JP3497167B2 - 金属射出成形用の粒状の供給原料 - Google Patents

金属射出成形用の粒状の供給原料

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    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チキソモールディング用の合金または複合
材料からなる粒状物に関する。該粒状物は、チキソトロ
ープ合金の射出成形または注入成形の供給材料として用
いるのに特に適当なものである。本明細書中において用
いられる際に、「複合材料」または「合金複合材料」と
は、セラミック強化材を含有する合金マトリックスを含
み、かつ金属マトリックス複合材料を含む。
【０００２】
【従来の技術】
合金または複合材料の半固体加工は、現在多くの関心
が示されている技術分野である。前記加工は、通常、後
に加工されるチキソトロープ合金の組成を必要とする。
チキソトロープ合金は、金属または合金の固体粒子が溶
融した金属の液相に均一に懸濁されるときに製造され
る。このように製造される該半固体素材は、チキソトロ
ープレオロジーを有する。
【０００３】 チキソトロープ合金は、射出成形により金属製品を製
造すべく加工されるものである。
【０００４】 チキソトロープ合金を製造するための多くの方法が提
案されている。ダウケミカル社に付与されてなる米国特
許4,694,881号および4,694,882号の双方の、その文献に
取り入れられた全体的な内容は、スクリュー押出機のよ
うな、押出機の中へホッパーから金属合金の固体粒子を
供給することからなるチキソトロープ合金の製造方法が
記載されている。米国特許4,694,881号では、該固体粒
子は、該合金の液相線温度より高い温度まで押出機中で
加熱される。こうして得られた該溶融素材は、続いて固
相線および液相線温度の間の温度まで冷却され、そして
他の状態に形成されてなる樹枝状結晶構造をこわすため
に剪断に供される。結果として生じるチキソトロープ合
金の液体−固体組成物は、成形された製品を形成するた
めに金型中に射出される。
【０００５】 米国特許4,694,882号には、供給金属粒子の完全な溶
融が生じることなしに供給合金粒子が固相線と液相線温
度の間の温度まで加熱されることを除き、同様の方法を
記載する。
【０００６】 上記方法の双方が、ハンドリングに便利なサイズの供
給粒子またはチップを利用する。特にこれらの特許は、
不規則な形状を持つチップの使用を記載している。用い
られる該粒子のサイズは、その発明では重大でないもの
だけれども、相対的に小さな粒子サイズが、伝熱および
ハンドリング要求性能のために望ましいものであるとし
て記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人により実施された実験では、米国特許4,694,
881号および4,694,882号に記載された方法に用いた粒子
はホッパーで壊れやすく、かつスクリュー押出機で焼付
くことが示されている。さらに該粒子は、優れた充填特
性を示すものでなく、該金属粒子の部分溶融を生じるた
めに十分な熱伝達率を達成するのに困難を生じることが
あり、また温度の制御をより困難にする。
【０００８】 本発明者らは、チキソトロープ合金の製造および前記
合金の射出成形に用いる金属の合金および複合材料の粒
子を新たに開発したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の目的としては、本発明は、マグネシウム、アル
ミニウムまたは亜鉛合金から選ばれた金属合金または該
金属合金をベースとする複合材料の粒子からなる粒状物
であって、前記粒状物を構成する粒子の少なくとも80重
量％が、粒子の有効直径に対する粒子の最大寸法の長さ
の比率の平均値が1.2〜4.0であるような形状を有し、そ
して0.5〜5mmの範囲内にある粒子の最大寸法を有し、そ
して理論密度の少なくとも50％のタップ密度を有してい
る粒状物を提供する。 好ましくは、上記粒子が、該粒子の有効直径に対する該
粒子の最大寸法の長さの比率の平均値1.2〜3.0、より好
ましくは1.2〜2.0の範囲内になるように作られる。以下
に使用する際には、粒子の有効直径に対する該粒子の最
大寸法の長さの比は、「アスペクト比」として示す。
【００１０】 粒子の有効直径は、該粒子が通過することができる最
小円を測定することにより決定される。当該円の直径
が、該粒子の有効直径である。
【００１１】 好ましくは、該粒子が１〜3mmの範囲内で最大寸法の
長さの平均値を有することである。
【００１２】 該粒子は、粒子の該素材（mass）のタップ密度（tap de
nsity）が、該合金または複合材料の理論密度の少なく
とも50％となるように作られる。
【００１３】 上記粒子は、好ましくは実質的に滑らかな表面構造を
有する。
【００１４】 本発明においては、粒子の実質的部分（substantial
proportion）が、粒子の該材料（mass）の少なくとも80
重量％、最も好ましくは粒子の該素材（mass）の少なく
とも95重量％からなるものである。
【００１５】 一方の実施態様としては、該粒子が好ましくはほぼ卵
形の形状を有することである。前記粒子は、ラグビーボ
ールと同様な形状を有するとして、あるいは縦軸につい
て楕円または概ね楕円形状の回転体によって形成された
形状であるとして表現されるものであっても良い。
【００１６】 他の実施態様としては、該粒子は、概ね涙滴に形成さ
れた輪郭を有し、あるいは平らになった涙滴として表現
される輪郭を有するものであっても良い。当該実施態様
としては、粒子の縦断面図において、該粒子の第１端
は、概ね半球状または半卵形の形をした部分を有する。
当該概ね半球状または半卵形の形をした部分は、それか
ら一般に先端で平らになるであろう。当該部分は、該粒
子が点であるいは小さな曲率半径を有する部分で終わる
ところの該粒子の第２端に向けて先細になる。該粒子の
全体にわたる形状は、横断面の平面形状の回転体とし
て、一般に形成されると考えてよい。しかしながら、該
粒子は、十分になめらかな表面構造を有すべきであり、
該粒子は（該フットボールの形をした粒子である場合に
は）、小さなざらつき度を有するであろうことが理解さ
れる。
【００１７】 第２の目的として、本発明は、マグネシウム、アルミ
ニウムまたは亜鉛合金から選ばれた金属合金または該金
属合金をベースとする複合材料の粒子からなる粒状物で
あって、前記粒状物を構成する粒子の少なくとも80重量
％が、粒子の有効直径に対する粒子の最大寸法の長さの
比率の平均値が1.2〜4.0であるような形状を有し、そし
て0.5〜5mmの範囲内にある粒子の最大寸法を有し、そし
て理論密度の少なくとも50％のタップ密度を有している
粒状物を供給し、該粒状物を加熱し、そして該粒状物を
剪断することにより、固体粒子及び液体の実質的に均質
な混合物を製造することからなるチキソトロープ合金の
製造方法を提供するものである。
【００１８】 本発明の第２の目的の好適な実施態様としては、該粒
子が、該粒子の有効直径に対する該粒子の最大寸法の長
さの比率の平均値が1.2〜3.0、より好ましくは1.2〜2.0
の範囲内となるように形造られる。
【００１９】 該供給粒子の実質的部分（substantial proportion）
は、該粒子の実質的部分（substantial proportion）の
最大寸法の長さが、好ましくは１〜3mmの範囲内にある
とする粒子サイズを有する。該粒子は、好ましくは十分
になめらかな表面構造を持つ。好適な実施態様として
は、該粒子の実質的部分（substantial proportion）
が、粒子の該素材（mass）の少なくとも80重量％、最も
好ましくは粒子の該素材（mass）の少なくとも95重量％
からなるものである。
【００２０】 チキソトロープ状態は、該粒子の加熱および剪断変形
を含む適当な方法により製造されるものである。しかし
ながら、該チキソトロープ状態がスクリュー押出装置の
使用により製造されることが特に好ましいものである。
この場合において、該供給粒子は、スクリュー押出機に
供給され、その後それらは第１加熱ゾーンに入れられ、
そして該合金または、複合材料の融点より高い温度に加
熱される。該溶融材料は、その後第２ゾーンに送られ、
該溶融金属は、液相線温度より低くかつ固相線温度より
高い温度にまで冷却される。幾つかの該材料の凝固は、
固体粒子および液体の混合物の形成を生ずる。該押出機
のスクリューは、該混合物が大きな結晶構造の形成を防
ぐために剪断され、そしてチキソトロープ材料が形成さ
れるべく回転させられる。
【００２１】 もしくは、該供給粒子は、該材料の固相線温度より高
いが該材料の液相線温度より低い温度にまで該スクリュ
ー押出機の第１ゾーンで加熱されてもよい。剪断は、チ
キソトロープ材料を製造するために該押出機のスクリュ
ーの回転によって生じた液体および固体粒子の混合物に
向けられる。
【００２２】 本発明の方法は、スクリュー押出機の使用に制限され
るものでないことは理解されるべきであるが、必要とさ
れる温度まで該供給粒子を加熱し、かつ液体金属および
固体粒子の混合物に対する剪断力を供給することのでき
る手段が用いられる。例えば、前記米国特許第4,694,88
1および882号明細書に記載されているように、該混合物
は、回転プレートの運転にかけられるか、あるいはチキ
ソトロープ材料を製造するために該混合物に十分な剪断
力を与えるために押出機の曲がりくねった経路を通って
通過することで引き出される。さらに別の場合として
は、電磁撹拌が、チキソトロープ材料を得るために用い
られてもよい。
【００２３】 該供給粒子は、重力供給またはコンベヤー供給により
ホッパーから供給されてもよい。
【００２４】 本発明の第２の目的の方法によって形成されるチキソ
トロープ材料は、射出成形によって金属製品の製造に用
いられる。したがって、本発明は、また、マグネシウ
ム、アルミニウムまたは亜鉛合金から選ばれた金属合金
または該金属合金をベースとする複合材料の粒子からな
る粒状物であって、前記粒状物を構成する粒子の少なく
とも80重量％が、粒子の有効直径に対する粒子の最大寸
法の長さの比率の平均値が1.2〜4.0であるような形状を
有し、そして0.5〜5mmの範囲内にある粒子の最大寸法を
有し、そして理論密度の少なくとも50％のタップ密度を
有している粒状物を加熱して固体粒子及び液体の実質的
に均質な混合物を製造し、該混合物を金型に注入し、該
金型中で混合物を少なくとも部分的に固化し、さらに製
品を金型から除去することからなるチキソモールディン
グ製品の製造方法を提供するものである。
【００２５】 上記粒子は、好ましくは該粒子の有効直径に対する該
粒子の最大寸法の長さの比率の平均値が1.2〜3.0、より
好ましくは1.2〜2.0の範囲内にあるように作られたもの
である。
【００２６】 本発明の当該粒子は、マグネシウム、アルミニウムま
たは亜鉛合金から選ばれた金属合金または該金属合金を
ベースとする複合材料から製造される。当該好適な粒子
は、アルミニウムの合金である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
好適な実施態様としては、本発明の当該粒状物の実質
的部分（substantial proportion）の該粒子は、1.2〜
3.0、より好ましくは1.2〜2.0の間の有効直径に対する
最大寸法の長さの比率の平均値と共にほぼ卵形の粒子形
状を有する。当該比率は、該粒子のアスペクト比として
示してもよい。それらの粒子は、さらに伸ばされた球の
形状またはラグビーボールのような形をしたものである
としてその特徴を表すことができる。上記粒子の好適な
形状は、図１に概略的に示されている。上記粒子に関す
るアスペクト比は、該粒子に関する有効直径に対する最
大寸法の長さの比率から決定される。すなわち、図１に
ついて、本発明は、アスペクト比L/Dの平均値＝1.2〜4.
0、好ましくは1.2〜3.0、より好ましくは1.2〜2.0であ
ることが必要とされる。
【００２８】 寸法Ｌは、0.5〜5mmの範囲内である。
【００２９】 図２は、概ね卵形の形状であることろの実際の粒子の
走査電子顕微鏡写真を示す。また該粒子は、概ね円柱状
の形状でかつ曲線的な端部を持つものとして記載されて
いてもよい。
【００３０】 さらなる実施態様としては、該粒子は、一端で平らに
された概ね涙滴形状を有する。粒子の横断面図を示すと
ころの図３に関して、おおよそ平らにされた涙滴形状の
粒子20は、概ね半球状または半卵形の形状の形であると
ころの第１端21を有する。第１端21は、先端22で平らに
なるであろう。粒子20は、第１端21が第２端23に向かっ
て先細になるように形づくられる。第２端23は、点であ
るいは小さな曲率半径を有する部分24で終わる。
【００３１】 図３は、粒子20の横断面図を示す。該粒子の全体にわ
たる形状は、縦軸25に対する横断面の回転体の形状とみ
なしてよい。
【００３２】 図４に関して、粒子20のアスペクト比の平均値は、1.
2〜4.0、好ましくは1.2〜3.0、より好ましくは1.2〜2.0
の範囲内になる。フットボールの形をした粒子の場合、
粒子20のアスペクト比は、L/D比によって与えられる。
ここで、寸法Ｌは、該粒子の最高の高さであるとみなし
てよい。寸法Ｄは、該粒子が通過することができる最小
の円の直径である。
【００３３】 さらにまた、本発明の範囲内である粒子の走査顕微鏡
写真は、図５および６に示されている。
【００３４】 本発明の粒状物は、上記に記載された実施態様にした
がって形づくられた粒子の実質的部分（substantial pr
oportion）を含めるべきである。本発明の当該粒状物の
製造においては、実質的部分（substantial proportio
n）の不規則に形造られた粒子もまた形成され、そして
該粒状物に含められることになる。前記不規則に形造ら
れた粒子の存在は、該不規則に形造られた粒子が受入れ
難い程大量に存在しなければ、該粒状物の特性に不当に
影響を及ぼすものでない。
【００３５】 金属の合金または複合材料の射出成形によりチキソトロ
ープ材料または金属製品を製造するために本発明の方法
を用いた場合、供給粒子の素材（mass）の実質的部分
は、該粒子の全体的な長さが0.5〜5mm、より好ましくは
１〜3mmの範囲内であるような好適なサイズである。こ
れは、スクリュー押出機が用いられる場合において、ス
クリューの巻き付けまたはべたつきをさけると同時に該
粒子の便利なハンドリングを与える。
【００３６】 本発明の粒状物は、本出願人らに一般に知られたいか
なる金属粒状物においても見出だされていない特性の組
み合わせを有し、こうした特性の組み合わせは、チキソ
モールディング（thixomolding）工程で供給原料として
用いるのに特に好適な該粒状物を作る。本発明の粒状物
は、理論密度の少なくとも50％であるタップ密度（tap
density）を有する。これは、粒子接触で十分な粒子を
確保し、そして加熱ゾーンに到達されるべく十分な熱伝
達率を与える。これは、該粒子の最初の溶融または部分
的な溶融を生じるために用いられるべき相対的に短い加
熱時間を与え、そしてまた、保持すべきチキソトロープ
状態を可能にするために保持すべき温度の綿密な制御を
与える。該粒状物は、相対的に易流動性であり、かつ供
給ホッパーを塞ぐことはありそうもない。該粒状物がス
クリュー押出機に充填される際にスクリューを回転させ
るのに必要とされる混練トルクは、受入れ難いほど高く
なく、そして該粒子は、粒子が該スクリューの巻き付け
の原因となる該押出機の壁と該スクリューとの間の引っ
掛かりができないことを確実するために十分に大きなも
のである。
【００３７】
【実施例】
粒状物の群（group）特性は、本発明の粒子の素材（mas
s）特性でそれらを比べるために測定された。比較目的
のために用いた粒子は、アルミニウムからなり、粉末
（powder）（100μｍ）、針状晶（needles）、顆粒（gr
anules）および不規則な形をした機械加工チップ（mach
ining chips）からなるものとした。幾つかのこうした
粒子は、当該カテゴリーでの本発明の該粒子の特性より
も優れた、あるカテゴリーでの特性を示したけれども、
該比較粒子は、いずれも本発明の粒状物の特性のように
望ましいまたは有用なものである特性の組み合わせを持
たない。
【００３８】 本発明の粒状物は、他の形状またはサイズの粒子と混
合してもよい。しかしながら、これは、結果として生じ
る混合物の分離および沈降と関係がある問題が起こりう
るために好ましくないものである。
【００３９】 本発明の粒状物の性能の定量化のために、一連の比較
試験が、一連の市販の粒子と「フットボール」粒子の特
性を比較して行われた。比較目的のために用いた粒子
は、アルミニウム顆粒、アルミニウム針状晶、アルミニ
ウム球状粉末（100μｍの平均粒子サイズ）およびアル
ミニウム機械チップであった。これらの粒子は、粒子サ
イズ、粒子形状、見掛け密度、タップ密度、標準漏斗に
よる流量、混練トルクおよび安息角について試験され
た。得られたデータは、表１に示されるものである。
【００４０】 流れ時間、タップ密度および混練トルクの３つの特性
試験に使用するところの、該粒子は、性能（「１」のラ
ンキングが、最高の性能を意味する）にしたがってラン
クされた。該ランキングは、表２に示されるものであ
る。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】 一見して、球状の粉末が３つのカテゴリーのうちの２
つで最高の性能を与えるように思われる。しかしなが
ら、該粉末は、トルク測定装置の該スクリューと壁との
間で焼付き、そしてこれはまた、チキソモールディング
（thixomolding）装置にも発生することがありそうであ
る。したがって、該球状粉末は、チキソモールディング
用の供給原料として不適当なものである。
【００４４】 いったん該球状粉末が使用可能な供給原料から取り除
かれたなら、本発明の粒状物がチキソモールディング工
程用の供給原料として用いるのに最も適当なものである
ことは明らかである。
【００４５】 本発明の利点を実証するために、多数の粒子が調製さ
れ、本発明に包含されない粒子と比較された。
【００４６】 本発明の範囲内にある粒子は、「顆粒タイプ＃１」お
よび「顆粒タイプ＃２」として表される。該顆粒寸法の
概要は、表３に与えられている。
【００４７】
【表３】
【００４８】 顆粒タイプ＃１および顆粒タイプ＃２の粒子サイズの
解析が行われ、そして顆粒タイプ＃１および顆粒タイプ
＃２に関して、アスペクト比の百分率度数分布、「長
さ」寸法の百分率度数分布および「幅」寸法（直径）の
百分率度数分布として与えられた、当該粒子サイズの解
析結果が図５〜10に示されている。該顆粒は、Al7％のS
i合金から製造されていた。
【００４９】 顆粒タイプ＃１および＃２は、混練トルクが測定する
ことができないような易流動性であることが見出だされ
た。さらに、該顆粒は、トルク測定装置の胴部に沿って
容易に輸送された。該顆粒は、理論見掛密度の56〜58％
の見掛密度、および理論タップ密度の69％のタップ密度
を有することが見出だされた。
【００５０】 比較目的のために、主として針状晶からなる粒子のサ
ンプルを得た。すべての該針状晶が、成形スクリューシ
ミュレーション（molding screw simulation）を通じて
該スクリューの焼付きを生じた。該針状晶の見掛密度
は、理論値の39〜45％の範囲にわたり、そして該タップ
密度は理論値の50〜59％の範囲にわたった。該針状晶
は、該顆粒タイプ＃１および＃２の場合と同様のアルミ
ニウム合金であった。
【００５１】 また、Al7％のSi合金での幾つかの実験が行われ、そ
れには該顆粒タイプ＃１および＃２並びに該針状晶が液
体金属と固体金属のスラリーを作るために用いられた。
こうした試験は、チキソトロープ合金の組成を真似た。
該スラリーは、撹拌シリコンカーバイト坩堝中で製造さ
れた。該撹拌機は、ブレードの２つの羽根を持ってい
た。その操作には、十分な量の該粒子を400℃まで予熱
することを含む。炉の温度は、該粒子に用いたアルミニ
ウム合金の固相線と液相線温度の間である590℃にセッ
トされた。予熱された粒子は、該撹拌機の第２の羽根が
撹拌する間該粒子と接触されるように該坩堝中に充填さ
れたが、該粒子は当該段階で該ブレードの第２の羽根を
覆わなかった。該撹拌速度は、100rpmにセットされた。
【００５２】 アルミニウム合金は、約400℃でアルミニウム含有粒
子が互いにくっ付くのだから、チキソモールディング工
程用の供給原料とし難いものであると予想される。当該
粒子の付着は、チキソモールディング装置の該供給スク
リューに閉塞を生じる傾向があった。
【００５３】 チキソトロープ合金の組成を真似てなる該坩堝試験
は、該顆粒タイプ＃１および＃２の双方が少しの困難も
なくスラリーを製造されたことを示した。方法の観察
は、以下の通りである： ・最初のおよびその後の炉への充填では、該顆粒の付着
の形跡はない（すなわち、互いに結合することは明らか
でなかった。） ・約30〜40分間撹拌した後、顆粒の溶融の開始は、大き
な、固体の塊の素材の形成で明らかであった ・該撹拌効率の減少は、坩堝の壁のまわりに連続的に蓄
積した材料として認められた。 ・撹拌効率を増加させるために、撹拌が該坩堝壁から材
料を取り除くべき定期的に停止された。さらに、蓄積す
る材料が速やかに復活されるならば、顆粒の添加が、そ
の後蓄積する材料の取り除きおよび優れた混練を促進す
るために行われた。 ・顆粒の添加はまた、溶融の間の材料の体積の減少のた
めに必要なものであった。
【００５４】 該針状晶に関して、幾つかの問題が針状晶使用のスラ
リーの製造において起こった。それらは、以下のことを
含む： ・400℃での予熱段階のため互いに結合する針状晶の形
跡。当該観察結果は、試験と関係がある初期およびそれ
以後の充填の間で得られた。
【００５５】 ・該針状晶が該坩堝の熱壁と接触した場合には、該針状
晶間の互いの結合が強められた。混練で、大きい塊が仕
事（labour）につれて該モーターが原因で直接に形成さ
れた。（注意：撹拌は、15分間で停止され、該炉の温度
は、材料を「軟化」させるたで高めた。） ・いったん該塊が打ち砕かれたなら、材料が該坩堝壁の
まわりに蓄積するのを除いて該材料の混練では問題ない
ものであった。
【００５６】 上記の困難さに加えて、該針状晶はまた、供給の間に
チキソモールディング装置のスクリューを焼き付ける傾
向があることに留意すべきである。
【００５７】 図13に示すところの走査電子顕微鏡写真の、多量のよ
り針状の粒子はまた、坩堝試験に供された。2.8mmの平
均長および0.8mmの平均幅（3.4のアスペクト比の平均
値）を有するところのこうした粒子は、本発明の範囲内
にある。しかしながら、針状晶に関しては既述の困難さ
がある程度まで存在し、図13の粒子は、有用なスラリー
を形成することができ、それゆえにチキソモールディン
グ用の受け入れられる供給原料になるであろう。スクリ
ュウーの焼付きは、アスペクト比の平均値が４以上を有
する長く、薄い針状晶についてよりも図13粒子について
のほうが問題が少ないものであるらしい。
【００５８】 顆粒タイプ＃１および＃２を用いて得られた該スラリ
ーは固化させられ、続いて顕微鏡写真が撮られた。図14
および15は、それぞれ575℃および590℃で顆粒タイプ＃
１を用いて得られた該スラリーの顕微鏡写真を示す。図
16および17は、顆粒タイプ＃２に関する同様の顕微鏡写
真を示す。該スラリーは、室温から増して合金の固相線
と液相線の間の温度まで該粒子を加熱することによって
得られた。該顕微鏡写真は、明らかに固化された液体の
領域で囲まれた固体粒子を示す。またかなりたくさんの
量の空孔が存在し、それは坩堝実験に用いた撹拌集成装
置による。チキソモールディング装置が用いられた場
合、該空孔が存在することは期待できない。 図面の簡単な説明
【図１】は、本発明に係る「フットボール」の形をし
た粒子の概略断面図を示す。
【図２】は、図１に概略的に示された実際の粒子の走
査電子顕微鏡写真を示す。
【図３】は、本発明に係る他の粒子の概略横断面図を
示す。
【図４】は、前記粒子に関するアスペクト比の計算を
表すべく図３と同様の図を示す。
【図５】は、さらに本発明に係る粒子の走査電子顕微
鏡写真を示す。
【図６】は、さらに本発明に係る粒子の走査電子顕微
鏡写真を示す。
【図７】は、顆粒タイプ１に関するアスペクト比の百
分率度数分布を示す。
【図８】は、顆粒タイプ１に関する「長さ」寸法の百
分率度数分布を示す。
【図９】は、顆粒タイプ１に関する「幅」寸法の百分
率度数分布を示す。
【図１０】は、顆粒タイプ２に関するアスペクト比の
百分率度数分布を示す。
【図１１】は、顆粒タイプ２に関する「長さ」寸法の
百分率度数分布を示す。
【図１２】は、顆粒タイプ２に関する「幅」寸法の百
分率度数分布を示す。
【図１３】は、より針状構造を有する本発明に係る粒
子の走査電子顕微鏡写真を示す。
【図１４】は、顆粒タイプ１を用いた575℃での坩堝
試験で製造されたスラリーの顕微鏡写真を示す。
【図１５】は、顆粒タイプ１を用いた590℃での坩堝
試験での製造されたスラリーの顕微鏡写真を示す。
【図１６】は、顆粒タイプ２を用いた575℃での坩堝
試験で製造されたスラリーの顕微鏡写真を示す。
【図１７】は、顆粒タイプ２を用いた590℃での坩堝
試験で製造されたスラリーの顕微鏡写真を示す。
【符号の説明】
20…粒子、21…第１端、 22…先端、23…第２端、 24…小さな曲率半径を有する部分、25…縦軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アイアコッカ，ローナルド，ジー アメリカ合衆国，ペンシルバニア州 16801，ステート カレッジ，ラウベル ト サークル 116 (72)発明者 ジャーマン，ランダル，エム アメリカ合衆国，ペンシルバニア州 16803，ステート カレッジ，アウター ドライブ 1145 (72)発明者 ミヘリッチ，ジョン，ルイス アメリカ合衆国，ケンタッキー州 40059，プロスペクト，ブリッジポイン テ ブールヴァード 6913 (56)参考文献 ＰＲＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭ ＰＯＳＩＵＭ ＯＮ ＡＤＶＡＮＣＥＳ ＩＮ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＬＩ ＧＨＴ ＭＥＴＡＬＳ ＡＮＤ ＭＥＴ ＡＬ ＭＡＴＲＩＸ ＣＯＭＰＯＳＩＴ ＥＳ，ＥＤＭＯＮＴＯＮ，ＡＬＢＥＲＴ Ａ，ＡＵＧＵＳＴ 23−27，1992，Ｐ. 399−411 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈ ｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ ｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｅｍｉ−Ｓｏｌｉｄ Ｐｒ ｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ａｌｌｏｙｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，Ｍａ ｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔ ｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ, Ｃｏｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓｓａｃｈｕ ｓｅｔｔｓ，Ｊｕｎｅ，10−12，1992, Ｐ159−169 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22F 1/00,3/02 B22D 17/00,17/20

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マグネシウム、アルミニウムまたは亜鉛合
    金から選ばれた金属合金または該金属合金をベースとす
    る複合材料の粒子からなる粒状物であって、前記粒状物
    を構成する粒子の少なくとも80重量％が、粒子の有効直
    径に対する粒子の最大寸法の長さの比率の平均値が1.2
    〜4.0であるような形状を有し、そして0.5〜5mmの範囲
    内にある粒子の最大寸法を有し、そして理論密度の少な
    くとも50％のタップ密度を有していることを特徴とする
    チキソモールディング用の粒状物。
  2. 【請求項２】前記粒子の有効直径に対する粒子の最大寸
    法の長さの比率の平均値が1.2〜3.0であることを特徴と
    する請求項１に記載の粒状物。
  3. 【請求項３】前記粒子の有効直径に対する粒子の最大寸
    法の長さの比率の平均値が1.2〜2.0であることを特徴と
    する請求項１に記載の粒状物。
  4. 【請求項４】前記粒状物を構成する粒子の少なくとも80
    重量％が、粒子の最大寸法が１〜3mmの範囲内にある粒
    子サイズを有することを特徴とする請求項１に記載の粒
    状物。
  5. 【請求項５】前記粒状物を構成する粒子の少なくとも80
    重量％が、卵形の形状を有する粒子からなることを特徴
    とする請求項１に記載の粒状物。
  6. 【請求項６】前記粒状物を構成する粒子の少なくとも80
    重量％が、涙滴の形をした輪郭または平らにされた涙滴
    の形をした輪郭を有する粒子を含むことを特徴とする請
    求項１に記載の粒状物。
  7. 【請求項７】前記粒子が、十分になめらかな表面構造を
    有することを特徴とする請求項１に記載の粒状物。
  8. 【請求項８】マグネシウム、アルミニウムまたは亜鉛合
    金から選ばれた金属合金または該金属合金をベースとす
    る複合材料の粒子からなる粒状物であって、前記粒状物
    を構成する粒子の少なくとも80重量％が、粒子の有効直
    径に対する粒子の最大寸法の長さの比率の平均値が1.2
    〜4.0であるような形状を有し、そして0.5〜5mmの範囲
    内にある粒子の最大寸法を有し、そして理論密度の少な
    くとも50％のタップ密度を有している粒状物を供給し、
    該粒状物を加熱し、そして該粒状物を剪断することによ
    り、固体粒子及び液体の実質的に均質な混合物を製造す
    ることからなるチキソモールディングのためのチキソト
    ロープ合金の製造方法。
  9. 【請求項９】前記チキソトロープ合金が、回転プレー
    ト、ねじれた経路を持つ押出機または電磁撹拌機のいず
    れかの使用によって製造されることを特徴とする請求項
    ８記載のチキソトロープ合金の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記チキソトロープ合金が、スクリュー
    押出機装置の使用によって製造されることを特徴とする
    請求項８に記載のチキソトロープ合金の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記加熱段階が第一の加熱領域に於い
    て、前記粒状物を粒状物の液相線温度を超える温度にま
    で加熱し、それにより溶融物を形成し、そして第二の領
    域において該溶融物を粒状物の液相線温度以下でかつ固
    相線温度を超える温度にまで冷却し、そして前記第二の
    領域中の半固体材料に剪断を適用することにより溶融物
    中に大きな結晶構造物の形成を防止することからなる請
    求項10に記載のチキソトロープ合金の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記加熱段階が粒状物を固相線温度を超
    えかつ粒状物の液相線温度未満の温度にまで加熱して混
    合物を形成することからなり、かつ前記剪断段階がスク
    リュー押出機装置を回転することにより混合物中の大き
    な結晶構造物の形成を防止することからなる請求項10に
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】マグネシウム、アルミニウムまたは亜鉛
    合金から選ばれた金属合金または該金属合金をベースと
    する複合材料の粒子からなる粒状物であって、前記粒状
    物を構成する粒子の少なくとも80重量％が、粒子の有効
    直径に対する粒子の最大寸法の長さの比率の平均値が1.
    2〜4.0であるような形状を有し、そして0.5〜5mmの範囲
    内にある粒子の最大寸法を有し、そして理論密度の少な
    くとも50％のタップ密度を有している粒状物を加熱して
    固体粒子及び液体の実質的に均質な混合物を製造し、該
    混合物を金型に注入し、該金型中で混合物を少なくとも
    部分的に固化し、さらに製品を金型から除去することか
    らなるチキソモールディング製品の製造方法。
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