JPH10156508A - 溶融金属の成形方法 - Google Patents
溶融金属の成形方法Info
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- JPH10156508A JPH10156508A JP31209496A JP31209496A JPH10156508A JP H10156508 A JPH10156508 A JP H10156508A JP 31209496 A JP31209496 A JP 31209496A JP 31209496 A JP31209496 A JP 31209496A JP H10156508 A JPH10156508 A JP H10156508A
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Abstract
便容易に、かつ、低コストで微細かつ球状のチクソ組織
を有する成形体が得られる溶融金属の成形方法を提供す
るものである。 【構成】 溶融金属を冷却治具に接触させた後、該溶融
金属を直接ダイキャスト用スリーブに注いで、該溶融金
属の液相線温度に対する過熱度が25℃未満の液体、あ
るいは、該溶融金属の液相線温度よりも低く固相率が1
5%未満の半液体を得た後、直ちに射出し、加圧成形す
るようにした。
Description
り、特に、溶融金属を冷却治具に接触させて温度を降下
させることにより、ダイキャスト用スリーブ内へ注入す
る溶融金属の温度を液相線温度以上あるいは液相線温度
未満にした後に、直ちに射出して成形する溶融金属の成
形方法に関するものである。
従来の鋳造法に比べて鋳造欠陥や偏析が少なく、金属組
織が均一で、金型寿命が長いという特徴を持つ他に成形
サイクルが短いという大量生産の上で極めて有利な特徴
があるため、最近注目されている技術である。これらの
成形方法においては、通常、40%〜60%の液相率で
成形が行なわれる。一方、液体を金型キャビティ(空洞
部)に低速(チップ速度0.1m/s程度)で射出し、
高圧で成形して鋳造欠陥が少なく、熱処理が出来る高品
質の製品を鋳造する鋳造法としてスクイズ鋳造法が知ら
れている。
ソキャスト法においては、半溶融成形するために一旦液
相を固化し所定の金属組織のビレットを得た後、再度そ
の素材を半溶融温度領域まで昇温する必要があり、従来
鋳造法に比べてコスト高になる。また、レオキャストの
方法では、球状の初晶を含む融液を連続的に生成供給す
るため、コスト的エネルギ的にもチクソキャストよりも
有利であるが、球状組織と液相からなる金属原料を製造
する機械と最終製品を製造する鋳造機との設備的連動が
煩雑である。このため、1ショット毎の成形に当たっ
て、所定の液相率の金属スラリをその都度準備すること
が望まれる。しかし、1ショット毎に均一な温度分布を
有するスラリーを得ることは必ずしも容易でなく、設備
的にも煩雑になる。また、マグネシウム合金の半溶融成
形においては、一般的に用いられる液相率40〜60%
では製品形状によっては(たとえば筒状鋳物)、液体成
形のスクイズ鋳造において認められる熱間割れと異なる
割れが凝固完了後に発生することがある。
形される鋳造品は、多くの場合肉厚が厚く、またビスケ
ット(ゲート側の製品以外のメタル)も大きいために必
ずしも凝固時間が短いとは言えず、サイクルが長い。こ
のため、射出用のスリーブに注湯するために保持される
溶融金属溶湯の温度を液相線温度近くまでに保持したい
が、こうするとラドル等の給湯治具に溶湯が凝固し付着
して連続運転ができない場合がある。また、高温の溶湯
を射出用のスリーブに注湯した後溶湯温度の低下を待つ
場合、スリーブ内においてはスリーブ壁面から凝固が進
行し、必ずしも均一の温度低下は期待されず、また温度
の低下に時間を要し鋳造サイクル短縮という改善にはつ
ながらない。
表面に発生し、その結果製品中央部に偏析が多量に発生
し、機械的性質の低下を招いたり、製品の隅部に割れを
発生することもある。したがって、これらの現象を防止
するため、微細化剤を添加することが望まれることがあ
る。そのために、たとえば、アルミニウム合金ではAl
−Ti−B母合金を微量添加して結晶粒を微細化した
り、マグネシウム合金ではC2C6、CaCN2を添加
することが行なわれる。しかし、バッチ式炉と異なり連
続的に供給される溶解炉では、上記の微細化剤を添加す
る作業は煩わしく、あるいは、微細化能の効果が小さか
ったり、あってもその持続時間が短かいという難点があ
る。本発明は、上述の従来の各方法の問題点に着目し、
溶融金属を煩雑な方法を採ることなく、極めて簡便に低
温状態にして、直ちに加圧成形する方法を提供すること
を目的としている。
るために、本発明においては、第1の発明では、溶融金
属を冷却治具に接触させた後、該溶融金属を直接ダイキ
ャスト用スリーブに注いで、該溶融金属の液相線温度に
対する過熱度が25℃未満の液体、あるいは、該溶融金
属の液相線温度よりも低く固相率が15%未満の半液体
を得た後、直ちに射出し、加圧成形するようにした。ま
た、第2の発明では、第1の発明の冷却治具に接触させ
る溶融金属が、アルミニウム合金、マグネシウム合金、
亜鉛合金のうちのいずれかであることとしした。
に接触させた後、該溶融金属を直接ダイキャスト用スリ
ーブに注いで、該溶融金属の液相線温度に対する過熱度
が25℃未満の液体、あるいは、該溶融金属の液相線温
度よりも低く固相率が15%未満の半液体を得た後、直
ちに射出し、加圧成形するようにしたため、微細な金属
組織を有する偏析の発生が少ない成形体を短時間に鋳
造、凝固させることができる。また、第2の発明では、
冷却治具に接触させる溶融金属が、アルミニウム合金、
マグネシウム合金、亜鉛合金のうちのいずれかであるこ
ととしたので、上記の優れた成形体がより確実に得られ
る。
明する。図1〜図3は本発明の実施例に係り、図1は溶
湯温度の低下から成形までの工程説明図、図2は成形品
(AC4CH合金)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写
図、図3は成形品(AZ91合金)の金属組織を示す顕
微鏡写真の模写図である。
ず、ラドル10を用いて金属溶湯Mを汲み、所定の長さ
の傾斜した冷却治具20に接触させた後、引き続きダイ
キャスト用の射出スリーブ30に注湯し、注湯完了後直
ちに射出し、金型40の金型キャビティ40a内にて加
圧成形するようにした。ここで、「冷却治具」とは、溶
湯を冷却できるものであれば良いため、筒状あるいは樋
状のものでよい。また、その材質は金属製あるいはセラ
ミック製いずれでも構わない。金属製治具の表面にはメ
タル付着防止の非金属を塗布することが望ましい。
金属製あるいはセラミツク製の材質のものであり、竪型
スリーブあるいは横型スリーブいずれでも構わないが、
竪型スリーブの方が保温性が良く、射出成形時に良好な
成形品が得られる。また、「スリーブに注いで直ちに射
出し、加圧成形する」とは、注湯完了後10秒以内、好
ましくは5秒以内に金型キャビティに溶湯を充填するこ
とを意味する。注湯完了後10秒を超えて射出する場
合、スリーブ側壁部、底部に接する溶融金属の温度は急
速に低下し凝固層を形成するため、10秒以内とする。
射出直前のスリーブ内の溶湯はほとんど液相であるため
に射出成形後の金属組織は、(a)冷却治具に接触さ
せ、スリーブに注湯直後の溶融金属の温度が該溶融金属
の液相線温度よりも低い場合は、射出成形する前に粒状
あるいは花びら状であったと推察される初晶が成長した
組織と射出前の液相が凝固した組織(共晶組織とデンド
ライト状初晶との混合)からなり、(b)冷却治具に接
触させ、スリーブに注湯直後の溶融金属の温度が該溶融
金属の液相線温度よりも高い場合はデンドライト状の初
晶組織からなる。
ャスト用スリーブに注湯直後の溶融金属」の温度とは、
注湯完了後のスリーブ内中心メタルの温度を意味する。
また、過熱度が25℃を超えれば低温溶湯を得て直ちに
加圧成形するとは言えず、凝固時間の短縮効果は小さい
ので、冷却治具に接触後にダイキャスト用スリーブ注湯
された溶融金属の液相線に対する過熱度は、25℃未満
とする。さらに、液相線温度よりも低い半液体状態の固
相率は、固相率が15%を超えると、ダイキャスト用ス
リーブ内において凝固層がスリーブ内壁面に生成される
ため、15%未満とし、好ましくは10%以下、さらに
好ましくは5%以下とする。
す。成形は、図1に示すように、冷却板に接触させた溶
融金属(液相線温度直下あるいは直上)を、直接射出用
スリーブに注ぎ直ちにスクイズ鋳造機を用いて成形し
た。成形条件は、加圧力950kgf/cm2 、射出速
度0.5m/s、鋳造品重量(ビスケット含む)1.5
kg、金型温度230℃とした。
保持時間が長いためにスリーブ内において凝固層が生成
されるため、成形品内において不均一な金属組織が認め
られる。比較例7では、注湯完了後から射出までの保持
時間が長く、しかも固相率が多いために、スリーブ内に
おいて凝固層が生成されるため、成形品内において不均
一な金属組織が認められる。比較例8〜10は、冷却板
を使用せずに注湯したために、注湯完了後のスリーブ内
の温度が30℃以上で凝固時間の短縮化はあまり期待は
出来ない。しかも、比較例8では成形品中央部に共晶偏
析が認められ、また比較例9、比較例10では成形品の
隅部には熱間割れの発生がある。
完了直後の溶湯の温度は液相線温度に対してわずかに高
いか低いかのいずれかであり、しかも注湯完了後直ちに
成形しているために、成形品の組織の不均一性は認めら
れず、また凝固時間も短い。さらに、本発明例4では、
凝固後の割れも認められなかった。なお、図2に本発明
に係る成形品(AC4CH合金)の金属組織を示す顕微
鏡写真の模写図、図3に本発明に係る成形品(AZ91
合金)の金属組織を示す顕微鏡写真の模写図を示す。
本発明の溶融金属の成形方法では、極めて簡便容易な方
法で、ダイキャスト用スリーブ内において液相線直上、
直下の溶融金属を注湯完了直後に得た後、たとえば、1
0秒以内程度の短時間で射出することにより、微細な金
属組織を有する偏析の少ない成形体を短時間に鋳造、凝
固することが出来る。
までの工程説明図である。
組織を示す顕微鏡写真の模写図である。
織を示す顕微鏡写真の模写図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶融金属を冷却治具に接触させた後、該
溶融金属を直接ダイキャスト用スリーブに注いで、該溶
融金属の液相線温度に対する過熱度が25℃未満の液
体、あるいは、該溶融金属の液相線温度よりも低く固相
率が15%未満の半液体を得た後、直ちに射出し、加圧
成形することを特徴とする溶融金属の成形方法。 - 【請求項2】 冷却治具に接触させる溶融金属が、アル
ミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金のうちいず
れかであることを特徴とする請求項1記載の溶融金属の
成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31209496A JP3339333B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 溶融金属の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31209496A JP3339333B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 溶融金属の成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10156508A true JPH10156508A (ja) | 1998-06-16 |
JP3339333B2 JP3339333B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=18025172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31209496A Expired - Fee Related JP3339333B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 溶融金属の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3339333B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100944130B1 (ko) * | 2002-01-31 | 2010-02-24 | 티에이치티 프레시즈 인코퍼레이티드 | 반고체 몰딩 방법 |
EP2347840A3 (en) * | 2010-01-22 | 2011-11-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Casting method and casting apparatus |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP31209496A patent/JP3339333B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100944130B1 (ko) * | 2002-01-31 | 2010-02-24 | 티에이치티 프레시즈 인코퍼레이티드 | 반고체 몰딩 방법 |
EP2347840A3 (en) * | 2010-01-22 | 2011-11-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Casting method and casting apparatus |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3339333B2 (ja) | 2002-10-28 |
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