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羽毛状晶アルミニウム合金鋳塊及びその鋳造方法

国内特許コード P120007353
整理番号 PG06E01JP
掲載日 2012年4月23日
出願番号 特願2006-171317
公開番号 特開2008-000775
登録番号 特許第4586166号
出願日 平成18年6月21日(2006.6.21)
公開日 平成20年1月10日(2008.1.10)
登録日 平成22年9月17日(2010.9.17)
発明者
  • 穴田 博
出願人
  • 国立大学法人富山大学
発明の名称 羽毛状晶アルミニウム合金鋳塊及びその鋳造方法
発明の概要

【課題】第1に、連続鋳造法による羽毛状晶アルミニウム合金の鋳造方法の提供にあり、第2に、種結晶を用いた種付け法による羽毛状晶アルミニウム合金の鋳造方法にある。
更には、そのようにして製造された羽毛状晶鋳塊の提供を目的とする。
【解決手段】上下に貫通した鋳型の上部に溶湯を投入し、鋳型の下部から出てくる鋳塊に冷却水を噴射し、鋳塊の下端を受け型で受けるアルミニウム合金の鋳塊の連続鋳造方法であって、受け型の鋳塊受け面に溝部を形成することで羽毛状晶発生起点を出現させ、金属組織が羽毛状晶からなる鋳塊を得ることを特徴とする。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


アルミニウム合金は、連続鋳造法(半連続鋳造を含む)にてビレットと称される鋳塊を鋳造し、押出加工等に供されている。
押出加工には直接押出と間接押出があるがいずれの場合にも熱間でビレットを押圧し、ダイス孔を通過させる塑性加工にて押出形材を得るものである。
従って、押出加工時にはダイスに大きな押出圧力が負荷されるとともにダイス孔のベアリング面をアルミニウム合金が通過する際の押出抵抗にてダイスにたわみひずみが生じる。
従来から広く使用されているAl-Mg-Si系合金(JIS6000系合金)は比較的押出性に優れているがAl-Mg-Si系合金より高強度であるAl-Zn-Mg系合金(JIS7000系合金)は押出成形性がAl-Mg-Si系合金に比較して悪く、ダイス割れ等ダイス寿命が短くなり、その結果、押出製品が高価になる技術的課題があった。
また、押出圧が高いことは、押出装置の稼働に必要なエネルギーも多大になるので省エネルギーの観点からも押出性に優れたアルミニウム基合金が必要とされていた。



(非特許文献1)には、JIS6063合金を用いて粒状晶ビレットと全羽毛状晶ビレットとの押出性比較をした実験結果を開示している。
この報告によると全羽毛状晶の方が、粒状晶よりも約30%以上押出時間が短くなっている。
よって、押出性の悪いAl-Zn-Mg系合金において安定した羽毛状晶から得られれば、さらに大きな押出性改善が期待できる。



しかし、非特許文献1において検討された羽毛状晶合金は、JIS6063合金であり、当時主流であったDC鋳造法(鋳型冷却による一次冷却と直接水冷による二次冷却による鋳造方法)によるものであり、ホットトップ鋳造法(鋳型の上部に断熱ヘッダー部を有し、鋳型上部にフロートを有していない鋳造方法)に対する知見は得られていない。




【非特許文献1】「全羽毛状晶からなる6063DCビレットの工業的規模押出し試験について」、室町茂雄,多々静夫,時沢貢,穴田博、軽金属、P545~P550 Vol.30、No.10、1980

産業上の利用分野


本発明は、羽毛状晶組織からなるアルミニウム合金鋳塊及びその鋳造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
上下に貫通した鋳型の上部に溶湯を投入し、鋳型の下部から出てくる鋳塊に冷却水を噴射し、鋳塊の下端を受け型で受けるアルミニウム合金の鋳塊の連続鋳造方法であって、
受け型の鋳塊受け面に羽毛状晶発生起点となる溝部を形成し、前記アルミニウム合金の溶湯温度を730~770℃に設定し、受け型の鋳塊受け面直上約2mmの高さにて冷却速度60~70℃/secの範囲になるように鋳造することで金属組織が羽毛状晶からなる鋳塊を得ることを特徴とするアルミニウム合金の鋳造方法。

【請求項2】
アルミニウム合金は、Al-Zn-Mg系合金であることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金の鋳造方法。
産業区分
  • 鋳造
  • 省エネルギー
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006171317thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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