(57)【要約】【課題】簡易的な方法で、生産性良く、均一かつ微細な凝固組織が得られるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法を提供すること。【解決手段】アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法は、溶融したアルミニウム基の亜共晶合金である溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬し、超音波振動ホーンによって溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加する。溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を開始する温度ＴＳは、アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度ＴＬであり、かつ、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を終了する温度ＴＥは、液相線温度ＴＬ−５℃である。溶融アルミニウム合金における温度ＴＳから温度ＴＥまでの冷却速度は、０．１〜１．０℃／秒である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法であって、
溶融したアルミニウム基の亜共晶合金である溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬し、該超音波振動ホーンによって前記溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、
前記溶融アルミニウム合金に対して、前記超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を開始する温度ＴＳは、前記アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度ＴＬであり、かつ、前記超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を終了する温度ＴＥは、前記液相線温度ＴＬ−５℃であり、
前記溶融アルミニウム合金における前記温度ＴＳから前記温度ＴＥまでの冷却速度は、０．１〜１．０℃／秒であることを特徴とするアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金製品は、鋳造されたアルミニウム合金鋳塊を用いて、そのアルミニウム合金鋳塊を圧延、押出等することによって製造されている。アルミニウム合金鋳塊を鋳造する場合には、鋳造時におけるアルミニウム合金鋳塊の割れを抑制し、アルミニウム合金鋳塊及びその後の加工製品の機械的特性を高めるため、アルミニウム合金鋳塊の凝固組織が均一かつ微細であることが望ましい。
【０００３】
そのため、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する際に、溶融アルミニウム合金に対して、例えば、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ系合金等の微細化剤を添加することにより、凝固組織の微細化を図る手法が一般に採用されている。ところが、このような手法を採用した場合、微細化剤自体がアルミニウム合金鋳塊における不純物として欠陥の原因になることもあり、鋳造されたアルミニウム合金鋳塊の品質が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する際、溶融アルミニウム合金中に超音波振動ホーンを浸漬し、図１に示すように、アルミニウム合金の液相線温度を挟んだ温度域において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、凝固組織の微細化を図る手法（以下、従来の手法という）がある。なお、図１の実線Ａは、溶融アルミニウム合金の冷却曲線である。図１の縦軸は溶融アルミニウム合金の温度（℃）、横軸は時間（ｓ）である（後述する図２〜図４も同様）。
【０００５】
また、特許文献１では、坩堝内の溶融アルミニウム合金中に超音波振動ホーンを浸漬し、図２に示すように、アルミニウム合金の液相線温度から固相線温度までの温度域において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、鋳塊の凝固組織を微細化する手法が提案されている。なお、図２の実線Ｂは、溶融アルミニウム合金の冷却曲線である。
【０００６】
また、特許文献２では、溶湯保留部から鋳型までの間に溶湯の流動案内通路が設けられ、その流動案内通路が超音波振動ホーンにより構成され、超音波振動ホーンが溶融アルミニウム合金を冷却する機構である鋳造装置を用い、アルミニウム合金の液相線温度を挟んだ温度域において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、鋳塊の凝固組織を微細化する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−６６９１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２７２８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、一般に、坩堝内にて溶融アルミニウム合金を凝固させた場合、まず結晶核が生成され、その凝固過程において、生成された結晶核が坩堝内下部に沈降する。沈降した結晶核が坩堝内下部に堆積することにより、坩堝内下部の結晶粒の数が増加する。この状態で凝固が開始されることから、凝固完了後の坩堝内下部の凝固組織が微細化する。また、結晶核が成長する際には、凝固界面で合金溶質が排出されるため、凝固界面の液相部の溶質濃度は濃化する。
【０００９】
そのため、坩堝内で溶融アルミニウム合金を凝固させた場合、結晶核が沈殿した坩堝内下部では溶質濃度が低く、凝固過程が遅い坩堝内上部では溶質濃度が高くなる。これにより、坩堝内下部の凝固組織が微細化されるが、坩堝内上部の凝固組織が十分に微細化されず、均一かつ微細なアルミニウム合金鋳塊が得られない。このような問題は、溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加する上記従来の手法、上記特許文献１、２の手法でも同様に起きる。
【００１０】
また、上記特許文献１の手法では、液相線温度より高い温度から固相線温度付近まで溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加する必要がある。そのため、超音波振動を印加する時間が長くなり、生産性の低下を招く。また、固相線温度付近まで超音波振動ホーンを溶融アルミニウム合金中に浸漬するため、超音波振動ホーンの引き抜き（取り出し）が困難となる。
【００１１】
また、上記特許文献２の手法では、流動案内通路を超音波振動ホーンにより構成する必要がある。そのため、通常の工業レベルの鋳造方法に使用される流動案内通路に代え、超音波振動ホーンにより構成された流動案内通路を導入するには、既存の装置を大幅に改造する必要があり、導入費用が高くなる。
【００１２】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、簡易的な方法で、生産性良く、均一かつ微細な凝固組織が得られるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一の態様は、アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法であって、溶融したアルミニウム基の亜共晶合金である溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬し、超音波振動ホーンによって溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を開始する温度ＴＳは、アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度ＴＬであり、かつ、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を終了する温度ＴＥは、液相線温度ＴＬ−５℃であり、溶融アルミニウム合金における温度ＴＳから温度ＴＥまでの冷却速度は、０．１〜１．０℃／秒である。
【００１４】
上記アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法によれば、溶融アルミニウム合金（溶融したアルミニウム基の亜共晶合金）に超音波振動ホーンを浸漬し、超音波振動を印加する。このとき、超音波振動の印加する際の溶融アルミニウム合金の温度域及び冷却速度を上記特定の範囲とする。これにより、簡易的な方法で、生産性良く、均一かつ微細な凝固組織からなるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊を製造（鋳造）することができる。
【００１５】
すなわち、本発明者らは、まず、超音波振動の印加時間と凝固組織の微細化の関係について検討した。具体的には、例えば坩堝内の溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬した状態で、図３に示すように、溶融アルミニウム合金の凝固時に、アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度以下の過冷却過程において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を１秒間印加した。
【００１６】
本検討の結果、超音波振動の印加と同時に溶融アルミニウム合金の温度が液相線温度よりも高い温度に上昇した後、凝固することが確認された（図３の点線Ｃ２）が、やはり坩堝内下部の凝固組織のみが微細化し、均一かつ微細な凝固組織からなるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊が得られなかった。また、溶融アルミニウム合金の凝固時の過冷却過程終了後に、さらに超音波振動を印加しても、凝固組織が微細化しないことが確認された。なお、図３の実線Ｃ１は、通常の溶融アルミニウム合金の冷却曲線であり、点線Ｃ２は、超音波振動を１秒間印加した場合の溶融アルミニウム合金の冷却曲線である。
【００１７】
また、溶融アルミニウム合金の凝固時の過冷却過程において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を１０秒間印加したが、１秒間印加した場合と同様に、坩堝内下部の凝固組織のみが微細化し、均一かつ微細な凝固組織からなるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊が得られなかった。これにより、坩堝内の凝固組織の不均一性は、超音波振動の印加時間によらないことがわかった。
【００１８】
次に、本発明者らは、超音波振動印加後の溶融アルミニウム合金の温度及び溶質成分と凝固組織の微細化の関係について検討した。すなわち、従来、坩堝内の溶融アルミニウム合金の凝固において、坩堝内上下部の濃度差は、結晶核生成とその沈降によるものであり、通常の凝固において結晶核が生成する際に凝固界面の液相部の濃度が濃化することは知られていた。ところが、超音波振動を印加した場合の坩堝内の濃度差については検討されていなかった。そこで、本発明者らは、坩堝内の凝固組織の濃化について検討した。
【００１９】
本検討の結果、溶融アルミニウム合金の凝固時の過冷却過程において超音波振動を印加することにより、超音波振動を印加しない場合と比較して、結晶核の数が増加するため、凝固界面で排出される合金溶質の総質量が増加することがわかった。また、これによって、残部液相の溶質濃度が高くなり、凝固完了後の坩堝内上部の凝固組織の溶質濃度が高くなることがわかった。なお、アルミニウム基の亜共晶合金の溶質濃度が高くなれば液相線温度が低下することは従来知られており、液相線温度が低下するということは、それ以上結晶核が生成しない状態になるため、超音波振動印加による結晶核の増加作用が低下してしまう。
【００２０】
このようなことから、溶融アルミニウム合金の凝固過程において、坩堝内上部の未凝固部が濃化される状況においては、坩堝内上部の残部液相の液相線温度が低下し、超音波振動の印加による凝固組織の微細化に有効な温度も低下するため、この温度低下に合わせた超音波振動印加が必要であることがわかった。
【００２１】
次に、本発明者らは、溶融アルミニウム合金の凝固時の過冷却過程において超音波振動の印加を開始し、超音波振動の印加により低下した坩堝内上部の残部液相の液相線温度よりも低い温度まで超音波振動を印加して、凝固組織が均一かつ微細となる条件について検討した。
【００２２】
本検討の結果、図４に示すように、溶融アルミニウム合金の溶質成分及び溶質濃度によらず、超音波振動の印加による溶融アルミニウム合金の温度の上昇の範囲は、液相線温度＋５℃の範囲であり（図４の点線Ｄ２）、坩堝内上部の残部液相の液相線温度の低下の範囲は、液相線温度−５℃以下の範囲であることがわかった。また、超音波振動の印加によって発生する音響流により、成長中の結晶核及び残部液相が撹拌されるため、凝固完了後の坩堝内上部の凝固組織の溶質濃度が高くならず、凝固組織が均一かつ微細となることがわかった。なお、図４の実線Ｄ１は、通常の溶融アルミニウム合金の冷却曲線であり、点線Ｄ２は、超音波振動を所定の温度域（温度ＴＳ〜温度ＴＥ）で印加した場合の溶融アルミニウム合金の冷却曲線である。
【００２３】
このようなことから、図４に示すように、溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬した状態で、溶融アルミニウム合金の凝固時の過冷却過程において、溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加し、その超音波振動の印加を液相線温度ＴＬから液相線温度ＴＬ−５℃まで継続し、さらに超音波振動を印加する間の溶融アルミニウム合金の冷却速度を上記特定の範囲（０．１〜１．０℃／秒）とすることにより、溶融アルミニウム合金の溶質成分及び溶質濃度によらず、均一かつ微細な凝固組織からなるアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊が得られることがわかった。
【００２４】
溶融アルミニウム合金に対する超音波振動の印加は、液相線温度ＴＬから液相線温度ＴＬ−５℃までであるため、上記特許文献１（図２）と比較して超音波振動の印加時間を短くすることができ、アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の生産性を高めることができる。また、溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬し、その超音波振動ホーンを用いて超音波振動を印加するため、上記特許文献２と比較して簡易的な方法で、アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来法における、溶融アルミニウム合金の冷却曲線を示したグラフである。
【図２】特許文献１の手法における、溶融アルミニウム合金の冷却曲線を示したグラフである。
【図３】通常の溶融アルミニウム合金の冷却曲線と超音波振動を１秒間印加した場合の溶融アルミニウム合金の冷却曲線とを示したグラフである。
【図４】通常の溶融アルミニウム合金の冷却曲線と超音波振動を所定の温度域（温度ＴＳ〜温度ＴＥ）で印加した場合の溶融アルミニウム合金の冷却曲線とを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００２７】
上記アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法では、溶融したアルミニウム基の亜共晶合金である溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬し、超音波振動ホーンによって溶融アルミニウム合金に超音波振動を印加する。超音波振動ホーンとしては、従来公知の超音波振動ホーンを用いることができる。
【００２８】
また、溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を開始する温度ＴＳは、アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度ＴＬである。温度ＴＳが液相線温度ＴＬよりも低い場合には、結晶核が生成するタイミングで超音波振動を印加することができないため、凝固組織の微細化が不十分となる。一方、温度ＴＳが液相線温度ＴＬよりも高い場合には、凝固組織の微細化の程度が変化しないため、必要以上に超音波振動の印加時間が長くなり、超音波振動子が発熱して温度が上昇し、超音波振動ホーンの故障の原因となる可能性がある。
【００２９】
また、溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を終了する温度ＴＥは、アルミニウム基の亜共晶合金の液相線温度ＴＬ−５℃である。温度ＴＥが液相線温度ＴＬ−５℃よりも低い場合には、溶融アルミニウム合金の凝固が進み、その固相率が高くなるため、超音波振動の印加終了後、超音波振動ホーンを溶融アルミニウム合金から引き抜くことが困難となる可能性がある。一方、温度ＴＥが液相線温度ＴＬ−５℃よりも高い場合には、超音波振動の印加によって低下した、例えば坩堝内上部の残部液相の液相線温度まで、超音波振動を印加することが困難となり、凝固組織の微細化が不十分となる。
【００３０】
また、溶融アルミニウム合金における温度ＴＳから温度ＴＥまでの冷却速度は、０．１〜１．０℃／秒である。冷却速度が０．１℃／秒よりも遅い場合には、超音波振動を印加する時間が長くなるため、超音波振動子が発熱して温度が上昇し、超音波振動ホーンの故障の原因となる可能性がある。一方、冷却速度が１．０℃／秒よりも速い場合には、例えば坩堝内の溶融アルミニウム合金の温度勾配が大きくなり、溶融アルミニウム合金の一部の温度が液相線温度近傍から外れるため、超音波振動を印加しても、凝固組織の一部について微細化が不十分となる。
【００３１】
また、溶融アルミニウム合金に超音波振動ホーンを浸漬する。超音波振動ホーンの浸漬深さは、５〜３０ｍｍであることが望ましい。ここで、超音波振動ホーンの浸漬深さとは、溶融アルミニウム合金の表面から超音波振動ホーンの先端までの距離をいう。上記浸漬深さが５ｍｍよりも浅い場合には、溶融アルミニウム合金の表面に生成されている酸化膜が音響流によって溶融アルミニウム合金中に巻き込まれ、アルミニウム合金鋳塊の品質が低下するおそれがある。一方、上記浸漬深さが３０ｍｍよりも深い場合には、超音波振動ホーンを良好に振動させるために発信機の出力が大きくなり、これによって発信機の負荷が大きくなるおそれがある。
【００３２】
また、上記アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊の製造方法は、各種のアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊を製造（鋳造）する場合に適用することができる。すなわち、アルミニウム基の亜共晶合金の組成にかかわらず、適用することができる。
【００３３】
また、溶融アルミニウム合金を凝固させる際に用いる容器としては、例えば、坩堝を用いることができるが、これに限定されるものではなく、各種の容器を用いることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の実施例を比較例と対比しながら説明し、本発明の効果を実証する。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【００３５】
まず、製造条件（溶融したアルミニウム基の亜共晶合金の冷却速度等）を変えて、複数のアルミニウム基の亜共晶合金鋳塊（実施例１〜４、比較例１、２）を製造した。以下、溶融したアルミニウム基の亜共晶合金を「溶融アルミニウム合金」、アルミニウム基の亜共晶合金鋳塊を「アルミニウム合金鋳塊」という。
【００３６】
＜アルミニウム合金鋳塊の製造＞
Ａｌ−２．５ｍａｓｓ％Ｃｕの組成を有するアルミニウム合金原料を、内径６０ｍｍ、高さ１００ｍｍの黒鉛製の坩堝に入れ、電気抵抗炉内で溶解した。なお、Ａｌ−２．５ｍａｓｓ％Ｃｕの液相線温度ＴＬは、６５５℃である。
【００３７】
そして、７００℃以上の温度で保持した溶融アルミニウム合金が入った坩堝を電気抵抗炉から取り出した。その後、坩堝を断熱性容器内に入れ、坩堝内の溶融アルミニウム合金を凝固させた。なお、断熱性容器には、給気口及び排気口が設けてある。エアーコンプレッサーから給気口を介して断熱性容器内に送られる空気の流量により、坩堝内の溶融アルミニウム合金の冷却速度を調整できる。溶融アルミニウム合金の冷却速度は、表１に示すとおりである。
【００３８】
ここで、実施例１〜４及び比較例２については、超音波振動発信機に接続され、かつ、余熱した超音波振動ホーンの先端を、坩堝内の溶融アルミニウム合金に浸漬させた。超音波振動ホーンの浸漬深さ（溶融アルミニウム合金の表面から超音波振動ホーンの先端までの深さ）は、実施例１、２及び比較例２が１０ｍｍ、実施例３が４ｍｍ、実施例４が３１ｍｍである。
【００３９】
そして、溶融アルミニウム合金の温度が温度ＴＳ（＝液相線温度ＴＬ）に達した時に、溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動の印加を開始し、溶融アルミニウム合金の温度が温度ＴＥ（＝液相線温度ＴＬ−５℃）に達した時に、超音波振動の印加を終了した。その後、超音波振動ホーンを溶融アルミニウム合金から引き抜いた。
【００４０】
また、比較例１については、余熱した超音波振動ホーンの先端部を、坩堝内の溶融アルミニウム合金に浸漬させた。超音波振動ホーンの浸漬深さは、１０ｍｍである。そして、溶融アルミニウム合金に対して、超音波振動ホーンによる超音波振動を印加せず、溶融アルミニウム合金の温度が温度ＴＥ（＝液相線温度ＴＬ−５℃）に達した時に、超音波振動ホーンを溶融アルミニウム合金から引き抜いた。
【００４１】
なお、溶融アルミニウム合金の温度は、坩堝の水平方向断面中心、かつ、坩堝底面から３０ｍｍの位置に、熱電対の先端を設置して測定した。また、超音波振動ホーンは、窒化珪素製で円柱状を呈しており、その直径が４６ｍｍである。超音波振動ホーン及び超音波振動子の共振周波数は２０．０ｋＨｚであり、超音波振動ホーンの振幅は２０μｍ（ｐ−ｐ）である。（ｐ−ｐ）とは、超音波振動ホーンの先端の振動の最大値と最小値との差を示している。
【００４２】
次に、製造したアルミニウム合金鋳塊（実施例１〜４、比較例１、２）について、結晶粒径ｄＴＯＰ、結晶粒径ｄＢＯＴを測定して凝固組織の均一微細化を評価し、その他の問題の有無を確認し、最終的に総合評価を行った。
【００４３】
＜結晶粒径ｄＴＯＰ、結晶粒径ｄＢＯＴ＞
結晶粒径ｄＴＯＰは、アルミニウム合金鋳塊の水平方向断面中心、かつ、底面から４０ｍｍの位置の平均結晶粒径である。結晶粒径ｄＢＯＴは、アルミニウム合金鋳塊の水平方向断面中心、かつ、底面から１０ｍｍの位置の平均結晶粒径である。平均結晶粒径は、アルミニウム合金鋳塊の垂直方向（軸方向）断面を研磨し、バーカー処理した凝固組織を光学顕微鏡によって偏光観察し、全観察視野面積を結晶粒の数で除し、その平均面積を結晶粒の円相当径として算出した値である。なお、観察視野は６ｍｍ×８ｍｍとした。
【００４４】
＜凝固組織の均一微細化＞
凝固組織の均一微細化は、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴを総合的に評価したものである。結晶粒径ｄＴＯＰが２００μｍ未満であり、かつ、結晶粒径ｄＢＯＴが２００μｍ未満である場合には、凝固組織の均一微細化の評価を「○」とした。一方、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴの少なくとも一方が２００μｍ以上である場合には、凝固組織の均一微細化の評価を「×」とした。
【００４５】
＜その他問題点＞
その他問題点は、凝固組織の均一微細化の評価以外の例えば製造上の問題点等のことである。
【００４６】
＜総合評価＞
総合評価は、凝固組織の均一微細化及びその他問題点を総合的に評価したものである。凝固組織の均一微細化の評価が「○」であり、かつ、その他問題点が無い場合には、総合評価を「○」とした。また、凝固組織の均一微細化の評価が「○」であり、かつ、その他問題点が有る場合には、総合評価を「△」とした。また、凝固組織の均一微細化の評価が「×」である場合には、その他問題点の有無にかかわらず、総合評価を「×」とした。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
実施例１、２は、溶融アルミニウム合金の凝固時の冷却速度が０．１〜１．０℃／秒の範囲内である。そのため、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴが共に２００μｍ未満となり、凝固組織の均一微細化の評価が「○」であった。また、その他の問題点も無かった。よって、総合評価が「○」となった。
【００４９】
実施例３は、溶融アルミニウム合金の凝固時の冷却速度が０．１〜１．０℃／秒の範囲内である。そのため、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴが共に２００μｍ未満となり、凝固組織の均一微細化の評価が「○」であった。ただし、超音波振動ホーンの浸漬深さが５ｍｍよりも浅いため、溶融アルミニウム合金の表面に生成されている酸化膜が音響流によって溶融アルミニウム合金中に巻き込まれ、実施例１、２と比較してアルミニウム合金鋳塊の品質が少し低下した。よって、総合評価が「△」となった。
【００５０】
実施例４は、溶融アルミニウム合金の凝固時の冷却速度が０．１〜１．０℃／秒の範囲内である。そのため、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴが共に２００μｍ未満となり、凝固組織の均一微細化の評価が「○」であった。ただし、超音波振動ホーンの浸漬深さが３０ｍｍよりも深いため、超音波振動ホーンを振動させるには、実施例１、２と比較して発信機の出力が大きくなり、発信機の負荷が大きくなった。よって、総合評価が「△」となった。
【００５１】
比較例１は、溶融アルミニウム合金に対して超音波振動ホーンによる超音波振動を印加していない。そのため、凝固組織が微細化せず、結晶粒径ｄＴＯＰ及び結晶粒径ｄＢＯＴが共に２００μｍ以上となり、凝固組織の均一微細化の評価が「×」となった。よって、総合評価も「×」となった。
【００５２】
比較例２は、溶融アルミニウム合金の凝固時の冷却速度が１．０℃／秒よりも速い。
そのため、坩堝内の溶融アルミニウム合金内の温度勾配が大きくなり、坩堝上部の溶融アルミニウム合金の温度が液相線温度近傍から外れたことで、超音波振動を印加しても凝固組織が微細化せず、結晶粒径ｄＴＯＰが２００μｍ以上となり、凝固組織の均一微細化の評価が「×」となった。よって、総合評価も「×」となった。
【符号の説明】
【００５３】
Ｄ１…通常の溶融アルミニウム合金の冷却曲線
Ｄ２…超音波振動を印加した場合の溶融アルミニウム合金の冷却曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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