KR20000011472A

KR20000011472A - 금속의반용융사출성형방법및그장치

Info

Publication number: KR20000011472A
Application number: KR1019990026793A
Authority: KR
Inventors: 사카모토카즈오; 이시다쿄소오; 야마모토사치오
Original assignee: 밀러 제임스 이; 마쯔다 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1999-07-03
Publication date: 2000-02-25
Also published as: KR100600270B1; JP3370278B2; CN1242273A; US6619370B2; US20020017371A1; DE69916708T2; EP0968782B1; TW418135B; EP0968782A2; JP2000015414A; DE69916708D1; CN1128031C; EP0968782A3

Abstract

본 발명은 마그네슘합금의 용탕 M을 반용융상태로 금형(11)의 캐비티(13)에 제품게이트(17)를 개재해서 사출하여 박육성형품을 성형하는 반용융사출성형방법에 대해서, 용탕 M의 유동성을 양호하게 유지하여 고품질의 박육성형을 얻을 수 있게 하는 것을 목적으로 하고, 해결수단에 있어서는, 용탕 M의 고상(固相)직경을 박육성형품의 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배 이하로 또 용탕 M의 제품게이트속도를 30m/s이상으로, 또 용탕 M의 고상률 Fs％를, 상기 용탕 M의 고상직경을 d㎛로 해서 Fs×d≤1500를 만족시키도록 각각 설정하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

금속의 반용융사출성형방법 및 그 장치{semimelt-injecting method and apparatns of metal}

본 발명은, 금속재료의 용탕을 반용융상태로 금형의 캐비티에 사출해서 박육성형품을 성형하는 금속의 반용융사출성형방법 및 그 장치에 관한 기술분야에 속한다.

종래부터, 다이캐스트 성형보다도 내부품질이 뛰어난 금속성형품을 성형하는 방법으로서, 예를 들면 일본국 특공평 2-15620호 공보에 표시되어 있는 바와 같이, 금속재료(마그네슘합금)의 용탕을 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 금형의 캐비티에 사출하는 반용융사출성형법이 알려져 있다. 이 반용융사출성형법에서는, 비교적 낮은 온도에서 성형할 수 있으므로, 다이캐스트성형보다도 형수명을 길게 할 수 있고, 또한, 성형정밀도를 향상시킬 수 있다.

그런데, 캐비티에 대응하는 제품부의 두께가 1.5mm이하인 금속박육(薄肉)성형품을 사출성형할려고 할 경우는, 박육때문에 금속재료의 용탕이 금형의 캐비티내에서 응고하기 쉬워지므로, 그것을 방지하기 위하여 고속으로 용탕의 사출을 행할필요가 있다. 이 경우, 다이캐스트에 의해 고속사출을 행하면, 주조핀(Burr)이 다량으로 발생해서 불경제인데다가, 용탕의 흐름이 흐트러져서 내부품질이 보다 한층 저하하므로, 주조핀이 거의 발생하지 않는 상기 반용융사출성형법이 알맞다.

그러나, 반용융사출성형법에서는, 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 성형을 행하기때문에 용탕의 유동성이 낮아지는 경향에 있고, 용탕이 캐비티에 확실하게 충전되지 않게 되는 경우가 있으므로, 성형조건을 적절하게 설정하지 않으면, 반용융사출성형법을 박육성형품의 성형에 적용하는 것은 곤란하다.

본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 금속재료의 용탕을 반용융상태로 금형의 캐비티에 사출해서 박육성형품을 성형하려고 할 경우에, 그 성형조건을 적절히 설정함으로써, 용탕의 유동성을 양호하게 유지해서 고품질의 박육성형품을 얻을 수 있게 하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 금속의 반용융사출성형장치의 금형을 표시한 단면도

도 2는 반용융사출성형장치의 사출성형기를 표시한 단면도

도 3은 용탕의 고상직경의 제품부평균두께에 대한 비 d/t와 유동길이와의 관계를 표시한 그래프

도 4는 용탕의 제품게이트속도 V와 유동길이와의 관계를 표시한 그래프

도 5는 고상률 Fs×고상직경d의 값과 유동길이와의 관계를 표시한 그래프

도 6은 유동성시험에 사용한 금형의 캐비티형상을 표시한 개략도

도 7은 비중측정시험에 사용한 금형의 캐비터 등의 혀상을 표시한 개략도

도 8은 오버플로게이트부두께의 제품게이트부두께에 대한 비 to/tg와, 제품부에 있어서의 오버플로게이트근방부비중의 제품게이트근방부비중에 대한 비 ro/rg와의 관계를 표시한 그래프.

도 9는 휘어짐량 측정시험의 요령을 표시한 개략도

도 10은 고상률 Fs와 휘어짐량과의 관계를 표시한 그래프

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11: 금형 13: 캐비티

17: 제품게이트 20: 오버플로게이트

M: 용탕

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 용탕의 고상직경을 박육성형품의 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배이하에 설정하도록 했다.

구체적으로는, 본 발명의 제 1발명에서는, 금속재료의 용탕을 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 금형의 캐비티에 제품게이트를 개재해서 사출하여 박육성형품을 성형하는 금속의 반용융사출성형방법을 전제로 한다.

그리고, 상기 용탕의 고상의 평균직경이 고상직경을, 상기 박육성형품에 있어서의 상기 캐비티에 대응하는 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배이하에 설정하게 한다.

즉, 용탕의 고상직경은, 박육성형품의 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배 보다도 크면, 용탕의 유동성이 대폭적으로 악화해서 실용적이지 않게 되므로, 0.13배이하에 설정하고 있다. 이 고상직경은, 성형의 사이클타임을 짧게 함으로써 용이하게 작게 할 수 있다. 따라서, 간단한 방법으로 고품질의 박육성형품을 얻을 수 있다. 또한, 여기서 말하는 「박육성형품」이란, 제품부의 50％이상의 부분으로 두께가 1.5mm이하가 되는 성형품 또는 제품부의 체적(단위: ㎣)을 제품부의 두께방향양면의 표면적(단위: ㎟)으로 나눈 값이 0.75이하가 되는 성형품을 말한다(본 발명의 제 6발명에 있어서도 동일함).

본 발명의 제 2발명에서는, 본 발명의 제 1발명에 있어서, 용탕의 제품게이트속도를 30m/s이상으로 설정한다.

즉, 용탕의 제품게이트속도는, 30m/s보다도 작으면, 용탕의 유동성이 크게 저하하므로, 30m/s이상으로 설정하고 있다. 따라서, 박육성형품의 품질을 보다 한층더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제 3발명에서는, 본 발명의 제 1 또는 제 2발명에 있어서, 용탕의 고상률 Fs％를, 상기 용탕의 고상직경을 d㎛로서, Fs×d≤1500을 충족시키도록 설정한다.

즉, Fs×d의 값은, 1500보다도 크면, 용탕의 유동성이 급격히 저하하므로, 1500이하로 설정하고 있다. 따라서, 본 발명의 제 1발명 또는 제 2발명의 작용효과를 더욱 높일 수 있다.

본 발명의 제 4발명에서는, 본 발명의 제 3발명에 있어서, 용탕의 고상률을 3∼40％로 설정한다.

즉, 용탕의 고상률은, 3％보다도 작으면, 박육성형품의 제품부의 휘어짐량이 지나치게 크게 되는 한편, 40％보다도 크면, 용탕의 유동성이 악화하는 경향에 있으므로, 3∼40％로 하고 있다. 따라서, 박육성형품의 품질을 양호하게 유지하면서, 그 변형량을 작게 억제할 수 있다.

본 발명의 제 5발명에서는, 본 발명의 제 1발명에 있어서, 금형에 있어서 캐비티에 대해서 제품게이트와 반대쪽에 오버플로게이트를 형성해두고, 박육성형품에 있어서 상기 오버플로게이트에 대응하는 오버플로게이트부의 두께를, 제품게이트에 대응하는 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1∼1.0배로 설정하도록 한다.

즉, 박육성형품의 오버플로게이트부의 두께를, 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1배 보다도 작으면, 오버플로게이트에 연속해서 형성되는 오버플로그루브에의 에어빠짐이 불충하게 되는 반면, 1.0배 보다도 크면, 용탕이 먼저 오버플로그루브에 충전되기 쉬워지고, 그 용탕에 의해 에어의 빠짐개구가 막혀서 박육성형품의 제품부에 있어서의 오버플로게이트근방부의 내부품질이 저하하므로, 0.1∼1.0배로 설정하고 있다. 따라서, 오버플로그루브에의 에어빠짐을 양호하게 행해서 박육성형품의 제품부전체의 품질을 높일 수 있다.

본 발명의 제 6발명은, 금속재료의 용탕을, 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 금형의 캐비티에 제품게이트를 개재해서 사출하여 박육성형품을 성형하도록 한 금속의 반용융사출성형장치의 발명이다.

그리고, 이 발명에서는, 상기 용탕의 고상(固相)의 평균직경인 고상직경이, 상기 박육성형품에 있어서의 상기 캐비티에 대응하는 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배 이하로 설정되어 있는 것으로 한다. 이렇게 하므로써, 본 발명의 제 1발명과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 7발명에서는, 본 발명의 제 6발명에 있어서, 용탕의 제품게이트속도가 30m/s이상으로 설정되어 있는 것으로 한다. 이로써, 본 발명의 제 2발명과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 8발명에서는, 본 발명의 제 6발명에 있어서, 용탕의 고상률 Fs％가, 상기 용탕의 고상직경을 d㎛로 해서, Fs×d≤1500을 충족시키도록 설정되어 있는 것으로 한다. 이로써, 본 발명의 제 3발명과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 9발명에서는, 본 발명의 제 8발명에 있어서, 용탕의 고상률이 3∼40％에 설정되어 있는 것으로 한다. 이렇게 함으로써, 본 발명의 제 4발명과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 10발명에서는, 본 발명의 제 9의 발명에 있어서, 금형에 있어서 캐비티에 대해서 제품게이트와 반대쪽에 오버플로게이트가 형성되고, 박육성형품에 있어서 상기 오버플로게이트에 대응하는 오버플로게이트부의 두께가, 제품게이트에 대응하는 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1∼1.0배에 설정되어 있는 것으로 한다. 이로써, 본 발명의 제 5발명과 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 도 1 및 도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 금속의 반용융사출성형장치를 표시하고, 이 반용융사출성형장치는, 사출성형기(1)와, 캐비티(13)를 가진 금형(11)을 구비하고 있고, 금속재료의 용탕 M을 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 상기 금형(11)의 캐비티(13)에 사출해서 박육성형품을 성형하는 것이다. 이 박육성형품의 상기 캐비티(13)에 대응하는 부분이 제품부로 되어 있다. 또한, 이 실시형태에서 「박육성형품」이란, 제품부의 50％이상의 부분에서 두께가 1.5mm이하가 되는 성형품, 또는 제품부의 제척(단위:㎣)을 제품부의 두께방향 양면의 표면적(단위:㎟)으로 나눈 값이 0.75이하가 되는 성형품을 말한다.

상기 사출성형기(1)는, 도 2에 표시한 바와 같이, 원통형상의 사출실린더(2)를 가지고, 이 사출실린더(2)의 내부에는, 스크루(3)가 회전가능하고 또한 진퇴가능하게 설치되어 있다. 또, 상기 사출실린더(2)의 선단부에는 노즐(4)이 일체로 장착되어 있다.

상기 사출실린더(2)의 후단부의 상부에는, 원료를 투입하는 호퍼(6)가 배설되고, 이 호퍼(6)는, 아르곤가스가 충전된 아르곤분위기실(7)을 개재해서 사출실린더(2)에 접속되어 있다. 이로써, 호퍼(6)에 투입된 원료를 아르곤분위기속에 둠으로써 그 산화를 방지하도록 하고 있다. 본 실시형태에서는 원료로서 마그네슘합금으로 이루어진 절삭분형상의 펠릿P를 사용하고 있다.

상기 사출실린더(2) 및 노즐(4)의 바깥둘레에는, 도시는 생략하나, 가열히터가 설치되고, 호퍼(6)로부터 사출실린더(2)내에 공급된 상기 펠릿 P는, 스크루(3)에 의해 교반되면서 그 가열히터에 의해 용융되어서 용탕 M가 된다. 이 용탕 M는 마그네슘합금의 액상선온도이하의 반용융상태로서, 고상 및 액상으로 이루어져 있다. 이 용탕 M의 고상의 평균직경인 고상직경 d는, 박육성형품의 제품부의 평균두께 t에 대해서 0.13배이하에 설정되어 있다. 즉, 용탕M의 고상직경d는, 박육성형품의 제품부의 평균두께t에 대해서 0.13배 보다도 크면, 용탕M의 유동성이 대폭적으로 악화해서 실용적이지는 못함으로, 0.13배 이하로 설정하고 있다. 이 고상직경 d는, 성형의 사이클타임(즉 용탕 M이 사출실린더(2)내에 체류하고 있는 시간)에 의해 조정할 수 있도록 되어 있다. 즉, 성형의 사이클 타임을 길게 하면, 고상끼리가 합체해서 고상직경 d를 크게 할 수 있다.

또, 상기 용탕 M의 고상률 Fs(=고상량/(고상량+액상량)×100％)는, 상기 가열히터의 가열온도를 조정함으로써 변경가능하며, 상기 용탕 M의 고상직경 d의 단위를 ㎛로 해서,

Fs×d≤1500

을 충족하도록 설정되어 있다. 즉, Fs×d의 값은, 1500 보다도 크면, 용탕 M의 유동성이 급격히 저하하므로, 1500이하에 설정해 있다.

또, 용탕 M의 고상률 Fs는 3∼40％에 설정되어 있다. 즉, 용탕 M의 고상률 Fs는, 3％보다도 작으면, 용탕 M의 온도가 높아서 박육성형품의 제품부의 휘어짐량이 지나치게 커지는(0.3mm를 초과한다) 한편, 40％보다도 크면, 용탕 M의 유동성이 악화하는 경향에 있으므로, 3∼40％로 하고 있다.

상기 사출실린더(2)의 후단부에는 상기 스크루(3)를 전진시켜서 상기 용탕 M을 노즐(4)로부터 사출하는 고속사출기구(9)가 설치되어 있다. 즉, 펠릿P 내지 용탕 M이 스크루(3)의 앞쪽으로 밀려나옴에 따라서 그 압력으로 스크루(3)가 후퇴하고(또한, 마그네슘은 수지재에 비해서 점도가 높지 않으므로, 유압에 의해 스크루(3)의 후퇴를 도우고 있다). 소정거리(1회의 사출에 필요한 용탕 M의 량에 상당하는 거리)만큼 후퇴했을 때에 고속사출기구(9)는 스크루(3)를 원위치까지 전진시키도록 구성되어 있다.

상기 노즐(4)의 선단부는, 도 1에 표시한 바와 같이, 금형(11)의 하부에 접속되어 있다. 이 금형(11)은, 고정반(12)에 장착고정된 고정형(11a)과, 이 고정형(11a)에 대해서 접리(接離)하는 가동형(11b)으로 되어 있고, 형죔상태에서 고정형(11a)과 가동형(11b)과의 사이에 박육성형품의 제품부와 거의 동일 형상을 이루는 캐비티(13)를 구성하게 되어 있다. 결국, 캐비티(13)에 있어서 고정형(11a)과 가동형(11b)과의 평균가격량은 박육성형품의 평균두께 t와 거의 동등하게 되어 있다.

상기 노즐(4)과 캐비티(13)와의 사이에는, 노즐(4)쪽으로부터 차례로 스풀(15), 런너(16), 제품게이트(17)가 형성되어 있다. 한편, 상기 금형(11)에 있어서 캐비티(13)에 대해서 제품게이트(17)와 반대쪽(상측)에는, 오버플로게이트 (20)를 개재해서 오버플로그루브(21)이 형성되어, 캐비티(13)내의 에어가 이 오버플로그루브(21)으로 빠지도록 되어 있다.

상기 제품가이드(17) 및 오버플로게이트(20)는 함께 박육성형품의 제품부의 두께방향으로 죄어져 있고, 오버플로게이트(20)에 있어서의 고정형(11a)과 가동형(11b)과의 틈새량, 결국 박육성형품의 오버플로게이트(20)에 대응하는 오버플로게이트부의 두께 t₀는, 제품게이트(17)에 있어서의 고정형(11a)과 가동형(11b)과의 틈새량, 결국 박육성형품의 제품게이트(17)에 대응하는 제품게이트부의 두께 tg에 대해서 0.1∼1.0배에 설정되어 있다. 즉, 오버플로게이트부두께 to는, 제품게이트부두께 tg에 대해서 0.1배 보다도 작으면, 오버플로그루브(21)에의 에어빠짐이 불충분하게 되는 반면, 1.0배 보다도 크면, 용탕 M이 먼저 오버플로그루브(21)에 충전되기 쉬워지고, 그 용탕 M에 의해 에어의 빠짐개구가 막혀서 박육성형품의 제품부에 있어서의 오버플로게이트(20)근방부의 내부품질이 저하하므로, 0.1∼1.0배로 설정하고 있다.

그리고, 상기 고속사출기구(9)에 의해 용탕 M이 노즐(4)로부터 스풀(15), 런너(16), 제품게이트(17)를 개재해서 캐비티(13)내에 사출되어서 박육성형품이 성형되도록 되어 있다. 이때, 용탕 M의 제품게이트속도(제품게이트(17)에서의 속도)V는 30m/s이상으로 설정되어 있다. 즉, 이 용탕 M의 제품게이트속도 V는 30m/s보다도 작으면, 용탕 M의 유동성이 크게 저하하므로, 30m/s이상으로 설정하고 있다.

상기 반용융사출성형장치를 사용해서 박육성형품을 성형하자면, 먼저, 호퍼(6)에 마그네슘합금의 펠릿 P를 투입하고, 스크루(3)를 회전시켜서 사출실린더 (2)내에 공급된 펠릿 P를 혼련(混練)하면서 노즐(4)방향(앞쪽)으로 밀어낸다. 이 사이에, 그 펠릿 P는 가열히터에 의해 가열되어서 반용융상태의 용탕 M가 되는 동시에, 스크루(3)는 그 때에 발생하는 압렵과 유압에 의해 후퇴해간다.

그리고, 스크루(3)가 소정거리만큼 후퇴하면, 스크루(3)의 회전을 정지하여, 고속사출기구(9)를 작동시켜서 스크루(3)를 전진시킨다. 이로써, 반용융상태의 용탕 M이 노즐(4)로부터 금형(11)의 캐비티(13)등에 사출충전된다. 이 때, 용탕 M의 고상직경 d가 박육성형품의 제품부의 평균두께 t에 대해서 0.13배 이하로, 또 용탕 M의 제품게이트속도 V가 30m/s이상으로, 또 용탕 M의 고상률 Fs가 Fs×d≤1500을 충족시키도록 각각 설정되어 있으므로, 용탕 M의 유동성을 양호하게 유지할 수 있다. 또, 박육성형품의 오버플로게이트부두께 to이, 제품게이트부두께 tg에 대해서 0.1∼1.0배로 설정되어 있으므로, 캐비티(13)내에 에어빼기를 확실하게 행할 수 있다. 이 결과, 캐비티(13)내에 용탕 M이 확실하게 충전된다.

이이서, 용탕 M을 냉각해서 응고시키고, 금형(11)을 개방(型開)해서 박육성형품을 탈형(脫型)한 후, 그 박육성형품의 제품부이외의 불필요한 부분을 절단한다. 이렇게 해서 얻게된 박육성형품의 제품부의 내부품질은 어느 부분에 있어서도 똑같이 양호한 것으로 되어 있다. 또한, 용탕 M의 고상률 Fs가 3∼40％에 설정되어 있으므로, 제품부의 품질을 양호하게 유지하면서, 그 변형량을 작게 억제할 수 있다.

또한, 용탕 M의 고상직경 d를 박육성형품의 제품부의 평균두께 t에 대해서 0.1배이하로, 또 용탕 M의 제품게이트속도 V를 50m/s이상으로 , 또 용탕 M의 고상률 Fs를 Fs×d≤800을 충족시키도록 각각 설정하면, 용탕 M의 유동성이 한층더 향상해서 바람직하다.

또, 상기 실시형태에 있어서의 반용융사출성형장치는, 마그네슘합금으로 이루어진 박육성형품을 성형하는데 썩 알맞는 것이나, 다른 금속(특히 알루미늄합금)에도 적용할 수 있다.

다음에, 구체적으로 실시한 실시예에 대해서 설명한다.

먼저, 표 1에 표시한 바와 같이, 화학조성을 다르게 한 2종류의 마그네슘합금(합금 A 및 합금 B)을 제작했다.

	화 학 조 성(중량％)
	Al	Zn	Mn	Fe	Ni	Cu	Mg
합금 A	6.2	0.9	0.23	0.003	0.0008	0.001	나머지
합금 B	8.9	0.7	0.24	0.003	0.0008	0.001	나머지

이어서, 상기 합금 A 및 합금 B를 사용해서 용탕의 유동성을 조사했다. 즉, 도 6에 표시한 바와 같이, 금형의 캐비티(27)를 S자형상으로 형성하고, 이 캐비티(27)에 사출성형기의 노즐로부터 용탕(28)을 사출하여, 캐비티(27)내에 충전된 용탕(28)의 제품게이트로부터 선단부까지의 길이(유동길이)에 의해 유동성을 평가하는 것으로 했다. 그리고, 용탕(28)의 고상직경의 제품부평균두께에 대한 비 d/t를 변화시킨 경우와, 용탕(28)의 제품게이트속도V를 변화시켰을 경우(합금 B만)와, 고상률 Fs(％)×고상직경d(㎛)의 값을 변화시켰을 경우(합금B만)에 있어서, 유동길이가 각각 어떻게 변환하는가를 조사했다.

상기 유동성시험의 결과를 도 3∼도 5에 각각 표시한다. 이 도 3으로부터, d/t가 0.13보다도 커지면, 유동성이 급격하게 악화하는 한편, d/t가 0.1이하로 되면 유동성이 안정되고 또한 양호하다는 것을 알 수 있다. 또, 도 4로부터, V가 30m/s보다도 작으면 유동성이 매우 나빠지는 반면, V가 50m/s이상이 되면 유동길이가 경험적으로 바람직하다고 생각되는 200mm를 초과하여, 확실하게 고품질인 것을 얻을 수 있다는 것을 안다. 또, 도 5로부터 Fs×d의 값이 1500보다도 크면 유동성이 대폭적으로 저하하는 한편, Fs×d의 값이 800이하로 되면 유동길이가 200mm를 초과하므로, 품질의 더한층의 향상화가 가능하다는 것을 알 수 있다.

다음에, 도 7에 표시한 바와 같이, 금형의 캐비티(30)를 120mm×70mm×1mm의 대략 직사각형상자형상으로 형성했다. 또한, 이 도 7속, (31)은 제품게이트이며, (32)는 오버플로게이트이고, (33)은 오버플로그루브이다. 그리고, 오버플로게이트부두께의 제품게이트부두께에 대한 비 to/tg를 변화시키므로써, 제품부에 있어서의 오버플로게이트(32)근방부(오버플로게이트(32)로부터 10mm까지의 부분)의 비중 γo의 제품게이트(31)근방부(제품게이트(31)로부터 10mm까지의 부분)의 비중 γg에 대한 비 γo/γg가 어떻게 변화하는가를 조사했다.

상기 비중측정시험의 결과를 도 8에 표시한다. 이 결과, to/tg가 1.0보다도 크면 γo/γg가 저하한다는 것을 알 수 있다. 결국, γo/γg가 저하한 것은 제품게이트근방부는 가스가 들어가기 어렵고 그 비중은 안정되어 있으므로, 오버플로게이트근방부에 가스가 들어갔기 때문이라고 생각된다. 따라서, to/tg가 지나치게 크면 도리어 오버플로그루브에의 에어빠짐이 나빠지고, 제품부의 오버플로게이트근방부의 품질을 저하시켜버리는 것으로 된다.

이이서, 도 7의 금형에 의해 성형한 성형품의 제품부의 휘어짐량이, 고상률 Fs에 의해 어떻게 변하는가를 조사했다. 이 휘어짐량의 측정은, 도 9에 표시한 바와 같이 제품부의 대량 중앙부가 양단부를 연결하는 기준선으로부터 어느 정도 어긋나 있는가에 의해 행했다.

상기 휘어짐량측정시험의 결과를 도 10에 표시한다. 이로써, Fs가 3％보다도 작으면 휘어짐량이 0.3mm로 초과하여, 성형품의 사용상문제가 많아진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1발명 또는 제 6발명에 의하면, 금속재료의 용탕을 반용융상태로 금형의 캐비티에 사출해서 박육성형품을 성형하는 경우에, 용탕의 고상의 평균치인 고상직경을 박육성형품에 있어서의 캐비티에 대응하는 제품부의 평균두께에 대해서 .13배이하에 설정하게 함으로서, 용탕의 유동성을 향상시켜서 박육성형품의 고품질화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제 2발명 또는 제 7발명에 의하면, 용탕의 제품게이트속도를 30m/s이상에 설정함으로써 박육성형품의 더한층의 고품질화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제 3발명 또는 제 8발명에 의하면, 용탕의 고상률 Fs％를, 상기 용탕의 고상직경을 d㎛으로 해서, Fs×d≤1500을 충족시키도록 설정함으로써, 본 발명의 제 1발명 또는 제 2발명의 작용효과를 보다 한층더 높일 수 있다.

본 발명의 제 4발명 또는 제 9발명에 의하면, 용탕의 고상률을 3∼40％에 설정함으로써, 박육성형품의 품질을 양호하게 유지하면서, 그 변형의 억제화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제 5발명 또는 제 10발명에 의하면, 금형에 있어서 캐비티에 대해서 제품게이트와 반대쪽에 오버플로게이트를 형성해 두고, 박육성형품에 있어서 오버플로게이트에 대응하는 오버플로게이트부의 두께를, 제품게이트에 대응하는 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1∼1.0배에 설정함으로써, 오버플로그루브에 에어빠짐을 양호하게 행해서 박육성형품의 제품부전체를 고품질의 것으로 할 수 있다.

Claims

금속재료의 용탕(溶湯)을 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 금형의 캐비티에 제품게이트를 개재해서 사출하여 박육성형품을 성형하는 금속의 반용융사출성형방법에 있어서,

상기 용탕의 고상의 평균직경인 고상직경을, 상기 박육성형품에 있어서의 상기 캐비티에 대응하는 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배이하에 설정하는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형방법.
제 1항에 있어서,

용탕의 제품게이트속도를 30m/s이상에 설정하는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형방법.
제 1항에 있어서,

용탕의 고상률 Fs％를 상기 용탕의 고상직경을 d㎛로서

Fs×d≤1500

을 충족하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 금속의 반응용사출 성형방법.
제 3항에 있어서,

용탕의 고상률을 3∼40％에 설정하는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형방법.
제 1항에 있어서,

금형에 있어서 캐비티에 대해서 제품게이트와 반대쪽에 오버플로게이트를 형성해두고,

박육성형품에 있어서 상기 오버플로게이트에 대응하는 오버플로게이트부의 두께를, 제품게이트에 대응하는 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1∼1.0배로 설정하는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형방법.
금속재료의 용탕을, 상기 금속재료의 액상선온도이하의 반용융상태로 금형의 캐비티에 제품게이트를 개재해서 사출하여 박육성형품을 성형하게 한 금속의 반용융사출성형장치에 있어서,

상기 용탕의 고상의 평균직경인 고상직경이, 상기 박육성형품에 있어서의 상기 캐비티에 대응하는 제품부의 평균두께에 대해서 0.13배이하에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형장치.
제 6항에 있어서,

용탕의 제품게이트속도가 30m/s이상에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형장치.
제 6항에 있어서,

용탕의 고상률 Fs％가, 상기 용탕의 고상직경을 d㎛로서,

Fs×d≤1500

을 충족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형장치.
제 8항에 있어서,

용탕의 고상률이 3∼40％에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형장치.
제 9항에 있어서,

금형에 있어서, 캐비티에 대해서 제품게이트와 반대쪽에 오버플로게이트가 형성되고,

박육성형품에 있어서, 상기 오버플로게이트에 대응하는 오버플로게이트부의 두께가 제품게이트에 대응하는 제품게이트부의 두께에 대해서 0.1∼1.0배에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속의 반용융사출성형장치.