JP2000239760A - ロータス形状ポーラス金属の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種の金属母材をポアの方向、サイズ、及び
ポロシティを制御して、正確なポアの形態を有する加工
並びに成形に優れたロータス形状ポーラス金属に形成す
る手段を有する製造装置を提供する。 【解決手段】 金属材料をるつぼ４で飽和温度に加熱溶
融し、圧力装置を用いて、所定のガス又は混合ガスを注
入パイプ１０から注入して、飽和圧力下で溶解する加熱
室のケーシング１と、ガスを含む金属材料を鋳型３１に
導入し、ガス注入パイプ２３から注入して、所定のガス
圧力下並びに所定の温度で冷却水流入パイプ２９及び冷
却水流出パイプ３０を用いて、冷却し、凝固中の凝固圧
力を制御する冷却室のケーシング２とを有する。連続形
成には、加熱室と連続冷却室との中間工程にガス溶解金
属材料を保留調整する保温凝固調整室を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば印鑑、筆記具、
過熱蒸気発生装置、ＬＳＩ基板放熱盤、触媒材料、水素
吸蔵合金、防震材料、結露防止材料、衝撃緩衝剤、電磁
波シールド材、自動車の各種機械部品、消音器装置、フ
ィルター、自己潤滑性軸受け、装身具、熱交換器、電池
電極材料、電解セル、液体分離器、液体流量調節器、宇
宙航空機の各種機械部品、レンズセラミックス研磨加工
板、減圧鋳造鋳型、酸化処理器、人工骨、人工歯根など
の生体材料、合板の充填材及び複合材料の母材等に用い
られる蓮根状の多芯構造、放射状の構造及び軽石状の構
造を有する方向性多孔質金属の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポーラス金属の製造方法において
は、等圧気体零囲気下における金属−ガス系状態図が共
晶点を有する金属材料に限定したものであり、その母体
材料の使用上鋳造方法に限界があった。（ポーラス金属
の製造方法（特開平１０−８８２５４号公報）したがっ
て、単体のポーラス金属の鋳造のみ限られた装置であ
り、又溶融金属材料をるつぼから鋳型に導入する時、炉
体本体を転倒して、導入を行ない、冷却、凝固させる構
造である。この構造では、大きさをはじめとする種々制
約が生じ、単体のポーラス金属であっても、継続して形
成することは不可能である。

【０００３】他のポーラス材料としては、従来よりポー
ラスガラスやポーラスセラミックスの製造装置が主流で
あり、一方、他のポーラス金属材料の製造方法に関して
は、水素ガス、あるいは、炭酸ガスと不活性ガスの混合
ガスを溶融金属に注入、攪拌して発泡させた発泡金属
（例えば、アルポラスなど）、水素化物を溶融金属に添
加して発泡させる発泡金属、ポリウレタンフォームの空
隙にスラリーを充填した後、乾燥、焼成して作製した鋳
型に溶融金属を鋳込んで減圧鋳造して作製したセル構造
金属（インベストメント法による）、ポリウレタンフォ
ームに電導性ｐｄを塗布して電極となしニッケル電気メ
ッキ後、ポリウレタンフォームを焼成することによって
作製したセル構造ニッケルあるいはその合金（例えば、
セルメットなど）、粉末冶金焼結装置を用いて製造され
た多孔質焼結金属、（特開平９−２０２９０号公報）、
スパッタリング法によって堆積させた薄膜に巻き込まれ
た不活性ガスを加熱して膨張、脱離させて作製した発泡
薄膜金属の製造装置等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポーラス金属の単体鋳造方法では連続形成ができないと
いう問題がある。更に従来の方法では、製造工程と装置
が複雑で、コスト高になること、ポーラス金属材料とし
ては、特定の金属しかポーラス化することができないの
で、種々の金属材料への応用が不可能であること、ポア
の方向制御、サイズやポロシティの制御が容易でないこ
と、そして、更に、機械的加工や成形が容易でないこと
等の多くの欠点を有するため、使用上の制約の多いとい
う問題がある。

【０００５】本発明は、ポーラス化できる適用金属材料
が多種に及ぶこと、金属材料の連続形成が可能であるこ
と、製造工程が簡単であること、ポアの方向やサイズ、
並びにポロシティの制御が可能であること、そして更
に、機械的加工や成形が容易であること等の特徴を具備
して、従来技術の問題点を十分解決したロータス形状の
ポーラス金属材料の製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のロータス形状ポーラス金属の製造装置
は、金属材料を容器内で溶融する加熱手段を有する加熱
室と、該加熱室に供給するために、該金属材料を収蔵す
るストックチャンバーと、該加熱室で溶融して、所定の
ガスと溶解した該金属材料を導入し、所定の温度と圧力
下に保持する保温凝固調整室と、溶解した該金属材料を
鋳型で凝固し、形成する冷却手段を有する冷却室とから
なり、溶解した該金属材料を収蔵、加熱、保温、冷却の
各手段に送り込む移動手段と、これらの収蔵、加熱、保
温凝固、冷却の各手段を内部に有する各ケーシング内を
所定の圧力に保つ加圧手段と、そして金属材料をストッ
クチャンバー内に送り込む搬入手段と所定のロータス形
状ポーラス金属を後工程へ送り出す搬出手段から構成さ
れていることを特徴とする。本明細書においてロータス
形状とは、金属中のポアが一方向に連続する部分を有
し、その連続方向を横切る方向における金属の断面にポ
アが分散して、現われるポアの分散形状をいう。

【０００７】本発明の製造装置の各ケーシングの内部
は、ガスを用いる加圧手段により所定のガス圧力下に制
御ができるようにして、継続的に前記ストックチャンバ
ーから前記加熱室に金属材料を供給し、所定の温度とガ
ス圧力下で金属材料を加熱し、所定のガスと溶解して、
飽和濃度に到らせ、次にポアの構造、サイズ及びポロシ
ティを決定するガス圧力、鋳型加熱温度および冷却水温
度によってによって凝固速度の制御ができる保温凝固調
整室へ導入し、そして、ポアの凝固の方向性を決定する
冷却水とガス圧力の制御ができる冷却手段を有する冷却
室に引き出すようになっていることを特徴とする。

【０００８】ガスは、水素ガス、酸素ガス又その他のガ
スを用い、所定の圧力下で、液体金属材料中でのガス原
子の溶解度が大きく、固体金属材料中でのガス原子の固
溶度が小さい純金属或いは合金を加熱して、温度を上昇
させ、所定の飽和設定温度に達すると、金属材料は、液
相に変態し、溶融状態になる。

【０００９】所定温度下で、ガスの圧力が溶融金属材料
の中に溶解するガスの量を決定し、ガスの圧力を増加す
ると、溶融金属材料中のガスの溶解度を大きくすること
ができ、そして時間を経過すると、溶解金属材料中のガ
ス濃度はその所定の圧力（飽和圧力）下で飽和濃度に達
するように、ガスの加圧手段を用いて、予めガスの圧力
を設定し、供給する。

【００１０】飽和圧力に達した後、溶解金属材料は、直
接凝固手段と冷却手段が一体化した冷却室の鋳型に導入
して、ポアの形態を制御形成する場合と、凝固手段を有
する保温凝固調整室へ導入して、次に冷却手段を有する
冷却室に連続的に引き出して、ポアの形態を制御形成す
る場合とが考えられる。大別して、前者は、単体構造形
成に用い、後者は、連続構造形成に適用できる。不活性
ガスを用いて、圧力を凝固時の所定のガス圧力（凝固圧
力）に調整する。この凝固圧力を溶解時と同等にするば
あい、増加させるばあい又は、減少させるばあいに合わ
せて、圧力を制御することによって、ポアの成長速度の
制御ができ、ポアの構造、サイズ、及びポロシティを決
定することができる。

【００１１】冷却手段を有する鋳型に導入された溶解金
属材料、或いは、冷却手段によって鋳型から引き出され
た溶解金属は、冷却部の冷却面に対して直角に凝固し
て、ポアの成長に方向性をもち、所定の形態に制御され
ることができ、該冷却部の冷却面を溶解金属材料の片
面、軸芯部周辺面及び外周面から冷却し、凝固させるこ
とによって種々の構造の良好な、指向性多孔質金属体
（ロータス形状ポーラス金属）が得られる。

【発明の実施形態】

【００１２】図１に示すように本実施形態であるロータ
ス形状ポーラス金属の製造装置は、加熱手段の誘導加熱
コイル７−ａ・７−ｂ、るつぼ４及び導入ストッパーロ
ッド８とを有する加熱室のケーシング１と、その上部に
供給ロッドバルブ１８及び供給手段と導入手段との駆動
部１９とを有するストックチャンバーのケーシング３を
取り付けナット１７−ａ・１７−ｂその他のもので取り
付けられ、そしてその下部に冷却手段の冷却部２８及び
鋳型３１とを有する冷却室のケーシング２を取り付けナ
ット１７−ｃ・１７−ｄその他のもので取り付けられ、
縦形状に組み立てられた構造の好ましい実施形態を表わ
している。前記金属材料を所定の温度で溶融し、所定の
ガス圧力下で溶解して飽和圧力を保ち、更に所定の温度
と圧力下で冷却して、凝固させるために、ストックチャ
ンバーのケーシング３、加熱室のケーシング１及び冷却
室のケーシング２は各々取り付け部にパッキング等を用
いて、ケーシング内部の機密性を保つようになってい
る。ガス注入装置を用いて、ガス注入パイプ１０から前
記ガスを注入し、或いはガス排出装置を用いて、ガス排
出パイプ１１から該ガスを排出することで、所定のガス
圧力に加熱室のケーシング１の内部圧力を調節する。一
方それに合わせて、金属材料投入口ドアー２２は機密性
を有し、ストックチャンバーのケーシング３の内部圧力
をガス注入パイプ２３・ガス排出パイプ２４から該ガス
を、注入・排出の調節をして、保持することができる。
更に、搬出口ドアー３４は機密性を有し、冷却室のケー
シング２の内部圧力の調節は、ガス注入パイプ３２・ガ
ス排出パイプ３３から不活性ガスを注入・排出の調節を
して、所定のガス圧力に保持又は変化させることができ
る。

【００１３】投入口ドアー２２から金属材料を投入し、
ストックチャンバーのケーシング３の内部に収蔵されて
いる前記金属材料は、ストッパーロッド８の軸方向の外
周に沿って保持されたロッドバルブ１８が駆動部１９に
よって上方へ移動し、供給口２０を開くことによって該
金属材料は下方へ落ちて、るつぼ４及び外周るつぼ５の
中に入る。加熱室のケーシング１の内部はガス排出パイ
プ１１を用いて、内部ガスを排出して、真空状態を保
ち、そしてるつぼ４の中に供給された該金属材料を誘導
加熱コイル７−ａ・７−ｂを用いて、加熱、溶融する。
溶融された該金属材料が所定の温度に達した時、ガス注
入パイプ１０を用いて、内部に所定のガスを注入して、
所定のガス圧力下で該金属材料と該ガスとを溶解し、飽
和圧力を保つ。

【００１４】金属材料の供給手段を構成するロッドバル
ブ１８及び駆動部１９並びに導入手段を構成するストッ
ハ゜ーロッド８及び駆動部１９の各移動接合部は、ロッ
ドバルブ１８とストックチャンバーのケーシング３との
間隙を押圧片２５並びにストッパーロッド８とロッドバ
ルブ１８との間隙を押圧片２１を用いて、機密性を保持
することができ、又ロッドバルブ１８の下部バルブ部の
面とストックチャンバーのケーシング３の接触面とは、
相互にテーパー状になっていて、機密性を保持し、そし
てストッパーロッド８とるつぼ４及び外周るつぼ５とは
相互に半球面又はテーパー状に接触されて、機密性を保
持している。

【００１５】投入口ドアー２２から投入し、前記ストッ
クチャンバーのケーシング３の内部に搬入、収蔵されて
いる前記金属材料は、ストッパーロッド８の軸方向の外
周面に沿って支持されているロッドバルブ１８が駆動部
１９によって下方へ移動して、供給口２０を開くことに
よって下方へ落ちて、加熱室のケーシング１内に装着さ
れたるつぼ４の中に供給される。ロッドバルブ１８は、
その上端部の一部がケーシングの一部とねじ対偶で枢着
され、更に、駆動部１９と歯車でかみ合い、駆動部１９
の駆動歯車を原節とし、ロッドバルブ１８の歯車が従節
として、回転しながら上昇、下降する。ロッドバルブ１
８は再び上方に移動して、供給口２０は閉じられる。

【００１６】加熱室のケーシング１の内部ガスをガス排
出パイプ１１から排出して、真空状態を保ち、るつぼ４
の中に供給された該金属材料を、誘導加熱コイル７−ａ
・７−ｂを用いて、加熱、溶融する。溶融された該金属
材料が所定の温度に達した時、ガス注入パイプ１０から
内部に所定のガスを注入して、所定のガス圧力（飽和圧
力）下で該金属材料と該ガスとを溶解し、飽和濃度に到
達させる。加熱室のケーシング１は、二重構造になって
おり、その内部に水路１６が設けられ、冷却水を用い
て、ケーシングの加熱を抑制する。一方、カメラサイト
ポート２６及びパイロメータサイトポート２７から溶解
状態管理装置を用いて、管理し、該金属材料と該ガスが
所定の飽和濃度に達した時、ストッパーロッド８が駆動
部１９によって上方へ移動し、導入口９を開いて、該ガ
スと溶解した該金属材料を下方のファンネル１２へと導
き、ストッパーロッド８は再び下方に移動して、導入口
９は閉じられる。ストッパーロッド８は、その上端部の
一部がロッドバルブ１８の上端部よりも上方部にあっ
て、ケーシングの一部とねじ対偶で枢着され、更に、駆
動部１９と歯車でかみ合い、駆動部１９の駆動歯車を原
節とし、ストッパーロッド８の歯車が従節として、回転
しながら上昇、下降する。

【００１７】冷却室のケーシング２の内部に所定の不活
性ガスをガス注入パイプ３２から注入して、所定の凝固
圧力下に保ち、一方、冷却水冷却装置を用いて、冷却手
段である冷却部２８に冷却水流入パイプ２９から所定の
温度に設定制御された冷却水を連続的に流入し、冷却水
流出パイプ３０から流出させて、冷却部２８を所定の温
度下に保持する。前記ガスと溶解した前記金属材料はフ
ァンネル１２から鋳型３１に導入され、底面を冷却部２
８によって冷却されて、凝固する。

【００１８】溶融した前記金属材料の導入時において、
その導入動作の速度を上げるために、加熱室のケーシン
グ１のガス注入パイプ１０から所定の不活性ガスを注入
して、内部の圧力を高め、該金属材料の表面を押圧し
て、速めることができる。

【００１９】冷却室のケーシング２の内部の圧力を凝固
時の所定の前記凝固圧力に設定する時、該凝固圧力を加
熱室のケーシング１における溶解時と同等に設定するば
あいと、増加させるばあい或いは、減少させるばあいに
合わせて、圧力制御することによってロータス形状ポー
ラス金属のポアの形成構造、サイズ及びポロシティを決
定することができる。図１又は、図２（ａ）に示すよう
に、本実施形態の冷却部２８は、前記金属材料の下部で
ある片面を冷却するもので、下部である片面から上方へ
或いは、冷却部２８の冷却面に対して直角方向へ向かっ
て、凝固し、図６の（ａ）に示す一方向性をもつポアを
形成させたロータス形状ポーラス金属を製作することが
できる。ここに、ポアの成長機構について説明する。金
属凝固の成長様式は、凝固時の固相／液相の堺面速度
（凝固速度）がガスポアの成長と同じ速度である時、一
定の直径に保たれた長いポアが形成される。即ち、ポア
の表面積はほぼ一定に保たれて、固液堺面が移動するた
めにガス相と固相が共存成長することができる。その結
果、一方向性をもつ直径の一定のポアの成長が可能とな
る。

【００２０】なお、上述した冷却手段の実施形態に限定
されず、その他の実施形態として、本発明の範囲内で種
々に改変することができる。たとえば、ポアの形成構造
を設定するために冷却手段を種々用いることができる。
以下種々の実施形態について説明する。図２（ｂ）に示
すように、冷却手段であるクーラー３６は、鋳型３１に
導入された前記金属材料の軸芯部の周辺面を冷却するも
ので、軸芯部から外周側面或いは、冷却面に対して外周
側面へ向かって、図６（ｃ）に示す放射状の方向性をも
ったポアを形成させることができる。

【００２１】図２（ｃ）に示すように、冷却部３７は、
鋳型４２に導入された前記金属材料の外周面を冷却する
もので、外周面から軸芯部へ向かって、凝固し、図６
（ｂ）に示す集中形状の方向性をもったポアを形成す
る。

【００２２】図３（ａ）に示すように、るつぼと鋳型が
一体構造になった溶解鋳型３８の下部に冷却手段の冷却
部３９が設けられ、該金属材料の下部から片面を冷却す
るものである。下部である片面から上方へ向かって、図
６（ａ）に示す一方向性をもつポアを形成させる。

【００２３】図３（ｂ）に示すように、るつぼと鋳型が
一体構造になった溶解鋳型４０の中央部に冷却手段の冷
却部４１が設けられ、該金属材料の軸芯部の周辺面を冷
却するもので、図６（ｃ）に示す放射状の方向性をもつ
ポアを形成させたロータス形状のポーラス金属を作製す
ることができる。

【００２４】又、上記実施形態では、溶融された金属材
料を導入して、凝固する冷却手段として前記冷却部２
８，３６，３７，３９、４１及び前記鋳型３１，３８，
４０，４２を用いるが、その機能は単体のロータス形状
ポーラス金属の形成に限られている。他の連続体のロー
タス形状ポーラス金属の形成の装置として、たとえば、
るつぼ４から溶解金属材料を連続的に保温凝固調整室５
０に導入し、更に該鋳型又は鋳型引出し口６３から連続
的に冷却室５１−ａへ引き出して、ポアを形成する引出
形成方式と同時に、外形も成形する押出成形方式なども
併用することができる。

【００２５】図４に示す本発明は、上述した連続体のロ
ータス形状ポーラス金属を連続形成する装置で、横状に
組み立てられた他の実施形態である。加熱室及びストッ
クチャンバーは、図１と同等のもので、加熱室のケーシ
ング１、ストックチャンバーのケーシング３を表わす。
るつぼ４（図１参照）の中でガスと溶解して、飽和濃度
に達した金属材料は、導入口９からファンネル１２（図
１参照）を通り、ガス注入装置を用いて、ガス注入パイ
プ５５から前記ガス又は混合ガスを注入し、或いはガス
排出装置を用いて、ガス排出パイプ５６からガスを排出
することで所定のガス圧力下に調節し、保持されている
保温凝固調整室のケーシング５０に入って、誘導加熱コ
イル５４によって所定の温度下に保持される。鋳型５３
の鋳型引出し口６３を閉鎖しているメイン冷却部５９に
よって該金属材料は、保温容器５２内に保留されてお
り、又、メイン冷却部５９の冷却面に接触している面が
直角方向に凝固を始める。更に、保温容器５２内に保留
されている該金属材料は、ガス注入パイプ６２によって
溶解ガスの補給を得て、所定の圧力を保持することがで
きるようになっている。

【００２６】引出口６３を閉鎖しているメイン冷却部５
９は、その引出し手段の冷却スピンドル６６によって反
対方向にローラーコンベヤー６４の上を徐々に移動し、
引出された金属材料は、鋳型引出し口６３からローラー
コンベヤー６４の上をメイン冷却部５９に続いて、連続
的に伸び、補助冷却部６０によって外周から冷却され
て、部分的に凝固が終了する。補助冷却部６０は補助冷
却レール６１上を移動するようになっており、冷却位置
の調節ができるようになっている。一方、保温凝固調整
室のケーシング５０の内部圧力は、ガス及び混合ガスを
注入して、所定の圧力下に保持されれる。るつぼ４から
導入される金属材料の量及び鋳型引出し口６３から引出
され、凝固を続ける量と、内部のガス圧力とを制御し
て、所定のロータス形状ポーラス金属を連続的に形成す
ることができる。

【００２７】上記鋳型５３の鋳型口６３の形状が丸型の
場合は、長い棒状のもの、薄型の場合は、長い板状のも
の、そして更に鋳型口６３の形状をその他の型にするこ
とによって種々の断面形状の長い金属を連続形成し、第
１冷却室のケーシング５１−ａ、第２冷却室のケーシン
グ５１−ｂ及び第３冷却室のケーシング５１−ｃの壁面
に設けられた搬出口６５−ａ・６５−ｂ・６５−ｃに機
密性をもたせて、所定のガス圧力下に各冷却室を保持す
るようになっている。

【００２８】図５に示す本発明は、上に述べた装置で、
横形状に組み立てた構造のものと同様のものを竪形状に
組み立てて、連続的に形成できる他の実施形態である。

【００２９】本発明は、以上述べた例によって限定され
るものではなく、装置の細部において様々な態様が可能
である。

【００３０】

【実施例】以下、表１に示す本発明の実施例について説
明する。ロータス形状ポーラス金属中のボイド育成量
は、溶融温度、凝固温度、飽和圧力、凝固圧力のいわゆ
るプロセスパラメーターの関数で、これらのパラメータ
ーは、ボイド生成のプロセスにおいて前記加熱室、保温
凝固調整室及び冷却室の中で容易にしかも正確に制御す
ることができる。金属材料は銅を用い、溶解ガスは水素
ガスを用い、凝固時の加圧ガスにはアルゴンガスを用い
て、表１に示すポロシティ分布（ポア量％）に調節し、
形成した。

【００３１】飽和圧力に用いる水素と凝固圧力に用いる
アルゴンガス並びに形成されるポロシティの分布とその
平均直径を示す。

【表１】

【００３２】このように、前記各パラメーターを制御し
て、形成したロータス形状ポーラス金属は図１に示す製
造装置と図２の（ａ）に示す冷却手段を用いて、単体の
ロータス形状ポーラス金属を得た。

【００３３】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明におい
ては、適用金属材料の加工が多種に及び、その製造工程
が比較的簡単で、単体のロータス形状ポーラス金属を継
続的にストックチャンバーのケーシング３、加熱室のケ
ーシング１及び冷却室のケーシング２の各内部の各工程
を経て、製造を可能とした。更に、連続体の棒状金属並
びに板状金属をもストックチャンバーのケーシング３、
加熱室のケーシング１、保温凝固調節室のケーシング５
０及び冷却室のケーシング５１−ａ・５１−ｂ・５１−
ｃの内部の各工程を経て、製造ができる。使用するガス
の所定圧力が０．１ＭＰａ〜２．５ＭＰａと比較的低い
ガスの圧力を用いて、形成できるので、製造過程におけ
る危険性が伴わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態であるロータス形状
ポーラス金属の単体金属の製造装置を示す断面図であ
る。

【図２】図２は、単体金属の製造装置の冷却凝固する冷
却手段を類形化して、示す概念図で、（ａ）は底面冷却
・一方向凝固、（ｂ）は軸芯部周辺面冷却・放射状凝
固、（ｃ）は外周面冷却・集中形状凝固の手段である。

【図３】図３は、単体金属の製造装置の加熱手段と冷却
手段がが一体化に構成された構造を類形化した概念図
で、（ａ）は底面冷却・一方向凝固、（ｂ）は軸芯部周
辺面冷却・放射状凝固の手段である。

【図４】図４は、本発明の実施形態であるロータス形状
ポーラス金属の連続形成である棒状、或いは板状のもの
の製造装置の横形状に組み立てたものを示す断面図であ
る。

【図５】図５は、図４に示す製造装置の縦形状に組み立
てたものを示す断面図である。

【図６】図６は、本発明の製造装置により得られたロー
タス形状ポーラス金属のポーラスの構造の例を示す概略
断面図で、（ａ）は一方向性をもつポアを形成したも
の、（ｂ）は放射状をもつポアを形成したもので、
（ｃ）は集中形状をもつポアを形成したもの、（ｄ）は
方向性をもたないランダムな球状を形成したものであ
る。

【図７】図７は、本発明に係るロータス形状ポーラス金
属の製造工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 加熱室のケーシング ２ 冷却室のケーシング ３ ストックチャンバーのケーシング ４ るつぼ ５ 外周るつぼ ６−ａ 熱遮蔽材 ６−ｂ 熱遮蔽材 ６−ｃ 熱遮蔽材 ７−ａ 誘導加熱コイル ７−ｂ 誘導加熱コイル ８ ストッパーロッド ９ 導入口 １０ ガス注入パイプ １１ ガス排出パイプ １２ ファンネル １３ 安全弁 １４ 押圧片 １５ 押圧片 １６ 水路 １７−ａ 取付ナット １７−ｂ 取付ナット １７−ｃ 取付ナット １７−ｄ 取付ナット １７−ｅ 取付ナット １７−ｆ 取付ナット １８ ロッドバルブ １９ 駆動部 ２０ 供給口 ２１ 押圧片 ２２ 投入口ドアー ２３ ガス注入パイプ ２４ ガス排出パイプ ２５ 押圧片 ２６ カメラ サイトポート ２７ パイロメータ サイトポート ２８ 冷却部 ２９ 冷却水流入パイプ ３０ 冷却水流出パイプ ３１ 鋳型 ３２ ガス注入パイプ ３３ ガス排出パイプ ３４ 搬出口ドアー ３５ 水路 ３６ 冷却部 ３８ 溶解鋳型 ３９ 冷却部 ４０ 溶解鋳型 ４１ 冷却部 ４２ 鋳型 ５０ 保温凝固調整室のケーシング ５１−ａ 第１冷却室のケーシング ５１−ｂ 第２冷却室のケーシング ５１−ｃ 第３冷却室のケーシング ５２ 保温容器 ５３ 鋳型 ５４ 誘導加熱コイル ５５ ガス注入パイプ ５６ ガス排出パイプ ５７ 熱遮蔽材 ５８ 熱遮蔽材 ５９ メイン冷却部 ６０ 補助冷却部 ６１ 補助冷却レール ６２ ガス注入パイプ ６３ 鋳型引出し口 ６４ ローラーコンベアー ６５−ａ 搬出口 ６５−ｂ 搬出口 ６５−ｃ 搬出口 ６６ 冷却スピンドル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料を投入口から入れる搬入手段と
   所定のガスの圧力下で該金属材料を収蔵できるようにな
   っているストック・チャンバーと、該金属材料を供給口
   から少なくとも１個の溶解容器に送り込む供給手段と少
   なくとも１個の加熱手段を用いて、該金属材料を所定の
   飽和温度に加熱し、溶融状態になった該金属材料に所定
   のガス又は混合ガスの圧力を加えて、溶解し、溶融した
   該金属材料中に溶解するガスの量を決定するガスの圧力
   を制御して、調節し、所定のガスの溶解度を大きくし
   て、濃度が飽和濃度に達する飽和圧力を得ることができ
   るようになっている加熱室と、溶解された該ガスを含む
   該金属材料を少なくとも１個の鋳型に送り込む導入手段
   と導入された該金属材料を所定のガス又は混合ガスの圧
   力下並びに所定の温度で冷却し、凝固中の凝固圧力を制
   御して、溶融した該金属材料の中の溶解ガスの溶解度を
   減少させることによって、溶解した該ガスの量と該金属
   材料の固体中の該ガスの固溶度との差に等しいガス量が
   凝固フロントの直前の気泡に生成しながら凝固して、所
   定のロータス形状ポーラス金属に形成できるようになっ
   ている少なくとも１個の冷却手段と形成された該金属材
   料を搬出口から後工程へ送る搬出手段とを有する冷却室
   からなっていることを特徴とするロータス形状ポーラス
   金属の製造装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段と前記冷却手段が一体化し
   た構造の手段を有することを特徴とする請求項１に記載
   のロータス形状ポーラス金属の製造装置。
3. 【請求項３】 前記加熱室から少なくとも１個の保温容
   器に連続的に導入された前記金属材料を所定のガス又は
   混合ガスの圧力下並びに所定の温度で保温して、凝固時
   の調整ができるようになっている保温凝固調整室と、保
   温と凝固調整された該金属材料を少なくとも１個の鋳型
   から引き出す引出し手段と、引き出された該金属材料を
   所定のガス圧力下並びに所定の温度で凝固して、所定の
   ロータス形状ポーラス金属を連続的に形成できるように
   なっている複数個の冷却手段と形成された該金属材料を
   搬出口から後工程へ送る搬出手段とを有する複数個の冷
   却室からなっていることを特徴とする請求項１に記載の
   ロータス形状ポーラス金属の製造装置。