JP2002283007A - 板状金属素材の製造方法および装置 - Google Patents
板状金属素材の製造方法および装置Info
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
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- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/112—Treating the molten metal by accelerated cooling
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プレス加工によって製品を製造することので
きる、チキソトロピーを有効に利用した板状金属素材の
製造装置を提供する。 【解決手段】 溶融マグネシウム合金Ｍ１を冷却して固
相を含んだ金属スラリーＭ２を生成する冷却ユニット２
１と、金属スラリーＭ２をさらに冷却するとともに、圧
延して固体化した連続板状金属素材Ｍ３とする一対の粗
圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕと、連続板状金属素材Ｍ３を
所定長の板状金属素材Ｍ４に切断する切断機構３９とを
有する。
きる、チキソトロピーを有効に利用した板状金属素材の
製造装置を提供する。 【解決手段】 溶融マグネシウム合金Ｍ１を冷却して固
相を含んだ金属スラリーＭ２を生成する冷却ユニット２
１と、金属スラリーＭ２をさらに冷却するとともに、圧
延して固体化した連続板状金属素材Ｍ３とする一対の粗
圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕと、連続板状金属素材Ｍ３を
所定長の板状金属素材Ｍ４に切断する切断機構３９とを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半溶融・半凝固
金属のチキソトロピー（thixotropy）を有効に利用した
板状金属素材の製造方法および装置に関するものであ
る。
金属のチキソトロピー（thixotropy）を有効に利用した
板状金属素材の製造方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半溶融・半凝固金属のチキソトロピー、
つまり粘性が小さくて流動性に優れる性質を利用した鋳
造法としては、チキソキャスト法（半溶融鋳造法）や、
レオキャスト法（半凝固鋳造法）が知られている。これ
らの鋳造法は、いずれも溶融した液相の金属と固相の金
属とが混在する半溶融・半凝固状態の金属スラリーを用
いて鋳造を行うものである。
つまり粘性が小さくて流動性に優れる性質を利用した鋳
造法としては、チキソキャスト法（半溶融鋳造法）や、
レオキャスト法（半凝固鋳造法）が知られている。これ
らの鋳造法は、いずれも溶融した液相の金属と固相の金
属とが混在する半溶融・半凝固状態の金属スラリーを用
いて鋳造を行うものである。
【０００３】上述したチキソキャスト法は、固体金属を
半溶融状態の金属スラリーとなるまで加熱した後に金型
へ供給するようにしたものである。また、レオキャスト
法は、固体金属を一旦溶融させた溶融金属を、粒状結晶
を有する半凝固状態の金属スラリーとなるまで冷却した
後に金型へ供給するようにしたものである。
半溶融状態の金属スラリーとなるまで加熱した後に金型
へ供給するようにしたものである。また、レオキャスト
法は、固体金属を一旦溶融させた溶融金属を、粒状結晶
を有する半凝固状態の金属スラリーとなるまで冷却した
後に金型へ供給するようにしたものである。
【０００４】これらの鋳造法によれば、固相率が高く、
しかも、低粘性の金属を用いた鋳造が可能になるため、
金型に対する充填性が向上することにより、歩留まりが
向上し、大形製品の成形が可能となり、収縮巣の発生を
抑制して機械的強度を向上させることができ、製品の薄
肉化を図ることができる、などの利点がある。また、金
型への熱負担も低減できるので、金型の耐用年数を延ば
すことができる。
しかも、低粘性の金属を用いた鋳造が可能になるため、
金型に対する充填性が向上することにより、歩留まりが
向上し、大形製品の成形が可能となり、収縮巣の発生を
抑制して機械的強度を向上させることができ、製品の薄
肉化を図ることができる、などの利点がある。また、金
型への熱負担も低減できるので、金型の耐用年数を延ば
すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したい
ずれの鋳造法においても、半溶融金属のチキソトロピ
ー、および半凝固金属の流動性を有効に利用するために
は、半溶融・半凝固金属中に、できるだけ微細で、しか
も、均一な非樹枝状結晶、望ましくは球状結晶を有して
いる必要がある。ただし、固体金属を単に半溶融状態ま
で加熱したり、溶融金属を単に半凝固状態まで冷却した
だけでは、そのほとんどが樹枝状結晶となって半溶融・
半凝固金属中に現れることになり、半溶融金属のチキソ
トロピー、および半凝固金属の流動性を十分に得ること
ができない。
ずれの鋳造法においても、半溶融金属のチキソトロピ
ー、および半凝固金属の流動性を有効に利用するために
は、半溶融・半凝固金属中に、できるだけ微細で、しか
も、均一な非樹枝状結晶、望ましくは球状結晶を有して
いる必要がある。ただし、固体金属を単に半溶融状態ま
で加熱したり、溶融金属を単に半凝固状態まで冷却した
だけでは、そのほとんどが樹枝状結晶となって半溶融・
半凝固金属中に現れることになり、半溶融金属のチキソ
トロピー、および半凝固金属の流動性を十分に得ること
ができない。
【０００６】そこで、チキソモールディング法において
は、一般に、射出成形機で用いられるスクリュ式の押出
機を利用し、押出機のバレル内で固体金属に剪断力を与
えながら順次加熱して半溶融状態の金属スラリーとする
方法が用いられている。
は、一般に、射出成形機で用いられるスクリュ式の押出
機を利用し、押出機のバレル内で固体金属に剪断力を与
えながら順次加熱して半溶融状態の金属スラリーとする
方法が用いられている。
【０００７】しかしながら、スクリュ式の押出機は、構
造が複雑で高価であるため、鋳造設備への適用コストも
きわめて膨大となる。しかも、押出機のバレル内で生成
された金属スラリーがそのまま金型へ供給されることに
なるため、結晶状態が所望の非樹枝状結晶となっている
か否かを確認することもできない。さらには、バレルに
供給する固体金属としては、チップ状に成形したものを
用いる必要があり、原材料のコストもきわめて高価なも
のとなる。
造が複雑で高価であるため、鋳造設備への適用コストも
きわめて膨大となる。しかも、押出機のバレル内で生成
された金属スラリーがそのまま金型へ供給されることに
なるため、結晶状態が所望の非樹枝状結晶となっている
か否かを確認することもできない。さらには、バレルに
供給する固体金属としては、チップ状に成形したものを
用いる必要があり、原材料のコストもきわめて高価なも
のとなる。
【０００８】一方、レオキャスト法においては、例えば
特開平１０−３４３０７号公報に示されているように、
保持炉内で溶融した金属を冷却体に接触させることで固
相と液相とからなる固液共存状態に冷却し、これを保持
容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却して金属スラリ
ーを生成する方法が用いられている。
特開平１０−３４３０７号公報に示されているように、
保持炉内で溶融した金属を冷却体に接触させることで固
相と液相とからなる固液共存状態に冷却し、これを保持
容器中で半溶融温度域に保持しつつ冷却して金属スラリ
ーを生成する方法が用いられている。
【０００９】こうした方法によれば、溶融金属が冷却体
に接触した段階で多数の結晶核が晶出し、さらに結晶核
が保持容器中において球状に成長することになるため、
チキソキャスト法のように高価な押出機を用いることな
く所望の金属スラリーを得ることができるようになる。
しかも、保持炉に対して金属塊をそのまま供給すればよ
いため、原材料コストの増大を抑えることができる。さ
らに、保持容器中に生成された金属スラリーに対して
は、所望の非樹枝状結晶を有しているか否かを容易に確
認することも可能であり、半凝固金属の流動性を有効に
利用した鋳造が可能になる。
に接触した段階で多数の結晶核が晶出し、さらに結晶核
が保持容器中において球状に成長することになるため、
チキソキャスト法のように高価な押出機を用いることな
く所望の金属スラリーを得ることができるようになる。
しかも、保持炉に対して金属塊をそのまま供給すればよ
いため、原材料コストの増大を抑えることができる。さ
らに、保持容器中に生成された金属スラリーに対して
は、所望の非樹枝状結晶を有しているか否かを容易に確
認することも可能であり、半凝固金属の流動性を有効に
利用した鋳造が可能になる。
【００１０】しかしながら、上述したレオキャスト法に
おいて、実際に量産体制を構築するには、溶融金属を冷
却する冷却体と、金属スラリーが供給される金型との間
に、多数の保持容器を設置し、かつ、溶融金属を冷却体
に接触させる工程と、金型に金属スラリーを供給する工
程とを、これら多数の保持容器を用いて連動させなけれ
ばならず、きわめて複雑な制御が必要となる。さらに、
各保持容器中の金属スラリーに対しては、金型に供給す
るまでの間に正確な温度管理が必要となり、上述した制
御を一層複雑化することになる。
おいて、実際に量産体制を構築するには、溶融金属を冷
却する冷却体と、金属スラリーが供給される金型との間
に、多数の保持容器を設置し、かつ、溶融金属を冷却体
に接触させる工程と、金型に金属スラリーを供給する工
程とを、これら多数の保持容器を用いて連動させなけれ
ばならず、きわめて複雑な制御が必要となる。さらに、
各保持容器中の金属スラリーに対しては、金型に供給す
るまでの間に正確な温度管理が必要となり、上述した制
御を一層複雑化することになる。
【００１１】ところで、プレス加工は、ダイキャスト
や、射出成形機に比べ、生産性が２０倍〜１００倍と飛
躍的に向上するため、コスト的に有利となる。また、板
材は加工し易いので、チキソトロピーを有効に利用した
板状金属素材を製造できないかとの要望がある。
や、射出成形機に比べ、生産性が２０倍〜１００倍と飛
躍的に向上するため、コスト的に有利となる。また、板
材は加工し易いので、チキソトロピーを有効に利用した
板状金属素材を製造できないかとの要望がある。
【００１２】この発明は、上記したような要望に応える
ためになされたもので、プレス加工によって製品を製造
することのできる、チキソトロピーを有効に利用した板
状金属素材の製造方法および装置を提供するものであ
る。
ためになされたもので、プレス加工によって製品を製造
することのできる、チキソトロピーを有効に利用した板
状金属素材の製造方法および装置を提供するものであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる板状金
属素材の製造方法は、溶融金属を冷却して固相を含んだ
金属スラリーを生成する第１生成工程と、金属スラリー
をさらに冷却するとともに、圧延して固体化した板状金
属素材を生成する第２生成工程とを有する方法である。
そして、第２生成工程は、金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定の長さに切断する切断工程、また
は、金属スラリーから生成した連続板状金属素材を所定
径のロール状に巻き取る巻取工程を有するのが望まし
い。また、この発明にかかる板状金属素材の製造装置
は、溶融金属を冷却して固相を含んだ金属スラリーを生
成する第１生成手段と、金属スラリーをさらに冷却する
とともに、圧延して固体化した板状金属素材を生成する
第２生成手段とを有するものである。そして、第２生成
手段は、金属スラリーから生成した連続板状金属素材を
所定の長さに切断する切断機構、または、金属スラリー
から生成した連続板状金属素材を所定径のロール状に巻
き取る巻取機構を有するのが望ましい。
属素材の製造方法は、溶融金属を冷却して固相を含んだ
金属スラリーを生成する第１生成工程と、金属スラリー
をさらに冷却するとともに、圧延して固体化した板状金
属素材を生成する第２生成工程とを有する方法である。
そして、第２生成工程は、金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定の長さに切断する切断工程、また
は、金属スラリーから生成した連続板状金属素材を所定
径のロール状に巻き取る巻取工程を有するのが望まし
い。また、この発明にかかる板状金属素材の製造装置
は、溶融金属を冷却して固相を含んだ金属スラリーを生
成する第１生成手段と、金属スラリーをさらに冷却する
とともに、圧延して固体化した板状金属素材を生成する
第２生成手段とを有するものである。そして、第２生成
手段は、金属スラリーから生成した連続板状金属素材を
所定の長さに切断する切断機構、または、金属スラリー
から生成した連続板状金属素材を所定径のロール状に巻
き取る巻取機構を有するのが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態である
板状金属素材の製造装置の概略構成を示す説明図、図２
（ａ），（ｂ）は図１に示した、溶融金属を冷却して金
属スラリーを生成する冷却ユニットの一部を省略した縦
断面図、および冷却ユニットの横断面図、図３は図１に
示したノズルの先端部分を、一部を省略、破断して示す
部分平面図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は金属スラリ
ーを冷却、圧延する説明図である。
基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態である
板状金属素材の製造装置の概略構成を示す説明図、図２
（ａ），（ｂ）は図１に示した、溶融金属を冷却して金
属スラリーを生成する冷却ユニットの一部を省略した縦
断面図、および冷却ユニットの横断面図、図３は図１に
示したノズルの先端部分を、一部を省略、破断して示す
部分平面図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は金属スラリ
ーを冷却、圧延する説明図である。
【００１５】図１において、１１は溶融槽を示し、例え
ばＡＺ系またはＡＭ系に代表されるマグネシウム合金を
溶融させた状態、つまり液相温度状態に保持するための
ものであり、周囲に加熱ヒータ１２が配設されている。
そして、溶融槽１１の最低部には、貯留した溶融マグネ
シウム合金Ｍ１を下方へ排出する、略クランク状に屈曲
した出湯通路１１ｏが設けられている。１３は切換バル
ブを示し、出湯通路１１ｏの途中に、進退することによ
って出湯通路１１ｏを開閉できるように配設されたバル
ブプランジャ１３ｐと、このバルブプランジャ１３ｐを
進退させるバルブシリンダ１３ｃとで構成されている。
ばＡＺ系またはＡＭ系に代表されるマグネシウム合金を
溶融させた状態、つまり液相温度状態に保持するための
ものであり、周囲に加熱ヒータ１２が配設されている。
そして、溶融槽１１の最低部には、貯留した溶融マグネ
シウム合金Ｍ１を下方へ排出する、略クランク状に屈曲
した出湯通路１１ｏが設けられている。１３は切換バル
ブを示し、出湯通路１１ｏの途中に、進退することによ
って出湯通路１１ｏを開閉できるように配設されたバル
ブプランジャ１３ｐと、このバルブプランジャ１３ｐを
進退させるバルブシリンダ１３ｃとで構成されている。
【００１６】２１は第１生成手段として冷却ユニットを
示し、溶融槽１１の下方に配設され、図２（ａ）および
（ｂ）に示すように、表面に案内溝２２（複数であって
もよい。）を有するとともに、内部に冷却水の循環通路
２３を有する構成とされている。この冷却ユニット２１
は、案内溝２２を出湯通路１１ｏの下端に対向させた状
態で傾斜させて配設されている。２４はカバーブロック
を示し、出湯通路１１ｏの下端に連通し、かつ、冷却ユ
ニット２１の表面との間に所定の間隔を確保して冷却ユ
ニット２１を覆うように配設されている。２５はガイド
ブロックを示し、カバーブロック２４と、後述する貯留
槽３２との間を連続させるものである。
示し、溶融槽１１の下方に配設され、図２（ａ）および
（ｂ）に示すように、表面に案内溝２２（複数であって
もよい。）を有するとともに、内部に冷却水の循環通路
２３を有する構成とされている。この冷却ユニット２１
は、案内溝２２を出湯通路１１ｏの下端に対向させた状
態で傾斜させて配設されている。２４はカバーブロック
を示し、出湯通路１１ｏの下端に連通し、かつ、冷却ユ
ニット２１の表面との間に所定の間隔を確保して冷却ユ
ニット２１を覆うように配設されている。２５はガイド
ブロックを示し、カバーブロック２４と、後述する貯留
槽３２との間を連続させるものである。
【００１７】３１は第２生成手段を示し、最低部に貯留
した金属スラリーＭ２を下方へ排出する素材通路３２ｏ
が設けられた貯留槽３２と、この貯留槽３２の下側に配
設され、素材通路３２ｏの下端に上端が連通する略Ｌ字
状の供給通路３３ｐが設けられたノズル３３と、素材通
路３２ｏから供給通路３３ｐへの金属スラリーＭ２の流
通を制御する切換バルブ３４と、ノズル３３に配設さ
れ、ノズル３３内の金属スラリーＭ２を所定温度に保温
する補助ヒータ３５と、図３に示すように、ノズル３３
の先端の左右に配設され、連続板状金属素材Ｍ３の幅を
規制する幅規制ガイド３６Ｌ，３６Ｒと、ノズル３３か
ら排出される金属スラリーＭ２を冷却しながら圧延する
一対の粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕと、この粗圧延ロー
ラ３７Ｄ，３７Ｕで圧延した連続板状金属素材Ｍ３に対
して仕上げ圧延を行う一対の仕上げローラ３８Ｄ，３８
Ｕと、この仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕから排出される
連続板状金属素材Ｍ３を切断する切断機構３９とで構成
されている。
した金属スラリーＭ２を下方へ排出する素材通路３２ｏ
が設けられた貯留槽３２と、この貯留槽３２の下側に配
設され、素材通路３２ｏの下端に上端が連通する略Ｌ字
状の供給通路３３ｐが設けられたノズル３３と、素材通
路３２ｏから供給通路３３ｐへの金属スラリーＭ２の流
通を制御する切換バルブ３４と、ノズル３３に配設さ
れ、ノズル３３内の金属スラリーＭ２を所定温度に保温
する補助ヒータ３５と、図３に示すように、ノズル３３
の先端の左右に配設され、連続板状金属素材Ｍ３の幅を
規制する幅規制ガイド３６Ｌ，３６Ｒと、ノズル３３か
ら排出される金属スラリーＭ２を冷却しながら圧延する
一対の粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕと、この粗圧延ロー
ラ３７Ｄ，３７Ｕで圧延した連続板状金属素材Ｍ３に対
して仕上げ圧延を行う一対の仕上げローラ３８Ｄ，３８
Ｕと、この仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕから排出される
連続板状金属素材Ｍ３を切断する切断機構３９とで構成
されている。
【００１８】上記した切換バルブ３４は、進退すること
によって素材通路３２ｏを開閉できるように配設された
バルブプランジャ３４ｐと、このバルブプランジャ３４
ｐを進退させるバルブシリンダ３４ｃとで構成されてい
る。また、切断機構３９は、仕上げローラ３８Ｄ，３８
Ｕの下流に配設されたカッタ３９ｃと、このカッタ３９
ｃの下流に、カッタ３９ｃから所定長（切断する長さ：
切断長）だけ離して配設された、連続板状金属素材Ｍ３
の端（先端）を検出する端部検出センサ３９ｓとで構成
されている。そして、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕは、
例えば内蔵した水冷式の冷却ユニットにより、接触する
金属スラリーＭ２を急冷できるように構成されている。
によって素材通路３２ｏを開閉できるように配設された
バルブプランジャ３４ｐと、このバルブプランジャ３４
ｐを進退させるバルブシリンダ３４ｃとで構成されてい
る。また、切断機構３９は、仕上げローラ３８Ｄ，３８
Ｕの下流に配設されたカッタ３９ｃと、このカッタ３９
ｃの下流に、カッタ３９ｃから所定長（切断する長さ：
切断長）だけ離して配設された、連続板状金属素材Ｍ３
の端（先端）を検出する端部検出センサ３９ｓとで構成
されている。そして、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕは、
例えば内蔵した水冷式の冷却ユニットにより、接触する
金属スラリーＭ２を急冷できるように構成されている。
【００１９】なお、供給通路３３ｐの先端は、図４に示
すように、上下方向へ拡開し、金属スラリーＭ２を出易
くしてある。そして、一対の粗圧延ローラ３７Ｄ，３７
Ｕは図示を省略した駆動機構で同期させて回転させられ
ることにより、粗圧延ローラ３７Ｄが反時計方向へ回転
し、粗圧延ローラ３７Ｕが時計方向へ回転するようにな
っている。また、一対の仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕは
図示を省略した駆動機構で同期させて回転させられるこ
とにより、仕上げローラ３８Ｄが反時計方向へ回転し、
仕上げローラ３８Ｕが時計方向へ回転するようになって
いる。
すように、上下方向へ拡開し、金属スラリーＭ２を出易
くしてある。そして、一対の粗圧延ローラ３７Ｄ，３７
Ｕは図示を省略した駆動機構で同期させて回転させられ
ることにより、粗圧延ローラ３７Ｄが反時計方向へ回転
し、粗圧延ローラ３７Ｕが時計方向へ回転するようにな
っている。また、一対の仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕは
図示を省略した駆動機構で同期させて回転させられるこ
とにより、仕上げローラ３８Ｄが反時計方向へ回転し、
仕上げローラ３８Ｕが時計方向へ回転するようになって
いる。
【００２０】次に、動作について説明する。まず、溶融
槽１１へマグネシウム合金の塊を投入して加熱ヒータ１
２を動作させることにより、溶融槽１１に溶融マグネシ
ウム合金Ｍ１を保持させるとともに、冷却ユニット２１
に冷却水を流通させ、さらに、粗圧延ローラ３７Ｄ，３
７Ｕを一定速度で回転させるとともに、仕上げローラ３
８Ｄ，３８Ｕも一定速度で回転させることにより、待機
状態となる。この場合、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕ内
の冷却ユニットにも、冷却水を流通させ、また、補助ヒ
ータ３５も、通電して動作させる。
槽１１へマグネシウム合金の塊を投入して加熱ヒータ１
２を動作させることにより、溶融槽１１に溶融マグネシ
ウム合金Ｍ１を保持させるとともに、冷却ユニット２１
に冷却水を流通させ、さらに、粗圧延ローラ３７Ｄ，３
７Ｕを一定速度で回転させるとともに、仕上げローラ３
８Ｄ，３８Ｕも一定速度で回転させることにより、待機
状態となる。この場合、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕ内
の冷却ユニットにも、冷却水を流通させ、また、補助ヒ
ータ３５も、通電して動作させる。
【００２１】この待機状態からバルブシリンダ１３ｃを
動作させてバルブプランジャ１３ｐを後退させると、出
湯通路１１ｏが開放され、溶融槽１１に貯留した溶融マ
グネシウム合金Ｍ１が出湯通路１１ｏを介して冷却ユニ
ット２１へ供給される。冷却ユニット２１へ供給された
溶融マグネシウム合金Ｍ１は、冷却ユニット２１の傾斜
に沿って案内溝２２を流下した後、貯留槽３２に一旦貯
留される。
動作させてバルブプランジャ１３ｐを後退させると、出
湯通路１１ｏが開放され、溶融槽１１に貯留した溶融マ
グネシウム合金Ｍ１が出湯通路１１ｏを介して冷却ユニ
ット２１へ供給される。冷却ユニット２１へ供給された
溶融マグネシウム合金Ｍ１は、冷却ユニット２１の傾斜
に沿って案内溝２２を流下した後、貯留槽３２に一旦貯
留される。
【００２２】このように冷却ユニット２１を流下する溶
融マグネシウム合金Ｍ１は、冷却ユニット２１によって
適宜冷却され、内部に多数の結晶核が晶出した金属スラ
リーＭ２となり、さらに貯留槽３２で上述した結晶核が
球状に成長し、微細で、しかも、均一な球状結晶を有す
るようになる。
融マグネシウム合金Ｍ１は、冷却ユニット２１によって
適宜冷却され、内部に多数の結晶核が晶出した金属スラ
リーＭ２となり、さらに貯留槽３２で上述した結晶核が
球状に成長し、微細で、しかも、均一な球状結晶を有す
るようになる。
【００２３】次に、バルブシリンダ３４ｃを動作させて
バルブプランジャ３４ｐを後退させると、素材通路３２
ｏが開放されるので、貯留槽３２に一旦貯留された金属
スラリーＭ２は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ノ
ズル３３の供給通路３３ｐを介して順次外部へ排出され
る。このように、供給通路３３ｐを通過する金属スラリ
ーＭ２は、補助ヒータ３５で所定温度に保温される。
バルブプランジャ３４ｐを後退させると、素材通路３２
ｏが開放されるので、貯留槽３２に一旦貯留された金属
スラリーＭ２は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ノ
ズル３３の供給通路３３ｐを介して順次外部へ排出され
る。このように、供給通路３３ｐを通過する金属スラリ
ーＭ２は、補助ヒータ３５で所定温度に保温される。
【００２４】そして、図４（ｂ）に示すように、供給通
路３３ｐから排出された金属スラリーＭ２は、回転する
粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕに接触して冷却されること
により、図４（ｃ）に示すように、完全に固体化した板
状で連続的に排出され、連続板状金属素材Ｍ３となる。
このように、供給通路３３ｐから排出される連続板状金
属素材Ｍ３は、左右の幅を幅規制ガイド３６Ｌ，３６Ｒ
で規制され、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕで圧延されな
がら搬送された後、仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕで仕上
げ圧延され、カッタ３９ｃの間を前進する。
路３３ｐから排出された金属スラリーＭ２は、回転する
粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕに接触して冷却されること
により、図４（ｃ）に示すように、完全に固体化した板
状で連続的に排出され、連続板状金属素材Ｍ３となる。
このように、供給通路３３ｐから排出される連続板状金
属素材Ｍ３は、左右の幅を幅規制ガイド３６Ｌ，３６Ｒ
で規制され、粗圧延ローラ３７Ｄ，３７Ｕで圧延されな
がら搬送された後、仕上げローラ３８Ｄ，３８Ｕで仕上
げ圧延され、カッタ３９ｃの間を前進する。
【００２５】なお、完全に固体化された連続板状金属素
材Ｍ３は、十分にチキソトロピーを有する金属スラリー
Ｍ２を急速に冷却して生成したものであり、チキソトロ
ピーを潜在的に保持していることは、連続板状金属素材
Ｍ３中に含まれる結晶構造を観察することによって容易
に確認することできる。
材Ｍ３は、十分にチキソトロピーを有する金属スラリー
Ｍ２を急速に冷却して生成したものであり、チキソトロ
ピーを潜在的に保持していることは、連続板状金属素材
Ｍ３中に含まれる結晶構造を観察することによって容易
に確認することできる。
【００２６】次に、前進する連続板状金属素材Ｍ３の先
端を端部検出センサ３９ｓが検出すると、カッタ３９ｃ
が作動させられて連続板状金属素材Ｍ３を所定長で切断
することにより、板状金属素材Ｍ４とされ、例えば搬送
コンベアで搬送される。このように連続板状金属素材Ｍ
３を切断して板状金属素材Ｍ４としているとき、連続板
状金属素材Ｍ３は、撓んで余長を吸収し、カッタ３９ｃ
が開放すると、自身の弾性によって前進する。以後は、
同様に、連続板状金属素材Ｍ３を順次切断して板状金属
素材Ｍ４とする。
端を端部検出センサ３９ｓが検出すると、カッタ３９ｃ
が作動させられて連続板状金属素材Ｍ３を所定長で切断
することにより、板状金属素材Ｍ４とされ、例えば搬送
コンベアで搬送される。このように連続板状金属素材Ｍ
３を切断して板状金属素材Ｍ４としているとき、連続板
状金属素材Ｍ３は、撓んで余長を吸収し、カッタ３９ｃ
が開放すると、自身の弾性によって前進する。以後は、
同様に、連続板状金属素材Ｍ３を順次切断して板状金属
素材Ｍ４とする。
【００２７】上述したように、この発明によれば、チキ
ソトロピーを有効に利用した板状金属素材Ｍ４を製造で
きるので、この板状金属素材Ｍ４をプレス加工すること
により、ダイキャストや、射出成形機に比べて生産性よ
く所望の製品を製造することができる。
ソトロピーを有効に利用した板状金属素材Ｍ４を製造で
きるので、この板状金属素材Ｍ４をプレス加工すること
により、ダイキャストや、射出成形機に比べて生産性よ
く所望の製品を製造することができる。
【００２８】上記した実施形態では、マグネシウム合金
を原材料として板状金属素材Ｍ４を製造する例示してい
るが、アルミニウムやアルミニウム合金、その他の金属
や合金を原材料とした板状金属素材Ｍ４を製造すること
も可能である。また、連続板状金属素材Ｍ３を順次切断
して板状金属素材Ｍ４とする切断機構３９（切断工程）
を設けた例を示したが、球状化結晶の製品は樹枝状結晶
の製品に比べて１５％程度強度が増加するので、板厚を
巻取可能な値にできるため、連続板状金属素材Ｍ３を直
接、または巻芯に所定径のロール状に巻き取る巻取機構
（巻取工程）を設けたり、連続板状金属素材Ｍ３をその
ままプレス加工することにより、切断機構３９を設けな
くともよい。なお、巻取機構（巻取工程）を設ける場
合、ロール径が所定径となる連続板状金属素材Ｍ３の長
さを計測機構で計測して切断する。このように、連続板
状金属素材Ｍ３をロール状に巻き取ると、製品を製造す
る原料（板材）の取扱が容易にできるとともに、製品を
製造する原料の供給が容易になり、製品の大量生産に向
いた原料の取扱、供給が可能になる。
を原材料として板状金属素材Ｍ４を製造する例示してい
るが、アルミニウムやアルミニウム合金、その他の金属
や合金を原材料とした板状金属素材Ｍ４を製造すること
も可能である。また、連続板状金属素材Ｍ３を順次切断
して板状金属素材Ｍ４とする切断機構３９（切断工程）
を設けた例を示したが、球状化結晶の製品は樹枝状結晶
の製品に比べて１５％程度強度が増加するので、板厚を
巻取可能な値にできるため、連続板状金属素材Ｍ３を直
接、または巻芯に所定径のロール状に巻き取る巻取機構
（巻取工程）を設けたり、連続板状金属素材Ｍ３をその
ままプレス加工することにより、切断機構３９を設けな
くともよい。なお、巻取機構（巻取工程）を設ける場
合、ロール径が所定径となる連続板状金属素材Ｍ３の長
さを計測機構で計測して切断する。このように、連続板
状金属素材Ｍ３をロール状に巻き取ると、製品を製造す
る原料（板材）の取扱が容易にできるとともに、製品を
製造する原料の供給が容易になり、製品の大量生産に向
いた原料の取扱、供給が可能になる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、チキ
ソトロピーを有効に利用した板状金属素材を製造できる
ので、この板状金属素材をプレス加工することにより、
ダイキャストや、射出成形機に比べて生産性よく所望の
製品を製造することができる。
ソトロピーを有効に利用した板状金属素材を製造できる
ので、この板状金属素材をプレス加工することにより、
ダイキャストや、射出成形機に比べて生産性よく所望の
製品を製造することができる。
【図１】この発明の一実施形態である板状金属素材の製
造装置の概略構成を示す説明図である。
造装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】（ａ）は溶融金属を冷却して金属スラリーを生
成する冷却ユニットの一部を省略した縦断面図、（ｂ）
は冷却ユニットの横断面図である。
成する冷却ユニットの一部を省略した縦断面図、（ｂ）
は冷却ユニットの横断面図である。
【図３】図１に示したノズルの先端部分を、一部を省
略、破断して示す部分平面図である。
略、破断して示す部分平面図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は金属スラリーを冷
却、圧延する説明図である。
却、圧延する説明図である。
１１ 溶融槽 １１ｏ 出湯通路 １２ 加熱ヒータ １３ 切換バルブ １３ｐ バルブプランジャ １３ｃ バルブシリンダ ２１ 冷却ユニット（第１生成手段） ２２ 案内溝 ２３ 循環通路 ２４ カバーブロック ２５ ガイドブロック ３１ 第２生成手段 ３２ 貯留槽 ３２ｏ 素材通路 ３３ ノズル ３３ｐ 供給通路 ３４ 切換バルブ ３４ｐ バルブプランジャ ３４ｃ バルブシリンダ ３５ 補助ヒータ ３６Ｌ 幅規制ガイド ３６Ｒ 幅規制ガイド ３７Ｄ 粗圧延ローラ ３７Ｕ 粗圧延ローラ ３８Ｄ 仕上げローラ ３８Ｕ 仕上げローラ ３９ 切断機構 ３９ｃ カッタ ３９ｓ 端部検出センサ Ｍ１ 溶融マグネシウム合金（溶融合金） Ｍ２ 金属スラリー Ｍ３ 連続板状金属素材 Ｍ４ 板状金属素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500104565 吉原 清隆 福島県福島市東中央２丁目15−２ (71)出願人 500104370 セイコーアイデアセンター株式会社 東京都新宿区四谷四丁目10番地 宿谷ビル (72)発明者 茂木 徹一 千葉県船橋市二和東６−41−25−105 (72)発明者 宮崎 喜一 群馬県佐波郡玉村町上之手2272−７ (72)発明者 手塚 善智 東京都八王子市諏訪町83−７ (72)発明者 吉原 清隆 福島県福島市東中央２丁目15−２ Ｆターム(参考） 4E004 DA13 MD05 NA05 NB07 NC09 SD05 SE01
Claims (6)
- 【請求項１】 溶融金属を冷却して固相を含んだ金属ス
ラリーを生成する第１生成工程と、 前記金属スラリーをさらに冷却するとともに、圧延して
固体化した板状金属素材を生成する第２生成工程と、 を有する板状金属素材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の板状金属素材の製造方
法において、 前記第２生成工程は、前記金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定の長さに切断にする切断工程を有
する、 ことを特徴とする板状金属素材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の板状金属素材の製造方
法において、 前記第２生成工程は、前記金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定径のロール状に巻き取る巻取工程
を有する、 ことを特徴とする板状金属素材の製造方法。 - 【請求項４】 溶融金属を冷却して固相を含んだ金属ス
ラリーを生成する第１生成手段と、 前記金属スラリーをさらに冷却するとともに、圧延して
固体化した板状金属素材を生成する第２生成手段と、 を有する板状金属素材の製造装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の板状金属素材の製造装
置において、 前記第２生成手段は、前記金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定の長さに切断にする切断機構を有
する、 ことを特徴とする板状金属素材の製造装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の板状金属素材の製造装
置において、 前記第２生成手段は、前記金属スラリーから生成した連
続板状金属素材を所定径のロール状に巻き取る巻取機構
を有する、 ことを特徴とする板状金属素材の製造装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001088378A JP3867769B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 板状金属素材の製造方法および装置 |
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| US10/103,794 US20020134471A1 (en) | 2001-03-26 | 2002-03-25 | Method and apparatus for production of platelike metal material |
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|---|---|---|---|
| JP2001088378A JP3867769B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 板状金属素材の製造方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2002083341A1 (ja) * | 2001-04-09 | 2004-08-05 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金材およびその製造方法 |
| WO2004078381A1 (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Gonda Metal Industry Corporation Ltd. | マグネシウム系金属薄板の製造方法と製造装置 |
| WO2005009638A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | マグネシウム合金薄板の製造方法およびその製造装置 |
| JP2008114291A (ja) * | 2001-04-09 | 2008-05-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金材およびその製造方法 |
| KR101193064B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2012-10-22 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 수평식 쌍롤형 박판 주조기를 이용한 마그네슘 박판주조시스템 |
| JP2016147298A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社Ihi | 連続鋳造装置 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2004031423A2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-04-15 | Worcester Polytechnic Institute | Method for making an alloy and alloy |
| AU2003900971A0 (en) * | 2003-02-28 | 2003-03-13 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Magnesium alloy sheet and its production |
| AU2003260197B2 (en) * | 2003-02-28 | 2007-05-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Magnesium alloy sheet and its production |
| JP4697657B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2011-06-08 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム長尺材の製造方法 |
| CN100366351C (zh) * | 2006-01-26 | 2008-02-06 | 鞍山科技大学 | 在线油浴热处理双辊铸轧方法及装置 |
| CN111992810A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-27 | 浙江灿根智能科技有限公司 | 自动调节牵引力的铜管牵引装置 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2578768B1 (fr) * | 1985-03-15 | 1988-05-06 | C3F Comp Franc Forges Fond | Frettes de rouleaux de coulee continue |
| JPH01138044A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 半凝固スラリー製造装置 |
| JP2869066B2 (ja) * | 1988-01-07 | 1999-03-10 | 石川島播磨重工業株式会社 | 連続薄板製造設備 |
| JPH01309760A (ja) * | 1988-06-08 | 1989-12-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 連続鋳造法 |
| US5144998A (en) * | 1990-09-11 | 1992-09-08 | Rheo-Technology Ltd. | Process for the production of semi-solidified metal composition |
| US5452827A (en) * | 1993-07-13 | 1995-09-26 | Eckert; C. Edward | Nozzle for continuous caster |
| CA2517447C (en) * | 1994-07-19 | 2007-05-29 | Alcan International Limited | Process and apparatus for casting metal strip and injector used therefor |
| CA2417822C (en) * | 2000-08-11 | 2009-09-15 | Brunel University | Method and apparatus for making metal alloy castings |
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- 2001-03-26 JP JP2001088378A patent/JP3867769B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-22 EP EP02252063A patent/EP1245311B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-22 DE DE60221175T patent/DE60221175T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-25 US US10/103,794 patent/US20020134471A1/en not_active Abandoned
- 2002-03-26 CA CA2379065A patent/CA2379065C/en not_active Expired - Fee Related
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