JPS5825853A - 金属鋳造装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋳造成は鍛造に使用される半固体金属スラリ
ーを製造する装置に関する。

従来知られている半固体チクソトロピ、り金属の製造方
法には機械的攪拌法および電磁攪拌法がある。なお以下
の説明において金属とけ合金を含むものとする。適切な
構造のそのようなスラリー′ｉＩ−製造するプロセスは
攪拌によりて生じる剪断速度と鋳造されつつある材料の
同化速度との間のバランスを必要とする。

機械的攪拌法による製造法はＦｌ・ｍ１ｍｇ１氏等によ
る米国特許第３９０２５４４号、同第３９５４４５５号
、同第３９４８６５０号明細書およびＭ＠ｈｒａｂｉａ
ｎ氏等の米国特許第３９３６２９８号明細書に記載され
ている０機械的攪拌法による製造法はまたＦｌ＠ｍ１ｍ
ｇｍ氏等による論文ＡＦＳ　Ｉｎｔ＠ｒｎａｔｌｏｎａ
ｌ　Ｃａ５ｔ　Ｍ＠ｔａ１ｍＪ＠ｕｒｎａｌ、１９７６
年９月号第１１乃至２２頁、およびＦａｓ＊＊ｔｔａ氏
等の論文ＡＦＳ　Ｃａ５ｔ　Ｍ＠ｔａｌｓＲｅｓａｒ＠
ｈ　Ｊｏｕｒｎａｌ　、　１９７３年１２月号第１６１
乃至】７】貞にも記載されている。

Ｆ＠ｕｙ・１氏等の西ドイツ公開特杵公報０ＬＳ２７０
７７７４号（１９７７年９月１日発行）には機械的ｌ攪
拌による方法が若干異なった装置で示されている。

機械的攪拌法では溶融金属は冷却および混合容器中で環
状空間中へ下方に流れる。ここで金属は部分的に固化さ
れ、一方では中央の混合用る。機械的攪拌法は幾つかの
解決できない問題を有している。ローターと混合容器壁
との間に形成された環状空間はチクソトロピックスラリ
ーの流量を低い値に制限する。ローターの腐蝕に対する
材料の問題も存在する。連続鋳造システムに機械的攪拌
を結合させること祉困難である。

従来技術による連続鋳造プロセスでは混合容゛器は直冷
式鋳型の上に配置されている。混合容器から鋳型への金
属の移送は酸化を生じさせる可能性がある。これは酸化
を受は易いアル＜＝ラムのような反応−の合金を処理す
る場合には特に重大な問題である。

スラリーはチクントロピックであり、したがって連続鋳
造鋳型中へ流入させる丸めには高い剪断速度が必要であ
る。機械的攪拌法を使用して中断された流れおよび／ま
たは不連続の固化によるフローフィンを同様に得ること
ができる。

機械的攪拌法は壕九約３０〜６０憾の固体を含む半固体
金属スラリーを生じる範囲く制限される。固体の比率を
少なくすれば流動性は改善されるが固化の完成する間に
不所望な粗大な樹状晶の成長が増加する。攪拌器がスラ
リー中に浸漬されるために固体の比率を著しく増加させ
ることは不可能である。

上述の問題上打破するために鵠導電磁攪拌法がＷｉｎｔ
・１氏等によシ米国特許第４２２９２１０号として提案
された。この特許においては機械的攪拌法の欠点を克服
するために２つの電磁攪拌技術が示されている。　Ｗｉ
ｎｔ＠ｒ氏等は交流誘導或は７４ルス化した直流磁界の
何れかを使用して固化中の金属溶融体の間接攪拌を行な
っている。

この電磁攪拌によ不問接的な性質は機械的方法の欠点を
改善するものであるが、依然として攪拌技術の特性によ
シ生じた限界を有している。

交流誘導攪拌によると、最大電磁力および関係する剪断
は誘起され九電流の侵入の深さによって制限される。し
たがって効果的に攪拌できｌる断面の寸法は溶融体の周
辺から内部に向っての誘起した力の減衰によって制限さ
れる。これは特に固化シェル（ｓｈ＠ｌｌ）が存在する
時に悪化する。誘導電磁攪拌プロセスはまた大きな電力
消費を生じ、攪拌された金属の抵抗加熱も著しい。抵抗
加熱は固化のための放熱量を増加させる必要を生じる。

１４ルス化された直流磁界技術もまた効果的なものであ
る。しかしながら、その力のフィールドは直流電極から
の距離が増加すると急激に発散するために所望するほど
効果的なものではない、したがって適切な構造のスラリ
ーを確実に製造する丸めの所望の高い剪断速度と流体の
フローパターン麿生じるためには複雑な幾何学的構造が
要求される。このプロセスでは大きな磁界が必要であり
、それ故装置は高価になり容積も大型となる。

前述のＦｌ＠ｍｉｔｚｇ−氏等の米国特許明細書ではチ
クソトロピ、クス２リーを製造するために使用すること
のできる多くの代替攪拌技術の１つとして電磁攪拌の使
用についても簡単に言及している。しかしながらスラリ
ーを製造するために実際に電磁攪拌をどのようにして行
なうか何等示唆してい＼ない、Ｆ・ｗｌ・１氏等に対す
る西ドイツ分間特許公報において社電磁界によりて溶融
体を攪拌するように電磁界を発生させるために混合容器
の周辺に誘導コイルを配置することが可能であることを
示唆している。しかしながら電磁攪拌を機械的攪拌に付
加しようとするのかそれに置換しようとするめか明らか
にされていない、何れにしてもＦ■ｖｅｒ氏等は誘導電
磁攪拌技術について示唆しているに過ぎない。

溶融し九金属の鋳造中に電磁攪拌技術を適用する処理を
行なう技術は従来から多くのものが発表されている。米
国特許第３２６８９６３号、第３９９５６７８号、第４
０３０５３４号、第４０４０４６７号、第４０４２００
７号、第４０４２００８号、および第４３５０７１２芳
容明細書およびＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｇ　
１９７６年９月号の５ｉＩｋ＠１ｙ氏等の論文ｇｌ＊ｅ
ｔｒｏｍａｇｎ＠ｔｉｅａｌｌｙＤｒｉｖｖｎ　Ｆｌｏ
ｗｓ　ｉｎ　Ｍ＠ｔａｌ　Ｐｒｏ■ｓｓｉｎｇ　Ｋｔｆ
囲んで設けられた誘導コイルによって発生され九綺導電
磁攪拌を使用し友金属鋳造技術が示されている。

誘導電磁攪拌の欠点を克服するために回転磁界のような
鋳型或は鋳造体の軸に垂直な方向に移動する磁界を使用
することによって実質上生産性を増大させ、連続鋳造技
術に適用してもあまシ複雑にならないで電磁攪拌をより
効果的に行なうことができることが発見された。

鋳造中の溶融金属の攪拌に回転磁界を使用することは例
えば米国特許第２９６３７５８号、同第２８６１３０２
号および英国特許第１５２５０３６号ならびに第１５２
５５４５号各明細書に記載されている。米国特許第２９
６３７５８号では静止鋳造と連続鋳造の両者が示されて
おり、溶融金属は回転磁界によりて電磁的に攪拌されて
いる。１個以上の多ｆｊ％−メステータが溶融金属を攪
拌して微細な粒状組織の金属鋳造体を得るために鋳型或
は鋳造体の周囲に配置される。この明細書に記載された
連続鋳造の実施例では６ａｉのステータが鋳型の軸を中
心に配置され、２個の２極ステータがそれに続く固化し
つつある鋳造体の周囲に配置されている。

従来の技術において線電磁攪拌グロセスにおける鋳型の
逆の影響が認められている。金属鋳型は磁気誘導損失を
生じることにより磁界の攪拌力を弱める傾向がある。従
来の技術では充分′の攪拌効果が得られるように鋳型の
厚さを制御し、および／ｌたは低い周波数で動作させる
ような解決策が示唆されている。　Ｄｔｒｓｓａｒｔ氏
の米国特許第４１５０７１２号明細書では薄くされた鋼
板に取り付けられた前面壁に形成された溝を有する冷却
がツクスから成る鋳型を使用することによって攪拌効率
を改善している。

機械的攪拌或は誘導電磁攪拌の何れかを利用してチクソ
トロビ、クスラリーを製造する従来の技術の欠点の幾つ
かは本出願人が１９７９年２月２６日に出願した米国特
許出願第１５２５０号に記載された発明によって克服さ
れる。この出願では２極多相モーターステータによって
発生された回転磁界が使用され、それによってスラリー
鋳造に使用されるチクソトロピ、り半固体金属スラリー
を製造するだめの所望の高い剪断速度を得ることができ
る。

１９７９年２月２６日出願の米国特許出願第１５０５９
号の継続出願であるＷｌｎｔ＠ｒ氏等の１９８０年９月
４日出願した米国特許出願第１８４０８９号明細書中に
はチクソトロピック半固体金属スラリーを形成するため
の前述のＷｉ！ｔ＠ｒ氏等のプロセスおよび装置で使用
するための複式鋳型が記載されている。複式鋳型は鋳型
の上部に設けられた熱絶縁材料の内側ライナーを備えて
いる。

インプットシェル（ｓｈｅｌｌ）の最初の同化を制御す
る丸めの冷却水側の表面に設けられた熱絶縁性バンドに
ついてはＷｉｎｔ＠ｒ氏等の米国特許出ｋＡ（１００１
０Ｏ４２に記載されており、上述のＷｉｎｔ＠ｒ氏のプ
ロセスおよび装置に使用することがで番る。

Ｄａｎｔｚｉｇ氏等の米国特許出願（１００１３ＭＢ）
には電磁攪拌を使用し牛固体チクソトロピック金属スラ
リーを形成する効率を改善したグローセスと装置が示さ
れている。それに示された発明によれば電源周波数の定
められた範囲内での動作によって所望の鋳造構造を得る
ための剪断速度が消費電力および電流レベルを減少させ
た状態で得られることが発見された。

この発明は半固体金属スラリーを形成するための方−法
および装置に使用する改善された鋳型に関するものであ
る。この発明の鋳型は溶融材料を攪拌するのに使用され
る磁界によって鋳型材料中に誘起される電流の少なくと
も一部のものの電流路の長さを最小にする手段を備えて
いる。このようにして鋳型によシ生じる磁気誘導損失は
減少され、電磁攪拌処理の効率は改善される。この発明
の鋳型は多数の型式の金属鋳造システムで使用すること
ができる。

この発・明によれば金属鋳型は鋳型構造自体中に誘起さ
れる電流の少なくとも一部のものの電流路の長さを最小
にする手段を備えている。最小にする手段は誘起される
電流の方向を実質上横断する平面に配置された電気絶縁
手段を備えている。このようにして誘起された電流によ
り生じる磁気誘導損失は減少され、溶融金属の周縁にお
ける磁界は増強され、溶融金属に及ばず攪拌効果は増大
する。

この発明の第１の実施例によれば完全に積層された鋳型
が電気絶縁材料によって分離された金属の積層体によっ
て形成される。別の構造では積層された鋳型は熱伝導性
材料のシートより成る芯体を備えている。別の代りの実
施例では鋳型は金属の電で構成され、その管は誘起し九
電流の路長を最小のものとするための手段として作用す
るようにそれに切込まれた多数のスリ、トを有している
。

したがって、この発明の目的は、半固体チクソトロピ、
り金属スラリー鋳造用の効率の改善された製造方法およ
び装置を提供することである。

この発明の別の目的は溶融材料の攪拌が強化された上述
の製造方法および装置を提供することである。

この発明の別の目的蝶、磁気誘導損失を減少させるため
の改善された鋳型構造を有する上述の製造方法および装
置を提供することである。

この発明のさらに別の目的は、鋳型材料自体内に生じる
うず電流の少なくとも一部の電流路長を最小にするため
の改善された鋳型構造を有する上述の製造方法および装
置を提供することである。

これ等およびその他のこの発明の目的社添附図面を参照
にした以下の説明によりさらに明瞭になるであろう。

この発明の技術的背景としてス２り一鋳造に使用するた
め半固体チクソトロピ、り金属スラリーを形成するため
に使用される多くの技術が発表されている。ここで使用
されるスラリー鋳造という語は後で処理されるためのビ
レ、ト或はスラリーから形成されたグイキャストのよう
な直接所望の構造に半固体チクソトロピ、り金属スラリ
ーを形成することをいうものとする。

この発明は主としてそのような材料を直接使用するか或
は鋳造および鍛造のような種々の応用に後に使用するた
めにスラリー鋳造材料を提供しようとするものである。

スラリー鋳造の利点については従来の文献に充分に記載
されている。それ等の利点には通常のグイキャストに比
較して鋳造の欠陥が改善されることが含まれている。こ
れは金属が鋳型に流入するとき部分的に固体であり、し
たがりて収縮による空孔が発生することが少いことによ
るものである。スラリー鋳造に関連・して鋳型の腐蝕や
熱衝撃も減少するため機械部品の寿命も改善される。

チクソトロピ、クス２リ一の金属組成はばらばらの１次
面体粒子とそれ等を囲むマトリ、クスから成っている。

囲んでいるマトリ、クスは金属組成が完全に固体である
時には固体であり、金属組成が部分的に固体で部分的に
液体スラリーである時には液体である。１次面体粒子は
一般に球状の縮退し九樹状晶或は団塊から成る。

１次面体粒子は完全に固化した状態の合金中のそれ等を
囲むマトリ、クスの平均組成と異なる平均組成を有する
単相或は複数の相よｐ成る。

マトリ、クス自体はさらに固化することによりて１以上
の相を構成する。

通常の固化した合金は温度が減少し固体の重量比率が増
加するに従りてからみ合った網状に成長する分岐した樹
状晶を有している、。それに反して、チクソトロピ、り
金属スラリーは固体の重量比率が８０憾までの液体金属
によって相互に分離されたばらばらの１次縮退樹状晶粒
子から成っている。１次面体粒子は縮退した樹状晶であ
り、それ等は平滑な表面を有し、通常の樹状晶より分岐
構造が少く球形に近い形状を有する点に特徴がある。そ
れ等を囲む固体マトリックスは１次面体粒子の形成に続
く液体マトリ、クスの固化中に形成され、より普通に行
なわれている処理中に液体゛合金の同化中に得られる型
式の１−以上の相を含んでいる。固化したマ）リゾクス
は樹状晶、１相或は多相の化合物、固溶体、或は樹状晶
および／または化合物およＯシ′または同溶体の混合物
で構成されている。

第１図を参照するとチクソトロピック金属スラリーを連
続的或は半連続的にスラリー鋳造する装置１０が示され
ている０円筒状の鋳型１２はそのような連続的ま九は半
連続的スラリー鋳造に適している。鋳型１２は後述する
ように任意所望の非磁性金属例えばオースチナイトステ
ンレス鋼、鋼、鋼合金、アルミニウム、アルミニウム合
金等で形成することができる。

第７図を参照すると鋳型壁１４が本質的に円筒状である
ことが判る。この発明による方法ならびに装置１０は攪
拌に通常の２相多相インダクシ嘗ンモータを使用して円
柱状インゴットを製造するのに特に適したものである。

しかしながら図示しない非円形断面の鋳型を使用しその
横断方向或は周辺に？８りて移動する磁界により攪拌す
ることも可能であるから円柱状のインプットの形成に限
定されるものではない。

鋳型１２内に溶融材料が供給装置１６によって供給され
る。溶融材料供給装置１６は部分的に図示した炉１８、
樋２０、溶融材料流量制御装置または弁２２、吐出管２
４および容器２６を備えている。制御装置２２は樋２ｏ
から吐出管２４を通って容器２６に流入する溶融材料の
流量を制御する。制御装置２２はまた容器２６内の溶融
材料の高さを制御する。その代りに溶融材料が直接容器
２６に炉Ｊ８から供給されてもよい。溶融材料は容器２
６から導管２８を経て水平に移送され導管２８は−ｍ１
２の入口に連通している。

固化した鋳造物すなわちインが、ト３ｏは引出機構３２
によって鋳ｆｆ１１２から引き出される。

引出機構３２は鋳造物すなわちインが、トに対してそれ
を鋳型部分から引き出すための駆動装置を構成する。鋳
型１１中への溶融材料の流入速度は鋳造物すなわちイン
ゴット３０の引き出しによって制御される。引出機構３
２として任意の適当な通常の装置が使用できる。

冷却マニホールド３４が鋳型壁１４０局辺に配置されて
いる。図示のり二ホールド３４は第１の入力室３８およ
びそれと狭い溝４２によりて連通している第２の室４０
を備えている。冷媒シャケ、トスリープ４４は非導電材
料で作られマニホールド３４に取り付けられている。放
出口４６は冷媒シャケ、トスリープ４４と鋳型１２の外
面４８との間の間隙によって画定される。一様な冷媒（
好ましく拡水）のカーテン２５監鋳型１２の外面４８の
周囲に形成される。冷媒は鋳型１２の内壁３６を通って
溶融材料から熱を取り去るように作用する。冷媒は放出
口４６から出て固化しつつあるインゴット署０に直接放
出される。適当な弁装置５０が設けられてスラリーＳの
固化する速度を制御するために水その他の冷媒の放出の
流量を制御する。装置１０では手動の弁装置５０が示さ
れているが所望ならば電動式の弁装置その他適当な弁装
置を使用することができる。

鋳Ｍ１２中に注がれる溶融材料は鋳型１２の外面４８に
それを囲むマニホールド３４から注がれる流水によって
制御された条件に従って冷却される。鋳型外面４８に沿
って流れる水の割合を制御することにより鋳型内の溶融
材料からの熱の放出速度は部分的に制御される。

所望のチクソトロビ、クスラリーを形成するために鋳型
Ｊ２内の溶融金属材料を攪拌する手段を設けるために２
極多相誘導電動機ステータ５２が鋳型１２を囲んで配置
されている。ステータ５２は積層鉄心５４を具備し、そ
れに通常の方法で所望の巻＠５ｇが巻回されており、３
相−導電動機ステータとなるように構成されることが好
ましい、ステータ５２ｄ電動機室Ｍ内に設置されている
。異なる周波数および振幅の電流および電力を与えるた
めに任意の適当な手段が使用できるが、電力および電流
は可変周波数電源装置５８にようてステータ５２に供給
されることか好ましい。マニホールド３４およびステー
タ５２は鋳型１２およびその内部に形成される鋳造体イ
ンゴットＳ０の軸６０と同軸に配置されている。

２極３相インダクシ１ンモータステータ５２を使用する
ことが好ましい。２極モーターステータ５２の利＼点の
１つは鋳型の全断面に互って磁界のゼロの部分がないこ
とである。それ故この発明によりその全断面に互って所
望のスラリー鋳造構造を有する鋳造物を固化させること
が可能である。

再び第７図を参照すると、回転磁界攪拌法により発生し
た剪断効果が示されている。フレミングの右手の法則に
よシ図の平面に垂直な方向の所定の電流密度Ｊおよび鋳
型１２の半径方向内方に向う磁束ベクトルＢに対して、
磁気攪拌力ベクトルＦは一般に鋳型壁１４の接線方向を
向いている。これは鋳型空洞内に矢印Ｒの方向の溶融金
属材料の回転を設定し、それはチクソトロピ、クスラリ
ーＳの生成に対して所望の剪断力を発生させる。力ベク
トルＦはまた熱の流出方向に垂直であり、それ故樹状晶
の成長方向に垂直である。固化範囲に互る、すなわちス
ラリー〇中心から鋳型壁の内側までの所望の平均剪断速
度を得ることによって樹状晶が成長する時の改善された
剪断が得られることになる。

溶融材料の攪拌および剪断速度は溶融材料の周縁におけ
る磁気誘導の関数である。鋳型は有効な固化に必要とさ
れる高い熱伝導特性を有するために高熱伝導度を有する
材料で作られることが好ましい。従来の技術においては
典型的に熱伝導性の材料で作られており、それは誘起さ
れた磁界の可成の部分を吸収する傾向がある。

この鋳型による吸収効果は誘起された電流の周波数の増
加に従って増加することが知られている。その結果従来
技術による鋳造装置では効率よく動作させるために使用
される周波数に限界があった。

この発明による鋳型は鋳型自身中に誘起される電流の効
果を減少させることによって磁気誘導損失を減少させる
ものである。これは鋳型の実質上全部ではなくても少な
くとも一部分においては誘起した電流またはうず電流の
電流路の長さを最小のものにすることによって行なわれ
る。効果的にうず電流路を消去することによりて磁気誘
導線実質上阻止されないで鋳型を貫通することができる
ようになる。それ故溶融材料に対する攪拌効果は増強さ
れ、そのプロセスの効率は改善され、その一方では誘起
電流周波数の広い範囲に互って動作させることができる
。

さらに所要の鋳型の放熱特性は実質上影響されない。

第２図を参照するとこの発明の鋳型の第１の実施例が示
されている。完全に積層された鋳型は金属または金属合
金の屠体６２の積層によって構成されている。屠体６２
は任意の所望な形状のものでよい、第２図の実施例では
屠体１２はリング状に構成されている。各屠体６２は相
互に電気絶縁材料によって分離されていることが好まし
い。電気絶縁材料は各屠体の一上面６４下 および／または可面＃６に通常の種々のフェスを被覆し
て構成することができる。フェスの代−りに図示してい
ない酸化物層を各屠体の表面に使用することもできる。

酸化物層は酸化アルミニウムその他の適当な酸化物被覆
のような耐熱性酸化物被覆で構成することができる。酸
化物層は表面にスプレーする等の適当な方法で屠体に適
用することができる。その代りに各屠体を図示していな
い絶縁性のシートまたは層で分離することもできる。１
枚以上の絶縁性シートが隣接する屠体の間に挿入されて
もよい、絶縁性シートＨ任意の適当な材料、すなわちア
スベスト、マイカ、フロロカーボン、フェノール樹脂、
ぼり塩化ビニル、ポリカーゴネート等のようなグラスチ
、り等で作ることができる。

ステータ５２は鋳造軸６０を中心に回転する磁界を生成
する。誘起された電流は誘起電流と反対方向に流れるこ
とは周知である。誘起電流が方向Ａに流れる時、鋳型中
に誘起される電流は反対の方向Ｂに流れる。電気絶縁材
料は誘起され要電流の通路を遮断するように設けられて
いる。

第２図の実施例では電気絶縁材料は誘起された電流の方
向に実質上垂直な平面にある。このようにして電気絶縁
材料唸誘起された電流に対する障壁として作用し、それ
Ｋよって誘起された電流の通路長を最小にし、実効的に
鋳型中における磁気誘導損失を消滅させる。第２図の完
全に積層された鋳型においては誘起された電流の実質止
金てが最小の通路長を持つようにされる。

各屠体６２は侵入の深さδに対して厚さＡを有する。侵
入のＲさけ誘起磁界が１Ａに減衰する位置までの鋳型外
壁からの距離である。厚さＡは使用される範囲内の周波
数に対して侵入の深さより小さくなければならない、厚
さＡｉｄそのような周波数に対して侵入の深さの約３分
の】より小さいことが好ましい、侵入の深さｊは次式に
よル与えられる。

べＪが　　　　（”） ζこで　　ωり角周波数 σ＝鋳型材料の電気伝導度 μ・＝鋳型材料の導磁率 積層体の厚さの選択は鋳型にょシ示される必要な電気特
性によって影響される。使用される大部分の周波数に対
してＡは約２．５４　ｍ　（１インチ）までの値を持つ
ことができる。しかしＡは約０．０８　ｔｓ　（約Ｊ／
３２４　ｙ　ｆ　）乃至約０．９５ｅｘ（約３インチ）
の範囲が好ましい。

鋳型Ｆｉまた溶融金属材料の同化を行なわせるのに充分
の熱伝導特性を持たなければならない。

これ等の熱伝導特性は電気絶縁材料層または被覆の厚さ
の決定に影響する。鋳型の１＃４伝導能カは鋳型の熱コ
ンダクタンスにょヤ特徴づけられる。一般に電気絶縁材
料は熱の良伝導体ではないから電気絶縁材料を真備する
鋳型はそのような電気絶縁材料を有しない鋳型よシも熱
コンダクタンスが小さい。鋳型中の非導電性材料の量が
増加するに従って鋳型の熟コンダクタンスは減少する傾
向がある。所望の＃型の熟＠ｉＩ＃％性を得るために電
気絶縁材料の層また社被覆は積層体の厚さと略々同じ厚
さを持つことができる。

これ等の層または被覆の厚さは約０．００２５ｍ（約１
ミル）から約０．９５ｍの間であることが好ましい。

管状鋳型は屠体を１個づつ積み重ねてそれ等を互に結合
することによって形成される。屠体６２は数個所に微細
粒子を置いて相互に融着させてもよい。しかしながら絶
縁ワ、シャーを介在させたメルトとナツトによる結合の
ような任意の追歯な結合手段が屠体の結合に使用できる
。

鋳型は所望の長さを有する。鋳型の全体の壁の厚さは鋳
型の所望の電気および熱伝導特性の関数である。全体の
鋳型壁の厚さは約２．５４５１（１インチ）ｔでのもの
が使用できるが約０．３２国（１／８インチ）から約１
．９１　ｃｍｍ　（３／４インチ）の範囲であることが
好ましｈｏ 鋳型１２の別の実施例が第３図に示されている。この実
施例は芯体スリー！６８を除けば第２図と実質上同一の
積層された鋳型より成る。

関に電気絶縁材料を有する屠体の積層体１０は第２図の
実施例と同じ方法で構成されている。

積層体は適当な方法で互、に結合することができ、適尚
瀝厚さを有している。電気絶縁材料も適当な厚さを有し
ている。積層体および電気絶縁材料の厚さは前述のよう
に鋳型に必要とされる電気および熱伝導特性によって影
響され、第２図の実施例に関連して説明した範囲内であ
ることが好ましい。

芯体スリーブ６８は熱伝導性材料の薄いシートまたはシ
ェルより成ることが好ましい。シートは熱収縮適応、熱
伝導性接着剤のような任意の適当な機構によって積層静
体に固着させることができる。その代りに芯体スリーブ
６８は積層、ＩＩＩＩＩ体７０の体面０鍍金した鋼、ク
ローム等の材料で構成されてもよい、芯体スリー鉱６８
絋鋳型の鋳造能力を阻害しない清浄な接触面を与えるよ
うにするものである。芯体スリーブ６８は任意の所望の
厚さのものでよい。しかしながら、その厚さは使用され
る周波数に対して侵入の深さδの約めよりも小でなけれ
ばならず、約１／３より小さいことが望ましい。侵入の
深さδは式（１）により決定される。この範囲の厚さを
有することにより芯体スリーｆ６１ｊによる磁界の吸収
は実質上無くなり、磁界は実質上妨げられることなく鋳
型を通過する。芯体スリーブは約１．９１　ａＲ（３／
４インチ）までの厚さにするとよく、１ミルから約０．
６４　ｃｗｔ　（１／４インチ）の範囲であることが望
ましい。

第３図の鋳型においては電気絶縁材料だけが誘起した電
流の或程度の部分のものの電流路を遮ぎり、その長さを
最小のものとする。芯体ス９−１６１１中で誘起した電
流は実質上鋳型の余長に亘って流れる。しかしながらそ
のような誘起電流の磁界に及はす影響ｉ減少される。磁
界に対する影響が何故減少するのか充分明らかではない
けれども、芯体スＩＪ−ｆｓｉｔの厚さが薄いため大き
な断面を′有する鋳型に比較して高い抵抗を持ち、その
ため電流が減少するものと考えられる。

ｗＪ３図の鋳型は任意所望の長さを有するものでよい。

第３図に示されたような型式の鋳型によって全体として
の鋳型の磁気誘導による吸収効果は標準型式の鋳型のそ
れに比較して減少される。それ故溶融金属の電磁攪拌は
通常の電磁攪拌処理に較べて強化される。

第４図は積層鋳型１２の別の実施例を示している。この
実施例では鋳型、は任意所望の長さを有するアルミニウ
ム、アルミニウム合金、鋼、鋼合金、オーステナイトス
テンレス鋼等のような材料の固体の管１６で構成されて
いる。管１６は外壁８０から始まシ内壁８２から小距離
の位置まで延在するスリ、トｒｓの配列を設けられてい
る。この実施例ではスリブ）７８は誘起された電流路を
最小のものとする空ＩＩＩ型の電気絶縁体として作用し
ている。もし所望ならばスリ、ドア８は工４ｄＰシのよ
うな適当な非導電性材料で充填されてもよい、ス！ｊｙ
トＦ＃は鋳型が有する必要のある熱伝導特性によって影
響されるような幅を有している。スリ、ト１８の幅は積
層体の屠体と同じ厚さにすることができる。スリ、トの
幅は約１ミルから約０．９５　ｃｐｓの範囲であること
が好ましい、′ 第４図の実施例ではスリ、ト間の鋳型材料の部分７７が
積層体の屠体を形成している。部分７７は鋳型に対して
機械、的な強度を附加している。これ等の部分は厚さＡ
を有し、それは使用される周波数に対する侵入の深さδ
よりも小さい。この侵入の深さδは前述の（１）式によ
り与えられるものである。部分２７の厚さＡは使用周波
数に対する侵入の深さの約３分の１以下であることが好
ましい。厚さＡは約２．５４　ｅｘａ　（１インチ）ｔ
でのものが使用できるが略々０．０８　ｃｍ（］７３３
２インチ乃至０．９５　ｅｘ　（３／８インチ）の範囲
であることが好ましい。

前述のようにスリ、ト１８は外壁８店から内壁８ｚに近
い位置まで切込まれている。この点は内壁から侵入の深
さの略々３分の２以下の距離にあり、使用される周波数
における侵入の深さの約３分の１より小であることが好
ましい。

このようにして管７６は一体の連続した部分８Ｓを有し
、それは侵入の深さの約３分の２以下の厚さであシ、使
用される周波数におけ名侵入の深さの約３分の１以下で
あることが好ましい、この厚さは略々１．　’９１　ｃ
ｍ　（３／４インチ）までよいが、略々１ミルから略々
０．６４　ｃｘｉ　（１／４インチ）の範囲であること
が好ましい。

第３図の実施例と同様に部分７１に誘起した電流はスＩ
Ｊ　、　）　７　Ｂによって遮られ、電流路鉱最小にさ
れる０部分８３に誘起した電流は実質上鋳型の全長を流
れる。しかしながら部分８３に誘起され九電流の磁界に
及はす効果は減少される。充分解明されているわけでは
ないが、内側の部分８３の厚さが薄いため大きな断面の
厚さを有する鋳型に較′ぺてずりと大きな抵抗が生じる
ものと考えられる。これはその結果として電流を減少さ
せ磁界に対する電流の影響を減少させる。これに関して
全体としての磁気誘導吸収効果は標準型式の鋳型のそれ
に比較して減少される。それ故溶融金属の電磁攪拌は通
常の電磁攪拌に較べて強化される。

第５図は磁界が鋳造体の軸６０に平行である装置中で使
用される鋳型を示している。そのような磁界を生成する
ために攪拌コイル１５社一般に周縁に沿って移動する誘
起電流を有する。

鋳型は第２図乃至第４図の実施例に示されたような電気
絶縁材料の阻止層によりて分離された実質上垂直に積層
された積層体で構成されている。電気絶縁材料は誘起し
た電流の電流路に実質上垂直に配置されている。この装
置において誘起した電流の少なくとも相当の部分の電流
路長は最小にされ、磁気誘導吸収は実質上消滅する。も
しも所望ならば内壁は芯体スリーｆ７４を有していても
よい。芯体スリーブ１４は導電材料の薄いシートまたは
シェル或は薄い鍍金層で構成することができる。積層さ
れた屠体、絶縁材料および芯体スリーブの厚さは前述の
ようにして決定される。

ステータ５２によシ発生された攪拌力のフィールドは溶
融金属およびチクソトロピ、り金属スラＩＪ−８の固化
領域全体に拡がっている。他方鋳造体の構造はスラリー
鋳造構造を有するステータ５２の磁界内の領域とスラリ
ー鋳造構造でない傾向を有するステータ磁界の外側の領
域とより構成されている。第１図の実施例では固化領域
は鋳型の入口からスラリーＳと固化した鋳造体３０とを
分けている固化前面８４まで延在している鋳型内の溶融
金属とス’ｙ　ｖ　−ｓとの溜め部分から構成されてい
る。固化領域は少なくとも鋳型２２洞８６中の固化およ
υスラリー形成の最初に始まる領域から同化前面８４ま
で延在する。

通常の固化状態下ではインプット３０の周縁は柱状樹状
晶の粒状構造を有している。そのような構造は望ましい
もめではなく、イン＝／’、）断面の大部分を占めてい
るスラリー鋳造構造の全体としての利点を害するもので
ある。この外側の樹状晶層の厚さを実質上消滅或社減少
させるために鋳型の入口領域の熱伝導度はセラミ。

りのような熱絶縁体で形成された第６図に示されたよう
な部分的鋳型ライナー８８によって減少させられる。セ
ラき、りの鋳型ライナー８８は鋳型力ｉ４−９７の絶縁
ライナー９０から下方の鋳型空洞８６中に延在し、２極
モーターステータ５２の磁気攪拌カフイールドが少なく
とも部分的にセラン、り鋳型ライナー８８と交叉するよ
うな長さで延在している。セラミ、り鋳型ライナー８８
は鋳型１２の内側の形状と一致したシェルであり鋳型壁
１４に取り付けられている。鋳型１２はセラミ、クライ
ナー８８によって画定された低熱伝導性の入口側の部分
と鋳型壁１４の露出された部分によって画定された高熱
伝導性の部分とを有する構造である。

ライナー８８は、溶融金属が強い磁気攪拌力の領域に置
かれるまで固化を遅らせる。ライナー８８に基づく低い
熱抽出速度は一般に鋳型１２のその部分における固化を
阻止する。一般に固化はライナー８８の下流端附近或は
その直後を除いては生じない。この低熱伝導性の領域８
８はそれによって生成される鋳造体インｆｙト３０がそ
の断面全体に亘りその外面まで縮退した樹状島構造を有
するようにすることを助長する。

もし所望ならばさらに本出願人の別出願（１００４２Ｍ
Ｂ）で示したようにして鋳型の熱特性を適切にするよう
にさらに制御することもできる。好ましい方法ではこれ
は第６図に示すように鋳型１２の冷却水側の外壁４８に
熱絶縁材料の層またはバンド９４を選択的に設けること
によって行なわれる。熱絶縁材料層またはバンド９４は
鋳型１２を通って転送される熱を減少させ、それによっ
て固化速度を低下させて固化の内方への成長を減少させ
る。

熱伝導性を減少させた領域の下方に水冷式金属鋳造！＃
型壁１４が存在する。鋳型１２のこの部分に関連した高
い熱転送速度はインが、トシエルの形成を促進する。し
かしながら低熱抽出速度の領域のために鋳造体イン’ｙ
’ト３０の周縁のシェル部分でさえもマトリ、クスで囲
まれた縮退した樹状晶で構成されている。

鋳造体の表面において所望のスラリー鋳造構造を形成す
るために最初に固化成長したものを゛鋳型ライナー８８
から実効的に剪断することが好ましい。これはモーター
ステータ５２による磁界が少なくとも固化が最初に開始
される部分まで拡がっていることが確保されることによ
って達成される。

鋳型１２の周縁に垂直に最初に形成される樹状晶バイン
ダクシ首ンモーターステータ５２０回転磁界によって生
じる金属の流によって容易に剪断することができる。剪
断された樹状晶は固化前面によって捕捉されるまで攪拌
去れ続け、縮退した樹状晶が形成される。縮退した樹状
晶はまた直接スラリー内で形成されることもできる。そ
れは溶融体の回転攪拌作用は樹状晶の選択的な成長を許
容しないからである。これを確実にする九めにステータ
長５２は固化領域の全長を越えて延在することか好まし
い、特にステータ５２による撹拌力磁界は固化領域の全
長および全断面に亘って所望の剪断速度を生じるような
充分の大きさを与えるものであることが好ましい。

第１図の装置を使用してスラリー鋳造体インゴット３０
を形成するために溶融金属が鋳型空洞８６に注がれ、一
方モーターステータ５２は所望の振幅および周波数の３
相交流電流で付勢される。溶融金属が鋳型空洞に導入さ
れた後、ステータ５２によりて生じた回転磁界により連
続的に攪拌される。固化岐鋳型壁１４に接する部分から
開始する。静止している鋳型壁１４の部分或は同化前面
の部分で最も高い剪断速度が生じる。従来知られている
任意所望の手段によって固化の速度を適尚に制御するこ
とによって所望のチクソトロピ、クスラリーＳが鋳型空
洞８６内に形成される。固化シェルが鋳造体インゴ、）
ｊＯ上に形成されるに従って引出し機構３２が動作し、
鋳造体インｆｙト：１０を所望の鋳造速度で引き出す。

この発明の実施例に示した各種の積層鋳型はまた垂直型
のチクソトロビ、クス２り一鋳造システムで使用するこ
ともで′きる。

説明した攪拌プロセスにおいて２つの競合するプロセス
すなわちｉ断と同化が制御される。

この発明の電磁的方法および装置により生じた剪断作用
は機械的攪拌によって得られるものと等しいか或はそれ
よりも大きい。磁気誘導回転磁界の周波数と溶融金属の
物理的性質が組合され゛てその結果運動を決定するよう
なプロセスを支配するノダラメータが発見された。プロ
セスと溶融体の両者の上記性質の寄与は次のような２つ
のデイメンシ嘗ン群、すなわちβとＮの式によって要約
゛することができる。

β−ｆ丁ｍａｐ＠Ｒ（２） りＯ ここで　ｊ＝ｆ７了 ω＝角周波数 一＝溶融体の電気伝導度 μ・＝溶融体の透磁率 Ｒ＝溶融体の半径 ＜ａｒ＞　　−鋳型壁における半径方向の磁気誘導り。

＝溶融体の粘度 第１の群βは磁界の幾何学的効果の尺度である。一方、
第２の群Ｎは磁気駆動力と関連する速度フィールドとの
間の結合係数として示される。ノ々ラメータＮＯ関数と
してβの単一の値に対して計算された速度と剪断フィー
ルドが決定できる。

これ等の決定から剪断速度は鋳型の外側附近で最大であ
ることが発見された。この最大の剪断速度はＮの増加に
従って増加する。さらにこの発明の鋳型を使用すること
によシ鋳型の磁気誘導吸収効果は減少し、溶融金属周縁
の半径方向磁気誘導１１ｒｍｓは増加する。結論として
最大剪断速度は増加する。

剪断は溶融体中でも発生することが認められた。何故な
らば周辺の境界すなわち鋳型壁は剛体であるからである
。それ放置化シェルが存在すると溶融体中の剪断応力は
液相固相境界面で最大である。さらに剪断応力が常に前
進する境界面に存在する丸め適切な縮退した樹状晶のス
ラリー鋳造構造を全断面に亘って有するインｆ、ト３０
を製造することが可能である。

この発明の鋳型の有効性を試験するために、鋳型はこの
発明の幾つかの実施例に従って構成された。各鋳型は３
相モータの一シータ内に同軸に配置され、ステータの中
心における磁界が測定された。同様の測定が空のステー
タすなわち鋳型の存在しない状態のステータおよび長さ
約１５．２４３（６インチ）、厚さ約０．６３５ａｍ（
１／４インチ）の標準の固体アルミニウム上型の鋳型な
らびに実質上同じ内径の積層体鋳型を配置したステータ
について行なわれ比較された。

第２図のような完全に積層された鋳型は厚さ約０．１６
　ｅｘ　（１／１６インチ）、内側の半径約４，７６ｔ
：ｓｉ　（］−７７８８インチ、外側の箪径約５．７２
　ａＩＩ（２−１７４インチ）のアルミニウムリングを
積層して形成された。各リングは約３ミルの厚さの絶縁
フェスを塗布されて積層された。リングは一体に結合さ
れ、約１５．２４５１１の長さの円筒管状鋳型が形成さ
れた。

アルミニウム積層ＩＩ！Ｗｌ（第４図参照）は長さ約１
５．２４３、内ｌＩ率径径約４．７６国外側牛径約５．
７２　ｃｓのアルミニウム管から形成された。

幅約０．０８１　ｔｘ　（０，０３２インチ）のスリ、
トが多数切り込まれた。スリ、トは外側から管の内壁の
約０．　ｌ　６　ｅｘ　（］７１１６インチ手前まで切
シ込まれた。スリ、トの間の管の部分の厚さは約０．１
６ｍであった。

鋼の積層鋳型がアル１＝ウム積層鋳型と同様にして製作
された。鋼積層鋳型は１俤のＣｒを含む残りは本質的に
Ｃｍから成る鋼合金で作られた。

約６０，１５０．２５’Ｏおよび３５０　Ｈａの電源周
波数および約２５アンペアまでのステータ電流に対して
鋳型の内壁或は溶融金属の周縁部における磁界が各形式
の鋳型および鋳型の存在しないすなわち空のステータの
状態について測定された。第８図は溶融体の外縁部或は
鋳型内壁における磁気誘導とステータ電流との関係を標
準のアルミニウム鋳型の場合、６０，１５０゜２５０お
よび３５０　Ｈｚの周波数について示したものである。

第９図乃至第１１図は同じ周波数についてアルｊ＝ウム
積層鋳型、銅積層鋳型および完全に積層された鋳型の場
合の磁気誘導とステータ電流との関係を示している。第
１１図の完全に積層した鋳型に対する磁気誘導対ステー
タ電流曲線は空のステータの状態に対する測定結果（図
の鎖線の曲線）と同一である。

第１２図は各型式の鋳型についてデイメンシ雪ンのない
数Ｂｎｏ　１　ｄ／Ｂｎｏｍｏ　１　ｄと周波数との関
係を示す曲線によシ磁気誘導を比較したものである。こ
の図から各積層鋳型に対して測定された磁界はあらゆる
周波数において標準のアルミニウム鋳型に対して測定さ
れ九磁界よシ大きいことが認められる。

この発明のグロセスを行なうために適当な剪断速度は少
なくとも約４００／秒から約１５００／秒であり、少な
くとも約５００／秒から約１２００／秒であることが好
ましい、アルミニウムおよびその合金に対しては約７０
０／秒から約１１００／秒の剪断速度が望ましいことが
認められた。

鋳型内の溶融金属の同化温度範囲を通じての平均冷却速
度は毎分約０．１℃から毎分約１０００℃の範囲でなけ
ればならず、毎分約１０℃から毎分約５００℃の範囲が
好ましい。アル２ニウムおよびその合金に対しては毎分
約４０℃から毎分約５００℃の範囲の平均冷却速度が適
当である。

この発明のグロセスを遂行するためのパラメータ１β２
１（βは（２）式で定義されている）は約１乃至】Ｏで
なければならず、約３乃至７が適当である。

この発明のグロセスを遂行するためのパラメータＮ（Ｎ
ｕ（３）式で定義されている）は約１乃至１００．０で
なければならず、約５乃至２００であることが好ましい
。

約２．５４１：ｌＩ（１インチ）乃至２５．４国（１０
インチ）の半径を有するアルミニウムの鋳造の場合の周
波数は約３乃至３０００　Ｈｚでなければならず、約９
乃至２０００　Ｈｓであることが好ましい。

必要な磁界強度は電源周波数および溶融体の半径の関数
であり、約５０乃至１５００ガウスでなければならず、
アルミニウムの鋳造について゛は約１００乃至６００ガ
ウスであることが好ましい。

使用された特定のノぐラメータはチクソトロピ、クスラ
リーを生じるために所望される剪断速度を得るために金
属システムによって変化する。

この明細書中で使用されている固化領域とは固化が行な
われる鋳型中の溶融金属またはスラリーの領域を云うも
のである。

ここで使用される磁気流体力学とは移動または回転磁界
を使用して溶融金属或はスラリーを攪拌するグロセスを
表わすものである。磁気攪拌力はこの発明の移動または
回転磁界により与えられる磁気的に駆動される攪拌力を
表わすのにさらに適切なものと云えよ３゜ この発明によるグロセスならびに装置は、アルミニウム
およびその合金、鋼およびその合金、鋼およびその合金
を含む従来の鋳造技術で用いられる全ての材料に適用す
ることが可能であるが、それだけに限定されるもので紘
ない、−・　以上この発明は特定の連続または半連続鋳
造システムに関して説明したが、実施例の積層した鋳型
は同化中に溶融体の成る程度の部分の電磁的攪拌を利用
するものであれば静止型鋳造システムのような他の形式
の鋳造システムにも使用することができる。

この発明によってチクソトロピ、り金属スラリーを作る
ための鋳造システムに使用される改善された鋳型が提供
され、それは前述の目的、手段および効果を達成するも
のであること社明白である。この発明は特定の実施例に
関連して説明したが多くの変更、変形が可能であること
は前述の説明により当業者には明白であろう。

したがってそのような変形、便稟も全て特許請求の範囲
に記載された発明の技術的範囲に含まれるべきものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はチクソトロビ、り半固体金属鋳造装置の部分的
に断面図で示−す概略図であｐ１第２図、第３図および
第４図は第１図の装置中で使用されるこの発明による鋳
型の第１．第２および第３の実施例の概略図である。第
５図は鋳造体軸と平行な磁界を使用する鋳造装置中で使
用される鋳型の上面図であり、第６−は鋳造体の固化を
遅らせる絶縁・肴ンドと熱絶縁ライナーを示す第１図の
鋳型の断面−である。第７図は溶融金属に回転を生じる
瞬間磁界と力の関係の説明図である。第８図は標準のア
ルミニウム鋳型におけるステータ電流および電源周波数
に対する鋳型内壁における磁気誘導を示すグラフであり
、第９図、第１０図および第１１図社この発明の異なる
実施例の鋳型に対する第８図と同様のグラフである。第
１２図は標準の鋳型とこの発明の実施例による鋳型の磁
気誘導と周波数の曲線を比較したグラフである。 １０・・・鋳造装置、１２・・・鋳型、１４川鋳型壁、
Ｊ６・・・供給装置、１８・・・炉、ＳＯ・・ワインゴ
ツト、３２・・・引出機構、３４・・・冷却マニホール
ド、５２川モーターステータ、６２・・・積層体の各屠
体、６８・・・芯体スリー！、２ｏ・・・積層体、１８
・・・ス’）、ト、８４・・・固化前面、８８・・・鋳
型ライナー、９４・・・熱絶縁体バンド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　熱および電気伝導性材料より成シ溶融金属を収容
   する手段と、前記溶融金属を混合する電磁的手段とを具
   備し、該電磁的手段により前記溶融金属を収容する手段
   の材料中に電流を生じる溶融金属を攪拌する装置におい
   て、前記溶融金属を収容する手段はそれに誘起された電
   流の少なくとも一部の電流の電流路長を最小にする手段
   を具備し、それによって前記溶融金属を収容する手段に
   よシ生じる磁気誘導損失が実質上減少され溶融金属混合
   効率が増加されることを特徴とする溶融金属の攪拌装置
   。 （２）　　前記溶融金属を収容する手段の熱および電気
   伝導性材料が複数の金属の積層体で構成され、前記電流
   路長を最小にする手段が該積層体の層を相互に電気的に
   絶縁する手段よシ成っている特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 （３）前記積層体に固定され溶融金属と熱的に接触する
   芯体スリー１手段を具備している特許請求の範囲第２項
   記載０装置。 （４）　　前記電磁手段は成る角周波数の電源から電流
   を供給され、成る侵入の深さを有する磁界を発生し、前
   記芯体スリーブは前記侵入の深さの略々３分の２より小
   さい厚さを有している特許請求の範囲第３項記載の装置
   。 （５）芯体スリーブが積層体に固着された導電性材料の
   管より成る特許請求の範囲第４項記載の装置。 （６）　　芯体スリーｆが積層体に鍍金された導電性材
   料のシートより成る特許請求の範囲第４項記載の装置。 （７）　　前記溶融金属を収容する手段が内壁と外壁を
   有する管状容器から成ル、前記電流路長を最小にする手
   段が前記外壁から前記内壁のすぐ近くまで紙布する複数
   のスリ、トかも成ｐ５前記積層体はこれ等スリットにょ
   夛分醸され良前記容器の複数の部分によりて構成されて
   いる特許請求の範囲第２項記載の装置。 （８）　　前記スリ、トに非導電性材料が充填されてい
   る特許請求の範囲第７項記載の装置。 （９）　　前記電磁的手段が成る角周波数の電源より電
   流を供給され、侵入の深さを有する磁界を生成し、前記
   スリ、トは前記内壁から前記侵入の深さの約３分の２よ
   り短い距離の位置まで延在している特許請求の範囲第７
   項記載の装置。 （ト）前記電磁的手段ｉ第１の方向に流れる誘起電流を
   生じ、前記電流路長を最小にする手段が前記第１の方向
   を横切るように配置され、それにより前記誘起された電
   流の少なくとも或一度のものの流れを阻止する阻止体が
   形成されて誘起された電流の電流路の少なくとも一部の
   長さが最小圧されている特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 αυ　前記電磁的手段が成る角周波数の電流を供給され
   、成る侵入の深さを有する磁界を発生させ、前記積層体
   の各屠体の厚さは前記侵入の深さより小さｌＡ特許請求
   の範囲第２項記載の装置１゜ ０３　１１Ｊｅ積層体の各屠体の厚さは前記侵入の深さ
   の３分の１より小さｉ特許請求の範囲第１５項記載の装
   置。 αＪ　前記電気的に絶縁する手段は積層体の各屠体の少
   なくとも一方の表面に設けられた酸化物層より成り、そ
   れにより電流路長の実質上全部が最小にされている特許
   請求の範囲第２項記載の装置。 ａ４　　前記装置は前記溶融金属のマトリックスで囲ま
   れた縮退した樹状晶１次固体粒子よ構成る５ｆＩｆ艙求
   の範囲第１項記載の装置ゞ。 Ｕ→　前記溶融金属を収容する手段が鋳造装置における
   溶融金属を収容する鋳型として構成され、該鋳型は金属
   よ〕成°る積層体で構成され、該積層体を構成する屠体
   を相互に電気的に絶縁する手段が設けられている特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 （ｌｅ　　前記積層体に固着され溶融金属と熱的に接触
   する芯体スリー１手段を具備している特許請求の範囲第
   １５項記載の装置。 αη　芯体スリー１手段が前記積層体に固着された導電
   性材料の管から成る特許請求の範囲第１６項記載の装置
   。 Ｑｌ　　芯体スリー１手段が前記積層体に鍍金された導
   電性材料のシートから成る特許請求の範囲第１５項記載
   の装置。 ｌ　積層体を構成する材料が内壁と外壁とを有する管で
   あり、前記絶縁手段が前記外壁から前記内壁のすぐ近く
   まで延在する前配管に設けられた複数のスリットから成
   り、前記積層体はこれ等スリ、トにより分離された前記
   管の部分より成る特許請求の範囲第１５項記載の装置。 ■　前記スリ、トがそれぞれ非導電性絶縁材料で充填さ
   れている特許請求の範囲第１９項記載の装置。 （ハ）前記電気的に絶縁する手段が積層体の各屠体の少
   なくとも一方の面に設けられた酸化物の層より成る特許
   請求の範囲第１５項記載の装置Ｏ に）熱および電気伝導性材料より成る収容手段に溶融金
   属を収容し、この溶融金属を電磁的に混合し、その際前
   記収容手段中に電流が誘起される溶融金属の混合処理法
   において、前記収容手段の材料中に誘起される電流の少
   なくとも成る程度のものの電流路長を最小にしてそれに
   より前記収容手段によって生じる磁気誘導損失を実質上
   減少させ、混合効率を増加させることを特徴とする溶融
   金属の混合処理法。 （至）　前記収容手段を金属の積層体で構成し、前記電
   流路を最小にするために前記積層体の各層を互に電気絶
   縁材料で絶縁する特許請求の範囲第２２項記載の処理法
   。 （財）溶融金属と熱的に接触するために前記積層体に芯
   体スリーブを固定する特許請求の範囲第２３項記載の処
   理法。 （至）前記芯体スリーブは導電材料の管を前記積層体に
   固定したものである特許請求の範囲第２４項記載の処理
   法。 （ハ）前記芯体スリー！は前記積層体に導電材科のシー
   トｔ−鍍金したものである特許請求の範囲第２４項記載
   の処理法。 （ロ）前記電磁的に混合する過程において成る侵入の深
   さを有する磁界を発生させ、前記固定された芯体スリー
   ブは前記浸入の深さの約３分の２よりも小さい厚さの、
   材料を固定して構成されている特許請求の範囲第２４項
   記載の処理法。 （至）前記積層体は内面および外面壁を有する管状の収
   容容器を構成し、電気的に絶縁する丸めに前記収容容器
   に外面壁から内面壁のすぐ近くにま゛でのびた複数のス
   リットが切シ込まれてそれによｐ収容容器の積層体は前
   記スリ、トによって分離された収容容器の複数の部分を
   構成れている特許請求の範囲第２８項記載の処理法。 ■　前記電磁的に混合する過程において侵入の深さを有
   する磁界を発生させ、前記スリ、トは前記内面壁から前
   記侵入の深さの３分の２より小さい距離のまで切り込ま
   れている特許請求の範囲第２８項記載の処理法。 （３］）前記電気絶縁材料が前記誘起された電流路を実
   質上横断する、方向で配置されている特許請求の範囲第
   ２３項記載の処理法。 （３２）前記絶縁が積層体の各屠体の少なくとも一方の
   表面を酸化物で被覆することによって行なわれている特
   許請求の範囲第２３項記載の処理法。 （３３）溶融金属のマトリ、クスで囲まれた縮退した樹
   状晶１次面体粒子から成る半固体スラリーを生成する特
   許請求の範囲第２２項記載の処理法。 （３４）金属の積層体を形成する工程と、該積層体の各
   屠体を互に電気的に絶縁する工程とより成る溶融金属の
   鋳造装置゛に使用される鋳型の製造方法。 （３５）積層体に溶融金属と熱的に接触する芯体スリー
   ！手段を固着させる特許請求の範囲第３４項記載の方法
   。 ０６）積層体に導電性材料の管を固着させ−る特許請求
   の範囲第３５項記載の方法。 （３０積層体に導電性材料のシートの鍍金する特許請求
   の範囲第３５項記載の方法。 ０８）内面と外面を有する管状容器に外面から内面のす
   ぐ近くに達するスリ、トを複数個切り込み、それによっ
   てスリ、トによって分離された管状容器の部分により積
   層体を構成させる特許請求の範囲第３４項記載の方法。 （３９）各スリ、トに非導電性の絶縁材料を充填する特
   許請求の範囲第３８項記載の方法。 （４０）前記屠体を電気的に絶縁する工程において′積
   層体の各屠体の少なくとも一方の表面に鹸化物層を被覆
   する特許請求の範囲第３４項記載の方法。