JP2014018823A - Method for producing semi-solidified metal slurry, molten metal holding container, and semi-solidified metal slurry - Google Patents

Method for producing semi-solidified metal slurry, molten metal holding container, and semi-solidified metal slurry Download PDF

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Yoshihiro Watanabe
良浩 渡邉
Masahiro Tashiro
昌宏 田代
Tsutomu Sasaki
勉 佐々木
Tsukasa Matsuo
司 松尾
Yuki Kahara
祐樹 花原
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Yachiyo Industry Co Ltd
Goshi Giken Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing semi-solidified metal slurry, which can uniformalize the structure and temperature of the semi-solidified metal slurry structure.SOLUTION: A method for producing semi-solidified metal slurry, in which a solid phase and a liquid phase coexist, includes an agitation step of agitating molten metal Y in a molten metal holding container 10 in a noncontact manner. The molten metal holding container 10 has a bottom part 11, a cylindrical exterior wall part 12 erected on the bottom part 11, and a columnar inner wall part 13 erected on the inside with respect to the exterior wall part 12 on the bottom part 11. In the agitation step, the molten metal is convected between the exterior and interior wall parts 12 and 13.

Description

本発明は、半凝固金属スラリーの製造方法、溶融金属保持容器及び半凝固金属スラリー
に関する。
The present invention relates to a method for producing a semi-solid metal slurry, a molten metal holding container, and a semi-solid metal slurry.

アルミニウム合金、マグネシウム合金等の鍛造方法として、半凝固鍛造が知られている。半凝固鍛造では、固相と液相が共存する半凝固金属スラリーを製造した後、この半凝固金属スラリーを成形型に投入して成形を行う。半凝固金属スラリーの製造方法では、例えば、保持炉で溶融された溶融金属をラドル等で掬って溶融金属保持容器に注湯する注湯工程と、溶融金属を溶融金属保持容器内で電磁攪拌する攪拌工程と、所定の時間静置する静置工程とを行う。半凝固金属スラリーは、固相と液相が共存しているため、成形型でプレスする際に、比較的小さい力でプレスすることができる。これにより、成形型への負担を小さくすることができる。また、半凝固鍛造は、溶融金属を直接成形型に注湯する重力鋳造及び低圧鋳造と比べて、成形型に材料を投入する際のエアーの巻き込みを抑えることができるため、製品に鋳巣欠陥等が発生しにくいというメリットがある。   Semi-solid forging is known as a forging method for aluminum alloys, magnesium alloys and the like. In semi-solid forging, after producing a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist, the semi-solid metal slurry is put into a mold and then molded. In the method for producing a semi-solid metal slurry, for example, a molten metal melted in a holding furnace is poured with a ladle or the like and poured into a molten metal holding container, and the molten metal is electromagnetically stirred in the molten metal holding container. A stirring step and a standing step for standing for a predetermined time are performed. Since the solid phase and the liquid phase coexist, the semi-solid metal slurry can be pressed with a relatively small force when pressed with a mold. Thereby, the burden on a shaping | molding die can be made small. In addition, semi-solid forging can suppress the entrainment of air when materials are poured into the mold, compared to gravity casting and low pressure casting, where molten metal is poured directly into the mold. There is an advantage that it is difficult to occur.

図8の(a)は従来の溶融金属保持容器を示す断面図であり、(b)は従来の静置工程後の溶融金属の温度分布を示した図であり、(c)は従来の半凝固金属スラリーを成形型に投入した際の図である。   FIG. 8A is a cross-sectional view showing a conventional molten metal holding container, FIG. 8B is a view showing a temperature distribution of the molten metal after a conventional standing step, and FIG. It is a figure at the time of throwing the solidified metal slurry into a shaping | molding die.

図8の(a)に示すように、従来の溶融金属保持容器100は、有底筒状を呈し、上方が開放された容器である。溶融金属保持容器100の内部には、溶融金属Yが貯留される。攪拌工程では、溶融金属保持容器100の周囲に磁界発生装置101を設置し、磁界発生装置101から発生される磁界により溶融金属Yを攪拌する(特許文献1参照)。従来の攪拌工程では、図8の(a)の矢印に示すように、溶融金属Yが溶融金属保持容器100の壁面100a側→底面100b側→中央部100c→壁面100a側の順番で循環するようになっている。   As shown to (a) of FIG. 8, the conventional molten metal holding | maintenance container 100 is a container which exhibited the bottomed cylinder shape and opened upwards. The molten metal Y is stored in the molten metal holding container 100. In the stirring step, a magnetic field generator 101 is installed around the molten metal holding container 100, and the molten metal Y is stirred by the magnetic field generated from the magnetic field generator 101 (see Patent Document 1). In the conventional stirring process, as shown by the arrow in FIG. 8A, the molten metal Y is circulated in the order of the wall surface 100a side → the bottom surface 100b side → the central portion 100c → the wall surface 100a side of the molten metal holding container 100. It has become.

特開2009−148771号公報JP 2009-148771 A

ここで、例えば、アルミニウム、マグネシウム、シリコン等を含むアルミニウム合金は、その凝固組織が微細なほど、また、均一なほど強度及びじん性が高い値を示すことが知られている。前記した攪拌工程によって、壁面100aに結晶化した樹脂状晶の枝が分断されるため、初晶α−Alは溶融金属保持容器100内で循環する。この際、溶融金属保持容器100の中央部100cは、壁面100aから遠いため、溶融金属Yが比較的高温になっている。したがって、従来の溶融金属保持容器100では、循環する初晶α−Alが、中央部100cで再び液相となってしまうため、初晶α−Alの生成数が減少する傾向にある。これにより、アルミニウム、マグネシウム、シリコン等の混合バランスが悪くなるため、アルミニウムリッチ相が生成されやすくなり、成形物の強度やじん性が低下するという問題があった。   Here, for example, an aluminum alloy containing aluminum, magnesium, silicon or the like is known to exhibit higher strength and toughness as the solidification structure becomes finer and uniform. Since the resinous crystal branches crystallized on the wall surface 100 a are divided by the stirring step described above, the primary crystal α-Al circulates in the molten metal holding vessel 100. At this time, since the central portion 100c of the molten metal holding container 100 is far from the wall surface 100a, the molten metal Y has a relatively high temperature. Therefore, in the conventional molten metal holding container 100, since the circulating primary crystal α-Al becomes a liquid phase again at the central portion 100c, the number of primary crystal α-Al produced tends to decrease. Thereby, since the mixing balance of aluminum, magnesium, silicon and the like is deteriorated, an aluminum-rich phase is easily generated, and there is a problem that the strength and toughness of the molded product are lowered.

また、図8の(b)に示すように、静置工程後における溶融金属Yの温度分布を見ると、壁面100a及び底面100b付近は低温であるが、中央部100cは高温になっている。これにより、中央部100c付近は静置工程後も液相のままであるため、製造された半凝固金属スラリーを成形型に投入した際に、この液相部分が成形型に滲み出てしまう。この滲み出た液相は、成形型に接触して固化するためSi偏析層が発生する原因となる。   Further, as shown in FIG. 8B, when the temperature distribution of the molten metal Y after the standing step is viewed, the vicinity of the wall surface 100a and the bottom surface 100b is low temperature, but the central portion 100c is high temperature. As a result, the vicinity of the central portion 100c remains in the liquid phase even after the standing step, and therefore, when the produced semi-solid metal slurry is put into the mold, the liquid phase portion oozes out into the mold. This oozing liquid phase solidifies upon contact with the mold, causing the generation of a Si segregation layer.

さらに、図8の(c)に示すように、従来の半凝固金属スラリー110を成形型120に投入する際は、溶融金属保持容器100を反転させて、半凝固金属スラリー110の自重により成形型120に投入している。しかし、半凝固金属スラリー110を成形型120に対して精度よく位置決めすることは容易ではない。   Further, as shown in FIG. 8 (c), when the conventional semi-solid metal slurry 110 is put into the mold 120, the molten metal holding container 100 is inverted and the mold is caused by the weight of the semi-solid metal slurry 110. 120. However, it is not easy to accurately position the semi-solid metal slurry 110 with respect to the mold 120.

半凝固金属スラリー110は、中央部100cが液相であるため強度が弱く、成形型120に投入するとその投入時の衝撃によって半凝固金属スラリー110の形状が不規則に崩れてしまう。半凝固金属スラリー110の形状が一旦崩れてしまうと、成形型120に対する半凝固金属スラリー110の移動が困難になるため、成形型120に対する半凝固金属スラリー110の位置決めの修正が困難になる。また、半凝固金属スラリー110の形状が崩れてしまうと、成形型120への充填が不均一になるため成形精度が低下する。一方で、静置工程での静置時間を長くすれば、温度低下によって溶融金属Yが硬化し、スラリー自体の強度は高くなるが、硬化することで液相が存在しなくなるため半凝固金属スラリーではなくなってしまう。   The semi-solid metal slurry 110 is weak in strength because the central portion 100c is in a liquid phase, and when it is put into the mold 120, the shape of the semi-solid metal slurry 110 is irregularly collapsed due to an impact at the time of charging. Once the shape of the semi-solid metal slurry 110 is collapsed, it becomes difficult to move the semi-solid metal slurry 110 with respect to the mold 120, so that it is difficult to correct the positioning of the semi-solid metal slurry 110 with respect to the mold 120. In addition, if the shape of the semi-solid metal slurry 110 is collapsed, the filling into the forming die 120 becomes nonuniform and the forming accuracy is lowered. On the other hand, if the standing time in the standing step is lengthened, the molten metal Y is hardened by the temperature drop and the strength of the slurry itself is increased, but the liquid phase is not present by hardening, so the semi-solid metal slurry It will disappear.

本発明は、前記した事情に鑑みて創作されたものであり、半凝固金属スラリーの組織及び温度の均一化を図ることができる半凝固金属スラリーの製造方法及び溶融金属保持容器を提供することを課題とする。また、成形型に対する位置決めが容易となる半凝固金属スラリーを提供することを課題とする。   The present invention was created in view of the above-described circumstances, and provides a method for producing a semi-solid metal slurry and a molten metal holding container capable of achieving uniform structure and temperature of the semi-solid metal slurry. Let it be an issue. It is another object of the present invention to provide a semi-solid metal slurry that can be easily positioned with respect to a mold.

前記課題を解決するため、本発明は、固相と液相が共存する半凝固金属スラリーの製造方法であって、溶融金属保持容器中の前記溶融金属を非接触で攪拌する攪拌工程を含み、前記溶融金属保持容器は、底部と、底部に立設する筒状の外壁部と、底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、前記攪拌工程では、前記外壁部と前記内壁部との間で溶融金属を対流させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a method for producing a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist, and includes a stirring step of stirring the molten metal in a molten metal holding container in a non-contact manner. The molten metal holding container has a bottom portion, a cylindrical outer wall portion standing on the bottom portion, and a columnar inner wall portion standing on the inner side of the outer wall portion at the bottom portion, and in the stirring step, The molten metal is convected between the outer wall portion and the inner wall portion.

かかる構成によれば、溶融金属保持容器に柱状の内壁部が形成されているため、外壁部と内壁部によって初晶α−Alが形成される。つまり、従来の容器に比べて溶融金属保持容器と溶融金属との接触面積が大きくなるため、初晶α−Alを多く生成することができる。また、内壁部が形成されることにより、従来の容器に比べて溶融金属の中央部分が高温となるのを回避できる。また、対流によって循環する初晶α−Alは外壁部だけでなく内壁部付近も通るため、初晶α−Alの再溶融化を防ぐことができる。これにより、製造される半凝固金属スラリーの組織及び温度の均一化を図ることができる。   According to this configuration, since the columnar inner wall portion is formed in the molten metal holding container, primary crystal α-Al is formed by the outer wall portion and the inner wall portion. That is, since the contact area between the molten metal holding container and the molten metal is larger than that of the conventional container, a large amount of primary α-Al can be generated. Moreover, it can avoid that the center part of a molten metal becomes high temperature compared with the conventional container by forming an inner wall part. Moreover, since the primary crystal α-Al circulated by convection passes through not only the outer wall portion but also the vicinity of the inner wall portion, remelting of the primary crystal α-Al can be prevented. Thereby, the structure | tissue and temperature of the semi-solid metal slurry manufactured can be equalized.

また、前記溶融金属保持容器は非磁性体であって、前記攪拌工程では、電磁攪拌を行うことが好ましい。かかる構成によれば、非接触で溶融金属を攪拌することができる。   Moreover, it is preferable that the molten metal holding container is a non-magnetic material, and electromagnetic stirring is performed in the stirring step. According to this configuration, the molten metal can be stirred without contact.

また、本発明は、固相と液相が共存する半凝固金属スラリーの製造方法であって、溶融金属保持容器中の前記溶融金属を静置する静置工程を含み、前記溶融金属保持容器は、底部と、底部に立設する筒状の外壁部と、底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、前記静置工程では、前記内壁部に前記溶融金属が接触することで前記溶融金属が冷却されることを特徴とする。   Further, the present invention is a method for producing a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist, including a standing step of standing the molten metal in a molten metal holding container, wherein the molten metal holding container is A cylindrical outer wall portion standing on the bottom portion, and a columnar inner wall portion standing on the inner side of the outer wall portion at the bottom portion, and in the stationary step, the inner wall portion is melted The molten metal is cooled by contact with the metal.

かかる構成によれば、内壁部で溶融金属が冷却されるため、従来の容器に比べて溶融金属保持容器の中央部が高温になるのを回避できる。これにより、製造された半凝固金属スラリーの組織及び温度の均一化を図ることができる。   According to such a configuration, since the molten metal is cooled at the inner wall portion, it is possible to avoid the central portion of the molten metal holding container from becoming hot as compared with the conventional container. Thereby, the structure and temperature of the manufactured semi-solid metal slurry can be made uniform.

また、前記内壁部には、中空部が形成されており、前記中空部に流体を流して前記溶融金属を冷却させる冷却工程を含むことが好ましい。かかる構成によれば、溶融金属の冷却工程を容易に行うことができるとともに、冷却温度を調節することができる。   Moreover, it is preferable that the said inner wall part is formed with the hollow part, and includes the cooling process which flows the fluid through the said hollow part and cools the said molten metal. According to such a configuration, the cooling process of the molten metal can be easily performed, and the cooling temperature can be adjusted.

また、本発明は、底部と、底部に立設する筒状の外壁部と、底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、前記外壁部と前記内壁部との間で溶融金属を保持しつつ、前記外壁部及び前記内壁部に前記溶融金属が接触することで前記溶融金属が冷却されることを特徴とする。   The present invention also includes a bottom, a cylindrical outer wall standing upright at the bottom, and a columnar inner wall standing up inside the outer wall at the bottom, and the outer wall and the inner wall The molten metal is cooled by the molten metal coming into contact with the outer wall portion and the inner wall portion while holding the molten metal therebetween.

かかる構成によれば、内壁部で溶融金属が冷却されるため、従来の容器に比べて溶融金属保持容器の中央部が高温になるのを回避できる。これにより、製造された半凝固金属スラリーの温度の均一化を図ることができる。また、内壁部によって、製造された半凝固金属スラリーの内部に筒状の内側面が形成される。これにより、製造された半凝固金属スラリーの強度を高めることができる。   According to such a configuration, since the molten metal is cooled at the inner wall portion, it is possible to avoid the central portion of the molten metal holding container from becoming hot as compared with the conventional container. Thereby, the temperature of the manufactured semi-solid metal slurry can be made uniform. Moreover, a cylindrical inner side surface is formed inside the produced semi-solid metal slurry by the inner wall portion. Thereby, the intensity | strength of the manufactured semi-solidified metal slurry can be raised.

また、前記柱状の内壁部は、少なくとも前記底部において開口する中空筒状に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、内壁部の中空部に流体を流すなどすれば、溶融金属を効率よく冷却することができる。   Moreover, it is preferable that the said columnar inner wall part is formed in the hollow cylinder shape opened in the said bottom part at least. According to such a configuration, for example, if a fluid is passed through the hollow portion of the inner wall portion, the molten metal can be efficiently cooled.

また、前記内壁部は、前記外壁部の高さ以上に延設されていることが好ましい。かかる構成によれば、製造された半凝固金属スラリーの高さ方向の全体に亘って筒状の内側面が形成されるため、半凝固金属スラリーの強度をより高めることができる。   Moreover, it is preferable that the said inner wall part is extended more than the height of the said outer wall part. According to this structure, since the cylindrical inner surface is formed over the entire height direction of the manufactured semi-solid metal slurry, the strength of the semi-solid metal slurry can be further increased.

また、前記内壁部は先端に向かうにつれて先細りになっていることが好ましい。かかる構成によれば、半凝固金属スラリーを成形型に投入する際に、半凝固金属スラリーを容易に離脱させることができる。   Moreover, it is preferable that the said inner wall part is tapering off toward the front-end | tip. According to this configuration, the semi-solid metal slurry can be easily detached when the semi-solid metal slurry is charged into the mold.

また、本発明は、固相と液相が共存する半凝固金属スラリーであって、底面と、前記底面に立設する筒状の外側面と、前記外側面に連続し前記底面と対向する天面と、前記底面において前記外側面よりも内側に立設された筒状の内側面と、前記内側面の内部に形成された中空部と、を有し、前記底面、前記外側面、前記天面及び前記内側面は、内部の溶融金属に比べて硬く形成されていることを特徴とする。   Further, the present invention is a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist, a bottom surface, a cylindrical outer surface standing on the bottom surface, and a ceiling that is continuous with the outer surface and faces the bottom surface. A cylindrical inner side surface standing on the inner side of the outer side surface at the bottom surface, and a hollow portion formed inside the inner side surface, the bottom surface, the outer side surface, the ceiling The surface and the inner surface are formed to be harder than the inner molten metal.

かかる構成によれば、内部に筒状の内側面が形成されるとともに、底面、外側面、天面及び内側面は、内部の溶融金属に比べて硬く形成されているため、半凝固金属スラリーの強度を高めることができる。これにより、成形型に投入した際に半凝固金属スラリーの形状が崩れにくくなるため、成形型に対する位置決めが容易になる。また、位置がずれた場合の修正作業も容易になる。   According to this configuration, the cylindrical inner surface is formed inside, and the bottom surface, the outer surface, the top surface, and the inner surface are formed harder than the inner molten metal. Strength can be increased. Thereby, since the shape of a semi-solid metal slurry becomes difficult to collapse when thrown into a shaping | molding die, the positioning with respect to a shaping | molding die becomes easy. Also, the correction work when the position is shifted is facilitated.

また、前記内側面は、高さ方向に連通していることが好ましい。かかる構成によれば、半凝固金属スラリーの強度をより高めることができる。   Moreover, it is preferable that the said inner surface is connected in the height direction. According to such a configuration, the strength of the semi-solid metal slurry can be further increased.

本発明の半凝固金属スラリーの製造方法及び溶融金属保持容器によれば、半凝固金属スラリーの組織及び温度の均一化を図ることができる。また、本発明の半凝固金属スラリーによれば、成形型に対する位置決めが容易となる。   According to the method for producing a semi-solid metal slurry and the molten metal holding container of the present invention, the structure and temperature of the semi-solid metal slurry can be made uniform. In addition, according to the semi-solid metal slurry of the present invention, positioning with respect to the mold becomes easy.

本実施形態に係る溶融金属保持容器を示す図であって、(a)は斜視図であり、(b)は断面図である。It is a figure which shows the molten metal holding | maintenance container which concerns on this embodiment, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing. 本実施形態に係る半凝固金属スラリーを示す図であって、(a)は斜視図であり、(b)は断面図である。It is a figure which shows the semi-solidified metal slurry which concerns on this embodiment, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing. 本実施形態に係る攪拌工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stirring process which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る投入工程を示す側面図である。It is a side view which shows the injection | throwing-in process which concerns on this embodiment. 実施例に係る溶融金属の温度分布を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the temperature distribution of the molten metal which concerns on an Example. (a)は比較例に係る溶融金属の温度を示すグラフであり、(b)は実施例に係る溶融金属の温度を示すグラフである。(A) is a graph which shows the temperature of the molten metal which concerns on a comparative example, (b) is a graph which shows the temperature of the molten metal which concerns on an Example. (a)は比較例に係る各部の組織拡大図であり、(b)は実施例に係る各部の組織拡大図である。(A) is the structure enlarged view of each part which concerns on a comparative example, (b) is the structure enlarged view of each part which concerns on an Example. (a)は従来の溶融金属保持容器を示す断面図であり、(b)は従来の静置工程後の溶融金属の温度分布を示した図であり、(c)は従来の半凝固金属スラリーを成形型に投入した際の図である。(A) is sectional drawing which shows the conventional molten metal holding | maintenance container, (b) is the figure which showed the temperature distribution of the molten metal after the conventional stationary process, (c) is the conventional semi-solid metal slurry. It is a figure at the time of throwing into a shaping | molding die.

以下、本発明に係る溶融金属保持容器、半凝固金属スラリー及び半凝固金属スラリーの製造方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、溶融金属保持容器について説明する。   Hereinafter, embodiments of a molten metal holding container, a semi-solid metal slurry, and a method for producing a semi-solid metal slurry according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the molten metal holding container will be described.

<溶融金属保持容器10>
図1に示すように、本実施形態に係る溶融金属保持容器10は、鍛造の材料となる溶融金属を保持する容器である。保持する金属の種類は特に制限されるものではない。
<Molded metal holding container 10>
As shown in FIG. 1, a molten metal holding container 10 according to the present embodiment is a container that holds molten metal that becomes a forging material. The kind of metal to hold | maintain is not restrict | limited in particular.

溶融金属保持容器10は、有底筒状を呈し上部が開放されている。溶融金属保持容器10は、底部11と、外壁部12と、内壁部13とで構成されている。溶融金属保持容器10は、本実施形態では、ステンレス(SUS304)で形成されている。図1の(b)に示すように、底部11は、平面視リング状を呈し、中央に開口11aが形成されている。   The molten metal holding container 10 has a bottomed cylindrical shape and is open at the top. The molten metal holding container 10 includes a bottom part 11, an outer wall part 12, and an inner wall part 13. In the present embodiment, the molten metal holding container 10 is made of stainless steel (SUS304). As shown in FIG. 1B, the bottom 11 has a ring shape in plan view, and an opening 11a is formed at the center.

外壁部12は、底部11の外縁に立設し、円筒状を呈する。外壁部12は、先端に向かうにつれてその内径が大きくなるように形成されている。外壁部12の先端には、フランジ12aが形成されている。   The outer wall portion 12 stands on the outer edge of the bottom portion 11 and has a cylindrical shape. The outer wall portion 12 is formed so that its inner diameter increases toward the tip. A flange 12 a is formed at the tip of the outer wall portion 12.

内壁部13は、底部11の内縁に立設し、柱状を呈する。より詳しくは、内壁部13は、内部に中空部13aを備えるとともに、その内径及び外径が先端に向かうにつれて小さくなるように形成されている。中空部13aは上下方向に連通している。また、本実施形態では、内壁部13は、外壁部12と略同等の高さになっている。   The inner wall portion 13 stands on the inner edge of the bottom portion 11 and has a columnar shape. More specifically, the inner wall portion 13 includes a hollow portion 13a inside, and is formed so that its inner diameter and outer diameter become smaller toward the tip. The hollow portion 13a communicates with the vertical direction. In the present embodiment, the inner wall 13 has a height substantially equal to that of the outer wall 12.

なお、溶融金属保持容器10は、本実施形態では上記したように形成したが、これに限定されるものではない。例えば、内壁部13は、本実施形態では中空部13aを備えているが、中実であってもよい。また、内壁部13の高さ寸法は、外壁部12の高さ寸法よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。内壁部13は、底部11に立設し、柱状を呈するようであれば、他の形状であってもよい。また、本実施形態では、外壁部12及び内壁部13の水平断面形状は円形としたが、どのような形状であってもよい。   In addition, although the molten metal holding | maintenance container 10 was formed as mentioned above in this embodiment, it is not limited to this. For example, the inner wall portion 13 includes the hollow portion 13a in the present embodiment, but may be solid. Further, the height dimension of the inner wall portion 13 may be larger or smaller than the height dimension of the outer wall portion 12. The inner wall 13 may have another shape as long as it stands on the bottom 11 and has a columnar shape. In the present embodiment, the horizontal cross-sectional shape of the outer wall portion 12 and the inner wall portion 13 is circular, but it may be any shape.

<半凝固金属スラリー20>
次に、図2に示すように、半凝固金属スラリー20について説明する。半凝固金属スラリー20は、溶融金属保持容器10によって成形され、固相と液相が共存する金属材料である。半凝固金属スラリーの金属の種類は、特に制限さないが、本実施形態ではアルミニウム合金を例示する。本実施形態に係るアルミニウム合金は、アルミニウム、マグネシウム、シリコンを少なくとも含んで構成されている。
<Semi-solidified metal slurry 20>
Next, as shown in FIG. 2, the semi-solid metal slurry 20 will be described. The semi-solid metal slurry 20 is a metal material formed by the molten metal holding container 10 and in which a solid phase and a liquid phase coexist. The metal type of the semi-solid metal slurry is not particularly limited, but in this embodiment, an aluminum alloy is exemplified. The aluminum alloy according to this embodiment includes at least aluminum, magnesium, and silicon.

半凝固金属スラリー20は、柱状を呈し、底面21と、外側面22と、天面23と、内側面24とで構成されている。底面21は、リング状を呈し、中央に開口21aが形成されている。   The semi-solid metal slurry 20 has a columnar shape, and includes a bottom surface 21, an outer surface 22, a top surface 23, and an inner surface 24. The bottom surface 21 has a ring shape, and an opening 21a is formed at the center.

外側面22は、底面21の外縁に立設し円筒状を呈する。外側面22は、先端に向かうにつれてその直径が小さくなるように形成されている。   The outer side surface 22 stands on the outer edge of the bottom surface 21 and has a cylindrical shape. The outer side surface 22 is formed such that its diameter decreases toward the tip.

天面23は、底面21に対向して配置されており、外側面22及び内側面24に連続する。天面23は、リング状を呈し中央に開口23aが形成されている。開口23aは、開口21aと連通している。   The top surface 23 is disposed to face the bottom surface 21 and is continuous with the outer surface 22 and the inner surface 24. The top surface 23 has a ring shape and an opening 23a is formed at the center. The opening 23a communicates with the opening 21a.

内側面24は、底面21の内縁に立設し、柱状を呈する。より詳しくは、内側面24は、内部に中空部24aを備えるとともに、その内径が先端(天面23側)に向かうにつれて大きくなるように形成されている。   The inner side surface 24 stands on the inner edge of the bottom surface 21 and has a columnar shape. More specifically, the inner side surface 24 is provided with a hollow portion 24a inside, and is formed so that its inner diameter increases toward the tip (the top surface 23 side).

半凝固金属スラリー20の底面21、外側面22、天面23及び内側面24は、内部に存する溶融金属に比べて硬く形成されている。つまり、半凝固金属スラリー20の表面(大気と接する面)は凝固が進み、溶融金属よりも硬くなっている。   The bottom surface 21, the outer surface 22, the top surface 23, and the inner surface 24 of the semi-solid metal slurry 20 are formed harder than the molten metal existing inside. That is, the surface of the semi-solid metal slurry 20 (the surface in contact with the atmosphere) is solidified and is harder than the molten metal.

なお、本実施形態では、半凝固金属スラリー20を前記したように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、半凝固金属スラリー20の内側面24は、本実施形態では上下方向に連通する構成としたが、連通しない構成であってもよい。また、外側面22は、円筒状になっているが、筒状であれば他の形状であってもよい。   In the present embodiment, the semi-solid metal slurry 20 is configured as described above, but is not limited thereto. For example, the inner side surface 24 of the semi-solid metal slurry 20 is configured to communicate in the vertical direction in the present embodiment, but may be configured not to communicate. Moreover, although the outer side surface 22 is cylindrical, other shapes may be sufficient as long as it is cylindrical.

<半凝固鍛造(半凝固金属スラリーの製造方法)>
次に、本実施形態に係る半凝固鍛造について説明する。本実施形態に係る半凝固鍛造では、注湯工程、攪拌工程、静置工程、投入工程、成形工程を行う。本実施形態では、例えば、自動車に用いられるアルミニウム合金製のホイールを製造する場合を例示する。
<Semi-solid forging (Method for producing semi-solid metal slurry)>
Next, semi-solid forging according to this embodiment will be described. In the semi-solid forging according to the present embodiment, a pouring process, a stirring process, a stationary process, a charging process, and a forming process are performed. In this embodiment, the case where the wheel made from an aluminum alloy used for a motor vehicle is manufactured is illustrated, for example.

注湯工程では、保持炉(図示省略)で溶融された溶融金属Yをラドル等で掬って溶融金属保持容器10(図1参照)に注湯する。溶融金属Yの温度は、680℃〜720℃程度に設定されている。   In the pouring process, the molten metal Y melted in a holding furnace (not shown) is poured with a ladle or the like and poured into the molten metal holding container 10 (see FIG. 1). The temperature of the molten metal Y is set to about 680 ° C to 720 ° C.

攪拌工程では、図3に示すように、溶融金属保持容器10を電磁攪拌装置30に設置する。電磁攪拌装置30は、外壁部12の周囲に配置される磁界発生装置31を備えている。攪拌工程では、磁界発生装置31によって、溶融金属Yに磁界を発生させて非接触で溶融金属Yを攪拌する。これにより、図3の矢印に示すように、外壁部12→底部11→内壁部13→外壁部12の順番で溶融金属Yが循環する。   In the stirring step, as shown in FIG. 3, the molten metal holding container 10 is installed in the electromagnetic stirring device 30. The electromagnetic stirring device 30 includes a magnetic field generator 31 disposed around the outer wall portion 12. In the stirring step, the magnetic field generator 31 generates a magnetic field on the molten metal Y and stirs the molten metal Y in a non-contact manner. Thereby, as shown by the arrow in FIG. 3, the molten metal Y circulates in the order of the outer wall portion 12 → the bottom portion 11 → the inner wall portion 13 → the outer wall portion 12.

静置工程では、攪拌は行わずに溶融金属Yを所定の時間存置する。静置工程では、例えば、溶融金属の温度が570〜640℃となるように設定する。また、静置工程と平行して冷却工程を行ってもよい。冷却工程では、内壁部13の中空部13aに、冷却手段を用いて冷えた空気を流通させて内壁部13の冷却を行う。なお、冷却工程は、必要に応じて行えばよい。静置工程、冷却工程を経て半凝固金属スラリー20が形成される。   In the standing step, the molten metal Y is left for a predetermined time without stirring. In the stationary step, for example, the temperature of the molten metal is set to 570 to 640 ° C. Moreover, you may perform a cooling process in parallel with a stationary process. In the cooling step, the inner wall portion 13 is cooled by circulating the air cooled by the cooling means through the hollow portion 13a of the inner wall portion 13. In addition, what is necessary is just to perform a cooling process as needed. The semi-solid metal slurry 20 is formed through a stationary process and a cooling process.

投入工程では、図4に示すように、成形型41に半凝固金属スラリー20を投入する。具体的には、溶融金属保持容器10を成形型41の上方に移動させるとともに、溶融金属保持容器10を傾けて半凝固金属スラリー20をその自重により落下させる。成形型41の中心Cに半凝固金属スラリー20の中心が位置しなかった場合には、その位置を修正して中心Cと半凝固金属スラリー20の中心とが重なるようにする。   In the charging step, as shown in FIG. 4, the semi-solid metal slurry 20 is charged into the mold 41. Specifically, the molten metal holding container 10 is moved above the mold 41, and the molten metal holding container 10 is tilted to drop the semi-solid metal slurry 20 by its own weight. When the center of the semi-solid metal slurry 20 is not located at the center C of the mold 41, the position is corrected so that the center C and the center of the semi-solid metal slurry 20 overlap.

成形工程では、成形型41,42を型締めして成形する。本実施形態では、12,740KN程度の押圧力で成形する。以上の工程により自動車のホイールが形成される。なお、注湯工程から静置工程までが「半凝固金属スラリーの製造方法」に相当する。本実施形態の半凝固鍛造(半凝固金属スラリーの製造方法)では、前記したように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、振動式、超音波式等他の非接触式攪拌装置によって攪拌工程を行ってもよい。振動式、超音波式等他の非接触式攪拌装置を用いる場合は、溶融金属保持容器は磁性体で形成してもよい。また、攪拌工程は必要に応じて省略してもよい。   In the molding process, the molding dies 41 and 42 are clamped and molded. In the present embodiment, molding is performed with a pressing force of about 12,740 KN. An automobile wheel is formed by the above process. Note that the process from the pouring step to the standing step corresponds to the “method for producing a semi-solid metal slurry”. The semi-solid forging (method for producing a semi-solid metal slurry) of the present embodiment is configured as described above, but is not limited thereto. For example, the stirring step may be performed by other non-contact type stirring devices such as a vibration type and an ultrasonic type. When other non-contact type stirring devices such as a vibration type and an ultrasonic type are used, the molten metal holding container may be formed of a magnetic material. Moreover, you may abbreviate | omit a stirring process as needed.

以上本実施形態に係る半凝固金属の製造方法によれば、図3に示すように、溶融金属保持容器10に柱状の内壁部13が形成されるため、外壁部12と内壁部13によって初晶α−Alが形成される。つまり、従来の容器に比べて溶融金属保持容器10と溶融金属Yとの接触面積が大きくなるため、初晶α−Alを多く生成することができる。また、対流させることによって、循環する初晶α−Alは外壁部12だけでなく内壁部13付近も通るため、初晶α−Alの再溶融化を防ぐことができる。これにより、製造される半凝固金属スラリー20の組織及び温度の均一化を図ることができる。   As described above, according to the method for producing a semi-solid metal according to the present embodiment, since the columnar inner wall portion 13 is formed in the molten metal holding container 10 as shown in FIG. 3, the primary crystal is formed by the outer wall portion 12 and the inner wall portion 13. α-Al is formed. That is, since the contact area between the molten metal holding container 10 and the molten metal Y is larger than that of the conventional container, a large amount of primary crystal α-Al can be generated. Further, by circulating the convection, the circulating primary crystal α-Al passes not only the outer wall portion 12 but also the vicinity of the inner wall portion 13, thereby preventing re-melting of the primary crystal α-Al. Thereby, the structure and temperature of the semi-solid metal slurry 20 to be manufactured can be made uniform.

また、半凝固金属スラリー20の組織及び温度の均一化を図ることで、成形物の強度やじん性等を向上させることができる。また、攪拌工程では電磁攪拌を行うことで、非接触で溶融金属Yを攪拌することができる。   Further, by making the structure and temperature of the semi-solid metal slurry 20 uniform, the strength and toughness of the molded product can be improved. Moreover, the molten metal Y can be stirred in a non-contact manner by performing electromagnetic stirring in the stirring step.

また、半凝固金属の製造方法によれば、内壁部13で溶融金属Yが冷却されるため、図8の(b)に示す従来の溶融金属保持容器100のように、中央部100cが高温になるのを回避できる。これにより、製造された半凝固金属スラリー20の温度の均一化を図ることができる。また、従来のように、半凝固金属スラリー20の中央部に液相が形成されなくなるため、投入工程において液相部分が滲み出て成形型41に固着することが防止できる。これにより、成形物にSi偏積層が形成されるのを防ぐことができる。   In addition, according to the method for producing a semi-solid metal, the molten metal Y is cooled by the inner wall portion 13, so that the central portion 100c is heated to a high temperature as in the conventional molten metal holding container 100 shown in FIG. Can be avoided. Thereby, the temperature of the produced semi-solid metal slurry 20 can be made uniform. Further, since the liquid phase is not formed at the central portion of the semi-solid metal slurry 20 as in the prior art, it is possible to prevent the liquid phase portion from seeping out and sticking to the mold 41 in the charging step. Thereby, it can prevent that Si uneven lamination is formed in a molding.

また、本実施形態には、冷却工程を行うことで、内壁部13の冷却を容易に行うことができるとともに、冷却温度の調節を行うことができる。   In the present embodiment, by performing the cooling step, the inner wall 13 can be easily cooled and the cooling temperature can be adjusted.

また、本実施形態に係る溶融金属保持容器10によれば、内壁部13で溶融金属Yが冷却されるため、従来のように溶融金属保持容器の中央部が高温になるのを回避できる。これにより、製造された半凝固金属スラリー20の温度の均一化を図ることができる。また、内壁部13によって、製造された半凝固金属スラリー20の内部に筒状の内側面24が形成される。これにより、製造された半凝固金属スラリー20の強度を高めることができる。   Further, according to the molten metal holding container 10 according to the present embodiment, since the molten metal Y is cooled by the inner wall portion 13, it is possible to avoid the central portion of the molten metal holding container from becoming high temperature as in the past. Thereby, the temperature of the produced semi-solid metal slurry 20 can be made uniform. In addition, a cylindrical inner side surface 24 is formed inside the manufactured semi-solid metal slurry 20 by the inner wall portion 13. Thereby, the intensity | strength of the manufactured semi-solidified metal slurry 20 can be raised.

また、本実施形態に係る溶融金属保持容器10は、内壁部13が底部11において開口する中空筒状に形成されているため、例えば、内壁部13に流体を流すなどして溶融金属Yを効率よく冷却することができる。   Further, since the molten metal holding container 10 according to the present embodiment is formed in a hollow cylindrical shape in which the inner wall portion 13 is opened at the bottom portion 11, for example, the molten metal Y is efficiently flowed by flowing a fluid through the inner wall portion 13. Can cool well.

また、溶融金属保持容器10の内壁部13は、先端に向けて先細りとなるとともに、外壁部12は、先端に向かうに連れて大径になっている。こにより、投入工程の際に、溶融金属保持容器10から半凝固金属スラリー20を容易に離脱させることができる。   Further, the inner wall portion 13 of the molten metal holding container 10 tapers toward the tip, and the outer wall portion 12 becomes larger in diameter toward the tip. Thereby, the semi-solid metal slurry 20 can be easily detached from the molten metal holding container 10 during the charging step.

また、半凝固金属スラリー20によれば、内部に筒状の内側面24が形成されている。内側面24は、静置工程時に内壁部13と接触する部分であるため凝固が進んでいる。そのため、半凝固金属スラリー20の強度を高めることができる。   Moreover, according to the semi-solid metal slurry 20, the cylindrical inner side surface 24 is formed inside. Since the inner side surface 24 is a part which contacts the inner wall part 13 at the time of a stationary process, solidification has advanced. Therefore, the strength of the semi-solid metal slurry 20 can be increased.

また、半凝固金属スラリー20の内部に筒状の内側面24が形成されるとともに、底面21、外側面22、天面23及び内側面24は、内部の溶融金属Yに比べて硬く形成されているため、半凝固金属スラリー20の強度を高めることができる。これにより、成形型41に投入した際に半凝固金属スラリー20の形状が崩れにくくなるため、成形型41に対する位置決めが容易になる。また、位置がずれた場合の修正作業も容易になる。   In addition, a cylindrical inner side surface 24 is formed inside the semi-solid metal slurry 20, and the bottom surface 21, the outer side surface 22, the top surface 23, and the inner side surface 24 are formed harder than the internal molten metal Y. Therefore, the strength of the semi-solid metal slurry 20 can be increased. Thereby, since the shape of the semi-solid metal slurry 20 is not easily collapsed when it is put into the mold 41, positioning with respect to the mold 41 is facilitated. Also, the correction work when the position is shifted is facilitated.

また、投入工程の際に、成形型との衝突によって半凝固金属スラリー20の形状が壊れ難いため、成形型のキャビティに均一に充填させることができる。つまり、本実施形態によれば、成形精度の向上を図ることができる。また、内側面24は、高さ方向に連通しているため、半凝固金属スラリー20の強度をより高めることができる。   In addition, since the shape of the semi-solid metal slurry 20 is not easily broken by the collision with the mold during the charging process, the cavity of the mold can be uniformly filled. That is, according to this embodiment, the molding accuracy can be improved. Moreover, since the inner surface 24 communicates in the height direction, the strength of the semi-solid metal slurry 20 can be further increased.

以上本発明の実施形態について説明したが、前記した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、冷却工程において内壁部13に流通させる流体は、液体又は気体等どのような流体であってもよい。また、内壁部13の内部に冷却装置等を配置して、内壁部13を冷却してもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described configuration, and design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the fluid circulated through the inner wall portion 13 in the cooling process may be any fluid such as liquid or gas. Further, a cooling device or the like may be disposed inside the inner wall portion 13 to cool the inner wall portion 13.

次に、本発明の実施例について説明する。実施例では、図8に示す従来の溶融金属保持容器100で半凝固金属スラリー110を製造するとともに、本実施形態に係る溶融金属保持容器10で半凝固金属スラリー20を製造した後、それらの半凝固金属スラリー110,20でそれぞれホイールを成形し、これらの性質について調査した。   Next, examples of the present invention will be described. In the example, the semi-solid metal slurry 110 is manufactured using the conventional molten metal holding container 100 shown in FIG. 8, and the semi-solid metal slurry 20 is manufactured using the molten metal holding container 10 according to the present embodiment. Wheels were formed with the solidified metal slurries 110 and 20, respectively, and their properties were investigated.

<溶融金属保持容器中の温度分布の比較>
図8の(b)及び図5は、同じ温度の溶融金属Yを注湯、攪拌した後、静置工程において3分10秒経過後の温度分布をサーモグラフィーで表わしたものである。図8の(b)に示すように、従来の溶融金属保持容器100の中央部100cは、色が濃く(サーモグラフィーでは濃い赤色)なっている。
<Comparison of temperature distribution in molten metal holding container>
FIG. 8B and FIG. 5 show the thermography of the temperature distribution after 3 minutes and 10 seconds have elapsed in the standing step after pouring and stirring molten metal Y having the same temperature. As shown in FIG. 8B, the central portion 100c of the conventional molten metal holding container 100 is dark (dark red in thermography).

一方、図5に示すように、溶融金属保持容器10の中央部は内壁部13が形成されているため、内壁部13によって内壁部13付近は、色が薄く(サーモグラフィーでは薄い黄色)なっている。つまり、溶融金属保持容器10の中央部は比較例と比べて高温になりにくいため、半凝固金属スラリー20に液相が残存するのを防ぐことができる。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the inner wall 13 is formed at the center of the molten metal holding container 10, so that the inner wall 13 has a light color near the inner wall 13 (light yellow in thermography). . That is, since the central portion of the molten metal holding container 10 is less likely to become a high temperature as compared with the comparative example, the liquid phase can be prevented from remaining in the semi-solid metal slurry 20.

<溶融金属保持容器中の温度の比較>
図6の(a)は比較例に係る溶融金属Yの温度を示すグラフであり、(b)は実施例に係る溶融金属Yの温度を示すグラフである。結果M1は、所定の経過時間において、溶融金属Yの高さ方向の中央部の温度を計測した結果である。結果M2は、所定の経過時間において、溶融金属Yの高さ方向の下部の温度を計測した結果である。
<Comparison of temperature in molten metal holding container>
6A is a graph showing the temperature of the molten metal Y according to the comparative example, and FIG. 6B is a graph showing the temperature of the molten metal Y according to the example. The result M1 is a result of measuring the temperature of the central portion in the height direction of the molten metal Y in a predetermined elapsed time. The result M2 is a result of measuring the temperature of the lower part of the molten metal Y in the height direction during a predetermined elapsed time.

一方、図6の(b)に示すように、結果N1は、所定の経過時間において、溶融金属Yの高さ方向の中央部の温度を計測した結果である。また、結果N2は、所定の経過時間において、溶融金属Yの高さ方向の下部の温度を計測した結果である。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, the result N1 is a result of measuring the temperature of the central portion in the height direction of the molten metal Y in a predetermined elapsed time. The result N2 is a result of measuring the temperature of the lower portion of the molten metal Y in the height direction during a predetermined elapsed time.

図6の(a)に示すように、3分10秒経過後の溶融金属Yの温度を見ると、結果M1は614℃(Max温度)であり、結果M2は582℃(Min温度)である。結果M1と結果M2の温度差は32℃になっている。   As shown in FIG. 6A, when the temperature of the molten metal Y after 3 minutes and 10 seconds elapses, the result M1 is 614 ° C. (Max temperature), and the result M2 is 582 ° C. (Min temperature). . The temperature difference between the results M1 and M2 is 32 ° C.

一方、図6の(b)に示すように、3分10秒経過後の溶融金属Yの温度を見ると、結果N1は601℃(Max温度)であり、結果N2は584℃(Min温度)である。結果N1と結果N2の温度差は17℃になっている。つまり、比較例では温度差が32℃であるのに対し、実施例では温度差が17℃になっている。したがって、実施例では比較例と比べて保持される溶融金属Y内における温度差を解消し、温度の均一化を図ることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the temperature of the molten metal Y after 3 minutes and 10 seconds elapses, the result N1 is 601 ° C. (Max temperature), and the result N2 is 584 ° C. (Min temperature). It is. The temperature difference between the results N1 and N2 is 17 ° C. That is, in the comparative example, the temperature difference is 32 ° C., whereas in the example, the temperature difference is 17 ° C. Therefore, in the embodiment, the temperature difference in the molten metal Y held as compared with the comparative example can be eliminated, and the temperature can be made uniform.

<ホイールの組織の比較>
図7の(a)は比較例に係る各部の組織拡大図であり、(b)は実施例に係る各部の組織拡大図である。比較例では、従来の溶融金属保持容器100で製造された半凝固金属スラリー110によってホイールWを成形した場合において、図7の(a)に示すホイールWのLで囲む部分におけるアウターフランジ部J1と、スポーク部K1の組織について電子顕微鏡で観察した。
<Comparison of wheel structures>
FIG. 7A is an enlarged view of the structure of each part according to the comparative example, and FIG. 7B is an enlarged view of the structure of each part according to the example. In the comparative example, when the wheel W is formed by the semi-solid metal slurry 110 manufactured by the conventional molten metal holding container 100, the outer flange portion J1 in the portion surrounded by L of the wheel W shown in FIG. The structure of the spoke part K1 was observed with an electron microscope.

一方、実施例では、図7の(b)に示すように、溶融金属保持容器10で製造された半凝固金属スラリー20によってホイールWを成形した場合において、アウターフランジ部J2と、スポーク部K2の組織について電子顕微鏡で観察した。   On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 7 (b), when the wheel W is formed with the semi-solid metal slurry 20 manufactured in the molten metal holding container 10, the outer flange portion J2 and the spoke portion K2 The tissue was observed with an electron microscope.

図7の(a)に示すように、アウターフランジ部J1では、アルミニウム粒子が細かく形成されてり、かつ、アルミニウム粒子同士の間にシリコンやマグネシウム等がバランスよく配置されていることがわかる。しかし、図7の(a)のスポーク部K1では、ほぼアルミニウムのみから構成されており、いわゆるアルミニウムリッチ層が形成されていることがわかる。スポーク部K1の強度及び耐力を測定すると、アウターフランジ部J1の強度及び耐力の1/2程度になっている。従来のホイールでは、スポーク部K1とアウターフランジ部J1とで強度及び耐力のバランスが悪いため、ホイールWの全体としての強度低下の原因となる。   As shown to (a) of FIG. 7, in outer flange part J1, it turns out that aluminum particle | grains are formed finely and silicon, magnesium, etc. are arrange | positioned with good balance between aluminum particles. However, it can be seen that the spoke portion K1 in FIG. 7A is substantially made of only aluminum and a so-called aluminum-rich layer is formed. When the strength and proof stress of the spoke portion K1 are measured, it is about ½ of the strength and proof strength of the outer flange portion J1. In the conventional wheel, since the balance of strength and proof stress is poor in the spoke portion K1 and the outer flange portion J1, the strength of the wheel W as a whole is reduced.

一方、図7の(b)に示すように、アウターフランジ部J2及びスポーク部K2ともに、アルミニウムリッチ層は見られず、アルミニウム粒子が細かく形成されてり、かつ、アルミニウム粒子同士の間にシリコンやマグネシウム等がバランスよく配置されていることがわかる。これは、溶融金属保持容器10によって、半凝固金属スラリー20の温度や組織の均一化を図だれていることに起因するものと考えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, neither the aluminum-rich layer is seen in the outer flange portion J2 or the spoke portion K2, the aluminum particles are finely formed, and silicon or silicon is between the aluminum particles. It turns out that magnesium etc. are arranged with good balance. This is considered due to the fact that the temperature and structure of the semi-solid metal slurry 20 are made uniform by the molten metal holding container 10.

10 溶融金属保持容器
11 底部
11a 開口
12 外壁部
12a フランジ
13 内壁部
13a 中空部
20 半凝固金属スラリー
21 底面
22 外側面
23 天面
24 内側面
24a 中空部
30 電磁攪拌装置
31 磁界発生装置
41 成形型
42 成形型
Y 溶融金属
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molten metal holding container 11 Bottom part 11a Opening 12 Outer wall part 12a Flange 13 Inner wall part 13a Hollow part 20 Semi-solid metal slurry 21 Bottom surface 22 Outer side surface 23 Top surface 24 Inner side surface 24a Hollow part 30 Electromagnetic stirrer 31 Magnetic field generator 41 Mold 42 Mold Y Molten metal

Claims (10)

固相と液相が共存する半凝固金属スラリーの製造方法であって、
溶融金属保持容器中の前記溶融金属を非接触で攪拌する攪拌工程を含み、
前記溶融金属保持容器は、底部と、底部に立設する筒状の外壁部と、底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、
前記攪拌工程では、前記外壁部と前記内壁部との間で溶融金属を対流させることを特徴とする半凝固金属スラリーの製造方法。
A method for producing a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist,
A stirring step of stirring the molten metal in the molten metal holding container in a non-contact manner;
The molten metal holding container has a bottom portion, a cylindrical outer wall portion standing on the bottom portion, and a columnar inner wall portion standing on the inner side of the outer wall portion at the bottom portion,
In the stirring step, a molten metal is convected between the outer wall portion and the inner wall portion.
前記溶融金属保持容器は非磁性体であって、
前記攪拌工程では、電磁攪拌を行うことを特徴とする請求項1に記載の半凝固金属スラリーの製造方法。
The molten metal holding container is a non-magnetic material,
The method for producing a semi-solid metal slurry according to claim 1, wherein electromagnetic stirring is performed in the stirring step.
固相と液相が共存する半凝固金属スラリーの製造方法であって、
溶融金属保持容器中の前記溶融金属を静置する静置工程を含み、
前記溶融金属保持容器は、底部と、底部に立設する筒状の外壁部と、底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、
前記静置工程では、前記内壁部に前記溶融金属が接触することで前記溶融金属が冷却されることを特徴とする半凝固金属スラリーの製造方法。
A method for producing a semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist,
Including a standing step of standing the molten metal in the molten metal holding container,
The molten metal holding container has a bottom portion, a cylindrical outer wall portion standing on the bottom portion, and a columnar inner wall portion standing on the inner side of the outer wall portion at the bottom portion,
In the stationary step, the molten metal is cooled by contacting the molten metal with the inner wall portion, and the method for producing a semi-solid metal slurry,
前記内壁部には、中空部が形成されており、
前記中空部に流体を流して前記溶融金属を冷却させる冷却工程を含むことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の半凝固金属スラリーの製造方法。
A hollow portion is formed in the inner wall portion,
The method for producing a semi-solid metal slurry according to claim 1 or 3, further comprising a cooling step in which a fluid is allowed to flow through the hollow portion to cool the molten metal.
底部と、
底部に立設する筒状の外壁部と、
底部において前記外壁部よりも内側に立設する柱状の内壁部と、を有し、
前記外壁部と前記内壁部との間で溶融金属を保持しつつ、前記外壁部及び前記内壁部に前記溶融金属が接触することで前記溶融金属が冷却されることを特徴とする溶融金属保持容器。
The bottom,
A cylindrical outer wall standing on the bottom,
A columnar inner wall portion standing on the inner side of the outer wall portion at the bottom, and
A molten metal holding container, wherein the molten metal is cooled by contacting the molten metal with the outer wall portion and the inner wall portion while holding the molten metal between the outer wall portion and the inner wall portion. .
前記柱状の内壁部は、少なくとも前記底部において開口する中空筒状に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の溶融金属保持容器。   The molten metal holding container according to claim 5, wherein the columnar inner wall portion is formed in a hollow cylindrical shape that opens at least at the bottom portion. 前記内壁部は、前記外壁部の高さ以上に延設されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の溶融金属保持容器。   The molten metal holding container according to claim 5 or 6, wherein the inner wall portion extends to a height equal to or higher than the height of the outer wall portion. 前記内壁部は先端に向かうにつれて先細りになっていることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の溶融金属保持容器。   The molten metal holding container according to any one of claims 5 to 7, wherein the inner wall portion is tapered toward the tip. 固相と液相が共存する半凝固金属スラリーであって、
底面と、
前記底面に立設する筒状の外側面と、
前記外側面に連続し前記底面と対向する天面と、
前記底面において前記外側面よりも内側に立設された筒状の内側面と、
前記内側面の内部に形成された中空部と、を有し、
前記底面、前記外側面、前記天面及び前記内側面は、内部の溶融金属に比べて硬く形成されていることを特徴とする半凝固金属スラリー。
A semi-solid metal slurry in which a solid phase and a liquid phase coexist,
The bottom,
A cylindrical outer surface standing on the bottom surface;
A top surface that is continuous with the outer surface and faces the bottom surface;
A cylindrical inner surface erected inward from the outer surface at the bottom surface;
A hollow portion formed inside the inner surface,
The bottom surface, the outer side surface, the top surface, and the inner side surface are formed to be harder than the inner molten metal.
前記内側面は、高さ方向に連通していることを特徴とする請求項9に記載の半凝固金属スラリー。   The semi-solid metal slurry according to claim 9, wherein the inner surface communicates in a height direction.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015188936A (en) * 2014-03-31 2015-11-02 アイダエンジニアリング株式会社 Press forming method and press forming system of semi-solidified metal material
DE102016110679A1 (en) 2015-06-12 2016-12-15 Aida Engineering, Ltd. Method and apparatus for producing a semi-solid metal material
WO2018068526A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司 Aluminum alloy semi-solid forming method and device
CN108746538A (en) * 2018-05-30 2018-11-06 珠海市润星泰电器有限公司 A kind of temprature control method in semi-solid alloy pulping process
CN111001779A (en) * 2019-12-31 2020-04-14 北京科技大学 System and process for directly pulping and forming without semi-solid slurry transfer
CN111036862A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 北京科技大学 Method and device for preparing large-volume semi-solid slurry by forced cooling and composite stirring process

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015188936A (en) * 2014-03-31 2015-11-02 アイダエンジニアリング株式会社 Press forming method and press forming system of semi-solidified metal material
US9889494B2 (en) 2014-03-31 2018-02-13 Aida Engineering Co., Ltd. Press forming method for a semi-solid metal material and press forming system for a semi-solid metal material
DE102016110679A1 (en) 2015-06-12 2016-12-15 Aida Engineering, Ltd. Method and apparatus for producing a semi-solid metal material
JP2017001071A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 アイダエンジニアリング株式会社 Manufacturing method and manufacturing apparatus of semi-solidified metal material
DE102016110679B4 (en) 2015-06-12 2019-10-10 Aida Engineering, Ltd. Method and apparatus for producing a semi-solid metal material
WO2018068526A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司 Aluminum alloy semi-solid forming method and device
CN108746538A (en) * 2018-05-30 2018-11-06 珠海市润星泰电器有限公司 A kind of temprature control method in semi-solid alloy pulping process
CN108746538B (en) * 2018-05-30 2019-11-29 珠海市润星泰电器有限公司 A kind of temprature control method in semi-solid alloy pulping process
CN111001779A (en) * 2019-12-31 2020-04-14 北京科技大学 System and process for directly pulping and forming without semi-solid slurry transfer
CN111036862A (en) * 2019-12-31 2020-04-21 北京科技大学 Method and device for preparing large-volume semi-solid slurry by forced cooling and composite stirring process

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