JP2003126955A - 半凝固金属製品の成形方法と成形金型 - Google Patents
半凝固金属製品の成形方法と成形金型Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 煩雑な方法をとることなく、半凝固金属を加
圧成形する方法と同方法に使用される金型を提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 半凝固金属を載置できる大きさの凹部を
有する下型と上型を設けるとともに、必要に応じてさら
にスライドコアにより形成される空間部に該半凝固金属
を充填して鋳物製品を成形する金型を使用し、固相率が
３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属
を下型の凹部内に載置し、上型と下型および必要に応じ
てスライドコアの移動により形成される製品空間部に該
半凝固金属を充填する。
圧成形する方法と同方法に使用される金型を提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 半凝固金属を載置できる大きさの凹部を
有する下型と上型を設けるとともに、必要に応じてさら
にスライドコアにより形成される空間部に該半凝固金属
を充填して鋳物製品を成形する金型を使用し、固相率が
３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属
を下型の凹部内に載置し、上型と下型および必要に応じ
てスライドコアの移動により形成される製品空間部に該
半凝固金属を充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半凝固金属の成形
方法に係わり、特に金型に半凝固金属を載置して、直接
上型や加圧ピンにより加圧することで高品質成形品を成
形する半凝固金属の成形方法に関するものである。
方法に係わり、特に金型に半凝固金属を載置して、直接
上型や加圧ピンにより加圧することで高品質成形品を成
形する半凝固金属の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半凝固成形においては、一般的には成形
する金型に液体から温度を低下させて製造した半凝固金
属あるいは固体状態の材料を加熱して製造した半凝固金
属を一旦スリーブに移し、しかる後スリーブ内のチップ
を移動させて成形する。
する金型に液体から温度を低下させて製造した半凝固金
属あるいは固体状態の材料を加熱して製造した半凝固金
属を一旦スリーブに移し、しかる後スリーブ内のチップ
を移動させて成形する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法ではいくつかの課題がある。第１にスリーブに挿
入した段階で固液共存状態の金属はスリーブに接触して
急速に熱を奪われるために凝固層が生成しやすい。この
ために、チップの動きに合わせて凝固層が混入しやすく
金型内にメタルを挿入して成形する場合に機械的性質の
ばらつきの原因になりやすい。第２にスリーブ内に残さ
れたビスケット部分と製品までのランナーを加えた製品
以外の部分の全鋳込み重量に対する割合が高い。特に小
型製品の場合にはその割合が高くなる。その結果、製品
価格が高くなる。
た方法ではいくつかの課題がある。第１にスリーブに挿
入した段階で固液共存状態の金属はスリーブに接触して
急速に熱を奪われるために凝固層が生成しやすい。この
ために、チップの動きに合わせて凝固層が混入しやすく
金型内にメタルを挿入して成形する場合に機械的性質の
ばらつきの原因になりやすい。第２にスリーブ内に残さ
れたビスケット部分と製品までのランナーを加えた製品
以外の部分の全鋳込み重量に対する割合が高い。特に小
型製品の場合にはその割合が高くなる。その結果、製品
価格が高くなる。
【０００４】このために、直接金型の中に半凝固金属を
入れて成形することが知られている。しかし、下型に接
触する半凝固金属は同様に凝固層を形成しやすくまた、
特に容器を反転してその中に保持されていた半凝固金属
を下型内に載置して成形する場合、その底部には酸化物
が混入している。
入れて成形することが知られている。しかし、下型に接
触する半凝固金属は同様に凝固層を形成しやすくまた、
特に容器を反転してその中に保持されていた半凝固金属
を下型内に載置して成形する場合、その底部には酸化物
が混入している。
【０００５】また、多くの製品によっては、鋳造メタル
が入ってこない鋳抜き部、窓部があるが、型の閉じるに
応じて完全に半凝固金属を該鋳抜き、該窓部に入らない
ようにすることはすでに下型にメタルが載置されている
段階では困難である。
が入ってこない鋳抜き部、窓部があるが、型の閉じるに
応じて完全に半凝固金属を該鋳抜き、該窓部に入らない
ようにすることはすでに下型にメタルが載置されている
段階では困難である。
【０００６】本発明は、前述した問題点に着目し、煩雑
な方法をとることなく、半凝固金属を加圧成形する方法
と同方法に使用される金型を提供することを目的とする
ものである。
な方法をとることなく、半凝固金属を加圧成形する方法
と同方法に使用される金型を提供することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においては、第１の発明では固相率が
３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属
を下型の凹部内に載置し、上型と下型および必要に応じ
てスライドコアの移動により形成される製品空間部に該
半凝固金属を充填することとした。
るために、本発明においては、第１の発明では固相率が
３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属
を下型の凹部内に載置し、上型と下型および必要に応じ
てスライドコアの移動により形成される製品空間部に該
半凝固金属を充填することとした。
【０００８】また、第１の発明を主体とする第２の発明
では、上型の下型への接近に伴って該半凝固金属を圧縮
させて型内に半凝固金属を充填するに際し、該上型に設
けられた空洞部を形成する部位を有する上型凸部と該下
型との間隔を０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空
洞部に相当する部位を切断、切削加工により貫通させる
こととした。
では、上型の下型への接近に伴って該半凝固金属を圧縮
させて型内に半凝固金属を充填するに際し、該上型に設
けられた空洞部を形成する部位を有する上型凸部と該下
型との間隔を０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空
洞部に相当する部位を切断、切削加工により貫通させる
こととした。
【０００９】第１の発明を主体とする第３の発明では、
上下の金型を閉じた後型内に充填した該半凝固金属を加
圧ピンにより圧縮するに際し、該上型に設けられた空洞
部を形成する部位を有する上型凸部と該下型との間隔を
０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空洞部に相当す
る部位を切断、切削加工により貫通させることとした。
上下の金型を閉じた後型内に充填した該半凝固金属を加
圧ピンにより圧縮するに際し、該上型に設けられた空洞
部を形成する部位を有する上型凸部と該下型との間隔を
０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空洞部に相当す
る部位を切断、切削加工により貫通させることとした。
【００１０】第１または第２の発明を主体とする第４の
発明では、上下型により形成される製品空間部に充填さ
れた半凝固金属の下型凹部の部位を加圧ピンにより局部
加圧し、必要に応じて該部位を製品から分離除去するこ
ととした。
発明では、上下型により形成される製品空間部に充填さ
れた半凝固金属の下型凹部の部位を加圧ピンにより局部
加圧し、必要に応じて該部位を製品から分離除去するこ
ととした。
【００１１】第１、第２または第４の発明を主体とする
第５の発明では、上下型により形成される製品空間部に
充填された半凝固金属の下型凹部の下型接触部位を切削
加工して除去することとした。
第５の発明では、上下型により形成される製品空間部に
充填された半凝固金属の下型凹部の下型接触部位を切削
加工して除去することとした。
【００１２】第６の発明では半凝固金属を載置できる大
きさの凹部を有する下型と上型を設けるとともに、必要
に応じてさらにスライドコアにより形成される空間部に
該半凝固金属を充填して鋳物製品を成形する金型であっ
て、空洞部を有する鋳物を製造する場合においては上型
は該鋳物製品の該空洞部に相当する部位の上下型間に
０．５ｍｍ〜１０ｍｍの空隙を形成するように上型凸部
を有し、しかも、下型凹部に載置した該半凝固金属を型
内充填時、あるいは型内充填後プレス成形が可能な半凝
固金属製品の成形金型構造とする。
きさの凹部を有する下型と上型を設けるとともに、必要
に応じてさらにスライドコアにより形成される空間部に
該半凝固金属を充填して鋳物製品を成形する金型であっ
て、空洞部を有する鋳物を製造する場合においては上型
は該鋳物製品の該空洞部に相当する部位の上下型間に
０．５ｍｍ〜１０ｍｍの空隙を形成するように上型凸部
を有し、しかも、下型凹部に載置した該半凝固金属を型
内充填時、あるいは型内充填後プレス成形が可能な半凝
固金属製品の成形金型構造とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わる半凝固金属
の成形方法の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に
説明する。
の成形方法の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に
説明する。
【００１４】図１は上下の金型を閉じた後下型凹部内に
載置された半凝固金属を加圧ピンにより圧縮して成形す
ることを示す説明図、図２はあらかじめ型が閉じた状態
で下型凹部に半凝固金属を載置した後該金属を加圧ピン
により圧縮して成形することを示す説明図、図３は下型
凹部の半凝固金属を大きい凸部の無い上型が下降して圧
縮して成形することを示す説明図、図４は下型凹部の半
凝固金属を凸部を有する上型が下降して圧縮して成形す
ることを示す説明図、図５は下型とスライドコアにより
構成される金型において下型凹部の半凝固金属を上型が
下降して圧縮して成形することを示す説明図、図６は下
型とスライドコアにより構成される金型において下型凹
部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して、その後下型
凹部の部位を局部加圧して同部位を製品から分離除去す
ることを示す説明図、図７は溶湯から半凝固金属を製造
するまでのプロセスの説明図である。
載置された半凝固金属を加圧ピンにより圧縮して成形す
ることを示す説明図、図２はあらかじめ型が閉じた状態
で下型凹部に半凝固金属を載置した後該金属を加圧ピン
により圧縮して成形することを示す説明図、図３は下型
凹部の半凝固金属を大きい凸部の無い上型が下降して圧
縮して成形することを示す説明図、図４は下型凹部の半
凝固金属を凸部を有する上型が下降して圧縮して成形す
ることを示す説明図、図５は下型とスライドコアにより
構成される金型において下型凹部の半凝固金属を上型が
下降して圧縮して成形することを示す説明図、図６は下
型とスライドコアにより構成される金型において下型凹
部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して、その後下型
凹部の部位を局部加圧して同部位を製品から分離除去す
ることを示す説明図、図７は溶湯から半凝固金属を製造
するまでのプロセスの説明図である。
【００１５】まず、図１の（１）と（２）を用いて、上
下の金型を閉じた後下型凹部内に載置された半凝固金属
を加圧ピンにより圧縮して成形時の概要を示す。１は上
型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５は加
圧ピン、６は製品、７はランナー、８はビスケット部、
９はメタルの流入溝、１０は上型凸部である。図１
（１）に示すように、両金型１、２が開いた状態（図１
（１））で下型凹部３の中に固相率が３０％〜９９．９
％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を挿入し直ちに
上型１が下降して両金型１、２を閉じる（図１
（２））。
下の金型を閉じた後下型凹部内に載置された半凝固金属
を加圧ピンにより圧縮して成形時の概要を示す。１は上
型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５は加
圧ピン、６は製品、７はランナー、８はビスケット部、
９はメタルの流入溝、１０は上型凸部である。図１
（１）に示すように、両金型１、２が開いた状態（図１
（１））で下型凹部３の中に固相率が３０％〜９９．９
％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を挿入し直ちに
上型１が下降して両金型１、２を閉じる（図１
（２））。
【００１６】型閉後、直ちに、加圧ピン５が下降して半
凝固金属４を圧縮する。これにより、下型凹部３の一部
に開けられた流入溝９、ランナー部７を通って半凝固金
属４が型内に充填する。半凝固金属４は、型の内部に充
填されるに当たり、上型凸部１０と下型２間の間隙Ｓを
通過して成形品が成形される。
凝固金属４を圧縮する。これにより、下型凹部３の一部
に開けられた流入溝９、ランナー部７を通って半凝固金
属４が型内に充填する。半凝固金属４は、型の内部に充
填されるに当たり、上型凸部１０と下型２間の間隙Ｓを
通過して成形品が成形される。
【００１７】図２の（１）と（２）を用いてあらかじめ
両金型が閉じた状態で下型凹部１０に固相率が３０％〜
９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載置
した後、該金属４を加圧ピン５により圧縮して成形する
時の概要を示す。
両金型が閉じた状態で下型凹部１０に固相率が３０％〜
９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載置
した後、該金属４を加圧ピン５により圧縮して成形する
時の概要を示す。
【００１８】１は上型、２は下型、３は下型凹部、４は
半凝固金属、５は加圧ピン、６は製品、７はランナー
部、８はビスケット部、９はメタルの流入溝、１０は上
型凸部である。両金型１、２が閉じた状態（図２
（１））で下型凹部３の中に半凝固金属４を挿入し、直
ちに加圧ピン５が下降して半凝固金属４を圧縮する。
半凝固金属、５は加圧ピン、６は製品、７はランナー
部、８はビスケット部、９はメタルの流入溝、１０は上
型凸部である。両金型１、２が閉じた状態（図２
（１））で下型凹部３の中に半凝固金属４を挿入し、直
ちに加圧ピン５が下降して半凝固金属４を圧縮する。
【００１９】これにより、下型凹部３の一部に開けられ
た流入溝９、ランナー部７を通って半凝固金属４が型内
に充填する（図２（２））。半凝固金属４は、型の内部
に充填されるに当たり、上型凸部１０と下型２間の間隙
Ｓを通過して成形品が成形される。
た流入溝９、ランナー部７を通って半凝固金属４が型内
に充填する（図２（２））。半凝固金属４は、型の内部
に充填されるに当たり、上型凸部１０と下型２間の間隙
Ｓを通過して成形品が成形される。
【００２０】図３を用いて大きい凸部の無い上型が下降
して下型凹部の半凝固金属を大きい圧縮して成形するこ
とを示す。１は上型、２は下型、３は下型凹部、４は半
凝固金属、６は製品である。上型１と下型２が型開した
状態（図３（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０
％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を
載置して、直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮
（図３（２））して成形品が成形される。この後、下型
凹部３の下型接触部位を切削加工して除去し、製品６と
なる。
して下型凹部の半凝固金属を大きい圧縮して成形するこ
とを示す。１は上型、２は下型、３は下型凹部、４は半
凝固金属、６は製品である。上型１と下型２が型開した
状態（図３（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０
％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を
載置して、直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮
（図３（２））して成形品が成形される。この後、下型
凹部３の下型接触部位を切削加工して除去し、製品６と
なる。
【００２１】図４を用いて下型凹部の半凝固金属を上型
が下降して圧縮成形する例を示す。１は上型、２は下
型、３は下型凹部、４は半凝固金属、６は製品、１０は
上型凸部である。上型１と下型２が型開した状態（図４
（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０％〜９９．
９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載置して、
直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮（図４
（２））して成形品が成形される。この後、下型凹部３
の下型接触部位を切削加工して除去し、製品６となる。
が下降して圧縮成形する例を示す。１は上型、２は下
型、３は下型凹部、４は半凝固金属、６は製品、１０は
上型凸部である。上型１と下型２が型開した状態（図４
（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０％〜９９．
９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載置して、
直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮（図４
（２））して成形品が成形される。この後、下型凹部３
の下型接触部位を切削加工して除去し、製品６となる。
【００２２】図５の（１）、（２）を用いて下型凹部の
半凝固金属を上型が下降して圧縮成形する例を示す。１
は上型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５
は加圧ピン、６は製品、１０は上型凸部、１１はスライ
ドコアである。下型２の上面部に放射状に配設された４
片の金型から構成されるスライドコア１１を前進させた
状態で、下型２の中心部に位置する下型凹部３の中に固
相率が３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝
固金属４を載置（図５（１））して、直ちに上型１が下
降して半凝固金属４を圧縮（図５（２））し、必要に応
じて加圧ピン５により下型凹部３の半溶融金属４を圧縮
する。また、上型凸部１０と下型の間隙Ｓを通過して成
形品が成形される。この後、下型凹部３の下型接触部位
を切削加工して除去し、製品６となる。
半凝固金属を上型が下降して圧縮成形する例を示す。１
は上型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５
は加圧ピン、６は製品、１０は上型凸部、１１はスライ
ドコアである。下型２の上面部に放射状に配設された４
片の金型から構成されるスライドコア１１を前進させた
状態で、下型２の中心部に位置する下型凹部３の中に固
相率が３０％〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝
固金属４を載置（図５（１））して、直ちに上型１が下
降して半凝固金属４を圧縮（図５（２））し、必要に応
じて加圧ピン５により下型凹部３の半溶融金属４を圧縮
する。また、上型凸部１０と下型の間隙Ｓを通過して成
形品が成形される。この後、下型凹部３の下型接触部位
を切削加工して除去し、製品６となる。
【００２３】図６を用いて下型凹部の半凝固金属を上型
が下降して圧縮して、その後下型凹部の部位を局部加圧
して同部位を製品から分離除去する例を示す。１は上
型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５は加
圧ピン、６は製品、１１はスライドコア、１２は下型押
えブロックである。
が下降して圧縮して、その後下型凹部の部位を局部加圧
して同部位を製品から分離除去する例を示す。１は上
型、２は下型、３は下型凹部、４は半凝固金属、５は加
圧ピン、６は製品、１１はスライドコア、１２は下型押
えブロックである。
【００２４】下型２の上面部に放射状に配設された４片
の金型から構成されるスライドコア１１を前進させた状
態（図６（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０％
〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載
置して、直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮
（図６（２））し、必要に応じて加圧ピン５により下型
凹部３の半凝固金属４を局部圧縮（図６（３））し、下
型押えブロック１２が下降して同部位を製品６から分離
除去する。また、上型凸部１０と下型２の間隙Ｓを通過
して成形品が成形される。この後、下型凹部３の下型接
触部位を切削加工して除去し、製品６となる。
の金型から構成されるスライドコア１１を前進させた状
態（図６（１））で、下型凹部３の中に固相率が３０％
〜９９．９％の微細球状結晶を有する半凝固金属４を載
置して、直ちに上型１が下降して半凝固金属４を圧縮
（図６（２））し、必要に応じて加圧ピン５により下型
凹部３の半凝固金属４を局部圧縮（図６（３））し、下
型押えブロック１２が下降して同部位を製品６から分離
除去する。また、上型凸部１０と下型２の間隙Ｓを通過
して成形品が成形される。この後、下型凹部３の下型接
触部位を切削加工して除去し、製品６となる。
【００２５】（実施例）以下図面に基づいて、本発明の
実施例の詳細について説明する。
実施例の詳細について説明する。
【００２６】下型２に載置した半凝固金属４を加圧した
場合、下型２に接触して温度が低下して発生した凝固層
が製品６の内部に混在するとともに、容器内で生成され
半凝固金属４の酸化物を固定できないために、製品６の
内部に混在し品質上問題である。また、下型２に載置し
た半凝固金属４を加圧した場合、鋳造製品６の空洞部
（ここでいう空洞部とは、製品の表側から裏側に通じる
貫通孔をいう）の部位の下型２と上型１の初期の間隙に
加圧中に半凝固金属４が入り込み固化するためにプレス
成形してもプレスできないために希望する厚みの寸法の
製品６が得られないことが発生する。
場合、下型２に接触して温度が低下して発生した凝固層
が製品６の内部に混在するとともに、容器内で生成され
半凝固金属４の酸化物を固定できないために、製品６の
内部に混在し品質上問題である。また、下型２に載置し
た半凝固金属４を加圧した場合、鋳造製品６の空洞部
（ここでいう空洞部とは、製品の表側から裏側に通じる
貫通孔をいう）の部位の下型２と上型１の初期の間隙に
加圧中に半凝固金属４が入り込み固化するためにプレス
成形してもプレスできないために希望する厚みの寸法の
製品６が得られないことが発生する。
【００２６】次に、表１に成形条件と成形体の品質につ
いて示す。
いて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】用いた合金はＡＣ４ＣＨ合金である。合金
組成はＡｌ−７％、Ｓｉ−０．３５％、Ｍｇ−０．１５
Ｔｉである。半凝固金属４は、実施例１〜４は液相線温
度に対して過熱度を３０℃に保持された約１．５ｋｇの
合金を冷却治具を使用することなく直接ステンレスステ
ィールの保持容器１４に注湯し、所定の液相率を示す成
形温度まで冷却しつつ、たとえば５０％固相率を示す温
度まで約３分間保持することにより得た。
組成はＡｌ−７％、Ｓｉ−０．３５％、Ｍｇ−０．１５
Ｔｉである。半凝固金属４は、実施例１〜４は液相線温
度に対して過熱度を３０℃に保持された約１．５ｋｇの
合金を冷却治具を使用することなく直接ステンレスステ
ィールの保持容器１４に注湯し、所定の液相率を示す成
形温度まで冷却しつつ、たとえば５０％固相率を示す温
度まで約３分間保持することにより得た。
【００２９】容器上部、下部にぱ断熱性を有するのセラ
ミックを配置して、容器露出部をエアー１６で冷却して
均一な温度の半凝固金属４を得た。実施例５〜１０、比
較例１〜５は保持容器の注湯は約７ｋｇである。保持時
間は５０％固相率を示す温度まで約５分間保持した。試
験に用いた金型は２００℃であり、黒鉛系の水溶性離型
剤を使用した。１．５ｋｇの製品においては、型締め力
３５０ｔのマシンを使用し、７ｋｇの製品においては、
型締め力８００ｔのマシンを使用した。
ミックを配置して、容器露出部をエアー１６で冷却して
均一な温度の半凝固金属４を得た。実施例５〜１０、比
較例１〜５は保持容器の注湯は約７ｋｇである。保持時
間は５０％固相率を示す温度まで約５分間保持した。試
験に用いた金型は２００℃であり、黒鉛系の水溶性離型
剤を使用した。１．５ｋｇの製品においては、型締め力
３５０ｔのマシンを使用し、７ｋｇの製品においては、
型締め力８００ｔのマシンを使用した。
【００３０】なお、半凝固金属４について、その製造方
法は限定されるものではなく種々の方法が適用できる。
実施例に用いた方法は、治具を使用せずに直接得る方法
であって、液相線温度に対して過熱度を５０℃未満に保
持された結晶微細化剤を含むアルミニウム合金溶湯、ま
たはマグネシウム合金溶湯を冷却治具を使用することな
くラドル１３を介して直接保持容器（金属容器１４）に
注湯し、溶湯１９内に結晶核を発生させ、該結晶核を成
長させて所定の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ３
０秒〜３０分間保持することにより球状結晶を有する半
凝固金属４を得ることを特徴とし、該半凝固金属２０を
容器１４より反転して排出することで、型内に載置す
る。
法は限定されるものではなく種々の方法が適用できる。
実施例に用いた方法は、治具を使用せずに直接得る方法
であって、液相線温度に対して過熱度を５０℃未満に保
持された結晶微細化剤を含むアルミニウム合金溶湯、ま
たはマグネシウム合金溶湯を冷却治具を使用することな
くラドル１３を介して直接保持容器（金属容器１４）に
注湯し、溶湯１９内に結晶核を発生させ、該結晶核を成
長させて所定の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ３
０秒〜３０分間保持することにより球状結晶を有する半
凝固金属４を得ることを特徴とし、該半凝固金属２０を
容器１４より反転して排出することで、型内に載置す
る。
【００３１】また、冷却板に溶湯１９を接触させて、あ
るいは冷却振動棒を注湯する溶湯１９あるいは注湯後も
継続して溶湯１９中に浸漬して上記方法と同様に保持容
器内で冷却保持する方法も適用できる。
るいは冷却振動棒を注湯する溶湯１９あるいは注湯後も
継続して溶湯１９中に浸漬して上記方法と同様に保持容
器内で冷却保持する方法も適用できる。
【００３２】また、一旦固化したビレットを加熱した半
溶融金属２０も本発明に適用できる。比較例１では、下
型２に凹部がないため、半凝固金属４を載置して加圧し
た場合、下型２に接触して温度が低下して発生した凝固
層が製品６の内部に混在するとともに、容器内で生成さ
れ半凝固金属４の酸化物を固定できないために、同様に
製品６の内部に混在するために品質上問題となった。
溶融金属２０も本発明に適用できる。比較例１では、下
型２に凹部がないため、半凝固金属４を載置して加圧し
た場合、下型２に接触して温度が低下して発生した凝固
層が製品６の内部に混在するとともに、容器内で生成さ
れ半凝固金属４の酸化物を固定できないために、同様に
製品６の内部に混在するために品質上問題となった。
【００３３】比較例２では、鋳造製品の空洞部（ここで
いう空洞部とは、製品の表側から裏側に通じる貫通孔を
いう）の部位の下型２と上型１の初期の間隙Ｓが狭いた
めに半凝固金属４が加圧された場合、初期間隙まで圧縮
できずに初期間隙よりも製品６の厚みが厚いために下型
２と上型１の間に隙間Ｓが発生してバリが吹くことにな
り、目標とする寸法の製品が得られなかった。
いう空洞部とは、製品の表側から裏側に通じる貫通孔を
いう）の部位の下型２と上型１の初期の間隙Ｓが狭いた
めに半凝固金属４が加圧された場合、初期間隙まで圧縮
できずに初期間隙よりも製品６の厚みが厚いために下型
２と上型１の間に隙間Ｓが発生してバリが吹くことにな
り、目標とする寸法の製品が得られなかった。
【００３４】比較例３では製品６の厚みが厚いために、
成形後切削加工する量が多く歩留まりが悪い。比較例４
では固相率が低いために、下型凹部３に半凝固金属４を
載置しても下型凹部３以外のところに半凝固金属４が流
れるために凝固層が生成されやすく、また容器内で生成
され半凝固金属４の酸化物を下型凹部３に固定できない
ために品質上問題であった。
成形後切削加工する量が多く歩留まりが悪い。比較例４
では固相率が低いために、下型凹部３に半凝固金属４を
載置しても下型凹部３以外のところに半凝固金属４が流
れるために凝固層が生成されやすく、また容器内で生成
され半凝固金属４の酸化物を下型凹部３に固定できない
ために品質上問題であった。
【００３５】比較例５では完全に固体であり、しかも温
度が低いために成形が容易でない。一方、実施例１〜１
０では凝固層、酸化物層を一部に集め、必要に応じて切
削加工し、また鋳造製品に空洞部がある製品の成形も可
能であるために、高い品質の製品を得ることができた。
度が低いために成形が容易でない。一方、実施例１〜１
０では凝固層、酸化物層を一部に集め、必要に応じて切
削加工し、また鋳造製品に空洞部がある製品の成形も可
能であるために、高い品質の製品を得ることができた。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に関わる半凝固金属製品の成形方法では、（１）
下型の凹部に半凝固金属を載置して上型と下型および必
要に応じてスライドコアの移動により形成される製品空
間部に該半凝固金属を充填し、該凹部の半凝固金属が製
品品質に影響する場合は切削加工して下型凹部に接触す
る部位を除去することおよび、（２）空洞部を有する製
品を成形する場合においては、該上型に設けられた空洞
部を形成する部位を有する上型凸部と該下型との間隔を
０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空洞部に相当す
る部位を切断、切削加工により貫通させることにより、
製品内部に凝固層、酸化物層の混入ない高品質の成形体
が得られる。
本発明に関わる半凝固金属製品の成形方法では、（１）
下型の凹部に半凝固金属を載置して上型と下型および必
要に応じてスライドコアの移動により形成される製品空
間部に該半凝固金属を充填し、該凹部の半凝固金属が製
品品質に影響する場合は切削加工して下型凹部に接触す
る部位を除去することおよび、（２）空洞部を有する製
品を成形する場合においては、該上型に設けられた空洞
部を形成する部位を有する上型凸部と該下型との間隔を
０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該空洞部に相当す
る部位を切断、切削加工により貫通させることにより、
製品内部に凝固層、酸化物層の混入ない高品質の成形体
が得られる。
【図１】上下の金型を閉じた後下型凹部内に載置された
半凝固金属を加圧ピンにより圧縮して成形することを示
す説明図である。
半凝固金属を加圧ピンにより圧縮して成形することを示
す説明図である。
【図２】あらかじめ型が閉じた状態で下型凹部に半凝固
金属を載置した後該金属を加圧ピンにより圧縮して成形
することを示す説明図である。
金属を載置した後該金属を加圧ピンにより圧縮して成形
することを示す説明図である。
【図３】下型凹部の半凝固金属を大きい凸部の無い上型
が下降して圧縮して成形することを示す説明図である。
が下降して圧縮して成形することを示す説明図である。
【図４】下型凹部の半凝固金属を上型が下降して圧縮し
て成形することを示す説明図である。
て成形することを示す説明図である。
【図５】下型とスライドコアにより構成される金型にお
いて下型凹部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して成
形することを示す説明図である。
いて下型凹部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して成
形することを示す説明図である。
【図６】下型とスライドコアにより構成される金型にお
いて下型凹部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して、
その後下型凹部の部位を局部加圧して同部位を製品から
分離除去することを示す説明図である。
いて下型凹部の半凝固金属を上型が下降して圧縮して、
その後下型凹部の部位を局部加圧して同部位を製品から
分離除去することを示す説明図である。
【図７】溶湯から半凝固金属を製造するまでのプロセス
の説明図である。
の説明図である。
１ 上型
２ 下型
３ 下型凹部
４ 半凝固金属
５ 加圧ピン
６ 製品
７ ランナー部
８ ビスケット
９ メタル流入溝
１０ 上型凸部
１１ スライドコア
１２ 下型押えブロック
１３ ラドル
１４ 金属容器
１５ 断熱材
１６ エアー
１７ 高周波加熱コイル
１８ 射出スリーブ
１９ 溶湯
２０ 半凝固金属
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２２Ｄ 27/09 Ｂ２２Ｄ 27/09 Ａ
27/11 27/11
27/20 27/20 Ｚ
29/00 29/00 Ｇ
31/00 31/00 Ａ
(72)発明者 前田 琢磨
山口県宇部市大字小串沖の山1980番地 宇
部興産機械株式会社宇部機械製作所内
Ｆターム(参考） 4E093 NA01 NB01 NB10
Claims (6)
- 【請求項１】 固相率が３０％〜９９．９％の微細球状
結晶を有する半凝固金属を下型の凹部内に載置し、上型
と下型および必要に応じてスライドコアの移動により形
成される製品空間部に該半凝固金属を充填することを特
徴とする半凝固金属製品の成形方法。 - 【請求項２】 上型の下型への接近に伴って該半凝固金
属を圧縮させて型内に半凝固金属を充填するに際し、該
上型に設けられた空洞部を形成する部位を有する上型凸
部と該下型との間隔を０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造
後に該空洞部に相当する部位を切断、切削加工により貫
通させることを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項３】 上下の金型を閉じた後型内に充填した該
半凝固金属を加圧ピンにより圧縮するに際し、該上型に
設けられた空洞部を形成する部位を有する上型凸部と該
下型との間隔を０．５ｍｍ〜１０ｍｍとし、鋳造後に該
空洞部に相当する部位を切断、切削加工により貫通させ
ることを特徴とする請求項１記載の成形方法。 - 【請求項４】 上下型により形成される製品空間部に充
填された半凝固金属の下型凹部の部位を加圧ピンにより
局部加圧し、必要に応じて該部位を製品から分離除去す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の成形
方法。 - 【請求項５】 上下型により形成される製品空間部に充
填された半凝固金属の下型凹部の下型接触部位を切削加
工して除去することを特徴とする請求項１、請求項２ま
たは請求項４記載の成形方法。 - 【請求項６】 半凝固金属を載置できる大きさの凹部を
有する下型と上型を設けるとともに、必要に応じてさら
にスライドコアにより形成される空間部に該半凝固金属
を充填して鋳物製品を成形する金型であって、空洞部を
有する鋳物を製造する場合においては上型は該鋳物製品
の該空洞部に相当する部位の上下型間に０．５ｍｍ〜１
０ｍｍの空隙を形成するように上型凸部を有し、しか
も、下型凹部に載置した該半凝固金属を型内充填時、あ
るいは型内充填後プレス成形が可能な半凝固金属製品の
成形金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001325588A JP2003126955A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 半凝固金属製品の成形方法と成形金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001325588A JP2003126955A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 半凝固金属製品の成形方法と成形金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003126955A true JP2003126955A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19142124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001325588A Pending JP2003126955A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 半凝固金属製品の成形方法と成形金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003126955A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010194549A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Moriyama Giken:Kk | 半凝固金属の成型装置 |
| CN107405682A (zh) * | 2014-08-20 | 2017-11-28 | 新加坡科技研究局 | 金属物品形成设备和用于形成金属物品的方法 |
| CN107737912A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-27 | 东风精密铸造安徽有限公司 | 一种铸造浇冒口用剪切装置 |
-
2001
- 2001-10-23 JP JP2001325588A patent/JP2003126955A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010194549A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Moriyama Giken:Kk | 半凝固金属の成型装置 |
| CN107405682A (zh) * | 2014-08-20 | 2017-11-28 | 新加坡科技研究局 | 金属物品形成设备和用于形成金属物品的方法 |
| CN107737912A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-27 | 东风精密铸造安徽有限公司 | 一种铸造浇冒口用剪切装置 |
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