JP2003514668A - 軽金属ペレットの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、軽金属ペレットの製造方法を提案するもので、軽金属溶融物を２つの冷却体（１）の間にある隙間（４）内へ案内し、軽金属溶融物（３）を、それが完全に硬化する前に、弱化線（６）により、或いは完全に分断することにより、所定のサイズのペレット（８）に分配する。この方法を実施するため、本発明は、冷却体（１）がその対向しあっている表面に凹部を有し、これら凹部は、両冷却体（１）の間にある軽金属溶融物（３）がこれら凹部によって与えられる形状のペレットに成形可能であるように設けられている装置を提案する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の方法およびこの方法を実施するための
装置に関するものである。

【０００２】 軽金属および重金属用のこの種の方法および装置はドイツ連邦共和国特許第８
２３７７８号公報から知られており、ドイツ連邦共和国特許第１５０８８００号
公報からは、炭化ウランのような非常に高溶融の材料のためのものが知られてい
る。

【０００３】 ペレットという概念は、本発明によれば、固形の原材料から製造される小片、
たとえば粉末から製造された焼結体のような小片を意味するばかりでなく、本明
細書で使用するペレットという概念は、特に流動材料から製造された小片をも含
んでいる。十分に不規則な形状を有している「顆粒」という概念と異なるのは、
本発明によれば「ペレット」という概念は、これに対して極めて規則的な形状を
持つものに使用される。以下では特にマグネシウムペレットの製造について説明
するが、本発明はマグネシウム材料に限定されるものではない。

【０００４】 ペレットから製造される工作物、たとえば鋳造或いは射出成形された工作物が
強い応力または大きな負荷を受ける部材である場合は、軽金属に繊維、粒子、ま
たは同様の添加材のような補強材を添加することがある。この種の添加材は、使
用目的に応じてたとえば工作物の磨耗硬度、破断強度、曲げ強度、或いは振動強
度を改善するためのものである。しかし、これらの添加材が工作物内部で不規則
に配分され、望ましくない欠如個所が生じると、工作物は過度に弱くなる。

【０００５】 本発明の課題は、冒頭で述べた方法において、ペレットから製造される工作物
の可能な限り均質な特性が確実に得られるように改善すること、およびこれに適
した装置を提供することである。

【０００６】 本発明の上記課題は、請求項１の構成をもつ方法によって解決される。この方
法を実施するために適した装置は請求項６ないし９から明らかである。 換言すれば、本発明によれば、軽金属溶融物に繊維、小片、または同様の添加
材を添加し、最初に射出成形用の型または鋳型に添加材を添加するのではなく、
すでにペレットが添加材を含んでおり、これをさらに加工するようにすることを
提案するものである。したがって、添加材の均一な分布が保証されており、工作
物内に添加材の欠如個所が生じるのを回避するのに有用である。

【０００７】 この場合、生成された硬化した材料の厚さは、この材料を簡単にわずかなエネ
ルギーコストで粉砕できるほどの薄さであり、その結果材料の厚さが薄く、その
結果容易に粉砕できるので、精密な寸法を持ったペレットを製造することができ
る。これは、「スパゲティ」と呼ばれる非常に小さな横断面寸法の棒材または線
材を生成させることにより行なうことができる。

【０００８】 まず、連続するペレットからなる帯材を冷却体から出して生成し、後でこの帯
材を個々のペレットに分断する。このようにして、ペレットをワッフル、マット
、プレート、或いは巻き取られた帯材にまとめることにより、ペレットの省スペ
ースな搬送が可能である。この種の搬送の場合、場合によっては、分離性のペレ
ットに対したとえばボール紙或いは袋として必要であるような梱包をしないで済
む。さらに、たとえば帯材は転動させることができ、或いはプレートは歩進的に
供給できるので、連続したペレットを加工機に供給する際、この連続したペレッ
トの正確な配量が可能になる。

【０００９】 互いに切り離された個々のペレットへの分断は、この種の物体の製造とは空間
的時間的に別個に行なうことができ、たとえば加工器の溶融ユニットの上流側に
配置される特別な粉砕設備で行なうことができ、或いは、粉砕を行なうため、プ
レートまたは帯材を加工機に挿入し、加工機の可動部材、たとえば加工機に設け
た搬送スクリューにより個々のペレットに破砕するようにしてもよく、これは弱
化線によって容易になる。

【００１０】 軽金属溶融物は２つの冷却体の間で案内される。この場合冷却体は幅狭の隙間
を形成し、そこでの冷却作用は、該冷却体に境を接している溶融物の量に関し特
に集中的に行なわれ、しかも軽金属の形状刻設或いは分断を行なうことができる
。この場合、少なくとも表面においては、閉じた外皮が生じて、その結果形状の
付与を行なうことができる程度に材料の硬化が行なわれる。

【００１１】 両冷却体の冷却を、たとえばこれら冷却体により案内される冷却媒体を用いて
制御することにより、両冷却体を移動させる速度による制御に加えて、溶融物ま
たは硬化したペレットの所定の温度案内が可能になる。

【００１２】 さらなる硬化のために空気での冷却を行なってよく、場合によっては圧縮空を
吹き付けることによりこれを補助してもよく、或いは、少なくとも部分的に硬化
した材料を冷却液のなかへ案内し、または冷却液を振りかけるか、噴射してもよ
い。材料を意識的に脆く設定するため、特に集中的な冷却を行なってもよく、こ
れにより、すでに述べたようにペレットをまず１つの連続した物体として製造す
る必要がある場合には、別個の破砕作業が容易になる。

【００１３】 冷却体は同期して移動可能であるのが有利であり、このように構成すると、軽
金属を両冷却体の間の摩擦で案内させる必要はなく、両冷却体は軽金属の搬送装
置の用を成す。冷却体を丸く、或いは斜めに延びるように構成または配置するこ
とにより、まず軽金属溶融物のための受容空間が提供され、この受容空間は前述
の隙間に通じている。その際隙間内で、液状または部分的に硬化した軽金属溶融
物の成形を行なうことができ、或いは少なくとも部分的に硬化した、またはすで
に完全に硬化した軽金属の完全な分断を行なうことができる。

【００１４】 冷却体は隣接した２つのホイールまたはロールとして構成するのが有利であり
、これらホイールまたはロールはその周面によって互いにほぼ対向しあっており
、或いは互いに接触している。このようにして両冷却体の間に充填ホッパーが形
成されるので、１回の作業工程で液状のマグネシウム溶融物をこの充填ホッパー
に供給することができ、そこから両冷却体の移動により両冷却体の間の隙間のな
かへ案内され、そこで成形または分断される。両冷却体がさらに移動することに
よって、冷却体の両面は再び離間し、その結果マグネシウムペレットは下方へ落
下するか、或いは弱化線だけを備えたマグネシウム帯材が下方へ案内され、そこ
で規格サイズのペレットに簡単に粉砕することができる。

【００１５】 場合によっては、両ロールの表面の構成を、材料分断部の両形状が設定される
ように行なってもよい。一方では、ロール表面の特定の部分は、ペレットの連続
する帯材、ワッフル、マット等の構成を可能にし、続いて規則的な分断細条部が
ロールの表面に設けられ、その結果ペレットの無端帯材、無端マット等は生成さ
れず、所定のサイズのこの種のマット、ワッフル、帯材等が製造される。この目
的のため、分断細条部は完全な材料中断部を溶融物または製造されたペレットの
中に生じさせるので、これにより、このように連続したペレット配置体のサイズ
が制限され、設定される。特に、ペレットを引き続いてすぐに溶融装置内でさら
に処理する必要がない場合には、所定のサイズを持ったこの種の連続したペレッ
ト配置体はその後の容易な処理操作と、この種の「クラスター」の自動梱包とを
可能にし、すなわち「クラスター」を梱包ユニット内部で個別に或いはいくつか
に梱包することが可能になる。

【００１６】 このように両冷却体を２つのホイールとして構成する代わりに、リンクチェー
ン状または搬送ベルト状の構成でもよい。このように構成すると、比較的長い隙
間を簡単に提供でき、この隙間において両冷却体が互いに隣接するので、ここで
は集中的な冷却硬化作用が可能であり、これに対応して高いスループットを得る
ことができる。

【００１７】 次に、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。 図１にはロール状の２つの冷却体１が図示されており、両冷却体１の上部にし
てそれらの間には、軽金属溶融物３のための充填ホッパー２が設けられている。
軽金属溶融物３は以下では単に一例としてマグネシウム溶融物と記すことにする
。両冷却体１は互いに逆方向に同期して駆動可能であり、図示していない冷却装
置により冷却可能である。冷却体１の表面ではマグネシウムが硬化し、両冷却体
１の間の狭隘部位として構成されている隙間４の中にマグネシウム溶融物３が到
達すると、幅狭のマグネシウム帯材５が生じる。マグネシウム帯材５は少なくと
もその外表面においては十分に硬化しており、引き続いて装置から引き出すこと
ができる。

【００１８】 マグネシウム帯材５には、それに刻設されている弱化線６が略示されている。
これらの弱化線６は、略示した細条部７によって生じるもので、細条部７は冷却
体１の表面に設けられている。

【００１９】 図面を簡潔にするという理由だけから、マグネシウム帯材５と冷却体１のエッ
ジには膨出部または隆起部は図示しておらず、また弱化線６と細条部７は直線状
に連続して図示されており、その結果直角なペレットが生じる。これとは異なり、
種々の形状のペレットも可能であり、特にその都度選定される溶融物の合金成分
とペレットの所定の使用目的とに依存して選定できる形状も可能である。

【００２０】 弱化線６は、マグネシウム帯材５の所定の破断線を設定しているので、下流側
に配置されている破断または変形装置（図示せず）によりマグネシウム帯材５を
わずかなエネルギー投入量で所定の大きさのペレット８に加工することができる
。マグネシウム帯材５は、ペレット８を個別化する以前においては、単にこのペ
レット８を連続して配置したものにすぎない。

【００２１】 上記構成の代わりに、細条部７を冷却体１の表面から突出させて、細条部７が
それぞれ対向している冷却体１の表面またはそれぞれ他の冷却体１の細条部７と
協働してマグネシウムを完全に分断するようにしてもよい。このように構成する
と、隙間４の下方に連続したマグネット帯材５は得られず、互いに分断された個
別のペレット８が装置から落下する。

【００２２】 さらに、図示した実施形態の代わりに、冷却体の表面に細条部を設けるのでは
なく、凹部を設けてもよい。この場合、両冷却体の凹部は鋳型のように作用する
ので、凹部の形状により形状が予め決定されるペレットが得られる。

【００２３】 この場合も、個々の凹部の間にはマグネシウム残留物が薄い皮のように残るの
で、生じたペレットは、装置から到達するとまだ連続している。この連続状態が
望ましいのは、以後の処理にとって有利な場合で、たとえばペレットを高精度に
配量して個別にカウントし、鋳造機に供給する必要がある場合である。他方、凹
部に形成されたペレットを装置からすぐに個別に取り出し可能であるようにして
もよい。このようにすると、ペレットは即刻加工完了状態になり、パックにする
か、或いは鋳造機で加工することができる。

【００２４】 図２の第２実施形態では、両冷却体１はリンクチェーン状または搬送ベルト状
に構成され、それぞれ２つの転向ローラ９のまわりに案内されている。このよう
にして比較的長い隙間４を得ることができる。図２の装置は、高さを低くするた
め水平方向に配置されている。この実施形態とは異なり、同様に構成された装置を
垂直方向に配置して、マグネシウムの案内を重力の支援のもとに行うようにして
もよい。図１の装置の場合と同様に、図２の装置のための固有の冷却装置は図面
を見やすくするために図示していない。

【００２５】 図２の実施形態の長い隙間４により、強力な冷却作用が得られるので、この装
置の高いスループットが可能になる。この装置の構成では、冷却体１の適当な長
さにより、よって隙間４の適当な長さにより、マグネシウムの一部分または全体
に対し所望の硬化率を簡単に設定することができる。他方図１の実施形態では、
ロール状の両冷却体１の周速は目標とする硬化度によって制限されている。

【００２６】 図２の実施形態における冷却体１の表面の構成は、すでに述べたように、細条
部７を突出させた構成（図に示唆した）でも、また凹部を成形した構成でもよく
、この実施形態でも個々のペレットを装置内にあるときにすでに最終的に分断さ
せることができ、或いは適当な弱化線６（図に示唆した）によって、分断のため
に設けられる粉砕機で引き続き分断を行なってもよい。

【００２７】 図１および図２の装置では、たとえば粒状または粉末状の小片或いは繊維用の
補助的な供給ユニットが設けられている。粒状または粉末状の小片としては、た
とえばSiC小片、Al_２Ｏ_３小片、または炭素小片を設けることができる。小片また
は繊維の添加は、これら小片または繊維を溶融物の中に投入するか、或いは溶融
物の内部で隙間４の直前まで案内して、小片または繊維の所定の分布とマグネシ
ウム溶融物の所定の分布とが保証されるように、よって一定の生産物特性が保証
されるように行なわれる。繊維は場合によってはバラで堆積物として添加するこ
とができ、或いは編物、織物、ニット物として、或いはこれに比較しうる構成で
添加することができ、その結果、これら繊維を秩序正しく添加することにより、
繊維を含んだペレットの均一な生産物特性が保証されている。特に、小片または
繊維をたとえば誘導性攪拌または機械的攪拌により外部で均一に分布させるのが
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マグネシウムペレットを製造するための装置の第１実施形態の概略図である。

【図２】 マグネシウムペレットを製造するための装置の第２実施形態の概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２２Ｄ 19/14 Ｂ２２Ｄ 19/14 Ｂ Ｂ２２Ｆ 9/08 Ｂ２２Ｆ 9/08 Ｃ Ｃ２２Ｃ 1/10 Ｃ２２Ｃ 1/10 Ｇ Ｆターム(参考） 4E004 DA13 DA23 NB10 NC09 QA01 QB01 SD01 SD09 4K017 AA04 AA06 BA01 BA10 CA03 CA05 CA06 EC02 4K020 AA04 AA06 AA08 AA22 AA24 AC01 AC02 BB02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軽金属溶融物を２つの冷却体の間にある隙間内へ案内し、軽金
   属溶融物を、それが完全に硬化する前に、弱化線により、或いは完全に分断する
   ことにより、所定のサイズのペレットに分配するようにした軽金属ペレットの製
   造方法において、 軽金属溶融物（３）が隙間（４）に侵入する前に、軽金属溶融物（３）に繊維
   、小片または同様の添加物を添加することを特徴とする製造方法。
2. 【請求項２】両冷却体（１）が同期して移動可能であり、両冷却体（１）を
   、その表面が互いに間隔を持って位置する第１の配置位置から、前記表面が互い
   に近接して隙間（４）を形成する第２の配置位置へ移動させ、次に再び両冷却体
   を互いに間隔を持って位置する配置位置へ移動させることを特徴とする、請求項
   １に記載の製造方法。
3. 【請求項３】冷却体（１）の第１の配置位置から第３の配置位置への移動を
   上方から下方へ行ない、その際軽金属溶融物（１）を、両冷却体（１）の間に生
   じる充填ホッパー部（２）に供給することを特徴とする、請求項２に記載の製造
   方法。
4. 【請求項４】まず、連続するペレットからなる帯材を冷却体から出して生成
   し、後でこの帯材を個々のペレットに分断することを特徴とする、請求項１から
   ３までのいずれか一つに記載の製造方法。
5. 【請求項５】軽金属としてマグネシウムを使用することを特徴とする、請求
   項１から４までのいずれか一つに記載の製造方法。
6. 【請求項６】請求項１から５までのいずれか一つに記載の製造方法を実施す
   るための装置において、 冷却体（１）がその対向しあっている表面に凹部を有し、これら凹部は、両冷
   却体（１）の間にある軽金属溶融物（３）がこれら凹部によって与えられる形状
   のペレットに成形可能であるように設けられていることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】請求項１から５までのいずれか一つに記載の製造方法を実施す
   るための装置において、 冷却体（１）が搬送ベルト状に構成されて、それぞれ２つの転向点と、これら
   転向点の間にある冷却区間とを備え、冷却区間に沿って両冷却体（１）が隙間（
   ４）を形成し、或いは互いに接触していることを特徴とする装置。
8. 【請求項８】冷却体（１）がその対向しあっている表面に突出した細条部（
   ７）を有し、これら細条部（７）は、両冷却体（１）の間にある軽金属溶融物（
   ３）がこれら細条部（７）によって互いに分断されるペレット（８）に成形可能
   であるように設けられている構成の装置を、請求項１から５までのいずれか一つ
   に記載の製造方法を実施するために使用することを特徴とする使用方法。
9. 【請求項９】冷却体（１）が２つのホイールまたはロールとして構成され、
   両ホイールまたはロールがその周面によって隙間（４）を形成するように近接し
   て配置され、或いは互いに接触している構成の装置を、請求項１から５までのい
   ずれか一つに記載の製造方法を実施するために使用することを特徴とする使用方
   法。