JP2000015405A

JP2000015405A - Ａｌ合金の攪拌連続鋳造法

Info

Publication number: JP2000015405A
Application number: JP10201217A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Nakamura; 武義中村; Nobuhiro Saito; 信広斉藤; Teruyuki Otani; 輝幸大谷; Takashi Idekago; 隆井手籠; Kiyonobu Mizogami; 清信溝上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: JP2967415B1

Abstract

(57)【要約】【課題】インゴット外周域におけるＦｅ系金属間化合
物の凝集を抑制し、またインゴット中心域における各種
金属間化合物等の偏析を回避する。【解決手段】Ａｌ合金の攪拌連続鋳造法においては、
Ａｌ合金組成の溶湯ｍをスパウト１５内で電磁攪拌しつ
つ、そのスパウト１５直下に配置された筒状鋳型１３に
導入する。Ａｌ合金組成の溶湯ｍとしては、Ｆｅ含有量
が［３／４］ｗｔ％≦Ｆｅ＜［５／３］ｗｔ％であり、
またＭｎ含有量が［Ｆｅ／５］ｗｔ％≦Ｍｎ＜［−Ｆｅ
＋２］ｗｔ％であるものを用いる。スパウト内周面ａ上
の溶湯攪拌領域形成部ｂにおける磁束密度Ｂ₁を１００
Ｇｓ≦Ｂ₁＜５００Ｇｓに、また溶湯攪拌領域Ａの中心
域ｃにおける磁束密度Ｂ₂をＢ₂≦２０Ｇｓにそれぞれ
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡｌ合金の攪拌連続
鋳造法、特に、Ａｌ合金組成の溶湯をスパウト内で電磁
攪拌しつつ、そのスパウト直下に配置された筒状鋳型に
導入する攪拌連続鋳造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、攪拌連続鋳造法によるＡｌ合金イ
ンゴットは、例えばチクソキャスティング用鋳造材料と
して用いられている。チクソキャスティング法において
は、固相と液相とが共存する半溶融鋳造材料の流動性を
利用して成形を行うものであるから、初晶α等の高融点
晶出物の微細化は必須要件である。

【０００３】しかしながら、省資源の要請からリサイク
ル材を原料とした場合、そのリサイクル材におけるＣ
ｕ、Ｍｎ、Ｔｉ等の含有量が多くなると、高融点の針状
金属間化合物が粗大に晶出し、その粗大針状金属間化合
物を電磁攪拌力だけでは微細化することができない、と
いう問題を生じた。

【０００４】そこで、本発明者等はＡｌ合金組成の溶湯
として、Ｆｅ含有量がＦｅ≧［３／４］ｗｔ％であるも
のを用いることにより初晶αの晶出温度と同一またはそ
れ以上の高温下で、１次晶出物として硬質のＦｅ系金属
間化合物を晶出させ、そのＦｅ系金属間化合物を電磁攪
拌力によって液相中をアトランダムに動き回らせながら
初晶αおよび粗大針状金属間化合物を破砕して微細化す
る、といった攪拌連続鋳造法を開発した（特願平１０−
１０３８９３号明細書および図面参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は前記攪拌
連続鋳造法について、さらに攻究を進めた結果、溶湯中
のＭｎ含有量によっては、前記Ｆｅ系金属間化合物がイ
ンゴット外周域で凝集して比較的大きな凝集物を形成す
るため、そのＦｅ系金属間化合物による前記破砕微細化
効果を十分に得ることができないことがある、というこ
とを究明した。

【０００６】また前記凝集物は化学的に安定しているた
め添加元素による微細化は難しく、その上、高融点であ
るため熱処理による分解微細化も難しい。このような凝
集物を含む鋳造材料を用いてチクソキャスティングを行
うと、その凝集物は、そのままの状態でＡｌ合金部材内
に取籠められるため、その部材の靱性、伸び等が著しく
低くなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｌ合金より
なるインゴット外周域におけるＦｅ系金属間化合物の凝
集を大いに抑制し、またそのインゴット中心域における
各種金属間化合物等の偏析を回避することが可能な前記
攪拌連続鋳造法を提供することを目的とする。

【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば、
Ａｌ合金組成の溶湯をスパウト内で電磁攪拌しつつ、そ
のスパウト直下に配置された筒状鋳型に導入する攪拌連
続鋳造法において、前記Ａｌ合金組成の溶湯として、Ｆ
ｅ含有量が［３／４］ｗｔ％≦Ｆｅ＜［５／３］ｗｔ％
であり、またＭｎ含有量が［Ｆｅ／５］ｗｔ％≦Ｍｎ＜
［−Ｆｅ＋２］ｗｔ％であるものを用い、前記スパウト
内周面上の溶湯攪拌領域形成部における磁束密度Ｂ₁を
１００Ｇｓ≦Ｂ₁＜５００Ｇｓに、また溶湯攪拌領域の
中心域における磁束密度Ｂ₂をＢ₂≦２０Ｇｓにそれぞ
れ設定するＡｌ合金の攪拌連続鋳造法が提供される。

【０００９】Ａｌ合金組成の溶湯において、Ｆｅ含有量
を前記のように特定すると、初晶αの晶出温度と同一ま
たはそれ以上の高温下で、１次晶出物として硬質のＦｅ
系金属間化合物がスパウト内周面上の溶湯攪拌領域形成
部近傍で晶出する。この場合、Ｍｎ含有量が前記範囲に
あるとＦｅ系金属間化合物が凝集し易くなる。

【００１０】そこで、前記溶湯攪拌領域形成部における
磁束密度Ｂ₁を前記のように設定して、その形成部近傍
の溶湯に対する電磁攪拌力を強めるので、Ｆｅ系金属間
化合物の分散が積極的に行われ、その凝集が大いに抑制
される。これによりＦｅ系金属間化合物による前記破砕
微細化効果を十分に得ることができる。ただし、磁束密
度Ｂ₁がＢ₁＜１００Ｇｓでは電磁攪拌力が弱いためＦ
ｅ系金属間化合物の凝集が発生し易くなり、一方、Ｂ₁
≧５００Ｇｓでは電磁攪拌力が強過ぎるため、インゴッ
ト内部の未凝固部分が外周部の凝固部分を突破る現象、
つまりブレイクアウトが発生して鋳造不能といった事態
を招くおそれがある。

【００１１】一方、溶湯攪拌領域の中心域における磁束
密度Ｂ₂を前記のように設定すると、インゴットの最終
凝固域である中心域における溶湯の流動を極力抑えて各
種金属間化合物等の偏析を回避することができる。した
がって、磁束密度Ｂ₂にはＢ₂＝０Ｇｓも含まれる。た
だし、磁束密度Ｂ₂がＢ₂＞２０Ｇｓではインゴット中
心域における溶湯の流動が顕著となって金属間化合物等
の偏析が発生する。

【００１２】Ａｌ合金組成の溶湯において、Ｆｅ含有量
がＦｅ＜［３／４］ｗｔ％ではＦｅ添加の意義がなく、
一方、Ｆｅ≧［５／３］ｗｔ％ではＦｅ系金属間化合物
の晶出量が過多となるため、チクソキャスティングによ
るＡｌ合金部材の靱性が著しく低下する。またＭｎ含有
量がＭｎ＜［Ｆｅ／５］ｗｔ％である場合には、Ｆｅ系
金属間化合物の凝集が発生せず、一方、Ｍｎ≧［−Ｆｅ
＋２］ｗｔ％ではチクソキャスティングによるＡｌ合金
部材の靱性が著しく低下する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１，２に示す攪拌連続鋳造装置
１は、軸線を上下方向に向けた胴状本体２を有する。そ
の胴状本体２は、内周壁３と、その外周側に所定の間隔
をとって配置された外周壁４と、両壁３，４の上端側に
存する環状上端壁５と、両壁３，４の下端側に存する環
状下端壁６とより構成される。

【００１４】内周壁３は上部筒体７と下部筒体８とより
なり、上部筒体７の下部外周面に嵌着した環状ゴムシー
ル９の内向き環状部１０が両筒体７，８間に挟まれてそ
れらの間をシールする。上部筒体７において、その下半
部は、内側に環状段部１１が形成されるように、上半部
１２よりも厚肉に形成されて、筒状鋳型としての筒状水
冷鋳型１３を構成する。この水冷鋳型１３はＡｌ合金
（例えば、Ａ５０５２）よりなる。

【００１５】上半部１２内に、薄肉の筒体１４を介して
スパウト１５が、水冷鋳型１３と同軸上に位置するよう
に嵌合され、その下向きの溶湯出口１６を形成する環状
下端面１７が環状段部１１に当接する。またスパウト１
５の、上端壁５から突出する部分に環状抜止め板１８が
嵌合され、その抜止め板１８は上端壁５に固定される。
スパウト１５は、断熱耐火性を有するケイ酸カルシウム
より構成される。スパウト構成材料としてはアルミナ、
シリカ等も用いられる。スパウト１５の上方に、Ａｌ合
金組成の溶湯ｍを水平注湯するための溶湯供給樋１９が
配置され、その下向きの給湯口２０がスパウト１５の上
向きの溶湯受入れ口２１に連通する。

【００１６】胴状本体２において、その内、外周壁３，
４間の筒状密閉空間２２に、電磁誘導式攪拌機２３が配
設され、その攪拌機２３はスパウト１５内の溶湯ｍに電
磁攪拌力を付与する。図３にも示すように、攪拌機２３
は筒状をなす成層鉄心２４と、その成層鉄心２４に巻装
された１２個のコイル２５を有する。成層鉄心２４は筒
状部２６と、その内周面に円周上等間隔に配置されて母
線方向に延びる１２個の凸条２７とよりなる。各コイル
２５は、１つの凸条２７において２つのコイル２５の一
部分が重なり合うように、相隣る両凸条２７に巻装され
る。したがって電磁誘導式攪拌機２３は４極コイルを備
える。この場合、攪拌機２３は４極コイルを上回る多極
コイルを備えていてもよい。

【００１７】成層鉄心２４の内側に、各凸条２７の先端
面が密着するように薄肉のコイル外止め用筒体２８が嵌
合され、その筒体２８は内周面の一部を環状ゴムシール
９に密着させて筒状密閉空間２２内に固定される。また
成層鉄心２４は、下端壁６の環状支持部材２９上に載せ
られてその部材２９に複数のボルト３０およびナット３
１により固定される。１つのコイル２５に対して２つの
割合で複数の接続具３２が用意され、各接続具３２は水
密手段を以て下端壁６を貫通してそれに取付けられてい
る。

【００１８】外周壁４に複数の給水口３３が形成され、
各給水口３３を通じて密閉空間２２内に冷却水ｗが供給
される。成層鉄心２４内側の筒体２８に、その上端部近
傍に位置させて複数の通孔３４が形成され、これにより
環状ゴムシール９の上方に冷却水溜り３５が存する。水
冷鋳型１３は冷却水溜り３５により冷却されると共にそ
の冷却水溜り３５の冷却水ｗを斜め下向きに噴出する複
数の噴出孔３６を有する。通孔３４は筒体２８の下部側
にも形成されている。

【００１９】水冷鋳型１３と溶湯ｍとの間に潤滑油を供
給すべく、スパウト１５周りには次のような潤滑油通路
が存在する。内周壁３において、その上部筒体７の上端
部には上端壁５の下部板３７が一体に設けられている。
上端壁５の上部板３８および下部板３７間に、スパウト
１５を囲繞する環状路３９と、その環状路３９から放射
方向に延びる複数の直線路４０とが設けられる。各直線
路４０の端部に、上部板３８に形成された入口４１が連
通し、その入口４１は給油ポンプに接続される。図２に
明示するように、上部筒体７の上半部１２内周面と筒体
１４外周面間に筒状路４２が形成され、その筒状路４２
および環状路３９間を連通する複数の斜め下向きの通孔
４３が上半部１２と下部板３７との連設部に形成されて
いる。また筒状路４２の下端は、環状段部１１およびス
パウト１５の環状下端面１７間に放射状に配列された複
数のＶ字状出口４４に連通する。

【００２０】スパウト１５内における溶湯攪拌領域Ａ
は、略筒状をなす一群のコイル２５によって囲繞される
空間部、したがって一群のコイル２５の上端面と同一高
さ位置に在るスパウト１５内の中間部から溶湯出口１６
までであり、またスパウト内周面ａ上の溶湯攪拌領域形
成部ｂは湾曲面をなす。さらに、スパウト１５の溶湯出
口１６の内半径をｒ₁とし、一方、水冷鋳型１３の内半
径をｒ₂としたとき、両内半径ｒ₁，ｒ₂の間に、ｒ₁
＜ｒ₂およびｒ₂−ｒ₁＝Δｒ（但し、Δｒはスパウト
１５の張出し量）の関係が成立する。即ち、スパウト１
５は、その溶湯出口１６回りに環状張出し部１５ａを有
する。

【００２１】Ａｌ合金組成の溶湯ｍとしては、Ｆｅ含有
量が［３／４］ｗｔ％≦Ｆｅ＜［５／３］ｗｔ％であ
り、またＭｎ含有量が［Ｆｅ／５］ｗｔ％≦Ｍｎ＜［−
Ｆｅ＋２］ｗｔ％であるものが用いられる。即ち、図４
において、Ｆｅ含有量をｘ軸に、またＭｎ含有量をｙ軸
にそれぞれとったとき、線Ｆｅ＝３／４、線Ｍｎ＝Ｆｅ
／５および線Ｍｎ＝−Ｆｅ＋２で囲まれる三角形の領域
がＡｌ合金の組成範囲である。ただし、線Ｍｎ＝−Ｆｅ
＋２上の組成は前記組成範囲には含まれない。

【００２２】図１において、前記Ａｌ合金組成の溶湯ｍ
を溶湯供給樋１９の給湯口２０からスパウト１５内に供
給すると、その溶湯ｍはスパウト１５内において攪拌機
２３により電磁攪拌されつつ、スパウト１５直下に配置
された水冷鋳型１３に導入され、そこで冷却されてイン
ゴットＩが得られる。この鋳造過程において、スパウト
内周面ａ上の溶湯攪拌領域形成部ｂにおける磁束密度Ｂ
₁は１００Ｇｓ≦Ｂ₁＜５００Ｇｓに、また溶湯攪拌領
域Ａの中心域ｃにおける磁束密度Ｂ₂はＢ₂≦２０Ｇｓ
（Ｂ₂＝０Ｇｓを含む）にそれぞれ設定される。

【００２３】Ａｌ合金組成の溶湯ｍにおいて、Ｆｅ含有
量を前記のように特定すると、初晶αの晶出温度と同一
またはそれ以上の高温下で、１次晶出物として硬質のＦ
ｅ系金属間化合物が、スパウト内周面ａ上の溶湯攪拌領
域形成部ｂ近傍で晶出する。この場合、Ｍｎ含有量が前
記範囲にあると、Ｆｅ系金属間化合物が凝集し易くな
る。

【００２４】そこで、前記溶湯攪拌領域形成部ｂにおけ
る磁束密度Ｂ₁を前記のように設定して、その形成部ｂ
近傍の溶湯ｍに対する電磁攪拌力を強めるので、Ｆｅ系
金属間化合物の分散が積極的に行われ、その凝集が大い
に抑制される。これにより、Ｆｅ系金属間化合物による
前記破砕微細化効果を十分に得ることができる。

【００２５】一方、溶湯攪拌領域Ａの中心域ｃにおける
磁束密度Ｂ₂を前記のように設定すると、インゴットＩ
の最終凝固域である中心域ｄにおける溶湯ｍの流動を極
力抑えて各種金属間化合物等の偏析を回避することがで
きる。

【００２６】前記のような磁束密度Ｂ₁，Ｂ₂の制御は
４極コイルを備えた電磁誘導式攪拌機２３によれば容易
に達成される。

【００２７】即ち、図５は、３相電源（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に
接続された４極コイル（コイル数：１２個）による或瞬
間の磁束分布を示す。この磁束分布の場合、各磁力線ｅ
は溶湯攪拌領域Ａの外周域ｆには存在するが、中心域ｃ
には殆ど存在しない。したがってスパウト内周面ａ上の
溶湯攪拌領域形成部ｂでは磁束密度が高くなるが、中心
域ｃでは磁束密度が極めて低いか、またはゼロとなる。

【００２８】図６は、３相電源（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続さ
れた２極コイル（コイル数：６個）による或瞬間の磁束
分布を示す。この磁束分布の場合、磁力線ｅが溶湯攪拌
領域Ａの中心域ｃに必ず存在するため、そこの高い磁束
密度により溶湯ｍが流動して金属間化合物の偏析が発生
する。

【００２９】このような４極コイルおよび２極コイルの
特性差は次のような実験から確認された。即ち、Ａｌ合
金製短柱体として、電気抵抗ρが１．３８×１０^-7Ω・
ｍであり、且つ直径が１５２mmであるものを用意し、そ
の短柱体の外周側に、４極コイルを持つ電磁誘導式攪拌
機を設置して各コイルに３相電源より３０Ａ、５０Ｈｚ
の電流を流し、短柱体の半径上において、外周面から或
距離に在る位置と、その位置における磁束密度との関係
を求めた。また２極コイルを持つ電磁誘導式攪拌機を用
いて、前記同様の実験を行い、前記位置と、その位置に
おける磁束密度との関係を求めた。

【００３０】図７は実験結果を示す。図７から明らかな
ように、４極コイルを用いた場合には、短柱体におい
て、その外周面から約６９mm位置に向って磁束密度が比
例的に減少し、その約６９mm位置で磁束密度がゼロとな
り、これは中心の７６mm位置でも同じである。したがっ
て４極コイルを用いると、磁束密度がゼロである中心域
ｃが現出する。一方、２極コイルを用いた場合には、外
周面から離れても磁束密度は殆ど減少せず、したがって
中心域ｃにおいても高い磁束密度が存在することが明ら
かである。〔実施例１〕表１はＡｌ合金の例（１）の組成を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】この例（１）は図４に点（１）で示すよう
に三角形の領域内に収まる。

【００３３】Ａｌ合金の例（１）を用いて前記攪拌連続
鋳造装置１によりインゴットＩを鋳造した。鋳造条件
は、溶解温度：７３０℃；スパウト１５直上の溶湯温
度：６５０℃；鋳造引出し速度：１５０mm／min ；スパ
ウト１５の張出し量Δｒ：２mm；インゴットＩの直径：
１５２．４mm；溶湯攪拌領域形成部ｂにおける磁束密
度：３６０Ｇｓ（４極コイル、５０Ｈｚ）；溶湯攪拌領
域形成部ｂにおける溶湯ｍの平均冷却速度：１０℃／
ｓ；に設定された。

【００３４】比較のため、４極コイルの代りに２極コイ
ルを持つ、ということ以外は前記と同一構造の攪拌連続
鋳造装置を用い、前記と同一条件でインゴットＩを鋳造
した。

【００３５】両インゴットＩに関し、その半径上におい
て、外周面から或距離に在る位置と、その位置における
Ｆｅ含有量との関係を求めたところ、図８の結果を得
た。図８より、４極コイルを用いた場合は、２極コイル
を用いた場合に比べ、インゴット半径上におけるＦｅの
分布が均一であることが判る。２極コイルを用いた場合
には中心域においてＦｅを含む金属間化合物の偏析が生
じていることが明らかである。

【００３６】次に、Ａｌ合金の例（１）を用い、４極コ
イルを持つ攪拌連続鋳造装置１において、各コイル２５
への電流を変化させることにより溶湯攪拌領域形成部ｂ
の磁束密度Ｂ₁を変化させる、ということ以外は前記と
同一条件でインゴットＩの例（１）〜（１１）を鋳造し
た。比較のため２極コイルを持つ攪拌連続鋳造装置を用
い、前記と同様の鋳造作業を行ってインゴットＩの例
（１２）を鋳造した。各インゴットＩの例（１）〜（１
２）について、その外周域における凝集物（Ｆｅ系金属
間化合物）の最長部の長さＬを測定し、また中心域にお
ける偏析の有無を調べたところ、表２の結果を得た。

【００３７】

【表２】

【００３８】表２における鋳造例１，２は、４極コイル
を持つ攪拌連続鋳造装置１による鋳造作業に当り、溶湯
攪拌領域形成部ｂの磁束密度Ｂ₁をそれぞれＢ₁＝５０
０Ｇｓに設定したもので、これらの場合にはブレイクア
ウトが発生して鋳造不能となった。

【００３９】図９および１０、図１１および１２ならび
に図１３および１４は、それぞれインゴットＩの例
（１），（２），（７）の金属組織および凝集物の最長
部の長さＬを示す。

【００４０】次に、Ａｌ合金の例（１）よりなり、且つ
異なる大きさの凝集物を持つ複数のインゴットより得ら
れた鋳造材料を用い、チクソキャスティングを行ってＡ
ｌ合金部材を得た。鋳造条件は、鋳造材料の温度５６５
℃、射出速度２．０ｍ／ｓ、金型温度２５０℃に設定さ
れた。

【００４１】図１５は、Ａｌ合金部材における凝集物の
最長部の長さＬとシャルピー衝撃値（ノッチあり）との
関係を示す。図中、点（１）〜（１１）は表２のインゴ
ットＩの例（１）〜（１１）を鋳造材料として用いた場
合に該当する。

【００４２】図１５より、凝集物の最長部の長さＬがＬ
≧６００μｍになると、Ａｌ合金部材のシャルピー衝撃
値が低下することが判る。したがって、前記長さＬをＬ
＜６００μｍにするためには、表２に示すように溶湯攪
拌領域形成部ｂの磁束密度Ｂ₁をＢ₁≧１００Ｇｓに設
定することが必要である。またブレイクアウト発生回避
のためにはＢ₁＜５００Ｇｓとなる。

【００４３】なお、スパウト１５の張出し量Δｒを加減
することによって、溶湯攪拌領域形成部ｂの磁束密度Ｂ
₁を変化させることができる。〔実施例２〕表３はＡｌ合金の例（２）〜（１２）の組
成を示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】これらの例（２）〜（１２）において、例
（２）〜（７）は図４に点（２）〜（７）で示すように
三角形の領域内に収まるが、例（８）〜（１２）は図４
に点（８）〜（１２）で示すように三角形の領域外に在
る。

【００４６】各Ａｌ合金の例（２）〜（１２）を用いて
前記攪拌連続鋳造装置１によりインゴットＩの例（２
ａ）〜（１２ａ）を鋳造した。これらの例（２ａ）〜
（１２ａ）はＡｌ合金の例（２）〜（１２）にそれぞれ
対応する。鋳造条件は、溶解温度：７３０℃；スパウト
１５直上の溶湯温度：６５０℃；鋳造引出し速度：１５
０mm／min ；スパウト１５の張出し量Δｒ：２mm；イン
ゴットＩの直径：１５２．４mm；溶湯攪拌領域形成部ｂ
における磁束密度：３００Ｇｓ（４極コイル、５０Ｈ
ｚ）；溶湯攪拌領域形成部ｂにおける溶湯ｍの平均冷却
速度：１０℃／ｓ；に設定された。

【００４７】各インゴットＩの例（２ａ）〜（１２ａ）
について、その外周域における凝集物の有無を検鏡し、
その凝集物が存在する場合にはその最長部の長さＬを測
定した。

【００４８】比較のため、各Ａｌ合金の例（２）〜（１
２）を用い、２極コイルを持つ前記攪拌連続鋳造装置に
より前記と同一条件でインゴットＩの例（２ｂ）〜（１
２ｂ）を鋳造した。これらの例（２ｂ）〜（１２）ｂは
Ａｌ合金の例（２）〜（１２）にそれぞれ対応する。

【００４９】各インゴットＩの例（２ｂ）〜（１２ｂ）
について、その外周域における凝集物の有無を検鏡し、
その凝集物が存在する場合にはその最長部の長さＬを測
定した。

【００５０】表４は検鏡および測定結果を示す。

【００５１】

【表４】

【００５２】表４から明らかなように、インゴットＩの
例（２ａ），（２ｂ）〜（７ａ），（７ｂ）において凝
集物が現出することから、Ａｌ合金の例（２）〜
（７）、したがって、図４の三角形の領域内に収まる組
成のＡｌ合金が本発明の対象となる。また表４から、４
極コイルを用いると、凝集物の最長部の長さＬをＬ＜６
００μｍに抑えることが可能であることが判る。

【００５３】図１６および１７ならびに図１８および１
９は、インゴットＩの例（６ａ）および（６ｂ）の金属
組織および凝集物の最長部の長さＬをそれぞれ示す。

【００５４】図２０は、チクソキャスティングによるＡ
ｌ合金部材において、Ｆｅ含有量およびＭｎ含有量の和
Ｆｅ＋Ｍｎとシャルピー衝撃値（ノッチあり）との関係
を示す。図中、点（２）〜（７）で示すＡｌ合金部材
は、表４のインゴットの例（２ａ）〜（７ａ）より得ら
れた鋳造材料を用いた場合に該当する。

【００５５】図２０より、Ｆｅ＋ＭｎがＦｅ＋Ｍｎ≧２
ｗｔ％になるとＡｌ合金部材のシャルピー衝撃値が低下
することが判る。したがって、本発明の対象となるＡｌ
合金の組成には図４の線Ｍｎ＝−Ｆｅ＋２上の組成は含
まれない。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、前記のような手段を採
用することによって、外周域におけるＦｅ系金属間化合
物の凝集を大いに抑制されると共に中心域における各種
金属間化合物等の偏析を回避された鋳造品質の良好なＡ
ｌ合金製インゴットを得ることが可能な、Ａｌ合金の攪
拌連続鋳造法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】攪拌連続鋳造装置の縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】成層鉄心とコイルの関係を示す平面図である。

【図４】各種Ａｌ合金をＦｅ含有量およびＭｎ含有量で
表したグラフである。

【図５】４極コイルによる磁束の形成を示す説明図であ
る。

【図６】２極コイルによる磁束の形成を示す説明図であ
る。

【図７】短柱体外周面からの距離と磁束密度との関係を
示すグラフである。

【図８】インゴット外周面からの距離とＦｅ含有量との
関係を示すグラフである。

【図９】インゴットの例（１）の金属組織を示す顕微鏡
写真である。

【図１０】インゴットの例（１）における凝集物の最長
部の長さＬを示す説明図である。

【図１１】インゴットの例（２）の金属組織を示す顕微
鏡写真である。

【図１２】インゴットの例（２）における凝集物の最長
部の長さＬを示す説明図である。

【図１３】インゴットの例（７）の金属組織を示す顕微
鏡写真である。

【図１４】インゴットの例（７）における凝集物の最長
部の長さＬを示す説明図である。

【図１５】Ａｌ合金部材における凝集物の最長部の長さ
Ｌとシャルピー衝撃値との関係を示すグラフである。

【図１６】インゴットの例（６ａ）の金属組織を示す顕
微鏡写真である。

【図１７】インゴットの例（６ａ）における凝集物の最
長部の長さＬを示す説明図である。

【図１８】インゴットの例（６ｂ）の金属組織を示す顕
微鏡写真である。

【図１９】インゴットの例（６ｂ）における凝集物の最
長部の長さＬを示す説明図である。

【図２０】Ａｌ合金部材におけるＦｅ含有量およびＭｎ
含有量の和Ｆｅ＋Ｍｎとシャルピー衝撃値との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１攪拌連続鋳造装置１３筒状水冷鋳型（筒状鋳型）１５スパウト２３電磁誘導式攪拌機Ａ溶湯攪拌領域ａスパウト内周面ｂ溶湯攪拌領域形成部ｃ中心域ｍ溶湯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大谷輝幸埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者井手籠隆埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者溝上清信埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ合金組成の溶湯（ｍ）をスパウト
（１５）内で電磁攪拌しつつ、そのスパウト（１５）直
下に配置された筒状鋳型（１３）に導入する攪拌連続鋳
造法において、前記Ａｌ合金組成の溶湯（ｍ）として、
Ｆｅ含有量が［３／４］ｗｔ％≦Ｆｅ＜［５／３］ｗｔ
％であり、またＭｎ含有量が［Ｆｅ／５］ｗｔ％≦Ｍｎ
＜［−Ｆｅ＋２］ｗｔ％であるものを用い、前記スパウ
ト内周面（ａ）上の溶湯攪拌領域形成部（ｂ）における
磁束密度Ｂ₁を１００Ｇｓ≦Ｂ₁＜５００Ｇｓに、また
溶湯攪拌領域（Ａ）の中心域（ｃ）における磁束密度Ｂ
₂をＢ₂≦２０Ｇｓにそれぞれ設定することを特徴とす
るＡｌ合金の攪拌連続鋳造法。
【請求項２】前記溶湯（ｍ）を電磁攪拌するための電
磁誘導式攪拌機（２３）は４極コイル以上の多極コイル
を備えている、請求項１記載のＡｌ合金の攪拌連続鋳造
法。