JPH07214245A - 加工性に優れる半凝固金属の製造方法 - Google Patents
加工性に優れる半凝固金属の製造方法Info
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- JPH07214245A JPH07214245A JP6187855A JP18785594A JPH07214245A JP H07214245 A JPH07214245 A JP H07214245A JP 6187855 A JP6187855 A JP 6187855A JP 18785594 A JP18785594 A JP 18785594A JP H07214245 A JPH07214245 A JP H07214245A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工性に優れる半凝固金属を連続製造する。
【構成】 横軸円筒胴よりなり抜熱能を有する攪拌用回
転子を用いる単ロール法による半凝固金属の製造方法に
おいて、固液界面のせん断ひずみ速度の溶湯固化速度に
対する比の値を8000超えとする。
転子を用いる単ロール法による半凝固金属の製造方法に
おいて、固液界面のせん断ひずみ速度の溶湯固化速度に
対する比の値を8000超えとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加工性に優れる固体
−液体金属混合物（以下、半凝固金属という）を連続的
に安定して製造する方法を提案するものである。
−液体金属混合物（以下、半凝固金属という）を連続的
に安定して製造する方法を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】半凝固金属を連続的に製造する手段とし
て、例えば特公昭５６−２０９４４号公報（非樹枝状初
晶固体分を含む合金を連続的に形成する為の装置）に開
示されているように、一定温度の溶融金属を円筒状の冷
却槽の内面と高速回転する攪拌子との間に導き、強い攪
拌作用を加えつつ冷却し、得られた半凝固金属を底部か
ら連続的に排出させる機械攪拌方式（以下、攪拌子回転
法という）のものがよく知られている。また、溶湯の攪
拌方式として電磁力を用いる方式（以下、電磁攪拌法と
いう）も広く知られている。
て、例えば特公昭５６−２０９４４号公報（非樹枝状初
晶固体分を含む合金を連続的に形成する為の装置）に開
示されているように、一定温度の溶融金属を円筒状の冷
却槽の内面と高速回転する攪拌子との間に導き、強い攪
拌作用を加えつつ冷却し、得られた半凝固金属を底部か
ら連続的に排出させる機械攪拌方式（以下、攪拌子回転
法という）のものがよく知られている。また、溶湯の攪
拌方式として電磁力を用いる方式（以下、電磁攪拌法と
いう）も広く知られている。
【０００３】他の方法として、抜熱能を有する単ロール
（横軸円筒胴よりなる攪拌用回転子）とロール胴周に沿
う凹曲面からなる固定壁との間に溶湯を供給し、冷却下
にロールの回転による攪拌を加えつつ排出力を付与して
下方のすき間から排出させる方式（以下、単ロール法と
いう）のものが特開平４−２３８６４５号公報（半凝固
金属の製造方法及び装置）に提案開示されている。
（横軸円筒胴よりなる攪拌用回転子）とロール胴周に沿
う凹曲面からなる固定壁との間に溶湯を供給し、冷却下
にロールの回転による攪拌を加えつつ排出力を付与して
下方のすき間から排出させる方式（以下、単ロール法と
いう）のものが特開平４−２３８６４５号公報（半凝固
金属の製造方法及び装置）に提案開示されている。
【０００４】これらいずれの方法も、半凝固金属中の固
相は溶融金属（一般には合金）を冷却しながら激しく攪
拌することによって、融体中に生成しつつある樹枝状晶
の枝部が消失ないしは縮小して丸みを帯びた形態に変換
されて形成される。
相は溶融金属（一般には合金）を冷却しながら激しく攪
拌することによって、融体中に生成しつつある樹枝状晶
の枝部が消失ないしは縮小して丸みを帯びた形態に変換
されて形成される。
【０００５】以上のようにして製造した半凝固金属の加
工方法としては、得られた半凝固金属を冷却凝固させた
のち、半融温度まで再加熱して加工するチクソ加工法、
半凝固金属をそのまま加工するレオ加工法などが知られ
ている。
工方法としては、得られた半凝固金属を冷却凝固させた
のち、半融温度まで再加熱して加工するチクソ加工法、
半凝固金属をそのまま加工するレオ加工法などが知られ
ている。
【０００６】チクソ加工法及びレオ加工法で加工する場
合、その加工性は、加工時の固相率及び半凝固金属の初
晶粒径とその分散状況などの性状に依存する。すなわ
ち、加工時の固相率が小さすぎた場合（温度が高い）、
半凝固金属の加工の一つの大きなメリットである熱負荷
の軽減が損なわれる。また、半凝固金属の初晶粒が粒径
が大きかったり不均一分散している場合、その加工性が
劣化し金型キャビティ内への充てん性が悪化して高固相
率の加工が困難になり、良好な品質の加工製品が得られ
ないとう問題がある。したがって、健全かつ良好な品質
の加工製品を得るために、半凝固金属の製造にあたって
は、初晶粒の粒径の微細化、分散の均一化などをはかり
半凝固金属の加工性を改善することが重要になる。
合、その加工性は、加工時の固相率及び半凝固金属の初
晶粒径とその分散状況などの性状に依存する。すなわ
ち、加工時の固相率が小さすぎた場合（温度が高い）、
半凝固金属の加工の一つの大きなメリットである熱負荷
の軽減が損なわれる。また、半凝固金属の初晶粒が粒径
が大きかったり不均一分散している場合、その加工性が
劣化し金型キャビティ内への充てん性が悪化して高固相
率の加工が困難になり、良好な品質の加工製品が得られ
ないとう問題がある。したがって、健全かつ良好な品質
の加工製品を得るために、半凝固金属の製造にあたって
は、初晶粒の粒径の微細化、分散の均一化などをはかり
半凝固金属の加工性を改善することが重要になる。
【０００７】かかる課題の解決策として、例えば特公平
３−６６９８５号公報（スラリー構造金属組成物の製造
方法）には、剪断速度対固化速度の比の値を２×１０3
〜８×１０3 の範囲に保持する方法が提案開示されてい
る。一方、半凝固金属の製造を工業プロセスとして実現
させるためには、操業の安定化が不可欠であって、良好
な品質が得られること、安定操業が可能であることなど
を実現することが肝要である。
３−６６９８５号公報（スラリー構造金属組成物の製造
方法）には、剪断速度対固化速度の比の値を２×１０3
〜８×１０3 の範囲に保持する方法が提案開示されてい
る。一方、半凝固金属の製造を工業プロセスとして実現
させるためには、操業の安定化が不可欠であって、良好
な品質が得られること、安定操業が可能であることなど
を実現することが肝要である。
【０００８】しかるに、上記特公平３−６６９８５号公
報の方法では、冷却槽冷却面で成長する凝固殻と攪拌子
とが接解して攪拌子のトルクが上昇し連続操業が困難に
なること、凝固殻の成長にともなう抜熱速度の変化によ
り一定品質の半凝固金属が得られないこと、などの問題
点を有していた。
報の方法では、冷却槽冷却面で成長する凝固殻と攪拌子
とが接解して攪拌子のトルクが上昇し連続操業が困難に
なること、凝固殻の成長にともなう抜熱速度の変化によ
り一定品質の半凝固金属が得られないこと、などの問題
点を有していた。
【０００９】この点、単ロール法の上記特開平４−２３
８６４５号公報は、攪拌用回転子の直径と回転数の選択
により、十分な抜熱とせん断ひずみ効果を与えることが
でき、かつ半凝固金属の排出方向に攪拌用回転子を回転
させるため、排出を推進して粘性の高い高固相率の半凝
固金属の連続排出を容易にするという利点を有している
ことのほか、攪拌用回転子の胴周面上で成長する凝固殻
を剥離治具により削剥することにより、抜熱速度、せん
断ひずみ速度、固相率及び排出速度を安定させ、一定品
質の半凝固金属が製造・排出できるという利点を有して
いる。
８６４５号公報は、攪拌用回転子の直径と回転数の選択
により、十分な抜熱とせん断ひずみ効果を与えることが
でき、かつ半凝固金属の排出方向に攪拌用回転子を回転
させるため、排出を推進して粘性の高い高固相率の半凝
固金属の連続排出を容易にするという利点を有している
ことのほか、攪拌用回転子の胴周面上で成長する凝固殻
を剥離治具により削剥することにより、抜熱速度、せん
断ひずみ速度、固相率及び排出速度を安定させ、一定品
質の半凝固金属が製造・排出できるという利点を有して
いる。
【００１０】しかしながら、抜熱速度の大きい攪拌用回
転子を用いると、成長する凝固殻が厚くなって削剥され
る凝固殻はフレーク状になり、かつその量が増加し、半
凝固金属中に混入されるため、半凝固金属の品質やその
加工性を著しく劣化させるという問題があった。
転子を用いると、成長する凝固殻が厚くなって削剥され
る凝固殻はフレーク状になり、かつその量が増加し、半
凝固金属中に混入されるため、半凝固金属の品質やその
加工性を著しく劣化させるという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を有利に解決し、横軸円筒胴よりなり抜熱能を有
する攪拌用回転子を用いる半凝固金属の製造方法によ
り、加工性の良好な半凝固金属を連続的に安定して製造
・排出できる方法を提案することを目的とする。
問題点を有利に解決し、横軸円筒胴よりなり抜熱能を有
する攪拌用回転子を用いる半凝固金属の製造方法によ
り、加工性の良好な半凝固金属を連続的に安定して製造
・排出できる方法を提案することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は以下の
通りである。横軸円筒胴よりなり抜熱能を有する攪拌用
回転子と、該回転子の円筒胴周に面して下せばまりの凹
曲面からなる固定壁との間に連続的に供給される溶融金
属を冷却して、凝固を生起させながら攪拌用回転子の回
転に基づくせん断力によって粒子の細かい非樹枝状晶が
懸濁した半凝固金属を製造し、攪拌用回転子の円筒胴周
面上に付着成長する凝固殻を削剥治具で切削しながら攪
拌用回転子と固定壁との間の下方のすき間に連なる排出
口から半凝固金属を連続的に排出する半凝固金属の製造
方法において、固液界面のせん断ひずみ速度の溶湯の固
化速度に対する比の値を8000超えとすることを特徴とす
る加工性に優れる半凝固金属の製造方法である。
通りである。横軸円筒胴よりなり抜熱能を有する攪拌用
回転子と、該回転子の円筒胴周に面して下せばまりの凹
曲面からなる固定壁との間に連続的に供給される溶融金
属を冷却して、凝固を生起させながら攪拌用回転子の回
転に基づくせん断力によって粒子の細かい非樹枝状晶が
懸濁した半凝固金属を製造し、攪拌用回転子の円筒胴周
面上に付着成長する凝固殻を削剥治具で切削しながら攪
拌用回転子と固定壁との間の下方のすき間に連なる排出
口から半凝固金属を連続的に排出する半凝固金属の製造
方法において、固液界面のせん断ひずみ速度の溶湯の固
化速度に対する比の値を8000超えとすることを特徴とす
る加工性に優れる半凝固金属の製造方法である。
【００１３】
【作用】この発明の作用を実験例に基づいて以下に述べ
る。図１は、横軸円筒胴よりなる攪拌用回転子を用いる
連続式半凝固金属製造装置の説明図である。図１に示す
装置は、抜熱能を有する横軸円筒胴よりなる攪拌用回転
子１、攪拌用回転子１を水冷するための冷却水２、攪拌
用回転子１の回転駆動装置３、固定壁４、固定壁４を断
熱するためのヒーター５、ヒーターホルダー６、攪拌用
回転子１との間隔を調整するための固定壁４の移動駆動
装置７、固定壁４の下方端に設けたせき板８、せき板８
のしゅう動駆動装置９、攪拌用回転子１の円筒胴周面に
付着成長する凝固殻１７を切削するための削剥治具１
０、攪拌用回転子１との間隔を調整するための削剥治具
１０の移動駆動装置１１、排出口１２及び排出される半
凝固金属１８の固相率センサー１３から成り、攪拌用回
転子１と固定壁４とで冷却・攪拌室１９を形成する。
る。図１は、横軸円筒胴よりなる攪拌用回転子を用いる
連続式半凝固金属製造装置の説明図である。図１に示す
装置は、抜熱能を有する横軸円筒胴よりなる攪拌用回転
子１、攪拌用回転子１を水冷するための冷却水２、攪拌
用回転子１の回転駆動装置３、固定壁４、固定壁４を断
熱するためのヒーター５、ヒーターホルダー６、攪拌用
回転子１との間隔を調整するための固定壁４の移動駆動
装置７、固定壁４の下方端に設けたせき板８、せき板８
のしゅう動駆動装置９、攪拌用回転子１の円筒胴周面に
付着成長する凝固殻１７を切削するための削剥治具１
０、攪拌用回転子１との間隔を調整するための削剥治具
１０の移動駆動装置１１、排出口１２及び排出される半
凝固金属１８の固相率センサー１３から成り、攪拌用回
転子１と固定壁４とで冷却・攪拌室１９を形成する。
【００１４】この図１の装置により、種々条件を変えて
Ｃｕ合金の半凝固金属を製造し、排出される半凝固金属
を２枚の銅板間で急冷凝固させて組織を固定し、顕微鏡
での金属組織観察による排出半凝固金属の品質として流
体状であったかフレークであったかの性状調査を行っ
た。
Ｃｕ合金の半凝固金属を製造し、排出される半凝固金属
を２枚の銅板間で急冷凝固させて組織を固定し、顕微鏡
での金属組織観察による排出半凝固金属の品質として流
体状であったかフレークであったかの性状調査を行っ
た。
【００１５】また、排出される半凝固金属を熱伝導率が
非常に小さな断熱容器に受け、これをダイキャスト機に
移動・供給してレオ加工すること、排出される半凝固金
属を鋳型に供給して冷却凝固させたのち、再加熱して半
融状態にてダイキャスト機によりチクソ加工することな
どにより、加工製品の欠陥発生率を調査し、この欠陥発
生率と上記調査による排出半凝固金属の性状との関係に
ついて検討した。この実験において、排出される半凝固
金属の品質は、溶湯の固化速度、固液界面のせん断ひず
み速度により変化させた。
非常に小さな断熱容器に受け、これをダイキャスト機に
移動・供給してレオ加工すること、排出される半凝固金
属を鋳型に供給して冷却凝固させたのち、再加熱して半
融状態にてダイキャスト機によりチクソ加工することな
どにより、加工製品の欠陥発生率を調査し、この欠陥発
生率と上記調査による排出半凝固金属の性状との関係に
ついて検討した。この実験において、排出される半凝固
金属の品質は、溶湯の固化速度、固液界面のせん断ひず
み速度により変化させた。
【００１６】ここで、固化速度は、冷却・攪拌室１９に
おける固相率増大速度であり、これは単位溶湯量、単位
時間当りの抜熱量に依存するので、攪拌用回転子１の円
筒胴の厚さを変えて抜熱速度（Kcal／m2・s)を抑制する
ことで調整した。また、排出半凝固金属の固相率は排出
速度により制御した。
おける固相率増大速度であり、これは単位溶湯量、単位
時間当りの抜熱量に依存するので、攪拌用回転子１の円
筒胴の厚さを変えて抜熱速度（Kcal／m2・s)を抑制する
ことで調整した。また、排出半凝固金属の固相率は排出
速度により制御した。
【００１７】このようにして調整される固化速度は、固
相率センサー１３により測定される固相率と冷却・攪拌
室１９での滞留時間から下記する（１）式で計算した。 固化速度（ｓ-1) ＝ｄｆｓ／ｄｔ --- （１） ここで ｄｆｓ：排出半凝固金属の固相率 ｄｔ：冷却・攪拌室の実容積（m3）／排出速度（m3／
ｓ)
相率センサー１３により測定される固相率と冷却・攪拌
室１９での滞留時間から下記する（１）式で計算した。 固化速度（ｓ-1) ＝ｄｆｓ／ｄｔ --- （１） ここで ｄｆｓ：排出半凝固金属の固相率 ｄｔ：冷却・攪拌室の実容積（m3）／排出速度（m3／
ｓ)
【００１８】一方固液界面のせん断ひずみ速度は、攪拌
用回転子１の回転数と、せき板８と攪拌用回転子１の胴
周面上に生成している凝固殻とのすき間などにより調整
し、下記する（２）及び（３）式より計算した。
用回転子１の回転数と、せき板８と攪拌用回転子１の胴
周面上に生成している凝固殻とのすき間などにより調整
し、下記する（２）及び（３）式より計算した。
【００１９】
【数１】
【００２０】これらの実験結果を図２にまとめて示す。
図２は固化速度及び固液界面のせん断ひずみ速度と排出
半凝固金属の性状との関係を示すグラフである。図２に
基づいて排出半凝固金属の性状がフレーク状を呈するか
流体状を呈するかの境界線を数式化すると下記する
（４）式のようになり、流体状を呈する品質上良好な半
凝固金属が得られる条件は（５）式のようになる。
図２は固化速度及び固液界面のせん断ひずみ速度と排出
半凝固金属の性状との関係を示すグラフである。図２に
基づいて排出半凝固金属の性状がフレーク状を呈するか
流体状を呈するかの境界線を数式化すると下記する
（４）式のようになり、流体状を呈する品質上良好な半
凝固金属が得られる条件は（５）式のようになる。
【００２１】
【数２】
【００２２】したがって、溶湯の固化速度に応じて
（５）式に基づいて適正な固液界面せん断ひずみ速度で
操業することにより流体状の品質良好な半凝固金属が得
られることになる。
（５）式に基づいて適正な固液界面せん断ひずみ速度で
操業することにより流体状の品質良好な半凝固金属が得
られることになる。
【００２３】つぎに、表１に上記図１の装置で製造した
Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金の固相率0.3 の半凝固金属をダ
イキャスト機でレオ加工した場合の加工製品の欠陥発生
率と半凝固金属の性状及び固液界面のせん断ひずみ速度
／固化速度との関係を示し、表２に上記半凝固金属を一
度冷却凝固させたのち再加熱して固相率0.3 〜0.35の半
融状態にてチクソ加工した場合の加工製品欠陥発生率と
半凝固金属の性状及び固液界面のせん断ひずみ速度／固
化速度との関係を示す。
Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金の固相率0.3 の半凝固金属をダ
イキャスト機でレオ加工した場合の加工製品の欠陥発生
率と半凝固金属の性状及び固液界面のせん断ひずみ速度
／固化速度との関係を示し、表２に上記半凝固金属を一
度冷却凝固させたのち再加熱して固相率0.3 〜0.35の半
融状態にてチクソ加工した場合の加工製品欠陥発生率と
半凝固金属の性状及び固液界面のせん断ひずみ速度／固
化速度との関係を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】これらの表から、レオ加工、チクソ加工の
場合とも、せん断ひずみ速度／固化速度の値を大きくし
て半凝固金属の性状を流体状とした方が欠陥発生率が小
さくなり健全な製品が得られる。
場合とも、せん断ひずみ速度／固化速度の値を大きくし
て半凝固金属の性状を流体状とした方が欠陥発生率が小
さくなり健全な製品が得られる。
【００２７】以上のように、上記（３）式の関係を満足
するせん断ひずみ速度と固化速度で操業することによ
り、加工性に優れる良好な品質の半凝固金属が連続的に
排出でき、加工製品の欠陥発生率を大幅に減少させるこ
とができる。
するせん断ひずみ速度と固化速度で操業することによ
り、加工性に優れる良好な品質の半凝固金属が連続的に
排出でき、加工製品の欠陥発生率を大幅に減少させるこ
とができる。
【００２８】
【実施例】前掲図１に示した半凝固金属製造装置を使用
し、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金（液相線温度：1030℃、固
相線温度：８５１℃）の半凝固金属500 kgを連続して製
造するとともに、排出された半凝固金属について、レオ
加工及びチクソ加工を行った。半凝固金属の製造は、温
度：1070℃の上記合金の溶融金属１６を取鍋１４からノ
ズル１５を介して攪拌用回転子１と固定壁４の間すなわ
ち冷却・攪拌室１９に注入し、攪拌用回転子１とせき板
８との間隔を１mmと一定にし、攪拌用回転子１の回転数
を４０〜430 rpm の範囲に変化させてせん断ひずみ速度
及び排出速度を制御し、排出口１２から固相率：0.3 の
半凝固金属１８を連続して排出させた。また、上記にお
いて、攪拌用回転子１には、半径：200 mm、幅：100 mm
のＣｕ製円筒胴よりなるものを用い、Ｃｕ製円筒胴の厚
さを３０、２５、２０、１５及び１０mmと変えることで
固化速度の制御を行った。なお、固定壁４は耐火物製と
してヒーター５によって1100℃に予熱して使用に供し
た。
し、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金（液相線温度：1030℃、固
相線温度：８５１℃）の半凝固金属500 kgを連続して製
造するとともに、排出された半凝固金属について、レオ
加工及びチクソ加工を行った。半凝固金属の製造は、温
度：1070℃の上記合金の溶融金属１６を取鍋１４からノ
ズル１５を介して攪拌用回転子１と固定壁４の間すなわ
ち冷却・攪拌室１９に注入し、攪拌用回転子１とせき板
８との間隔を１mmと一定にし、攪拌用回転子１の回転数
を４０〜430 rpm の範囲に変化させてせん断ひずみ速度
及び排出速度を制御し、排出口１２から固相率：0.3 の
半凝固金属１８を連続して排出させた。また、上記にお
いて、攪拌用回転子１には、半径：200 mm、幅：100 mm
のＣｕ製円筒胴よりなるものを用い、Ｃｕ製円筒胴の厚
さを３０、２５、２０、１５及び１０mmと変えることで
固化速度の制御を行った。なお、固定壁４は耐火物製と
してヒーター５によって1100℃に予熱して使用に供し
た。
【００２９】かくして排出された半凝固金属１８につい
て、その性状におよぼす固液界面のせん断ひずみ速度と
固化速度の影響、レオ加工及びチクソ加工時の加工製品
の欠陥発生率などを調査した。
て、その性状におよぼす固液界面のせん断ひずみ速度と
固化速度の影響、レオ加工及びチクソ加工時の加工製品
の欠陥発生率などを調査した。
【００３０】それらの調査結果を以下に述べる。半凝固
金属の性状におよぼす固液界面のせん断ひずみ速度と固
化速度の影響を示すグラフが前記図２である。この図か
ら半凝固金属の初晶粒径等の特性を制御するための固化
速度に応じて固液界面のせん断ひずみ速度を適正化する
ことにより、排出半凝固金属の性状がフレーク状になる
のを防止できることが分る。ここに、図３に半凝固金属
フレーク状片の外観図、図４に半凝固金属フレーク状片
の断面ミクロ金属組織写真を示す。この金属組織は層状
になっていて、このようなものを加工しても良好な加工
性は期待できない。つぎに、上記の排出半凝固金属（固
相率：0.3 ）を予熱したカオウール製の容器に受け、ダ
イキャスト機まで移送してダイキャスト機でレオ加工を
行い、また、排出半凝固金属（固相率：0.3 ）を冷却凝
固させた鋳片を再加熱して固相率が0.3 〜0.35の半融状
態でダイキャスト機でチクソ加工を行い、それぞれ、加
工製品の欠陥発生率（ｎ＝１００）におよぼす排出半凝
固金属の性状の影響を調査した。それらの結果が前記表
１及び表２である。
金属の性状におよぼす固液界面のせん断ひずみ速度と固
化速度の影響を示すグラフが前記図２である。この図か
ら半凝固金属の初晶粒径等の特性を制御するための固化
速度に応じて固液界面のせん断ひずみ速度を適正化する
ことにより、排出半凝固金属の性状がフレーク状になる
のを防止できることが分る。ここに、図３に半凝固金属
フレーク状片の外観図、図４に半凝固金属フレーク状片
の断面ミクロ金属組織写真を示す。この金属組織は層状
になっていて、このようなものを加工しても良好な加工
性は期待できない。つぎに、上記の排出半凝固金属（固
相率：0.3 ）を予熱したカオウール製の容器に受け、ダ
イキャスト機まで移送してダイキャスト機でレオ加工を
行い、また、排出半凝固金属（固相率：0.3 ）を冷却凝
固させた鋳片を再加熱して固相率が0.3 〜0.35の半融状
態でダイキャスト機でチクソ加工を行い、それぞれ、加
工製品の欠陥発生率（ｎ＝１００）におよぼす排出半凝
固金属の性状の影響を調査した。それらの結果が前記表
１及び表２である。
【００３１】なお、上記加工製品の欠陥発生率は、加工
製品断面をミクロ観察し、断面積１mm2 当りの空孔の面
積率の測定により行った。
製品断面をミクロ観察し、断面積１mm2 当りの空孔の面
積率の測定により行った。
【００３２】これらの表から明らかなように、レオ加工
及びチクソ加工の場合ともに、排出半凝固金属の性状を
流体状にすることにより欠陥発生率は大幅に改善される
ことが分る。
及びチクソ加工の場合ともに、排出半凝固金属の性状を
流体状にすることにより欠陥発生率は大幅に改善される
ことが分る。
【００３３】以上、この発明により製造した半凝固金属
は、その加工性が非常に優れることが確認された。
は、その加工性が非常に優れることが確認された。
【００３４】
【発明の効果】この発明は、横軸円筒胴よりなり抜熱能
を有する攪拌用回転子を用いる単ロール法による半凝固
金属の製造方法において、固液界面のせん断ひずみ速度
の溶湯の固化速度に対する比の値を8000超えとすること
により、加工性に優れる半凝固金属の連続製造を容易に
するものであり、この発明によれば、半凝固金属を直接
加工するレオ加工用素材、半凝固金属を凝固させたのち
再加熱して半融状態で加工するチクソ加工用素材あるい
は半凝固金属を凝固させたのち鍛造する鍛造用素材など
として用いることにより、ニアネットシェーププロセス
を実現し、加工エネルギーの大幅な削減や歩留の向上、
さらには半凝固金属を用いた新材料の開発の可能性を増
大させるものである。
を有する攪拌用回転子を用いる単ロール法による半凝固
金属の製造方法において、固液界面のせん断ひずみ速度
の溶湯の固化速度に対する比の値を8000超えとすること
により、加工性に優れる半凝固金属の連続製造を容易に
するものであり、この発明によれば、半凝固金属を直接
加工するレオ加工用素材、半凝固金属を凝固させたのち
再加熱して半融状態で加工するチクソ加工用素材あるい
は半凝固金属を凝固させたのち鍛造する鍛造用素材など
として用いることにより、ニアネットシェーププロセス
を実現し、加工エネルギーの大幅な削減や歩留の向上、
さらには半凝固金属を用いた新材料の開発の可能性を増
大させるものである。
【図１】横軸円筒胴よりなる攪拌用回転子を用いる連続
式半凝固金属製造装置の説明図である。
式半凝固金属製造装置の説明図である。
【図２】固化速度及び固液界面のせん断びすみ速度と排
出半凝固金属の性状との関係を示すグラフである。
出半凝固金属の性状との関係を示すグラフである。
【図３】半凝固金属フレーク状片の外観図である。
【図４】半凝固金属フレーク状片の断面ミクロ金属組織
写真である。
写真である。
１ 攪拌用回転子 ２ 冷却水 ３ 駆動装置（攪拌用回転子用） ４ 固定壁 ５ ヒーター ６ ヒーターホルダー ７ 駆動装置（固定壁用） ８ せき板 ９ 駆動装置（せき板用） 10 削剥治具 11 駆動装置（削剥治具用） 12 排出口 13 固相率センサー 14 取鍋 15 注入ノズル 16 溶融金属 17 凝固殻 18 半凝固金属 19 冷却・攪拌室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣中 一聡 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内 (72)発明者 高橋 広芳 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内
Claims (1)
- 【請求項１】 横軸円筒胴よりなり抜熱能を有する攪拌
用回転子と、該回転子の円筒胴周に面して下せばまりの
凹曲面からなる固定壁との間に連続的に供給される溶融
金属を冷却して、凝固を生起させながら攪拌用回転子の
回転に基づくせん断力によって粒子の細かい非樹枝状晶
が懸濁した半凝固金属を製造し、攪拌用回転子の円筒胴
周面上に付着成長する凝固殻を削剥治具で切削しながら
攪拌用回転子と固定壁との間の下方のすき間に連なる排
出口から半凝固金属を連続的に排出する半凝固金属の製
造方法において、 固液界面のせん断ひずみ速度の溶湯の固化速度に対する
比の値を8000超えとすることを特徴とする加工性に優れ
る半凝固金属の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6187855A JPH07214245A (ja) | 1993-12-08 | 1994-07-19 | 加工性に優れる半凝固金属の製造方法 |
| US08/296,746 US5555926A (en) | 1993-12-08 | 1994-08-26 | Process for the production of semi-solidified metal composition |
| DE69410952T DE69410952T2 (de) | 1993-12-08 | 1994-08-30 | Verfahren zur Herstellung thixotroper Metalllegierungen |
| CA002131111A CA2131111A1 (en) | 1993-12-08 | 1994-08-30 | Process for the production of semi-solidified metal composition |
| EP94306357A EP0657235B1 (en) | 1993-12-08 | 1994-08-30 | Process for the production of semi-solidified metal composition |
| KR1019940021924A KR950016996A (ko) | 1993-07-19 | 1994-08-31 | 반-응고 금속 조성물을 연속적으로 제조하는 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-340249 | 1993-12-08 | ||
| JP34024993 | 1993-12-08 | ||
| JP6187855A JPH07214245A (ja) | 1993-12-08 | 1994-07-19 | 加工性に優れる半凝固金属の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214245A true JPH07214245A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=26504609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6187855A Pending JPH07214245A (ja) | 1993-07-19 | 1994-07-19 | 加工性に優れる半凝固金属の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07214245A (ja) |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP6187855A patent/JPH07214245A/ja active Pending
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