JPH11251044A - 半溶融成形用ビレットの加熱方法および装置 - Google Patents

半溶融成形用ビレットの加熱方法および装置

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JPH11251044A
JPH11251044A JP6773298A JP6773298A JPH11251044A JP H11251044 A JPH11251044 A JP H11251044A JP 6773298 A JP6773298 A JP 6773298A JP 6773298 A JP6773298 A JP 6773298A JP H11251044 A JPH11251044 A JP H11251044A
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JP
Japan
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billet
semi
heating
tray
metal billet
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JP6773298A
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English (en)
Inventor
Hirokatsu Matsuura
啓克 松浦
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビレットを半溶融状態に加熱するための加熱
効率の高い方法と装置を得ること。 【解決手段】 金属ビレットとしてのアルミビレット1
2を半溶融状態まで加熱する。アルミビレット12をそ
の液相開始温度近傍(約500℃)まで誘導加熱装置の
前段コイル群10Fで加熱処理し、その後にアルミビレ
ット12をトレイ16に乗せつつ大口径の後段コイル群
10Rにより半溶融状態まで加熱処理をするように構成
した。ビレットを乗せたトレイ16を内部通過させるよ
うに前段の加熱コイル群10Fをトレイサイズに合わせ
る必要がなくなり、半溶融状態が発生する液相開始温度
以上の加熱条件時にのみトレイを導入できるサイズまで
大きくした誘導加熱コイル群10Rに通過させるため、
加熱損失を可及的に少なくすることができ、誘導加熱装
置の大型化を防止できる

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属ビレットを半溶
融状態まで加熱処理してダイカストマシン等へ供給する
ための半溶融成形ビレットの加熱方法および装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ダイカスト工程において、溶融金属が金
型内を移動する間に空気やガスを巻き込んだり、また、
溶融金属自体から放出するガスによってピンホールを発
生し、これに起因して製品の強度を低下させ、薄肉化で
きない問題がある。また、鋳造品内にピンホールがある
と高強度を得るための熱処理ができない問題がある。こ
のため、鋳造工程においては如何にしてガス抜きを実現
するかという課題が存在し、一般的には金型内を減圧し
てガスを抜く方法が採用されているが、最近では素材と
なる金属ビレット(例えばアルミ合金ビレット)を半溶
融状態でダイカスト成形する方法が行われている。
【0003】アルミ合金等の金属ビレットを半溶融状態
でダイカスト成形する方法は、鋳造品内にピンホールを
発生させず、強度と品質を向上させるために有効な方法
といわれている。半溶融成形方法は、凝固時に電磁攪拌
して特定のチクソトロピック状に結晶構造を分布させた
金属ビレットを、固相率20〜60%の固体でも液体で
もないソフトクリーム状の半溶融状態まで加熱してダイ
カストマシンに供給して成形使用とするものである。金
型中に圧入されて流動する半溶融状態の金属は層流状態
で流れ、層間における流動が制限される。溶融金属を金
型内に圧入するダイカスト工程に比較してガスの巻き込
みを実質的に防止して製品の強度を高めることが可能と
なっている。これにより、通常のダイカストよりも鋳造
温度が低くなるから金型の長寿命化が図れ、また、結晶
粒界で共晶が丸くなるので最終製品の機械的性質、特に
疲労強度が向上するといわれている。
【0004】このような観点から行われている従来の半
溶融成形用ビレットの加熱方法は、例えば特開平8−1
271号公報や特開平8−85826号公報に見られる
ように、加熱コイルを用いた誘導加熱装置の内部にビレ
ットを連続して供給するように構成されていた。コイル
により形成されたトンネル通路での移送はレールを敷設
してスライド移動させる構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、誘導
加熱装置内で半溶融状態に加熱するために、所定のビレ
ット形状を焼き上がる状態まで保持させる必要がある。
単にビレット強度に依存して誘導加熱装置内を機械的な
押込み手段により移送させると、ビレット形状が崩壊し
てしまう。このため、誘導装置内部にはビレットを横置
きとしてトレイに乗せた状態で導入することが行われ
る。
【0006】ところが、従来方法では、誘導加熱コイル
のサイズをビレットサイズに適合させるのではなく、ビ
レットを乗せたトレイを移送できるようなサイズに合わ
せる必要がある。このため、実質的に作用する加熱損失
が多く発生して熱効率を損なうとともに、誘導加熱装置
の大型化を招いてしまう問題があった。本発明は、上記
従来の問題点に着目し、加熱効率を向上させることがで
きる半溶融成形用ビレットの加熱方法および装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】一般に、SSF(Semi-S
olid Forming)に用いられるアルミ合金(Si:6〜7
%)材の液相が始まる温度は520〜540℃程度であ
る。そこで、加熱効率を上げるために、前段の約500
℃程度までの加熱はトレイを用いないでコイル内を通
し、液相が始まると思われる500℃程度以降のみ、ト
レイに乗せた状態での加熱を行うようにすることによ
り、前段での加熱効率が向上し、総合効率も向上させる
ことができるとの知見を得たものである。
【0008】このような知見を実現するために、本発明
に係る半溶融成形用ビレットの加熱方法は、第1に金属
ビレットを半溶融状態まで加熱するための加熱方法であ
って、前記金属ビレットを小口径トンネル加熱手段によ
り液相開始温度近傍まで加熱処理し、その後に前記金属
ビレットをトレイに乗せつつ当該トレイを含む金属ビレ
ットを挿通可能な大口径誘導加熱手段により半溶融状態
まで加熱処理をなすことを特徴とする。
【0009】第2には、金属ビレットを半溶融状態まで
加熱するための加熱方法であって、長尺の金属棒材を小
口径トンネル加熱手段により液相開始温度近傍まで加熱
処理し、その後に単位ビレット長さに切断し、この切断
された金属ビレットをトレイに乗せつつ当該トレイを含
む金属ビレットを挿通可能な大口径誘導加熱手段により
半溶融状態まで加熱処理をなすように構成した。
【0010】第3には、金属ビレットを液相開始温度近
傍まで加熱処理する際、前記金属ビレットを立設状態で
加熱し、その後に前記金属ビレットをトレイに横置きに
乗せつつ当該トレイを含む金属ビレットを挿通可能なト
ンネル口径を有する誘導加熱手段により半溶融状態まで
加熱処理をなすことを特徴としている。
【0011】また、金属ビレットを液相開始温度近傍ま
でガス炉により加熱処理した後、その後に前記金属ビレ
ットをトレイに乗せつつ当該トレイを含む金属ビレット
を挿通可能な大口径誘導加熱手段により半溶融状態まで
加熱処理をなすように構成することもできる。本発明に
係る溶融成形用ビレットの加熱装置は、金属ビレットを
半溶融状態まで加熱するための加熱装置であって、前記
金属ビレットを液相開始温度近傍まで加熱処理する前段
の小口径トンネル加熱手段と、前記金属ビレットをトレ
イに乗せつつ当該トレイを含む金属ビレットを挿通可能
なトンネル口径を有して半溶融状態まで加熱処理をなす
後段の誘導加熱手段とから構成したことを特徴としてい
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る半溶融成形
用ビレットの加熱方法および装置の具体的実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。実施形態に係る加熱装
置は、図1に示しているように、6個の直列に配置され
たコイル群10(10a〜10f)から構成された誘導
加熱装置であり、加熱対象のアルミビレット12をトン
ネル通路に挿通させることにより、連続して加熱する。
コイル群10は前段と後段に区分され、前段のコイル群
10Fには低周波数500Hzの電力が供給され、後段
のコイル群10Rには前段周波数より高い周波数200
0Hzの電力が供給されるようにしている。そして、ア
ルミビレット12の昇温速度は前段においては5〜10
℃/秒、後段においては0.5〜1.0℃/秒にそれぞ
れ調整されている。
【0013】ここで、上述したコイル群10を昇温条件
によって、前段コイル群10Fと後段コイル群10Rに
区分したが、本発明では特に次のように設定した。すな
わち、常温から半溶融温度まで加熱する場合に、前段コ
イル群10Fではその内部トンネル通路14Fを通過す
る間は固相状態が維持されるように半溶融状態になる直
前の温度まで加熱処理する。そして、後段コイル群10
Rでの加熱処理は、ほぼ液相開始温度状態で導入し、そ
のトンネル通路14Rを通過する間に所定の半溶融状態
となる温度まで昇温させた状態で排出させるようにした
のである。これにより、前段コイル群10Fのコイル内
径によって形成されるトンネル通路14Fをアルミビレ
ット12が直接挿通できるサイズの小口径となすことが
できる。また、後段コイル群10Rのコイル内径はそれ
より大きく、後段のトンネル通路14Rはアルミビレッ
ト12を乗せたトレイ16が挿通できる大口径のサイズ
に設定される。いま、SSFに用いるSiが6〜7%の
アルミ合金からなるアルミビレット12の液相開始温度
が520〜540℃であるため、前段コイル群10Fで
はトレイを用いずにコイル内を通過させ、液相開始温度
の直前の温度まで加熱する。そして、このアルミビレッ
ト12の液相が開始すると考えられる温度約500℃程
度に昇温した以降のみ、トレイ16を用い、当該トレイ
16にアルミビレット12を乗せた状態で後段コイル群
14Rの内部を通過させて加熱するのである。
【0014】これによりアルミビレット12を半溶融成
形用ビレットとして用いるに当たり、前段コイル群10
Fをビレット14を最適に加熱する条件でのみ形成する
ことができ、トレイ16の通過を考慮する必要性から開
放される。そして、後段コイル群10Rのみを、ビレッ
ト加熱条件で定められるというよりは、ビレット12を
乗せたトレイ16を通過できるという条件で定められる
サイズで形成すればよくなる。したがって、半溶融成形
用ビレットを加熱するに際し、誘導加熱コイル群14の
全てをトレイ搬送に適合させる必要性は無くなり、半溶
融状態となる温度条件以降のみアルミビレット12をト
レイ搬送するため、加熱装置の総合効率が向上するもの
となる。
【0015】前段コイル群14Fと後段コイル群14R
とはトレイ16の導入スペース分だけ離反させておき、
この分離部分のスペースで、前段コイル群14Fで50
0℃まで加熱して排出されてくるアルミビレット12を
トレイ供給手段18によりトレイ16に乗せるようにし
ている。このトレイ16は後段コイル群14Rに順次導
入され、ビレット12をトレイ16内で電磁攪拌作用に
よるデンドライト結晶構造の破壊によって半溶融状態に
する。トレイ16はセラミックスにより形成し、中央部
にビレット12を半没状態で保持する溝を形成しておけ
ばよい。
【0016】なお、前段の加熱方法は任意の手段を採用
することができ、図2に示すように、上述した誘導加熱
コイル14Fを用いるのが一般的であるが(同図
(1))、トンネル式連続加熱炉20にアルミビレット
12を立設した状態で連続導入して加熱し(同図
(2))、あるいはガス炉22にバッチ式で複数のアル
ミビレット12を立てた状態で収容して加熱し(同図
(3))、しかる後に誘導加熱コイル14Rに導入する
ようにすることができる。また、長尺のバー材を用いて
これをトンネル加熱手段に挿入して、液相開始温度直前
に達するまで加熱し、加熱したバー材を短尺ビレットに
切断しつつ、後段誘導加熱コイル14Rに供給するよう
にしてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属ビレットを半溶融状態まで加熱するための加熱方法
であって、前記金属ビレットをその液相開始温度近傍ま
で加熱処理し、その後に金属ビレットをトレイに乗せつ
つ大口径の誘導加熱手段により半溶融状態まで加熱処理
をするように構成したので、ビレットを乗せたトレイを
内部通過させるように加熱手段をトレイサイズに合わせ
る必要がなくなり、半溶融状態が発生する液相開始温度
以上の加熱条件時にのみトレイを導入できるサイズまで
大きくした誘導加熱コイルに通過させるため、加熱損失
を可及的に少なくすることができ、誘導加熱装置の大型
化を防止できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る半溶融成形用ビレットの加熱装
置の側面構成図である。
【図2】前段加熱手段の変形例に係る半溶融成形用ビレ
ットの加熱装置の説明用斜視図である。
【符号の説明】
10F 前段コイル群 10R 後段コイル群 12 アルミビレット 14F 前段トンネル通路 14R 後段トンネル通路 16 トレイ 18 トレイ供給手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属ビレットを半溶融状態まで加熱する
    ための加熱方法であって、前記金属ビレットを小口径ト
    ンネル加熱手段により液相開始温度近傍まで加熱処理
    し、その後に前記金属ビレットをトレイに乗せつつ当該
    トレイを含む金属ビレットを挿通可能な大口径誘導加熱
    手段により半溶融状態まで加熱処理をなすことを特徴と
    する半溶融成形用ビレットの加熱方法。
  2. 【請求項2】 金属ビレットを半溶融状態まで加熱する
    ための加熱方法であって、長尺の金属棒材を小口径トン
    ネル加熱手段により液相開始温度近傍まで加熱処理し、
    その後に単位ビレット長さに切断し、この切断された金
    属ビレットをトレイに乗せつつ当該トレイを含む金属ビ
    レットを挿通可能な大口径誘導加熱手段により半溶融状
    態まで加熱処理をなすことを特徴とする半溶融成形用ビ
    レットの加熱方法。
  3. 【請求項3】 金属ビレットを液相開始温度近傍まで加
    熱処理する際、前記金属ビレットを立設状態で加熱し、
    その後に前記金属ビレットをトレイに横置きに乗せつつ
    当該トレイを含む金属ビレットを挿通可能なトンネル口
    径を有する誘導加熱手段により半溶融状態まで加熱処理
    をなすことを特徴とする半溶融成形用ビレットの加熱方
    法。
  4. 【請求項4】 金属ビレットを液相開始温度近傍までガ
    ス炉により加熱処理した後、その後に前記金属ビレット
    をトレイに乗せつつ当該トレイを含む金属ビレットを挿
    通可能な大口径誘導加熱手段により半溶融状態まで加熱
    処理をなすことを特徴とする半溶融成形用ビレットの加
    熱方法。
  5. 【請求項5】 金属ビレットを半溶融状態まで加熱する
    ための加熱装置であって、前記金属ビレットを液相開始
    温度近傍まで加熱処理する前段の小口径トンネル加熱手
    段と、前記金属ビレットをトレイに乗せつつ当該トレイ
    を含む金属ビレットを挿通可能なトンネル口径を有して
    半溶融状態まで加熱処理をなす後段の誘導加熱手段とか
    ら構成されてなる半溶融成形用ビレットの加熱装置。
JP6773298A 1998-03-03 1998-03-03 半溶融成形用ビレットの加熱方法および装置 Withdrawn JPH11251044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127135A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Daikin Industries Ltd 誘導加熱方法および誘導加熱装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127135A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Daikin Industries Ltd 誘導加熱方法および誘導加熱装置

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Effective date: 20050510