特許ウォッチ

公開番号2025121728
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024017382
出願日2024-02-07
発明の名称アルミニウム合金鋳塊の製造方法
出願人株式会社UACJ,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類C22B 21/06 20060101AFI20250813BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】アルミニウム合金鋳塊中のSiの含有量をより容易に低減することができるアルミニウム合金鋳塊の製造方法を提供する。
【解決手段】Si:1.0質量%以上11.0質量%以下及びP:0.1質量ppm以上180質量ppm以下を含むアルミニウム合金の溶湯を、非磁性体からなる容器2内において回転磁場を用いて攪拌しながらアルミニウム合金の固相率が0.2以上0.7以下となる温度まで冷却することにより、溶湯M内に初晶を含むアルミニウム合金の固体Sを晶出させる。その後、容器2の内容物を圧搾することにより、溶湯Mと固体Sとを分離してアルミニウム合金鋳塊を得る。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｓｉ：１．０質量％以上１１．０質量％以下及びＰ：０．１質量ｐｐｍ以上１８０質量ｐｐｍ以下を含むアルミニウム合金の溶湯を、非磁性体からなる容器内において回転磁場を用いて攪拌しながら前記アルミニウム合金の固相率が０．２以上０．７以下となる温度まで冷却することにより、前記溶湯内に初晶を含むアルミニウム合金の固体を晶出させ、
前記容器の内容物を圧搾することにより、前記溶湯と前記固体とを分離してアルミニウム合金鋳塊を得る、アルミニウム合金鋳塊の製造方法。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記溶湯におけるＳｉの含有量が３．０質量％以上１１．０質量％以下である、請求項１に記載のアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項３】
前記回転磁場の周波数が１Ｈｚ以上である、請求項１または２に記載のアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項４】
前記溶湯に、前記回転磁場の回転軸から最も離れた位置における磁束密度の最大値が３ｍＴ以上となるように前記回転磁場を印加する、請求項１または２に記載のアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項５】
前記溶湯は、さらに、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ及びＴｉからなる群より選択される１種または２種以上の添加元素を含んでおり、前記添加元素の含有量の合計が０．５質量％以上６．０質量％以下である、請求項１または２に記載のアルミニウム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、アルミニウム合金鋳塊の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金鋳塊は、その用途に応じた化学成分を有するアルミニウム合金溶湯を鋳造することにより得られる。アルミニウム合金鋳塊の鋳造原料としては、アルミニウム新地金やアルミニウム廃材等が使用されている。
【０００３】
近年では、アルミニウム合金鋳塊の製造時における環境負荷の低減やアルミニウム廃材の再利用の促進の観点から、鋳造原料におけるアルミニウム新地金の比率を低減するとともに、より多様なアルミニウム廃材を鋳造原料として使用することが望まれている。しかし、これまで鋳造原料として使用されていなかったアルミニウム廃材には、多量のＳｉ（シリコン）が含まれていることがある。このようなアルミニウム廃材を鋳造原料として使用する場合には、アルミニウム合金鋳塊におけるＳｉの含有量を所望の範囲内に調整することが難しい場合があった。
【０００４】
かかる問題に対し、亜共晶組成を有するＡｌ－Ｓｉ系合金において、α－Ａｌ相がＡｌとＳｉとの共晶相よりも高い温度で凝固する現象を利用し、溶湯に比べてＳｉの含有量の少ないアルミニウム合金鋳塊を作製する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、アルミニウム合金からなるアルミニウムスクラップ溶湯を攪拌しながらその合金の液相線温度以下であって固相線温度もしくは共晶線温度以上の温度に２０℃／ｍｉｎ．以下の冷却速度で冷却してその温度に保持することにより、該溶湯の全域に均一に初晶粒子を生成させ、その後加圧スタンプで該溶湯を１～１５ＭＰａの圧力で加圧することにより、該スタンプ上方に液相を分離した後該液相部とスタンプ下方の初晶圧縮部とを凝固させ、しかる後凝固した初晶圧縮部を回収することを特徴とするアルミニウムスクラップの精製方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平７－５４０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の精製方法によるアルミニウム合金鋳塊中のＳｉの含有量の低減には限界があり、アルミニウム合金鋳塊中のＳｉの含有量をより低減することができる技術が強く望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、アルミニウム合金鋳塊中のＳｉの含有量をより容易に低減することができるアルミニウム合金鋳塊の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、Ｓｉ（シリコン）：１．０質量％以上１１．０質量％以下及びＰ（リン）：０．１質量ｐｐｍ以上１８０質量ｐｐｍ以下を含むアルミニウム合金の溶湯を、非磁性体からなる容器内において回転磁場を用いて攪拌しながら前記アルミニウム合金の固相率が０．２以上０．７以下となる温度まで冷却することにより、前記溶湯内に初晶を含むアルミニウム合金の固体を晶出させ、
前記容器の内容物を圧搾することにより、前記溶湯と前記固体とを分離してアルミニウム合金鋳塊を得る、アルミニウム合金鋳塊の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
前記アルミニウム合金鋳塊（以下、適宜「鋳塊」という。）の製造方法においては、まず、前記特定の量のＳｉ及びＰを含む溶湯を容器内において回転磁場を用いて攪拌しながら前記特定の範囲内の温度まで冷却する。このように、Ｐを含むアルミニウム合金の溶湯を攪拌しながら冷却することにより、容器内に比較的Ｓｉ濃度の低い初晶を晶出させるとともに、溶湯中にＳｉ粒子を形成することができる。その後、容器の内容物を圧搾することにより、Ｓｉ粒子を含む溶湯と初晶を含むアルミニウム合金の固体とを分離し、Ｓｉの含有量の少ない鋳塊を容易に得ることができる。
【００１０】
以上のように、前記の態様によれば、アルミニウム合金鋳塊中のＳｉの含有量をより容易に低減することができるアルミニウム合金鋳塊の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許