JP3520991B1 - 固液共存状態金属材料の製造方法 - Google Patents
固液共存状態金属材料の製造方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る固液共存状態金属材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 容器に電磁気場を印加して溶融金属を容
器に注湯する。溶融金属を冷却して固液共存状態の金属
材料を形成する。溶融金属を冷却する工程で初期凝固層
の形成による潜熱の発生なしに容器の壁面から中心部に
わたって全体的に均一に温度が低下する。溶融金属の注
湯後の１秒以上１０秒以下程度の短い時間内に溶融金属
を液相線温度以下に急速に冷却でき、多数の結晶核を全
領域にわたって均一に生成できる。微細でかつ均一な組
織を有する金属材料を製造できる。
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る固液共存状態金属材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 容器に電磁気場を印加して溶融金属を容
器に注湯する。溶融金属を冷却して固液共存状態の金属
材料を形成する。溶融金属を冷却する工程で初期凝固層
の形成による潜熱の発生なしに容器の壁面から中心部に
わたって全体的に均一に温度が低下する。溶融金属の注
湯後の１秒以上１０秒以下程度の短い時間内に溶融金属
を液相線温度以下に急速に冷却でき、多数の結晶核を全
領域にわたって均一に生成できる。微細でかつ均一な組
織を有する金属材料を製造できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁気場を印加し
た状態で溶融金属を注湯し、かつ冷却することによって
製造された固液共存状態金属材料の製造方法に関する。
た状態で溶融金属を注湯し、かつ冷却することによって
製造された固液共存状態金属材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固液共存状態金属材料を加工する、いわ
ゆる半凝固あるいは半溶融加工法は、鋳造と鍛造とを混
合した複合加工法であって、半凝固成形法と半溶融成形
法とに大別できる。半凝固成形法は、半凝固状態で製造
された金属スラリを直接成形加工して最終製品に製造す
る加工法である。また、半溶融成形法は、半凝固状態で
ビレットを製造した後、このビレットを半溶融状態に再
加熱して鍛造あるいはダイカストを実施して最終製品と
して製造する加工法である。
ゆる半凝固あるいは半溶融加工法は、鋳造と鍛造とを混
合した複合加工法であって、半凝固成形法と半溶融成形
法とに大別できる。半凝固成形法は、半凝固状態で製造
された金属スラリを直接成形加工して最終製品に製造す
る加工法である。また、半溶融成形法は、半凝固状態で
ビレットを製造した後、このビレットを半溶融状態に再
加熱して鍛造あるいはダイカストを実施して最終製品と
して製造する加工法である。
【０００３】半凝固あるいは半溶融成形用の金属スラリ
は、半凝固領域の温度で液相と固相の結晶粒が適切な割
合で混在する状態でチクソトロピー性により小さな力に
よっても変形が可能であり、流動性に優れて液相(thixo
tropic)のように成形加工が容易な状態の金属材料であ
る。ビレットは、再加熱により金属スラリ形態の半溶融
状態を回復できるので、半凝固あるいは半溶融成形用の
金属材料として非常に有用に利用される。
は、半凝固領域の温度で液相と固相の結晶粒が適切な割
合で混在する状態でチクソトロピー性により小さな力に
よっても変形が可能であり、流動性に優れて液相(thixo
tropic)のように成形加工が容易な状態の金属材料であ
る。ビレットは、再加熱により金属スラリ形態の半溶融
状態を回復できるので、半凝固あるいは半溶融成形用の
金属材料として非常に有用に利用される。
【０００４】金属スラリやビレットを利用する半凝固あ
るいは半溶融成形法は、同じ組成の液体金属合金を利用
する場合に比べて色々な長所を有している。例えば、金
属スラリは、液体金属合金の完全な溶融に必要な温度よ
り低温で流動性を有するので金型のダイの露出温度がさ
らに低いから、このダイの寿命が延びる。また、金属ス
ラリが押出される時に乱流の発生がなく、鋳造過程で空
気の混入が少なくて最終製品において気孔の発生を防止
できる。したがって、熱処理が可能で機械的性質を大き
く向上させることができる。その他にも凝固収縮が少な
くて作業性および耐食性が改善されて製品の軽量化が可
能である。したがって、自動車および航空機産業分野、
電気電子情報通信装備の新素材として利用できる。
るいは半溶融成形法は、同じ組成の液体金属合金を利用
する場合に比べて色々な長所を有している。例えば、金
属スラリは、液体金属合金の完全な溶融に必要な温度よ
り低温で流動性を有するので金型のダイの露出温度がさ
らに低いから、このダイの寿命が延びる。また、金属ス
ラリが押出される時に乱流の発生がなく、鋳造過程で空
気の混入が少なくて最終製品において気孔の発生を防止
できる。したがって、熱処理が可能で機械的性質を大き
く向上させることができる。その他にも凝固収縮が少な
くて作業性および耐食性が改善されて製品の軽量化が可
能である。したがって、自動車および航空機産業分野、
電気電子情報通信装備の新素材として利用できる。
【０００５】従来の半凝固合金の製造方法は、主に液相
線以下の温度で溶融金属を攪拌することによって既に生
成された樹枝状結晶組織を破砕して半凝固成形に適する
ように球状の粒子に作る方法である。攪拌方法には機械
的攪拌法と電磁気的攪拌法、ガスバブリング、低周波、
高周波または電磁気波振動を利用するか、電気的衝撃に
よる攪拌法などが利用された。
線以下の温度で溶融金属を攪拌することによって既に生
成された樹枝状結晶組織を破砕して半凝固成形に適する
ように球状の粒子に作る方法である。攪拌方法には機械
的攪拌法と電磁気的攪拌法、ガスバブリング、低周波、
高周波または電磁気波振動を利用するか、電気的衝撃に
よる攪拌法などが利用された。
【０００６】そして、液相固相混合物を製造する方法と
しては、大部分の合金が液相に存在する温度まで、この
合金を加熱した後、形成された溶融金属を強く攪拌しな
がら冷却する。溶融金属中の固体比率が４０％以上６５
％以下に至るまで攪拌し続けながら冷却する。このと
き、樹枝状結晶組織の形成を防止するか、あるいは１次
固体粒子上に既に形成された樹枝状結晶組織を除去する
か減らすことによって固液混合物を製造している(例え
ば、特許文献１参照。)。
しては、大部分の合金が液相に存在する温度まで、この
合金を加熱した後、形成された溶融金属を強く攪拌しな
がら冷却する。溶融金属中の固体比率が４０％以上６５
％以下に至るまで攪拌し続けながら冷却する。このと
き、樹枝状結晶組織の形成を防止するか、あるいは１次
固体粒子上に既に形成された樹枝状結晶組織を除去する
か減らすことによって固液混合物を製造している(例え
ば、特許文献１参照。)。
【０００７】また、半凝固合金スラリの製造方法として
は、溶融金属が入っている容器内の固化領域の全範囲に
亙って提供される移動型磁場により溶融金属が電磁気的
に混合される。この方法において、磁場は固化領域で形
成された樹枝状結晶組織を所定の剪断速度で剪断させて
いる(例えば、特許文献２参照。)。
は、溶融金属が入っている容器内の固化領域の全範囲に
亙って提供される移動型磁場により溶融金属が電磁気的
に混合される。この方法において、磁場は固化領域で形
成された樹枝状結晶組織を所定の剪断速度で剪断させて
いる(例えば、特許文献２参照。)。
【０００８】さらに、半溶融成形材の製造方法として
は、合金中のあらゆる金属成分が液相に存在するように
合金を加熱した後、得られる液体金属を液相線と固相線
との間の温度に冷却する。この後、剪断力を加えて冷却
される溶融金属から形成される樹枝状結晶組織を破砕す
ることによって半溶融成形材を製造している(例えば、
特許文献３参照。)。
は、合金中のあらゆる金属成分が液相に存在するように
合金を加熱した後、得られる液体金属を液相線と固相線
との間の温度に冷却する。この後、剪断力を加えて冷却
される溶融金属から形成される樹枝状結晶組織を破砕す
ることによって半溶融成形材を製造している(例えば、
特許文献３参照。)。
【０００９】また、半凝固鋳造用金属スラリの製造方法
としては、液相線温度の付近または液相線より５０℃ま
で高温で溶融金属を容器に注湯する。この後、溶融金属
が冷却される過程で溶融金属の少なくとも一部が液相線
温度以下になる時点、すなわち最初に液相線温度を通過
する時点で、例えば超音波振動により溶融金属に運動を
加える。さらに、この溶融金属に運動を加えた後、徐々
に冷却することによって粒相結晶形態の金属組織を有す
る半凝固鋳造用金属スラリを製造している(例えば、特
許文献４参照。)。
としては、液相線温度の付近または液相線より５０℃ま
で高温で溶融金属を容器に注湯する。この後、溶融金属
が冷却される過程で溶融金属の少なくとも一部が液相線
温度以下になる時点、すなわち最初に液相線温度を通過
する時点で、例えば超音波振動により溶融金属に運動を
加える。さらに、この溶融金属に運動を加えた後、徐々
に冷却することによって粒相結晶形態の金属組織を有す
る半凝固鋳造用金属スラリを製造している(例えば、特
許文献４参照。)。
【００１０】すなわち、溶融金属に液相線の近くで適当
な運動を加えることによって最初に形成されたそれぞれ
の初期結晶核に形成されると思われる樹枝状結晶組織を
破砕し、粒子が各々初期結晶核間の相互作用なしに独立
的に存在する状態で徐々に冷却して粒相の結晶形態を得
る。この方法でも、超音波振動などの運動が冷却初期に
形成される樹枝状結晶組織を破砕するために利用されて
いる。また、注湯温度を液相線温度より高い水準にすれ
ば、粒状の結晶形態を得難く、かつ溶湯を急に冷却し難
い。また、表面部と中心部の組織が不均一になる。
な運動を加えることによって最初に形成されたそれぞれ
の初期結晶核に形成されると思われる樹枝状結晶組織を
破砕し、粒子が各々初期結晶核間の相互作用なしに独立
的に存在する状態で徐々に冷却して粒相の結晶形態を得
る。この方法でも、超音波振動などの運動が冷却初期に
形成される樹枝状結晶組織を破砕するために利用されて
いる。また、注湯温度を液相線温度より高い水準にすれ
ば、粒状の結晶形態を得難く、かつ溶湯を急に冷却し難
い。また、表面部と中心部の組織が不均一になる。
【００１１】さらに、半溶融金属の成形方法としては、
溶融金属を容器に注湯した後、振動バーを溶融金属中に
浸漬させて溶融金属と直接接触させた状態で振動させて
溶融金属に振動を与えている。具体的には、溶融金属を
先に容器に注湯した後、振動バーを溶融金属中に浸漬さ
せて振動力を溶融金属に伝達する。この結果、液相線温
度以上で結晶核を有する液体状態の合金または液相線以
下、成形温度以上の温度範囲で結晶核を有する固液共存
状態の合金を形成する。この後、所定の液相率を示す成
形温度まで溶融金属を容器内で冷却しながら３０秒以上
６０分以下の間維持することによって合金中に微細な結
晶核を成長させて半溶融金属を得る。ところが、この方
法で得られる結晶核の大きさは約１００μｍであり、工
程所要時間が相当長く、所定大きさ以上の容器に適用し
難い(例えば、特許文献５参照。)。
溶融金属を容器に注湯した後、振動バーを溶融金属中に
浸漬させて溶融金属と直接接触させた状態で振動させて
溶融金属に振動を与えている。具体的には、溶融金属を
先に容器に注湯した後、振動バーを溶融金属中に浸漬さ
せて振動力を溶融金属に伝達する。この結果、液相線温
度以上で結晶核を有する液体状態の合金または液相線以
下、成形温度以上の温度範囲で結晶核を有する固液共存
状態の合金を形成する。この後、所定の液相率を示す成
形温度まで溶融金属を容器内で冷却しながら３０秒以上
６０分以下の間維持することによって合金中に微細な結
晶核を成長させて半溶融金属を得る。ところが、この方
法で得られる結晶核の大きさは約１００μｍであり、工
程所要時間が相当長く、所定大きさ以上の容器に適用し
難い(例えば、特許文献５参照。)。
【００１２】また、半溶融金属スラリの製造方法として
は、冷却と攪拌とを同時に精密に制御することによって
半溶融金属スラリを製造している。具体的には、溶融金
属を混合容器に注湯した後、混合容器周囲に設置された
固定子アセンブリを作動させて容器内の溶融金属を急速
に攪拌するのに十分な磁気力を発生させる。さらに、混
合容器の周囲に設けられて容器および溶融金属の温度を
精密に調節する作用をするサーマルジャケットを利用し
て溶融金属の温度を急速に落とす。溶融金属の冷却時に
溶融金属は攪拌され続け、固相率が低い時には速い攪拌
を提供し、固相率が増加するにつれて増大した起電力を
提供する方式で調節される(例えば、特許文献６参
照。)。
は、冷却と攪拌とを同時に精密に制御することによって
半溶融金属スラリを製造している。具体的には、溶融金
属を混合容器に注湯した後、混合容器周囲に設置された
固定子アセンブリを作動させて容器内の溶融金属を急速
に攪拌するのに十分な磁気力を発生させる。さらに、混
合容器の周囲に設けられて容器および溶融金属の温度を
精密に調節する作用をするサーマルジャケットを利用し
て溶融金属の温度を急速に落とす。溶融金属の冷却時に
溶融金属は攪拌され続け、固相率が低い時には速い攪拌
を提供し、固相率が増加するにつれて増大した起電力を
提供する方式で調節される(例えば、特許文献６参
照。)。
【００１３】
【特許文献１】米国特許第３９４８６５０号明細書（第
３−８欄、図３）
３−８欄、図３）
【００１４】
【特許文献２】米国特許第４４６５１１８号明細書（第
４−１２欄、図１、図２、図５および図６）
４−１２欄、図１、図２、図５および図６）
【００１５】
【特許文献３】米国特許第４６９４８８１号明細書（第
２−６欄）
２−６欄）
【００１６】
【特許文献４】特開平１１−３３６９２号公報（第３−
５頁、図１）
５頁、図１）
【００１７】
【特許文献５】特開平１０−１２８５１６号公報（第４
−７頁、図３）
−７頁、図３）
【００１８】
【特許文献６】米国特許第６４３２１６０号明細書（第
７−１５欄、図１Ａないし図２Ｂおよび図４）
７−１５欄、図１Ａないし図２Ｂおよび図４）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
従来の技術では、大部分剪断力を利用して冷却過程で既
に形成された樹枝状結晶形態を粉砕して粒相の金属組織
にする方法を利用している。したがって、溶融金属の少
なくとも一部が液相線以下に下がってこそ振動などの運
動を加えるので初期凝固層の形成による潜熱の発生によ
り冷却速度の減少および製造時間の増加などの各種の問
題を避けにくい。また、溶融金属の容器への注湯温度を
調節しなければ、容器壁面部と中心部との温度差によっ
て壁面付近での初期凝固層の樹枝状結晶組織の形成を防
止し難いので、容器注湯温度および冷却過程を精密に調
節せねばならない。
従来の技術では、大部分剪断力を利用して冷却過程で既
に形成された樹枝状結晶形態を粉砕して粒相の金属組織
にする方法を利用している。したがって、溶融金属の少
なくとも一部が液相線以下に下がってこそ振動などの運
動を加えるので初期凝固層の形成による潜熱の発生によ
り冷却速度の減少および製造時間の増加などの各種の問
題を避けにくい。また、溶融金属の容器への注湯温度を
調節しなければ、容器壁面部と中心部との温度差によっ
て壁面付近での初期凝固層の樹枝状結晶組織の形成を防
止し難いので、容器注湯温度および冷却過程を精密に調
節せねばならない。
【００２０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる固
液共存状態金属材料の製造方法を提供することを目的と
する。
ので、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる固
液共存状態金属材料の製造方法を提供することを目的と
する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の固液共存
状態金属材料の製造方法は、容器に注湯される溶融金属
に初期凝固層を形成させない程度の電磁気場を、前記容
器に前記溶融金属を注湯すると同時に前記容器に印加し
て、この電磁気場が印加されている状態で、この容器に
溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に注湯された
前記溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成
する冷却工程とを具備したものである。
状態金属材料の製造方法は、容器に注湯される溶融金属
に初期凝固層を形成させない程度の電磁気場を、前記容
器に前記溶融金属を注湯すると同時に前記容器に印加し
て、この電磁気場が印加されている状態で、この容器に
溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に注湯された
前記溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成
する冷却工程とを具備したものである。
【００２２】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【００２３】請求項２記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に注湯される溶融金属に初期凝固層を形
成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金属
を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁気場が
印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯する
注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を冷却
して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具
備したものである。
造方法は、容器に注湯される溶融金属に初期凝固層を形
成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金属
を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁気場が
印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯する
注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を冷却
して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具
備したものである。
【００２４】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
【００２５】請求項３記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に注湯される溶融金属に初期凝固層を形
成させない程度の電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に注
湯された溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下
( ただし、０．００１以上０．１以下を除く )となった時
点で、前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了
工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
造方法は、容器に注湯される溶融金属に初期凝固層を形
成させない程度の電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に注
湯された溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下
( ただし、０．００１以上０．１以下を除く )となった時
点で、前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了
工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
【００２６】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
【００２７】請求項４記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金
属を注湯すると同時に前記容器に印加して、この電磁気
場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯
する注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を
冷却して固液共存状態金属材料を 形成する冷却工程とを
具備したものである。
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金
属を注湯すると同時に前記容器に印加して、この電磁気
場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯
する注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を
冷却して固液共存状態金属材料を 形成する冷却工程とを
具備したものである。
【００２８】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【００２９】請求項５記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金
属を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁気場
が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯す
る注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融金
属を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁気場
が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯す
る注湯工程と、前記容器に注湯された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
【００３０】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
【００３１】請求項６記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場が印加されている状態で、
この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に
注湯された溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以
下 ( ただし、０．００１以上０．１以下を除く ) となった
時点で、前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終
了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を
冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程と
を具備したものである。
造方法は、容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結晶を
形成させない程度の電磁気場が印加されている状態で、
この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記容器に
注湯された溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以
下 ( ただし、０．００１以上０．１以下を除く ) となった
時点で、前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終
了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を
冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程と
を具備したものである。
【００３２】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
【００３３】請求項７記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に溶融金属を注湯すると同時にこの容器
に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加されている
状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前
記溶融金属の温度が液相線付近に至った時点で、この溶
融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を
終了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記
溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する
冷却工程とを具備したものである。
造方法は、容器に溶融金属を注湯すると同時にこの容器
に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加されている
状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前
記溶融金属の温度が液相線付近に至った時点で、この溶
融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を
終了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記
溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する
冷却工程とを具備したものである。
【００３４】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【００３５】請求項８記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に溶融金属を注湯する途中でこの容器に
印加して、この電磁気場が印加されている状態で、この
容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属の
温度が液相線付近に至った時点で、この溶融金属が注湯
された前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了
工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
造方法は、容器に溶融金属を注湯する途中でこの容器に
印加して、この電磁気場が印加されている状態で、この
容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属の
温度が液相線付近に至った時点で、この溶融金属が注湯
された前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了
工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷
却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを
具備したものである。
【００３６】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
【００３７】請求項９記載の固液共存状態金属材料の製
造方法は、容器に電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属
の温度が液相線付近に至った時点であり、この溶融金属
の固相率が０．００１以上０．７以下 ( ただし、０．０
０１以上０．１以下を除く ) となった時点で、この溶融
金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終
了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶
融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷
却工程とを具備したものである。
造方法は、容器に電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属
の温度が液相線付近に至った時点であり、この溶融金属
の固相率が０．００１以上０．７以下 ( ただし、０．０
０１以上０．１以下を除く ) となった時点で、この溶融
金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終
了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶
融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷
却工程とを具備したものである。
【００３８】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の 微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の 微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
【００３９】請求項１０記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、容器に溶融金属を注湯すると同時にこの容
器に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加されてい
る状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、
前記溶融金属に結晶核が生成された時点で、この溶融金
属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了
する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融
金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却
工程とを具備したものである。
製造方法は、容器に溶融金属を注湯すると同時にこの容
器に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加されてい
る状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、
前記溶融金属に結晶核が生成された時点で、この溶融金
属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了
する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融
金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却
工程とを具備したものである。
【００４０】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【００４１】請求項１１記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、容器に溶融金属を注湯する途中でこの容器
に印加して、この電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属
に結晶核が生成された時点で、この溶融金属が注湯され
た前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了工程
と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却し
て固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備
したものである。
製造方法は、容器に溶融金属を注湯する途中でこの容器
に印加して、この電磁気場が印加されている状態で、こ
の容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金属
に結晶核が生成された時点で、この溶融金属が注湯され
た前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了工程
と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却し
て固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備
したものである。
【００４２】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
【００４３】請求項１２記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、容器に電磁気場が印加されている状態で、
この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金
属に結晶核が生成された時点であり、この溶融金属の固
相率が０．００１以上０．７以下 ( ただし、０．００１
以上０．１以下を除く ) となった時点で、この溶融金属
が注湯された前記容器に対する電 磁気場の印加を終了す
る終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金
属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工
程とを具備したものである。
製造方法は、容器に電磁気場が印加されている状態で、
この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、前記溶融金
属に結晶核が生成された時点であり、この溶融金属の固
相率が０．００１以上０．７以下 ( ただし、０．００１
以上０．１以下を除く ) となった時点で、この溶融金属
が注湯された前記容器に対する電 磁気場の印加を終了す
る終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金
属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工
程とを具備したものである。
【００４４】そして、溶融金属が入っている容器の中心
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
部と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに
温度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が
均一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による
潜熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却
できる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著
に増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。
この結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネル
ギ効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、
鋳造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
【００４５】請求項１３記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１２いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、金属材料は、金属
スラリおよびビレット状のいずれかであるものである。
製造方法は、請求項１ないし１２いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、金属材料は、金属
スラリおよびビレット状のいずれかであるものである。
【００４６】そして、金属材料を金属スラリおよびビレ
ット状のいずれかとすることにより、製造工程をより単
純にできるから、製品の成形時間も短縮でき、より経済
的にできる。
ット状のいずれかとすることにより、製造工程をより単
純にできるから、製品の成形時間も短縮でき、より経済
的にできる。
【００４７】請求項１４記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１３いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、注湯工程は、溶融
金属の注湯時の温度が、この溶融金属の液相線温度より
高く、この液相線温度＋１００℃より低いものである。
製造方法は、請求項１ないし１３いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、注湯工程は、溶融
金属の注湯時の温度が、この溶融金属の液相線温度より
高く、この液相線温度＋１００℃より低いものである。
【００４８】そして、注湯工程にて溶融金属の注湯時の
温度を、この溶融金属の液相線温度より高く、この液相
線温度＋１００℃より低くすることにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
温度を、この溶融金属の液相線温度より高く、この液相
線温度＋１００℃より低くすることにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
【００４９】請求項１５記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１４いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、固液共存状態の金
属材料を２次成形する２次成形工程を具備するものであ
る。
製造方法は、請求項１ないし１４いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、固液共存状態の金
属材料を２次成形する２次成形工程を具備するものであ
る。
【００５０】そして、固液共存状態の金属材料を２次成
形する２次成形工程を具備することにより、製造工程を
より単純にできるから、製品の成形時間も短縮でき、よ
り経済的にできる。
形する２次成形工程を具備することにより、製造工程を
より単純にできるから、製品の成形時間も短縮でき、よ
り経済的にできる。
【００５１】請求項１６記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１５記載の固液共存状態金属材料の
製造方法において、２次成形工程は、ダイカスト、溶湯
鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかであるものであ
る。
製造方法は、請求項１５記載の固液共存状態金属材料の
製造方法において、２次成形工程は、ダイカスト、溶湯
鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかであるものであ
る。
【００５２】そして、２次成形工程をダイカスト、溶湯
鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかとすることによ
り、固液共存状態の金属材料のダイカスト、溶湯鍛造、
鍛造およびプレス加工のいずれかをより容易にでき、製
造工程をより単純にできるから、製品の成形時間も短縮
でき、より経済的にできる。
鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかとすることによ
り、固液共存状態の金属材料のダイカスト、溶湯鍛造、
鍛造およびプレス加工のいずれかをより容易にでき、製
造工程をより単純にできるから、製品の成形時間も短縮
でき、より経済的にできる。
【００５３】請求項１７記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１３ないし１６いずれか記載の固液
共存状態金属材料の製造方法において、ビレット状の金
属材料を２次成形のために固液共存状態に再加熱する再
加熱工程を具備したものである。
製造方法は、請求項１３ないし１６いずれか記載の固液
共存状態金属材料の製造方法において、ビレット状の金
属材料を２次成形のために固液共存状態に再加熱する再
加熱工程を具備したものである。
【００５４】そして、ビレット状の金属材料を２次成形
のために固液共存状態に再加熱する再加熱工程を具備す
ることにより、ビレット状の金属材料の２次成形をより
容易にできるので、製造工程をより単純にできるから、
製品の成形時間も短縮でき、より経済的にできる。
のために固液共存状態に再加熱する再加熱工程を具備す
ることにより、ビレット状の金属材料の２次成形をより
容易にできるので、製造工程をより単純にできるから、
製品の成形時間も短縮でき、より経済的にできる。
【００５５】請求項１８記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１７いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属の固相率が０．１以上０．７以下となるまで冷却す
るものである。
製造方法は、請求項１ないし１７いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属の固相率が０．１以上０．７以下となるまで冷却す
るものである。
【００５６】そして、冷却工程にて溶融金属の固相率が
０．１以上０．７以下となるまで冷却することにより、
より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより
容易に得ることができるので、より望ましい。
０．１以上０．７以下となるまで冷却することにより、
より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより
容易に得ることができるので、より望ましい。
【００５７】請求項１９記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１８いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属を０．２℃／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以下の速度で
冷却するものである。
製造方法は、請求項１ないし１８いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属を０．２℃／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以下の速度で
冷却するものである。
【００５８】そして、冷却工程にて溶融金属を０．２℃
／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することに
より、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料
をより容易に得ることができるので、より望ましい。
／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することに
より、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料
をより容易に得ることができるので、より望ましい。
【００５９】請求項２０記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし１８いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属を０．２℃／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以下の速度で
冷却するものである。
製造方法は、請求項１ないし１８いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、冷却工程は、溶融
金属を０．２℃／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以下の速度で
冷却するものである。
【００６０】そして、冷却工程にて溶融金属を０．２℃
／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することに
より、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料
をより容易に得ることができるので、より望ましい。
／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することに
より、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料
をより容易に得ることができるので、より望ましい。
【００６１】請求項２１記載の固液共存状態金属材料の
製造方法は、請求項１ないし２０いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、溶融金属は、アル
ミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシ
ウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合
金のいずれかであるものである。
製造方法は、請求項１ないし２０いずれか記載の固液共
存状態金属材料の製造方法において、溶融金属は、アル
ミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシ
ウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合
金のいずれかであるものである。
【００６２】そして、溶融金属をアルミニウム、アルミ
ニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、
亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合金のいずれかとす
ることにより、これらアルミニウム、アルミニウム合
金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合
金、銅、銅合金、鉄および鉄合金のいずれかによる、よ
り微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容
易に得ることができる。
ニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、
亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合金のいずれかとす
ることにより、これらアルミニウム、アルミニウム合
金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合
金、銅、銅合金、鉄および鉄合金のいずれかによる、よ
り微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容
易に得ることができる。
【００６３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００６４】まず、溶融金属の注湯が完了する前、すな
わち容器に溶融金属を注湯する前、容器に溶融金属を注
湯すると同時に、または容器に溶融金属を注湯する途中
で、この容器に電磁気場を印加することによって固液共
存状態金属材料を製造する。電磁気場の代わりに超音波
などが利用されることもある。適用できる金属は、固液
共存状態成形用、いわゆる半凝固あるいは半溶融成形用
に利用できるものであればいずれも利用でき、その中で
もアルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄およびこ
れらの合金よりなる群から選択されることが望ましい。
これら合金は最終成形品で要求される物性によって色々
な任意の金属を含むことができる。
わち容器に溶融金属を注湯する前、容器に溶融金属を注
湯すると同時に、または容器に溶融金属を注湯する途中
で、この容器に電磁気場を印加することによって固液共
存状態金属材料を製造する。電磁気場の代わりに超音波
などが利用されることもある。適用できる金属は、固液
共存状態成形用、いわゆる半凝固あるいは半溶融成形用
に利用できるものであればいずれも利用でき、その中で
もアルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄およびこ
れらの合金よりなる群から選択されることが望ましい。
これら合金は最終成形品で要求される物性によって色々
な任意の金属を含むことができる。
【００６５】溶融金属を容器に注湯する時点で、溶融金
属の温度は液相線温度より高く、この溶融金属の液相線
＋１００℃より低い温度(溶湯過熱度＝０℃以上１００
℃以下）に維持されることが望ましい。すなわち、溶融
金属が入っている容器全体が均一に冷却されるので、容
器に溶融金属を注湯する前に液相線温度付近まで冷却す
る必要がなく、液相線温度より１００℃程度の高温を維
持しても関係ない。
属の温度は液相線温度より高く、この溶融金属の液相線
＋１００℃より低い温度(溶湯過熱度＝０℃以上１００
℃以下）に維持されることが望ましい。すなわち、溶融
金属が入っている容器全体が均一に冷却されるので、容
器に溶融金属を注湯する前に液相線温度付近まで冷却す
る必要がなく、液相線温度より１００℃程度の高温を維
持しても関係ない。
【００６６】一方、注湯工程として溶融金属を容器に注
湯した後、溶融金属の一部が液相線以下になる時点で容
器に電磁気場を印加する従来の方法では、容器の壁面に
初期凝固層が形成されながら凝固潜熱が発生するが、凝
固潜熱は比熱の約４００倍であるために容器全体の溶融
金属の温度が下がるまでは長時間がかかる。したがっ
て、このような従来方法では液相線程度または液相線よ
り約５０℃高温まで溶融金属の温度を冷却した後、容器
に注湯することが一般的である。
湯した後、溶融金属の一部が液相線以下になる時点で容
器に電磁気場を印加する従来の方法では、容器の壁面に
初期凝固層が形成されながら凝固潜熱が発生するが、凝
固潜熱は比熱の約４００倍であるために容器全体の溶融
金属の温度が下がるまでは長時間がかかる。したがっ
て、このような従来方法では液相線程度または液相線よ
り約５０℃高温まで溶融金属の温度を冷却した後、容器
に注湯することが一般的である。
【００６７】さらに、溶融金属の容器への注湯完了前に
電磁気場を印加することによって、溶融金属が注湯され
た容器の壁面部と中心部、上部と下部間に温度差がほと
んどない。したがって、従来の技術で発生する容器壁面
付近での初期凝固が起きず、容器内の溶融金属全体が均
一に液相線温度直下に急速に冷却されて多数の結晶核を
同時に発生させることができる。また、このように容器
全体にわたって温度差が発生しない理由は、溶融金属の
容器への注湯完了前に既に容器に電磁気場が印加されて
いるために、活発な初期攪拌作用により内部の溶融金属
と表面の溶融金属とがよく攪拌されて溶融金属内での熱
伝逹が速く行われて容器内壁での初期凝固層の形成が抑
制されるからである。また、よく攪拌されている溶融金
属と低温の容器内壁との対流熱伝逹が増加して溶融金属
全体の温度を急速に冷却工程で冷却することができる。
すなわち、容器に注湯された溶融金属は注湯と同時に電
磁気場の攪拌により分散粒子となり、この分散粒子が結
晶核として容器内に均一に分布され、結果として容器全
体にわたって温度差が発生しなくなる。一方、従来の技
術によれば、注湯された溶融金属が低温の容器内壁と接
触して急速な対流熱伝逹により初期凝固層での樹枝状結
晶が成長する。
電磁気場を印加することによって、溶融金属が注湯され
た容器の壁面部と中心部、上部と下部間に温度差がほと
んどない。したがって、従来の技術で発生する容器壁面
付近での初期凝固が起きず、容器内の溶融金属全体が均
一に液相線温度直下に急速に冷却されて多数の結晶核を
同時に発生させることができる。また、このように容器
全体にわたって温度差が発生しない理由は、溶融金属の
容器への注湯完了前に既に容器に電磁気場が印加されて
いるために、活発な初期攪拌作用により内部の溶融金属
と表面の溶融金属とがよく攪拌されて溶融金属内での熱
伝逹が速く行われて容器内壁での初期凝固層の形成が抑
制されるからである。また、よく攪拌されている溶融金
属と低温の容器内壁との対流熱伝逹が増加して溶融金属
全体の温度を急速に冷却工程で冷却することができる。
すなわち、容器に注湯された溶融金属は注湯と同時に電
磁気場の攪拌により分散粒子となり、この分散粒子が結
晶核として容器内に均一に分布され、結果として容器全
体にわたって温度差が発生しなくなる。一方、従来の技
術によれば、注湯された溶融金属が低温の容器内壁と接
触して急速な対流熱伝逹により初期凝固層での樹枝状結
晶が成長する。
【００６８】そして、原理は凝固潜熱と関連して説明で
きる。すなわち、容器の壁面での溶融金属の初期凝固が
発生せず凝固潜熱が発生しないために、溶融金属の冷却
は単に溶融金属の比熱(凝固潜熱の約１／４００に過ぎ
ない)に該当する程度の熱量の放出だけで可能である。
したがって、従来の技術で容器の壁面部でしばしば発生
する初期凝固層である樹枝状結晶が形成されずに、容器
内の溶融金属が容器の壁面から中心部にわたって全体的
に均一でかつ急速に温度が下がる様子を示す。このとき
の温度を下げるのに必要な時間は溶融金属の注湯後約１
秒以上１０秒以下の短い時間にすぎない。この結果、多
数の結晶核が容器内の溶融金属全体にわたって均一に生
成され、結晶核生成密度の増加により結晶核間の距離は
非常に短くなって樹枝状結晶が形成されずに独立的に成
長して球状粒子を形成する。
きる。すなわち、容器の壁面での溶融金属の初期凝固が
発生せず凝固潜熱が発生しないために、溶融金属の冷却
は単に溶融金属の比熱(凝固潜熱の約１／４００に過ぎ
ない)に該当する程度の熱量の放出だけで可能である。
したがって、従来の技術で容器の壁面部でしばしば発生
する初期凝固層である樹枝状結晶が形成されずに、容器
内の溶融金属が容器の壁面から中心部にわたって全体的
に均一でかつ急速に温度が下がる様子を示す。このとき
の温度を下げるのに必要な時間は溶融金属の注湯後約１
秒以上１０秒以下の短い時間にすぎない。この結果、多
数の結晶核が容器内の溶融金属全体にわたって均一に生
成され、結晶核生成密度の増加により結晶核間の距離は
非常に短くなって樹枝状結晶が形成されずに独立的に成
長して球状粒子を形成する。
【００６９】電磁気場の印加は、容器内の溶融金属の温
度が液相線付近に至った時に終了工程にて終了する。し
かし、電磁気場の印加を終了する時点は、溶融金属の結
晶核生成が終了する時点と冷却する時点との間のいずれ
の時点でもよい。電磁気場の印加を終了する時点は、溶
融金属の固相率が望ましくは０．００１以上０．７以下
である時点、さらに望ましくは０．００１以上０．４以
下である時点であり、エネルギ効率面でもっとも望まし
くは０．００１以上０．１以下である時点である。
度が液相線付近に至った時に終了工程にて終了する。し
かし、電磁気場の印加を終了する時点は、溶融金属の結
晶核生成が終了する時点と冷却する時点との間のいずれ
の時点でもよい。電磁気場の印加を終了する時点は、溶
融金属の固相率が望ましくは０．００１以上０．７以下
である時点、さらに望ましくは０．００１以上０．４以
下である時点であり、エネルギ効率面でもっとも望まし
くは０．００１以上０．１以下である時点である。
【００７０】容器に対する電磁気場の印加を終了した
後、所定固相率、望ましくは０．１以上０．７以下の固
相率に至るまで溶融金属を冷却工程にて冷却する。
後、所定固相率、望ましくは０．１以上０．７以下の固
相率に至るまで溶融金属を冷却工程にて冷却する。
【００７１】この冷却工程での溶融金属の冷却速度は
０．２℃／ｓｅｃ以上５．０℃／ｓｅｃ以下であること
が望ましく、結晶核の分布度および粒子の微細度面で冷
却速度は０．２℃／ｓｅｃ以上２．０℃／ｓｅｃ以下で
あることがさらに望ましい。
０．２℃／ｓｅｃ以上５．０℃／ｓｅｃ以下であること
が望ましく、結晶核の分布度および粒子の微細度面で冷
却速度は０．２℃／ｓｅｃ以上２．０℃／ｓｅｃ以下で
あることがさらに望ましい。
【００７２】上記一実施の形態によれば、溶融金属の容
器への注湯時点から固相率０．１以上０．７以下の金属
スラリ形態の金属材料に形成される時点までの所要時間
が３０秒以上６０秒以下にすぎない。金属スラリは急冷
を経てビレットとして製造できる。
器への注湯時点から固相率０．１以上０．７以下の金属
スラリ形態の金属材料に形成される時点までの所要時間
が３０秒以上６０秒以下にすぎない。金属スラリは急冷
を経てビレットとして製造できる。
【００７３】また、金属スラリまたはビレット状の金属
材料は、再びダイカスト、溶湯鍛造、鍛造、プレス加工
などの２次成形段階を２次成形工程で経ることができ
る。ビレット状に製造された金属材料は適当な長さに切
断されてスラグにすることができ、２次成形のためにス
ラグは、再加熱工程による再加熱を通じて半溶融状態に
回復される。
材料は、再びダイカスト、溶湯鍛造、鍛造、プレス加工
などの２次成形段階を２次成形工程で経ることができ
る。ビレット状に製造された金属材料は適当な長さに切
断されてスラグにすることができ、２次成形のためにス
ラグは、再加熱工程による再加熱を通じて半溶融状態に
回復される。
【００７４】さらに、製造された半凝固あるいは半溶融
成形用金属材料に含まれていた金属粒子は、平均粒径が
１０μｍ以上６０μｍ以下の微細な球状であり、粒径分
布も均一である。
成形用金属材料に含まれていた金属粒子は、平均粒径が
１０μｍ以上６０μｍ以下の微細な球状であり、粒径分
布も均一である。
【００７５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００７６】＜実施例１＞
まず、この実施例１では溶融金属の合金素材としてアル
ミニウム合金であるＡ３５６合金を使用した。５００ｇ
のＡ３５６合金を電気炉(１０ｋＷ)で黒鉛るつぼを利用
して約７５０℃で１時間加熱して溶融した後、この溶融
された溶融金属をデジタル温度測定器に付着されたシー
ルド型熱電対(Ｋ−ｔｙｐｅ)で温度を測定して溶融金属
の温度が溶融金属の液相線温度(Ａ３５６合金の場合に
約６１５℃)より約１００℃高温以下になるように維持
した。
ミニウム合金であるＡ３５６合金を使用した。５００ｇ
のＡ３５６合金を電気炉(１０ｋＷ)で黒鉛るつぼを利用
して約７５０℃で１時間加熱して溶融した後、この溶融
された溶融金属をデジタル温度測定器に付着されたシー
ルド型熱電対(Ｋ−ｔｙｐｅ)で温度を測定して溶融金属
の温度が溶融金属の液相線温度(Ａ３５６合金の場合に
約６１５℃)より約１００℃高温以下になるように維持
した。
【００７７】この実施例１による作業工程図を図１に示
す。
す。
【００７８】容器に電磁気場を印加するにおいて、電磁
気場攪拌装置(ＥＭＳ：自体製作した装置)の電圧、周波
数および強度を各々２５０Ｖ、６０Ｈｚ、５００ガウス
に固定させた。溶融金属を容器に注湯する前にＥＭＳに
電源を供給してＥＭＳを作動させた状態で、溶融金属の
温度が６５０℃(図１でＴｐ：pouring temperature)に
至った時に溶融金属を容器に注湯した。
気場攪拌装置(ＥＭＳ：自体製作した装置)の電圧、周波
数および強度を各々２５０Ｖ、６０Ｈｚ、５００ガウス
に固定させた。溶融金属を容器に注湯する前にＥＭＳに
電源を供給してＥＭＳを作動させた状態で、溶融金属の
温度が６５０℃(図１でＴｐ：pouring temperature)に
至った時に溶融金属を容器に注湯した。
【００７９】この容器にあらかじめ電磁気場攪拌運動を
加えた状態で溶融金属を容器に注湯した後、この溶融金
属の温度が液相線付近に至った時(図１中のａ点)に、Ｅ
ＭＳの作動を中止させた。すなわち、図１中の区間ｐで
のみＥＭＳを作動させた。ＥＭＳの作動を止めた後、固
相率が０．６になる温度(図１中のｂ点、この時の温度
は約５８６℃)まで１℃／ｓｅｃの冷却速度で溶融金属
を冷却して金属スラリを得た。溶融金属を容器に注湯し
た時点から０．６の固相率に至るまで約４０秒の時間が
かかった。
加えた状態で溶融金属を容器に注湯した後、この溶融金
属の温度が液相線付近に至った時(図１中のａ点)に、Ｅ
ＭＳの作動を中止させた。すなわち、図１中の区間ｐで
のみＥＭＳを作動させた。ＥＭＳの作動を止めた後、固
相率が０．６になる温度(図１中のｂ点、この時の温度
は約５８６℃)まで１℃／ｓｅｃの冷却速度で溶融金属
を冷却して金属スラリを得た。溶融金属を容器に注湯し
た時点から０．６の固相率に至るまで約４０秒の時間が
かかった。
【００８０】以後、２次成形過程を経るが、すなわち図
１中のｂ点以後、ダイカスト、溶湯鍛造、鍛造あるいは
プレス加工などの２次成形段階を経る。
１中のｂ点以後、ダイカスト、溶湯鍛造、鍛造あるいは
プレス加工などの２次成形段階を経る。
【００８１】実施例１の方法によって製造された金属材
料の金属組織を観察するために次のような方法で試片を
得た。まず、金属スラリを急冷した。帯のこ(bandsaw)
を利用して切断して切断片を得た後、ポリシングしてケ
ラー(Keller)溶液(２０ｍｌのＨ２Ｏ＋２０ｍｌのＨＣ
ｌ＋２０ｍｌのＨＮＯ３＋５ｍｌのＨＦ)を利用してエ
ッチングした後、イメージ分析用試片として使用し、イ
メージ分析器(Image Analyzer：ＬＥＩＣ ＡＤＭＲ)を
利用して金属組織を観察した。この結果を図２に示す。
この図２に示すように、この実施例１によれば、表面部
と中心部とにわたって均一でかつ微細な球状の粒子組織
を有する金属材料を得ることができる。
料の金属組織を観察するために次のような方法で試片を
得た。まず、金属スラリを急冷した。帯のこ(bandsaw)
を利用して切断して切断片を得た後、ポリシングしてケ
ラー(Keller)溶液(２０ｍｌのＨ２Ｏ＋２０ｍｌのＨＣ
ｌ＋２０ｍｌのＨＮＯ３＋５ｍｌのＨＦ)を利用してエ
ッチングした後、イメージ分析用試片として使用し、イ
メージ分析器(Image Analyzer：ＬＥＩＣ ＡＤＭＲ)を
利用して金属組織を観察した。この結果を図２に示す。
この図２に示すように、この実施例１によれば、表面部
と中心部とにわたって均一でかつ微細な球状の粒子組織
を有する金属材料を得ることができる。
【００８２】＜実施例２−５＞
実施例１と同じ方法で実施するが、容器に注湯する際の
溶液金属の温度をそれぞれ７２０℃(実施例２)、７００
℃(実施例３)、６５０℃(実施例４)および６２０℃(実
施例５)とし、溶融金属の固相率が０．０５(液相線温度
直上)に至った時にＥＭＳの作動を止めて固相率０．６
まで冷却した後、急冷した。工程が終了するまでかかる
時間は総１分以内であった。そして、このようにして得
た金属スラリに対して実施例１と同じ方法で試片を製造
した後、金属組織を観察した。実施例２ないし５のそれ
ぞれで得た試片に対するイメージ分析写真を図３ないし
図６に示す。
溶液金属の温度をそれぞれ７２０℃(実施例２)、７００
℃(実施例３)、６５０℃(実施例４)および６２０℃(実
施例５)とし、溶融金属の固相率が０．０５(液相線温度
直上)に至った時にＥＭＳの作動を止めて固相率０．６
まで冷却した後、急冷した。工程が終了するまでかかる
時間は総１分以内であった。そして、このようにして得
た金属スラリに対して実施例１と同じ方法で試片を製造
した後、金属組織を観察した。実施例２ないし５のそれ
ぞれで得た試片に対するイメージ分析写真を図３ないし
図６に示す。
【００８３】これら図３ないし図６に示すように、７２
０℃以下６２０℃以上の温度範囲内で溶融金属の容器注
湯温度を変化させた場合にも微細でかつ均一な合金(球
状粒子の平均粒径は１０μｍ以上６０μｍ以下)が製造
された。したがって、これら実施例２ないし５によれ
ば、１分未満の短い時間でも球状化組織を得ることがで
きる。すなわち、核生成密度の顕著な増加により初期結
晶間の間隔が顕著に縮まって従来の方法より速い冷却で
も組織の形状を一定に維持できるからである。
０℃以下６２０℃以上の温度範囲内で溶融金属の容器注
湯温度を変化させた場合にも微細でかつ均一な合金(球
状粒子の平均粒径は１０μｍ以上６０μｍ以下)が製造
された。したがって、これら実施例２ないし５によれ
ば、１分未満の短い時間でも球状化組織を得ることがで
きる。すなわち、核生成密度の顕著な増加により初期結
晶間の間隔が顕著に縮まって従来の方法より速い冷却で
も組織の形状を一定に維持できるからである。
【００８４】＜実施例６−９＞
実施例１と同じ方法で実施するが、電磁気場の印加を終
了した後に溶融金属を冷却する際の冷却速度をそれぞれ
０．２℃／ｓｅｃ(実施例６)、０．４℃／ｓｅｃ(実施
例７)、０．６℃／ｓｅｃ(実施例８)および２．０℃／
ｓｅｃ(実施例９)として金属スラリを得た後、急冷し
た。これら金属スラリに対して実施例１と同じ方法で試
片を製造した後で金属組織を観察した。この結果を図７
ないし図１０に示す。
了した後に溶融金属を冷却する際の冷却速度をそれぞれ
０．２℃／ｓｅｃ(実施例６)、０．４℃／ｓｅｃ(実施
例７)、０．６℃／ｓｅｃ(実施例８)および２．０℃／
ｓｅｃ(実施例９)として金属スラリを得た後、急冷し
た。これら金属スラリに対して実施例１と同じ方法で試
片を製造した後で金属組織を観察した。この結果を図７
ないし図１０に示す。
【００８５】これら図７ないし図１０に示すように、溶
融金属の冷却過程でその冷却速度を多様に変化させても
得られる金属組織は球状を示す。また、金属組織の粒子
が平均粒径１０ないし６０μｍで微細でかつ球状粒子の
分布も均一である。
融金属の冷却過程でその冷却速度を多様に変化させても
得られる金属組織は球状を示す。また、金属組織の粒子
が平均粒径１０ないし６０μｍで微細でかつ球状粒子の
分布も均一である。
【００８６】＜実施例１０−１２＞
実施例１と同じ方法で実施するが、電磁気場の印加を終
了した時点をそれぞれの溶融金属の固相率が０．２にな
る時点(実施例１０)、０．６になる時点(実施例１１)、
０．７になる時点(実施例１２)とした。実施例１と同じ
方法で試片を製造して試片に対する金属組織を観察し
た。この結果を図１１ないし図１３に示す。
了した時点をそれぞれの溶融金属の固相率が０．２にな
る時点(実施例１０)、０．６になる時点(実施例１１)、
０．７になる時点(実施例１２)とした。実施例１と同じ
方法で試片を製造して試片に対する金属組織を観察し
た。この結果を図１１ないし図１３に示す。
【００８７】これら図１１ないし図１３に示すように、
電磁気場による攪拌の終了時点を多様に変化させても得
られる合金の金属組織は微細でかつ球状粒子の分布が均
一である。
電磁気場による攪拌の終了時点を多様に変化させても得
られる合金の金属組織は微細でかつ球状粒子の分布が均
一である。
【００８８】＜実施例１３−１６＞
実施例１と同じ方法で実施するが、電磁気場の印加を終
了した後に溶融金属を冷却する際に、冷却を終了する時
点を変えたが、溶融金属の温度がそれぞれ６１０℃(実
施例１３:固相率が約０．２)、６００℃(実施例１４)、
５９０℃(実施例１５）、５８６℃(実施例１６:固相率
が約０．６)になる時点とした。実施例１と同じ方法で
試片を製造して試片に対する金属組織を観察した。この
結果を図１４ないし図１７に示す。
了した後に溶融金属を冷却する際に、冷却を終了する時
点を変えたが、溶融金属の温度がそれぞれ６１０℃(実
施例１３:固相率が約０．２)、６００℃(実施例１４)、
５９０℃(実施例１５）、５８６℃(実施例１６:固相率
が約０．６)になる時点とした。実施例１と同じ方法で
試片を製造して試片に対する金属組織を観察した。この
結果を図１４ないし図１７に示す。
【００８９】これら図１４ないし図１７に示すように、
電磁気場による攪拌を終了した後、溶融金属の冷却段階
で冷却を終了する時点を多様に変化させても得られる合
金の金属組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一であ
る。
電磁気場による攪拌を終了した後、溶融金属の冷却段階
で冷却を終了する時点を多様に変化させても得られる合
金の金属組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一であ
る。
【００９０】＜実施例１７＞
実施例１と同じ方法で実施するが、注湯温度を６３０℃
として溶融金属の注湯と同時に電磁気場を印加して金属
スラリを得た後、実施例１と同じ方法で試片を製造した
後、金属組織を観察した。この結果を図１８に示す。
として溶融金属の注湯と同時に電磁気場を印加して金属
スラリを得た後、実施例１と同じ方法で試片を製造した
後、金属組織を観察した。この結果を図１８に示す。
【００９１】この図１８に示すように、溶融金属の注湯
と同時に電磁気場を印加した場合にも、得られる金属材
料の組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一である。す
なわち、電磁気場が既に印加された状態で溶融金属を注
湯するのではなく、電磁気場の印加と溶融金属の注湯と
を同時にする場合にも得られる金属材料の組織にはほと
んど差がない。
と同時に電磁気場を印加した場合にも、得られる金属材
料の組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一である。す
なわち、電磁気場が既に印加された状態で溶融金属を注
湯するのではなく、電磁気場の印加と溶融金属の注湯と
を同時にする場合にも得られる金属材料の組織にはほと
んど差がない。
【００９２】＜実施例１８＞
実施例１と同じ方法で実施するが、注湯温度を６３０℃
として溶融金属の注湯途中(５０％注湯を完了した時点)
で電磁気場を印加して金属スラリを得た後、実施例１と
同じ方法で試片を製造した後、金属組織を観察した。こ
の結果を図１９に示す。
として溶融金属の注湯途中(５０％注湯を完了した時点)
で電磁気場を印加して金属スラリを得た後、実施例１と
同じ方法で試片を製造した後、金属組織を観察した。こ
の結果を図１９に示す。
【００９３】この図１９に示すように、溶融金属の注湯
途中で電磁気場を印加した場合にも、得られる金属材料
の組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一である。すな
わち、電磁気場が既に印加された状態で溶融金属を注湯
したり、電磁気場の印加と同時に溶融金属を注湯したり
する場合だけでなく、溶融金属を注湯する途中で電磁気
場を印加する場合にも、この溶融金属の注湯がどの程度
完了してから電磁気場を印加するかによっては、上述の
実施例１ないし実施例１７に比べ、効果は多少低くなる
ことがあるが、得られる金属材料の組織にはほとんど差
がない。
途中で電磁気場を印加した場合にも、得られる金属材料
の組織は微細でかつ球状粒子の分布が均一である。すな
わち、電磁気場が既に印加された状態で溶融金属を注湯
したり、電磁気場の印加と同時に溶融金属を注湯したり
する場合だけでなく、溶融金属を注湯する途中で電磁気
場を印加する場合にも、この溶融金属の注湯がどの程度
完了してから電磁気場を印加するかによっては、上述の
実施例１ないし実施例１７に比べ、効果は多少低くなる
ことがあるが、得られる金属材料の組織にはほとんど差
がない。
【００９４】＜実施例１９＞
実施例１と同じ方法で実施するが、注湯温度を６５０℃
として電磁気場の印加を終了した後、固相率０．６に至
るまで１．５℃／ｓｅｃの冷却速度で溶融金属を冷却し
た。溶融金属の注湯後に固相率０．６に至るまでかかる
時間は３５秒であった。実施例１と同じ方法で試片を製
造して試片の表面部および中心部に対する金属組織を観
察した。この結果を図２０および図２１に示す。
として電磁気場の印加を終了した後、固相率０．６に至
るまで１．５℃／ｓｅｃの冷却速度で溶融金属を冷却し
た。溶融金属の注湯後に固相率０．６に至るまでかかる
時間は３５秒であった。実施例１と同じ方法で試片を製
造して試片の表面部および中心部に対する金属組織を観
察した。この結果を図２０および図２１に示す。
【００９５】＜実施例２０＞
実施例１と同じ方法で実施するが、溶融金属の容器への
注湯温度を７００℃として電磁気場の印加を終了した
後、固相率０．６に至るまで１．５℃／ｓｅｃの冷却速
度で溶融金属を冷却した。溶融金属の注湯後に固相率
０．６に至るまでかかる時間は４０秒であった。実施例
１に記載された方法と同じ方法で試片を製造して試片の
表面部および中心部に対する金属組織を観察した。この
結果を図２２および図２３に示す。
注湯温度を７００℃として電磁気場の印加を終了した
後、固相率０．６に至るまで１．５℃／ｓｅｃの冷却速
度で溶融金属を冷却した。溶融金属の注湯後に固相率
０．６に至るまでかかる時間は４０秒であった。実施例
１に記載された方法と同じ方法で試片を製造して試片の
表面部および中心部に対する金属組織を観察した。この
結果を図２２および図２３に示す。
【００９６】＜比較例１＞
比較のために、実施例１９と同じ方法で実施するが、溶
融金属を容器に注湯した後、液相線温度直下でＥＭＳを
約１０秒作動させ、０．８℃／ｓｅｃの速度で溶融金属
の固相率が約０．６に至るまで冷却した。溶融金属の注
湯後に固相率０．６に至るまでかかる時間は７５秒であ
った。実施例１と同じ方法によって試片を製造して金属
組織を観察し、この結果を図２４および図２５に示す。
融金属を容器に注湯した後、液相線温度直下でＥＭＳを
約１０秒作動させ、０．８℃／ｓｅｃの速度で溶融金属
の固相率が約０．６に至るまで冷却した。溶融金属の注
湯後に固相率０．６に至るまでかかる時間は７５秒であ
った。実施例１と同じ方法によって試片を製造して金属
組織を観察し、この結果を図２４および図２５に示す。
【００９７】＜比較例２＞
比較のために、実施例１９と同じ方法で実施するが、溶
融金属を容器に注湯した後、液相線温度直下でＥＭＳを
約１０秒作動させ、１．０℃／ｓｅｃの速度で溶融金属
の固相率が約０．６に至るまで冷却した。溶融金属の注
湯後に固相率０．６に至るまでかかる時間は８５秒であ
った。実施例１と同じ方法によって試片を製造して金属
組織を観察し、この結果を図２６および図２７に示す。
融金属を容器に注湯した後、液相線温度直下でＥＭＳを
約１０秒作動させ、１．０℃／ｓｅｃの速度で溶融金属
の固相率が約０．６に至るまで冷却した。溶融金属の注
湯後に固相率０．６に至るまでかかる時間は８５秒であ
った。実施例１と同じ方法によって試片を製造して金属
組織を観察し、この結果を図２６および図２７に示す。
【００９８】実施例１９および２０の結果と比較例１お
よび２の結果とを比較すれば、これら実施例１９および
２０で得た金属材料は、表面部および中心部の金属粒子
組織が均一に球状を示し、金属粒子の平均粒径も表面部
および中心部にわたって均一でかつ微細な一方、比較例
１および２で従来の方法によって溶融金属を容器に注湯
した後、その温度が液相線以下になった時、電磁気場攪
拌力を印加した場合には中心部は球状粒子組織を示し、
表面部は樹枝状構造を示すことによって金属材料の表面
部と中心部間の金属組織が均一でない。さらに、半凝固
あるいは半溶融成形用金属材料の製造時間が大きく短縮
した。すなわち、容器内の溶融金属の初期結晶核生成密
度の増加によって短時間の結晶核成長でも所定の固相率
に到達できるからである。
よび２の結果とを比較すれば、これら実施例１９および
２０で得た金属材料は、表面部および中心部の金属粒子
組織が均一に球状を示し、金属粒子の平均粒径も表面部
および中心部にわたって均一でかつ微細な一方、比較例
１および２で従来の方法によって溶融金属を容器に注湯
した後、その温度が液相線以下になった時、電磁気場攪
拌力を印加した場合には中心部は球状粒子組織を示し、
表面部は樹枝状構造を示すことによって金属材料の表面
部と中心部間の金属組織が均一でない。さらに、半凝固
あるいは半溶融成形用金属材料の製造時間が大きく短縮
した。すなわち、容器内の溶融金属の初期結晶核生成密
度の増加によって短時間の結晶核成長でも所定の固相率
に到達できるからである。
【００９９】上述した実施例および比較例で分かるよう
に、溶融金属の容器注湯温度を液相線より約１００℃の
高温まで高めることができ、短時間の電磁気場攪拌を通
じて微細合金を製造でき、金属スラリまたはビレット状
の半凝固あるいは半溶融成形用の金属材料の製造にかか
る時間を大幅に短縮でき、得られる合金の金属組織は微
細化した球状粒子の形態を示す。
に、溶融金属の容器注湯温度を液相線より約１００℃の
高温まで高めることができ、短時間の電磁気場攪拌を通
じて微細合金を製造でき、金属スラリまたはビレット状
の半凝固あるいは半溶融成形用の金属材料の製造にかか
る時間を大幅に短縮でき、得られる合金の金属組織は微
細化した球状粒子の形態を示す。
【０１００】上記各実施例では商用のＡ３５６合金を半
凝固あるいは半溶融成形用の金属材料に製造する場合に
ついて説明したが、上記Ａ３５６合金の製造に限定され
るものではなく、その他の多様な金属あるいは合金、例
えば、アルミニウムまたはその合金、マグネシウムまた
はその合金、亜鉛またはその合金、銅またはその合金、
または鉄またはその合金などの製造にも汎用的に適用で
きる。
凝固あるいは半溶融成形用の金属材料に製造する場合に
ついて説明したが、上記Ａ３５６合金の製造に限定され
るものではなく、その他の多様な金属あるいは合金、例
えば、アルミニウムまたはその合金、マグネシウムまた
はその合金、亜鉛またはその合金、銅またはその合金、
または鉄またはその合金などの製造にも汎用的に適用で
きる。
【０１０１】
【発明の効果】請求項１記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【０１０２】請求項２記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
【０１０３】請求項３記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
【０１０４】請求項４記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加するこ
とにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属
材料をより容易に得ることができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加するこ
とにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属
材料をより容易に得ることができる。
【０１０５】請求項５記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
【０１０６】請求項６記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での樹枝状結晶の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
【０１０７】請求項７記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加するこ
とにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属
材料をより容易に得ることができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加するこ
とにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属
材料をより容易に得ることができる。
【０１０８】請求項８記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて容
器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加すること
により、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金属材
料をより容易に得ることができる。
【０１０９】請求項９記載の固液共存状態金属材料の製
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部と
壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温度
差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均一
であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜熱
が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却でき
る。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に増
加することにより球状粒子の微細化を実現できる。この
結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ効
率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳造
工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現できる。
また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、かつ
電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に必要
なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮して
経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程にて溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となった時
点で電磁気場の印加を終了することにより、より微細な
球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に得る
ことができる。
【０１１０】請求項１０記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯すると同時に電磁気場を印加す
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【０１１１】請求項１１記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結 晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結 晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て容器に溶融金属を注湯する途中で電磁気場を印加する
ことにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の金
属材料をより容易に得ることができる。
【０１１２】請求項１２記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
製造方法によれば、溶融金属が入っている容器の中心部
と壁面部との間および上部と下部との間のそれぞれに温
度差がほとんどないから、容器内の溶融金属の温度が均
一であり、ある特定領域での初期凝固層の形成による潜
熱が発生しないため、溶融金属が短時間に急速に冷却で
きる。したがって、溶融金属の結晶核生成密度が顕著に
増加することにより球状粒子の微細化を実現できる。こ
の結果、より微細な球状化粒子を得ると同時にエネルギ
効率の改善、製造コストの節減、機械的性質の向上、鋳
造工程の簡便化および製造時間短縮の利点を実現でき
る。また、製造工程が単純で工程の制御が容易であり、
かつ電磁気場の攪拌時間を大幅に短縮できるので攪拌に
必要なエネルギの消耗が少なく、製品の成形時間も短縮
して経済的にも相当な利点がある。さらに、注湯工程に
て溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下となっ
た時点で電磁気場の印加を終了することにより、より微
細な球状化粒子の固液共存状態の金属材料をより容易に
得ることができる。
【０１１３】請求項１３記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１２いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、金属材
料を金属スラリおよびビレット状のいずれかとすること
により、製造工程をより単純にできるから、製品の成形
時間も短縮でき、より経済的にできる。
製造方法によれば、請求項１ないし１２いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、金属材
料を金属スラリおよびビレット状のいずれかとすること
により、製造工程をより単純にできるから、製品の成形
時間も短縮でき、より経済的にできる。
【０１１４】請求項１４記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１３いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、注湯工
程にて溶融金属の注湯時の温度を、この溶融金属の液相
線温度より高く、この液相線温度＋１００℃より低くす
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
製造方法によれば、請求項１ないし１３いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、注湯工
程にて溶融金属の注湯時の温度を、この溶融金属の液相
線温度より高く、この液相線温度＋１００℃より低くす
ることにより、より微細な球状化粒子の固液共存状態の
金属材料をより容易に得ることができる。
【０１１５】請求項１５記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１４いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、固液共
存状態の金属材料を２次成形する２次成形工程を具備す
ることにより、製造工程をより単純にできるから、製品
の成形時間も短縮でき、より経済的にできる。
製造方法によれば、請求項１ないし１４いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、固液共
存状態の金属材料を２次成形する２次成形工程を具備す
ることにより、製造工程をより単純にできるから、製品
の成形時間も短縮でき、より経済的にできる。
【０１１６】請求項１６記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１５記載の固液共存状態金属
材料の製造方法の効果に加え、２次成形工程をダイカス
ト、溶湯鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかとする
ことにより、固液共存状態の金属材料のダイカスト、溶
湯鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかをより容易に
でき、製造工程をより単純にできるから、製品の成形時
間も短縮でき、より経済的にできる。
製造方法によれば、請求項１５記載の固液共存状態金属
材料の製造方法の効果に加え、２次成形工程をダイカス
ト、溶湯鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかとする
ことにより、固液共存状態の金属材料のダイカスト、溶
湯鍛造、鍛造およびプレス加工のいずれかをより容易に
でき、製造工程をより単純にできるから、製品の成形時
間も短縮でき、より経済的にできる。
【０１１７】請求項１７記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１３ないし１６いずれか記載
の固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、ビレ
ット状の金属材料を２次成形のために固液共存状態に再
加熱する再加熱工程を具備することにより、ビレット状
の金属材料の２次成形をより容易にできるので、製造工
程をより単純にできるから、製品の成形時間も短縮で
き、より経済的にできる。
製造方法によれば、請求項１３ないし１６いずれか記載
の固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、ビレ
ット状の金属材料を２次成形のために固液共存状態に再
加熱する再加熱工程を具備することにより、ビレット状
の金属材料の２次成形をより容易にできるので、製造工
程をより単純にできるから、製品の成形時間も短縮で
き、より経済的にできる。
【０１１８】請求項１８記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１７いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属の固相率が０．１以上０．７以下となる
まで冷却することにより、より微細な球状化粒子の固液
共存状態の金属材料をより容易に得ることができるの
で、より望ましい。
製造方法によれば、請求項１ないし１７いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属の固相率が０．１以上０．７以下となる
まで冷却することにより、より微細な球状化粒子の固液
共存状態の金属材料をより容易に得ることができるの
で、より望ましい。
【０１１９】請求項１９記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１８いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属を０．２℃／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以
下の速度で冷却することにより、より微細な球状化粒子
の固液共存状態の金属材料をより容易に得ることができ
るので、より望ましい。
製造方法によれば、請求項１ないし１８いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属を０．２℃／ｓｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以
下の速度で冷却することにより、より微細な球状化粒子
の固液共存状態の金属材料をより容易に得ることができ
るので、より望ましい。
【０１２０】請求項２０記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし１８いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属を０．２℃／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以
下の速度で冷却することにより、より微細な球状化粒子
の固液共存状態の金属材料をより容易に得ることができ
るので、より望ましい。
製造方法によれば、請求項１ないし１８いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、冷却工
程にて溶融金属を０．２℃／ｓｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以
下の速度で冷却することにより、より微細な球状化粒子
の固液共存状態の金属材料をより容易に得ることができ
るので、より望ましい。
【０１２１】請求項２１記載の固液共存状態金属材料の
製造方法によれば、請求項１ないし２０いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、溶融金
属をアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、
マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄お
よび鉄合金のいずれかとすることにより、これらアルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウ
ム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合金
のいずれかによる、より微細な球状化粒子の固液共存状
態の金属材料をより容易に得ることができる。
製造方法によれば、請求項１ないし２０いずれか記載の
固液共存状態金属材料の製造方法の効果に加え、溶融金
属をアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、
マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄お
よび鉄合金のいずれかとすることにより、これらアルミ
ニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウ
ム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合金
のいずれかによる、より微細な球状化粒子の固液共存状
態の金属材料をより容易に得ることができる。
【図１】本発明の一実施例による固液共存状態金属材料
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図２】同上固液共存状態金属材料の製造方法によって
製造された金属材料の組織を示す写真である。
製造された金属材料の組織を示す写真である。
【図３】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
【図４】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
【図５】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
【図６】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
属の容器注湯温度を変化させて製造された金属材料の組
織を示す写真である。
【図７】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
【図８】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
【図９】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融金
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織を
示す写真である。
【図１０】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織
を示す写真である。
金属の冷却速度を変化させて製造された金属材料の組織
を示す写真である。
【図１１】同上固液共存状態金属材料の製造方法で電磁
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
【図１２】同上固液共存状態金属材料の製造方法で電磁
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
【図１３】同上固液共存状態金属材料の製造方法で電磁
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
気場による攪拌を終了した時点を変化させて製造された
金属材料の組織を示す写真である。
【図１４】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
【図１５】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
【図１６】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
【図１７】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
金属の冷却終了時点を変化させて製造された金属材料の
組織を示す写真である。
【図１８】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の容器への注湯と同時に電磁気場を印加して製造さ
れた金属材料の組織を示す写真である。
金属の容器への注湯と同時に電磁気場を印加して製造さ
れた金属材料の組織を示す写真である。
【図１９】同上固液共存状態金属材料の製造方法で溶融
金属の容器への注湯の途中で電磁気場を印加して製造さ
れた金属材料の組織を示す写真である。
金属の容器への注湯の途中で電磁気場を印加して製造さ
れた金属材料の組織を示す写真である。
【図２０】本発明の他の一実施例によって製造された金
属材料の表面部の組織を示す写真である。
属材料の表面部の組織を示す写真である。
【図２１】同上金属材料の中心部の組織を示す写真であ
る。
る。
【図２２】本発明のまた他の一実施例によって製造され
た金属材料の表面部の組織を示す写真である。
た金属材料の表面部の組織を示す写真である。
【図２３】同上金属材料の中心部の組織を示す写真であ
る。
る。
【図２４】従来の半凝固成形法によって製造された金属
材料の表面部の組織を示す写真である。
材料の表面部の組織を示す写真である。
【図２５】同上金属材料の中心部の組織を示す写真であ
る。
る。
【図２６】従来の他の半凝固成形法によって製造された
金属材料の表面部の組織を示す写真である。
金属材料の表面部の組織を示す写真である。
【図２７】同上金属材料の中心部の組織を示す写真であ
る。
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
早期審査対象出願
(72)発明者 板村 正行
山口県宇部市大字西岐波316−78番地
(56)参考文献 特開 平５−237611（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−187547（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−279250（ＪＰ，Ａ)
特公 昭61−7148（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭62−25464（ＪＰ，Ｂ１)
特表2000−514717（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 27/02
B22D 1/00
B22D 11/00
B22D 27/04
B22D 27/20
Claims (21)
- 【請求項１】 容器に注湯される溶融金属に初期凝固層
を形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融
金属を注湯すると同時に前記容器に印加して、この電磁
気場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注
湯する注湯工程と、前記容器に注湯された 前記溶融金属を冷却して固液共存
状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備したことを
特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項２】 容器に注湯される溶融金属に初期凝固層
を形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶融
金属を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁気
場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注湯
する注湯工程と、 前記容器に注湯された前記溶融金属を冷却して固液共存
状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した ことを
特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項３】 容器に注湯される溶融金属に初期凝固層
を形成させない程度の電磁気場が印加されている状態
で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記容器に注湯された 溶融金属の固相率が０．００１以
上０．７以下( ただし、０．００１以上０．１以下を除
く )となった時点で、前記容器に対する電磁気場の印加
を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項４】 容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結
晶を形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶
融金属を注湯すると同時に前記容器に印加して、この電
磁気場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を
注湯する注湯工程と、 前記容器に注湯された前記溶融金属を冷却して固液共存
状態金属材料を形成する冷却工程とを具備したことを特
徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項５】 容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結
晶を形成させない程度の電磁気場を、前記容器に前記溶
融金属を注湯する途中で前記容器に印加して、この電磁
気場が印加されている状態で、この容器に溶融金属を注
湯する注湯工程と、 前記容器に注湯された前記溶融金属を冷却して固液共存
状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備したことを
特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項６】 容器に注湯される溶融金属中に樹枝状結
晶を形成させない程度の電磁気場が印加されている状態
で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記容器に注湯された溶融金属の固相率が０．００１以
上０．７以下 ( ただし、０．００１以上０．１以下を除
く ) となった時点で、前記容器に対する電磁気場の印加
を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項７】 容器に溶融金属を注湯すると同時にこの
容器に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加されて
いる状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程
と、 前記溶融金属の温度が液相線付近に至った時点で、この
溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加
を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項８】 容器に溶融金属を注湯する途中でこの容
器に印加して、この電磁気場が印加されている状態で、
この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記溶融金属の温度が液相線付近に至った時点で、この
溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加
を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項９】 容器に電磁気場が印加されている状態
で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記溶融金属の温度が液相線付近に至った時点であり、
この溶融金属の固相率が０．００１以上０．７以下 ( た
だし、０．００１以上０．１以下を除く ) となった時点
で、この溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気
場の印加を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１０】 容器に溶融金属を注湯すると同時にこ
の容器に電磁気場を印加して、この電磁気場が印加され
ている状態で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程
と、 前記溶融金属に結晶核が生成された時点で、この溶融金
属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了
する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１１】 容器に溶融金属を注湯する途中でこの
容器に印加して、この電磁気場が印加されている状態
で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記溶融金属に結晶核が生成された時点で、この溶融金
属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了
する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１２】 容器に電磁気場が印加されている状態
で、この容器に溶融金属を注湯する注湯工程と、 前記溶融金属に結晶核が生成された時点であり、この溶
融金属の固相率が０．００１以上０．７以下 ( ただし、
０．００１以上０．１以下を除く ) となった時点で、こ
の溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印
加を終了する終了工程と、 電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固
液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備した
ことを特徴とする固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１３】 金属材料は、金属スラリおよびビレッ
ト状のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし
１２いずれか記載の固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１４】 注湯工程は、溶融金属の注湯時の温度
が、この溶融金属の液相線温度より高く、この液相線温
度＋１００℃より低いことを特徴とする請求項１ないし
１３いずれか記載の固液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１５】 固液共存状態の金属材料を２次成形す
る２次成形工程を具備することを特徴とする請求項１な
いし１４いずれか記載の固液共存状態金属材料の製造方
法。 - 【請求項１６】 ２次成形工程は、ダイカスト、溶湯鍛
造、鍛造およびプレス加工のいずれかであることを特徴
とする請求項１５記載の固液共存状態金属材料の製造方
法。 - 【請求項１７】 ビレット状の金属材料を２次成形のた
めに固液共存状態に再加熱する再加熱工程を具備したこ
とを特徴とする請求項１３ないし１６いずれか記載の固
液共存状態金属材料の製造方法。 - 【請求項１８】 冷却工程は、溶融金属の固相率が０．
１以上０．７以下となるまで冷却することを特徴とする
請求項１ないし１７いずれか記載の固液共存状態金属材
料の製造方法。 - 【請求項１９】 冷却工程は、溶融金属を０．２℃／ｓ
ｅｃ以上５℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することを特徴
とする請求項１ないし１８いずれか記載の固液共存状態
金属材料の製造方法。 - 【請求項２０】 冷却工程は、溶融金属を０．２℃／ｓ
ｅｃ以上２℃／ｓｅｃ以下の速度で冷却することを特徴
とする請求項１ないし１８いずれか記載の固液共存状態
金属材料の製造方法。 - 【請求項２１】 溶融金属は、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜
鉛合金、銅、銅合金、鉄および鉄合金のいずれかである
ことを特徴とする請求項１ないし２０いずれか記載の固
液共存状態金属材料の製造方法。
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-
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