JPH06328225A - Casting method - Google Patents

Casting method

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JPH06328225A
JPH06328225A JP5139132A JP13913293A JPH06328225A JP H06328225 A JPH06328225 A JP H06328225A JP 5139132 A JP5139132 A JP 5139132A JP 13913293 A JP13913293 A JP 13913293A JP H06328225 A JPH06328225 A JP H06328225A
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治男 椎名
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Abstract

PURPOSE:To provide a casting method, by which a sound cast product without casting defect can be obtd., at the time of applying a thixo-casting method. CONSTITUTION:In the casting method, by which a casting material 9 having solid phase and liquid phase to coexiste is prepared and successively, is passed through a gate 5 in a mold 1 in the pressurizing condition and filled into a cavity 4 in the mold 1, the particles making the viscosity of the liquid phase high, is mingled into the liquid phase in the casting material 9 to set the volume ratio Vf of the particles in the liquid phase to Vf >=20%. By this method, as the solid phase together with the liquid phase are passed through the gate 5, and packed into the cavity 4, the generation of the casting defect in such case of separately packing the solid phase and the liquid phase into the cavity 4 is avoided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は鋳造方法、特に、固相と
液相とが共存する鋳造材料を調製し、次いで鋳造材料を
加圧下で鋳型のゲートを通過させて、その鋳型のキャビ
ティに充填する鋳造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casting method, and in particular, to preparing a casting material in which a solid phase and a liquid phase coexist, and then passing the casting material through a gate of the mold under pressure to form a cavity in the mold. A casting method for filling.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種鋳造材料を用いる鋳造方法として
は、例えばチクソキャスティング法が知られている。こ
の方法によれば、合金設計および形状に関する自由度が
大きいことから要求特性および要求形状を有する高品質
な鋳物を得ることができる。
2. Description of the Related Art A thixocasting method is known as a casting method using this type of casting material. According to this method, the degree of freedom regarding the alloy design and shape is large, so that a high quality casting having the required characteristics and the required shape can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】チクソキャスティング
法において、その鋳造品質に影響を与える因子として
は、鋳造材料のチクソトロピー(揺変性)の外に、その
鋳造材料の充填挙動、例えばゲート通過時における粘
度、剪断速度、レイノルズ数等を挙げることができる。
In the thixocasting method, the factors that affect the casting quality include the thixotropy of the casting material, as well as the filling behavior of the casting material, such as the viscosity when passing through the gate. , Shear rate, Reynolds number and the like.

【0004】なかでも、ゲート通過時における鋳造材料
の剪断速度は、固相に剪断力を与えてその微細球状化を
図る上で特に重要な因子である。この剪断速度はゲート
の断面積が小さくなればなる程速められる。
Among them, the shear rate of the casting material when passing through the gate is a particularly important factor in applying a shearing force to the solid phase to achieve its fine spheroidization. This shear rate is increased as the cross-sectional area of the gate becomes smaller.

【0005】ところが、所定の剪断速度を得るためにゲ
ートの断面積を小さくしていくと、固相の粒径との関係
で次のような不具合を生じる。
However, if the cross-sectional area of the gate is reduced to obtain a predetermined shear rate, the following problems will occur in relation to the particle size of the solid phase.

【0006】即ち、キャビティへの鋳造材料の加圧充填
過程において、最初は粘度の低い液相の一部がゲートを
通じてキャビティに注入されるが、次第に固相がゲート
の入口近傍に停滞して固相の集合物が形成されるため、
その集合物によりゲートの入口が塞がれて液相のキャビ
ティへの注入が停止するか、または極端に制限される。
この固相の集合物は、その粘度が高くなっているので、
直ちにゲートを通じてキャビティへ射出されることはな
く、一旦ゲート近傍で加圧された後ゲートを層流状態で
通過してキャビティへ射出され、その直後に粘度の低い
液相がゲートを乱流状態で通過してキャビティへ噴出さ
れる。
That is, in the process of pressure-filling the casting material into the cavity, a part of the liquid phase having a low viscosity is initially injected into the cavity through the gate, but the solid phase gradually stagnates near the entrance of the gate and solidifies. Because a collection of phases is formed,
The aggregate blocks the entrance of the gate and stops or extremely limits the injection of liquid phase into the cavity.
Since the aggregate of this solid phase has a high viscosity,
It is not immediately injected into the cavity through the gate, but is once pressurized near the gate, then passes through the gate in a laminar flow state and is injected into the cavity. Immediately after that, a low-viscosity liquid phase turbulently flows through the gate. It passes and is ejected to the cavity.

【0007】このように、固相と液相とが別々にキャビ
ティへ充填され、またキャビティへの充填様式が固相と
液相とで異なる場合には、キャビティにおける鋳造材料
の充填圧力が変動するため鋳物に偏析を生じ易く、また
液相の噴出によって鋳物に空気の巻込みを生じ易くな
る。
As described above, when the solid phase and the liquid phase are separately filled in the cavity, and when the filling manner in the cavity is different between the solid phase and the liquid phase, the filling pressure of the casting material in the cavity varies. Therefore, segregation is likely to occur in the casting, and air is likely to be entrained in the casting due to ejection of the liquid phase.

【0008】例えば、鋳造用Al−Si−Mg系合金で
あるA357相当材において、前記現象は次のような数
式を用いて説明される。
For example, in a material equivalent to A357, which is an Al-Si-Mg-based alloy for casting, the phenomenon is explained by using the following mathematical formula.

【0009】レイノルズ数Re=vdρ/η(v:射出
速度、d:管直径、ρ:密度、η:粘度) 損失ヘッドhl =(λl/d)v2 /2g(λ:管摩擦
係数、l:管長さ、d:管直径、v:射出速度、g:重
力加速度)、損失ヘッドhl とは、単位重量の流体が失
う機械的エネルギを意味する。
Reynolds number Re = vdρ / η (v: injection speed, d: pipe diameter, ρ: density, η: viscosity) Loss head h l = (λl / d) v 2 / 2g (λ: pipe friction coefficient, l: pipe length, d: pipe diameter, v: injection speed, g: gravitational acceleration), loss head h 1 means the mechanical energy lost by a unit weight of fluid.

【0010】ここで、管摩擦係数λは、円管層流の場合
はλ=64/Re、長方形管(2a×2b)層流の場合
にはλ=(64/Re)8a2 /(a+b)2 Xであ
る。Xは、X=(16/3)−(1024/π5 )b/
a{tanh(πa/2b)+(1/243)tanh
(3πa/2b)+…}と、表わされる。
Here, the pipe friction coefficient λ is λ = 64 / Re in the case of a circular pipe laminar flow, and λ = (64 / Re) 8a 2 / (a + b in the case of a rectangular pipe (2a × 2b) laminar flow. ) 2 X. X is X = (16/3)-(1024 / π 5 ) b /
a {tanh (πa / 2b) + (1/243) tanh
(3πa / 2b) + ...}.

【0011】固相である初晶αの集合物がゲートを塞ぐ
と、その集合物の粘度ηが高くなるので、レイノルズ数
Reが小さくなる。そのレイノルズ数Reの減少は損失
ヘッドhl の増加をもたらすので、初晶αの集合物はゲ
ート近傍にて加圧され、その後ゲートを通じてキャビテ
ィへ射出されることになるのである。
When the aggregate of primary crystals α which is a solid phase closes the gate, the viscosity η of the aggregate increases, so that the Reynolds number Re becomes small. The decrease in Reynolds number Re causes an increase in loss head h l , so that the aggregate of primary crystals α is pressurized near the gate and then injected into the cavity through the gate.

【0012】本発明は前記に鑑み、鋳造材料における液
相の粘度を高めることにより、固相と液相とが一緒にキ
ャビティへ充填されるようにし、また固相と液相とが別
々にキャビティへ充填されるような事態が発生した場合
にも、そのキャビティへの液相の充填様式をその液相の
高粘度化に伴い固相のそれに近似させ、これにより鋳造
欠陥の発生を極力抑制することのできる前記鋳造方法を
提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention increases the viscosity of a liquid phase in a casting material so that the solid phase and the liquid phase are filled in the cavity together, and the solid phase and the liquid phase are separately provided in the cavity. Even if a situation occurs where the liquid phase is filled into the cavity, the filling mode of the liquid phase into the cavity is approximated to that of the solid phase as the viscosity of the liquid phase becomes higher, thereby suppressing the occurrence of casting defects as much as possible. It is an object of the present invention to provide the above-mentioned casting method that can be performed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、固相と液相と
が共存する鋳造材料を調製し、次いで前記鋳造材料を加
圧下で鋳型のゲートを通過させて、その鋳型のキャビテ
ィに充填する鋳造方法において、前記鋳造材料の液相中
に、その液相の粘度を高める粒子を混在させ、前記液相
における前記粒子の体積分率VfをVf≧20%に設定
することを特徴とする。
According to the present invention, a casting material in which a solid phase and a liquid phase coexist is prepared, and then the casting material is passed under pressure through a gate of a mold to fill the cavity of the mold. In the casting method described above, particles for increasing the viscosity of the liquid phase are mixed in the liquid phase of the casting material, and the volume fraction Vf of the particles in the liquid phase is set to Vf ≧ 20%. .

【0014】[0014]

【作用】前記のように鋳造材料における液相の粘度を高
めると、固相と液相とが分離することなく、一緒にゲー
トを通過してキャビティへ充填される。また固相と液相
とが別々にキャビティへ充填されるような事態が発生し
た場合にも、固相の集合物に次いで液相がゲートを通過
する際、そのレイノルズ数が小さくなるので、液相は層
流状態となってゲートを通過し、これによりキャビティ
への液相の噴出を防止して、液相のキャビティへの充填
様式をその液相の高粘度化に伴い固相のそれに近似させ
ることができる。
When the viscosity of the liquid phase in the casting material is increased as described above, the solid phase and the liquid phase pass through the gate together and are filled in the cavity without being separated. In addition, even when the solid phase and the liquid phase are separately filled in the cavity, the Reynolds number becomes small when the liquid phase passes through the gate next to the solid phase aggregate. The phase passes through the gate in a laminar state, which prevents the liquid phase from jetting into the cavity, and the filling mode of the liquid phase into the cavity approximates that of the solid phase as the viscosity of the liquid phase increases. Can be made.

【0015】このような現象を発生させるためには、液
相の粘度を、粒子を含まない場合の約50倍以上に高め
る必要がある。この観点より、液相における粒子の体積
分率VfはVf≧20%に設定される。この体積分率V
fの上限値は、Vf=70%であることが望ましい。V
f>70%では複雑形状の鋳物を鋳造する場合に湯回り
性が悪化する。
In order to generate such a phenomenon, it is necessary to increase the viscosity of the liquid phase to about 50 times or more that in the case where no particles are contained. From this viewpoint, the volume fraction Vf of particles in the liquid phase is set to Vf ≧ 20%. This volume fraction V
The upper limit value of f is preferably Vf = 70%. V
When f> 70%, the hot running property deteriorates when casting a casting having a complicated shape.

【0016】[0016]

【実施例】図1は、チクソキャスティング法の実施に用
いられる加圧鋳造装置の概略を示す。その加圧鋳造装置
の鋳型1は、固定金型2と、それと対向する可動金型3
とよりなり、両型2,3により断面円形の成形用キャビ
ティ4およびその一端に連通するゲート5が形成され、
そのゲート5は固定金型2の鋳造材料用装入口6に連通
する。固定金型2に、装入口6に連通するスリーブ7が
設けられ、そのスリーブ7に装入口6に挿脱される加圧
プランジャ8が摺動自在に嵌合される。
EXAMPLE FIG. 1 shows an outline of a pressure casting apparatus used for carrying out the thixocasting method. The mold 1 of the pressure casting apparatus comprises a fixed mold 2 and a movable mold 3 facing the fixed mold 2.
And forming a molding cavity 4 having a circular cross section and a gate 5 communicating with one end thereof by the two molds 2 and 3.
The gate 5 communicates with the casting material inlet 6 of the fixed mold 2. The fixed mold 2 is provided with a sleeve 7 that communicates with the loading port 6, and a pressure plunger 8 that is inserted into and removed from the loading port 6 is slidably fitted into the sleeve 7.

【0017】チクソキャスティング法の実施に当って
は、次の各工程が順次行われる。 (a) 固相と液相とが共存した鋳造材料9を調製す
る。 (b) 装入口6に鋳造材料9を装入する。 (c) 加圧プランジャ8を装入口6に挿入し、その加
圧プランジャ8により鋳造材料9を加圧しつつゲート5
を通過させてキャビティ4に高速層流逐次充填する。 (d) 加圧プランジャ8をストローク終端に保持する
ことによって、キャビティ4に充填された鋳造材料9に
加圧力を付与し、その加圧下で鋳造材料9を凝固させて
鋳物を得る。
In carrying out the thixocasting method, the following steps are sequentially carried out. (A) A casting material 9 in which a solid phase and a liquid phase coexist is prepared. (B) The casting material 9 is charged into the charging port 6. (C) The pressurizing plunger 8 is inserted into the charging port 6, and the gate 5 is pressed while pressurizing the casting material 9 by the pressurizing plunger 8.
To sequentially fill the cavity 4 with a high-speed laminar flow. (D) By holding the pressure plunger 8 at the end of the stroke, a pressure is applied to the casting material 9 filled in the cavity 4, and the casting material 9 is solidified under the pressure to obtain a casting.

【0018】鋳造材料9としては、液相中に、その液相
の粘度を高める粒子を混在させたものが用いられ、液相
における粒子の体積分率VfはVf≧20%に設定され
る。
As the casting material 9, a material in which particles for increasing the viscosity of the liquid phase are mixed is used, and the volume fraction Vf of the particles in the liquid phase is set to Vf ≧ 20%.

【0019】前記のように鋳造材料9における液相の粘
度を高めると、固相と液相とが分離することなく、一緒
にゲート5を通過してキャビティ4へ充填される。また
固相と液相とが別々にキャビティ4へ充填されるような
事態が発生した場合にも、固相の集合物に次いで液相が
ゲート5を通過する際、そのレイノルズ数が小さくなる
ので、液相は層流状態となってゲート5を通過し、これ
によりキャビティ4への液相の噴出を防止して、液相の
キャビティ4への充填様式をその液相の高粘度化に伴い
固相のそれに近似させることができる。
When the viscosity of the liquid phase in the casting material 9 is increased as described above, the solid phase and the liquid phase pass through the gate 5 and are filled into the cavity 4 without being separated. Further, even when the solid phase and the liquid phase are separately filled in the cavity 4, the Reynolds number becomes small when the liquid phase passes through the gate 5 next to the solid phase aggregate, so that the Reynolds number becomes small. , The liquid phase passes through the gate 5 in a laminar flow state, thereby preventing the liquid phase from being jetted into the cavity 4, and the filling mode of the liquid phase into the cavity 4 is accompanied by the increase in viscosity of the liquid phase. It can be approximated to that of a solid phase.

【0020】鋳造材料において、固相の平均粒径をAと
し、また粒子の平均粒径をBとしたとき、AおよびBの
比A/BはA/B≧2に設定される。このように設定す
ると、固相間における粒子の流動性が良好になるので、
それら粒子を液相中に、均一に分散させてその粘度を液
相全体に亘り均等に高めることができる。前記比A/B
がA/B<2では、粒子の平均粒径Bが大き過ぎて固相
間における粒子の流動性悪化によりその分散性が悪くな
るため、液相の粘度をその液相全体に亘って均等に高め
ることができない。
In the casting material, when the average particle size of the solid phase is A and the average particle size of the particles is B, the ratio A / B of A and B is set to A / B ≧ 2. By setting in this way, the fluidity of particles between solid phases is improved,
The particles can be evenly dispersed in the liquid phase to increase the viscosity evenly throughout the liquid phase. The ratio A / B
When A / B <2, the average particle diameter B of the particles is too large and the fluidity of the particles between the solid phases deteriorates, resulting in poor dispersibility. Therefore, the viscosity of the liquid phase is made uniform throughout the liquid phase. Cannot be increased.

【0021】このような粒子には、液相中に晶出させた
晶出粒および鋳造材料に添加された高融点の固体粒子が
含まれる。
Such particles include crystallized particles crystallized in the liquid phase and high melting point solid particles added to the casting material.

【0022】粒子が晶出粒である場合、このような晶出
粒は液相内だけでなく固相内にも存在する。そこで、液
相における晶出粒の体積分率Vfを増し、またその晶出
粒の平均粒径を微細化するためには、鋳造材料製造時に
おける冷却速度を速め、また鋳造材料の鋳造時における
固相の体積分率(固相率)Vfを低く設定する、といっ
た手段が採用される。
When the particles are crystallized grains, such crystallized grains exist not only in the liquid phase but also in the solid phase. Therefore, in order to increase the volume fraction Vf of the crystallized grains in the liquid phase and to reduce the average grain size of the crystallized grains, the cooling rate at the time of manufacturing the casting material is increased, and at the time of casting the casting material. A means of setting the volume fraction (solid phase fraction) Vf of the solid phase to be low is adopted.

【0023】粒子が固体粒子である場合、その固体粒子
は、鋳造材料製造前に、その固体素材に配合されるか、
または鋳造材料の製造過程において固相が晶出した時点
で液相中に添加混合される。このようにして得られた鋳
造材料の液相中には、その化学成分に起因して、固体粒
子のみが混在する場合と、固体粒子および晶出粒の両方
が混在する場合とがある。また固体粒子の一部は固相中
に混在することもある。
If the particles are solid particles, the solid particles may be incorporated into the solid material prior to manufacturing the casting material, or
Alternatively, they are added and mixed in the liquid phase at the time when the solid phase crystallizes in the manufacturing process of the casting material. In the liquid phase of the casting material thus obtained, there are cases where only solid particles are mixed, and cases where both solid particles and crystallized particles are mixed due to their chemical components. In addition, some solid particles may be mixed in the solid phase.

【0024】以下、具体例について説明する。A specific example will be described below.

【0025】表1は、3種の鋳造材料用Al合金(a)
〜(c)の組成を示す。
Table 1 shows three Al alloys (a) for casting materials.
The composition of (c) is shown.

【0026】[0026]

【表1】 表1において、Al合金(a)はAl−Mg2 Si合金
であり、またAl合金(b)はAl−Si−Cu系合金
であり、さらに(c)はAl−Si−Mg系合金である
A357相当材である。
[Table 1] In Table 1, Al alloy (a) is a Al-Mg 2 Si alloy, also an Al alloy (b) is a Al-Si-Cu based alloy, further (c) is the Al-Si-Mg based alloy It is a material equivalent to A357.

【0027】表2は、5種の鋳造材料の例(1)〜
(5)を製造する場合に用いられたAl合金の種類およ
びその製造方法を示す。
Table 2 shows examples (1) to (5) of five kinds of casting materials.
The type of Al alloy used when producing (5) and the method for producing the same are shown below.

【0028】[0028]

【表2】 次に、鋳造材料の例(1)〜(5)および図1の加圧鋳
造装置を用い、チクソキャスティング法を適用して複数
の鋳物を鋳造した。
[Table 2] Next, a plurality of castings were cast by applying the thixocasting method using the pressure casting apparatus of Examples (1) to (5) of casting materials and FIG.

【0029】この場合、ゲート5の断面積を次のように
段階的に狭めて鋳造材料9に対する剪断速度を速めた。
即ち、ゲート5の断面積は9mm(縦)×18mm(横)=
162mm2 であるが、このゲート5に、直径2mm(φ
2)の複数の通孔を有し、且つそれら通孔の断面積の和
が138mm2 である第1多孔体および直径3mm(φ3)
の複数の通孔を有し、且つそれら通孔の断面積の和が1
30mm2 である第2多孔体を設置するものである。ゲー
ト5に第1多孔体を設置すると、ゲート5の断面積は当
初の約85%となり、第2多孔体の場合は当初の約80
%となる。
In this case, the cross-sectional area of the gate 5 was gradually narrowed as follows to increase the shear rate for the casting material 9.
That is, the cross-sectional area of the gate 5 is 9 mm (length) x 18 mm (width) =
Although it is 162 mm 2 , this gate 5 has a diameter of 2 mm (φ
2) The first porous body having a plurality of through holes and the sum of the cross-sectional areas of the through holes being 138 mm 2 , and a diameter of 3 mm (φ3)
Has a plurality of through holes, and the sum of the cross-sectional areas of these through holes is 1
A second porous body having a size of 30 mm 2 is installed. When the first porous body is installed on the gate 5, the cross-sectional area of the gate 5 becomes about 85% of the initial size, and in the case of the second porous body, the initial cross-sectional area is about 80%.
%.

【0030】図2〜図6は、鋳造材料の例(1)〜
(5)を加熱して半溶融状態にしたときの金属組織を示
す顕微鏡写真であり、図2,図3,図5,図6はそれぞ
れ100倍、図4は400倍である。図2は例(1)
に、図3は例(2)に、図4は例(3)に、図5は例
(4)に、図6は例(5)にそれぞれ該当する。
2 to 6 show examples (1) to (1) of casting materials.
It is a microscope photograph which shows the metal structure when (5) is heated and made into a semi-molten state, and each of FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 6 is 100 times, and FIG. 4 is 400 times. Figure 2 is an example (1)
3 corresponds to the example (2), FIG. 4 corresponds to the example (3), FIG. 5 corresponds to the example (4), and FIG. 6 corresponds to the example (5).

【0031】図2に示す例(1)において、濃い灰色の
塊状粒子および図3に示す例(2)において、黒色の球
状粒子は、晶出粒である金属間化合物Mg2 Si(比重
1.99)であり、このMg2 Siは固相(α−Al)
および液相中に混在する。図4に示す例(3)におい
て、濃い灰色の塊状粒子は、固体粒子であるSiC粒子
であり、このSiC粒子の大部分は液相中に混在する
が、一部は固相(α−Al)中にも混在する。図5,図
6に示す例(4),(5)の場合、固相(α−Al)お
よび液相中に前記のような粒子は存在しない。
In the example (1) shown in FIG. 2, the dark gray agglomerated particles and in the example (2) shown in FIG. 3, the black spherical particles are intermetallic compounds Mg 2 Si (specific gravity 1. 99), and this Mg 2 Si is a solid phase (α-Al).
And mixed in the liquid phase. In the example (3) shown in FIG. 4, the dark gray lump particles are SiC particles that are solid particles, and most of the SiC particles are mixed in the liquid phase, but some of them are in the solid phase (α-Al. ) Mixed in. In the case of the examples (4) and (5) shown in FIGS. 5 and 6, the particles as described above do not exist in the solid phase (α-Al) and the liquid phase.

【0032】表3は、図2〜図6に基づいて測定された
例(1)〜(5)における固相(α−Al)の体積分率
Vfおよびその平均粒径Aならびに粒子(Mg2 Si、
SiC)の全体積分率Vfおよび液相に存する粒子の平
均粒径Bを示す。
Table 3 shows the volume fraction Vf of the solid phase (α-Al) in Examples (1) to (5) measured based on FIGS. 2 to 6, its average particle size A and particles (Mg 2 Si,
The total integration rate Vf of SiC) and the average particle size B of the particles existing in the liquid phase are shown.

【0033】[0033]

【表3】 表4は、各種鋳物に関する鋳造材料の液相の性状、平均
粒径の比A/B、ゲートの構造、鋳造材料の射出速度、
液相のレイノルズ数、および鋳物の性状を示す。鋳物の
各例(1a)〜(5c)と鋳造材料の各例(1)〜
(5)との関係は、例(1a)〜(1c)が例(1)
に、例(2a)〜(2c)が例(2)に、例(3a)〜
(3c)が例(3)に、例(4a)〜(4c)が例
(4)に、例(5a)〜(5c)が例(5)にそれぞれ
対応する。
[Table 3] Table 4 shows the properties of the liquid phase of the casting material regarding various castings, the ratio A / B of the average particle diameter, the structure of the gate, the injection speed of the casting material,
The Reynolds number of the liquid phase and the properties of the casting are shown. Examples (1a) to (5c) of castings and examples (1) to (1) of casting materials
Regarding the relationship with (5), examples (1a) to (1c) are examples (1).
Examples (2a) to (2c) are examples (2), Examples (3a) to
(3c) corresponds to example (3), examples (4a) to (4c) correspond to example (4), and examples (5a) to (5c) correspond to example (5).

【0034】鋳物の例(1a)〜(3c)において、液
相のレイノルズ数は、その液相中に粒子が混在している
状態での値である。
In the casting examples (1a) to (3c), the Reynolds number of the liquid phase is a value in a state where particles are mixed in the liquid phase.

【0035】表中、○印は「無し」を、△印は「若干有
り」を、×印は「多量に有り」をそれぞれ意味する。
In the table, ◯ mark means “absent”, Δ mark means “somewhat”, and X mark means “large amount”.

【0036】[0036]

【表4】 表4において、ゲートの開口量が9mm×18mmといった
ように大きい場合には、固相と液相とが分離しにくいた
め、鋳物の例(1a),(2a),(3a)および(4
a)についてはその性状は良好であるが、例(5a)に
おいては偏析が発生している。
[Table 4] In Table 4, when the opening amount of the gate is as large as 9 mm × 18 mm, it is difficult to separate the solid phase and the liquid phase, so that the casting examples (1a), (2a), (3a) and (4)
Regarding a), its properties are good, but segregation occurs in Example (5a).

【0037】ゲートの開口量を、第1多孔体(φ2)ま
たは第2多孔体(φ3)により狭めると、鋳物の例(1
b),(1c)においては、液相における粒子(Mg2
Si)の体積分率VfがVf=17%、したがってVf
<20%であり、またA/BがA/B=1.6、したが
ってA/B<2であることに起因して液相の粘度上昇程
度が低いため空気の巻込みが発生する。
When the opening amount of the gate is narrowed by the first porous body (φ2) or the second porous body (φ3), the casting example (1
In b) and (1c), particles (Mg 2
The volume fraction Vf of Si) is Vf = 17%, therefore Vf
<20%, and A / B is A / B = 1.6, and therefore A / B <2, so that the degree of increase in viscosity of the liquid phase is low and air entrapment occurs.

【0038】鋳物の例(2b),(2c)においては、
表2に示すように鋳造材料の例(2)を製造するときの
冷却速度を例(1)の場合よりも速めて粒子(Mg2
i)の平均粒径Bを小さく、且つ球状にし、また表3に
示すように固相の体積分率Vfを例(1)の場合よりも
低くして液相における粒子の体積分率Vfを増加させ
る、といった手段が採用されている。
In the casting examples (2b) and (2c),
As shown in Table 2, the cooling rate when producing the casting material example (2) was set higher than that in the case of the example (1) to obtain particles (Mg 2 S).
The average particle size B of i) is made small and spherical, and as shown in Table 3, the volume fraction Vf of the solid phase is made lower than that in the case of the example (1) to obtain the volume fraction Vf of the particles in the liquid phase. Measures such as increasing the number are adopted.

【0039】その結果、液相における体積分率VfがV
f=45%、したがってVf≧20%であり、またA/
BがA/B=2.7、したがってA/B≧2であること
に起因して液相の粘度が、表4に示すように例(1
b),(1c)の場合の35倍に高められるので、鋳物
の性状が極めて良好となる。
As a result, the volume fraction Vf in the liquid phase is V
f = 45%, therefore Vf ≧ 20%, and A /
Due to B being A / B = 2.7 and thus A / B ≧ 2, the viscosity of the liquid phase is as shown in Table 4 for example (1
Since it is increased to 35 times that in the cases of b) and (1c), the properties of the casting become extremely good.

【0040】鋳物の例(3b),(3c)においても、
液相における粒子(SiC)の体積分率VfがVf=6
0%、A/BがA/B=10であることに起因して、前
記同様に鋳物の性状が極めて良好となる。
In the casting examples (3b) and (3c),
The volume fraction Vf of particles (SiC) in the liquid phase is Vf = 6
Due to the fact that 0% and A / B are A / B = 10, the properties of the casting become extremely good as described above.

【0041】鋳物の例(4b),(4c)および(5
b),(5c)においては、表4に示すように液相の粘
度が極めて低く、その結果、鋳物に空気の巻込みと偏析
とが多量に発生する。
Examples of castings (4b), (4c) and (5)
In b) and (5c), as shown in Table 4, the viscosity of the liquid phase is extremely low, and as a result, a large amount of air entrapment and segregation occur in the casting.

【0042】図7は、鋳物の例(4b)に相当する鋳物
を得る場合において、第1多孔体近傍に存する鋳造材料
の金属組織を示す顕微鏡写真(100倍)である。図7
より、第1多孔体の通孔近傍に多数の薄灰色の塊状固相
が停滞してそれら固相の集合物が形成されていることが
判る。
FIG. 7 is a photomicrograph (100 times) showing the metal structure of the casting material in the vicinity of the first porous body when a casting corresponding to the casting example (4b) is obtained. Figure 7
From this, it can be seen that a large number of light gray lumpy solid phases are stagnant in the vicinity of the through holes of the first porous body and aggregates of these solid phases are formed.

【0043】表5は、鋳物の例(2c)および(3c)
に対応する例(2c1 )および(3c1 )に関する鋳造
材料の液相の性状、平均粒径の比A/Bおよび鋳物の性
状を示す。
Table 5 shows examples (2c) and (3c) of castings.
The properties of the liquid phase of the casting material, the ratio A / B of the average particle diameters, and the properties of the casting are shown for the examples (2c 1 ) and (3c 1 ) corresponding to.

【0044】[0044]

【表5】 表5の鋳物の例(2c1 )から明らかなように、液相に
おける粒子の体積分率VfをVf≧20%に、またA/
BをA/B≧2に設定すれば、性状の良好な鋳物を得る
ことができる。
[Table 5] As is clear from the example (2c 1 ) of the casting in Table 5, the volume fraction Vf of the particles in the liquid phase is Vf ≧ 20%, and A /
If B is set to A / B ≧ 2, it is possible to obtain a cast product having good properties.

【0045】また表4の鋳物の例(2c)と表5の鋳物
の例(3c1 )とを比較すると、液相における粒子のV
fは両例(2c),(3c1 )について同一であり、ま
たA/Bも両例(2c),(3c1 )について同一であ
るが、液相の粘度については例(2c)の場合の方が例
(3c1 )の場合よりも0.2Pa・sec高い。この
ことは、粒子として晶出粒を用いる方が固体粒子を用い
るよりも、液相の粘度上昇効果が高いことを意味する。
これに起因して鋳物の例(2c)の方が鋳物の例(3c
1 )よりも均一な金属組織を有することが判明した。
Further, comparing the casting example (2c) in Table 4 and the casting example (3c 1 ) in Table 5, the V of particles in the liquid phase is compared.
f is Ryorei (2c), if the (3c 1) on the same, also A / B be both Example (2c), but (3c 1) is the same for example for the viscosity of the liquid phase (2c) Is higher than that of the example (3c 1 ) by 0.2 Pa · sec. This means that the use of crystallized grains as the particles has a higher effect of increasing the viscosity of the liquid phase than the use of solid particles.
Due to this, the cast example (2c) is more cast (3c).
It was found to have a more uniform metallographic structure than that of 1 ).

【0046】なお、本発明はAl合金以外の金属材料、
例えばFe、Cu、Mg、Ti等の合金等よりなる鋳造
材料を用いる鋳造方法にも適用される。
In the present invention, metal materials other than Al alloy,
For example, it is also applicable to a casting method using a casting material made of an alloy such as Fe, Cu, Mg, and Ti.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定量の
粒子を鋳造材料の液相中に混在させる、といった比較的
簡単な手段を採用することにより、空気の巻込みおよび
偏析といった鋳造欠陥の発生を回避することができ、こ
れにより鋳造品質の良好な鋳物を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, by adopting a relatively simple means such as mixing a specific amount of particles in the liquid phase of the casting material as described above, casting such as air entrainment and segregation can be achieved. It is possible to avoid the occurrence of defects, whereby a casting with good casting quality can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】加圧鋳造装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a pressure casting device.

【図2】半溶融状態の鋳造材料の例(1)における金属
組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a micrograph showing a metal structure in an example (1) of a casting material in a semi-molten state.

【図3】半溶融状態の鋳造材料の例(2)における金属
組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a micrograph showing a metal structure in an example (2) of a semi-molten casting material.

【図4】半溶融状態の鋳造材料の例(3)における金属
組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 4 is a micrograph showing a metal structure in an example (3) of a semi-molten casting material.

【図5】半溶融状態の鋳造材料の例(4)における金属
組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 5 is a micrograph showing a metal structure in an example (4) of a semi-molten casting material.

【図6】半溶融状態の鋳造材料の例(5)における金属
組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 6 is a micrograph showing a metal structure in an example (5) of a semi-molten casting material.

【図7】鋳造過程における鋳造材料の金属組織を示す顕
微鏡写真である。
FIG. 7 is a micrograph showing a metal structure of a casting material in a casting process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳型 4 キャビティ 5 ゲート 8 加圧プランジャ 9 鋳造材料 1 Mold 4 Cavity 5 Gate 8 Pressure Plunger 9 Casting Material

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固相と液相とが共存する鋳造材料を調製
し、次いで前記鋳造材料を加圧下で鋳型のゲートを通過
させて、その鋳型のキャビティに充填する鋳造方法にお
いて、前記鋳造材料の液相中に、その液相の粘度を高め
る粒子を混在させ、前記液相における前記粒子の体積分
率VfをVf≧20%に設定することを特徴とする鋳造
方法。
1. A casting method in which a casting material in which a solid phase and a liquid phase coexist is prepared, and then the casting material is passed under pressure through a gate of a mold to fill the cavity of the mold. The casting method, wherein particles for increasing the viscosity of the liquid phase are mixed in the liquid phase, and the volume fraction Vf of the particles in the liquid phase is set to Vf ≧ 20%.
【請求項2】 前記固相の平均粒径をAとし、また前記
粒子の平均粒径をBとしたとき、AおよびBの比A/B
がA/B≧2である、請求項1記載の鋳造方法。
2. The ratio A / B of A and B, where A is the average particle size of the solid phase and B is the average particle size of the particles.
The casting method according to claim 1, wherein is A / B ≧ 2.
【請求項3】 前記粒子は、前記液相中に晶出させた晶
出粒である、請求項1または2記載の鋳造方法。
3. The casting method according to claim 1, wherein the particles are crystallized particles crystallized in the liquid phase.
【請求項4】 前記粒子は、前記鋳造材料に添加された
固体粒子である、請求項1または2記載の鋳造方法。
4. The casting method according to claim 1, wherein the particles are solid particles added to the casting material.
【請求項5】 前記粒子は、前記液相中に晶出させた晶
出粒および前記鋳造材料に添加された固体粒子である、
請求項1または2記載の鋳造方法。
5. The particles are crystallized particles crystallized in the liquid phase and solid particles added to the casting material.
The casting method according to claim 1 or 2.
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