JPH01166874A - 複合金属製品の鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ベースとなる合金中に、この合金と溶け合
うことなく且つ比重を異にする混合物を散在混入せしめ
て複合金属製品を鋳造する鋳造装置に関する。

〈従来の技術背景〉 従来、ベースとなる液状合金中に、溶け合うことなく且
つ比重を異にする混合物を散在混入せしめた複合材、例
えば液状に溶融せしめたＴａ−Ｎ合金中に、このＴａ−
Ｍ合金よりも比重の小さい、例えば−ＯやＴｉＮ等の混
合物を撹拌させて散在混入せしめたＴａ−Ｎ合金系複合
材を成形型中に充填しても比重の小さいＦＩｋ２０やＴ
ｉＮ等の混合物はＴａ−＃合金が凝固範囲まで冷却降温
されて凝固する間において、上方へ浮き上がり移動して
しまって溶け合うことなく且つ比重の小さい−ＯやＴｉ
Ｎ等の混合物を均一に散在混入せしめたＴａ−Ｍ合金系
金属製品、所謂複合金属製品を鋳造することが困難であ
った。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明が解決しようとする技術的課題は、ベースとなる
液状合金中に、溶け合うことなく且つ比重を異にする混
合物を均一に散在混入せしめると共に、その散在混入せ
しめた混合物が浮遊若しくは沈澱移動する恐れがない程
度のシャーベット状にベース合金を降温硬化せしめて成
形型内への充填を一連の鋳造サイクル（１サイクル動作
毎）にて行ない得る様にした鋳造装置を提供して、溶け
合うこと、なく且つ比重を異にする混合物をベース合金
中に均一に散在混入せしめた複合金属製品の鋳造を可能
にすることにある。

〈技術的課題を達成するための手段〉 上記課題を達成するために本発明が講じる技術的手段は
、組となる雄雌一対の成形型をセラミックスにて形成し
、その成形型に接続され水平に組込み配備されるスリー
ブ及びこのスリーブ内に前後動自在に嵌入されるピスト
ンをセラミックスにて形成し、前記セラミックス製スリ
ーブの外側に電熱加熱体を添設すると共に同スリーブの
上壁に、該上壁に穿設した流入口に接続させて撹拌装置
を立設配備して成り、この撹拌装置は前記流入口上に接
続立設され溶け合うことな（、且つ比重を異にする混合
物を均一に散在混入しめたベースとなる液状合金をシャ
ーベット状に降温せしめるセラミックス製温度コントロ
ール筒と、この温度コントロール筒の上部に連通載置さ
れ液状に溶解された前記ベース合金を貯留すると共に、
このベース合金と共に投入された前記混合物を該ベース
合金中に撹拌混入しめるセラミックス製貯留容器と、こ
の貯留容器から前記温度コントロール筒内に亘り、少な
くとも回動自在に挿設され貯留容器内に没入された混合
物の比重に応じて、回転方向を変換するセラミックス製
スクリュウ−及び前記貯留容器の外側から温度コントロ
ール筒の外側に亘り添設した温度コントロール体とから
構成したことである。

く作　用〉 而して、上記した本発明の技術的手段によれば、セラミ
ックス製スリーブの上壁に立設配備した撹拌装置の貯留
容器内に、液状に溶解されたベース合金を給湯貯留する
と共に、この液状合金と溶け合うことなく且つ比重を異
にする混合物を没入し、スクリュウ−を回転させて液状
合金中に混合物を均一に撹拌混入させる。混合物が均一
に散在混入せしめられ温度コントロール筒内に流入せし
めた液状合金は眼部の上部域からスリーブの流入口に至
る下部域に流動下降するにしたがって、その温度が数段
階に分けられて降温され、スリーブの流入口に至る下部
域において混入せる混合物が浮遊若しくは沈澱移動しな
い程度のシャーベット状（おかゆ状）に硬化させる。こ
の際、温度コントロール筒の温度は外側に添設された温
度コントロール体によってその上部域から下部域に至る
にしたがって段階的に降温コントロールされ、内部を流
動降下せしめるベース合金を液状からシャーベット状に
硬化せしめるものである。

温度コントロール筒内においてシャーベット状に硬化さ
せることによって、混合物の散在混入を均一に保たれた
シャーベット状合金は電熱加熱体によってそのシャーベ
ット状態を保つ温度に加温保持されたスリーブ内に流入
せしめられ、セラミックス製ピストンのピストンによっ
て成形型内に加圧充填せしめられて冷却凝固され、全く
溶け合うことなく且つ比重を異にする混合物を均一に散
在混入せる複合金ｆ１１製品となる。

〈実施例〉 本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図面は横
型締め、横射出形鋳造装置を示し、図中（Ａ）は雄型（
ａｌ）と雌型（ａｌ）との組からなる成形型、（Ｂ）は
同成形型（Ａ）の型内所謂キャビティ（ａ）に連通させ
て接続組込まれたスリーブ、（Ｃ）は同スリーブ（Ｂ）
内に前後動自在に嵌入され該スリーブ（Ｂ）内に流入さ
れたシャーベット状ベース合金（Ｍ）を均一に散在混入
ぼる混合物（Ｎ）と共に、前記キャビティ（ａ）内に加
圧充填するピストン、（Ｄ）は液状ベース合金（Ｍ）中
に、この合金（Ｍ）と全く溶け合うことなく且つ比重を
異にする前記混合物（Ｎ＞を均一に散在混入せしめると
共に、液状ベース合金（Ｍ）をシャーベット状に降温せ
しめる撹拌装置である。

前記ベース合金（Ｍ）としてはその配合素材が特に制限
されるものではないが、本実施例にあっては例えばＴａ
−／Ｖ金合金伍−［１合金及びムー隔合金などの合金を
用い、混合物（Ｎ）としてはｌ′ｋＩＯやＴｉＮ及び／
Ｖ２Ｏ３などを用いて例えば液状に溶解されたＴａ−Ｍ
合金をベース合金（Ｍ）として、この合金（Ｍ）中に、
全く溶け合うことなく且つ比重が小さいＩｌｌ；１０や
ＴｉＮなどの混合物（Ｎ）を均一に散在混入させてＴａ
−／Ｖ金合金の複合金属製品を鋳造するものである。

成形型（Ａ）を構成する雄雌両型（ａｌ）（ａ２）はセ
ラミックスにて形成し、スリーブ（Ｂ）を接続する成形
型（Ａ＞の一方、固定型となる雌型（ａ２）にはセラミ
ックスにて形成した鋳込口プッシュ（１）を嵌合装着し
て、固定盤（２）と可動１！！！（３）に夫々取付ける
。

スリーブ（Ｂ）は、セラミックスにて形成した内筒（ｂ
＋）、中間筒（ｂｌ）及び熱１（４）を埋め込んだ電熱
加熱体（ｂｚ）から構成してなり、図示した様に中間１
ｆｆｌ（ｂｚ）にて固定盤（２）に水平に組込み配備せ
しめて雌型（ａ２）の鋳込口プッシュ（１）に接続連通
させ、両筒（ｂｌ）（ｂｌ）及び電熱加熱体（ｂｚ）の
突出端面には押え板（５）を付設して３者を一体的に結
合せしめる。

そして、このスリーブ（Ｂ）の突出側上壁に略Ｖ字形に
穿設した流入口（６）に接続させて撹拌装置（Ｄ）を該
上壁上に直接載置せしめて一体的に立設配備し、この撹
拌装置（Ｄ）によりスリーブ（Ｂ）内に流入供給された
混合物（Ｎ）を均一に散在混入せるシャーベット状ベー
ス合金（Ｍ）をセラミックスにて形成したピストン（Ｃ
）によって、キャビティ（ａ）内に加圧充填する。

撹拌装置（Ｄ）は、スリーブ（Ｂ）の流入口（６）上に
接続立設される温度コントロール筒（ｄｌ）と、この温
度コントロールｎ（ｄ＋）の上部に連通載置される貯留
容器（ｄｌ）と、この貯留容器（ｄｌ）から温度コント
ロール筒（ｄｌ）内に亘って回動自在に挿設されるスク
リュウ−（ｄ３）及び貯留容器（ｄｌ）の外側から温度
コントロール筒（ｄｌ）の外側に亘り添設される湿度コ
ントロール体（ｄ４）から構成して成る。

温度コントロール筒（ｄｌ）は、貯留容器（ｄｌ）内に
おいて混合物（Ｎ）が均一に散在混入せしめられた液状
ベース合金（Ｍ）を、混合物（Ｎ）が浮遊若しくは沈澱
移動しない程度のシャーベット状に降温せしめて混合物
＜Ｎ）の移動を阻止した状態でベース合金（Ｍ）をスリ
ーブ（Ｂ）内に流入供給せしめる温度コントロール部で
、セラミックスにて形成し、スリーブ（Ｂ）の流入口（
６）上に一体的に接続立設する。

貯留容器（ｄｌ）は、セラミックスにて底面を間口して
略椀形状に形成し、温度コントロール筒（ｄｌ）の上部
開口繰上に一体的に載置せしめて、液状に溶解されたベ
ース合金（Ｍ）を貯留すると共に混合物（Ｎ＞を投入し
、この混合物（Ｎ＞をスクリュウ−（ｄ３）の回転によ
り前記ベース合金（Ｍ）中に撹拌混入させる様にする。

図中、（ｄ５）は同容器（ｄｌ）の開口部を塞ぐスクリ
ュウ−挿通口（７）を開口備えたセラミックス製蓋板で
ある。

そして、この貯留容器（ｄｌ）の外側から温度コントロ
ール筒（ｄｌ）の外側に亘り、内部に熱線などの温度コ
ントロール機構（８）を埋め込んだ温度コントロール体
（ｄ４）を添設する。

この温度コントロール体（ｄ４）は、貯留容器（ｄｌ）
内に貯留された液状ベース合金（Ｍ）を一定温度に保温
する貯留容器（ｄｌ）の外側に添設された保温加熱部（
４００）と、温度コントロール１ｍ（ｄ＋）の温度をそ
の上部域から下部域に至るにしたがって段階的に降温せ
しめて眼部（ｄ＋　）内に流動下降するベース合金（Ｍ
）を液状からシャーベット状に降温硬化させる如くコン
トロールする温調部（４０１）からなる。

スクリュウ−（ｄａ）は、セラミックスにて形成し不図
示の駆動源に止着支持させて貯留容器（ｄｌ）上方から
スクリュウ−挿通口（７）及び該容！ａ（ｄｚ）内を通
して先端がスリーブ（Ｂ）の流入口（６）に臨む様に温
度コントロール筒（ｄ＋　）内に亘り挿設垂下せしめ、
貯留容器（ｄｌ）内に没入された混合物（Ｎ）の比重に
応じて回転方向交換、例えば貯留容器（ｄｌ）内に貯留
された液状ベース合金（Ｍ）がＴａ−Ｍ合金でこの丁ａ
−Ｍ合金より比重が小さい−０やＴｉＮなどの混合物（
Ｎ）を投入した場合には、この混合物（Ｎ＞をベース合
金（Ｍ）中に沈ませる方向に回転して該ベース合金（Ｍ
）中への均一な撹拌混入を図る様にしてなる。

尚、図面にあってはスクリュウ−（ｄａ）の外側と湿度
コントロール筒（ｄ＋　）の内側（内周面）との間に間
隙が存在しているが、スクリュウ−（ｄａ）の外径（フ
ィン径）と温度コント０−ル筒（ｄｌ）の内径とを略同
径として両者間に間隙が生じない構造とするも勿論任意
である。

次に、上述した雄雌両型（ａ＋　＞（ａｌ＞、スリーブ
（Ｂ）、ピストン（Ｃ）、１度コントロール筒（ｄ＋）
、貯留容器（ｄｌ）、スクリュウ−（ｄａ）、それらを
作るセラミックスの一例を上げると、例えばアルミナ、
ジルコニア、シリカ等で代表される酸化物系セラミック
ス、窒化硅素（サイアロンも含む）等で代表される窒化
物系セラミックス、炭化硅素等で代表される炭化物系セ
ラミックス、はう化ジルコニウム等で代表されるほう化
系セラミックスなどを材料に用いて焼成した焼結セラミ
ックスである。

次に、以上の如き構成した本実施例鋳造装置による複合
金属製品の鋳造方法を説明すると、温度コントロニル体
（ｄ４）によって貯留容器（ｄｌ）と温度コントロール
筒（ｄｌ）の温度をコントロールしながら貯留容器（ｄ
ｌ）内に、例えばＴａ　−Ｎ合金系の液状ベース合金（
Ｍ）を供給貯留すると共にＭ２ＯやＴｉＮなどの混合物
（Ｎ）を投入し、この混合物（Ｎ）の比重に応じたスク
リュウ−・（ｄａ）の回転により該混合物（Ｎ）を前記
合金（Ｍ）中に均一に撹拌混入させ、温度コントロール
筒（ｄｌ）内に流入させる。

混合物（Ｎ）が均一に散在混入せしめられ温度コントロ
ールｎ（ｄ＋＞内に流入せしめた液状ベース合金（Ｍ）
は外側に添設された温調部（４０１）のコントロールに
よって上部域から下部域に至るにしたがって温度が降温
する様に数段階に分けられた温度コントロール筒（ｄ＋
　）内を′ｆｌ動降下せしめることによってシャーベツ
ド状に降温硬化される（第１図）。

液状ベース合金（Ｍ）が液状からシャーベツド状に降温
硬化されるとスクリュー（ｄａ）の回転は停止されると
共に流入口（６）を閉鎖するピストン（Ｃ）はその摺ａ
後退限に射出シリンダー（Ｅ）によって後退され、流入
口（６）を開く、流入口（６）が開くと混合物（Ｎ）を
均一に散在混入せしめてシャーベツド状に降温硬化され
たベース合金（Ｍ）は電熱加熱体くｂ３）によってその
シャーベツド状態が保たれる温度に加熱保持されたスリ
ーブ（Ｂ）内に流入せしめられ、（第２図）、該スリー
ブ（Ｂ）内をピストン（Ｃ）の前進によって抑圧流動せ
しめられて雄雌両型（ａｌ）（ａｌ）に配設された加熱
機構（９）　　（１０）により加温されたキャビティ（
ａ）内に射出充填される（第３図）。

１０やＴｉＮなどの混合物（Ｎ）を混入ヒるＴａ　−Ｎ
合金系のベース合金（Ｍ）がキャビティ（ａ）内に充填
されると雄雌両型（ａ＋　）（ａＺ　）に配設された冷
却機構（１１）　　（１２）により凝固範囲まで冷却降
温さＵてシャーベツド状態で充填されたベース合金（Ｍ
）を、凝固せしめ、雄雌両型（ａ＋　）（ａｌ）の型開
きにより−０やＴｉＮなどの混合物（Ｎ）を８人させた
Ｔａ−Ｎ合金系の複合金属製品を取り出す。以模、同様
の一連動作（１サイクル動作毎）を繰り返してＴａ−Ａ
ｊ含金系若しくはＣｕ−Ｎａ合金系の複合金属製品を順
次連続鋳造するものである。

而して、本実施例の鋳造装置は液状に溶解されたベース
合金（Ｍ）中への全く溶け合うことなく且つ比重を異に
する混合物（Ｎ）の撹拌混入を行なう工程と、この混合
物（Ｎ）が浮遊若しくは沈澱移動する恐れのない程度の
シャーベツド状に液状ベース合金（Ｍ）を降温硬化させ
て混合物（Ｎ＞の均一な散在混入状態に保つ工程を一連
の鋳造、サイクルで行ない得る様にして、全く溶け合う
ことなく且つ比重を異にする混合物（Ｎ）をベース合金
（Ｍ）に均一に散在混入せしめた複合金属製品の鋳造を
可能にしたものである。

尚、上記実施例において撹拌装置（Ｄ）の貯留容器（ｄ
２）内への液状ベース合金（Ｍ）は供給は不図示の溶解
炉に亘って給湯管を配管せしめて該溶解炉から定期的に
自動供給するものであり、同様に混合物（Ｎ＞の投入は
ベース合金（Ｍ）の供給時期に合わせて動作する混合材
投入装置を配備し、この投入装置にて自動投入するもの
である。

また、スリーブ（Ｂ）の流入口（６）の開閉をピストン
（Ｃ）に行なう様にしたが、撹拌装置（Ｄ）のスクリュ
ウ−（ｄ３）を上下移動させて流入口（６）の開閉を行
なうも勿論任意であり、更にスクリュー（ｄ３）の上下
移動により流入口（６）の開口面積を調整してスリーブ
（Ｂ）内へのベース合金（Ｍ）の流入供給量を変えるこ
とも可能である。

〈発明の効果〉 本発明の鋳造装置は叙上の如く構成してなるから、セラ
ミックス製スリーブの上壁に、流入口に接続させて立設
配備した撹拌装置のセラミックス製貯留容器内に、液状
に溶解されたベース合金を貯留すると共にこのベース合
金と溶け合うことなく且つ比重を異にする混合物を投入
してスクリュウ−を回転させることによって、混合物液
状ベース合金中に均一に撹拌混入させることができると
共に、混合物を均一に散在混入せしめた液状ベース合金
が温度コントロール筒内に流入せしめて該筒内をその上
部域から下部域に流動下降せしめることによって、液状
ベース合金を混合物が浮遊若しくは沈澱移動する恐れの
ない程度のシャーベツド状に降温硬化せしめ、該シャー
ベツド状ベース合金を電熱加熱体によりそのシャーベツ
ド状態が保たれる湿度に加湿保持されたスリーブ内に流
入せしめてセラミックス製ピストンによってセラミック
ス製成形型内に加圧充填出来る。それによって、成形型
内に充填されたシャーベツド状合金が凝固範囲まで冷却
降温されて凝固する間、該合金中に均一に散在混入され
た混合物は浮遊若しくは沈澱移動することがないため、
混合物を均一に散在混入せしめた複合金属製品を鋳造出
来る。

依って、所期の目的を達成し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示す縦断正面図で
ある。 尚、図中 （Ａ）：成形型　　　　（ａ＋　）：雄　型（ａ２）　
　：ｌｌｉ　　型　　　　（Ｂ）　ニスリーブ（ｔ）３
）　：電熱加熱体　（Ｃ）：ピストン（Ｄ）：撹拌装置 （ｄ＋　）：温度コントロール （ｄ２）：貯留容器 （ｄ３）：スクリュウー （ｄ４）：温度コントロール体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 組となる雄雌一対の成形型をセラミックスにて形成し、
   その成形型に接続され水平に組込み配備されるスリーブ
   及びこのスリーブ内に前後動自在に嵌入されるピストン
   をセラミックスにて形成し、前記セラミックス製スリー
   ブの外側に電熱加熱体を添設すると共に同スリーブの上
   壁に、該上壁に穿設した流入口に接続させて撹拌装置を
   立設配備して成り、この撹拌装置は前記流入口上に接続
   立設され溶け合うことなく、且つ比重を異にする混合物
   を均一に散在混入しめたベースとなる液状合金をシャー
   ベット状に降温せしめるセラミックス製温度コントロー
   ル筒と、この温度コントロール筒の上部に連通載置され
   液状に溶解された前記ベース合金を貯留すると共に、こ
   のベース合金と共に投入された前記混合物を該ベース合
   金中に攪拌混入しめるセラミックス製貯留容器と、この
   貯留容器から前記温度コントロール筒内に亘り、少なく
   とも回動自在に挿設され貯留容器内に没入された混合物
   の比重に応じて、回転方向を変換するセラミックス製ス
   クリュウー及び前記貯留容器の外側から温度コントロー
   ル筒の外側に亘り添設した温度コントロール体とから構
   成したことを特徴とする複合金属製品の鋳造装置。