JPS6343452B2 - - Google Patents
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- JPS6343452B2 JPS6343452B2 JP12888879A JP12888879A JPS6343452B2 JP S6343452 B2 JPS6343452 B2 JP S6343452B2 JP 12888879 A JP12888879 A JP 12888879A JP 12888879 A JP12888879 A JP 12888879A JP S6343452 B2 JPS6343452 B2 JP S6343452B2
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Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
本発明は、溶融金属中に添加するときに用いる
金属改質剤の製造方法に関するものである。 D.R.P.Nr.304185によりNaまたはCaの硼酸塩
の還元によつて鋼にＢを直接合金させる方法が知
られている。またMetal Progress，34（1937）に
より硼砂被覆の下で鋳鉄を溶解して白銑様の硬い
鋳鉄を得たことが報告されている。また鉄と鋼、
41（1955），P.11により2tエルー炉で、カーバイド
スラグ中へB2O3を添加した後AlまたはFe―Tiを
添加すれば適量のＢを鋼中に合金させ得ることが
知られている。このようにスラグ中に添加された
硼化物を還元して含Ｂ鋼を製造する方法について
は多くの報告があるが、Ｂの歩留が不確実であ
り、工業的には未だ利用されておらず、工業的に
はＢはほとんどの場合フエロボロンとして取鍋に
添加されている。 ところで、ＢのFeに対する固溶度は僅少であ
るから少量の添加でも化合物Fe2Bを析出して結
晶核をつくり、これが鋳造、圧延状態で組織を微
細化する一因であることが知られている。また他
の研究結果によれば、微量のＢは鋼のパーライト
及びベイナイト生成速度を小とし、従つてそれら
の硬化性を著しく改善するが高温における均質化
熱処理はこの効果を微小とすることが知られてい
る。（Am.Soc.Metals，Prep.No.10，〔1945〕
39：Steel，118〔1946〕，98.） また鋼の機械的性質におよぼすＢの影響につい
ては種々の報告があるが、Ｃ鋼、Ni鋼について
は一般にＢの添加に従い硬さおよび引張り強さが
著しく大となり、靭性の減少もまた急激であり加
工性は一般に不良であることが知られており、例
えばIron＆Steel，16〔1944〕，443によれば、SAE
―1035鋼（Ｃ：0.35％）について試験した結果は
第１表の如くである。
金属改質剤の製造方法に関するものである。 D.R.P.Nr.304185によりNaまたはCaの硼酸塩
の還元によつて鋼にＢを直接合金させる方法が知
られている。またMetal Progress，34（1937）に
より硼砂被覆の下で鋳鉄を溶解して白銑様の硬い
鋳鉄を得たことが報告されている。また鉄と鋼、
41（1955），P.11により2tエルー炉で、カーバイド
スラグ中へB2O3を添加した後AlまたはFe―Tiを
添加すれば適量のＢを鋼中に合金させ得ることが
知られている。このようにスラグ中に添加された
硼化物を還元して含Ｂ鋼を製造する方法について
は多くの報告があるが、Ｂの歩留が不確実であ
り、工業的には未だ利用されておらず、工業的に
はＢはほとんどの場合フエロボロンとして取鍋に
添加されている。 ところで、ＢのFeに対する固溶度は僅少であ
るから少量の添加でも化合物Fe2Bを析出して結
晶核をつくり、これが鋳造、圧延状態で組織を微
細化する一因であることが知られている。また他
の研究結果によれば、微量のＢは鋼のパーライト
及びベイナイト生成速度を小とし、従つてそれら
の硬化性を著しく改善するが高温における均質化
熱処理はこの効果を微小とすることが知られてい
る。（Am.Soc.Metals，Prep.No.10，〔1945〕
39：Steel，118〔1946〕，98.） また鋼の機械的性質におよぼすＢの影響につい
ては種々の報告があるが、Ｃ鋼、Ni鋼について
は一般にＢの添加に従い硬さおよび引張り強さが
著しく大となり、靭性の減少もまた急激であり加
工性は一般に不良であることが知られており、例
えばIron＆Steel，16〔1944〕，443によれば、SAE
―1035鋼（Ｃ：0.35％）について試験した結果は
第１表の如くである。
【表】
すなわち、Ｂの添加により降伏点、引張り強さ
は上昇するが、伸びと絞りは低下する傾向にあ
る。 また硼素の添加によつて鋳鉄にチルの深度と硬
さを増加させることが知られている。また硼素の
添加によつてアルミニウム合金の粒子を改善する
研究発表があり、このほかにも電導体に用いられ
るアルミニウムや銅にときどき抵抗の高い鉄合金
類が不純物として混入していることがあるが、数
百分の１％の硼素を添加含有させることによつて
この不純物の害を中和させることができることが
発表されている。 本発明の目的は、上述のＢ添加による金属の改
質の際に用いられる改質剤の有利な製造法を提案
するところにある。 かかる目的は次のような方法の採用、すなわ
ち、正硼酸、メタ硼酸、ピロ硼酸、無水硼酸、硼
砂のなかから選ばれる何れか少なくとも１種と金
属マグネシウムとをモル比で1/3〜２の比率範囲
内で混和した混合物を空気雰囲気、空気遮断雰囲
気、不活性ガス雰囲気のなかから選ばれる何れか
１種の中で加熱焼結させることにより、主として
Mg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物にＢ，Mgの不飽和
酸化物を含有してなり、かつ不可避的不純物とし
てMg2B2O5、Mg3（BO3）2およびMgOを含有して
なるものを得ることを特徴とする金属改質剤の製
造方法、 の採用によつて実現される。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者は、通常の鋳造によれば、大量のパー
ライト相と小量のフエライト相とよりなる凝固組
織となるべき成分組成の鋼浴を本発明製造方法に
よつて製造された金属改質剤によつて処理する
と、鋳造組織中のパーライト相は減少してフエラ
イト相が増大し、かつ引張り強さは減少し、伸び
と絞りは非常に増大することを新規に知見して本
発明に想到したのである。 一方、前記従来方法により鋼浴をＢで処理する
と前述の如く引張り強さは上昇するが伸びと絞り
は低下することが知られている。 したがつて本発明製造方法によつて製造された
改質剤による改質作用は従来方法による改質作用
とは質的に全く異るものであることは本発明者が
新規に知見した現象である。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は、正硼酸（H3BO3）、メタ硼酸（HBO2）、ピロ
硼酸（H2B4O7）、無水硼酸（B2O3）、硼砂
（Na2B4O7）の中から選ばれる何れか少なくとも
１種と金属マグネシウムとを所定のモル比の範囲
内で混和した混和物を加熱して、Ｂ酸化物の一部
をMgによつて還元し、主としてＢ，Mgの不飽
和酸化物を含有するMg―Ｂ―Ｏ系化合物からな
る改質剤である。なお、金属を改質する作用効果
を有するMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物の他には、
その効果がない結晶質のMg2B2O5，Mg3（BO3）2，
MgOを下可避的不純物として含有する。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
中には、前記公知の含Ｂアロイと異なり、第１図
のＸ線回析図より判る如く金属態Ｂは存在せず、
また明瞭な結晶質のMg2B2O5，Mg3（BO3）2，
MgOやその他の不純物がそれぞれ小量存在する
ことが認められ、さらに偏光顕微鏡観察によれ
ば、非晶質すなわちガラス状のMg―Ｂ―Ｏ系化
合物の存在が認められる。 ところで本発明製造方法によつて製造された金
属改質剤を鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニ
ウム合金の何れかの溶湯に添加することによつて
上記諸金属あるいは合金の組織およびまたは機械
的性質を後述の如く改善することができることを
知見したのであるが、本発明製造方法によつて製
造された改質剤が前記諸金属、合金を改質するこ
とのできる機構を探求するため、本発明製造方法
によつて製造された改質剤中に不可避的に存在す
る諸化合物のうちMg2B2O5、Mg3（BO3）2、MgO
のそれぞれの高純度品を個別に、あるいはそれら
の中から選ばれる何れか２種もしくは３種を組合
せた混和物を金属溶湯中にそれぞれ添加して被処
理金属が改質されるか否かを調べたが、被処理金
属材料の組織およびまたは機械的性質に変化はな
く、したがつてこれら不可避的化合物は改質能を
有しないことを知つた。よつて本発明製造方法に
よつて製造された改質剤中に存在することが確認
され、未だ単独には分離あるいは合成することの
できないMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物が前記改質
作用を有するものと考察される。しかしながら、
このMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物が改質作用を発
揮する原理については未だ正確には不明である
が、本発明製造方法によつて製造された中に含有
されるMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物は熱的に不安
定な、例えばMg2B2O(5-x)、あるいはMg3
〔BO(3-y)〕2（但し、ｘ＜５、ｙ＜３の正数）を含
有しており、金属溶湯中に添加されると直ちに溶
湯と反応して改質作用を発揮することができるの
ではないかと本発明者は考察する。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は溶湯に対して公知の金属マグネシウムよりは緩
慢で安定した反応性を示すと共に、金属態Ｂが溶
湯に対する反応と質的に異なる反応後の特性を顕
現し、例えば鉄、鋼に対してはセメンタイトを分
解してフエライト相を増加させ、またAC―2Aア
ルミニウム合金に対してはMg―Cu共晶を分解さ
せてAl―Si共晶を存続させる。 すなわち従来公知の金属改質剤によつては本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤による
如き改質効果は全く得られていないのである。 次に本発明製造方法によつて製造された金属改
質剤を用いて諸金属、合金を改質した実験結果を
実験データについて説明する。 (1) SC―46（JIS炭素鋼鋳鋼品３種）の1300Kgを
酸性ライニングした低周波誘導炉中で溶製し、
この溶湯を炉中でアルミニウムにより強制脱酸
後一部はそのままＹブロツクに鋳造し、他部は
取鍋に炉から出湯するとき溶湯の流れ中に本発
明製造方法によつて得られた第５表に示すよう
な成分組成を有する改質剤を添加し、取鍋に溶
湯を注入し終つたら鋼棒で軽く撹拌した後、直
ちにＹブロツクに鋳造し、それぞれの試料を
JIS―４号試験片に加工して試験に供した・前
記改質剤の添加量は溶湯1300Kgに対し100ｇで
あり、添加比率は0.0077％であつた。なお溶湯
の成分組成はC0.21％、Si0.60％、Mn0.47％、
P0.020％、S0.009％であり、それぞれのＹブロ
ツクから採つた試験片についての試験結果は第
２表に示す如くであり、顕微鏡組織は第２図
イ，ロ，ハ，ニに示す如くである。
は上昇するが、伸びと絞りは低下する傾向にあ
る。 また硼素の添加によつて鋳鉄にチルの深度と硬
さを増加させることが知られている。また硼素の
添加によつてアルミニウム合金の粒子を改善する
研究発表があり、このほかにも電導体に用いられ
るアルミニウムや銅にときどき抵抗の高い鉄合金
類が不純物として混入していることがあるが、数
百分の１％の硼素を添加含有させることによつて
この不純物の害を中和させることができることが
発表されている。 本発明の目的は、上述のＢ添加による金属の改
質の際に用いられる改質剤の有利な製造法を提案
するところにある。 かかる目的は次のような方法の採用、すなわ
ち、正硼酸、メタ硼酸、ピロ硼酸、無水硼酸、硼
砂のなかから選ばれる何れか少なくとも１種と金
属マグネシウムとをモル比で1/3〜２の比率範囲
内で混和した混合物を空気雰囲気、空気遮断雰囲
気、不活性ガス雰囲気のなかから選ばれる何れか
１種の中で加熱焼結させることにより、主として
Mg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物にＢ，Mgの不飽和
酸化物を含有してなり、かつ不可避的不純物とし
てMg2B2O5、Mg3（BO3）2およびMgOを含有して
なるものを得ることを特徴とする金属改質剤の製
造方法、 の採用によつて実現される。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者は、通常の鋳造によれば、大量のパー
ライト相と小量のフエライト相とよりなる凝固組
織となるべき成分組成の鋼浴を本発明製造方法に
よつて製造された金属改質剤によつて処理する
と、鋳造組織中のパーライト相は減少してフエラ
イト相が増大し、かつ引張り強さは減少し、伸び
と絞りは非常に増大することを新規に知見して本
発明に想到したのである。 一方、前記従来方法により鋼浴をＢで処理する
と前述の如く引張り強さは上昇するが伸びと絞り
は低下することが知られている。 したがつて本発明製造方法によつて製造された
改質剤による改質作用は従来方法による改質作用
とは質的に全く異るものであることは本発明者が
新規に知見した現象である。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は、正硼酸（H3BO3）、メタ硼酸（HBO2）、ピロ
硼酸（H2B4O7）、無水硼酸（B2O3）、硼砂
（Na2B4O7）の中から選ばれる何れか少なくとも
１種と金属マグネシウムとを所定のモル比の範囲
内で混和した混和物を加熱して、Ｂ酸化物の一部
をMgによつて還元し、主としてＢ，Mgの不飽
和酸化物を含有するMg―Ｂ―Ｏ系化合物からな
る改質剤である。なお、金属を改質する作用効果
を有するMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物の他には、
その効果がない結晶質のMg2B2O5，Mg3（BO3）2，
MgOを下可避的不純物として含有する。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
中には、前記公知の含Ｂアロイと異なり、第１図
のＸ線回析図より判る如く金属態Ｂは存在せず、
また明瞭な結晶質のMg2B2O5，Mg3（BO3）2，
MgOやその他の不純物がそれぞれ小量存在する
ことが認められ、さらに偏光顕微鏡観察によれ
ば、非晶質すなわちガラス状のMg―Ｂ―Ｏ系化
合物の存在が認められる。 ところで本発明製造方法によつて製造された金
属改質剤を鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニ
ウム合金の何れかの溶湯に添加することによつて
上記諸金属あるいは合金の組織およびまたは機械
的性質を後述の如く改善することができることを
知見したのであるが、本発明製造方法によつて製
造された改質剤が前記諸金属、合金を改質するこ
とのできる機構を探求するため、本発明製造方法
によつて製造された改質剤中に不可避的に存在す
る諸化合物のうちMg2B2O5、Mg3（BO3）2、MgO
のそれぞれの高純度品を個別に、あるいはそれら
の中から選ばれる何れか２種もしくは３種を組合
せた混和物を金属溶湯中にそれぞれ添加して被処
理金属が改質されるか否かを調べたが、被処理金
属材料の組織およびまたは機械的性質に変化はな
く、したがつてこれら不可避的化合物は改質能を
有しないことを知つた。よつて本発明製造方法に
よつて製造された改質剤中に存在することが確認
され、未だ単独には分離あるいは合成することの
できないMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物が前記改質
作用を有するものと考察される。しかしながら、
このMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物が改質作用を発
揮する原理については未だ正確には不明である
が、本発明製造方法によつて製造された中に含有
されるMg―Ｂ―Ｏ系非晶質化合物は熱的に不安
定な、例えばMg2B2O(5-x)、あるいはMg3
〔BO(3-y)〕2（但し、ｘ＜５、ｙ＜３の正数）を含
有しており、金属溶湯中に添加されると直ちに溶
湯と反応して改質作用を発揮することができるの
ではないかと本発明者は考察する。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は溶湯に対して公知の金属マグネシウムよりは緩
慢で安定した反応性を示すと共に、金属態Ｂが溶
湯に対する反応と質的に異なる反応後の特性を顕
現し、例えば鉄、鋼に対してはセメンタイトを分
解してフエライト相を増加させ、またAC―2Aア
ルミニウム合金に対してはMg―Cu共晶を分解さ
せてAl―Si共晶を存続させる。 すなわち従来公知の金属改質剤によつては本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤による
如き改質効果は全く得られていないのである。 次に本発明製造方法によつて製造された金属改
質剤を用いて諸金属、合金を改質した実験結果を
実験データについて説明する。 (1) SC―46（JIS炭素鋼鋳鋼品３種）の1300Kgを
酸性ライニングした低周波誘導炉中で溶製し、
この溶湯を炉中でアルミニウムにより強制脱酸
後一部はそのままＹブロツクに鋳造し、他部は
取鍋に炉から出湯するとき溶湯の流れ中に本発
明製造方法によつて得られた第５表に示すよう
な成分組成を有する改質剤を添加し、取鍋に溶
湯を注入し終つたら鋼棒で軽く撹拌した後、直
ちにＹブロツクに鋳造し、それぞれの試料を
JIS―４号試験片に加工して試験に供した・前
記改質剤の添加量は溶湯1300Kgに対し100ｇで
あり、添加比率は0.0077％であつた。なお溶湯
の成分組成はC0.21％、Si0.60％、Mn0.47％、
P0.020％、S0.009％であり、それぞれのＹブロ
ツクから採つた試験片についての試験結果は第
２表に示す如くであり、顕微鏡組織は第２図
イ，ロ，ハ，ニに示す如くである。
【表】
【表】
【表】
第２表および第２図イ〜ニにより本発明製造
方法により製造された金属改質剤を添加しなか
つた材料は大量のパーライトと小量のフエライ
トとの組織よりなるが〔第２図イ，ロ参照〕、
一方添加した材料は小量のパーライトと大量の
フエライトとの組織よりなり〔第２図ハ，ニ参
照〕、従つて前者は引張り強さは大であるが伸
びは殆んどなく絞りも小である。後者すなわち
改質材を添加したものは引張り強さは低くなる
が伸び、絞りとも著しく大となることが判り、
従来知られた金属態Ｂを含有するフエロボロン
を添加した材料では上記本発明製造方法によつ
て製造された改質剤による如き改質性は全然知
られていなかつた。 さらにまた上記SC―46は鋳物肉厚感度が大
であるため鋳物の重量が500Kgを超え、肉厚の
変動の大なる場合には、鋳造後、鋳型中に約10
日間もかけて自然冷却を待つて型バラシをおこ
ない、鋳物の亀裂発生を防止していたが、本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤を添
加して改質した鋳物は鋳造し、凝固後直ちに型
バラシをおこなつても亀裂の発生が無く、鋳込
みスペースの節約、製品の仕掛期間の短縮に大
なる効果があり、さらにまた本改質剤を使用す
ることにより伸び、絞りの改善が顕著であるの
で鋳放し加工も可能となり熱処理の簡素化が達
成され、経済的効果は極めて大である。 (2) AC―2A（JISアルミニウム合金鋳物２種Ａ）
400Kgを鋳物製ルツボ炉で溶製し、脱酸、脱ガ
ス後一部はそのまま砂型（縦型―直径約30mm、
長さ約400mm）に鋳造し、他部は湯汲みに約10
Kgを採取し、別に予熱した湯汲みに本発明製造
方法によつて得られた前記第５表に示す成分組
成の金属改質剤を投入して溶湯を注ぎ、鋼棒で
撹拌し直ちに砂型（上記と同形のもの）に鋳造
し、それぞれJIS4号試験片に加工して試験に供
した。改質剤の添加量は溶湯10Kgに対しそれぞ
れ１ｇ、10ｇであり溶湯に対する添加比率は
0.01％、0.1％であつた。それぞれの試料につ
いての試験結果は第３表に示す如くであり、顕
微鏡組織は第３図イ，ロ，ハ，ニに示す如くで
ある。なお溶湯の成分組成はCu3.88％、Si4.50
％、Mg0.15％、Zn0.72％、Fe0.56％、Mn0.30
％、残部Alである。
方法により製造された金属改質剤を添加しなか
つた材料は大量のパーライトと小量のフエライ
トとの組織よりなるが〔第２図イ，ロ参照〕、
一方添加した材料は小量のパーライトと大量の
フエライトとの組織よりなり〔第２図ハ，ニ参
照〕、従つて前者は引張り強さは大であるが伸
びは殆んどなく絞りも小である。後者すなわち
改質材を添加したものは引張り強さは低くなる
が伸び、絞りとも著しく大となることが判り、
従来知られた金属態Ｂを含有するフエロボロン
を添加した材料では上記本発明製造方法によつ
て製造された改質剤による如き改質性は全然知
られていなかつた。 さらにまた上記SC―46は鋳物肉厚感度が大
であるため鋳物の重量が500Kgを超え、肉厚の
変動の大なる場合には、鋳造後、鋳型中に約10
日間もかけて自然冷却を待つて型バラシをおこ
ない、鋳物の亀裂発生を防止していたが、本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤を添
加して改質した鋳物は鋳造し、凝固後直ちに型
バラシをおこなつても亀裂の発生が無く、鋳込
みスペースの節約、製品の仕掛期間の短縮に大
なる効果があり、さらにまた本改質剤を使用す
ることにより伸び、絞りの改善が顕著であるの
で鋳放し加工も可能となり熱処理の簡素化が達
成され、経済的効果は極めて大である。 (2) AC―2A（JISアルミニウム合金鋳物２種Ａ）
400Kgを鋳物製ルツボ炉で溶製し、脱酸、脱ガ
ス後一部はそのまま砂型（縦型―直径約30mm、
長さ約400mm）に鋳造し、他部は湯汲みに約10
Kgを採取し、別に予熱した湯汲みに本発明製造
方法によつて得られた前記第５表に示す成分組
成の金属改質剤を投入して溶湯を注ぎ、鋼棒で
撹拌し直ちに砂型（上記と同形のもの）に鋳造
し、それぞれJIS4号試験片に加工して試験に供
した。改質剤の添加量は溶湯10Kgに対しそれぞ
れ１ｇ、10ｇであり溶湯に対する添加比率は
0.01％、0.1％であつた。それぞれの試料につ
いての試験結果は第３表に示す如くであり、顕
微鏡組織は第３図イ，ロ，ハ，ニに示す如くで
ある。なお溶湯の成分組成はCu3.88％、Si4.50
％、Mg0.15％、Zn0.72％、Fe0.56％、Mn0.30
％、残部Alである。
【表】
第３表および第３図イ〜ニにより本発明製造
方法によつて製造された金属改質剤を添加しな
かつた材料は第３図イ，ロに示す如くAl基地
にスケルトン状のMg―Cu共晶とネツトワーク
状のAl―Si共晶とが晶出しているが、添加し
た材料は何れもMg―Cu共晶は消失しており、
Al―Si共晶のみが残存し、この結果、無添加
材に比し添加材は引張り強さがやや上昇し、ま
た伸びは大巾に上昇しており軽合金特有のピン
ホールもマクロ的に減少した。本実験データに
見る如く低級アルミスクラツプの再生使用に顕
著な効果が認められた。 (3) FC―20（JISねずみ鋳鉄品３種）3500Kgを低
周波誘導炉で溶製し、一部はそのままＹブロツ
クに鋳造し、他部は湯汲みに約10Kgの溶湯を取
り、前記第５表に示す金属改質剤を添加し鋼棒
で軽く撹拌して直ちにＹブロツクに鋳造し、そ
れぞれJIS―４号試験片に加工して試験に供し
た。改質剤の添加量は溶湯10Kgに対し、それぞ
れ２ｇ、５ｇであり、添加比率はそれぞれ0.02
％、0.05％である。なお、溶湯の成分組成は
C3.51％、Si1.78％、Mn0.52％、P0.05％、
S0.04％である。なお上記無添加材、添加材に
ついて諸種の試験をおこなつた結果は、ミクロ
組織においては第４図に見る如く無添加材はＡ
型黒鉛中に一部共晶状黒鉛の晶出が認められた
が添加材は共晶状黒鉛が消失してＡ型黒鉛のみ
晶出した。両材料の機械的特性は第４表に示す
如くで、特に明確な変化は認められなかつた。
方法によつて製造された金属改質剤を添加しな
かつた材料は第３図イ，ロに示す如くAl基地
にスケルトン状のMg―Cu共晶とネツトワーク
状のAl―Si共晶とが晶出しているが、添加し
た材料は何れもMg―Cu共晶は消失しており、
Al―Si共晶のみが残存し、この結果、無添加
材に比し添加材は引張り強さがやや上昇し、ま
た伸びは大巾に上昇しており軽合金特有のピン
ホールもマクロ的に減少した。本実験データに
見る如く低級アルミスクラツプの再生使用に顕
著な効果が認められた。 (3) FC―20（JISねずみ鋳鉄品３種）3500Kgを低
周波誘導炉で溶製し、一部はそのままＹブロツ
クに鋳造し、他部は湯汲みに約10Kgの溶湯を取
り、前記第５表に示す金属改質剤を添加し鋼棒
で軽く撹拌して直ちにＹブロツクに鋳造し、そ
れぞれJIS―４号試験片に加工して試験に供し
た。改質剤の添加量は溶湯10Kgに対し、それぞ
れ２ｇ、５ｇであり、添加比率はそれぞれ0.02
％、0.05％である。なお、溶湯の成分組成は
C3.51％、Si1.78％、Mn0.52％、P0.05％、
S0.04％である。なお上記無添加材、添加材に
ついて諸種の試験をおこなつた結果は、ミクロ
組織においては第４図に見る如く無添加材はＡ
型黒鉛中に一部共晶状黒鉛の晶出が認められた
が添加材は共晶状黒鉛が消失してＡ型黒鉛のみ
晶出した。両材料の機械的特性は第４表に示す
如くで、特に明確な変化は認められなかつた。
【表】
次に本発明の金属改質剤の製造方法を説明す
る。正硼酸、メタ硼酸、ピロ硼酸、無水硼酸およ
び硼砂の中から選ばれる何れか少なくとも１種と
金属マグネシウムとをモル比率で1/3〜２の範囲
内で混和し、空気雰囲気中、空気遮断雰囲気中あ
るいは不活性ガス雰囲気中で加熱すると、両者が
激して反応して焼結し本発明の金属改質剤を得る
ことができる。 ところで、酸化硼素３重量部とマグネシウム１
重量部とをシヤモツトルツボに入れ、電気炉また
はガス炉中において900〜1000℃に加熱すると、
まもなく激しく反応して還元がおこなわれ、この
生成物を塩酸処理して精製するとB90〜95％、
Mg3〜４％の主としてＢよりなり、小量の
Mg3B2を含有する生成物が得られることが知ら
れている。また酸化硼素２重量部、金属マグネシ
ウム５重量部とを同様にして加熱するとB70％、
Mg30％の主としてMg3B2よりなる生成物が得ら
れることが知られている。 本発明の金属改質剤の製造方法は上記公知の方
法に一部類似しているが第１図のＸ線回折図に示
す如く金属態Ｂが存在しないことが特徴であり、
Mg―Ｂ―Ｏ系ガラス態様混合物にＢ，Mgの不
飽和酸化物が溶解された形で含有されていると考
察され、それに不可避的不純物としてMg2B2O5、
Mg3（BO3）2およびMgOが含まれている。 本発明において硼素化合物とMgとの混和比率
をモル比で1/3〜２の範囲内に限定する理由は、
前記比が1/3より小さいか、あるいは２より大き
いと金属を改質する作用効果が少ないので、前記
混和比率はモル比で1/3〜２の範囲内にする必要
がある。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は溶融状態の金属あるいは合金に添加される必要
があり、その添加方法としては次の如き諸態様が
ある。 (イ) 炉中で溶融された金属あるいは合金を取鍋あ
るいは鋳型に注入する際の湯流れ中に本発明製
造方法によつて製造された改質剤を小量ずつ添
加する。 (ロ) 取鍋あるいは鋳型内に予め本発明製造方法に
よつて製造された改質剤を添加しておき、次に
金属あるいは合金溶湯を注入する。 (ハ) 振動もしくは回転取鍋内に受納した溶湯上本
発明製造方法によつて製造された改質剤を添加
し、取鍋を振動もしくは回転させる。 (ニ) 取鍋もしくは鋳型内に受納した溶湯内にラン
スパイプを挿入し、不活性ガス中に受遊させた
本発明製造方法によつて製造された改質剤を圧
入する。 (ホ) 鉄、アルミニウムあるいは銅、もしくはそれ
ぞれの合金薄板をもつて本発明製造方法によつ
て製造された改質剤を被覆して、パイプ状もし
くは連続した巻取自在の可撓パイプ状となし、
取鍋、連続鋳造用タンデイツシユもしくは連続
鋳造用鋳型内に受納した溶融状態の金属もしく
は合金中に間歇的あるいは連続的に添加する。 本発明製造によつて製造された金属改質剤に、
その効果を少なくとも低減させない範囲内で、例
えば脱酸、脱硫、脱窒およびまたは脱ガス作用を
有する金属、合金またはそれらの化合物を混和す
ることができる。また本発明製造方法によつて製
造された改質剤に他種の改質剤を迂回的に混和す
ることは本発明の技術的範囲に属する。 なお本発明者は、本発明製造方法によつて製造
された金属改質剤の構成元素の一つであるMgと
同属すなわちアルカリ土類属に属するCa，Sr，
Baの何れか少なくとも１種、もしくは硼酸ある
いは硼酸塩を還元する能力のあるAl、SiをMgの
代りにあるいはMgと共に硼酸塩に添加して加熱
焼結させた焼結物も本発明製造方法によつて製造
された改質剤と同様の改質性があるのではないか
と推考し研究中である。
る。正硼酸、メタ硼酸、ピロ硼酸、無水硼酸およ
び硼砂の中から選ばれる何れか少なくとも１種と
金属マグネシウムとをモル比率で1/3〜２の範囲
内で混和し、空気雰囲気中、空気遮断雰囲気中あ
るいは不活性ガス雰囲気中で加熱すると、両者が
激して反応して焼結し本発明の金属改質剤を得る
ことができる。 ところで、酸化硼素３重量部とマグネシウム１
重量部とをシヤモツトルツボに入れ、電気炉また
はガス炉中において900〜1000℃に加熱すると、
まもなく激しく反応して還元がおこなわれ、この
生成物を塩酸処理して精製するとB90〜95％、
Mg3〜４％の主としてＢよりなり、小量の
Mg3B2を含有する生成物が得られることが知ら
れている。また酸化硼素２重量部、金属マグネシ
ウム５重量部とを同様にして加熱するとB70％、
Mg30％の主としてMg3B2よりなる生成物が得ら
れることが知られている。 本発明の金属改質剤の製造方法は上記公知の方
法に一部類似しているが第１図のＸ線回折図に示
す如く金属態Ｂが存在しないことが特徴であり、
Mg―Ｂ―Ｏ系ガラス態様混合物にＢ，Mgの不
飽和酸化物が溶解された形で含有されていると考
察され、それに不可避的不純物としてMg2B2O5、
Mg3（BO3）2およびMgOが含まれている。 本発明において硼素化合物とMgとの混和比率
をモル比で1/3〜２の範囲内に限定する理由は、
前記比が1/3より小さいか、あるいは２より大き
いと金属を改質する作用効果が少ないので、前記
混和比率はモル比で1/3〜２の範囲内にする必要
がある。 本発明製造方法によつて製造された金属改質剤
は溶融状態の金属あるいは合金に添加される必要
があり、その添加方法としては次の如き諸態様が
ある。 (イ) 炉中で溶融された金属あるいは合金を取鍋あ
るいは鋳型に注入する際の湯流れ中に本発明製
造方法によつて製造された改質剤を小量ずつ添
加する。 (ロ) 取鍋あるいは鋳型内に予め本発明製造方法に
よつて製造された改質剤を添加しておき、次に
金属あるいは合金溶湯を注入する。 (ハ) 振動もしくは回転取鍋内に受納した溶湯上本
発明製造方法によつて製造された改質剤を添加
し、取鍋を振動もしくは回転させる。 (ニ) 取鍋もしくは鋳型内に受納した溶湯内にラン
スパイプを挿入し、不活性ガス中に受遊させた
本発明製造方法によつて製造された改質剤を圧
入する。 (ホ) 鉄、アルミニウムあるいは銅、もしくはそれ
ぞれの合金薄板をもつて本発明製造方法によつ
て製造された改質剤を被覆して、パイプ状もし
くは連続した巻取自在の可撓パイプ状となし、
取鍋、連続鋳造用タンデイツシユもしくは連続
鋳造用鋳型内に受納した溶融状態の金属もしく
は合金中に間歇的あるいは連続的に添加する。 本発明製造によつて製造された金属改質剤に、
その効果を少なくとも低減させない範囲内で、例
えば脱酸、脱硫、脱窒およびまたは脱ガス作用を
有する金属、合金またはそれらの化合物を混和す
ることができる。また本発明製造方法によつて製
造された改質剤に他種の改質剤を迂回的に混和す
ることは本発明の技術的範囲に属する。 なお本発明者は、本発明製造方法によつて製造
された金属改質剤の構成元素の一つであるMgと
同属すなわちアルカリ土類属に属するCa，Sr，
Baの何れか少なくとも１種、もしくは硼酸ある
いは硼酸塩を還元する能力のあるAl、SiをMgの
代りにあるいはMgと共に硼酸塩に添加して加熱
焼結させた焼結物も本発明製造方法によつて製造
された改質剤と同様の改質性があるのではないか
と推考し研究中である。
第１図は、本発明製造方法によつて製造された
金属改質剤のＸ線回折図、第２図のイ，ロは本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤を添加
しなかつた鋼の顕微鏡写真、ハ，ニはこの改質剤
を添加した鋼の顕微鏡写真、第３図のイ，ロは本
発明製造方法によつて製造された金属改質剤を添
加しなかつたアルミニウム合金の顕微鏡写真、
ハ，ニはこの改質剤を添加したアルミニウム合金
の顕微鏡写真、第４図のイは本発明製造方法によ
つて製造された金属改質剤を添加しなかつた鋳鉄
の顕微鏡写真、ロ，ハはこの改質剤を添加した鋳
鉄の顕微鏡写真である。
金属改質剤のＸ線回折図、第２図のイ，ロは本発
明製造方法によつて製造された金属改質剤を添加
しなかつた鋼の顕微鏡写真、ハ，ニはこの改質剤
を添加した鋼の顕微鏡写真、第３図のイ，ロは本
発明製造方法によつて製造された金属改質剤を添
加しなかつたアルミニウム合金の顕微鏡写真、
ハ，ニはこの改質剤を添加したアルミニウム合金
の顕微鏡写真、第４図のイは本発明製造方法によ
つて製造された金属改質剤を添加しなかつた鋳鉄
の顕微鏡写真、ロ，ハはこの改質剤を添加した鋳
鉄の顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ 正硼酸、メタ硼酸、ピロ硼酸、無水硼酸、硼
砂のなかから選ばれるいずれか少なくとも１種と
金属マグネシウムとをモル比で1/3〜２の比率範
囲内で混和した混合物を空気雰囲気、空気遮断雰
囲気、不活性ガス雰囲気のなかから選ばれる何れ
か１種の中で加熱焼結させることにより、主とし
てＢ、Mgの不飽和酸化物を含有するMg―Ｂ―
Ｏ系非晶質化合物を得ることを特徴とする金属改
質剤の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12888879A JPS5655531A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Metal reforming agent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12888879A JPS5655531A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Metal reforming agent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5655531A JPS5655531A (en) | 1981-05-16 |
| JPS6343452B2 true JPS6343452B2 (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=14995827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12888879A Granted JPS5655531A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Metal reforming agent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5655531A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114249332B (zh) * | 2020-09-23 | 2023-06-13 | 南通新宙邦电子材料有限公司 | 防结块硼酸处理方法及系统 |
-
1979
- 1979-10-08 JP JP12888879A patent/JPS5655531A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5655531A (en) | 1981-05-16 |
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