JP3121577B2 - 遠心鋳造方法 - Google Patents
遠心鋳造方法Info
- Publication number
- JP3121577B2 JP3121577B2 JP10217434A JP21743498A JP3121577B2 JP 3121577 B2 JP3121577 B2 JP 3121577B2 JP 10217434 A JP10217434 A JP 10217434A JP 21743498 A JP21743498 A JP 21743498A JP 3121577 B2 JP3121577 B2 JP 3121577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- tundish
- molten metal
- centrifugal casting
- reciprocating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏析の無い組織が
微細なインゴットの製造に適する遠心鋳造装置を用いた
遠心鋳造方法に関する。特に、最近希土類合金系の優れ
た磁気特性を活かした希土類焼結磁石あるいは希土類ボ
ンド磁石が注目されてきており、本発明は、かかる希土
類磁石に用いられる原料用の合金の製造に適する遠心鋳
造装置を用いた合金の遠心鋳造方法に関するものであ
る。またニッケル水素電池の負極材料として用いられ
る、希土類遷移金属系合金材料の鋳造装置としても最適
な装置を用いた遠心鋳造方法に関する。
微細なインゴットの製造に適する遠心鋳造装置を用いた
遠心鋳造方法に関する。特に、最近希土類合金系の優れ
た磁気特性を活かした希土類焼結磁石あるいは希土類ボ
ンド磁石が注目されてきており、本発明は、かかる希土
類磁石に用いられる原料用の合金の製造に適する遠心鋳
造装置を用いた合金の遠心鋳造方法に関するものであ
る。またニッケル水素電池の負極材料として用いられ
る、希土類遷移金属系合金材料の鋳造装置としても最適
な装置を用いた遠心鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類合金の鋳造方法として従来から知
られている方法は、箱型の鋳型に溶湯を流し込み凝固さ
せる方法である。近年、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に
おいて、磁気特性をさらに向上させた磁石の開発が行わ
れている。このような高性能磁石においては磁性を担う
Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂの比率を高める必要性から過剰のＮｄ量
を減らし化学量論組成に近い組成とする必要が生じる。
ところで、平衡状態図からＮｄ2 Ｆｅ14Ｂは、溶解鋳造
時に初晶のγＦｅと液相との包晶反応で溶湯から生成す
ることが知られており、化学量論組成に近い合金ほど、
凝固過程でγＦｅが生成し、かつ残留し易い。このよう
なγＦｅは冷却途中でαＦｅに変態し、凝固後のインゴ
ットにはαＦｅとして残留する。このようなαＦｅがイ
ンゴット中に残留していると、磁石化工程で最もコスト
比率の高い粉砕工程で、粉砕できないといった問題が生
じる。
られている方法は、箱型の鋳型に溶湯を流し込み凝固さ
せる方法である。近年、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に
おいて、磁気特性をさらに向上させた磁石の開発が行わ
れている。このような高性能磁石においては磁性を担う
Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂの比率を高める必要性から過剰のＮｄ量
を減らし化学量論組成に近い組成とする必要が生じる。
ところで、平衡状態図からＮｄ2 Ｆｅ14Ｂは、溶解鋳造
時に初晶のγＦｅと液相との包晶反応で溶湯から生成す
ることが知られており、化学量論組成に近い合金ほど、
凝固過程でγＦｅが生成し、かつ残留し易い。このよう
なγＦｅは冷却途中でαＦｅに変態し、凝固後のインゴ
ットにはαＦｅとして残留する。このようなαＦｅがイ
ンゴット中に残留していると、磁石化工程で最もコスト
比率の高い粉砕工程で、粉砕できないといった問題が生
じる。
【０００３】また、実際に工業生産されている磁石合金
は全て化学量論組成より希土類元素が若干多い組成とな
っており、磁石合金インゴット中にはＮｄ等の希土類元
素の濃度の高い相（Ｒリッチ相と呼ぶ）も生成する。Ｒ
リッチ相はＮｄ系磁石合金において、液相焼結性を高
め、高密度化させ、保磁力を高める役割を果す。このよ
うなＲリッチ相はインゴットの冷却が遅いほど、より大
きく生成し、均一分散性が悪くなる。このようにＲリッ
チ相の均一分散性が悪い磁石合金インゴットを出発原料
として粉砕すると、液相焼結が進みにくく、高密度とな
りにくく、また比較的結晶粒度が細かく、かつ粒径が揃
った高性能の磁石を得ることは難しくなる。また、αＦ
ｅもインゴットの冷却が遅いほど生成し易く、またより
粗大に、不均一に分散生成し易くなる。このようなαＦ
ｅも粉砕性を著しく害し、また粉砕時の組成変動の原因
となり、磁気特性の低下、バラツキの増加を引き起こ
す。
は全て化学量論組成より希土類元素が若干多い組成とな
っており、磁石合金インゴット中にはＮｄ等の希土類元
素の濃度の高い相（Ｒリッチ相と呼ぶ）も生成する。Ｒ
リッチ相はＮｄ系磁石合金において、液相焼結性を高
め、高密度化させ、保磁力を高める役割を果す。このよ
うなＲリッチ相はインゴットの冷却が遅いほど、より大
きく生成し、均一分散性が悪くなる。このようにＲリッ
チ相の均一分散性が悪い磁石合金インゴットを出発原料
として粉砕すると、液相焼結が進みにくく、高密度とな
りにくく、また比較的結晶粒度が細かく、かつ粒径が揃
った高性能の磁石を得ることは難しくなる。また、αＦ
ｅもインゴットの冷却が遅いほど生成し易く、またより
粗大に、不均一に分散生成し易くなる。このようなαＦ
ｅも粉砕性を著しく害し、また粉砕時の組成変動の原因
となり、磁気特性の低下、バラツキの増加を引き起こ
す。
【０００４】このため、従来の箱型の鋳型による鋳造で
は高性能の希土類磁石を得ることはできない。また従来
の箱形の鋳型を用いた鋳造法で冷却速度を高めるために
は、インゴットの厚さが薄くなるように鋳型を設定する
必要が生じ、その場合、大容量の溶湯を鋳造するために
はインゴットを薄くした分、面積を大きくする必要が生
じる。しかし、そのような鋳型では、鋳型間隔の狭い注
湯部に大量の溶湯を注ぐ必要があり、鋳型が溶損し易い
といった問題が生じる。また、溶湯は鋳型内を流れる
際、温度が低下し、一方鋳型は溶湯の通過量の多い注湯
部に近い鋳型壁面ほど、より高温に加熱される。そのた
め、注湯部近くと注湯部から離れた部分では溶湯及び凝
固後のインゴットの冷却形態が異なり、得られるインゴ
ットもその影響を受け、場所により異なった組織とな
り、全体として望ましい組織のインゴットとすることは
極めて難しくなる。例えば、高性能Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石合金では、注湯部近傍は溶湯の鋳型の予熱効果により
冷却速度が遅くなり、αＦｅが生成し易くなる。一方、
注湯部から離れた部分では溶湯がその位置に到達するま
でに温度が下がり過ぎ、γＦｅが生成し始める液相線温
度以下まで下がってしまう可能性が高く、そのためやは
りαＦｅ（高温域ではγＦｅ）が生成し易くなる。
は高性能の希土類磁石を得ることはできない。また従来
の箱形の鋳型を用いた鋳造法で冷却速度を高めるために
は、インゴットの厚さが薄くなるように鋳型を設定する
必要が生じ、その場合、大容量の溶湯を鋳造するために
はインゴットを薄くした分、面積を大きくする必要が生
じる。しかし、そのような鋳型では、鋳型間隔の狭い注
湯部に大量の溶湯を注ぐ必要があり、鋳型が溶損し易い
といった問題が生じる。また、溶湯は鋳型内を流れる
際、温度が低下し、一方鋳型は溶湯の通過量の多い注湯
部に近い鋳型壁面ほど、より高温に加熱される。そのた
め、注湯部近くと注湯部から離れた部分では溶湯及び凝
固後のインゴットの冷却形態が異なり、得られるインゴ
ットもその影響を受け、場所により異なった組織とな
り、全体として望ましい組織のインゴットとすることは
極めて難しくなる。例えば、高性能Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石合金では、注湯部近傍は溶湯の鋳型の予熱効果により
冷却速度が遅くなり、αＦｅが生成し易くなる。一方、
注湯部から離れた部分では溶湯がその位置に到達するま
でに温度が下がり過ぎ、γＦｅが生成し始める液相線温
度以下まで下がってしまう可能性が高く、そのためやは
りαＦｅ（高温域ではγＦｅ）が生成し易くなる。
【０００５】ニッケル水素電池用負極合金においても、
特性を高めるために化学量論組成に近づけようとする
と、従来の箱型の鋳型による溶解鋳造法では凝固時の偏
析により、インゴット内部には粒界にＡｌやＭｎが優先
的に析出することが知られている。そのような合金を電
池に組込んだ場合、ＡｌやＭｎが電池溶液内に優先的に
溶け出し、溶け出したＡｌやＭｎイオンが電池の特性を
劣化させるといった問題を生じる。このような問題を解
決する方法として、単ロール、双ロール等の薄板連鋳法
（ストリップキャスティング法）の設備を用いて、薄い
インゴットを連続的に鋳造し、冷却速度を高め、微細な
組織の希土類磁石合金やニッケル水素電池の負極材用合
金を製造する方法が提案されている（例えば、特開平５
−２２２４８８、特開平５−２９５４９０、特開平５−
３２０８３２）。しかし、これらの設備を用いた方法で
は鋳造に時間がかかり、高活性の希土類元素を含む溶湯
を長時間保持し、少量ずつ供給するためルツボ、保持炉
あるいはタンディッシュと溶湯の反応により成分が変動
し易い。また、温度を一定に保ち、定常状態で安定した
鋳造を持続させるのが極めて難しく、収率が低いといっ
た問題がある。さらに、特殊な高価な鋳造設備を必要と
する等の問題もある。
特性を高めるために化学量論組成に近づけようとする
と、従来の箱型の鋳型による溶解鋳造法では凝固時の偏
析により、インゴット内部には粒界にＡｌやＭｎが優先
的に析出することが知られている。そのような合金を電
池に組込んだ場合、ＡｌやＭｎが電池溶液内に優先的に
溶け出し、溶け出したＡｌやＭｎイオンが電池の特性を
劣化させるといった問題を生じる。このような問題を解
決する方法として、単ロール、双ロール等の薄板連鋳法
（ストリップキャスティング法）の設備を用いて、薄い
インゴットを連続的に鋳造し、冷却速度を高め、微細な
組織の希土類磁石合金やニッケル水素電池の負極材用合
金を製造する方法が提案されている（例えば、特開平５
−２２２４８８、特開平５−２９５４９０、特開平５−
３２０８３２）。しかし、これらの設備を用いた方法で
は鋳造に時間がかかり、高活性の希土類元素を含む溶湯
を長時間保持し、少量ずつ供給するためルツボ、保持炉
あるいはタンディッシュと溶湯の反応により成分が変動
し易い。また、温度を一定に保ち、定常状態で安定した
鋳造を持続させるのが極めて難しく、収率が低いといっ
た問題がある。さらに、特殊な高価な鋳造設備を必要と
する等の問題もある。
【０００６】また、別の方法として希土類磁石合金やニ
ッケル水素電池の負極材用合金を雰囲気アトマイズ設備
を用いて粉末状の合金を得る方法も提案されている。し
かしながら、アトマイズするにはまず溶湯の細流を造
り、それに高速のガス流を当てる必要があるが、希土類
元素は極めて活性で耐火物と反応し易く、そのような用
途に使える耐火物製ノズルが存在しないため、実用化は
極めて難しい。さらに、アトマイズ粉を半凝固状態で基
板上に堆積させてインゴットを得る、いわゆるスプレー
フォーミング法の設備を用いて製造する方法についても
提案されている。この場合も、前述のアトマイズ法と同
じ、溶湯の細流を得るための耐火物ノズルの問題があ
り、さらに特殊な高価な設備を必要とし、また、基板上
に堆積しないで飛散してしまう、いわゆるオーバースプ
レー粉となる比率も高く、収率が低いといった問題があ
る。
ッケル水素電池の負極材用合金を雰囲気アトマイズ設備
を用いて粉末状の合金を得る方法も提案されている。し
かしながら、アトマイズするにはまず溶湯の細流を造
り、それに高速のガス流を当てる必要があるが、希土類
元素は極めて活性で耐火物と反応し易く、そのような用
途に使える耐火物製ノズルが存在しないため、実用化は
極めて難しい。さらに、アトマイズ粉を半凝固状態で基
板上に堆積させてインゴットを得る、いわゆるスプレー
フォーミング法の設備を用いて製造する方法についても
提案されている。この場合も、前述のアトマイズ法と同
じ、溶湯の細流を得るための耐火物ノズルの問題があ
り、さらに特殊な高価な設備を必要とし、また、基板上
に堆積しないで飛散してしまう、いわゆるオーバースプ
レー粉となる比率も高く、収率が低いといった問題があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決した、高性能希土類磁石合金やニッケル水素
電池用希土類遷移金属系合金等の偏析のない、微細組織
の高機能合金の製造に適し、さらに生産性や設備の耐久
性にも優れた遠心鋳造装置を用いた遠心鋳造方法を提供
するものである。遠心鋳造方法は管状の鉄鋳物の鋳造に
用いられているが、鋳物は鋳型面で溶湯が一体に凝固す
ればよく、溶湯の供給方法については特に工夫を要しな
い。また、遠心鋳造法を希土類合金に応用した例はある
が（特開平１−１７１２１７）、その場合、円筒状の磁
石の製造方法として提案されているに過ぎず、溶湯の供
給方法については何ら言及されていない。
題点を解決した、高性能希土類磁石合金やニッケル水素
電池用希土類遷移金属系合金等の偏析のない、微細組織
の高機能合金の製造に適し、さらに生産性や設備の耐久
性にも優れた遠心鋳造装置を用いた遠心鋳造方法を提供
するものである。遠心鋳造方法は管状の鉄鋳物の鋳造に
用いられているが、鋳物は鋳型面で溶湯が一体に凝固す
ればよく、溶湯の供給方法については特に工夫を要しな
い。また、遠心鋳造法を希土類合金に応用した例はある
が（特開平１−１７１２１７）、その場合、円筒状の磁
石の製造方法として提案されているに過ぎず、溶湯の供
給方法については何ら言及されていない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋳造された合
金の結晶を微細とし、かつ均一にするため遠心鋳造装置
を改良し、その装置を用いた遠心鋳造方法である。即
ち、本発明は、回転機構を備えた円筒状鋳型内に往復タ
ンディッシュが挿入設置され、固定タンディッシュから
該往復タンディッシュの中央部に溶湯が注湯され、該往
復タンディッシュは複数の注湯用ノズルを有し、かつ前
記鋳型の軸方向に動作する往復運動機構を備えてなる遠
心鋳造装置を用い、鋳型を回転させ、往復タンディッシ
ュを往復運動させながら溶湯を注湯用ノズルから鋳型に
注湯することを特徴とする遠心鋳造方法である。
金の結晶を微細とし、かつ均一にするため遠心鋳造装置
を改良し、その装置を用いた遠心鋳造方法である。即
ち、本発明は、回転機構を備えた円筒状鋳型内に往復タ
ンディッシュが挿入設置され、固定タンディッシュから
該往復タンディッシュの中央部に溶湯が注湯され、該往
復タンディッシュは複数の注湯用ノズルを有し、かつ前
記鋳型の軸方向に動作する往復運動機構を備えてなる遠
心鋳造装置を用い、鋳型を回転させ、往復タンディッシ
ュを往復運動させながら溶湯を注湯用ノズルから鋳型に
注湯することを特徴とする遠心鋳造方法である。
【０００９】以下、図面を参照して本発明の遠心鋳造方
法を説明する。図１は本発明の遠心鋳造方法に使用され
る遠心鋳造装置の一例の概略断面図である。図２は図１
のＡ−Ａ断面矢視図である。図において１が円筒状鋳型
である。鋳型の材質は通常の鋳型に用いられる鋳鉄や鋼
材が使用可能である。なお、熱伝導度がこれらの材料よ
り大きな純銅あるいは銅系合金を用いることにより、鋳
型内部の熱拡散が速まるため、インゴットの冷却速度も
さらに速めることが可能となる。溶解鋳造する合金と必
要な鋳造速度あるいは目標とする合金組成に応じて、鋳
型材質を選定すればよい。
法を説明する。図１は本発明の遠心鋳造方法に使用され
る遠心鋳造装置の一例の概略断面図である。図２は図１
のＡ−Ａ断面矢視図である。図において１が円筒状鋳型
である。鋳型の材質は通常の鋳型に用いられる鋳鉄や鋼
材が使用可能である。なお、熱伝導度がこれらの材料よ
り大きな純銅あるいは銅系合金を用いることにより、鋳
型内部の熱拡散が速まるため、インゴットの冷却速度も
さらに速めることが可能となる。溶解鋳造する合金と必
要な鋳造速度あるいは目標とする合金組成に応じて、鋳
型材質を選定すればよい。
【００１０】本発明の遠心鋳造方法における装置を用い
て合金を鋳造する場合、外観形状よりインゴットの組織
が重要であり、形状については、設備の作り易さ、鋳造
のし易さ、鋳造の保守やセットのし易さ、鋳造インゴッ
トの取出し易さ等の作業性を考慮して決めることができ
る。そのような要因を考慮して、鋳型の内径は少なくと
も２００ｍｍ以上とし、長さは鋳型内径の５倍以下とす
るのが適当である。鋳造の厚さは冷却速度を高める上で
重要な要因となる。鋳造しようとするインゴット厚さの
３倍以上とすることにより、鋳型のインゴットに対する
相対的な熱容量が大きくなり、冷却速度を高めることが
可能となる。鋳型は回転ローラー５の上に載置され、駆
動装置（図示していない）によるローラーの回転に従い
回転する。鋳型の回転は少なくとも注湯された溶湯が鋳
型の回転により上部に到達したとき落下しないよう、遠
心力が重力加速度１Ｇ以上になるような速さとする必要
がある。さらに遠心力を大きくすることにより、注湯さ
れた溶湯が遠心力で広がり易くなり、冷却効果が高ま
り、均質性も向上させることができる。そのような効果
を期待するためには、遠心力は３Ｇ以上、さらに望まし
くは５Ｇ以上となるように回転速度を設定する。
て合金を鋳造する場合、外観形状よりインゴットの組織
が重要であり、形状については、設備の作り易さ、鋳造
のし易さ、鋳造の保守やセットのし易さ、鋳造インゴッ
トの取出し易さ等の作業性を考慮して決めることができ
る。そのような要因を考慮して、鋳型の内径は少なくと
も２００ｍｍ以上とし、長さは鋳型内径の５倍以下とす
るのが適当である。鋳造の厚さは冷却速度を高める上で
重要な要因となる。鋳造しようとするインゴット厚さの
３倍以上とすることにより、鋳型のインゴットに対する
相対的な熱容量が大きくなり、冷却速度を高めることが
可能となる。鋳型は回転ローラー５の上に載置され、駆
動装置（図示していない）によるローラーの回転に従い
回転する。鋳型の回転は少なくとも注湯された溶湯が鋳
型の回転により上部に到達したとき落下しないよう、遠
心力が重力加速度１Ｇ以上になるような速さとする必要
がある。さらに遠心力を大きくすることにより、注湯さ
れた溶湯が遠心力で広がり易くなり、冷却効果が高ま
り、均質性も向上させることができる。そのような効果
を期待するためには、遠心力は３Ｇ以上、さらに望まし
くは５Ｇ以上となるように回転速度を設定する。
【００１１】鋳型内には回転軸方向（図では左右方向）
に往復運動するタンディッシュ２が設置される。タンデ
ィッシュはアルミナ等の耐火物で構成され、多数のノズ
ル２１が設けられている。ノズルの大きさは直径５〜２
０ｍｍ程度が適当である。各ノズル間の間隔は大き過ぎ
ると溶湯を鋳型面で均一の厚さにすることが難しくなる
ので２００ｍｍ以下が好ましい。このタンディッシュの
往復の距離は同様の理由でノズル間隔の１／２以上であ
る。タンディッシュの往復運動は回転軸６でその両端を
支持し、回転軸を所定の周期で反復回転させることによ
り行うことができる。
に往復運動するタンディッシュ２が設置される。タンデ
ィッシュはアルミナ等の耐火物で構成され、多数のノズ
ル２１が設けられている。ノズルの大きさは直径５〜２
０ｍｍ程度が適当である。各ノズル間の間隔は大き過ぎ
ると溶湯を鋳型面で均一の厚さにすることが難しくなる
ので２００ｍｍ以下が好ましい。このタンディッシュの
往復の距離は同様の理由でノズル間隔の１／２以上であ
る。タンディッシュの往復運動は回転軸６でその両端を
支持し、回転軸を所定の周期で反復回転させることによ
り行うことができる。
【００１２】鋳造する合金は、例えば誘導溶解炉４によ
り合金を溶解し、その溶湯４１を往復タンディッシュ２
に注湯する。ノズル２１から鋳型１への溶湯の注湯はタ
ンディッシュ２を往復運動させながら行う。誘導溶解炉
は図示していないが胴体部をチェーンで回転可能に吊り
下げ、その下部の一端をチェーンで引上げることによ
り、あるいは油圧シリンダー等を用いて溶湯を傾注する
構造になっている。溶湯は往復タンディッシュに設けら
れたノズルの間隔が狭く、従って往復運動距離が短くて
よい場合は直接誘導溶解から往復タンディッシュに注入
することも可能である。しかし、特にノズル間隔の幅が
例えば５０ｍｍ以上になる場合、それに伴いタンディッ
シュの移動距離も長くなり、溶解ルツボから常に安定し
て溶湯を受けることが難しくなるため、固定タンディッ
シュ３を設け、先ず溶湯をこの固定タンディッシュで受
け、次いで往復タンディッシュに注湯することが望まし
い。固定タンディッシュの材質は往復タンディッシュと
同様のものでよい。固定タンディッシュの先端は溶湯を
均一に鋳型面に注湯させるため、往復タンディッシュの
中央部が適当である。
り合金を溶解し、その溶湯４１を往復タンディッシュ２
に注湯する。ノズル２１から鋳型１への溶湯の注湯はタ
ンディッシュ２を往復運動させながら行う。誘導溶解炉
は図示していないが胴体部をチェーンで回転可能に吊り
下げ、その下部の一端をチェーンで引上げることによ
り、あるいは油圧シリンダー等を用いて溶湯を傾注する
構造になっている。溶湯は往復タンディッシュに設けら
れたノズルの間隔が狭く、従って往復運動距離が短くて
よい場合は直接誘導溶解から往復タンディッシュに注入
することも可能である。しかし、特にノズル間隔の幅が
例えば５０ｍｍ以上になる場合、それに伴いタンディッ
シュの移動距離も長くなり、溶解ルツボから常に安定し
て溶湯を受けることが難しくなるため、固定タンディッ
シュ３を設け、先ず溶湯をこの固定タンディッシュで受
け、次いで往復タンディッシュに注湯することが望まし
い。固定タンディッシュの材質は往復タンディッシュと
同様のものでよい。固定タンディッシュの先端は溶湯を
均一に鋳型面に注湯させるため、往復タンディッシュの
中央部が適当である。
【００１３】鋳型内には、好ましくは空冷用のガス吹付
け管８を鋳型の長さ方向に挿入設置し、その長さ方向に
所定の間隔で設けられたガス噴出孔８１より鋳型内の鋳
造体表面に向けてヘリウム、アルゴン等の冷却用ガスを
吹付け、鋳造体を冷却する。ガスの吹付け方向は鋳型面
に対して入射角が９５〜４５°の範囲になるように設定
するのがよい。本発明に用いられる装置において、希土
類磁石合金のように酸化され易い合金の場合は溶解、鋳
造の装置全体を真空チャンバー７の中に設置することが
好ましい。
け管８を鋳型の長さ方向に挿入設置し、その長さ方向に
所定の間隔で設けられたガス噴出孔８１より鋳型内の鋳
造体表面に向けてヘリウム、アルゴン等の冷却用ガスを
吹付け、鋳造体を冷却する。ガスの吹付け方向は鋳型面
に対して入射角が９５〜４５°の範囲になるように設定
するのがよい。本発明に用いられる装置において、希土
類磁石合金のように酸化され易い合金の場合は溶解、鋳
造の装置全体を真空チャンバー７の中に設置することが
好ましい。
【００１４】鋳造された合金は円筒状鋳型の内面に円筒
状に堆積凝固する。堆積された鋳造体は薄層が多数重な
った積層構造となる。それは注湯された溶湯の薄層が１
回転する間に半固状に凝固し、その上に溶湯が注湯さ
れ、それが半固状となり、この繰り返しのよるものであ
る。積層凝固したインゴットの取出しは真空チャンバー
をフランジ７１のところで分離し、鋳型内面のインゴッ
トを掻き取る。
状に堆積凝固する。堆積された鋳造体は薄層が多数重な
った積層構造となる。それは注湯された溶湯の薄層が１
回転する間に半固状に凝固し、その上に溶湯が注湯さ
れ、それが半固状となり、この繰り返しのよるものであ
る。積層凝固したインゴットの取出しは真空チャンバー
をフランジ７１のところで分離し、鋳型内面のインゴッ
トを掻き取る。
【００１５】
【作用】鋳型に注湯するタンディッシュを往復運動させ
ることにより、鋳型内壁に溶湯を均一に堆積させるよう
に鋳造することが可能となり、厚さが均一なインゴット
の製造が可能となる。さらに、本装置を用いて注湯速度
を制御することにより、鋳造された溶湯は次の溶湯が注
ぎ込まれる前に凝固が進行するような条件を選ぶことが
可能となり、偏析の無い微細組織のインゴットの製造も
可能となる。
ることにより、鋳型内壁に溶湯を均一に堆積させるよう
に鋳造することが可能となり、厚さが均一なインゴット
の製造が可能となる。さらに、本装置を用いて注湯速度
を制御することにより、鋳造された溶湯は次の溶湯が注
ぎ込まれる前に凝固が進行するような条件を選ぶことが
可能となり、偏析の無い微細組織のインゴットの製造も
可能となる。
【００１６】
【実施例】合金組成がＦｅ−３２ｗｔ％Ｎｄ−１．０５
％Ｂ−０．４０％Ａｌとなるように、電解鉄、Ｆｅ−Ｎ
ｄ母合金、フェロボロン、純アルミニウムを配合し、ア
ルゴンガス２００Ｔｏｒｒの減圧雰囲気中でアルミナル
ツボを使用して高周波溶解炉で溶解し、さらに鋳造直前
に炉内圧力が大気圧になるまでＡｒガスを入れた後、図
に示すような鋳型内径５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの
遠心鋳造装置を用いて、単位時間の溶湯体積流量を鋳型
内面積で除した値が０．０３ｃｍ／秒となるように鋳造
した。このときの鋳型の回転数は、遠心力が２０Ｇとな
るように２６７ｒｐｍに設定した。また、タンディッシ
ュ２の注湯用ノズル２１を７ｃｍ間隔で設け、タンディ
ッシュ２をストローク６ｃｍで鋳型の長手方向に１秒／
１往復で動かした。得られた合金インゴットの厚さは５
〜６ｍｍであった。さらに、その断面の組織を反射電子
顕微鏡で観察した結果、αＦｅは認められず、Ｎｄリッ
チ相の平均間隔も２０μｍと小さく微細な均一な組織の
インゴットが得られた。
％Ｂ−０．４０％Ａｌとなるように、電解鉄、Ｆｅ−Ｎ
ｄ母合金、フェロボロン、純アルミニウムを配合し、ア
ルゴンガス２００Ｔｏｒｒの減圧雰囲気中でアルミナル
ツボを使用して高周波溶解炉で溶解し、さらに鋳造直前
に炉内圧力が大気圧になるまでＡｒガスを入れた後、図
に示すような鋳型内径５００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの
遠心鋳造装置を用いて、単位時間の溶湯体積流量を鋳型
内面積で除した値が０．０３ｃｍ／秒となるように鋳造
した。このときの鋳型の回転数は、遠心力が２０Ｇとな
るように２６７ｒｐｍに設定した。また、タンディッシ
ュ２の注湯用ノズル２１を７ｃｍ間隔で設け、タンディ
ッシュ２をストローク６ｃｍで鋳型の長手方向に１秒／
１往復で動かした。得られた合金インゴットの厚さは５
〜６ｍｍであった。さらに、その断面の組織を反射電子
顕微鏡で観察した結果、αＦｅは認められず、Ｎｄリッ
チ相の平均間隔も２０μｍと小さく微細な均一な組織の
インゴットが得られた。
【００１７】
【発明の効果】金属の固定鋳型を用いた鋳造では、鋳造
体がある程度の厚みがあると表面と内部では微細な組織
が異なり均質な製品が得られない。本発明の遠心鋳造方
法によれば、薄い層状鋳造、凝固、さらにその上に同様
の鋳造を繰り返し、従って得られた鋳造体は表面から内
部まで微細な均一な組織の金属、合金が得られる。鋳型
に注湯された合金は円筒が１回転される間に冷却され、
ほぼ凝固するので注湯、凝固のサイクルが能率的であ
り、また鋳造体はある程度の厚みとしても内部まで微細
組織とすることができるので生産性が高い。
体がある程度の厚みがあると表面と内部では微細な組織
が異なり均質な製品が得られない。本発明の遠心鋳造方
法によれば、薄い層状鋳造、凝固、さらにその上に同様
の鋳造を繰り返し、従って得られた鋳造体は表面から内
部まで微細な均一な組織の金属、合金が得られる。鋳型
に注湯された合金は円筒が１回転される間に冷却され、
ほぼ凝固するので注湯、凝固のサイクルが能率的であ
り、また鋳造体はある程度の厚みとしても内部まで微細
組織とすることができるので生産性が高い。
【００１８】鋳型自体も円筒状鋳型は箱型の鋳型に見ら
れるような鋳型の歪み、変形が少ない。また、回転ロー
ル面に注湯するストリップキャスティング法は多層に鋳
造することができないので、ロールと溶湯の接触が遠心
鋳造に較べて多くなりロールの損傷が大きい。この点、
遠心鋳造では鋳型面への溶湯の接触は、円筒が１回転す
る間だけであり鋳型の損傷が少ない。
れるような鋳型の歪み、変形が少ない。また、回転ロー
ル面に注湯するストリップキャスティング法は多層に鋳
造することができないので、ロールと溶湯の接触が遠心
鋳造に較べて多くなりロールの損傷が大きい。この点、
遠心鋳造では鋳型面への溶湯の接触は、円筒が１回転す
る間だけであり鋳型の損傷が少ない。
【図１】本発明の遠心鋳造方法に使用される遠心鋳造装
置の一例の概略断面図である。
置の一例の概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
１ 円筒状鋳型 ２ 往復運動タンディッシュ ２１ ノズル ３ 固定タンディッシュ ４ 誘導溶解炉 ４１ 溶湯 ５ 回転ローラー ６ 回転軸 ７ 真空チャンバー ７１ フランジ接合部 ８ 冷却用ガス吹付け管 ８１ ガス噴出孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−296005（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−129718（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 13/02 B22D 9/00 B22D 13/10
Claims (3)
- 【請求項１】 回転機構を備えた円筒状鋳型内に往復タ
ンディッシュが挿入設置され、固定タンディッシュから
該往復タンディッシュの中央部に溶湯が注湯され、該往
復タンディッシュは複数の注湯用ノズルを有し、かつ前
記鋳型の軸方向に動作する往復運動機構を備えてなる遠
心鋳造装置を用い、鋳型を回転させ、往復タンディッシ
ュを往復運動させながら溶湯を注湯用ノズルから鋳型に
注湯することを特徴とする遠心鋳造方法。 - 【請求項２】 遠心鋳造装置が鋳型内空間部に、鋳型内
壁に向けてガスを吹込む冷却ノズルを備えていることを
特徴とする請求項１記載の遠心鋳造方法。 - 【請求項３】 遠心鋳造装置が真空チャンパー内に設け
られていることを特徴とする請求項１又は２記載の遠心
鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10217434A JP3121577B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 遠心鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10217434A JP3121577B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 遠心鋳造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16791995A Division JP2880428B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 遠心鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190603A JPH1190603A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3121577B2 true JP3121577B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=16704175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10217434A Expired - Lifetime JP3121577B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 遠心鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121577B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008062829A1 (fr) | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Smart Co., Ltd. | Système d'imagerie multiplan à détecteur et marqueur |
| US8314743B2 (en) | 2006-03-13 | 2012-11-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Portable electronic device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60118623T2 (de) | 2000-08-31 | 2007-05-03 | Showa Denko K.K. | Schleudergussverfahren und schleudergussvorrichtung |
| KR101398955B1 (ko) * | 2013-03-12 | 2014-05-27 | 에스엠메탈(주) | 원심주조 시스템의 이동식 주입장치 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10217434A patent/JP3121577B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8314743B2 (en) | 2006-03-13 | 2012-11-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Portable electronic device |
| WO2008062829A1 (fr) | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Smart Co., Ltd. | Système d'imagerie multiplan à détecteur et marqueur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1190603A (ja) | 1999-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100535948B1 (ko) | 철기재의 희토류합금분말 및 철기재의 희토류합금분말을포함하는 컴파운드 및 그것을 이용한 영구자석 | |
| JP3502107B2 (ja) | 永久磁石材料の製造方法 | |
| US6478889B2 (en) | Iron-base alloy permanent magnet powder and method for producing the same | |
| JP4048568B2 (ja) | 希土類磁石用合金の製造方法 | |
| US20020153062A1 (en) | Centrifugal casting method, centrifugal casting apparatus, and cast alloy produced by same | |
| JP2639609B2 (ja) | 永久磁石用合金鋳塊及びその製造法 | |
| JP4879503B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石用合金塊、その製造法および磁石 | |
| JP3234741B2 (ja) | 希土類磁石用合金及びその製造方法 | |
| JP2880428B2 (ja) | 遠心鋳造装置 | |
| JP3121577B2 (ja) | 遠心鋳造方法 | |
| US8105446B2 (en) | Process for producing alloy slab for rare-earth sintered magnet, alloy slab for rare-earth sintered magnet and rare-earth sintered magnet | |
| JP2817624B2 (ja) | 希土類磁石合金の製造方法 | |
| JPH09180716A (ja) | 水素吸蔵合金の製造方法 | |
| JP4120253B2 (ja) | ナノコンポジット磁石用急冷合金およびその製造方法 | |
| JP4818547B2 (ja) | 遠心鋳造方法、遠心鋳造装置、それにより製造した合金 | |
| JP4715245B2 (ja) | 鉄基希土類ナノコンポジット磁石およびその製造方法 | |
| JP3721831B2 (ja) | 希土類磁石用合金及びその製造方法 | |
| JP2003183787A (ja) | 希土類磁石用主相系合金、その製造方法、希土類焼結磁石用混合粉末および希土類磁石 | |
| KR100879208B1 (ko) | 윈심응고법에 의한 희토류자석 합금스트립 제조방법 | |
| JP3776069B2 (ja) | マグネシウム急速凝固合金製品の製造方法 | |
| JP2001244107A (ja) | 鉄基合金永久磁石粉末およびその製造方法 | |
| JP2003334643A (ja) | 希土類合金の製造方法、ｒ−ｔ−ｂ系磁石用合金塊、ｒ−ｔ−ｂ系磁石、ｒ−ｔ−ｂ系ボンド磁石、ｒ−ｔ−ｂ系交換スプリング磁石用合金塊、ｒ−ｔ−ｂ系交換スプリング磁石、およびｒ−ｔ−ｂ系交換スプリングボンド磁石 | |
| JP2003077717A (ja) | 希土類磁石用合金塊、その製造方法および焼結磁石 | |
| JP2007201102A (ja) | 鉄基希土類永久磁石およびその製造方法 | |
| JP3536943B2 (ja) | 希土類磁石用合金及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131020 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |