JP2001509085A - 半固体金属成形方法 - Google Patents

半固体金属成形方法

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JP2001509085A JP53240798A JP53240798A JP2001509085A JP 2001509085 A JP2001509085 A JP 2001509085A JP 53240798 A JP53240798 A JP 53240798A JP 53240798 A JP53240798 A JP 53240798A JP 2001509085 A JP2001509085 A JP 2001509085A
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Abstract

(57)【要約】 鋳造ビレットを用い、下記工程:1)鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高くその液相温度よりも低い温度に加熱し;2)前記工程1からの該鋳造ビレットを押し出して押出柱とし;3)該押出柱を少なくとも一つのビレットに切断し、4)前記工程3からの該ビレットを半固体状態に加熱し;5)前記工程4からの該ビレットを金属成形ダイ内のキャビティに押し込んで部品を成形する、を有する半固体金属成型方法。

Description

【発明の詳細な説明】 半固体金属成形方法技術分野 本発明は一般に半固体金属成形方法に関し、さらに詳しくは半固体金属ダイカ ストおよび半固体鍛造方法におけるマグネシウムビレットの成形および使用に関 する。背景技術 金属ダイカストは溶融金属を金型により画成されたキャビティ内に流入させる 方法である。従来のダイカストでは、溶融金属はキャビティ内に注入される。半 固体金属ダイカスト方法では、金属ビレットを軟化点まで、液相温度より高くか つ固相温度より低い温度に、予熱して部分的に固体で部分的に液体のコンシステ ンシーを生成してから該ビレットまたは「スラグ」を鋳造機のショットスリーブ 内に置く。 半固体金属ダイカストは完成部品の微細構造を従来の溶融金属ダイカスト方法 で可能であるよりも強力な部品を製造する程度に調節することが可能である。従 来の金属ダイカスト方法と比べて、半固体金属鋳造は気孔率が低い点で鋳造性質 が改良された部品、冷却時に収縮が少なく許容差をより縮めることが可能となり 、物性もより良好になる。さらに、半固体金属鋳造はサイクル時間が短縮され、 より低温を用いるのでダイの疲労が低減する。溶融金属が存在しないので、汚染 および危険性も減少する。 半固体金属ダイカストでは、まずビレットを形成し、これを処理して、樹枝状 構造ではなく、微粒等軸結晶を形成する。ついで、加熱し、処理されたビレット を用いて成形部品の形成および固化を行うと、完成部品における樹枝状構造の形 成が防止される。 半固体金属鋳造を成功させるには、ビレットの粒子構造がダイのキャビティ内 に良好な層流が得られるのに必要な程度の潤滑性および粘性を示さなければなら ない。例えば、未処理DC鋳造ビレットは流動するというよりもその樹枝の軸に 沿って剪断されるため、微細粒子の等軸結晶が必要とされる。 流動可能性はさらに粒度および固体/液体比によっても影響される。さらに、 ダイ温度およびゲート速度のような成形パラメータが鋳造工程に影響する。従っ て、成功した部品を製造するためには前記のすべてのパラメータを最適化する必 要がある。 金属鍛造は金属が金型により画成されたキャビティに流入させられる、もう 一つの方法である。ダイカストとは異なり、金属はキャビティ内に液体として注 入されるのではなく、固体ビレットまたはスラグがダイ間に置かれ、該ダイ同士 を押しつけるように力を加え、該ダイが閉じたときに該ビレットまたはスラグが キャビティ内に圧入する。半固体金属鍛造では、金属ビレットを予熱して部分的 に固体に、部分的に液体のコンシステンシーにしてから鍛造する。コンシステン シーは半固体金属ダイカストに用いられるものと類似している。 半固体金属ダイカストの場合のように、ビレットは樹枝状構造ではなく微細粒 子の等軸結晶からなり、ダイと金属の間の流れを最適化し、かつ完成部品の物性 を最適化する。 処理されたビレットを成形する初期の方法は鋳造されたビレットの冷却の間、 磁気撹拌を用いて破砕して樹枝状構造の形成を防止している。磁気撹拌は、しか しながら遅く高価な方法である。 米国特許第4,415,374号公報(ヤング他)には半固体金属ダイカスト 方法に用いるアルミニウムのビレットを成形する別の方法が記載されている。ヤ ング他は以下の工程を有する方法を記載している。 1.インゴットを溶融鋳造し; 2.該インゴットを室温まで冷却し; 3.該インゴットをその再結晶温度より高くその液相温度よりも低く再加熱し ; 4.該インゴットを押し出し; 5.該インゴットを室温まで冷却し; 6.該インゴットを冷間加工し; 7.該インゴットをその液相温度より高い温度に再加熱し;そして 8.該インゴットを成型し急冷する。 ヤングにより記載された方法に従って製造されたインゴットはついで半固体鋳 造温度に加熱されダイカスト方法で部品に成型される。 ヤングは磁気撹拌の要件を用いていないものの、それでも多数の工程を含む方 法は煩瑣である。 最近、鋳造されたインゴットを機械加工して直径約1インチのビレットにし、 圧縮力をかけて変形する方法が提案された。この変形ビレットはついでその再結 晶温度より高く、その液相温度より低い温度に加熱される。該ビレットはついで 室温に冷却し、再加熱し、半固体金属鋳造方法に用いられる。しかしながら、こ の方法は高価で無駄の多い機械加工操作を含み、かつ約1インチ(約25mm) 以下の比較的小さなビレット直径でのみ機能すると思われる。 従って、本発明の目的は磁気撹拌を使用しないだけでなくヤング法では必要と される多くの工程を取り除いた半固体金属ダイカスト方法を提供することである 。 さらに、本発明の目的は機械加工、冷間加工、加熱、冷却および再加熱工程を 必要としない半固体金属ダイキャスト方法を提供することである。 さらに、本発明の目的は半固体金属ダイカスト方法に用いるビレットであって 直径約1インチ(約25mm)より大きいビレットを成形可能な方法を提供する ことである。発明の要約 鋳造ビレットを用い、下記の工程: 1.鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高くその液相温度よりも低い温度に加 熱し; 2.前記工程1からの該鋳造ビレットを押し出して押出柱とし; 3.該押出柱を少なくとも一つのビレットに切断し; 4.前記工程3からの該ビレットを半固体状態に相当する成形温度に加熱し; 5.前記工程4からの該ビレットを金属成形ダイ内のキャビティに押し込んで部 品を成形する、 を有する半固体金属成形方法。図面の説明 本発明の好適な実施形態を添付図面を以下に参照しながら説明する。図面にお いて: 図1Aは本発明の方法の概略図であり; 図1Bは本発明に従う別の実施形態の概略図であり; 図2〜30は押出鋳造ビレットから切断され、それぞれ下記の実施例1に記載 されているビレットの顕微鏡写真であり; 図31は実施例3において試験された試験プレートのサンプル位置の説明図で あり; 図32は下記の実施例3で撮られた顕微鏡写真の位置の説明図であり;そして 図33〜36はそれぞれ下記の実施例3に記載されている顕微鏡写真である。好適な実施形態の説明 図1を参照すると、溶融金属10は取瓶(とりべ)から金型12内に注入され 固化されてビレット14を鋳造する。鋳造ビレット14は例えば誘導加熱コイル 16により加熱されてその再結晶温度より高くその液相温度よりも低い温度に加 熱される。 加熱された鋳造ビレット14はついで押出ダイ18を通って押し出されて押出 柱20を形成する。押出柱20は半固体金属ダイカスト方法に用いるのに適当な 長さのビレット22に切断される。 ビレット22は半固体状態に相当する成形温度に、例えば誘導コイル24によ り加熱され、ダイカスト装置に搬送される。加熱されたビレット22は該ダイカ スト装置により金型部品30および32の間のキャビティ28内に押し込まれて キャビティ28の形に適合する形の部品34を形成する。 あるいはまた、加熱されたビレット22は鍛造装置40に搬送され、そこで可 動ダイ42と固定ダイ44の間に画成されたキャビティ内に該ビレットが押し込 まれるようにしてもよい。 本発明を以下の実施例によりさらに説明する。実施例1 直径3インチ、長さ7インチの押出ビレット、押出したままのものおよび溶液 加熱処理条件下、の2つのAZ61合金の微細構造を調べた。 これらビレットは最初8 1/2インチの直冷鋳造ビレットとして製造した。 該ビレットは銅金型および水噴霧を用いて高冷却速度で冷却され、ビレット中心 において少なくとも2℃/秒の冷却速度となる。これらビレットを長さ2フィー トのセクションに切断し、直径を8インチに切削加工して外縁の欠陥を取り除い た。 8インチビレットの押出軸線に垂直方向の粒度分布は外側が38ミクロン、半 半径で48ミクロンおよび中心で48ミクロンであった。予期されるように、長 手方向すなわち押出方向における粒度は、外側で51ミクロン、半半径で64ミ クロン、および中心で74ミクロン、と幾分大きかった。 ついでビレットを4〜6分間隔で3つの誘導炉内で加熱した。これらの炉でビ レットは100℃、200℃、300℃(全加熱時間は約15分)であった。つ いで、該ビレットを380℃の押出チャンバ内に置き、該ビレットを330℃と 350℃の間で一段で押出して直径3インチの押出ビレットとした。押出物の最 初の14フィートと最後の数フィートを捨てた。押出物の残りの部分は7インチ のセクションまたは「スラグ」に切断した。手順 AZ61合金製の押出ビレットのセクションの内2つをビレット1およびビレ ット2と呼び、「押し出したまま」の状態で試験した。これは各ビレットの端部 から0.5インチのセクションを切断した(ビレットは無作為に選択した)。中 心からおよび外縁からのビレットの軸線に垂直に微小片(micro)を取った 。これら微小片は研磨し、2%ニトール(nitol)エッチャントを用いてエ ッチングした。これら微小片を種々の拡大率で試験して粒子構造を観察した。顕 微鏡写真を各倍率で撮り、粒度を評価した。 ついで、2つの押出ビレットセクションは下記の加熱処理をして粒子構造を再 結晶化させた。溶液加熱処理 ランプ(ramp) 150℃−338℃ 3時間 ホールド(hold) 338℃ 0.1時間 ランプ 338℃−413℃ 1.5時間 ホールド 413℃ 0.5時間 ランプ 413℃−426℃ 0.5時間 ホールド 426℃ 12時間 空冷 (炉雰囲気 10%CO2にして発火を防止) 「押出したまま」ビレットセクションで前述したのと同じ手順に従ってビレッ ト切断、研磨およびエッチングを行った。 同じサンプルから各ビレットの中心で押出軸線に平行に微小片を作成した。こ れらの微小片は「押出したまま」ビレットおよび溶液加熱処理ビレットから取っ た。これらのサンプルの顕微鏡サンプルを倍率100×〜400×で作成した。 押出ビレットを溶液加熱処理しおよびサンプルを分析する目的は、DC鋳造ビ レットを加熱し押し出すことから得られる粒度及び形に対する効果を決定するた めである。装置の利用効率上誘導加熱よりも対流加熱を必要とするので、溶液処 理は最適条件では行わなかった。加熱サイクルは20分を越えないのが好ましい ので、多段誘導加熱が対流加熱よりも好適である。しかしながら、結果は下記の ようにまったく良好であった。結果 下記図2〜図30に示す顕微鏡写真は下記のようにして撮った。 図2は、押出したままのビレット1の外縁の倍率200×の顕微鏡写真である 。 図3は、押出したままのビレット1の外縁の倍率400×の顕微鏡写真である 。 図4は、押出したままのビレット1の中心の倍率100×の顕微鏡写真である 。 図5は、押出したままのビレット1の中心の倍率200×の顕微鏡写真である 。 図6は、押出したままのビレット2の外縁の倍率200×の顕微鏡写真である 。 図7は、押出したままのビレット2の外縁の倍率400×の顕微鏡写真である 。 図8は、押出したままのビレット1の中心の倍率400×の顕微鏡写真である 。 図9は、押出したままのビレット2の中心の倍率200×の顕微鏡写真である 。 図10は、押出したままのビレット2の中心の倍率400×の顕微鏡写真であ る。 図11は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の外縁の倍率50×の顕微 鏡写真である。 図12は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の外縁の倍率100×の顕 微鏡写真である。 図13は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の外縁の倍率200×の顕 微鏡写真である。 図14は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の中心の倍率50×の顕微 鏡写真である。 図15は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の中心の倍率100×の顕 微鏡写真である。 図16は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット1の中心の倍率200×の顕 微鏡写真である。 図17は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の外縁の倍率50×の顕微 鏡写真である。 図18は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の外縁の倍率100×の顕 微鏡写真である。 図19は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の外縁の倍率200×の顕 微鏡写真である。 図20は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の中心の倍率50×の顕微 鏡写真である。 図21は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の中心の倍率100×の顕 微鏡写真である。 図22は、押出しかつ溶液加熱処理したビレット2の中心の倍率200×の顕 微鏡写真である。 図23は、押出したままのビレット1の中心の、押出軸線に平行な倍率100 ×の顕微鏡写真である。 図24は、押出したままのビレット1の中心の、押出軸線に平行な倍率200 ×の顕微鏡写真である。 図25は、押出したままのビレット2の中心の、押出軸線に平行な倍率100 ×の顕微鏡写真である。 図26は、押出したままのビレット2の中心の、押出軸線に平行な倍率200 ×の顕微鏡写真である。 図27は、溶液加熱処理後のビレット1の中心の、押出軸線に平行な倍率10 0×の顕微鏡写真である。 図28は、溶液加熱処理後のビレット1の中心の、押出軸線に平行な倍率20 0×の顕微鏡写真である。 図29は、溶液加熱処理後のビレット2の中心の、押出軸線に平行な倍率10 0×の顕微鏡写真である。 図30は、溶液加熱処理後のビレット2の中心の、押出軸線に平行な倍率20 0×の顕微鏡写真である。粒度決定 押出したままのビレット ビレット1 外縁10.2ミクロン ビレット1 中心 7.6ミクロン ビレット2 外縁 7.6ミクロン ビレット2 中心 7.6ミクロン (構造は完全に破壊され、非常に大きい粒子と非常に小さい粒子がある。)溶液加熱処理されたビレット ビレット1 外縁25.3ミクロン ビレット1 中心22.5ミクロン ビレット2 外縁22.5ミクロン ビレット2 中心20.3ミクロン (よく画成された溶液処理された粒子構造)ディスカッション 観察された微細構造はマグネシウム、一次マグネシウム−アルミニウム結晶お よび、二次マグネシウム固溶体結晶およびMg17Al12金属間化合物の2つの相 からなる共晶とからなる。この構造は「鋳造されたまま」の標本では完全に破壊 されており、粒度測定は近似にすぎない。 溶液加熱処理標本の再結晶粒子構造はより精密であり微細構造柱によく画成さ れている。 「押出されたまま」の標本の押出軸線の方向に取られた微小片は微細構造中に 長い横梁(stringers)を示す。加熱処理標本から取られた相当する微 小片はより均一に分布した再結晶構造を示す。 鋳造されたままのビレットの粒子構造が受ける破壊の量はおそらく縮小の量の 関数である。本例では7体1縮小を用いた。ある資料は最適縮小度は10:1〜 17:1とするべきであることを示唆している。しかしながら、実用上は、出発 合金が比較的微細粒子であれば、必要とされる縮小度はそれよりも小さい。実施例2 概観 直径3インチ×長さ180mmのマグネシウム合金AZ61製スラグを試験し た。 スラグ10本を溶液加熱処理した。 Buhler SCN66機械を用いてSSM鋳造試験片を作成した。試験当 時はソフトウェアに問題があったため、注入曲線を記録することが不可能であっ た。 試験片として、溶接試験プレートダイを選び、オイルで約220℃に加熱した 。 一般に、この材料は他のマグネシウム合金とは異なり、SSM鋳造可能である 。厚肉部品(10mm厚)はマグネシウム鋳造にとってはおそらく理想的ではな い。SSM加熱 スラグの加熱を単一コイル誘導炉内で行い、ナイフで切断が可能な柔らかさに 相当する、燃焼が始まる直前にコイルからスラグを取り外すように最適化した。 全加熱時間は約230秒であった。加熱工程中に金属の流出は非常に少なかった 。 試験施設では多段誘導加熱は利用できなかったので試験には単一段誘導加熱炉 を用いた。多段誘導加熱ではより良い加熱が得られたであろうと期待される。理 想的には、加熱サイクルの終わりに、ビレットはよく調節された固体対液体比を 持つ、全体が均一な温度を持つべきである。SSM鋳造 第1の部品が0.3〜0.8m/秒のプランジャー速度を用いて鋳造された。 これらの条件ではダイは殆ど充填されず、目に見えるまくれが部品の端部に現れ た。 1.8m/sに速度を増す(フラッシングを開始する)と、部品はより良く充 填されたが、まくれは依然として現れた。最も良い結果は1.2m/sのプラン ジャー速度を用いて得られた。 加熱処理されたスラグは加熱後の色が淡く見え、燃焼しにくくなった。これら のスラグから得られたSSM部品も色がより淡く見えた。 0.05m/s〜0.5m/sという低いプランジャー速度でも、平滑な金属 フロントを達成することができなかった。すべての場合、合金は個別の「氷河」 として流動した。 プランジャー速度1.8m/sで形成された2つのプレート(番号34および 35)の金属学的評価をした(実施例3参照)。 理解されるように、試験プレートの作成時に変化させた唯一のパラメータはゲ ートまたはプランジャー速度である。従って、得られたプレートのいずれも高品 質鋳造物であるとは考えられない。ダイ温度を約300℃まで上げ、かつスラグ を多段誘導ヒーターで加熱すればずっと良い結果が得られたであろうと期待され る。 これら試験により説明されるように、ゲート速度が高すぎると、金属流は層状 ではなくなる。ゲート速度が低すぎると金型のキャビティが充填されるまえに金 属が固化してしまう結果となる。 最適未満の鋳造条件にもかかわらず、下記の実施例3に説明されるように、鋳 造プレートは良好な物性を示す。 鋳造機はサーボコントロールを有する単一シリンダーユニットであり、スラグ を閉じたダイに押し込む力を注意深く調節する。最適には、この鋳造方法は、加 熱工程の結果生じる表面酸化物を含有するスラグの外皮がヴァージン金属から除 去されるようにする。実施例3 プレート34および35は図30に示すように6つのセクションに切断された 。1/4インチの丸いサンプルがこれらセクションから取り除かれ、機械的性質 について試験を行った。これらのプレートは加熱処理していない。得られた結果 は下記の表1に表示する。 次いで、プレート34および35を12時間426℃で溶液加熱処理し、さら に空冷した。1/4インチ丸サンプルをプレートから切断し、それらのサンプル の機械的性質を試験した。試験の結果を下記の表2に示す。下記の表2において 、加熱処理されたプレートのサンプルの平面図は図31に示すものと同じである 。 図32に示す位置M1およびM2でプレートの一つの顕微鏡写真を撮った。こ れらの顕微鏡写真は図33〜図36に下記のように再現した。 図33はサンプルM1の倍率50×の顕微鏡写真である。 図34はサンプルM1の倍率100×の顕微鏡写真である。 図35はサンプルM2の倍率50×の顕微鏡写真である。 図36はサンプルM2の倍率100×の顕微鏡写真である。 上述の説明は説明のためであり制限する意味ではない。当業者は、実施例に用 いられている具体的工程パラメータを変化させて本発明を特定の合金、装置およ び鋳造される部品に適合させる必要があることを認識するであろう。例えば、A Z61マグネシウム合金を試験に用いているが他のマグネシウムも用いることが できることはもちろんである。この方法は、溶融点の低いマトリックス中に固体 粒子を含んで成る2相系を形成することができるマグネシウム以外の金属系にも 適合させることができる。この方法はアルミニウムで機能するし、銅のような他 の金属系でも機能させてもよい。そのような変更のいずれも以下の請求の範囲の 精神および範囲内である限り本発明の範囲内に入るものである。 アルミニウムを用いるならば、好ましくは、成形前のビレット22の加熱は3 0℃/秒以下の速度で行うべきであり、より好ましくは20℃以下の速度である 。30℃/秒より高い速度で加熱するとシリコンが沈殿することがあり、それに より生じるストレスから完成部品の機械加工性が悪化する。3段誘導ヒーターが 所望の加熱速度に維持するのに特に良く適していることが見出された。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年12月21日(1998.12.21) 【補正内容】 請求の範囲 1.直冷鋳造ビレットを用い、下記工程: i)直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; ii)工程i)からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことに よってその直径を縮小し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し; iii)該押出柱を切断してビレットとし; iv)工程iii)からのビレットをその液相温度より高い成形温度に加熱し; v)工程iv)からの該加熱されたビレットを半固体ダイカスト機の注入チャン バ内に置き; vi)該加熱されたビレットセクションを金型内に注入して部品を形成し、そし て vii)該部品を該金型から分離し、 その際、工程i)で用いる該直冷鋳造ビレットがその製造中に2℃/秒を越え る速度で冷却する、 を有する半固体金属ダイカスト方法。 2.工程i)で用いた前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満で ある、請求の範囲第1項記載の半固体金属ダイカスト方法。 3.直冷鋳造ビレットを用い、下記工程: i)直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; ii)工程i)からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことに よってその直径を縮小し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し; iii)該押出柱を切断してビレットとし; iv)工程iii)からのビレットをその液相温度より高い成形温度に加熱し; v)工程iv)からの該加熱されたビレットを鍛造機内の一組のダイ間に置き; vi)該鍛造機を作動させて該ビレットを該一組のダイ間に押し込んで部品を形 成し、そして vii)該ダイを分離し、該部品を取り出し、 その際、工程i)からの該直冷鋳造ビレットがその製造中に2℃/秒を越える 速度で冷却される、 を有する半固体金属鍛造方法。 4.工程i)で用いた前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満で ある、請求の範囲第3項記載の半固体金属鍛造方法。 5.下記工程: i)直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; ii)工程i)からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことに よってその直径を縮小し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し;そして iii)該押出柱を切断してビレットとし、 その際、工程i)で用いた直冷鋳造ビレットが2℃/秒を越える速度で冷却さ れる、 に従って製造される半固体金属成型方法に用いるビレットの製造方法 6.前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満である、請求の範囲 第5項記載のビレット。 7.下記工程: i)請求の範囲5のビレットを得; ii)工程i)の該ビレットをその液相温度よりも高い成型温度に加熱し;そし て iii)工程i)からの該ビレットを金属成形ダイのダイ間に押し込んで部品を形 成する、 を有する半固体金属成型方法。 8.下記工程: i)請求の範囲6のビレットを得; ii)工程i)の該ビレットをその液相温度よりも高い成型温度に加熱し;そし て iii)工程i)からの該ビレットを金属成形ダイのダイ間に押し込んで部品を形 成する、 を有する半固体金属成型方法。 9.アルミニウムの適当な合金を用い、かつ工程iv)において3段誘導ヒーター 内で30℃/秒を越えない速度で加熱される、請求の範囲第1項記載の半固体金 属成形方法。 10.工程iv)における前記加熱速度が20℃/秒を越えない、請求の範囲第9 項記載の半固体金属成形方法。 11.工程iv)において該ビレットがその成形温度に20℃/秒と30℃/秒の 間の速度で加熱される、請求の範囲第10項記載の半固体金属成形方法。 12.下記工程: i)直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; ii)工程i)からの該加熱された直冷鋳造ビレットを押し出して押出柱を形成 し; iii)該押出柱を切断して少なくとも1つのビレットとし; iv)工程iii)からのビレットを加熱して半固体状態にし; v)工程iv)からの該ビレットを金属成形ダイセット内のキャビティ内に押し 込んで部品を成形し、その際 AZ61マグネシウム合金が前記直冷鋳造ビレットに用いられ、 前記直冷鋳造ビレットはその製造中2℃/秒の速度で冷却され、 工程i)において鋳造ビレットは約300℃の温度に加熱され、 該加熱された鋳造ビレットは工程ii)において約330〜350℃の温度 で押出され、そして 工程iv)における前記加熱はナイフで切断可能な柔らかさに相当する、 半固体金属成形方法。 13.下記工程: i)その製造中に2℃/秒を越える速度で冷却された直冷鋳造ビレットから適 当なサイズのビレットのセクションを作成し; ii)工程i)からのビレットをその液相温度より高い成形温度に加熱し;そし て iii)工程ii)からの該加熱されたビレットを金属成形ダイセット内のキャビ ティに押し込む、 を有する半固体金属ダイカスト方法。 14.工程i)に用いられる前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン である請求の範囲第13項記載の半固体金属ダイカスト方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID,IL ,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC, LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,M K,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO ,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ, TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,Z W 【要約の続き】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.鋳造ビレットを用い、下記の工程: 1.鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高くその液相温度よりも低い温度 に加熱し; 2.前記工程1からの該鋳造ビレットを押し出して押出柱とし; 3.該押出柱を少なくとも一つのビレットに切断し; 4.前記工程3からの該ビレットを半固体状態に加熱し; 5.前記工程4からの該ビレットを金属成形ダイ内のキャビティに押し込ん で部品を成形する、 を有する半固体金属成形方法。 2.AZ61マグネシウムを用い; 工程1において該鋳造ビレットを約300℃に加熱し; 該加熱された鋳造ビレットを工程2において約330〜350℃の温度で押 出し; 工程4の加熱はナイフで切断可能な柔らかさに相当する、 請求の範囲第1項記載の半固体金属成形方法。 3.直冷鋳造ビレットを用い、下記工程: 1.直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; 2.工程1からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことによ ってその直径を縮小し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し; 3.該押出柱を切断してビレットとし; 4.工程3からのビレットをその液相温度より高い成形温度に加熱し; 5.工程4からの該加熱されたビレットを半固体ダイカスト機の注入チャンバ 内に置き; 6.該加熱されたビレットセクションを金型内に注入して部品を形成し、そし て 7.該部品を該金型から分離する、 を有する半固体金属ダイカスト方法。 4.製造中の前記直冷鋳造ビレットを2℃/秒を越える速度で冷却する、請求の 範囲第3項記載の半固体金属ダイカスト方法。 5.前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満である、請求の範囲 第4項記載の半固体金属ダイカスト方法。 6.直冷鋳造ビレットを用い、下記工程: 1.直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; 2.工程1からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことによ ってその直径を縮小し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し; 3.該押出柱を切断してビレットとし; 4.工程3からのビレットをその液相温度より高い成形温度に加熱し; 5.工程4からの該加熱されたビレットを鍛造機内の一組のダイ間に置き; 6.該鍛造機を作動させて該ビレットを該一組のダイ間に押し込んで部品を形 成し、そして 7.該ダイを分離し、該部品を取り出す、 を有する半固体金属鍛造方法。 7.製造中の前記直冷鋳造ビレットを2℃/秒を越える速度で冷却する、請求の 範囲第6項記載の半固体金属鍛造方法。 8.前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満である、請求の範囲 第7項記載の半固体金属鍛造方法。 9.下記工程: 1.直冷鋳造ビレットをその再結晶温度よりも高く、かつその液相温度よりも 低い温度に加熱し; 2.工程1からの該加熱されたビレットを押出ダイを通して押し出すことによ ってその直径を減少し、かつその粒子構造を破壊して押出柱を形成し;そして 3.該押出柱を切断してビレットとする、 に従って製造される半固体金属成型方法に用いるビレット 10.製造中の前記直冷鋳造ビレットを2℃/秒を越える速度で冷却する、請求 の範囲第9項記載のビレット。 11.前記直冷鋳造ビレットの最大粒度が100ミクロン未満である、請求の範 囲第10項記載のビレット。 12.請求の範囲第11項記載のビレットを用いる半固体金属成型方法であって 、 1.該ビレットがその液相温度よりも高い成型温度に加熱され; 2.工程1からの該ビレットが金属成形ダイセット内のダイ間に押し込まれて 部品を形成する、 半固体金属成型方法。 13.請求の範囲第10項記載のビレットを用いる半固体金属成型方法であって 、 1.該ビレットがその液相温度よりも高い成型温度に加熱され; 2.工程1からの該ビレットが金属成形ダイセット内のダイ間に押し込まれて 部品を形成する、 半固体金属成型方法。 14.請求の範囲第9項記載のビレットを用いる半固体金属成型方法であって、 1.該ビレットがその液相温度よりも高い成型温度に加熱され; 2.工程1からの該ビレットが金属成形ダイセット内のダイ間に押し込まれて 部品を形成する、 半固体金属成型方法。 15.アルミニウムの適当な合金を用い、かつ工程4において3段誘導ヒーター 内で30℃/秒を越えない速度で加熱される、請求の範囲第5項記載の半固体金 属成形方法。 16.工程4における前記加熱速度が20℃/秒を越えない、請求の範囲第15 項記載の半固体金属成形方法。 17.工程1において該ビレットがその成形温度に20℃/秒と30℃/秒の間 の速度で加熱される、請求の範囲第14項記載の半固体金属成形方法。
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