.5重量%では強度向
上効果が少なく、一方、Si>7.5重量%では、鋳物
の衝撃値および靱性が低下する。Among the above chemical components, Si contributes to the strength improvement of the casting by precipitating Mg 2 Si by heat treatment.
However, when the Si content is Si <6.5% by weight, the strength improving effect is small, while when Si> 7.5% by weight, the impact value and the toughness of the casting are lowered.
【0027】Feは、鋳物の高温強度向上および鋳型、
特に金型に対する鋳造材料の焼付き防止に寄与する。こ
の高温強度向上機構は、AlFeMn金属間化合物の分
散強化による。ただし、Feの含有量がFe>0.20
重量%では鋳物の伸びおよび靱性が低下する。Fe is used to improve the high temperature strength of castings and molds.
In particular, it contributes to the prevention of seizure of the casting material on the mold. This high temperature strength improvement mechanism is due to the dispersion strengthening of the AlFeMn intermetallic compound. However, if the Fe content is Fe> 0.20
If the content is wt%, the elongation and toughness of the casting will be reduced.
【0028】Cuは、熱処理によりAl2 Cuを析出し
て鋳物の強度向上に寄与する。ただし、Cuの含有量が
Cu>0.20重量%では鋳物の耐食性が低下する。Cu contributes to improving the strength of the casting by precipitating Al 2 Cu by heat treatment. However, if the Cu content is Cu> 0.20% by weight, the corrosion resistance of the casting decreases.
【0029】Mnは、鋳物の高温強度向上に寄与し、ま
たAlFe金属間化合物を塊状化する機能を有する。た
だし、Mnの含有量がMn>0.10重量%では鋳物の
伸びおよび靱性が低下する。Mn contributes to the improvement of the high temperature strength of the casting and has the function of agglomerating the AlFe intermetallic compound. However, when the Mn content is Mn> 0.10% by weight, the elongation and toughness of the casting decrease.
【0030】Mgは、前記のようにSiと協働して鋳物
の強度向上に寄与する。ただし、Mgの含有量がMg<
0.40重量%では強度向上効果が少なく、一方、Mg
>0.70重量%では鋳物の伸びおよび靱性が低下す
る。As described above, Mg cooperates with Si to contribute to the improvement of the strength of the casting. However, if the content of Mg is Mg <
When the content is 0.40% by weight, the strength improving effect is small, and on the other hand, Mg
When it is> 0.70% by weight, the elongation and toughness of the casting are lowered.
【0031】Tiは、前記含有量において結晶粒の微細
化に寄与する。Ti contributes to the refinement of crystal grains in the above content.
【0032】先ず、鋳造材料として、溶湯より得られる
半凝固材料を用いる場合について説明する。First, the case where a semi-solid material obtained from molten metal is used as the casting material will be described.
【0033】溶湯から半凝固材料を調製するための冷却
条件において、溶湯の平均降温速度Tvは、前記のよう
に、0.1℃/sec≦Tv≦10℃/secに、また
半凝固材料の粘度μは0.1Pa・sec≦μ≦200
0Pa・secにそれぞれ設定される。このように冷却
条件を設定すると、鋳造条件の管理を比較的容易にして
鋳造品質が良好で、且つ優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができる。Under the cooling conditions for preparing the semi-solidified material from the molten metal, the average temperature decrease rate Tv of the molten metal is 0.1 ° C./sec≦Tv≦10° C./sec as described above, and the semi-solidified material Viscosity μ is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 200
Each is set to 0 Pa · sec. By setting the cooling conditions in this way, it is possible to relatively easily control the casting conditions and to obtain a casting having good casting quality and excellent mechanical properties.
【0034】半凝固材料の粘度μは、鋳込み時のそれと
同一に設定されている。その粘度μがμ<0.1Pa・
secになると、半凝固材料の取扱い性が悪化し、一
方、粘度μがμ>2000Pa・secになると、前記
のように鋳物の鋳造品質が低下する。The viscosity μ of the semi-solidified material is set to be the same as that at the time of casting. Its viscosity μ is μ <0.1Pa
When it becomes sec, the handleability of the semi-solidified material deteriorates, while when the viscosity μ becomes μ> 2000 Pa · sec, the casting quality of the casting deteriorates as described above.
【0035】鋳込みの際のゲート5通過時における半凝
固材料の性状、即ち、半凝固材料の粘度μは、前記のよ
うに0.1Pa・sec≦μ≦2000Pa・sec
に、またレイノルズ数Reは前記のように、Re≦15
00にそれぞれ設定される。The property of the semi-solidified material when passing through the gate 5 at the time of casting, that is, the viscosity μ of the semi-solidified material is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000 Pa · sec as described above.
And the Reynolds number Re is Re ≦ 15 as described above.
00, respectively.
【0036】鋳物の鋳造品質を向上させるためには、前
記半凝固材料のレイノルズ数Reと共に鋳型1における
断面積拡大率Rsが問題となる。ここで、断面積拡大率
Rsは、図1においてゲート5の断面積をS0 とし、ま
たキャビティ4における入口側領域4aの断面積をS1
としたとき、Rs=S1 /S0 で表わされる。In order to improve the casting quality of the casting, the Reynolds number Re of the semi-solid material as well as the cross-sectional area expansion ratio Rs in the mold 1 become a problem. Here, as for the cross-sectional area expansion ratio Rs, the cross-sectional area of the gate 5 is S 0 in FIG. 1, and the cross-sectional area of the inlet side region 4 a in the cavity 4 is S 1
Then, Rs = S 1 / S 0 is expressed.
【0037】断面積拡大率Rsは、Rs≦10に設定さ
れる。このように断面積拡大率Rsを設定すると、半凝
固材料によるガスの巻込みおよび湯境の発生を防止する
ことができる。ただし、断面積拡大率RsがRs>10
になると、半凝固材料がゲート5から噴出流となってキ
ャビティ4に注入され、その充填順序が奥部領域4c、
それに次ぐ入口側領域4aとなるため湯境が発生する。The cross-sectional area enlargement ratio Rs is set to Rs ≦ 10. By setting the cross-sectional area enlargement ratio Rs in this way, it is possible to prevent the entrainment of gas by the semi-solidified material and the occurrence of a molten boundary. However, the cross-sectional area expansion rate Rs is Rs> 10
Then, the semi-solidified material becomes a jet flow from the gate 5 and is injected into the cavity 4, and the filling order is the inner region 4c,
Since it is next to the entrance side area 4a, a hot water boundary occurs.
【0038】断面積拡大率Rsの最適範囲は1≦Rs≦
5である。その理由は、このような断面積拡大率Rsは
従来の加圧鋳造装置により容易に実現し得るからであ
る。ただし、断面積拡大率RsがRs>5になると、実
質的にゲート5の断面積が小さくなるため、ゲート5に
おける半凝固材料の凝固がキャビティ4における半凝固
材料の最終凝固に先行し、その結果、押湯効果を得るこ
とができなくなって、入口側領域4aおよび奥部領域4
cに対応する鋳物の両厚肉部に引けを発生するおそれが
ある。一方、断面積拡大率RsがRs<1になると、ゲ
ート5の断面積がキャビティ4の入口側領域4aの断面
積に略等しくなるため、ゲート5に対応したスクラップ
部分の増加に伴い鋳物の歩留りが低下する、といった操
業上の問題を生じる。The optimum range of the cross-sectional area enlargement ratio Rs is 1 ≦ Rs ≦
It is 5. The reason is that such a cross-sectional area enlargement ratio Rs can be easily realized by a conventional pressure casting device. However, when the cross-sectional area expansion ratio Rs is Rs> 5, the cross-sectional area of the gate 5 is substantially reduced, so that the solidification of the semi-solidified material in the gate 5 precedes the final solidification of the semi-solidified material in the cavity 4, As a result, the feeder effect cannot be obtained, and the inlet side region 4a and the inner region 4 are
There is a risk of shrinkage occurring in both thick-walled parts of the casting corresponding to c. On the other hand, when the cross-sectional area expansion ratio Rs becomes Rs <1, the cross-sectional area of the gate 5 becomes substantially equal to the cross-sectional area of the inlet side region 4a of the cavity 4, so that the yield of the casting increases as the scrap portion corresponding to the gate 5 increases. Results in operational problems such as a decrease in
【0039】ゲート5通過時における半凝固材料の速度
Vは、前記のように0.5m/sec≦V≦20m/s
ecに、またキャビティ4に充填された半凝固材料に対
する加圧力Pは、前記のように、10MPa≦P≦12
0MPaにそれぞれ設定される。The velocity V of the semi-solidified material when passing through the gate 5 is 0.5 m / sec≤V≤20 m / s as described above.
ec, and the pressure P applied to the semi-solid material filled in the cavity 4 is 10 MPa ≦ P ≦ 12 as described above.
Each is set to 0 MPa.
【0040】前記のような条件下で得られたAl系合金
鋳物は、ゲート5通過中において半凝固材料が剪断力を
受けて初晶α−Alの球状化が行われることもあって、
形状係数FがF≧0.1である初晶α−Alの面積率R
aをRa≧80%に設定されると共に初晶α−Alの最
大粒径dをd≦300μmに設定された金属組織を備
え、優れた伸び、靱性、疲労強度等を有する。ただし、
形状係数FがF≧0.1である初晶α−Alの面積率R
aがRa<80%になると、初晶α−Alの球状化が不
足するため鋳物の疲労強度、伸びおよび靱性が低下す
る。また初晶α−Alの最大粒径dがd>300μmで
ある場合にも鋳物の疲労強度が低下する。Al−Si系
亜共晶合金組成の溶湯には、初晶α−Alの球状化を狙
ってSr、SbおよびNaから選択される一種の添加元
素を添加してもよい。In the Al-based alloy castings obtained under the above-mentioned conditions, the semi-solid material is subjected to a shearing force while passing through the gate 5, and the primary crystal α-Al is spheroidized,
Area ratio R of primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1
It has a metal structure in which a is set to Ra ≧ 80% and the maximum grain size d of primary α-Al is set to d ≦ 300 μm, and has excellent elongation, toughness, fatigue strength and the like. However,
Area ratio R of primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1
When a is Ra <80%, the spheroidization of the primary crystal α-Al is insufficient, so that the fatigue strength, elongation and toughness of the casting decrease. Also, when the maximum grain size d of the primary crystal α-Al is d> 300 μm, the fatigue strength of the casting is lowered. One kind of additional element selected from Sr, Sb, and Na may be added to the molten metal having the Al-Si-based hypoeutectic alloy composition in order to make the primary crystal α-Al spherical.
【0041】以下、具体例について説明する。Specific examples will be described below.
【0042】Al−Si系亜共晶合金組成の溶湯とし
て、表1の組成を有するものを加熱および冷却機構を備
えた制御炉を用いて調製した。As the molten metal of the Al-Si-based hypoeutectic alloy composition, one having the composition shown in Table 1 was prepared using a control furnace equipped with a heating and cooling mechanism.
【0043】[0043]
【表1】 鋳型1において、そのゲート5の断面積S0 とキャビテ
ィ4の入口側領域4aの断面積S1 との間に成立する断
面積拡大率Rs(S1 /S0 )をRs=4に設定した。[Table 1] In the mold 1, the cross-sectional area expansion ratio Rs (S 1 / S 0 ) established between the cross-sectional area S 0 of the gate 5 and the cross-sectional area S 1 of the inlet side region 4a of the cavity 4 is set to Rs = 4. ..
【0044】先ず、溶湯を制御炉内において、平均降温
速度TvをTv=1℃/secに設定して冷却し、これ
により固相の体積分率VfがVf=70%の半凝固材料
を調製した。First, the molten metal is cooled in a controlled furnace with the average cooling rate Tv set to Tv = 1 ° C./sec, whereby a semi-solid material having a solid phase volume fraction Vf of Vf = 70% is prepared. did.
【0045】前記半凝固材料を鋳型1の装入口6に装入
し、次いで加圧プランジャ9により半凝固材料をゲート
5を通じてキャビティ4に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ9の移動速度は約78mm/secに
設定され、ゲート5通過時における半凝固材料の速度V
はV=3m/sec、粘度μはμ=300Pa・se
c、レイノルズ数ReはRe=0.21であった。The above semi-solidified material was charged into the charging port 6 of the mold 1, and then the semi-solidified material was charged into the cavity 4 through the gate 5 at a high speed by the pressure plunger 9. In this case, the moving speed of the pressure plunger 9 is set to about 78 mm / sec, and the speed V of the semi-solidified material when passing through the gate 5 is V.
Is V = 3 m / sec, viscosity μ is μ = 300 Pa · se
c, Reynolds number Re was Re = 0.21.
【0046】また図1に示すように、鋳型1におけるゲ
ート5の下部位置G、キャビティ4の入口側領域4aの
上部位置U1および下部位置L1ならびに奥部領域4c
の上部位置U2および下部位置L2の温度上昇開始点を
測定することによって、半凝固材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、G→L1→U1→L2と略同
時にU2、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。Further, as shown in FIG. 1, the lower position G of the gate 5 in the mold 1, the upper position U1 and lower position L1 of the inlet side region 4a of the cavity 4 and the inner region 4c.
When the filling behavior of the semi-solidified material was investigated by measuring the temperature rising start points of the upper position U2 and the lower position L2 of the, the filling sequence was G → L1 → U1 → L2 and U2 at approximately the same time, It was confirmed to be ideal for avoiding the occurrence of casting defects.
【0047】加圧プランジャ9をストローク終端に保持
して、キャビティ4に充填された半凝固材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半凝固材料を凝固させて鋳物A1
を得た。この場合、半凝固材料に対する加圧力PはP=
30MPaであり、鋳型1の分割面10に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。While holding the pressure plunger 9 at the end of the stroke, a pressure is applied to the semi-solid material filled in the cavity 4, and the semi-solid material is solidified under the pressure to cast the casting A 1
Got In this case, the pressure P applied to the semi-solid material is P =
It was 30 MPa, and it was confirmed that the flash generated on the dividing surface 10 of the mold 1 was extremely small.
【0048】図2は、前記鋳込み作業における時間と加
圧プランジャのストロークおよび半凝固材料に対する加
圧力との関係を示す。図中、線aは前記ストロークに、
また線bは前記加圧力にそれぞれ該当する。図2より、
加圧プランジャ9のストローク終端近傍で半凝固材料に
対する加圧力が急激に上昇することが判る。この上昇開
始時の加圧力は10MPaであり、これが鋳物A1 を得
るための最低加圧力である。FIG. 2 shows the relationship between the time in the casting operation and the stroke of the pressure plunger and the pressure applied to the semi-solid material. In the figure, the line a indicates the stroke,
Lines b correspond to the pressing force. From Figure 2,
It can be seen that the pressure applied to the semi-solid material rises rapidly near the end of the stroke of the pressure plunger 9. The pressing force at the start of this rise is 10 MPa, which is the minimum pressing force for obtaining the casting A 1 .
【0049】図3は、前記鋳造方法により得られた鋳物
A1 の金属組織を示す顕微鏡写真(100倍)である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Alであり、その最大粒径dがd=300μmで
あることが判る。このように微細な初晶α−Alを有す
る鋳物A1 は優れた疲労強度を備えており、この種金属
組織は、半凝固材料がゲート5通過時において剪断力を
受け、また加圧下で凝固することによって得られる。ま
た形状係数FがF≧0.1である初晶α−Alの面積率
RaはRa=98%であり、このように設定することに
よって鋳物A1の疲労強度、伸びおよび靱性を向上させ
ることができる。さらに、この鋳物A1には、図3から
明らかなように、湯境、ガスの巻込みによる気孔等の発
生がなく、またキャビティ4への半凝固材料の未充填に
起因した欠けの発生もないもので、したがって、この鋳
物A1 は優れた鋳造品質を有することが判明した。FIG. 3 is a micrograph (100 times) showing the metal structure of the casting A 1 obtained by the casting method.
In the figure, it can be seen that the light gray granular portion occupying most of the region is the primary crystal α-Al and the maximum grain size d is d = 300 μm. The casting A 1 having such a fine primary crystal α-Al has an excellent fatigue strength. This seed metallographic structure is subjected to shearing force when the semi-solidified material passes through the gate 5 and solidified under pressure. It is obtained by doing. Further, the area ratio Ra of the primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1 is Ra = 98%, and the fatigue strength, elongation and toughness of the casting A 1 are improved by setting the area ratio Ra in this way. You can Further, as is clear from FIG. 3, the casting A 1 has no molten metal boundary, no porosity due to gas entrainment, and no chipping due to unfilling of the semi-solid material in the cavity 4. None, and thus this casting A 1 was found to have excellent casting quality.
【0050】次に、加圧プランジャ9の移動速度を変え
ることにより、ゲート5通過時における半凝固材料の速
度Vおよびレイノルズ数Reを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物A2 ,A3 お
よび比較例による鋳物B1 ,B2 を鋳造した。Next, by changing the moving speed of the pressure plunger 9, the speed V and the Reynolds number Re of the semi-solidified material when passing through the gate 5 are changed, and the other conditions are set the same as in the casting method. Castings A 2 and A 3 according to the example and castings B 1 and B 2 according to the comparative example were cast.
【0051】表2は、実施例による鋳物A1 〜A3 およ
び比較例による鋳物B1 ,B2 と、前記速度Vおよびレ
イノルズ数Reとの関係を示す。Table 2 shows the relationship between the castings A 1 to A 3 according to the examples and the castings B 1 and B 2 according to the comparative examples, and the speed V and the Reynolds number Re.
【0052】[0052]
【表2】 図4は、ゲート5通過時における半凝固材料の速度V
と、ゲート通過時における半凝固材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線cはゲート5通過時におけるレイノル
ズ数ReがRe=1500の場合に該当し、したがっ
て、線cを含み、且つその線cよりも上方の領域が層流
領域であり、また線cよりも下方の領域が乱流領域であ
る。[Table 2] FIG. 4 shows the velocity V of the semi-solidified material when passing through the gate 5.
And the viscosity μ of the semi-solidified material when passing through the gate. In the figure, the line c corresponds to the case where the Reynolds number Re when passing through the gate 5 is Re = 1500. Therefore, the region including the line c and above the line c is the laminar flow region, and the line c The region below is the turbulent flow region.
【0053】図5は、ゲート5通過時における半凝固材
料の速度Vと、キャビティ4に充填された半凝固材料に
対する加圧力Pとの関係を示す。FIG. 5 shows the relationship between the velocity V of the semi-solid material passing through the gate 5 and the pressure P applied to the semi-solid material filled in the cavity 4.
【0054】前記のように鋳造品質の向上等の観点よ
り、前記速度Vは0.5m/sec≦V≦20m/se
c、前記粘度μは0.1Pa・sec≦μ≦2000P
a・sec、レイノルズ数ReはRe≦1500、前記
加圧力Pは10MPa≦P≦120MPaであることが
望ましい。表2,図4,図5から、実施例による鋳物A
1 〜A3 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。As described above, from the viewpoint of improving casting quality, the speed V is 0.5 m / sec ≦ V ≦ 20 m / se.
c, the viscosity μ is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000P
It is desirable that a · sec, Reynolds number Re be Re ≦ 1500, and the pressing force P be 10 MPa ≦ P ≦ 120 MPa. Casting A according to the example from Table 2, FIG. 4 and FIG.
It can be seen that the above conditions are satisfied in 1 to A 3 .
【0055】比較例による鋳物B1 においては、前記速
度Vが下限値(0.5m/sec)を下回っているた
め、キャビティ4への半凝固材料の充填順序が、図1に
おいて、G→L1→U1→L2→U2となり、その結
果、キャビティ4の奥部領域4cにおける上部位置U2
に半凝固材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物B1 には欠けが生じていた。比較例による鋳物B2 に
おいては、前記速度Vが上限値(20m/sec)を上
回っているため、キャビティ4への半凝固材料の充填順
序が、図1において、G→U2→L2→L1→U1とな
り、その結果、キャビティ4の入口側領域4aおよび奥
部領域4cにおいて半凝固材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物B2 には湯境が生じていた。ま
た半凝固材料が噴出流となってキャビティ4に注入され
るため鋳物B2 にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。In the casting B 1 according to the comparative example, the speed V is lower than the lower limit value (0.5 m / sec). Therefore, the filling sequence of the semi-solidified material into the cavity 4 is G → L1 in FIG. → U1 → L2 → U2, and as a result, the upper position U2 in the inner region 4c of the cavity 4
There was an unfilled portion of the semi-solidified material on the surface, and correspondingly, the casting B 1 was chipped. In the casting B 2 according to the comparative example, since the speed V exceeds the upper limit value (20 m / sec), the filling order of the semi-solidified material into the cavity 4 is G → U2 → L2 → L1 → in FIG. The result is U1, and as a result, the semi-solidified material partially solidifies early in the inlet side region 4a and the inner region 4c of the cavity 4, and correspondingly, the casting B 2 has a molten boundary. In addition, since the semi-solidified material was injected into the cavity 4 as a jet flow, it was confirmed that gas was entrained in the casting B 2 to generate pores.
【0056】比較のため、鋳物B3 ,B4 を表3の条件
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
B3 ,B4 は図4にも表示されている。For comparison, castings B 3 and B 4 were cast by the above casting method except that the conditions shown in Table 3 were changed. Both castings B 3 and B 4 are also shown in FIG.
【0057】[0057]
【表3】 比較例による鋳物B3 においては、半凝固材料の高粘度
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物B4 においては、半凝固材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。[Table 3] In the casting B 3 according to the comparative example, the occurrence of chipping was recognized due to the increased viscosity of the semi-solidified material. Further, in the casting B 4 according to the comparative example, gas entrainment due to turbulent flow due to the lowering of the viscosity of the semi-solidified material, and therefore generation of pores were observed.
【0058】比較のため、前記加圧力PをP=90MP
aに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物A1 〜A3 に対応す
る鋳物A4 〜A6 および前記比較例による鋳物B1 ,B
2 に対応する鋳物B5 ,B6を鋳造した。それら鋳物A
4 〜A6 およびB5 ,B6 は、図4,図5に示されてお
り、前記鋳物A1 〜A3 およびB1 ,B2 にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
A4 〜A6 には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物B5
には欠けが発生し、また鋳物B6 には湯境および気孔の
発生が認められた。For comparison, the pressure P is set to P = 90MP.
a, and other conditions are set in the same manner as described above, and by the casting method, castings A 4 to A 6 corresponding to the castings A 1 to A 3 according to the example and castings B 1 and B according to the comparative example.
Castings B 5 and B 6 corresponding to No. 2 were cast. Those castings A
4 to A 6 and B 5 and B 6 are shown in FIGS. 4 and 5, and it was confirmed that they have casting quality corresponding to the castings A 1 to A 3 and B 1 and B 2 , respectively. That is, castings A 4 to A 6 do not have casting defects, while castings B 5
Was found, and cast metal B 6 was found to have molten metal boundaries and porosity.
【0059】表4は、比較例による鋳物B7 〜B9 を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Tvのみが前記範囲
を逸脱している。Table 4 shows various conditions and types of casting defects when casting castings B 7 to B 9 according to the comparative example. Under these conditions, only the average cooling rate Tv of the molten metal deviates from the above range.
【0060】[0060]
【表4】 表5は、実施例による鋳物A1 (図3)と比較例による
鋳物B10,B11との、F≧0.1である初晶α−Alの
面積率Raと疲労強度との関係を示す。鋳物B10,B11
は鋳物A1 と同一組成を有するが、鋳物B10は重力金型
鋳造法により、また鋳物B11は溶湯鍛造法によりそれぞ
れ鋳造されたものである。鋳物B10,B11における初晶
α−Alは略デンドライト状である。表中、応力振幅δ
aは破断回数108 回における値を示す。破損確率0.
5は10個のテストピースのうち5個が破損する場合
を、また破損確率0.1とは10個のテストピースのう
ち1個が破損する場合をそれぞれ意味する。[Table 4] Table 5 shows the relationship between the area ratio Ra of the primary crystal α-Al with F ≧ 0.1 and the fatigue strength of the casting A 1 (FIG. 3) according to the example and the castings B 10 and B 11 according to the comparative example. Show. Castings B 10 , B 11
Has the same composition as the casting A 1 , but the casting B 10 is cast by the gravity die casting method, and the casting B 11 is cast by the molten metal forging method. The primary crystal α-Al in the castings B 10 and B 11 has a substantially dendrite shape. In the table, stress amplitude δ
a shows the value when the number of breaks is 10 8 . Damage probability 0.
5 means that 5 out of 10 test pieces are broken, and 0.1 means that 1 out of 10 test pieces breaks.
【0061】[0061]
【表5】 表5より、実施例による鋳物A1 は、比較例による鋳物
B10,B11に比べて優れた疲労強度を有することが明ら
かである。[Table 5] From Table 5, it is clear that the casting A 1 according to the example has a better fatigue strength than the castings B 10 and B 11 according to the comparative example.
【0062】表6は、鋳物A1 (図3)と鋳物B10,B
11との、F≧0.1である初晶α−Alの面積率Raと
他の機械的特性との関係を示す。Table 6 shows casting A 1 (FIG. 3) and castings B 10 and B.
11 shows the relationship between the area ratio Ra of primary α-Al having F ≧ 0.1 and other mechanical properties.
【0063】[0063]
【表6】 表6より、実施例による鋳物A1 は、比較例による鋳物
B10,B11に比べて優れた伸びおよび靱性を有すること
が明らかである。[Table 6] From Table 6, it is clear that the casting A 1 according to the example has excellent elongation and toughness as compared with the castings B 10 and B 11 according to the comparative example.
【0064】次に、鋳造材料として、固体材料より得ら
れる半溶融材料を用いる場合について説明する。Next, the case where a semi-molten material obtained from a solid material is used as the casting material will be described.
【0065】固体材料の金属組織において、形状係数F
がF≧0.1である初晶α−Alの面積率Raは、前記
のように、Ra≧80%に設定され、また初晶α−Al
の最大粒径dはd≦300μmに設定される。このよう
に初晶α−Alの最大粒径dを設定すると、鋳物の疲労
強度を向上させることができる。ただし、最大粒径dが
d>300μmになると、前記効果を得ることができな
い。In the metallic structure of the solid material, the shape factor F
The area ratio Ra of the primary crystal α-Al in which F ≧ 0.1 is set to Ra ≧ 80% as described above, and the primary crystal α-Al is
The maximum particle size d of is set to d ≦ 300 μm. By setting the maximum grain size d of the primary crystal α-Al in this way, the fatigue strength of the casting can be improved. However, if the maximum particle size d is d> 300 μm, the above effect cannot be obtained.
【0066】固体材料より半溶融材料を得る場合におい
て、その加熱条件は次のように設定される。When a semi-molten material is obtained from a solid material, the heating conditions are set as follows.
【0067】固体材料の平均昇温速度TvはTv≧0.
2℃/sec、半溶融材料における内外部間の均熱度Δ
TはΔT≦±10℃、半溶融材料の粘度μは0.1Pa
・sec≦μ≦2000Pa・secである。このよう
に加熱条件を設定すると、半溶融材料の調製および取扱
いを能率良く行い、また鋳物の鋳造品質を向上させるこ
とができる。ただし、固体材料の平均昇温速度TvがT
v<0.2℃/secになると、半溶融材料の調製に長
時間を要するため、初晶α−Alの粗大化を招来して鋳
物の機械的特性等が損われる。平均昇温速度Tvの最適
範囲はTv≧1.0℃/secである。その理由は、平
均昇温速度TvがTv<1.0℃/secになると、生
産性の低下、金属組織の粗大化、表面酸化等を招き易く
なるからである。The average heating rate Tv of the solid material is Tv ≧ 0.
2 ° C / sec, soaking degree between inside and outside of semi-molten material Δ
T is ΔT ≦ ± 10 ° C., the viscosity μ of the semi-molten material is 0.1 Pa
・ Sec ≦ μ ≦ 2000 Pa · sec. By setting the heating conditions in this manner, the semi-molten material can be efficiently prepared and handled, and the casting quality of the casting can be improved. However, the average heating rate Tv of the solid material is T
When v <0.2 ° C./sec, it takes a long time to prepare the semi-molten material, which causes coarsening of the primary crystal α-Al and impairs the mechanical properties of the casting. The optimum range of the average heating rate Tv is Tv ≧ 1.0 ° C./sec. The reason is that when the average heating rate Tv is Tv <1.0 ° C./sec, the productivity is likely to decrease, the metal structure is coarsened, and the surface oxidation is likely to occur.
【0068】また半溶融材料における内外部間の均熱度
ΔTがΔT>±10℃になると、半溶融材料において粘
度μが部分的に異なるため、溶け出し部分が発生した
り、またキャビティ4における未充填箇所、したがって
鋳物における欠けの発生を招来する。均熱度の最適範囲
はΔT≦±3℃である。その理由は、このような範囲に
おいては半溶融材料の自動的取扱いが可能であり、これ
により鋳物の生産性を向上し得るからである。When the soaking degree ΔT between the inside and the outside of the semi-molten material is ΔT> ± 10 ° C., the viscosity μ of the semi-molten material is partially different, so that a melted-out portion is generated or the cavity 4 does not have a melted portion. This leads to the occurrence of chipping in the filling location and thus in the casting. The optimum range of the soaking degree is ΔT ≦ ± 3 ° C. The reason is that the semi-molten material can be automatically handled in such a range, which can improve the productivity of the casting.
【0069】半溶融材料の粘度μは、鋳込み時のそれと
同一に設定されている。その粘度μがμ<0.1Pa・
secになると、溶け出し部分が発生して半溶融材料の
取扱い性が悪化し、一方、粘度μがμ>2000Pa・
secになると、前記のように鋳物の鋳造品質が低下す
る。The viscosity μ of the semi-molten material is set to be the same as that at the time of casting. Its viscosity μ is μ <0.1Pa
At sec, a melted-out portion is generated and the handling property of the semi-molten material is deteriorated, while the viscosity μ is μ> 2000 Pa.
At sec, the casting quality of the casting deteriorates as described above.
【0070】鋳込みの際のゲート5通過時における半溶
融材料の性状、即ち、半溶融材料の粘度μは、前記のよ
うに、0.1Pa・sec≦μ≦2000Pa・sec
に、またレイノルズ数Reは、前記のように、Re≦1
500に設定される。鋳型1における断面積拡大率Rs
は、前記同様にRs≦10に設定される。さらに、ゲー
ト5通過時における半溶融材料の速度Vは、前記のよう
に0.5m/sec≦V≦20m/secに、またキャ
ビティ4に充填された半溶融材料に対する加圧力Pは、
前記のように10MPa≦P≦120MPaにそれぞれ
設定される。The property of the semi-molten material at the time of passing through the gate 5 at the time of casting, that is, the viscosity μ of the semi-molten material is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000 Pa · sec as described above.
And the Reynolds number Re is Re ≦ 1 as described above.
It is set to 500. Cross-sectional area expansion ratio Rs in mold 1
Is set to Rs ≦ 10 similarly to the above. Further, the velocity V of the semi-molten material when passing through the gate 5 is 0.5 m / sec ≦ V ≦ 20 m / sec as described above, and the pressure P applied to the semi-molten material filled in the cavity 4 is
As described above, 10 MPa ≦ P ≦ 120 MPa is set.
【0071】以下、具体例について説明する。この例に
おいては、前記半凝固材料を用いた場合と同一の加圧鋳
造装置が用いられた。Specific examples will be described below. In this example, the same pressure casting device as that using the semi-solid material was used.
【0072】Al−Si系亜共晶合金よりなる固体材料
として、前記表1と同様の組成を有するものを選択し
た。この材料の金属組織において、形状係数FがF≧
0.1である初晶α−Alの面積率RaはRa=80%
であり、また初晶α−Alの最大粒径dはd=200μ
mであった。As the solid material made of Al-Si type hypoeutectic alloy, one having the same composition as in Table 1 was selected. In the metallic structure of this material, the shape factor F is F ≧
The area ratio Ra of the primary crystal α-Al that is 0.1 is Ra = 80%.
And the maximum grain size d of primary α-Al is d = 200μ.
It was m.
【0073】先ず、固体材料を加熱炉内に設置し、次い
でその平均昇温速度TvをTv=1.3℃/secに設
定して加熱し、これにより内外部間の均熱度ΔTがΔT
=6℃、固相の体積分率VfがVf=70%の半溶融材
料を調製した。この固相は前記固体材料と同様の金属組
織を保有していた。First, the solid material is placed in a heating furnace, and then the average heating rate Tv is set to Tv = 1.3 ° C./sec for heating, whereby the soaking degree ΔT between the inside and outside is ΔT.
= 6 ° C., a semi-molten material having a solid phase volume fraction Vf of Vf = 70% was prepared. This solid phase possessed the same metallic texture as the solid material.
【0074】前記半溶融材料を鋳型1の装入口6に装入
し、次いで加圧プランジャ9により半溶融材料をゲート
5を通じてキャビティ4に高速逐次充填した。この場
合、加圧プランジャ9の移動速度は約78mm/secに
設定され、ゲート5通過時における半溶融材料の速度V
はV=3m/sec、粘度μはμ=300Pa・se
c、レイノルズ数ReはRe=0.21であった。The semi-molten material was charged into the charging port 6 of the mold 1, and then the semi-molten material was successively filled into the cavity 4 at high speed through the gate 5 by the pressure plunger 9. In this case, the moving speed of the pressure plunger 9 is set to about 78 mm / sec, and the speed V of the semi-molten material when passing through the gate 5 is V.
Is V = 3 m / sec, viscosity μ is μ = 300 Pa · se
c, Reynolds number Re was Re = 0.21.
【0075】また図1に示すように、鋳型1におけるゲ
ート5の下部位置G、キャビティ4の入口側領域4aの
上部位置U1および下部位置L1ならびに奥部領域4c
の上部位置U2および下部位置L2の温度上昇開始点を
測定することによって、半溶融材料の充填挙動を調べた
ところ、その充填順序は、G→L1→U1→L2と略同
時にU2、であり、鋳造欠陥の発生を回避する上で理想
的であることが確認された。Further, as shown in FIG. 1, the lower position G of the gate 5 in the mold 1, the upper position U1 and the lower position L1 of the inlet side region 4a of the cavity 4, and the inner region 4c.
When the filling behavior of the semi-molten material was examined by measuring the temperature rising start points of the upper position U2 and the lower position L2 of, the filling sequence was G → L1 → U1 → L2 and U2 at approximately the same time, It was confirmed to be ideal for avoiding the occurrence of casting defects.
【0076】加圧プランジャ9をストローク終端に保持
して、キャビティ4に充填された半溶融材料に加圧力を
付与し、その加圧下で半溶融材料を凝固させて鋳物A7
を得た。この場合、半溶融材料に対する加圧力PはP=
30MPaであり、鋳型1の分割面10に発生するばり
は極めて少ないことが確認された。この鋳込み作業にお
ける時間と加圧プランジャのストロークおよび半溶融材
料に対する加圧力との関係は図2と同じである。While holding the pressure plunger 9 at the end of the stroke, a pressure is applied to the semi-molten material filled in the cavity 4, and the semi-molten material is solidified under the pressure so that the casting A 7
Got In this case, the pressure P applied to the semi-molten material is P =
It was 30 MPa, and it was confirmed that the flash generated on the dividing surface 10 of the mold 1 was extremely small. The relationship between the time in this casting operation and the stroke of the pressure plunger and the pressure applied to the semi-molten material is the same as in FIG.
【0077】図6は、前記鋳造方法により得られた鋳物
A7 の金属組織を示す顕微鏡写真(100倍)である。
図中、その大部分の領域を占める薄灰色の粒状部分が初
晶α−Alであり、その最大粒径dがd=200μmで
あることが判る。このような金属組織が得られる理由
は、半溶融材料の固相における初晶α−Alの最大粒径
dがd=200μmであり、また液相から晶出する初晶
α−Alは、液相がゲート5通過時において剪断力を受
け、また加圧下で凝固することから、その微細化が達成
されるからである。また形状係数FがF≧0.1である
初晶α−Alの面積率RaはRa=98%であり、この
ように設定することによって鋳物A7 の伸びおよび靱性
を向上させることができる。さらに、この鋳物A7 に
は、図6から明らかなように、湯境、ガスの巻込みによ
る気孔等の発生がなく、またキャビティ4への半溶融材
料の未充填に起因した欠けの発生もないもので、したが
って、この鋳物A7 は優れた鋳造品質を有することが判
明した。FIG. 6 is a micrograph (100 times) showing the metal structure of the casting A 7 obtained by the casting method.
In the figure, it is understood that the light gray granular portion occupying most of the area is primary crystal α-Al and the maximum grain size d is d = 200 μm. The reason why such a metallographic structure is obtained is that the maximum grain size d of the primary crystal α-Al in the solid phase of the semi-molten material is d = 200 μm, and the primary crystal α-Al crystallized from the liquid phase is This is because the phase is subjected to shearing force when passing through the gate 5 and is solidified under pressure, so that the refinement is achieved. Further, the area ratio Ra of the primary crystal α-Al having the shape factor F of F ≧ 0.1 is Ra = 98%, and the elongation and the toughness of the casting A 7 can be improved by setting in this way. Further, as is clear from FIG. 6, the casting A 7 has no molten metal boundary, no pores due to gas entrainment, and no chipping due to unfilling of the semi-molten material into the cavity 4. None, and therefore this casting A 7 was found to have excellent casting quality.
【0078】次に、加圧プランジャ9の移動速度を変え
ることにより、ゲート5通過時における半溶融材料の速
度Vおよびレイノルズ数Reを変え、他の条件を前記鋳
造方法と同一に設定して実施例による鋳物A8 ,A9 お
よび比較例による鋳物B12,B13を鋳造した。Next, by changing the moving speed of the pressure plunger 9, the speed V and the Reynolds number Re of the semi-molten material when passing through the gate 5 are changed, and the other conditions are set to be the same as those of the casting method. Castings A 8 and A 9 according to the example and castings B 12 and B 13 according to the comparative example were cast.
【0079】表7は、実施例による鋳物A7 〜A9 およ
び比較例による鋳物B12,B13と、前記速度Vおよびレ
イノルズ数Reとの関係を示す。Table 7 shows the relationship between the castings A 7 to A 9 according to the examples and the castings B 12 and B 13 according to the comparative example, and the speed V and the Reynolds number Re.
【0080】[0080]
【表7】 図7は、ゲート5通過時における半溶融材料の速度V
と、ゲート通過時における半溶融材料の粘度μとの関係
を示す。図中、線cはゲート5通過時におけるレイノル
ズ数ReがRe=1500の場合に該当し、したがっ
て、線cを含み、且つその線cよりも上方の領域が層流
領域であり、また線cよりも下方の領域が乱流領域であ
る。[Table 7] FIG. 7 shows the velocity V of the semi-molten material when passing through the gate 5.
And the viscosity μ of the semi-molten material when passing through the gate. In the figure, the line c corresponds to the case where the Reynolds number Re when passing through the gate 5 is Re = 1500. Therefore, the region including the line c and above the line c is the laminar flow region, and the line c The region below is the turbulent flow region.
【0081】図8は、ゲート5通過時における半溶融材
料の速度Vと、キャビティ4に充填された半溶融材料に
対する加圧力Pとの関係を示す。FIG. 8 shows the relationship between the velocity V of the semi-molten material when passing through the gate 5 and the pressure P applied to the semi-molten material filled in the cavity 4.
【0082】前記のように鋳造品質の向上等の観点よ
り、前記速度Vは0.5m/sec≦V≦20m/se
c、前記粘度μは0.1Pa・sec≦μ≦2000P
a・sec、レイノルズ数ReはRe≦1500、前記
加圧力Pは10MPa≦P≦120MPaであることが
望ましい。表7,図7,図8から、実施例による鋳物A
7 〜A9 においては前述の各条件が満たされていること
が判る。From the viewpoint of improving the casting quality as described above, the speed V is 0.5 m / sec ≦ V ≦ 20 m / se.
c, the viscosity μ is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000P
It is desirable that a · sec, Reynolds number Re be Re ≦ 1500, and the pressing force P be 10 MPa ≦ P ≦ 120 MPa. From Table 7, FIG. 7 and FIG. 8, casting A according to the example
It is understood that the above-mentioned conditions are satisfied in 7 to A 9 .
【0083】比較例による鋳物B12においては、前記速
度Vが下限値(0.5m/sec)を下回っているた
め、キャビティ4への半溶融材料の充填順序が、図1に
おいて、G→L1→U1→L2→U2となり、その結
果、キャビティ4の奥部領域4cにおける上部位置U2
に半溶融材料の未充填箇所が発生し、それに対応して鋳
物B12には欠けが生じていた。比較例による鋳物B13に
おいては、前記速度Vが上限値(20m/sec)を上
回っているため、キャビティ4への半溶融材料の充填順
序が、図1において、G→U2→L2→L1→U1とな
り、その結果、キャビティ4の入口側領域4aおよび奥
部領域4cにおいて半溶融材料が部分的に早期に凝固
し、それに対応して鋳物B13には湯境が生じていた。ま
た半溶融材料が噴出流となってキャビティ4に注入され
るため鋳物B13にガスの巻込みによる気孔の発生が認め
られた。In the casting B 12 according to the comparative example, the speed V is below the lower limit value (0.5 m / sec), so that the order of filling the semi-molten material into the cavity 4 is G → L1 in FIG. → U1 → L2 → U2, and as a result, the upper position U2 in the inner region 4c of the cavity 4
There was an unfilled portion of the semi-molten material at the same time, and the chip B 12 was chipped correspondingly. In the casting B 13 according to the comparative example, since the speed V exceeds the upper limit value (20 m / sec), the filling sequence of the semi-molten material into the cavity 4 is G → U2 → L2 → L1 → in FIG. The result was U1, and as a result, the semi-molten material partially solidified early in the inlet side region 4a and the inner region 4c of the cavity 4, and correspondingly, the casting B 13 had a molten boundary. Further, since the semi-molten material was injected into the cavity 4 as a jet flow, generation of pores due to gas entrainment in the casting B 13 was observed.
【0084】比較のため、鋳物B14,B15を表8の条件
のみを変えて前記鋳造方法により鋳造した。両鋳物
B14,B15は図7にも表示されている。For comparison, castings B 14 and B 15 were cast by the above casting method except that the conditions shown in Table 8 were changed. Both castings B 14 and B 15 are also shown in FIG.
【0085】[0085]
【表8】 比較例による鋳物B14においては、半溶融材料の高粘度
化に起因して欠けの発生が認められた。また比較例によ
る鋳物B15においては、半溶融材料の低粘度化に起因し
て乱流によるガスの巻き込み、したがって気孔の発生が
認められた。[Table 8] In casting B 14 according to the comparative example, chipping was observed due to the high viscosity of the semi-molten material. Further, in the casting B 15 according to the comparative example, gas entrainment due to turbulent flow due to the decrease in viscosity of the semi-molten material, and therefore generation of pores, were observed.
【0086】比較のため、前記加圧力PをP=90MP
aに設定し、他の条件を前記と同様に設定して前記鋳造
方法により、前記実施例による鋳物A7 〜A9 に対応す
る鋳物A10〜A12および前記比較例による鋳物B12,B
13に対応する鋳物B16,B17を鋳造した。それら鋳物A
10〜A12およびB16,B17は、図7,図8に示されてお
り、前記鋳物A7 〜A9 およびB12,B13にそれぞれ対
応した鋳造品質を有することが確認された。即ち、鋳物
A10〜A12には鋳造欠陥の発生はなく、一方、鋳物B16
には欠けが発生し、また鋳物B17には湯境および気孔の
発生が認められた。For comparison, the pressure P is set to P = 90MP.
a, and other conditions are set in the same manner as described above, and by the casting method, castings A 10 to A 12 corresponding to castings A 7 to A 9 according to the example and castings B 12 and B according to the comparative example.
Castings B 16 and B 17 corresponding to No. 13 were cast. Those castings A
10 to A 12 and B 16 and B 17 are shown in FIG. 7 and FIG. 8, and it was confirmed that they have casting quality corresponding to the castings A 7 to A 9 and B 12 and B 13 , respectively. That is, castings A 10 to A 12 have no casting defects, while castings B 16
Was found, and casting B 17 was found to have molten metal boundaries and porosity.
【0087】表9は、比較例による鋳物B18〜B20を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、固体材料の、形状形数FがF≧0.1で
ある初晶α−Alの面積率Raと半溶融材料の粘度μが
本発明範囲を逸脱している。Table 9 shows various conditions and types of casting defects when casting castings B 18 to B 20 according to the comparative example. Under these conditions, the area ratio Ra of the primary crystal α-Al having a shape number F of F ≧ 0.1 and the viscosity μ of the semi-molten material of the solid material deviate from the scope of the present invention.
【0088】[0088]
【表9】 [Table 9]
【0089】[0089]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ゲート通
過時における鋳造材料の粘度μおよびレイノルズ数Re
を前記のように特定することによって、気孔および湯境
の発生のない高品質で、且つ優れた機械的特性を有する
Al系合金鋳物を得ることができる。According to the invention of claim 1, the viscosity μ and Reynolds number Re of the casting material when passing through the gate
By specifying the above as described above, it is possible to obtain an Al-based alloy casting having high quality without generation of pores and molten metal boundaries and excellent mechanical properties.
【0090】請求項2記載の発明によれば、ゲート通過
時における鋳造材料の速度Vおよび加圧力Pを前記のよ
うに特定することによって、前記効果に加え、Al系合
金鋳物の生産性および操業上の不具合を回避することが
できる。According to the second aspect of the invention, by specifying the velocity V and the pressure P of the casting material when passing through the gate as described above, in addition to the above-mentioned effects, the productivity and operation of the Al-based alloy casting can be improved. The above trouble can be avoided.
【0091】請求項3記載の発明によれば、半凝固材料
の調製に当り、溶湯の平均降温速度Tvを前記のように
特定することによって、優れた機械的特性を有する鋳物
を得ることができ、また鋳造条件の管理を容易にするこ
とができる。According to the third aspect of the invention, the casting having excellent mechanical properties can be obtained by specifying the average cooling rate Tv of the molten metal in the preparation of the semi-solidified material as described above. Also, the management of casting conditions can be facilitated.
【0092】請求項4記載の発明によれば、前記のよう
に特定された固体材料を用いることによって、優れた鋳
造品質を有する鋳物を得ることができる。According to the invention described in claim 4, by using the solid material specified as described above, a casting having excellent casting quality can be obtained.
【図1】加圧鋳造装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a pressure casting device.
【図2】時間と、加圧プランジャのストロークおよび半
凝固材料に対する加圧力との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between time and a stroke of a pressure plunger and a pressing force applied to a semi-solid material.
【図3】鋳物の金属組織の一例を示す顕微鏡写真であ
る。FIG. 3 is a micrograph showing an example of a metal structure of a casting.
【図4】ゲート通過時における半凝固材料の速度Vと粘
度μとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a velocity V and a viscosity μ of a semi-solidified material when passing through a gate.
【図5】ゲート通過時における半凝固材料の速度Vと、
半凝固材料に対する加圧力Pとの関係を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a velocity V of the semi-solidified material when passing through the gate,
It is a graph which shows the relationship with the pressing force P with respect to a semi-solid material.
【図6】鋳物の金属組織の他例を示す顕微鏡写真であ
る。FIG. 6 is a micrograph showing another example of the metal structure of a casting.
【図7】ゲート通過時における半溶融材料の速度Vと粘
度μとの関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the velocity V and the viscosity μ of the semi-molten material when passing through the gate.
【図8】ゲート通過時における半溶融材料の速度Vと、
半溶融材料に対する加圧力Pとの関係を示すグラフであ
る。FIG. 8 shows the velocity V of the semi-molten material when passing through the gate,
It is a graph which shows the relationship with the pressing force P with respect to a semi-molten material.
1 鋳型 4 キャビティ 5 ゲート 6 装入口 9 加圧プランジャ 1 Mold 4 Cavity 5 Gate 6 Loading Port 9 Pressurizing Plunger
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成5年1月14日[Submission date] January 14, 1993
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0059】表4は、比較例による鋳物B7 〜B9 を鋳
造する場合の各種条件と鋳造欠陥の種類を示す。それら
条件において、溶湯の平均降温速度Tvと半凝固材料の
粘度μが前記範囲を逸脱している。Table 4 shows various conditions and types of casting defects in casting castings B 7 to B 9 according to the comparative examples. Under these conditions, the average temperature decrease rate Tv of the molten metal and the semi-solidified material
The viscosity μ is outside the above range.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0060[Correction target item name] 0060
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
Claims (4)
金組成の鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を用い
て加圧下で鋳込みを行い、その際、前記鋳造材料を、そ
の粘度μが0.1Pa・sec≦μ≦2000Pa・s
ec、またレイノルズ数ReがRe≦1500の条件に
て鋳型のゲートを通過させることを特徴とするAl系合
金鋳物の鋳造方法。1. A casting material having an Al-based hypoeutectic alloy composition in which a solid phase and a liquid phase coexist, is prepared, and then casting is performed under pressure using the casting material. The viscosity μ is 0.1 Pa · sec ≦ μ ≦ 2000 Pa · s
ec, and a method of casting an Al-based alloy casting, which is characterized in that it passes through the gate of the mold under the condition that Reynolds number Re is Re ≦ 1500.
の速度Vが0.5m/sec≦V≦20m/secであ
り、また前記鋳型のキャビティに充填された前記鋳造材
料に対する加圧力Pが10MPa≦P≦120MPaで
ある、請求項1記載のAl系合金鋳物の鋳造方法。2. The velocity V of the casting material when passing through the gate is 0.5 m / sec ≦ V ≦ 20 m / sec, and the pressure P applied to the casting material filled in the mold cavity is 10 MPa ≦. The casting method for an Al-based alloy casting according to claim 1, wherein P ≦ 120 MPa.
の溶湯を冷却して調製された半凝固材料であり、前記半
凝固材料の調製に当り、前記溶湯の平均降温速度Tvを
0.1℃/sec≦Tv≦10℃/secに設定する、
請求項1または2記載のAl系合金鋳物の鋳造方法。3. The casting material is a semi-solid material prepared by cooling a molten metal of Al-based hypoeutectic alloy composition, and the average cooling rate Tv of the molten metal is 0 when preparing the semi-solid material. .1 ° C./sec≦Tv≦10° C./sec,
The casting method of the Al-based alloy casting according to claim 1.
なる固体材料を加熱して調製された半溶融材料であり、
前記固体材料として、形状係数FがF≧0.1である初
晶α−Alの面積率RaをRa≧80%に設定されたも
のを用いる、請求項1または2記載のAl系合金鋳物の
鋳造方法。4. The casting material is a semi-molten material prepared by heating a solid material composed of an Al-based hypoeutectic alloy,
The Al-based alloy casting according to claim 1 or 2, wherein as the solid material, an area ratio Ra of primary crystal α-Al having a shape factor F of F ≧ 0.1 is set to Ra ≧ 80%. Casting method.
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