WO1999036209A1 - Procede et appareil pour la fabrication de metaux semi-solidifies - Google Patents

Procede et appareil pour la fabrication de metaux semi-solidifies Download PDF

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WO1999036209A1
WO1999036209A1 PCT/JP1999/000163 JP9900163W WO9936209A1 WO 1999036209 A1 WO1999036209 A1 WO 1999036209A1 JP 9900163 W JP9900163 W JP 9900163W WO 9936209 A1 WO9936209 A1 WO 9936209A1
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molten metal
cooling
semi
crucible
cooling member
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PCT/JP1999/000163
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Kazuya Sakamoto
Nobumasa Hamazoe
Kenji Ohwada
Atsushi Suzuki
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Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • 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
    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S164/00—Metal founding
    • Y10S164/90—Rheo-casting

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a semi-solid metal for obtaining a predetermined slurry from a molten metal.
  • a work is performed using a molten metal such as aluminum, magnesium, or an alloy thereof to produce one shot of semi-solid metal, ie, a slurry, for forming.
  • a molding operation using a slurry has advantages such as excellent surface precision of a molded product.
  • a thixocast method and a rheocast method are widely adopted.
  • the above-mentioned thixocast method requires a special billet and a reheating device. For this reason, it has been pointed out that material costs and equipment costs are considerably increased, and that the entire manufacturing operation is complicated.
  • the above-mentioned rheocasting method is to perform mass production by a continuous batch method, and the cooling is performed by discharging the molten metal while contacting it with a water-cooled cooling section. For this reason, the temperature of the slurry is different between the beginning and the end of cooling, and there is a problem that the temperature of the slurry is not precisely controlled.
  • a method of producing a slurry by cooling, heating, and stirring in a molding machine is also known, but it has a problem that the cycle time is long and the shot B1S is particularly large.
  • the container for accommodating the slurry is usually inverted in the vertical direction.
  • a slurry residue is generated in the container and the supply weight of the slurry varies, In particular, a problem has been pointed out that the slurry newly produced in the container is adversely affected.
  • An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing a semi-solid metal, which can efficiently and economically produce a desired slurry.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a semi-solid metal which can produce a desired slurry economically and discharge the slurry easily and reliably.
  • Still another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a semi-solid metal capable of producing various slurries having different weights economically and with high quality and simplifying the structure. Disclosure of the invention
  • the molten metal in the crucible is cooled via a cooling member cooled to a predetermined temperature equal to or lower than the temperature of the molten metal.
  • the molten metal is stirred.
  • the molten metal is uniformly and surely uniformly slurryed without directivity of cooling, and a desired semi-solid metal can be efficiently obtained without reheating. .
  • the molten metal in the crucible is cooled via a cooling member cooled to a predetermined temperature equal to or lower than the temperature of the molten metal.
  • the molten metal is agitated by moving the cooling member in the horizontal and vertical directions or while moving the cooling member. For example, the cooling member moves back and forth in the horizontal and vertical directions, or moves spirally in the horizontal direction.
  • the molten metal in the heat-insulating crucible is cooled and stirred through a plurality of cooling members, so that the semi-solid metal is formed. Is manufactured. For this reason, even if the shot weight increases, the directivity of cooling can be prevented as much as possible, and the desired semi-solid metal uniformly and reliably slurried can be obtained quickly and smoothly.
  • the fixing means includes a shaft member that is integrally inserted into the plurality of stacked cooling members and a fixing member that is screwed to an end of the shaft member, thereby effectively simplifying the configuration. .
  • the cooling member is immersed in the molten metal, and a cooling medium at a predetermined temperature is supplied inside the cooling member. In this state, the molten metal is stirred. For this reason, the directivity of cooling can be prevented as much as possible, and the molten metal can be quickly and surely formed into a slurry. Moreover, by controlling the temperature of the cooling medium, it is not necessary to reheat the semi-solid metal, and it is possible to efficiently obtain a desired semi-solid metal.
  • the molten metal bending in the heat-insulating rupture is cooled and stirred via a cooling member to be semi-solidified. Metal is manufactured.
  • the heat-insulating crucible is driven to open and close via the opening / closing mechanism, the semi-solid metal in the heat-insulating crucible falls by its own weight and is discharged from the heat-insulating crucible.
  • the desired directivity of cooling can be prevented as much as possible to obtain a desired semi-solid metal which is uniformly and reliably slurried as a whole, and the semi-solid metal can be smoothly and reliably removed from the heat insulating crucible. It becomes possible to discharge.
  • FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus for carrying out a method for manufacturing a semi-solid metal according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory plan view of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the molten metal pumping robot constituting the manufacturing apparatus.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a stirrer constituting the manufacturing apparatus.
  • 5A to 5E are explanatory diagrams of a chill processing device for processing a chill that constitutes the stirrer.
  • FIG. 6 is a time table of a mass production system using the manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a temperature change of each part in the crucible during the operation of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 8 is a perspective explanatory view showing the operation of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 9 is a perspective explanatory view showing the operation of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 10 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus for performing the method for manufacturing a semi-solid metal according to the second embodiment of the present invention.
  • 11 to 11F are process diagrams showing the operation of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 12 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus for performing the method for manufacturing a semi-solid metal according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13F to FIG. 13G are process diagrams showing the operation of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 14 is an illustration of a cylindrical chill.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of a chiller having a bottomed cylindrical shape.
  • FIG. 16 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus for performing the method for manufacturing semi-solid gold flex according to the fourth protrusion embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of a stirrer constituting the manufacturing apparatus.
  • FIG. 18 is a schematic perspective explanatory view of the stirrer.
  • FIG. 19 is a schematic perspective explanatory view of a stirrer constituting a manufacturing apparatus for performing a method for manufacturing a semi-solid metal according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 shows a method for producing a semi-solid metal according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective explanatory view of a stirrer constituting a manufacturing apparatus for manufacturing.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of a chiller whose outer shape is set to be elliptical.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram of a chiller whose outer shape is set to a composite elliptical shape.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram of a chiller whose outer shape is set to a chamfered square shape.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram of a chiller whose outer shape is set to a hexagonal shape.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram of a chiller whose outer shape is set to a hexagonal chamfer.
  • FIG. 26 is a schematic perspective explanatory view of an apparatus for producing a semi-solid metal according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram of a stirrer constituting the manufacturing apparatus.
  • FIG. 28 is an explanatory longitudinal sectional view of a chill forming the stirrer.
  • FIG. 29 is a schematic perspective explanatory view of an apparatus for producing a semi-solid metal according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is an explanatory view of a chill constituting a device for producing a semi-solid metal according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a schematic explanatory view, partially in section, of an apparatus for producing semi-solid metal according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is an enlarged explanatory view of a cooling member constituting the manufacturing apparatus.
  • Fig. 33 A is an explanatory diagram when the molten metal is supplied to the crucible
  • FIG. 33B is an explanatory diagram when the crucible is raised to immerse the cooling member in the molten metal
  • FIG. 33C is an explanatory view when cooling and stirring the molten metal by supplying a first liquid metal to the cooling member
  • FIG. 33D is an explanatory diagram of supplying the second liquid metal to the cooling member after the semi-solid metal is manufactured.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a manufacturing apparatus 10 for carrying out a method for manufacturing a semi-solid metal according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the manufacturing apparatus 10. It is.
  • the manufacturing apparatus 10 includes a molten metal holding furnace 14 for holding a molten metal 12 made of a molten metal such as aluminum, an alloy thereof, magnesium, or an alloy thereof, and a predetermined amount (for one shot) from within the molten metal holding furnace 14.
  • the molten metal pumping robot 16 for pumping the molten metal 12 and the molten metal 12 drawn out by the molten metal pumping robot 16 are poured into a predetermined heat-insulating crucible 18, and A supply robot 26 for supplying the semi-solid metal 20 in a desired slurry state to a slurry inlet 24 communicating with a cavity (not shown) of the molding machine 22, and the crucible 18 is arranged by disposing the crucible 18.
  • First to fourth stirrers 28a to 28d for cooling and stirring the molten metal 12 therein.
  • the molten metal outlet port 16 is provided with an arm 32 rotatably provided on a column 30, and a ladle 34 can be tilted at the tip of the arm 32. Be attached.
  • the supply robot 26 can move forward and backward along a rail 36 extending in the direction in which the first to fourth stirrers 28a to 28d are arranged (the direction of arrow A).
  • the supply port bot 26 is an articulated type pot, and a grip portion 38 capable of holding a heat-insulating crucible 18 is attached to the tip thereof.
  • the first stirrer 28a includes a crucible receiver 40 on which the crucible 18 is detachably disposed. As shown in FIG. 4, the crucible receiving table 40 is provided with a concave portion 42 for accommodating the crucible 18 and is disposed in the concave portion 42 inside the crucible receiving table 40. Heater 44 is buried so as to go around crucible 18.
  • a chiller (cooling member) 46 also serving as a stirring function is removably disposed via a drive mechanism 48.
  • the chill 46 is used as the molten metal 12, for example, is made of a material that does not melt at the temperature of the molten aluminum, such as copper or stainless steel.
  • the outer shape of the chill 46 is set in a columnar shape, and has a draft angle downward.
  • the cooling mechanism 46 is detachable from the driving mechanism 48 via a ceramic force bra 49, and the driving mechanism 48 moves up and down on the crucible receiving table 40, and the cooling mechanism 46 Is driven to rotate.
  • the second to fourth stirrers 28 b to 28 d are configured in the same manner as the first stirrer 28 a, and the same components are denoted by the same reference numerals, Detailed description Is omitted.
  • Each chill 46 is detachable from each drive mechanism 48 provided in the first to fourth stirrers 28 a to 28 d, and the chill 46 is made of molten metal. Each time the stirring and cooling of 12 is performed (every one shot), it is removed from the drive mechanism 48 and sent to the chill processing apparatus 50.
  • the chill processing device 50 includes a cooling tank 52 for cooling the chill 46 detached from the drive mechanism 48 with a cooling medium such as cooling oil.
  • Air blow means 54 for performing air blowing on the chill 46 after cooling to remove aluminum coagulated material from the surface, and coating the chill 46 after air blowing with a ceramic material. It is provided with a coating tank 56 for dipping in the liquid, and a drying means 60 for drying the chill 46 after coating by drying 58.
  • FIG. 6 shows a timetable of a mass production system using the manufacturing apparatus 10.
  • the molten metal outlet port pot 16 is driven in a state where the molten metal 12 is heated and maintained at about 6550 in the molten metal holding furnace 14.
  • the ladle 34 is inserted into the molten metal holding furnace 14 under the action of the arm 32, and the ladle 34 tilts for one shot. Molten metal 12 is pumped out by the ladle 34.
  • the ladle 34 pumped out of the molten metal 12 is moved to the pouring position (see the position indicated by the two-dot chain line in FIG.
  • the supply robot 26 is emptied by the gripper 38 at this pouring position.
  • the crucible 18 is held and arranged (see Fig. 1).
  • the ladle 34 is tilted, and the molten metal 12 for one shot is poured into the crucible 18 held by the supply robot 26.
  • the supply robot 26 places the loop 18 at a predetermined position of the first to fourth mixers 28a to 28d, for example, the crucible cradle 4 constituting the first mixer 28a. Insert it into the concave part 42 of 0.
  • the heater 44 is driven and maintained at a predetermined temperature in advance, and the molten metal 12 in the crucible 18 placed in the recess 42 is cooled at once from the surroundings.
  • the chiller 46 is previously heated and maintained at about 100 in order to remove water and stabilize the cooling conditions. 4 6 force drive mechanism 4 8 It is immersed in the molten metal 12 in the crucible 18 while rotating in a predetermined direction at a relatively low speed through the. Thereafter, under the action of the drive mechanism 48, the cooling metal 46 raises the rotation speed in the molten metal 12, so that the molten metal 12 is rapidly stirred while being cooled.
  • Cooler 46 Force After stirring the molten metal 12 for a preset time or until a slurry supply signal is input, the cooler 46 is lifted from the crucible 18 while rotating. For this reason, semi-solid metal 20 maintained at a constant temperature as a whole is obtained in heat-insulating crucible 18.
  • the temperature of the gold 46 is changing as shown in FIG.
  • the supply robot 26 has a semi-solid metal 20 cooled and stirred to a desired slurry state among the first to fourth stirrers 28 a to 28 d, for example, a fourth stirrer Moved corresponding to 28 d.
  • the drive mechanism 48 waits upward and the chill 46 is removed, and the supply robot 26 receives the loop of the fourth stirrer 28 d.
  • the crucible 18 placed on the table 40 is gripped, and the crucible 18 is taken out from the fourth stirrer 28d (see FIG. 8).
  • the supply robot 26 arranges the crucible 18 grasped by the grasping section 38 with respect to the slurry input port 24 of the molding machine 22 and then turns the crucible 18 upside down. As a result, the semi-solid metal 20 in the crucible 18 is dropped and supplied toward the slurry inlet 24 (see FIG. 9). Then, in the molding machine 22, a molding process using the semi-solid metal 20 is performed, and a predetermined molded product is obtained.
  • the supply robot 26 removes the aluminum remaining in the heat insulating crucible 18 by moving the empty crucible 18 to the air blow position and performing an air blow process. Next, after the inside of the crucible 18 is coated with a ceramic material or the like, the crucible 18 is placed at the pouring position.
  • the first stirrer 28a cools and stirs the molten metal 12 and removes it from the upper part.46
  • the force is removed from the drive mechanism 48 and transferred to the chiller processing unit 50 by a pot or the like. (See Figure 5A).
  • a chill 46 is first immersed in a cooling bath 52 to perform a cooling process.
  • the aluminum coagulated matter adhering to the surface of the chill 46 is removed via the air blow means 54 (see FIG. 5C).
  • FIG. 5D the chill 46 is immersed in the coating solution in the coating tank 56 and the ceramic material is coated on the surface thereof. This is because it is possible to prevent the surface of the chill 46 from reacting with the molten metal 12 and to easily remove the solidified aluminum adhered to the surface of the chill 46.
  • the chill 46 after the coating process is subjected to a drying process under the action of a heater 58 constituting the drying means 60, and the chill 46 is heated to a predetermined temperature. (See Figure 5E).
  • the chill 46 after drying is mounted on the drive mechanism 48 and reused for cooling and stirring the new melt 12.
  • the molten metal 12 in the crucible 18 is cooled by a chill 46 maintained at a temperature lower than the temperature of the molten metal 12, and the chill 46 Is rotated to stir. For this reason, no directivity is generated in cooling the molten metal 12, and it is possible to obtain a uniformly solidified semi-solid metal 20 as a whole and reheat the semi-solid metal 20. It is possible to supply the slurry to the slurry inlet 24 of the molding machine 22 without the need.
  • the outer shape of the chill 46 is set to be a columnar shape, and it is possible to effectively prevent the chill 46 from being worn by the molten metal 12 to be slurried. Further, the chill 46 has a draft angle downward, so that the chill 46 can be smoothly extracted from the semi-solid metal 20.
  • the air blow means 54 is used to remove the aluminum solids adhering to the surface of the chill 46, but instead of this, the vibration generating means is used. And sandplasts can be used.
  • the molten metal pumping robot 16 for pumping the molten metal for one shot is provided between the molten metal holding furnace 14 and the supply robot 26.
  • FIG. 10 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus 70 for performing a method for manufacturing a semi-solid metal according to the second embodiment of the present invention.
  • the manufacturing apparatus 70 includes a split-type crucible 80 a, 80 b, a split-type crucible receiving table 82 a, 82 b in which the crucibles 80 a, 80 b are housed, and the crucible 80.
  • a hot water supply means 86 for supplying molten metal 84 in 80 b; a stirrer 88 for cooling and stirring the molten metal 84 in the crucibles 80a, 80b; and a crucible 80a , 80b are integrally taken out of the crucible receiving tables 82a, 82b, and a supply robot 92 for feeding the semi-solid metal 90 to the molding machine 22 is provided.
  • the crucibles 80a and 80b are each formed by dividing a bottomed cylindrical body into two in the diameter direction, and each outer peripheral portion is paired with a pair of hook-shaped projections 94a and 94b.
  • the grooves 96a and 96b are arranged linearly in the axial direction (see FIG. 11A).
  • a heat-resistant packing 97 is interposed between the mating surfaces of the crucibles 80a and 80b.
  • the crucible receivers 8 2a and 8 2b are each formed by dividing a bottomed cylindrical body into two parts in the diameter direction, and the lower end side corners are fulcrum 98a, It is swingably supported on the installation surface 99 via the 98b.
  • Rods 102a and 102b extending from cylinders 100a and 100b are connected to the sides of the crucible receiving tables 82a and 82b, while the cylinder 1 00 a and 100 b are tiltable with respect to the installation surface 99.
  • the recesses 104 are formed physically in them, and around the recess 104, heat sinks 106 a , 106b is buried.
  • the hot water supply means 86 includes a ladle 108 for pumping one shot of the melt 84 from the melt holding furnace 14.
  • the ladle 108 is configured to be movable and tiltable between a position for pumping the molten metal 84 and a position for pouring into the crucibles 80a and 80b.
  • the stirrer 88 includes, for example, a stainless steel chiller (cooling member) 110, and the outer shape of the chiller 110 is set to be cylindrical, and the chiller 110 is provided. Are vertically movable and rotatable via a drive mechanism (not shown).
  • the chill 1 1 0 is the lid 1
  • the lid member 112 is rotatably inserted into the lid 12, and can be moved up and down integrally with the cooling iron 110.
  • the lid member 112 is desirably made of a material having no air permeability, and a cone or a pyramid whose surface in contact with the molten metal 84 projects toward the flat surface or the center toward the molten metal 84. Set to the shape.
  • the supply robot 92 includes a wrist 114, and an opening / closing mechanism 115 is attached to the wrist 114.
  • the opening / closing mechanism 115 has cylinders 116a and 116b as advancing and retreating means, and rods 118a and 118b extending from the cylinders 116a and 116b in opposite directions.
  • the ends of the arm members 120a and 12Ob are fixed vertically downward.
  • the arm members 120a and 120b include a pair of outer projections 122a and 122b that are inserted into and engaged with the respective projections 94a and 94b of the crucibles 80a and 80b.
  • a pair of inner projections 124a, 12 are provided which fit into the grooves 96a, 96 of the lips 80a, 80b.
  • a lid member 126 made of a heat insulating material is fixed to the supply robot 92 below the opening / closing mechanism 115.
  • the lid member 126 comes into close contact with the upper surfaces of the crucibles 80a and 80b and the crucibles 80a and 80b. It has the function of securing the heat insulation properties and preventing the leakage of semi-solid metal 90.
  • the dimensions of the concave portion 104 are set slightly smaller than the outer shapes of the crucibles 80a, 80b, and the crucibles 80a, 80b are closed with the crucible receiving tables 82a, 82b closed. b are kept liquid-tight with each other with the heat-resistant packing 97 interposed therebetween.
  • a ladle 108 constituting the hot water supply means 86 supplies the molten metal 84 into the crucibles 80a and 80b which pump out one shot of the molten metal 84.
  • Hot water the crucibles 80a and 80b are heated to a predetermined temperature (for example, at 280) through the heaters 106a and 106b buried in the crucible receiving tables 82a and 82b.
  • the melt 84 which is an aluminum melt held at 650 to 700, is supplied into the crucibles 80a and 80b.
  • the chiller 110 is heated to 100 to remove moisture, etc., and this chiller 110 is turned into a 80 a, as shown in FIG. 11C. , Descend while rotating from above 80b. Therefore, the chiller 110 cools the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b and agitates the molten metal 84. More preferably,
  • the chill 110 After the chill 110 is immersed in the melt 84 in the crucibles 80a and 80b while rotating in a predetermined direction at a relatively low speed, the chill 110 is rotated at a lower speed in the melt 84. By raising, the chill 110 cools the molten metal 84 while cooling the molten metal 84.
  • the lid member 112 descends integrally with the chill 110, and the lid member 112 is disposed on the open upper end side of the loops 80a and 80b.
  • the surface of the melt 84 is not oxidized during cooling and stirring by the chiller 110, and air can be reliably prevented from being mixed into the melt 84.
  • the chill 110 is removed from the crucibles 80a, 8Ob while rotating, while the supply robot 92 is placed on the crucibles 80a, 8Ob.
  • the arm members 120a and 120b move downward through the wrist 114 (see FIG. 11D), and the respective outer protrusions 122a and 122b are connected to the crucibles 80a and 80b.
  • the projections 94a, 94b are fitted together, and the respective inner projections 124a, 124b are fitted into the grooves 96a, 96b of the crucibles 80a, 80b.
  • the crucible supports 82a and 82b swing in a direction away from each other, and are held in the recesses 104.
  • the loops 80a and 80b are taken out while being held by the arm members 120a and 120b.
  • Wrist 1 14 is located above slurry inlet 24 of molding machine 22 After that, the cylinders 116a, 116b constituting the opening / closing mechanism 115 are driven, and the rods 118a, 118b are displaced in a direction away from each other.
  • the arm members 120a and 120b are displaced in a direction away from each other, and the crucibles 80a and 80b held by the arm members 120a and 120b are opened from each other. Is done.
  • semi-solid metal 90 is manufactured as a whole, and this semi-solid metal 90 is used when the crucibles 80a and 8Ob are opened. It is then dropped and supplied to the slurry inlet 24 (see Fig. 11F).
  • the molten metal 84 for one shot supplied into the crucibles 80a and 80b is cooled while being cooled by the chiller 110.
  • the chiller 110 By stirring under the rotation of 0, it is possible to obtain a semi-solid metal 90 in a uniformly uniform and good slurry state having no directivity in cooling.
  • the open ends of the crucibles 80a and 80b are closed by the lid member 112 during cooling and stirring by the chiller 110, oxidation of the surface of the molten metal 84 and the melting of the molten metal 84 It is possible to effectively prevent air from entering the inside. As a result, an effect is obtained that a high-quality semi-solid metal 90 can be efficiently obtained.
  • split crucibles 80a and 80b are provided, and arm members 122a and 120b constituting mouth pot 92 are engaged in crucibles 80a and 80b, respectively.
  • the crucibles 80a and 80b can be opened and closed. Therefore, simply moving the crucibles 80a and 80b above the slurry inlet 24 in the direction away from each other allows the semi-solid metal 90 to be easily and reliably dropped and supplied to the slurry inlet 24. It becomes possible to do.
  • FIG. 12 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus 130 for performing the method for manufacturing a semi-solid metal according to the third embodiment of the present invention.
  • the manufacturing apparatus 130 includes a divided crucible 140a, 14Ob, a divided crucible receiving table 142a, 142b, and a robot 1 for transporting the crucible 140a, 140b.
  • hot water supply means 148 for supplying one shot of molten metal 146 in the crucibles 140a and 140b, and a stirrer 150 for cooling and stirring the molten metal 146 in the crucibles 140a and 140b.
  • a pair of projections 152a and 152b are formed on the outer periphery of the crucibles 140a and 14Ob to bulge out.
  • the crucible support 142a is connected to a rod 158 extending from the cylinder 156, and is movable in the direction of the arrow via a pulley 160.
  • the crucible cradle 142 b is fixed to the installation surface 16 1. When the crucible receiving tables 142a and 142b are closed with each other, a concave portion 162 is integrally formed therein.
  • the crucible cranes 142a and 142b have buried 164a and 164b, respectively (see Fig. 13A).
  • the opening and closing mechanism 166 is mounted on the robot 144, and the upper ends of the arm members 172a and 172b are connected to rods 170a and 170b extending from the cylinders 168a and 168b constituting the opening and closing mechanism 166. Is done. At the lower ends of the arm members 172a and 172b, protrusions 1 provided on the side surfaces of the crucibles 140a and 140b are provided.
  • Hot water supply means 148 includes a ladle 176
  • stirrer 150 includes a relatively small diameter chill 178.
  • the chill 178 is rotatable via a drive mechanism 180, and the drive mechanism 180 is mounted on the movable base 182 and is movable in the direction of the arrow (horizontal direction).
  • the crucibles 140a and 140b are attached to the robot 144 in a state where the crucible receiver 142a is separated from the crucible receiver 142b. It is gripped and inserted into the crucible cradle 142a, 142b.
  • the crucible receiving table 142a moves toward the crucible receiving table 142b and is closed to each other, and the crucibles 140a, 140 are formed in concave portions 162 integrally formed therebetween.
  • b is stored and held (see Fig. 13B) Further, as shown in FIG.
  • the same effects as in the second embodiment can be obtained by using the split crucibles 140a and 140b.
  • the chills 46, 110, and 178 are set in a cylindrical shape, but it is sufficient that at least the outer shape has a cylindrical shape.
  • a chill 186 shown in FIG. 14 includes a cylindrical body 188 and a mounting plate 189 to which an end of the cylindrical body 188 is fixed, while a chill 190 shown in FIG. And a shaft member 194 fixed to the inner bottom 192a of the cylindrical body 192.
  • FIG. 16 is a schematic perspective explanatory view of a manufacturing apparatus 200 for performing the method for manufacturing a semi-solid metal according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the manufacturing apparatus 70 according to the second embodiment shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the production apparatus 200 includes a stirrer 202. As shown in FIGS. 16 and 17, above the crucible receiving tables 82a and 82b, a chiller (cooling member) 204 constituting the agitator 202 is provided with a rotating part 204. 6 is detachably arranged via ceramic force bras 208.
  • the chill 204 is used as the molten metal 84, and is made of, for example, a material that does not melt at the temperature of the molten aluminum, such as copper or stainless steel.
  • the outer shape of the chill 204 is set in the shape of a quadrangular prism and has a downward draft.
  • the rotating unit 206 drives the chill 204 in rotation
  • the rotating unit 206 is configured to move up and down integrally with the chill 204 via the moving unit 210. And move horizontally in a spiral (see Figure 18). That is, the moving unit 210 has two functions of a lifting unit and a spiral moving unit, and the rotating unit 206 and the moving unit 210 constitute a driving mechanism.
  • the molten metal 84 in the crucibles 80 a and 80 b is adjusted based on the temperature of the molten metal 84. Is cooled by a chiller 204 kept at a low temperature, and while the chiller 204 is rotated, it is horizontally wound along the shape of the crucibles 80a and 80b. And stirred. For this reason, there is no directivity in cooling the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b, and the desired semi-solid metal 90 uniformly and surely as a whole is quickly obtained. be able to. Therefore, it is not necessary to reheat the semi-solid metal 90, and it is possible to directly supply the semi-solid mold 90 to the slurry inlet 24 of the molding machine 22.
  • the outer shape of the chill 204 is set in the shape of a quadrangular prism, so that the molten metal 84 can be surely stirred. Further, the chill 204 has a draft angle downward, so that the chill 204 can be smoothly extracted from the semi-solid metal 90.
  • FIG. 19 is a schematic perspective explanatory view of a stirrer 290 constituting a manufacturing apparatus for performing a method for manufacturing a semi-solid metal according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the stirrer 290 is a pair of chillers (cooling members) 292 a, 292 for cooling and stirring the molten metal 294 in the divided crucibles 292 a, 292 b. b.
  • the chillers 296a and 296b are removably arranged with respect to the rotating parts 298a and 298b via ceramic couplers 300a and 300b.
  • the chillers 296a and 296b are made of, for example, copper, stainless steel, etc., like the chillers 204, and are set to have a quadrangular prism-shaped outer shape. It has a draft toward it.
  • the rotating parts 298a and 298b drive the cooling members 296a and 296b while the rotating parts 298a and 298b move the moving part 302.
  • the chill 2 9 6 a Through the chill 2 9 6 a,
  • the crucibles 2922a and 2922b are set in a rectangular shape in close contact with each other, and a heat-resistant packing 304 is interposed on the mating surface.
  • the crucibles 2922a and 2922b are arranged on a split-type crucible support (not shown). Note that an integral crucible may be used instead of the split crucibles 2922a and 2922b.
  • one shot of molten metal 294 is supplied into the crucibles 292a and 292b that are in close contact with each other, and then the moving unit
  • the chillers 2296a, 296b are placed above the crucibles 292a, 292b via 302.
  • the rotating units 2998a and 2998b the cooling members 2996a and 2996b descend while rotating.
  • the moving part 310 2 It is reciprocated in the horizontal direction under the action of. For this reason, the chills 29 6 a and 29 6 b cool the molten metal 29 4 in the crucibles 29 2 a and 29 2 b, and also convert the molten metal 2 94 into the crucible 29 9 a. , 292 Stir according to the shape of 2b.
  • the chillers 296a and 296b rotate, the chillers reciprocate along the longitudinal direction (the direction of arrow A) of the crucibles 292a and 292b.
  • the molten metal 294 is effective throughout this lup 292a, 292b Can be stirred. Therefore, in the crucibles 2992a and 2922b, it is possible to obtain a desired semi-solid metal 90 in a cooling state having no directivity and a uniform and good slurry state as a whole. The same effect as that of the fourth embodiment can be obtained.
  • FIG. 20 is a schematic perspective explanatory view of a stirrer 320 constituting a production apparatus for performing a method for producing a semi-solid metal according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the stirrer 320 is provided with a chiller (cooling member) 326 for stirring the molten metal 324 in the divided crucibles 322a and 322b while cooling.
  • the chiller 326 is detachably disposed with respect to the rotating part 328 via a ceramic force bra 330.
  • the chiller 326 like the chiller 204, is made of, for example, copper, stainless steel, or the like, is set to have a quadrangular prism shape, and has a downward draft. are doing.
  • the rotating part 3 228 drives the cooling fin 3 26 to rotate, while the rotating part 328 is configured to be able to move up and down integrally with the cooling fin 3 26 via a moving part 3 32.
  • the moving part 3332 has a function as a vertical moving means for reciprocating the chiller 326 along the longitudinal direction (arrow B direction) of the crucibles 3222a and 3222b.
  • the crucibles 32 2 a and 32 2 b are set in a cylindrical shape in close contact with each other, and a heat-resistant packing 334 is interposed on the mating surface. This crucible 3 2
  • the split type crucible (not shown) is placed on the cradle. It should be noted that an integral crucible may be used instead of the split crucibles 3 2 a and 3 2 b.
  • one shot of molten metal 324 is supplied into the crucibles 322a and 322b that are in close contact with each other, and then the moving mechanism is moved.
  • a chiller 32 6 is arranged above the crucibles 32 22 a and 32 22 b via 33 2.
  • the chiller 326 descends via the moving part 332 while rotating under the action of the rotating part 328.
  • the chill 3232 is immersed in the molten metal 324 in the crucibles 322a and 322b, and then reciprocates vertically under the action of the moving portion 332.
  • the chiller 3 2 6 cools the molten metal 3 2 4 in the crucibles 3 2 2 a and 3 2 2 b, and also cools the molten metal 3 2 4 into the crucibles 3 2 2 a and 3 2 2 b. Stir according to the shape.
  • the chill 326 reciprocates along the longitudinal direction (arrow B direction) of the crucibles 322a and 322b while rotating, the entire crucibles 322a and 322b
  • the molten metal 324 can be reliably and effectively stirred over a long period of time. Therefore, it is possible to obtain a desired semi-solid metal 90 having no cooling directivity and having a uniform and favorable slurry state as a whole, and has the same effects as the fourth and fifth embodiments.
  • the chills 204, 296a, 296b, and 326 are set in a square shape, but the present invention is not limited to this.
  • a chiller 340 whose outer shape is set to an elliptical shape (see FIG. 21)
  • a chiller 342 whose outer shape is set to a compound elliptical shape (see FIG. 22)
  • Use gold 344 see Fig. 23
  • chiller 346 with hexagonal outer shape see Fig. 24
  • chiller 348 with outer chamfered hexagonal shape see Fig. 25. You may.
  • FIG. 26 is a schematic perspective explanatory view of an apparatus 400 for producing semi-solid metal according to the seventh embodiment of the present invention. Note that the same components as those of the manufacturing apparatus 200 according to the fourth embodiment shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the manufacturing apparatus 400 includes a stirrer 402. Above the crucible receiving tables 82a and 82b, a plurality of chillers (cooling members) 406a to 406d constituting the stirrer 402 can be removed from the rotating unit 206 via the ceramic force bra 208. Connected.
  • the chillers 406a to 406d are used as the melt 84, and are made of a material that does not melt at the temperature of the aluminum melt, such as copper or stainless steel.
  • the outer shape of the entirety of the chillers 406 a to 406 d is set in the shape of a quadrangular prism, and has a draft downward.
  • the cooling plates 406a to 406d have through-holes 408a to 408d formed in the center of each, and an arbitrary number of the cooling plates 406a to 406d are fixed. It can be held integrally with the rotating part 206 via the means 412.
  • the fixing means 412 is composed of a screw shaft (shaft member) 414 integrally penetrated through the through holes 408 a to 408 d of the laminated cooling plates 406 a to 406 d, and a lower end of the screw shaft 414.
  • Nut member (fixing tool) 416 to be screwed into the chiller 406 a to 406 d
  • a support plate 4 15 for supporting the support.
  • the upper end of the screw shaft 4 14 is attachable to and detachable from the force bra 208.
  • the cooling unit mounted on the rotating unit 206 is used.
  • the number of gold 406a to 406d is increased or decreased.
  • the chills 406 a to 406 d are changed to, for example, chills 400 a to 406 c.
  • a predetermined number of chillers (not shown) may be stacked on the chillers 406a to 406d. .
  • the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b is cooled by a predetermined number of chills 406a to 406d, and the chill 4
  • the molten metal 84 is agitated by rotating the molten metal 84 through the rotating unit 206 in a unitary manner. Therefore, no directivity is generated in cooling the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b, and the desired semi-solid metal 22 which has been slurried uniformly and reliably as a whole is extremely quickly. The effect of being able to obtain efficiently is obtained.
  • FIG. 29 is a schematic perspective explanatory view of a semi-solid metal manufacturing apparatus 490 according to the eighth embodiment of the present invention. Note that the same components as those of the manufacturing apparatus 400 according to the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • This manufacturing apparatus 490 is provided with a plurality of chills (cooling members) 492 a to 492 d which also have a stirring function, and the chills 492 a to 492 d are driven by a driving mechanism. It is removably arranged with respect to 4 94 through a ceramic power bra 4 96.
  • the chillers 492a to 492d are made of, for example, copper, stainless steel, or the like, and the upper ends thereof are integrated with a connecting portion 498. This connecting portion 498 is detachable from the force bra 4996.
  • the outer shape of each of the chillers 492a to 492d is set in a columnar shape, and each has a downward draft.
  • a chiller 492a is supplied via the drive mechanism 494. 4492 d descends while rotating and is immersed in the molten metal 84 in the crucibles 80 a and 80 b.
  • the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b is cooled and stirred, and a semi-solid metal 90 having a desired slurry state is obtained.
  • the four chills 492a to 492d are integrally cooled while cooling the molten metal 84 in the crucibles 80a and 80b.
  • the stirring of 4 has the effect that it is possible to obtain the desired semi-solid metal 90 efficiently and quickly, especially even if the weight of the melt 84 is large.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram of a chill 500 constituting a semi-solid metal manufacturing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the cooling member 500 has a plurality of rib portions 504a to 504i integrally provided on the outer periphery of the column portion 502 at predetermined intervals in the axial direction. Therefore, in the ninth embodiment, the molten metal 84 is rapidly and rapidly rotated through the plurality of rib portions 504 a to 504 i by rotating the cooling metal 500 in the molten metal 84. Cooling and stirring are performed smoothly, and the same effects as in the seventh and eighth embodiments can be obtained.
  • FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional explanatory view of a semi-solid metal manufacturing apparatus 5100 according to a tenth embodiment of the present invention.
  • the manufacturing apparatus 510 includes a heat insulating crucible 514 for holding a molten metal 511 made of a predetermined amount (for one shot) of molten metal, and the molten metal 521 in the crucible 514 for a predetermined temperature. And a cooling member for supplying a first liquid metal 5 18 as a cooling medium maintained at a temperature equal to or lower than the temperature of the molten metal 5 12 inside the cooling member 5 16. And a magnetic stirring mechanism (drive mechanism) 522 for stirring the molten metal 512 through the cooling member 516.
  • the crucible 514 is made of, for example, silicon nitride.
  • the crucible 514 is arranged on a lift table 524, and a heating head is provided on the outer periphery of the crump 514.
  • E5 2 6 is worn.
  • the elevating table 52 4 is movable up and down via driving means (not shown), and is configured to be rotatable as required.
  • a coil section 5 28 constituting the electromagnetic stirring mechanism 5 2 2 is arranged around the crucible 5 1 4. ing.
  • the cooling mechanism 520 includes: a first supply unit 5330 for supplying a first liquid metal 518 for cooling the molten metal 512 to a predetermined temperature into the cooling member 516; In order to remove the solidified matter adhering to the surface of 6, the second supply of the second liquid metal 532, which is a heating medium higher than the liquefaction temperature of the solidified matter, into the cooling member 516 Means 5 3 4.
  • the molten metal 512 is a molten metal such as aluminum, an alloy thereof, magnesium, or an alloy thereof, and the first and second liquid metals 518 and 532 are tin or a tin alloy.
  • the first supply means 5330 keeps the temperature of the first liquid tank 536 in which the first liquid metal 518 is stored, and the first liquid metal 518 in the first storage tank 5336. By performing heat exchange between the first heating furnace (first heating unit) 538 and the first liquid metal 518, a heat exchanger 5 for cooling the first liquid metal 518 40, and a first circulation path 542 for circulating the first liquid metal 518 through the inside of the cooling member 516.
  • the heat exchanger 540 is provided with a heat exchange coil 544 to which cooling water is supplied, and the heat exchange coil 44 is connected to the first liquid metal 5 18 in the first storage tank 5 36. It is immersed in.
  • the first heating furnace 538 is disposed around the first storage tank 536.
  • the first circulation path 542 is formed of a SUS pipe, and the lower end of the first storage tank 5336 is connected to the inlet end 542a, and the first storage tank 536 is connected to the outlet thereof.
  • the end 5442b of the first liquid metal 518 is immersed in the first liquid metal 518 from above the first storage tank 5336 to a predetermined height.
  • the first circulation path 542 constitutes a part of the cooling member 516, and the first electromagnetic pump 546 is arranged on the end 542a side. (See Figure 31).
  • the second supply means 5 3 4 includes a second storage tank 5 48 in which the cooling member 5 32 is stored, and a second heating for heating the cooling member 5 32 in the second storage tank 5 48.
  • a furnace (second heating unit) 550 and a second circulation path 552 for circulating the cooling member 532 through the inside of the cooling member 516 are provided.
  • the second heating furnace 550 is disposed around the second storage tank 548, and the second circulation path 552 has an inlet-side end 552a that is connected to the second storage tank 552. Connected to the lower side of tank 5 4 8 At the same time, the end 5552b on the outlet side is immersed in the second liquid metal 532 from above the second storage tank 548 to a predetermined position.
  • the second circulation path 552 is provided with a second electromagnetic pump 554 in the vicinity of the end 552a side, and is joined to the first circulation path 542 on the way to cool the cooling member. It forms part of 516 (see Figure 32).
  • a first thermocouple (first detecting means) 558 for measuring the temperature of the molten metal is attached to the joint portion of the first and second circulation paths 542, 552 via a support 556.
  • the first thermocouple 558 detects the temperature of the molten metal 5 12 in the crucible 5 14.
  • a second thermocouple (second detection means) 560 for detecting the temperature of the first liquid metal 518 is provided in the first storage tank 536 constituting the first supply means 530.
  • a third thermocouple (third detection means) 562 for detecting the temperature of the second liquid metal 532 is provided in the second storage tank 548 constituting the second supply means 534. Is established.
  • a molten metal such as an aluminum alloy (AC 2 B) is used as a molten metal material.
  • the molten metal is kept at a temperature of 65 0 by a molten metal holding furnace (not shown).
  • 6 4 supplies the molten metal 5 1 2 into the crucible 5 14 pumping out one shot, for example, 20 kg.
  • the rubbish 5 14 is equipped with a heat sink 5 2 6, and the temperature of the molten metal 5 12 in the crucible 5 14 is kept constant through the heat sink 5 2 6. ing.
  • the cooling member 516 is a SUS pipe having an inner diameter of 20 mm, and is formed in a coil shape having a total length of 700 mm.
  • the first liquid metal 518 is held at 250 in the first storage tank 536 constituting the first supply means 530.
  • the second liquid metal 532 is stored at 600 in the second storage tank 548 which constitutes the second supply means 534, while only 100 liters are stored. Only liters are stored.
  • the temperatures of the first and second liquid metals 5 18 and 5 32 are the second and And the third thermocouples 560 and 562, and the heat exchanger 540 and the first heating furnace 538 are driven based on the detection result of the second thermocouple 560, The temperature of the first liquid metal 5 18 is kept constant.
  • the second heating furnace 550 based on the detection result of the third thermocouple 562 the temperature of the second liquid metal 532 is kept constant.
  • the first electromagnetic pump 546 is driven, and the first liquid metal 518 in the first storage tank 536 is cooled through the first circulation path 542 at a flow rate of 20 liters.
  • the first liquid metal 5 18 is returned into the first storage tank 5 36 from the end portion 5 42 b (see FIG. 33C).
  • the molten metal 5 12 in the crucible 5 14 is cooled through the cooling member 5 16 through which the relatively low-temperature first liquid metal 5 18 is circulated.
  • the coil portion 528 constituting the electromagnetic stirring mechanism 5222 is driven, and the molten metal 5122 in the crucible 5114 is stirred.
  • the temperature of the molten metal 5 12 in the crucible 5 14 is detected by the first thermocouple 5 58, and the temperature of the molten metal 5 12 is cooled until the detected temperature reaches a preset semi-solidification temperature. Stirring is performed. Therefore, a semi-solid metal 566 which has no directivity of cooling and is slurried as a whole uniformly and well is produced in the crucible 514 (see FIGS. 31 and 33). C).
  • the second electromagnetic pump 554 is driven. Therefore, as shown in FIG. 33D, the second liquid metal 532 in the second storage tank 548 is cooled by the cooling member 5 through the second circulation path 552 at a flow rate of 20 liters. Supplied inside 16.
  • the second liquid metal 532 is maintained at a temperature higher than the liquefaction temperature of the aluminum alloy used for the molten metal 512, and aluminum coagulated matter is adhered to the surface of the cooling member 516.
  • the solidified aluminum can be redissolved and reliably removed.
  • the drive of the second electromagnetic pump 554 is stopped, and the crucible 514 whose lowering pedestal 5 24 is lowered is separated from the cooling member 5 16.
  • a desired semi-solid metal 566 is obtained in the crucible 514.
  • the first and second liquid metals 5 18 and 5 32 are supplied to the cooling member 5 16 by the first and second electromagnetic pumps 5 46 and 5 54 at a flow rate of 20 liters Z.
  • the molten metal 5 12 in the crucible 5 14 is cooled from 65 0 to the slurry temperature at 570 in about 1 minute, while aluminum coagulate adheres to the surface of the cooling member 5 16 Can be effectively prevented.
  • the inside of the cooling member 5 16 is maintained at a predetermined cooling temperature.
  • the supplied first liquid metal 5 18 is circulated and supplied to cool the molten metal 5 12, and the electromagnetic stirring mechanism 5 2 2 is driven to agitate the molten metal 5 12. For this reason, no directivity is generated in cooling the molten metal 512, and a semi-solid metal 566 that is uniformly and reliably slurried can be obtained.
  • the temperature of the molten metal 512 and the temperature of the first liquid metal 518 are detected via the first and second thermocouples 558, 560, and the temperature of the first liquid metal 518 is controlled. ing.
  • the temperature control of the semi-solid metal 566 can be performed easily and accurately, and the cooling rate of the molten metal 5 12 can be improved to rapidly produce the semi-solid metal 566 at a stroke. is there.
  • the second liquid metal 532 which is higher than the liquefaction temperature of the molten material (for example, aluminum alloy), is cooled by the cooling member 51.
  • a second supply means 534 for supplying the inside of 6 is provided. That is, there is a possibility that a solidified layer may be formed by attaching an aluminum coagulated solidified from the molten metal 512 to the surface of the cooling member 516 that has cooled and stirred the molten metal 512. If the solidified layer is thick, aluminum coagulates are oxidized and mixed into the molten metal 5 12 in the crucible 5 14 at the next shot, or changes in the cooling conditions of the molten metal 5 It may cause variation in the amount.
  • the cooling member 5 16 is set in a coil shape in which the first and second circulation paths 542, 552 are integrally joined, but the crucible 5 14 Various shapes such as plate shape can be set according to the capacity and shape. That is, the shape may be set to an optimum shape that increases the surface area.
  • the electromagnetic stirring mechanism 522 is used to stir the molten metal 512
  • a mechanical stirring structure can be adopted instead.
  • the molten metal 5 12 may be stirred by rotating the crucible 5 14 itself, or by moving the crucible 5 14 in the horizontal direction along with the rotation of the crucible 5 14.
  • the cooling member 5 16 itself may be configured to rotate or move in the horizontal direction.
  • the molten metal supplied into the heat-insulating crucible is stirred while being cooled via the cooling member, and therefore, in the crucible, the molten metal is uniformly and reliably as a whole. It is possible to easily and efficiently obtain a desired semi-solid metal having a slurry and no directivity in cooling. In addition, there is no need to reheat the semi-solid metal, so that it is possible to reliably prevent high darning equipment costs.
  • the molten metal in the crucible is cooled via the cooling member, and the molten metal is stirred by moving the cooling member along the shape of the crucible. For this reason, in the heat-insulating crucible, the molten metal is slurried uniformly and reliably as a whole, and a desired semi-solid metal having no directivity in cooling can be easily and efficiently obtained.
  • the molten metal in the heat insulating crucible is cooled and stirred through a plurality of cooling members, the directivity of cooling is prevented as much as possible, and the slurry is uniformly and reliably as a whole. This makes it possible to quickly and efficiently produce a unified desired semi-solid metal.
  • the cooling member is immersed in the molten metal in the heat insulating crucible, and the molten metal is agitated while a cooling medium is supplied inside the cooling member. Therefore, directivity does not occur in cooling the molten metal, and the molten metal can be slurried quickly and reliably. Moreover, the temperature of the cooling medium By controlling the degree, it becomes possible to obtain a desired semi-solid metal efficiently and with high accuracy.
  • the heat-insulating crucible is driven to open and close via the opening and closing mechanism.
  • the semi-solid metal in the heat insulating crucible falls and is discharged from the heat insulating crucible by its own weight. Therefore, it is possible to obtain a desired semi-solid metal uniformly and reliably as a whole by preventing the directivity of cooling as much as possible, and to insulate the semi-solid metal with a simple structure. It is possible to discharge smoothly and reliably from the sex crucible.

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Description

明 細 書 半凝固金属の製造方法および装置 技術分野
本発明は、 溶融金属から所定のスラリーを得るための半凝固金属の製造方法お よび装置に関する。 背景技術
一般的に、 アルミニウムやマグネシウム、 またはそれぞれの合金等の溶融金属 を使用し、 成形用に 1ショット分の半凝固金属、 すなわち、 スラリーを製造する 作業が行われている。 スラリーを使用した成形作業では、 特に成形品の表面精度 に優れる等の利点があることが知られている。 この種のスラリーを製造するため に、 例えば、 チクソキャスト法およびレオキャスト法が広く採用されている。 しかしながら、 上記のチクソキャスト法では、 専用のビレットおよび再加熱装 置が必要となっている。 このため、 材料コストおよび設備コストが相当に高騰す るとともに、 製造作業全体が煩雑であるという問題が指摘されている。
一方、 上記のレオキャスト法は、 連続バッチ方式により大量製造を行うもので あり、 その冷却は、 水冷された冷却部に溶湯を接触させながら排出することによ り行われている。 このため、 スラリーの温度が冷却の始めと終わりとでは異なつ てしまい、 前記スラリーの温度管理が精密に遂行されないという問題がある。 また、 成形機内で冷却、 加熱および撹拌によりスラリーを製造する方法も知ら れているが、 サイクルタイムが長くなるとともに、 特にショット B1Sが ¾大する という不具合が生じている。
さらにまた、 製造されたスラリーを成形機内に供給する際には、 通常、 このス ラリーを収容する容器を鉛直方向に反転させている。 ところが、 容器内のスラリ 一の温度、 この容器の形状、 または前記スラリーの重量等に起因して該容器内の スラリー全量を排出することが困難となっている。 これにより、 容器内にスラリ 一の残留物が発生してしまい、 前記スラリーの供給重量にばらつきが生ずるとと もに、 前記容器内で新たに製造されるスラリーに悪影響を及ぼすという問題が指 摘されている。
また、 異なった部品を成形する場合には、 それに伴ってショット重量が変化す る。 従って、 スラリ一の温度管理を正確に行うことができず、 しかもショット重 量が増加する際にスラリーの製造作業に時間がかかってしまい、 種々の異なる部 品の成形作業を効率的かつ高品質に行うことが困難であるという問題が指摘され ている。
本発明は、 所望のスラリーを効率的かつ経済的に製造することが可能な半凝固 金属の製造方法および装置を提供することを目的とする。
また、 本発明は、 所望のスラリーを経済的に製造するとともに、 前記スラリー を容易かつ確実に排出することが可能な半凝固金属の製造装置を提供することを 目的とする。
さらにまた、 本発明は、 種々の重量の異なるスラリーを経済的かつ高品質に製 造するとともに、 構成を簡素化することが可能な半凝固金属の製造装置を提供す ることを目的とする。 発明の開示
本発明では、 所定量の溶融金属が断熱性るつぼに供給された後、 前記るつぼ内 の前記溶融金属が、 該溶融金属の温度以下の所定温度に冷却された冷却部材を介 して冷却されるとともに、 該溶融金属が撹拌される。 このため、 断熱性るつぼ内 では、 溶融金属が冷却の指向性を有することなく全体的に均一かつ確実にスラリ 一化し、 再加熱を不要にして所望の半凝固金属を効率的に得ることができる。 また、 本発明では、 所定 ffiの溶融金属が断熱性るつぼに供給された後、 前記る つぼ内の前記溶融金属が、 該溶融金属の温度以下の所定温度に冷却された冷却部 材を介して冷却されるとともに、 前記冷却部材を回転させながら該冷却部材を水 平方向およびノまたは上下方向に移動させることにより、 該溶融金属が撹拌され る。 例えば、 冷却部材が水平方向や上下方向に往復復動し、 または水平方向に渦 巻き状に移動する。
このため、 特に種々の形状の異なる断熱性るつぼが使用される際にも、 この断 熱性るつぼの形状に沿って冷却部材を移動させることにより、 冷却の指向性を可 及的に阻止して溶融金属を有効に撹拌することができる。 これにより、 溶融金属 が全体的に均一かつ確実にスラリー化し、 所望の半凝固金属を効率的かつ高品質 に得ることが可能になる。
さらに、 本発明では、 所定量の溶融金属が断熱性るつぼに供給された後、 前記 断熱性るつぼ内の前記溶融金属が、 複数の冷却部材を介して冷却および撹拌され ることにより、 半凝固金属が製造される。 このため、 ショット重量が増加しても 冷却の指向性を可及的に阻止して、 全体的に均一かつ確実にスラリー化した所望 の半凝固金属を迅速かつ円滑に得ることができる。
しかも、 冷却部材が任意の数だけ互いに積層された状態で、 駆動機構に対し固 定手段を介して一体的に保持される。 従って、 ショット重量の変化に応じて冷却 部材の積層数を変更するだけでよく、 簡単な構成で、 所望の半凝固金属を効率的 かつ高品質に製造することが可能になる。 なお、 固定手段が、 積層された複数の 冷却部材に一体的に挿通される軸部材とこの軸部材の端部に螺合する固定具とを 備えており、 構成の簡素化が有効に図られる。
さらにまた、 本発明では、 断熱性るつぼ内に溶融金属が供給された後、 この溶 融金属中に冷却部材が浸漬されるとともに、 前記冷却部材の内部に所定温度の冷 却媒体が供給された状態で、 前記溶融金属が撹拌される。 このため、 冷却の指向 性を可及的に阻止するとともに、 溶融金属を迅速かつ確実にスラリ一化すること ができる。 しかも、 冷却媒体の温度管理を行うことにより、 半凝固金属を再加熱 する必要がなく、 所望の半凝固金属を効率的に得ることが可能になる。
また、 本発明では、 所定量の溶融金属が分割型の断熱性るつぼに供給された後 、 前記断熱性るっぽ内の前記溶融金屈が、 冷却部材を介して冷却および搅拌され て半凝固金属が製造される。 次いで、 断熱性るつぼが開閉機構を介して開閉駆動 されることにより、 この断熱性るつぼ内の半凝固金属がその自重で落下して該断 熱性るつぼ内から排出される。
このため、 冷却の指向性を可及的に阻止して全体的に均一かつ確実にスラリー 化した所望の半凝固金属を得ることができるとともに、 前記半凝固金属を断熱性 るつぼから円滑かつ確実に排出することが可能になる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するため の製造装置の概略斜視説明図である。
図 2は、 前記製造装置の平面説明図である。
図 3は、 前記製造装置を構成する溶湯汲み出しロボッ 卜の動作説明図である。 図 4は、 前記製造装置を構成する撹拌機の説明図である。
図 5 A〜図 5 Eは、 前記撹拌機を構成する冷し金を処理するための冷し金処理 装置の説明図である。
図 6は、 前記製造装置による量産システムのタイムテ一ブルである。
図 7は、 前記製造装置の動作時にるつぼ内における各部位の温度変化を説明す る図である。
図 8は、 前記製造装置の動作を示す斜視説明図である。
図 9は、 前記製造装置の動作を示す斜視説明図である。
図 1 0は、 本発明の第 2の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置の概略斜視説明図である。
図 1 1 〜図1 1 Fは、 前記製造装置の動作を示す工程図である。
図 1 2は、 本発明の第 3の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置の概略斜視説明図である。
図 1 3八〜図1 3 Gは、 前記製造装置の動作を示す工程図である。
図 1 4は、 円筒形状の冷し金の説明図である。
図 1 5は、 有底円筒形状の冷し金の説明図である。
図 1 6は、 本発明の第 4の突施形態に係る半凝固金屈の製造方法を実施するた めの製造装置の概略斜視説明図である。
図 1 7は、 前記製造装置を構成する撹拌機の説明図である。
図 1 8は、 前記撹拌機の概略斜視説明図である。
図 1 9は、 本発明の第 5の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置を構成する撹拌機の概略斜視説明図である。
図 2 0は、 本発明の第 6の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置を構成する撹拌機の概略斜視説明図である。
図 2 1は、 外形が楕円状に設定された冷し金の説明図である。
図 2 2は、 外形が複合楕円状に設定された冷し金の説明図である。
図 2 3は、 外形が面取り四角形状に設定された冷し金の説明図である。
図 2 4は、 外形が六角形状に設定された冷し金の説明図である。
図 2 5は、 外形が面取り六角形状に設定された冷し金の説明図である。
図 2 6は、 本発明の第 7の実施形態に係る半凝固金属の製造装置の概略斜視説 明図である。
図 2 7は、 前記製造装置を構成する撹拌機の説明図である。
図 2 8は、 前記撹拌機を構成する冷し金の縦断面説明図である。
図 2 9は、 本発明の第 8の実施形態に係る半凝固金属の製造装置の概略斜視説 明図である。
図 3 0は、 本発明の第 9の実施形態に係る半凝固金属の製造装置を構成する冷 し金の説明図である。
図 3 1は、 本発明の第 1 0の実施形態に係る半凝固金属の製造装置の一部断面 概略説明図である。
図 3 2は、 前記製造装置を構成する冷却部材の拡大説明図である。
図 3 3 Aは、 るつぼに溶湯を給湯する際の説明図であり、
図 3 3 Bは、 前記るつぼを上昇させて溶湯内に冷却部材を浸潰させる際の説明 図であり、
図 3 3 Cは、 前記冷却部材に第 1液体金属を供給して前記溶湯の冷却および撹 拌を行う際の説明図であり、
図 3 3 Dは、 半凝固金属が製造された後、 前記冷却部材に第 2液体金属を供給 する際の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するため の製造装置 1 0の概略斜視説明図であり、 図 2は、 前記製造装置 1 0の平面説明 図である。 製造装置 1 0は、 アルミニウム、 その合金、 マグネシウム、 またはその合金等 の溶融金属からなる溶湯 1 2を保持する溶湯保持炉 1 4と、 この溶湯保持炉 1 4 内から所定量 （1ショット分） の溶湯 1 2を汲み出す溶湯汲み出しロボッ卜 1 6 と、 前記溶湯汲み出しロボット 1 6により汲み出された該溶湯 1 2を所定の断熱 性るつぼ 1 8に注湯するとともに、 前記るつぼ 1 8内で所望のスラリー状態にな つた半凝固金属 2 0を成形機 2 2の図示しないキヤビティに連通するスラリー投 入口 2 4に供給する供給ロボット 2 6と、 前記るつぼ 1 8を配置して該るつぼ 1 8内の溶湯 1 2を冷却および撹拌する第 1〜第 4撹拌機 2 8 a〜2 8 dとを備え る。
溶湯汲み出し口ポット 1 6は、 図 1および図 3に示すように、 支柱 3 0上に旋 回自在に設けられるアーム 3 2を備え、 このアーム 3 2の先端にラドル 3 4が傾 動可能に装着される。 供給ロボッ卜 2 6は、 第 1〜第 4撹拌機 2 8 a〜2 8 dの 配列方向 （矢印 A方向） に延在するレール 3 6に沿って進退自在である。 供給口 ボット 2 6は多関節型口ポットであり、 その先端には、 断熱性るつぼ 1 8を保持 可能な把持部 3 8が装着されている。
第 1撹拌機 2 8 aは、 るつぼ 1 8を離脱自在に配置するるつぼ受台 4 0を備え る。 このるつぼ受台 4 0は、 図 4に示すように、 るつぼ 1 8を収容するための凹 部 4 2を設けるとともに、 前記るつぼ受台 4 0の内部には、 前記凹部 4 2に配置 されるるつぼ 1 8を周回するようにしてヒー夕 4 4が埋設されている。
るつぼ受台 4 0の上方には、 撹拌機能を兼ねた冷し金 （冷却部材） 4 6が駆動 機構 4 8を介して取り外し可能に配置される。 冷し金 4 6は、 溶湯 1 2として使 用される、 例えば、 アルミニウム溶湯の溶湯温度で溶けない材質、 例えば、 銅や ステンレス等により構成されている。 この冷し金 4 6の外形は、 円柱形状に設定 されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有している。
冷し金 4 6は、 駆動機構 4 8に対しセラミック製力ブラ 4 9を介して着脱自在 であり、 この駆動機構 4 8がるつぼ受台 4 0上で昇降するとともに、 前記冷し金 4 6を回転駆動する。
なお、 第 2〜第 4撹拌機 2 8 b〜2 8 dは、 上記の第 1撹拌機 2 8 aと同様に 構成されており、 同一の構成要素には同一の参照符号を付して、 その詳細な説明 は省略する。
各冷し金 4 6は、 第 1〜第 4撹拌機 2 8 a〜2 8 dに設けられている各駆動機 構 4 8に対して着脱自在であり、 前記冷し金 4 6は、 溶湯 1 2の撹拌および冷却 を行う毎 （1ショット毎） に、 前記駆動機構 4 8から取り外されて冷し金処理装 置 5 0に送られる。
図 5 A〜図 5 Eに示すように、 冷し金処理装置 5 0は、 駆動機構 4 8から離脱 された冷し金 4 6を冷却油等の冷却媒体により冷却するための冷却槽 5 2と、 冷 却後の前記冷し金 4 6にエアブローを行ってその表面からアルミニウム凝固物を 除去するためのエアブロー手段 5 4と、 エアブロー後の前記冷し金 4 6をセラミ ック材のコーティング液内に浸漬させるコーティング槽 5 6と、 コ一ティング後 の該冷し金 4 6をヒ一夕 5 8により乾燥させる乾燥手段 6 0とを備える。
このように構成される製造装置 1 0の動作について、 以下に説明する。 なお、 製造装置 1 0による量産システムのタイムテーブルが、 図 6に示されている。 先ず、 溶湯保持炉 1 4内で溶湯 1 2が 6 5 0 程度に加熱保持された状態で、 溶湯汲み出し口ポット 1 6が駆動される。 図 3に示すように、 溶湯汲み出しロボ ッ卜 1 6では、 アーム 3 2の作用下にラドル 3 4が溶湯保持炉 1 4内に挿入され 、 このラドル 3 4が傾動することにより 1ショット分の溶湯 1 2が該ラドル 3 4 により汲み出される。 溶湯 1 2を汲み出したラドル 3 4は、 注湯位置 （図 3中、 二点鎖線位置参照） に移動される一方、 この注湯位置には、 供給ロボット 2 6が 把持部 3 8により空のるつぼ 1 8を保持して配置されている （図 1参照） 。 そこで、 ラドル 3 4が傾動され、 供給ロボット 2 6に保持されているるつぼ 1 8内に 1ショット分の溶湯 1 2が注湯される。 次いで、 供給ロボット 2 6は、 る っぽ 1 8を第 1〜第 4搅拌機 2 8 a〜 2 8 dの所定の位置、 例えば、 前記第 1搅 拌機 2 8 aを構成するるつぼ受台 4 0の凹部 4 2に挿入する。 るつぼ受台 4 0で は、 ヒー夕 4 4が駆動されて予め所定の温度に維持されており、 凹部 4 2に配置 されるるつぼ 1 8内の溶湯 1 2が周囲から一挙に冷却されることを防止している 第 1撹拌機 2 8 aでは、 冷し金 4 6が、 水分除去および冷却条件の安定化のた めに予め 1 0 0で程度に加熱保持されており、 前記冷し金 4 6力 駆動機構 4 8 を介して比較的低速で所定方向に回転しながらるつぼ 1 8内の溶湯 1 2中に浸漬 される。 その後、 駆動機構 4 8の作用下に冷し金 4 6が溶湯 1 2中で回転速度を 上げることにより、 この溶湯 1 2を冷却しながら迅速に撹拌する。
冷し金 4 6力 予め設定された時間だけ、 あるいはスラリー供給信号が入力さ れるまで溶湯 1 2の撹拌を行った後、 この冷し金 4 6が回転しながらるつぼ 1 8 から引き上げられる。 このため、 断熱性るつぼ 1 8内には、 全体的に一定温度に 保持された半凝固金属 2 0が得られる。
なお、 上記の半凝固金属 2 0の製造工程において、 るつぼ 1 8内の雰囲気、 前 記るつぼ 1 8の温度、 溶湯 1 2のセンター温度、 前記溶湯 1 2の端部温度、 およ び冷し金 4 6の温度は、 図 7に示されるように変化している。
一方、 供給ロボット 2 6は、 第 1〜第 4撹拌機 2 8 a〜2 8 dの中、 所望のス ラリー状態に冷却および撹拌された半凝固金属 2 0を有する、 例えば、 第 4撹拌 機 2 8 dに対応して移動される。 第 4撹拌機 2 8 dでは、 駆動機構 4 8が上方に 待機するとともに、 冷し金 4 6が取り外されており、 供給ロボット 2 6は、 この 第 4撹拌機 2 8 dのるっぽ受台 4 0に配置されているるつぼ 1 8を把持し、 この るつぼ 1 8を前記第 4撹拌機 2 8 dから取り出す （図 8参照） 。
さらに、 供給ロボット 2 6は、 把持部 3 8により把持されているるつぼ 1 8を 成形機 2 2のスラリー投入口 2 4に対して配置した後、 このるつぼ 1 8を反転さ せる。 これにより、 るつぼ 1 8内の半凝固金属 2 0は、 スラリー投入口 2 4に向 かって落下供給される （図 9参照） 。 そして、 成形機 2 2では、 半凝固金属 2 0 を用いた成形処理が行われ、 所定の成形品が得られることになる。
供給ロボッ卜 2 6は、 空になったるつぼ 1 8をエアブロー位置に移動してエア ブロー処理を施すことにより、 この断熱性るつぼ 1 8内に残存するアルミニウム が除去される。 次いで、 るつぼ 1 8の内部にセラミック材等によるコ一ティング が行われた後、 このるっぽ 1 8が注湯位置に配置される。
第 1撹拌機 2 8 aでは、 溶湯 1 2の冷却および撹拌を行って上方に取り出され た冷し金 4 6力 駆動機構 4 8から離脱されてロポット等により冷し金処理装置 5 0に移送される （図 5 A参照） 。 この冷し金処理装置 5 0では、 図 5 Bに示す ように、 冷し金 4 6力 先ず、 冷却槽 5 2内に浸漬されて冷却処理が行われた後 、 エアブロー手段 5 4を介してこの冷し金 4 6の表面に付着しているアルミニゥ ム凝固物の除去が行われる （図 5 C参照） 。 さらに、 冷し金 4 6は、 図 5 Dに示 すように、 コ一ティング槽 5 6内のコーティング液に浸漬されてその表面にセラ ミック材がコ一ティングされる。 冷し金 4 6の表面が溶湯 1 2と反応することを 防止するとともに、 前記冷し金 4 6の表面に付着するアルミニウム凝固物の除去 が容易に遂行されるからである。
コーティング処理後の冷し金 4 6には、 乾燥手段 6 0を構成するヒー夕 5 8の 作用下に乾燥処理が施されるとともに、 この冷し金 4 6が所定の温度に加温され る （図 5 E参照） 。 乾燥後の冷し金 4 6は、 駆動機構 4 8に装着されて新たな溶 湯 1 2の冷却および撹拌作業に再使用される。
この場合、 第 1の実施形態では、 るつぼ 1 8内の溶湯 1 2をこの溶湯 1 2の温 度よりも低い温度に保持された冷し金 4 6により冷却するとともに、 この冷し金 4 6を回転させて撹拌している。 このため、 溶湯 1 2の冷却に指向性が発生する ことがなく、 全体的に均一かつ確実にスラリ一化した半凝固金属 2 0を得ること ができ、 この半凝固金属 2 0を再加熱することなく成形機 2 2のスラリー投入口 2 4に供給することが可能になる。
これにより、 常に安定した半凝固金属 2 0を 1ショット毎に得ることができ、 しかも再加熱装置等の設備が不要になって経済的かつ効率的に前記半凝固金属 2 0を製造することが可能になるという効果が得られる。 さらに、 冷し金 4 6の外 形が円柱形状に設定されており、 スラリー化する溶湯 1 2によりこの冷し金 4 6 が損耗することを有効に阻止することができる。 また、 冷し金 4 6が下方に向か つて抜き勾配を有しており、 この冷し金 4 6を半凝固金属 2 0から円滑に抜き取 ることが可能になる。
なお、 第 1の実施形態では、 冷し金 4 6の表面に付着しているアルミニウム凝 固物を除去するために、 エアブロー手段 5 4を使用しているが、 これに代替して 振動発生手段やサンドプラスト等を用いることができる。
また、 第 1の実施形態では、 溶湯保持炉 1 4と供給ロボット 2 6との間に 1シ ョット分の溶湯を汲み出すための溶湯汲み出しロボット 1 6を設けているが、 供 給ロボッ卜 2 6に保持されているるつぼ 1 8に溶湯保持炉 1 4から 1ショッ卜分 の溶湯 1 2を直接給湯するように構成すれば、 この溶湯汲み出しロボット 1 6を 必ずしも用いなくてもよい。
図 1 0は、 本発明の第 2の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置 7 0の概略斜視説明図である。
この製造装置 7 0は、 分割型るつぼ 8 0 a、 8 O bと、 このるつぼ 8 0 a、 8 0 bが収容される分割型るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bと、 前記るつぼ 8 0 a、 8 0 b内に溶湯 8 4を給湯する給湯手段 8 6と、 前記るつぼ 8 0 a、 8 O b内の前記 溶湯 8 4を冷却および撹拌する撹拌機 8 8と、 該るつぼ 8 0 a、 8 0 bを一体的 に保持して前記るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bから取り出すとともに、 成形機 2 2に 半凝固金属 9 0を送り出す供給ロボッ卜 9 2とを備える。
るつぼ 8 0 a、 8 O bは、 有底円筒体を直径方向に 2分割して構成されており 、 それぞれの外周部には、 対をなす鈎状突起部 9 4 a、 9 4 bと対をなす溝部 9 6 a、 9 6 bとが軸方向に直線状に配設されている （図 1 1 A参照） 。 るつぼ 8 0 a、 8 O bの合わせ面には、 耐熱パッキン 9 7が介装されている。
図 1 1 Aに示すように、 るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bは、 有底円筒体を直径方向 に 2分割して構成されており、 それぞれの下端側角部が支点 9 8 a、 9 8 bを介 して設置面 9 9に対し揺動自在に支持される。 るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bの側部 には、 シリンダ 1 0 0 a、 1 0 0 bから延在するロッド 1 0 2 a、 1 0 2 bが連 結される一方、 前記シリンダ 1 0 0 a、 1 0 0 bが設置面 9 9に対して傾動自在 である。 るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bが閉動された際にこれらの中に凹部 1 0 4が —体的に構成されるとともに、 前記凹部 1 0 4を周回してヒー夕 1 0 6 a、 1 0 6 bが埋設されている。
図 1 0に示すように、 給湯手段 8 6は、 溶湯保持炉 1 4から 1ショット分の溶 湯 8 4を汲み出すラドル 1 0 8を備えている。 このラドル 1 0 8は、 溶湯 8 4の 汲み出し位置とるつぼ 8 0 a、 8 0 bへの注湯位置とに移動自在かつ傾動可能に 構成される。
撹拌機 8 8は、 例えば、 ステンレス製の冷し金 （冷却部材） 1 1 0を備え、 こ の冷し金 1 1 0の外形が円柱状に設定されるとともに、 前記冷し金 1 1 0が図示 しない駆動機構を介して昇降および回転自在である。 冷し金 1 1 0は、 蓋部材 1 12に回転自在に挿入されており、 この蓋部材 1 12は、 前記冷し金 1 10と一 体的に昇降可能である。 この蓋部材 1 12は、 通気性を有さない材質で構成され ることが望ましく、 また、 溶湯 84と接触する面が平面あるいは中心部に向かつ て前記溶湯 84側に突出する円錐乃至は角錐形状に設定される。
供給ロボッ卜 92は、 手首部 1 14を備え、 この手首部 1 14に開閉機構 1 1 5が装着される。 開閉機構 1 15は、 進退手段であるシリンダ 1 16 a、 1 16 bを有しており、 このシリンダ 1 16 a、 116 bから互いに逆方向に延在する ロッド 1 18 a、 1 18 bに、 鉛直下方向に向かってアーム部材 120 a、 12 O bの端部が固着される。 このアーム部材 120 a、 12 O bには、 るつぼ 80 a、 80 bのそれぞれの突起部 94 a、 94 bに揷入して係合される一対の外側 突起 122 a、 122 bと、 前記るっぽ 80 a、 8 O bの溝部 96 a、 96 に 嵌合する一対の内側突起 124 a、 12 とが設けられる。
供給ロボット 92には、 開閉機構 1 15の下方に位置して断熱材製の蓋部材 1 26が固定されている。 この蓋部材 126は、 アーム部材 120 a、 12 O bに よりるつぼ 80 a、 80 bが保持される際、 前記るっぽ 80 a、 80 bの上面に 密着して該るつぼ 80 a、 80 bの断熱性を確保するとともに、 半凝固金属 90 の漏れを阻止する機能を有する。
このような構成において、 第 2の実施形態では、 先ず、 図 1 1 Aに示すように 、 るつぼ受台 82 a、 82 bが支点 98 a、 98 bを介して互いに開放された状 態で、 るつぼ 80 a、 80 bが前記るつぼ受台 82 a、 82 b間に揷入される。 次に、 シリンダ 100 a、 100 bが駆動されてロッド 102 a、 102 bがそ れぞれ前方に変位することにより、 るつぼ受台 82 a、 82 bが互いに近接する 方向に揺動する。 このため、 るつぼ受台 82 a、 82 b問に一体的に構成される 凹部 104にるつぼ 80 a、 80 bが収容される。 その際、 凹部 104の寸法が 、 るつぼ 80 a、 80 bの外形形状よりも僅かに小さく設定されており、 るつぼ 受台 82 a、 82 bが互いに閉塞された状態で、 前記るつぼ 80 a、 80 bが耐 熱パッキン 97を介装して互いに液密に保持される。
次いで、 図 1 1 Bに示すように、 給湯手段 86を構成するラドル 108が、 1 ショッ卜分の溶湯 84を汲み出してるつぼ 80 a、 80 b内に前記溶湯 84を給 湯する。 ここで、 るつぼ 80 a、 8 O bは、 るつぼ受台 82 a、 82 bに埋設さ れているヒ一夕 106 a、 1 06 bを介して所定温度 （例えば、 280で） に昇 温保持されており、 650 〜 700 に保持されたアルミニウム溶湯である溶 湯 84が前記るつぼ 80 a、 80 b内に給湯される。
一方、 撹拌機 88では、 冷し金 1 10が水分除去等のために 100でに加熱さ れており、 この冷し金 1 10が、 図 1 1 Cに示すように、 るっぽ 80 a、 80b の上方から回転しながら下降する。 このため、 冷し金 1 10は、 るつぼ 80 a、 80 b内の溶湯 84を冷却するとともに、 前記溶湯 84を撹拌する。 より好適に は、
冷し金 1 10が比較的低速で所定方向に回転しながら、 るつぼ 80 a、 80 b 内の溶湯 84中に浸潰された後、 前記冷し金 1 10が前記溶湯 84中で回転速度 を上げることにより、 前記冷し金 1 10は、 前記溶湯 84を冷却しながら該溶湯
84を迅速に撹拌する。
その際、 冷し金 1 10と一体的に蓋部材 1 12が下降し、 この蓋部材 1 12は 、 るっぽ 80 a、 80 bの開放する上端側に配置される。 これにより、 冷し金 1 10による冷却および撹拌時に溶湯 84の表面が酸化されることがなく、 また、 この溶湯 84中に空気が混入することを確実に阻止することができる。
所定時間だけ冷却および撹拌を行って所望のスラリー状態を有する半凝固金属
90が得られた後、 冷し金 1 10が回転しながらるつぼ 80 a、 8 O bから取り 出される一方、 供給ロボット 92が前記るつぼ 80 a、 8 O b上に配置される。 この供給ロボット 92では、 手首部 1 14を介してアーム部材 120 a、 120 bが下方向に移動し （図 1 1D参照） 、 それぞれの外側突起 122 a、 122 b がるつぼ 80 a、 80 bの突起部 94 a、 94 bに咴合するとともに、 それぞれ の内側突起 124 a、 124 bが前記るつぼ 80 a、 8 O bの溝部 96 a、 96 bに嵌合する。
次に、 図 1 1 Eに示すように、 シリンダ 100 a、 100 bの作用下に、 るつ ぼ受台 82 a、 82 bが互いに離間する方向に揺動し、 凹部 1 04に保持されて いたるっぽ 80 a、 80 bは、 アーム部材 120 a、 120 bに保持された状態 で取り出される。 手首部 1 14が成形機 22のスラリー投入口 24の上方に配置 された後、 開閉機構 1 1 5を構成するシリンダ 1 1 6 a、 1 1 6 bが駆動されて ロッド 1 1 8 a、 1 1 8 bが互いに離間する方向に変位する。
従って、 アーム部材 1 2 0 a、 1 2 0 bが互いに離間する方向に変位し、 前記 アーム部材 1 2 0 a、 1 2 0 bに保持されているるつぼ 8 0 a、 8 0 bが互いに 開放される。 るつぼ 8 0 a、 8 O b内には、 半凝固金属 9 0がー体的に製造され ており、 この半凝固金属 9 0は、 前記るつぼ 8 0 a、 8 O bが開放されることに より落下してスラリー投入口 2 4に供給される （図 1 1 F参照） 。
このように、 第 2の実施形態では、 るつぼ 8 0 a、 8 O b内に給湯された 1シ ョット分の溶湯 8 4が、 冷し金 1 1 0により冷却されながら前記冷し金 1 1 0の 回転作用下に撹拌されることにより、 冷却に指向性を有しない全体的に均一かつ 良好なスラリー状態の半凝固金属 9 0を得ることができる。 しかも、 冷し金 1 1 0による冷却および撹拌時に、 るつぼ 8 0 a、 8 O bの開放端が蓋部材 1 1 2に より閉塞されるため、 溶湯 8 4の表面の酸化およびこの溶湯 8 4中への空気の混 入を有効に防止することが可能になる。 これにより、 高品質な半凝固金属 9 0を 効率的に得ることができるという効果が得られる。
さらに、 分割型るつぼ 8 0 a、 8 0 bを備えており、 口ポット 9 2を構成する ァ一ム部材 1 2 0 a、 1 2 0 b力 このるつぼ 8 0 a、 8 0 bにそれぞれ係合し て該るつぼ 8 0 a、 8 0 bを開閉可能に構成している。 このため、 スラリー投入 口 2 4の上方でるつぼ 8 0 a、 8 0 bを互いに離間する方向に移動させるだけで 、 半凝固金属 9 0を前記スラリー投入口 2 4に対し容易かつ確実に落下供給する ことが可能になる。
従って、 第 2の実施形態では、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内の半凝固金属 9 0の温 度、 このるつぼ 8 0 a、 8 0 bの形状、 または前記半凝固金属 9 0の 量等に影 響されることがなく、 簡単な構成で該るつぼ 8 0 a、 8 0 b内の該半凝固金属 9 0全量を確実に排出することが可能になる。 このため、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内 に半凝固金属 9 0の残留物が発生して前記半凝固金属 9 0の供給重量にばらつき が生ずることがなく、 しかも前記るつぼ 8 0 a、 8 0 b内で新たに製造される半 凝固金属 9 0に悪影響を及ぼすことを有効に阻止することができるという効果が 得られる。 図 12は、 本発明の第 3の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置 1 30の概略斜視説明図である。
この製造装置 130は、 分割型るつぼ 140 a、 14 O bと、 分割型るつぼ受 台 142 a、 142 bと、 前記るつぼ 140 a、 140 bを搬送するロボット 1
44と、 前記るつぼ 140 a、 140 b内に 1ショット分の溶湯 146を給湯す る給湯手段 148と、 前記るつぼ 140 a、 140 b内の前記溶湯 146を冷却 するとともに撹拌する撹拌機 150とを備える。
るつぼ 140 a、 14 O bの外周部には、 それぞれ対をなす突起部 152 a、 1 52 bが膨出形成される。 るつぼ受台 142 aは、 シリンダ 156から延在す るロッド 1 58に連結されるとともに、 滑車 160を介して矢印方向に進退自在 である。 るつぼ受台 142 bは設置面 16 1に固定されている。 るつぼ受台 14 2 a、 142 bが互いに閉塞された際に、 その内部に凹部 162が一体的に形成 される。 るつぼ受台 142 a、 142 b内には、 それぞれヒ一夕 164 a、 16 4 bが埋設されている （図 13A参照） 。
ロボット 144には、 開閉機構 166が装着されており、 この開閉機構 166 を構成するシリンダ 168 a、 168 bから延在するロッド 170 a、 170 b にアーム部材 172 a、 172 bの上端部が連結される。 アーム部材 172 a、 172 bの下端側には、 るつぼ 140 a、 140 bの側面に設けられた突起部 1
52 a、 152 bに係合する係止手段 174 a、 174 bが設けられている。 給湯手段 148は、 ラドル 176を備える一方、 撹拌機 150は、 比較的小径 な冷し金 178を備えている。 冷し金 1 78は、 駆動機構 180を介して回転自 在であり、 この駆動機構 180は、 移動台 182に装着されて矢印方向 （水平方 向） に移動自在である。
このような構成において、 第 3の実施形態では、 先ず、 図 1 3Aに示すように 、 るつぼ受台 142 aがるつぼ受台 142 bから離間した状態で、 るつぼ 140 a、 140 bがロボット 144に把持されてこのるつぼ受台 142 a、 142 b 内に挿入される。 次に、 シリンダ 1 56の駆動作用下に、 るつぼ受台 142 aが るつぼ受台 142 b側に移動して互いに閉塞され、 これらの間に一体的に形成さ れる凹部 162にるつぼ 140 a、 140 bが収容保持される （図 13 B参照） さらに、 図 1 3 Cに示すように、 るつぼ 140 a、 140 b内に給湯手段 14 8を構成するラドル 176を介して 1ショッ卜分の溶湯 146が給湯された後、 図 13Dに示すように、 撹拌機 150が駆動される。 この撹拌機 150では、 所 定温度に冷却されている冷し金 178が溶湯 146中に浸潰された状態で、 駆動 機構 180を介して回転されるとともに、 移動台 182が水平方向に進退する。 これにより、 るつぼ 140 a、 140 b内の溶湯 146が冷却および撹拌され、 所望のスラリ一状態を有する半凝固金属 184が得られる。
次に、 図 13 Eに示すように、 口ポット 144を構成するアーム部材 172 a 、 172 bがるつぼ受台 142 a、 142 b内に進入してるつぼ 140 a、 14 0 bを把持した後、 シリンダ 156の作用下に前記るつぼ受台 142 aが開放動 作する一方、 前記ロボット 144が上方に移動する （図 13 F参照） 。 ロボット 144は、 るつぼ 140 a、 140 bを所定のスラリー投入口 24に対応して配 置する。 そして、 シリンダ 168 a、 168 bの作用下にアーム部材 172 a、 172 bが互いに離間する方向に揺動することにより、 るつぼ 140 a、 140 bが互いに開放方向に揺動して半凝固金属 184が前記スラリー投入口 24に落 下供給される （図 13G参照） 。
従って、 第 3の実施形態では、 分割型るつぼ 140 a、 14 O bを使用するこ とにより、 第 2の実施形態と同様の効果が得られることになる。
なお、 第 1〜第 3の実施形態では、 冷し金 46、 1 10および 178が円柱形 状に設定されているが、 少なくとも外形が円柱形状を有していればよい。 例えば 、 図 14に示す冷し金 186は、 円筒体 188とこの円筒体 188の端部が固着 される取付板 189とを備える一方、 図 15に示す冷し金 190は、 有底円筒体 192とこの円筒体 1 92の内底部 192 aに固着される軸部材 194とを備え る。
図 16は、 本発明の第 4の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置 200の概略斜視説明図である。 なお、 図 10に示す第 2の実施形 態に係る製造装置 70と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、 その詳細 な説明は省略する。 製造装置 2 0 0は、 撹拌機 2 0 2を備える。 図 1 6および図 1 7に示すように 、 るつぼ受台 8 2 a、 8 2 bの上方には、 撹拌機 2 0 2を構成する冷し金 （冷却 部材） 2 0 4が回転部 2 0 6に対してセラミック製力ブラ 2 0 8を介し取り外し 可能に配置される。 冷し金 2 0 4は、 溶湯 8 4として使用される、 例えば、 アル ミニゥム溶湯の溶湯温度で溶けない材質、 例えば、 銅やステンレス等により構成 されている。 この冷し金 2 0 4の外形は、 四角柱形状に設定されるとともに、 下 方に向かって抜き勾配を有している。
回転部 2 0 6が冷し金 2 0 4を回転駆動する一方、 この回転部 2 0 6は、 移動 部 2 1 0を介して前記冷し金 2 0 4と一体的に昇降自在に構成されるとともに、 水平方向に渦巻き状に移動する （図 1 8参照） 。 すなわち、 移動部 2 1 0は、 昇 降手段と渦巻き状移動手段の 2つの機能を有しており、 回転部 2 0 6と前記移動 部 2 1 0とで駆動機構が構成されている。
このように構成される第 4の実施形態に係る製造装置 2 0 0では、 図 1 8に示 すように、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内の溶湯 8 4をこの溶湯 8 4の温度よりも低い 温度に保持された冷し金 2 0 4により冷却するとともに、 この冷し金 2 0 4を回 転させながら前記るつぼ 8 0 a、 8 0 bの形状に沿って水平方向に淌巻き状に移 動させて撹拌している。 このため、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内で溶湯 8 4の冷却に 指向性が発生することがなく、 全体的に均一かつ確実にスラリ一化した所望の半 凝固金属 9 0を迅速に得ることができる。 従って、 半凝固金属 9 0を再加熱する 必要がなく、 この半凝固金型 9 0を成形機 2 2のスラリー投入口 2 4に直接供給 することが可能になる。
これにより、 常に安定した半凝固金属 9 0を 1ショット毎に得ることができ、 しかも再加熱装置等の設備が不要になって経済的かつ効率的に前記半凝固金属 9 0を製造することが可能になるという効果が得られる。 さらに、 冷し金 2 0 4の 外形が四角柱形状に設定されており、 溶湯 8 4を確実に撹拌することができる。 また、 冷し金 2 0 4が下方に向かって抜き勾配を有しており、 この冷し金 2 0 4 を半凝固金属 9 0から円滑に抜き取ることが可能になる。
図 1 9は、 本発明の第 5の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置を構成する撹拌機 2 9 0の概略斜視説明図である。 この撹拌機 2 9 0は、 分割型のるつぼ 2 9 2 a、 2 9 2 b内の溶湯 2 9 4を冷 却および撹拌する一対の冷し金 （冷却部材） 2 9 6 a、 2 9 6 bを備える。 冷し 金 2 9 6 a、 2 9 6 bは、 回転部 2 9 8 a、 2 9 8 bに対してセラミック製カブ ラ 3 0 0 a、 3 0 0 bを介し取り外し可能に配置される。 冷し金 2 9 6 a、 2 9 6 bは、 冷し金 2 0 4と同様に、 例えば、 銅やステンレス等により構成されてお り、 四角柱形状の外形に設定されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有して いる。
回転部 2 9 8 a、 2 9 8 bが冷し金 2 9 6 a、 2 9 6 bを回転駆動する一方、 この回転部 2 9 8 a、 2 9 8 bは、 移動部 3 0 2を介して前記冷し金 2 9 6 a、
2 9 6 bと一体的に昇降自在に構成されるとともに、 るつぼ 2 9 2 a、 2 9 2 b の長手方向 （矢印 A方向） に沿って水平方向に往復移動する。 すなわち、 移動部
3 0 2は、 昇降手段と水平移動手段の 2つの機能を有している。
るつぼ 2 9 2 a , 2 9 2 bは、 互いに密着した状態で矩形状に設定されており 、 その合わせ面には、 耐熱パッキン 3 0 4が介装されている。 このるつぼ 2 9 2 a、 2 9 2 bが、 図示しない分割型のるつぼ受台に配置される。 なお、 分割型の るつぼ 2 9 2 a , 2 9 2 bに代替して一体型のるつぼを採用してもよい。
このように構成される第 5の実施形態では、 先ず、 互いに密着されているるつ ぼ 2 9 2 a、 2 9 2 b内に 1ショット分の溶湯 2 9 4が給湯された後、 移動部 3 0 2を介して冷し金 2 9 6 a、 2 9 6 bが前記るつぼ 2 9 2 a、 2 9 2 bの上方 に配置される。 次いで、 回転部 2 9 8 a , 2 9 8 bの作用下に冷し金 2 9 6 a , 2 9 6 bが回転しながら下降する。
そして、 冷し金 2 9 6 a , 2 9 6 bがるつぼ 2 9 2 a , 2 9 2 b内の溶湯 2 9 4中に浸演された後、 または回転駆動と同時に、 移動部 3 0 2の作用下に水平方 向に往復移動される。 このため、 冷し金 2 9 6 a、 2 9 6 bは、 るつぼ 2 9 2 a 、 2 9 2 b内の溶湯 2 9 4を冷却するとともに、 前記溶湯 2 9 4を前記るつぼ 2 9 2 a , 2 9 2 bの形状に沿って撹拌する。
このように、 第 5の実施形態では、 冷し金 2 9 6 a、 2 9 6 bが回転しながら るつぼ 2 9 2 a、 2 9 2 bの長手方向 （矢印 A方向） に沿って往復移動するため 、 このるっぽ 2 9 2 a、 2 9 2 b内全体にわたって溶湯 2 9 4を確実かつ有効に 撹拌することができる。 従って、 るつぼ 2 9 2 a , 2 9 2 b内では、 冷却に指向 性を有しない、 全体的に均一かつ良好なスラリー状態の所望の半凝固金属 9 0を 得ることが可能になる等、 第 4の実施形態と同様の効果が得られる。
図 2 0は、 本発明の第 6の実施形態に係る半凝固金属の製造方法を実施するた めの製造装置を構成する撹拌機 3 2 0の概略斜視説明図である。
この撹拌機 3 2 0は、 分割型のるつぼ 3 2 2 a、 3 2 2 b内の溶湯 3 2 4を冷 却しながら撹拌する冷し金 （冷却部材） 3 2 6を備える。 冷し金 3 2 6は、 回転 部 3 2 8に対してセラミック製力ブラ 3 3 0を介し取り外し可能に配置される。 冷し金 3 2 6は、 前記冷し金 2 0 4と同様に、 例えば、 銅やステンレス等により 構成されており、 四角柱形状の外形に設定されるとともに、 下方に向かって抜き 勾配を有している。
回転部 3 2 8が冷し金 3 2 6を回転駆動する一方、 この回転部 3 2 8は、 移動 部 3 3 2を介して前記冷し金 3 2 6と一体的に昇降自在に構成される。 すなわち 、 移動部 3 3 2は、 冷し金 3 2 6をるつぼ 3 2 2 a , 3 2 2 bの長手方向 （矢印 B方向） に沿って往復移動させる上下移動手段としての機能を有している。 るつぼ 3 2 2 a、 3 2 2 bは、 互いに密着した状態で円筒形状に設定されてお り、 その合わせ面には、 耐熱パッキン 3 3 4が介装されている。 このるつぼ 3 2
2 a , 3 2 2 b力 図示しない分割型のるつぽ受台に配置される。 なお、 分割型 のるつぼ 3 2 2 a , 3 2 2 bに代替して一体型のるつぼを採用してもよい。 このように構成される第 6の実施形態では、 先ず、 互いに密着されているるつ ぼ 3 2 2 a、 3 2 2 b内に 1ショット分の溶湯 3 2 4が給湯された後、 移動機構
3 3 2を介して冷し金 3 2 6が前記るつぼ 3 2 2 a , 3 2 2 bの上方に配置され る。
次いで、 冷し金 3 2 6は、 回転部 3 2 8の作用下に回転しながら、 移動部 3 3 2を介して下降する。 この冷し金 3 2 6は、 るつぼ 3 2 2 a、 3 2 2 b内の溶湯 3 2 4中に浸潰された後に、 移動部 3 3 2の作用下に上下方向に往復移動を行う 。 このため、 冷し金 3 2 6は、 るつぼ 3 2 2 a、 3 2 2 b内の溶湯 3 2 4を冷却 するとともに、 前記溶湯 3 2 4を前記るつぼ 3 2 2 a、 3 2 2 bの形状に沿って 撹拌する。 このように、 第 6の実施形態では、 冷し金 326が回転しながらるつぼ 322 a、 322 bの長手方向 （矢印 B方向） に沿って往復移動するため、 このるつぼ 322 a, 322 b内全体にわたって溶湯 324を確実かつ有効に撹拌すること ができる。 従って、 冷却に指向性を有しない、 全体的に均一かつ良好なスラリー 状態を有する所望の半凝固金属 90を得ることが可能になる等、 第 4および第 5 の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、 第 4〜第 6の実施形態では、 冷し金 204、 296 a、 296 bおよび 326が四角形状に設定されているが、 これに限定されるものではない。 例えば 、 外形が楕円状に設定された冷し金 340 (図 21参照） 、 外形が複合楕円状に 設定された冷し金 342 (図 22参照） 、 外形が面取り四角形状に設定された冷 し金 344 (図 23参照） 、 外形が六角形状に設定された冷し金 346 (図 24 参照） 、 または、 外形が面取り六角形状に設定された冷し金 348 (図 25参照 ) 等を使用してもよい。
図 26は、 本発明の第 7の実施形態に係る半凝固金属の製造装置 400の概略 斜視説明図である。 なお、 図 16に示す第 4の実施形態に係る製造装置 200と 同一の構成要素には同一の参照符号を付して、 その詳細な説明は省略する。 製造装置 400は、 撹拌機 402を備える。 るつぼ受台 82 a、 82 bの上方 には、 撹拌機 402を構成する複数の冷し金 （冷却部材） 406 a〜406 dが 回転部 206に対してセラミック製力ブラ 208を介し取り外し可能に連結され る。 冷し金 406 a~406 dは、 溶湯 84として使用される、 例えば、 アルミ 二ゥム溶湯の溶湯温度で溶けない材質、 例えば、 銅やステンレス等により構成さ れている。 図 26〜図 28に示すように、 冷し金 406 a〜406 d全体の外形 は、 四角柱形状に設定されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有している。 図 28に示すように、 冷し金 406 a〜406 dは、 それぞれの中央部に貫通 孔 408 a〜408 dが形成されており、 この冷し金 406 a〜406 dが任意 の数だけ固定手段 412を介して一体的に回転部 206に対し保持可能である。 固定手段 412は、 積層された冷し金 406 a〜406 dの貫通孔 408 a〜4 08 dに一体的に揷通されるねじ軸 （軸部材） 414と、 このねじ軸 414の下 端部に螺合するナツト部材 （固定具） 416と、 前記冷し金 406 a〜406 d を支持する支持板 4 1 5とを備える。 ねじ軸 4 1 4の上端部は力ブラ 2 0 8に着 脱自在である。
このように構成される製造装置 4 0 0では、 成形される部品の変更に伴って 1 ショッ卜分の溶湯 8 4の重量が変化する際には、 回転部 2 0 6に装着される冷し 金 4 0 6 a〜 4 0 6 dの数が増減される。 具体的には、 1ショット分の溶湯 8 4 の重量が減少する際には、 冷し金 4 0 6 a〜4 0 6 dを、 例えば、 冷し金 4 0 6 a〜4 0 6 cに削減する一方、 1ショッ卜分の溶湯 8 4の重量が増加する際には 、 冷し金 4 0 6 a〜4 0 6 dに所定数の冷し金 （図示せず） を積層すればよい。 このように、 第 7の実施形態では、 るつぼ 8 0 a、 8 O b内の溶湯 8 4を所定 数の冷し金 4 0 6 a〜4 0 6 dにより冷却するとともに、 この冷し金 4 0 6 a〜 4 0 6 dを回転部 2 0 6を介して一体的に回転させて前記溶湯 8 4を撹拌してい る。 このため、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内で溶湯 8 4の冷却に指向性が発生するこ とがなく、 全体的に均一かつ確実にスラリー化した所望の半凝固金属 2 2を極め て迅速かつ効率的に得ることができるという効果が得られる。
さらに、 1ショット分の溶湯 8 4の重量が変更される際には、 この溶湯 8 4の 重量に応じて冷し金 4 0 6 a〜4 0 6 dの数を増減するだけでよく、 種々の異な る部品成形用の半凝固金属 9 0を効率的かつ高精度に製造することが可能になる 。 これにより、 溶湯 8 4の重量の変更に対応して専用の冷却手段を用意する必要 がなく、 設備費を有効に削減することができるという利点がある。
図 2 9は、 本発明の第 8の実施形態に係る半凝固金属の製造装置 4 9 0の概略 斜視説明図である。 なお、 第 7の実施形態に係る製造装置 4 0 0と同一の構成要 素には同一の参照符号を付して、 その詳細な説明は省略する。
この製造装置 4 9 0は、 搅拌機能を兼ねた複数の冷し金 （冷却部材） 4 9 2 a 〜4 9 2 dを備え、 この冷し金 4 9 2 a〜4 9 2 dが駆動機構 4 9 4に対してセ ラミック製力ブラ 4 9 6を介し取り外し可能に配置される。 冷し金 4 9 2 a〜 4 9 2 dは、 例えば、 銅やステンレス等により構成されており、 その上端部が連結 部 4 9 8で一体化されている。 この連結部 4 9 8は力ブラ 4 9 6に着脱自在であ る。 各冷し金 4 9 2 a〜4 9 2 dの外形は、 円柱形状に設定されるとともに、 そ れぞれ下方に向かって抜き勾配を有している。 このような構成において、 第 8の実施形態では、 るつぼ 8 0 a、 8 O b内に 1 ショット分の溶湯 8 4が給湯された後、 駆動機構 4 9 4を介し冷し金 4 9 2 a〜 4 9 2 dが回転しながら下降して前記るつぼ 8 0 a、 8 0 b内の前記溶湯 8 4中 に浸漬される。 これにより、 るつぼ 8 0 a、 8 0 b内の溶湯 8 4が冷却および撹 拌され、 所望のスラリー状態を有する半凝固金属 9 0が得られる。
これにより、 第 8の実施形態では、 4本の冷し金 4 9 2 a〜4 9 2 dが、 一体 的にるつぼ 8 0 a、 8 0 b内の溶湯 8 4を冷却しながらこの溶湯 8 4を撹拌する ため、 特に前記溶湯 8 4の重量が多量であっても、 所望の半凝固金属 9 0を効率 的かつ迅速に得ることが可能になるという効果がある。
図 3 0は、 本発明の第 9の実施形態に係る半凝固金属の製造装置を構成する冷 し金 5 0 0の説明図である。
この冷し金 5 0 0は、 円柱部 5 0 2の外周に軸方向に所定間隔ずつ離間して複 数のリブ部 5 0 4 a〜5 0 4 iを一体的に設けている。 従って、 第 9の実施形態 では、 溶湯 8 4中で冷し金 5 0 0が回転されることにより、 複数のリブ部 5 0 4 a〜 5 0 4 iを介して前記溶湯 8 4が迅速かつ円滑に冷却および撹拌され、 第 7 および第 8の実施形態と同様の効果が得られることになる。
図 3 1は、 本発明の第 1 0の実施形態に係る半凝固金属の製造装置 5 1 0の一 部断面概略説明図である。
製造装置 5 1 0は、 所定量 （ 1ショッ卜分） の溶融金属からなる溶湯 5 1 2を 保持する断熱性るつぼ 5 1 4と、 このるつぼ 5 1 4内の前記溶湯 5 1 2を所定温 度に冷却するコイル状の冷却部材 5 1 6と、 前記冷却部材 5 1 6の内部に該溶湯 5 1 2の温度以下に維持された冷却媒体である第 1液体金属 5 1 8を供給する冷 却機構 5 2 0と、 前記冷却部材 5 1 6を介して前記溶湯 5 1 2を搅拌させるため の電磁撹拌機構 （駆動機構） 5 2 2とを備える。
るっぽ 5 1 4は、 例えば、 窒化珪素で構成されており、 このるつぼ 5 1 4が昇 降台 5 2 4上に配置されるとともに、 前記るっぽ 5 1 4の外周に加熱用ヒー夕 5 2 6が装着されている。 昇降台 5 2 4は、 図示しない駆動手段を介して昇降自在 であり、 必要に応じて回転可能に構成されている。 昇降台 5 2 4の近傍には、 電 磁撹拌機構 5 2 2を構成するコイル部 5 2 8がるつぼ 5 1 4を周回して配置され ている。
冷却機構 5 2 0は、 溶湯 5 1 2を所定温度に冷却するための第 1液体金属 5 1 8を冷却部材 5 1 6内に供給する第 1供給手段 5 3 0と、 前記冷却部材 5 1 6の 表面に付着する凝固物を除去するために、 前記凝固物の液化温度よりも高温の加 熱媒体である第 2液体金属 5 3 2を該冷却部材 5 1 6内に供給する第 2供給手段 5 3 4とを備える。 ここで、 溶湯 5 1 2はアルミニウム、 その合金、 マグネシゥ ム、 またはその合金等の溶融金属であり、 第 1および第 2液体金属 5 1 8、 5 3 2は錫または錫合金である。
第 1供給手段 5 3 0は、 第 1液体金属 5 1 8が貯留される第 1貯留槽 5 3 6と 、 前記第 1貯留槽 5 3 6内の前記第 1液体金属 5 1 8を保温する第 1加熱炉 （第 1加熱部） 5 3 8と、 該第 1液体金属 5 1 8との間で熱交換を行うことにより、 前記第 1液体金属 5 1 8を冷却するための熱交換機 5 4 0と、 前記第 1液体金属 5 1 8を前記冷却部材 5 1 6の内部を通って循環させる第 1循環路 5 4 2とを備 える。
熱交換機 5 4 0は、 内部に冷却水が供給される熱交換コイル 5 4 4を備えてお り、 この熱交換コイル 4 4が第 1貯留槽 5 3 6内の第 1液体金属 5 1 8中に浸漬 されている。 第 1加熱炉 5 3 8は、 第 1貯留槽 5 3 6を周回して配置される。 第 1循環路 5 4 2は、 S U S製のパイプから構成されており、 第 1貯留槽 5 3 6の 下端部側にその入口側の端部 5 4 2 aが接続されるとともに、 その出口側の端部 5 4 2 bが前記第 1貯留槽 5 3 6の上方から第 1液体金属 5 1 8中に所定の高さ 位置まで浸漬されている。 第 1循環路 5 4 2は、 図 3 2に示すように、 冷却部材 5 1 6の一部を構成しており、 端部 5 4 2 a側に第 1電磁ポンプ 5 4 6が配設さ れている （図 3 1参照） 。
第 2供給手段 5 3 4は、 冷却部材 5 3 2が貯留される第 2貯留槽 5 4 8と、 こ の第 2貯留槽 5 4 8内の前記冷却部材 5 3 2を加熱する第 2加熱炉 （第 2加熱部 ) 5 5 0と、 前記冷却部材 5 3 2を冷却部材 5 1 6の内部を通って循環させる第 2循環路 5 5 2とを備える。
第 2加熱炉 5 5 0は、 第 2貯留槽 5 4 8を周回して配設されており、 第 2循環 路 5 5 2は、 その入口側の端部 5 5 2 aが前記第 2貯留槽 5 4 8の下部側に連接 されるとともに、 その出口側の端部 5 5 2 bが前記第 2貯留槽 5 4 8の上方から 第 2液体金属 5 3 2中に所定の位置まで浸漬されている。 第 2循環路 5 5 2には 、 端部 5 5 2 a側に近接して第 2電磁ポンプ 5 5 4が設けられており、 その途上 で第 1循環路 5 4 2に接合されて冷却部材 5 1 6の一部を構成している （図 3 2 参照） 。
第 1および第 2循環路 5 4 2、 5 5 2の接合部分には、 支持具 5 5 6を介して 溶湯測温用の第 1熱電対 （第 1検出手段） 5 5 8が装着され、 この第 1熱電対 5 5 8は、 るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2の温度を検出する。 第 1供給手段 5 3 0を 構成する第 1貯留槽 5 3 6には、 第 1液体金属 5 1 8の温度を検出する第 2熱電 対 （第 2検出手段） 5 6 0が配設される一方、 第 2供給手段 5 3 4を構成する第 2貯留槽 5 4 8には、 第 2液体金属 5 3 2の温度を検出する第 3熱電対 （第 3検 出手段） 5 6 2が配設される。
このように構成される第 1 0の実施形態に係る製造装置 5 1 0の動作について 、 以下に説明する。
先ず、 図 3 3 Aに示すように、 溶湯材料として、 例えば、 アルミニウム合金 （ A C 2 B ) の溶湯 5 1 2力 図示しない溶湯保持炉で 6 5 0 の温度に保持され ており、 給湯器 5 6 4が前記溶湯 5 1 2を 1ショット分、 例えば、 2 0 k gだけ 汲み出してるつぼ 5 1 4内に給湯する。 このるっぽ 5 1 4にはヒ一夕 5 2 6が装 着されており、 このヒー夕 5 2 6を介して前記るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2の温 度が一定に維持されている。
次いで、 図 3 3 Bに示すように、 るつぼ 5 1 4を載置している昇降台 5 2 4が 上昇し、 前記るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2中に冷却部材 5 1 6が浸潰される。 こ の冷却部材 5 1 6は、 内径が 2 0 mmの S U S製パイプであり、 全長が 7 0 0 m mのコイル状に構成されている。
一方、 冷却機構 5 2 0では、 図 3 1に示すように、 第 1供給手段 5 3 0を構成 する第 1貯留槽 5 3 6内に、 第 1液体金属 5 1 8が 2 5 0 に保持されて 1 0 0 リツトルだけ貯留されるとともに、 第 2供給手段 5 3 4を構成する第 2貯留槽 5 4 8内に、 第 2液体金属 5 3 2が 6 0 0でに保持されて 4 0リットルだけ貯留さ れている。 第 1および第 2液体金属 5 1 8、 5 3 2の温度は、 それぞれ第 2およ び第 3熱電対 5 6 0 、 5 6 2により検出され、 この第 2熱電対 5 6 0の検出結果 に基づいて熱交換機 5 4 0および第 1加熱炉 5 3 8が駆動されることにより、 前 記第 1液体金属 5 1 8の温度が一定に保持される。 また、 第 3熱電対 5 6 2の検 出結果に基づいて第 2加熱炉 5 5 0が駆動されることにより、 第 2液体金属 5 3 2の温度が一定に保持されている。
そこで、 第 1電磁ポンプ 5 4 6が駆動され、 第 1貯留槽 5 3 6内の第 1液体金 属 5 1 8が、 2 0リットル 分の流量で第 1循環路 5 4 2を介して冷却部材 5 1 6の内部に導入された後、 この第 1液体金属 5 1 8が端部 5 4 2 bから前記第 1 貯留槽 5 3 6内に戻される （図 3 3 C参照） 。 これにより、 るつぼ 5 1 4内の溶 湯 5 1 2は、 比較的低温の第 1液体金属 5 1 8が内部を通って循環される冷却部 材 5 1 6を介し冷却される。 その際、 電磁撹拌機構 5 2 2を構成するコイル部 5 2 8が駆動され、 るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2が撹拌される。
るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2の温度が第 1熱電対 5 5 8により検出されており 、 この検出温度が、 予め設定された半凝固温度に至るまで溶湯 5 1 2の冷却およ び撹拌が行われる。 従って、 るつぼ 5 1 4内には、 冷却の指向性を有しない、 全 体的に均一かつ良好にスラリー化した半凝固金属 5 6 6が製造されることになる (図 3 1および図 3 3 C参照） 。
次に、 第 1電磁ポンプ 5 4 6の駆動が停止されるとともに、 第 2電磁ポンプ 5 5 4が駆動される。 このため、 図 3 3 Dに示すように、 第 2貯留槽 5 4 8内の第 2液体金属 5 3 2が、 2 0リツトル 分の流量で第 2循環路 5 5 2を介して冷却 部材 5 1 6の内部に供給される。 ここで、 第 2液体金属 5 3 2は、 溶湯 5 1 2に 用いられているアルミニウム合金の液化温度よりも高温に保持されており、 冷却 部材 5 1 6の表面にアルミニウム凝固物が付着していても、 このアルミニウム凝 固物を再溶解して確実に除去することができる。 その後、 第 2電磁ポンプ 5 5 4 の駆動が停止されるとともに、 昇降台 5 2 4が下降されてるつぼ 5 1 4が冷却部 材 5 1 6から離間する。
これにより、 るつぼ 5 1 4内には、 所望の半凝固金属 5 6 6が得られることに なる。 その際、 第 1および第 2液体金属 5 1 8 、 5 3 2は、 第 1および第 2電磁 ポンプ 5 4 6 、 5 5 4により 2 0リツトル Z分の流量で冷却部材 5 1 6に供給さ れるため、 るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2が 6 5 0 から 5 7 0でのスラリー温度 まで約 1分で冷却される一方、 この冷却部材 5 1 6の表面にアルミニウム凝固物 が付着することを有効に阻止することができる。
この場合、 第 1 0の実施形態では、 るつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2中に冷却部材 5 1 6が浸漬された状態で、 この冷却部材 5 1 6の内部に所定の冷却温度に維持 された第 1液体金属 5 1 8が循環供給されて前記溶湯 5 1 2を冷却するとともに 、 電磁撹拌機構 5 2 2が駆動されて該溶湯 5 1 2が撹拌される。 このため、 溶湯 5 1 2の冷却に指向性が発生することがなく、 全体的に均一かつ確実にスラリー 化した半凝固金属 5 6 6を得ることができる。
しかも、 第 1および第 2熱電対 5 5 8、 5 6 0を介して溶湯 5 1 2および第 1 液体金属 5 1 8の温度を検出し、 前記第 1液体金属 5 1 8の温度管理を行ってい る。 これにより、 半凝固金属 5 6 6を再加熱する必要がなく、 高品質な半凝固金 属 5 6 6を効率的に得ることが可能になるという効果が得られる。 特に、 半凝固 金属 5 6 6の温度管理が簡単かつ正確に行われるとともに、 溶湯 5 1 2の冷却速 度を向上させて前記半凝固金属 5 6 6を一挙に迅速に製造し得るという利点があ る。
さらに、 第 1 0の実施形態では、 半凝固金属 5 6 6が製造された後、 溶湯材料 (例えば、 アルミニウム合金） の液化温度よりも高温の第 2液体金属 5 3 2を冷 却部材 5 1 6の内部に供給する第 2供給手段 5 3 4が設けられている。 すなわち 、 溶湯 5 1 2の冷却および撹拌を行った冷却部材 5 1 6の表面には、 この溶湯 5 1 2が凝固したアルミニウム凝固物が付着して凝固層が設けられるおそれがある 。 この凝固層が肉厚であると、 次回のショット時にるつぼ 5 1 4内の溶湯 5 1 2 中にアルミニウム凝固物が酸化して混入し、 または、 この溶湯 5 1 2の冷却条件 の変化や溶湯量のばらつきの原因となるおそれがある。
そこで、 第 1 0の実施形態では、 第 2循環路 5 5 2に比較的高温の第 2液体金 属 5 3 2が供給されるため、 冷却部材 5 1 6の表面に付着したアルミニウム凝固 物が再溶解されてこの表面から確実に除去される。 これにより、 高品質な半凝固 金属 5 6 6を効率的に得ることが可能になるとともに、 冷却条件の安定化を図る ことができる。 なお、 第 1 0の実施形態では、 冷却部材 5 1 6が第 1および第 2循環路 5 4 2 、 5 5 2を一体的に接合したコイル状に設定されているが、 るつぼ 5 1 4の容量 や形状等に対応して、 板状等、 種々の形状に設定することができる。 すなわち、 表面積が大きくなるような最適形状に設定すればよい。
また、 溶湯 5 1 2を撹拌するために電磁撹拌機構 5 2 2を用いているが、 これ に代替して機械的撹拌構造を採用することができる。 例えば、 るつぼ 5 1 4自体 を回転させ、 あるいは、 このるつぼ 5 1 4の回転とともに該るつぼ 5 1 4を水平 方向に移動させることにより、 溶湯 5 1 2を撹拌してもよい。 さらに、 冷却部材 5 1 6自体を回転、 あるいは、 水平方向に移動自在に構成してもよい。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明では、 断熱性るつぼ内に供給された溶融金属が冷却部材 を介して冷却されながら撹拌されるため、 このるつぼ内では、 前記溶融金属が全 体的に均一かつ確実にスラリー化し、 冷却に指向性を有しない所望の半凝固金属 を容易かつ効率的に得ることができる。 しかも、 半凝固金属を再加熱する必要が なく、 設備費の高縢を確実に阻止することが可能になる。
また、 本発明では、 るつぼ内の溶融金属が冷却部材を介して冷却されるととも に、 この冷却部材が前記るつぼの形状に沿って移動することにより、 前記溶融金 厲が撹拌される。 このため、 断熱性るつぼ内では、 溶融金属が全体的に均一かつ 確実にスラリー化し、 冷却に指向性を有しない所望の半凝固金属を容易かつ効率 的に得ることができる。
さらに、 本発明では、 断熱性るつぼ内の溶融金属が複数の冷却部材を介して冷 却および ί½拌されるため、 冷却の指向性を可及的に阻止して全体的に均一かつ確 実にスラリ一化した所望の半凝固金属を迅速かつ効率的に製造することが可能に なる。
さらにまた、 本発明では、 断熱性るつぼ内の溶湯金属中に冷却部材が浸潰され るとともに、 この冷却部材の内部に冷却媒体が供給された状態で、 前記溶融金属 が撹拌される。 このため、 溶融金属の冷却に指向性が発生することがなく、 前記 溶融金属を迅速かつ確実にスラリー化することができる。 しかも、 冷却媒体の温 度管理を行うことにより、 所望の半凝固金属を効率的かつ高精度に得ることが可 能になる。
また、 本発明では、 分割型の断熱性るつぼ内の溶融金属が冷却部材を介して冷 却および撹拌されて半凝固金属が製造された後、 前記断熱性るつぼが開閉機構を 介して開閉駆動されることにより、 該断熱性るつぼ内の前記半凝固金属がその自 重で該断熱性るつぼ内から落下して排出される。 このため、 冷却の指向性を可及 的に阻止して全体的に均一かつ確実にスラリ一化した所望の半凝固金属を得るこ とができるとともに、 簡単な構成で、 前記半凝固金属を断熱性るつぼ内から円滑 かつ確実に排出することが可能になる。

Claims

請求の範囲
1 . 所定量の溶融金属を断熱性るつぼに供給する工程と、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を、 該溶融金属の温度以下の所定温度に冷 却された冷却部材を介して冷却するとともに、 該溶融金属を撹拌する工程と、 前記溶融金属が所定のスラリー状態に撹拌された後、 前記撹拌工程を終了しか つ前記冷却部材を前記断熱性るつぼ内から離脱させる工程と、
を有することを特徴とする半凝固金属の製造方法。
2 . 所定量の溶融金属を断熱性るつぼに供給する工程と、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を、 該溶融金属の温度以下の所定温度に冷 却された冷却部材を介して冷却するとともに、 前記冷却部材を回転させながら該 冷却部材を水平方向および Zまたは上下方向に移動させて該溶融金属を撹拌する 工程と、
前記溶融金属が所定のスラリー状態に撹拌された後、 前記撹拌工程を終了しか つ前記冷却部材を前記断熱性るつぼ内から離脱させる工程と、
を有することを特徴とする半凝固金属の製造方法。
3 . 請求項 1または 2記載の製造方法において、 前記冷却部材を前記断熱性るつ ぼ内で回転させることにより前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を撹拌する工程 と、
前記冷却部材を前記断熱性るつぼから離脱させた後、 該冷却部材の表面に付着 する凝固物を除去する工程と、
前記凝固物徐去後の前記冷却部材に乾燥処理を施す工程と、
を有することを特徴とする半凝固金属の製造方法。
4 . 請求項 3記載の製造方法において、 前記凝固物徐去後の前記冷却部材にセラ ミック材をコーティングすることを特徴とする半凝固金属の製造方法。
5 . 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の製造方法において、 前記冷却部材の 外形が円柱形状に設定されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有することを 特徴とする半凝固金属の製造方法。
6 . 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の製造方法において、 前記冷却部材の 外形は、 非円柱形状に設定されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有するこ とを特徴とする半凝固金属の製造方法。
7 . 請求項 1または 2記載の製造方法において、 前記冷却部材を前記断熱性るつ ぼ内に挿入するとともに、 前記断熱性るつぼの開放端を蓋部材で閉塞することを 特徴とする半凝固金属の製造方法。
8 . 請求項 1または 2記載の製造方法において、 複数の前記冷却部材が設けるこ とを特徴とする半凝固金属の製造方法。
9 . 所定の溶融金属を保持する断熱性るつぼと、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を所定温度に冷却する冷却部材と、 前記冷却部材を回転させて該溶融金属を撹拌する駆動機構と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
1 0 . 請求項 9記載の製造装置において、 前記冷却部材の外形が円柱形状に設定 されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有することを特徴とする半凝固金属 の製造装^。
1 1 . 所定量の溶融金属を保持する断熱性るつぼと、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を所定温度に冷却する冷却部材と、 前記冷却部材を回転させながら該冷却部材を水平方向および Zまたは上下方向 に移動させて該溶融金属を撹拌する駆動機構と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
1 2 . 請求項 1 1記載の製造装置において、 前記駆動機構は、 前記冷却部材を水 平方向に往復移動させる水平移動手段を備えることを特徴とする半凝固金属の製
1 3 . 請求項 1 1記載の製造装置において、 前記駆動機構は、 前記冷却部材を水 平方向に渦巻き状に移動させる渦巻き状移動手段を備えることを特徴とする半凝 固金属の製造装置。
1 4 . 請求項 1 1記載の製造装置において、 前記駆動機構は、 前記冷却部材を上 下方向に往復移動させる上下移動手段を備えることを特徴とする半凝固金属の製
1 5 . 請求項 1 1記載の製造装置において、 前記冷却部材の外形は、 非円柱形状 に設定されるとともに、 下方に向かって抜き勾配を有することを特徴とする半凝 固金属の製造装置。
1 6 . 所定量の溶融金属を保持する断熱性るつぼと、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を所定温度に冷却するための複数の冷却部 材と、
前記複数の冷却部材を該溶融金属中で一体的に撹拌駆動するとともに、 該複数 の冷却部材を着脱可能な駆動機構と、
を備えることを特徴とする半凝固金屈の製造装置。
1 7 . 請求項 1 6記載の製造装置において、 前記複数の冷却部材は、 任意の数だ け互いに積層された状態で、 前記駆動機構に対し固定手段を介して一体的に保持 可能に構成されることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
1 8 . 請求項 1 7記載の製造装置において、 前記固定手段は、 前記積層された複 数の冷却部材に一体的に揷通される軸部材と、
前記軸部材の端部に螺合する固定具と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
1 9 . 請求項 1 6記載の製造装置において、 前記複数の冷却部材は、 連結部で一 体化されるとともに、 前記連結部が力ブラを介して前記駆動機構に連結自在に構 成されることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 0 . 所定量の溶融金属を保持する断熱性るつぼと、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を所定温度に冷却する冷却部材と、 前記冷却部材の内部に、 該溶融金属の温度以下に維持された冷却媒体を供給す る冷却機構と、
前記冷却部材を介して前記溶融金属を撹拌させるために、 該冷却部材と該溶融 金属を相対的に移動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 1 . 請求項 2 0記載の製造装置において、 前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属 の温度を検出する第 1検出手段と、
前記冷却媒体の温度を検出する第 2検出手段と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 2 . 請求項 2 0記載の製造装置において、 前記冷却機構は、 前記冷却媒体を前 記冷却部材内に供給する第 1供給手段と、
前記冷却部材の表面に付着する凝固物を除去するために、 前記凝固物の液化温 度よりも高温の加熱媒体を前記冷却部材内に供給する第 2供給手段と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 3 . 請求項 2 2記載の製造装置において、 前記加熱媒体の温度を検出する第 3 検出手段を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 4 . 請求項 2 2記載の製造装置において、 前記第 1供給手段は、 前記冷却媒体 が貯留される第 1貯留槽と、
前記第 1貯留槽内の前記冷却媒体を保温する第 1加熱部と、
前記冷却媒体との間で熱交換を行うことにより該冷却媒体を冷却するための熱 交換機と、
前記冷却媒体を前記冷却部材の内部を通って前記第 1貯留槽内に循環させる第 1循環路と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 5 . 請求項 2 2記載の製造装置において、 前記第 2供給手段は、 前記加熱媒体 が貯留される第 2貯留槽と、
前記第 2貯留槽内の前記加熱媒体を加熱する第 2加熱部と、
前記加熱媒体を前記冷却部材の内部を通って前記第 2貯留槽内に循環させる第
2循環路と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 6 . 請求項 2 2記載の製造装置において、 前記冷却媒体および前記加熱媒体は 、 溶融金属であることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 7 . 所定量の溶融金属を保持する分割型の断熱性るつぼと、
前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を所定温度に冷却する冷却部材と、 前記冷却部材を該溶融金厲中で搅拌駆動する駆動機構と、
前記断熱性るつぼ内で前記溶融金属が冷却および撹拌されて半凝固金属が得ら れた後、 該断熱性るつぼを開閉駆動して前記半凝固金属を落下排出するための開 閉機構と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 8 . 請求項 2 7記載の製造装置において、 前記開閉機構は、 前記それぞれの断 熱性るつぼの側面に設けられた係止手段に着脱自在に係合する複数のアーム部材 と、
前記複数のアーム部材を互いに近接および離間する方向に進退させる進退手段 と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
2 9 . 請求項 2 7記載の製造装置において、 前記開閉機構は、 前記それぞれの断 熱性るつぼの側面に設けられた係止手段に着脱自在に係合する複数のアーム部材 前記複数のアーム部材を互いに近接および離間する方向に揺動させる揺動手段 と、
を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
3 0 . 請求項 2 7記載の製造装置において、 前記断熱性るつぼを互いに密着した 状態で収容するとともに、 該断熱性るつぼ内を保温するためのヒー夕が設けられ た分割型のるつぼ受台を備えることを特徴とする半凝固金属の製造装置。
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