「半溶融·半凝固加工」：過共晶Al-Si合金の初晶けい素微細化に及ぼす複合鋳込みと溶湯攪拌の影響

摘要

金属の半凝固加工プロセスでは，粒状の固相と液相とが混在した半凝固金属を製造し，これを直接加工して成形体を得る．その基幹技術となる半凝固金属製造法の原理は，固液共存状態の合金を攪拌することにより初晶デンドライトを破砕し粒状化することにある．したがって，固相粒子の粒径を制御するプロセス変数として，攪拌の剪断歪み速度と冷却速度とが重要である．前者は攪拌強度の指標であり，後者はデンドライトアームおよびその断片の粗大化速度に関係する．これらの知見をもたらした研究の多くは，デンドライト凝固様式を示すアルミニウム合金を対象としている．一方，過共晶Al-Si合金のように硬質のファセット状初晶粒子を晶出する合金系では，攪拌の破砕効果のみにより初晶を実用レベルまで微細化することは困難であり，急冷凝固により初晶の核生成数そのものを増加させる方策が必要であることが指摘されている．