(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉを主添加元素とする鋳造用アルミニウム合金において、亜共晶領域側組成の合金種を用いた鋳物を製造する際のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法であって、
前記鋳物表面に発生する初晶Ｓｉ欠陥の大きさを、出湯口からの距離と、同部位での溶湯凝固時間、および合金中のＳｉ含有量の３つのパラメータからなる関数で近似できる下記の予測式（１）を予め構築しておき、許容できる初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径を予測式（１）の初晶Ｓｉ欠陥粒径として、予測式（１）から前記鋳物に初晶Ｓｉ欠陥を発生させないアルミニウム合金中の臨界Ｓｉ含有量を算出し、この臨界Ｓｉ含有量に基づいて、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を調整することにより、初晶Ｓｉ欠陥の少ない健全な鋳物を得ることを特徴とするアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法。
初晶Ｓｉ欠陥粒径（ｍｍ）
＝０．００１２３８×鋳物該当部の出湯口からの距離（ｍｍ）
＋０．０００１３９×同部位での溶湯凝固時間（ｓｅｃ）
＋０．０８９４４１×合金中のＳｉ含有量（質量％）
−０．９５６７５１            …      （１）
【請求項２】
前記鋳物表面に発生する初晶Ｓｉ欠陥の分布割合を、鋳物に発生する粗大初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径の関数で近似できる下記の予測式（２）を予め構築しておき、この予測式（２）と請求項１により算出される初晶Ｓｉ欠陥粒径の最大粒径の予測値から、前記鋳物に初晶Ｓｉ欠陥を発生させないアルミニウム合金中の臨界Ｓｉ含有量を算出し、この臨界Ｓｉ含有量に基づいて、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を調整することにより、初晶Ｓｉ欠陥の少ない健全な鋳物を得る請求項１に記載のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法。
全ピッチ数に対する初晶Ｓｉ欠陥発生ピッチの割合（％）
＝１２００．１×（初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径（ｍｍ））2
−８４．８０３×初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径（ｍｍ）
＋１．１１８５            …      （２）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造用アルミニウム合金として良く使用される、Ｓｉを主添加元素とする合金種のうち、亜共晶組成の合金種を用いて鋳物を製造する際の初晶Ｓｉ欠陥発生の防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム合金は、適度な機械特性、良好な熱伝導特性、及び良好な鋳造性を合わせ持っている事から、タイヤ金型などの鋳物用材料としてよく利用されている。この中でも、Ｓｉを主添加元素とした合金種は、その機械特性、鋳造性の良好さから様々な分野で広く使用されている。
【０００３】
このＳｉ系アルミニウム合金には基本的に、亜共晶型、過共晶型の２つのタイプが存在している。「亜共晶型」とは、図１の平衡状態図に示すように、溶湯が凝固して行く際、最初にアルミニウムが固体として現われ、固−液共存領域温度範囲内ではＳｉの固体（３）を一切発生させず、共晶温度を下回った瞬間にＳｉの固体（３）を発生させる合金であり、「過共晶型」とは、溶湯が凝固して行く際、最初にＳｉが固体として現われ、固−液共存領域温度範囲内ではアルミニウムの固体を一切発生させず、共晶温度を下回った瞬間に、Ｓｉの固体（３）、（４）とアルミニウムの固体（５）を発生させる合金である。
【０００４】
それらの固化過程においては、図１に示すように、液相線と共晶線に挟まれた温度領域で、固−液共存領域が存在し、この固−液共存領域で、亜共晶組成では、最初にアルミニウムの固体（１）が晶出し、過共晶組成ではシリコンの固体（４）が晶出する。この固−液共存領域において初めて固体が現れる事を初晶という。この初晶晶出物は、温度が低下して行くにつれて成長・粗大化して行き、そして、共晶線に到達した瞬間、残りの液相が一気に固体化することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、タイヤ金型用合金としては、亜共晶組成のアルミニウム合金が用いられる。それは、過共晶組成のＳｉ系アルミニウム合金において最初に発生する初晶Ｓｉは、多角形粒状で粗大化し易く、それが金型表面に現われた場合には凹状の痕跡となるという外観上の不具合を発生し易いからである。
【０００６】
実際のアルミニウム合金には、諸特性の改良のため、Ｓｉ以外にＣｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎなどの元素が添加されている。その場合、これらの添加元素によって共晶組成は変化し、その平衡状態図は複雑なものとなる。今日では、製造の良好性からＳｉ含有量が４から８質量％のアルミニウム合金が最も広く用いられているが、Ｓｉ含有量が４から８質量％のアルミニウム合金を用いた場合であっても、タイヤ金型等の比較的大きな鋳物の鋳造では、初晶Ｓｉの粗大結晶粒による鋳物の肌荒れが問題となっている。
【０００７】
このような欠陥は、鋳物の凝固時間の長いものほど発生し易いということは分かっていたが、その発生原因及び発生機構は全く不明であり、効果的な対処方法も存在していなかった。このため、初晶Ｓｉ欠陥は大型タイヤ金型においては回避不可能な問題とされていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金鋳物を鋳造する際におこる初晶Ｓｉ発生機構を解明することにより、効果的に初晶Ｓｉ発生を回避できる粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法を提供することである。
【０００９】
即ち、本発明によれば、Ｓｉを主添加元素とする鋳造用アルミニウム合金において、亜共晶領域側組成の合金種を用いた鋳物を製造する際のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法であって、
前記鋳物表面に発生する初晶Ｓｉ欠陥の大きさを、出湯口からの距離と、同部位での溶湯凝固時間、および合金中のＳｉ含有量の３つのパラメータからなる関数で近似できる下記の予測式（１）を予め構築しておき、許容できる初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径を予測式（１）の初晶Ｓｉ欠陥粒径として、予測式（１）から前記鋳物に初晶Ｓｉ欠陥を発生させないアルミニウム合金中の臨界Ｓｉ含有量を算出し、この臨界Ｓｉ含有量に基づいて、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を調整することにより、初晶Ｓｉ欠陥の少ない健全な鋳物を得ることを特徴とするアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法、が提供される。
初晶Ｓｉ欠陥粒径（ｍｍ）
＝０．００１２３８×鋳物該当部の出湯口からの距離（ｍｍ）
＋０．０００１３９×同部位での溶湯凝固時間（ｓｅｃ）
＋０．０８９４４１×合金中のＳｉ含有量（質量％）
−０．９５６７５１            …      （１）
【００１０】
本発明においては、前記鋳物表面に発生する初晶Ｓｉ欠陥の分布割合を、鋳物に発生する粗大初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径の関数で近似できる下記の予測式（２）を予め構築しておき、この予測式（２）と上記予測式（１）により算出される初晶Ｓｉ欠陥粒径の最大粒径の予測値から、前記鋳物に初晶Ｓｉ欠陥を発生させないアルミニウム合金中の臨界Ｓｉ含有量を算出し、この臨界Ｓｉ含有量に基づいて、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を調整することにより、初晶Ｓｉ欠陥の少ない健全な鋳物を得ることが好ましい。
全ピッチ数に対する初晶Ｓｉ欠陥発生ピッチの割合（％）
＝１２００．１×（初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径（ｍｍ））2
−８４．８０３×初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径（ｍｍ）
＋１．１１８５            …      （２）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法は、Ｓｉを主添加元素とする鋳造用アルミニウム合金において、亜共晶組成のアルミニウム合金種を用いた鋳物を製造する際のものである。以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１４】
本発明のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法は、該当箇所の溶湯凝固時間、出湯口部からの距離、及び合金のＳｉ含有量の３つのパラメータから、鋳物に発生する初晶Ｓｉ欠陥の大きさを予測するというものである。
【００１５】
これを、本発明者らが今回初めて解明した亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金における初晶Ｓｉの発生機構に基づきながら説明していく。
先に述べたように、亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金は、他に添加元素がなければ、その固化過程において初晶Ｓｉ（４）は発生しないが、実際的に用いられている亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金には、Ｓｉ以外にＣｕ、Ｍｇ等の元素が添加されている。最近の研究によると、Ｍｇの添加の影響で、Ｓｉ系アルミニウム合金の亜共晶領域にも初晶Ｓｉ発生領域が存在することが報告されている。例として、０．５質量％、及び０．２質量％のＭｇを含むＳｉ系アルミニウム合金の平衡状態図を図３に示す。
【００１６】
図２に示されるように、Ｍｇ元素の添加により、亜共晶型にも、固−液共存領域において初晶Ｓｉ（４）の生成領域が発生している。同様のことがＣｕ元素を添加した場合についても確認され、第三添加元素の影響により亜共晶型の固化過程においても初晶Ｓｉ（４）が発生することが理論的にも確認されている。
【００１７】
簡単にいうと、初晶Ｓｉ欠陥発生は、図２に示されるような平衡状態図的な基本メカニズムと、鋳造における鋳込み開始から溶湯充填完了まで、及びそれ以降の凝固にわたる動的特性が組み合わさって決定付けられていると考えることができる。
【００１８】
鋳造における鋳込みにおいて、アルミニウム合金溶湯（１６）は、図３に示すように、鋳型（１４）の下側の出湯口（１５）から流し込まれ、次第に上側へと充填されていく。その中でアルミニウム合金溶湯（１６）は、鋳込み開始初期から、鋳型（１４）、鋳枠（１０）等より熱を奪われ、温度は低下していく。この温度は、溶湯充填初期よりも充填中期・後期になるに従って急激に低下していく。鋳型（１４）の部位でいうと、出湯口（１５）に近い部位では、溶湯温度は高く、鋳型（１４）の中・上側になるに従って急激に温度が低下することになる。
【００１９】
鋳込み初期は、予め溶湯（１６）は過熱気味にしてあり、溶湯全体が液相状態となっているが、中期・後期においては、上述の抜熱により、温度が低下し、溶湯（１６）表面が初晶Ｓｉ（４）発生温度領域まで低下してしまう。これが初晶Ｓｉ核を発生させる要因である。初晶Ｓｉ核は、アルミニウム溶湯（１６）より軽いため、溶湯（１６）表面に浮き、これが鋳型（１４）表面に貼り付き、溶湯（１６）が凝固して行く過程で成長し、粗大初晶Ｓｉ欠陥を発生するものと考えられる。
【００２０】
タイヤ金型の場合、初晶Ｓｉ欠陥がムラになって発生するという特徴がある。これは、タイヤ金型の場合には鋳型に溝やブレードといった突起形状が多く存在するので、溶湯表面に発生した初晶Ｓｉを含む半凝固相が鋳型に貼り付き易く、溝やブレードにより該半凝固層が引っ掛けられた時に、初晶Ｓｉが集合化し、ムラになって現れる。
【００２１】
さらに詳しく説明すると、図３の右側拡大図に示すように、溶湯（１６）の温度が凝固温度に近くなると、初晶Ｓｉ核が形成される。溶湯（１６）表面には、この初晶Ｓｉ核とともに酸化膜等の被膜が張り、Ａ群の様に横に広がって存在している。そのため、鋳型（１４）表面にブレード等の突起物が存在していると、溶湯（１６）上昇にともなって該被膜が突起物に引っ掛かり、Ｂ群の様にその形状に沿う形で該被膜と初晶Ｓｉ核がまとまって鋳型（１４）表面に貼りついていく。こうして固着化したＳｉ初晶核が溶湯凝固までに成長・粗大化することで初晶Ｓｉ欠陥群落、いわゆるムラができることになるのである。
【００２２】
以上により、初晶Ｓｉ欠陥の発生機構における初晶Ｓｉ欠陥の発生を決定付けるパラメータは、▲１▼  該当部の溶湯凝固時間、▲２▼  該当部の出湯口からの距離、▲３▼  溶湯のＳｉ含有量、であるという結論に至った。
【００２３】
そして、本発明者らは、この結論を基に実験を重ね、発生する初晶Ｓｉ欠陥の粒径が、以下の式で精度よく予測できる事をつきとめた。
【００２４】
【数１】
0003801427.tif 000002
【００２５】
本予測式の重相関係数は、０．９２５、決定係数は、０．８５６である。式１により、実験的にこの３つのパラメータにより８５％以上の確率で初晶Ｓｉ発生を予測できた。これは、実用上充分な精度といえ、アルミニウム合金鋳物鋳造に際して、どの程度の粒径の初晶Ｓｉ欠陥が発生するかを予測出来る方法を確立できたといえる。なお、式１において、右辺がマイナスの数値となる場合も有り得るが、この場合は零とみなす事で対処できるものである。
【００２６】
上記パラメータのうち、鋳物該当部の溶湯凝固時間については、これまで現物を鋳造して観測しなければ分からない部分であったが、近年、コンピュータを使用する境界要素法もしくは有限要素法を用いた、溶湯の凝固・冷却解析によって、実用上充分な精度で予測値を算出することができるようになり、本式は、より有効に用いることができると考えている。
【００２７】
また、本発明のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法は、鋳物に発生する初晶Ｓｉ欠陥の分布割合を、該当欠陥の最大粒度から予測するものである。
【００２８】
請求項１の発明は、発生する初晶Ｓｉの粒径を予測する方法についてのものであるが、実際の鋳物製造では、粒径だけではなく、どのような分布範囲で欠陥が発生するかということも大きなポイントとなる。特に、タイヤ成形においては、その外観品質の要求が高いため、この初晶Ｓｉ欠陥の発生範囲を予測することは重要である。
【００２９】
具体的には、タイヤ成形用金型の様なリング状鋳物を考えた場合、鋳物製品面表面を５０〜１００程度のピッチを単位にして、円周方向に区分けして初晶Ｓｉ欠陥が発生しているピッチの割合が、該当鋳物に発生している初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径の二次関数であらわされる、というものである。以下に、該２次関数を示す。
【００３０】
【数２】
0003801427.tif 000003
【００３１】
なお、式２の相関係数は、０．９４３、決定係数は、０．８９０である。
【００３２】
そして、本発明は、上記したアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法を用いて、該当鋳物に初晶Ｓｉ欠陥を発生させない臨界Ｓｉ含有量を算出し、これに基づいて鋳造用アルミニウム合金中のＳｉ含有量を調整するというものである。
【００３３】
本発明は、請求項１と請求項２の発明を組み合わせて使用することにより、該当鋳物に発生するであろう初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径と、発生割合を事前に予測し、それが、許容限界（閾値）を超えた場合、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を意図的に調整して、許容限界内に留められるように制御するものである。
【００３４】
先にも説明した通り、亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金においては、図１に示されるように、Ｓｉ含有量が高い程、溶湯の凝固温度範囲が狭く、初晶Ｓｉが発生しうる領域が狭くなることから、初晶Ｓｉ（４）発生を抑制するためには好適であるようにみえる。しかしながら、式１の初晶Ｓｉ発生予測式が示すように、Ｓｉ含有量が高くなると初晶Ｓｉ（４）が発生しやすくなるという事実もある。
【００３５】
初晶Ｓｉ（４）発生を減らすには、アルミニウム合金中のＳｉ含有量を少なくした方がよいが、過度に低くしすぎると、鋳造性が悪くなり、引け巣や強度低下等の欠陥を招く事にもつながる。
以上のことを比較考慮して、アルミニウム合金中のＳｉ含有量は、亜共晶組成の範囲内で、且つ初晶Ｓｉ（４）が発生しない範囲で、できるだけ高く設定すべきである。本発明を用いれば、初晶Ｓｉ（４）発生を抑制し、且つ鋳造性に優れるアルミニウム合金中の極大Ｓｉ含有量を算出する事ができるようになる。
【００３６】
具体的な鋳造用アルミニウム合金中のＳｉ含有量の調整プロセスとしては、
(1)  該当鋳物に許容される初晶Ｓｉ欠陥の分布割合を数値化する。
(2) 請求項２に係る発明から、その場合の初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径を算出する。
(3) (1)、(2)で求めた結果と請求項１に係る発明から、アルミニウム合金中の許容Ｓｉ含有量を計算する。
（この場合、式中の「該当部」とは、製品部内で溶湯凝固時間が遅くなる部位のことである。）
(4)  合金母材のＳｉ含有量を調べ、(3)で求めた値にする為の純Ａｌ添加量を計算し、合金に添加する（必要な第三元素以降の添加元素についても、希釈分を随時追加する。）。
(5)  そして、鋳造する。
と言うものである。
【００３７】
また、本発明においては、鋳型表面に溶湯が接触する際の酸化膜をフィルターで除去し、初晶Ｓｉ欠陥の素となる初晶Ｓｉ核を、鋳型に接触させないことが好ましい。
【００３８】
本発明方法により、亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金の鋳物を製造する際の初晶Ｓｉの発生はかなり抑制することができる。しかしながら、絶対的に初晶Ｓｉの発生を防ぐことは不可能であり、万が一、初晶Ｓｉが発生した場合に、それを除去する方法を準備しておくことが、より健全性の高い鋳物を製造するために好ましい。
【００３９】
初晶Ｓｉ欠陥は、図３に示されるように、鋳造時に溶湯（１６）表面に発生した初晶Ｓｉ（４）の結晶核が鋳型（１４）に貼り付き、溶湯凝固過程でこれが成長することによって起こる。よって、この結晶核を鋳型（１４）に貼り付かないようにすれば、初晶Ｓｉ欠陥は発生しない。大気中鋳造を行う場合、溶湯（１６）表面において非金属性の酸化膜が生成し、溶湯（１６）表面は該被膜で覆われている。この膜は、極めて弱い結合力で一体化された極めて薄いフィルム状のものである。発生した初晶Ｓｉ核は、この膜の直下に存在し、鋳型（１４）へ付着するか否かは、主としてこの酸化膜に支配されている。
【００４０】
従って、鋳造時に、鋳型（１４）直近部をセラミックやステンレス製のメッシュなどのフィルター（１８）でガードし、酸化膜と初晶Ｓｉ核を鋳型に付着しないようにし、初晶Ｓｉ欠陥の発生を防止することが好ましい。酸化膜除去に用いるフィルターは、メッシュのみに限らず、板状、棒状のものであってもよい。
【００４１】
フィルター（１８）の形状は、溶湯（１６）の粘性、溶湯（１６）の充填速度、酸化膜の結合強度特性等が関係するため一概にはいえないが、線径０．６ｍｍ以下程度のもので、メッシュの目の大きさが４ｍｍ×４ｍｍ以下程度のものを、鋳型（１４）から１０ｍｍ以下程度の距離にセットしておくと、酸化膜と初晶Ｓｉを良好に除去することができる。また、フィルター（１８）として、板材、棒材を格子状に設置する場合も同様の方法でセットすればよい。この酸化膜は、メッシュ等への付着性が高い為、一度付着したら鋳型（１４）の方へ移行する可能性は極めて低いと考えられる。
【００４２】
この方法は、鋳造の事前に、鋳型内部にメッシュ等をセットし、アルミニウム合金溶湯充填後に除去するものであり、より多くの労力を必要とする。しかし、このことによりアルミニウム合金中のＳｉ含有量を、安心して高く取る事が可能となり、本発明を補完し、更に健全性の高いアルミニウム合金の鋳物を製造することを可能とするものである。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１：請求項１及び請求項２の発明の予測式構築の基データ）
表１及び図４に示される実施例１のＮｏ．１〜１５のデータは、全てタイヤ金型（内径φ６００〜１１００ｍｍ、幅１５０〜３００ｍｍ、鋳込み重量３００〜１０００ｋｇ）の鋳造により実測したものである。鋳型材は、ノリタケカンパニーリミテド製Ｇ−６非発泡石膏を、合金材は、日本軽金属製ＡＣ４Ｃ材（Ｓｉ６〜７％、Ｃｕ０．８％、Ｍｇ０．４％）をベースに純ＡｌでＳｉ分を随時希釈したものを使用した。合金材は、７２０℃にて溶解され、高純度Ａｒガスバブリングにて脱ガスした溶湯を用いて、鋳込み開始温度６７０℃狙い、鋳込み時間３〜３０分で鋳造した。
【００４４】
【表１】
0003801427.tif 000004
【００４５】
（実施例２）
内径φ１０６０ｍｍ、幅２６０ｍｍ、鋳込み重量８５０ｋｇのタイヤ金型を、ＡＣ４Ｃ合金をベースにし、最大初晶Ｓｉ欠陥粒径を０．１ｍｍに、同欠陥の分布割合も４．６％以下におさえることを目標として、鋳造する為の合金中Ｓｉ含有量条件を、請求項１の発明を用いて、次の様に算出した。また、鋳造に先立ち、鋳物製品部の最終凝固部の溶湯凝固時間と、出湯口からの距離をコンピュータ凝固解析（コマツソフト製ＪＳ−ＣＡＳＴ）を用いて算出し、次の様な値を得た。
・  製品部での溶湯最終凝固時間  ；  1268秒
・  同部位の出湯口からの距離    ；  308mm
この数値と、先の最大初晶Ｓｉ粒径を請求項１に係る発明の予測式に代入し、合金材の適正Ｓｉ含有量を計算したところ、５．５８質量％である事が判った。
【００４６】
合金母材の初期Ｓｉ含有量は７．０５質量％であった為、ＡＣ４Ｃ母材６７０ｋｇ、純アルミニウム材１８０ｋｇ、金属Ｃｕ１．４ｋｇ、金属Ｍｇ０．８ｋｇと合金を調合し直し、鋳造に使用した。この様にして得られた鋳物から確認された初晶Ｓｉ欠陥の最大粒径は、０．０８ｍｍで、その分布割合も６０ピッチ中２ピッチ(３．３％）となり、予測結果と極めて近いものとなった。
【００４７】
（比較例１）
実施例２で、鋳造に使用する合金材をＡＣ４Ｃ母材（Ｓｉ含有量７．０５質量％）のまま鋳造したところ、鋳物には、最大粒径０．２１ｍｍ、分布割合３０％（６０ピッチ中１８ピッチ）の初晶Ｓｉ欠陥が発生した。本鋳物は外観上の不良判定となった。
【００４８】
（参考例１）
比較例１と同じ材料で、図５に示すように、鋳造時、鋳型から１０ｍｍの位置に、線径０．５ｍｍ、格子間寸法４×４ｍｍのステンレス製金網を設置し、注湯を行った。製品部への鋳込み完了と同時に、金網を速やかに除去し、溶湯を凝固させ、鋳物を作成した。その結果鋳物に確認された初晶Ｓｉ欠陥は、最大粒径０．１ｍｍ、分布割合３．３％（６０ピッチ中２ピッチ）となり、合金中Ｓｉ含有量を調整した、実施例２と、ほぼ同等の改善効果が得られた。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアルミニウム合金鋳物の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法によれば、初晶Ｓｉ欠陥を極めて抑制でき、亜共晶型Ｓｉ系アルミニウム合金の鋳物の外観品質の向上が図られるという優れた効果を奏する。これは、特に、タイヤ金型のような溶湯凝固時間が長い大型の鋳造品において極めて高い効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Ａｌ−Ｓｉ２元合金の、固液平衡を示す状態図及び各温度における結晶組織状態を示す模式図である。
【図２】  （ａ）０．５重量％、（ｂ）０．２重量％、のＭｇを含むＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ３元合金の固液平衡を示す状態図である。
【図３】  初晶Ｓｉ欠陥の発生メカニズムを示す説明図である。
【図４】  本発明の粗大初晶Ｓｉ欠陥防止方法による、（ａ）初晶Ｓｉ欠陥の粒径の予測値と実測値の関係を示すグラフ及び（ｂ）初晶Ｓｉ欠陥分布割合と最大粒径の関係を示すグラフである。
【図５】  アルミニウム合金鋳物の製造方法におけるフィルターの設置態様の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…初晶α、２…融液、３…共晶Ｓｉ、４…初晶Ｓｉ、５…α（アルミニウム固体相）、６…Ｌ（液相）、１０…鋳枠、１１…断熱材、１２…ブレード、１３…バックアップ材、１４…鋳型、１５…出湯口、１６…溶湯、１７…初晶Ｓｉ核、１８…金網、１９…定盤。
【図１】
0003801427.tif 000005
【図２】
0003801427.tif 000006
【図３】
0003801427.tif 000007
【図４】
0003801427.tif 000008
【図５】
0003801427.tif 000009