JPH07155919A - ダイカスト機へのレオメタルの装入方法 - Google Patents

ダイカスト機へのレオメタルの装入方法

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JPH07155919A
JPH07155919A JP30930793A JP30930793A JPH07155919A JP H07155919 A JPH07155919 A JP H07155919A JP 30930793 A JP30930793 A JP 30930793A JP 30930793 A JP30930793 A JP 30930793A JP H07155919 A JPH07155919 A JP H07155919A
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JP
Japan
Prior art keywords
semi
container
solidified metal
die casting
solidified
Prior art date
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Pending
Application number
JP30930793A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazusato Hironaka
一聡 廣中
Tsukasa Niide
司 新出
Mitsuo Uchimura
光雄 内村
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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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007Semi-solid pressure die casting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レオキャスト法により内部欠陥のない良好か
つ健全なダイカスト製品を得る 【構成】 半凝固金属製造装置から排出される半凝固金
属スラリーを断熱性の容器に受けたのち、ダイキャスト
機スリーブに装入して射出成形するレオキャスト法にお
いて、容器に受ける半凝固金属の固相率を 0.20 〜0.40
の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半凝固金属を好適に
ダイカスト機へ移送・装入して良好なダイカスト加工製
品が得られるダイカスト機へのレオメタルの装入方法を
提案するものである。
【0002】合金溶湯を攪拌しながら固液共存域まで冷
却すると、晶出した固相は攪拌によるせん断力により粒
状となり、液相中に均一に分散浮遊した状態となる。こ
のような固液共存域の材料すなわち半凝固金属をダイカ
スト機のスリーブに装入し、金型に射出して製品形状に
成形するダイカストをレオキャスト法という。
【0003】このレオキャスト法は、素材の一部が凝固
していて凝固潜熱が小さいために金型への熱負荷が小さ
く、また、固相が均一に分散しているので、金属組織が
微細で均一な製品を得ることができるという利点を有し
ている。このようなことから、レオキャスト法の技術が
完成されれば、その利用価値は多大なものとなる。
【0004】
【従来の技術】従来からの溶湯のダイカストでは、金型
への熱負荷が大きいこと、得られる製品の表層部と内部
との金属組織が異なる不均一組織になることなどの欠点
を有していた。一方、ダイカスト機を用いてレオキャス
トを行う場合、溶湯と同様の方法でひしゃくを用いて半
凝固金属をスリーブに装入しようとすると半凝固金属が
ひしゃく内で凝固してしまうという問題があった。
【0005】この問題を回避する一つの手段として、半
凝固金属の温度を室温まで下げて凝固させ、これをスリ
ーブに供給して該スリーブ内で高周波誘導加熱等により
固液共存域温度に再加熱などして半融状態にし射出する
いわゆるチキソキャスト法がある。しかしこの手段で
は、得られる製品の金属組織は均一になるものの、再加
熱するためのエネルギーと機器が必要であること、特
に、スリーブ内で高周波誘導加熱する場合、そのスリー
ブは高価でかつ脆弱なセラミックスを使用する必要があ
ることなど、コスト、生産性さらには作業性などに問題
があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した半凝固金属が
ひしゃく内で凝固する問題を解決できれば、溶湯のダイ
カスト法における問題及びチクソキャスト法における問
題のないレオキャスト法が有利である。
【0007】そこで、半凝固金属がひしゃく内で凝固す
る問題に対し、この発明会社は、遮熱性の容器を予熱し
ておきその容器をひしゃくの代り用いる方法を開発し、
特願平5−199941号明細書(レオメタルのダイカ
スト法)にて提案した。しかしながらこの方法において
も、得られる製品品質に欠陥が生じる場合があり未だ改
善の余地を残していた。
【0008】したがって、この発明は上記問題を有利に
解決し、半凝固金属製造装置から半凝固金属を好適にダ
イカスト機に移送・装入して品質の良好なダイカスト製
品が得られるダイカスト機へのレオメタルの装入方法を
提案することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、ダイカスト
機を用いるレオキャスト法の研究をさらに進めた結果、
断熱性の容器内の半凝固金属の性状が該容器に受ける半
凝固金属スラリーすなわち半凝固金属製造装置から排出
される半凝固金属スラリーの固相率により左右されるこ
と、容器内の半凝固金属の性状がダイカスト製品の品質
に影響することを新らたに見出したことによるものであ
る。
【0010】すなわち、この発明の要旨は以下の通りで
ある。半凝固金属製造装置から排出される半凝固金属ス
ラリーを、予熱した断熱性の容器に受け半凝固状態を維
持したまま容器ごとダイカスト機のスリーブ上に移送し
て容器内の半凝固金属を該スリーブ内に装入し、ダイカ
スト機金型へ射出するレオキャスト法において、容器に
受ける半凝固金属スラリーの固相率を 0.20 〜0.40の範
囲にすることを特徴とするダイカスト機へのレオメタル
の装入方法であり、上記において、容器内にて半凝固金
属の固相率を調整するものである。
【0011】ここで、半凝固金属の粘性はその固相率に
依存することが知られている。半凝固金属スラリーを容
器に供給する場合、その固相率が低く粘性の低い領域で
は、半凝固金属製造装置から排出されるスラリー流の流
速が速くかつスラリー流が乱れ易いため、供給された半
凝固金属中には雰囲気ガスの巻込みによるブロホールを
多く含んでいる。この巻込まれた雰囲気ガスは半凝固金
属中では溶湯に比し粘性が高いため容易に浮上分離がで
きなく、ダイカスト製品に残存してブロホールすなわち
ガス欠陥となる。逆に、固相率が高く粘性が高い領域で
は、粘性が高すぎて容器内に半凝固金属を充満させるこ
とが困難になり、ダイカスト加工において必要量を確保
できなくなる。
【0012】
【作用】この発明の作用を以下に述べる。半凝固金属製
造装置から排出される半凝固金属スラリーを、予熱した
断熱性の容器に受け半凝固状態を維持したままで容器ご
とダイカスト機上まで移送して容器内の半凝固金属をダ
イカスト機スリーブ内に装入してダイカスト機金型へ射
出する際、容器に受ける半凝固金属の固相率を限定する
ことにより、容器内の半凝固金属は雰囲気ガスの巻込み
がなくかつ所定量の半凝固金属を受給でき、この結果ダ
イカスト製品におけるブロホールの発生による品質の劣
化や、供給する半凝固金属の容量不足による充てん不良
などのない健全なダイカスト製品を得ることができる。
【0013】その容器に受ける半凝固金属の固相率の限
定理由について述べる。半凝固金属製造装置の排出口か
ら排出され容器に受ける半凝固金属スラリーの固相率が
0.20 未満では、その流動中の粘性は小さく溶湯と略同
様であり、排出口から排出される半凝固金属スラリーは
その流速が非常に速く、排出スラリー流は乱れを生じ易
い。そのため容器に受ける際、容器内で半凝固金属が激
しく流動しあたかも滝壺のようになる。そのため供給し
た半凝固金属中には雰囲気ガスの巻込みによるブロホー
ルを多く含む結果となる。
【0014】なお、この巻込んだ雰囲気ガスは、溶湯の
場合は浮上が容易であるが、半凝固金属の場合は静止状
態では粘性が高くなるために浮上しにくい性質を有し、
ダイカスト製品にまで残存しガス欠陥となる。
【0015】一方、固相率が 0.40 を超えると流動中で
も粘性が大きく流動性が悪くなる。そのため半凝固金属
スラリーを容器に受ける際、半凝固金属スラリーが容器
の側壁に当って流動が停止すると固体と同様の挙動を示
し、側壁に引っ掛って容器底部まで達しなかったり、塊
状になったりして、必要とする半凝固金属量を容器に充
てんすることが困難になり、ダイカスト加工での必要量
が確保できなくなる。
【0016】したがって、排出される半凝固金属スラリ
ーの固相率は 0.20 〜0.40の範囲とする。
【0017】なお、実際には射出成形する製品の形状や
合金の種類によって適正な射出時の半凝固金属の固相率
があり、その固相率が上記容器に受ける半凝固金属の固
相率の範囲を外れる場合が生じる。この場合は容器内で
固相率を調整することでよく、容器に受ける時の固相率
が上記範囲内であれば、容器内で固相率を変化させても
ダイカスト製品におけるガス欠陥の発生や供給量不足に
よる充てん不良などを生じることがない。
【0018】ここで、容器内での半凝固金属の固相率の
調整は、半凝固金属を容器に受けてからの時間調整や容
器ごと均熱炉に入れて温度調整することにより行うこと
ができる。
【0019】また、半凝固金属製造装置としては、機械
攪拌方式又は電磁攪拌方式のものなどいずれでもよく、
半凝固金属製造装置から半凝固金属保持装置を介して耐
熱性の容器に半凝固金属を供給してもよい。
【0020】
【実施例】実験に用いた半凝固金属製造装置の説明図を
図1に示す。図1において、1は浸漬ノズル、2はタン
ディッシュ、3は受湯槽である。5は冷却・攪拌槽であ
り、冷却板6を冷却水入口7と出口8を介する冷却水に
よって水冷する。冷却・攪拌槽5には表面にねじ溝を有
する攪拌子4が挿入され、冷却下の攪拌と製造される半
凝固金属に排出力を付与する。9は排出槽であり、半凝
固金属はノズル10及びスライドノズル11を通って排
出される。12及び13はそれぞれ受湯槽3及び排出槽
9のヒーターである。
【0021】上記装置を用いて半凝固金属スラリーは、
適正温度に調整したSi:7mass%、Mg:0.4 mass%
Al合金溶湯を浸漬ノズル1からタンディッシュ2を介
して受湯槽3へ供給し、冷却・攪拌槽5内で攪拌子4に
より攪拌を加えながら冷却して製造し、スライドノズル
11から排出した。そして排出される半凝固金属の固相
率は、スライドノズル11の開度を操作して排出速度を
調整することにより制御した。
【0022】このようにして、固相率を 0.02 〜0.5 の
範囲で変化させて排出した半凝固金属を、600℃に予
熱した内径:60mm、高さ:120mmの断熱性のアルミ
ナ製容器にそれぞれ受けたのち凝固させて得られた鋳塊
についてそれらの重量を測定した。
【0023】それらの測定結果を図2にまとめて示す。
図2は、容器に受けた半凝固金属の固相率と鋳塊重量比
との関係を示すグラフである。
【0024】ここに、鋳塊重量比とは、容器の容積に上
記合金の比重を乗じた値を1として上記で測定した鋳塊
の重量を対比したもので、鋳塊重量比が1であれば、ブ
ロホール、空隙等がなく半凝固金属が容器内に完全に充
満できたことになる。
【0025】この図2から明らかなように、容器に受け
る半凝固金属の固相率が 0.20 未満では、鋳塊中にブロ
ホールを含む割合が多くなるため鋳塊重量比は小さくな
り、逆に 0.40 を超えると容器内に半凝固金属を充満さ
せることができないので鋳塊重量比が小さくなってい
る。しかし、容器に受ける半凝固金属の固相率が 0.20
〜0.40の範囲内であれば、鋳塊重量比は1に近い値を示
していて、半凝固金属を容器内に十分に充てんでき、ダ
イカスト機へ装入する半凝固金属の供給量不足によるダ
イカスト製品の充てん不良を引き起こす危険性はない。
【0026】さらに、上記各鋳塊について、鋳塊中のガ
ス含有量をそれぞれ測定した。それらの測定結果を図3
にまとめて示す。図3は容器に受ける半凝固金属の固相
率と鋳塊ガス量との関係を示すグラフである。
【0027】図3から明らかなように、ガス量は固相率
が 0.20 以上ではほぼ一定の値を示しているが、0.20未
満ではブロホールに起因するガス量の増加が認められ、
排出される半凝固金属の固相率が 0.20 未満ではダイカ
スト製品にガス欠陥として上記ブロホールが残存する危
険性が高いことを示している。
【0028】つぎに、上記と同様の方法により同様の容
器に受けた半凝固金属をそのまま、又は容器ごと均熱炉
内で5分間静置したのちダイカスト機スリーブ上に移送
し、スリーブ内に半凝固金属を装入して射出成型を行っ
た。その際容器内での固相率の調整は容器に半凝固金属
を受けてから射出するまでの時間、又は均熱炉内温度に
より行った。
【0029】なお、金型は同一のものを用い、射出時の
射出速度、射出圧力、金型温度及びスリーブ温度はすべ
て一定条件とした。
【0030】かくして得られたダイカスト製品につい
て、目視による外観、X線透過による内部欠陥などを調
査した。これらの調査結果を表1にまとめて示す。
【0031】
【表1】
【0032】表1から明らかなように、この発明に適合
する試料 No.5〜12の適合例は全て、製品外観は良好
であり、内部欠陥もほとんどない健全なダイカスト製品
が得られている。
【0033】これらに対し、容器に受ける半凝固金属の
固相率が 0.20 未満の試料 No.1〜4の比較例は、製品
外観は良好であるがブロホールに起因するガス欠陥が多
発し、容器に受ける固相率が 0.40 を超える試料 No.1
3〜15の比較例は半凝固金属の供給量不足による充て
ん不良が発生している。
【0034】
【発明の効果】この発明は、半凝固金属製造装置から排
出される半凝固金属スラリーを容器に受けたのちダイキ
ャスト機スリーブに装入し金型へ射出する際、容器に受
ける半凝固金属の固相率を限定することにより、内部欠
陥のない良好なかつ健全なダイカスト製品を得るもので
あり、この発明によれば、レオキャスト法によるダイカ
スト製品の信頼性が向上し、溶湯のダイカスト法と比較
した製品品質の向上や、チキソキャスト法と比較したコ
スト低減、生産性及び作業性の向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実験に用いた半凝固金属製造装置の説明図であ
る。
【図2】容器に受ける半凝固金属の固相率と鋳塊重量比
との関係を示すグラフである。
【図3】容器に受ける半凝固金属の固相率と鋳塊ガス量
との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 浸漬ノズル 2 タンディッシュ 3 受湯槽 4 攪拌子 5 冷却・攪拌槽 6 冷却板 7 冷却水入口 8 冷却水出口 9 排出槽 10 ノズル 11 スライドノズル 12 ヒーター 13 ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半凝固金属製造装置から排出される半凝
    固金属スラリーを、予熱した断熱性の容器に受け半凝固
    状態を維持したまま容器ごとダイカスト機のスリーブ上
    に移送して容器内の半凝固金属を該スリーブ内に装入
    し、ダイカスト機金型へ射出するレオキャスト法におい
    て、 容器に受ける半凝固金属スラリーの固相率を 0.20 〜0.
    40の範囲にすることを特徴とするダイカスト機へのレオ
    メタルの装入方法。
  2. 【請求項2】 容器内で半凝固金属の固相率を調整する
    ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト機へのレ
    オメタルの装入方法。
JP30930793A 1993-12-09 1993-12-09 ダイカスト機へのレオメタルの装入方法 Pending JPH07155919A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508939A (ja) * 2000-09-21 2004-03-25 マサチューセッツ インスチチュート オブ テクノロジー 合金組成物とその製法
JP2006519704A (ja) * 2003-03-04 2006-08-31 イドラプリンス インコーポレイテッド 金属合金を調製するための方法及び装置
US7264037B2 (en) 2003-07-02 2007-09-04 Honda Motor Co., Ltd. Molding of slurry-form semi-solidified metal

Cited By (4)

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