JP2003502157A

JP2003502157A - チキソトロピー材料を用いた精密鋳造方法

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Publication number: JP2003502157A
Application number: JP2000516793A
Authority: JP
Inventors: ジェームズバクレイ
Original assignee: ジェームズバクレイ
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2003-01-21
Also published as: EP1062064A1; CA2309900A1; EP1062064A4; WO1999020417A1; US6564856B1; AU756027B2; AU9808998A

Abstract

(57)【要約】複雑な内面形状を有する、きれいな仕上がりが要求されるブレーキキャリパ等の精密な鋳物を、チキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度よりも融点が低いコア（１２）、好ましくはホットチャンバーダイキャストコアの周りに半固体チキソトロピー合金のショットを鋳込むことによって作る。次いで鋳物（１０）とこれによって取り込まれたコア（１２）とを固化した後液状浴内または空気またはガス炉内で、または鋳物の熱処理の間にコア（１２）を溶かす。このプロセスによれば、鋳物（１０）の内面が極めて滑らかであり要求される厳しい公差に合致するため、及び溶出されるコア（１２）に突起を形成できるため鋳物からコア（１２）を機械的に引き出す必要がなく、切り込み部, ねじ部, 孔等を鋳物内に形成できるため、鋳物に対する機械加工を僅かとするまたは不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

（１．発明の分野）

【０００２】本発明は精密鋳造プロセス、特に、コア材料の融点以上の温度でコアの周りに
半固体質致チキソトロピー合金を鋳造するプロセスに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】

代表的な鋳物は、コアなしの型または鋳造の後鋳物から機械的に除去する必要
のあるコアを有する型内で形成される。勿論、機械的除去の場合はコアの使用
範囲に厳しい制限を加える。このコアは、その上に突出部を形成すれば鋳物か
らの機械的引き出しを妨げることになるため、コアには切り込み部、ねじ、孔等
を鋳物内に形成するための突出部または複雑な形状を形成することができない。その結果鋳造し、コアを除去した後高いコストでねじ、孔切り込み等のための
機械加工を鋳物に施す必要がある。実際上、複雑な内部形状を有する鋳物を最
終的に得るためのコスト50％〜75% を鋳物の機械加工コストで占める。

【０００４】鋳造プロセスに溶融コアを用いればこれらの問題を緩和できる。近年、この
ために“ロストワックス”プロセスとして知られるインベスメント鋳造プロセ
スがある。然しながら、このプロセスで知られた鋳物は、複雑な外部形状のも
のとはなし得るが複雑な内部形状のものとはなし得ない。また、これらは通常、
ねじ，孔及びシール溝のような微細な形状のためにはグラインデング、研磨等の
二次的機械加工を必要とする。塩や砂のコアの周りに金属ショットを鋳造し、次
いで得られた鋳物からコアを除去する他のプロセスによれば上記の問題を緩和で
きるが、微細な形状のためには公差に合致せしめるため二次的仕上げ作業を必要
とする。上記他のプロセスで作った鋳物はその内部気泡性が高く、また表面粗
さが大きい。この気泡性と表面粗さは精密性を必要とし、流体圧を受けるブレ
ーキキャリパのような用途の場合問題となる。気泡性は更に孔内に閉じ込め
られたガスが熱処理の間に鋳物を壌すようになるため熱処理を不可能とする。
更に、これらの方法を用いて鋳物を作る場合には極めて高価となる。

【０００５】鋳造金属の融点より低い融点の金属で作ったコアの周りに鋳造金属を鋳込み、
次いでコアを溶出するコア溶出鋳造プロセスは、例えばパックの米国特許第1,54
4,930 号、リアウインの米国特許第3,258,816 号、デュリィ他の米国特許第5,26
3,531 号及びボスの米国特許第5,355,933 号に示されているように既知である。

【０００６】これらのプロセスでは、完全に溶融したアルミニウム合金を亜鉛合金コアの周
りに鋳込み、例えば次のアルミニウム合金の熱処理によって亜鉛合金コアを鋳物
から除去する。デュリィ他及びボス特許ではそのプロセスを更に複雑な形状を
有する鋳物をつくるため複雑なコアに適用できることを示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

然しながら、これらプロセスの総てはその適用範囲に大きな制限を受ける欠点
がある。

【０００８】上述のコア溶出鋳造プロセスの総てにおいては、鋳造プロセスの間にコアが溶
融しないように大きな注意を払う必要がある。溶融金属ショットからコアに対
し多量の熱が移動することは明らかであり、この熱をコアに対して絶縁するため
に大きな努力を払う必要がある。例えば、パックのプロセスでは複雑な形状の
コアを必要としない単純な切り込み部を有する鋳物の作成に制限している。リ
アウィンとボスのプロセスでは、鋳造プロセスの間コアが溶けるのを防ぐため鋳
物に比べ比較的薄いバーミキュライトのような熱絶縁層をコアに設けている。
デュリィ他のプロセスでは、鋳造の間コアが過熱するのを阻止するため鋳造の前
にコアを略−300 °Ｆで冷却している。更にコア溶出鋳造プロセスを、１）コ
アの質量を鋳物に比べ比較的大きくし、２）液状金属の注入を低圧、低速度で行
なうように制限している。

【０００９】従って、経済的であり、反復性が高い用途の広いコア溶出精密鋳造プロセスが
望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（本発明の目的と要約）本発明の第１の目的は、複雑な内面形状を有し、コアを除去した後内面に機械
加工を行なう必要のない精密鋳造プロセスを得るにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、上記第１の目的を達成した、反復性の高いプロセスを
得るにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、上記第１の目的を達成した、製造に制限の無いプロセ
スを得るにある。

【００１３】本発明の第４の目的は、上記第１の目的を達成した、経済的なプロセスを得る
にある。

【００１４】本発明においては、上記目的は、チキソトロピーアルミニウム合金のような
半固体チキソトロピー合金のショットをチキソトロピー合金の固体−半固体遷移
温度より低い融点の金属で作った鋳造コアの周りに鋳込む精密鋳造方法によって
達成できる。チキソトロピー合金は比較的に熱エネルギが小さく、固化速度が速
く、精密形状を作り得る。チキソトロピー合金の固化後、次の加熱プロセスによ
りコアを溶出し、機械加工を必要としない精密形状の鋳物を残す。このプロセ
スは極めて広い範囲の鋳造プロセス、特に、流体ブレーキキャリパのような高
圧流体を収容できる精密な鋳物を形成するのに好適である。このプロセスは更
に、滑らかな内面を有し本質的に非多孔質で公差の少ない鋳物を形成するのに好
適である。

【００１５】本発明の他の目的は、本発明の第１の目的に応じた方法で作られた、公差が少
なく、多孔性でない、熱処理可能な鋳物を得るにある。実際上、この鋳物は冷却
され熱処理された後ブレーキキャリパに用いるのに好適である。

【００１６】本発明の目的は鋳物から金属コアを溶出する方法を得るにある。

【００１７】本発明のこの目的を達成するためには、鋳物と金属コアを一体にコアの融点以
上であるがチキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度以下の温度に加熱する。
好ましくは、上記加熱は浴中で行い、浴に対する溶融金属コアの浮力を僅かに正
または負とする。この浮力の僅かな違いにより、鋳物から引き出される溶融金属
コアの表面張力を最大ならしめる。

【００１８】本発明の他の目的及び特徴は、以下図面と共に詳細に説明する。然しながら、
以下の特定の実施例とその詳細な説明によって本発明は限定されるべきではない
。本発明は本発明の精神の範囲内で種々増減変更できることは勿論である。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（１. 概要）本発明によれば、チキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度より低い融点の
金属コア好ましくはホットチャンバーダイキャストコアの周りに半固体チ
キソトロピー合金のショットを鋳造することによって、滑らかな仕上げと複雑な
内面形状を有することを望むブレーキキャリパ等の精密な鋳物を形成できる。
ショットが固化してコアを取り込んだ鋳物を形成した後、空気炉または他のガス
炉内で、または鋳物の加熱処理の間液状浴内で鋳物とコアの組合せからコアを溶
出せしめる。このプロセスによれば、鋳物の内面が極端に滑らかで厳しい公差に
合致する、及び段部、ねじ、孔、通路等を形成する突出部及びくぼみ部を有する
溶出コアを形成できる。従って鋳物からコアを機械的に除去する必要がないため
鋳物のための機械加工の必要性を大きく減少でき、または省略できる。コアに薄
い、均一な耐摩耗性、耐熱性の被覆を形成することによってショットからコアに
対する過剰な熱伝達を阻止でき、鋳物に対するコアの共晶を阻止でき、プロセス
ロバスト、速度、多様性を向上できる。

【００２０】（２．プロセスの説明）本発明は、チキソトロピー合金の鋳造に用い得る半固体鋳造プロセスに関する
ものである。チキソトロピー合金は、極めてこわれ易い従来のダイキャストに比
べ極端に融通性のある鋳物を形成できる多成分（特に二元又は三元）合金である
。チキソトロピー合金の他の主な利益及び特別な用途はチキソトロピー合金が鋳
造でき、半固体相となし得ることにある。これは合金の大部分を形成する他の金
属が溶ける前に残りの小部分を形成する１つの合金が溶けるためである。その結
果、チキソトロピー合金インゴットをその形を維持し、処理できるが極めて軟ら
かく、実際上バターナイフで切断できる半固体相に鋳造できる。チキソトロピー
合金は、この半固体相においては、これが切断されたとき大きな流体特性を示す
。この結果、チキソトロピー合金ショットが、鋳造プロセスの間極めて良くモー
ルドを満たし、スプレではなく波面のようにショットがモールド内に入るため従
来の溶融材料の場合より良好となり、ガスも閉じ込められることがない。得られ
た鋳物は従来の液状ショットから形成したダイキャストとは異なり気泡がなく、
ガス発生なしに熱処理できる。これら及び他の利益によってチキソトロピー合金
の鋳造により鋳造品の品質を有する鋳物を作ることができる。合金の特性及び構
成金属の比率に応じてチキソトロピー合金のショットは50〜85容量％の困相分を
有するようにできる。チキソトロピー合金は広い範囲で１）チキソトロピーア
ルミニウム合金と、２）チキソトロピーマグネシウム合金と、３）チキソトロ
ピー亜鉛合金と、４）チキソトロピー青銅合金と、５）チキソトロピー真
ちゅう合金とを含むことが好ましい。チキソトロピー合金とその製造方法は、こ
こに公知例として示すガレー他の米国特許第5,630,466 号、ジストランド他の米
国特許5,501,748 号等に記載されている。チキソトロピー合金から鋳物を形成す
るための半固体金属形成プロセスは例えばここに公知例として示す1998年１月フ
ォキャストインコーポレテッド発行の“小さなパーツを作る新しい方法を形成
する半固体金属（ＳＳＭ）”に記載されている。

【００２１】本発明の特徴は、鋳造プロセスの間半固体チキソトロピー合金のショットを同
一温度の液状ショットを移す場合よりもより少ない熱エネルギで移し得ることに
ある。この熱移動の減衰は、体積の大部分が液相ではなく固相であるため半固体
ショットが（溶融潜熱として知られている）比較的小さい固化潜熱のみを示すこ
とに基因する。例えば、標準的なチキソトロピーアルミニウムである60容量％
の固相を有するチキソトロピーアルミニウム合金の熱エネルギは同一温度の
溶融アルミニウムの同様のショットの熱エンルギの半分である。従って、同一条
件でショットをモールド内で鋳造したときコアは50％低い熱エネルギを受ける。
勿論、より高い固体容量％を有するチキソトロピー材料は同じく低い熱エネルギ
をコアに与える。従って、本発明プロセスにおいては許される最大固体容量％を
有するチキソトロピー合金を用い固化潜熱によって生ずるコアのダメージを最小
とする。

【００２２】本発明の基本的利益を図１Ａ〜図１Ｄに示す鋳物１０の鋳造を用いて説明する
。鋳物１０は、モールド１８の組をなす一対の型１４, １６内のメタルコア１２
の周りにチキソトロピー合金の半固体ショットを注入することによって作る。組
をなす型１４, １６はアルミニウムダイキャスト工業で既知の金型とする。この
実施例における型１４, １６は鋼から作るが、鋳造すべき金属に応じて種々の材
料を用い得る。

【００２３】鋳物１０を鋳造するため、図１Ａのように型１４, １６の基準点２０, ２２内
にコア１２を挿入し、型１４, １６内で正確に位置決めする。次いでモールド１
８を閉じてコア１２と型１４, １６の内面間に空洞２４を形成する。コア１２は
チキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度よりも低い融点の低融点合金で作る
のが好ましい。例えば、チキソトロピー合金が約1,080 °Ｆ〜1,090 °Ｆの温度
で注入できるアルミニウム３５６の場合には、コア１２は約700 °Ｆ以上の融点
の亜鉛合金とするのが好ましい。好ましい亜鉛合金は、比較的低融点で、構造的
に安定であり、鋳造可能であり、リサイクル可能であるＡｃｕ亜鉛５、ＺＡＭＡ
Ｋ３及びＺＡＭＡＫ５その他の合金である（コア及び鋳造材料選択基準の詳細は
以下の第３章で述べる）。コア１２は、突起２６と協働して鋳物１０の総べての
内側通路、シール溝、ねじ及び他の内部形状を形成できる。

【００２４】次にチキソトロピー合金塊を加熱して半固体状態にし、従来のアルミニウム
ダイキャスト技術を用いてモールド１８の入り口２８から空洞２４内に注入する
。チキソトロピー合金をアルミニウム３５６で形成した場合には、これを約60％
が固体で約40％が液体となる約1,080 °Ｆ〜約1,090 °Ｆの温度で空洞２４内に
注入する。チキソトロピー合金のショットで図１Ｂに示すように空洞２４内を満
たし、急速に固化して鋳物１０を形成する。ショットの有する全熱エネルギは、
同一温度の完全に液化したショットが有する熱エネルギの半分であり、冷却され
た融点の低いコア１２を溶融するほどではない。従って、図１Ｃに示すように鋳
物１０が固化した後でもこの中にコア１２が残される。

【００２５】次に鋳物１０と残されているコア１２を加熱して、コア材料の融点以上であり
、鋳物１０のチキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度以下の温度として鋳物
１０からコア１２を溶かして取り出す。この例においては、鋳物１０を約1,000
°Ｆに加熱して亜鉛合金コア１２を溶融すれば図１Ｄに示すように孔３０、ねじ
３２等の極めて複雑な内面形状を有し、この内面に鋳造後の機械加工を必要とし
ない鋳物１０を得ることができる。鋳造後に機械加工を必要としないため、鋳物
１０の形成の間に鋳造後の機械加工の副産物である望ましくない焼き付け、チッ
プその他が生ずることがない。

【００２６】（３. 実施プロセス）上記第２章で述べた基本的なプロセスは、１）コア材料の融点をチキソトロピ
ー合金ショットの鋳造温度に比較的に接近せしめ、２）コアが、鋳造の際に局部
的に熱を受ける薄い突起を殆ど有せず、及び又は３）ショットを高圧ダイキャス
トに比べ比較的低速度と高圧力で注入する用途に好適である。然しながら、プロ
セスの信頼性、適合性、商業的適応性を改良するため基本的プロセスを改良する
ことが望ましい。基本的プロセスに用い得る構成を図２及び図１Ａ〜図１Ｄと共
に以下詳細に説明する。

【００２７】図１Ａ〜図１Ｃに示すコア１２を形成するプロセスを図２のステップ５０〜５
２で詳細に説明する。コア材料は、特にチキソトロピー合金の固体−半固体遷移
温度に比較的に近いがこれより低い融点とすべきである。コア材料の好ましい特
性は鋳造するチキソトロピー材料に大きく依存する。コア材料は更に型の材料に
対する親和力が低いことが必要である。従って、アルミニウム合金またはマグネ
シウム合金で鋼鋳型内で形成する鋳物のためのコア材料としては亜鉛及び亜鉛合
金が好ましい。一方、チキソトロピー亜鉛合金で作る鋳物のためのコア材料とし
ては鉛または鉛合金が好ましい。亜鉛−アルミニウム合金をコア１２のための材
料として用いた場合には、この合金のアルミニウム含有率を２０％以下好ましく
は５％以下とする。

【００２８】以下の例ではチキソトロピーアルミニウム合金を鋳物１０のチキソトロピー
合金として用いる。アルミニウムとシリコンを含むバイメタル合金であるアルミ
ニウム３５６が好ましい。この合金は、４６ksi の高い抗張力と、３５ksi の高
い降伏強度とを有し、伝統的なダイキャストでは約1.5 ％以下の伸びであるのに
対し12％の制限された伸びとを有する。この合金は米国オハイオ州ハンニバル
のオーメットプライマリアルミニウムコーポレーションで作られている
。

【００２９】鋳物をチキソトロピーアルミニウム３５６合金、他のチキソトロピーア
ルミニウム合金またはチキソトロピーマグネシウム合金から作る場合には、
コア材料としては亜鉛または亜鉛合金を用いるのが好ましい。コアのために用い
る特に好ましい材料は幾つかの特性を有する。

【００３０】第１に、コア材料はその融点をショットの注入温度に比較的に近くする必要
があり、チキソトロピー合金ショットの場合には上記注入温度は約1,080 °Ｆ
〜1,090 °Ｆである。コア材料の融点は約700 °Ｆが好ましく、融点が約1,00
0 °Ｆで1,080 °Ｆ〜1,090 °Ｆ以下である任意の材料が特に好ましい。

【００３１】コア１２を鋳造するために用いる型の寿命を長くするため型の材料（この実施
例では鉄）のため型の材料に対し親和力が低いコア材料を用いるべきである。型
の材料としては型が500,000 回、好ましくは1,000,000 の鋳造サイクルに耐え
る材料が好ましい。他の型本体のための介挿体として型１４と１６の１つまたは
双方を形成することによって鋳物１０と型１４, １６間の合金化を回避でき、
型の寿命を長くできる。このような介挿体はコア１２と同一の材料から作ること
ができる。この例においては、コア１２を溶融し、リサイクルするとき、
鋳物１０と、溶けた鋳物１０に取り込まれたコア１２を有するモールド１８から
介挿体を容易に除去できる。好ましいコア材料は、材料コストを低下するため再
使用でき、高出力、高精度及び低コストのためホットチャンバーダイキャス
トできるものとすべきである。好ましい鋳物可能なコアは、鋳造後の表面が、滑
らかな、特に、平滑度が125 マイクロインチＲＡ以下のもの、好ましくは約60〜
65マイクロインチＲＡのものである。コアは、その変形が0.002 インチ以下、好
ましくは0.0015インチ以下の厳しい公差で精密に鋳造できるものとする。また、
反復性の高いプロセスが望まれる。最後に、所望の最大許容度を得るため複雑な
内外形状を有するものを鋳造できることが好ましい。コア材料は鋳造プロセスの
間十分に耐えるものであることが必要である。従って、コア材料はその取り扱い
または鋳造プロセスの間ダメージを受けない十分な耐久力を有するものとする。
その抗張力は少なくとも35ksi 、好ましくは40ksi 以上とする。また、約0.08カ
ロリー／グラム℃、好ましくは0.10カロリー／グラム℃の高い熱容量を有するも
のとする。また、任意の突出部または他の部分が局部的に加熱される傾向がない
よう高い熱伝導度を有するものとする。この熱伝導度は100 Ｗ／ｍ℃、好ましく
は110 Ｗ／ｍ℃とする。

【００３２】更に、コアが溶融されたときコアを鋳物からより急速且つ効果的に除去するた
め、固相から液相に完全且つ瞬間的に遷移するようコア材料を共晶合金または
これに近いものとする。好ましい固体−液体遷移温度範囲は20°Ｆ以下、好ま
しくは10°Ｆ以下とする。コア材料は、コアが溶融した後鋳造金属部分からのコ
ア材料の分離を促進するため比較的高い表面張力を有するものとする。

【００３３】鋳物に対して比較的大きいコアをプロセスで用いることによってコアの溶融可
能性を最小とすることができる。例えば、鋳物の体積に対するコアの体積比を１
：１または１：３迄とする。特別な用途のためより小さいコアを望む場合には上
述した残りのパラメータの１つ以上を好ましく制御することによってコア溶融を
避けることができる。上記の比は、上述した既知の溶融−除去コア鋳造プロセス
によって望まれる値より実質的に低い。

【００３４】亜鉛合金材料の多様性は、これら特性の少なくとも幾つかの少なくとも最小の
受け入れられるしきい値に合致し、本発明に使用可能である。これらの材料は、
Ａｃｕ亜鉛５及びＺＡＭＡＫ５を含む。これらファクターの総べての最良の既知
のバランスを望む最近の好ましい材料は、3.5 〜 4.3％のアルミニウムと、銅、
マグネシウム、鉄及び鉛を含む他の材料の微量とを含む亜鉛合金であるＺＡＭＡ
Ｋ３である。これはホットチャンバーダイキャストを上述の範囲で高精度に、
且つより経済的になし得る。更に、これはアルミニウム含有量が比較的低いため
、鉄に対する親和力が極めて低く、型１４, １６を1,000,000 サイクル以上使用
できる。ＺＡＭＡＫ３は、718 °Ｆ〜728 °Ｆの比較的低い相変化範囲を有する
共晶金属に近い。その熱伝導度は113 Ｗ／ｍ℃であり、抗張力は４１ksi である
。このＺＡＭＡＫ３はカナダ、ペーターブルフ州のフィッシャーゲージリミテ
ッドのフィッシャーキャストデビジョンから得られる。

【００３５】次にステップ５４でコア１２（図１Ａ〜図１Ｃ）を被覆し、コア内の亜鉛が鋳
造金属即ちショット内のアルミニウムと合金化するのを防ぎ、鋳造金属からコア
に対する熱伝導を減少せしめる。この被覆は本発明では本質的なことでないが、
従来よりもより高圧，高速で極めて小さな突起を有するコアの周りに溶融金属を
注入できるようになるため好ましい。また、被覆は溶融金属をモールド１８内に
注入するときコア１２の摩耗を防ぐようになる。

【００３６】好ましい被覆は幾つかの特性を有する。

【００３７】第１に被覆はコア材料と鋳物材料間の合金化を防ぐようになる。チキソトロピ
ーアルミニウム合金部分を亜鉛合金コアの周りに鋳造する上記の例では、被覆
は鋳造プロセスの間に溶融金属の半固体材料がコアと合金化するのを防ぎ、コ
ア１２が溶融したとき液状コア材料が鋳物１０の材料と合金化するのを防ぐよう
になる。

【００３８】第２に、被覆は少なくとも制限された熱抵抗または熱絶縁能力を加えるよう
になる。然しながら、溶融金属は固化潜熱が低い半固体チキソトロピー材料か
らなるためコアに伝達される熱量は比較的小さい。また、好ましいコアは高い熱
伝導度と、溶融金属の注入温度に比較的接近した融点を有するため、被覆の熱絶
縁能力は比較的に低い。実際上、被覆にはその融点が鋳造温度より低くなく、そ
の熱伝導度がコア材料の熱伝導度より高くないことのみが必要とされる。これは
、被覆の第１の（または全）目的が熱伝達阻止にある上述のリアウィン及びボス
プロセスと対比される部分である。

【００３９】被覆は比較的薄く、均一な厚さで滑らかな表面とする。極めて薄い被覆は、被
覆されないコアに対して被覆コアのサイズまたは形状が注目するほど影響しない
ようになる点で好ましい。好ましい厚さは0.0011インチ以下、好ましくは0.0010
以下である。滑らかな表面はコアの周りの溶融金属の層流を崩すことがないため
好ましい。流入する溶融金属の乱流は、被覆の摩耗を増大せしめ、被覆破損の恐
れとなるため好ましくない。

【００４０】滑らかな表面は、対応する鋳物の表面を滑らかにする。125 ミクロンインチ
以下、好ましくは60ミクロンインチ以下の滑らかな表面とするのが好ましい。
亜鉛合金コアの高い熱伝導度を利用してコア全体に対する熱伝導度の均一性を高
めるため及び鋳造の間に摩滅する薄いスポットを避けるため被覆の厚さは均一と
するのが好ましい。被覆の厚さの変化は±0.005 インチ以下、好ましくは±0.00
02インチ以下とする。最後に、被覆が、流体ショットに接することによって摩耗
されるのを防ぐため被覆は比較的に摩耗に耐えるものとする。材料は500 グラム
負荷で200 、好ましくは1,000 以上のタボウアビレージョンサイクルに耐える
ものとする。

【００４１】コストが１つの問題点である。好ましい被覆工程は、コストが低く、大資本を
必要とせず、鋳造像プロセスに容易に組み込み得るものとする。被覆の材料コス
トはコアのコストの20％以下、好ましくは５〜10％以下とする。コアを被覆する
ためのコストはコアの立方インチ当り５セント以下、好ましくは４セント以下と
する。

【００４２】経済的な被覆工程の多様性は上述の被覆特性の幾つかまたは総てに適応する。
特別に好ましい被覆工程は後述するようにコア１２を陽極酸化によって簡単に得
ることである。亜鉛コアの場合にはコアを亜鉛陽極酸化処理によって被覆できる
。亜鉛陽極酸化は高電圧で複雑なフリット構造を形成することを含む。被覆は外
部ＡＣ電源を用い、高温で形成する。被覆構造は酸化物，燐酸塩，クロム酸塩及
びフッ化物より成る。被覆は極めて薄く、約0.0010インチとし、一方被覆の
厚さを極端に均一となし得る。更に、望むならば第２の被覆を接着するため被
覆を多孔質外層とするのが好ましい。被覆は、鋳造の間及びコア溶融除去の間鋳
物とコア間のバリアとして作用する。被覆をチャコールまたは茶色に陽極酸化す
ることによって作れば大きな摩耗抵抗を有し、５00グラム負荷において2,000 以
上のタボウアビレージョンサイクルに耐えることができる。亜鉛陽極酸化は極
めて廉価であり、必要な資本も少なく、材料も極めて安い。また、鋳造プ
ロセスに容易に組み込むことができる。亜鉛陽極酸化プロセスの詳細はメタル
フィニッシング1998年６月号のヤコブソン他著“ジンクアノダイジング”に記
載されている。

【００４３】高圧または高ショット速度による場合には、亜鉛陽極酸化プロセスによって
形成した結晶被覆は、亜鉛に比べて熱伝導度が極めて低く、極めて高い融点
の窒化硼素のような市販の絶縁被覆の薄層で後被覆できる。上記後被覆において
も、結合層全体の厚さは僅か0.0015〜0.0020インチである。

【００４４】本発明は上述の被覆プロセスに限定されない。多くの場合、窒化硼素または
同様の材料の被覆を亜鉛陽極酸化被覆に代えて用いることができる。更に、上
述のように型材料または鋳物材料に対するコア材料の親和力が問題とならず、
及びショット注入速度が比較的低いとき、被覆ステップを全体として省略でき
る。

【００４５】図２に示すようにプロセスの次のステップ５６において、コア１２がショッ
トの注入によりモールド１８内で移動または浮動するのを防ぐため、型１４と
１６内に、好ましくは図１Ａ〜図１Ｄの基準点２０と２２のような基準点内に
コア１２を挿入することによって及び型１４と１６に標準モールド離型剤をスプ
レすることによって鋳造のためのモールド１８（図１Ｂ）を作る。このモールド
１８は次いで閉じる。

【００４６】次に、ステップ５８で金属鋳物１０を鋳造する。標準誘導加熱ペデスタル等
を用いてチキソトロピーアルミニウム３５６合金または他のチキソトロピー合
金のインゴットを半固体相に加熱することで、鋳造を開始する。ゲル状の粘度
を有する加熱ショットを処理し、ラムに移す。加熱ショットは次いで入口孔２
８（図１Ｂ）を介してモールド１８内に注入する。ラムの剪断効果によりショッ
トがより液状となり、モールド１８に注入されたときは練り歯みがきのような
粘度と成る。注入は、製造速度または鋳造品質を犠牲とすることなしにコアの
寿命が最大となるよう好ましく制御する。このプロセスのパラメータをデザイン
するとき幾つかの要素が考えられる。

【００４７】例えば、プロセス温度、注入速度、注入圧及びショット流入特性を好ま
しく制御することによってコアの寿命を最大ならしめる。例えば、コア１２が
溶融することなく熱エネルギを受けるためコアの初期温度を400 °Ｆ〜500 °Ｆ
以下とする。更に、コアの摩耗を小さくし、または防ぐため、且つ溶融金属
が硬化し始める前に空洞２４内を満たすことを確実ならしめるため注入速度を十
分低くする。注入速度は好ましくは50インチ／秒〜100 インチ／秒、好ましく
は75インチ／秒〜90インチ／秒とする。ショットは圧縮／鋳造プロセスにおける
ような比較的高い圧力で注入する。この例では、空洞内の増大圧を22,000psi
〜30,000psi 好ましくは約29,400psi とする。コア１２に対するショットの衝突
力を減少するためゲート形状及び向きを定めることによって受け入れ得る圧力と
速度を増加できる。好ましくはゲートは、コアに対して溶融金属を直角または
略直角に衝突せしめるよりはコアの周りに層状に流れるように導入するためコア
１２に対して配置する。

【００４８】コアのダメージの可能性を減少するためショットはできるだけ速く固化せしめ
る。この固化時間は0. 4秒以下、好ましくは0. 2秒以下とする。これは多くの
チキソトロピー鋳造プロセスにとって問題ではない。

【００４９】図２に示すように鋳物１０を形成するためショットが固化した後モールドを開
き、ステップ６０で鋳物１０とこれに取り込まれたコア１２を除去する。

【００５０】プロセスの残りのステップは鋳物１０からコア１２を溶かすことのみである。
このステップでは鋳物１０とコア１２をコア材料の融点より高いが鋳物１０のチ
キソトロピー合金の固体−半固体遷移温度より低い温度に加熱する。好ましくは
、最終の鋳物１０からコア材料を完全に除去しコア材料をリサイクルせしめる
ためコア溶融を制御する。例えば、コア１２は空気炉またはガス炉、または
鋳物１０の加熱処理の間に溶融する。然しながら、好ましいコア除去プロセス
は、１）スチールホットにより新しく形成された鋳物を再加熱することによっ
てエネルギを維持し、２）鋳造サイクルを遅くしないようコアを急速に、好
ましくは10秒以内で溶融し、及び３）コアの残留物または鋳物10上の浴を除去
することなしにコア１２を完全に除去することである。

【００５１】上記のことは浴溶融プロセスで成される。このプロセスでは、鋳物１０とこ
れに取り込まれたコア１２を、コアを溶融するためコア１２の融点以上の温度
の液状浴内に浸漬し、（ステップ６２）、次いで鋳物１０を浴から除去する
（ステップ６８）、好ましくは、溶融コア材料を浴から流出せしめ（ステッ
プ６４）、他のコアの少なくとも１部を形成するためリサイクルせしめる（ス
テップ６６）。回収された金属の特性及びコアの要求に応じて、再使用の前に
回収された材料の処理がリサイクルのために必要となる場合がある。

【００５２】浴液は幾つかの特性を有することが好ましい。第１に、熱伝達効果を最大と
するため浴を熱伝導度が比較的高い材料によって構成し、その質量がコア１２
の質量より大きいものとする。更に浴材料は、液状コア材料に近い密度のもの
とし、その結果液状コア材料の浴内での浮力が僅かに正または負となるように
する。僅かに浮いているときは、液状コア材料の表面張力によって総べての液
状コア材料が鋳物１０から引き出され、極めてクリーンな鋳物１０が残るように
なる。

【００５３】液状浴内に浸漬することによってコアを除去するために好ましい装置を図３に
示す。この装置は、チキソトロピー合金の鋳物１０が半固体相への遷移を始める
ための温度以下であり、コア材料の融点以上の温度に加熱した液体８２を貯蔵で
きる鋼または他の材料のような耐熱、高融点金属で形成した浸漬タンタ８０を有
する。ＺＡＭＡＫ３材料のコア１２が約800 °Ｆ以下で溶融し、チキソトロピー
合金の鋳物１０が1,080 °Ｆ〜 1,090°Ｆで液化し始める例においては、好まし
くは液体８２を鉛により構成する。この理由は、１）鉛は上記温度で液状である
、２）液状亜鉛は液状鉛に比べ僅か正の浮力である、３）鉛はアルミニウムに対
する親和力がない、及び４）鉛は熱伝導度が高いからである。

【００５４】更に図３に示すように、タンク８０は床８４と、前壁８６及び後壁８８を有す
る。鋳造体を挿入、除去するため後壁８８付近に比較的小さい開口を残すよう前
壁８６から後壁８８に向かってカバー９０を延ばす。カバー９０は、タンク８０
を満たしまたは空にするためタンク８０を選択的に開くためヒンジ９２によって
前壁８６に取り付ける。バッフル９４をカバー９０から下方に液体８２中に延ば
し、１）バッフル９４とタンク８０の前壁８６間に亜鉛回収ゾーンを区画し、２
）バフッル９４とタンク８０の後壁８８間に鋳物挿入／除去ゾーンを区画する。
加熱亜鉛合金ドレン管９６をタンク８０の前壁８６を介して亜鉛回収ゾーンから
加熱亜鉛回収タンク９８に延ばす。

【００５５】使用に際しては、新しく鋳造された鋳物１０とこれによって取り込まれたコア
１２をモールド１８（図１Ｂ）からはさみ具１００のような装置によって除去せ
しめ、直接タンク８０に移し、鋳物１０とコア１２を溶融鉛８２内に挿入し、亜
鉛回収ゾーン内の上述の区域に位置せしめたとき、約400 °Ｆ〜600 °Ｆの温度
に維持されるようにする。高い熱伝導度を有し、好ましくは溶融温度範囲で共晶
または略共晶金属となるコア１２は（浴液材料が高い熱伝導度を有するため）急
激に溶け、鋳物１０から離れ、及び溶融鉛８２の表面から上昇する。溶融コア材
料は分離した泡１０２の形で上昇するように示したが、コア１２全体が本質的に
同時に溶融するため略連続した塊で上昇する。コア１２が溶融している鋳物１０
を例えば一端から他端に傾斜することによって鋳物１０を僅かゆすることによっ
て鋳物１０からのコア材料の分離を促進できる。コア１２から亜鉛合金が溶け出
たとき、これが溶融鉛８２の表面に上昇し、溶融亜鉛合金の層１０４を形成する
。層１０４の厚さが大きくなったとき、溶融亜鉛合金は亜鉛合金ドレン管９６を
介して亜鉛回収タンク９８に流れ、プール１０６内に集められ、周期的に回収さ
れて他のコアとして再鋳造される。コア１２上に窒化硼素または他の熱遮断被覆
が設けられている場合には亜鉛合金と共に上昇し、亜鉛合金層１０４の頂部に浮
ぶ。この材料は、従来既知のプロセスによりその品質に悪影響を及ぼすことなく
亜鉛合金層１０４の頂部から周期的にすくい取ることができる。

【００５６】コア１２全体が溶融され、鋳物から除去された後（１〜５秒以内の間隔で成さ
れる）、鋳物１０をタンク８０から引き出し、タンク８０を次の鋳物を受け取る
ために準備せしめる。

【００５７】溶融鉛の浴８２以外の浴を鋳物１０からコアを溶かすため用い得る。例えば、
塩浴または油浴を鉛浴の代りに用い得る。この場合には溶融コア金属は浴の液よ
り浮力が小さく沈むようになる。従ってこの例では鋳物１０は図３に示すように
浴内に上向きではなく、下向きに浸漬せしめる。また、図３のタンクは低密度の
浴に適するように変形する。このような変形では、１）下方に延びるバッフル９
４はタンクの床８４から上方に延びるものに代え、２）亜鉛合金ドレン管９６は
タンク８０の床８４から液状コア材料を除去できるものに代える。

【００５８】図１Ｄと図２に示すように、浴から鋳物１０を除去した後コア材料を取り去り
略完了する。従来の方法で取り出した鋳物１０を手入れし、（ステップ７０）従
来の方法で鋳物１０を加熱処理または溶液エイジせしめる（ステップ７２）。得
られた鋳物は実質的に所望の用途に用い得る。本発明の溶融除去コアモールド
プロセスによって形成した鋳物は極端に滑らかであり、極端に厳しい公差を有
し、測定した内面が初めの寸法から１インチ当り0.0015インチ、可能性として0.
0005インチ以内の変化となし得るため機械仕上げを必要としない。この鋳物は、
機械加工する必要がなく、精密なものを必要とするブレーキキャリパ等に用
い得る。これらの他の用途としてはエンジン，マニホルド，トランスミッショ
ンハウジング，アクセルハウジング及びゴルフクラブがある。

【００５９】図２に示すプロセスは、その全体を20秒〜40秒のサイクルで連続的に繰り返
し、場合によっては20秒以下または10秒以下のサイクルで繰り返すことができ
る。これら製造速度は先の章で示したプロセスパラメータを制御することによ
って可能となる。

【００６０】（４．実際の用途）本発明の適用の多様性及び範囲を以下実際の例で説明する。本発明のプロセス
によって作り得る鋳物１１０の例は図７に示すブレーキキャリパである。この
キャリパに用い得る複雑なコア１１２を図４に示し、鋳物１１０によって取り
込まれた状態を図５と図６に示す。コア１１２は、得られる鋳物１１０内に孔
１１６を形成するための第１の突起１１４と、得られる鋳物１１０内に段部１
２０を形成するための第２の突起１１８とを含む分離した突部を有する。他の突
部１２２と１２４は得られる鋳物１１０に夫々部分１２６とシール溝１２８とを
形成する。上記鋳物１１０には形成されていないが、本発明のプロセスを用い
れば鋳物上に細かいねじのような細かい形状を形成できる。実際上、本発明は
鋳物に１インチ当り40ピッチのねじを形成できる。従来の機械的に引き抜くコア
ではこのような複雑な形状を形成できない。他のロストコア鋳造プロセスに用い
る塩コアや他のコアを用いてこれら複雑な形を形成することは困難であるか不可
能である。これら他のロストコアプロセスで得たものは機械加工を必要とする。
パック，リーウィン，ドラリィ及びボス特許に示されているような既知のコア溶
融除去鋳造プロセスではこれら複雑な形のコアを用いて機械加工を不要とする精
密な鋳物を作ることができない。

【００６１】本発明のプロセスに用い得る極端に丈夫な、実施可能なコア１３０の例を図８
に示す。このコア１３０は自動車等に使用できるフロントブレーキキャリパを
形成するための外側ハウジングを作るために用いる。段付突部１３２と１３４及
び他の複雑な形状を有する複雑な構造のコアは精密な鋳物を作り得るが、上記既
知の鋳造プロセスには使用できない。

【００６２】本発明では鋳物に対し機械加工が不要なため、次のコアの材料として回収され
たコア材料を再使用でき、製造コストを大幅に低下できる。例えば、ブレーキ
キャリパ用コア１３０のコストは約2.50ドル及び5.00ドルであり、年間の生産量
は100,000 ユニットである。本発明のプロセスによれば１個当りのトータルコス
トを60％減の３ドル以下とすることができる。本発明のプロセスによれば、投資
資本を4.5 ミリオンドルから1.0 ミリオンドルに減少でき、また、本発明によれ
ば機械加工を必要としないため鋳物を機械加工するため購入しなければならない
旋盤、ドリル及び他の機械を省略できる。本発明は本発明の範囲内で種々変更で
きる。これら本発明の範囲は上述したが、他の範囲は以下請求の範囲で明らかな
らしめる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明における型内のコア挿入体を示す分解斜視図である。

【図１Ｂ】図１Ａの型内の鋳物の縦断正面図である。

【図１Ｃ】鋳造後であるがコアの溶融前の鋳物とコアの組合せの斜視図である。

【図１Ｄ】図１Ｃに示す組合せからコアを溶融した後の精密鋳造鋳物を示す斜視図である
。

【図２】本発明によって形成される好ましいコア溶出精密鋳造プロセスのフローチャー
トである。

【図３】本発明によって形成した鋳物からコアを溶出するために用いる浴槽の縦断正面
図である。

【図４】本発明の鋳造プロセスに用い得る他のコアの斜視図である。

【図５】図４に示すコアと関連する鋳物の斜視図である。

【図６】図５のコアと鋳物の組合せの縦断側面図である。

【図７】図５と図６の鋳物からコアを除去した後の鋳物の斜視図である。

【図８】本発明のコア溶出精密鋳造プロセスによりブレーキキャリパを作るために用
い得る他のコアの斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）金属コアとモールドの内面間に空洞を形成するよう上
記モールド内に上記金属コアを配置し、（Ｂ）上記コアの融点より高い温度で半固体チキソトロピー合金のショットを
上記空洞内に満たし、（Ｃ）上記ショットを冷却固化して鋳物を形成し、次いで（Ｄ）上記コアを上記鋳物から溶出する精密鋳造プロセス。
【請求項２】１）亜鉛コアまたは亜鉛合金コアの周りにチキソトロピー
アルミニウム合金ショットを鋳込むこと、２）亜鉛コアまたは亜鉛合金コアの
周りにチキソトピーマグネシウム合金ショットを鋳込むこと、及び３）鉛コア
の周りにチキソトピー亜鉛合金を鋳込むこと、の何れかによる請求項１記載のプロセス。
【請求項３】亜鉛コアまたは亜鉛合金コアの周りにチキソトロピーアル
ミニウム合金ショットを鋳込む請求項１記載のプロセス。
【請求項４】上記コアを共晶または略共晶の亜鉛合金から作る請求項３記
載のプロセス。
【請求項５】上記コアをＺＡＭＡＫ３から作る請求項４記載のプロセス。
【請求項６】 1,050 °Ｆ〜1,100 °Ｆの温度の上記ショットを、22,000ps
i 〜30,000psi の高圧で、50インチ／秒〜100 インチ／秒の注入速度で上記モー
ルド内に注入する請求項３記載のプロセス。
【請求項７】約1,080 °Ｆの温度で、上記ショットを約29,400psi の高圧
で、70インチ／秒〜90インチ／秒の注入速度で上記モールド内に注入する請求項
６記載のプロセス。
【請求項８】上記ショットが少なくとも50容量％が固体の状態で上記モー
ルド内に注入される請求項１記載のプロセス。
【請求項９】上記ショットが少なくとも60容量％が固体の状態で上記モー
ルド内に注入される請求項８記載のプロセス。
【請求項１０】上記コアが、35ksi の抗張力と、100 Ｗ／ｍ℃の熱伝導度
と、0.08カロリ／グラム℃以上の熱容量を有する鋳造コアである請求項１記載の
プロセス。
【請求項１１】上記コアが、40ksi の抗張力と、110 Ｗ／ｍ℃の熱伝導度
と、0.10カロリ／グラム℃以上の熱容量を有するホットチャンバーダイキャスト
コアである請求項１０記載のプロセス。
【請求項１２】上記コアがＺＡＭＡＫ３から形成される請求項１１記載の
プロセス。
【請求項１３】上記コアが、上記鋳物の内面に少なくとも１つの切り込み
部、ねじ、及び孔を形成するための突出部を有する請求項１記載のプロセス。
【請求項１４】上記コアと鋳物との質量比が１：３〜１：１である請求項
１記載のプロセス。
【請求項１５】上記コアを上記モールド内に配置する前に、上記コアを被
覆する請求項１記載のプロセス。
【請求項１６】上記被覆ステップが１）上記コアをある材料で被覆するこ
と、２）上記コアを陽極酸化すること、の少なくとも１つを含む請求項１５記載
のプロセス。
【請求項１７】上記被覆ステップが、始に結晶被覆を作るため上記コアの
面を陽極酸化し、次いで上記結晶被覆上に上記材料を被覆することを含む請求項
１６記載のプロセス。
【請求項１８】上記被覆ステップが、500 グラム負荷で少なくとも200 回
のテーバーアビレジョンサイクルに耐える材料で上記コアを被覆することを含む
請求項１５記載のプロセス。
【請求項１９】上記被覆ステップが、500 グラム負荷で少なくとも2,000
回のテーバーアビレジョンサイクルに耐える材料で上記コアを被覆することを含
む請求項１８記載のプロセス。
【請求項２０】上記被覆ステップが、１）厚さ0.0015インチ以下で、２）
約125 ミクロンインチの滑らかさで、３）厚さの変化が約0.0005インチ以内の均
一な被覆を上記コアに形成することを含む請求項１５記載のプロセス。
【請求項２１】上記被覆ステップが、１）0.0010インチ以下で、２）約60
ミクロンインチの滑らかさで、３）厚さの変化が約0.0002インチ以内の均一な被
覆を上記コアに形成することを含む請求項２０記載のプロセス。
【請求項２２】上記被覆ステップが上記コアを窒化硼素で被覆することを
含む請求項１５記載のプロセス。
【請求項２３】上記溶融工程が、上記鋳物とコアを、上記コアの融点以上
の温度に加熱された浴中に浸漬することを含む請求項１記載のプロセス。
【請求項２４】上記浴の密度が溶融金属コアの密度より大きく、溶融金属
コアが上記浴の表面に上昇するよう上記鋳物とコアを上向きにして上記浴内に浸
漬する請求項２３記載のプロセス。
【請求項２５】上記浴が金属浴である請求項２３記載のプロセス。
【請求項２６】上記コアが亜鉛合金で作られ、上記浴が鉛浴である請求項
２５記載のプロセス。
【請求項２７】上記浴の密度が溶融金属コアの密度より小さく、溶融金属
コアが上記浴の底に沈むよう上記鋳物とコアを下向きにして上記浴内に浸漬する
請求項２３記載のプロセス。
【請求項２８】上記浴が塩浴と油浴の１つである請求項２７記載のプロセ
ス。
【請求項２９】上記溶融ステップが、上記鋳物の熱処理または溶液エージ
ングを含む請求項１記載のプロセス。
【請求項３０】溶融ステップの後に他のコアの少なくとも一部を形成する
ため上記溶融金属コアをリサイクルする請求項１記載のプロセス。
【請求項３１】溶融ステップ後の上記鋳物の内面が本質的に滑らかである
請求項１記載のプロセス。
【請求項３２】請求項３１記載の鋳造プロセスによって形成した鋳物。
【請求項３３】溶融ステップ後の鋳物内面の寸法変化が上記コアの初めの
形状に対し１インチ当り0.0015以内である請求項１記載のプロセス。
【請求項３４】請求項３３記載の鋳造プロセスで作られた鋳物。
【請求項３５】溶融ステップ後の鋳物内面の寸法変化が上記コアの初めの
形状に対し１インチ当り0.0005インチ以内である請求項１記載のプロセス。
【請求項３６】請求項３５記載の鋳造プロセスで作られた鋳物。
【請求項３７】上記コアが少なくとも略共晶である金属で作られている。
【請求項３８】上記モールドが、上記空洞を形成するため接合される一
対の型を有し、上記介挿体が、上記型の一つに介挿され、上記チキソトロピー合
金の固体−半固体遷移温度より低い融点を有し上記型の材料に対し上記チキソト
ロピー合金よりも親和力の低い材料で作られる請求項１記載のプロセス。
【請求項３９】（Ａ）（１）固体−半固体遷移温度と、（２）突起部又は
くぼみ部を有する内側鋳造面とを有するチキソトロピー合金より成る鋳物と、及
び（Ｂ）（１）上記内側鋳造面に合致する形状と、（２）上記チキソトロピー合
金の融点より低い融点とを有し、上記鋳物によって少なくとも部分的に囲まれ上
記鋳物内に取り込まれているコアとの組合せ。
【請求項４０】（ａ）固体−半固体遷移温度と、（ｂ）コアによって形成
される突起部又はくぼみ部を有する内側鋳造面とを有するチキソトロピー合金よ
り成り、上記コアが、（ａ）上記内側鋳造面に合致する形状と、（Ｂ）上記チキ
ソトロピー合金の遷移温度より低い融点とを有し、鋳物を鋳造する前と上記コア
が上記鋳物から溶出された後において上記コアの形状に対する上記突起部又はく
ぼみ部を有する上記内側鋳造面の寸法差が１インチ当り少なくとも約0.0015イン
チ以内である鋳物。
【請求項４１】チキソトロピー合金の鋳物と金属コアとを、上記金属コア
の融点より高く、上記チキソトロピー合金の固体−半固体遷移温度より低い温度
に加熱して上記金属コアを上記鋳物から溶出せしめるプロセス。
【請求項４２】上記溶融工程が、上記鋳物とコアを上記コアの融点に加熱
された浴中に浸漬し、上記コアを溶かし、コア金属コアを上記鋳物から分離する
請求項４１記載のプロセス。
【請求項４３】上記浴の密度が溶融金属コアの密度より大きく、溶融金属
コアが上記浴の表面に上昇するよう上記鋳物とコアを上向きにして上記浴内に浸
漬する請求項４２記載のプロセス。
【請求項４４】上記浴が金属浴である請求項４３記載のプロセス。
【請求項４５】上記コアが亜鉛合金で作られ、上記浴が鉛浴である請求項
４４記載のプロセス。
【請求項４６】上記浴の密度が溶融金属コアの密度より小さく、溶融金属
コアが上記浴の底に沈むよう上記鋳物とコアを下向きにして上記浴内に浸漬する
請求項４２記載のプロセス。
【請求項４７】上記浴が塩浴と油浴の１つである請求項４６記載のプロセ
ス。
【請求項４８】上記浴が、１）底面と、２）第１の端部における上方入口
と、３）第２の端部における液状コア回収区域と、４）上記第１及び第２の端部
の間に位置する、上記浴内に延びるバックルと、及び５）上記バックルと上記第
２の端部間に位置する、上記浴から上記液状金属コアを除去するためのドレンと
を有するタンク内に入れられている請求項４２記載のプロセス。
【請求項４９】上記溶融ステップが上記鋳物を熱処理するか又は溶液エー
ジングを含む請求項４１記載のプロセス。
【請求項５０】上記溶融ステップがガス炉内で上記鋳物を加熱することを
含む請求項４１記載のプロセス。
【請求項５１】液状金属コアを他のコアの少なくとも一部を形成するため
リサイクルすることを含む請求項４１記載のプロセス。
【請求項５２】（Ａ）突出部とくぼみ部の少なくとも１つをその表面に有
する金属コアとモールドの内面間に空洞を形成するよう上記モールド内に上記金
属コアを配置し、（Ｂ）上記コアの融点より高い温度で半固体チキソトロピー合金のショットを
上記空洞内に満たし、（Ｃ）上記ショットを固化してコアを取り込んだ鋳物を形成し、次いで（Ｄ）上記コアを上記コアの上記表面の形状に合致する形状の表面を有する上
記鋳物から溶出する、上記コアを上記鋳物から機械的に除去する必要のない精密鋳造プロセス。
【請求項５３】溶融ステップの後の上記鋳物の内面が滑らかである請求項
５２記載のプロセス。
【請求項５４】請求項５３記載の鋳物プロセスによって形成された鋳物。
【請求項５５】溶融ステップの後の、鋳物の内面形状とコアの初めの形
状との寸法差が１インチ当り0.0015インチ以内である請求項５２記載のプロセス
。
【請求項５６】請求項５５記載の鋳造プロセスによって形成した鋳物。
【請求項５７】溶融ステップの後の、鋳物の内面形状とコアの初めの形状
との寸法差が１インチ当り0.0005インチ以内である請求項５２記載のプロセス。
【請求項５８】請求項５７記載の鋳造プロセスによって形成した鋳物。
【請求項５９】（Ａ）外面に突出部を有する金属コアをＡｃｕ亜鉛５、Ｚ
ＡＭＡＫ５及びＺＡＭＡＫ３の少なくとも１つを有する亜鉛合金によって鋳造し
、（Ｂ）１）上記金属コアを陽極酸化によって結晶被覆する、２）他の材料によ
って被覆することの少なくとも１つを含むステップで上記金属コアを熱絶縁、耐
摩耗性材料によって被覆し、（Ｃ）金属コアとモールドの内面間に空洞を形成するよう上記モールド内に上
記金属コアを配置し、（Ｄ）上記コアの融点より高い温度で少なくとも６０容量％の固体分を有する
半固体チキソトロピー合金のショットを上記空洞内に満たし、 (Ｅ) 上記ショットを固化してコアを取り込んだ鋳物を形成し、次いで（Ｆ）加熱浴内の鋳物から上記コアを溶出し、上記コアの上記突出部によって
形成されたねじ、切り込み部及び孔の少なくとも１つを有する鋳物が残るように
する精密鋳造プロセス。
【請求項６０】溶融ステップの後の上記鋳物の内面が滑らかである請求項
５９記載のプロセス。
【請求項６１】請求項６０記載の鋳物プロセスによって形成された鋳物。
【請求項６２】溶融ステップの後の、鋳物の内面形状とコアの初めの形
状との寸法差が１インチ当り0.0005インチ以内である請求項５９記載のプロセス
。
【請求項６３】請求項６２記載の鋳造プロセスによって形成した鋳物。
【請求項６４】（Ａ）外面に突出部を有するＺＡＭＡＫ３亜鉛合金の金属
コアをホットチャンバダイキャストし、次いで（Ｂ）上記コアの外層を陽極酸化し、次いで（Ｃ）上記コアを窒化硼素で被覆し、次いで（Ｄ）金属コアとモールドの内面間に空洞を形成するよう上記モールド内に上
記金属コアを配置し、次いで（Ｅ）約1,080 °Ｆ〜1,090 °Ｆの温度で少なくとも60容量％の固体分を有す
る半固体チキソトロピーアルミニウム３５６合金のショットを上記空洞内に満
たし、次いで（Ｆ）上記ショットを固化してコアを取り込んだ鋳物を形成し、次いで（Ｇ）少なくとも750 °Ｆに加熱した浴内の鋳物から上記コアを溶出し、上記
コアの外面の上記突出部によって形成されたねじ、切り込み部及び孔の少なくと
も１つを有し、その内面が本質的に滑らかで約0.0015インチの公差を有する鋳物
が残るようにし、次いで（Ｈ）上記鋳物を上記浴から取り出して冷却し、次いで（Ｉ）上記鋳物を溶液エージングし、次いで（Ｊ）上記浴から上記溶融金属コアを除去し、この溶融金属コアを他のコアの
少なくとも１部のためリサイクルせしめる、精密鋳造プロセス。
【請求項６５】上記モールドが、上記空洞を形成するため接合される一対
の型を有し、上記介挿体が、上記型の一つに介挿され、上記チキソトロピー合金
の固体−半固体遷移温度より低い融点を有し上記型の材料に対し上記チキソトロ
ピー合金よりも親和力の低い材料で作られる請求項６４記載のプロセス。
【請求項６６】請求項６４記載の鋳造プロセスによって作った鋳物。
【請求項６７】請求項１記載の鋳造プロセスによって作ったブレーキキ
ャリパ。
【請求項６８】請求項３１記載の鋳造プロセスによって作ったブレーキ
キャリパ。
【請求項６９】請求項３５記載の鋳造プロセスによって作ったブレーキ
キャリパ。
【請求項７０】請求項５３記載の鋳造プロセスによって作ったブレーキ
キャリパ。
【請求項７１】請求項６４記載の鋳造プロセスによって作ったブレーキ
キャリパ。