KR20130139178A - 반응고 금속의 제조 장치, 반응고 금속의 제조 방법 및 반응고 금속 - Google Patents

반응고 금속의 제조 장치, 반응고 금속의 제조 방법 및 반응고 금속 Download PDF

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KR20130139178A
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Abstract

반응고 금속의 제조 장치(1)는, 금속 재료(101)를 가열하는 가열 장치(13)와, 용기(21)와, 용기(21)를 냉각하는 냉각 장치(23)와, 금속 재료(101)를 용기(21)에 주입하는 주탕 장치(5)를 갖는다. 용기(21)는, 당해 용기(21)의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 금속 재료(101)가 주입되는 중공 부재(31)와, 중공 부재(31)의 하방의 개구를 막고, 용기(21)의 바닥부를 구성하는 바닥 부재(33)를 갖는다. 바닥 부재(33)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 중공 부재(31)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빠르다.

Description

반응고 금속의 제조 장치, 반응고 금속의 제조 방법 및 반응고 금속 {APPARATUS FOR PRODUCING SEMI-SOLID METAL, METHOD FOR PRODUCING SEMI-SOLID METAL, AND SEMI-SOLID METAL}
본 발명은, 반응고 금속의 제조 장치, 반응고 금속의 제조 방법 및 반응고 금속에 관한 것이다. 반응고 금속은, 예를 들어, 반응고 다이캐스트법에 있어서 이용된다.
반응고 금속의 제조 방법으로서, 가열되어 액상으로 되어 있는 금속 재료를, 미리 냉각된 용기에 주입함으로써, 금속 재료를 냉각하고, 금속 재료를 반응고 상태로 하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 및 2).
특허문헌 1 및 2의 기술에 있어서는, 용기 내의 바닥부 중앙에 비교적 작은 구멍부가 형성되어 있다. 액상의 금속 재료는, 그 구멍부가 막아진 상태에서 용기 내로 주입된다. 그리고 용기 내의 금속 재료가 반응고 상태로 되면, 구멍부가 개방되고, 반응고 금속에 포함되는 액상 부분의 일부가 구멍부를 통해 배출된다. 특허문헌 1 및 2에서는, 이러한 액상 부분의 일부의 배출에 의해, 온도 변화를 수반하지 않고 고상율을 높게 할 수 있는 것으로 하고 있다.
일본 특허 출원 공표 제2003-505251호 공보 일본 특허 출원 공표 제2008-511443호 공보 국제 공개 제2005/110644호
특허문헌 1 및 2의 기술에서는, 액상 부분의 일부를 용기로부터 배출하므로, 다양한 문제를 발생시킨다. 예를 들어, 액상 부분이 배출되면, 반응고 금속에는 공동이 형성되게 되므로, 당해 공동에 가스(예를 들어 공기)가 침입하고, 제품 품질이 악화된다. 또한, 어느 정도의 양의 액상 부분이 배출되는지를 예측하는 것은 곤란하므로, 주조 중량을 정확하게 제어할 수 없다.
한편, 고상율은, 금속 재료의 온도 제어를 적절하게 행함으로써 제어 가능하며(특허문헌 3), 액상 부분의 일부의 용기로부터의 배출은, 필수의 공정은 아니다.
그러나 용기로부터 액상 부분의 일부를 배출하지 않는 경우, 용기로부터 반응고 금속을 취출하여 사출 장치에 공급하는 과정에 있어서, 반응고 금속으로부터 액상 부분이 처져 버리는 등의 문제가 발생하는 것이 생각된다. 특히, 용기의 벽부로부터 이격된 위치(용기의 중앙)에 있어서는, 고상율이 낮아지는 경향에 있고, 반응고 금속의 바닥부 중앙으로부터 액상 부분이 처질 우려가 있다. 즉, 반응고 금속의 일부에 있어서 적절하게 고상율이 제어되어 있지 않은 것에 기인하여, 액상 부분의 일부를 배출하지 않는 경우, 반응고 금속의 취급성이 저하된다.
따라서, 고상율의 제어를 적절하게 행할 수 있는 반응고 금속의 제조 장치 및 제조 방법이 제공되는 것이 바람직하고, 또한, 고상율이 적절하게 제어된 반응고 금속이 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 관점의 반응고 금속의 제조 장치는, 금속 재료를 가열하는 가열 장치와, 용기와, 상기 용기를 냉각하는 냉각 장치와, 가열된 상기 금속 재료를 냉각된 상기 용기에 주입하는 주탕 장치를 갖고, 상기 용기는, 당해 용기의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 상기 금속 재료가 주입되는 중공 부재와, 상기 중공 부재의 하방의 개구를 막고, 상기 용기의 바닥부를 구성하는 바닥 부재를 갖는다. 상기 바닥 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도는, 상기 중공 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도보다도 빠르다.
본 발명의 제2 관점의 반응고 금속의 제조 장치는, 금속 재료를 가열하는 가열 장치와, 용기와, 상기 용기를 냉각하는 냉각 장치와, 가열된 상기 금속 재료를 상기 용기에 주입하는 주탕 장치를 갖고, 상기 용기의 하방측에는, 상기 금속 재료에 포함되는 액상의 부분이 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 불가능하며, 또한, 상기 용기 내의 기체가 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 가능한 직경의 구멍부가 형성되어 있다.
본 발명의 제3 관점의 반응고 금속의 제조 방법은, 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 상기 액상선 온도보다도 낮은 온도의 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 당해 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며, 당해 용기의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 상기 금속 재료가 주입되는 중공 부재와, 상기 중공 부재의 하방의 개구를 막고, 상기 용기의 바닥부를 구성하는 바닥 부재를 갖는다. 상기 바닥 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도는, 상기 중공 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도보다도 빠르다.
본 발명의 제4 관점에 관한 반응고 금속의 제조 방법은, 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 상기 액상선 온도보다도 낮은 온도의 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 당해 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며, 상기 금속 재료에 있어서 상기 용기의 바닥부에 접하는 부분의 냉각 속도를 상기 용기의 벽부에 접하는 부분의 냉각 속도보다도 빠르게 한다.
본 발명의 제5 관점에 관한 반응고 금속의 제조 방법은, 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 상기 용기 내에서 상기 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며, 상기 용기에, 상기 금속 재료에 포함되는 액상의 부분이 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 불가능한 직경의 구멍부를 형성해 두고, 상기 금속 재료를 상기 용기에 주입할 때에, 상기 용기 내의 기체를 상기 구멍부로부터 상기 용기 밖으로 유출시킨다.
본 발명의 제6 관점에 관한 반응고 금속은, 용기 내에서 액상으로부터 반응고 상태로 된 반응고 금속이며, 상기 반응고 금속의 하부는, 상기 반응고 금속의 상부보다도 고상율이 높다.
본 발명에 따르면, 고상율의 제어를 적절하게 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 반응고 금속의 제조 장치의 주요부의 구성을 도시하는 모식도.
도 2의 (a)는 도 1의 반응고 금속의 제조 장치의 용기를 도시하는 사시도, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 Ⅱb―Ⅱb선에 있어서의 단면도.
<제1 실시 형태>
(제조 장치의 구성)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 반응고 금속의 제조 장치(1)의 주요부의 구성을 도시하는 모식도이다.
제조 장치(1)는, 예를 들어, 액상의 금속 재료(101)를 보유 지지하는 보유 지지로(3)와, 보유 지지로(3)로부터 액상의 금속 재료를 퍼내는 주탕 장치(5)와, 주탕 장치(5)에 의해 액상의 금속 재료가 주입되고, 주입된 액상의 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고화 장치(7)와, 이들 각 장치를 제어하는 제어 장치(9)를 갖고 있다. 금속 재료(101)는, 예를 들어, 알루미늄 합금이다.
보유 지지로(3)는, 공지의 구성으로 되어도 된다. 또한, 보유 지지로(3)는, 용해로를 겸하는 것이어도 된다. 예를 들어, 보유 지지로(3)는, 금속 재료(101)를 수용하는 노체(11)와, 노체(11)에 수용되어 있는 금속 재료(101)를 가열하는 가열 장치(13)와, 노체(11)에 수용되어 있는 금속 재료(101)의 온도를 검출하는 제1 온도 센서(15)를 갖고 있다.
노체(11)는, 예를 들어, 특별히 도시하지 않지만, 세라믹 등의 단열성이 우수한 재료로 이루어지는 용기 내에, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 고상선 온도 혹은 융점이 높은 금속으로 이루어지는 용기가 배치되어 구성되어 있다. 가열 장치(13)는, 예를 들어, 금속 재료(101)를 전자기 유도에 의해 가열하는 코일, 혹은, 가스를 연소하여 금속 재료(101)를 가열하는 연소 장치를 포함하여 구성되어 있다. 제1 온도 센서(15)는, 예를 들어, 열전대식의 온도 센서 혹은 방사 온도계에 의해 구성되어 있다.
주탕 장치(5)는, 공지의 구성으로 되어도 된다. 예를 들어, 주탕 장치(5)는, 레이들(17)과, 레이들(17)을 구동 가능한 반송 장치(19)를 갖고 있다.
레이들(17)은, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 고상선 온도 혹은 융점이 높은 재료로 이루어지는, 주입구(17a)를 갖는 용기이며, 1숏분의 금속 재료(101)를 수용 가능하다. 반송 장치(19)는, 예를 들어, 다관절 로봇에 의해 구성되어 있고, 레이들(17)을 상하 방향 및 수평 방향으로 이동시키는 것이 가능한 동시에, 주입구(17a)를 상하 이동시키도록 레이들(17)을 경사지게 하는 것이 가능하다.
반응고화 장치(7)는, 예를 들어, 주탕 장치(5)에 의해 금속 재료(101)가 주입되는 용기(21)와, 용기(21)를 냉각하는 냉각 장치(23)와, 용기(21)의 온도를 검출하는 제2 온도 센서(25)를 갖고 있다.
용기(21)는, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 고상선 온도 혹은 융점이 높고, 적합하게는 열전도율이 비교적 높은 재료(적합하게는 금속)에 의해 구성되어 있다. 용기(21)는, 1숏분의 금속 재료(101)를 수용 가능하다.
냉각 장치(23) 및 제2 온도 센서(25)는, 공지의 구성으로 되어도 된다. 예를 들어, 냉각 장치(23)는, 특별히 도시하지 않지만, 용기(21)의 주위에 냉매를 흘리기 위한 유로, 냉매를 냉각하는 열교환기, 냉매를 송출하는 펌프를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 적합하게는, 냉각 장치(23)는, 용기(21)의 벽부 및 바닥부의 양쪽을 냉각 가능하다. 예를 들어, 냉매가 흐르는 유로는, 벽부 및 바닥부의 양쪽에 인접하도록 연장되어 있다. 제2 온도 센서(25)는, 예를 들어, 저항식의 온도 센서에 의해 구성되어 있다.
제어 장치(9)는, 예를 들어, CPU, ROM, RAM 및 외부 기억 장치 등을 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 제어 장치(9)에는, 제1 온도 센서(15), 제2 온도 센서(25) 및 반송 장치(19)의 도시하지 않은 인코더 등의 검출값이 입력된다. 또한, 제어 장치(9)는, 가열 장치(13), 반송 장치(19)의 도시하지 않은 모터 및 냉각 장치(23)(예를 들어 냉매를 송출하는 펌프)에 제어 신호를 출력한다.
도 2의 (a)는 용기(21)를 도시하는 사시도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 Ⅱb―Ⅱb선에 있어서의 단면도이다.
용기(21)는, 당해 용기(21)의 벽부를 구성하는 중공 부재(31)와, 용기(21)의 바닥부를 구성하는 바닥 부재(33)를 갖고 있다.
중공 부재(31)는, 예를 들어, 상하 양단부가 개방되는 중공 형상으로 형성되어 있다. 중공 부재(31)의 개구 방향으로 본 형상은 적당하게 설정되어도 되지만, 금속 재료(101)를 균등하게 냉각하는 관점에서는 원형이 바람직하다[중공 부재(31)는 통 형상인 것이 바람직함.]. 또한, 중공 부재(31)의 내경 및 외형은, 예를 들어, 상하 방향에 있어서 일정하게 되고, 또한, 두께도 일정하게 되어 있다. 단, 상방 혹은 하방일수록 내경이 크게 되거나, 상방 혹은 하방일수록 두께가 크게 되어도 된다.
바닥 부재(33)는, 예를 들어, 대략 판 형상의 부재이다. 바닥 부재(33)의 평면 형상은 적당하게 설정되어도 되고, 본 실시 형태에서는 직사각형을 예시하고 있다. 바닥 부재(33)의 평면에서 볼 때의 외형은, 중공 부재(31)의 개구보다도 넓게 설정되어 있다. 바닥 부재(33)의 두께는, 예를 들어, 일정하게 되어 있다. 단, 중앙측과 외주측에서 두께가 달라도 된다. 또한, 바닥 부재(33)의 상면(33a)은, 중앙측과 외주측에서 높이가 다른 등, 경사가 형성되어 있어도 된다.
그리고 중공 부재(31)가 바닥 부재(33)의 상면(33a)에 적재되어, 중공 부재(31)의 하방의 개구가 바닥 부재(33)에 의해 막아짐으로써, 용기(21)가 구성되어 있다. 또한, 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33)는, 특별히 도시하지 않지만, 클램프 기구나, 고정 지그 등의 적당한 고정 장치에 의해 서로 이동 불가능하게 보유 지지된다. 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33)는, 고정 장치를 사용하지 않고, 수평으로 놓인 바닥 부재(33) 상에 중공 부재(31)가 적재되는 것만으로도 좋다. 또한, 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33)에는, 서로 위치 결정하기 위한 위치 결정부가 적당하게 형성되어도 된다. 예를 들어, 바닥 부재(33)에는, 중공 부재(31)의 하방의 테두리부(31a)를 수용하는 홈부가 형성되어 있어도 된다.
중공 부재(31)와 바닥 부재(33) 사이에는, 용기(21)의 내외를 연통하는 복수의 간극(21h)(구멍부)이 형성되어 있다. 간극(21h)은, 용기(21) 내의 기체(예를 들어 공기)를 용기(21) 밖으로 릴리프시키기 위한 것이다. 구체적으로는, 복수의 간극(21h)은, 중공 부재(31)의 하방의 테두리부(31a)에 복수의 절결부(31b)가 형성됨으로써 구성되어 있다. 복수의 절결부(31b)는, 예를 들어, 서로 동일한 형상 및 크기로 형성되고, 테두리부(31a)(원주)를 따라 균등하게 배치되어 있다. 각 절결부(31b)의 형상은 적당하게 설정되어도 되고, 본 실시 형태에서는, 테두리부(31a)를 따르는 방향으로 긴 슬릿 형상(보다 구체적으로는 가늘고 긴 직사각 형상)인 경우를 예시하고 있다.
간극(21h)의 직경(특히 최소 직경)은, 금속 재료(101)에 포함되는 액상의 부분이 용기(21)의 내부로부터 외부로 통과하는 것이 불가능한 크기로 되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 통과 불가능은, 액상의 금속 재료(101)가 용기(21) 내에 주입되고 나서 반응고 상태로 될 때까지의 과정에 있어서 통과 불가능하면 충분하고, 그 과정에 있어서는 부여되지 않는 높은 압력하 등의 조건하에 있어서, 통과 불가능한 것은 필요로 하지 않는다.
예를 들어, 본 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이, 금속 재료(101)는, 냉각된 용기(21)에 주입되는 것만으로 반응고 상태로 되고, 전자기 교반 혹은 기계 교반은 행해지지 않는다. 따라서, 간극(21h)의 직경은, 금속 재료(101)의 자중 및 주입되었을 때의 운동 에너지에 의한 압력하에 있어서 금속 재료(101)가 통과 불가능한 크기이면 된다. 또한, 금속 재료(101)는, 용기(21)에 주입된 직후로부터 일부가 고상으로 되어 점성이 상승하지만, 그 실제의 점성으로 통과 불가능하면 된다.
이러한 간극(21h)의 직경[본 실시 형태에서는 도 2의 (b)에 도시하는 슬릿의 폭 w]은, 예를 들어, 금속 재료(101)가 알루미늄 합금이면, 0.1㎜ 이하이다. 또한, 간극(21h)의 직경은, 가공 정밀도가 허용하는 범위에서 작게 되어도 된다. 단, 간극(21h)은, 용기(21) 내의 기체를 릴리프시키기 위한 것이므로, 빠르게 용기(21) 내의 기체를 용기(21) 밖으로 배출하는 관점에서는, 어느 정도의 크기인 것이 바람직하다.
바닥 부재(33)를 구성하는 재료는, 중공 부재(31)를 구성하는 재료보다도 열전도율이 높은 재료에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 중공 부재(31)가 스테인리스강에 의해 구성되어 있는 것에 반해, 바닥 부재(33)는, 구리(순 구리)에 의해 구성되어 있다.
따라서, 바닥 부재(33)를 중공 부재(31)와 동일 재료에 의해 구성한 경우에 비교하여, 금속 재료(101)의 용기(21)의 바닥부에 있어서의 냉각 속도는 빨라진다. 또한, 다른 관점에서는, 용기(21)의 각 부의 두께 등에도 의하지만(제2 실시 형태 참조), 용기(21)의 바닥부에 있어서의 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 용기(21)의 벽부에 있어서의 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빨라진다.
이에 의해, 용기(21) 내의 금속 재료는, 용기(21)에 접하는 측일수록 온도가 낮고, 또한, 하부측일수록 온도가 낮아지도록, 온도 구배가 부여되게 된다. 그 결과, 용기(21) 내에서 생성되는 반응고 상태의 금속 재료(101)의 응고율(또는 응고 작용의 높이)은, 바닥 부재(33) 부근＞중공 부재(31)의 내면 부근＞중공 부재(31)의 중앙이라고 하는 관계를 만족하게 된다.
따라서, 제조되는 반응고 상태의 금속 재료(101)(의 슬러리)는, 그 상부보다도 그 하부 쪽이 고상율이 높다(응고되어 있음). 바람직하게는, 반응고 상태의 금속 재료(101)는, 그 저면으로부터 반응고 상태의 금속 재료(101)의 높이의 1/5(보다 바람직하게는 1/10)까지의 부분이, 상부[예를 들어 반응고 상태의 금속 재료(101)의 중앙보다도 상방측 부분]보다도 응고되어 있다.
(제조 장치의 동작)
다음으로, 제조 장치(1)의 동작을 설명한다.
우선, 제어 장치(9)는, 제1 온도 센서(15)의 검출값에 기초하여 가열 장치(13)를 제어하고, 나아가서는, 노체(11)에 수용되어 있는 금속 재료(101)의 온도를 소정의 제1 온도 T1로 유지한다. 제1 온도 T1은, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 높은 온도이며, 금속 재료(101)는, 그 전부가 액상으로 되어 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 제2 온도 센서(25)의 검출값에 기초하여 냉각 장치(23)를 제어하고, 나아가서는, 용기(21)의 온도를 소정의 제2 온도 T2로 유지한다. 제2 온도 T2는, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 낮은 온도이다. 또한, 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33)는, 예를 들어, 서로 동일한 온도로 되어 있다.
그리고 제어 장치(9)는, 주탕 장치(5)를 제어하여, 노체(11)에 수용되어 있는 금속 재료(101)를 용기(21)에 공급한다. 구체적으로는, 우선, 반송 장치(19)는, 소정의 각도로 경사진 레이들(17)을 노체(11)에 수용되어 있는 액상의 금속 재료(101)에 침지하고 나서 상승시킴으로써(혹은 상승시키고 나서 경사지게 함으로써), 1숏분의 금속 재료(101)를 계량하면서 퍼낸다. 그리고 반송 장치(19)는, 용기(21) 상으로 레이들(17)을 이동시키고, 레이들(17)을 또한 경사지게 함으로써, 금속 재료(101)를 용기(21) 내에 주입한다. 또한, 냉각 장치(23)는, 금속 재료(101)를 용기(21)에 주입할 때에 용기(21)의 냉각을 정지한다. 단, 냉각 장치(23)는, 후술하는 열평형에 이르는 시기까지 등, 적당한 시기까지 냉각을 계속해도 된다.
용기(21) 내에 주입된 금속 재료(101)는, 용기(21)에 접촉함으로써 급냉되고, 이에 의해, 금속 재료(101) 내에는 다수의 결정핵이 생성된다. 다수의 결정핵은, 금속 재료(101)가 어느 정도의 높이로부터 용기(21) 내에 주입됨으로써 발생한 흐름에 의해 교반된다. 이에 의해, 석출된 수지상 결정의 가지가, 전단력에 의해 절단 혹은 용융하여 절단되고, 결정핵이 더욱 증식한다.
용기(21)는, 금속 재료(101)가 주입됨으로써 급격하게 온도가 상승하고, 용기(21)의 금속 재료(101)를 냉각하는 기능은 급격하게 저하된다. 그 결과, 다수의 결정핵이 형성된 후, 결정 성장 속도는 급격하게 저하되고, 결정은 수지상으로 성장하지 않고 둥글게 성장한다.
그리고 금속 재료(101) 및 용기(21)는, 열교환의 결과, 열평형의 상태로 된다. 이때의 금속 재료(101) 및 용기(21)의 온도(제3 온도 T3)는, 금속 재료(101)의 고상선 온도보다도 크고, 액상선 온도보다도 작다. 이에 의해, 금속 재료(101)는, 액상과 고상이 혼재할 수 있는 온도로 된다.
제3 온도 T3과, 고상율 사이에는 상관이 있고, 제3 온도 T3은, 원하는 고상율이 얻어지도록 설정되어 있다. 그리고 제1 온도 T1 및 제2 온도 T2는, 제3 온도 T3이 원하는 값으로 되도록, 금속 재료(101) 및 용기(21) 각각의 밀도, 체적 및 비열, 금속 재료(101)의 응고 잠열을 고려하여 설정되어 있다.
여기서, 이미 서술한 바와 같이, 바닥 부재(33)는, 중공 부재(31)보다도 열전도율이 높다. 따라서, 용기(21)의 바닥부 부근에 있어서는, 바닥 부재(33)의 열전도율이 중공 부재(31)의 열전도율과 동등한 경우에 비교하여, 결정핵이 많이 발생하기 쉽고, 및/또는, 결정이 성장하기 쉽다. 그 결과, 금속 재료(101)는, 주입되었을 때의 운동 에너지에 의해 교반되어 있지만, 바닥부 부근에 있어서 고상율이 높아진다.
액상의 금속 재료(101)가 용기(21)에 주입될 때에는, 용기(21) 내에 수용되어 있었던 기체(예를 들어 공기)는, 용기(21)의 외측으로 압출된다. 그러나 용기(21)의 하방측에 있어서는, 기체의 도피처가 상실되고, 그 결과, 기체가 금속 재료(101)에 말려 들어가, 기공이 발생할 우려가 있다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 용기(21)의 하방측에는, 간극(21h)이 형성되어 있다. 따라서, 기체는, 간극(21h)으로부터 유출 가능하여, 기공의 발생이 억제된다.
간극(21h)은, 용기(21)의 하방측에 형성되어 있고, 한편, 상술한 바와 같이, 용기(21)의 바닥부에 있어서는, 금속 재료(101)가 급냉되기 쉽게 되어 있다. 따라서, 금속 재료(101)가 바닥부 부근에 있어서 급냉되어 점성이 상승함으로써, 간극(21h)으로부터의 금속 재료(101)의 유출이 억제된다. 바꾸어 말하면, 간극(21h)을 최대한 크게 하여, 기체를 배출하기 쉽게 할 수 있다.
금속 재료(101) 및 용기(21)가 열평형에 이르면, 혹은, 그로부터 어느 정도의 냉각 기간이 경과하면, 반응고 상태의 금속 재료(101)는, 용기(21)로부터 취출된다. 예를 들어, 중공 부재(31)와 바닥 부재(33)가 이격되어 중공 부재(31)의 하방측의 개구가 개방되고, 반응고 상태의 금속 재료(101)는, 자중에 의해 및/또는 적당한 압출 수단(예를 들어, 압출 장치)에 의해, 중공 부재(31)의 하방 또는 상방으로부터 취출된다.
중공 부재(31)로부터 취출된 반응고 상태의 금속 재료(101)는, 사출 장치의 사출 슬리브에 공급되고, 그대로 성형품의 형성에 제공되어도 되고, 급냉 응고되어, 반 용융 상태 금속의 소재(빌렛)로 되어도 된다.
여기서, 상술한 바와 같이 반응고 상태의 금속 재료(101)는, 바닥부에 있어서 고상율이 높게 되어 있으므로, 반응고 상태의 금속 재료(101)를 용기(21)로부터 취출하여 사출 슬리브 등에 공급하는 과정에 있어서, 반응고 상태의 금속 재료(101)의 바닥부로부터 액상 부분이 처지는 것이 억제된다.
반응고 상태의 금속 재료(101)가 취출된 용기(21)는, 잔존한 금속 재료(101)를 제거하는 세정이 행해진다. 이때, 간극(21h)은, 중공 부재(31)와 바닥 부재(33)의 간극에 의해 구성되어 있으므로, 중공 부재(31)와 바닥 부재(33)를 이격시킴으로써, 간극(21h)의 세정이 용이하게 행해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 반응고 금속의 제조 장치(1)는, 금속 재료(101)를 가열하는 가열 장치(13)와, 용기(21)와, 용기(21)를 냉각하는 냉각 장치(23)와, 가열된 금속 재료(101)를 냉각된 용기(21)에 주입하는 주탕 장치(5)를 갖는다.
그리고 용기(21)는, 당해 용기(21)의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 금속 재료(101)가 주입되는 중공 부재(31)와, 중공 부재(31)의 하방의 개구를 막고, 용기(21)의 바닥부를 구성하는 바닥 부재(33)를 갖는다. 또한, 바닥 부재(33)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 중공 부재(31)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빠르다.
따라서, 이미 서술한 바와 같이, 반응고 상태의 금속 재료(101)의 바닥부에 있어서의 고상율을 높게 하는 것이 용이하여, 바닥부로부터 액상 부분이 처질 우려가 저감된다. 그 결과, 예를 들어, 바닥 부재(33)의 중앙에 개구를 형성하여, 반응고 상태의 금속 재료(101)에 포함되는 액상 부분의 일부를 배출할 필요성을 없앨 수 있다. 액상 부분의 일부의 배출이 행해지지 않음으로써, 주조 중량의 제어를 정확하게 행할 수 있고, 또한, 액상 부분이 배출된 공동에 기체가 들어가 기공이 형성되는 것도 억제된다. 그 결과, 성형품의 품질이 향상된다.
다른 관점에서는, 본 실시 형태에서는, 반응고 금속의 제조 장치(1)는, 금속 재료(101)를 가열하는 가열 장치(13)와, 용기(21)와, 용기(21)를 냉각하는 냉각 장치(23)와, 가열된 금속 재료(101)를 냉각된 용기(21)에 주입하는 주탕 장치(5)를 갖고, 용기(21)의 하방측에, 금속 재료(101)에 포함되는 액상의 부분이 용기(21) 밖으로 유출되는 것이 불가능하며, 또한, 용기(21) 내의 기체가 용기(21) 밖으로 유출되는 것이 가능한 직경의 구멍부[간극(21h)]가 형성된다.
따라서, 이미 서술한 바와 같이, 용기의 하방측에 있어서, 기체가 도피처를 상실하는 것이 억제되어, 반응고 금속의 기체의 함유량이 저감된다. 그에 의해, 반응고 금속으로부터 형성된 성형품에 기공이 발생하는 것이 억제되어, 성형품의 품질이 향상된다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태는, 제1 실시 형태와, 용기의 재료 및 치수만, 보다 구체적으로는 바닥 부재의 재료 및 치수만이 상이하다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지의 부호를 사용하고, 도 1 및 도 2를 참조하는 것으로 한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 점에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제2 실시 형태에 있어서는, 바닥 부재(33)를 구성하는 재료는, 중공 부재(31)를 구성하는 재료와 동일하며, 바닥 부재(33)의 두께는, 중공 부재(31)의 두께에 비해, 두껍게 되어 있다. 예를 들어, 바닥 부재(33)의 두께는, 중공 부재(31)의 두께의 1.5배 이상이다. 보다 적합하게는, 바닥 부재(33)의 두께는, 중공 부재(31)의 두께의 2 내지 3배 이상이다.
또한, 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33)의 두께가 일정하지 않는 경우에는, 예를 들어, 중공 부재(31)의 최대의 두께와 바닥 부재(33)의 최소의 두께를 비교하여, 바닥 부재(33)의 두께가 중공 부재(31)의 두께보다도 두꺼운지 여부를 판단해도 된다. 또한, 예를 들어, 중공 부재(31)의 두께의 평균과 바닥 부재(33)의 두께의 평균을 비교하여, 바닥 부재(33)의 두께가 중공 부재(31)의 두께의 1.5배 이상인지 여부를 판단해도 된다.
단, 상기한 판단에 있어서는, 용기(21) 중 금속 재료(101)의 냉각 이외의 관점에서 두껍게 또는 얇게 되어 있는 부분에 대해서는, 고려하지 않는 것이 타당하다. 예를 들어, 바닥 부재(33)의 상면에 중공 부재(31)의 하방 테두리부를 끼워 맞추게 하기 위한 홈이 형성되어 바닥 부재(33)가 얇게 되어 있었다고 해도, 당해 부분은 제외하여 상기한 판단을 하는 것이 타당하다.
상기와 같이 바닥 부재(33)의 두께가 중공 부재(33)의 두께보다도 두껍게 되어 있음으로써, 바닥 부재(33)의 두께를 중공 부재(31)의 두께와 동일하게 한 경우에 비교하여, 용기(21)의 바닥부에 있어서의 금속 재료(101)의 냉각 속도는 빨라진다. 또한, 다른 관점에서는, 용기(21)의 각 부의 재료 등에도 의하지만(제1 실시 형태 참조), 용기(21)의 바닥부에 있어서의 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 용기(21)의 벽부에 있어서의 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빨라진다. 또한, 다른 관점에서는, 용기(21)의 바닥부 쪽이, 용기(21)의 벽부보다도 금속 재료(101)로의 냉각력을 갖고 있다. 또한, 바닥 부재(33)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 중공 부재(31)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빠르다.
따라서, 금속 재료(101)가 용기(21)에 주입되었을 때, 용기(21)의 바닥부 부근의 금속 재료(101) 쪽이 벽부 부근의 금속 재료(101)보다도, 금속 재료 내에 결정핵이 많이 발생하고, 및/또는, 결정이 성장한다. 그 결과, 금속 재료(101)는, 주입되었을 때의 운동 에너지에 의해 교반되어 있지만, 바닥부 부근에 있어서는 벽부 부근보다도 고상율이 높아진다.
즉, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 반응고 상태의 금속 재료(101)의 바닥부에 있어서의 고상율을 높게 하는 것이 용이하여, 바닥부로부터 액상 부분이 처질 우려가 저감된다. 그 결과, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 액상 부분의 일부를 배출할 필요성을 없애고, 나아가서는, 주조 중량의 제어를 정확하게 행할 수 있고, 또한, 액상 부분이 배출된 공동에 기체가 들어가 기공이 형성되는 것도 억제된다. 그 결과, 성형품의 품질이 향상된다.
또한, 상기한 설명에서는, 중공 부재(31)의 재료와 바닥 부재(33)의 재료가 동일 재료인 것으로 하였지만, 이들은 서로 달라도 된다.
예를 들어, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 바닥 부재(33)의 재료의 열전도율이 중공 부재(31)의 재료의 열전도율보다도 높아지도록, 각 부재의 재료를 선정해도 된다. 이 경우, 바닥 부재(33)에 의한 냉각 속도가 중공 부재(31)에 의한 냉각 속도보다도 빨라지는 효과가 증대된다.
반대로, 바닥 부재(33)의 재료의 열전도율이 중공 부재(31)의 재료의 열전도율보다도 낮아지도록, 각 부재의 재료를 선정해도 된다. 단, 이 경우, 바닥 부재(33)에 의한 냉각 속도가 중공 부재(31)에 의한 냉각 속도보다도 빨라지도록, 바닥 부재(33)의 두께를 중공 부재(31)의 두께에 대하여 충분히 두껍게 할 필요가 있다.
<제3 실시 형태>
제3 실시 형태는, 제1 실시 형태와, 액상의 금속 재료가 주입되기 직전의 바닥 부재 및 중공 부재의 온도만이 상이하다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지의 부호를 사용하고, 도 1 및 도 2를 참조하는 것으로 한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 점에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제3 실시 형태에서는, 바닥 부재(33) 및 중공 부재(31)는, 액상의 금속 재료(101)가 주입되기 직전에 있어서, 냉각 장치(23)에 의해 서로 다른 온도로 된다. 구체적으로는, 중공 부재(31)는, 금속 재료(101)의 액상선 온도보다도 낮은 제4 온도 T4로 되고, 바닥 부재(33)는, 제4 온도 T4보다도 더욱 낮은 제5 온도 T5로 된다.
따라서, 예를 들어, 바닥 부재(33) 및 중공 부재(31)의 두께 및 재료가 동일한 경우에 있어서는, 바닥 부재(33)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 중공 부재(31)의 냉각 속도보다도 빨라진다.
제3 실시 형태에 있어서도, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한, 바닥 부재(33)에 의한 냉각 속도를 중공 부재(31)에 의한 냉각 속도보다도 빠르게 하는 방법이 채용되어도 된다. 즉, 바닥 부재(33)를 구성하는 재료를 중공 부재(31)를 구성하는 재료보다도 열전도율이 높은 것으로 하거나, 바닥 부재(33)의 두께를 중공 부재(31)의 두께보다도 두껍게 해도 된다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서는, 바닥 부재(33)를 구성하는 재료를 중공 부재(31)를 구성하는 재료보다도 열전도율이 낮은 것으로 하거나, 및/또는, 바닥 부재(33)의 두께를 중공 부재(31)의 두께보다도 얇게 해도 된다. 이러한 경우라도, 제5 온도 T5를 제4 온도 T4에 대하여 충분히 낮은 온도로 설정하면, 바닥 부재(33)에 의한 냉각 속도를 중공 부재(31)에 의한 냉각 속도보다도 크게 할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서는, 중공 부재(31) 및 바닥 부재(33) 각각에 온도 센서 및 냉각 장치가 설치되고, 서로 독립적으로 온도의 피드백 제어가 행해지는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 제3 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 바닥 부재(33)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도는, 중공 부재(31)에 의한 금속 재료(101)의 냉각 속도보다도 빠르다.
따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 반응고 상태의 금속 재료(101)의 바닥부에 있어서의 고상율을 높게 하는 것이 용이하여, 바닥부로부터 액상 부분이 처질 우려가 저감된다. 그 결과, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 액상 부분의 일부를 배출할 필요성을 없애고, 나아가서는, 주조 중량의 제어를 정확하게 행할 수 있고, 또한, 액상 부분이 배출된 공동에 기체가 들어가 기공이 형성되는 것도 억제된다. 그 결과, 성형품의 품질이 향상된다.
본 발명은, 이상의 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 실시되어도 된다.
제조 장치의 전체 구성은, 보유 지지로로부터 액상의 금속 재료를 레이들에 의해 퍼내어 용기에 주입하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보유 지지로 및 레이들 대신에, 1숏분의 금속 재료를 용융하는 도가니를 사용하고, 당해 도가니에 의해 용기에 금속 재료를 주입해도 된다. 또한, 예를 들어, 보유 지지로로부터 용기에 적당한 유로를 통해 액상의 금속 재료를 주입해도 된다.
반응고 금속의 제조는, 그 모든 공정이 제조 장치에 의해 자동적으로 행해질 필요는 없다. 예를 들어, 가열 장치의 제어, 냉각 장치의 제어 및 주탕 장치의 제어 중 적어도 어느 하나는, 작업자에 의해 행해져도 된다. 또한, 예를 들어, 가열, 냉각 및 주탕 중 적어도 어느 하나에 대해서는, 장치라고 말할 수 있을 정도의 설비에 의하지 않고 실현되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 어느 정도의 높이로부터 액상의 금속 재료를 용기에 주입하는 것만으로 반응고 금속을 얻었지만, 적당하게 교반 등이 이루어져도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 반응고 금속으로부터 액상 부분의 일부의 배출을 전혀 행하지 않았지만, 당해 배출이 행해져도 된다. 이 경우에 있어서도, 바닥부에 있어서의 고상율이 높게 됨으로써, 배출량이 종래에 비교하여 억제되는 효과가 발휘된다.
중공 부재 및 바닥 부재는, 서로 착탈 가능한 것에 한정되지 않고, 서로 이격 불가능하게 접합되어 있어도 된다. 용기에 구멍부[간극(21h)]는 형성되지 않아도 된다. 구멍부는, 중공 부재 및 바닥 부재의 간극에 의해 형성되는 것에 한정되지 않고, 중공 부재 자체 혹은 바닥부 자체에 형성된 구멍부여도 된다.
용기에 구멍부[간극(21h)]가 형성되는 것을 특징으로 하는 경우에 있어서는, 용기는, 중공 부재 및 바닥 부재로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 전체가 일체 성형된 것이어도 된다. 또한, 구멍부[간극(21h)]는, 중공 부재 및 바닥 부재의 간극에 의해 형성되는 것에 한정되지 않고, 일체 형성된 용기에 형성된 구멍부이거나, 중공 부재 자체 혹은 바닥 부재 자체에 형성된 구멍부여도 된다.
중공 부재와 바닥 부재 사이의 간극은, 중공 부재의 테두리부에 절결이 형성됨으로써 구성되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 바닥 부재의 테두리부에 절결을 형성함으로써, 중공 부재의 개구의 일부에 막아지지 않는 부분이 발생하여 간극이 구성되어도 된다. 또한, 중공 부재를 바닥 부재로부터 띄우도록 중공 부재 및 바닥 부재를 보유 지지하거나, 중공 부재의 개구보다도 바닥 부재의 외형을 작게 하고, 중공 부재 및 바닥 부재를 적당하게 보유 지지해도 된다.
냉각 장치는, 중공 부재의 냉각 능력과 바닥 부재의 냉각 능력에 차가 있어도 된다. 예를 들어, 냉매용 유로는, 바닥 부재의 단위 면적당 유로 길이가 중공 부재의 단위 면적당 유로 길이보다도 커지도록 설치되어도 된다. 또한, 냉각 장치는, 중공 부재의 온도와 바닥 부재의 온도와 별개로 제어 가능해도 된다. 예를 들어, 중공 부재 및 바닥 부재에서 별개로 냉매의 유로, 열교환기 및 펌프 등을 설치하고, 또한, 중공 부재 및 바닥 부재에서 별개로 온도 센서를 설치해도 된다. 또한, 이러한 경우, 바닥 부재의 열전도율이 중공 부재의 열전도율보다도 높지 않아도, 바닥 부재에 접하는 금속 재료의 냉각 속도를 중공 부재에 접하는 금속 재료의 냉각 속도보다도 빠르게 하여, 금속 재료 및 용기를 열평형에 이르게 하고, 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다.
본원에 있어서, 용기의 하방측은, 특별히 언급이 없는 한, 용기를 상방측 및 하방측으로 2등분하였을 때의 하방측을 말하는 것으로 한다. 용기의 구멍부는, 바람직하게는, 용기의 바닥부로부터 용기의 높이의 1/5까지의 범위에 형성되고, 보다 바람직하게는 1/10까지의 범위에 형성되어 있다.
1 : 제조 장치
5 : 주탕 장치
9 : 제어 장치
13 : 가열 장치
21 : 용기
21h : 간극(구멍부)
23 : 냉각 장치
31 : 중공 부재
33 : 바닥 부재
101 : 금속 재료

Claims (13)

  1. 금속 재료를 가열하는 가열 장치와,
    용기와,
    상기 용기를 냉각하는 냉각 장치와,
    가열된 상기 금속 재료를 냉각된 상기 용기에 주입하는 주탕 장치를 갖고,
    상기 용기는,
    당해 용기의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 상기 금속 재료가 주입되는 중공 부재와,
    상기 중공 부재의 하방의 개구를 막고, 상기 용기의 바닥부를 구성하는 바닥 부재를 갖고,
    상기 바닥 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도는, 상기 중공 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도보다도 빠른, 반응고 금속의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바닥 부재의 두께는, 상기 중공 부재의 두께보다도 두꺼운, 반응고 금속의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 바닥 부재의 재료는, 상기 중공 부재의 재료와 동일한, 반응고 금속의 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바닥 부재의 재료는, 상기 중공 부재의 재료보다도 열전도율이 높은, 반응고 금속의 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉각 장치는, 상기 바닥 부재를 상기 중공 부재보다도 낮은 온도로 냉각하는, 반응고 금속의 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 용기의 하방측에는, 상기 금속 재료에 포함되는 액상의 부분이 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 불가능하며, 또한, 상기 용기 내의 기체가 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 가능한 직경의 구멍부가 형성되어 있는, 반응고 금속의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중공 부재와 상기 바닥 부재는 이격 가능하며,
    상기 구멍부는, 상기 중공 부재와 상기 바닥 부재 사이의 간극에 의해 구성되어 있는, 반응고 금속의 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중공 부재의 하방의 개구를 구성하는 테두리부는, 상기 바닥 부재의 상면에 접촉하고, 당해 테두리부에는, 상기 중공 부재와 상기 바닥 부재 사이의 간극을 구성하는 절결이 형성되어 있는, 반응고 금속의 제조 장치.
  9. 금속 재료를 가열하는 가열 장치와,
    용기와,
    상기 용기를 냉각하는 냉각 장치와,
    가열된 상기 금속 재료를 상기 용기에 주입하는 주탕 장치를 갖고,
    상기 용기의 하방측에는, 상기 금속 재료에 포함되는 액상의 부분이 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 불가능하며, 또한, 상기 용기 내의 기체가 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 가능한 직경의 구멍부가 형성되어 있는, 반응고 금속의 제조 장치.
  10. 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 상기 액상선 온도보다도 낮은 온도의 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 당해 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며,
    상기 용기는,
    당해 용기의 벽부를 구성하고, 상하 양단부가 개방되어 있고, 상방의 개구로부터 상기 금속 재료가 주입되는 중공 부재와,
    상기 중공 부재의 하방의 개구를 막고, 상기 용기의 바닥부를 구성하는 바닥 부재를 갖고,
    상기 바닥 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도는, 상기 중공 부재에 의한 상기 금속 재료의 냉각 속도보다도 빠른, 반응고 금속의 제조 방법.
  11. 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 상기 액상선 온도보다도 낮은 온도의 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 당해 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며,
    상기 금속 재료에 있어서 상기 용기의 바닥부에 접하는 부분의 냉각 속도를 상기 용기의 벽부에 접하는 부분의 냉각 속도보다도 빠르게 하는, 반응고 금속의 제조 방법.
  12. 금속 재료를 당해 금속 재료의 액상선 온도보다도 높은 온도의 상태에서 용기에 주입하고, 상기 금속 재료의 온도를 상기 용기 내에서 상기 금속 재료의 고상선 온도와 상기 액상선 온도 사이의 온도에 이르게 함으로써, 상기 금속 재료를 반응고 상태로 하는 반응고 금속의 제조 방법이며,
    상기 용기에, 상기 금속 재료에 포함되는 액상의 부분이 상기 용기 밖으로 유출되는 것이 불가능한 직경의 구멍부를 형성해 두고,
    상기 금속 재료를 상기 용기에 주입할 때에, 상기 용기 내의 기체를 상기 구멍부로부터 상기 용기 밖으로 유출시키는, 반응고 금속의 제조 방법.
  13. 용기 내에서 액상으로부터 반응고 상태로 된 반응고 금속이며,
    상기 반응고 금속의 하부는, 상기 반응고 금속의 상부보다도 고상율이 높은, 반응고 금속.
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