JPH01233046A - 金属の半凝固制御方法と装置 - Google Patents
金属の半凝固制御方法と装置Info
- Publication number
- JPH01233046A JPH01233046A JP63058035A JP5803588A JPH01233046A JP H01233046 A JPH01233046 A JP H01233046A JP 63058035 A JP63058035 A JP 63058035A JP 5803588 A JP5803588 A JP 5803588A JP H01233046 A JPH01233046 A JP H01233046A
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- Japan
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- metal
- semi
- molten metal
- control room
- solidification
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明は溶融金属の半凝固状態を制御する方法と装置に
関する。
関する。
ｂ、 従来の技術
合金の均質化をはかり、あるいは結晶粒を微細化する方
法として、鋳型を回転させることにより溶融材料の鋳型
近傍の凝固界面に固定棒を摺動させ、生成結晶を破砕し
て結晶粒を微細化する鋳型回転スクレーパ法や、鋳型を
固定し、溶融材料の鋳型近傍の凝固界面に回転棒を摺動
させ、結晶粒を微細化するスクレーバ回転凝固法、材料
の固液共存状態において、その中心部に挿入した撹拌棒
を回転させて結晶粒を微細化するレオキャスト法などが
知られている。
法として、鋳型を回転させることにより溶融材料の鋳型
近傍の凝固界面に固定棒を摺動させ、生成結晶を破砕し
て結晶粒を微細化する鋳型回転スクレーパ法や、鋳型を
固定し、溶融材料の鋳型近傍の凝固界面に回転棒を摺動
させ、結晶粒を微細化するスクレーバ回転凝固法、材料
の固液共存状態において、その中心部に挿入した撹拌棒
を回転させて結晶粒を微細化するレオキャスト法などが
知られている。
また、溶融金属を大気または冷部等によって連続的に冷
却し、その冷却途中に現れる半凝固状態を捕えて、低速
撹拌を施すことがおこなわれている。
却し、その冷却途中に現れる半凝固状態を捕えて、低速
撹拌を施すことがおこなわれている。
Ｃ６発明が解決しようとする課題
しかしながら、これらの方法では、回転撹拌時における
空気の巻込みがあり、したがってこのような現象が発生
しないようにするために、回転速度が一定値以下に抑制
されるという問題があり、その回転速度をさらに高めた
超高速回転撹拌時における合金の結晶微細化に関しては
未だ研究されていない。
空気の巻込みがあり、したがってこのような現象が発生
しないようにするために、回転速度が一定値以下に抑制
されるという問題があり、その回転速度をさらに高めた
超高速回転撹拌時における合金の結晶微細化に関しては
未だ研究されていない。
また、本発明が対象とする半凝固法は装置的には確立さ
れておらず、半凝固状態の制御も行なわれていない。
れておらず、半凝固状態の制御も行なわれていない。
ｄ、 課題を解決するための手段
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記課題を
解決してなる溶融金属の半凝固状態を制御する装置に関
する。
解決してなる溶融金属の半凝固状態を制御する装置に関
する。
すなわち、本発明は金属を溶解炉で溶解したあと、この
溶解炉を制御室に移動し、該制御室において溶融金属に
回転撹拌を与えながら、冷却手段と加熱手段とによって
半凝固状態を維持するよう。
溶解炉を制御室に移動し、該制御室において溶融金属に
回転撹拌を与えながら、冷却手段と加熱手段とによって
半凝固状態を維持するよう。
に温度制御をおこなうことを特徴とする金属の半凝固制
御方法であり、また本発明は昇降手段を備えた溶解炉と
、上昇する溶解炉を収容する制御室とを備え、この制御
室は溶解炉内の溶融金属を回転撹拌する手段と、冷却手
段と、加熱手段と、温度制御手段とを備えていることを
特徴とする金属の半凝固制御装置である。
御方法であり、また本発明は昇降手段を備えた溶解炉と
、上昇する溶解炉を収容する制御室とを備え、この制御
室は溶解炉内の溶融金属を回転撹拌する手段と、冷却手
段と、加熱手段と、温度制御手段とを備えていることを
特徴とする金属の半凝固制御装置である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図において、１は適当な位置に開閉扉を備えた真空
容器、２は真空容器１を上下に区画する自動開閉のシャ
ッタ、３は反射板で、該反射板３はこれを周囲にめぐら
して溶解室４を構成しである。また前記シャッタ２の上
方には制御室５を設けである。
容器、２は真空容器１を上下に区画する自動開閉のシャ
ッタ、３は反射板で、該反射板３はこれを周囲にめぐら
して溶解室４を構成しである。また前記シャッタ２の上
方には制御室５を設けである。
溶解室４において、７は金属材料を加熱溶融するルツボ
（溶解炉）、８はルツボ７の周囲に配設されたヒータ（
タングステン・メンシュヒータ）、９は溶解室４内へ挿
通された温度制御用の熱電対、１１は支持棒、１２は支
持棒１１によって支持される受皿（モリブデン製）で、
該受皿１２は前記ルツボ７を支承している。１３は温度
測定用の熱電対を示す。
（溶解炉）、８はルツボ７の周囲に配設されたヒータ（
タングステン・メンシュヒータ）、９は溶解室４内へ挿
通された温度制御用の熱電対、１１は支持棒、１２は支
持棒１１によって支持される受皿（モリブデン製）で、
該受皿１２は前記ルツボ７を支承している。１３は温度
測定用の熱電対を示す。
支持棒１１は溶融室４の反射板３を貫通して設けた保持
部１０と真空容器１の下部を貫通して設けた保持部１４
とによって気密に保持され、真空容器１の外部から前記
支持棒１１が上下動できるように構成しである。
部１０と真空容器１の下部を貫通して設けた保持部１４
とによって気密に保持され、真空容器１の外部から前記
支持棒１１が上下動できるように構成しである。
前記制御室５において、１６は撹拌用の回転子、１５は
回転子１６の周囲に配設されたヒータ、２４はさらにそ
の外周に配設された水冷筒、２３は熱電対である。
回転子１６の周囲に配設されたヒータ、２４はさらにそ
の外周に配設された水冷筒、２３は熱電対である。
前記回転子１６は回転軸１７を備え、該回転軸１７は真
空容器１の上部に設けた支持袋Ｗ １Ｂによって気密か
つ回転可能に支持されている。１９は支持装置１８に設
けられた冷却水の流出入路で、回転子１６を冷却するた
めに用いる。なお、２ｏは真空容器１の上部に設けた覗
窓で、該覗窓２ｏによって回転子１６によるルツボ内の
撹拌状態や溶融金属の状態を監視する。２１はビデオカ
メラ、２３は制御室５の温度制御用の熱電対、２４は水
冷筒で、該水冷筒２４内に冷却水が流れる。
空容器１の上部に設けた支持袋Ｗ １Ｂによって気密か
つ回転可能に支持されている。１９は支持装置１８に設
けられた冷却水の流出入路で、回転子１６を冷却するた
めに用いる。なお、２ｏは真空容器１の上部に設けた覗
窓で、該覗窓２ｏによって回転子１６によるルツボ内の
撹拌状態や溶融金属の状態を監視する。２１はビデオカ
メラ、２３は制御室５の温度制御用の熱電対、２４は水
冷筒で、該水冷筒２４内に冷却水が流れる。
この装置においては、真空容器１を真空源（図示省略）
に接続し、真空排気後、溶融室４内においてヒータ８に
よりルツボ７内の所定の金属を溶融する。
に接続し、真空排気後、溶融室４内においてヒータ８に
よりルツボ７内の所定の金属を溶融する。
次に溶解室４の上方のシャッタ２を開放し、図示を省略
したルツボ昇降機構によって支持棒１１を介してルツボ
７を制御室５内の２点鎖線で示す位置まで上昇させる。
したルツボ昇降機構によって支持棒１１を介してルツボ
７を制御室５内の２点鎖線で示す位置まで上昇させる。
これによって回転子１６はルツボ７の溶融金属内に挿入
され、回転子１６により溶融金属は回転撹拌される。ま
た、ヒータ１５により溶融金属は加熱され溶融状態が維
持される。さらに水冷筒２４により溶融金属が冷却され
るようになっている。したがってルツボ７内の溶融金属
の半凝固状態を保持するため熱電対２３によってルツボ
７内の実際温度を知り、溶融金属が半凝固状態より凝固
側へ移行する傾向がある時にはヒータ１５を作動させ、
温度を上昇させて半凝固状態へ戻す。
され、回転子１６により溶融金属は回転撹拌される。ま
た、ヒータ１５により溶融金属は加熱され溶融状態が維
持される。さらに水冷筒２４により溶融金属が冷却され
るようになっている。したがってルツボ７内の溶融金属
の半凝固状態を保持するため熱電対２３によってルツボ
７内の実際温度を知り、溶融金属が半凝固状態より凝固
側へ移行する傾向がある時にはヒータ１５を作動させ、
温度を上昇させて半凝固状態へ戻す。
また熔融状態にある時はヒータ１５の作動を停止し、水
冷筒２４による冷却をおこない半凝固状態への移行を制
御すればよい。この間、回転子１６は溶融金属を撹拌し
つづけ、半凝固状態において金属の結晶の生長を阻止し
て結晶粒を微細化し、また必要に応じて非金属粒子や短
繊維等を溶融金属に添加して、均一に分散させればよい
。
冷筒２４による冷却をおこない半凝固状態への移行を制
御すればよい。この間、回転子１６は溶融金属を撹拌し
つづけ、半凝固状態において金属の結晶の生長を阻止し
て結晶粒を微細化し、また必要に応じて非金属粒子や短
繊維等を溶融金属に添加して、均一に分散させればよい
。
所定の品質が得られた場合には、ヒータ１５を停止後、
回転子１６と溶融金属が分離できる程度に支持棒１１に
よりルツボ７を下降させ、溶融金属を凝固させる。この
場合、真空容器内に還元性、非酸性または不活性の気体
を取り込んで冷却することもできる。
回転子１６と溶融金属が分離できる程度に支持棒１１に
よりルツボ７を下降させ、溶融金属を凝固させる。この
場合、真空容器内に還元性、非酸性または不活性の気体
を取り込んで冷却することもできる。
なお、前記水冷筒２４を流れる冷却水は、其他の液体ま
たは気体などの冷却媒体に代えることができる。
たは気体などの冷却媒体に代えることができる。
前記装置を用いて過共晶アルミ−シリコン合金の処理を
おこなった結果、同一組成の合金でありながら初晶Ｓｉ
粒の直径が、処理をしなかった金属に比較して１７１０
〜１７２０程度に微細化されるという結果かえられた。
おこなった結果、同一組成の合金でありながら初晶Ｓｉ
粒の直径が、処理をしなかった金属に比較して１７１０
〜１７２０程度に微細化されるという結果かえられた。
ｅ、 発明の効果
以上のように本発明の方法と装置によれば、合金の固液
共存状態（半凝固または半熔融）を確実に捕えることが
でき、したがって結晶粒の微細化を効果的に行える。ま
た固液共存の状態で回転撹拌が行え、非金属粒子や短繊
維等を均一に分散させることができ、品質の良好な金属
基複合材料を製造することができる。
共存状態（半凝固または半熔融）を確実に捕えることが
でき、したがって結晶粒の微細化を効果的に行える。ま
た固液共存の状態で回転撹拌が行え、非金属粒子や短繊
維等を均一に分散させることができ、品質の良好な金属
基複合材料を製造することができる。
第１図は本発明に係る金属の半凝固制御装置の断面説明
図である。 １・・・真空容器、 ５・・・制御室、７・・・ルツ
ボ、 １６・・・回転子。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社（ほか２名）
図である。 １・・・真空容器、 ５・・・制御室、７・・・ルツ
ボ、 １６・・・回転子。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社（ほか２名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）金属を溶解炉で溶解したあと、この溶解炉を制御室
に移動し、該制御室において溶融金属に回転撹拌を与え
ながら、冷却手段と加熱手段とによって半凝固状態を維
持するように温度制御をおこなうことを特徴とする金属
の半凝固制御方法。 ２）昇降手段を備えた溶解炉と、上昇する溶解炉を収容
する制御室とを備え、この制御室は溶解炉内の溶融金属
を回転撹拌する手段と、冷却手段と、加熱手段と、温度
制御手段とを備えていることを特徴とする金属の半凝固
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058035A JP2701297B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 金属の半凝固制御方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058035A JP2701297B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 金属の半凝固制御方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01233046A true JPH01233046A (ja) | 1989-09-18 |
| JP2701297B2 JP2701297B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=13072681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63058035A Expired - Lifetime JP2701297B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 金属の半凝固制御方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701297B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170593A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-06-26 | 昆明理工大学 | 一种连续制备金属半固态坯料的装置及应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039133A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Hitachi Ltd | 合金スラリ製造装置 |
| JPS62130234A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Ａｌ−Ｐｂ系合金の均質混合法 |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63058035A patent/JP2701297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039133A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Hitachi Ltd | 合金スラリ製造装置 |
| JPS62130234A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Ａｌ−Ｐｂ系合金の均質混合法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170593A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-06-26 | 昆明理工大学 | 一种连续制备金属半固态坯料的装置及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2701297B2 (ja) | 1998-01-21 |
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