JP4672067B2 - 金属溶湯用攪拌体 - Google Patents
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Description
下記特許文献6,7には、攪拌羽根の底面に放射状に突起部を設けた金属溶湯用攪拌体が開示され、突起部により気泡を切り刻み微細化することが記載されている。
下記特許文献8には、攪拌羽根の底面に断面三角形状の複数の溝を設けた金属溶湯用攪拌体が開示され、溝により渦流を作り出し、溶湯を攪拌するとともに気泡を細分化することが記載されている。
上記特許文献1〜5に記載の金属溶湯用攪拌体では、放射状溝を流れる気泡が外周部に達する前に漏れ出し、大径の気泡が溶湯中に分散されてしまうことがあった。
また、上記特許文献6,7に記載の金属溶湯用攪拌体では、突起部で気泡を切り刻むため、気泡が微細化されても大きさは不均一であり、さらに、上記特許文献8に記載の金属溶湯用攪拌体でも、渦流により気泡を微細化することができるが、大きさを均一に調整することは困難であった。
これらは脱ガス性能の低下を招き、結果として、金属製品の気泡残留を招き、不良品を製造することになるものである。
攪拌羽根2及びシャフト3は、窒化珪素系セラミックス、サイアロン系セラミックス、炭化珪素系セラミックス、カーボンセラミックス、カーボンなどから形成することができ、より具体的には、窒化珪素粉末を焼結助剤で焼結させた窒化珪素系セラミックスやサイアロン系セラミックス、炭化珪素粉末を焼結助剤で焼結させた炭化珪素焼結体や炭化珪素を70重量%以上含有する窒化珪素結合炭化珪素焼結体などからなる炭化珪素系セラミックス、カーボン・炭化珪素・炭化ホウ素等を混合して焼結体したカーボンセラミックスなどから形成することができる。
攪拌羽根2は、特に限定するものではないが、直径を好ましくは120mm〜300mm、特に好ましくは170mm〜230mmに形成し、厚みを好ましくは10mm〜35mm、特に好ましくは20mm〜30mmに形成する。
貯留部21は、特に限定するものではないが、直径を好ましくは40mm〜80mm、特に好ましくは50mm〜70mmに形成し、深さを好ましくは6mm〜15mm、特に好ましくは8mm〜12mmに形成する。
内周部2cは、垂直或いは下方に向かい窄まるように傾斜させて形成するのが好ましく、このようにすることにより、貯留部21から吹き込みガスが逃げ出しにくくなる。
通路溝部22の形状は、特に限定するものではないが、断面方形状、断面円弧状、断面三角形状などに形成することができる。
なお、攪拌羽根2部分の投影底面積とは、攪拌羽根2の底面部2aとシャフト3の底面3aとを合わせた部分の投影底面積である。
通路溝部22の幅は、外周部2bに向かい漸次幅広又は幅狭となるようにテーパー状に形成することができ、この場合、内周側開口端部22aの幅に対する外周側開口端部22bの幅の比は、0.5〜6.0、好ましくは0.8〜2.0にすることができる。
外周側開口端部22bの幅に対する通路溝部22の深さの比は、0.3〜3.0、好ましくは0.5〜1.5とすることができる。
切り欠き部23は、特に限定するものではないが、幅を好ましくは6mm〜10mm、特に好ましくは7mm〜9mmに形成し、奥行きを好ましくは6mm〜14mm、特に好ましくは8mm〜12mmに形成することができる。
湯温730℃、600kgのアルミニウム溶湯内に攪拌体を浸漬させ、攪拌体を回転数600rpm、吹き込みガスとしてArガス30L/minで作動させて脱ガス処理し、脱ガス処理した溶湯を鋳型に流し込み、得られた鋳造品の断面状態を目視で観察した。巣がない状態を「◎」、巣がほとんどない状態(実用上問題ない程度)を「○」、巣がある状態(実用上問題ある程度)を「△」として評価した。
実施例は巣が全く発生せず、良好な結果になった。比較例は全てに巣が発生してしまい、不良な結果になった。
この結果から、実施例に示されたとおり、攪拌羽根部分の投影底面積に対する通路溝部部分の投影底面積が0.25〜0.55の範囲であれば、「○」又は「◎」の評価であり、良好な脱ガス性能を有する攪拌体になり、比較例に示されたとおり、攪拌羽根部分の投影底面積に対する通路底溝部部分の投影面積が0.17又は0.61では、「△」の評価であり、脱ガスが十分行なわれないものになることが確認された。
これらから、攪拌羽根部分の投影底面積に対する通路溝部部分の投影底面積が0.20〜0.60の範囲では良好な脱ガス性能を有する攪拌体になるものと思われる。
Claims (6)
- シャフトの先端に、底面部に放射状の吹き込みガスの通路溝部を形成した攪拌羽根を設けた金属溶湯用攪拌体において、攪拌羽根部分の投影底面積に対する通路溝部部分の投影底面積の比を0.20〜0.60とした金属溶湯用攪拌体。
- 攪拌羽根は、円盤状に形成してあり、その半径に対する前記通路溝部の長さの比を0.5〜0.9とした請求項1に記載の金属溶湯用攪拌体。
- 前記通路溝部は、内周側開口端部の幅に対する外周側開口端部の幅の比を0.5〜6.0とした請求項1又は2に記載の金属溶湯用攪拌体。
- 前記通路溝部は、外周側開口端部の幅に対する深さの比を0.3〜3.0とした請求項1〜3のいずれかに記載の金属溶湯用攪拌体。
- 攪拌羽根の外周部に適宜間隔で方形状の切り欠き部を設けた請求項1〜4のいずれかに記載の金属溶湯用攪拌体。
- 攪拌羽根の材質を、窒化珪素系セラミックス、サイアロン系セラミックス、炭化珪素系セラミックス、カーボンセラミックス、カーボンのいずれか1種以上とした請求項1〜5のいずれかに記載の金属溶湯用攪拌体。
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