JP6416038B2 - 半凝固金属材料のプレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents
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Description
金属材料の溶湯から製造された半凝固金属材料であって、固相率が40%以上である半凝固金属材料を、プレス成形品の形状に対応した凹部を有する下型の凹部の上に搬入する半凝固金属材料搬入ステップと、
搬入された半凝固金属材料を、1m/sec以上の下降速度で下降するスライドに取り付けられた上型をスライドの下死点に到達させて成形するプレス成形第1ステップと、
スライドを下死点位置で所定時間位置保持して半凝固金属材料を冷却すると共に、
この位置保持している状態において、半凝固金属材料の冷却による体積の収縮に合わせて、上型或いは下型の少なくとも一方をスライドに対してスライド移動方向に相対移動させることにより、半凝固金属材料に所定圧力を付与するプレス成形第2ステップと、
を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る半凝固金属材料のプレス成形方法において、前記薄肉部は、成形の際に、スライドの移動方向と平行な方向に延びる壁であることを特徴とすることができる。
金属材料の溶湯から製造された半凝固金属材料であって、固相率が40%以上である半凝固金属材料を、プレス成形製品の形状に対応した凹部を有する下型の凹部の上に搬入し、
該搬入された半凝固金属材料を、1m/sec以上の下降速度で下降するスライドに取り付けられた上型をスライドの下死点に到達させて成形する一方、
スライドを下死点位置で所定時間位置保持して半凝固金属材料を冷却すると共に、この位置保持している状態において、半凝固金属材料の冷却による体積の収縮に合わせて、上型或いは下型の少なくとも一方をスライドに対してスライド移動方向に相対移動させることにより、半凝固金属材料に所定圧力を付与する
ことを特徴とする。
<ポイント1>
薄肉板構造品や微細模様品を作るには、溶湯の場合、射出速度を高速とし高真空の条件で成形する。これは溶湯が高速で射出されることにより、溶湯に大きな運動エネルギーが与えられ金型と衝突するとき微細な模様や薄肉部へも流入することを狙ったものである。高真空とするのは、溶湯が高速で射出される際の空気の巻き込みを防ぐためであるが、同時に空気の介在により模様がボケることを防ぐ役割も果たしているものと推定される。
次に、高速で成形する際の被加工材内部の応力の状況を考える。
被加工材に加えられる力は、低速であれば静的な力と同等として扱えるが、1m/sec以上(好ましくは、例えば、7m/sec以上)のような高速にて成形する場合には被加工材の降伏応力が高くなる等、低速成形と違いが生じる。これらの違いが微細な形状、もしくは、薄肉部の成形する場合、低速、高速によりどのような変化を起こすかを以下に考える。
なお、下型20は、プレス成形製品の形状の一部に対応した凹部21を有し、その凹部21の上に半凝固スラリー(半凝固金属材料、素材)10は搬入される。
かかるステップ1が、本発明に係る半凝固金属材料搬入ステップに相当する。
ここで、かかるステップ2が、本発明に係るプレス成形第1ステップに相当する。
ここで、かかるステップ3が、本発明に係るプレス成形第2ステップに相当する。
更には、上型31及び下型20の双方をスライド移動方向に相対移動させることにより、半凝固金属材料に所定圧力を付与する構成とすることも可能である。
2 スライド
3 スクリュー(外周ネジ部材)
4 サーボモータ
10 半凝固スラリー(半凝固金属材料、素材)
20 下型
21 凹部
30 上型本体(スライドと一体移動する上型ベース部)
31 上型(可動部;スライド或いは上型本体に対してスライド方向に相対移動可能な上型)
32 油圧クッション
40 下ノックアウト装置
50 カートリッジヒータ
60 断熱材
Claims (7)
- 金属材料の溶湯から製造された半凝固金属材料であって、固相率が40%以上である半凝固金属材料を、プレス成形品の形状に対応した凹部を有する下型の凹部の上に搬入する半凝固金属材料搬入ステップと、
搬入された半凝固金属材料を、1m/sec以上の下降速度で下降するスライドに取り付けられた上型をスライドの下死点に到達させて成形するプレス成形第1ステップと、
スライドを下死点位置で所定時間位置保持して半凝固金属材料を冷却すると共に、
この位置保持している状態において、半凝固金属材料の冷却による体積の収縮に合わせて、上型或いは下型の少なくとも一方をスライドに対してスライド移動方向に相対移動させることにより、半凝固金属材料に所定圧力を付与するプレス成形第2ステップと、
を含むことを特徴とする半凝固金属材料のプレス成形方法。 - 前記上型或いは下型の少なくとも一方は、油圧クッションを介して、スライドに対してスライド移動方向に相対移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の半凝固金属材料のプレス成形方法。
- スライドの下降速度が、7m/sec以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半凝固金属材料のプレス成形方法。
- 半凝固金属材料のプレス成形方法により成形されたプレス成形品は、表面に模様付けがなされる部位と薄肉部の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1つに記載の半凝固金属材料のプレス成形方法。
- 前記薄肉部は、成形の際に、スライドの移動方向と平行な方向に延びる壁であることを特徴とする請求項4に記載の半凝固金属材料のプレス成形方法。
- 金属材料の溶湯から製造された半凝固金属材料であって、固相率が40%以上である半凝固金属材料を、プレス成形製品の形状に対応した凹部を有する下型の凹部の上に搬入し、
該搬入された半凝固金属材料を、1m/sec以上の下降速度で下降するスライドに取り付けられた上型をスライドの下死点に到達させて成形する一方、
スライドを下死点位置で所定時間位置保持して半凝固金属材料を冷却すると共に、この位置保持している状態において、半凝固金属材料の冷却による体積の収縮に合わせて、上型或いは下型の少なくとも一方をスライドに対してスライド移動方向に相対移動させることにより、半凝固金属材料に所定圧力を付与する
ことを特徴とする半凝固金属材料のプレス成形装置。 - 前記上型或いは下型の少なくとも一方は、油圧クッションを介して、スライドに対してスライド移動方向に相対移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項6に記載の半凝固金属材料のプレス成形装置。
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