JPH05212531A - 金属基複合材料の成形方法 - Google Patents
金属基複合材料の成形方法Info
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- JPH05212531A JPH05212531A JP4022314A JP2231492A JPH05212531A JP H05212531 A JPH05212531 A JP H05212531A JP 4022314 A JP4022314 A JP 4022314A JP 2231492 A JP2231492 A JP 2231492A JP H05212531 A JPH05212531 A JP H05212531A
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- plunger
- self
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- metal matrix
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
(57)【要約】
【目的】作業コストが低く、複雑な形状の成形品を成形
することを可能とし、寸法精度を高く、しかも成形品の
品質を向上させる。 【構成】シリンダ１３に形成されたプランジャ室１４内
に金属基複合材料で成形された円柱状の自己消費型プラ
ンジャ１２を供給し、前記シリンダ１３のノズル２０の
近傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャ１２の先
端を誘導加熱によって溶融する。したがって、金属基複
合材料は急速に溶融し、自己消費型プランジャ１２自体
で加圧され、前記ノズル２０から射出され、成形型２２
のキャビティ２８内に充填される。充填されるまでの時
間が短くなり、溶融状態が長時間続くことがなくなるた
め、金属マトリックスと添加物が比重の差によって分離
することがなくなる。
することを可能とし、寸法精度を高く、しかも成形品の
品質を向上させる。 【構成】シリンダ１３に形成されたプランジャ室１４内
に金属基複合材料で成形された円柱状の自己消費型プラ
ンジャ１２を供給し、前記シリンダ１３のノズル２０の
近傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャ１２の先
端を誘導加熱によって溶融する。したがって、金属基複
合材料は急速に溶融し、自己消費型プランジャ１２自体
で加圧され、前記ノズル２０から射出され、成形型２２
のキャビティ２８内に充填される。充填されるまでの時
間が短くなり、溶融状態が長時間続くことがなくなるた
め、金属マトリックスと添加物が比重の差によって分離
することがなくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属基複合材料の成形
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属マトリックスに短繊維、ウィ
スカ、粒子等を分散させた成形品を成形する場合、高圧
含浸鋳造法、鋳造法、粉末法等の成形方法が用いられて
いる。前記高圧含浸鋳造法においては、短繊維、粒子等
によってあらかじめ予備成形体（プリフォーム）を製造
し、該予備成形体中に、金属マトリックスの溶湯を高圧
で含浸させるようにしている。
スカ、粒子等を分散させた成形品を成形する場合、高圧
含浸鋳造法、鋳造法、粉末法等の成形方法が用いられて
いる。前記高圧含浸鋳造法においては、短繊維、粒子等
によってあらかじめ予備成形体（プリフォーム）を製造
し、該予備成形体中に、金属マトリックスの溶湯を高圧
で含浸させるようにしている。
【０００３】また、鋳造法においては、金属マトリック
スの溶湯中に短繊維、ウィスカ、粒子等の添加物を混合
して攪拌し、該溶湯を成形型に注入して鋳込むようにし
ている。そして、粉末法においては、金属マトリックス
の粉末中に短繊維、ウィスカ、粒子等の添加物を混合
し、該粉末を成形型のキャビティ内に供給して加圧する
か、成形型内に射出することによって成形し、その後、
焼結するようにしている。
スの溶湯中に短繊維、ウィスカ、粒子等の添加物を混合
して攪拌し、該溶湯を成形型に注入して鋳込むようにし
ている。そして、粉末法においては、金属マトリックス
の粉末中に短繊維、ウィスカ、粒子等の添加物を混合
し、該粉末を成形型のキャビティ内に供給して加圧する
か、成形型内に射出することによって成形し、その後、
焼結するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の金属基複合材料の成形方法においては、高圧含浸鋳
造法の場合、予備成形体中に金属の溶湯を高圧で含浸さ
せるものであるため、十分な含浸を行うことが困難であ
るため、複雑な形状の成形品を成形することができない
だけでなく、内部欠陥が発生しやすい。また、成形する
に当たり、予備成形体を製造する必要があり、製造工程
が複雑になって作業コストが高くなってしまう。
来の金属基複合材料の成形方法においては、高圧含浸鋳
造法の場合、予備成形体中に金属の溶湯を高圧で含浸さ
せるものであるため、十分な含浸を行うことが困難であ
るため、複雑な形状の成形品を成形することができない
だけでなく、内部欠陥が発生しやすい。また、成形する
に当たり、予備成形体を製造する必要があり、製造工程
が複雑になって作業コストが高くなってしまう。
【０００５】また、鋳造法の場合、金属の溶湯中に添加
物を均一に混合することができず、しかも、金属マトリ
ックスと添加物間の反応が生じやすいため、成形品の品
質を低下させてしまう。粉末法の場合、成形工程が複雑
になって作業コストが高くなるだけでなく、内部欠陥が
発生しやすく成形品の品質が低下してしまう。また、寸
法精度が悪く、複雑な形状の成形が困難である。
物を均一に混合することができず、しかも、金属マトリ
ックスと添加物間の反応が生じやすいため、成形品の品
質を低下させてしまう。粉末法の場合、成形工程が複雑
になって作業コストが高くなるだけでなく、内部欠陥が
発生しやすく成形品の品質が低下してしまう。また、寸
法精度が悪く、複雑な形状の成形が困難である。
【０００６】本発明は、前記従来の金属基複合材料の成
形方法の問題点を解決して、作業コストが低く、複雑な
形状の成形品を成形することができ、寸法精度が高く、
しかも、成形品の品質を向上させることができる金属基
複合材料の成形方法を提供することを目的とする。
形方法の問題点を解決して、作業コストが低く、複雑な
形状の成形品を成形することができ、寸法精度が高く、
しかも、成形品の品質を向上させることができる金属基
複合材料の成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の金
属基複合材料の成形方法においては、シリンダに形成さ
れたプランジャ室内に金属マトリックスと添加物から成
る金属基複合材料で成形された円柱状の自己消費型プラ
ンジャを供給し、前記シリンダの先端に形成されたノズ
ルの近傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャの先
端を誘導加熱によって溶融する。
属基複合材料の成形方法においては、シリンダに形成さ
れたプランジャ室内に金属マトリックスと添加物から成
る金属基複合材料で成形された円柱状の自己消費型プラ
ンジャを供給し、前記シリンダの先端に形成されたノズ
ルの近傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャの先
端を誘導加熱によって溶融する。
【０００８】溶融した金属基複合材料は、自己消費型プ
ランジャ自体で加圧され、前記ノズルから射出される。
そして、射出された金属基複合材料は、前記ノズルに対
向して配設された成形型のキャビティ内に充填される。
ランジャ自体で加圧され、前記ノズルから射出される。
そして、射出された金属基複合材料は、前記ノズルに対
向して配設された成形型のキャビティ内に充填される。
【０００９】
【作用】本発明によれば、前記のようにシリンダに形成
されたプランジャ室内に金属マトリックスと添加物から
成る金属基複合材料で成形された自己消費型プランジャ
を供給し、前記シリンダの先端に形成されたノズルの近
傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャの先端を誘
導加熱によって溶融する。したがって、金属基複合材料
は急速に溶融する。
されたプランジャ室内に金属マトリックスと添加物から
成る金属基複合材料で成形された自己消費型プランジャ
を供給し、前記シリンダの先端に形成されたノズルの近
傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャの先端を誘
導加熱によって溶融する。したがって、金属基複合材料
は急速に溶融する。
【００１０】溶融した金属基複合材料は、前記自己消費
型プランジャ自体によって加圧され、前記ノズルから射
出される。そして、射出された金属基複合材料は、前記
ノズルに対向して配設された成形型のキャビティ内に充
填される。したがって、充填されるまでの時間が短くな
る。
型プランジャ自体によって加圧され、前記ノズルから射
出される。そして、射出された金属基複合材料は、前記
ノズルに対向して配設された成形型のキャビティ内に充
填される。したがって、充填されるまでの時間が短くな
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の金属基複合材料
の成形方法が適用される成形装置の要部断面図である。
図において、１２は金属基複合材料によって円柱状に成
形された自己消費型プランジャ、１３は該自己消費型プ
ランジャ１２を収容するシリンダであり、前記自己消費
型プランジャ１２は、図示しないプランジャ駆動装置に
よって駆動され、前記シリンダ１３によって形成される
プランジャ室１４内を下方に摺動するようになってい
る。前記プランジャ駆動装置は図示しない制御装置によ
って制御され、自己消費型プランジャ１２の下降速度を
任意の値にすることができる。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の金属基複合材料
の成形方法が適用される成形装置の要部断面図である。
図において、１２は金属基複合材料によって円柱状に成
形された自己消費型プランジャ、１３は該自己消費型プ
ランジャ１２を収容するシリンダであり、前記自己消費
型プランジャ１２は、図示しないプランジャ駆動装置に
よって駆動され、前記シリンダ１３によって形成される
プランジャ室１４内を下方に摺動するようになってい
る。前記プランジャ駆動装置は図示しない制御装置によ
って制御され、自己消費型プランジャ１２の下降速度を
任意の値にすることができる。
【００１２】前記シリンダ１３は、鋼製の低温側シリン
ダ部１５、セラミックスなどの断熱性の高い材料で形成
された断熱シリンダ部１６、及び耐熱金属製又は導電性
セラミックス製の高温側シリンダ部１８から成り、それ
らが上方から下方にかけて連続的に形成されている。２
０は前記高温側シリンダ部１８の先端に形成された耐熱
金属製又は導電性セラミックス製のノズルである。
ダ部１５、セラミックスなどの断熱性の高い材料で形成
された断熱シリンダ部１６、及び耐熱金属製又は導電性
セラミックス製の高温側シリンダ部１８から成り、それ
らが上方から下方にかけて連続的に形成されている。２
０は前記高温側シリンダ部１８の先端に形成された耐熱
金属製又は導電性セラミックス製のノズルである。
【００１３】また、３１は高周波誘導加熱用コイルであ
り、前記高温側シリンダ部１８の周囲に近接して配設さ
れる。該高周波誘導加熱用コイル３１は、図示しない高
周波電源装置から駆動電流を受けて、高温側シリンダ部
１８内に高周波の誘導電流を発生させ、高周波誘導加熱
によって高温側シリンダ部１８を加熱する。この場合、
前記高周波電源装置は制御装置から信号を受けて、設定
された駆動電流を高周波誘導加熱用コイル３１に供給す
る。該高周波誘導加熱用コイル３１は前記ノズル２０の
近傍のみを加熱することになるので、自己消費型プラン
ジャ１２の先端は急速に溶融させられる。
り、前記高温側シリンダ部１８の周囲に近接して配設さ
れる。該高周波誘導加熱用コイル３１は、図示しない高
周波電源装置から駆動電流を受けて、高温側シリンダ部
１８内に高周波の誘導電流を発生させ、高周波誘導加熱
によって高温側シリンダ部１８を加熱する。この場合、
前記高周波電源装置は制御装置から信号を受けて、設定
された駆動電流を高周波誘導加熱用コイル３１に供給す
る。該高周波誘導加熱用コイル３１は前記ノズル２０の
近傍のみを加熱することになるので、自己消費型プラン
ジャ１２の先端は急速に溶融させられる。
【００１４】前記自己消費型プランジャ１２は、粉末状
の金属マトリックスと短繊維、ウィスカ、粒子等の添加
物を複合化した金属基複合材料から成り、該金属基複合
材料を円柱状に成形したものが使用される。したがっ
て、前記高周波誘導加熱用コイル３１によって自己消費
型プランジャ１２の先端を加熱し溶融させると、前記プ
ランジャ室１４内の高温側シリンダ部１８に包囲される
部分には溶融した金属基複合材料が溜められる。そこ
で、前記プランジャ駆動装置によって前記自己消費型プ
ランジャ１２を下降させると、前記ノズル２０を介して
溶融した金属基複合材料が射出される。このように、前
記自己消費型プランジャ１２は原料であると同時に、溶
融した金属基複合材料を加圧するためのプランジャの機
能を有している。
の金属マトリックスと短繊維、ウィスカ、粒子等の添加
物を複合化した金属基複合材料から成り、該金属基複合
材料を円柱状に成形したものが使用される。したがっ
て、前記高周波誘導加熱用コイル３１によって自己消費
型プランジャ１２の先端を加熱し溶融させると、前記プ
ランジャ室１４内の高温側シリンダ部１８に包囲される
部分には溶融した金属基複合材料が溜められる。そこ
で、前記プランジャ駆動装置によって前記自己消費型プ
ランジャ１２を下降させると、前記ノズル２０を介して
溶融した金属基複合材料が射出される。このように、前
記自己消費型プランジャ１２は原料であると同時に、溶
融した金属基複合材料を加圧するためのプランジャの機
能を有している。
【００１５】２２は耐熱金属製又はセラミックス製の成
形型であり、パーティングラインにおいて図示しない型
開閉装置によって固定側と可動側が接離させられる。該
成形型２２は、前記ノズル２０に対応する位置に開口す
るスプル２４及び該スプル２４に連通するキャビティ２
８を有する。該キャビティ２８の上端の適宜位置には、
成形型２２の外部と連通するように図示しないベントが
形成され、溶融した金属基複合材料が充填された時のキ
ャビティ２８内の空気が該ベントを介して排出されるよ
うになっている。
形型であり、パーティングラインにおいて図示しない型
開閉装置によって固定側と可動側が接離させられる。該
成形型２２は、前記ノズル２０に対応する位置に開口す
るスプル２４及び該スプル２４に連通するキャビティ２
８を有する。該キャビティ２８の上端の適宜位置には、
成形型２２の外部と連通するように図示しないベントが
形成され、溶融した金属基複合材料が充填された時のキ
ャビティ２８内の空気が該ベントを介して排出されるよ
うになっている。
【００１６】次に、前記構成の成形装置の動作について
説明する。図示しないプランジャ駆動装置によって前記
自己消費型プランジャ１２が前記プランジャ室１４内を
下降させられると、制御装置は高周波電源装置を介して
高周波誘導加熱用コイル３１に設定された駆動電流を供
給し、前記高温側シリンダ部１８を加熱する。前記自己
消費型プランジャ１２の先端は、加熱されてノズル２０
の近傍において溶融する。
説明する。図示しないプランジャ駆動装置によって前記
自己消費型プランジャ１２が前記プランジャ室１４内を
下降させられると、制御装置は高周波電源装置を介して
高周波誘導加熱用コイル３１に設定された駆動電流を供
給し、前記高温側シリンダ部１８を加熱する。前記自己
消費型プランジャ１２の先端は、加熱されてノズル２０
の近傍において溶融する。
【００１７】このように、自己消費型プランジャ１２を
プランジャ室１４で下降させ、ノズル２０の近傍のみを
急速に加熱し、自己消費型プランジャ１２の先端を溶融
させるようにしているため、溶融してから成形が行われ
るまでの時間が短くなり、比重の差によって金属マトリ
ックスと添加物が分離することがなくなり、金属基複合
材料の均一な混合状態を維持することができ、攪拌作業
が不要になる。
プランジャ室１４で下降させ、ノズル２０の近傍のみを
急速に加熱し、自己消費型プランジャ１２の先端を溶融
させるようにしているため、溶融してから成形が行われ
るまでの時間が短くなり、比重の差によって金属マトリ
ックスと添加物が分離することがなくなり、金属基複合
材料の均一な混合状態を維持することができ、攪拌作業
が不要になる。
【００１８】また、金属マトリックスと添加物間の反応
を極力抑制することができる。続いて、プランジャ駆動
装置によって前記自己消費型プランジャ１２が更に下降
させられ、該自己消費型プランジャ１２の先端の溶融し
た金属基複合材料を加圧し、加圧された金属基複合材料
はノズル２０から射出される。射出された金属基複合材
料は成形型２２のスプル２４に送られ、キャビティ２８
内に充填される。この時、キャビティ２８内に存在して
いた空気はベントを介して外部に排出される。
を極力抑制することができる。続いて、プランジャ駆動
装置によって前記自己消費型プランジャ１２が更に下降
させられ、該自己消費型プランジャ１２の先端の溶融し
た金属基複合材料を加圧し、加圧された金属基複合材料
はノズル２０から射出される。射出された金属基複合材
料は成形型２２のスプル２４に送られ、キャビティ２８
内に充填される。この時、キャビティ２８内に存在して
いた空気はベントを介して外部に排出される。
【００１９】溶融した金属基複合材料がキャビティ２８
内に充填された後、前記プランジャ駆動装置を制御して
しばらく保圧を行う。そして、除圧して成形型２２を移
動させて分離し、キャビティ２８から成形品を取り出
す。この場合、前記ノズル２０の近傍を冷却することが
できる。成形品は、ダイキャスト法で成形されるため、
急冷することが可能となり、成形品の内部に微細な組織
を形成することができる。したがって、成形品の品質が
向上するとともに、複雑な形状の成形品を成形すること
ができ、また、寸法精度を高くすることができる。
内に充填された後、前記プランジャ駆動装置を制御して
しばらく保圧を行う。そして、除圧して成形型２２を移
動させて分離し、キャビティ２８から成形品を取り出
す。この場合、前記ノズル２０の近傍を冷却することが
できる。成形品は、ダイキャスト法で成形されるため、
急冷することが可能となり、成形品の内部に微細な組織
を形成することができる。したがって、成形品の品質が
向上するとともに、複雑な形状の成形品を成形すること
ができ、また、寸法精度を高くすることができる。
【００２０】前記各工程は、金属マトリックスの組成に
もよるが、通常は、真空下、不活性ガスの存在下で行わ
れる。なお、必要に応じて、前記ノズル２０を加熱し、
冷却することができるようにするとともに、成形型２２
などを予熱したり、冷却することができるようにすると
よい。
もよるが、通常は、真空下、不活性ガスの存在下で行わ
れる。なお、必要に応じて、前記ノズル２０を加熱し、
冷却することができるようにするとともに、成形型２２
などを予熱したり、冷却することができるようにすると
よい。
【００２１】そして、図面では下向きに開口するように
ノズル２０を配設し、下向きに射出するようにしている
が、必要に応じて上向き、横向きのいずれの方向にも射
出することができる。なお、本発明は前記実施例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形
することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
ノズル２０を配設し、下向きに射出するようにしている
が、必要に応じて上向き、横向きのいずれの方向にも射
出することができる。なお、本発明は前記実施例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形
することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、シリンダに形成されたプランジャ室内に金属マト
リックスと添加物から成る金属基複合材料で成形された
円柱状の自己消費型プランジャを供給し、前記シリンダ
の先端に形成されたノズルの近傍のみにおいて、前記自
己消費型プランジャの先端を誘導加熱によって溶融す
る。したがって、金属基複合材料は急速に溶融する。
れば、シリンダに形成されたプランジャ室内に金属マト
リックスと添加物から成る金属基複合材料で成形された
円柱状の自己消費型プランジャを供給し、前記シリンダ
の先端に形成されたノズルの近傍のみにおいて、前記自
己消費型プランジャの先端を誘導加熱によって溶融す
る。したがって、金属基複合材料は急速に溶融する。
【００２３】溶融した金属基複合材料は、自己消費型プ
ランジャ自体で加圧され、前記ノズルから射出される。
そして、射出された金属基複合材料は、前記ノズルに対
向して配設された成形型のキャビティ内に充填される。
したがって、充填されるまでの時間が短くなり、溶融状
態が長時間続くことがなくなるため、金属マトリックス
と添加物が比重の差によって分離することがなくなる。
また、攪拌作業を行うことなく金属マトリックス内で添
加物を均一に分散させることができる。また、金属マト
リックスと添加物間の反応を極力抑えることができる。
ランジャ自体で加圧され、前記ノズルから射出される。
そして、射出された金属基複合材料は、前記ノズルに対
向して配設された成形型のキャビティ内に充填される。
したがって、充填されるまでの時間が短くなり、溶融状
態が長時間続くことがなくなるため、金属マトリックス
と添加物が比重の差によって分離することがなくなる。
また、攪拌作業を行うことなく金属マトリックス内で添
加物を均一に分散させることができる。また、金属マト
リックスと添加物間の反応を極力抑えることができる。
【００２４】そして、予備成形体が不要になるので、作
業が簡素化され、作業コストを低減することができる。
さらに、成形品は、ダイキャスト法で成形されるため、
急冷することが可能となり、成形品の内部に微細な組織
を形成することができる。したがって、成形品の品質が
向上するとともに、複雑な形状の成形品を成形すること
ができ、また、寸法精度を高くすることができる。
業が簡素化され、作業コストを低減することができる。
さらに、成形品は、ダイキャスト法で成形されるため、
急冷することが可能となり、成形品の内部に微細な組織
を形成することができる。したがって、成形品の品質が
向上するとともに、複雑な形状の成形品を成形すること
ができ、また、寸法精度を高くすることができる。
【図１】本発明の金属基複合材料の成形方法が適用され
る成形装置の要部断面図である。
る成形装置の要部断面図である。
１２ 自己消耗型プランジャ １３ シリンダ １４ プランジャ室 ２０ ノズル ２２ 成形型 ２８ キャビティ ３１ 高周波誘導加熱用コイル
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）シリンダに形成されたプランジャ
室内に、金属マトリックスと添加物から成る金属基複合
材料で成形された円柱状の自己消費型プランジャを供給
し、（ｂ）前記シリンダの先端に形成されたノズルの近
傍のみにおいて、前記自己消費型プランジャの先端を誘
導加熱によって溶融し、（ｃ）溶融した金属基複合材料
を自己消費型プランジャ自体で加圧して前記ノズルから
射出し、（ｄ）該ノズルに対向して配設された成形型の
キャビティ内に充填することを特徴とする金属基複合材
料の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022314A JPH05212531A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 金属基複合材料の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022314A JPH05212531A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 金属基複合材料の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212531A true JPH05212531A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12079272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022314A Withdrawn JPH05212531A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 金属基複合材料の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05212531A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7066236B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-06-27 | Sodick Plustech Co., Ltd. | Injection device for light metal injection molding machine |
| US7137435B2 (en) | 2002-11-18 | 2006-11-21 | Sodick Plustech Co., Ltd. | Enhanced cold chamber die casting molding machine |
| KR102630323B1 (ko) * | 2023-10-30 | 2024-01-29 | (주)용진 | 첨가물의 이동속도를 조절할 수 있는 선박용 엔진을 위한 주형장치 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP4022314A patent/JPH05212531A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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