JPH01313164A - 半溶融金属の鋳造方法 - Google Patents
半溶融金属の鋳造方法Info
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- JPH01313164A JPH01313164A JP14481188A JP14481188A JPH01313164A JP H01313164 A JPH01313164 A JP H01313164A JP 14481188 A JP14481188 A JP 14481188A JP 14481188 A JP14481188 A JP 14481188A JP H01313164 A JPH01313164 A JP H01313164A
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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
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は、固液共存状態にある半溶融金属の鋳造方法
に関する。
に関する。
［従来の技術］
一般に、鋳片又は鋳塊は、鋳型により周辺部から冷却さ
れるため、その中心部に粗大樹枝状晶からなる偏析を有
する。中心偏析は、機械的性質その他の特性が周辺健全
部より劣る。このため、金属溶湯を鋳造する場合には、
樹枝状晶の発達を可能な限り抑制し、鋳片全体に占める
等軸晶の割合い（以下、等軸品率という）を高める必要
がある。
れるため、その中心部に粗大樹枝状晶からなる偏析を有
する。中心偏析は、機械的性質その他の特性が周辺健全
部より劣る。このため、金属溶湯を鋳造する場合には、
樹枝状晶の発達を可能な限り抑制し、鋳片全体に占める
等軸晶の割合い（以下、等軸品率という）を高める必要
がある。
等軸品率を高める鋳造技術として、例えば、低温鋳造法
及び電磁撹拌法等が知られている。しかしながら、これ
らの技術を利用してもなお、完全溶融状態の溶湯を鋳造
した場合に、凝固時の温度降下が大きいこと、及び冷却
速度が制限されること等の理由から、全領域にて粗大樹
枝状晶が発達することを阻止することは困難である。
及び電磁撹拌法等が知られている。しかしながら、これ
らの技術を利用してもなお、完全溶融状態の溶湯を鋳造
した場合に、凝固時の温度降下が大きいこと、及び冷却
速度が制限されること等の理由から、全領域にて粗大樹
枝状晶が発達することを阻止することは困難である。
近時、省エネルギ及び省資源を目的として、一つの工程
で溶融金属から一次製品をつくりだす半溶融加工プロセ
スが開発実用化されつつある。所謂、半溶融加工プロセ
スとは、微細な固相を有する半溶融状態の溶湯を用いて
製品に直接成形し、製品組織の等軸品率を高める技術を
いう。すなわち、溶湯を液相線及び固相線の間の温度域
に適宜調整し、凝固直前の固液共存状態で溶湯を鋳型に
鋳込み、直ちに凝固させる。このような半溶融加工プロ
セスを利用すれば、等軸品率が向上し、組織が均一かつ
微細化する。
で溶融金属から一次製品をつくりだす半溶融加工プロセ
スが開発実用化されつつある。所謂、半溶融加工プロセ
スとは、微細な固相を有する半溶融状態の溶湯を用いて
製品に直接成形し、製品組織の等軸品率を高める技術を
いう。すなわち、溶湯を液相線及び固相線の間の温度域
に適宜調整し、凝固直前の固液共存状態で溶湯を鋳型に
鋳込み、直ちに凝固させる。このような半溶融加工プロ
セスを利用すれば、等軸品率が向上し、組織が均一かつ
微細化する。
従来の半溶融金属の鋳造方法は、容器及び鋳型のヘッド
差を利用して、ノズルを介して溶湯を鋳型内に自然落下
させる。
差を利用して、ノズルを介して溶湯を鋳型内に自然落下
させる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の半溶融金属の鋳造方法においては
、半溶融状態の溶湯は粘性が高いので、自然落下させる
だけでは所定の鋳造速度を得ることが困難になる。特に
、溶湯の固相率を高めると、その流動性が著しく低下す
るので、鋳片を連続鋳造することが困難になる。また、
鋳塊を複雑形状の鋳型を用いて鋳造する場合に、鋳型の
溶湯注入領域（キャビティ）の隅々まで溶湯が十分にい
きわたらなくなる。このため、正確な形状の鋳塊を得る
ことができない。更に、溶湯のノズル通流速度が遅いた
めに、ノズルが塞閉することがあるという不都合を生じ
る。
、半溶融状態の溶湯は粘性が高いので、自然落下させる
だけでは所定の鋳造速度を得ることが困難になる。特に
、溶湯の固相率を高めると、その流動性が著しく低下す
るので、鋳片を連続鋳造することが困難になる。また、
鋳塊を複雑形状の鋳型を用いて鋳造する場合に、鋳型の
溶湯注入領域（キャビティ）の隅々まで溶湯が十分にい
きわたらなくなる。このため、正確な形状の鋳塊を得る
ことができない。更に、溶湯のノズル通流速度が遅いた
めに、ノズルが塞閉することがあるという不都合を生じ
る。
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、半溶融状態の溶湯の鋳造速度を高めることができ、鋳
塊等の形状を高精度にすることができ、ノズル詰まりを
生じることなく鋳造できる半溶融金属の鋳造方法を提供
することを目的とする。
、半溶融状態の溶湯の鋳造速度を高めることができ、鋳
塊等の形状を高精度にすることができ、ノズル詰まりを
生じることなく鋳造できる半溶融金属の鋳造方法を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る半溶融金属の鋳造方法は、容器内の溶湯
を温度制御して固液共存状態とし、これを撹拌しつつ容
器のノズルを介して鋳型に鋳込む半溶融金属の鋳造方法
において、前記ノズルの溶湯通流路及び鋳型の溶湯注入
領域を直通させ、鋳型の溶湯注入領域を減圧して鋳造す
ることを特徴とする。
を温度制御して固液共存状態とし、これを撹拌しつつ容
器のノズルを介して鋳型に鋳込む半溶融金属の鋳造方法
において、前記ノズルの溶湯通流路及び鋳型の溶湯注入
領域を直通させ、鋳型の溶湯注入領域を減圧して鋳造す
ることを特徴とする。
［作用］
この発明に係る半溶融金属の鋳造方法においては、鋳型
の溶湯注入領域を減圧するので、ノズルの溶湯通流路に
溶湯を供給すると、溶出が鋳型の溶湯注入領域に吸引さ
れ、溶湯の鋳造速度が増加する。
の溶湯注入領域を減圧するので、ノズルの溶湯通流路に
溶湯を供給すると、溶出が鋳型の溶湯注入領域に吸引さ
れ、溶湯の鋳造速度が増加する。
［実施例］
以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第２図に示すように、鋳塊用鋳型６の上方に取鍋２が配
設され、取鍋内溶鋼３ａが半溶融金属製造装置１０を介
して半溶融状態の溶鋼３ｂに調整された後に、鋳型６に
鋳造されるようになっている。すなわち、取鍋２内には
完全溶融状態の溶鋼３ａが収容され、エアシールバイブ
４を介して半溶融金属製造装置１０に所定の流量で供給
されるようになっている。半溶融金属製造装置の容器１
６には、蓋１２が被せられ、装置内が大気から遮断され
るようになっている。蓋１２には図示しないガス供給管
が設けられ、装置１０内に不活性ガスが供給されるよう
になっている。ロータ２６が、Ｍ１２の挿通孔を介して
容器１６内に挿入され、その下端部がノズル２０の流出
口に到達している。ロータ２６の上端部は回転装置（図
示せず）及び昇降装置（図示せず）に連結され、ロータ
２６が回転すると溶湯が撹拌され、ロータ２６が昇降す
るとノズル２０が開閉するようになっている。
設され、取鍋内溶鋼３ａが半溶融金属製造装置１０を介
して半溶融状態の溶鋼３ｂに調整された後に、鋳型６に
鋳造されるようになっている。すなわち、取鍋２内には
完全溶融状態の溶鋼３ａが収容され、エアシールバイブ
４を介して半溶融金属製造装置１０に所定の流量で供給
されるようになっている。半溶融金属製造装置の容器１
６には、蓋１２が被せられ、装置内が大気から遮断され
るようになっている。蓋１２には図示しないガス供給管
が設けられ、装置１０内に不活性ガスが供給されるよう
になっている。ロータ２６が、Ｍ１２の挿通孔を介して
容器１６内に挿入され、その下端部がノズル２０の流出
口に到達している。ロータ２６の上端部は回転装置（図
示せず）及び昇降装置（図示せず）に連結され、ロータ
２６が回転すると溶湯が撹拌され、ロータ２６が昇降す
るとノズル２０が開閉するようになっている。
ノズル２０が容器１６の底部に設けられており、ノズル
２０を介して鋳型６のキャビティ３０に半溶融状態の溶
湯が注入され、鋳塊が製造されるようになっている。す
なわち、ノズルの溶湯通流路及びキャビティ３０は気密
に連通され、ノズル２０から鋳型６に溶湯が直接鋳造さ
れるようになっている。
２０を介して鋳型６のキャビティ３０に半溶融状態の溶
湯が注入され、鋳塊が製造されるようになっている。す
なわち、ノズルの溶湯通流路及びキャビティ３０は気密
に連通され、ノズル２０から鋳型６に溶湯が直接鋳造さ
れるようになっている。
鋳型のキャビティ３０は、多数に分岐した技３２を有す
る複雑形状をなし、６枝３２の先端が排気通路３４を介
して真空ポンプ４ｏの吸込み側に連通されている。この
場合に、排気通路３４の径は約１．Ｏｉｍ以下である。
る複雑形状をなし、６枝３２の先端が排気通路３４を介
して真空ポンプ４ｏの吸込み側に連通されている。この
場合に、排気通路３４の径は約１．Ｏｉｍ以下である。
なお、容器１６及びノズル２ｏの外周には、それぞれヒ
ータ１８及び２２が巻回され、その電源が制御装置（図
示せず）により調節可能に設けられ、溶湯がヒータ加熱
されるようになっている。
ータ１８及び２２が巻回され、その電源が制御装置（図
示せず）により調節可能に設けられ、溶湯がヒータ加熱
されるようになっている。
次に、上記のような構成の装置により鋳塊を鋳造する場
合について説明する。
合について説明する。
所定成分及び所定温度に調整された溶鋼３ａを取鍋２に
収容し、鋳造設備に搬入する。エアシールバイブ４を装
置１０に挿入し、ガス供給管を介して所定圧のアルゴン
ガスを供給し、装置内を不活性ガス雰囲気とする。次い
で、取鍋２のノズルを開け、完全溶融状態の溶鋼３ａを
エアシールバイブ４を介して容器１６に供給する。この
とき、ロータ２６を予め下降させておき、溶湯通流路２
３を塞いでおく。溶湯は、容器１６を介して放熱し、温
度低下する。これをヒータ１８により加熱し、その温度
を固相線及び液相線の間の適正温度域に調節する。これ
により、液相中に所定の割合いで固相を晶出させ、半溶
融状態の溶鋼３ｂとする。この場合に、固相率を０．２
〜０．８の間に制御することが好ましく、鋼の場合は０
．５〜０．６の固相率とすることがより好ましい。溶湯
保持時間が長くなると、固相、特に樹枝状晶が成長・粗
大化する。このとき、ロータ２６を所定の回転数Ｎで回
転させ、溶鋼３ｂを撹拌する。撹拌により樹枝状晶が分
断され、微細な結晶粒となる。一方、真空ポンプ４０に
よりキャビティ３０のガスを排気して１ ｔｏｒｒ、〜
数ｔｏｒｒ、に減圧する。次いで、ヒータ２２のスイッ
チをＯＮにしてノズル２０を加熱する一方、ロータ２６
を回転させつつ上方へ持上げ、ノズルの通流路２３を開
にする。キャビティ３０を減圧しているので、溶鋼が通
流路２３を介してキャビティ３０に勢いよく吸込まれ、
枝３２の先端領域に至るまで溶鋼がいきわたる。このと
き、排気通路３４が細径であるので、吸引力よりも表面
張力のほうが上回り、溶鋼が通路３４内に侵入しない。
収容し、鋳造設備に搬入する。エアシールバイブ４を装
置１０に挿入し、ガス供給管を介して所定圧のアルゴン
ガスを供給し、装置内を不活性ガス雰囲気とする。次い
で、取鍋２のノズルを開け、完全溶融状態の溶鋼３ａを
エアシールバイブ４を介して容器１６に供給する。この
とき、ロータ２６を予め下降させておき、溶湯通流路２
３を塞いでおく。溶湯は、容器１６を介して放熱し、温
度低下する。これをヒータ１８により加熱し、その温度
を固相線及び液相線の間の適正温度域に調節する。これ
により、液相中に所定の割合いで固相を晶出させ、半溶
融状態の溶鋼３ｂとする。この場合に、固相率を０．２
〜０．８の間に制御することが好ましく、鋼の場合は０
．５〜０．６の固相率とすることがより好ましい。溶湯
保持時間が長くなると、固相、特に樹枝状晶が成長・粗
大化する。このとき、ロータ２６を所定の回転数Ｎで回
転させ、溶鋼３ｂを撹拌する。撹拌により樹枝状晶が分
断され、微細な結晶粒となる。一方、真空ポンプ４０に
よりキャビティ３０のガスを排気して１ ｔｏｒｒ、〜
数ｔｏｒｒ、に減圧する。次いで、ヒータ２２のスイッ
チをＯＮにしてノズル２０を加熱する一方、ロータ２６
を回転させつつ上方へ持上げ、ノズルの通流路２３を開
にする。キャビティ３０を減圧しているので、溶鋼が通
流路２３を介してキャビティ３０に勢いよく吸込まれ、
枝３２の先端領域に至るまで溶鋼がいきわたる。このと
き、排気通路３４が細径であるので、吸引力よりも表面
張力のほうが上回り、溶鋼が通路３４内に侵入しない。
溶鋼が鋳型に接触すると、凝固直前の半溶融状態にある
ので、樹枝状晶が粗大化する余裕を与えることなく、そ
の内部に至るまで直ちに凝固する。
ので、樹枝状晶が粗大化する余裕を与えることなく、そ
の内部に至るまで直ちに凝固する。
上記第１の実施例によれば、複雑な形状の鋳塊を高精度
に鋳造することができる。
に鋳造することができる。
第３図を参照しつつ第２の実施例について説明する。
この第２の実施例が上記第１の実施例と相互に共通する
部分については、説明を省略する。半溶融金属製造装置
のノズル２０の溶湯注入口が、連続鋳造用鋳型５０のキ
ャビティ５２に挿入されている。鋳型５０の上部側壁に
は排気通路５４が形成されている。この排気通路５４は
、場面より上方に位置するように設けられている。排気
通路５４は真空ポンプ５６の吸引側に連通している。
部分については、説明を省略する。半溶融金属製造装置
のノズル２０の溶湯注入口が、連続鋳造用鋳型５０のキ
ャビティ５２に挿入されている。鋳型５０の上部側壁に
は排気通路５４が形成されている。この排気通路５４は
、場面より上方に位置するように設けられている。排気
通路５４は真空ポンプ５６の吸引側に連通している。
ダミーバー（図示せず）が鋳型５０の下方に挿入されて
いる。
いる。
次に、第２の実施例の動作について説明する。
真空ポンプ５６によりキャビティ５２のガスを排気し、
所定圧力に至るまで鋳型内を減圧する。
所定圧力に至るまで鋳型内を減圧する。
次いで、ロータ（図示せず）を持上げてノズル２０を開
にし、溶鋼を半溶融金属製造装置１０から鋳型５０に注
入する。このとき、鋳型内を減圧しているので、溶鋼が
鋳型側へ吸引され、ノズル２０を介してキャビティ５２
に勢いよく流入する。
にし、溶鋼を半溶融金属製造装置１０から鋳型５０に注
入する。このとき、鋳型内を減圧しているので、溶鋼が
鋳型側へ吸引され、ノズル２０を介してキャビティ５２
に勢いよく流入する。
溶鋼が鋳型に接触すると、内部に至るまで速やかに凝固
する。ダミーバーを所定速度で引抜きつつ、溶鋼を所定
の流量で連続注入し、所定断面形状の鋳片５８を形成す
る。
する。ダミーバーを所定速度で引抜きつつ、溶鋼を所定
の流量で連続注入し、所定断面形状の鋳片５８を形成す
る。
上記実施例によれば、鋳型内の減圧の程度を変化させる
ことにより、鋳造状況に応じて場面高さを適宜調整する
ことができる。また、溶鋼の酸化を有効に防止しつつ、
等軸晶率の高い健全な組織を有する鋳片を製造すること
ができる。更に、ノズル詰まりを起こすことなく連続鋳
造することができる。
ことにより、鋳造状況に応じて場面高さを適宜調整する
ことができる。また、溶鋼の酸化を有効に防止しつつ、
等軸晶率の高い健全な組織を有する鋳片を製造すること
ができる。更に、ノズル詰まりを起こすことなく連続鋳
造することができる。
なお、上記第１及び第２の実施例では、溶鋼を鋳造する
場合について説明したが、これに限られることなく、他
の合金類を鋳造することも可能である。
場合について説明したが、これに限られることなく、他
の合金類を鋳造することも可能である。
［発明の効果］
この発明によれば、半溶融状態の溶湯の鋳造速度を高め
ることができるので、ノズル詰まりを生じることなく、
半溶融金属溶湯を連続鋳造することが可能となる。また
、鋳型の内圧を調節することも可能であり、これにより
湯面レベルを制御することもできる。更に、また、鋳型
内に溶湯を吸引するので、複雑な形状の鋳塊を高粘度に
鋳造することができる。また、溶湯の酸化及び温度低下
を有効に防止することができる。
ることができるので、ノズル詰まりを生じることなく、
半溶融金属溶湯を連続鋳造することが可能となる。また
、鋳型の内圧を調節することも可能であり、これにより
湯面レベルを制御することもできる。更に、また、鋳型
内に溶湯を吸引するので、複雑な形状の鋳塊を高粘度に
鋳造することができる。また、溶湯の酸化及び温度低下
を有効に防止することができる。
第１図はこの発明の第１の実施例に係る半溶融金属の鋳
造方法に使用された鋳型を示す模式図、第２図は半溶融
金属製造装置を示す模式図、第３図はこの発明の第２の
実施例に係る半溶融金属の鋳造方法に使用された鋳型を
示す模式図である。 ３ａ；溶融溶湯、３ｂ；半溶融溶湯、６，５０゜鋳型、
１０；半溶融金属製造装置、１６；容器、１８．２２；
ヒータ、２０；ノズル、３４，５４；排気通路、４０，
５６；真空ポンプ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
造方法に使用された鋳型を示す模式図、第２図は半溶融
金属製造装置を示す模式図、第３図はこの発明の第２の
実施例に係る半溶融金属の鋳造方法に使用された鋳型を
示す模式図である。 ３ａ；溶融溶湯、３ｂ；半溶融溶湯、６，５０゜鋳型、
１０；半溶融金属製造装置、１６；容器、１８．２２；
ヒータ、２０；ノズル、３４，５４；排気通路、４０，
５６；真空ポンプ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 容器内の溶湯を温度制御して固液共存状態とし、これ
を撹拌しつつ容器のノズルを介して鋳型に鋳込む半溶融
金属の鋳造方法において、前記ノズルの溶湯通流路及び
鋳型の溶湯注入領域を直通させ、鋳型の溶湯注入領域を
減圧して鋳造することを特徴とする半溶融金属の鋳造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14481188A JPH01313164A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 半溶融金属の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14481188A JPH01313164A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 半溶融金属の鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01313164A true JPH01313164A (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=15371012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14481188A Pending JPH01313164A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 半溶融金属の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01313164A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007780A1 (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-23 | Rheo-Technology Ltd. | Method of manufacturing thin cast piece through continuous casting |
| EP0733421A1 (en) * | 1995-03-22 | 1996-09-25 | Hitachi Metals, Ltd. | Die casting method |
| WO1998016334A3 (en) * | 1996-10-04 | 1998-08-06 | Semi Solid Technologies Inc | Apparatus and method for integrated semi-solid material production and casting |
| US5887640A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-30 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for semi-solid material production |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP14481188A patent/JPH01313164A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007780A1 (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-23 | Rheo-Technology Ltd. | Method of manufacturing thin cast piece through continuous casting |
| EP0733421A1 (en) * | 1995-03-22 | 1996-09-25 | Hitachi Metals, Ltd. | Die casting method |
| WO1998016334A3 (en) * | 1996-10-04 | 1998-08-06 | Semi Solid Technologies Inc | Apparatus and method for integrated semi-solid material production and casting |
| US5881796A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-16 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for integrated semi-solid material production and casting |
| US5887640A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-30 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for semi-solid material production |
| US6308768B1 (en) | 1996-10-04 | 2001-10-30 | Semi-Solid Technologies, Inc. | Apparatus and method for semi-solid material production |
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