铝合金的制造方法技术

本发明专利技术提供一种含有被微细化的金属间化合物的铝合金的制造方法。本发明专利技术的铝合金的制造方法的特征在于，包括：添加工序，向铝熔液(1)中添加在该铝熔液(1)凝固时可生成的金属间化合物(4)的晶核(2)；以及浇铸工序，将含有所述晶核(2)的所述铝熔液(1)注入到模具中。在铝熔液(1)(液相L)中，通过从固相(S)游离到铝熔液(1)(液相L)的晶核(2)和所生成的初级晶核(3)，以高核密度进行成核。

Manufacturing method of aluminum alloy

【技术实现步骤摘要】
铝合金的制造方法
本专利技术涉及一种铝合金的制造方法。
技术介绍
在现有技术中，已知一种铝合金的制造方法，其通过使铝熔液中形成金属间化合物来对铝合金的晶粒进行微细化(例如参照专利文献1和专利文献2)。利用该制造方法得到的铝合金通过使晶粒微细化而成为强度、延伸率、疲劳等机械特性和加工性(成型性)优异的产品。这样的铝合金的制造方法在应用于以铝废料为原料的所谓再循环铝合金的制造时，能够将能耗降低至得到原生铝锭的铝冶炼法的3％左右。另外，利用该制造方法得到的再生铝合金通过上述那样使晶粒微细化，据此，与普通的铝二次合金、即ADC12相比，也能够发挥1.5倍左右的强度。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利技术专利公开公报特开2004-292899号【专利文献2】日本专利技术专利公开公报特开2000-319741号
技术实现思路
【本专利技术所要解决的技术问题】然而，在现有技术的制造方法(例如参照专利文献1和专利文献2)中，有时所得到的铝合金中的金属间化合物会粗大化。而且，该粗大化的金属间化合物会成为铝合金的破坏的起点，并且使加工性(成型性)显著恶化。另外，在以含有大量Fe的铝废料为原料的情况下，金属间化合物粗大化的倾向尤其显著。因此，本专利技术的课题在于提供一种含有被微细化的金属间化合物的铝合金的制造方法。【用于解决技术问题的技术方案】解决上述技术问题的本专利技术的铝合金的制造方法包括：添加工序，向铝熔液中添加在该铝熔液凝固时可生成的金属间化合物的晶核；以及浇铸工序，将含有所述晶核的所述铝熔液注入到模具中。【专利技术效果】根据本专利技术，能够提供一种含有被微细化的金属间化合物的铝合金的制造方法。附图说明图1的(a)是本专利技术的实施例所涉及的铝合金的制造方法的说明图，图1的(b)是比较例的制造方法的说明图。图2是表示本专利技术的实施例所涉及的制造方法的温度保持工序中的保持时间[sec]与金属间化合物的大小[μm]的关系的曲线图。图3的(a)是在本专利技术的实施例中用作原料的铝坯料的由扫描电子显微镜得到的反射电子图像照片。图3的(b)是利用本专利技术的实施例涉及的制造方法所得到的铝合金的由扫描电子显微镜得到的反射电子图像照片。【附图标记说明】1：铝熔液；2：晶核；3：初级晶核；4：金属间化合物；4a：金属间化合物；5：铝合金；L：液相；S：固相。具体实施方式接着，对本专利技术的实施方式所涉及的铝合金的制造方法进行说明。本实施方式的制造方法包括：添加工序，向铝熔液中添加在该铝熔液凝固时可生成的金属间化合物的晶核；温度保持工序，将含有所述晶核的所述铝熔液在规定温度下保持规定时间；以及浇铸工序，将含有所述晶核的所述铝熔液注入到模具中。《添加工序》对添加有晶核的铝熔液进行说明。＜铝熔液＞在添加晶核之前的铝熔液主要含有Si、Fe、Cu、Mg和Zn。[Si：6.5～8.5wt％]通过将Si含量设为6.5～8.5wt％，来提高所得到的铝合金的刚性、耐磨性，降低热膨胀。另外，通过将Si含量设为8.5wt％以下，能够适度地抑制液相线温度，而易于原料的熔化和铝合金的铸造。[Fe：0～0.9wt％]通过将Fe含量设为0～0.9wt％，来提高所得到的铝合金的刚性、耐磨性，降低热膨胀。[Cu：0.15～0.35wt％]通过将Cu含量设为0.15～0.35wt％，来提高所得到的铝合金在高温下的机械强度，并且降低热膨胀。[Mg：0.25～0.45wt％]通过将Mg含量设为0.25～0.45wt％，能够提高所得到的铝合金的强度。另外，通过将Mg含量设为0.45wt％以下，能够赋予铝合金优异的韧性。[Zn：0.3～0.6wt％]通过将Zn含量设为0.3～0.6wt％，能够提高所得到的铝合金的强度。[Al和不可避免的杂质：剩余部分]铝熔液的除了上述Si、Fe、Cu、Mg和Zn以外的剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。另外，理想的是在将晶核添加到铝熔液中之前，还加入Mn和Be。Mn能够在铝熔液凝固时使结晶的AlFeSi系金属间化合物成为粒子状。理想的是将Mn的混合量设为铝熔液中的Fe含量的0.6倍。Be发挥抑制铝熔液的氧化的效果，尤其是抑制Mg的氧化消耗。另外，Be能够在铝熔液凝固时使结晶的AlFeSi系金属间化合物成为粒子状。Be的混合量可以设定为使其在铝熔液中的含量为0.01～0.1wt％左右。<晶核>作为添加到铝熔液中的晶核，选择与在铝熔液凝固时可生成的金属间化合物的结晶匹配性良好的晶核。作为晶核的添加量，可以设定为铝熔液质量的1/10～1/3左右。作为这样的晶核，可列举有根据错配度δ选择的晶核、上述金属间化合物本身。[基于错配度δ的晶核]作为根据错配度δ选择的晶核，可列举有由下述Bramfitt公式所示的错配度δ为10％以下的晶核。【数学式2】(其中，在所述式中，(hkl)s是异质核粒子的低指数晶面，[uvw]s是(hkl)s晶面的低指数方向，(hkl)n是成核(Nucleation，晶核形成)的金属的低指数晶面，[uvw]n是(hkl)n晶面的低指数方向，d[uvw]s是沿着[uvw]s方向的原子间距离，d[uvw]n是沿着[uvw]n方向的原子间距离，θ是[uvw]s与[uvw]n之间的角度)。作为这样的晶核，例如可列举有VC、TiC、TiB2、AlB2、ZrC、NbC、W2C等，但并不限定于此。其中，优选TiC。[金属间化合物]作为被选择为晶核的金属间化合物，例如可列举有MgSi系、AlFe系、AlMn系、AlNi系、AlCu系、AlFeSi系、AlFeMn系、AlFeMnSi系、AlFeMnSiCr系、AlFeNi系、AlMnNi系、AlFeMnNi系、AlCr系、AlTi系、AlZr系、AlFeNi系的金属间化合物等，但并不限定于此。其中，优选Fe系金属间化合物，尤其是优选AlFeSi系金属间化合物。这些金属间化合物可选择一种或两种以上来用作晶核。《温度保持工序》在本实施方式的制造方法的温度保持工序中，将含有所述晶核的所述铝熔液在规定温度下保持规定时间。本实施方式中的规定温度假定为在铝熔液的温度下降的过程中能够在铝熔液内形成初级晶核的温度。作为本实施方式中的保持时间，假定为几十秒至1分钟左右，但不限定于此，可以适宜地设定。在该温度保持工序中，当在铝熔液中形成初级晶核时，与所添加的晶核一并使铝熔液内的核密度迅速增加。另外，通过将铝熔液在规定温度下保持规定时间，由此，如后所述，铝熔液内的核尺寸变得微小。《浇铸工序》在本实施方式的制造方法的浇铸工序中，将温度保持工序后的铝熔液注入到规定模具内。铝熔液以在模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金的制造方法，其特征在于，包括：/n添加工序，向铝熔液中添加在该铝熔液凝固时可生成的金属间化合物的晶核；以及/n浇铸工序，将含有所述晶核的所述铝熔液注入到模具中。/n

【技术特征摘要】
20180606 JP 2018-1085801.一种铝合金的制造方法，其特征在于，包括：
添加工序，向铝熔液中添加在该铝熔液凝固时可生成的金属间化合物的晶核；以及
浇铸工序，将含有所述晶核的所述铝熔液注入到模具中。


2.根据权利要求1所述的铝合金的制造方法，其特征在于，
在所述添加工序和所述浇铸工序之间还包括温度保持工序，在所述温度保持工序中，将含有所述晶核的所述铝熔液在规定温度下保持规定时间。


3.根据权利要求1所述的铝合金的制造方法，其特征在于，
在所述添加工序中，向含有铁的所述铝合金熔液中添加铍和锰，而进一步添加所述晶核。


4.根据权利要求1所述的铝合金的制造方法，其特征在于，
所述晶核是选自由下述Bramfitt公式所示的错配...

【专利技术属性】
技术研发人员：井谷敦，水上贵博，渡边博之，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP