KR100799645B1

KR100799645B1 - 반응고상태의금속슬러리제작방법

Info

Publication number: KR100799645B1
Application number: KR1019980027822A
Authority: KR
Inventors: 순죠 아오야마; 치이 리우; 토시유키 사카자와; 이예 판
Original assignee: 가부시키가이샤 아레스티
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2008-07-24
Also published as: KR19990013759A; JPH1133692A; US7051784B2; US20030062144A1

Abstract

용융금속을 액체상태에서 정량하고, 그 후에 상기 용융금속에, 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선 온도이하의 온도로 될 때에, 기계적 또는 물리적 수단에 의해 운동을 가하여, 상기 용융금속을 슬러리 제작용기속에서 냉각하여 반응고 상태의 금속슬러리로 함과 아울러, 상기 반응고 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 그대로 장전할 수 있는 형태로 슬러리 제작용기에서 성형하고, 상기 성형된 반응고상태의 금속슬러리를 그 형태를 거의 유지한 상태에서 성형기의 가압슬리브에 장전하여 성형함으로써, 그다지 복잡한 공정을 필요로 하지 않고 간단한 장치 및 설비로, 미세하고 균일한 비수지상(구상)의 초결정입자를 갖는 반응고 금속슬러리를 안정되게 성형기에 공급할 수 있고, 고품질의 성형품을 안정되게 성형할 수 있다.

Description

반응고 상태의 금속슬러리 제작방법{METHOD OF PRODUCING SEMI-SOLID METAL SLURRIES}

본 발명은, 고압성형기(high pressure making machine)을 이용한 성형 중, 금속의 반용융(mashy-state)/반응고(semi-solid)가공법(processing)인 레오캐스트법(rheocasting)이나 틱소캐스트법(thixocasting) 등에 관한 것이다.(또, 고압성형기를, 이하 간단하게 성형기라고 칭한다.)

덧붙여 말하면, 레오캐스트법은, 용융금속을 고액공존영역까지 냉각하여 반응고상태로 만들고, 그 반응고 상태(sime-solid state)의 금속슬러리(metal slurry)를 성형기의 가압슬리브에 장전해서 제품을 성형하는 방법이고, 또 틱소캐스트법은, 빌렛(billet)이라고 불리는 고체의 금속덩어리를 고액공존영역까지 재가열하여 반용융상태로 만들고, 그 반용융상태의 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 장전하여 제품을 성형하는 방법이다.

반응고 상태의 금속슬러리의 제작방법에 이용하는 금속슬러리는, 초결정(primary crystal)이 액상매트릭스(liquid matrix)에 의해 서로 분리한 상태로 유지하고, 그 초결정입자가 가능한 한 미세(fine)하고 또한 균일한 비수지상(non-dendritic)인 것, 바람직하게는 구상(spherical)인 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 높은 고상율(fraction solid)로 저점도의 반응고상태로 성형할 수 있게 되고, 성형된 제품의 수축소(收縮巢, shrinkage cavity)의 발생을 억제할 수 있음과 함께 성형제품의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

그래서, 일본국 특허공개 평7-32113호 공보에 개시된 바와 같이, 레오메이커를 이용하여, 레오메이커내에서 용융금속을 교반하면서 냉각하여 반응고 금속슬러리를 제작하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법에서는, 금속슬러리를 반응고상태로 한 후에 성형량을 분리·정량하므로, 반응고 금속슬러리의 탕배출이 곤란하여 정량이 어렵고, 그 때문에, 반응고 금속슬러리의 공급량이 불균일하게 되기가 쉽고, 이 불균일에 의해 성형조건이 변화하는 등의 이유에 의해 성형한 제품의 품질이 안정되지 않다라는 문제가 있었다. 그리고, 레오메이커의 슬러리 배출구에 반응고 금속슬러리가 부착·퇴적하기 쉽고, 그 때문에 슬러리 배출구의 개폐밸브의 움직임이 바로 나빠져, 반응고 금속슬러리를 안정되게 공급하는 것이 어렵고, 또 제작된 반응고 금속슬러리가 액상체인 것에 비해 중력에 의한 형상변형성이 부족하므로, 반응고 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브내에 장전하는 것 자체가 어렵고, 덧붙여 형상이 부정형이므로, 가압슬리브의 장전구로부터 전체를 장전하는 것이 매우 어렵고, 성형기의 가압슬리브내에 반응고 금속슬러리를 안정되게 공급하는 것이 곤란하였다. 또한, 레오메이커내에서 제작된 반응고 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 장전하기 까지의 온도제어도 어렵다는 문제도 있었다.

이러한 현상에 있어서, 본원 발명자들은 몇 개의 기초적인 실험에 의해, 초결정이 입상화하는 기구를 발견하여, 그 결과, 지금까지 경험적으로 구했던 반응고 금속슬러리의 제작방법 및 조건을 이론적으로 구할 수 있게 되었고, 그 결과, 반응고 금속슬러리의 공급에 적합한 방법 및 조건을 발견할 수 있게 되었으며, 따라서 공업적으로 실시하여 양산화가 가능한 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법의 길을 개척하였다. 여기에, 본 발명의 의의가 있다.

본 발명의 목적은, 특별히 복잡한 공정을 필요로 하지 않고 간단한 장치·설비로, 미세하고 균일한 비수지상(구상)의 초결정입자를 갖는 반응고 금속슬러리를 안정되게 제작하고, 안정되게 성형기에 공급할 수 있도록 하여, 공업적으로 실시가 용이한 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법은, 용융금속을 액체상태로 정량하고, 그 후에 상기 용융금속을 슬러리 제작용기내에서 냉각해서 반응고상태의 금속슬러리로 함과 아울러, 상기 반응고 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 그대로 장전할 수 있는 형태로 슬러리 제작용기내에서 미리 성형하고, 상기 성형된 반응고상태의 금속슬러리를 그 형태를 거의 유지한 상태로 성형기의 가압슬리브에 장전해서 성형하도록 한 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 용융금속이 냉각되고 있는 과정으로서 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선온도(liquidus temperature)이하의 온도로 될 때에, 상기 용융금속에 기계적 또는 물리적 수단에 의해 운동을 가하고, 그 후에 상기 용융금속을 냉각함으로써 반응고시키도록 한다.

구체적으로는, 용융금속을 냉각체의 경사면상에 흘려보냄으로써 상기 용융금속의 적어도 일부를 액상선온도 이하의 온도로 하면서 상기 용융금속에 운동을 가하거나, 또는 용융금속을 적어도 그 일부가 액상선온도 이하의 온도가 될 때에 슬러리 제작용기내에 주입함으로써, 상기 용융금속에 운동을 가하거나, 혹은 슬러리 제작용기에 수용된 용융금속에 직접 혹은 슬러리 제작용기의 외부로부터 초음파진동(supersonic vibrition)을 가하는 등의 방법에 의해 상기 용융금속에 운동을 가하는 것이다.

또, 본 발명에 이용되는 슬러리 제작용기로서는, 반으로 갈라지는 형상으로 분할가능하고, 상부가 개방된 바닥이 있는 통모양으로 형성된 것을 복수개 이용하고, 이들 슬러리 제작용기내에서 제작되는 반응고 금속슬러리가 소정의 고상율로 되는 타이밍에 맞춰서 각 슬러리 제작용기가 성형기의 가압슬리브의 장전구에 도달하도록 각 슬러리 제작용기를 순차적으로 성형기의 가압슬리브로 이송시키는 것이 바람직하다. 또한, 이 슬러리 제작용기를 얇은 금속판으로 이루어지는 바닥이 있는 통모양 혹은 통모양의 것으로 하고, 성형기의 가압슬리브속에 반응고 금속슬러리와 일체로 해서 장전하는 것이 바람직하다.

여기서, 본 명세서에 있어서 액상선온도 이하의 온도로 될 때란, 최초로 액상선온도를 통과할 때를 말하는 것이다.

용융금속은, 냉각되는 과정에 있어서, 액상선온도보다 내려간 후에 조금 상승하여 다시 하강하는 과냉현상(undercooling phenomenon)이라고 부르는 거동을 나타낸다. 이러한 현상은, 용융금속의 초결정의 응고핵(crystal nucleus)이 액상선온도보다 내려간 온도에서 급격히 생성되고, 이 때에 방출되는 잠열(latent heat of solidification)에 의해 가열되어, 그 결과로서 온도가 상승하기 때문에 일어난다.

그러나, 본원 발명자들은, 용융금속에 액상온도 부근에서 적당한 운동을 가하면, 과냉되지(undercool) 않고 초결정의 응고핵 정출(晶出, crystal nucleation)이 촉진되어, 과냉현상(액상선이하의 온도로 되는 것)이 없어지는 것을 발견하였다. 그리고 다시, 이 상태(과냉현상이 없는 상태)에서 용융금속을 서서히 냉각하면, 그 금속조직은 덴드라이트형상(dendritic)의 성장을 하지 않고 입자형상의 결정형태로 되는 것을 발견하였다. 이것은, 용융금속에 액상선온도부근, 특히 액상선온도이하의 온도로 될 때에 적당한 운동을 가함으로써, 초결정의 응고핵이 동시에 다수 생성됨과 동시에, 정출된 각 응고핵 사이에서의 결정의 방위(crystal growth direction)에 관한 상호작용(interdependecy)이 단절되고, 초결정의 응고핵이 서로 독립한 결정방위를 가지도록 되기 때문이라 생각되었고, 종래기술에서는 분명하지 않았던 점이다.

이하, 본 발명에 관한 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법에 대하여, 도면을 참조로 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 결코 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 적용될 수 있는 용융금속(성형용 금속)으로서는, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 또는 마그네슘합금, 아연합금, 구리 또는 그 합금, 철계합금 등의 금속을 들 수 있다.

이들 용융금속을 액체의 상태로 정량하고, 그 후에 상기 용융금속을 슬러리 제작용기내에서 냉각하여 반응고 상태의 금속슬러리로 한다. 이때, 상기 용융금속에, 각각의 용융금속에 따른 소정의 온도범위, 구체적으로는, 상기 용융금속이 냉각되고 있는 과정에서 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선온도 이하의 온도로 될 때에 운동을 가하고, 그 후에 상기 용융금속을 소정의 속도로 냉각함으로써 반응고상태의 금속슬러리로 만든다.

이 때, 상기 용기에 수용된 용융금속중에서 에서 그 온도가 액상선온도이하의 온도로 되는 비율이 많을수록 바람직하다. 바꿔말하면, 상기 용기에 수용된 용융금속이 액상선온도 이하에서 온도분포가 가능한 한 균일할 때에, 그 용융금속에 운동을 가하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 용기에 수용된 용융금속이 방열에 의해 냉각되는 경우에는, 냉각속도를 늦추어서 용융금속의 온도분포를 가능한 한 균일하게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 용융금속에 운동을 가하는 방법으로서는, 기계적 혹은 물리적인 모든 수단이 가능하다. 구체적으로는 ①유지로(爐)에서 퍼낸 용융금속을 슬러리 제작용기내에 주입함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, ②슬러리 제작용기에 정량(예를 들면, 1 성형(1쇼트)에 필요한 양)의 용융금속을 수용하고, 그 슬러리 제작용기를 기계적으로 진동시킴으로써 안의 용융금속에 운동을 가하는 방법, ③슬러리 제작용기내의 용융금속에 직접 혹은 슬러리 제작용기의 밖에서 초음파진동을 부여함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, ④슬러리 제작용기내의 용융금속에 고주파유도 교반장치를 이용하여 교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, ⑤슬러리 제작용기내의 용융금속을 교반막대(stirring bar)나 교반날개(stirring vane) 등으로 기계적으로 교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, ⑥슬러리 제작용기내의 용융금속을 전자교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, ⑦슬러리 제작용기에 수용된 용융금속속에 불활성 가스(inert gas) 등을 불어 넣음으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법, 혹은 ⑧슬러리 제작용기에 수용된 용융금속중에서 폭발시킴으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 방법 등을 들 수 있다.

여기서 특히, 용융금속을 슬러리 제작용기내에 주입함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 경우에는, 용융금속을 래들 등의 퍼내기 용기나 용탕저류조 등으로 퍼내고, 상기 용융금속을 퍼내기 용기나 용탕저류조 안에서 소정의 온도까지 냉각하여, 슬러리 제작용기에 주입시에, 상기 용융금속이 적어도 그 일부가 액상선온도 이하의 온도가 되도록 하면 좋다.

또, 실제로 용융금속에 운동을 가하는 경우에는, 위에 열거한 ①에서 ⑧의 방법을 어느 하나 실시하는 것만으로도 좋지만, 두 개 이상의 방법을 적당하게 조합해서 실시해도 좋고, 반응고 상태의 금속슬러리 제작장치의 구성요소 등에 따라 위에 열거한 방법을 적절히 선택해서 조합함으로써, 용융금속에 효과적으로 운동을 가할 수 있다.

이렇게 해서, 용융금속에 소정의 타이밍(온도범위)에서 운동을 가한 후에, 상기 용융금속을 슬러리 제작용기내에서 적당한 냉각속도로 냉각한다. 이 때, 상기 용융금속의 냉각속도가 빠르면, 금속슬러리속의 온도의 불균일이 발생하므로 금속슬러리의 고상율이 장소에 따라 불균일하게 된다. 이러한 반응고 상태의 금속슬러리를 그대로 이용해서 성형하면, 유동성이 다르므로 성형기의 가압슬리브에서 충전가압중에 그 흐름이 흐트러져서 공기를 끌어 들이거나, 혹은 고상율이 불균일함에 따른 응고속도의 차이에 의한 수축소 결함이 발생하기 쉬워지므로, 상기 용융금속의 냉각속도를 느리게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 용융금속을 3℃/초 이하, 바람직하게는 0.4℃/초 이하의 냉각속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 초결정을 정출·성장시키고 또한 구상화를 꾀할 수 있으며, 거의 균일하게 입상화한 초결정이 안정되게 얻어짐과 동시에, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리의 온도가 레오캐스트성형에 가장 적합한 온도범위에서의 시간을 길게 할 수 있다. 따라서, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 공급하는 타이밍을 성형기의 성형사이클에 맞추는 것이 용이하게 됨과 동시에, 성형기의 성형사이클이 다소 흐트러진 경우라도, 거의 일정한 고상율의 반응고 상태의 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 공급할 수 있게 된다.

본 발명에 관한 슬러리 제작용기는, 1성형(1쇼트)에 필요한 용융금속량을 수용할 수 있을 정도의 용적을 가지며, 그 안에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리를 그 형태를 거의 유지한 상태로 성형기의 가압슬리브안에 용이하게 장전할 수 있는 형상·구조로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 도1에 나타낸 슬러리 제작용기(1)는, 축방향으로 2개로 분할된 분할구성부재(11)를 수직방향으로 배치하고, 힌지(12)로 좌우방향으로 분할개폐가 가능하게 연결되어 형성된 것이다. 이때, 그 내경은 성형기의 가압슬리브(a)에 있어서의 장전구(a1)보다 작은 소경으로 형성된다. 또, 도2에 나타낸 슬러리 제작용기(1)는, 두 개의 분할구성부재(11')를 수평방향으로 배치하고, 힌지(12)로 좌우방향으로 분할개폐가 가능하게 연결해서 형성된 것이다. 이 경우, 그 내부형상을 성형기의 가압슬리브(a)에 있어서의 장전구(a1)보다 조금 작은 형상으로 형성한다. 전자의 슬러리 제작용기(1)에 의하면, 가압슬리브(a)가 연직방향으로 설치되어 있는 세로 사출식의 성형기에 대응하기 쉽고, 후자의 슬러리 제작용기(1)에 의하면 가압슬리브(a)가 수평방향으로 설치되어 있는 가로 사출식의 성형기에 대응하기 쉽게 된다.

그리고, 슬러리 제작용기의 내주면에 있어서 용융금속과 접촉하는 부분에는, 흑연 등의 고체윤활제를 도포하거나, 혹은 분말상 단열제를 건조한 분말의 상태로 도포하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 슬러리 제작용기내에 공급된 용융금속이 내주면에 부착지 않게 되고, 따라서 슬러리제작용기내에서 제작된 반응고 금속슬러리를 용이하게 분리하여 방출할 수 있게 됨과 아울러, 슬러리 제작용기내에 수용된 용융금속의 냉각속도를 느리게 해서 온도의 균일화를 꾀하기가 쉬워진다. 또, 슬러리 제작용기를 얇은 금속판을 이용해서 딥 드로잉 가공 또는 충격 압출성형 등에 의해 소정의 크기(용적)를 갖는, 상부가 개방된 바닥이 있는 통형상으로 형성하거나, 혹은 금속파이프를 이용해서 적당한 길이로 성형함과 동시에 그 바닥부분을 개폐가능하게 형성하고, 내부에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리와 함께 성형기의 가압슬리브에 장전하도록 해도 좋다.

또, 금속시트를 원통형으로 둥글게 하고, 양단을 누름판으로 폐쇄한 상태에서, 수평상태로 용융금속을 주입해도 좋다. 그렇게 하면, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고상태의 금속슬러리를 그 형태를 거의 유지한 상태로 성형기의 가압슬리브에 장전하는 것이 보다 쉬워진다. 이때, 슬러리 제작용기는, 수용하는 용융금속보다 높은 융점을 가진 금속재로 형성하거나(즉, 예를 들면 용융금속이 알루미늄합금계인 경우에는, 그것 보다 높은 융점을 갖는 철재 등으로 형성함), 혹은 수용하는 용융금속과 같은 기질의 금속재로 형성하는(즉, 예를 들면 용융금속이 알루미늄합금계인 경우에는 알루미늄합금계의 금속재로 형성함)것이 바람직하다. 슬러리 제작용기를, 수용하는 용융금속보다 높은 융점을 갖는 금속재로 형성하면, 슬러리 제작용기자체를 두께가 얇은 판재로 형성해도 용융금속에 접촉해서 용융되는 일이 없어진다. 그리고, 슬러리 제작용기를, 수용하는 용융금속과 같은 기질의 금속재로 형성하면, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리를 슬러리 제작용기채 성형기의 가압슬리브에 장전한 경우에, 성형품의 주조 입구(gate and biscuit)와 일체화한 슬러리 제작용기를 그대로 재용해할 수 있는 동시에, 재용해한 용융금속의 성분변동을 적게 할 수 있으므로, 재용해한 용융금속의 재이용이 용이하게 된다.

그리고, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리를, 상기 슬러리 제작용기채 방출할 수 있도록, 도3에 나타낸 바와 같이 슬러리 제작용기(1)를 지지하기 위한 홀더(holder)(13)를 이용하여, 그 홀더(13)의 바닥부를 개폐덮개로 개폐가능하게 구성하거나, 축방향으로 2개 이상으로 분할하여 개폐가능하도록 구성하여도 좋다. 덧붙여 말해서, 도3에 나타낸 실시예에서는, 홀더(13)를 구성하고 있는 통부(13')가 축방향으로 두 개로 분할하여 개폐가능하게 형성되는 동시에, 그 바닥판(13")이 통부(13')에 대해서 분리개폐가 가능하도록 구성되어 있다.

이렇게 해서, 슬러리 제작용기내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리는, 슬러리제작용기에서 꺼내 성형기의 가압슬리브에 장전해도 좋고, 상기 슬러리 제작용기채 성형기의 가압슬리브에 장전하도록 하여도 좋다. 어느 것으로 하더라도, 반응고 상태의 금속슬러리는, 예를 들어 원통형이나 포탄형 등, 성형기의 가압슬리브에 그대로 장전할 수 있는 형태로 슬러리 제작용기내에서 성형하고, 상기 성형된 반응고상태의 금속슬러리를 그 형태를 거의 유지한 상태에서 성형기의 가압슬리브에 장전하여 제품을 성형한다.

이 때, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를, 통상대로, 가압슬리브(a)에 형성된 장전구(a1)에서 투입해도 좋지만, 특히 가로형으로 열리는 가로 사출식 성형기를 사용하는 경우에는, 금형분할면측에서 가압슬리브(a)내에 장전해도 좋다. 그렇게 하면, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를 그 형태를 거의 유지한 상태에서 가압슬리브(a)에 장전하기 위해, 가압슬리브를 길게 하거나 장전구(a1)의 형상을 변경하는 등의 필요가 없어지고, 종래의 가압슬리브를 그대로 사용할 수 있다.

또, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)의 고상율은, 0.3～0.8로 설정하는 것이 바람직하다. 고상율이 0.3이하에서는, 점성이 낮아 금형 캐비티(cavity)내에 가압공급할 때에 흐름이 흐트러져 공기를 흡입하기 쉬워지고, 그 때문에 응고수축량(solidification shrinkage)이 많아져서 성형된 제품에 수축소가 발생하기 쉬워진다. 또한, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)의 고상율이 0.8이상에서는, 점성이 너무 높아져 유동성이 현저히 저하하고, 금형캐비티내에 반응고 상태의 금속슬러리(M2)가 모든 곳까지 완전하게 충만되기 어렵게 되므로 바람직하지 못하다.

이하에, 바람직한 구체적인 실시예를 도5 및 도6에 근거해서 설명한다.

도면 중 부호 2는 소정량의 용융금속(M0)을 유지해 두기 위한 유지로이고, 3은 유지로(2)로부터 공급된 용융금속(M0)을 적어도 일부를 액상선온도 이하의 온도로 냉각하면서 상기 용융금속에 운동을 가하기 위한 냉각체, 4는 슬러리 제작용기(1)속에 수용된 용융금속(M1)의 냉각속도를 제어하기 위한 온도제어수단, 5는 슬러리 제작용기(1) 속에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를 성형기의 가압슬리브(a)에 장전하기 위한 장전수단, 그리고 (b)는 가압슬리브(a)에 슬라이딩가능하게 끼워 넣어진 가압피스톤, (c)는 성형기의 금형, (d)는 캐비티를 각각 나타낸다.

유지로(2)는, 예를 들어 주지의 전기로(21)내에 흑연도가니(22)를 수용설치하고, 그 흑연도가니(22)에, 히터(23)를 구비한 출탕관(出湯管)(24)을 연이어 통하도록 접속해서 구성되고, 제어막대(25)를 용융금속(M0)안에 진퇴가능하게 투입시켜 그 투입량에 따라 용융금속(M0)의 공급량을 제어하는 구조로 되어 있다.

냉각체(3)는 유지로(2)의 출탕관(24)으로부터 부어진 용융금속(M0)을 흘려보냄으로써 적어도 그 일부를 액상선온도 이하의 온도로 냉각하면서 상기 용융금속(M0)에 운동을 가하기 위한 것이고, 예를 들면 동판에 내용손성이 있는 코팅을 실시하여 이루어진 재료를 이용해서, 표면은 평활한 평판형상 또는 홈통형상(축방향으로 반으로 갈라진 통형상) 또는 관형상(원형이나 각형의 통형상) 등으로 형성하고, 유지로(2)의 출탕관(24)의 출탕구(24')의 바로 아래 위치에, 용융금속(M0)을 자연스럽게 흘려보낼 수 있도록 하향으로 경사지게 설치하여, 그 표면(용융금속(M0)을 부어서 유하시키는 면)을 경사면(31)으로 한다.

이때, 도시한 실시예와 같이, 유지로(2)로부터 공급된 용융금속(M0)이 접촉하는 경사면(31)의 표면온도를 소정의 온도로 적절히 제어하도록, 예를 들어 냉각수를 순환시키기 위한 냉각파이프(냉각기구)(32)를 냉각체(3)에 구비시켜도 좋지만, 냉각체(3)의 구조에 따라서는 반드시 필요하지는 않다.

또, 냉각체(3)로서, 경사면(31)을 하나만 구비한 것이어도 좋지만, 복수개의 경사면(31)을 구비하고, 하나의 경사면에 용융금속을 소정의 정량, 예를 들면 1성형(1쇼트)에 필요한 만큼의 양을 부어 흘려보낸 후, 그 경사면을 이동시켜 다음 경사면을 사용하도록 하면, 성형 사이클을 빠르게 하고, 양산화 효과를 높일 수 있다. 이 경우, 도4에 나타낸 바와 같이, 1개의 회전축(33)을 베어링(34)으로 수평방향으로 설치하고, 그 회전축(33)의 선단부에, 평판형상 또는 홈통형상 또는 관형상으로 형성한 복수개의 경사면(31,31…)을 프레임(35)을 개재해서 방사상으로 배치함과 동시에, 각 경사면(31,31…)을 회전축(33)에 대해서 축심방향을 향해서 경사지게 설치하고, 각 경사면(31,31…)을 회전축(33)을 중심으로 해서 회전가능하게 구성한다. 이렇게 구성함으로써, 각 경사면(31,31…)을 냉각하기 위한 특별한 기구를 필요로 하지 않을 뿐 아니라, 복수개의 경사면(31,31…)을 좁은 공간에 설치할 수 있고, 게다가, 설사 경사면(31)의 표면에 용융금속이 부착·잔류해도 그 용융금속은 경사면(31)이 아래쪽으로 이동하는 동안에 응고수축해서 얇은 금속편(m')이 되어, 최하부로 이동하는 부근에서 경사면(31)의 표면에서 자연스럽게 떨어져서 회수상자(36)로 회수할 수 있으므로, 냉각체의 경사면에 부착·잔류물이 증가하는 문제 발생이 없어짐과 동시에, 부착·잔류한 금속편이 다음 성형(쇼트)시에 용융금속내에 재용해되어 용융금속의 품질을 저하시켜 버리는 문제도 없어진다.

냉각체(3)로부터 슬러리 제작용기(1)에 용융금속(M1)을 공급하는 경우, 1성형(1쇼트)에 필요한 양만큼을 정량 공급한다. 그렇게 하면, 1성형(1쇼트)에 필요한 용융금속의 공급량의 불균일을 적게 할 수 있다. 따라서, 금속공급량의 불균일에 근거한 성형조건의 변화 등을 초래하는 일이 없어짐과 동시에, 점성이 높은 반응고상태로 정량 분배했을 때에 발생하는 문제점을 해소하여, 안정된 품질의 제품을 안정되게 성형할 수 있게 된다.

또, 슬러리 제작용기(1) 내에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를 성형기의 가압슬리브(a)에 장전하기 위한 장전수단(5)으로서는, 각종 기구 및 구조의 것이 고려되지만, 본 실시예에서는, 주지의 핸드로봇을 이용하고 있다.

그리고, 실제로 제품을 성형할 경우에는, 슬러리 제작용기(1)를 하나만 이용해도 좋지만, 효율적인 생산을 꾀하기 위해서도 복수개의 슬러리 제작용기(1)를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 슬러리 제작용기내의 용융금속(M1)이 소정의 고상율로 되는 타이밍에 맞추어서 그 슬러리 제작용기(1)가 성형기의 가압슬리브(a)에 도달하도록 각 슬러리 제작용기(1,1…)를 차례로 성형기측으로 이송시키고, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를 가압슬리브(a)에 장전한다.

구체적으로는, 냉각체(3)와 장전수단(핸드로봇)(5) 사이에, 이송수단(6)으로서 수평방향으로 회전하는 회전테이블을 설치하고, 그 이송수단(회전테이블)(6)위에 온도제어수단(4)으로서의 상기 보온용기를 복수개를 동심원상으로 배치한다. 그리고, 슬러리 제작용기(1)를 온도제어수단(보온용기)(4)안에 설치해서, 슬러리 제작용기(1)의 내부를 미리 용융금속(M1)의 온도 가까이로 가열해 두고, 그후에 냉각체(3)를 통해 용융금속(M1)을 이들 슬러리 제작용기(1)속에 소정 정량(예를 들면 1쇼트에 필요한 만큼의 양, 이하 같음.) 공급한다.

그리고, 이송수단(회전테이블)(6)이 수평방향으로 회전해서 슬러리 제작용기(1)가 소정의 위치까지 이동하는 동안에, 슬러리 제작용기(1)안에 소정의 고상율의 반응고 상태의 금속슬러리(M2)가 제작되므로, 그 타이밍에 맞추어서 슬러리 제작용기(1)를 장전수단(5)으로서의 핸드로봇으로 차례로 꺼내서, 성형기측으로 이송하고, 반응고 상태의 금속슬러리(M2)를 가압슬리브(a)의 장전구(a1)로부터 장전한다. 가압슬리브(a)내에 장전된 반응고 상태의 금속슬러리(M2)는, 종래와 같이 가압피스톤(b)으로 금형(c)의 캐비티(d)안에 가압공급되고, 제품이 된다.

다음에, 상술한 실시예와 같은 냉각체를 이용하지 않고, 용융금속에, 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선온도이하의 온도로 될 때에 각종의 운동을 가한 경우의 거동에 대해서, 구체적인 실시예를 설명한다.

(실시예1)

슬러리 제작용기에 수용된 용융금속에, 슬러리 제작용기의 외부에서 초음파진동을 부여함으로써 상기 용융금속에 운동을 가한 경우의 실시예;

용융금속으로서, 성형용 알루미늄합금의 JIS규격품인 「AC4C」를 사용하였다. 즉, 「AC4C」의 액상선온도는 약 610℃이다.

「AC4C」로 이루어진 용융금속을, 직경 63mm·높이 100mm의 원통형으로 형성한 철제 슬러리 제작용기에 660℃에서 주입하고, 슬러리 제작용기의 중심부에서의 용융금속의 온도가 각각 소정의 온도(635℃～595℃)로 되면, 슬러리 제작용기의 외측면에 초음파 진동자를 10초간 접촉시켜 진동을 부여함으로써 내부의 용융금속에 운동을 가하도록 하였다.

도7은, 슬러리 제작용기를 외부에서 가열보온하지 않은 상태에서 슬러리 제작용기내에 수용된 용융금속의 중심부에서의 경시온도변화를 나타낸 그래프상에, 초음파진동을 가하는 타이밍(V1～V9)을 나타낸 것이다.

그리고, 초음파진동에 따른 운동을 가한 용융금속을 자연냉각하여, 그 온도가 585℃로 된 시점에서 물속에 투입시켜 급속냉각하고, 온도측정부(중심부)의 금속조직을 관찰하였다. 이때 얻어진 금속조직을 도8에 나타낸다.

또, 슬러리 제작용기안에 수용된 용융금속의 각 부분(중심부와 중심둘레가장자리부와 상부 및 바닥부)에서, 초음파진동을 가할 때의 개시시 및 종료시의 온도의 측정결과를 표1에 나타낸다.

또, 참고로, 상기 V5의 타이밍(615℃)에서 초음파진동을 20초간 가한 경우와, 같은 타이밍에서 초음파진동을 5초간 가한 경우와, 초음파진동을 가하지 않은 경우의 금속조직의 현미경사진을 각각 도9 내지 도11에 나타낸다.

도8에 나타낸 금속조직의 현미경사진에서, 희게 보이는 부분이 초결정이고, 검게 보이는 부분이 공결정부분이다. (이하의 금속조직을 나타낸 현미경사진에서도 같음.)

이들 금속조직을 관찰하면, V1의 타이밍(이때의 온도, 즉 초음파진동을 가할 때의 용융금속의 온도는 635℃이다. 이하, 온도만을 표기한다.)에서 초음파진동을 가한 경우에는 완전한 덴드라이트조직으로 되어 버리고, V2의 타이밍(630℃)에서는 약간의 덴드라이트가 흐트러진 형상으로 되고, V3의 타이밍(625℃)에서는 부분적으로 입상화가 이루어져 덴드라이트가 전체적으로 짧아져 있고, V4～V6의 타이밍(620℃～610℃)으로 되면, 덴드라이트조직이 없어지고 전체적으로 입상화되어 있다. 게다가, V7의 타이밍(605℃)으로 되면 입상화의 정도가 낮아지고, 부분적으로 덴드라이트조직이 나타나고, V8～V9의 타이밍(600℃～595℃)으로 되면 전체가 덴드라이트조직으로 되어 있다.

그리고, 이들 금속조직을 관찰하면, 슬러리 제작용기에 수용된 용융금속의 중심부에서의 온도가 약 630℃(초음파 진동개시시에 있어서 629℃～종료시에 있어서 615℃)로 되었을 때에 초음파 진동을 가한 경우에, 금속조직에 변화가 나타난다. 이것은, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 슬러리 제작용기내의 각 부분(장소)에서 온도가 다르고, 용융금속의 중심부에서의 온도가 약 630℃이어도 예를 들면 바닥부에서는 약 620℃(초음파 진동개시시 620℃～종료시 608℃)와 액상선온도(610℃)이하로 되어 있고, 그 영향이 금속조직의 변화로 나타나는 것이라고 생각된다. 또, 중심부에서의 온도가 620℃～610℃일 때에 초음파 진동을 가한 경우에 전체적으로 양호한 입상화 조직이 얻어지지만, 이 경우, 어느 부분(중심부, 중앙둘레가장자리부, 상부 및 바닥부)에서도 액상선온도 이하의 온도로 되는 타이밍이다. 한편, 중심부에서의 온도가 605℃일 때에 초음파 진동을 가한 경우에는, 어느 부분에서나 모두 액상선온도 이하로 된 후이고, 입상화의 정도가 나빠져 있다. 또, 도12에 나타낸 용융금속에 초음파 진동을 가했을 때의 경시온도변화를 관찰하면, V1의 타이밍(635℃)에서 초음파 진동을 가한 경우에는 과냉각현상이 보여지지만, V2(630℃)～V6(610℃)의 타이밍에서 초음파 진동을 가하면 과냉현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 또, 측정곡선으로 나타내고 있는 노이즈는 초음파에 의한 영향이라고 생각된다.

(실시예2)

슬러리 제작용기에 수용된 용융금속을 기계적으로 교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가한 경우의 실시예;

실시예1과 동일한 용융금속(AC4C)을, 직경 63mm·높이 100mm의 대략 원통형상으로 형성한 단열성 슬러리 제작용기에 650℃에서 주입하고, (a)그 용융금속의 온도가 620℃～611℃에 있는 동안(39초간)에 용융금속을 세라믹제의 교반막대를 이용해서 손으로 기계적으로 교반한 경우와,(b)액상선온도로 된 시점에서 동일하게 하여 10초간 교반한 경우에 대해서 시험하였다. 그리고 상기 (a),(b)의 용융금속을 자연냉각해서, 그 용융금속이 585℃로 된 시점에서 물속에 투입하고 급냉시켜, 그 금속조직을 관찰하였다. 이때에 얻어진 금속조직의 현미경사진을 도13에 나타낸다.

이들 금속조직을 관찰하면, 용융금속의 온도가 620℃～611℃에 있는 동안에 교반한 경우에는, 초결정의 형상이 완전하게 덴드라이트형상이지만, 액상선온도에서 교반한 경우에는, 초결정의 형상이 완전하게 입상화되어 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 슬러리 제작용기의 중앙부에서의 용융금속의 경시온도변화를 도14에 나타낸다. 본 실시예에서는, 슬러리 제작용기에 단열재를 이용하고 있으므로, 슬러리 제작용기안의 용융금속의 냉각속도가 앞의 실시예의 경우보다 상당히 느리므로, 그 결과, 용융금속안의 온도분포가 보다 균일하게 된 것이라 추측된다. 사실, 교반을 멈춘 시점(액상선온도로 되고 나서 10초후)에서도 액상선온도 그대로이고, 용융금속전체의 온도는 거의 일정하였다고 생각되며, 상기 (a)의 조건에서는, 슬러리 제작용기내의 어느 위치에서도 액상선온도이하로 되지 않았기 때문에 덴드라이트조직으로 되고, 상기 (b)의 조건에서는, 전체가 액상선온도에서 초결정의 형상이 완전하게 입상화한 것이라 생각된다. 이것으로부터, 액상선온도에서 용융금속을 교반함으로써, 즉 액상선온도에서 용융금속에 운동을 가함으로써, 초결정이 입상화하는 것이 명확하게 이해된다.

이들 관찰결과로부터, 용융금속에 운동을 가하는 타이밍으로서는, 상기 용융금속이 냉각되고 있는 과정에서 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선온도에서 그 이하(이 실시예에서는 620℃～610℃의 범위)로 될 때가 바람직하고, 가하는 운동의 정도도 초음파진동이면 10초간 정도, 기계적 교반에서도 10초간 정도의 운동을 가함으로써, 덴드라이트조직이 없는 전체적으로 입상화한 금속슬러리가 얻어지는 것이 명확하게 되었다.

여기서, 용융금속에 운동을 가한 후, 초결정 정출시의 냉각속도가 초결정형태에 미치는 영향에 대해서 조사하였다.

슬러리 제작용기로서, 단열재로 내경 63mm·높이 100mm로 형성된 원통의 바닥부에 200℃로 유지한 철제 블록을 설치한 것을 이용하고, 이 슬러리 제작용기에 실시예1과 동일한 용융금속(AC4C)을 620℃에서 주입하고, 상기 철제 블록상면으로부터의 거리가 다른(d=2,10,20,40,70,90mm)부위의 온도를 각각 슬러리 제작용기의 중앙부에서 측정하고, 용융금속을 자연냉각해서, 그 용융금속이 520℃로 된 시점에서 물속에 투입하여 급냉하고, 각 온도측정부위에서의 금속조직을 관찰하였다. 이때에 얻어진 금속조직을 도15에 나타낸다.

이들의 금속조직을 관찰하면, 초결정의 형태가 철제 블록상면으로부터의 거리(d)에 따라 다르다. 즉, d＜10mm의 영역에서는 미세한 덴드라이트가 되고, d=10～30mm의 영역에서는 덴드라이트의 일부에 입자형의 전이가 일어나고, 30＜d＜80mm의 영역에서는 입상화 조직으로 되고, d=90mm에서는 거친 덴드라이트조직으로 된다. 이렇게, 초결정의 형태가 철제 블록상면으로부터의 거리(d)에 따라 다른 것은, 슬러리 제작용기내부에서의 용융금속의 냉각속도 차이에 기인한 것이 확실하다.

도16에서 각 부위의 냉각곡선(냉각시간에 대한 용융금속의 온도변화)을 나타낸다. 도16을 보면, 철제 블록상면으로부터의 거리(d)가 커짐에 따라서, 냉각속도는 감소한다. 초결정의 성장은, 액상선온도로부터 공결정 석출개시온도의 범위에서 일어나는 것을 알 수 있다. 따라서, 액상선온도(610℃)에서 공결정 석출개시온도(577℃)의 범위의 평균냉각온도를 계산하여, 철제 블록상면으로부터의 거리(d)에 대하여 작성한 그래프를 도17에 나타낸다.

이 그래프는, 초결정의 형태에 따라 4개의 영역으로 구분할 수 있다. 즉, (Ⅰ)은 촘촘한 덴드라이트조직으로 이루어진 냉각속도(TS＞2.75℃/초)의 영역이고, (Ⅱ)는 덴드라이트조직과 입자형상 조직의 전이범위(transition region)로 되는 냉각속도(2.75℃/초＞TS＞0.4℃/초)의 영역이고, (Ⅲ)는 입상조직이 생기는 냉각속도(TS＜0.4℃/초)의 영역이고, 그리고 (Ⅳ)는 조대화된 덴드라이트조직으로 되는 냉각속도의 영역이다. 이들 관찰결과로부터, 용융금속을, 3℃/초 이하, 바람직하게는 0.4℃/초 이하의 냉각속도로 냉각함으로써, 덴드라이트조직이 없는 전체적으로 입상화된 금속슬러리가 얻어지는 것이 명백하게 되었다.

또, (Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 영역에서 제작된 덴드라이트형상의 초결정은, 다시 반응고 온도범위로 가열함으로써 덴드라이트조직이 입상화(granulate)하여, (Ⅲ)의 영역에서 제작된 금속조직과 동일한 크기의 입자형상조직으로 된다.

(실시예3)

용융금속에 가하는 운동을 2개로 조합한 경우의 실시예;

실시예1과 동일한 용융금속(AC4C)을 이용하여, (a)먼저 직경 75mm, 높이 85mm로 형성한 알루미늄제의 슬러리 제작용기에 620℃에서 주입함으로써 용융금속에 운동을 가하고, (b)이어서 그 용융금속을 고주파 유도교반장치를 이용하여 10초간 교반함으로써 운동을 가했다. 그후, 이 용융금속이 585℃로 된 시점에서 물속에 투입시켜 급냉하고, 각각 중심부 및 표층부의 금속조직을 관찰하였다. 이때에 얻어진 금속조직을 도18에 나타낸다.

이들 금속조직을 관찰하면, 중심부의 금속조직은 어느 것이나 초결정이 입상화되어 있지만, 표층부에서의 금속조직은 고주파 유도교반장치로 교반하지 않는 경우에 덴드라이트형상으로 되고, 고주파 유도교반장치로 교반하면 표면부분까지 입상화된다.

고주파 유도교반장치로 교반하지 않는 경우에 덴드라이트형상으로 되는 것은, 용융금속의 주입시에 슬러리 제작용기가 가열되고, 초기 주입시에서의 슬러리 제작용기내의 용융금속에 비해서 최종 주입시에서의 용융금속의 온도가 서서히 높아져, 결과적으로 표층부의 용융금속은 액상선온도보다 높은 상태에서 운동(주입운동)이 가해진 것으로 되고, 그 부분이 덴드라이트화한 것이라고 생각된다. 이것은, 슬러리 제작용기에 주입한 후 다시 고주파 유도교반장치로 교반해서 용융금속에 운동을 가함으로써 입상화된 것으로부터도 명백하며, 액상선온도 이하의 온도로 될 때에 표층부의 용융금속에 운동이 가해진 결과로서 입상화된 것이 확실하다.

이상 설명한 대로, 본 발명에 의한 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법에 의하면, 특별히 복잡한 공정을 필요로 하지 않고, 간단한 장치 및 설비로, 미세하고 균일한 비수지상(구상)의 초결정입자를 가진 금속슬러리를 안정되게 성형기에 공급할 수 있고, 고품질의 성형품을 안정되게 성형할 수 있다.

게다가, 용융금속을 액체상태에서 정량하고, 그후에 상기 용융금속을 슬러리 제작용기내에서 냉각하여 반응고 상태의 금속슬러리로 만들고, 고상율이 높은 반응고 상태의 금속슬러리는, 슬러리 제작용기내에서 제작되어 그대로 슬러리 제작용기로부터 별도의 용기로 교체하는 일없이 성형기의 가압슬리브에 장전할 수 있으므로, 종래의 레오메이커를 이용해서 성형한 경우의 문제점, 즉 반응고 상태의 금속슬러리의 탕배출이 곤란하고 정량이 어렵고, 레오메이커의 슬러리배출구에 반응고 상태의 금속슬러리가 부착·퇴적해서 개폐밸브의 작동이 바로 나빠지고, 제작된 반응고 상태의 금속슬러리가 부정형으로 성형기의 가압슬리브속에 장전하는 것 자체가 어렵다는 등의 이유로 반응고 상태의 금속슬러리를 안정되게 공급하는 것이 어려우므로, 반응고 상태의 금속슬러리 공급량이 불균일하게 되기 쉽고, 이 불균일에 의해 성형조건이 변화하는 등의 이유에 의해 성형된 제품의 품질이 안정되지 못한다 라는 문제점 및 레오메이커속에서 제작된 반응고 상태의 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 장전할 때까지의 온도제어도 어렵다라는 문제점을 거의 완전하게 해소할 수 있음과 함께, 레오메이커와 같은 특수한 장치를 필요로 하지 않으므로, 비교적 간단하고 저렴한 구성으로 장치를 설비할 수 있다.

도1에서 도3은, 본 발명에 관한 슬러리 제작용기의 구체적인 실시예를 나타낸 모식도이다.

도4는, 본 발명에 관한 냉각체의 한 실시예를 나타낸 모식측면도이다.

도5는, 반응고 금속슬러리를 제작해서 성형하는 경우의 바람직한 실시예를 설명하는 모식정면도이다.

도6은, 도5의 모식평면도를 나타낸다.

도7은, 슬러리 제작용기에 수용된 용융금속에 슬러리 제작용기의 외부로부터 초음파진동을 부여함으로써 상기 용융금속에 운동을 가하는 것에 있어서, 슬러리 제작용기내에 수용된 용융금속의 경시온도변화를 나타낸 그래프상에 초음파진동을 가하는 타이밍(V1～V9)을 나타낸 것이다.

도8은, 도7의 각 타이밍(V1～V9)에서 초음파진동을 가했을 때에 얻어진 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도9는, 도7에 나타낸 V5의 타이밍(615℃)에 있어서, 초음파진동을 20초간 가한 경우의 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도10은, 도7에 나타낸 V5의 타이밍(615℃)에 있어서, 초음파진동을 5초간 가한 경우의 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도11은, 용융금속에 초음파진동을 가하지 않은 경우의 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도12는, 용융금속에 초음파진동을 가했을 때의 경시온도변화를 나타낸 그래프이다.

도13은, 용융금속을 기계적으로 교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가한 경우의 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도14는, 용융금속을 기계적으로 교반함으로써 상기 용융금속에 운동을 가한 경우의, 슬러리 제작용기내에 수용된 용융금속의 경시온도변화를 나타낸 그래프이다.

도15는, 용융금속을 슬러리 제작용기에 주입했을 때에, 슬러리 제작용기내에 수용된 용융금속 각 부위의 금속조직을 나타낸 현미경사진이다.

도16은, 용융금속을 슬러리 제작용기에 주입했을 때의 슬러리 제작용기내의 각 부위의 냉각시간에 대한 용융금속의 온도변화를 나타낸 냉각곡선이다.

도17은, 용융금속을 슬러리 제작용기에 주입했을 때의 액상선온도로부터 공결정 석출개시온도 범위의 평균냉각속도를 계산하고, 철제 블록상면으로부터의 거리에 대해서 작성한 그래프이다.

도18의 (a)는, 용융금속을 슬러리 제작용기에 주입했을 때의 금속조직을 나타낸 현미경사진을 나타내며, (b)는 상기 (a)의 용융금속을 다시 고주파 유도 교반장치(high frenquency induction stirring apparatus)로 교반했을 때의 금속조직(metal microstruction)을 나타낸 현미경사진(microscopic photograph)를 나타낸다.

Claims

용융금속을 액체상태에서 정량하고, 그 후에 상기 용융금속을 슬러리 제작용기 내에서 냉각하여 반응고 상태의 금속슬러리로 함과 아울러, 상기 반응고 상태의 금속슬러리를 성형기의 가압슬리브에 그대로 장전할 수 있는 형태로 슬러리 제작용기에서 성형하고, 상기 성형된 반응고 상태의 금속슬러리를 그 형태를 유지한 상태에서 성형기의 가압슬리브에 장전하여 성형하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법으로서,

상기 용융금속이 슬러리 제작용기 내에서 냉각되고 있는 과정에서 상기 용융금속의 적어도 일부가 액상선온도 이하의 온도로 될 때에, 상기 용융금속에 기계적 또는 물리적 수단에 의해 운동을 가하고, 그 후에 상기 용융금속을 냉각함으로써 반응고시키는 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 용융금속을 냉각체의 경사면상에 흘려보냄으로써, 상기 용융금속의 적어도 일부를 액상선온도 이하의 온도로 하면서 상기 용융금속에 운동을 가하도록 하는 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 용융금속에 가하는 운동이, 상기 용융금속을 슬러리 제작용기 내에 주입하는 것임을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 슬러리 제작용기 내에서 상기 용융금속을 냉각하는 냉각속도가 3℃/초 이하인 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 성형기가 가로형으로 열리는 가로사출식 성형기이며, 상기 가로형으로 열리는 가로사출식 성형기에서의 금형분할면측에서 가압슬리브안으로 상기 반응고 상태의 금속슬러리를 장전하도록 하는 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 슬러리 제작용기가 얇은 금속판으로 이루어지며, 상부가 개방된 바닥이 있는 통형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속 슬러리 제작방법.
제1항에 있어서, 상기 슬러리 제작용기를 복수 개 이용하고, 이들 슬러리 제작용기 내에서 제작되는 반응고 상태의 금속슬러리가 소정의 고상율로 되는 타이밍에 맞추어서, 각 슬러리 제작용기가 성형기의 가압슬리브에 도달하도록 각 슬러리 제작용기를 순차적으로 성형기의 가압슬리브로 이송시키는 것을 특징으로 하는 반응고 상태의 금속슬러리 제작방법.