JPH10140260A - Method of precast forming - Google Patents

Method of precast forming

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JPH10140260A
JPH10140260A JP8296420A JP29642096A JPH10140260A JP H10140260 A JPH10140260 A JP H10140260A JP 8296420 A JP8296420 A JP 8296420A JP 29642096 A JP29642096 A JP 29642096A JP H10140260 A JPH10140260 A JP H10140260A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of semi-molten metal which simply and easily obtains a formed body having fine and spherical thixo-structure in a low cost without using the conventional mechanical stirring method or electromagnetic stirring method. SOLUTION: An alloy M having crystal nuclei, in liquid-state at the liquidus temp. or higher, poured into a holding vessel 30 having >=1kcal/m.h. deg.C heat conductivity, or an alloy having crystal nuclei in solid-liquid coexisting state at less than the liquidus temp. and the forming temp. or higher, is cooled at 0.01 deg.C/s-3.0 deg.C/s average cooling velocity and held just before pressing and forming to crystalize the fine primary crystal in molten alloy. Then, the temp. is adjusted so as to keep the temp. at each part of the alloy incorporated in the holding vessel 30 into the range of a target forming temp. showing a prescribed liquid phase ratio at least till forming with the induction-heating, and this alloy is taken out from the holding vessel and supplied into a metallic mold 60 for forming and press-formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半溶融金属の成形方
法に係り、特に、保持容器に注湯された結晶核を有する
液相線温度以上の液体状態の合金、または、結晶核を有
する液相線温度未満で成形温度以上の固液共存状態の合
金を、一定範囲の平均冷却速度で冷却して加圧成形直前
まで保持することにより、微細な初晶を該合金液中に晶
出させるとともに、該保持容器内に入れられた合金の各
部の温度を、誘導加熱により、遅くとも成形する時まで
に所定の液相率を示す目標成形温度範囲内に収めるよう
に温度調整し、該保持容器から該合金を取り出し成形用
金型に供給して加圧成形する半溶融金属の成形方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a semi-molten metal, and more particularly, to a liquid alloy having a crystal nucleus poured into a holding vessel, which is in a liquid state at a liquidus temperature or higher, or a liquid having a crystal nucleus. An alloy in a solid-liquid coexisting state at a temperature lower than the phase line temperature or higher than the forming temperature is cooled at an average cooling rate within a certain range and held until immediately before pressure forming, whereby a fine primary crystal is crystallized in the alloy liquid. At the same time, the temperature of each part of the alloy placed in the holding container is adjusted by induction heating so as to fall within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio at the latest by the time of forming, and The method of the present invention relates to a method for forming a semi-molten metal in which the alloy is taken out from the mold and supplied to a molding die to perform pressure molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】チクソキャスト法は、従来の鋳造法に比
べて鋳造欠陥や偏析が少なく、金属組織が均一で、金型
寿命が長いことや成形サイクルが短いなどの利点があ
り、最近注目されている技術である。この成形法(A)
において使用されるビレットは、半溶融温度領域で機械
撹拌や電磁撹拌を実施するか、あるいは加工後の再結晶
を利用することによって得られた球状化組織を特徴とす
るものである。これに対して、従来鋳造法による素材を
用いて半溶融成形する方法も知られている。これは、た
とえば、等軸晶組織を発生しやすいマグネシウム合金に
おいてさらに微細な結晶を生じさせるためにZrを添加
する方法(B)や炭素系微細化剤を使用する方法(C)
であり、またアルミニウム合金において微細化剤として
Al−5%Ti−1%B母合金を従来の2倍〜10倍程
度添加する方法(D)であり、これら方法により得られ
た素材を半溶融温度域に加熱し初晶を球状化させ成形す
る方法である。また、固溶限以内の合金に対して、固相
線近くの温度まで比較的急速に加熱した後、素材全体の
温度を均一にし局部的な溶融を防ぐために、固相線を超
えて材料が柔らかくなる適当な温度まで緩やかに加熱し
て成形する方法(E)が知られている。また、傾斜冷却
板に700℃程度のアルミニウム溶湯を流し、半溶融ア
ルミニウムを得て容器に集めて冷却する方法(F)が知
られている。
2. Description of the Related Art Thixocasting has attracted attention recently because it has fewer casting defects and segregation than conventional casting methods, has a uniform metal structure, has a long mold life, and has a short molding cycle. Technology. This molding method (A)
The billet used in (1) is characterized by a spheroidized structure obtained by performing mechanical stirring or electromagnetic stirring in a semi-melting temperature range or utilizing recrystallization after processing. On the other hand, a method of semi-solid molding using a material obtained by a conventional casting method is also known. This is because, for example, a method (B) of adding Zr or a method of using a carbon-based refining agent (C) to generate finer crystals in a magnesium alloy that easily generates an equiaxed crystal structure.
And (D) a method of adding an Al-5% Ti-1% B master alloy as a refining agent to an aluminum alloy in a ratio of about 2 to 10 times that of a conventional aluminum alloy. This is a method in which the primary crystals are heated to a temperature range to form spheroids and molded. Also, for alloys within the solid solubility limit, after heating relatively quickly to a temperature near the solidus, the material exceeds the solidus in order to equalize the temperature of the entire material and prevent local melting. A method (E) of forming by heating gently to an appropriate temperature at which the material is softened is known. Further, a method (F) is known in which a molten aluminum at about 700 ° C. is flowed through an inclined cooling plate to obtain semi-molten aluminum, which is collected in a container and cooled.

【0003】一方、ビレットを半溶融温度領域まで昇温
し成形する方法と異なり、球状の初晶を含む融液を連続
的に生成し、ビレットとして一旦固化することなく、そ
のままそれを成形するレオキャスト法(G)が知られて
いる。また、冷却体および傾斜冷却体に溶融金属を接触
させて得られた少なくとも一部が固液共存状態である金
属を半溶融温度域に保持することによりレオキャスト用
スラリを得る方法(H)が知られている。さらに、ビレ
ットケースに収容された溶湯に容器外部から、あるい
は、容器の中に直接、超音波振動を付与しながら冷却し
て半凝固ビレットを製造し、ビレットケースから該半凝
固ビレットを取り出し、そのまま成形するか、さらに高
周波誘導装置にて再加熱して成形する鋳造装置(I)が
知られている。
On the other hand, unlike a method in which a billet is heated to a semi-melting temperature range and formed, a melt containing a spherical primary crystal is continuously produced and formed without being solidified as a billet. The casting method (G) is known. Further, a method (H) of obtaining a slurry for rheocasting by maintaining a metal, at least a part of which is in a solid-liquid coexistence state, in a semi-molten temperature range by bringing a molten metal into contact with a cooling body and an inclined cooling body is provided. Are known. Further, the molten metal accommodated in the billet case is cooled from the outside of the container or directly into the container while applying ultrasonic vibration to produce a semi-solidified billet, and the semi-solidified billet is taken out from the billet case, and is taken out as it is. A casting apparatus (I) for molding or reheating with a high-frequency induction device to form is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た(A)の方法は撹拌法や再結晶を利用する方法のいず
れの場合も煩雑であり、製造コストが高くなる難点があ
る。また、マグネシウム合金においては(B)の場合に
は、Zrが高くコスト的に問題であり、(C)の方法で
は、炭化物系微細化剤を使用してその微細化効果を十分
に発揮させるためには、酸化防止元素であるBeを、た
とえば、7ppm程度に低く管理する必要があり、成形
直前の加熱処理時に酸化燃焼しやすく、作業上不都合で
ある。
However, the method (A) described above is complicated in both cases of the stirring method and the method utilizing recrystallization, and has a drawback that the production cost is increased. Further, in the case of magnesium alloy (B), Zr is high, which is a problem in terms of cost. In the method (C), a carbide-based refining agent is used to sufficiently exhibit the refining effect. It is necessary to control Be, which is an antioxidant element, to a low level of, for example, about 7 ppm, which is liable to be oxidized and burned during a heat treatment immediately before molding, which is inconvenient in operation.

【0005】一方、アルミニウム合金においては、単に
微細化剤を添加するだけでは500μm程度であり、2
00μm以下の微細な結晶粒の組織を得ることは容易で
はない。このため、多量に微細化剤を添加する方法
(D)があるが、微細化剤が炉底に沈降しやすく工業的
には難しく、かつコストも高い。さらに(E)の方法で
は、固相線を超えてから緩やかに加熱して素材の均一加
熱と球状化を図ることを特徴とするチクソ成形法が提案
されているが、通常のデンドライト組織を加熱してもチ
クソ組織(初晶デンドライトが球状化されている)には
変化しない。(F)の方法では、簡便に球状粒子の組織
を示す半溶融アルミニウムを得ることが出来るが、その
まま成形するための条件は整っていない。
On the other hand, in the case of aluminum alloys, the mere addition of a refining agent is about 500 μm,
It is not easy to obtain a structure of fine crystal grains of 00 μm or less. For this reason, there is a method (D) of adding a large amount of a fine agent, but the fine agent easily sediments at the furnace bottom and is industrially difficult and costly. Further, in the method (E), a thixo-molding method characterized by uniform heating and spheroidization of the material by gradually heating after exceeding the solidus line has been proposed. However, it does not change into the thixo structure (the primary dendrite is spheroidized). According to the method (F), semi-molten aluminum exhibiting a structure of spherical particles can be easily obtained, but conditions for molding as it is are not yet established.

【0006】しかも(A)〜(F)のいずれの場合も、
チクソ成形法によって半溶融成形するためには、一旦液
相を固化しそのビレットを再度半溶融温度領域まで昇温
する必要があり、従来鋳造法に比べてコスト高になり、
また原料としてのビレットはリサイクルが難しく、また
液相率もビレットのハンドリング上の問題から高く出来
ない。また、(G)の方法では、球状の初晶を含む融液
を連続的に生成供給するため、コスト的、エネルギ的に
もチクソキャストよりも有利であるが、球状組織と液相
からなる金属原料を製造する機械と最終製品を製造する
鋳造機との設備的連動が煩雑である。具体的には、鋳造
機械が故障した場合、半溶融メタルの処置が困る。
Moreover, in any of the cases (A) to (F),
In order to perform semi-solid molding by the thixo molding method, it is necessary to solidify the liquid phase once and raise the billet again to the semi-molten temperature range, which increases the cost compared with the conventional casting method,
In addition, the billet as a raw material is difficult to recycle, and the liquid phase ratio cannot be increased due to billet handling problems. In the method (G), since the melt containing the spherical primary crystal is continuously generated and supplied, it is more advantageous in terms of cost and energy than thixocast, but the metal comprising the spherical structure and the liquid phase is advantageous. The interlocking of equipment between a machine for producing raw materials and a casting machine for producing final products is complicated. Specifically, when the casting machine fails, the treatment of the semi-molten metal is troublesome.

【0007】また、(H)の方法では、次のような問題
点がある。冷却体に接触させた後半溶融温度域に所定の
時間保持することになっているが、一旦凝固させてビレ
ットとした後再加熱後成形することを特徴とするチクソ
キャスト法と異なり、所定の時間保持後の半溶融メタル
をそのまま成形する場合、工業的な連続運転を考えた
時、短時間で成形に適した所定の液相率を示す温度分布
の良い合金を得る必要がある。しかし、単に保持するだ
けでは成形に適した液相率と温度分布を有するレオキャ
スト用の半溶融金属を得ることはできない。
Further, the method (H) has the following problems. Although it is supposed to be kept in the latter half melting temperature range for a predetermined time in contact with the cooling body, unlike the thixocast method, which is once solidified to form a billet and then molded after reheating, for a predetermined time In the case of forming the semi-molten metal after holding as it is, considering an industrial continuous operation, it is necessary to obtain an alloy having a predetermined liquid phase ratio and a good temperature distribution suitable for forming in a short time. However, it is not possible to obtain a semi-molten metal for rheocasting having a liquid phase ratio and a temperature distribution suitable for molding simply by holding.

【0008】(I)の方法では、容器内溶湯を冷却する
ための容器を使用するが容器内の金属の上部、下部は中
央部に比べて冷えやすく均一な温度分布を有する半凝固
ビレットを得ることは難しい。このため、そのまま成形
すれば不均一な組織の成形体が得られる。しかも、一
旦、ビレットケースから取り出された段階での半凝固ビ
レットの温度は該ビレットの元の形態を維持する必要が
あるところから半凝固ビレットの液相率は50%を超え
ることは困難であり、40%程度の液相率にならざるを
得ず、このため、ダイキャストによる成形には射出条件
等に工夫が必要である。また、仮に一旦40%未満の液
相率になった該ビレットを高周波誘導装置で再加熱して
も、同様に50%を超えることは困難であるから成形に
は射出条件等に工夫が必要である。また一度出来た該半
凝固ビレット内の温度の大きな不均一を解消するために
は時間がかかるため、高周波装置の出力もチクソ成形の
場合に近い高い出力が一時的にではあるが必要であり、
また高サイクルの連続生産のためには高周波誘導装置を
多く設置する必要がある。
In the method (I), a container for cooling the molten metal in the container is used. The upper and lower portions of the metal in the container are easier to cool than the central portion, and a semi-solidified billet having a uniform temperature distribution is obtained. It is difficult. For this reason, if molded as it is, a molded body having an uneven structure can be obtained. In addition, the temperature of the semi-solidified billet once taken out of the billet case needs to maintain the original form of the billet, so that the liquid phase ratio of the semi-solidified billet is difficult to exceed 50%. Therefore, the liquid phase ratio must be about 40%, and therefore, the molding by die casting requires some improvement in injection conditions and the like. Even if the billet once having a liquidus ratio of less than 40% is reheated by a high-frequency induction device, it is difficult to exceed 50% similarly. is there. Also, since it takes time to eliminate the large non-uniformity of the temperature in the semi-solidified billet once formed, the output of the high-frequency device is also necessary although temporarily a high output close to the case of thixo molding,
In addition, it is necessary to install many high-frequency induction devices for high-cycle continuous production.

【0009】また、半溶融成形を工業的に連続で行なう
に当たり、鋳造機の故障が生じた場合、半溶融状態の金
属の保持時間が所定の保持時間以上になることがある。
金属組織に問題がないかぎり所定の温度に維持すること
が望まれるが、特に室温から昇温して保持するチクソキ
ャスト法の場合、金属組織の粗大化とビレット形状の変
形が大きく(ビレットの下部になるほど径が大きい)、
しかも半溶融状態にある各ビレットの温度を個別に管理
できなければ、このような場合通常廃棄処分されるので
無駄である。
[0009] In addition, when performing semi-solid molding continuously on an industrial scale, if a casting machine fails, the retention time of the metal in the semi-molten state may be longer than a predetermined retention time.
Unless there is a problem with the metal structure, it is desirable to maintain the temperature at a predetermined temperature. In particular, in the case of the thixocast method in which the temperature is raised from room temperature and held, the metal structure becomes coarse and the billet shape is greatly deformed (the lower part of the billet). The larger the diameter),
In addition, if the temperature of each billet in a semi-molten state cannot be individually controlled, in such a case, it is wasteful because the billet is usually discarded.

【0010】本発明は、上述の従来の各方法の問題点に
着目し、ビレットを使用することなく、しかも煩雑な方
法をとることなく、簡便容易に、球状化した初晶を含む
均一な組織と均一な温度分布を有する成形に適した半溶
融金属(従来チクソキャスト法よりも高液相率の半溶融
金属まで対象となる)を、チクソキャスト成形のために
通常使用される高周波誘導装置の50%以下の出力で速
やかに得て、加圧成形する方法を提供することを目的と
するものである。
The present invention focuses on the problems of the above-mentioned conventional methods, and can easily and easily form a uniform structure containing a spherical primary crystal without using a billet and without using a complicated method. And semi-molten metal suitable for molding with a uniform temperature distribution (up to the semi-molten metal with a higher liquid phase rate than the conventional thixocast method), using a high frequency induction device usually used for thixocast molding It is an object of the present invention to provide a method for obtaining a powder quickly with an output of 50% or less and performing pressure molding.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、本発明においては、第1の発明では、熱伝導
率が1kcal/mh℃以上の保持容器に注湯された結
晶核を有する液相線温度以上の液体状態の合金、また
は、結晶核を有する液相線温度未満で成形温度以上の固
液共存状態の合金を、0.01℃/s〜3.0℃/sの
平均冷却速度で冷却して加圧成形直前まで保持すること
により、微細な初晶を該合金液中に晶出させるととも
に、該保持容器内に入れられた合金の各部の温度を誘導
加熱により遅くとも成形する時までに所定の液相率を示
す目標成形温度範囲内に収めるように温度調整し、該保
持容器から該合金を取り出し成形用金型に供給して加圧
成形するようにした。
In order to solve such a problem, according to the present invention, in the first invention, a crystal nucleus poured into a holding vessel having a thermal conductivity of 1 kcal / mh ° C. or more is used. An alloy in a liquid state having a liquidus temperature equal to or higher than the liquidus temperature or a solid-liquid coexisting state having a crystal nucleus lower than the liquidus temperature but equal to or higher than the forming temperature is applied at a temperature of 0.01 ° C / s to 3.0 ° C / s. By cooling at an average cooling rate and holding until just before pressure molding, a fine primary crystal is crystallized in the alloy liquid, and the temperature of each part of the alloy placed in the holding container is at least as low as possible by induction heating. By the time of molding, the temperature was adjusted so as to fall within a target molding temperature range showing a predetermined liquid phase ratio, and the alloy was taken out from the holding container, supplied to a molding die, and subjected to pressure molding.

【0012】また、第2の発明では、第1の発明におけ
る誘導加熱は、保持容器内で降温する合金の代表温度が
注湯直後から目標成形温度に対して10℃以上低下しな
い段階までに、所定量の電流を所定時間流して、該保持
容器内の合金の各部の温度を目標成形温度に対して−5
℃〜+5℃の温度範囲内に収めるように加熱調整するよ
うにした。また、第3の発明では、保持容器内の合金の
各部の温度が誘導加熱により所定時間内に目標成形温度
範囲内に調整された後は、該誘導加熱で使用した周波数
と同等もしくはそれよりも高い周波数の誘導加熱により
成形工程の直前まで該合金を温度保持することとした。
さらに、第4の発明では、少なくとも保持容器の上部、
下部のいずれかを保温するか、あるいは、保持容器の中
央部に比べて高温に加熱するか、あるいは、保持容器の
上部、下部の厚みを該保持容器の中央部よりも薄くし
た。
[0012] In the second invention, the induction heating in the first invention may be such that the representative temperature of the alloy whose temperature is lowered in the holding container is from immediately after pouring to a stage at which the temperature does not drop by 10 ° C. or more from the target forming temperature. A predetermined amount of current is passed for a predetermined time, and the temperature of each part of the alloy in the holding container is lowered by -5 from the target forming temperature.
The heating was adjusted so as to be within the temperature range of ° C to + 5 ° C. Further, in the third invention, after the temperature of each part of the alloy in the holding container is adjusted to a target forming temperature range within a predetermined time by induction heating, the frequency is equal to or higher than the frequency used in the induction heating. The alloy was kept at a temperature just before the forming step by induction heating at a high frequency.
Further, in the fourth invention, at least the upper part of the holding container,
Either the lower part was kept warm, or it was heated to a higher temperature than the central part of the holding container, or the upper and lower parts of the holding container were made thinner than the central part of the holding container.

【0013】また、第5の発明では、保持容器内の合金
の冷却方法を、該保持容器の外側から該保持容器に向け
て、少なくとも空気または水のいずれかを噴射するよう
にした。さらに、第6の発明では、保持容器の外側を2
ヶ所以上の異なる高さ位置からそれぞれ独立に、少なく
とも所定の温度の空気または水のいずれかを、噴射条件
および噴射時期を任意に変えて噴射することができるよ
うにした。そして、第7の発明では、成形用金型に供給
する合金の液相率が1.0%以上で75%未満とした。
In the fifth invention, the method of cooling the alloy in the holding container is such that at least either air or water is injected from outside the holding container toward the holding container. Further, in the sixth invention, the outside of the holding container is
At least one of air and water at a predetermined temperature can be independently injected from a plurality of different height positions while arbitrarily changing injection conditions and injection timing. In the seventh invention, the liquid phase ratio of the alloy supplied to the molding die is 1.0% or more and less than 75%.

【0014】また、第8の発明では、結晶核の生成方法
として、液相線温度に対して50℃未満の過熱度の溶湯
を用いて保持容器内に注湯され蓄えられていく合金に、
注湯中加振棒を浸漬して直接接触させながら該加振棒を
加振して該合金に振動を与えるか、あるいは、保持容器
に合金を注湯中に加振棒を加振するとともに該保持容器
に振動を与えることとした。さらに、第9の発明では、
結晶核の生成方法として、液相線温度に対して過熱度を
50℃未満に保持されたBを0.001%〜0.01
%、Tiを0.005%〜0.3%含むアルミニウム合
金溶湯を保持容器内に注ぐこととした。そして、第10
の発明では、結晶核の生成方法として、液相線温度に対
して過熱度を50℃未満に保持されたSrを0.005
%〜0.1%含む、あるいはSiを0.01%〜1.5
%およびSrを0.005〜0.1%含む、あるいはC
aを0.05%〜0.30%含むマグネシウム合金溶湯
を保持容器内に注ぐこととした。
In the eighth invention, as a method of generating crystal nuclei, an alloy poured and stored in a holding vessel using a molten metal having a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to a liquidus temperature is used.
The vibrating rod is vibrated by vibrating the vibrating rod while directly contacting the vibrating rod during pouring, or the vibrating rod is vibrated while pouring the alloy into the holding container. Vibration was applied to the holding container. Further, in the ninth invention,
As a method for generating crystal nuclei, B having a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to the liquidus temperature is 0.001% to 0.01%.
%, And an aluminum alloy melt containing 0.005% to 0.3% of Ti was poured into the holding container. And the tenth
In the invention of the present invention, as a method for generating crystal nuclei, Sr, whose superheat degree is kept below 50 ° C. with respect to the liquidus temperature, is 0.005
% To 0.1%, or 0.01% to 1.5% of Si.
% And Sr from 0.005 to 0.1%, or C
The molten magnesium alloy containing 0.05% to 0.30% of a was poured into the holding container.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明では、熱伝導率が1kca
l/mh℃以上の保持容器に注湯された結晶核を有する
液相線温度以上の液体状態の合金、または、結晶核を有
する液相線温度未満で成形温度以上の固液共存状態の合
金を、0.01℃/s〜3.0℃/sの平均冷却速度で
冷却して加圧成形直前まで保持することにより、微細な
初晶を該合金液中に晶出させるとともに、該保持容器内
に入れられた合金の各部の温度を誘導加熱により遅くと
も成形する時までに所定の液相率を示す目標成形温度範
囲内に収めるように温度調整し、該保持容器から該合金
を取り出し成形用金型に供給して加圧成形するようにし
たため、成形工程以前の合金の温度管理が理想的に行な
われるので、球状化した初晶を含む均質な組織を有する
優れた成形体が得られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, the thermal conductivity is 1 kca.
An alloy in a liquid state having a crystal nucleus or higher having a crystal nucleus poured into a holding container having a temperature of 1 / mh ° C. or higher, or an alloy having a crystal nucleus and having a solid-liquid coexistence in a temperature lower than the liquidus temperature and higher than a molding temperature Is cooled at an average cooling rate of 0.01 ° C./s to 3.0 ° C./s and held until immediately before pressure forming, whereby fine primary crystals are crystallized in the alloy liquid and the holding is performed. The temperature of each part of the alloy placed in the container is adjusted by induction heating so that it falls within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio at the latest by the time of forming, and the alloy is taken out from the holding container and formed. Since it is supplied to the metal mold and subjected to pressure molding, the temperature of the alloy before the molding step is ideally controlled, so that an excellent compact having a homogeneous structure including a spheroidized primary crystal can be obtained. .

【0016】[0016]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図12は本発明の実施例に係
り、図1は最大固溶限以上の組成の亜共晶アルミニウム
合金の半溶融金属の成形方法を示す工程説明図、図2は
最大固溶限内組成のマグネシウム合金あるいはアルミニ
ウム合金の半溶融金属の成形方法を示す工程説明図、図
3は球状初晶の生成から成形までの工程説明図、図4は
図3に示した各工程の金属組織の模写図、図5は代表的
なアルミニウム合金であるAl−Si系合金の平衡状態
図、図6は代表的なマグネシウム合金であるMg−Al
系合金の平衡状態図、図7は本発明例の成形体の金属組
織を示す顕微鏡写真の模写図、図8は比較例の成形品の
金属組織を示す顕微鏡写真の模写図、図9は保持容器内
のAC4CH合金の温度分布と冷却速度の相関を説明す
るグラフ、図10は保持容器内のAC4CH合金の温度
分布に及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示すグラフ、図
11は保持容器内のAC4CH合金の温度分布に及ぼす
高周波誘導加熱の影響度を示すグラフ、図12は成形温
度に到達した後の半溶融金属の成分均質化に及ぼす高周
波誘導加熱保持の影響度を示す説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 12 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a hypoeutectic aluminum alloy having a composition higher than the maximum solid solubility limit, and FIG. FIG. 3 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a magnesium alloy or an aluminum alloy having an internal composition, FIG. 3 is a process explanatory diagram from the generation of a spherical primary crystal to forming, and FIG. 4 is a metal structure of each process shown in FIG. 5, FIG. 5 is an equilibrium diagram of a typical aluminum alloy, Al-Si alloy, and FIG. 6 is a typical magnesium alloy, Mg-Al
FIG. 7 is a micrograph of a micrograph showing the metal structure of the molded article of the present invention, FIG. 8 is a micrograph of a micrograph showing the metal structure of the molded article of the comparative example, and FIG. FIG. 10 is a graph for explaining the correlation between the temperature distribution of the AC4CH alloy in the container and the cooling rate, FIG. 10 is a graph showing the influence of high frequency induction heating on the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container, and FIG. 11 is AC4CH in the holding container. FIG. 12 is a graph showing the degree of influence of high-frequency induction heating on the temperature distribution of the alloy, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing the degree of influence of high-frequency induction heating and holding on the homogenization of the components of the semi-molten metal after reaching the forming temperature.

【0017】本発明においては、図1、図2、図3、図
5、図6に示すように、まず、液相線温度に対する過熱
度が50℃未満に保持された最大固溶限以上の組成の亜
共晶アルミニウム合金あるいは最大固溶限内組成のマグ
ネシウム合金、アルミニウム合金の溶湯を保持容器に注
湯しつつ、加振棒を保持容器内の合金中へ浸漬して合金
と直接接触させながら加振棒を加振することにより合金
に振動を与え、注湯完了後直ちに該加振棒を引き上げる
ことにより、合金より離脱させる。
In the present invention, as shown in FIGS. 1, 2, 3, 5 and 6, first, the degree of superheat with respect to the liquidus temperature is higher than the maximum solid solubility limit maintained at less than 50 ° C. While pouring the molten hypoeutectic aluminum alloy or magnesium alloy or aluminum alloy with the composition within the maximum solid solubility limit into the holding vessel, the vibrating rod is immersed in the alloy in the holding vessel and brought into direct contact with the alloy. The vibrating rod is vibrated while vibrating the alloy, and immediately after pouring is completed, the vibrating rod is pulled up, thereby separating from the alloy.

【0018】このようにして、液相線温度以上で結晶核
を有する液体状態の合金または液相線温度以下で成形温
度以上の結晶核を有する固液共存状態にし、引き続き所
定の液相率を示す成形温度まで該保持容器内の合金を、
該保持容器の外側から容器に、たとえば、室温の空気を
噴射して0.01〜3.0℃/sの平均冷却速度で冷却
して加圧成形直前まで保持することにより、微細な初晶
を該合金液中に晶出させるとともに、該保持容器内に入
れられた合金の各部の温度を誘導加熱により遅くとも成
形する時までに所定の液相率を示す目標成形温度範囲内
に収めるように温度調整し、該保持容器から該合金を取
り出し成形用金型に供給して加圧成形するようにした。
In this manner, a liquid-state alloy having crystal nuclei at a temperature higher than the liquidus temperature or a solid-liquid coexistence state having crystal nuclei at a temperature lower than the liquidus temperature and higher than the forming temperature is obtained. The alloy in the holding container up to the molding temperature shown,
For example, air at room temperature is injected into the container from the outside of the holding container to cool the container at an average cooling rate of 0.01 to 3.0 ° C./s and hold the container until immediately before pressure molding, whereby fine primary crystals are obtained. Crystallized in the alloy liquid, so that the temperature of each part of the alloy contained in the holding container is within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio at the latest by the time of forming by induction heating. The temperature was adjusted, the alloy was taken out of the holding container, supplied to a molding die, and subjected to pressure molding.

【0019】ここで「所定の液相率」とは、加圧成形に
適する液相率を意味する。ダイカスト鋳造、スクイズ鋳
造などの高圧鋳造では液相率は75%未満、好ましくは
40%〜65%とする。40%未満では保持容器30か
らの取り出しが容易でなく、また取り出された素材の成
形性が劣る。
Here, the "predetermined liquid phase ratio" means a liquid phase ratio suitable for pressure molding. In high pressure casting such as die casting and squeeze casting, the liquid phase ratio is less than 75%, preferably 40% to 65%. If it is less than 40%, it is not easy to take it out of the holding container 30, and the formability of the taken out material is inferior.

【0020】一方、75%を超える場合は素材が軟らか
いためハンドリングが難しいばかりでなく、ダイキャス
ト機の金型内溶融金属を射出するためのスリーブへの挿
入時に周辺空気を巻き込み、あるいは成形された鋳造品
の金属組織には偏析が発生して均一な組織が得にくいな
どの問題がある。このため、75%以下、好ましくは6
5%以下とする。押出法や鍛造法では,1.0%〜70
%、好ましくは10%〜65%とする。70%を超える
場合は組織の不均一が生じる惧れがある。このため、7
0%以下、好ましくは65%以下とする。また、1.0
%未満では変形抵抗が高いので、1.0%以上とする。
なお、40%未満の液相率の合金を用いて押出法や鍛造
法を行なう場合、40%以上の液相率で該合金を保持容
器から取り出し、その後40%未満に液相率を下げる。
On the other hand, if it exceeds 75%, the material is soft and difficult to handle, and the surrounding air is entrained or molded at the time of insertion into the sleeve for injecting the molten metal in the die of the die casting machine. There is a problem that the metal structure of the casting has segregation and it is difficult to obtain a uniform structure. For this reason, 75% or less, preferably 6%
5% or less. 1.0% to 70% by extrusion or forging
%, Preferably 10% to 65%. If it exceeds 70%, the tissue may be uneven. For this reason, 7
0% or less, preferably 65% or less. Also, 1.0
%, The deformation resistance is high, so it is set to 1.0% or more.
When an extrusion method or a forging method is performed using an alloy having a liquid phase ratio of less than 40%, the alloy is taken out of the holding container at a liquid phase ratio of 40% or more, and then the liquid phase ratio is reduced to less than 40%.

【0021】本発明でいう「保持容器」とは、金属製容
器または非金属製容器(セラミック容器を含む)とする
か、あるいは金属材料を表面に塗布またはコーティング
した金属製容器、もしくは非金属材料を複合させた金属
製容器とする。非金属材料を金属製容器の表面に塗布す
るのはメタルの付着防止に効果的である。また、保持容
器を加熱する手段として、該保持容器の内部あるいは外
部をヒータで加熱する方法があるが、高周波誘導装置も
適用ができる。本発明でいう「代表温度」とは、保持容
器内に入れられた合金の中心温度を示す。もっと具体的
に言うと、保持容器内合金の高さ方向の中心で、かつ、
径方向の中心位置の温度を意味する。ただし、実操業時
には、この両中心位置の温度を測定し難いので、実操業
の際は、半溶融金属の表面から所定の深さ(たとえば、
1cm)の位置で温度を計測する。そして、この温度か
ら、あらかじめ調査された代表温度と各部の温度との関
係を利用して、代表温度を推定する。
In the present invention, the term "holding container" refers to a metal container or a non-metal container (including a ceramic container), a metal container coated or coated with a metal material on its surface, or a non-metal material. Is a composite metal container. Applying a non-metallic material to the surface of a metal container is effective in preventing metal from adhering. As a means for heating the holding container, there is a method of heating the inside or the outside of the holding container with a heater, but a high-frequency induction device is also applicable. The “representative temperature” in the present invention indicates the central temperature of the alloy placed in the holding container. More specifically, at the center in the height direction of the alloy in the holding container, and
It means the temperature at the radial center position. However, at the time of actual operation, it is difficult to measure the temperatures at both center positions, so at the time of actual operation, a predetermined depth from the surface of the semi-molten metal (for example,
Measure the temperature at 1 cm). Then, from this temperature, the representative temperature is estimated by using the relationship between the representative temperature and the temperature of each part which has been investigated in advance.

【0022】また、本発明では、「結晶核発生方法」と
して、容器への注湯中に振動治具を使用して結晶核を発
生する方法、微細化剤を含む低温溶湯を使用する方法を
提案しているが、結晶核の発生の方法として、公知の技
術、たとえば、結晶遊離法を応用したSeed Pou
ring法(水冷傾斜冷却板の上に溶湯を流す)や、融
点の異なる二液相の混合などによる方法を採用してもよ
い。本発明の「保持容器に注湯され蓄えられていく合金
に、注湯中加振棒を浸漬して直接接触させながら該加振
棒を加振して該合金に振動を与える」とは、保持容器内
へ入れられた加振棒に注湯するということではない。本
発明では、保持容器内へ入れられた後に溜まりつつある
液体状合金を、該合金に浸漬された加振棒により振動さ
せるものである(注湯完了と同時に加振棒は合金から離
脱される)。
In the present invention, the "crystal nucleus generation method" includes a method of generating crystal nuclei using a vibration jig during pouring into a container, and a method of using a low-temperature molten metal containing a refining agent. As a method of generating crystal nuclei, a known technique, for example, Seed Pou using a crystal release method has been proposed.
A ring method (flowing a molten metal on a water-cooled inclined cooling plate) or a method of mixing two liquid phases having different melting points may be employed. According to the present invention, `` vibrating the vibrating rod while vibrating the vibrating rod while immersing the vibrating rod during pouring and directly contacting the alloy that is poured and stored in the holding container, '' It does not mean that the molten metal is poured into the vibrating rod placed in the holding container. In the present invention, the liquid alloy that has accumulated after being placed in the holding container is vibrated by a vibrating rod immersed in the alloy (the vibrating rod is separated from the alloy at the same time as the pouring is completed). ).

【0023】なお、本発明の「振動」とは、振動発生装
置の種類、振動条件(周波数、振幅)を限定するもので
ないが、市販のエア式振動装置、電動式振動装置でもよ
く、また使用される振動条件としては、たとえば、周波
数は10Hz〜50kHz、好ましくは50Hz〜1kH
z、片振幅は1mm〜0.1μm、好ましくは500μ
m〜10μmが望ましい。
The "vibration" of the present invention is not limited to the type of vibration generator and the vibration conditions (frequency and amplitude), but may be a commercially available pneumatic vibrator or electric vibrator. As the vibration conditions to be performed, for example, the frequency is 10 Hz to 50 kHz, preferably 50 Hz to 1 kHz.
z, half amplitude is 1 mm to 0.1 μm, preferably 500 μm
m to 10 μm are desirable.

【0024】また、結晶核を発生させ微細な球状組織を
得るために、アルミニウム合金においてはTi、Bを添
加し、マグネシウム合金においてはSr、Si、Caを
添加する。Tiが0.005%未満であればその効果は
小さく、0.30%を超えれば粗大なTi化合物が発生
し延性が低下するので、Tiは0.005%〜0.30
%とする。BはTiと相まって微細化を促進するが、
0.001%未満であれば微細化効果は小さく、0.0
1%を超えて添加してもそれ以上の効果を期待できない
のでBは0.001%〜0.01%とする。Srが0.
005%未満であれば微細化効果は小さく、0.1%を
超えて添加してもそれ以上の効果を期待できないので
0.005%〜0.1%とする。0.005%〜0.1
%のSrに0.01%〜1.5%のSiを複合添加する
ことにより、Sr単独添加よりもさらに微細な結晶粒が
得られる。Caが0.05%未満では微細化効果は小さ
く、0.30%を超えて添加してもそれ以上の効果を期
待できないのでCaは0.05%〜0.30%とする。
In order to generate crystal nuclei and obtain a fine spherical structure, Ti and B are added to an aluminum alloy, and Sr, Si and Ca are added to a magnesium alloy. If Ti is less than 0.005%, the effect is small, and if it exceeds 0.30%, a coarse Ti compound is generated and ductility is reduced, so that Ti is 0.005% to 0.30%.
%. B promotes miniaturization in combination with Ti,
If it is less than 0.001%, the miniaturization effect is small, and
Even if added in excess of 1%, no further effect can be expected, so B is made 0.001% to 0.01%. Sr is 0.
If it is less than 005%, the effect of miniaturization is small, and if it exceeds 0.1%, no further effect can be expected, so the content is made 0.005% to 0.1%. 0.005% to 0.1
%, More complex crystal grains can be obtained than by adding Sr alone. If Ca is less than 0.05%, the refining effect is small, and even if added over 0.30%, no further effect can be expected, so Ca is set to 0.05% to 0.30%.

【0025】具体的には以下のとおりの手順により作業
を進める。図3および図4の工程[1]において、ラド
ル10内に入れられた完全液体である合金M1 を工程
[2]において、保持容器(セラミック容器もしくはセ
ラミックコーティング金属容器)30に注湯された合金
に加振棒20を入れて該合金中に浸漬し直接接触させな
がら加振棒20を加振して該合金に振動を与え、また注
湯中、必要に応じて保持容器30に振動装置40を介し
て振動を与え、注湯完了後加振棒20を直ちに引き上げ
ることにより、液相線近傍の液体状態、固液共存状態の
合金に結晶核を発生させる。
Specifically, the operation proceeds according to the following procedure. In step [1] of FIGS. 3 and 4, the alloy M 1 , which is a complete liquid, placed in the ladle 10 was poured into a holding container (ceramic container or ceramic coated metal container) 30 in step [2]. The vibrating rod 20 is vibrated by placing the vibrating rod 20 in the alloy, immersing the alloy in the alloy, and bringing the alloy into direct contact with the vibrating rod 20 to vibrate the alloy. Vibration is applied via 40, and immediately after the pouring is completed, the vibrating rod 20 is immediately pulled up, so that crystal nuclei are generated in an alloy in a liquid state and a solid-liquid coexisting state near a liquidus line.

【0026】次に、工程[3]において該合金を、0.
01℃/s〜3.0℃/sの平均冷却速度で該合金を冷
却しつつ加圧成形直前まで保持容器30内に保持し、微
細な初晶を該合金液中に晶出させつつ誘導加熱(保持容
器30回りの加熱コイル80に通電すること)により、
該容器内の合金の各部の温度を注湯直後から遅くとも成
形する時点までに所定の液相率を示す目標成形温度範囲
内に収めるように温度調整する。冷却に当たっては、保
持容器の外側から保持容器に向けて空気(または水)9
0を噴射する。また、必要に応じて上部、下部を断熱材
で保温もしくは加熱した保持容器30において半溶融状
態で保持し、導入された結晶核から微細な球状(非デン
ドライト状)の初晶を生成させる。このようにして得ら
れた所定の液相率を有する合金M2 を、たとえば、工程
[3]−dのように保持容器30を反転し、ダイキャス
トマシンの射出スリーブ50に所定の液相率の合金を挿
入した後、ダイカストマシンの金型キャビティ60a内
で加圧成形して成形品を得る。
Next, in the step [3], the alloy is added to 0.1.
While cooling the alloy at an average cooling rate of 01 ° C./s to 3.0 ° C./s, the alloy is held in the holding container 30 until immediately before pressure forming, and fine primary crystals are induced while crystallizing in the alloy liquid. By heating (by energizing the heating coil 80 around the holding container 30),
The temperature of each part of the alloy in the container is adjusted so as to fall within a target forming temperature range showing a predetermined liquidus ratio from immediately after pouring to at the latest at the time of forming. In cooling, air (or water) 9 is applied from outside the holding container to the holding container.
Inject 0. If necessary, the upper and lower portions are kept in a semi-molten state in a holding vessel 30 kept or heated with a heat insulating material, and fine spherical (non-dendritic) primary crystals are generated from the introduced crystal nuclei. The alloy M 2 with a predetermined liquid phase ratio obtained in this way, for example, the step [3] The holding container 30 is inverted as -d, given liquid phase ratio in the injection sleeve 50 of the die-casting machine After inserting the alloy, a molded product is obtained by pressure molding in the mold cavity 60a of the die casting machine.

【0027】図9は、保持容器内のAC4CH合金の温
度分布と冷却速度の相関を説明するグラフであり、保持
容器30内のAC4CH合金の温度分布に及ぼす冷却速
度(615℃〜585℃)の影響度を示したもので、冷
却速度が速くなるにしたがって、温度分布が大きくなる
のが判る。図9のうち、図9(a)は、冷却速度が0.
3℃/sの場合を示し、保持容器外部から空気を噴射し
て冷却した場合で、容器上部を断熱材にて保温し、容器
下部に断熱材を配置した。図9(b)は、冷却速度が
0.2℃/sで冷却した場合を示し、容器上部、下部を
断熱材にて保温したうえ、大気中にて冷却した場合を示
す。
FIG. 9 is a graph for explaining the correlation between the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container and the cooling rate, and shows the relationship between the cooling rate (615 ° C. to 585 ° C.) and the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container 30. It shows the degree of influence, and it can be seen that the temperature distribution increases as the cooling rate increases. In FIG. 9A, FIG.
The case of 3 ° C./s was shown, in which air was injected from the outside of the holding container to cool the container. FIG. 9B shows a case where the cooling rate is 0.2 ° C./s, and a case where the upper and lower portions of the container are kept warm with a heat insulating material and then cooled in the atmosphere.

【0028】図10は、保持容器内のAC4CH合金の
温度分布に及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示すグラフ
であり、保持容器30内のAC4CH合金の温度分布に
及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示している。代表温度
(保持容器内合金の中心温度)が、目標成形温度の+3
℃に到達してから空気噴射を停止し、目標温度に到達し
て高周波誘導を稼働開始する。
FIG. 10 is a graph showing the effect of high frequency induction heating on the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container, and shows the effect of high frequency induction heating on the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container 30. ing. The representative temperature (the center temperature of the alloy in the holding container) is +3 of the target forming temperature.
After the temperature reaches ° C, the air injection is stopped, and the target temperature is reached, and the high-frequency induction is started.

【0029】図11は、保持容器内のAC4CH合金の
温度分布に及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示すグラフ
であり、保持容器30内のAC4CH合金の温度分布に
及ぼす高周波誘導の影響度を示す。代表温度(保持容器
内合金の中心温度)が目標成形温度よりも11℃だけ低
い温度(目標温度−11℃)に到達してから空気噴射を
停止し、高周波誘導加熱を開始する。目標成形温度に対
して下がり過ぎないうちに、高周波誘導装置が稼働開始
すれば、低い出力で短時間に保持容器30内の合金各部
の温度を目標成形温度に維持出来るが、目標成形温度に
対して10℃以上低くなって高周波誘導装置が働いた場
合、容器内の各部の温度を均一化することは簡単ではな
く、高い出力と長時間の誘導加熱が必要になる。このた
め、誘導加熱は、保持容器30内で温度降下する合金の
代表温度が目標成形温度に対して10℃以上低下しない
段階で、所定量の電流を所定の時間一回以上流す。
FIG. 11 is a graph showing the influence of high-frequency induction heating on the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container, and shows the effect of high-frequency induction on the temperature distribution of the AC4CH alloy in the holding container 30. After the representative temperature (the center temperature of the alloy in the holding container) reaches a temperature (target temperature −11 ° C.) lower by 11 ° C. than the target forming temperature, the air injection is stopped and high-frequency induction heating is started. If the high-frequency induction device starts operating before the target molding temperature is lowered too much, the temperature of each part of the alloy in the holding container 30 can be maintained at the target molding temperature with a low output in a short time. When the high-frequency induction device operates at a temperature of 10 ° C. or more, it is not easy to equalize the temperature of each part in the container, and high output and long-time induction heating are required. Therefore, in the induction heating, a predetermined amount of current is caused to flow once or more for a predetermined time at a stage where the representative temperature of the alloy whose temperature drops in the holding container 30 does not drop by 10 ° C. or more from the target forming temperature.

【0030】図12は、成形温度に到達した後の半溶融
金属の成分均質化に及ぼす高周波誘導加熱保持の影響度
を示す説明図である。図12はいずれも保持容器30内
の合金の状態を示す縦断面図であり、図中、図12
(a)は成形温度に到達したときの状態、図12(b)
は高周波誘導装置にて周波数8KHzで誘導加熱し20
分間保持した状態、図12(c)は高周波誘導装置にて
周波数40KHzで誘導加熱し20分間保持した状態を
示す。成形温度に調整前の高周波誘導装置の周波数は8
KHzである。成形温度への到達時の場合(図12
(a)の状態)には起こらないが、保持時間が長いと図
12(b)に示したように、上部の外周部に液相と固相
が均一に混ざり合っている半溶融金属のうち液相が上部
外周部に偏在する現象が観察される(図中の黒色の部分
が液相である)。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the influence of high-frequency induction heating and holding on the homogenization of the semi-molten metal after reaching the forming temperature. FIG. 12 is a vertical sectional view showing the state of the alloy in the holding container 30. FIG.
(A) is the state when the molding temperature is reached, FIG. 12 (b)
Is induction-heated at a frequency of 8 KHz with a high-frequency induction device, and 20
FIG. 12 (c) shows a state in which induction heating is performed at a frequency of 40 KHz by a high-frequency induction device, and the state is maintained for 20 minutes. The frequency of the high-frequency induction device before adjustment to the molding temperature is 8
KHz. When reaching the molding temperature (FIG. 12)
Although this does not occur in the state (a), if the holding time is long, as shown in FIG. 12B, of the semi-molten metal in which the liquid phase and the solid phase are uniformly mixed at the outer peripheral portion of the upper portion, A phenomenon in which the liquid phase is unevenly distributed in the upper outer peripheral portion is observed (the black portion in the figure is the liquid phase).

【0031】これは高周波誘導中に保持容器30内の金
属が盛り上がって来ることから、半溶融金属中の液相が
主に撹拌力により容器上部に浮上したために生じたもの
であると考えられる。しかし、撹拌力を抑えるために、
保持容器内の半溶融金属の温度が成形温度に調整された
後は、より高い周波数の誘導加熱をすることにより、そ
の程度を軽減することが出来る。このため、容器内の合
金各部の温度が誘導加熱により、所定時間内に目標成形
温度範囲内に調整された後は該誘導加熱で使用した周波
数と同等、もしくは、それよりも高い周波数の誘導加熱
により成形工程の直前まで該合金を温度保持するように
する。
This is considered to be caused by the fact that the metal in the holding vessel 30 rises during the high-frequency induction, and the liquid phase in the semi-molten metal floats on the upper part of the vessel mainly due to the stirring force. However, to reduce the stirring power,
After the temperature of the semi-molten metal in the holding container is adjusted to the molding temperature, the degree can be reduced by performing induction heating at a higher frequency. For this reason, after the temperature of each part of the alloy in the container is adjusted to a target forming temperature range within a predetermined time by induction heating, induction heating at a frequency equal to or higher than the frequency used in the induction heating is performed. The temperature of the alloy is maintained until immediately before the forming step.

【0032】図1、図2、図3、図4、図11に示す本
発明例と、従来のチクソキャスト法やレオキャスト法の
違いを説明すると、本発明では、従来法のように半溶融
温度領域で晶出したデンドライト状の初晶を機械撹拌や
電磁撹拌で強制的に破砕球状化することはなく、半溶融
温度領域での温度低下とともに液中に導入された結晶核
を起点として晶出、成長する多数の初晶が合金自身が持
っている熱量により(必要に応じて外部から加熱保持さ
れることも有り得る)、連続的に球状化されるととも
に、低い出力の高周波誘導加熱による均一な組織と均一
な温度分布を特徴にしており、チクソキャスト法におけ
るビレットの再昇温による半溶融化の工程が省かれてい
るため極めて簡便で経済的な方法である。
The differences between the examples of the present invention shown in FIGS. 1, 2, 3, 4 and 11 and the conventional thixocasting and rheocasting methods will be described. The dendrite-like primary crystals crystallized in the temperature range are not forcibly crushed and spheroidized by mechanical stirring or electromagnetic stirring, and the crystal starts from the crystal nuclei introduced into the liquid as the temperature decreases in the semi-melting temperature range. Many primary crystals that evolve and grow are continuously spheroidized by the amount of heat of the alloy itself (it may be heated and held from the outside if necessary) and uniform by low-frequency high-frequency induction heating. This method is characterized by a simple structure and a uniform temperature distribution, and is a very simple and economical method because the step of semi-solidification by reheating the billet in the thixocasting method is omitted.

【0033】上述した各工程、すなわち、図3に示す保
持容器30への注湯工程、初晶の生成、球状工程、成形
工程のそれぞれにおいて設定された核生成条件、球状化
条件および成形条件や本発明で示した数値限定理由につ
いて、以下に説明する。保持容器30に注湯される溶湯
の温度が液相線温度に対して50℃以上高ければ、
(1)結晶の核発生が少なく、しかも、(2)容器に注
がれた時の合金の温度が液相線よりも高いために、残存
する結晶核の割合も少なく、初晶のサイズが大きく、不
定形のデンドライトが発生する。
The nucleation conditions, spheroidization conditions, molding conditions, and the like set in each of the above-described steps, ie, the steps of pouring into the holding vessel 30 shown in FIG. The reasons for limiting the numerical values shown in the present invention will be described below. If the temperature of the molten metal poured into the holding container 30 is higher than the liquidus temperature by 50 ° C. or more,
(1) The generation of crystal nuclei is small, and (2) Since the temperature of the alloy when poured into the container is higher than the liquidus line, the proportion of remaining crystal nuclei is small and the size of primary crystals is small. Large, irregular dendrites are generated.

【0034】このため、注湯温度は液相線に対する過熱
度を50℃未満とし、また液相線温度に対する過熱度を
30℃未満とすることにより、より微細な初晶サイズと
することが出来る。
[0034] For this reason, by setting the pouring temperature to a superheat degree of less than 50 ° C for the liquidus line and to a superheat degree of less than 30 ° C for the liquidus temperature, a finer primary crystal size can be obtained. .

【0035】保持容器30に注湯された合金M1 が成形
に適した液相率を示すまで冷却される際に、容器上部お
よび容器下部が加熱もしくは保温されない場合、該容器
の上部および/あるいは下部の合金M1 の表皮部にデン
ドライト状の初晶が発生したり、凝固層が成長し保持容
器30内の金属の温度分布も不均一になるため、高周波
誘導により加熱しても保持容器30から合金を反転して
取り出す場合、保持容器30から所定の液相率の合金を
排出出来なかったり、保持容器30内部に凝固層が残り
連続成形が困難になったり、温度分布が完全には改善さ
れなかったりする。このため、注湯後成形温度までの保
持時間が短い場合、冷却過程では保持容器上部および/
あるいは保持容器下部を保持容器中央部より加熱した
り、あるいは、保温し、必要に応じて注湯後の冷却過程
だけでなく、注湯前にあらかじめ該保持容器30の上
部、下部を加熱する。また、保持容器30厚みを薄くす
ることにより、凝固層の生成が抑制されるため、保持容
器上部厚み、下部厚みを保持容器中央部厚みよりも薄く
することより、保持容器30からの合金の排出を容易に
する。
When the upper part and the lower part of the container are not heated or kept warm when the alloy M 1 poured into the holding container 30 is cooled to a liquid phase ratio suitable for molding, the upper part and / or the lower part of the container are not heated. or dendritic primary crystals are generated in the skin part of the alloy M 1 of the lower, since the solidified layer is also uneven temperature distribution of the metal growth holding vessel 30, the holding container 30 be heated by high frequency induction When the alloy is inverted and taken out from the container, the alloy having a predetermined liquid phase ratio cannot be discharged from the holding container 30, a solidified layer remains inside the holding container 30, making continuous molding difficult, and the temperature distribution is completely improved. Or not. For this reason, if the holding time until the molding temperature after pouring is short, the upper part of the holding container and / or
Alternatively, the lower part of the holding container is heated from the center part of the holding container, or the temperature is kept, and the upper part and the lower part of the holding container 30 are heated before the pouring as well as the cooling process after pouring as necessary. In addition, since the formation of a solidified layer is suppressed by reducing the thickness of the holding container 30, the discharge of the alloy from the holding container 30 is performed by making the upper and lower thicknesses of the holding container smaller than the thickness of the center portion of the holding container. To facilitate.

【0036】保持容器30の熱伝導率が、1.0kca
l/mhr℃未満の材質であれば、冷却時間が長くなり
工業的には不都合であるため、保持容器30の熱伝導率
を1.0kcal/mhr℃以上とする。金属性の保持
容器30を使用する場合は、該保持容器30の表面に非
金属性物質(例えばBN、黒鉛など)を塗布することが
好ましい。塗布する方法は、機械的、化学的、物理的方
法のいずれでも構わない。また、通気性のある容器を保
持容器30として使用する場合、あるいは、長時間保持
される場合、マグネシウム合金およびアルミニウム合金
は酸化しやすいため、保持容器外部を所定の雰囲気(不
活性雰囲気,減圧雰囲気など)にすることが好ましい。
また金属性容器を使用する場合においても、マグネシウ
ム合金は酸化しやすいので、不活性雰囲気やCO2雰囲
気にすることが望ましい。また、酸化防止を図るために
予め金属溶湯にマグネシウム合金ではBe、Caを、ア
ルミニウム合金ではBeを添加することができる。な
お、容器30の形状は筒状に限定されるものではなく、
その後の成形法に適した形状を採用してもよい。
The thermal conductivity of the holding container 30 is 1.0 kca
If the material has a temperature of less than 1 / mhr ° C., the cooling time becomes longer and this is industrially inconvenient. Therefore, the thermal conductivity of the holding container 30 is set to 1.0 kcal / mhr ° C. or more. When using the metallic holding container 30, it is preferable to apply a nonmetallic substance (for example, BN, graphite, etc.) to the surface of the holding container 30. The application method may be any of mechanical, chemical, and physical methods. Further, when a gas-permeable container is used as the holding container 30 or when the container is held for a long time, the magnesium alloy and the aluminum alloy are easily oxidized. And so on).
Even when a metal container is used, since the magnesium alloy is easily oxidized, it is desirable to use an inert atmosphere or a CO2 atmosphere. Also, in order to prevent oxidation, Be and Ca can be added to the molten metal in advance for magnesium alloys and Be for aluminum alloys. In addition, the shape of the container 30 is not limited to a cylindrical shape,
A shape suitable for the subsequent molding method may be adopted.

【0037】その保持容器30での平均冷却速度が3.
0℃/sよりも速ければ、所定の液相率を示す目標成形
温度範囲に収めることが誘導加熱を用いても容易でな
く、また、球状の初晶を生成することが困難である。一
方、平均冷却速度が0.01℃/s未満であれば、冷却
時間が長く工業生産の上では不都合である。このため、
平均冷却速度は0.01℃/s〜3.0℃/sとし、さ
らに好ましくは、0.05℃/sと〜1℃/sとする。
The average cooling rate in the holding container 30 is 3.
If it is faster than 0 ° C./s, it is not easy to keep the temperature within a target molding temperature range showing a predetermined liquidus ratio even by using induction heating, and it is difficult to form a spherical primary crystal. On the other hand, if the average cooling rate is less than 0.01 ° C./s, the cooling time is long, which is inconvenient for industrial production. For this reason,
The average cooling rate is 0.01 ° C./s to 3.0 ° C./s, more preferably 0.05 ° C./s to 1 ° C./s.

【0038】保持容器30の冷却を積極的に行なう場
合、保持容器30の外側から該保持容器30に向けて少
なくとも空気、水のいずれかを噴射し、必要に応じて保
持容器外側を2箇所以上の異なる高さの位置からそれぞ
れ独立に、噴射条件および噴射時期を任意に変えて行な
う。噴射する物質、噴射する量、速度、位置、噴射時期
は、保持容器30内の合金、保持容器30の材質、肉厚
などにより変化する。
When the cooling of the holding container 30 is actively performed, at least one of air and water is sprayed from the outside of the holding container 30 toward the holding container 30, and if necessary, the outside of the holding container 30 is provided at two or more places. The injection conditions and the injection timing are changed arbitrarily independently from the positions at different heights. The substance to be injected, the amount, speed, position, and injection timing of the injection vary depending on the alloy in the holding container 30, the material and thickness of the holding container 30, and the like.

【0039】成形前の保持容器内部の合金の温度が目標
成形温度に対して、−5℃〜+5℃範囲を超えれば、均
質な組織の成形品が鋳造後に得られないので、目標成形
温度に対して、−5℃〜+5℃範囲に保持容器内部の合
金の温度を誘導加熱により調整する。
If the temperature of the alloy inside the holding container before forming exceeds the target forming temperature by -5 ° C. to + 5 ° C., a molded product having a homogeneous structure cannot be obtained after casting. On the other hand, the temperature of the alloy inside the holding container is adjusted to -5 ° C to + 5 ° C by induction heating.

【0040】注湯される合金に結晶核を与えるために加
振棒20を使用する場合、連続的に加振棒20を使用
し、かつ、結晶を多数発生させるために、内部あるいは
外部から冷却できるものであること、加振棒20の表面
に非金属性物質を塗布することが好ましい。なお、振動
をさせないで内部から冷却できる棒を単に使用した場合
は、たとえ非金属性物質を塗布していても、注湯された
合金から棒を引き上げたとき、棒表面に凝固層が多量に
付着したり、樹枝状晶が保持容器内の合金中に多数認め
られたりする。このため、冷却できる棒を溶湯に接触さ
せる場合、棒が振動されることとする。
When the vibrating rod 20 is used to give crystal nuclei to the alloy to be poured, the vibrating rod 20 is used continuously, and cooling is performed from inside or outside to generate a large number of crystals. It is preferable that a non-metallic substance be applied to the surface of the vibrating rod 20. If a rod that can be cooled from the inside without vibration is used, even if a non-metallic substance is applied, a large amount of solidified layer will form on the rod surface when the rod is pulled up from the poured alloy. Adhesion or dendrites are often found in the alloy in the holding vessel. Therefore, when a rod that can be cooled is brought into contact with the molten metal, the rod is vibrated.

【0041】加振棒20を使用すれば、保持容器内部の
合金に微細な初晶を晶出させることは出来る。しかし、
保持容器30に接触する部分に樹枝状晶が発生すること
がある。このため、注湯中、保持容器30に振動を与え
ることが好ましい。
If the vibrating rod 20 is used, fine primary crystals can be crystallized in the alloy in the holding container. But,
Dendrites may be generated at the portion in contact with the holding container 30. For this reason, it is preferable to apply vibration to the holding container 30 during pouring.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】表1に成形前の半溶融金属の成形条件、表
2に成形前の容器内金属の温度分布および成形材の品質
を示す。成形は、図3に示すように、半溶融金属をスリ
ーブ50に挿入し、その後スクイズ鋳造機を用いて行な
った。成形条件は、加圧力を950kgf/cm2 、射
出速度を0.5m/s、鋳造品重量(ビスケット含む)
を1.5kg、金型温度を230℃とした。ただし、表
1および表2中のNo.13は、押出機を用いて成形し
た時の成形条件と成形材の品質を示す。成形は半溶融金
属をコンテナに挿入して押出成形を行った。成形条件は
以下のとおりである。 (1)押出機仕様;800t、 (2)押出速度(製品速度);80m/min. (3)押出比;20 (4)押出ビレット直径;75mm
Table 1 shows the forming conditions of the semi-molten metal before forming, and Table 2 shows the temperature distribution of the metal in the container and the quality of the formed material before forming. The molding was performed by inserting a semi-molten metal into the sleeve 50 and then using a squeeze casting machine as shown in FIG. The molding conditions were as follows: pressure 950 kgf / cm 2 , injection speed 0.5 m / s, casting weight (including biscuit)
And the mold temperature was 230 ° C. However, in Tables 1 and 2, No. Numeral 13 indicates the molding conditions and the quality of the molded material when molded using an extruder. The extrusion was performed by inserting a semi-molten metal into a container. The molding conditions are as follows. (1) Extruder specification: 800 t; (2) Extrusion speed (product speed): 80 m / min. (3) Extrusion ratio; 20 (4) Extruded billet diameter: 75 mm

【0045】比較例14では、保持容器30内で温度降
下する合金の代表温度が、目標成形温度に対して10℃
以上低下して誘導加熱を行なったために、目標成形温度
範囲に対して−5℃〜+5℃の範囲内に収めることがで
きず、均質な組織の成形体を得ることが出来なかった。
比較例15では、冷却速度が遅かったために温度分布に
ついては大きな問題はないが、初晶のサイズが200μ
mを超え、また連続生産の上では不都合である。比較例
16では、保持容器内の合金の各部の温度が目標成形温
度範囲に調整された後の誘導加熱による保持時間が長
く、しかも周波数の変更をしなかったために、半溶融金
属の上部の外周部に液相が多かった。比較例17では、
冷却速度が速すぎるために、誘導加熱を行なっても、目
標成形温度範囲に対して−5℃〜+5℃の範囲内に収め
ることが出来ず、均質な組織の成形体を得ることが出来
ないばかりでなく、凝固層が容器内部に出来たりして、
容器からの半溶融金属の取り出しが困難であった。比較
例18では、注湯温度が高いために、容器への注湯後の
溶湯の温度が高いために結晶核が残存せず、不定形の樹
枝状晶が多数発生した。比較例19では保持容器の保温
が不十分であるために、保持容器の上部にある金属は早
く冷却し保持容器から取出すことが容易でなかった(図
8参照)。
In Comparative Example 14, the representative temperature of the alloy whose temperature drops in the holding container 30 is 10 ° C. with respect to the target forming temperature.
Since the induction heating was performed with the temperature lowered as described above, the temperature could not be kept within the range of -5 ° C to + 5 ° C with respect to the target molding temperature range, and a molded body having a uniform structure could not be obtained.
In Comparative Example 15, although the cooling rate was slow, there was no significant problem with respect to the temperature distribution, but the primary crystal size was 200 μm.
m, which is inconvenient for continuous production. In Comparative Example 16, the holding time by induction heating after the temperature of each part of the alloy in the holding container was adjusted to the target forming temperature range was long, and the frequency was not changed. There was much liquid phase in the part. In Comparative Example 17,
Since the cooling rate is too high, even if induction heating is performed, the temperature cannot fall within the range of −5 ° C. to + 5 ° C. with respect to the target molding temperature range, and a molded body having a uniform structure cannot be obtained. Not only that, a solidified layer is formed inside the container,
It was difficult to remove the semi-molten metal from the container. In Comparative Example 18, since the pouring temperature was high, the crystal nuclei did not remain because the temperature of the molten metal after pouring into the container was high, and a large number of amorphous dendrites were generated. In Comparative Example 19, since the heat retention of the holding container was insufficient, the metal on the upper portion of the holding container was quickly cooled and it was not easy to take out the metal from the holding container (see FIG. 8).

【0046】一方、本発明1〜本発明13では、図7に
示すように、不定形の樹枝状晶は認められず、微細な球
状の初晶を有する均質な組織の成形体が得られた。
On the other hand, in the present invention 1 to the present invention 13, as shown in FIG. 7, no amorphous dendrites were observed, and a compact having a uniform structure having fine spherical primary crystals was obtained. .

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る半溶融金属の成形方法では、従来の機械撹
拌法、電磁撹拌法によらず、簡便容易にかつ、低コスト
で微細かつ球状の組織を有する成形体が得られる。
As is apparent from the above description,
In the method for forming a semi-molten metal according to the present invention, a compact having a fine and spherical structure can be obtained simply and easily at low cost without using the conventional mechanical stirring method or electromagnetic stirring method.

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

【図1】本発明に係る最大固溶限以上の組成の亜共晶ア
ルミニウム合金の半溶融金属の成形方法を示す工程説明
図である。
FIG. 1 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a hypoeutectic aluminum alloy having a composition not less than the maximum solid solubility according to the present invention.

【図2】本発明に係る最大固溶限内組成のマグネシウム
合金あるいはアルミニウム合金の半溶融金属の成形方法
を示す工程説明図である。
FIG. 2 is a process explanatory view showing a method for forming a semi-molten metal of a magnesium alloy or an aluminum alloy having a composition within a maximum solid solubility limit according to the present invention.

【図3】本発明に係る球状初晶の生成から成形までの工
程説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of steps from generation of a spherical primary crystal to molding according to the present invention.

【図4】図3に示した各工程の金属組織の模写図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram of a metal structure in each step shown in FIG.

【図5】本発明に係る代表的なアルミ合金であるAl−
Si系合金平衡状態図である。
FIG. 5 shows a typical aluminum alloy according to the present invention, Al-
FIG. 3 is an equilibrium diagram of a Si-based alloy.

【図6】本発明に係る代表的なマグネ合金であるMg−
Al系合金平衡状態図である。
FIG. 6 is a diagram showing a typical magnet alloy according to the present invention, Mg-
FIG. 3 is an equilibrium diagram of an Al-based alloy.

【図7】本発明例の成形品(AC4CH合金)の金属組
織を示す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 7 is a microphotograph showing a metallographic structure of a molded article (AC4CH alloy) of an example of the present invention.

【図8】比較例の成形品(AC4CH合金)の金属組織
を示す顕微鏡写真の模写図である。
FIG. 8 is a micrograph of a micrograph showing a metal structure of a molded product (AC4CH alloy) of a comparative example.

【図9】本発明の実施例に係る保持容器内のAC4CH
合金の温度分布と冷却速度の相関を説明するグラフであ
る。
FIG. 9 shows AC4CH in a holding container according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a correlation between a temperature distribution of an alloy and a cooling rate.

【図10】本発明の実施例に係る保持容器内のAC4C
H合金の温度分布に及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示
すグラフである。
FIG. 10 shows AC4C in a holding container according to an embodiment of the present invention.
It is a graph which shows the degree of influence of high frequency induction heating on the temperature distribution of H alloy.

【図11】本発明の実施例に係る保持容器内のAC4C
H合金の温度分布に及ぼす高周波誘導加熱の影響度を示
すグラフである。
FIG. 11 shows AC4C in a holding container according to an embodiment of the present invention.
It is a graph which shows the degree of influence of high frequency induction heating on the temperature distribution of H alloy.

【図12】本発明の実施例に係る成形温度に到達した後
の半溶融金属の成分均質化に及ぼす高周波誘導加熱保持
の影響度を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the degree of influence of high-frequency induction heating and holding on homogenization of the components of the semi-molten metal after reaching the forming temperature according to the example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ラドル 20 加振棒 30 保持容器(金属容器もしくは非金属容器) 40 加振装置 50 射出スリーブ 60 金型 60a 金型キャビティ 70 保温材 80 コイル 90 エア(もしくは水) M 溶湯金属 T 保持時間 t 容器内メタル温度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ladle 20 Vibration stick 30 Holding container (metal container or non-metal container) 40 Vibration device 50 Injection sleeve 60 Mold 60a Mold cavity 70 Heat insulation material 80 Coil 90 Air (or water) M Molten metal T Holding time t Container Inner metal temperature

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 康則 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社機械・エンジニアリング 事業本部内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasunori Harada 1980 No. Yama, Kogushi-ji, Obe-shi, Ube-shi, Yamaguchi Ube Industries, Ltd. Machinery & Engineering Division

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱伝導率が1kcal/mh℃以上の保
持容器に注湯された結晶核を有する液相線温度以上の液
体状態の合金、または、結晶核を有する液相線温度未満
で成形温度以上の固液共存状態の合金を、0.01℃/
s〜3.0℃/sの平均冷却速度で冷却して加圧成形直
前まで保持することにより、微細な初晶を該合金液中に
晶出させるとともに、該保持容器内に入れられた合金の
各部の温度を誘導加熱により遅くとも成形する時までに
所定の液相率を示す目標成形温度範囲内に収めるように
温度調整し、該保持容器から該合金を取り出し成形用金
型に供給して加圧成形することを特徴とする半溶融金属
の成形方法。
1. An alloy in a liquid state having a crystal nucleus or higher having a crystal nucleus poured into a holding container having a thermal conductivity of 1 kcal / mh ° C. or higher, or a liquid alloy having a crystal nucleus having a temperature lower than the liquidus temperature. An alloy in a solid-liquid coexisting state at a temperature of 0.01 ° C /
By cooling at an average cooling rate of s to 3.0 ° C./s and holding until just before pressure molding, fine primary crystals are crystallized in the alloy liquid, and the alloy put in the holding container is cooled. The temperature of each part is adjusted by induction heating so as to fall within a target molding temperature range showing a predetermined liquid phase ratio at the latest by molding, and the alloy is taken out from the holding container and supplied to a molding die. A method for forming a semi-molten metal, which is performed by pressure molding.
【請求項2】 誘導加熱は、保持容器内で降温する合金
の代表温度が注湯直後から目標成形温度に対して10℃
以上低下しない段階までに、所定量の電流を所定時間流
して、該保持容器内の合金の各部の温度を目標成形温度
に対して−5℃〜+5℃の温度範囲内に収めるように加
熱調整することとした請求項1記載の半溶融金属の成形
方法。
2. The induction heating is performed in such a manner that the representative temperature of the alloy whose temperature falls in the holding container is 10 ° C. with respect to the target forming temperature immediately after pouring.
By the time the temperature does not decrease, a predetermined amount of current is passed for a predetermined time, and the heating is adjusted so that the temperature of each part of the alloy in the holding container falls within a temperature range of −5 ° C. to + 5 ° C. with respect to the target forming temperature. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein
【請求項3】 保持容器内の合金の各部の温度が誘導加
熱により所定時間内に目標成形温度範囲内に調整された
後は、該誘導加熱で使用した周波数と同等もしくはそれ
よりも高い周波数の誘導加熱により成形工程の直前まで
該合金を温度保持することとした請求項1および請求項
2記載の半溶融金属の成形方法。
3. After the temperature of each part of the alloy in the holding container is adjusted to a target forming temperature range within a predetermined time by induction heating, a frequency equal to or higher than the frequency used in the induction heating is used. 3. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the temperature of the alloy is maintained until just before the forming step by induction heating.
【請求項4】 少なくとも保持容器の上部、下部のいず
れかを保温するか、あるいは、保持容器の中央部に比べ
て高温に加熱するか、あるいは、保持容器の上部、下部
の厚みを該保持容器の中央部よりも薄くした請求項1な
いし請求項3記載の半溶融金属の成形方法。
4. Heating at least one of the upper and lower portions of the holding container, heating the holding container to a higher temperature than the central portion of the holding container, or reducing the thickness of the upper and lower portions of the holding container 4. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the thickness is smaller than a central portion of the metal.
【請求項5】 保持容器内の合金の冷却方法を、該保持
容器の外側から該保持容器に向けて、少なくとも空気ま
たは水のいずれかを噴射するようにした請求項1ないし
請求項4記載の半溶融金属の成形方法。
5. The method for cooling an alloy in a holding container according to claim 1, wherein at least one of air and water is injected from outside of the holding container toward the holding container. Method for forming semi-molten metal.
【請求項6】 保持容器の外側を2ヶ所以上の異なる高
さ位置からそれぞれ独立に、少なくとも所定の温度の空
気または水のいずれかを、噴射条件および噴射時期を任
意に変えて噴射することができるようにした請求項5記
載の半溶融金属の成形方法。
6. Injecting air or water of at least a predetermined temperature independently from two or more different height positions outside the holding container independently from two or more different height positions by arbitrarily changing injection conditions and injection timing. The method for forming a semi-molten metal according to claim 5, which is made possible.
【請求項7】 成形用金型に供給する合金の液相率が
1.0%以上で75%未満とした請求項1ないし請求項
6記載の半溶融金属の成形方法。
7. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the liquid phase ratio of the alloy supplied to the forming die is 1.0% or more and less than 75%.
【請求項8】 結晶核の生成方法として、液相線温度に
対して50℃未満の過熱度の溶湯を用いて保持容器内に
注湯され蓄えられていく合金に、注湯中加振棒を浸漬し
て直接接触させながら該加振棒を加振して該合金に振動
を与えるか、あるいは、保持容器に合金を注湯中に加振
棒を加振するとともに該保持容器に振動を与えることと
した請求項1ないし請求項7記載の半溶融金属の成形方
法。
8. A method of generating crystal nuclei, comprising: using a molten metal having a degree of superheat of less than 50 ° C. with respect to a liquidus temperature, to an alloy poured and stored in a holding vessel, and a vibrating rod during pouring. The vibrating rod is vibrated by vibrating the vibrating rod while directly contacting the vibrating rod, or the vibrating rod is vibrated while the vibrating rod is vibrated while the alloy is being poured into the holding vessel. The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein the metal is provided.
【請求項9】 結晶核の生成方法として、液相線温度に
対して過熱度を50℃未満に保持されたBを0.001
%〜0.01%、Tiを0.005%〜0.3%含むア
ルミニウム合金溶湯を保持容器内に注ぐこととした請求
項1ないし請求項8記載の半溶融金属の成形方法。
9. As a method for generating crystal nuclei, B having a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to a liquidus temperature is 0.001%.
The method for forming a semi-molten metal according to claim 1, wherein a molten aluminum alloy containing 0.005% to 0.01% and 0.005% to 0.3% of Ti is poured into the holding container.
【請求項10】 結晶核の生成方法として、液相線温度
に対して過熱度を50℃未満に保持されたSrを0.0
05%〜0.1%含む、あるいはSiを0.01%〜
1.5%およびSrを0.005〜0.1%含む、ある
いはCaを0.05%〜0.30%含むマグネシウム合
金溶湯を保持容器内に注ぐこととした請求項1ないし請
求項8記載の半溶融金属の成形方法。
10. A method for producing crystal nuclei, wherein Sr, whose superheat degree is kept below 50 ° C. with respect to the liquidus temperature, is 0.0%.
Containing 0.05% to 0.1%, or 0.01% to Si
The magnesium alloy melt containing 1.5% and 0.005 to 0.1% of Sr or 0.05% to 0.30% of Ca is poured into the holding container. Forming method of semi-solid metal.
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