JPH07155906A - Method for continuously producing half-solidified metallic material having good workability by electromagnetic stirring method - Google Patents

Method for continuously producing half-solidified metallic material having good workability by electromagnetic stirring method

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JPH07155906A
JPH07155906A JP34025093A JP34025093A JPH07155906A JP H07155906 A JPH07155906 A JP H07155906A JP 34025093 A JP34025093 A JP 34025093A JP 34025093 A JP34025093 A JP 34025093A JP H07155906 A JPH07155906 A JP H07155906A
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JP
Japan
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solid
semi
rate
cooling mold
solidified
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JP34025093A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Uchimura
光雄 内村
Tsukasa Niide
司 新出
Kazusato Hironaka
一聡 廣中
Hiroyoshi Takahashi
広芳 高橋
Akihiko Nanba
明彦 難波
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Leotec KK
Original Assignee
Leotec KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a half-solidified metal having good workability by specifying the ratio of the shearing strain speed on the solid-liquid interface to the solidifying speed of molten metal in the inner surface of a cooling mold. CONSTITUTION:The molten Al alloy supplied from the upper part of the cooling mold 4 is stirred with an electromagnetic induction coil 3 under cooling in the mold to cause the solidification to make it into half-solidified metal. The ratio of the shearing strain speed of the solid-liquid interface to the solidifying speed of the molten metal in the inner surface of the cooling mold 4 is made to be >8000. The solidifying speed is adjusted by heat removing speed, vol. and cooling area of the cooling mold and the shearing strain speed on the solid-liquid interface is adjusted by the stirring flow speed by the electromagnetic force. By this method, the growth of solidified shell developed in the cooling mold is prevented and the stable continuous operation can be realized at a high solidified rate and the stable continuous casting of the half-solidified metal having fine and uniform dispersion of the primary crystal grains and good wirkability is facilitated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電磁攪拌法により加
工性が良好な固体−液体混合物(以下、半凝固金属とい
う)を安定して得ることができる半凝固金属材料の連続
製造方法を提案するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention proposes a method for continuously producing a semi-solid metal material capable of stably obtaining a solid-liquid mixture (hereinafter referred to as semi-solid metal) having good workability by an electromagnetic stirring method. To do.

【0002】[0002]

【従来の技術】半凝固金属を連続的に製造する手段とし
て、例えば特公昭56−20944号公報(非樹枝状初
晶固体分を含む合金を連続的に形成する為の装置)に開
示されているように、一定温度の溶融金属を円筒状の冷
却槽の内面と高速回転する攪拌子との間に導き、強い攪
拌作用を加えつつ冷却し、得られた半凝固金属を底部か
ら連続的に排出させる機械攪拌方式(以下、攪拌子回転
法という)のものが知られている。また、溶湯の攪拌方
式として電磁力を用いる方式すなわち電磁攪拌法も広く
知られている。
2. Description of the Related Art As a means for continuously producing a semi-solid metal, it is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 56-20944 (apparatus for continuously forming an alloy containing non-dendritic primary crystal solids). As shown in the figure, the molten metal at a constant temperature is introduced between the inner surface of the cylindrical cooling tank and the stirrer rotating at high speed, and cooled with a strong stirring action, and the obtained semi-solidified metal is continuously fed from the bottom. A mechanical stirring method for discharging (hereinafter referred to as a stirrer rotation method) is known. Further, a method using electromagnetic force, that is, an electromagnetic stirring method is widely known as a stirring method for molten metal.

【0003】さらに他の手段として、例えば特開平4−
238645号公報(半凝固金属の製造方法および装
置)に開示されているように、抜熱能を有する横軸円筒
胴よりなる攪拌用回転子と該回転子の円筒胴周に沿う凹
曲面からなる固定壁との間に溶湯を供給し、冷却下に攪
拌用回転子の回転により固液界面のせん断ひずみを発生
させ排出力を付与して下方のすき間から半凝固金属を連
続的に排出する方式(以下、単ロール法という)のもの
もある。
Still another means is, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 238645 (method and apparatus for producing semi-solidified metal), a fixed rotor composed of a horizontal axis cylindrical cylinder having heat removal capability and a concave curved surface along the circumference of the cylindrical cylinder of the rotor. Method of supplying semi-solid metal continuously from the lower gap by supplying molten metal to the wall and generating shear strain at the solid-liquid interface by rotating the stirring rotor while cooling and applying discharge force ( Hereinafter, referred to as a single roll method).

【0004】これらいずれの手段も半凝固金属中の固相
は溶融金属(一般には合金)を冷却しながら激しく攪拌
することによって、融体中に生成しつつある樹枝状晶の
枝部が消失ないしは縮小して丸みを帯びた形態に変換さ
れて形成される。
In any of these means, the solid phase in the semi-solid metal is stirred violently while cooling the molten metal (generally an alloy), so that the branches of dendrites that are being formed in the melt disappear or are not formed. It is formed by being reduced and converted into a rounded form.

【0005】このようにして製造した半凝固金属の加工
法としては、得られた半凝固金属をさらに冷却、凝固さ
せたのち、半融温度まで再加熱して加工するチクソ加工
法、及び得られた半凝固金属をそのまま加工するレオ加
工法などがある。
As a method for processing the semi-solid metal thus produced, a thixo-working method in which the obtained semi-solid metal is further cooled and solidified, and then reheated to a half-melting temperature for processing, and For example, there is a rheo processing method that processes the semi-solid metal as it is.

【0006】半凝固金属をチクソ加工法あるいはレオ加
工法で加工する場合、その加工性は、加工時の固相率、
初晶粒の大きさ、初晶粒の形態及びそれらの均一性に依
存する。まず、固相率の影響について見ると、半凝固金
属を加工する時の固相率が小さ過ぎた場合(含熱量が多
い)、半凝固金属の加工の大きなメリットである熱負荷
の軽減が損なわれ、逆に固相率が大き過ぎた場合は、加
工に必要な加工圧の増加や、充てん性の悪化などの問題
が発生する。また、初晶粒はその粒径が小さく丸みを帯
ているほど、初晶粒の分散がより均一であるほど加工性
はよくなる。したがって、半凝固金属の加工性を改善し
健全な加工製品を製造するためには、加工時の固相率は
もとより、初晶粒径や形態及び均一性を制御することが
重要である。
When a semi-solid metal is processed by a thixo-process method or a rheo-process method, its processability depends on the solid phase ratio during processing,
It depends on the size of the primary grains, the morphology of the primary grains and their homogeneity. First, looking at the effect of the solid fraction, if the solid fraction when processing semi-solid metal is too small (the heat content is large), the reduction of the heat load, which is a great advantage of processing semi-solid metal, is impaired. On the contrary, if the solid fraction is too large, problems such as an increase in processing pressure required for processing and deterioration of filling property occur. Further, the smaller the grain size of the primary crystal grains and the more rounded the particles, and the more uniform the dispersion of the primary crystal grains, the better the workability. Therefore, in order to improve the workability of semi-solidified metal and produce a sound processed product, it is important to control not only the solid phase ratio during processing but also the primary crystal grain size, morphology and uniformity.

【0007】一方、上記いずれの方法においても、初晶
粒径を微細化するために冷却面の抜熱速度を大きくする
と、凝固シェルの成長が激しく、この凝固シェルの成長
による、抜熱速度の低減、ひいては初晶粒の粗大化や品
質の低下さらには操業停止などの問題が発生しやすくな
る。
On the other hand, in any of the above methods, when the heat removal rate of the cooling surface is increased in order to reduce the primary crystal grain size, the solidified shell grows violently. Problems such as reduction of size, coarsening of primary crystal grains, deterioration of quality, and suspension of operation are likely to occur.

【0008】かかる課題の解決策として例えば特公平3
−66958号公報(スラリー構造金属組成物の製造方
法)に、剪断速度対固化速度の比の値が2×103 〜8×
103の範囲に保持する方法が提案開示されているが、凝
固シェル成長の阻止、初晶粒の微細化、粒径及び分散の
均一性など未だ十分でなく、半凝固金属の連続製造も困
難であり加工性も不十分であった。
As a solution to this problem, for example, Japanese Patent Publication No.
-66958 (Method for producing slurry structure metal composition), the value of ratio of shear rate to solidification rate is 2 x 10 3 to 8 x.
Although a method of holding in the range of 10 3 has been proposed and disclosed, inhibition of solidified shell growth, refinement of primary crystal grains, uniformity of grain size and dispersion are still insufficient, and continuous production of semi-solidified metal is difficult. Therefore, the workability was insufficient.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記した事情にかんが
み、半凝固金属の連続製造ができ、かつ加工性をさらに
改善するためには、凝固シェルの成長を阻止する手段や
連続製造される半凝固金属の初晶粒径をさらに小径化
し、初晶粒を均一に分散させる手段を究明することが重
要である。一方、電磁攪拌法及びこれに連なる連続鋳造
方式は、特にチクソ加工用素材の製造プロセスとして優
れていて、この方式で初晶粒の均一な微細化と均一分散
を実現させることは非常に有意義である。
In view of the above-mentioned circumstances, in order to enable the continuous production of semi-solidified metal and further improve the workability, means for preventing the growth of the solidified shell and semi-solidified semi-solidified steel to be produced. It is important to find a means for further reducing the primary crystal grain size of metal and uniformly dispersing the primary crystal grains. On the other hand, the electromagnetic stirring method and the continuous casting method connected thereto are particularly excellent as a manufacturing process of a material for thixo working, and it is very significant to realize uniform miniaturization and uniform dispersion of primary crystal grains by this method. is there.

【0010】したがって、この発明は、電磁攪拌法によ
り初晶粒が微細でかつ均一分散した加工性の良好な特性
が得られる半凝固金属材料の安定した連続製造方法を提
案することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to propose a stable continuous production method of a semi-solidified metal material in which primary crystal grains are fine and uniformly dispersed by an electromagnetic stirring method and good workability can be obtained. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】発明者らは、冷却モール
ド内で電磁力により溶湯を攪拌しながら冷却する半凝固
金属の製造において、半凝固金属の初晶粒の微細化と均
一分散方法について研究を進めた結果、モールド内で凝
固シェルが成長するため、モールド内での抜熱量が凝固
シェルの成長に分配されること、凝固シェルが熱抵抗に
なるなどの理由により、モールド内での固化速度の増大
による初晶粒の微細化には限界があり、モールド内での
固化速度を増大し連続して半凝固金属を製造するために
はモールド内凝固シェルの成長を阻止し、制御する方法
の開発が重要であること、また半凝固金属中に初晶粒を
均一に分散させる方法の開発が重要であることを知見
し、この発明を達成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventors of the present invention are concerned with a method of refining primary crystal grains of a semi-solidified metal and a uniform dispersion method in the production of a semi-solidified metal in which a molten metal is cooled while being stirred by electromagnetic force in a cooling mold. As a result of further research, the solidified shell grows in the mold, so the amount of heat removed in the mold is distributed to the growth of the solidified shell, and the solidified shell becomes a thermal resistance. There is a limit to the miniaturization of primary grains by increasing the speed, and in order to increase the solidification speed in the mold and continuously produce semi-solidified metal, the method of inhibiting and controlling the growth of the solidified shell in the mold The present invention has been accomplished by discovering that the development of the above is important and the development of a method for uniformly dispersing primary crystal grains in a semi-solid metal is important.

【0012】すなわち、この発明の要旨とするところは
以下の通りである。 筒状の冷却モールドの上方より供給する溶湯を、冷
却下に電磁力により攪拌して粒子の細かい非樹枝状初晶
が懸濁した固液混合相スラリーとする半凝固金属の製造
方法において、冷却モールド内面における固液界面せん
断ひずみ速度の溶湯固化速度に対する比の値を8000超え
とすることにより、冷却モールド内での凝固シェルの成
長を阻止し、抜熱速度の低下を防止して高固化速度を維
持し、初晶粒の粗大化を防止することを特徴とする電磁
攪拌法による加工性の良好な半凝固金属材料の連続製造
方法である。
That is, the gist of the present invention is as follows. The molten metal supplied from above the cylindrical cooling mold is stirred by electromagnetic force under cooling to obtain a solid-liquid mixed phase slurry in which fine non-dendritic primary crystals of particles are suspended, By increasing the ratio of the solid-liquid interface shear strain rate to the melt solidification rate on the inner surface of the mold to more than 8,000, the growth of the solidified shell in the cooling mold is prevented, the decrease of the heat removal rate is prevented, and the high solidification rate. Is maintained and the coarsening of primary crystal grains is prevented, which is a continuous manufacturing method of a semi-solid metal material having good workability by an electromagnetic stirring method.

【0013】 項での冷却モールド内面における固
液界面せん断ひずみ速度の溶湯固化速度に対する比の80
00超えの値が、冷却モールドの抜熱速度、容積及び冷却
面積による固化速度の調整と、電磁力での攪拌流速によ
る固液界面のせん断ひずみ速度の調整によるものであ
る。
In the item, the ratio of the solid-liquid interface shear strain rate to the melt solidification rate on the inner surface of the cooling mold is 80
The value over 00 is due to the heat removal rate of the cooling mold, the adjustment of the solidification rate by the volume and the cooling area, and the adjustment of the shear strain rate of the solid-liquid interface by the stirring flow rate by the electromagnetic force.

【0014】 又は項により製造した半凝固金属
を、冷却モールドの下端に配置した排出速度制御用のス
ライディングノズル又は排出速度制御用のストッパーを
介して排出するものである。
Alternatively, the semi-solidified metal produced according to the item (1) is discharged through a sliding nozzle for discharging speed control or a stopper for discharging speed control, which is arranged at the lower end of the cooling mold.

【0015】 又は項により製造した半凝固金属
を、冷却モールドの下端に続けて配置した急冷連鋳モー
ルドにより連続的に鋳造するものである。ここに、半凝
固金属は、そのまま加工するレオ加工用、一たんインゴ
ットや連鋳ストランドにしたのち、半融状態に再加熱し
て加工するチクソ加工用、鍛造用などの加工用素材とし
て有利に適用できるもので、これらの加工に向ける半凝
固金属及びその鋳造材を総称して半凝固金属材料という
こととする。
Alternatively, the semi-solidified metal produced according to the item (1) is continuously cast by a rapid cooling continuous casting mold continuously arranged at the lower end of the cooling mold. Here, semi-solidified metal is advantageous as a raw material for processing such as for rheo processing, which is processed as it is, after making into a single ingot or continuous cast strand, for thixo processing to be reheated to a semi-molten state for processing, forging, etc. It is applicable, and the semi-solid metal and the cast material for these processes are collectively referred to as the semi-solid metal material.

【0016】[0016]

【作用】この発明の作用を実験例に基づいて以下に述べ
る。図1,2及び3に示す装置により、半凝固金属を製
造してダイキャストによりレオ加工、チクソ加工を行
い、安定した操業条件及び得られる半凝固金属の初晶粒
径と初晶粒の分散状況ならびにその加工性について検討
した。
The operation of the present invention will be described below based on experimental examples. 1, 2 and 3 are used to produce semi-solidified metal, which is subjected to rho-processing and thixo-processing by die casting, stable operating conditions, and the obtained primary-solidified grain size of the semi-solidified metal and dispersion of primary-grains. The situation and its processability were examined.

【0017】ここで、図1は、連続鋳造機をそなえた電
磁攪拌法による半凝固金属製造装置の説明図であり、図
において、2は浸漬ノズル、3は電磁誘導コイル、4は
抜熱速度制御用の冷却モールド、5は急冷連鋳モール
ド、6は冷却水スプレー、7は鋳片の引抜き用ロール、
12は熱電対、13は半凝固金属、14は鋳片である。
Here, FIG. 1 is an explanatory view of a semi-solidifying metal manufacturing apparatus by a magnetic stirring method equipped with a continuous casting machine. In the figure, 2 is a dipping nozzle, 3 is an electromagnetic induction coil, and 4 is a heat removal rate. Control cooling mold, 5 rapid cooling continuous casting mold, 6 cooling water spray, 7 slab drawing roll,
12 is a thermocouple, 13 is a semi-solid metal, and 14 is a slab.

【0018】図2は、排出速度制御用のスライディング
ノズルをそなえた電磁攪拌法による半凝固金属製造装置
の説明図であり、図において、2は浸漬ノズル、3は電
磁誘導コイル、4は抜熱速度制御用の冷却モールド、8
はヒーターによる断熱機構をそなえた排出ノズル、9は
排出速度制御のスライディングノズル、10はスライディ
ングノズル制御用モーター、12は熱電対、13は半凝固金
属である。
FIG. 2 is an explanatory view of a semi-solidified metal manufacturing apparatus by a magnetic stirring method provided with a sliding nozzle for controlling a discharging speed. In the figure, 2 is a dipping nozzle, 3 is an electromagnetic induction coil, and 4 is heat removal. Cooling mold for speed control, 8
Is a discharge nozzle having a heat insulation mechanism by a heater, 9 is a sliding nozzle for controlling the discharge speed, 10 is a motor for controlling the sliding nozzle, 12 is a thermocouple, and 13 is a semi-solidified metal.

【0019】図3は、排出制御用のストッパーをそなえ
た電磁攪拌法による半凝固金属製造装置の説明図であ
り、図において、1はタンディッシュ、3は電磁誘導コ
イル、4は抜熱速度制御用の冷却モールド、8はヒータ
ーによる断熱機構をそなえた排出ノズル、11はストッパ
ー、12は熱電対、13は半凝固金属である。
FIG. 3 is an explanatory view of an apparatus for producing semi-solidified metal by an electromagnetic stirring method equipped with a discharge control stopper. In the figure, 1 is a tundish, 3 is an electromagnetic induction coil, and 4 is a heat removal rate control. Is a cooling mold, 8 is a discharge nozzle equipped with a heat insulating mechanism by a heater, 11 is a stopper, 12 is a thermocouple, and 13 is a semi-solidified metal.

【0020】この実験において、半凝固金属の初晶粒径
の大きさと初晶粒の粒径及び分散の均一性は、溶湯の固
化速度と固液界面のせん断ひずみ速度(冷却モールド4
内面における固液界面のせん断ひずみ速度を含む)で制
御した。その固化速度は冷却モールド4内での固相率増
大速度であり、単位溶湯量、単位時間当りの抜熱量に依
存するので、冷却モールド4の抜熱速度と冷却モールド
4の冷却面積及び空隙容積により制御した。なお、冷却
面積及び空隙容積は供給される溶湯の湯面以下の部分に
ついてのものである。
In this experiment, the primary crystal grain size of the semi-solidified metal, the primary crystal grain size and the uniformity of dispersion were determined by the solidification rate of the molten metal and the shear strain rate at the solid-liquid interface (cooling mold 4).
(Including the shear strain rate of the solid-liquid interface on the inner surface). The solidification rate is the rate of solid phase increase in the cooling mold 4, and depends on the unit molten metal amount and the heat removal amount per unit time. Therefore, the heat removal rate of the cooling mold 4, the cooling area of the cooling mold 4, and the void volume. Controlled by. The cooling area and the void volume are for the portion below the molten metal surface of the supplied molten metal.

【0021】また、それぞれ製造される半凝固金属の固
相率は排出速度(鋳造速度)で制御し、その固相率は冷
却モールド4内下方に接地した熱電対12により測定した
温度に基づいて状態図から決定した。
The solid fraction of each semi-solid metal produced is controlled by the discharge rate (casting rate), and the solid fraction is based on the temperature measured by the thermocouple 12 grounded below the cooling mold 4. Determined from the state diagram.

【0022】そして固化速度は以上のようにして決定し
た固相率と冷却モールド4内の滞留時間とから下記する
(1)式で算出した。 固化速度(s-1)=dfs/dt ----(1) ここで dfs:冷却モールド出口における半凝固金属の固相率 dt :冷却モールド空隙容積(m3)/排出速度(m3
s)
The solidification rate was calculated by the following equation (1) from the solid phase rate determined as described above and the residence time in the cooling mold 4. Solidification rate (s -1 ) = dfs / dt ---- (1) where dfs: solid phase ratio of semi-solidified metal at outlet of cooling mold dt: void volume of cooling mold (m 3 ) / discharge rate (m 3 /
s)

【0023】一方、固液界面のせん断ひずみ速度(冷却
モールド4内面ないしは生成した凝固シェル面における
固液界面のせん断ひずみ速度)は、電磁攪拌における二
重筒内の流動解析を行い算出することが可能であるが、
複雑な解となるためこの厳密解と大きな差がない簡便な
下記する(2)式により計算した。(2)式におけるΩ
M は溶湯攪拌流の平均角速度で下記する(3)式で計算
した。これら(2)、(3)式によると冷却モールド4
内面あるいは固液界面のせん断ひずみ速度γは電磁誘導
コイル3による回転磁界の角速度ΩC 、空運転時の磁束
密度BO 、冷却モールド4の半径や固液界面半径r2
で制御することができる。なお、αの値は対象とする合
金、固相率、電磁誘導コイル3に印加する周波数などで
異なるが、事前に溶湯攪拌実験により攪拌流速を測定し
た結果に基づく下記する(4)式を用いて計算した。
On the other hand, the shear strain rate of the solid-liquid interface (shear strain rate of the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold 4 or the solidified shell surface generated) can be calculated by performing a flow analysis in a double cylinder in electromagnetic stirring. Possible, but
Since this is a complicated solution, there is no big difference from this exact solution, and the calculation is performed by the following simple formula (2). Ω in equation (2)
M is the average angular velocity of the molten metal stirring flow and was calculated by the following equation (3). According to these equations (2) and (3), the cooling mold 4
The shear strain rate γ of the inner surface or the solid-liquid interface can be controlled by the angular velocity Ω C of the rotating magnetic field by the electromagnetic induction coil 3, the magnetic flux density B O during idle operation, the radius of the cooling mold 4 and the solid-liquid interface radius r 2. it can. Although the value of α differs depending on the alloy to be used, the solid fraction, the frequency applied to the electromagnetic induction coil 3, etc., the following formula (4) is used based on the result of measuring the stirring flow velocity in advance by a molten metal stirring experiment. Calculated.

【0024】[0024]

【数1】 なお(2)(3)および(4)式は流動方程式で同心二
重円筒内の定常層流として導出した。
[Equation 1] Equations (2), (3) and (4) are flow equations and are derived as a steady laminar flow in a concentric double cylinder.

【0025】また、冷却モールド4内で成長した凝固シ
ェル厚は操業中に溶湯を抜き出し冷却モールド4内に溶
湯が残留凝固してない場合は凝固シェル厚を直接測定
し、溶湯が残留凝固した場合は負偏析の発生状況から測
定した。また、一部の実験では操業中に冷却モールド4
内へ1〜2種類のトレーサー成分を投入して、段削り試
料の分析等によりそれらの位置を確認して操業中(トレ
ーサー投入時)の凝固シェル厚を測定した。
For the solidified shell thickness grown in the cooling mold 4, when the molten metal is extracted during operation and the molten metal does not remain solidified in the cooling mold 4, the solidified shell thickness is directly measured, and the molten metal remains solidified. Was measured from the occurrence of negative segregation. In some experiments, the cooling mold 4
One or two kinds of tracer components were charged therein, their positions were confirmed by analysis of the stepped sample, and the solidified shell thickness during operation (when the tracer was charged) was measured.

【0026】このように測定した凝固シェル厚から決定
した凝固シェル成長の有り無しを固化速度と固液界面の
せん断ひずみ速度のマトリックス中にプロットしたグラ
フを図4に示す。この図から冷却モールド4内で凝固シ
ェル成長を阻止するためには、固化速度を大きくすると
固液界面のせん断ひずみ速度も大きくする必要があり、
凝固シェル成長の有り無しの境界線は下記する(4)式
であらわすことができる。 γ=8100×dfs/dt ----(4) ここで γ:固液界面のせん断ひずみ速度(s-1) dfs/dt :固化速度(s-1
FIG. 4 is a graph in which the presence or absence of solidified shell growth determined from the solidified shell thickness thus measured is plotted in a matrix of the solidification rate and the shear strain rate at the solid-liquid interface. From this figure, in order to prevent solidified shell growth in the cooling mold 4, it is necessary to increase the shear strain rate at the solid-liquid interface when the solidification rate is increased,
The boundary line with and without the growth of the solidified shell can be expressed by the following equation (4). γ = 8100 × dfs / dt ---- (4) where γ: Shear strain rate of solid-liquid interface (s -1 ) dfs / dt: Solidification rate (s -1 )

【0027】冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ
速度が(4)式で定まる境界値より大きい場合は当然の
ことながら冷却モールド4内面での凝固シェルの成長は
ない。しかし、実操業において、抜熱速度や排出速度な
どの操業条件が変動した場合に凝固シェルを成長させる
ことなく、安定した連続操業を実現するためには、
(4)式で算出される値よりできるだけ大きい冷却モー
ルド4内面のせん断ひずみ速度とすることが好ましい。
When the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is larger than the boundary value determined by the equation (4), naturally, the solidified shell does not grow on the inner surface of the cooling mold 4. However, in actual operation, in order to realize stable continuous operation without growing the solidified shell when operating conditions such as heat removal rate and discharge rate change,
It is preferable to set the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 as large as possible than the value calculated by the expression (4).

【0028】つぎに、初晶粒径とその分散状況、ならび
に加工性などについて以下に述べる。図5は、図1の装
置で鋳造した鋳片について観察した平均結晶粒径におよ
ぼす固化速度の影響を示すグラフで、この図から鋳片の
平均結晶粒径(この結晶粒径は初晶粒径に依存する)
は、固化速度が大きいほど小径化している。
Next, the primary crystal grain size, its dispersion state, workability and the like will be described below. FIG. 5 is a graph showing the effect of the solidification rate on the average crystal grain size observed for the cast piece cast by the apparatus of FIG. 1. From this figure, the average crystal grain size of the cast piece (this crystal grain size is the primary crystal grain Depends on diameter)
Has a smaller diameter as the solidification rate increases.

【0029】図6(a)及び(b)は、固液界面のせん
断ひずみ速度がそれぞれ 200s-1の場合と1000s-1の場
合のAl合金(図1の装置で鋳造)の金属組織写真で、こ
れらの写真から、固液界面のせん断ひずみ速度が小さい
図6(a)では、結晶粒が合体しているのに対し、攪拌
を強化して固液界面のせん断ひずみ速度を増大した図6
(b)は、初晶粒は均一に分散している。これは固液界
面のせん断ひずみ速度が大きい方が攪拌が激しくなり冷
却速度がより均一化するためではないかと推定される。
[0029] FIGS. 6 (a) and (b) is a metal structure photograph of the Al alloy in the case of the case of the 1000 s -1 shear strain rate of the solid-liquid interface is respectively 200 s -1 (cast in the apparatus of FIG. 1) From these photographs, in Fig. 6 (a) where the shear strain rate at the solid-liquid interface is small, while the crystal grains are coalesced, the stirring strain is enhanced to increase the shear strain rate at the solid-liquid interface.
In (b), the primary crystal grains are uniformly dispersed. It is presumed that this is because the higher the shear strain rate at the solid-liquid interface, the more intense the stirring and the more uniform the cooling rate.

【0030】また、図2及び図3の装置で排出した半凝
固金属を銅板間で急冷凝固させた試料の金属組織観察の
結果、固化速度が大きいほど初晶粒が微細化し、固液界
面のせん断ひずみ速度が大きいほど初晶粒径は均一化
し、かつ均一分散することが確かめられた。
Further, as a result of observing the metallographic structure of the sample in which the semi-solidified metal discharged by the apparatus of FIGS. 2 and 3 was rapidly solidified between the copper plates, the larger the solidification rate, the finer the primary crystal grains and the solid-liquid interface. It was confirmed that the higher the shear strain rate, the more uniform the primary crystal grain size and the more uniform dispersion.

【0031】表1に、図1の装置によりAl合金鋳片の
連続鋳造を試みた結果ならびに製造されたAl合金鋳片
について半融状態(固相率:0.30〜0.35)に再加熱し、
ダイキャスト機でチクソ加工した場合の加工製品の充て
ん不良率(n=50)と鋳片の平均結晶粒径、固化速度及
び固液界面のせん断ひずみ速度などとの関係を示し、表
2及び表3に、図2の装置によりAl合金と鋳鉄とにつ
いて、それぞれ半凝固金属の連続排出を試みた結果なら
びに排出されたAl合金と鋳鉄の半凝固金属をダイキャ
スト機によりレオ加工した場合(表2)、及び半凝固金
属を鋳型に受けて凝固させたのち、半融状態(固相率:
0.30〜0.35)に再加熱してダイキャスト機でチクソ加工
(表3)した場合のそれぞれの加工製品の充てん不良率
(n=50)と半凝固金属の初晶粒径、固化速度及び固液
界面のせん断ひずみ速度などとの関係を示し、
In Table 1, the results of the continuous casting of the Al alloy slab using the apparatus of FIG. 1 and the produced Al alloy slab were reheated to a semi-molten state (solid phase ratio: 0.30 to 0.35),
Table 2 and Table showing the relationship between the filling defect rate (n = 50) of the processed product and the average crystal grain size of the slab, the solidification rate, the shear strain rate of the solid-liquid interface, etc. In Fig. 3, the results of continuous discharge of semi-solidified metal of the Al alloy and cast iron by the apparatus of Fig. 2 and the case where the discharged semi-solidified metal of Al alloy and cast iron were rheo-processed by a die casting machine (Table 2 ), And a semi-solid metal are received in a mold and solidified, and then a semi-molten state (solid phase ratio:
Refilling rate (n = 50) of each processed product when reheated to 0.30 to 0.35) and subjected to thixo-processing with a die casting machine (Table 3), primary crystal grain size of semi-solidified metal, solidification rate and solid-liquid Shows the relationship with the shear strain rate of the interface,

【0032】表4及び5に、図3の装置によりAl合金
と鋳鉄とについて、それぞれ半凝固金属の連続排出を試
みた結果ならびに排出されたAl合金と鋳鉄の半凝固金
属を上記と同様にダイキャスト機によりレオ加工(表
4)及びチクソ加工(表5)した場合のそれぞれの加工
製品の充てん不良率(n=50)と半凝固金属の初晶粒
径、固化速度及び固液界面のせん断ひずみ速度などとの
関係を示す。
Tables 4 and 5 show the results of continuous discharge of semi-solidified metal of the Al alloy and cast iron by the apparatus of FIG. 3 and the discharged semi-solidified metal of Al alloy and cast iron in the same manner as described above. Filling failure rate (n = 50) of each processed product when rheo-processed (Table 4) and thixo-processed (Table 5) by a casting machine, primary crystal grain size of semi-solidified metal, solidification rate and shear of solid-liquid interface It shows the relationship with the strain rate.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】[0036]

【表4】 [Table 4]

【0037】[0037]

【表5】 [Table 5]

【0038】これらは、いずれの場合も冷却モールド4
内面におけるせん断ひずみ速度が(4)式の値以下の場
合、すなわち冷却モールド4の内面におけるせん断ひず
み速度の固化速度に対する比の値が8100以下の場合、冷
却モールド4内面に凝固シェルが生成し、生成する凝固
シェルの成長にともなって抜熱速度(固化速度)が減少
し、せん断ひずみ速度の固化速度に対する比が上記値に
なると凝固シェルの成長は阻止される。したがってこの
ような場合であっても、凝固シェルの成長を覚悟すれ
ば、せん断ひずみ速度を大きくすることで固化速度の増
大が可能で初晶粒径の小径化が実現できる。しかし、冷
却モールド4内面に生成する凝固シェルが成長しすぎる
と連続鋳造あるいは連続排出ができなくなる。
In any case, these are the cooling molds 4.
When the shear strain rate on the inner surface is equal to or less than the value of the expression (4), that is, when the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is 8100 or less, a solidified shell is generated on the inner surface of the cooling mold 4, The heat removal rate (solidification rate) decreases with the growth of the solidified shell that is produced, and the growth of the solidified shell is stopped when the ratio of the shear strain rate to the solidification rate reaches the above value. Therefore, even in such a case, if the growth of the solidified shell is prepared, the solidification rate can be increased by increasing the shear strain rate, and the primary crystal grain size can be reduced. However, if the solidified shell formed on the inner surface of the cooling mold 4 grows too much, continuous casting or continuous discharge cannot be performed.

【0039】一方、凝固シェルが成長しない条件である
冷却モールド4内面のせん断ひずみ速度の固化速度に対
する比が8100より大きい場合、トラブルなく連続鋳造あ
るいは連続排出が可能で、固化速度に依存する結晶粒径
又は初晶粒径が小さく、固液界面のせん断ひずみ速度が
大きいほどダイキャストにおける充てん不良率は小さく
なっていて加工性は向上する。
On the other hand, when the ratio of the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate, which is a condition in which the solidified shell does not grow, is larger than 8100, continuous casting or continuous discharge is possible without trouble, and the crystal grains depending on the solidification rate. The smaller the diameter or the primary crystal grain size and the higher the shear strain rate at the solid-liquid interface, the smaller the filling failure rate in die casting and the better the workability.

【0040】以上、この発明によれば、溶湯を冷却モー
ルド内で冷却下に電磁力により攪拌する半凝固金属の製
造方法において、固液界面のせん断ひずみ速度に対する
固化速度の比を適正化することにより、冷却モールド内
での凝固シェルの成長が阻止されて安定した連続操業を
可能にする。そして、その結果溶湯の固化速度を増大で
きるようになり、初晶粒の微細化を容易にする。また、
固化速度の増加と相まって固液界面のせん断ひずみ速度
を大きくすることにより微細初晶粒の粒径及び分散の均
一化ができ、チクソ加工、レオ加工、その他鍛造用素材
として加工性の良好な半凝固金属材料を安定して連続生
産することができる。
As described above, according to the present invention, in a method for producing a semi-solid metal in which a molten metal is stirred in a cooling mold under cooling by electromagnetic force, the ratio of the solidification rate to the shear strain rate at the solid-liquid interface is optimized. This prevents the solidified shell from growing in the cooling mold and enables stable continuous operation. As a result, it becomes possible to increase the solidification rate of the molten metal and facilitate the refining of the primary crystal grains. Also,
By increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface in combination with the increase in solidification rate, the particle size and dispersion of fine primary crystal grains can be made uniform, and semi-processable as a material for thixo-processing, rheo-processing, and other forging. A solidified metal material can be stably and continuously produced.

【0041】[0041]

【実施例】【Example】

実施例1 前掲図1に示した連続鋳造機をそなえた電磁攪拌法によ
る半凝固金属製造装置の冷却モールド4の上方より浸漬
ノズル2を介して供給した AC4C (Al合金)溶湯を、種
々条件をかえて該モールド内で冷却下に電磁誘導コイル
3により電磁攪拌して凝固を生起させて半凝固金属と
し、ついで急冷連続モールド5により表面に凝固シェル
を形成させて形状化したのち、冷却水スプレー6により
冷却して鋳片14とし引き抜きロール7でそれぞれの鋳片
を引き抜いた。
Example 1 The AC4C (Al alloy) molten metal supplied from above the cooling mold 4 of the semi-solidified metal manufacturing apparatus using the electromagnetic stirring method equipped with the continuous casting machine shown in FIG. On the contrary, in the mold, while being cooled, it is electromagnetically stirred by the electromagnetic induction coil 3 to cause solidification to form a semi-solidified metal, and then a rapid cooling continuous mold 5 is used to form a solidified shell on the surface and shape it, and then a cooling water spray is formed. The slab was cooled by 6 to form a slab 14 and each slab was drawn by a drawing roll 7.

【0042】上記において、固化速度は、冷却モールド
4の抜熱速度と冷却面積及び容積により制御し、冷却モ
ールド4内の下端に設置した熱電対12の測定温度と合金
の状態図とから定めた固相率と、冷却モールド4内の滞
留時間により前記(1)式で計算した。なお、固相率は
鋳造速度により調整した。
In the above, the solidification rate is controlled by the heat removal rate of the cooling mold 4, the cooling area and the volume, and is determined from the measured temperature of the thermocouple 12 installed at the lower end of the cooling mold 4 and the state diagram of the alloy. The solid phase ratio and the residence time in the cooling mold 4 were used to calculate by the above formula (1). The solid fraction was adjusted by the casting speed.

【0043】固液界面のせん断ひずみ速度は、冷却モー
ルド4内の溶湯攪拌流の平均角速度ΩM を電磁誘導コイ
ル3に印加する電流と周波数等により前記(3)式によ
り制御し前記(2)式により計算した。なお、(2)、
(3)式において空転時の電磁誘導コイル3内磁束密度
O は該コイル内での測定値とその際該コイルに印加し
た電流と周波数との関数として定式化して用いた。ま
た、磁気効率αはあらかじめ溶湯の攪拌実験で測定した
冷却モールド4の1/2半径部の溶湯の周流速を用いて
(4)式により決定した。冷却モールド4内の凝固シェ
ル厚は操業中に溶湯を下方に抜き出すことにより残存す
る凝固シェル厚の測定と操業中に添加するトレーサー成
分の存在位置の測定により行って、凝固シェルの成長の
有無を調査した。
The shear strain rate at the solid-liquid interface is controlled by the equation (3) according to the current and frequency applied to the electromagnetic induction coil 3 by controlling the average angular velocity Ω M of the molten metal stirring flow in the cooling mold 4 and the above (2). Calculated by the formula. Note that (2),
In the equation (3), the magnetic flux density B O in the electromagnetic induction coil 3 during idling was formulated as a function of the measured value in the coil and the current and frequency applied to the coil at that time and used. Further, the magnetic efficiency α was determined by the equation (4) using the circumferential flow velocity of the molten metal in the ½ radius portion of the cooling mold 4 which was previously measured in the molten metal stirring experiment. The thickness of the solidified shell in the cooling mold 4 is determined by measuring the thickness of the solidified shell remaining by extracting the molten metal downward during the operation and the position of the tracer component added during the operation to determine whether the solidified shell has grown. investigated.

【0044】このようにして測定した凝固シェル厚から
定めた凝固シェル成長の有り無しを固化速度と固液界面
のせん断ひずみ速度のマトリックス中に整理したグラフ
が前掲図4であり、冷却モールド4の内面の凝固シェル
成長の有り無しの境界条件は前記(4)式であらわすこ
とができる。したがって、冷却モールド4の内面の凝固
シェルの成長を防止し、かつ加工性の良好な半凝固金属
を得るためには、凝固組織の微細化に必要な高固化速度
において、冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ速
度が(4)式を満足する値以上とすることが重要にな
る。この冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ速度
が(4)式の境界条件に比し大きい場合、抜熱速度や鋳
造速度などの操業条件が変動しても凝固シェルの成長に
は至ることなく安定操業ができることから、冷却モール
ド4内面におけるせん断ひずみ速度は可能なかぎり大き
い方が好ましい。なお、冷却モールド4内面における固
液界面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比が8100
より若干小さい場合、上記値が8100になるまで冷却モー
ルド4内面にわずかに凝固シェルが成長するが、冷却モ
ールド4内面に成長した凝固シェルは下向きに引き抜か
れ連続鋳造が可能である。この場合においても、固化速
度の増大は固液界面のせん断ひずみ速度を大きくするこ
とにより連続鋳造は可能でその加工用素材としての加工
性も良好になる。
A graph in which the presence or absence of solidified shell growth determined from the solidified shell thickness thus measured is arranged in a matrix of the solidification rate and the shear strain rate at the solid-liquid interface is shown in FIG. The boundary condition with and without the solidified shell growth on the inner surface can be expressed by the above equation (4). Therefore, in order to prevent the growth of the solidified shell on the inner surface of the cooling mold 4 and to obtain a semi-solidified metal having good workability, shearing on the inner surface of the cooling mold 4 is performed at a high solidification rate necessary for refining the solidified structure. It is important that the strain rate be equal to or higher than the value satisfying the equation (4). When the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is higher than the boundary condition of the equation (4), stable operation can be achieved without the solidified shell growing even if the operating conditions such as the heat removal rate and the casting rate change. Therefore, the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is preferably as high as possible. The ratio of the shear strain rate at the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate was 8100.
When the value is slightly smaller, the solidified shell slightly grows on the inner surface of the cooling mold 4 until the above value reaches 8100, but the solidified shell grown on the inner surface of the cooling mold 4 is pulled out downward and continuous casting is possible. Also in this case, the solidification rate can be increased by increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface to enable continuous casting, and the workability as a material for the processing is improved.

【0045】このようにして製造した鋳片の平均結晶粒
径と固化速度との関係を示すグラフが前掲図5である。
この図から明らかなように、固化速度が大きいほど半凝
固金属の初晶粒に依存する結晶粒は微細化する。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the average crystal grain size and the solidification rate of the slab thus produced.
As is clear from this figure, the larger the solidification rate, the finer the crystal grains depending on the primary crystal grains of the semi-solidified metal.

【0046】また、図6(a)及び(b)は同一の固化
速度:0.02で固液界面のせん断ひずみ速度が小さい場合
(a)と大きい場合(b)の鋳片の金属組織写真であ
る。これらの金属組織写真から固液界面のせん断ひずみ
速度を大きくした方が結晶粒径及び分散状態はより均一
化されることを示していて、この結晶粒径を均一化する
という観点からも固液界面のせん断ひずみ速度は大きい
方が好ましい。
6 (a) and 6 (b) are photographs of the metallographic structures of the slabs when the solidification rate is 0.02 and the shear strain rate at the solid-liquid interface is small (a) and large (b). . From these metallographic photographs, it is shown that increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface results in more uniform crystal grain size and dispersed state. The shear strain rate at the interface is preferably high.

【0047】以上のように、操業の安定化と鋳片の金属
組織を均一化するためには、冷却モールド4内での攪拌
力を強化しせん断ひずみ速度をできるだけ大きくするこ
とが有利である。
As described above, in order to stabilize the operation and homogenize the metal structure of the slab, it is advantageous to strengthen the stirring force in the cooling mold 4 and maximize the shear strain rate.

【0048】つぎに、上記により連続鋳造を試みた結果
ならびに製造された各鋳片を固相率0.30〜0.35の範囲の
半融状態に再加熱して、ダイキャスト機によりチクソ加
工した時の加工製品の充てん不良率(n=50)と鋳片の
平均結晶粒径、固化速度及び冷却モールド4内面のせん
断ひずみ速度などとの関係が前記した表1であり、この
表1から冷却モールド4内面のせん断ひずみ速度の固化
速度に対する比の値が8000以下では連続鋳造が困難であ
る。また、上記値が8000以上で8100より小さい場合、冷
却モールド4内面に生成する凝固シェルと溶湯の固液界
面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比が8100にな
るまで凝固シェルが成長するが連続鋳造は可能で、この
場合固化速度の増大は固液界面のせん断ひずみ速度を大
きくすることで可能となり表1からも明らかなように加
工性が良好になる。さらに連続鋳造が可能な上記値が80
00超えの場合において、チクソ加工における充てん不良
発生率は、平均結晶粒径を固化速度の増大により微細化
し、固液界面のせん断ひずみ速度を大きくして結晶粒径
を均一化することにより改善できることが分かる。な
お、加工製品の充てん不良率は目視と密度測定により行
った。
Next, as a result of the continuous casting as described above, and the produced slabs are reheated to a semi-molten state having a solid fraction of 0.30 to 0.35 and thixo-processed by a die casting machine. The relationship between the filling failure rate (n = 50) of the product, the average crystal grain size of the slab, the solidification rate, and the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 is shown in Table 1 above. If the ratio of shear strain rate to solidification rate is less than 8000, continuous casting is difficult. When the above value is 8000 or more and less than 8100, the solidified shell grows until the ratio of the shear strain rate at the solid-liquid interface of the molten metal to the solidification rate generated on the inner surface of the cooling mold 4 becomes 8100, but continuous casting is performed. In this case, the solidification rate can be increased by increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface, and as shown in Table 1, the workability is improved. Furthermore, the above value that allows continuous casting is 80
In the case of more than 00, the filling failure occurrence rate in thixoprocessing can be improved by making the average grain size finer by increasing the solidification rate and increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface to make the grain size uniform. I understand. The defective filling rate of processed products was determined by visual inspection and density measurement.

【0049】実施例2 前掲図2に示した排出速度制御用スライディングノズル
をそなえた電磁攪拌法による半凝固金属製造装置を用い
AC4C (Al合金)と鋳鉄について、種々条件を変えて、
排出固相率が 0.3となるようにスライディングノズル9
の開度により排出速度を制御することで調整しそれぞれ
半凝固金属の連続排出を試みた。
Example 2 The semi-solid metal producing apparatus by the electromagnetic stirring method equipped with the sliding nozzle for controlling the discharge rate shown in FIG. 2 was used.
For AC4C (Al alloy) and cast iron, changing various conditions,
Sliding nozzle 9 so that the discharge solid phase ratio becomes 0.3
The discharge rate was controlled by controlling the opening of the semi-solid metal and the continuous discharge of semi-solidified metal was tried.

【0050】この結果、冷却モールド4内面のせん断ひ
ずみ速度を、固化速度との関係の前記(4)式の値以上
とすることで冷却モールド4内の凝固シェルの成長を阻
止できることが、実施例1と同様の調査方法により確認
できた。
As a result, the growth of the solidified shell in the cooling mold 4 can be prevented by setting the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 to be equal to or more than the value of the above equation (4) with respect to the solidification rate. It could be confirmed by the same investigation method as in 1.

【0051】また、上記により連続排出を試みた結果、
ならびに排出された半凝固金属を、熱伝導率が非常に小
さなカオウール製の容器に受け、ダイキャスト機まで移
送したのち、ダイキャスト機でレオ加工した加工製品の
充てん不良率(n=50)と半凝固金属の平均初晶粒径、
固化速度及び冷却モールド4内面のせん断ひずみ速度な
どとの関係が前記した表2である。一方排出されたそれ
ぞれの半凝固金属を、一度鋳型に受けて冷却凝固させた
のち固相率が0.30〜0.35の範囲の半融状態に再加熱して
ダイキャスト機によりチクソ加工した製品の充てん不良
率(n=50)と半凝固金属の平均初晶粒径、固化速度及
び冷却モールド4内面でのせん断ひずみ速度との関係が
前記した表3である。
Further, as a result of attempting continuous discharge as described above,
Also, the discharged semi-solidified metal is received in a container made of kao wool, which has a very low thermal conductivity, transferred to a die-casting machine, and then the filling failure rate (n = 50) of the processed product rheo-processed by the die-casting machine. Average primary crystal grain size of semi-solid metal,
Table 2 shows the relationship between the solidification rate and the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4. On the other hand, each discharged semi-solidified metal is once received in a mold, cooled and solidified, then re-heated to a semi-molten state with a solid fraction of 0.30 to 0.35, and thixotropic processed by a die casting machine. Table 3 shows the relationship among the ratio (n = 50), the average primary crystal grain size of the semi-solidified metal, the solidification rate, and the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4.

【0052】表2から冷却モールド4内面のせん断ひず
み速度の固化速度に対する比の値が8100より若干小さい
場合、冷却モールド4内面に生成する凝固シェルと溶湯
との固液界面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比
の値が8100になるまで凝固シェルは成長するが、その厚
さは薄く連続排出は可能である。この場合、表2に示す
ごとく固液界面のせん断ひずみ速度を増大して固化速度
を増大すれば加工性は改善される。この理由は固化速度
とせん断ひずみ速度が大きい場合、初晶粒が小径化し均
一分散するためと考えられる。なお冷却モールド4内面
のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比が非常に小さ
い場合、冷却モールド4内面に成長する凝固シェルが極
めて厚くなるため排出が困難になる。一方、表2及び3
から明らかなように、連続排出が可能な上記値が8000超
えの場合において、レオ加工、チクソ加工の場合とも、
固化速度を大きくして排出半凝固金属の初晶粒を微細化
し、固液界面のせん断ひずみ速度を大きくすることによ
り充てん不良率は小さくなり、加工性が良好であること
が分かる。
From Table 2, when the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is slightly smaller than 8100, the shear strain rate on the solid-liquid interface between the solidified shell and the molten metal formed on the inner surface of the cooling mold 4 is solidified. The solidified shell grows until the ratio to speed value reaches 8100, but its thickness is thin and continuous discharge is possible. In this case, as shown in Table 2, if the shear strain rate at the solid-liquid interface is increased and the solidification rate is increased, the workability is improved. It is considered that the reason is that when the solidification rate and the shear strain rate are high, the primary crystal grains are reduced in size and uniformly dispersed. When the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is very small, the solidified shell growing on the inner surface of the cooling mold 4 becomes extremely thick, which makes discharge difficult. On the other hand, Tables 2 and 3
As is clear from the above, in the case where the above-mentioned value capable of continuous discharge exceeds 8000, both in the case of rheo processing and thixo processing,
It can be seen that by increasing the solidification rate to refine the primary crystal grains of the discharged semi-solidified metal and increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface, the filling failure rate is reduced and the workability is good.

【0053】実施例3 前掲図3に示した排出速度制御用ストッパーをそなえた
電磁攪拌法による半凝固金属製造装置を用い AC4C (Al
合金)と鋳鉄について、種々条件を変えて、排出固相率
が 0.3となるようにストッパー11の開度により排出速度
を制御することで調整しそれぞれ半凝固金属の連続排出
を試みた。
Example 3 AC4C (Al was used by using a semi-solidified metal production apparatus by the electromagnetic stirring method equipped with the stopper for discharging rate control shown in FIG. 3 above.
Alloy) and cast iron, various conditions were changed, and the discharge rate was controlled by the opening degree of the stopper 11 so that the discharge solid phase ratio was 0.3, and the continuous discharge of semi-solidified metal was tried.

【0054】この結果、冷却モールド4内面のせん断ひ
ずみ速度を、固化速度との関係の前記(4)式の値以上
とすることで冷却モールド4内の凝固シェルの成長を阻
止できることが、実施例1と同様の調査方法により確認
できた。
As a result, it is possible to prevent the growth of the solidified shell in the cooling mold 4 by setting the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to be equal to or more than the value of the equation (4) in relation to the solidification rate. It could be confirmed by the same investigation method as in 1.

【0055】また、上記により連続排出を試みた結果、
ならびに排出された半凝固金属を、実施例2と同様にし
てダイキャスト機でレオ加工及びチクソ加工した加工製
品の充てん不良率(n=50)と半凝固金属の平均初晶粒
径、固化速度及び冷却モールド4内面の固液界面のせん
断ひずみ速度などとの関係が前記した表4(レオ加工)
及び5(チクソ加工)である。
As a result of attempting continuous discharge as described above,
And the discharged semi-solid metal was subjected to rheo-processing and thixo-processing by a die casting machine in the same manner as in Example 2, the filling failure rate (n = 50), the average primary crystal grain size of the semi-solid metal, and the solidification rate. And the relationship with the shear strain rate of the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold 4 described above (Table 4 (Rheo processing))
And 5 (thixo processed).

【0056】表4から冷却モールド4内面のせん断ひず
み速度の固化速度に対する比の値が8100より若干小さい
場合、冷却モールド4内面に生成する凝固シェルと溶湯
との固液界面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比
の値が8100 になるまで凝固シェルは成長するが、その
厚さは薄く連続排出は可能である。この場合、表4に示
すごとく固液界面のせん断ひずみ速度を増大して固化速
度を増大すれば加工性は改善される。この理由は固化速
度とせん断ひずみ速度が大きい場合、初晶粒が小径化し
均一分散するためと考えられる。なお冷却モールド4内
面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比が非常に小
さい場合、冷却モールド4内面に成長する凝固シェルが
極めて厚くなるため排出が困難になる。一方、表4及び
5から明らかなように、連続排出が可能な上記値が8000
超えの場合において、レオ加工、チクソ加工の場合と
も、固化速度を大きくして排出半凝固金属の初晶粒を微
細化し、固液界面のせん断ひずみ速度を大きくすること
により充てん不良率は小さくなり、加工性がより良好で
あることが分かる。
From Table 4, when the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is slightly smaller than 8100, the solidification of the shear strain rate on the solid-liquid interface between the solidified shell and the molten metal formed on the inner surface of the cooling mold 4 is solidified. The solidified shell grows until the ratio to speed value reaches 8100, but its thickness is thin and continuous discharge is possible. In this case, as shown in Table 4, the workability is improved by increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface and increasing the solidification rate. It is considered that the reason is that when the solidification rate and the shear strain rate are high, the primary crystal grains are reduced in size and uniformly dispersed. When the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is very small, the solidified shell growing on the inner surface of the cooling mold 4 becomes extremely thick, which makes discharge difficult. On the other hand, as is clear from Tables 4 and 5, the above value that allows continuous emission is 8000.
In the case of exceeding, both in the case of rheo processing and thixo processing, the solidification rate is increased to refine the primary crystal grains of the discharged semi-solidified metal, and the failure rate of filling is reduced by increasing the shear strain rate of the solid-liquid interface. It can be seen that the workability is better.

【0057】[0057]

【発明の効果】この発明は、冷却モールド内にて、溶湯
を冷却下に電磁攪拌して微細な非樹枝状初晶粒が懸濁し
た固液混相スラリーとする半凝固金属の製造方法におい
て、冷却モールド内面における固液界面のせん断ひずみ
速度に対する固化速度の比の値を8000超えとするもので
あり、この発明によれば、冷却モールド内に生成する凝
固シェルの成長を阻止して、安定した連続操業と高固化
速度を実現でき、その結果初晶粒の微細化と均一分散化
した加工性の良好な半凝固金属の安定した連続排出なら
びに連続鋳造を容易にする。そしてこのようにして製造
した半凝固金属材料は、レオ加工、チクソ加工及び鋳造
用素材として、ニアネットシェーププロセスを有利に実
現し、加工エネルギーの大幅な削減や、半凝固金属を用
いた新材料の開発の可能性を増大する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a method for producing a semi-solid metal in which a molten metal is electromagnetically stirred under cooling in a cooling mold to form a solid-liquid mixed phase slurry in which fine non-dendritic primary crystal grains are suspended. The value of the ratio of the solidification rate to the shear strain rate of the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold is set to more than 8000, and according to the present invention, the growth of the solidified shell generated in the cooling mold is prevented, and the stability is stabilized. Continuous operation and high solidification rate can be realized, and as a result, stable continuous discharge and continuous casting of semi-solidified metal with good workability in which primary crystal grains are finely divided and uniformly dispersed are facilitated. The semi-solidified metal material produced in this way is a material for rheo-processing, thixo-processing and casting, which realizes the near net shape process advantageously, greatly reducing the processing energy and a new material using semi-solidified metal. Increase the potential for development.

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

【図1】連続鋳造機をそなえた電磁攪拌法による半凝固
金属製造装置の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of an apparatus for producing semi-solid metal by an electromagnetic stirring method equipped with a continuous casting machine.

【図2】排出速度制御用のスライディングノズルをそな
えた電磁攪拌法による半凝固金属製造装置の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory view of a semi-solidified metal production apparatus by a magnetic stirring method provided with a sliding nozzle for controlling a discharge rate.

【図3】排出速度制御用のストッパーをそなえた電磁攪
拌法による半凝固金属製造装置の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a semi-solidified metal manufacturing apparatus by a magnetic stirring method provided with a stopper for controlling a discharging speed.

【図4】凝固シェル成長の有り無しを固化速度と固液界
面のせん断ひずみ速度のマトリックス中にプロットした
グラフである。
FIG. 4 is a graph in which a solidification rate and a shear strain rate at a solid-liquid interface are plotted in a matrix with and without solidified shell growth.

【図5】鋳片の平均結晶粒径におよぼす固化速度の影響
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the effect of the solidification rate on the average crystal grain size of a cast slab.

【図6】(a)は、固液界面のせん断ひずみ速度が 200
-1の場合の鋳片の金属組織写真である。(b)は、固
液界面のせん断ひずみ速度が1000s-1の場合の鋳片の金
属組織写真である。
FIG. 6 (a) shows a shear strain rate of 200 at the solid-liquid interface.
It is a metallographic photograph of the slab in the case of s -1 . (B) is a metallographic photograph of a slab when the shear strain rate at the solid-liquid interface is 1000 s −1 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タンディッシュ 2 浸漬ノズル 3 電磁誘導コイル 4 冷却モールド 5 急冷連鋳モールド 6 冷却水スプレー 7 引抜きロール 8 排出口 9 スライディングノズル 10 スライディングノズル制御用モーター 11 ストッパー 12 熱電対 13 半凝固金属 14 鋳片 1 Tundish 2 Immersion Nozzle 3 Electromagnetic Induction Coil 4 Cooling Mold 5 Quenching Continuous Casting Mold 6 Cooling Water Spray 7 Cooling Water Spray 7 Drawing Roll 8 Discharge Port 9 Sliding Nozzle 10 Sliding Nozzle Control Motor 11 Stopper 12 Thermocouple 13 Semi-solid Metal 14 Cast Piece

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年12月16日[Submission date] December 16, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】一方、固液界面のせん断ひずみ速度(冷却
モールド4内面ないしは生成した凝固シェル面における
固液界面のせん断ひずみ速度)は、電磁攪拌における二
重円筒内の流動解析を行い算出することが可能である
が、複雑な解となるためこの厳密解と大きな差がない簡
便な下記する(2)式により計算した。(2)式におけ
るΩM は溶湯攪拌流の平均角速度で下記する(3)式で
計算した。これら(2)、(3)式によると冷却モール
ド4内面あるいは固液界面のせん断ひずみ速度γは電磁
誘導コイル3による回転磁界の角速度ΩC 、空運転時の
磁束密度BO 、冷却モールド4の半径や固液界面半径r
2 等で制御することができる。なお、αの値は対象とす
る合金、固相率、電磁誘導コイル3に印加する周波数な
どで異なるが、事前に溶湯攪拌実験により攪拌流速を測
定した結果に基づく下記する(4)式を用いて計算し
た。
On the other hand, the shear strain rate of the solid-liquid interface (shear strain rate of the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold 4 or the solidified shell surface generated) can be calculated by performing a flow analysis in a double cylinder in electromagnetic stirring. Although it is possible, since it is a complicated solution, it is calculated by the following simple formula (2), which is not much different from this exact solution. Ω M in the equation (2) is an average angular velocity of the molten metal stirring flow and is calculated by the following equation (3). According to these equations (2) and (3), the shear strain rate γ of the inner surface of the cooling mold 4 or the solid-liquid interface is the angular velocity Ω C of the rotating magnetic field by the electromagnetic induction coil 3, the magnetic flux density B O during idle operation, and the cooling mold 4 Radius or solid-liquid interface radius r
It can be controlled by 2 etc. Although the value of α differs depending on the alloy to be used, the solid fraction, the frequency applied to the electromagnetic induction coil 3, etc., the following formula (4) is used based on the result of measuring the stirring flow velocity in advance by a molten metal stirring experiment. Calculated.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】このように測定した凝固シェル厚から決定
した凝固シェル成長の有り無しを固化速度と固液界面の
せん断ひずみ速度のマトリックス中にプロットしたグラ
フを図4に示す。この図から冷却モールド4内で凝固シ
ェル成長を阻止するためには、固化速度を大きくすると
固液界面のせん断ひずみ速度も大きくする必要があり、
凝固シェル成長の有り無しの境界線は下記する(5)式
であらわすことができる。 γ=8100×dfs/dt ----(5) ここで γ:固液界面のせん断ひずみ速度(s-1) dfs/dt :固化速度(s-1
FIG. 4 is a graph in which the presence or absence of solidified shell growth determined from the solidified shell thickness thus measured is plotted in a matrix of the solidification rate and the shear strain rate at the solid-liquid interface. From this figure, in order to prevent solidified shell growth in the cooling mold 4, it is necessary to increase the shear strain rate at the solid-liquid interface when the solidification rate is increased,
The boundary line with and without the growth of the solidified shell can be expressed by the following equation (5). γ = 8100 × dfs / dt ---- (5) where γ: Shear strain rate of solid-liquid interface (s -1 ) dfs / dt: Solidification rate (s -1 )

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ
速度が(5)式で定まる境界値より大きい場合は当然の
ことながら冷却モールド4内面での凝固シェルの成長は
ない。しかし、実操業において、抜熱速度や排出速度な
どの操業条件が変動した場合に凝固シェルを成長させる
ことなく、安定した連続操業を実現するためには、
(5)式で算出される値よりできるだけ大きい冷却モー
ルド4内面のせん断ひずみ速度とすることが好ましい。
When the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is larger than the boundary value determined by the equation (5), the solidified shell naturally does not grow on the inner surface of the cooling mold 4. However, in actual operation, in order to realize stable continuous operation without growing the solidified shell when operating conditions such as heat removal rate and discharge rate change,
It is preferable to set the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 as large as possible than the value calculated by the equation (5).

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Name of item to be corrected] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0037】[0037]

【表5】 [Table 5]

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0038[Correction target item name] 0038

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0038】これらは、いずれの場合も冷却モールド4
内面におけるせん断ひずみ速度が(5)式の値以下の場
合、すなわち冷却モールド4の内面におけるせん断ひず
み速度の固化速度に対する比の値が8100以下の場合、冷
却モールド4内面に凝固シェルが生成し、生成する凝固
シェルの成長にともなって抜熱速度(固化速度)が減少
し、せん断ひずみ速度の固化速度に対する比が上記値に
なると凝固シェルの成長は阻止される。したがってこの
ような場合であっても、凝固シェルの成長を覚悟すれ
ば、せん断ひずみ速度を大きくすることで固化速度の増
大が可能で初晶粒径の小径化が実現できる。しかし、冷
却モールド4内面に生成する凝固シェルが成長しすぎる
と連続鋳造あるいは連続排出ができなくなる。
In any case, these are the cooling molds 4.
When the shear strain rate on the inner surface is less than or equal to the value of the expression (5), that is, when the value of the ratio of the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate is 8100 or less, a solidified shell is generated on the inner surface of the cooling mold 4, The heat removal rate (solidification rate) decreases with the growth of the solidified shell that is produced, and the growth of the solidified shell is stopped when the ratio of the shear strain rate to the solidification rate reaches the above value. Therefore, even in such a case, if the growth of the solidified shell is prepared, the solidification rate can be increased by increasing the shear strain rate, and the primary crystal grain size can be reduced. However, if the solidified shell formed on the inner surface of the cooling mold 4 grows too much, continuous casting or continuous discharge cannot be performed.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0044[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0044】このようにして測定した凝固シェル厚から
定めた凝固シェル成長の有り無しを固化速度と固液界面
のせん断ひずみ速度のマトリックス中に整理したグラフ
が前掲図4であり、冷却モールド4の内面の凝固シェル
成長の有り無しの境界条件は前記(5)式であらわすこ
とができる。したがって、冷却モールド4の内面の凝固
シェルの成長を防止し、かつ加工性の良好な半凝固金属
を得るためには、凝固組織の微細化に必要な高固化速度
において、冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ速
度が(5)式を満足する値以上とすることが重要にな
る。この冷却モールド4内面におけるせん断ひずみ速度
が(5)式の境界条件に比し大きい場合、抜熱速度や鋳
造速度などの操業条件が変動しても凝固シェルの成長に
は至ることなく安定操業ができることから、冷却モール
ド4内面におけるせん断ひずみ速度は可能なかぎり大き
い方が好ましい。なお、冷却モールド4内面における固
液界面のせん断ひずみ速度の固化速度に対する比が8100
より若干小さい場合、上記値が8100になるまで冷却モー
ルド4内面にわずかに凝固シェルが成長するが、冷却モ
ールド4内面に成長した凝固シェルは下向きに引き抜か
れ連続鋳造が可能である。この場合においても、固化速
度の増大は固液界面のせん断ひずみ速度を大きくするこ
とにより連続鋳造は可能でその加工用素材としての加工
性も良好になる。
A graph in which the presence or absence of solidified shell growth determined from the solidified shell thickness thus measured is arranged in a matrix of the solidification rate and the shear strain rate at the solid-liquid interface is shown in FIG. The boundary condition with and without the solidified shell growth on the inner surface can be expressed by the above equation (5). Therefore, in order to prevent the growth of the solidified shell on the inner surface of the cooling mold 4 and to obtain a semi-solidified metal having good workability, shearing on the inner surface of the cooling mold 4 is performed at a high solidification rate necessary for refining the solidified structure. It is important that the strain rate be equal to or higher than the value satisfying the expression (5). When the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is higher than the boundary condition of the equation (5), stable operation can be achieved without causing the solidified shell to grow even if the operating conditions such as the heat removal rate and the casting rate change. Therefore, the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 is preferably as high as possible. The ratio of the shear strain rate at the solid-liquid interface on the inner surface of the cooling mold 4 to the solidification rate was 8100.
When the value is slightly smaller, the solidified shell slightly grows on the inner surface of the cooling mold 4 until the above value becomes 8100, but the solidified shell grown on the inner surface of the cooling mold 4 is pulled out downward and continuous casting is possible. Also in this case, the solidification rate can be increased by increasing the shear strain rate at the solid-liquid interface to enable continuous casting, and the workability as a material for the processing is improved.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0050[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0050】この結果、冷却モールド4内面のせん断ひ
ずみ速度を、固化速度との関係の前記(5)式の値以上
とすることで冷却モールド4内の凝固シェルの成長を阻
止できることが、実施例1と同様の調査方法により確認
できた。
As a result, it is possible to prevent the growth of the solidified shell in the cooling mold 4 by setting the shear strain rate on the inner surface of the cooling mold 4 to be equal to or more than the value of the equation (5) in relation to the solidification rate. It could be confirmed by the same investigation method as in 1.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0054[Correction target item name] 0054

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0054】この結果、冷却モールド4内面のせん断ひ
ずみ速度を、固化速度との関係の前記(5)式の値以上
とすることで冷却モールド4内の凝固シェルの成長を阻
止できることが、実施例1と同様の調査方法により確認
できた。
As a result, it is possible to prevent the growth of the solidified shell in the cooling mold 4 by setting the shear strain rate of the inner surface of the cooling mold 4 to be equal to or more than the value of the equation (5) in relation to the solidification rate. It could be confirmed by the same investigation method as in 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 広芳 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式会 社レオテック内 (72)発明者 難波 明彦 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式会 社レオテック内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyoshi Takahashi, 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Stock Company Rheotec (72) Akihiko Namba 1, Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba Stock Company In rheotech

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒状の冷却モールドの上方より供給する
溶湯を、冷却下に電磁力により攪拌して粒子の細かい非
樹枝状初晶が懸濁した固液混合相スラリーとする半凝固
金属の製造方法において、 冷却モールド内面における固液界面せん断ひずみ速度の
溶湯固化速度に対する比の値を8000超えとすることによ
り、冷却モールド内での凝固シェルの成長を阻止し、抜
熱速度の低下を防止して高固化速度を維持し、初晶粒の
粗大化を防止することを特徴とする電磁攪拌法による加
工性の良好な半凝固金属材料の連続製造方法。
1. A semi-solid metal which is a solid-liquid mixed phase slurry in which a non-dendritic primary crystal having fine particles is suspended by stirring a molten metal supplied from above a cylindrical cooling mold by electromagnetic force under cooling. In the manufacturing method, the ratio of the solid-liquid interface shear strain rate to the melt solidification rate on the inner surface of the cooling mold is set to more than 8000 to prevent the solidified shell from growing in the cooling mold and prevent the heat removal rate from decreasing. A continuous production method of a semi-solid metal material having good workability by an electromagnetic stirring method, which is characterized by maintaining a high solidification rate and preventing coarsening of primary crystal grains.
【請求項2】 冷却モールド内面における固液界面せん
断ひずみ速度の溶湯固化速度に対する比の8000超え
の値が、冷却モールドの抜熱速度、容積及び冷却面積に
よる固化速度の調整と、電磁力での攪拌流速による固液
界面のせん断ひずみ速度の調整とによるものである請求
項1に記載の電磁攪拌法による加工性の良好な半凝固金
属材料の連続製造方法。
2. A value of more than 8000 of the ratio of the solid-liquid interface shear strain rate to the melt solidification rate on the inner surface of the cooling mold is adjusted by the heat removal rate of the cooling mold, the volume and the cooling area and the electromagnetic force. The method for continuously producing a semi-solid metal material having good workability by the electromagnetic stirring method according to claim 1, which is based on the adjustment of the shear strain rate at the solid-liquid interface by the stirring flow rate.
【請求項3】 請求項1又は2により製造した半凝固金
属を、冷却モールドの下端に配置した排出速度制御用の
スライディングノズルを介して排出することを特徴とす
る電磁攪拌法による加工性の良好な半凝固金属材料の連
続製造方法。
3. A semi-solid metal produced according to claim 1 or 2 is discharged through a sliding nozzle for discharging speed control arranged at a lower end of a cooling mold, which has good workability by an electromagnetic stirring method. Continuous manufacturing method for simple semi-solid metal materials.
【請求項4】 請求項1又は2により製造した半凝固金
属を、冷却モールドの下端に配置した排出速度制御用の
ストッパーを介して排出することを特徴とする電磁攪拌
法による加工性の良好な半凝固金属材料の連続製造方
法。
4. The semi-solid metal produced according to claim 1 or 2 is discharged through a stopper for discharging speed control arranged at a lower end of a cooling mold, which has good workability by an electromagnetic stirring method. Continuous production method of semi-solid metal materials.
【請求項5】 請求項1又は2により製造した半凝固金
属を、冷却モールドの下端に設けた急冷連鋳モールドに
より連続的に鋳造することを特徴とする電磁攪拌法によ
る加工性の良好な半凝固金属材料の連続製造方法。
5. A semi-solid metal having good workability by an electromagnetic stirring method, characterized in that the semi-solidified metal produced according to claim 1 or 2 is continuously cast by a rapid cooling continuous casting mold provided at a lower end of a cooling mold. Continuous production method of solidified metal material.
JP34025093A 1993-07-19 1993-12-08 Method for continuously producing half-solidified metallic material having good workability by electromagnetic stirring method Pending JPH07155906A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34025093A JPH07155906A (en) 1993-12-08 1993-12-08 Method for continuously producing half-solidified metallic material having good workability by electromagnetic stirring method
US08/296,746 US5555926A (en) 1993-12-08 1994-08-26 Process for the production of semi-solidified metal composition
EP94306357A EP0657235B1 (en) 1993-12-08 1994-08-30 Process for the production of semi-solidified metal composition
CA002131111A CA2131111A1 (en) 1993-12-08 1994-08-30 Process for the production of semi-solidified metal composition
DE69410952T DE69410952T2 (en) 1993-12-08 1994-08-30 Process for the production of thixotropic metal alloys
KR1019940021924A KR950016996A (en) 1993-07-19 1994-08-31 Process for continuously preparing a semi-coagulated metal composition

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048704A (en) * 2001-12-12 2003-06-25 현대자동차주식회사 High strength semi solid aluminum tappet and its production process
WO2006068424A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Research Institute Of Industrial Science & Technology Apparatus for continuous casting of magnesium billet or slab using electromagnetic field and the method thereof
KR100721874B1 (en) * 2004-12-23 2007-05-28 재단법인 포항산업과학연구원 Apparatus for continuous casting of Magnesium billet or slab using low frequency electromagnetic field

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