JP2002012957A - 軽量合金の成形方法およびその成形方法で作られた成形品 - Google Patents
軽量合金の成形方法およびその成形方法で作られた成形品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の射出成形に使用される軽量合金の添加
剤を均一に分散させることが難しい。従って添加剤の均
一な分散が不可能なために成形品の表面硬さ、引っ張り
強度が不均一となり、後処理の切削加工しても平滑にな
らないという問題がある。また不均一な場合は溶湯の流
動性が悪い。特に薄肉の筐体を成形する場合は溶湯を狭
い型内に射出するために高射出圧力、高射出速度が必要
となり装置が大型化になるという問題がある。 【解決手段】 母材と成るアルミニウムとマグネシウム
の合金又は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の
少なくとも１つからなる母材合金を加熱溶融する工程
と、前記母材合金に添加材を添加して撹拌する工程と、
添加材を添加された母材合金を冷却凝固させる工程と、
この凝固した母材合金を再溶融して成形することを特徴
とする軽量合金の成形方法を提供する。
剤を均一に分散させることが難しい。従って添加剤の均
一な分散が不可能なために成形品の表面硬さ、引っ張り
強度が不均一となり、後処理の切削加工しても平滑にな
らないという問題がある。また不均一な場合は溶湯の流
動性が悪い。特に薄肉の筐体を成形する場合は溶湯を狭
い型内に射出するために高射出圧力、高射出速度が必要
となり装置が大型化になるという問題がある。 【解決手段】 母材と成るアルミニウムとマグネシウム
の合金又は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の
少なくとも１つからなる母材合金を加熱溶融する工程
と、前記母材合金に添加材を添加して撹拌する工程と、
添加材を添加された母材合金を冷却凝固させる工程と、
この凝固した母材合金を再溶融して成形することを特徴
とする軽量合金の成形方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウム合金、
マグネシウム合金に炭化珪素、ホウ酸アルミニウム、炭
素繊維等の添加材を添加した軽量合金の成形方法に関
し、特にノートパソコンや携帯電話等の小型電子機器用
の軽量合金製薄肉筐体の製造方法に関するものである。
マグネシウム合金に炭化珪素、ホウ酸アルミニウム、炭
素繊維等の添加材を添加した軽量合金の成形方法に関
し、特にノートパソコンや携帯電話等の小型電子機器用
の軽量合金製薄肉筐体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金やマグネシウム合金は
炭化珪素及びホウ酸アルミニウム、炭素繊維等の添加材
を均一に分散させることによって、耐熱性及び耐磨耗性
が優れた成形材料となる。この添加材を合金に分散する
製造方法としては、一般的に知られた粉末状添加材を分
散混合する粉末冶金法又は、金属または金属合金の溶湯
中に粉末状添加材を添加する溶湯法が使用される。
炭化珪素及びホウ酸アルミニウム、炭素繊維等の添加材
を均一に分散させることによって、耐熱性及び耐磨耗性
が優れた成形材料となる。この添加材を合金に分散する
製造方法としては、一般的に知られた粉末状添加材を分
散混合する粉末冶金法又は、金属または金属合金の溶湯
中に粉末状添加材を添加する溶湯法が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この粉末冶金
法は多くの工程を必要とし、粉末状添加材が均一に分散
混合できない。また溶湯法の１つであるコンポキャステ
ィング法は、添加材が溶湯から分離しやすいと共に添加
材の凝集が発生しやすい等の問題点がある。更に溶湯法
の１つであるインジェクション法は添加材を均一に分散
させることが難しい。従って添加材の均一な分散が不可
能なために成形品の表面硬度、引っ張り強度が不均一と
なり後処理、例えば切削加工をしても切削加工面が平滑
にならないという問題がある。また不均一な場合は溶湯
の成形材料が金型内を流動しにくい。特に薄肉の筐体を
成形する場合は、溶湯の成形材料を狭い間隙の金型内に
射出するために高射出圧力、高射出速度が必要となり装
置が大型化になるという問題がある。本発明は、軽量合
金中に添加材を均一に分散させると共に、成形品の表面
の硬度を均一にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可
能にし、且つ成形品の引っ張り強度を増加する。そして
溶湯した成形材料の流動を改善することを目的とする。
法は多くの工程を必要とし、粉末状添加材が均一に分散
混合できない。また溶湯法の１つであるコンポキャステ
ィング法は、添加材が溶湯から分離しやすいと共に添加
材の凝集が発生しやすい等の問題点がある。更に溶湯法
の１つであるインジェクション法は添加材を均一に分散
させることが難しい。従って添加材の均一な分散が不可
能なために成形品の表面硬度、引っ張り強度が不均一と
なり後処理、例えば切削加工をしても切削加工面が平滑
にならないという問題がある。また不均一な場合は溶湯
の成形材料が金型内を流動しにくい。特に薄肉の筐体を
成形する場合は、溶湯の成形材料を狭い間隙の金型内に
射出するために高射出圧力、高射出速度が必要となり装
置が大型化になるという問題がある。本発明は、軽量合
金中に添加材を均一に分散させると共に、成形品の表面
の硬度を均一にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可
能にし、且つ成形品の引っ張り強度を増加する。そして
溶湯した成形材料の流動を改善することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、母材と成るアルミニウムとマグネシウムの合金又
は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の少なくと
も１つからなる母材合金を加熱溶融する工程と、前記母
材合金に添加材を添加して撹拌する工程と、添加材を添
加された母材合金を冷却凝固させる工程と、この凝固し
た母材合金を再溶融して成形することを特徴とする軽量
合金の成形方法である。この結果、軽量合金中に添加材
を均一に分散させると共に、成形品の表面の硬度を均一
にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可能にし、且つ
成形品の引っ張り強度を増加する。そして溶湯した成形
材料の流動を改善することが可能となる。
は、母材と成るアルミニウムとマグネシウムの合金又
は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の少なくと
も１つからなる母材合金を加熱溶融する工程と、前記母
材合金に添加材を添加して撹拌する工程と、添加材を添
加された母材合金を冷却凝固させる工程と、この凝固し
た母材合金を再溶融して成形することを特徴とする軽量
合金の成形方法である。この結果、軽量合金中に添加材
を均一に分散させると共に、成形品の表面の硬度を均一
にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可能にし、且つ
成形品の引っ張り強度を増加する。そして溶湯した成形
材料の流動を改善することが可能となる。
【０００５】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
凝固揺動させる工程と母材合金の再溶融工程とは、請求
項１記載の加熱溶融する工程と添加材を添加して撹拌す
る工程を行う溶解炉と異なる加熱炉で行われることを特
徴とする軽量合金の成形方法である。従って、誘導コイ
ルにて溶湯を揺動しながら凝固させることができるため
に、溶湯中の固相部と液相部とに添加材が均一に分散さ
れる。このため固相部分と液層部分とは同等の硬度を持
った表面となる。
凝固揺動させる工程と母材合金の再溶融工程とは、請求
項１記載の加熱溶融する工程と添加材を添加して撹拌す
る工程を行う溶解炉と異なる加熱炉で行われることを特
徴とする軽量合金の成形方法である。従って、誘導コイ
ルにて溶湯を揺動しながら凝固させることができるため
に、溶湯中の固相部と液相部とに添加材が均一に分散さ
れる。このため固相部分と液層部分とは同等の硬度を持
った表面となる。
【０００６】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
冷却凝固工程は溶湯を空冷にて約２時間で５００度Ｃま
で冷却し、さらに水冷にて５００度Ｃから常温まで急冷
することを特徴とする軽量合金の成形方法である。従っ
て、成形品の引っ張り強度を増加し、成形品表面の硬度
を均一にでき、切削加工後に平滑な表面に仕上げられ
る。
冷却凝固工程は溶湯を空冷にて約２時間で５００度Ｃま
で冷却し、さらに水冷にて５００度Ｃから常温まで急冷
することを特徴とする軽量合金の成形方法である。従っ
て、成形品の引っ張り強度を増加し、成形品表面の硬度
を均一にでき、切削加工後に平滑な表面に仕上げられ
る。
【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載された軽量合金の成形方法で作られた
成形品である。結果として成形品の引っ張り強度を増加
し、成形品表面が平滑な成形品が得られる。
のいずれかに記載された軽量合金の成形方法で作られた
成形品である。結果として成形品の引っ張り強度を増加
し、成形品表面が平滑な成形品が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。
説明する。
【０００９】図１は本発明の実施例に係る製造方法の工
程図である。本発明の製造方法の大略は母材合金の加熱
溶融工程、添加撹拌工程、凝固揺動工程、凝固した母材
合金の再溶融工程との４工程から成っている。
程図である。本発明の製造方法の大略は母材合金の加熱
溶融工程、添加撹拌工程、凝固揺動工程、凝固した母材
合金の再溶融工程との４工程から成っている。
【００１０】続いて、上記各工程にて使用される装置に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１１】図２は本発明の実施例に係る溶解炉の断面
図である。１は溶解炉、１ａは蓋、２は加熱機、３は攪
拌装置、３ａは攪拌プロペラ、４は溶湯、５はガス供給
パイプ、６は傾斜ピン、７は溶湯移動器、８は母材合金
及び添加材を投入する投入口である。
図である。１は溶解炉、１ａは蓋、２は加熱機、３は攪
拌装置、３ａは攪拌プロペラ、４は溶湯、５はガス供給
パイプ、６は傾斜ピン、７は溶湯移動器、８は母材合金
及び添加材を投入する投入口である。
【００１２】溶解炉１の下部に加熱器、具体的にはガス
バーナー２が設けられており、溶解炉１内に投入された
母材合金をバーナー２により加熱して溶解する。溶解炉
１の上部には蓋１ａが載置され、蓋１ａには母材合金及
び添加材の投入口８が設けられている。また、溶解炉１
の上端部には傾動ピン６が設けられていて、この傾動ピ
ン６を支点として溶解炉１が傾動するようになってい
る。溶解炉１が傾動すると溶湯４が溶湯移動器７を移動
できる。溶解炉１の上方には撹拌装置３が設置されてお
り、この撹拌装置３により回転駆動される攪拌プロペラ
３ａが溶解炉１内に挿入されている。これにより、溶解
炉１内にて溶解された溶湯４がプロペラ３ａにより撹拌
される。そして溶解炉１底部にポーラス状のレンガ（図
示せず）が設置されていて、このポーラスレンガを介し
て溶湯４内に精錬ガスを導入するようになっている。こ
の精錬ガスとしては、塩素ガスをアルゴンガス又は窒素
ガスで希釈したものと、ＣＣｌ6 及びＳＦ6 等のように
分解して塩素ガス若しくは弗素ガスを発生するものを露
点がマイナス１０度Ｃ以下のアルゴン又は窒素ガスにキ
ャリアさせたものとがある。この塩素系又は弗素系ガス
により溶湯４を精錬して脱ガスすることができる。そし
て溶解炉１内の溶湯４の湯面上には、ガス供給パイプ５
を介してアルゴンガス又は窒素ガス等の不活性ガスが供
給されるようになっている。この不活性ガスにより溶湯
４が水素又は酸素ガスを吸収したり、溶湯中に酸化物等
の化合物を発生することを防止する。
バーナー２が設けられており、溶解炉１内に投入された
母材合金をバーナー２により加熱して溶解する。溶解炉
１の上部には蓋１ａが載置され、蓋１ａには母材合金及
び添加材の投入口８が設けられている。また、溶解炉１
の上端部には傾動ピン６が設けられていて、この傾動ピ
ン６を支点として溶解炉１が傾動するようになってい
る。溶解炉１が傾動すると溶湯４が溶湯移動器７を移動
できる。溶解炉１の上方には撹拌装置３が設置されてお
り、この撹拌装置３により回転駆動される攪拌プロペラ
３ａが溶解炉１内に挿入されている。これにより、溶解
炉１内にて溶解された溶湯４がプロペラ３ａにより撹拌
される。そして溶解炉１底部にポーラス状のレンガ（図
示せず）が設置されていて、このポーラスレンガを介し
て溶湯４内に精錬ガスを導入するようになっている。こ
の精錬ガスとしては、塩素ガスをアルゴンガス又は窒素
ガスで希釈したものと、ＣＣｌ6 及びＳＦ6 等のように
分解して塩素ガス若しくは弗素ガスを発生するものを露
点がマイナス１０度Ｃ以下のアルゴン又は窒素ガスにキ
ャリアさせたものとがある。この塩素系又は弗素系ガス
により溶湯４を精錬して脱ガスすることができる。そし
て溶解炉１内の溶湯４の湯面上には、ガス供給パイプ５
を介してアルゴンガス又は窒素ガス等の不活性ガスが供
給されるようになっている。この不活性ガスにより溶湯
４が水素又は酸素ガスを吸収したり、溶湯中に酸化物等
の化合物を発生することを防止する。
【００１３】図３は本発明の実施例に係る成形機の断面
図である。
図である。
【００１４】１１は成形機、１２は加熱炉、１３は誘導
コイル、１４は射出成形機である。但し、図２と同じ部
分には同一符号を記して説明を省略している。この成形
機１１は大略、加熱炉１２と射出成形機１４とから構成
されている。この加熱炉１２内に溶湯４が収納されてい
る。そして加熱炉１２の炉壁内には誘導コイル１３が内
設されており、誘導コイル１３に通電することにより、
加熱炉１２内の溶湯４が揺動される。そして加熱炉１２
の側壁下部には、射出成形機１４が連通して設けられて
おり、射出成形機１４内の溶湯４はこの射出成形機１４
により射出成形されて製品である薄肉筐体に加工され
る。
コイル、１４は射出成形機である。但し、図２と同じ部
分には同一符号を記して説明を省略している。この成形
機１１は大略、加熱炉１２と射出成形機１４とから構成
されている。この加熱炉１２内に溶湯４が収納されてい
る。そして加熱炉１２の炉壁内には誘導コイル１３が内
設されており、誘導コイル１３に通電することにより、
加熱炉１２内の溶湯４が揺動される。そして加熱炉１２
の側壁下部には、射出成形機１４が連通して設けられて
おり、射出成形機１４内の溶湯４はこの射出成形機１４
により射出成形されて製品である薄肉筐体に加工され
る。
【００１５】次に、上述した図１の装置を使用した母材
合金の加熱溶融工程と添加撹拌工程とを説明する。 ＜実施例１＞ （１）＜母材合金の加熱溶融工程＞ 母材合金であるマグネシウム合金９Ｋｇを溶解炉１内に
投入し、そしてガスバーナー２でマグネシウム合金を大
気開放下で７００度Ｃにて約１時間、加熱溶融し溶湯４
を得た。マグネシウム合金はノルスクハイドロ株製の製
品名ＡＺ９１Ｄである。このＡＺ９１Ｄの材料特性は比
重１．７、引っ張り強度３０００（kgf/平方cm）、硬度
（モース 固相部４ 液相部５）である。この工程にて
溶湯を７００度Ｃの温度に保持しているので、溶湯４の
水素溶解度を低レベルにすることができ、溶湯４が吸収
する水素量を低減させることができる。従って、溶湯４
が凝固する際にガスが発生して、鋳塊内にガスポロシテ
ィが残留することを防止できる。次に、塩素ガスをドラ
イガスつまり露点がマイナス１０度Ｃ以下のアルゴンガ
スと共に溶解炉１の底部より溶湯４内に送り込み、溶湯
４内を気泡で撹拌して脱ガスして精錬を実施する。溶湯
４中のマグネシウム合金は、１００ｇ中に約０．３ｃｃ
以上の水素を吸収しているので、塩素ガスを溶湯内に送
ることにより精錬して水素を除去する。この場合、精錬
後にマグネシウム合金１００ｇ中に含まれる水素を０．
３ｃｃ以下にすると、鋳塊内にガスポロシティが発生す
ることを防止できる。更に、溶湯温度を７００度Ｃ以下
に保持することによって、後述する添加材（例えば、炭
化珪素、ホウ酸アルミニウム、炭素繊維）とマトリック
ス金属（例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合
金）との反応を抑制し、製品の耐蝕性の劣化の原因とな
るＡｌ4 Ｃ3 の発生を防止できる。
合金の加熱溶融工程と添加撹拌工程とを説明する。 ＜実施例１＞ （１）＜母材合金の加熱溶融工程＞ 母材合金であるマグネシウム合金９Ｋｇを溶解炉１内に
投入し、そしてガスバーナー２でマグネシウム合金を大
気開放下で７００度Ｃにて約１時間、加熱溶融し溶湯４
を得た。マグネシウム合金はノルスクハイドロ株製の製
品名ＡＺ９１Ｄである。このＡＺ９１Ｄの材料特性は比
重１．７、引っ張り強度３０００（kgf/平方cm）、硬度
（モース 固相部４ 液相部５）である。この工程にて
溶湯を７００度Ｃの温度に保持しているので、溶湯４の
水素溶解度を低レベルにすることができ、溶湯４が吸収
する水素量を低減させることができる。従って、溶湯４
が凝固する際にガスが発生して、鋳塊内にガスポロシテ
ィが残留することを防止できる。次に、塩素ガスをドラ
イガスつまり露点がマイナス１０度Ｃ以下のアルゴンガ
スと共に溶解炉１の底部より溶湯４内に送り込み、溶湯
４内を気泡で撹拌して脱ガスして精錬を実施する。溶湯
４中のマグネシウム合金は、１００ｇ中に約０．３ｃｃ
以上の水素を吸収しているので、塩素ガスを溶湯内に送
ることにより精錬して水素を除去する。この場合、精錬
後にマグネシウム合金１００ｇ中に含まれる水素を０．
３ｃｃ以下にすると、鋳塊内にガスポロシティが発生す
ることを防止できる。更に、溶湯温度を７００度Ｃ以下
に保持することによって、後述する添加材（例えば、炭
化珪素、ホウ酸アルミニウム、炭素繊維）とマトリック
ス金属（例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合
金）との反応を抑制し、製品の耐蝕性の劣化の原因とな
るＡｌ4 Ｃ3 の発生を防止できる。
【００１６】（２）＜添加撹拌工程＞ 次いで、上述のように溶湯４中の水素を除去した後、溶
解炉１上の蓋１ａを閉じて炉を密閉する。その後、ガス
供給パイプ５を介してアルゴンガス又は窒素ガスを溶解
炉１内に供給し、溶湯４表面をアルゴンガス又は窒素ガ
スで充填して、酸素分圧を０．１気圧以下に保持する。
これにより、溶湯４の水素ガス及び酸素ガスの吸収並び
に化合物（酸化物）の発生が防止される。
解炉１上の蓋１ａを閉じて炉を密閉する。その後、ガス
供給パイプ５を介してアルゴンガス又は窒素ガスを溶解
炉１内に供給し、溶湯４表面をアルゴンガス又は窒素ガ
スで充填して、酸素分圧を０．１気圧以下に保持する。
これにより、溶湯４の水素ガス及び酸素ガスの吸収並び
に化合物（酸化物）の発生が防止される。
【００１７】この溶湯４の中に添加材のホウ酸アルミを
添加した。試料としてホウ酸アルミを５００ｇ、１００
０ｇ、１５００ｇ、２０００ｇつまり重量比で約５％、
１０％、１５％、２０％を添加した４種類を作成した。
ホウ酸アルミは具体的には四国化成工業株製の製品名ア
ルボレックスＭである。このホウ酸アルミの材料特性は
比重２．９、引っ張り強度８００００（kgf/平方cm）、
硬度（モース７）の粒径１．５μｍ、長さ１０μｍから
２００μｍの繊維状である。この繊維状は球状、針状、
鱗片状でも同等の効果を持っている。
添加した。試料としてホウ酸アルミを５００ｇ、１００
０ｇ、１５００ｇ、２０００ｇつまり重量比で約５％、
１０％、１５％、２０％を添加した４種類を作成した。
ホウ酸アルミは具体的には四国化成工業株製の製品名ア
ルボレックスＭである。このホウ酸アルミの材料特性は
比重２．９、引っ張り強度８００００（kgf/平方cm）、
硬度（モース７）の粒径１．５μｍ、長さ１０μｍから
２００μｍの繊維状である。この繊維状は球状、針状、
鱗片状でも同等の効果を持っている。
【００１８】その後、撹拌装置３のプロペラ３ａを例え
ば１０乃至１００rpm の回転数で回転駆動することによ
り溶湯４を機械的に約１時間撹拌する。この回転数が１
０rpm 未満では撹拌が不充分で添加材の分散が不充分で
あり、回転数が１００rpm を超えると溶湯内でうずが発
生し、雰囲気ガスの巻き込みが起こる。
ば１０乃至１００rpm の回転数で回転駆動することによ
り溶湯４を機械的に約１時間撹拌する。この回転数が１
０rpm 未満では撹拌が不充分で添加材の分散が不充分で
あり、回転数が１００rpm を超えると溶湯内でうずが発
生し、雰囲気ガスの巻き込みが起こる。
【００１９】この溶湯４は大略固相部と液相部から成っ
ている。そしてこの工程で固相部に添加材が均一に分散
される。
ている。そしてこの工程で固相部に添加材が均一に分散
される。
【００２０】続いて、上述した図２の装置を使用して凝
固揺動工程と、凝固した母材合金の再溶融工程とを説明
する。
固揺動工程と、凝固した母材合金の再溶融工程とを説明
する。
【００２１】（３）＜凝固揺動工程＞ 傾動ピン６を支点として溶解炉１を傾動させ溶湯移動器
７を伝って成形機１１の加熱炉１２に溶湯４を注入す
る。そして空冷にて約２時間で５００度Ｃまで冷却し、
さらに水冷にて５００度Ｃから常温まで急冷する。この
冷却期間中に誘導コイル１３を通電することにより溶湯
４が揺動され、液相部と固相部に添加材が均一に分散さ
れる。
７を伝って成形機１１の加熱炉１２に溶湯４を注入す
る。そして空冷にて約２時間で５００度Ｃまで冷却し、
さらに水冷にて５００度Ｃから常温まで急冷する。この
冷却期間中に誘導コイル１３を通電することにより溶湯
４が揺動され、液相部と固相部に添加材が均一に分散さ
れる。
【００２２】（４）＜凝固した母材合金の再溶融工程＞ 加熱炉１２も溶解炉１内と同様の雰囲気ガスで満たされ
ており、ガスバーナー２で加熱炉１２内の凝固した母材
合金が６００度Ｃの温度に加熱され再度溶湯４となる。
この期間中も誘導コイル１３を通電することによって溶
湯４は揺動されている。その後に、溶湯４は加熱炉１２
から射出成形機１４に注入される。そして加熱炉１２の
側壁下部に設けられた射出成形機１４で図１に示す薄肉
筐体を成形する。この射出成形機１４の金型温度は２２
０度Ｃ、射出速度２．５ｍ／ｓである。
ており、ガスバーナー２で加熱炉１２内の凝固した母材
合金が６００度Ｃの温度に加熱され再度溶湯４となる。
この期間中も誘導コイル１３を通電することによって溶
湯４は揺動されている。その後に、溶湯４は加熱炉１２
から射出成形機１４に注入される。そして加熱炉１２の
側壁下部に設けられた射出成形機１４で図１に示す薄肉
筐体を成形する。この射出成形機１４の金型温度は２２
０度Ｃ、射出速度２．５ｍ／ｓである。
【００２３】図４は本実施例の製造方法を使用して作ら
れた成形品である。この成形品の形状は製品部分とゲー
ト部分とからなる。製品部分の形状は厚さｔ１が０．８
mm、幅ｗ１が１００mm，長さＬが１５０mmである。そし
てゲート部の形状は厚さｔ２が０．５mm、幅ｗ２が３mm
である。
れた成形品である。この成形品の形状は製品部分とゲー
ト部分とからなる。製品部分の形状は厚さｔ１が０．８
mm、幅ｗ１が１００mm，長さＬが１５０mmである。そし
てゲート部の形状は厚さｔ２が０．５mm、幅ｗ２が３mm
である。
【００２４】上述した半溶融の溶湯４は各工程を経てい
るために、固相部と液相部とに添加材が均一に分散され
る。このため固相部分と液層部分とは同等の硬度を持っ
た表面となる。つまり全表面が同一の硬度となる。且つ
形成品の引っ張り強度が補強される。更に溶湯４の流動
性を改善することができる。 ＜実施例２＞実施例２が実施例１と異なる点は添加材に
炭化珪素を使用した点だけである。この炭化珪素は材料
特性は例えば東海カーボン株製の製品名トーカマックス
であり、比重３．２、引っ張り強度２１００００（kgf/
平方cm）、硬度（モース９）の粒径５μｍ、長さ１０μ
ｍから２００μｍの繊維状である。そして、次の４種類
の試料を製作した。炭化珪素を容積比で約５％、１０
％、１５％、２０％を添加した４種類を製作した。そし
て実施例１と同じ薄肉筐体を成形した。その他の分量及
び製造方法全てを実施例１と同様とした。 ＜実施例３＞実施例３が実施例１と異なる点は添加材に
炭素繊維を使用した点だけである。この炭素繊維は材料
特性は具体的には東レ株製の製品名トレカであり、比重
１．８、引っ張り強度２８０００（kgf/平方cm）、硬度
（モース６）の粒径１０μｍ、長さ１０μｍから２００
μｍの繊維状である。そして実施例１と同じ薄肉筐体を
成形した。その他の分量及び製造方法全てを実施例１と
同様とした。 ＜比較例＞比較例が実施例１と異なる点は添加材を使用
していない点である。このために凝固揺動工程と凝固し
た母材合金の再溶融工程との工程を省略している。そし
て実施例１と同じ薄肉筐体を成形した。その他の製造方
法全てを同様とした。
るために、固相部と液相部とに添加材が均一に分散され
る。このため固相部分と液層部分とは同等の硬度を持っ
た表面となる。つまり全表面が同一の硬度となる。且つ
形成品の引っ張り強度が補強される。更に溶湯４の流動
性を改善することができる。 ＜実施例２＞実施例２が実施例１と異なる点は添加材に
炭化珪素を使用した点だけである。この炭化珪素は材料
特性は例えば東海カーボン株製の製品名トーカマックス
であり、比重３．２、引っ張り強度２１００００（kgf/
平方cm）、硬度（モース９）の粒径５μｍ、長さ１０μ
ｍから２００μｍの繊維状である。そして、次の４種類
の試料を製作した。炭化珪素を容積比で約５％、１０
％、１５％、２０％を添加した４種類を製作した。そし
て実施例１と同じ薄肉筐体を成形した。その他の分量及
び製造方法全てを実施例１と同様とした。 ＜実施例３＞実施例３が実施例１と異なる点は添加材に
炭素繊維を使用した点だけである。この炭素繊維は材料
特性は具体的には東レ株製の製品名トレカであり、比重
１．８、引っ張り強度２８０００（kgf/平方cm）、硬度
（モース６）の粒径１０μｍ、長さ１０μｍから２００
μｍの繊維状である。そして実施例１と同じ薄肉筐体を
成形した。その他の分量及び製造方法全てを実施例１と
同様とした。 ＜比較例＞比較例が実施例１と異なる点は添加材を使用
していない点である。このために凝固揺動工程と凝固し
た母材合金の再溶融工程との工程を省略している。そし
て実施例１と同じ薄肉筐体を成形した。その他の製造方
法全てを同様とした。
【００２５】図５は各実施例及び比較例で得た成形品の
特性を示す。添加材を付与した各実施例１、２、３と、
添加材を付与しなっかた比較例とを比較検討する。 ・最初に引っ張り強度について比較検討すると、実施例
１は比較例の２倍、実施例２は比較例の３．２倍、実施
例３は比較例の約１．０３倍である。従って比較例つま
り従来例より良くなっていることが理解できる。 ・続いて、硬度について比較検討すると、比較例の固相
部と液相部の硬度（ビッカース）差が３０である。対し
て実施例１の固相部と液相部との硬度（ビッカース）差
は５である。次に実施例２は固相部と液相部との硬度
（ビッカース）差は０である。更に、実施例３の固相部
と液相部との硬度（ビッカース）差は１０である。従っ
て比較例より大変良くなっていることが判明した。
特性を示す。添加材を付与した各実施例１、２、３と、
添加材を付与しなっかた比較例とを比較検討する。 ・最初に引っ張り強度について比較検討すると、実施例
１は比較例の２倍、実施例２は比較例の３．２倍、実施
例３は比較例の約１．０３倍である。従って比較例つま
り従来例より良くなっていることが理解できる。 ・続いて、硬度について比較検討すると、比較例の固相
部と液相部の硬度（ビッカース）差が３０である。対し
て実施例１の固相部と液相部との硬度（ビッカース）差
は５である。次に実施例２は固相部と液相部との硬度
（ビッカース）差は０である。更に、実施例３の固相部
と液相部との硬度（ビッカース）差は１０である。従っ
て比較例より大変良くなっていることが判明した。
【００２６】続いて、図６に添加量と固相部の硬度との
関係を示している。これら添加材の割合は５％未満では
硬度の向上がなく、２０％以上では成形材料の流動は良
くないことが判明した。
関係を示している。これら添加材の割合は５％未満では
硬度の向上がなく、２０％以上では成形材料の流動は良
くないことが判明した。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、軽量合金中に添加材である添
加材を均一に分散させると共に、成形品の表面の硬度を
均一にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可能にし、
且つ成形品の引っ張り強度を増加する。そして溶湯の流
動を改善することができる。
加材を均一に分散させると共に、成形品の表面の硬度を
均一にし、切削加工後の平滑な表面仕上げを可能にし、
且つ成形品の引っ張り強度を増加する。そして溶湯の流
動を改善することができる。
【図１】本発明の実施例に係る製造方法の工程図、
【図２】本発明の実施例に係る溶解炉の断面図、
【図３】本発明の実施例に係る成形機の断面図、
【図４】本実施例の製造方法を使用して作られた成形
品、
品、
【図５】実施例１、２、３、と比較例とで作られた成形
品の特性図、
品の特性図、
【図６】添加量と固相部の硬度との関係図である。
１ 溶解炉 １ａ 蓋 ２ ガスバーナー ３ 攪拌装置 ３ａ 攪拌プロペラ ４ 溶湯 ５ ガス供給パイプ ６ 傾斜ピン ７ 溶湯移動器 ８ 投入口 １１ 成形機 １２ 加熱炉 １３ コイル １４ 射出成形機である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 49/04 Ｃ２２Ｃ 49/04 49/06 49/06 // Ｈ０５Ｋ 5/04 Ｈ０５Ｋ 5/04 (72)発明者 木村 浩一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 安曽 徳康 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 藤原 隆之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 4E360 AB02 EE15 GC04 4K020 AA03 AA04 AA08 AC01 AC02 BB02 BC01
Claims (4)
- 【請求項１】 母材と成るアルミニウムとマグネシウム
の合金又は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の
少なくとも１つからなる母材合金を加熱溶融する工程
と、 前記母材合金に添加材を添加して撹拌する工程と、 添加材を添加された母材合金を冷却凝固させる工程と、 この凝固した母材合金を再溶融して成形することを特徴
とする軽量合金の成形方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の凝固揺動させる工程と母
材合金の再溶融工程とは、請求項１記載の加熱溶融する
工程と添加材を添加して撹拌する工程を行う溶解炉とは
異なる加熱炉で行われることを特徴とする軽量合金の成
形方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の冷却凝固工程は溶湯を空
冷にて約２時間で５００度Ｃまで冷却し、さらに水冷に
て５００度Ｃから常温まで急冷することを特徴とする軽
量合金の成形方法。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載された
軽量合金の成形方法で作られた成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195974A JP2002012957A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 軽量合金の成形方法およびその成形方法で作られた成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195974A JP2002012957A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 軽量合金の成形方法およびその成形方法で作られた成形品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002012957A true JP2002012957A (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=18694551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000195974A Pending JP2002012957A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 軽量合金の成形方法およびその成形方法で作られた成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002012957A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105120625A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-12-02 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种金属壳的加工方法、金属壳及电子设备 |
| CN107829054A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-23 | 湖南大学 | 一种高强韧性碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备方法 |
| CN111112551A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 山西神舟航天科技有限公司 | 一种镁合金大尺寸铸件的成形方法 |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000195974A patent/JP2002012957A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105120625A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-12-02 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种金属壳的加工方法、金属壳及电子设备 |
| CN107829054A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-23 | 湖南大学 | 一种高强韧性碳氮化钛基金属陶瓷材料及其制备方法 |
| CN111112551A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 山西神舟航天科技有限公司 | 一种镁合金大尺寸铸件的成形方法 |
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