JP2001287012A - Method and apparatus for forming injection-formed material - Google Patents

Method and apparatus for forming injection-formed material

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JP2001287012A
JP2001287012A JP2000106337A JP2000106337A JP2001287012A JP 2001287012 A JP2001287012 A JP 2001287012A JP 2000106337 A JP2000106337 A JP 2000106337A JP 2000106337 A JP2000106337 A JP 2000106337A JP 2001287012 A JP2001287012 A JP 2001287012A
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injection
light metal
melting point
cavity
metal melt
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Kazuo Sakamoto
和夫 坂本
Yasuo Uosaki
靖夫 魚崎
Nobuo Sakate
宣夫 坂手
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Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a forming method for an injection-formed material so as to restrain the occurrence of internal defect (particularly, gas defect) in the case of injection-forming molten light metal in the semi-molten state at a temperature less than the melting point or the molten state at a temperature equal to or just above the melting point. SOLUTION: The flowing-in speed of the molten light metal into a cavity 12 is regulated to 1-30 m/s. The ratio Sq/Sw of the cross sectional area Sq in a gate part 13 and the maximum cross sectional area Sw of the cavity 12 in almost perpendicular direction to the molten metal flowing-in direction, is regulated to >=0.2 or >=0.8. As the other way, the ratio Pmax/Pmin of the pressure Pmax for pulling out a plug and the minimum value Pmin of the pressure acted to the molten light metal in the flowing-in process of the molten light metal into the cavity 12, is regulated to <=1.0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形材の成形
方法及びその成形装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for molding an injection molded material.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属成形材の最も一般的な製造方法とし
て鋳造法がある。かかる鋳造法において、サイクルタイ
ムが短く低コストであるということから、特にダイキャ
スト法がアルミニウムやマグネシウム等の軽金属製の自
動車部品等の製造に多く適用されている。しかしなが
ら、ダイキャスト法は霧状の溶湯を高速で金型内に注入
して成形を行うものであり、成形過程で空気等を多量に
巻き込むため、成形品が微少な空孔からなるガス欠陥を
多数含むこととなって強度の高いものを得ることができ
ないという短所がある。
2. Description of the Related Art Casting is one of the most common methods for producing metal moldings. In such a casting method, the cycle time is short and the cost is low, so that the die casting method is particularly often applied to the production of automobile parts made of light metals such as aluminum and magnesium. However, the die casting method is a method in which a mist of molten metal is injected into a mold at a high speed to perform molding, and a large amount of air or the like is involved in the molding process. There is a disadvantage in that a large number of them cannot be obtained because they contain a large number.

【0003】また、金属成形材の他の製造方法として鍛
造法がある。鍛造法は、ビレット等の金属素材を金型に
セットし、それに打撃を与えて所定形状に成形するもの
であり、成形品に格子欠陥(歪み)が導入されることと
なることから、鋳造法に比較して強度の高い成形品を得
ることができる。しかしながら、鍛造法は金属素材を高
温に昇温させて加工するものであり、しかも金属素材が
所定形状となるまで繰り返して打撃を与える必要がある
ので加工効率が悪く、それを解消するために金型が多数
必要となり、高コストとなってしまうという短所があ
る。
Further, there is a forging method as another method for producing a metal molded material. In the forging method, a metal material such as a billet is set in a mold, and the metal material is hit into the mold to form a predetermined shape. Since a lattice defect (strain) is introduced into the molded product, the casting method is used. Thus, it is possible to obtain a molded article having higher strength than that of the above. However, in the forging method, the metal material is processed by raising the temperature to a high temperature. Further, since it is necessary to repeatedly apply a hit until the metal material has a predetermined shape, the processing efficiency is low. There is a disadvantage that a large number of molds are required and the cost is high.

【0004】そして、このような事情に鑑みて、鋳造法
及び鍛造法のそれぞれの長所のみを抽出するように構成
された鋳造鍛造法があり、アルミニウムでは実用化例も
ある。具体的には、鋳造鍛造法は、鋳造法にて最終成形
品に近い鍛造素材を製造し、その鍛造素材を鍛造法にて
加工することにより最終形状に仕上げるというものであ
る。この方法によれば、鋳造工程において最終製品に近
い鍛造素材が製造され、仕上鍛造を1工程のみに簡略化
することができるので、多数の金型が不要となり経済性
に優れ、しかも高強度の成形品を得ることができる。
In view of such circumstances, there is a casting and forging method configured to extract only the advantages of the casting method and the forging method, and there is a practical example of aluminum. Specifically, in the casting forging method, a forging material similar to a final molded product is manufactured by a casting method, and the forging material is processed by the forging method to finish the final shape. According to this method, a forging material close to the final product is manufactured in the casting process, and the finish forging can be simplified to only one process. A molded article can be obtained.

【0005】ところで、鍛造加工前の鍛造素材にガス欠
陥や引け巣のような内部欠陥が存在すると、最終製品の
強度が低くなる上に、強度のバラツキが大きくなってし
まう。従って、鋳造鍛造法の鋳造工程として、ダイキャ
スト法のように鍛造素材に内部欠陥(特にガス欠陥)を
多量に発生させるものを適用することは、コスト的に有
利ではあっても適切ではない。
[0005] Incidentally, if internal defects such as gas defects and shrinkage cavities are present in the forged material before forging, the strength of the final product is reduced and the variation in the strength is increased. Accordingly, it is not appropriate to apply a material that generates a large amount of internal defects (particularly gas defects) in a forged material such as a die casting method as a casting process of the casting forging method, even though it is advantageous in terms of cost.

【0006】かかる点に関し、特開平11−10480
0号公報には、鋳造工程としてダイキャスト法と同等の
コストメリットを有する射出成形法を適用することにつ
いて記載されており、さらに、軽金属合金を固相率20
%以下の固相/液相が共存する半溶融状態あるいは融点
直上の温度で溶融状態とした後、射出成形することによ
り、鍛造加工性に優れる鍛造素材を製造することができ
るということが開示されている。
In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-10480 discloses
No. 0 discloses that an injection molding method having the same cost advantage as a die casting method is applied as a casting process.
% Of a solid / liquid phase coexisting in a semi-molten state or a molten state at a temperature just above the melting point, and then performing injection molding to produce a forged material excellent in forgeability. ing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳造鍛
造法における鋳造工程として射出成形法を適用した場合
であっても、キャビティへの溶湯の流入過程におけるエ
アの巻き込みは不可避的であり、その量が多くなると成
形された鍛造素材を鍛造しても高強度の成形品を得るこ
とができず、鋳造鍛造法における長所が生かされないも
のとなってしまう。
However, even when the injection molding method is applied as a casting step in the casting forging method, the entrainment of air in the process of flowing the molten metal into the cavity is inevitable. If the number increases, a high-strength molded product cannot be obtained even by forging a molded forging material, and the advantages of the casting forging method cannot be utilized.

【0008】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、軽金属溶湯を融点未
満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融状態で射
出成形する場合において、内部欠陥(特にガス欠陥)の
発生が抑止されるような射出成形材の成形方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to injection-mold a light metal melt in a semi-molten state below the melting point or in a molten state from the melting point to just above the melting point. An object of the present invention is to provide a method for molding an injection-molded material in which the occurrence of internal defects (particularly, gas defects) is suppressed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ダイキャスト
法と同等のコストメリットを有する射出成形法におい
て、軽金属溶湯を比較的低速の層流に近い状態でキャビ
ティ内に充填することにより、エアの巻き込みを防止し
て射出成形材への内部欠陥(ガス欠陥等)の発生を抑止
するようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an injection molding method having the same cost advantage as a die casting method, by filling a light metal melt into a cavity in a state close to a relatively low-speed laminar flow. To prevent the occurrence of internal defects (gas defects and the like) in the injection molded material.

【0010】具体的には、本出願の発明は、軽金属溶湯
を融点未満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融
状態で射出成形する射出成形材の成形方法であって、上
記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽金
属溶湯の流入速度を1〜30m/sとすることを特徴と
する。
Specifically, the invention of the present application relates to a method for molding an injection-molded material by injection-molding a light metal melt in a semi-molten state below the melting point or in a molten state from the melting point to just above the melting point. The flow rate of the light metal melt into the cavity for forming the molten metal is 1 to 30 m / s.

【0011】上記の構成によれば、軽金属溶湯は融点未
満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融状態にお
いて粘度の高い流体であり、しかもかかる溶湯が1〜3
0m/sの速度でキャビティに流入することから、溶湯
は層流又は層流に近い状態でキャビティに流入し、溶湯
の乱流に起因するエアの巻き込みが有効に抑止されるこ
ととなるので、内部欠陥(特にガス欠陥)の少ない健全
な射出成形材が成形されることとなる。具体的には、相
対密度が95%以上の射出成形材の成形が可能である。
相対密度とは、内部欠陥がないと想定した場合の射出成
形材の理論密度に対する射出成形材の現実の密度の百分
率である。
According to the above construction, the molten light metal is a fluid having a high viscosity in a semi-molten state below the melting point or in a molten state from the melting point to just above the melting point.
Since the molten metal flows into the cavity at a velocity of 0 m / s, the molten metal flows into the cavity in a laminar flow or a state close to the laminar flow, and the entrainment of air due to the turbulent flow of the molten metal is effectively suppressed. A sound injection molded material with few internal defects (particularly gas defects) is molded. Specifically, it is possible to mold an injection molded material having a relative density of 95% or more.
Relative density is the percentage of the actual density of the injection molding material relative to the theoretical density of the injection molding material assuming that there are no internal defects.

【0012】ここで、流入速度を30m/s以下とした
のは、30m/sより速くすると溶湯が乱流状態となっ
て、射出成形材にエアの巻き込みによる内部欠陥が多く
発生することとなるからである。かかる観点からは、流
入速度を10m/s以下とすることが好ましく、その場
合相対密度が96%以上の射出成形材を得ることもでき
る。また、流入速度を1m/s以上としたのは、1m/
sより遅くすると溶湯がキャビティ全体に行き渡る前に
凝固して、充填不良を生じるからである。
Here, the reason why the inflow speed is set to 30 m / s or less is that if the speed is higher than 30 m / s, the molten metal becomes turbulent, and many internal defects are generated due to the entrainment of air in the injection molded material. Because. From such a viewpoint, it is preferable that the inflow velocity is 10 m / s or less, and in that case, an injection molded material having a relative density of 96% or more can be obtained. The reason why the inflow speed is set to 1 m / s or more is 1 m / s
If it is slower than s, the molten metal solidifies before it spreads over the entire cavity, resulting in poor filling.

【0013】そして、軽金属とは、アルミニウムやマグ
ネシウム等の低密度の金属又は合金をいい、具体的に
は、ASTMにおいて規格化されているAZ91D等を
挙げることができる。
[0013] The light metal refers to a low-density metal or alloy such as aluminum or magnesium, and specifically includes AZ91D standardized by ASTM.

【0014】また、半溶融状態とは、原料である軽金属
が固体状態のままの部分と、融解して液体状態となった
部分とが共存している状態をいい、通常、軽金属原料を
融点未満に加熱することによって得られる状態である。
[0014] The semi-molten state refers to a state in which a portion where the light metal as a raw material remains in a solid state and a portion where the light metal is melted to a liquid state coexist. This is a state obtained by heating to.

【0015】本出願の他の発明は、軽金属溶湯を融点未
満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融状態で射
出成形する射出成形材の成形方法であって、上記射出成
形材を成形するためのキャビティへの上記軽金属溶湯の
流入口であるゲート部の断面積Sgと、溶湯流入方向に
対して略垂直な方向における該キャビティの最大断面積
Swとの比Sg/Swを0.2以上とすることを特徴とす
る。
Another invention of the present application is a method for molding an injection-molded material in which a molten light metal is injection-molded in a semi-molten state lower than a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point. The ratio Sg / Sw of the cross-sectional area Sg of the gate portion, which is the inflow port of the light metal melt, to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the melt inflow direction is 0.2 or more. It is characterized by the following.

【0016】上記の構成によれば、ゲート部の断面積S
gがキャビティの最大断面積Swに対して比較的大きく設
けられることとなるので、キャビティに流入する溶湯が
ゲート部を通過した後に乱流状態となることによるエア
の巻き込みが有効に抑止され、内部欠陥(特にガス欠
陥)の少ない健全な射出成形材が成形されることとな
る。
According to the above configuration, the cross-sectional area S of the gate portion
Since g is relatively large with respect to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity, the entanglement of air due to the turbulence of the molten metal flowing into the cavity after passing through the gate portion is effectively suppressed, and A sound injection molded material with few defects (especially gas defects) is formed.

【0017】ここで、Sg/Swを0.2以上としたの
は、0.2より小さくすると溶湯が狭いゲート部から広
いキャビティに解放されることにより乱流状態となっ
て、射出成形材にエアの巻き込みによる内部欠陥が多く
発生することとなるからである。また、この比を大きく
するほど射出成形材の相対密度を高めることができる
が、0.8以上では、射出成形材の相対密度を高いほぼ
同水準に維持できるようになる。なお、この比が1.0
よりも大きい、すなわち、ゲート部の断面積Sgの方が
キャビティの最大断面積Swより大きい場合、技術的な
不都合は発生しないものの、ゲート部に余剰の成形体が
生成することとなり、歩留まりが悪くなるという問題が
生じる。
Here, the reason why Sg / Sw is set to 0.2 or more is that if the value of Sg / Sw is smaller than 0.2, the molten metal is released from the narrow gate portion to the wide cavity, so that a turbulent state occurs, and the injection molding material is formed. This is because many internal defects are generated due to air entrapment. The relative density of the injection-molded material can be increased by increasing the ratio. However, when the ratio is 0.8 or more, the relative density of the injection-molded material can be maintained at a substantially high level. Note that this ratio is 1.0
If the cross-sectional area Sg of the gate portion is larger than the maximum cross-sectional area Sw of the cavity, no technical inconvenience occurs, but an excess molded body is generated in the gate portion, and the yield is poor. Problem arises.

【0018】また、キャビティとは、金型内において、
製品としての射出成形材を成形するための空間をいい、
例えば、ゲート部における溶湯流路の絞り部分が設けら
れずに、実質的にゲート部が存在しないような場合であ
っても同様であり、その場合には、キャビティまで連通
した溶湯の流通路(ランナー部)とキャビティとの境界
部がゲート部となる。
Further, the cavity is defined as
The space for molding the injection molding material as a product
For example, the same applies to the case where the throttle portion of the molten metal flow path in the gate portion is not provided and the gate portion does not substantially exist. In this case, the flow path of the molten metal communicating with the cavity ( The boundary between the runner and the cavity is the gate.

【0019】そして、かかる構成は、射出成形装置に装
着される金型におけるキャビティへの溶湯の流入口であ
るゲート部の断面積Sgと、溶湯流入方向に対して略垂
直な方向におけるキャビティの最大断面積Swとの比Sg
/Swを、0.2以上(好ましくは0.8以上)となる
ように設定することにより達成される。
[0019] Such a configuration has a cross-sectional area Sg of a gate portion which is an inflow port of a molten metal into a cavity of a mold mounted on an injection molding apparatus, and a maximum size of the cavity in a direction substantially perpendicular to a molten metal inflow direction. Ratio Sg to cross-sectional area Sw
This is achieved by setting / Sw to be 0.2 or more (preferably 0.8 or more).

【0020】また、Sg/Swを0.8以上に設定する場
合には、金型のキャビティへの溶湯の供給通路をなすラ
ンナー部に溶湯が複数の流路に分かれるように形成され
た分岐部を設けることが好ましい。Sg/Swが0.8以
上の場合のようにゲート部が広く設けられていると、固
体成分の多い半溶融状態の溶湯では問題が生じないもの
の、固体成分の少ない半溶融状態乃至溶融状態の溶湯の
ように流動粘度が低いものでは、溶湯がキャビティを形
成する壁面に沿って流れることとなり、キャビティ内の
エアが閉じこめられ、成形された射出成形材に中空部
(鋳造欠陥)が発生する場合がある。しかしながら、上
記の構成によれば、キャビティに流入する溶湯の流れが
分岐部において若干乱され、溶湯がゲート部から順に充
填されることとなり、かかる中空部(鋳造欠陥)の発生
が防止されることとなる。また、同様の効果を奏する手
段として、ランナー部に、溶湯の流通方向に対して略垂
直な方向における断面積が上流部及び下流部よりも狭く
形成されたくびれ部を設けるようにしてもよい。
In the case where Sg / Sw is set to 0.8 or more, a branch portion formed so that the molten metal is divided into a plurality of flow passages in a runner portion forming a supply passage of the molten metal to the cavity of the mold. Is preferably provided. When the gate portion is provided widely as in the case where Sg / Sw is 0.8 or more, no problem occurs in a semi-molten state molten metal having a large amount of solid components, but a semi-molten state or a molten state having a small amount of solid components is not produced. If the flow viscosity is low, such as molten metal, the molten metal will flow along the walls forming the cavity, the air in the cavity will be trapped, and a hollow part (casting defect) will occur in the molded injection molded material. There is. However, according to the above configuration, the flow of the molten metal flowing into the cavity is slightly disturbed at the branch portion, and the molten metal is filled in order from the gate portion, and the occurrence of such a hollow portion (casting defect) is prevented. Becomes Further, as means having the same effect, a constricted portion may be provided in the runner portion so that the cross-sectional area in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the molten metal is smaller than that of the upstream portion and the downstream portion.

【0021】以上の本出願の発明及び本出願の他の発明
については、もちろんそれぞれを単独で構成してもよ
く、また、両者を組み合わせるように構成してもよい。
The above-described invention of the present application and other inventions of the present application may of course be configured independently, or may be configured to combine both.

【0022】本出願の別の他の発明は、軽金属溶湯を融
点未満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融状態
で射出成形する射出成形材の成形方法であって、上記射
出成形を行う射出成形装置のシリンダ前方部に該射出成
形に用いられる上記軽金属溶湯を溜めている間に、該シ
リンダ前方部に設けられ且つ上記射出成形材を成形する
ためのキャビティに繋がるプラグから該軽金属溶湯が流
出しないよう該プラグを塞ぐために上記軽金属溶湯を凝
固させて形成されたコールドプラグを、該射出成形に際
して該プラグから押し出して外すために、該シリンダ前
方部に溜まった該軽金属溶湯に作用させる圧力Pmax
と、該キャビティへの該軽金属溶湯の流入過程において
該軽金属溶湯に作用させる圧力の最低値Pminとの比Pm
ax/Pminを、10以下とすることを特徴とする。
Another invention of the present application is a method for molding an injection-molded material in which a light metal melt is injection-molded in a semi-molten state lower than a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point. While the light metal melt used for the injection molding is stored in the cylinder front part of the injection molding apparatus, the light metal melt is connected to a plug provided in the cylinder front part and connected to a cavity for molding the injection molding material. A pressure Pmax acting on the light metal melt accumulated in the front portion of the cylinder to push and remove the cold plug formed by solidifying the light metal melt to close the plug so that it does not flow out during the injection molding.
And a minimum value Pm of the pressure applied to the light metal melt in the process of flowing the light metal melt into the cavity.
ax / Pmin is set to 10 or less.

【0023】射出成形法では、溶湯の射出がシリンダ前
方部に所定量の溶湯が溜まったときに行われるので、そ
れまでの間は、溶湯がシリンダ前方部に設けられたノズ
ルからの流出するのを防止する必要がある。そこで、溶
湯をシリンダ前方部に溜めている間は、ノズルの温度を
低くして溶湯が凝固して形成されるコールドプラグによ
りノズルを塞ぎ、溶湯を射出する際は、溜まった溶湯に
圧力を作用させてコールドプラグを押し出して外すと共
に、金型のキャビティに溶湯を射出するようになってい
る。このとき、コールドプラグを外すために溶湯に作用
させる圧力(プラグ抜け圧力)が大きいと、コールドプ
ラグが外れた直後に溶湯が乱流状態でキャビティに流入
してエアを巻き込み、成形された射出成形材に多くの内
部欠陥が発生することとなる。しかしながら、上記の構
成によれば、プラグ抜け圧力Pmaxと溶湯を金型のキャ
ビティに流入させる際に溶湯に作用させる最低圧力Pmi
nとの比Pmax/Pminを10以下としており、プラグ抜
け時の圧力変動に伴う乱流の発生を有効に防止すること
ができるので、内部欠陥(特にガス欠陥)の少ない健全
な射出成形材が成形されることとなる。
In the injection molding method, the molten metal is injected when a predetermined amount of molten metal has accumulated in the front part of the cylinder. Until that time, the molten metal flows out of the nozzle provided in the front part of the cylinder. Need to be prevented. Therefore, while the molten metal is stored in the front part of the cylinder, the nozzle temperature is lowered and the nozzle is closed by a cold plug formed by solidification of the molten metal. When the molten metal is injected, pressure is applied to the collected molten metal. Then, the cold plug is pushed out and removed, and the molten metal is injected into the cavity of the mold. At this time, if the pressure applied to the molten metal to remove the cold plug (plug release pressure) is large, the molten metal flows into the cavity in a turbulent state immediately after the cold plug is released, and the air is entrained. Many internal defects occur in the material. However, according to the above configuration, the plug release pressure Pmax and the minimum pressure Pmi acting on the molten metal when the molten metal flows into the mold cavity are set.
Since the ratio Pmax / Pmin to n is set to 10 or less, it is possible to effectively prevent the occurrence of turbulent flow due to pressure fluctuation when the plug is pulled out, so that a sound injection-molded material with few internal defects (particularly gas defects) can be obtained. It will be molded.

【0024】ここで、かかる構成は、プラグの温度制御
により達成されるものであり、プラグの温度を下げる循
環冷却水等の冷却手段と、プラグの温度を上げるヒータ
等の加熱手段とを要する。また、ノズルは金型と接触す
るため、金型に吸熱されて低温化するため、ノズルと金
型との間には断熱材等が設けられていることが望まし
く、また、ノズルを熱伝導率の低いセラミックスで形成
するとなおよい。
Here, such a configuration is achieved by controlling the temperature of the plug, and requires cooling means such as circulating cooling water for lowering the temperature of the plug and heating means such as a heater for raising the temperature of the plug. In addition, since the nozzle comes into contact with the mold, heat is absorbed by the mold to lower the temperature, so that a heat insulating material or the like is desirably provided between the nozzle and the mold. It is even more preferable to use ceramics having a low density.

【0025】以上の本出願の各発明においては、半溶融
状態の軽金属溶湯として、固相と液相との体積和に対す
る固相の体積百分率である固相率が10%以上であるも
のを用いることが好ましい。かかる構成によれば、軽金
属溶湯は固相率が10%以上である半溶融状態の極めて
粘度の高い流体となるため、溶湯のキャビティへの流入
が緩やかな層流となり、内部欠陥(特にガス欠陥)の少
ない健全な射出成形材が成形されることとなる。また、
溶湯が凝固した際に生じる収縮は専ら液相の収縮に起因
するものであるため、溶湯が凝固した際の収縮量が小さ
いものとなり、寸法精度が良好な射出成形材が得られる
と共に、内部欠陥をなす引け巣も少なくなる。
In each of the inventions of the present application, a light metal melt in a semi-molten state having a solid phase ratio of 10% or more, which is the volume percentage of the solid phase with respect to the volume sum of the solid phase and the liquid phase, is used. Is preferred. According to this configuration, the light metal melt becomes a fluid having a very high viscosity in a semi-molten state having a solid fraction of 10% or more, so that the flow of the melt into the cavity becomes a gentle laminar flow, and internal defects (particularly, gas defects) are caused. ), And a sound injection-molded material with little) is formed. Also,
Since the shrinkage that occurs when the melt solidifies is exclusively due to the shrinkage of the liquid phase, the amount of shrinkage when the melt solidifies is small, so that an injection molded material with good dimensional accuracy can be obtained and internal defects can be obtained. The number of shrinkage nests is reduced.

【0026】ここで、固相とは、溶湯が半溶融状態であ
る場合において、溶融されずに固体状態を維持している
部分をいい、液相とは、完全に溶融されて液体状態とな
っている部分をいう。そして、固相は半溶融の溶湯状態
で溶融されずに固体状態を維持していた部分として、液
相は半溶融の溶湯状態で完全に溶融されて液体状態とな
っていた部分として、成形された射出成形材の擬固組織
を観察することによりそれぞれ容易に識別することがで
きる。また、固相率は、成形された射出成形材の表面組
織を観察することにより、観察領域全体に対する固相部
分の面積比率、すなわち体積比率として数値的に求める
ことができる。
Here, the solid phase refers to a portion where the molten metal is in a semi-molten state and remains in a solid state without being melted, and the liquid phase is completely melted to be in a liquid state. The part that does. The solid phase is formed as a portion that has been maintained in a solid state without being melted in a semi-molten molten state, and the liquid phase is formed as a portion that has been completely melted and has been in a liquid state in a semi-molten molten state. By observing the pseudo-solid structure of the injection-molded material, each can be easily identified. Further, the solid phase ratio can be obtained numerically as an area ratio of the solid phase portion to the entire observation region, that is, a volume ratio, by observing the surface structure of the formed injection molded material.

【0027】そして、本出願の各発明によって製造され
る射出成形材は、鍛造加工等の塑性加工用素材として使
用することができる。鍛造型で形成される鍛造成型空間
が完全には閉塞されておらず、鍛造用素材の少なくとも
一部が鍛造型によって拘束されずにフリーに塑性変形し
得るようになった非閉塞鍛造加工のような場合、鍛造工
程で内部欠陥を十分に潰すということは困難であるが、
本出願の発明によって製造される射出成形材では内部欠
陥が極めて少なく、非閉塞鍛造加工のような非閉塞塑性
加工においても十分に内部欠陥を潰すことができる。も
ちろん、閉塞鍛造加工のような閉塞塑性加工を施しても
十分に内部欠陥を潰すことができる。
The injection-molded material manufactured by each invention of the present application can be used as a material for plastic working such as forging. Like a non-closed forging process in which the forging space formed by the forging die is not completely closed, and at least a part of the forging material can be freely plastically deformed without being restricted by the forging die. In such a case, it is difficult to sufficiently crush internal defects in the forging process,
The injection-molded material manufactured according to the invention of the present application has very few internal defects, and can sufficiently crush internal defects even in non-closed plastic working such as non-closed forging. Of course, internal defects can be sufficiently crushed even if closed plastic working such as closed forging is performed.

【0028】また、本出願の各発明によって製造される
射出成形材は内部欠陥が極めて少ないものであるため、
そのまま一次製品としても使用できる。
In addition, since the injection-molded material manufactured by each invention of the present application has very few internal defects,
It can be used as it is as a primary product.

【0029】[0029]

【発明の効果】本出願の発明によれば、軽金属溶湯は融
点未満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶融状態
において粘度の高い流体であり、しかもかかる溶湯が1
〜30m/sの速度でキャビティに流入することから、
溶湯は層流又は層流に近い形態でキャビティに充填され
ることとなり、溶湯の乱流に起因するエアの巻き込みが
有効に抑止されることとなるので、内部欠陥(特にガス
欠陥)の少ない健全な射出成形材を成形することができ
る。
According to the invention of the present application, a light metal melt is a fluid having a high viscosity in a semi-molten state below the melting point or in a molten state from the melting point to just above the melting point.
Flow into the cavity at a speed of ~ 30 m / s,
The molten metal is filled into the cavity in a laminar or near laminar flow form, and the entrainment of air due to the turbulent flow of the molten metal is effectively suppressed. Injection molding material can be molded.

【0030】本出願の他の発明によれば、ゲート部の断
面積Sgがキャビティの最大断面積Swに対して比較的大
きく設けられることとなるので、キャビティに流入する
溶湯がゲートを通過した後に乱流状態となることによる
エアの巻き込みが有効に抑止され、内部欠陥(特にガス
欠陥)の少ない健全な射出成形材を成形することができ
る。
According to another aspect of the present invention, since the cross-sectional area Sg of the gate portion is provided to be relatively large with respect to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity, the molten metal flowing into the cavity passes through the gate. Entrainment of air due to the turbulent state is effectively suppressed, and a sound injection molded material having few internal defects (particularly, gas defects) can be formed.

【0031】本出願の別の他の発明によれば、プラグ抜
け圧力Pmaxと溶湯を金型のキャビティに流入させる際
に溶湯に作用させる最低圧力Pminとの比Pmax/Pmin
を10以下としており、これによりプラグ抜け時の圧力
変動に伴う乱流の発生を有効に防止することができるの
で、内部欠陥(特にガス欠陥)の少ない健全な射出成形
材を成形することができる。
According to another invention of the present application, the ratio Pmax / Pmin of the plug release pressure Pmax to the minimum pressure Pmin acting on the molten metal when the molten metal flows into the mold cavity.
Is set to 10 or less, whereby the occurrence of turbulent flow due to pressure fluctuation at the time of plug removal can be effectively prevented, so that a sound injection-molded material having few internal defects (particularly gas defects) can be formed. .

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】(射出成形装置)図1は、本実施
形態に係る軽金属製の射出成形材(鍛造素材)を成形す
る射出成形装置1を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Injection Molding Apparatus) FIG. 1 shows an injection molding apparatus 1 for molding a light metal injection molded material (forged material) according to this embodiment.

【0033】この射出成形装置1は、本体部2と、本体
部2に回転可能に支持されたスクリュー3と、本体部2
の背部に配置されたスクリュー3を回転駆動するための
回転駆動部4と、スクリュー3を囲うようにして本体部
2に固定されたシリンダ5と、シリンダ5の外周に長手
方向に所定ピッチで間隔をおいて配設されたヒータ6
と、軽金属原料が投入され貯えられるホッパ7と、ホッ
パ7内の軽金属原料を計量して射出成形装置1内に供給
するフィーダ8と、シリンダ5の先端に装着された金型
9とを備えている。
The injection molding apparatus 1 includes a main body 2, a screw 3 rotatably supported by the main body 2,
A rotary drive unit 4 for rotating the screw 3 disposed on the back of the cylinder 5, a cylinder 5 fixed to the main body 2 so as to surround the screw 3, and a predetermined pitch in the longitudinal direction on the outer periphery of the cylinder 5 Heater 6 arranged
And a hopper 7 into which the light metal raw material is charged and stored, a feeder 8 for measuring the light metal raw material in the hopper 7 and supplying the light metal raw material into the injection molding apparatus 1, and a mold 9 mounted on the tip of the cylinder 5. I have.

【0034】本体部2には、スクリュー3をシリンダ5
内の長手方向に前進させる射出機構が設けられている。
この射出機構は、前方に送られる軽金属溶湯の圧力によ
り後退するスクリュー3の後退距離が予め設定されたも
のとなった際、それを検知してスクリュー3の回転及び
後退動作を停止させ、所定のタイミングでスクリュー3
を前進させて溶湯を射出するように構成されている。ス
クリュー3の前進速度は制御可能とされており、金型9
のキャビティ12への溶湯の流入速度が1〜30m/s
の範囲となるように制御がなされるようになっている。
The body 3 has a screw 3 and a cylinder 5
An injection mechanism for advancing in the longitudinal direction is provided.
When the retreat distance of the screw 3 which retreats due to the pressure of the light metal melt sent forward becomes predetermined, the injection mechanism detects this and stops the rotation of the screw 3 and the retreat operation. Screw 3 at timing
Is advanced to inject the molten metal. The forward speed of the screw 3 is controllable, and
Flow rate of the molten metal into the cavity 12 of 1 to 30 m / s
Is controlled so as to fall within the range of.

【0035】シリンダ5には、先端部にノズル10が設
けられており、シリンダ5内で攪拌・混練された溶湯が
このノズル10を通してキャビティ12に射出されるよ
うになっている。このキャビティ12への溶湯の射出
は、シリンダ5前方部に所定量の溶湯が溜まったときに
行われるので、それまでの間は、溶湯のノズル10から
の流出を防止する必要がある。そこで、溶湯をシリンダ
5前方部に溜めている間は、冷却装置によりノズル10
の温度を下げて、溶湯が凝固して形成されるコールドプ
ラグによりノズル10を塞ぎ、溶湯を射出する際は、ノ
ズル用ヒータによりノズル10の温度を上げてコールド
プラグのノズル10との界面を溶融させ、溶湯の射出と
共にそれが容易に金型9側に押し出されて外れるように
ノズル10の温度制御がなされている。そして、この温
度制御により、コールドプラグを押し出して外すのに必
要となる溶湯に作用させる圧力(コールドプラグの外れ
易さ)を自在に制御することができる。この射出成形装
置1では、コールドプラグを押し出して外す際に溶湯に
作用させる圧力Pmaxと、溶湯をキャビティ12に流入
させる際に溶湯に作用させる定常圧力Pmin(この定常
圧力が最低圧力となる)との比Pmax/Pminが10以下
となるように構成されている。また、ノズル10が金型
9により吸熱されて低温化するのを防ぐため金型9との
間に断熱材が設けられてあり、また、ノズル10はセラ
ミックにより形成されている。
A nozzle 10 is provided at the tip of the cylinder 5, and the molten metal stirred and kneaded in the cylinder 5 is injected into the cavity 12 through the nozzle 10. The injection of the molten metal into the cavity 12 is performed when a predetermined amount of the molten metal has accumulated in the front part of the cylinder 5. Therefore, it is necessary to prevent the molten metal from flowing out of the nozzle 10 until that time. Therefore, while the molten metal is stored in the front portion of the cylinder 5, the nozzle 10
When the molten metal is solidified, the nozzle 10 is closed by a cold plug formed by solidification of the molten metal. When the molten metal is injected, the temperature of the nozzle 10 is raised by a nozzle heater to melt the interface of the cold plug with the nozzle 10. The temperature of the nozzle 10 is controlled so that the molten metal is easily pushed out of the mold 9 side when the molten metal is injected. By this temperature control, it is possible to freely control the pressure (easiness of detaching the cold plug) applied to the molten metal, which is necessary for pushing out and removing the cold plug. In the injection molding apparatus 1, a pressure Pmax acting on the molten metal when the cold plug is extruded and removed, and a steady pressure Pmin acting on the molten metal when flowing the molten metal into the cavity 12 (this steady pressure becomes a minimum pressure). Is configured such that the ratio Pmax / Pmin of the above is 10 or less. In order to prevent the temperature of the nozzle 10 from being lowered by being absorbed by the mold 9, a heat insulating material is provided between the nozzle 10 and the mold 9, and the nozzle 10 is formed of ceramic.

【0036】シリンダ5の外周に設けられたヒータ6
は、シリンダ5が長手方向に沿って前方に行くほど高温
となるように、複数のゾーンに分割されて温度制御が行
われ、軽金属原料がスクリュー3によってシリンダ5内
を前方に搬送されながら昇温し、シリンダ5前方部にお
いて融点未満の半溶融状態、又は融点乃至融点直上の溶
融状態の溶湯となるように制御されている。
The heater 6 provided on the outer periphery of the cylinder 5
Is divided into a plurality of zones so that the temperature increases as the cylinder 5 moves forward along the longitudinal direction, and the temperature is increased while the light metal material is conveyed forward in the cylinder 5 by the screw 3. In addition, the molten metal is controlled so as to be in a semi-molten state having a melting point lower than the melting point or a molten state at a melting point or just above the melting point at the front portion of the cylinder 5.

【0037】ホッパ7、フィーダ8及びシリンダ5並び
にこれらを連結する通路には、軽金属の酸化を防止する
ために不活性ガス(例えばArガス)が充填されてい
る。
The hopper 7, the feeder 8, the cylinder 5, and the passage connecting them are filled with an inert gas (for example, Ar gas) to prevent oxidation of the light metal.

【0038】金型9は、ノズル10から射出された溶湯
を導くランナー部11を有している。そのランナー部1
1は、シリンダ5のノズル10から真っ直ぐに延びた
後、垂直に立ち上がるL字状に形成されており、その角
部にはノズル10から外れたコールドプラグを受けるた
めのプラグ受け部11aが設けられている。また、金型
9は、図2に示すように、ランナー部11と連通した幅
100mm、長さ170mm及び厚さ10mmの板状の
製品を成形加工するためのキャビティ12と、キャビテ
ィ12とランナー部11との境界をなすゲート部13
と、キャビティ12のゲート部13から離れた位置に設
けられ、溶湯により置換されたキャビティ12内のガス
を収容するためのオーバーフロー部14とを備えてい
る。
The mold 9 has a runner 11 for guiding the molten metal injected from the nozzle 10. The runner part 1
1 is formed in an L-shape which extends straight from the nozzle 10 of the cylinder 5 and then rises vertically, and a plug receiving portion 11a for receiving a cold plug detached from the nozzle 10 is provided at a corner thereof. ing. As shown in FIG. 2, the mold 9 includes a cavity 12 for forming a plate-shaped product having a width of 100 mm, a length of 170 mm, and a thickness of 10 mm, which communicates with the runner portion 11. Gate section 13 which forms a boundary with 11
And an overflow section 14 provided at a position away from the gate section 13 of the cavity 12 and for accommodating gas in the cavity 12 replaced by the molten metal.

【0039】キャビティ12及びランナー部11の隙間
は10mmに形成されており、ゲート部13の隙間は2
〜10mmに形成されている(図2では、ゲート部13
の隙間が2mm)。ここで、ゲート部13の隙間が2〜
10mmであることからゲート部の断面積Sgは200
〜1000mm2となり、キャビティ12の水平断面積
Swは1000mm2であることから、Sg/Swは0.2
〜1.0となる。ここで、Sg/Sw=1.0とは、ゲー
ト部13の断面積とキャビティ12の断面積とが等しい
ことを意味し、ゲート部13に溶湯流路の絞り部となる
突起が存在しない状態を意味する。そして、このSg/
Swを0.2〜1.0の範囲で設定することにより、キ
ャビティ12への溶湯の流入速度を制御することもでき
る。また、その制御は、スクリュー3の前進速度との組
み合わせによっても行うことができる。 (射出成形方法)次に、上記射出成形装置1を用いた軽
金属の射出成形方法について説明する。
The gap between the cavity 12 and the runner section 11 is formed to be 10 mm, and the gap between the gate section 13 is 2 mm.
(In FIG. 2, the gate portion 13 is formed).
Is 2 mm). Here, the gap of the gate portion 13 is 2 to
10 mm, the cross-sectional area Sg of the gate portion is 200
~1000Mm 2 becomes, since the horizontal cross-sectional area Sw of the cavity 12 is 1000 mm 2, Sg / Sw 0.2
-1.0. Here, Sg / Sw = 1.0 means that the cross-sectional area of the gate portion 13 is equal to the cross-sectional area of the cavity 12, and the gate portion 13 has no protrusion serving as a narrow portion of the molten metal flow path. Means And this Sg /
By setting Sw in the range of 0.2 to 1.0, the flow rate of the molten metal into the cavity 12 can be controlled. The control can also be performed by a combination with the forward speed of the screw 3. (Injection Molding Method) Next, an injection molding method for light metal using the above-described injection molding apparatus 1 will be described.

【0040】まず、チップ状の軽金属(例えばMg−A
l合金等)を原料として射出成形装置1のホッパ7に投
入する。投入された軽金属チップは、フィーダ8で所定
量が計量されて射出成形装置1内に供給される。
First, a chip-shaped light metal (eg, Mg-A
1 alloy) as a raw material into the hopper 7 of the injection molding apparatus 1. The supplied light metal chips are measured in a predetermined amount by the feeder 8 and supplied into the injection molding apparatus 1.

【0041】次いで、軽金属チップは、スクリュー3の
回転によって加熱状態のシリンダ5内に送給されると共
に、シリンダ5内部でスクリュー3の回転により十分に
攪拌・混練されながら所定温度に加熱される。これによ
って、軽金属チップは、融点未満における固相率10%
以上の半溶融状態の軽金属溶湯となる。
Next, the light metal chips are fed into the heated cylinder 5 by the rotation of the screw 3 and heated to a predetermined temperature while being sufficiently stirred and kneaded by the rotation of the screw 3 inside the cylinder 5. As a result, the light metal tip has a solid fraction of 10% below the melting point.
The light metal melt in the above semi-molten state is obtained.

【0042】このようにして得られた溶湯は、スクリュ
ー3によって前方に押し出されてシリンダ5前方部に溜
められると共に、溜まった溶湯の圧力によりスクリュー
3が後退する。このとき、シリンダ5に設けられたプラ
グの温度を下げ、溶湯の一部が凝固して形成されたコー
ルドプラグによってプラグが塞がれるようにして、溶湯
がプラグを通ってシリンダ5外に流出するのを防ぐ。
The molten metal thus obtained is pushed forward by the screw 3 and stored in the front part of the cylinder 5, and the screw 3 retreats due to the pressure of the collected molten metal. At this time, the temperature of the plug provided in the cylinder 5 is lowered, so that the plug is closed by a cold plug formed by solidifying a part of the molten metal, and the molten metal flows out of the cylinder 5 through the plug. To prevent

【0043】スクリュー3が予め設定された距離だけ後
退すると、本体部2の射出機構がそれを検知してスクリ
ュー3の回転及び後退動作を停止させる。このとき、シ
リンダ5前方部にはワンショット分の溶湯が溜まった状
態となっている。
When the screw 3 retreats by a predetermined distance, the injection mechanism of the main body 2 detects this and stops the rotation and retreat operation of the screw 3. At this time, the molten metal for one shot is stored in the front part of the cylinder 5.

【0044】そして、ノズル用ヒータでノズル10の温
度を上げることにより、コールドプラグのノズル10と
の界面を溶融させると共に、射出機構によってスクリュ
ー3を前進させて溶湯に圧力Pmaxを作用させることに
より、コールドプラグを金型9側に押し出して外し、ノ
ズル10から射出された溶湯を定常圧力Pmin(この定
常圧力が最低圧力となる)でキャビティ12に流入させ
る。このとき、Pmax/Pminが10以下となるように制
御を行う。この制御は、溶湯を射出する際のノズル10
の温度を制御することにより達成される。また、キャビ
ティ12への溶湯の流入速度が1〜30m/s(好まし
くは10m/s以下)となるように制御を行う。この制
御は、スクリュー3の前進速度を適当な範囲で設定する
こと、又は金型9のゲート部13の断面積Sgとキャビ
ティ12の断面積Swとの比Sg/Swを0.2〜1.0
の範囲で設定すること、若しくはこれらの組み合わせに
より達成される。なお、外れたコールドプラグはランナ
ー部11のプラグ受け部11aに保持されることとな
る。
By raising the temperature of the nozzle 10 with the nozzle heater, the interface of the cold plug with the nozzle 10 is melted, and the screw 3 is advanced by the injection mechanism to apply the pressure Pmax to the molten metal. The cold plug is pushed out to the mold 9 side and removed, and the molten metal injected from the nozzle 10 flows into the cavity 12 at a steady pressure Pmin (this steady pressure becomes the minimum pressure). At this time, control is performed so that Pmax / Pmin becomes 10 or less. This control is performed by the nozzle 10 when the molten metal is injected.
This is achieved by controlling the temperature of Further, control is performed so that the inflow speed of the molten metal into the cavity 12 is 1 to 30 m / s (preferably 10 m / s or less). In this control, the forward speed of the screw 3 is set within an appropriate range, or the ratio Sg / Sw of the sectional area Sg of the gate portion 13 of the mold 9 to the sectional area Sw of the cavity 12 is set to 0.2 to 1. 0
Or a combination thereof. The removed cold plug is held by the plug receiving portion 11a of the runner portion 11.

【0045】最後に、溶湯が凝固した後、金型9を開
き、成形された射出成形材を取り出す。
Finally, after the molten metal has solidified, the mold 9 is opened, and the formed injection molded material is taken out.

【0046】取り出した射出成形材は、鍛造素材として
鍛造加工を施し、その後、T6等の熱処理を施す。
The removed injection-molded material is subjected to forging as a forged material, and then subjected to a heat treatment such as T6.

【0047】上記構成の射出成形材の製造方法によれ
ば、軽金属溶湯は融点未満の半溶融状態の粘度の高い流
体であり、しかもかかる溶湯が1〜30m/sの速度で
キャビティ12に流入することから、溶湯は層流又は層
流に近い状態でキャビティ12に流入することとなり、
溶湯の乱流に起因するエアの巻き込みが有効に抑止され
ることとなるので、内部欠陥(特にガス欠陥)の少ない
健全な射出成形材が成形されることとなる。
According to the method of manufacturing an injection-molded material having the above structure, the molten light metal is a semi-molten liquid having a high viscosity in a semi-molten state below the melting point, and the molten metal flows into the cavity 12 at a speed of 1 to 30 m / s. Therefore, the molten metal flows into the cavity 12 in a laminar flow or a state close to the laminar flow,
Since the entrainment of air due to the turbulence of the molten metal is effectively suppressed, a sound injection-molded material having few internal defects (particularly, gas defects) is formed.

【0048】また、ゲート部13の断面積Sgがキャビ
ティ12の最大断面積Swに対して比較的大きく設けら
れることとなるので、キャビティ12に流入する溶湯が
ゲートを通過した後に乱流状態となることによるエアの
巻き込みが有効に抑止されることとなる。
Further, since the cross-sectional area Sg of the gate portion 13 is provided to be relatively large with respect to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity 12, the molten metal flowing into the cavity 12 becomes turbulent after passing through the gate. As a result, the entrainment of air is effectively suppressed.

【0049】さらに、プラグ抜け圧力Pmaxと溶湯をキ
ャビティ12に流入させる際に溶湯に作用させる最低圧
力Pminとの比Pmax/Pminを10以下としており、プ
ラグ抜け時の圧力変動に伴う乱流の発生を有効に防止す
ることができる。
Further, the ratio Pmax / Pmin between the plug release pressure Pmax and the minimum pressure Pmin that acts on the molten metal when the molten metal flows into the cavity 12 is set to 10 or less, so that turbulent flow is generated due to pressure fluctuation when the plug is removed. Can be effectively prevented.

【0050】そして、半溶融状態の軽金属溶湯として、
固相率が10%以上であるものを用いているので、溶湯
のキャビティ12への流入が緩やかな層流となる。ま
た、溶湯が凝固した際の収縮量が小さいものとなり、寸
法精度が良好な射出成形材が得られると共に、内部欠陥
をなす引け巣も少なくなる。
Then, as a light metal melt in a semi-molten state,
Since a solid phase ratio of 10% or more is used, the flow of the molten metal into the cavity 12 becomes a gentle laminar flow. In addition, the amount of shrinkage when the molten metal solidifies becomes small, so that an injection molded material having good dimensional accuracy can be obtained, and shrinkage cavities forming internal defects are reduced.

【0051】また、本実施形態において製造される射出
成形材は内部欠陥が極めて少なく、非閉塞鍛造加工のよ
うな非閉塞塑性加工においても十分に内部欠陥を潰すこ
とができる。 (その他の実施形態)上記実施形態では、軽金属チップ
を固相率が10%以上の半溶融状態となるように加熱し
たが、融点乃至融点直上の溶融状態に加熱するようにし
てもよい。
Further, the injection-molded material manufactured in the present embodiment has extremely few internal defects, and can sufficiently crush internal defects even in non-closed plastic working such as non-closed forging. (Other Embodiments) In the above embodiment, the light metal tip is heated so as to be in a semi-molten state having a solid fraction of 10% or more, but may be heated to a melting state from a melting point to a temperature just above the melting point.

【0052】また、Sg/Swを0.8以上に設定する場
合、図3に示すように、キャビティ12とランナー部1
1との間に仕切のような分岐部11bを設けた金型Cを
用い、分岐部11bに衝突した溶湯が分岐して両側にあ
るゲート部13からキャビティ12に流入するようにし
てもよい。ゲート部13が広く設けられていると、固体
成分の少ない半溶融状態乃至溶融状態の溶湯のように流
動粘度が低いものでは、溶湯がキャビティ12を形成す
る壁面に沿って流れることとなるため、キャビティ12
内のエアが閉じこめられ、成形された射出成形材に中空
部(鋳造欠陥)が発生する場合がある。しかしながら、
かかる分岐部11bが設けられることにより、キャビテ
ィ12に流入する溶湯の流れが分岐部11bにおいて若
干乱され、溶湯がゲート部13から順に充填されること
となり、かかる中空部(鋳造欠陥)の発生が防止される
こととなる。
When Sg / Sw is set at 0.8 or more, as shown in FIG.
A mold C provided with a branch portion 11b such as a partition between the two may be used so that the molten metal colliding with the branch portion 11b branches and flows into the cavity 12 from the gate portions 13 on both sides. When the gate portion 13 is provided widely, in the case where the flow viscosity is low, such as a molten metal in a semi-molten state or a molten state having a small solid component, the molten metal flows along the wall surface forming the cavity 12, Cavity 12
The inside air is trapped, and a hollow part (casting defect) may occur in the formed injection molded material. However,
By providing such a branch portion 11b, the flow of the molten metal flowing into the cavity 12 is slightly disturbed in the branch portion 11b, and the molten metal is filled in order from the gate portion 13, so that such a hollow portion (casting defect) is generated. Will be prevented.

【0053】また、図4に示すように、略三角形状に形
成された分岐部11bをライナー部に設けた金型Dにお
いても同様の効果を得ることができる。
Also, as shown in FIG. 4, the same effect can be obtained in a mold D in which a branch portion 11b formed in a substantially triangular shape is provided in a liner portion.

【0054】また、図5に示すように、ランナー部11
に、溶湯の流通方向に対して略垂直な方向における断面
積が上流部及び下流部よりも狭く形成されたくびれ部1
1cを設けた金型Eにおいても同様の効果を得ることが
できる。
Further, as shown in FIG.
In addition, the constricted portion 1 is formed so that the cross-sectional area in a direction substantially perpendicular to the flow direction of the molten metal is narrower than the upstream portion and the downstream portion.
The same effect can be obtained also in the mold E provided with 1c.

【0055】また、本実施形態では、単一のライナー部
11からキャビティ12に溶湯を流入させる構成とした
が、特にこれに限定されるものではなく、複数のライナ
ー部からキャビティ12に溶湯を流入させるようにして
もよい。
In this embodiment, the molten metal flows from the single liner portion 11 into the cavity 12. However, the present invention is not limited to this. The molten metal flows into the cavity 12 from a plurality of liners. You may make it do.

【0056】また、本実施形態では射出成形材を鍛造加
工のための鍛造素材として供したが、そのまま一次製品
として使用してもよい。
In this embodiment, the injection molded material is provided as a forging material for forging, but may be used as it is as a primary product.

【0057】[0057]

【実施例】(試験評価1)射出成形された射出成形材の
相対密度と、射出成形材(鍛造素材)を鍛造した鍛造材
の強度との関係についての試験評価を行った。 <試験評価方法>図2に示す構成を有する金型Aを装着
した型締め力4.4×106Nの射出成形装置(株式会
社日本製鋼所社製 型式:JLM−450E)を用い、
表1に組成を示す合金Aから幅100mm、長さ170
mm及び厚さ10mmの金属板状の射出成形材を種々条
件を変更して射出成形した。このとき、成形した射出成
形材の固相率が10%となるように溶湯の温度制御を行
い、固相率は成形した射出成形材表面を画像解析するこ
とにより確認した。ここで、合金Aは、ASTM規格に
おけるAZ91Dである。
EXAMPLES (Test Evaluation 1) A test evaluation was performed on the relationship between the relative density of an injection-molded injection-molded material and the strength of a forged material obtained by forging an injection-molded material (forged material). <Test Evaluation Method> Using an injection molding apparatus (model: JLM-450E, manufactured by Nippon Steel Works Co., Ltd.) with a mold clamping force of 4.4 × 10 6 N equipped with the mold A having the configuration shown in FIG.
100 mm wide and 170 mm long from alloy A whose composition is shown in Table 1.
A metal plate-like injection molded material having a thickness of 10 mm and a thickness of 10 mm was injection molded under various conditions. At this time, the temperature of the molten metal was controlled so that the solid phase ratio of the molded injection molded material was 10%, and the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the surface of the molded injection molded material. Here, the alloy A is AZ91D according to the ASTM standard.

【0058】次いで、それぞれの射出成形材の上部(オ
ーバーフロー部側)及び下部(ゲート部側)から、図6
に示すように、一辺33mmの正方形板を計6枚切り出
し、各正方形板の密度をアルキメデス法により測定して
平均した。その密度の平均値を同形状を合金Aで完全に
充填した場合に計測されると考えられる理論密度で除
し、それを100倍して相対密度とした。すなわち、1
00と相対密度との差が内部欠陥率ということになる。
Next, from the upper part (overflow part side) and lower part (gate part side) of each injection molded material, FIG.
As shown in Table 1, a total of six square plates each having a side of 33 mm were cut out, and the densities of the square plates were measured by Archimedes' method and averaged. The average value of the density was divided by the theoretical density considered to be measured when the same shape was completely filled with the alloy A, and the result was multiplied by 100 to obtain a relative density. That is, 1
The difference between 00 and the relative density is the internal defect rate.

【0059】また、成形したそれぞれの射出成形材から
図7(a)に示すような幅10mm、長さ35mm及び
厚さ21mmのブロック状の鍛造素材を切り出し、これ
を幅方向に拘束して、図7(b)に示すように、厚さが
21mmから半分の10.5mmとなるまで鍛造加工を
施し、鍛造材とした(鍛造加工率50%)。そして、こ
れにT6の熱処理(溶体化処理として410℃で16時
間の熱処理をした後、時効化処理として170℃で16
時間の熱処理をし、空冷した)を施し、その後、各鍛造
材の引張試験を行った。
Further, a block-shaped forging material having a width of 10 mm, a length of 35 mm and a thickness of 21 mm as shown in FIG. 7A is cut out from each injection-molded material, and is constrained in the width direction. As shown in FIG. 7B, forging was performed from a thickness of 21 mm to a half of 10.5 mm to obtain a forged material (forging rate: 50%). Then, a heat treatment of T6 (a heat treatment at 410 ° C. for 16 hours as a solution treatment) followed by a aging treatment at 170 ° C. for 16 hours.
Heat-treated for a period of time and air-cooled), and then a tensile test was performed on each forged material.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】<試験評価結果>図8は、成形された各射
出成形材の相対密度と鍛造加工後の鍛造材の引張強度と
の関係を示す。同図によれば、射出成形材の相対密度が
95%以下になると鍛造材の引張強度が大きく低下する
ということが分かる。これは、鍛造加工を施す場合であ
っても、射出成形材として内部欠陥の少ないもの(相対
密度の高いもの)を用いなければ、高強度の鍛造材を得
ることができないということを意味するものである。 (試験評価2)射出成形におけるキャビティへの溶湯の
流入速度と射出成形された射出成形材の相対密度との関
係についての試験評価を行った。 <試験評価方法>試験評価1と同一形状の金属板状の射
出成形材を成形するための金型として、キャビティへの
溶湯流入口であるゲート部の断面積Sgと、キャビティ
の横断面積Swとの比Sg/Swを0.2とした金型A
(図2参照)と、Sg/Swを1.0とした点を除いては
金型Aと同一構成の金型Bとを準備した。
<Test Evaluation Results> FIG. 8 shows the relationship between the relative density of each molded injection molded material and the tensile strength of the forged material after forging. According to the figure, it is understood that when the relative density of the injection-molded material becomes 95% or less, the tensile strength of the forged material is greatly reduced. This means that even if forging is performed, a high-strength forged material cannot be obtained unless a material with small internal defects (a material with a high relative density) is used as the injection-molded material. It is. (Test Evaluation 2) Test evaluation was performed on the relationship between the flow rate of the molten metal into the cavity during injection molding and the relative density of the injection-molded material. <Test evaluation method> As a mold for molding a metal plate-like injection molded material having the same shape as the test evaluation 1, the cross-sectional area Sg of the gate portion, which is the inlet of the molten metal into the cavity, and the cross-sectional area Sw of the cavity. A with the ratio Sg / Sw of 0.2
(See FIG. 2) and a mold B having the same configuration as the mold A except that Sg / Sw was set to 1.0.

【0062】次いで、金型A及び金型Bのそれぞれにつ
いて、スクリュー速度を3水準ずつ変量し、合金Aによ
り試験評価1と同一形状の金属板状の射出成形材をそれ
ぞれ射出成形した。このとき、金型Aの場合はゲート部
において、金型Bの場合はランナー部における流路径が
広くなる部分において、それぞれ溶湯の流入速度を測定
した。また、成形した射出成形材の固相率が0〜5%と
なるように溶湯の温度制御を行い、その固相率は成形し
た射出成形材表面を画像解析することにより確認した。
Next, for each of the mold A and the mold B, the screw speed was varied by three levels, and a metal plate-like injection molded material having the same shape as that of the test evaluation 1 was injection-molded with the alloy A. At this time, the inflow speed of the molten metal was measured at the gate portion in the case of the mold A, and in the portion of the mold B where the flow path diameter was large in the runner portion. Further, the temperature of the molten metal was controlled so that the solid phase ratio of the molded injection-molded material was 0 to 5%, and the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the surface of the molded injection-molded material.

【0063】そして、試験評価1と同様、成形された各
射出成形材の密度を測定し、相対密度を算出した。 <試験評価結果>図9は、キャビティへの溶湯流入速度
と射出成形材の相対密度との関係を示す。同図によれ
ば、キャビティへの溶湯流入速度が30m/sを超える
と射出成形材の相対密度が急激に低下することが分か
る。これは、流入速度が高くなると、キャビティへの溶
湯の流入が乱流状態となって、エアが巻き込まれること
となるので、射出成形材に多くの内部欠陥が発生するこ
ととなるからであると考えられる。また、溶湯流入速度
が10m/s以下になると低固相率でも相対密度が95
%を超える射出成形材を射出成形することができるとい
うことが分かる。しかしながら、溶湯流入速度が1m/
s以下ではキャビティ全体に溶湯が行き渡らず、充填不
良を生じた。 (試験評価3)射出成形された射出成形材の固相率と相
対密度との関係についての試験評価を行った。 <試験評価方法>溶湯の温度を変量、すなわち、固相率
を変量し、合金Aにより試験評価1と同一形状の金属板
状の射出成形材をそれぞれ射出成形した。ここで、金型
は試験評価2における金型Bを用いた。また、キャビテ
ィへの溶湯流入速度は10m/sとした。さらに、固相
率は射出成形材表面を画像解析することにより確認し
た。
Then, similarly to the test evaluation 1, the density of each molded injection-molded material was measured, and the relative density was calculated. <Test Evaluation Results> FIG. 9 shows the relationship between the melt inflow rate into the cavity and the relative density of the injection molded material. According to the figure, it can be seen that when the flow rate of the molten metal into the cavity exceeds 30 m / s, the relative density of the injection-molded material rapidly decreases. This is because when the inflow speed increases, the inflow of the molten metal into the cavity becomes a turbulent state, and air is entrained, so that many internal defects occur in the injection molded material. Conceivable. When the inflow velocity of the molten metal is 10 m / s or less, the relative density becomes 95 even at a low solid phase ratio.
It can be seen that more than 100% of the injection molded material can be injection molded. However, the molten metal inflow speed is 1 m /
Below s, the molten metal did not reach the entire cavity, resulting in poor filling. (Test Evaluation 3) Test evaluation was performed on the relationship between the solid phase ratio and the relative density of the injection-molded injection-molded material. <Test Evaluation Method> The temperature of the molten metal was varied, that is, the solid phase ratio was varied, and a metal plate-like injection molded material having the same shape as that of the test evaluation 1 was injection-molded with the alloy A. Here, the mold B used in Test Evaluation 2 was used. The flow rate of the molten metal into the cavity was 10 m / s. Further, the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the surface of the injection molded material.

【0064】そして、試験評価1と同様、成形された各
射出成形材の密度を測定し、相対密度を算出した。 <試験評価結果>図10は、射出成形材の固相率と相対
密度との関係を示す。同図によれば、半溶融状態の溶湯
により射出成形した方が高い相対密度を得ることができ
るということが分かる。具体的には、固相率が10%以
上で安定して高い相対密度を得ることができることが確
認できる。これは、固相率が10%以上である半溶融状
態の溶湯は極めて粘度の高い流体であり、溶湯のキャビ
ティへの流入が緩やかな層流となるためであると考えら
れる。また、固相率が10%以上となっても相対密度の
向上が見られず100%とはならないが、これは射出成
形材に引け巣がどうしても発生してしまうためであると
考えられる。 (試験評価4)Sg/Swと射出成形材の相対密度との関
係についての試験評価を行った。 <試験評価方法>Sg/Swを5水準変量し、合金Aによ
り試験評価1と同一形状の金属板状の射出成形材をそれ
ぞれ射出成形した。ここで、キャビティへの溶湯流入速
度は20m/sとした。また、成形した射出成形材の固
相率が0〜5%となるように溶湯の温度制御を行い、そ
の固相率は成形した射出成形材表面を画像解析すること
により確認した。
Then, as in the test evaluation 1, the density of each injection-molded material was measured, and the relative density was calculated. <Test Evaluation Results> FIG. 10 shows the relationship between the solid fraction and the relative density of the injection molded material. According to the figure, it can be seen that a higher relative density can be obtained by injection molding with a molten metal in a semi-molten state. Specifically, it can be confirmed that a high relative density can be stably obtained when the solid phase ratio is 10% or more. This is considered to be because the molten metal in a semi-molten state having a solid fraction of 10% or more is a fluid having a very high viscosity, and the molten metal flows into the cavity in a gentle laminar flow. Further, even when the solid phase ratio is 10% or more, the relative density is not improved and does not become 100%. This is considered to be because shrinkage cavities are necessarily generated in the injection molded material. (Test Evaluation 4) A test evaluation was performed on the relationship between Sg / Sw and the relative density of the injection molded material. <Test Evaluation Method> Sg / Sw was varied by 5 levels, and a metal plate-like injection molded material having the same shape as that of Test Evaluation 1 was injection-molded with alloy A. Here, the molten metal inflow speed into the cavity was 20 m / s. Further, the temperature of the molten metal was controlled so that the solid phase ratio of the molded injection-molded material was 0 to 5%, and the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the surface of the molded injection-molded material.

【0065】そして、試験評価1と同様、成形された各
射出成形材の密度を測定し、相対密度を算出した。 <試験評価結果>図11は、Sg/Swと射出成形材の相
対密度との関係を示す。同図によれば、Sg/Swが0.
2より小さくなると射出成形材の相対密度の低下が大き
くなることが分かる。また、Sg/Swが0.8以上で
は、射出成形材の相対密度を高いほぼ同水準に維持でき
るということが分かる。 (試験評価5)プラグ抜け圧力Pmaxとキャビティへの
溶湯の流入過程において溶湯に作用させる圧力の最低値
Pminとの比Pmax/Pminと、射出成形材の相対密度と
の関係についての試験評価を行った。 <試験評価方法>射出成形時におけるノズルの温度を変
えることによりPmax/Pminを5水準変量し、表1に組
成を示す合金Bにより試験評価1と同一形状の金属板状
の射出成形材をそれぞれ射出成形した。ここで、金型は
試験評価2における金型Bを用いた。また、キャビティ
への溶湯流入速度は20m/sとした。さらに、成形し
た射出成形材の固相率が0〜5%となるように溶湯の温
度制御を行い、その固相率は成形した射出成形材表面を
画像解析することにより確認した。 <試験評価結果>図12は、Pmax/Pminと射出成形材
の相対密度との関係を示す。同図によれば、Pmax/Pm
inが増大するに従って射出成形材の相対密度が低下する
ということが確認できる。具体的には、Pmax/Pminが
10より大きくなると相対密度が90%を下回る水準と
なってしまう。これは、PmaxがPminに比較して大きく
なると、コールドプラグが外れた直後に溶湯が乱流状態
でキャビティに流入することとなってエアを巻き込み、
成形された射出成形材は内部欠陥が多いものとなってし
まうためであると考えられる。
Then, as in Test Evaluation 1, the density of each molded injection-molded material was measured, and the relative density was calculated. <Test Evaluation Results> FIG. 11 shows the relationship between Sg / Sw and the relative density of the injection molded material. According to FIG.
It can be seen that when the value is smaller than 2, the decrease in the relative density of the injection molded material increases. Further, it can be seen that when Sg / Sw is 0.8 or more, the relative density of the injection-molded material can be maintained at a substantially high level. (Test evaluation 5) A test evaluation was made on the relationship between the ratio Pmax / Pmin of the plug release pressure Pmax and the minimum value Pmin of the pressure applied to the molten metal in the process of flowing the molten metal into the cavity, and the relative density of the injection molded material. Was. <Test evaluation method> Pmax / Pmin was changed by 5 levels by changing the temperature of the nozzle during injection molding, and an alloy B having the composition shown in Table 1 was used to form a metal plate-like injection molded material having the same shape as Test Evaluation 1. Injection molded. Here, the mold B used in Test Evaluation 2 was used. The flow rate of the molten metal into the cavity was 20 m / s. Further, the temperature of the molten metal was controlled so that the solid phase ratio of the formed injection molded material was 0 to 5%, and the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the surface of the formed injection molded material. <Test Evaluation Results> FIG. 12 shows the relationship between Pmax / Pmin and the relative density of the injection molded material. According to the figure, Pmax / Pm
It can be confirmed that the relative density of the injection molded material decreases as in increases. Specifically, if Pmax / Pmin is larger than 10, the relative density will be lower than 90%. This is because if Pmax is larger than Pmin, the molten metal will flow into the cavity in a turbulent state immediately after the cold plug comes off, and air will be trapped,
This is considered to be because the molded injection-molded material has many internal defects.

【0066】すなわち、図13(a)に示すように、ノ
ズルの温度が低い場合には、コールドプラグが外れるま
で溶湯に作用する圧力は上昇し(Pmax)、コールドプ
ラグが外れると一気に圧力が低下して定常状態(Pmi
n)を推移する。そして、溶湯の射出速度はコールドプ
ラグが外れた後に一時的なピークを示し、その後は所定
値に向かって上昇するように推移する。従って、この場
合、溶湯の流速の急激な上下変動が起こるため、溶湯の
流れが乱流となってエアを巻き込んでキャビティに流入
することとなる。これに対し、図13(b)に示すよう
に、ノズルの温度が高い場合には、コールドプラグは容
易にノズルから外れるために溶湯に作用する圧力は一定
に推移する。そして、溶湯の射出速度は徐々に上昇する
ように推移する。従って、この場合、溶湯の流速に急激
な上下変動がなく、溶湯の流れが層流となってキャビテ
ィに流入することとなる。 (試験評価6)金型のランナー部の形状の相異と、成形
された射出成形材に発生する鋳造欠陥との関係について
の試験評価を行った。 <試験評価方法>試験評価2で用いた金型Bと、図3に
示すようにランナー部とキャビティとの間の仕切となる
分岐部を設けた他は金型Bと同一構成の金型Cと、図4
に示すようにランナー部に略三角形状の分岐部を設けた
他は金型Bと同一構成の金型Dと、図5に示すようにラ
ンナー部にくびれ部を設けた他は金型Bと同一構成の金
型Eとを準備した。
That is, as shown in FIG. 13 (a), when the temperature of the nozzle is low, the pressure acting on the molten metal increases until the cold plug comes off (Pmax), and when the cold plug comes off, the pressure drops at once. To a steady state (Pmi
n). Then, the injection speed of the molten metal shows a temporary peak after the cold plug comes off, and thereafter changes to increase toward a predetermined value. Therefore, in this case, the flow rate of the molten metal rapidly changes up and down, so that the flow of the molten metal becomes turbulent, entrains air, and flows into the cavity. On the other hand, as shown in FIG. 13 (b), when the temperature of the nozzle is high, the pressure acting on the molten metal changes constantly because the cold plug easily comes off the nozzle. Then, the injection speed of the molten metal changes so as to gradually increase. Accordingly, in this case, the flow velocity of the molten metal does not fluctuate rapidly up and down, and the flow of the molten metal flows into the cavity as a laminar flow. (Test Evaluation 6) Test evaluation was performed on the relationship between the difference in the shape of the runner portion of the mold and the casting defect generated in the formed injection molded material. <Test evaluation method> Die C used in Test Evaluation 2 and Die C having the same configuration as Die B except that a branch portion serving as a partition between the runner portion and the cavity was provided as shown in FIG. And FIG.
As shown in FIG. 5, a mold D having the same configuration as the mold B except that a branch portion having a substantially triangular shape is provided in the runner portion, and a mold B having a constricted portion in the runner portion as shown in FIG. A mold E having the same configuration was prepared.

【0067】それぞれの金型を用い、合金Bにより試験
評価1と同一形状の金属板状の射出成形材を射出成形し
た。ここで、キャビティへの溶湯流入速度は20m/s
とした。また、成形した射出成形材の固相率が0〜5%
となるように軽金属溶湯の温度制御を行い、固相率は成
形品の画像解析することにより確認した。すなわち、射
出成形する溶湯として、固相率が低い半溶融状態の流動
粘度が低いものを用いた。
Using the respective molds, a metal plate-like injection molding material having the same shape as that of the test evaluation 1 was injection-molded with the alloy B. Here, the molten metal inflow speed into the cavity is 20 m / s
And Further, the solid phase ratio of the molded injection molded material is 0 to 5%.
The temperature of the molten metal was controlled so that the solid phase ratio was confirmed by image analysis of the molded product. That is, as the molten metal to be injection molded, one having a low solid phase ratio and a low flow viscosity in a semi-molten state was used.

【0068】そして、成形された各射出成形材のゲート
側断面を観察した。 <試験評価結果>図14(a)〜(d)は、金型B〜E
で成形した金属板状の射出成形材のゲート側断面写真を
それぞれ示す。
Then, the cross section on the gate side of each injection molded material was observed. <Test Evaluation Results> FIGS. 14A to 14D show molds B to E.
Each shows a cross-sectional photograph of a gate side of a metal plate-shaped injection molded material molded in the above.

【0069】図14(a)に示すように、金型Bを用い
て成形した射出成形材では断面に中空部(鋳造欠陥)が
観察できる。これは、溶湯がキャビティを形成する壁面
に沿って流れ、そのためにキャビティ内のエアが閉じこ
められたために生じたものであると考えられる。これに
対し、図14(b)〜(d)に示すように、金型C〜E
を用いて成形した射出成形材ではかかる中空部は観察さ
れない。これは、ランナー部における分岐部又はくびれ
部において溶湯の流れが若干乱され、溶湯がゲート部か
ら順に充填されたためであると考えられる。
As shown in FIG. 14A, a hollow portion (a casting defect) can be observed in the cross section of the injection-molded material formed using the mold B. This is considered to be caused by the flow of the molten metal along the wall surface forming the cavity, thereby trapping air in the cavity. On the other hand, as shown in FIGS.
Such a hollow portion is not observed in an injection molded material molded by using the method. This is considered to be because the flow of the molten metal was slightly disturbed at the branch portion or the constricted portion in the runner portion, and the molten metal was filled in order from the gate portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る射出成形装置の部分断
面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view of an injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係る射出成形装置の金型
(金型A)の内部構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a mold (mold A) of the injection molding apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】金型Cの内部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a mold C;

【図4】金型Dの内部構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of a mold D.

【図5】金型Eの内部構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of a mold E;

【図6】板状射出成形材からの密度計測用試料採取に関
する平面説明図である。
FIG. 6 is an explanatory plan view related to sampling of a density measurement sample from a plate-like injection molded material.

【図7】射出成形材から切り出された鍛造材の鍛造加工
前後の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a forged material cut out of an injection-molded material before and after forging.

【図8】射出成形材の相対密度と鍛造材の引張強度との
関係を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a relative density of an injection molded material and a tensile strength of a forged material.

【図9】溶湯流入速度と射出成形材の相対密度との関係
を示すグラフ図である。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a molten metal inflow speed and a relative density of an injection molded material.

【図10】溶湯の固相率と射出成形材の相対密度との関
係を示すグラフ図である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the solid fraction of the molten metal and the relative density of the injection molded material.

【図11】Sg/Swと射出成形材の相対密度との関係を
示すグラフ図である。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between Sg / Sw and the relative density of an injection molded material.

【図12】Pmax/Pminと射出成形材の相対密度との関
係を示すグラフ図である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between Pmax / Pmin and the relative density of an injection molded material.

【図13】溶湯に作用する圧力及び射出速度の時間推移
の概略を示すグラフ図である。
FIG. 13 is a graph schematically showing changes over time in pressure and injection speed acting on the molten metal.

【図14】金型B〜Eを用いて成形した射出成形材の断
面観察写真である。
FIG. 14 is a cross-sectional observation photograph of an injection-molded material molded using dies B to E.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 射出成形装置 2 本体部 3 スクリュー 4 回転駆動部 5 シリンダ 6 ヒータ 7 ホッパ 8 フィーダ 9 金型 10 ノズル 11 ランナー部 11a プラグ受け部 11b 分岐部 11c くびれ部 12 キャビティ 13 ゲート部 14 オーバーフロー部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding apparatus 2 Main body part 3 Screw 4 Rotation drive part 5 Cylinder 6 Heater 7 Hopper 8 Feeder 9 Mold 10 Nozzle 11 Runner part 11a Plug receiving part 11b Branch part 11c Neck part 12 Cavity 13 Gate part 14 Overflow part

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形する射出成形
材の成形方法であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入速度を1〜30m/sとすることを特徴
とする射出成形材の成形方法。
1. A method for molding an injection-molded material, wherein a light metal melt is injection-molded in a semi-molten state lower than a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point. A method for molding an injection-molded material, wherein the inflow speed of a light metal melt is 1 to 30 m / s.
【請求項2】 上記流入速度を10m/s以下とするこ
とを特徴とする請求項1に記載の射出成形材の成形方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the inflow velocity is 10 m / s or less.
【請求項3】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形する射出成形
材の成形方法であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入口であるゲート部の断面積Sgと、溶湯
流入方向に対して略垂直な方向における該キャビティの
最大断面積Swとの比Sg/Swを、0.2以上とするこ
とを特徴とする射出成形材の成形方法。
3. A method for molding an injection-molded material in which a molten light metal is injection-molded in a semi-molten state lower than a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point, the method comprising: The ratio Sg / Sw of the cross-sectional area Sg of the gate portion, which is the inlet of the light metal melt, to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the inflow direction of the melt is 0.2 or more. Molding method for injection molding material.
【請求項4】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形する射出成形
材の成形方法であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入口であるゲート部の断面積Sgと、溶湯
流入方向に対して略垂直な方向における該キャビティの
最大断面積Swとの比Sg/Swを、0.8以上とするこ
とを特徴とする射出成形材の成形方法。
4. A method for molding an injection-molded material, wherein a light metal melt is injection-molded in a semi-molten state below a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point, the method comprising: The ratio Sg / Sw of the cross-sectional area Sg of the gate portion, which is the inlet of the light metal melt, to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the inflow direction of the melt is 0.8 or more. Molding method for injection molding material.
【請求項5】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形する射出成形
材の成形方法であって、 上記射出成形を行う射出成形装置のシリンダ前方部に該
射出成形に用いられる上記軽金属溶湯を溜めている間
に、該シリンダ前方部に設けられ且つ上記射出成形材を
成形するためのキャビティに繋がるノズルから該軽金属
溶湯が流出しないように、該ノズルを塞ぐために上記軽
金属溶湯を凝固させて形成されたコールドプラグを、該
射出成形に際して該ノズルから押し出して外すために該
シリンダ前方部に溜まった該軽金属溶湯に作用させるプ
ラグ抜け圧力Pmaxと、該キャビティへの該軽金属溶湯
の流入過程において該軽金属溶湯に作用させる圧力の最
低値Pminとの比Pmax/Pminを、10以下とすること
を特徴とする射出成形材の成形方法。
5. A method for molding an injection-molded material for injection-molding a light metal melt in a semi-molten state lower than a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point, the method comprising: While the light metal melt used for the injection molding is being stored, the nozzle is provided so that the light metal melt does not flow out of a nozzle provided at the front of the cylinder and connected to a cavity for molding the injection molded material. A plug release pressure Pmax acting on the light metal melt accumulated in the front portion of the cylinder to extrude and remove the cold plug formed by solidifying the light metal melt to close the nozzle during the injection molding, and to the cavity. The ratio Pmax / Pmin to the minimum value Pmin of the pressure applied to the light metal melt in the inflow process of the light metal melt is set to 10 or less. Molding method of injection molding material to symptoms.
【請求項6】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形する射出成形
材の成形方法であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入速度を1〜30m/sとし、該キャビテ
ィへの該軽金属溶湯の流入口であるゲート部の断面積S
gと、溶湯流入方向に対して略垂直な方向における該キ
ャビティの最大断面積Swとの比Sg/Swを、0.8以
上とすることを特徴とする射出成形材の成形方法。
6. A method for molding an injection molding material in which a light metal melt is injection-molded in a semi-molten state below a melting point or in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point, the method comprising: The inflow speed of the light metal melt is set to 1 to 30 m / s, and the cross-sectional area S of the gate portion, which is the inlet of the light metal melt, into the cavity.
A method of molding an injection-molded material, wherein a ratio Sg / Sw of g to a maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the melt inflow direction is 0.8 or more.
【請求項7】 上記半溶融状態の軽金属溶湯は、固相と
液相との体積和に対する固相の体積百分率である固相率
が10%以上であることを特徴とする請求項1乃至6の
いずれか一に記載の射出成形材の成形方法。
7. The light metal melt in the semi-molten state has a solid phase ratio of 10% or more, which is a volume percentage of the solid phase with respect to the volume sum of the solid phase and the liquid phase. The method for molding an injection molded material according to any one of the above.
【請求項8】 上記射出成形材は、塑性加工用素材とし
て使用されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれ
か一に記載の射出成形材の成形方法。
8. The method for molding an injection molded material according to claim 1, wherein the injection molded material is used as a material for plastic working.
【請求項9】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、又
は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形するために使
用される射出成形装置であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入口であるゲート部の断面積Sgと、溶湯
流入方向に対して略垂直な方向における該キャビティの
最大断面積Swとの比Sg/Swが、0.2以上であるこ
とを特徴とする射出成形装置。
9. An injection molding apparatus used for injection molding a light metal melt in a semi-molten state below the melting point or in a molten state from the melting point to just above the melting point. The ratio Sg / Sw of the cross-sectional area Sg of the gate portion, which is the inlet of the light metal melt, to the maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the melt inflow direction is 0.2 or more. An injection molding apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項10】 軽金属溶湯を融点未満の半溶融状態、
又は融点乃至融点直上の溶融状態で射出成形するために
使用される射出成形装置であって、 上記射出成形材を成形するためのキャビティへの上記軽
金属溶湯の流入口であるゲート部の断面積Sgと、溶湯
流入方向に対して略垂直な方向における該キャビティの
最大断面積Swとの比Sg/Swが、0.8以上であるこ
とを特徴とする射出成形装置。
10. A light metal melt is in a semi-molten state below its melting point,
Or an injection molding apparatus used for injection molding in a molten state from a melting point to a temperature just above the melting point, wherein a cross-sectional area Sg of a gate portion which is an inflow port of the light metal melt into a cavity for molding the injection molded material. And a ratio Sg / Sw of the maximum cross-sectional area Sw of the cavity in a direction substantially perpendicular to the inflow direction of the molten metal is 0.8 or more.
【請求項11】 上記キャビティと連通して該キャビテ
ィへの上記軽金属溶湯の供給通路をなすランナー部は、
該軽金属溶湯が複数の流路に分かれるように形成された
分岐部を備えていることを特徴とする請求項10に記載
の射出成形装置。
11. A runner portion communicating with the cavity and forming a supply passage of the light metal melt to the cavity,
The injection molding apparatus according to claim 10, further comprising a branch portion formed so that the light metal melt is divided into a plurality of flow paths.
【請求項12】 上記キャビティと連通して該キャビテ
ィへの上記軽金属溶湯の供給通路をなすランナー部は、
該軽金属溶湯の流通方向に対して略垂直な方向における
断面積が上流部及び下流部よりも狭く形成されたくびれ
部を備えていることを特徴とする請求項10に記載の射
出成形装置。
12. A runner portion communicating with the cavity and forming a supply passage of the light metal melt to the cavity,
The injection molding apparatus according to claim 10, further comprising a constricted portion formed so that a cross-sectional area in a direction substantially perpendicular to a flowing direction of the light metal melt is narrower than an upstream portion and a downstream portion.
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