(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造に利用する溶湯の清浄度を冷却曲線から得られるデータから判定する清浄度判定方法において、初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度間の凝固速度から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定し、共晶温度到達時から固相状態になるまでの共晶反応時間から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定し、及び、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度間の共晶完了後冷却速度から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定することで、溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法。
【請求項２】
鋳造に利用する溶湯の清浄度を冷却曲線から得られるデータから判定する清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、貯留開始直後からの経過時間を測定する時間測定手段と、
前記温度測定手段からの温度データ及び前記時間測定手段からの経過時間データから冷却曲線を作図し表示する手段と、
凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データに係る、溶湯の清浄度の判定基準となる清浄度判定基準データベースを記憶する手段と、
前記冷却曲線上から、初晶温度から共晶温度までの温度範囲内で設定した２つの温度及び該温度到達時間と、共晶温度到達時間及び共晶反応完了時間と、並びに、共晶完了時の温度から温度降下中の温度までの温度範囲内で設定した２つの温度及び該温度到達時間と、の読み取りデータを読取り記憶する読取り手段と、
前記初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間における設定した任意の２つの温度間の温度差と時間差とから凝固速度を算出する手段、共晶温度到達時間及び共晶反応完了時間から共晶反応時間を算出する手段、及び、共晶反応完了時以降における設定した任意の２つの温度間の温度差と時間差とから共晶完了後冷却速度を算出する手段と、
算出した前記凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データを前記清浄度判定基準データベースと比較して溶湯の清浄度の判定をする判定手段と、を含むことを特徴とする冷却曲線から溶湯の清浄度判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯の冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金の溶湯中に、アルミニウム合金に含有されているアルミニウムやマグネシウムなどが大気中の酸素と接触し生成された酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの酸化物、あるいはアルミニウムのリサイクルによってスクラップとなった製品原材料に含まれる不純物などの介在物が浮遊又は懸濁している。
【０００３】
介在物が浮遊又は懸濁しているアルミニウム合金の溶湯を鋳造に使用すると、介在物が鋳造されたアルミニウム合金製品の切削加工時に孔あきやむしれ等の欠陥を切削面に誘発したり、又は破壊靭性等の材料の機械的強度の低下をもたらす。
【０００４】
そこで、アルミニウム鋳造においては、金型又は鋳型に溶湯を注入する前段階で、ろ過フィルター、フラックス処理又は沈静処理等による介在物除去が行われているが、そのために溶湯を注湯する前段階においてアルミニウム合金の溶湯の介在物の個数を計測し清浄度を判定して金型などに溶湯を注湯してもよいかを判定することが必要である。
【０００５】
そのため、アルミニウム合金の溶湯中の介在物の個数を計測し清浄度を判定する手段として、加圧濾過法又はＫモールド法が知られている。
【０００６】
加圧濾過法は、フィルターを設置した坩堝にアルミニウム合金の溶湯を注入し加圧させて、溶湯をフィルターで濾過させ、濾過した溶湯の経時変化量を把握して、これを閾値と比較してアルミニウム溶湯の清浄度を判定するとともに、濾過後のフィルターとその上に残存し凝固したアルミニウム合金を切断して研磨し、光学顕微鏡によって介在物の個数を計測し該介在物の個数により鋳造可否の判定をする方法である。
【０００７】
Ｋモールド法は、特許文献１に示すように、アルミニウム合金の溶湯から少量の溶湯試料を採取して、板状の鋳型に鋳込み、板状の試験片とし、該試験片を５分割に切断した破面を測定者が肉眼で観察して、酸化物などの介在物の個数を計測する方法である。該介在物の個数により清浄度を判定し、該清浄度に基づいて鋳造可否の判定をする方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公昭５２−１７４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、加圧濾過法では、様々な設備や分析の熟練者を必要とし、準備、溶解、凝固、切断、そして顕微鏡による分析などに少なくとも２時間かかるとともに、人による観察のため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるという課題があった。
【００１０】
また、Ｋモールド法においても、分析の熟練者を必要とし、しかも試験片の切断した破面を観察して破面に顕れた介在物を判断して計測するため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるととともに少なくとも３０分かかるという課題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯が鋳造品の品質に悪影響を与えるか否かを極めて短時間で自動的に判定できる方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明において、「初晶温度」とは溶湯なる液相中にいずれかの合金の固相が初めて晶出する温度を意味し、「共晶温度」とは例えば２種類の合金からなる金属又は非金属の溶湯の場合において液相から２種類の固相が同時に晶出する温度を意味し、「凝固速度」とは初晶温度から共晶温度までの間における任意の温度から任意の温度に到達するまでの温度低下速度を意味し、「共晶反応時間」とは例えば２種類の合金からなる金属又は非金属の溶湯の場合において液相から２種類の固相が同時に晶出する共晶温度に到達した時間から２種類の固相が晶出完了する時間までの時間を意味し、「共晶完了後冷却速度」とは例えば２種類の合金からなる金属又は非金属の溶湯の場合において液相から２種類の固相が晶出完了する共晶反応が完了後、すなわち固相の状態になった直後から、温度降下中の範囲で任意の温度から任意の温度に到達するまでの温度低下速度を意味する。
【００１３】
本発明において、「鋳造に利用する溶湯」とは、鋳造工程で利用する非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯を意味する。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法は、鋳造に利用する溶湯の清浄度を冷却曲線から得られるデータから判定する清浄度判定方法において、初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度間の凝固速度から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定し、共晶温度到達時から固相状態になるまでの共晶反応時間から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定し、及び、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度間の共晶完了後冷却速度から、その時点における結晶の核とならない不要物質を判定することで、溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の冷却曲線から溶湯の清浄度判定装置は、鋳造に利用する溶湯の清浄度を冷却曲線から得られるデータから判定する清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、貯留開始直後からの経過時間を測定する時間測定手段と、前記温度測定手段からの温度データ及び前記時間測定手段からの経過時間データから冷却曲線を作図し表示する手段と、凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データに係る、溶湯の清浄度の判定基準となる清浄度判定基準データベースを記憶する手段と、前記冷却曲線上から、初晶温度から共晶温度までの温度範囲内で設定した２つの温度及び該温度到達時間と、共晶温度到達時間及び共晶反応完了時間と、並びに、共晶完了時の温度から温度降下中の温度までの温度範囲内で設定した２つの温度及び該温度到達時間と、の読み取りデータを読取り記憶する読取り手段と、前記初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間における設定した任意の２つの温度間の温度差と時間差とから凝固速度を算出する手段、共晶温度到達時間及び共晶反応完了時間から共晶反応時間を算出する手段、及び、共晶反応完了時以降における設定した任意の２つの温度間の温度差と時間差とから共晶完了後冷却速度を算出する手段と、算出した前記凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データを前記清浄度判定基準データベースと比較して溶湯の清浄度の判定をする判定手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法の発明は、凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度から該溶湯の清浄度を自動的に判定するので、熟練者でなくとも容易に溶湯の清浄度を判定することができるという効果を奏する。
【００１７】
溶湯から採取して板状の鋳型に鋳込んだ板状の試験片中の介在物数を人が計測しないので、人による計測値のバラツキがなく、実態との誤差も生じないという効果を奏する。
【００１８】
また、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から、凝固速度から自動判定する場合は遅くとも約２分までの間、共晶反応時間から自動判定する場合は遅くとも約４分までの間、共晶完了後冷却速度から自動判定する場合は遅くとも約６分までの間で判定結果がでるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、従来は溶解炉から溶湯を採取して溶解炉現場や鋳造現場から離れた場所で測定のための光学顕微鏡などの大型設備を備えて介在物数測定などの検査をしているが、本発明によって測定のためだけの移動が不要となり測定用設備が小型化できるので鋳造現場で鋳造直前の溶湯を採取して容易に測定ができるという効果を奏する。
【００２０】
請求項２に記載の冷却曲線から溶湯の清浄度判定装置の発明は、請求項１に記載の発明と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯の冷却曲線である。
【図２】材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の凝固速度とＫ値との相関図である。
【図３】材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の共晶反応時間とＫ値との相関図である。
【図４】材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の共晶完了後冷却時間とＫ値との相関図である。
【図５】本発明である溶湯の清浄度判定装置の説明図である。
【図６】本発明である溶湯の清浄度判定方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明である冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法について、図１により説明する。前記冷却曲線１から溶湯の清浄度判定方法は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の冷却曲線１上において、初晶温度２ａ、２ｂ到達時から共晶温度３ａ、３ｂ到達時までの間で設定した任意の２つの温度間である設定した温度範囲１０ａ、１０ｂの凝固速度、共晶温度３ａ、３ｂ到達時から固相状態になるまでの共晶反応時間１１ａ、１１ｂ、及び、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度４ａ、５ａ（又は４ｂ、５ｂ）間である設定した温度範囲１２ａ（又は１２ｂ）の共晶完了後冷却速度から該溶湯の清浄度の判定をする方法である。
【００２３】
まず、鋳造に利用する溶湯の凝固速度、共晶反応時間又は共晶完了後冷却速度と、従来のＫモールド法による介在物の個数や清浄度との相関を求めて、清浄度判定基準データベースを作成する方法を説明する。
【００２４】
最初に鋳造に利用する溶湯に酸化物などの介在物を添加して介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を造る。
【００２５】
そして、介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で鋳造に利用する溶湯の冷却曲線１を作成する温度や時間を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００２６】
次に、最初に造った介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を沈静処理やフラックス処理などで精錬を行い、該溶湯に浮遊又は懸濁する介在物を減少させて、よりきれいな第２回目の溶湯を造る。
【００２７】
そして第２回目の溶湯に対して最初の溶湯に対して行った同じ作業を行う。つまり、第２回目の溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で第２回目の溶湯の冷却曲線１を作成する温度や時間を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００２８】
上記の作業を、溶湯中に介在物がなくなるまで、すなわち従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値が０になるまで溶湯の精錬を繰り返して実施する。
【００２９】
測定した冷却曲線Ａと該冷却曲線Ａの溶湯を汲み取った後の溶湯を精錬して測定した冷却曲線Ｂを描いた図１において、まず、凝固速度からの清浄度の判定方法を説明する。冷却曲線Ａから初晶温度２ａから共晶温度３ａまでの間における温度低下速度を算出し、冷却曲線Ｂから初晶温度２ｂから共晶温度３ｂまでの間における温度低下速度を算出する。
【００３０】
溶湯がきれいなときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が少なくなるため凝固速度が速くなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が多くなるため凝固速度が遅くなると考えられる。
【００３１】
そこで、各段階における同一試料を使って、各段階における凝固速度とそれぞれの段階におけるＫ値との相関をとれば凝固速度をＫ値に置き換えができ、従来のＫモールド法によるＫ値による清浄度の判定を導くことができる。
【００３２】
図１において、冷却曲線Ａと冷却曲線Ｂの凝固速度に差が生じているが、これは冷却曲線Ａの凝固速度は溶湯に介在物（不要物質）が多く浮遊しているため凝固速度が遅くなり、冷却曲線Ｂの凝固速度は溶湯に介在物（不要物質）が減少して凝固速度が速くなったためである。
【００３３】
以上より、凝固速度がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定基準データベースを作成することができる。
【００３４】
次に、共晶反応時間からの清浄度の判定方法を説明する。冷却曲線Ａから共晶反応時間１１ａを算出し、冷却曲線Ｂから共晶反応時間１１ｂを算出する。
【００３５】
溶湯がきれいなときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が少なくなるため共晶反応時間が短くなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が多くなるため共晶反応時間が長くなると考えられる。
【００３６】
そこで、各段階における同一試料を使って、各段階における共晶反応時間とそれぞれの段階におけるＫ値との相関をとれば共晶反応時間をＫ値に置き換えができ、従来のＫモールド法によるＫ値による清浄度の判定を導くことができる。
【００３７】
図１において、冷却曲線Ａと冷却曲線Ｂの共晶反応時間に差が生じているが、これは冷却曲線Ａの共晶反応時間１１ａは溶湯に介在物（不要物質）が多く浮遊しているため共晶反応時間が長くなり、冷却曲線Ｂの共晶反応時間１１ｂは溶湯に介在物（不要物質）が減少して共晶反応時間が短くなったためである。
【００３８】
以上より、共晶反応時間がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定基準データベースを作成することができる。
【００３９】
次に、共晶完了後冷却速度からの清浄度の判定方法を説明する。冷却曲線Ａから固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲における温度低下速度を算出し、冷却曲線Ｂから固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲における温度低下速度を算出する。
【００４０】
溶湯がきれいなときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が少なくなるため共晶完了後冷却速度が速くなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物のような結晶の核とならない不要物質が多くなるため共晶完了後冷却速度が遅くなると考えられる。
【００４１】
そこで、各段階における同一試料を使って、各段階における共晶完了後冷却速度とそれぞれの段階におけるＫ値との相関をとれば共晶完了後冷却速度をＫ値に置き換えができ、従来のＫモールド法によるＫ値による清浄度の判定を導くことができる。
【００４２】
図１において、冷却曲線Ａと冷却曲線Ｂの共晶完了後冷却速度に差が生じているが、これは冷却曲線Ａの共晶完了後冷却速度は溶湯に介在物（不要物質）が多く浮遊しているため共晶完了後冷却速度が遅くなり、冷却曲線Ｂの共晶完了後冷却速度は溶湯に介在物（不要物質）が減少して共晶完了後冷却速度が速くなったためである。
【００４３】
以上より、共晶完了後冷却速度がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定基準データベースを作成することができる。
【００４４】
以上より、初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度間の温度範囲１０ａ、１０ｂにおける凝固速度、共晶温度到達時から固相状態になるまでの共晶反応時間１１ａ、１１ｂ、又は、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度間の温度範囲１２ａ、１２ｂにおける共晶完了後冷却速度がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定基準データベースを作成できる。したがって、凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度から清浄度判定基準データベースを作成することができる。
【００４５】
なお、清浄度判定基準データベースは溶湯の材質によって異なるので、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金などの非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の材質ごとに該清浄度判定基準データベースを作成することにより、材質によって異なる清浄度判定基準データベースに基づいてそれぞれの異なる材質の溶湯の清浄度判定を行うことができる。
【００４６】
次に、本発明による鋳造に利用する溶湯中の温度を測定し冷却曲線から溶湯の清浄度判定方法に使用する装置を図５において説明する。
【００４７】
図５に示すように、鋳造に利用する溶湯２１の清浄度判定装置２０は、注湯された鋳造に利用する溶湯２１を貯留する砂型シェル２２と、該砂型シェル２２内で鋳造に利用する溶湯２１の温度を測定する温度センサー２３と、該温度センサー２３からの温度を伝え計測値に変換する温度調整器２４と、清浄度判定器２７とから構成される。
【００４８】
前記清浄度判定器２７は、貯留開始直後からの経過時間を測定する時計２５と、時間の経過とともに測定した温度をプロットして冷却曲線を作成し、凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データに係る、溶湯２１の清浄度の判定基準となる清浄度判定基準データベースを記憶し、前記冷却曲線１上から、初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度及び該温度到達時間と、共晶温度到達時間及び共晶反応完了時間と、共晶反応が完了時である固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度及び該温度到達時間との読取りデータを読取り記憶し、前記初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度間の温度差とそれぞれの到達時間差とから凝固速度の算出、共晶温度到達時間と共晶反応完了時間とから共晶反応時間の算出、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度間の温度差とそれぞれの到達時間差とから共晶完了後冷却速度の算出の３つの判定対象データの算出をし、算出した凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度の判定対象データを前記清浄度判定基準データベースと比較して清浄度判定をするＣＰＵと、前記冷却曲線１、読取りデータ、判定対象データ及び清浄度判定結果のうちから選択した表示項目を表示する表示盤２６と、を含む構成要素から構成される。
【００４９】
次に、本発明の冷却曲線１から溶湯の清浄度判定方法の実施方法を図６に示すフロー図によって説明する。
【００５０】
ｉ段階は事前準備段階で、鋳造工程に供給する溶湯と同一の材質の溶湯を使用して、溶湯内の介在物数を精錬により変えて複数の冷却曲線を作成する。
【００５１】
次に、冷却曲線から判定対象データである凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度を算出するために、初晶温度、初晶温度到達時間、共晶温度、共晶温度到達時間、共晶反応完了時間、共晶反応完了後で固相状態になった直後の温度、並びに固相状態になった直後から降温停止するまでの間で任意に設定した温度及びその時間を読み取る。これらの読取りデータの項目は記憶され、生産中の溶湯の清浄度判定のときにも使用される。
【００５２】
そして前記各読取りデータから算出した判定対象データである凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度と、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値との相関を把握して、鋳造製造工程に供給する溶湯の凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度を対象に溶湯の清浄度が判定できる清浄度判定基準データベースを作成する。
【００５３】
例えば、凝固速度が０．４５℃／秒以下であるときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定し、凝固速度が０．４５℃／秒を超えるときは清浄度が「ＯＫ」と判定する清浄度判定基準データベースを作成する。
【００５４】
該清浄度判定基準データベースを清浄度判定器２７に記憶させておく。
【００５５】
ii段階は段取り段階で、清浄度判定基準データベースを作成するのに使用した溶湯２１と同一材質の溶湯２１で、鋳造工程前の溶湯２１を採取し砂型シェル２２に注湯する。
【００５６】
iii段階は凝固段階で、砂型シェル２２内に設置された温度センサー２３から温度が温度調整器２４に伝えられ、清浄度判定器２７によって冷却曲線１が把握され、表示盤２６に表示される。
【００５７】
iv段階は分析段階で、例えば、判定対象データとして凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度を設定した場合は、該冷却曲線１から、初晶温度到達時から共晶温度到達時までの間で設定した任意の２つの温度及びその温度到達時間を読取り記憶して表示盤２６に表示し、前記温度差及び時間差から凝固速度を算出して記憶して表示盤２６に表示し、共晶温度到達時間と共晶反応完了時間を記憶して表示盤２６に表示し、前記時間差から共晶反応時間を算出して記憶して表示盤２６に表示し、及び、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度及びその温度到達時間を読取り記憶して表示盤２６に表示し、前記温度差及び時間差から共晶完了後冷却速度を算出して記憶して表示盤２６に表示する。
【００５８】
ｖ段階は判定段階で、凝固速度、共晶反応時間及び共晶完了後冷却速度のうちから選択した判定対象データを清浄度判定基準データベースと照合させて判定結果が表示盤２６に表示される。この清浄度判定は溶湯注湯開始から遅くとも約６分間でなされる。
【００５９】
前記清浄度判定結果が「ＯＫ」であればそのまま鋳造工程に注湯され、前記清浄度判定結果が「溶湯処理必要」であれば溶湯の清浄度をきれいにするためのフラックス処理などの精錬作業を実施する。
【００６０】
次に、実施例を挙げて本発明の実施例を説明するが、清浄度判定基準データベースは溶湯の種類によって異なるので、本発明は実施例により限定されるものでない。
【実施例１】
【００６１】
材質としてＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯の冷却曲線を測定し、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、凝固速度とＫ値との相関を把握した。
【００６２】
図２に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに凝固速度とＫ値との関係をプロットした。
【００６３】
ここで、従来から利用されている表１に示すＫ値による清浄度判定基準（「アルミニウム溶湯品質判定鋳型  Ｋモールド法試験法  使用説明書  日本軽金属株式会社」に記載の品質判定表）を当てはめた。
【００６４】
【表１】
0005427973.tif 000002
【００６５】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図２に当てはめると、凝固速度が０．４５℃／秒未満ではＫ値が０．１を超過しており介在物が浮遊又は懸濁していることがわかる。
【００６６】
よって、図２と表１に基づき、凝固速度が０．４５℃／秒未満のときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定され、凝固速度が０．４５℃／秒以上であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定する清浄度判定基準データベースを作成した。
【００６７】
凝固速度に関する清浄度判定基準データベースを作成した後は、前記清浄度判定基準データベース作成に使用した材質と同じ材質の溶湯の冷却曲線から凝固速度を算出して判定基準の０．４５℃／秒と照合して判定する。
【実施例２】
【００６８】
実施例１と同じように、材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯の冷却曲線を測定し、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、共晶反応時間とＫ値との相関を把握し、図３に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに共晶反応時間とＫ値との関係をプロットした。
【００６９】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図３に当てはめると、共晶反応時間が７０秒以上ではＫ値が０．１を超過しており介在物が浮遊又は懸濁していることがわかる。
【００７０】
よって、図３と表１に基づき、共晶反応時間が７０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、共晶反応時間が７０秒超であると清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定基準データベースを作成した。
【００７１】
共晶反応時間に関する清浄度判定基準データベースを作成した後は、前記清浄度判定基準データベース作成に使用した材質と同じ材質の溶湯の冷却曲線から共晶反応時間を算出して判定基準の７０秒と照合して判定する。
【実施例３】
【００７２】
実施例１と同じように、材質ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の溶湯の冷却曲線を測定し、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、共晶完了後冷却速度とＫ値との相関を把握し、図４に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに共晶完了後冷却速度とＫ値との関係をプロットした。
【００７３】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図４に当てはめると、共晶完了後冷却速度が０．５０℃／秒未満ではＫ値が０．１を超過しており介在物が浮遊又は懸濁していることがわかる。
【００７４】
よって、図４と表１に基づき、共晶完了後冷却速度が０．５０℃／秒以上であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、共晶完了後冷却速度が０．５０℃／秒未満であると清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定基準データベースを作成した。
【００７５】
共晶完了後冷却速度に関する清浄度判定基準データベースを作成した後は、前記清浄度判定基準データベース作成に使用した材質と同じ材質の溶湯の冷却曲線から共晶完了後冷却速度を算出して判定基準の０．５０℃／秒と照合して判定する。
【００７６】
以上のように、本発明による冷却曲線に基づく清浄度判定基準データベースは、従来のＫモールド法による清浄度判定と相関させて作成できることがわかる。
【符号の説明】
【００７７】
１    冷却曲線
２ａ  初晶温度
２ｂ  初晶温度
３ａ  共晶温度
３ｂ  共晶温度
１０ａ  温度範囲
１０ｂ  温度範囲
１１ａ  共晶反応時間
１１ｂ  共晶反応時間
１２ａ  温度範囲
１２ｂ  温度範囲
２０  清浄度判定装置
２１  溶湯
２２  砂型シェル
２３  温度センサー
２４  温度調整器
２５  時計
２６  表示盤
２７  清浄度判定器
【要約】      （修正有）【課題】非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯が鋳造品の品質に悪影響を与えるか否かの判定を誤差の生じやすい人による計測に依存せず極めて短時間で自動的に判定できる方法及び装置を提供する。【解決手段】溶湯の冷却曲線１上において、初晶温度２ａ、２ｂ到達時から共晶温度３ａ、３ｂ到達時までの間で設定した任意の２つの温度間である設定した温度範囲１０ａ、１０ｂの凝固速度、共晶温度３ａ、３ｂ到達時から固相状態になるまでの共晶反応時間１１ａ、１１ｂ、及び、固相状態になった直後の温度から温度降下中の範囲で設定した任意の２つの温度４ａ、５ａ（又は４ｂ、５ｂ）間である設定した温度範囲１２ａ（又は１２ｂ）の共晶完了後冷却速度のうちの少なくとも１つ以上の速度や時間から該溶湯の清浄度の判定をする。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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