JPS6082259A - 分散強化合金鋳物の製造方法 - Google Patents
分散強化合金鋳物の製造方法Info
- Publication number
- JPS6082259A JPS6082259A JP18812883A JP18812883A JPS6082259A JP S6082259 A JPS6082259 A JP S6082259A JP 18812883 A JP18812883 A JP 18812883A JP 18812883 A JP18812883 A JP 18812883A JP S6082259 A JPS6082259 A JP S6082259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- fine particles
- sleeve
- plunger
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は分散強化合金鋳物の製造方法に関し、特にアル
ミニウム合金等の金属に強化用微粒子を分散させること
により、強度等を向上させることができる分散強化合金
鋳物の製造方法に関する。
ミニウム合金等の金属に強化用微粒子を分散させること
により、強度等を向上させることができる分散強化合金
鋳物の製造方法に関する。
金属マＩ・リソジス中に高温でも安定な硬く微細な粒子
を分散、複合させた分散強化型合金は公知である。例え
ば、アルミニウムを７１〜リソクスとするものではＳ
Ａ Ｐ （Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｐｏ
ｗｄｅｒ）がよく知られている。この金泥マトリックス
中に分散されている微粒子は、金属の転移を妨げ、強度
を向上させる。このため、金属マトリックス中に存在す
る微粒子は、量が多（かつ均一に分散している程強度が
向上する。
を分散、複合させた分散強化型合金は公知である。例え
ば、アルミニウムを７１〜リソクスとするものではＳ
Ａ Ｐ （Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｐｏ
ｗｄｅｒ）がよく知られている。この金泥マトリックス
中に分散されている微粒子は、金属の転移を妨げ、強度
を向上させる。このため、金属マトリックス中に存在す
る微粒子は、量が多（かつ均一に分散している程強度が
向上する。
ところで、かかる分散強化合金鋳物を製造するためには
、溶湯と強化用微粒子を混入させる工程が必要となる。
、溶湯と強化用微粒子を混入させる工程が必要となる。
この溶湯中に強化用微粒子を混入させる時期の違いによ
り、従来は次の２つの製造方法が行われている。
り、従来は次の２つの製造方法が行われている。
第１の従来法は、炉の中で溶湯と強化用微粒子を攪拌混
合しく例：ボルテソクス法）、それを金型に重量鋳造で
鋳込むものである。
合しく例：ボルテソクス法）、それを金型に重量鋳造で
鋳込むものである。
この第１の従来法においては、一般にセラミック等から
なる強化用微粒子の溶湯との濡れ性力くよくないことお
よび比重の差等により、炉中での攪拌を止めると強化用
微粒子が分離、浮上しやすし）くなり、また、炉から金
型に鋳込むまでに時間がかかること、さらには重力鋳造
法における浴湯の凝固時間が長いこと等により、強化用
微粒子の分ａｍ向は増々大きくなり、従って、均一な分
散が確保できないという問題がある。また、炉内の攪拌
装置が必要となり、スペースをとるとともに、コスト高
になるという問題がある。
なる強化用微粒子の溶湯との濡れ性力くよくないことお
よび比重の差等により、炉中での攪拌を止めると強化用
微粒子が分離、浮上しやすし）くなり、また、炉から金
型に鋳込むまでに時間がかかること、さらには重力鋳造
法における浴湯の凝固時間が長いこと等により、強化用
微粒子の分ａｍ向は増々大きくなり、従って、均一な分
散が確保できないという問題がある。また、炉内の攪拌
装置が必要となり、スペースをとるとともに、コスト高
になるという問題がある。
この対策として、強化用微粒子と溶湯の濡れ性を改善す
ることが考えられ、強化用微粒子の表面に濡れ性改善用
のコーティング層を設けたり、溶湯に濡れ性を改善する
成分を添加する等の方法が採られているが、必ずしも十
分なものではなく、かつコスト高の要因となっている。
ることが考えられ、強化用微粒子の表面に濡れ性改善用
のコーティング層を設けたり、溶湯に濡れ性を改善する
成分を添加する等の方法が採られているが、必ずしも十
分なものではなく、かつコスト高の要因となっている。
第２あ従来法は、金型に溶湯を鋳込む経路の途中で強化
用微粒子を混入させるものである。この方法には、溶湯
に渦巻流を起こさせることにより混入する渦巻鋳造法、
溶湯流中に高速で強化用微粒子を混入させる噴射分散法
等がある。
用微粒子を混入させるものである。この方法には、溶湯
に渦巻流を起こさせることにより混入する渦巻鋳造法、
溶湯流中に高速で強化用微粒子を混入させる噴射分散法
等がある。
しかしながら、第２の従来法では、金型に流れ込む流体
に強化用微粒子を混入させるものであるため、量的に限
界があり、かつ分散量が少ないという問題がある。また
、一般に重力鋳造によるため凝固時間が長く、強化用微
粒子が凝縮する等して均一な分散状態が得られないとい
う問題がある。
に強化用微粒子を混入させるものであるため、量的に限
界があり、かつ分散量が少ないという問題がある。また
、一般に重力鋳造によるため凝固時間が長く、強化用微
粒子が凝縮する等して均一な分散状態が得られないとい
う問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされ
たもので、強化用微粒子を金属マトリックス中に均一に
分散させることのできる分散強化合金鋳物の製造方法を
提供することを目的とする。
たもので、強化用微粒子を金属マトリックス中に均一に
分散させることのできる分散強化合金鋳物の製造方法を
提供することを目的とする。
かかる目的は、本考案によれば、製品キャビティとゲー
トを郭定する上下に分割された金型と、このゲー１〜に
連通し、一時的に溶湯の湯溜り部となるスリーブと、溶
湯を加圧するプランジャとを備えた竪型加圧鋳造装置を
用いた分１１に強化合金鋳物の製造方法であって、 前記スリーブ内に強化用微粒子を載置し、次いでスリー
ブ内に溶湯を注ぎ込むことにより、強化用微粒子を溶湯
中に攪拌懸濁させ、続いてゲートを介して製品キャビテ
ィに溶湯を導入した後、プランジャで溶湯を加圧するこ
とを特徴とする分散強化合金鋳物の製造方法によって達
成される。
トを郭定する上下に分割された金型と、このゲー１〜に
連通し、一時的に溶湯の湯溜り部となるスリーブと、溶
湯を加圧するプランジャとを備えた竪型加圧鋳造装置を
用いた分１１に強化合金鋳物の製造方法であって、 前記スリーブ内に強化用微粒子を載置し、次いでスリー
ブ内に溶湯を注ぎ込むことにより、強化用微粒子を溶湯
中に攪拌懸濁させ、続いてゲートを介して製品キャビテ
ィに溶湯を導入した後、プランジャで溶湯を加圧するこ
とを特徴とする分散強化合金鋳物の製造方法によって達
成される。
次に、本発明の構成を図面を参考にして説明する。
本発明においては、竪型加圧鋳造装置を使用する。なお
、本発明では、竪型加圧鋳造装置は、竪型ダイカスト装
置、高圧鋳造装置を含むものとする。すなわち、本発明
は、スリーブ内に一担溶湯を滞留させることができ、か
つ加圧可能な装置であれば通用することができる。
、本発明では、竪型加圧鋳造装置は、竪型ダイカスト装
置、高圧鋳造装置を含むものとする。すなわち、本発明
は、スリーブ内に一担溶湯を滞留させることができ、か
つ加圧可能な装置であれば通用することができる。
本発明において使用する強化用の微粒子としては、高温
でアルミニウムマトリックス中に安定に存在し、強度低
下の原因となる成長や粗大化が生じないことが必要であ
る。この条件を具える微粒子としては、酸化物、窒化物
、炭化物、金属等がある。具体的には、ＳｉＣ，Ｔｉｃ
、 ＺｒＣ，ＷＣ。
でアルミニウムマトリックス中に安定に存在し、強度低
下の原因となる成長や粗大化が生じないことが必要であ
る。この条件を具える微粒子としては、酸化物、窒化物
、炭化物、金属等がある。具体的には、ＳｉＣ，Ｔｉｃ
、 ＺｒＣ，ＷＣ。
ＮｂＣ１ＴｉＮ 、Ｂ Ｎ 、Ｓｉ ３ Ｎ ４、Ａｌ
１０ 、 、ＭｇＯ１ＳｉＯａ、ＺｒＯ２、Ｆｅｚ Ｏ
３、ＣｕＯ１黒鉛、Ｗ、Ｇ。
１０ 、 、ＭｇＯ１ＳｉＯａ、ＺｒＯ２、Ｆｅｚ Ｏ
３、ＣｕＯ１黒鉛、Ｗ、Ｇ。
を使用することができる。
この微粒子の粒径は、十分な分散強化を得るためには５
μ以下であることが望ましい。
μ以下であることが望ましい。
本発明の分＋１１強化合金鋳物の製造方法を、第１図お
よび第２図に示す竪型加圧鋳造装置を例に採り説明する
。
よび第２図に示す竪型加圧鋳造装置を例に採り説明する
。
第１図は竪型加圧鋳造装置の要部断面図であり、■は上
型、２は下型である。この上型１と下型２により製品キ
ャビティ３が郭定される。型１．２の中央にはプランジ
ャスリーブ４が設りられており、このプランジャスリー
ブ４内には加圧プランジャ５とカウンクブランジャ６が
摺動自在に嵌挿されている。この両方のプランジャ５．
６の先端には、それぞれ加圧チップ７とカウンタチップ
８が装着されている。また、製品キャビティ３とプラン
ジャスリーブ４は、ゲート９を介して連通されている。
型、２は下型である。この上型１と下型２により製品キ
ャビティ３が郭定される。型１．２の中央にはプランジ
ャスリーブ４が設りられており、このプランジャスリー
ブ４内には加圧プランジャ５とカウンクブランジャ６が
摺動自在に嵌挿されている。この両方のプランジャ５．
６の先端には、それぞれ加圧チップ７とカウンタチップ
８が装着されている。また、製品キャビティ３とプラン
ジャスリーブ４は、ゲート９を介して連通されている。
なお、１０は注湯口であり、１１は押し出しピンである
。
。
まず、型締めを行い、カウンタチップ８によりゲート９
を閉じ、加圧プランジャ５を引き上げて図に示す状態と
する。次いで、注湯口ＩＯ等から強化用微粒子１３をス
リーブ内のカウンタチップ８に投入する。続いて、第２
図に示す如く、注湯口１０から熔？Ｉｋ１２に注ぎ、こ
の溶湯流で強化用微粒子１３を攪拌させ、溶湯１２中に
懸濁させる。
を閉じ、加圧プランジャ５を引き上げて図に示す状態と
する。次いで、注湯口ＩＯ等から強化用微粒子１３をス
リーブ内のカウンタチップ８に投入する。続いて、第２
図に示す如く、注湯口１０から熔？Ｉｋ１２に注ぎ、こ
の溶湯流で強化用微粒子１３を攪拌させ、溶湯１２中に
懸濁させる。
その後、直ちにカウンタチップ８を徐々に下げ、静かに
溶湯１２を製品キャビティ３に導入する。
溶湯１２を製品キャビティ３に導入する。
製品キャビティ内に１／４〜１／３溶湯が導入されたと
き、加圧プランジャ５により熔＠１２を加圧し、溶湯１
２を製品キャビティ３に充填する。
き、加圧プランジャ５により熔＠１２を加圧し、溶湯１
２を製品キャビティ３に充填する。
凝固後、型を開き、押し出しピン１１により製品を取り
出す。
出す。
なお、第３図＋ａ）、（ｂｌに示ずように、注湯口１０
をスリーブに対し偏心させたり、または第４図に示すに
ように、スリーブに対する注湯口１０の位置を高くした
り、角度を急にすることによって、溶湯の攪拌能力を向
上させることができる。
をスリーブに対し偏心させたり、または第４図に示すに
ように、スリーブに対する注湯口１０の位置を高くした
り、角度を急にすることによって、溶湯の攪拌能力を向
上させることができる。
本発明においては、スリーブ内の強化用微粒子１３は、
注ぎ込まれる溶湯１２により攪拌混合され、強化用微粒
子１３が分離、浮上する間もなく直ちに製品キャビティ
３内に導入される。その後、直ぐ加圧され、溶場１２は
急速に冷却、凝固する。
注ぎ込まれる溶湯１２により攪拌混合され、強化用微粒
子１３が分離、浮上する間もなく直ちに製品キャビティ
３内に導入される。その後、直ぐ加圧され、溶場１２は
急速に冷却、凝固する。
このため、本発明においては、次のような効果を奏する
。
。
（イ）落下するｆ６湯により強化用微粒子が攪拌され、
その後直ちに鋳込まれ、かつ凝固速度が速いため、強化
用微粒子が均一に分散した鋳物ができる。このため、鋳
物の機械的強度が大幅に油上する。
その後直ちに鋳込まれ、かつ凝固速度が速いため、強化
用微粒子が均一に分散した鋳物ができる。このため、鋳
物の機械的強度が大幅に油上する。
（ロ）従来からある竪型加圧鋳造装置をそのまま、また
は必要に応じ若干改善したものを用いることができ、従
来法の如く、特別に攪拌機や微粒子噴出装置を必要とし
ないため、コスト低減を図ることができる。また、同じ
理由でメンテナンスが容易となる。
は必要に応じ若干改善したものを用いることができ、従
来法の如く、特別に攪拌機や微粒子噴出装置を必要とし
ないため、コスト低減を図ることができる。また、同じ
理由でメンテナンスが容易となる。
実施例
第１図に示す竪型加圧鋳造装置を用いてロッカアームを
製造した。
製造した。
まず、型閉めし、スリーブ４内のカウンタチップ８上に
、強化用微粒子として粒径１μのアルミニウム（Ａ１２
０３）微粒子１３を、溶湯１２に対し重量で３％載置し
た。続いてスリーブ４内に７２０℃のアルミ合金溶湯１
２ （ＪＩＳ ＡＣ５Ａ）を注湯し、このアルミ合金溶
湯１２の落下によりアルミナ微粒子１３を攪拌混合する
。次いで、その攪拌が静止しないうちに、カウンタチッ
プ８を下げ、ゲート９を開けて製品キャビティ３内にア
ルミ合金溶湯１２を導くとともに、加圧プランジャ５に
より加圧し、製品キャビティ３内にアルミ合金溶湯１２
を充填する。この注湯完了から製品キャビティ３内への
充填完了までの時間は約３秒であった。
、強化用微粒子として粒径１μのアルミニウム（Ａ１２
０３）微粒子１３を、溶湯１２に対し重量で３％載置し
た。続いてスリーブ４内に７２０℃のアルミ合金溶湯１
２ （ＪＩＳ ＡＣ５Ａ）を注湯し、このアルミ合金溶
湯１２の落下によりアルミナ微粒子１３を攪拌混合する
。次いで、その攪拌が静止しないうちに、カウンタチッ
プ８を下げ、ゲート９を開けて製品キャビティ３内にア
ルミ合金溶湯１２を導くとともに、加圧プランジャ５に
より加圧し、製品キャビティ３内にアルミ合金溶湯１２
を充填する。この注湯完了から製品キャビティ３内への
充填完了までの時間は約３秒であった。
この結果得られたロッカーアームの１５０℃での高温疲
労強度は、前述の第１の従来法に比べ、約２５％向上し
た。
労強度は、前述の第１の従来法に比べ、約２５％向上し
た。
第１図は本発明に使用する竪型加圧鋳造装置の断面図、
第２図は溶湯で強化用微粒子を攪拌している様子を示す
竪型加圧鋳造装置の部分断面図、第３図は、注湯口をス
リーブに対し偏心させた竪型加圧鋳造装置の部分断面図
であり、ｆａｌは横断面図、（ｂｌは縦断面図、 第４図は、注湯口の位置、角度を変えた竪型加圧鋳造装
置の部分断面図である。 １−一一一−−上型 ２・−・・下型 ３−−−−・−製品キャビティ ４・−−一一−プランジャスリーブ ５−−−−一加圧プランジャ ６・−−一−−カウンタプランジャ ７・−−−−・加圧チップ ８−・−・カウンタチップ ９・−−−−−ゲート １０−−−−−一往湯口 １１−−−−・−押し出しピン １２−−−−−一溶湯 ！ ３−−−−一強化用微粒子 出願人 トヨタ自動４ｔｊ体式会社 第２図 第３図（ａ） Ｕ 第３図（ｂ）
竪型加圧鋳造装置の部分断面図、第３図は、注湯口をス
リーブに対し偏心させた竪型加圧鋳造装置の部分断面図
であり、ｆａｌは横断面図、（ｂｌは縦断面図、 第４図は、注湯口の位置、角度を変えた竪型加圧鋳造装
置の部分断面図である。 １−一一一−−上型 ２・−・・下型 ３−−−−・−製品キャビティ ４・−−一一−プランジャスリーブ ５−−−−一加圧プランジャ ６・−−一−−カウンタプランジャ ７・−−−−・加圧チップ ８−・−・カウンタチップ ９・−−−−−ゲート １０−−−−−一往湯口 １１−−−−・−押し出しピン １２−−−−−一溶湯 ！ ３−−−−一強化用微粒子 出願人 トヨタ自動４ｔｊ体式会社 第２図 第３図（ａ） Ｕ 第３図（ｂ）
Claims (1)
- （１）製品キャビティとゲートを郭定する上下に分割さ
れた金型と、このゲートに連通し、一時的に溶湯の湯溜
り部となるスリーブと、溶湯を加圧するプランジャとを
備えた竪型加圧鋳造装置を用いた分散強化合金鋳物の製
造方法であって、前記スリーブ内に強化用微粒子を載置
し、次いでスリーブ内に溶湯を注ぎ込むことにより、強
化用微粒子を溶湯中に攪拌懸濁さセ、続いてゲートを介
して製品キャビティに溶湯を導入した後、プランジャで
溶湯を加圧することを特徴とする分散強化合金鋳物の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18812883A JPS6082259A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 分散強化合金鋳物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18812883A JPS6082259A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 分散強化合金鋳物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082259A true JPS6082259A (ja) | 1985-05-10 |
| JPH048135B2 JPH048135B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=16218209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18812883A Granted JPS6082259A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 分散強化合金鋳物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314152A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-22 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 誘導電動機のロ−タの鋳造装置 |
| WO1997009140A1 (fr) * | 1995-09-09 | 1997-03-13 | Bbs Japan Co., Ltd. | Procede et appareil d'amenee de metal en fusion dans un moule de coulee |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP18812883A patent/JPS6082259A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314152A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-22 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 誘導電動機のロ−タの鋳造装置 |
| WO1997009140A1 (fr) * | 1995-09-09 | 1997-03-13 | Bbs Japan Co., Ltd. | Procede et appareil d'amenee de metal en fusion dans un moule de coulee |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048135B2 (ja) | 1992-02-14 |
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