JP2003535695A - チキソトロピ金属スラリを製造する方法及び装置 - Google Patents

チキソトロピ金属スラリを製造する方法及び装置

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JP2003535695A
JP2003535695A JP2001587943A JP2001587943A JP2003535695A JP 2003535695 A JP2003535695 A JP 2003535695A JP 2001587943 A JP2001587943 A JP 2001587943A JP 2001587943 A JP2001587943 A JP 2001587943A JP 2003535695 A JP2003535695 A JP 2003535695A
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slurry
molten metal
metal
solid
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JP2001587943A
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ノービル，サミュエル
ワン，シャウポー
ロンバード，パトリック・ジェイ
Original Assignee
エイ・イー・エム・ピー・コーポレーション
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting

Abstract

(57)【要約】 溶融金属を同時に制御状態で冷却させ且つ攪拌して残留する液体の第２相内に懸濁した第１相の固体粒子を形成することにより、チキソトロピ溶融金属を製造する装置１０、１０Ａ、１０Ｂである。溶融金属を強力に攪拌する結果、ほぼ球状の形状を有する再生樹木状晶粒子が形成される。溶融金属は攪拌して半固体スラリの形成物を迅速に且つ効率的に循環させる。形成する半固体スラリを循環させる結果、全体を通じてほぼ均一な温度となる。精密な攪拌及び冷却を通じて、約７０から８０重量％の第１固相が第２液相内に懸濁した半固体スラリが、形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、全体として、金属組織学、より具体的には、精密に制御された熱伝
導及び励磁力による動揺を通じてチキソトロピ溶融金属を製造する方法及び装置
に関する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、全体として、鋳造過程にて使用される半固体材料を「オンデマンド
」にて製造し得る構造及び配置とされた装置に関する。過程の一部として使用さ
れる必須の構成要素及び構造的配置を有する色々なステーションが全体的な装置
の一部として含められている。開示された装置を使用して半固体材料をオンデマ
ンドにて製造する方法は本発明の一部として含められている。
【０００３】 より具体的には、本発明は、半固体材料を比較的短いサイクル時間内で製造す
ることを容易にする電磁攪拌及び各種の温度制御並びに冷却制御技術及び装置を
具体化するものである。また、半固体材料は鋳造機のショットスリーブ内に直接
排出する構造的構成及び技術も含められる。本明細書にて使用するように、「オ
ンデマンド」という概念は、半固体材料はその材料が製造される容器から鋳造工
程に直接、向かうことを意味する。半固体材料は、典型的に、「スラリ」と称さ
れ、「１回の注入量」として製造されるスラグは、同様にビレットと称される。
【０００４】 高強度、漏れ無しで且つほぼ正味通りの形状の製品を製造するため、半固体金
属スラリを使用することが可能であることは周知である。しかし、半固体金属の
粘度は、スラリの温度又はこれに相応する固体の画分により極めて影響を受け易
い。高固体画分率にて優れた流動性を得るためには、半固体金属の一次的固相は
ほぼ球状でなければならない。
【０００５】 一般に、半固体の処理は、チクソキャスティング法及びレオキャスティング法
という２つの範疇に分類することができる。チクソキャスティング法において、
凝固する合金のミクロ組織は、合金が鋳造されて固体の供給材料になる前に、樹
木状晶から分離した再生樹枝状晶に変換され、その後、その樹枝状晶は、半固体
状態になるように再度溶融させ且つ金型内に鋳込んで、所望の部品を形成する。
レオキャスティング法において、液体金属は、そのミクロ組織が変換する間、冷
却されて半固体状態となる。次に、スラリを形成し又は金型内に鋳込んで、所望
の１つ又は複数の部品を製造する。
【０００６】 レオキャスティング法における主な障害は、短いサイクル時間内で所望の好ま
しい温度範囲内の十分なスラリを形成することが困難なことである。追加的な鋳
造及び再溶解工程のため、チクソキャスティング法のコストは高いが、工業的製
造のためチクソキャスティング法を具体化することは、時間及びスペースの点に
て再加熱及び成形工程から分離したものとすることのできる別個の工程にて半固
体の供給材を多量に鋳造することができるから、レオキャスティング法よりも遥
かに優れたものである。
【０００７】 半固体の鋳造過程において、一般に、その形態が保持される樹木状晶固体粒子
から成るスラリが凝固中に形成される。最初に、スラリ又は半固体を形成する初
期の段階にて、樹木状晶粒子は、核を形成し且つ溶融した合金内にて等軸樹枝状
晶として成長する。適正な冷却速度及び攪拌によって、樹木状晶粒子の枝はより
大きく成長し、樹枝状晶の腕は、粗化する時間を有し、このため一次及び二次的
樹枝状晶の腕の間隔が増大する。攪拌が行われるこの成長段階の間、樹枝状晶の
腕は接触し且つ画分されて再生された樹木状晶粒子を形成する。保持温度にて、
粒子は粗化を続け且つより丸くなり、理想的な球状の形状に近づく。丸くなる程
度は、その過程に対して選ばれた保持時間によって制御される。攪拌を加えると
、「コヒーレンシー」（樹枝状晶が絡んだ構造体となる状態）点に達しない。画
分された再生樹枝状晶粒子から成る半固体材料は、低せん断力にて変形を続ける
。
【０００８】 所望の画分した固体及び粒子寸法並びに形状が実現されたならば、半固体材料
は、ダイ金型内に射出することにより又は何らかの他の成形過程により形成する
準備が整う。固相の形成が開始し且つ粒子の粗化が開始するときの温度よりも高
い温度にスラリの形成過程を制限することにより、固相の粒子寸法はその過程中
、制御される。
【０００９】 半固体合金の一次的固体樹木状晶組織は、液相線温度付近にて液体合金又は半
固体合金内にて次の動揺を採用することにより、ほぼ球状となるように変換する
ことができることが既知である。
【００１０】 １）攪拌：機械的攪拌又は電磁的攪拌； ２）刺激：低周波振動、高周波、電気ショック又は電磁波； ３）等軸核形成：迅速な過冷、精粒機； ４）オズワルド熟成及び粗化：合金を長時間、半固体温度に保つ。
【００１１】 （２）から（４）の方法は、半固体合金のミクロ組織を変換するのに効果的で
はあるが、これらの方法は、半固体金属の次のような性質又は必要条件のため、
短い処理時間にて多量の合金を処理するには効率的ではないという共通の制約が
ある。
【００１２】 ・振動時の減衰効果が大きい； ・電磁波の浸透深さが浅い； ・迅速な過冷に対する潜熱が大きい； ・精粒機を追加するため追加的なコスト及びリサイクル上の問題点を伴う； ・自然熟成は長時間がかかり、短いサイクル時間を妨げる。
【００１３】 従来技術の開発の殆どは、主として半固体合金のミクロ組織及びレオロジに力
点を置くものであるが、当該発明者等は、比較的短いサイクル時間にて確実に且
つ効果的に半固体加工する上で温度の制御が最も重要なパラメータであることが
分かった。半固体金属の見掛け密度は固体の画分に伴って指数関数的に増大する
から、４０％以上の固体画分を有する合金における温度差が小さい結果、その流
動性は大幅に変化する。実際には、上述したように、半固体金属を製造する方法
（２）及び（４）を使用することの最大の障害は、攪拌が行われないことである
。攪拌しないならば、特に、多量の合金が必要とされるとき、必要とされる均一
な温度及びミクロ組織を有する合金スラリを形成することは極めて難しい。攪拌
しないならば、大きい温度差を生ぜずに半固体金属を加熱し且つ冷却する唯一の
方法は、遅い加熱／冷却過程を使用することである。かかる方法は、多数の供給
材料のビレットを予めプログラム化した加熱炉及びコンベア装置の下で同時に処
理することを必要とし、このことは、コスト高であり、メンテナンスが難しく且
つ制御が困難である。
【００１４】 環状の狭い空隙内で高速度の機械的攪拌法を使用することは、半固体混合体中
の樹枝状晶を画分するのに十分な高せん断力を発生させることができるが、この
狭い空隙は、その過程の体積処理量を制限することになる。（例えば、溶融アル
ミニウム合金の）高温度、高腐食率、及び半固体スラリの高摩耗率が組み合わさ
ることは、適正な材料を設計し且つ選択し、また、攪拌メカニズムを保つことを
極めて困難にする。
【００１５】 従来技術の引用例には、チクソキャスティング法により形成された固体ビレッ
トを再加熱することにより又は機械的或いは電磁的攪拌作用を使用して溶融体か
ら直接、半固体スラリを形成する方法が開示されている。半固体合金スラリを製
造する既知の方法は機械的攪拌及び誘電性電磁的攪拌作用を含む。所望の組織の
スラリを形成する過程は、一部分、せん断及び凝固速度の相互作用の影響によっ
て制御される。
【００１６】 １９８０年代の初め、分離した再生樹枝状晶を有する半固体供給材料を鋳造す
るための電磁的攪拌法が開発された。この供給材料を適宜な寸法に切断し、次に
、金型キャビティ内に射出する前に、半固体状態となるように再溶融させる。こ
の磁気流体学的（ＭＨＤ）鋳造法は、十分に分離した再生樹枝状晶を有する多量
の半固体供給材料を製造することができるが、ビレットを鋳造し且つ該ビレット
を再溶融させて半固体の組成物に戻すための材料の取り扱いコストは、例えば、
重力鋳造法、低圧ダイ鋳造法、又は高圧ダイ鋳造法のようなその他の鋳造法と比
較して、この半固体過程の競争力を低下させる。その最たるものとして、ビレッ
ト加熱装置の複雑さ、ビレット加熱過程の速度の遅さ及びビレットの温度制御の
困難性は、この型式の半固体成形法にとって大きい技術的障害である。
【００１７】 ビレット再加熱過程は、半固体成形（ＳＳＦ）製品を製造するためのスラリ又
は半固体材料を提供する。この過程は広範囲に使用されているが、鋳造可能な合
金の範囲が限定される。更に、この型式の供給材料を処理するとき必要とされる
機械的強度を提供するため、固体の高画分率（０．７から０．８）が必要とされ
る。ビレットの鋳造、取り扱い及び再加熱に必要な過程のため、競合するダイ及
びスクイズキャスティングにて溶融金属の供給材料を直接、施す場合と比較して
、コストがこの方法の実施を制限する別の大きな制約である。
【００１８】 スラリ又は半固体材料を形成する機械的攪拌過程において、反応性金属がロー
タを攻撃する結果、製品は腐食されて凝固する金属を毀損することになる。更に
、ロータ羽根の外端縁と混合容器内の内側容器壁との間に形成される環状体は、
低せん断領域を形成する一方、高せん断率領域及び低せん断率領域の間の遷移領
域内にせん断帯域が形成される。ＳＳＦ法に対しビレットをチクソキャスティン
グするためスラリを処理するときに使用される上述の多数の電磁的攪拌法が存在
するが、レオキャスティング法の適用に関して記述したものは殆どない。
【００１９】 レオキャスティング法、すなわち直ちに所要形状となる半固体スラリを形成す
るため液体金属を攪拌する方法により製造する方法は、現在まで、工業化されて
いない。レオキャスティング法はチクソキャスティング法の難点の殆どを解決す
ることは明らかである。しかし、工業的製造技術、すなわちオンライン（すなわ
ちオンデマンド）にて安定的な供給可能な半固体スラリを製造する技術となるた
めには、レオキャスティング法は、次の実際に難しい課題を解決しなければなら
ない。すなわち、冷却率を制御すること、ミクロ組織を制御すること、均一な温
度及びミクロ組織とすること、スラリの量が多量であり及びその寸法が大きいこ
と、短いサイクル時間を制御し且つ異なる型式の合金を取り扱うこと、容器への
及び容器から鋳造注入スリーブまでスラリを直接的に搬送する手段及び方法であ
る。
【００２０】 半固体スラリを形成することを目的としてプロペラ型式の機械的攪拌装置が使
用されているが、特定の問題点及び難点がある。例えば、半固体スラリの高温度
、耐食性及び高磨耗特性は、機械的攪拌作用を備える信頼し得るスラリ装置を設
計することを極めて困難にする。しかし、レオキャスティング法にて機械的攪拌
作用を使用するときの最も重要な難点は、その処理能力が小さいため、必要な生
産量を満たすことができない点である。分離した再生樹枝状晶を有する半固体金
属は、低周波の機械的振動、高周波超音波又はソレノイドコイルによる電磁的刺
激により、形成することができることも既知である。これらの過程は、より遅い
サイクル時間にてより小さいサンプルに対し機能するが、これらは、浸透深さが
制限されるため、より大きいビレットを製造するとき効率的でない。別の型式の
過程は、ソレノイド誘導刺激法であるが、磁界の浸透深さが制限され及び不必要
な発熱を伴うため、この過程は生産効率の点で実現する上で多数の技術的問題点
がある。工業的過程にて最も広く使用されている強力な電磁的攪拌法は、多量の
スラリを製造することを許容する。重要なことは、この方法が任意の高温度合金
に適用可能な点である。
【００２１】 強力な電磁的攪拌法の２つの主要な変形例が存在し、その一方は回転ステータ
による攪拌法であり、もう一方は線形ステータによる攪拌法である。回転可能な
ステータの攪拌により、溶融金属は擬等温面内で移動し、このため、優勢な機械
的せん断力により樹枝状晶の再生が行われる。１９８４年３月６日付けでウィン
ター（Ｗｉｎｔｅｒ）らに対し発行された米国特許第４，４３４，８３７号には
チキソトロピ金属スラリを連続製造する電磁的攪拌装置が記載されており、単一
の２極構造のステータは回転する非零の磁界を発生させ、この磁界は長手方向軸
の横方向に移動する。この移動する磁界は金属容器で接線方向に方向決めされた
攪拌磁力を発生させ、この磁力は樹枝状晶を破壊するため少なくとも５０ｓｅｃ-1 のせん断速度を発生させる。線形ステータによる攪拌法の場合、メッシュ領域
内のスラリは、より高温度領域に再循環され且つ再溶融され、このため、熱過程
は樹枝状晶を破壊する上でより重要な役割を果たす。１９９３年６月１５日付け
でメイヤー（Ｍｅｙｅｒ）に対し発行された米国特許第５，２１９，０１８号に
は、多相電流電磁刺激による連続鋳造法によりチキソトロピ金属製品を製造する
方法が記載されている。この方法は、樹枝状晶が形成される低温領域をより高温
領域に向けて連続的に移送することにより、これら樹枝状晶の表面を再溶融させ
ることで樹枝状晶のノジュールへの変換を実現する。
【００２２】 当該技術分野では、冷却する金属溶融体を攪拌することによりチキソトロピ溶
融金属を製造することが可能であることが既知である。溶融金属がその液相線温
度に近づくに伴い、微粒子の固相が析出し始める。溶融金属が冷却すると、固相
の量は残る液相に対して増大する。また、液相における組成は、固相及び液相の
全体量に対する残る液相の量の比の関数として変化する。冷却する溶融金属の粘
度はその温度、その固体対液体の比、残る液相の組成及び固体粒子の相対的寸法
、数及び形状の影響を受け易い。特に、形成する固体粒子が不規則であるならば
、形成する半固体スラリの粘度は、粒子が球状又は不完全球体である場合よりも
実質的により大きくなる傾向となる。形成される金属粒子が樹枝状晶である場合
、半固体スラリの粘度は更に大きくなる。
【００２３】 冷却する溶融金属を動揺させ形成される樹木状晶を再生することにより実質的
に規則的な形状の粒子を有する半固体の金属スラリを製造することが可能である
ことは周知である。既知の動揺技術は、機械的攪拌、振動、誘導動揺、過冷及び
高電圧の電気パルスの投射を含む。しかし、これらの技術は、スラリを均一な均
衡した温度に保つという課題を取り扱うものではない。溶融金属内に温度差が存
在するならば、固体の粒子相の分布及び成長は不規則となり、スラリの粘度は同
様に不均一となるであろう。更に、スラリ中の温度差は、スラリの全て又はその
一部のカスケード結晶化が開始する可能性を増大させる。スラリからの熱の吸引
は主として容器とスラリとの境界面で生ずるから、このことは、スラリの周りに
固体の金属外皮を形成することに関して特にそうである。
【００２４】 半固体スラリを製造する既知の技術及び装置に伴うもう１つの不利益な点は、
これらは連続的又は大規模な処理には不適当な点である。上述した不利益な点に
加えて、従来技術の技術は、溶融金属の装荷分を成形の用意の整ったチキソトロ
ピスラリに処理するため６から８分程度かかる。更に、既知の技術は、溶融金属
を溶融加熱炉から別個の攪拌容器に搬送し、溶融金属を周囲の気体に露呈させ且
つ反応汚染物質が液体金属内に形成される可能性を増大する工程を必要とする。
【００２５】 このため、溶融金属の装荷分を迅速に且つ効率的に製造すると共に、溶融金属
を混合して制御された雰囲気の下、溶融金属の装荷分から成形する用意の整った
熱的に均衡したチキソトロピ金属スラリを製造することのできるシステムが必要
とされている。本発明は、この課題に新規で且つ非自明の仕方にて対応するもの
である。
【００２６】
【発明の概要】
本発明は、第１相の固体粒子が残留する液体の第２相にて析出し始めるように
、溶融金属を同時に制御可能に冷却し且つ攪拌することにより、チキソトロピ溶
融金属を製造する方法及び装置に関するものである。固体粒子の樹枝状晶の成長
は、溶融金属を強力に攪拌することにより阻害され、ほぼ不完全球状の特徴を有
する再生樹木状晶粒子が得られる。金属が迅速に且つ効率的に循環され、全体に
亙ってほぼ均一な温度の処理量に迅速に達するように溶融金属を攪拌する。精密
な攪拌及び冷却を通じて、溶融金属は、その溶融金属の約７０から８０％が第２
相の液体媒質中に懸濁させた第１相の個体の不完全球状粒子であるように維持さ
れる。
【００２７】 本発明の１つの形態は、不活性の気体雰囲気の下、固体金属処理装置から溶融
金属の塊を成形し、溶融金属の塊の一部分を混合チャンバ内に自動的に搬送し、
溶融金属の搬送された部分を迅速に冷却し且つ攪拌して成形に適したチキソトロ
ピ半固体の金属スラリを形成する装置である。
【００２８】 本発明の１つの目的は、第２液相内に懸濁された再生樹枝状晶固体粒子の第１
相を備え、該第１相が溶融金属の約７０から８０％を占める、チキソトロピ溶融
金属を製造する改良されたシステムを提供することである。本発明の関連する目
的及び有利な点は以下の説明から明らかになるであろう。
【００２９】
【好ましい実施の形態】
本発明に従って上記の困難な課題を解決する手段の１つは、液体金属が半固体
の範囲に凝固し且つその範囲を経るとき、該液体金属の容積のほぼ全体に対し修
正した励磁力による攪拌作用を施すことである。かかる修正した励磁力による攪
拌作用は、液体金属とその容器との間の熱伝導を向上させ、金属の温度及び冷却
率を制御し、また、分離した再生樹枝状晶を形成すべくミクロ組織を改変し得る
ように液体金属の内部に十分に大きいせん断作用を発生させることになる。修正
した励磁力による攪拌作用は、溶融金属の混合体の制御を向上させることにより
、金属の温度及びミクロ組織の均一さを向上させる。攪拌機構及び方法を入念に
設計することにより、攪拌は、用途の必要条件に対応して、半固体スラリの大き
い容積及び寸法を駆動し且つ制御する。修正した励磁力による攪拌作用は、冷却
率の制御を向上させることを通じてサイクル時間を短縮することを可能にする。
修正した励磁力による攪拌作用は、多岐に亙る合金、すなわち鋳造合金、錬鉄合
金、ＭＭＣ等に対し使用可能であるようにすることができる。
【００３０】 本発明の１つの重要な有利な点は、溶融加熱炉が混合容器に接続され、加熱炉
内に導入した後の全ての時点にて金属の上方に制御された不活性の雰囲気を維持
することができるように溶融加熱炉が混合容器に接続されるから、制御されない
雰囲気（すなわち酸素）に対する溶融金属の露呈程度が最小とされる点である。
このことは、極めて反応性の溶融金属の装荷分中に酸化不純物等が形成すること
による汚染の危険性を減少させる。本発明の別の有利な点は、加熱炉から混合容
器の移し替え過程からとりべ又はその他の機械的保持手段を不要にする点である
。酸化汚染の危険性を更に減少することに加えて、とりべを不要にすることは、
フラッシュ介在物による汚染源を解消し、それは、とりべに付着する残留金属が
封込め部分として機能する可能性があるからである。このことは、とりべに付着
する残留金属は容易に酸化され、これによりとりべを実質的な酸化物汚染源にす
るため、特に重要なことである。更に、とりべをシステムから不要にすることは
、加熱炉から混合容器への溶融金属の移し替え時間を短縮し、これにより、シス
テムの全体的なサイクル時間を短縮し且つ効率を向上させる働きをする。
【００３１】 本発明の更に別の有利な点は、混合容器の周りに熱冷却ジャケットが存在し、
混合容器の長さに亙って所定の温度プロフィールを許容する点である。熱冷却ジ
ャケットはその長さに亙って一定の熱伝導プロフィールを提供し得るようにする
ことができ、又は時間、溶融金属温度又は溶融金属粘度のような任意の便宜なパ
ラメータの１つの関数としてその長さに亙って可変の熱伝導プロフィールを提供
し得るようにすることができる。独立的にプログラム化可能な熱冷却ジャケット
は、混合容器内での溶融金属の滞在時間を増すことを許容し、それは、１回に排
出されるのは容器の中味の一部のみであるからである。増大した滞在時間は、サ
イクル時間又は効率を犠牲にすることなく一層良く混合するためのより長い時間
を許容することを意味する。熱伝導及び（又は）温度プロフィールを制御するこ
とは、混合容器からの熱伝導の安定性及び均一さを向上させ、攪拌及び混合状態
を一層優れたものにし、製品の均一さを最大にすることを可能にする。本発明に
従って成形された部品は、典型的に、金型内で完全な液体から固体への変態によ
り形成され、その他の鋳造法の樹枝状晶構造特徴を有する鋳造品と比較して、特
に延伸の点にて同等又はより優れた機械的性質を有する。
【００３２】 図１Ａ及び図１Ｂには、固体金属の前駆体から半固体チキソトロピ金属スラリ
を製造するシステム１０である、本発明の第１実施形態が図示されている。この
スラリの製造システム１０は、スラリの混合容器１４に流体的に接続された金属
溶融加熱炉１２を備えている。金属の溶融加熱炉は、典型的に、約２，２６７．
９６ｋｇ（約５，０００ポンド）から９，０７１．８５ｋｇ（２０，０００ポン
ド）の金属を保持し且つ溶融させることができる。溶融加熱炉１２及び混合容器
１４の作動温度は、同様であり、混合容器１４は溶融加熱炉１２よりも僅かだけ
低い温度に保たれる。例えば、Ａ１３５７のようなアルミニウム合金を処理する
場合、溶融加熱炉は、約６３０から７００℃の温度に保ち、混合容器１４は約５
８０から６０５℃の温度に保つことが好ましい。一般に、システム１０の作動温
度は、金属の組成、加熱炉１２及び混合容器１４に加えられる発熱技術、混合容
器１４及び溶融加熱炉１２の寸法及び所望処理速度のような可変値の関数である
。
【００３３】 金属の溶融加熱炉１２は、固体金属の前駆体（インゴット）２２を加熱炉内部
２４内に装荷する入口ポート２０を備えている。好ましくは、前駆体インゴット
２２は、最終製品に望まれるものと同一の合金組成を有するが、前駆体インゴッ
ト２２は、所望の最終製品の合金組成物を形成し得るよう予め設定された比率の
異なる組成とすることができる。これと代替的に、入口ポート２０を使用して予
め溶融させた液体金属の前駆体を加熱炉の内部２４に装荷してもよい。１つ又は
２つ以上の熱源２６を加熱炉１２に熱的連通状態で接続し、固体金属の前駆体２
２を溶融させるのに十分な熱を提供することができる。加圧した不活性気体供給
源２８は、加熱炉１２内への圧力及び気体の流れを調節する気体弁３２により、
加熱炉１２に形成された気体入口３０と流体的連通状態に接続される。好ましく
は、加圧した気体は、窒素（Ｎ2）のような不活性気体であるが、任意の便宜な
不活性気体（アルゴン、ヘリウム等のような）を選ぶことができる。このため、
加圧した気体供給源２８は、固体金属の前駆体２２が溶融するとき、加熱炉１２
に形成された溶融金属３４の上方に正圧の不活性気体雰囲気３３を提供すること
ができる。混合容器１４と溶融加熱炉１２との間に形成された混合容器の入口３
６は流体が連通するための接続部を提供する。
【００３４】 混合容器１４は内部混合容積３８を画成する。混合容器１４は熱ジャケット４
０によって実質的に取り巻かれている。熱ジャケット４０は、単一体とし又は連
結した部分にて形成することができる。熱ジャケット４０は、比較的高融点及び
優れた熱伝導率を有する材料（青銅、黒鉛又はステンレス鋼のような）にて形成
され、冷却流体（空気、油又は水の如き）が通って流れることのできる導管を備
えている。熱ジャケット４０は、精密な温度制御を提供し得るように別個の加熱
手段（高温の流体を流す導管又は電気加熱ロッドの如き）を備えることもできる
。熱ジャケット４０はその間にて迅速な熱伝導を容易にし得るように混合容器１
４と熱的連通状態にて接続される。熱ジャケット４０を使用して混合容器１４に
沿って所定の温度プロフィールを提供し、混合容積３８の温度が混合容器の入口
３６にて最大であり、温度曲線４１に従って混合容器１４の長さに沿って降下す
る（図１Ｂ参照）。しかし、混合容積３８は、そのように所望であるならば、ほ
ぼ一定の温度に保つことができる。熱ジャケット４０及び混合容器１４は、最小
の干渉又は歪み状態にて電磁束が浸透するのを容易にし得るよう非磁気材料でで
きたものであることが好ましい。発明者ロンバード（Ｌｏｍｂａｒｄ）及びワン
グ（Ｗａｎｇ）により２０００年６月１日付けで出願され、且つ弁護士事件番号
第９１０５−５号とされた関連する米国特許出願第０９／５８４，８５９号には
、熱ジャケットの詳細な設計が記載されており、この出願は参考として引用し本
明細書に含めてある。
【００３５】 図１Ｃには、上述したように固体金属の前駆体から再生した樹枝状晶を有する
ことを特徴とする固体の微粒子相を有する半固体の金属スラリを製造するシステ
ム１０´である本発明の１つの代替的な実施の形態が図示されており、相違点は
、このシステム１０´は温度制御のため、熱ジャケットを必要としない点である
。その代わり、混合容器１４は、混合容器１４の外部に向けられる空気ジェット
のようなその他の手段を通じて冷却される。
【００３６】 ステータ組立体４２はまた、混合容器１４の周りに配置され、ステータ組立体
４２により発生された励磁力界が混合容積３８をほぼ透過し得るようにする。本
明細書で使用する「励磁力」とは、導電性媒質に作用して該媒質を駆動するため
に発生される電磁力を意味するものとする。各実施の形態におけるステータ組立
体４２は、典型的に、混合容器１４の周りで互いに積重ねられた多数の個別のス
テータ４４を備えている。ステータ組立体４２は、変化する励磁力界を提供し、
スラリビレット４６の固体の画分が少ない間、より迅速な攪拌を行い且つスラリ
ビレット４６の固体の画分が増すに伴い、より大きい攪拌力を提供する。しかし
、ステータ組立体４２は、所望であるならば、混合容器１４の長さに亙ってほぼ
一定の励磁力を提供するようにすることができる。励磁力による混合のより詳細
は、発明者ルー（Ｌｕ）、ワング及びノルビル（Ｎｏｒｖｉｌｌ）により２００
０年６月１日付けて出願され、且つ弁護士事件番号第９１０５−６号とされた関
連する米国特許出願第０９／５８５，０６０号に記載され、該特許出願の内容は
参考として引用し本明細書に含めてある。
【００３７】 使用中、混合容器１４内でチキソトロピ半固体金属スラリビレット４６を形成
することができる。混合容器１４内のスラリビレット４６の上流部分は、未だ混
合容器１４の長さに沿って維持された温度プロフィールのため、混合容器１４か
ら排出する用意ができていない。好ましくは、チキソトロピビレット４６は混合
容器１４の一端に形成される（冷却端に温度勾配を有する混合容器１４の場合）
が、混合容器１４の全体に亙って形成することができる（等温混合容器１４の場
合）。スラリビレット４６は、溶融加熱炉１２から混合容器１４内に搬送された
液体金属の一部分から形成される。混合容器１４は、スラリの出口４８に最も近
い処理済みのチキソトロピ半固体ビレット４６をショットスリーブ５６内に直接
搬送する（直接的に又は中間の機構によって）ために形成されたスラリ出口４８
を備えている。次に、スラリビレット４６は直ちに射出成形法等を介してショッ
トスリーブ５６から金型５８内に搬送する。好ましくは、混合容器１４を通じて
移動するスラリビレット４６は、攪拌し且つ冷却させ、スラリ出口４８付近のス
ラリビレット４６の一部分は成形のため望ましいチキソトロピ性質を有する状態
に保たれ、所望であるとき、スラリ出口が開き、測定したチキソトロピビレット
４６の部分がショットスリーブ５６に排出され、スラリ出口４８が閉じられる。
【００３８】 作動時、スラリ製造システム１０は、典型的に入口ポート２０を通じて所定量
の固体金属のインゴット２２を受け取る。固体金属のインゴット２２は、最終的
なビレット４６に望まれるものと同一の組成であることが好ましいが、これら金
属のインゴットは、これと代替的に、溶融したとき所定のスラリ組成を形成し得
るように予め選んだ異なる組成を有するようにしてもよい。加熱炉は、所定の温
度Ｔfまで加熱して固体金属の前駆体２２を溶融させ所望の組成及び温度Ｔfを有
する低粘度の溶融金属３４のプールを形成する。溶融過程中、加熱炉内に不活性
気体を導入して酸化及びその他の化学的反応による溶融金属３４の汚染を最小限
にする。
【００３９】 溶融金属３４が望ましい温度Ｔf（従って、望ましい相対的に低粘度）に達し
たならば、溶融金属３４の所定の部分（例えば、スラリビレット４６）を混合容
器１４内に搬送する。混合容器１４内に排出されたスラリビレットの各々に対し
等量の前駆体金属のインゴット２２を溶融加熱炉１２内に加えることが好ましい
。これと代替的に、新たな金属インゴット２２を規則的な所定の間隔にて追加す
ることができ又は金属インゴット２２を溶融加熱炉１２に連続的に追加してもよ
い。この実施の形態において、混合容器の入口３６は、液体金属が溶融加熱炉１
２から混合容器１４に流れるのを許容し得るように開放させることができる弁を
備えている。しかし、混合容器の入口３６はまた、溶融金属３４の液位が特定の
深さに達した後に液体金属が初めて貫通して流れるように配置されたゲート、す
なわち開口として、気体の正圧力３３が供給されない限り、溶融金属の表面張力
又は加熱炉１２と混合容器１４との間の気体圧力差が又は設計上の選択にとって
便宜な任意のその他の搬送手段により、混合容器の入口３６を通って流れるのを
妨害するように、加熱炉１２と混合容器１４との間に配置された小さい開口とし
て提供することもできる。
【００４０】 溶融金属装荷分３４が混合容器１４内に測定可能に搬送されたならば、ステー
タ組立体４２を作動させて形成されるスラリビレット４６の全体を攪拌するのに
十分な励磁力界を発生させる。この過程は、増分的又は連続的とすることができ
る。励磁力界は、不均一な強度であることが好ましく、混合容器の入口３６に最
も近いスラリビレット４６の部分（すなわち、固体の画分がより少ない部分）が
迅速に攪拌されて最大の混合及び冷却を実現する一方、入口３６から更に離れた
スラリビレット４６の部分（すなわち、固体の画分がより多い部分）は、スラリ
を運動状態に保つのに必要なより大きいせん断励磁力による攪拌力により、より
ゆっくりと攪拌される。しかし、励磁力界は一定の（特に可変）の強度を有する
ように維持し、ビレットの全体が均一な率にて攪拌されるようにする。スラリビ
レット４６が攪拌されると、その温度は熱ジャケット４０によってＴfから制御
可能に降下する。好ましくは、ビレットの温度は、温度曲線４１に従って維持さ
れ、この場合、曲線４１のほぼ平坦な部分は成形の用意ができたスラリビレット
４６の部分を表わす。熱ジャケット４０は、スラリビレット４６から迅速に熱を
除去し、ビレットの温度がその液相線温度Ｔ1よりも数度だけ高い温度Ｔmまで急
速に降下するようにする。好ましくは、スラリビレット４６は、約０．１℃／秒
から約１０℃／秒の範囲の率にて、より好ましくは、約０．１℃／秒から約３℃
／秒の範囲の率にて冷却する。スラリビレット４６が冷却すると、該スラリビレ
ットは、ステータ装置４２により発生された励磁力界により連続的に攪拌されて
スラリビレット４６を混合容積１４内の任意の箇所にてほぼ均一な温度／攪拌プ
ロフィールに保つ。換言すれば、スラリビレット４６の断面は、該スラリビレッ
トが温度曲線４１の相応する点にて示すように、混合容器１４を通って移動する
とき、ほぼ均一な温度に保たれる。しかし、ビレットの温度が降下するに伴い、
スラリビレット４６の固相の容積比率はその粘度と同様に増大する。所定の励磁
力界の場合、ビレットの粘度の増加は同様に攪拌率の減少を伴うが、スラリビレ
ットがその液相線温度近くまで冷却するとき、スラリビレット４６の攪拌率をよ
り正確に制御するため励磁力界の強度を制御することが望ましい。
【００４１】 スラリビレット４６が攪拌されて、望ましい温度Ｔm、固相粒子の粘度及び容
積画分に冷却されたならば、半固体チキソトロピ金属スラリとして振舞うスラリ
ビレット４６の部分が需要によってスラリ出口４８により混合容器１４から待機
するショットスリーブ５６内に搬送される。スラリ出口４８は、排出されたスラ
リビレット４６の部分を制御し且つスラリ製造システム１０内で不活性な気体雰
囲気を保つのに十分なスラリ弁５０を備えることが好ましい。ショットスリーブ
５６に搬送されたならば、スラリビレット４６は直ちに金型５８内に搬送され、
該金型内にて該スラリビレットは所望の最終形態に鋳造される。この鋳造過程は
迅速に行われ、スラリビレット４６が最早チキソトロピ的に振舞わない温度であ
る、ある温度Ｔcまでその液相線温度Ｔ1以下に冷却する前に、完了させる。典型
的なスラリビレット４６は、上述したように約５から１００秒にて処理すること
ができる。
【００４２】 図２Ａには、金属前駆体２２Ａ（好ましくは、インゴット）から半固体のチキ
ソトロピ金属スラリを製造するシステム１０Ａである本発明の第２実施の形態が
図示されている。スラリの製造システム１０Ａは、スラリの混合容器１４Ａに流
体的に接続された金属溶融加熱炉１２Ａを備えている。金属溶融加熱炉１２Ａは
、固体金属のインゴット２２Ａ等を加熱炉内部２４Ａ内に装填する金属の入口ポ
ート２０Ａを備えている。１つ又は２つ以上の熱源２６Ａが固体金属の前駆体２
２Ａを溶融させるのに十分な熱を提供すべく加熱炉１２Ａに熱的連通状態で結合
されている。不活性気体供給源２８Ａが加熱炉２２Ａ内への気体の流れを調節す
る気体弁３２Ａによって加熱炉２２Ａに形成された気体の入口に流体的連通状態
で接続されている。不活性気体供給源２８Ａは、固体金属の前駆体２２Ａが溶融
するとき、加熱炉２２Ａに形成された溶融金属３４Ａの上方で正圧の不活性気体
の雰囲気３３Ａを提供することが好ましい。混合容器１４Ａと溶融加熱炉１２Ａ
との間に形成された混合容器の入口３６Ａは、その間で流体の連通状態が生じる
接続部を提供する。噴出口又は管３７Ａが溶融加熱炉１２Ａから混合容器１４Ａ
内まで上方に伸びている。液体金属は、溶融金属３４Ａに作用する不活性気体の
圧力３３Ａを上昇させることにより、溶融加熱炉１２Ａから噴出口３７Ａ及び混
合容器１４Ａ内まで制御可能に付勢することができる。好ましくは、混合容器の
入口３６Ａは、液体金属が混合容器１４Ａを充填することを許容し得るよう作動
可能であり、また、液体金属を溶融加熱炉１２Ａから隔離した状態で混合容器１
４Ａ内に保持するように作動可能である弁を備えるようにする。
【００４３】 混合容器１４Ａは溶融加熱炉１２Ａの上方に配置された内部混合容積３８Ａを
画成する。混合容器は、溶融加熱炉の真上に配置するか（図２Ａ及び図２Ｂ参照
）又は混合容器は溶融加熱炉１２Ａから水平方向に変位させることができる（図
３参照）。
【００４４】 混合容器１４Ａは、熱ジャケット４０Ａによりほぼ取り巻かれている。熱ジャ
ケット４０Ａは、単一体とし、又は連結した部分にて形成してもよい。熱ジャケ
ット４０Ａは、典型的に、比較的高融点及び優れた熱伝導率を有する材料（青銅
又はステンレス鋼）にて出来たものであり、冷却流体（空気、油又は水のような
）が内部を通って流れることができる貫通する導管を備えている。熱ジャケット
４０Ａはまた、精密な温度制御を提供し得るよう別個の加熱手段（高温流体を流
すための導管又は電気加熱ロッドのような）を備えることもできる。熱ジャケッ
ト４０Ａは、その間の迅速な熱伝導を促進し得るように熱的連通状態にて混合容
器１４Ａに接続されている。
【００４５】 これと代替的に、図２Ｂに図示するように、システム１０Ａ´は、温度制御の
ため熱ジャケットを使用せずに冷却させてもよい。これに代えて、混合容器１４
Ａ´は、混合容器１４Ａ´の外部にて配向させた空気ジェットのようなその他の
手段を通じて冷却させる。
【００４６】 ステータ組立体４２Ａにより発生された励磁力界が混合容積３８Ａをほぼ透過
し得るよう混合容器１４Ａの周りにステータ組立体４２Ａも配置されている。ス
テータ組立体４２Ａは、典型的に、混合容器１４Ａの周りに互いに積重ねられた
多数の個別のステータ４４Ａを備えている。
【００４７】 使用中、再生した樹枝状晶を特徴とする懸濁した固体微粒子相を有する半固体
の金属スラリビレット４６Ａは混合容器１４Ａ内で形成することができる。スラ
リビレット４６Ａは、溶融加熱炉１２Ａから混合容器１４Ａ内に搬送された液体
金属の一部分から形成される。混合容器は、処理済みのチキソトロピ半固体ビレ
ット４６Ａをショットスリーブ５６Ａ内に搬送し得るように貫通して形成された
スラリ出口４８Ａを備えており、スラリビレット４６Ａは該ショットスリーブか
ら直ちに金型５８Ａ内に搬送される。スラリ出口４８Ａは、混合容器１４Ａの頂
部に形成された開口を備えることができ、この開口を通ってスラリビレット４６
Ａを排出し（混合容器が傾動したとき、図２Ｃ参照）又はスラリ出口４８Ａは、
混合容器１４Ａの側部又は底部に形成された開口を備え、スラリビレット４６Ａ
はこの開口を通じて排出することができる（図４参照）。これと代替的に、混合
容器１４Ａは、取り外し可能とし、ロボットアームを使用して混合容器１４Ａを
把持し混合容器１４Ａを所望の位置まで移動させ且つ混合容器１４Ａを傾動させ
てスラリビレット４６Ａの排出を促進させてもよい。
【００４８】 図２Ｃに図示するように、ロボットアーム組立体５０Ａを使用して混合容器１
４Ａをその混合位置（すなわち、噴出口３７Ａに接続され且つ溶融加熱炉１２Ａ
と液体的に連通した位置）から排出位置まで移動させ、この排出位置にて、混合
容器１４Ａはピストン５２Ａと整合され、該ピストン５２Ａは混合容器１４Ａの
底部分５４Ａに係合して底部分５４Ａを移動させ、スラリビレット４６Ａを待機
するショットスリーブ５６Ａに排出し得るようにされている。この実施の形態に
おいて、底部分５４Ａは混合容器１４Ａを通じて押すことができるようにされて
いる。これと代替的に、混合容器１４Ａを傾動させ（ロボットアーム５０Ａの助
けを得て又は助けを受けずに）、重力を利用してスラリビレット４６Ａをショッ
トスリーブ５６Ａ等まで強制的に供給することによりスラリビレット４６Ａを排
出してもよい。
【００４９】 作動時、スラリの製造システム１０Ａは入口ポート２０Ａを通じて所定量の固
体金属の前駆体２２Ａを受け取る。固体金属の前駆体２２Ａは、最終的なビレッ
ト４６Ａに望まれるものと同一の組成とし、又は溶融したときに所望のスラリ組
成物を形成し得るように選ばれた異なる組成を有するようにすることができる。
加熱炉は、固体金属の前駆体２２Ａを溶融させて所望の組成及び温度を有する溶
融金属３４Ａのプールとなるように所定の温度まで加熱する。不活性気体を溶融
過程の間、加熱炉内に導入し、酸化及びその他の化学的反応による溶融金属３４
Ａの汚染を最小にする。
【００５０】 溶融金属３４Ａが所定の温度（従って、望ましい比較的低粘度）に達したなら
ば、溶融金属３４Ａの所定の部分（例えば、スラリビレット４６Ａ）を混合容器
１４Ａ内に搬送する。この実施の形態において、混合容器の入口３６Ａは、下側
溶融加熱炉１２Ａを上昇した混合容器１４Ａと流体的連通状態に接続し得るよう
に配置された噴出口３７Ａを備えている。気体の正圧力３３Ａが溶融金属３４Ａ
の上方に付与されて液体金属を噴出口３７Ａまで且つ混合容器１４Ａ内に強制的
に供給する。不活性気体圧力３３Ａを精密に制御することで混合容器内に流れて
ビレット４６Ａを形成する液体金属の量を精密に測定することが可能となる。
【００５１】 スラリビレット４６Ａが混合容器１４Ａ内に測定可能に搬送されたならば、ス
テータ組立体４２Ａを作動させビレット４６Ａの全体を迅速に攪拌するのに十分
な励磁力界を発生させる。スラリビレット４６Ａが攪拌されるとき、その温度は
熱ジャケット４０Ａによって制御可能に降下される。熱ジャケット４０Ａは、ス
ラリビレット４６Ａから熱を迅速に除去し、ビレットの温度がその液相線温度よ
り数度高い温度まで急速に降下し、次に、固相が液体基質内で形成されるとき、
温度は更に降下する。スラリビレット４６Ａが冷却すると、該ビレットは、ステ
ータ装置４２Ａによって発生された励磁力界によって連続的に攪拌され、スラリ
ビレット４６Ａをほぼ均一な温度に保つ。しかし、ビレットの温度が降下すると
、スラリビレット４６Ａの固相の体積比率は、その粘度の場合と同様に増大する
。所定の励磁力界の場合、ビレットの粘度の増大は、同様に、攪拌率の減少を伴
うが、スラリビレットがその液相線温度近くまで冷却するとき、スラリビレット
４６Ａの攪拌率をより精密に制御すべく励磁力界の強さを制御することが望まし
い。
【００５２】 スラリビレット４６Ａが攪拌され且つ望ましい温度、粘度及び固相粒子の容積
画分まで冷却したならば、スラリビレット４６Ａ（この場合、半固体のチキソト
ロピ金属スラリ）をスラリ出口４８Ａにより混合容器１４Ａから待機するショッ
トスリーブ５６Ａ内に搬送する。スラリ出口４８Ａは、スラリの製造システム１
０Ａ内に不活性気体の雰囲気を保つのに十分なスラリ弁５０Ａを備えることが好
ましい。ショットスリーブ５６Ａに搬送されたならば、スラリビレット４６Ａは
、直ちに金型５８Ａに搬送され、この金型内でスラリビレットは所望の最終形態
となるように鋳造される。
【００５３】 図５には、金属前駆体２２Ｂ（この場合にも、インゴットであることが好まし
い）から半固体のチキソトロピ金属スラリを製造するシステム１０Ｂである、本
発明の第３実施形態が図示されている。前記実施形態の場合と同様に、スラリの
製造システム１０Ｂは、スラリの混合容器１４Ｂに流体的に接続された金属溶融
加熱炉１２Ｂを備えている。該金属溶融加熱炉１２Ｂは、固体金属のインゴット
２２Ｂ等を加熱炉内部２４Ｂに装填する金属入口ポート２０Ｂを備えている。１
つ又は２つ以上の熱源２６Ｂが加熱炉１２Ｂに熱的連通状態で結合され、固体金
属の前駆体２２Ｂを溶融させるのに十分な熱を提供する。熱源は、気体供給の火
炎ジェット、電気抵抗コイル又はインダクタンスコイル或いは任意の便宜な加熱
装置とすることができる。不活性気体供給源２８Ｂが加熱炉２２Ｂ内への気体の
流れを調節する気体弁３２Ｂにより加熱炉２２Ｂに形成された気体入口に流体的
連通状態で接続されている。不活性気体供給源２８Ｂは、固体金属の前駆体２２
Ｂが溶融するとき、加熱炉２２Ｂの形成された溶融金属３４Ｂの上方に正圧の不
活性気体雰囲気３３Ｂを提供することが好ましい。混合容器１４Ｂと溶融加熱炉
１２Ｂとの間に形成された混合容器の入口３６Ｂはその間で流体的連通状態が生
じる接続部を提供する。噴出口又は管３７Ｂが溶融加熱炉１２Ｂから混合容器１
４Ｂ内に伸びている。溶融金属３４Ｂに作用する不活性気体の圧力３３Ｂを十分
に上昇させることにより、液体金属を溶融加熱炉１２Ｂから噴出口３７Ｂを通じ
て混合容器１４Ｂ内に制御可能に強制的に供給することができる。この実施形態
において、噴出口３７Ｂは曲線状であり、このため、混合容器１４Ｂ又は溶融加
熱炉１２Ｂの何れかから流れ出る液体は、最初に重力の吸引力に抗して流れなけ
ればならない。換言すれば、曲線状であること及び噴出口を混合溶融容器１４Ｂ
、１２Ｂに対して配置することは、更なる安全上の利点を提供し、溶融金属がそ
の間で偶発的に搬送される可能性を減少させる。好ましくは、混合容器の入口３
６Ｂは、液体金属が混合容器１４Ｂを充填するのを許容するよう作動可能であり
、また、液体金属を溶融加熱炉１２Ｂから隔離して混合容器１４Ｂ内に保持する
よう更に作動可能である弁を備えるようにする。
【００５４】 混合容器１４Ｂは、溶融加熱炉１２Ｂの近くに且つ好ましくは、該溶融加熱炉
から少なくとも僅かに上方に配置された内部混合容積３８Ｂを画成する。混合容
器１４Ｂは、熱ジャケット４０Ｂによりほぼ取り巻くことができる。熱ジャケッ
ト４０Ｂは、単一体とし又は連結した部分から形成することができる。熱ジャケ
ット４０Ｂは、典型的に、比較的高融点及び優れた熱伝導率を有する材料（青銅
又はステンレス鋼）にて出来ており、冷却流体（空気、油又は水のような）が通
って流れることのできる貫通して形成された導管を備えている。熱ジャケット４
０Ｂはまた、精密な温度制御を行う別個の加熱手段（高温の流体が流れるための
導管又は電気加熱ロッドのような）を備えることもできる。熱ジャケット４０Ｂ
は、その間にて迅速な熱伝導を促進し得るように混合容器１４Ｂと熱的連通状態
で該混合容器に接続されている。熱ジャケット４０Ｂが存在しない場合、混合容
器１４Ｂは、混合容器１４Ｂの外部に配向された空気ジェットのようなその他の
手段を通じて冷却させることができる。
【００５５】 ステータ組立体４２Ｂはまた、混合容器１４Ｂの周りに配置され、ステータ組
立体４２Ｂによって発生された励磁力界が混合容積３８Ｂをほぼ透過するように
することができる。ステータ組立体４２Ｂは、典型的に、混合容器１４Ｂの周り
で互いに積重ねられた多数の個別のステータ４４Ｂを備えている。
【００５６】 使用中、再生した樹枝状晶を特徴とする懸濁した固体微粒子相を有する半固体
の金属スラリビレット４６Ｂを混合容器１４Ｂ内で形成することができる。スラ
リビレット４６Ｂは、溶融加熱炉１２Ｂから混合容器１４Ｂ内に搬送された液体
金属の一部分から形成される。混合容器は、処理済みのチキソトロピ半固体ビレ
ット４６Ｂをショットスリーブ５６Ｂ内に搬送し得るよう貫通して形成されたス
ラリ出口４８Ｂを備えており、スラリビレット４６Ｂはこのショットスリーブか
ら容易に且つ直ちに金型内に搬送することができる。スラリ出口４８Ｂは、混合
容器１４Ｂの頂部に形成された開口を備えることが好ましく、スラリビレット４
６Ｂは該開口を通じて排出することができるが、スラリ出口４８Ｂは、混合容器
１４Ｂの側部又は底部に形成された開口を備えることができる。これと代替的に
、混合容器１４Ｂは取り外し可能とし、ロボットアームを使用して混合容器１４
Ｂを把持し、混合容器１４Ｂを所望の位置まで移動させ且つ混合容器１４Ｂを傾
動させスラリビレット４６Ｂの排出を容易にすることができる。
【００５７】 好ましくは、ピストン５２Ｂは混合容器１４Ｂの底部分５４Ｂと接触する位置
に配置し、該ピストンは、混合容器１４Ｂを通じて移動するか又はピストン５２
Ｂまで伸びるようにされている。好ましくは、ピストン５２Ｂは混合容器１４Ｂ
の底部分５４Ｂと係合し、スラリビレット４６Ｂがショットスリーブ５６Ｂに出
る迄、底部分５４Ｂ及びスラリビレット４６Ｂを、混合容器１４Ｂを通じて押す
。これと代替的に、混合容器１４Ｂを傾動させて重力を利用しスラリビレット４
６Ｂをショットスリーブ５６Ｂ等まで強制的に移動させることにより、スラリビ
レット４６Ｂを排出してもよい。
【００５８】 作動時、スラリ製造装置１０Ｂは、入口ポート２０Ｂを通じて所定量の固体金
属の前駆体２２Ｂを受け取る。固体金属の前駆体２２Ｂは、最後のビレット４６
Ｂに対して望まれるものと同一の組成とすることができるが、これらの前駆体は
、溶融したとき所望のスラリ組成物を形成し得るように選んだ異なる組成を有す
るようにすることができる。加熱炉は、固体金属の前駆体２２Ｂを溶融させ所望
の組成及び温度を有する溶融金属３４Ｂのプールとなるように所定の温度まで加
熱する。不活性気体を溶融過程中に加熱炉内に導入して酸化及びその他の化学的
反応による溶融金属３４Ｂの汚染を最小にする。
【００５９】 溶融金属３４Ｂが所定の温度（従って、望ましい相対的に低粘度）に達したな
らば、溶融金属３４Ｂの所定の部分（例えば、スラリビレット４６Ｂ）を混合容
器１４Ｂ内に搬送する。この実施の形態において、混合容器の入口３６Ｂは、溶
融加熱炉１２Ｂを隔てられた混合容器１４Ｂと流体的連通状態に接続し得るよう
に配置された噴出口３７Ｂを備えている。溶融金属３４Ｂの上方に気体の正圧力
３３Ｂを加えて液体金属を噴出口３７Ｂを通じて且つ混合容器１４Ｂ内に強制的
に供給する。不活性気体圧力３３Ｂを精密に制御することで混合容器内に流れて
ビレット４６Ｂを形成する液体金属の量を精密に測定することが可能となる。
【００６０】 スラリビレット４６Ｂが混合容器１４Ｂ内に測定可能に搬送されたならば、ス
テータ組立体４２Ｂを作動させ、ビレット４６Ｂの全体を迅速に攪拌するのに十
分な励磁力界を発生させる。スラリビレット４６Ｂが攪拌されると、その温度は
熱ジャケット４０Ｂによって制御状態にて降下する。熱ジャケット４０Ｂは、ス
ラリビレット４６Ｂから迅速に熱を除去し、ビレットの温度がその液相線温度よ
りも数度高い温度まで急速に降下し、次に、固相が液体気質内で形成されるとき
、その温度は更に降下する。スラリビレット４６Ｂが冷却すると、該スラリビレ
ットは、ステータ装置４２Ｂによって発生された励磁力界により連続的に攪拌さ
れスラリビレット４６Ｂはほぼ均一な温度に保つ。しかし、ビレットの温度が降
下すると、スラリビレット４６Ｂの固相の体積比率がその粘度と同様に増大する
。所定の励磁力界の場合、ビレットの粘度の増加は、同様に攪拌率の減少を伴う
が、スラリビレットがその液相線温度近くまで冷却するとき、スラリビレット４
６Ｂの攪拌率をより精密に制御するために励磁力界の強さを制御することが望ま
しい。
【００６１】 スラリビレット４６Ｂが攪拌され且つ固相粒子の望ましい温度、粘度及び体積
画分まで冷却したならば、スラリビレット４６Ｂ（この場合、半固体のチキソト
ロピ金属スラリ）をスラリ出口４６Ｂによって混合容器１４Ｂから待機するショ
ットスリーブ５６Ｂ内に搬送する。スラリ出口４８Ｂはスラリの製造システム１
０Ｂ内で不活性気体の環境を保つのに十分なスラリ弁５０Ｂを備えることが好ま
しい。スラリビレット４６Ｂは、ショットスリーブ５６Ｂに搬送されたならば、
直ちに金型５８Ｂ内に搬送され、該金型にてスラリビレットは所望の最終形態に
鋳造される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１Ａは、溶融金属の前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを製
造する自動システムの詳細を示す本発明の第１実施形態の概略図である。図１Ｂ
は、温度勾配が混合容器の長さに沿って維持される、図１Ａの実施形態の概略図
である。図１Ｃは、溶融金属の前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを製造
する自動システムの本発明の第２実施形態の概略図である。
【図２】図２Ａは、溶融金属の前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを
製造する自動システムの詳細を示す本発明の第３実施形態の概略図である。図２
Ｂは、溶融金属の前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを製造する自動シス
テムの詳細を示す本発明の第４実施形態の概略図である。図２Ｃは、溶融金属の
前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを製造する自動システムの詳細を示す
本発明の第５実施形態の概略図である。
【図３】混合容器が溶融加熱炉から水平方向に変位された図２Ａの実施形態
の概略図である。
【図４】混合容器がビレットショットスリーブの上に排出し得るようにされ
た図２Ａの実施形態の概略図である。
【図５】溶融金属の前駆体からチキソトロピ半固体金属スラリを製造する自
動システムの詳細を示す本発明の第６実施形態の概略図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１５年２月４日（２００３．２．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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 35/06 Ｂ２２Ｄ 35/06 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ロンバード，パトリック・ジェイ アメリカ合衆国ミズーリ州63016，セダ ー・ヒル，ローカル・ヒルスボロ・ロード 7636

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半固体金属スラリを製造する装置において、 溶融金属を保持し得るようにされた加熱炉と、 加熱炉と流体的連通状態に接続された溶融金属の塊を受け取り、保持し且つ冷
    却する混合容器と、 混合容器の周りに配置されたステータ組立体と、 溶融加熱炉と流体的連通状態に接続された加圧した気体供給源とを備え、 ステータ組立体の作動により混合容器内で励磁力による攪拌力が発生され、 混合容器が溶融金属の塊を制御状態で冷却しチキソトロピスラリを形成し得る
    ようにされた、半固体金属スラリを製造する装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置において、混合容器が熱を搬送する冷却手段
    を更に備える、装置。
  3. 【請求項３】 請求項２の装置において、冷却手段が、ステータ組立体と混
    合容器との間にて且つ混合容器と熱的連通状態に配置された冷却ジャケットであ
    る、装置。
  4. 【請求項４】 請求項３の装置において、冷却ジャケットを通る熱伝導率が
    制御可能である、装置。
  5. 【請求項５】 請求項１の装置において、半固体金属を混合容器から除去す
    る排出手段を更に備える、装置。
  6. 【請求項６】 請求項１の装置において、加圧した気体供給源が、正圧の下
    、不活性気体を溶融加熱炉に提供し得るようにされた、装置。
  7. 【請求項７】 請求項１の装置において、加熱炉が固体金属の前駆体を受け
    取り且つ溶融させ得るようにされた、装置。
  8. 【請求項８】 請求項１の装置において、加熱炉が液体金属前駆体を受け入
    れ得るようにされた、装置。
  9. 【請求項９】 請求項１の装置において、ステータ組立体が、回転励磁力を
    発生させ得るようにされた第１ステータと、線形励磁力を発生させ得るようにさ
    れた第２ステータとを更に備える、装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１の装置において、溶融加熱炉を少なくとも部分的
    に充填する溶融金属を更に備える、装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０の装置において、加熱炉を気体にて加圧するこ
    とが混合容器内への溶融金属の流れを励起する、装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１の装置において、ステータ組立体の作動が、混
    合容器内で溶融金属をほぼら旋状に循環させるのに十分な励磁力による攪拌力を
    発生させる、装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１の装置において、混合容器から半固体スラリの少
    なくとも一部分を受け入れ得るように配置されたショットスリーブを更に備える
    、装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１の装置において、混合容器が加熱炉のほぼ上方に
    配置される、装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１の装置において、混合容器が加熱炉に隣接してほ
    ぼ水平に配置される、装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１の装置において、 ステータ組立体と混合容器との間に配置された冷却ジャケットと、 溶融加熱炉を少なくとも部分的に充填する溶融金属と、 混合容器から半固体スラリの少なくとも一部分を受け入れ得るように配置され
    たショットスリーブとを更に備え、 冷却ジャケットが混合容器と熱的連通状態にあり、 ステータ組立体が回転励磁力を発生させ得るようにされた第１ステータと、線
    形励磁力を発生させ得るようにされた第２ステータとを更に備え、 加熱炉を気体にて加圧することが混合容器内への溶融金属の流れを励起させ、 ステータ組立体の作動により混合容器内で溶融金属のほぼら旋状の流れを生じ
    させるのに十分な励磁力による攪拌力が発生される、装置。
  17. 【請求項１７】 チキソトロピ金属スラリを製造する装置において、 溶融金属を制御された雰囲気下にて保持する溶融加熱炉と、 溶融加熱炉と流体的に結合された加圧した不活性気体の供給源と、 溶融加熱炉と液体的連通状態にある混合容器と、 混合容器を取り巻き且つ該混合容器と熱的連通状態にある熱ジャケットと、 混合容器の周りに配置され且つ該混合容器と磁気的連通状態にあるステータ組
    立体と、 混合容器を除荷する排出手段とを備え、 溶融加熱炉がほぼ気密であり、 加圧された不活性気体が溶融加熱炉内に流動し、 溶融加熱炉の作動によって溶融加熱炉が固体金属の前駆体にて装填され且つ固
    体金属の前駆体をその融点以上まで加熱し、 気体の圧力を上昇させることにより溶融金属が混合容器内に押し込まれ、 ステータ組立体の作動により混合容器内で溶融金属に作用する制御された磁気
    攪拌力が発生し、 制御された磁気攪拌力が混合容器内で溶融金属を制御された状態にて循環させ
    るのに十分であり、 熱ジャケットの作動によって混合容器内で溶融金属を制御された状態にて冷却
    させることを許容し、 混合容器内で溶融金属の制御された冷却及び循環により、その内部にて半固体
    金属スラリを形成することが可能となる、チキソトロピ金属スラリを製造する装
    置。
  18. 【請求項１８】 励磁力型チキソトロピスラリ製造機において、 不活性雰囲気の下に溶融金属を保持し得るようにされた溶融加熱炉と、 溶融加熱炉内に保持されたある量の液体金属と、 その内部で金属酸化物が形成されるのを防止し得るように溶融加熱炉内に不活
    性気体の雰囲気を提供する手段と、 溶融加熱炉と流体的に連通した混合チャンバと、 溶融金属の少なくとも一部分を混合容器内に搬送する圧力手段と、 混合チャンバ内で溶融金属の少なくとも一部分を制御状態で冷却し且つ攪拌し
    再生した樹木状晶構造体を有する半固体金属スラリを形成する手段とを備える、
    励磁力型チキソトロピスラリ製造機。
  19. 【請求項１９】 請求項１８のスラリ製造機において、溶融金属の少なくと
    も一部分を混合容器内に搬送する圧力手段が、不活性気体を保持する加圧された
    タンクと、加熱炉を通じて配置された弁とを備え、加圧されたタンクが弁と流体
    的に接続される、スラリ製造機。
  20. 【請求項２０】 請求項１８のスラリ製造機において、混合容器が溶融加熱
    炉の上方に配置される、スラリ製造機。
  21. 【請求項２１】 請求項１８のスラリ製造機において、混合容器が溶融加熱
    炉に隣接して配置される、スラリ製造機。
  22. 【請求項２２】 チキソトロピ溶融金属を製造する方法において、 ａ）溶融加熱炉内で固体金属の前駆体の塊を溶融させる工程と、 ｂ）液体金属を混合チャンバ内に搬送する工程と、 ｃ）液体金属を攪拌する工程と、 ｄ）攪拌された液体金属を冷却させ第２相の液体中に懸濁させた第１相のほぼ
    球状の金属粒子のチキソトロピ懸濁物を形成する工程と、 ｅ）チキソトロピ懸濁物を混合チャンバから搬送する工程とを備え、 ｆ）溶融加熱炉が混合チャンバと流体的に接続される、チキソトロピ溶融金属
    を製造する、方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２２の方法において、液体金属が少なくとも一部分
    不活性気体圧力によって混合容器内に強制的に供給される、方法。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6796362B2 (en) * 2000-06-01 2004-09-28 Brunswick Corporation Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts
US6432160B1 (en) * 2000-06-01 2002-08-13 Aemp Corporation Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry
US6399017B1 (en) * 2000-06-01 2002-06-04 Aemp Corporation Method and apparatus for containing and ejecting a thixotropic metal slurry
WO2003037550A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-08 Taylor's Industrial Services Llc Low-velocity die-casting
DE10202248A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-31 Buehler Ag System zur Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften eines förderbaren Materials
AU2003294225A1 (en) * 2002-09-23 2004-04-23 Worcester Polytechnic Institute Method for making an alloy and alloy
JP3549055B2 (ja) * 2002-09-25 2004-08-04 俊杓 洪 固液共存状態金属材料成形用ダイカスト方法、その装置、半凝固成形用ダイカスト方法およびその装置
JP3520991B1 (ja) * 2002-09-25 2004-04-19 俊杓 洪 固液共存状態金属材料の製造方法
JP3511378B1 (ja) * 2002-09-25 2004-03-29 俊杓 洪 固液共存状態金属成形用ビレットの製造方法、その装置、半溶融成形用ビレットの製造方法およびその装置
JP3549054B2 (ja) * 2002-09-25 2004-08-04 俊杓 洪 固液共存状態金属材料の製造方法、その装置、半凝固金属スラリの製造方法およびその装置
US6918427B2 (en) * 2003-03-04 2005-07-19 Idraprince, Inc. Process and apparatus for preparing a metal alloy
KR100436117B1 (ko) * 2003-04-24 2004-06-16 홍준표 반응고 성형장치
KR100436116B1 (ko) * 2003-04-24 2004-06-16 홍준표 반용융 성형용 빌렛의 제조장치
US6866316B1 (en) 2003-05-15 2005-03-15 Durakon Acquisition Corp. Frame to vehicle cargo area mounting
JP3630327B2 (ja) * 2003-07-15 2005-03-16 俊杓 洪 固液共存状態金属スラリの製造装置
GB0403411D0 (en) * 2003-11-25 2004-03-24 Unilever Plc Process to prepare a shaped solid detergent
US20080060779A1 (en) * 2006-09-13 2008-03-13 Kopper Adam E Sod, slurry-on-demand, casting method and charge
CA2701236C (en) 2007-10-12 2017-12-19 Ajax Tocco Magnethermic Corporation Semi-liquid metal processing and sensing device and method of using same
US8047258B1 (en) 2008-07-18 2011-11-01 Brunswick Corporation Die casting method for semi-solid billets
US20100092790A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Molded or extruded combinations of light metal alloys and high-temperature polymers
PL2269751T3 (pl) 2009-07-01 2011-09-30 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co Kg Wylew kadziowy
US9162538B2 (en) 2009-10-10 2015-10-20 Lars Bertil Carnehammar Composition, method and system for balancing a rotary system
US9114456B1 (en) 2012-03-30 2015-08-25 Brunswick Corporation Method and apparatus for avoiding erosion in a high pressure die casting shot sleeve for use with low iron aluminum silicon alloys
US9114455B1 (en) 2012-03-30 2015-08-25 Brunswick Corporation Method and apparatus for avoiding erosion in a high pressure die casting shot sleeve for use with low iron aluminum silicon alloys
US10486229B1 (en) 2012-03-30 2019-11-26 Brunswick Corporation Method and apparatus for avoiding erosion in a high pressure die casting shot sleeve for use with low iron aluminum silicon alloys
US9757795B1 (en) 2012-03-30 2017-09-12 Brunswick Corporation Method and apparatus for avoiding erosion in a high pressure die casting hot sleeve for use with low iron aluminum silicon alloys
US9731348B1 (en) 2012-03-30 2017-08-15 Brunswick Corporation Method and apparatus for avoiding erosion in a high pressure die casting shot sleeve for use with low iron aluminum silicon alloys
US9574826B2 (en) 2012-09-27 2017-02-21 Ajax Tocco Magnethermic Corporation Crucible and dual frequency control method for semi-liquid metal processing
RU2573543C1 (ru) * 2014-09-04 2016-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиционных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Способ получения изделий из алюминиевых сплавов
US9993996B2 (en) 2015-06-17 2018-06-12 Deborah Duen Ling Chung Thixotropic liquid-metal-based fluid and its use in making metal-based structures with or without a mold
CN107457386A (zh) * 2017-08-22 2017-12-12 广东工业大学 一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置
CN108746538B (zh) * 2018-05-30 2019-11-29 珠海市润星泰电器有限公司 一种半固态合金制浆过程中的温度控制方法
CN110625083B (zh) * 2019-09-27 2024-01-30 西南交通大学 一种制备铝合金半固态浆料的装置及方法

Family Cites Families (130)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US972429A (en) 1908-07-06 1910-10-11 James B Baird Chill.
US1506281A (en) 1923-08-28 1924-08-26 Thaddeus F Baily Electric furnace
US1776355A (en) 1929-03-07 1930-09-23 American Metal Company Mold for casting metals
US2215887A (en) 1937-05-04 1940-09-24 Johns Manville Method of operating mineral wool furnace
US2758831A (en) 1949-04-27 1956-08-14 Du Pont Lined metal reduction apparatus
US3523785A (en) 1968-05-20 1970-08-11 Gero Metallurg Corp Method for vacuum degassing and casting molten metal with electromagnetic control
US3472502A (en) 1968-06-07 1969-10-14 Clarence C Schott Stack furnace with pushers for feeding scrap material
US3730257A (en) 1971-06-24 1973-05-01 Koppers Co Inc Continuous casting sleeve mold
US3842895A (en) 1972-01-10 1974-10-22 Massachusetts Inst Technology Metal alloy casting process to reduce microsegregation and macrosegregation in casting
US3840364A (en) 1972-01-28 1974-10-08 Massachusetts Inst Technology Methods of refining metal alloys
US3948650A (en) 1972-05-31 1976-04-06 Massachusetts Institute Of Technology Composition and methods for preparing liquid-solid alloys for casting and casting methods employing the liquid-solid alloys
US3882923A (en) 1972-06-08 1975-05-13 Siderurgie Fse Inst Rech Apparatus for magnetic stirring of continuous castings
US3951651A (en) 1972-08-07 1976-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Metal composition and methods for preparing liquid-solid alloy metal compositions and for casting the metal compositions
US3735010A (en) 1972-08-23 1973-05-22 Atomic Energy Commission Skull-melting crucible
US3791015A (en) 1972-10-17 1974-02-12 Algoma Steel Corp Ltd Method of repairing a beam blank mold
LU68861A1 (ja) 1973-11-26 1975-08-20
US3902544A (en) 1974-07-10 1975-09-02 Massachusetts Inst Technology Continuous process for forming an alloy containing non-dendritic primary solids
US4106956A (en) 1975-04-02 1978-08-15 Societe De Vente De L'aluminium Pechiney Method of treating metal alloys to work them in the state of a liquid phase-solid phase mixture which retains its solid form
US3995678A (en) 1976-02-20 1976-12-07 Republic Steel Corporation Induction stirring in continuous casting
JPS52114509A (en) 1976-03-22 1977-09-26 Alumax Inc Device for highhspeed heating of billets
US4108643A (en) 1976-09-22 1978-08-22 Massachusetts Institute Of Technology Method for forming high fraction solid metal compositions and composition therefor
AT346001B (de) 1977-01-12 1978-10-25 Inst Elektroswarki Patona Durchlaufkokille
US4345637A (en) 1977-11-21 1982-08-24 Massachusetts Institute Of Technology Method for forming high fraction solid compositions by die casting
US4229210A (en) 1977-12-12 1980-10-21 Olin Corporation Method for the preparation of thixotropic slurries
US4174214A (en) 1978-05-19 1979-11-13 Rheocast Corporation Wear resistant magnesium composite
US4281263A (en) 1978-05-23 1981-07-28 Gradient Hybrid stator and a two-axis induction electric motor constructed therewith
GB2037634B (en) * 1978-11-27 1983-02-09 Secretary Industry Brit Casting thixotropic material
FR2448247A1 (fr) 1979-01-30 1980-08-29 Cem Comp Electro Mec Inducteur electromagnetique destine a produire un champ helicoidal
US4434837A (en) 1979-02-26 1984-03-06 International Telephone And Telegraph Corporation Process and apparatus for making thixotropic metal slurries
SE8001284L (sv) 1979-02-26 1980-08-27 Itt Sett och anordning for att framstella tixotropa metalluppslamningar
US4457355A (en) 1979-02-26 1984-07-03 International Telephone And Telegraph Corporation Apparatus and a method for making thixotropic metal slurries
DE2909943A1 (de) * 1979-03-14 1980-10-02 Hauni Werke Koerber & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum pneumatischen beschicken mehrerer verarbeitungsmaschinen, insbesondere zigarettenstrangmaschinen, mit geschnittenem tabak
JPS597540B2 (ja) 1980-02-28 1984-02-18 株式会社 三社電機製作所 融解金属注入装置
FR2477925A1 (fr) 1980-03-13 1981-09-18 Fives Cail Babcock Procede de controle du refroidissement du produit coule dans une installation de coulee continue
US4433715A (en) 1980-05-21 1984-02-28 Allied Corporation Modular apparatus for casting metal strip
US4450893A (en) 1981-04-27 1984-05-29 International Telephone And Telegraph Corporation Method and apparatus for casting metals and alloys
US4465118A (en) 1981-07-02 1984-08-14 International Telephone And Telegraph Corporation Process and apparatus having improved efficiency for producing a semi-solid slurry
US4607682A (en) 1981-08-03 1986-08-26 Alumax, Inc. Mold for use in metal or metal alloy casting systems
US4457354A (en) 1981-08-03 1984-07-03 International Telephone And Telegraph Corporation Mold for use in metal or metal alloy casting systems
US4534003A (en) 1981-08-24 1985-08-06 At&T Bell Laboratories Optimized reaction injection molding
US4523624A (en) 1981-10-22 1985-06-18 International Telephone And Telegraph Corporation Cast ingot position control process and apparatus
US4494461A (en) 1982-01-06 1985-01-22 Olin Corporation Method and apparatus for forming a thixoforged copper base alloy cartridge casing
FR2519567A1 (fr) 1982-01-13 1983-07-18 Vallourec Procede de fabrication de corps creux par coulee continue a l'aide d'un champ magnetique et dispositif de mise en oeuvre du procede
FR2521465A1 (fr) 1982-02-12 1983-08-19 Armines Procede et appareillage pour le moulage d'alliages metalliques a l'etat thixotropique
US4524820A (en) 1982-03-30 1985-06-25 International Telephone And Telegraph Corporation Apparatus for providing improved slurry cast structures by hot working
US4415374A (en) 1982-03-30 1983-11-15 International Telephone And Telegraph Corporation Fine grained metal composition
US4709746A (en) 1982-06-01 1987-12-01 Alumax, Inc. Process and apparatus for continuous slurry casting
US4482012A (en) 1982-06-01 1984-11-13 International Telephone And Telegraph Corporation Process and apparatus for continuous slurry casting
US4565241A (en) 1982-06-01 1986-01-21 International Telephone And Telegraph Corporation Process for preparing a slurry structured metal composition
FR2530510B1 (fr) 1982-07-23 1985-07-05 Cegedur Procede de coulee electromagnetique de metaux dans lequel on fait agir au moins un champ magnetique different du champ de confinement
US4614225A (en) 1982-12-10 1986-09-30 Vallourec Magnetic rotor for the continuous casting of hollow bodies
GB8305066D0 (en) * 1983-02-23 1983-03-30 Secretary Industry Brit Casting of material
US4530404A (en) 1983-07-07 1985-07-23 Aluminium Pechiney Process for the electromagnetic casting of metals involving the use of at least one magnetic field which differs from the field of confinement
US4569218A (en) 1983-07-12 1986-02-11 Alumax, Inc. Apparatus and process for producing shaped metal parts
US4555272A (en) 1984-04-11 1985-11-26 Olin Corporation Beta copper base alloy adapted to be formed as a semi-solid metal slurry and a process for making same
JPS6167555A (ja) 1984-09-12 1986-04-07 Nichiei Kozai Kk ダイカスト射出スリ−ブ
US4669529A (en) 1984-12-03 1987-06-02 Egon Evertz Continuous casting mould
US4712413A (en) 1986-09-22 1987-12-15 Alumax, Inc. Billet heating process
FR2606036B1 (fr) 1986-11-05 1988-12-02 Pechiney Procede d'obtention, par refroidissement d'alliages a l'etat fondu, de cristaux de composes intermetalliques, notamment, de monocristaux isoles
JPS63223869A (ja) 1987-03-13 1988-09-19 Hitachi Ltd プログラム生成方法
US4774992A (en) 1987-06-15 1988-10-04 Pcc Airfoils, Inc. Apparatus and method for use in casting a plurality of articles
US5265040A (en) 1987-08-28 1993-11-23 Hitachi, Ltd. Method and device for displaying information on simulation result in a numerical simulation system
US4877079A (en) 1987-10-09 1989-10-31 Westinghouse Electric Corp. Counterflow electromagnetic stirring method and apparatus for continuous casting
JPH01106266A (ja) 1987-10-20 1989-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd ３次元図形処理方法およびその装置
US5031127A (en) 1987-11-27 1991-07-09 Toshiba Machine Co., Ltd. Molten injection-molding method
JPH01141021A (ja) 1987-11-27 1989-06-02 Toshiba Mach Co Ltd 溶融材料の金型成形における流動解析結果の表示方法
JP3211754B2 (ja) 1996-11-28 2001-09-25 宇部興産株式会社 半溶融成形用金属の製造装置
JPH01192446A (ja) 1988-01-26 1989-08-02 Kawasaki Steel Corp 半凝固金属の連続製造装置
JPH01307826A (ja) 1988-06-06 1989-12-12 Hitachi Ltd プログラム生成方法
US4989166A (en) 1988-07-12 1991-01-29 Hitachi, Ltd. Method for synthesizing analysis model and flow analysis system
IT1233232B (it) * 1989-07-25 1992-03-20 Weber Srl Procedimento di colata allo stato semiliquido in continuo e forno perla sua realizzazione
US5247988A (en) 1989-12-19 1993-09-28 Kurzinski Cass R Apparatus and method for continuously casting steel slabs
FR2656552B1 (fr) 1990-01-04 1995-01-13 Pechiney Aluminium Procede de fabrication de produits metalliques thixotropes par coulee continue avec brassage electromagnetique en courant polyphase.
US5425048A (en) 1990-01-31 1995-06-13 Inductotherm Corp. Heating apparatus for induction ladle and vacuum furnaces
US5377129A (en) 1990-07-12 1994-12-27 Massachusetts Institute Of Technology Particle interaction processing system
US5315530A (en) 1990-09-10 1994-05-24 Rockwell International Corporation Real-time control of complex fluid systems using generic fluid transfer model
US5050114A (en) 1990-09-17 1991-09-17 Motorola, Inc. Simulation of two-phase liquid cooling for thermal prediction of direct liquid cooling schemes
US5098487A (en) 1990-11-28 1992-03-24 Olin Corporation Copper alloys for shaped charge liners
US6009741A (en) * 1990-12-05 2000-01-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of predicting steady incompressible fluid flow
IE69192B1 (en) 1990-12-21 1996-08-21 Hitachi Europ Ltd A method of generating partial differential equations for simulation a simulation method and a method of generating simulation programs
US5135564A (en) * 1990-12-28 1992-08-04 Rheo-Technology, Ltd. Method and apparatus for the production of semi-solidified metal composition
US5912823A (en) * 1991-10-06 1999-06-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for determining the velocity of a three-dimensional fluid flow over a submerged body
JP2775538B2 (ja) 1991-11-14 1998-07-16 住友重機械工業株式会社 成形シミュレーション方法及び装置
JP2559651B2 (ja) 1991-12-26 1996-12-04 花王株式会社 射出成形の制御方法および装置
JPH0815024B2 (ja) 1992-03-25 1996-02-14 日本碍子株式会社 モールド碍子の絶縁外套体の成形装置
US6019930A (en) * 1992-07-14 2000-02-01 Thermal Wave Molding Corp. Process for forming a molten material into molded article
JP2698520B2 (ja) 1992-08-31 1998-01-19 日立金属株式会社 通気性鋳型の鋳造方案の作成方法
US5332200A (en) 1992-10-13 1994-07-26 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Segmented ceramic liner for induction furnaces
US5553206A (en) 1993-02-12 1996-09-03 International Business Machines Corporation Method and system for producing mesh representations of objects
US5693158A (en) 1993-02-12 1997-12-02 Mazda Motor Corporation Magnesium light alloy product and method of producing the same
US5640331A (en) 1993-07-30 1997-06-17 Gas Research Institute Method and apparatus for obtaining species concentrations and reaction rates in a turbulent reacting flow
US5499198A (en) 1993-08-31 1996-03-12 The Dow Chemical Company Method for predicting spray drift
FR2715088B1 (fr) 1994-01-17 1996-02-09 Pechiney Aluminium Procédé de mise en forme de matériaux métalliques à l'état semi-solide.
FR2718462B1 (fr) 1994-04-11 1996-05-24 Pechiney Aluminium Alliages d'aluminium contenant du bismuth, du cadmium, de l'indium et/ou du plomb à l'état très finement dispersé et procédé d'obtention .
US5625579A (en) 1994-05-10 1997-04-29 International Business Machines Corporation Stochastic simulation method for processes containing equilibrium steps
US5416795A (en) 1994-05-20 1995-05-16 Kaniuk; John A. Quick change crucible for vacuum melting furnace
US5572434A (en) 1994-06-14 1996-11-05 Cornell Research Foundation, Inc. Method for simulating mold filling of semi-solid material
US5501266A (en) 1994-06-14 1996-03-26 Cornell Research Foundation, Inc. Method and apparatus for injection molding of semi-solid metals
US5539183A (en) 1994-06-29 1996-07-23 Beckley; John P. Vertically fitted portable electric furnace
NO950843L (no) 1994-09-09 1996-03-11 Ube Industries Fremgangsmåte for behandling av metall i halvfast tilstand og fremgangsmåte for stöping av metallbarrer til bruk i denne fremgangsmåte
US5529391A (en) 1994-09-22 1996-06-25 Duke University Magnetic stirring and heating/cooling apparatus
JP2772765B2 (ja) 1994-10-14 1998-07-09 本田技研工業株式会社 チクソキャスティング用鋳造材料の加熱方法
US5549732B1 (en) * 1994-11-29 2000-08-08 Alcan Intrnat Ltd Production of granules of reactive metals for example magnesium and magnesium alloy
US5900080A (en) 1994-11-07 1999-05-04 Reynolds Wheels International. Ltd Thixotropic forming process for wheels fashioned in rheocast metal alloy and fitted with pneumatic tires
IT1274094B (it) 1994-11-07 1997-07-15 Reynolds Wheels Int Ltd Procedimento di formatura tixotropica di cerchi per pneumatici in lega metallica reocolata.
US5732192A (en) 1994-11-30 1998-03-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Global qualitative flow-path modeling for local state determination in simulation and analysis
US5661670A (en) 1995-05-25 1997-08-26 Midwest Research Institute Method and system for simulating heat and mass transfer in cooling towers
CA2177455C (en) 1995-05-29 2007-07-03 Mitsuru Adachi Method and apparatus for shaping semisolid metals
DE19533577C1 (de) 1995-08-29 1996-10-24 Mannesmann Ag Elektromagnetische Einrichtung für eine Stranggießkokille
JP3817786B2 (ja) 1995-09-01 2006-09-06 Ｔｋｊ株式会社 合金製品の製造方法及び装置
JP3226447B2 (ja) 1995-09-08 2001-11-05 住友化学工業株式会社 プレス成形又は射出プレス成形のシミュレーション方法
JP3522408B2 (ja) 1995-09-18 2004-04-26 富士通株式会社 数値流体解析結果の誤差見積方法、数値流体解析結果の誤差見積装置、数値流体解析方法、及び数値流体解析装置
EP0859677B1 (en) * 1995-12-12 2002-03-13 Thixomat, Inc. Apparatus for processing semisolid thixotropic metallic slurries
JP3000442B2 (ja) 1995-12-14 2000-01-17 本田技研工業株式会社 チクソキャスティング法
US5781581A (en) 1996-04-08 1998-07-14 Inductotherm Industries, Inc. Induction heating and melting apparatus with superconductive coil and removable crucible
IT1288900B1 (it) 1996-05-13 1998-09-25 Danieli Off Mecc Procedimento di colata continua con campo magnetico pulsante e relativo dispositivo
US5940309A (en) * 1996-09-06 1999-08-17 White; Warren D. System and method for modeling plastic molding and molding parts incorporating the same
US6064810A (en) * 1996-09-27 2000-05-16 Southern Methodist University System and method for predicting the behavior of a component
US5887640A (en) * 1996-10-04 1999-03-30 Semi-Solid Technologies Inc. Apparatus and method for semi-solid material production
CA2220357A1 (en) 1996-11-08 1998-05-08 Ube Industries, Ltd. Method of shaping semisolid metals
WO1998030346A1 (en) 1997-01-09 1998-07-16 Materials Research Corporation Process for refining the microstructure of metals
US5899567A (en) 1997-09-23 1999-05-04 Morris, Jr.; Joseph E. Magnetic synchronized stirring and heating test apparatus
US5953239A (en) * 1997-12-29 1999-09-14 Exa Corporation Computer simulation of physical processes
US6435263B2 (en) * 1998-03-31 2002-08-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Agitated continuous casting process for aluminum alloy
US6135196A (en) 1998-03-31 2000-10-24 Takata Corporation Method and apparatus for manufacturing metallic parts by injection molding from the semi-solid state
WO2000005015A1 (en) 1998-07-24 2000-02-03 Gibbs Die Casting Aluminum Corporation Semi-solid casting apparatus and method
US6443216B1 (en) * 2000-06-01 2002-09-03 Aemp Corporation Thermal jacket for a vessel
US6402367B1 (en) * 2000-06-01 2002-06-11 Aemp Corporation Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry
US6399017B1 (en) * 2000-06-01 2002-06-04 Aemp Corporation Method and apparatus for containing and ejecting a thixotropic metal slurry
US6432160B1 (en) * 2000-06-01 2002-08-13 Aemp Corporation Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry

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