JPH09323146A

JPH09323146A - バルク凝固アモルファス合金のダイカスト法

Info

Publication number: JPH09323146A
Application number: JP9049775A
Authority: JP
Inventors: David M Scruggs; エムスクラッグスデビッド; William L Johnson; エルジョンソンウイリアム; Atakan Peker; アタカン・ペッカー
Original assignee: Amorphous Technologies International Inc
Current assignee: Amorphous Technologies International Inc
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1997-12-16
Also published as: KR970061404A; US5711363A; SG50793A1; CA2196968A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイカスト法を用いて健全で高品質の部品の
迅速生産を可能にする金属を提供する。【解決手段】バルク凝固アモルファス金属から成る装
填材料から中実のダイカスト製品を調製する。装填材料
を射出温度まで加熱してダイカスト鋳型（１７６）中へ
射出する。装填材料を毎分約５００℃以下の速度で冷却
し、そのアモルファス構造が凝固した製品中に保たれる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファス合金
に関し、特にかかる合金のダイカスト法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】今日用
いられている金属合金のうち大部分は、少なくとも最初
の段階では凝固注入成形法で処理される。金属合金を溶
融して金属又はセラミック製の型（以下、「鋳型」とい
う場合がある）内へ流し込み、この中で凝固させる。鋳
型を外すと、鋳造金属片は次の処理のための準備ができ
ている。

【０００３】商業規模の金属製鋳型鋳造技術は２つの主
要なグループ、即ち、永久型法（permanent mold casti
ng）とダイカスト法に分けられる。永久型鋳造法では、
溶融金属（「溶湯」とよばれることがある）を重力下
で、又は比較的小さな金属圧力ヘッドで鋳型内へ供給す
る。永久型鋳造法の共通タイプは、インゴット鋳造、連
続鋳造、半連続鋳造、リボン鋳造を含む。本発明は、ダ
イカスト法に関する。

【０００４】ダイカスト法では、溶融金属を比較的高い
圧力、代表的には５００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）
以上で、例えばピストン圧でダイカスト鋳型又はダイ内
へ供給する。溶融金属を鋳型の内面で構成された型内へ
圧入する。型は通常、永久型鋳造法を利用して容易に得
られる型よりも複雑である場合がある。というのは、溶
融金属はダイカスト鋳型の複雑に形作られた特徴、例え
ば深い凹部内へ圧入されるからである。ダイカスト鋳型
は通常は割り型設計のものであり、鋳型半部は、凝固し
た製品を剥き出しにして鋳型からの凝固製品の取出しを
容易にするよう分離できる。

【０００５】製造費を軽減するために高速ダイカスト装
置が開発され、その結果、消費財及び工業製品に見られ
る小さな鋳造金属部品の多くがダイカスト法で製造され
ている。かかるダイカスト装置では、溶融金属の装填物
又は「ショット」がその融点以上に加熱され、少なくと
も数千ｐｓｉのピストン圧で閉鎖鋳型中へ圧入される。
金属は直ぐに凝固し、すると鋳型半部を開いて部品を取
り出す。商業用途の機械は、マクチダイセットを採用す
る場合があり、したがって、先に鋳造した部品の冷却
中、及び型からの取出し中に、部品を別途、鋳造でき、
鋳型はその次の使用に備えて潤滑剤被膜が施される。

【０００６】溶融金属を商業用ダイカスト装置のダイカ
スト鋳型中に圧入すると、金属はまず最初に向かい合っ
た鋳型壁に当たって凝固する。ダイカスト製品の表面に
は、例えば空孔又は気孔のような欠陥が生じる場合が多
い。また、ダイカスト鋳型の中心線に沿って収縮巣又は
空孔が生じる傾向がある。収縮巣内へ溶融金属を新たに
圧入して鋳造品の健全性を向上させるための処理技術が
開発された。しかしながら、全体として、従来のダイカ
スト法で得られる部品は健全性が比較的低くて或る程度
の空孔を有し、したがって、機械的性質が比較的貧弱で
ある。ダイカスト部品は一般に、高い機械的強度及び性
能を必要とする用途としては考えられていない。

【０００７】ダイカスト法により、健全で高品質の部品
を迅速に製造できるようにする改良型金属鋳造法が要望
されている。本発明は、この要望に応え、さらに関連の
利点をもたらす。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属物品のダ
イカスト法の改良に関する。物品をこの技術で可能な限
り高い製造速度でダイカストでき、大抵の場合、鋳型の
潤滑を省くことができるので、製造速度が一段と増す。
物品は従来型ダイカスト部品よりも良好な金属学的健全
性、品質、及び強度特性のものである。したがって、ダ
イカスト品を、従来強度が低いので不可能であった用途
に使うことができると考えられる。

【０００９】本発明によれば、中実ダイカスト製品を調
製する方法は、バルク凝固アモルファス合金の装填物を
準備する段階を含む。本発明は、等級として或る程度ま
ではオーバーラップした数種類のバルク凝固アモルファ
ス合金、即ち、Ｔ_g（Ｔ_gは、約１０¹³ポアズのバルク
凝固アモルファス合金の粘度に相当する温度である）以
下の温度で測定した約１０×１０^-6／℃以下の線膨張率
を有するバルク凝固アモルファス合金、粘度が約１０⁸
ポアズ以上であるが、約１０¹⁵ポアズ以下であるような
温度でダイカストされたバルク凝固アモルファス合金、
及びチタンとジルコニウムの含有量の合計が合金全体の
うち少なくとも約２０原子％であるバルク凝固アモルフ
ァス合金に及ぶ。本発明の方法は更に、バルク凝固アモ
ルファス合金の装填物を射出温度まで加熱する段階と、
加熱したバルク凝固アモルファス合金の装填物を加圧下
でダイカスト鋳型内へ射出する段階と、ダイカスト鋳型
内の装填物を、装填物がアモルファス構造を保つような
冷却速度で冷却する段階とを含む。本発明を、従来型ダ
イカスト装置、或いは、バルク凝固アモルファス鋳造材
料用に特別に設計されたダイカスト装置を用いて実施で
きる。本発明の方法は好ましくは、内側鋳型面内の鋳型
キャビティに通じる金属注入ポートを備えたダイカスト
鋳型、金属を注入ポートに圧入するよう配置された金属
射出装置及び金属装填物を加熱して加熱された装填物を
金属射出装置に供給するよう動作できる金属加熱装置を
有する装置を用いて実施される。

【００１０】バルク凝固アモルファス合金は、最近開発
された等級のアモルファス合金であり、このアモルファ
ス合金は、合金組成に応じて毎秒約５００℃以下の速度
で冷却すると、アモルファス構造を保つことができる。
バルク凝固アモルファス合金は、例えば米国特許第５，
２８８，３４４号及び第５，３６８，６５９号に記載さ
れている。

【００１１】バルク凝固アモルファス合金は、ダイカス
トに用いると特に有利な幾つかの特性を有する。これら
は、ディープ（deep）な共融組成物の隣に見られること
が多く、したがって、ダイカスト作業に必要な温度は比
較的低い。

【００１２】その上、高温から冷却すると、かかる合金
は、合金凝固の従来の意味では、液固変態を生じない。
その代わり、バルク凝固アモルファス合金は、温度の減
少につれて粘度がますます増大し、ついにはそれらの粘
度は、大抵の目的に関しては、固体として挙動するほど
高くなる（ただし、これらは通常、過冷液として説明さ
れる）。バルク凝固アモルファス合金は液固変態を生じ
ないので、凝固温度では突然の不連続な体積変化を生じ
ない。従来型合金で作られたダイカスト製品中の大抵の
中心線収縮及び空孔発生の原因はこの体積変化である。
バルク凝固アモルファス合金中にはそれが無いので、こ
の材料で作られたダイカスト製品は、従来型ダイカスト
製品よりも金属学的健全性及び品質が高い。

【００１３】バルク凝固アモルファス合金は、その表面
が低摩擦係数であることを特徴としている。その結果、
溶融金属とダイカスト鋳型の内側鋳型面との間の潤滑剤
を殆ど必要としないか、或いは全く必要としない。従来
の大抵のダイカスト作業において必要であったダイカス
ト作業ごとに潤滑剤で鋳型面を被覆する段階は、大抵の
用途では不要である。場合によっては、潤滑剤を用いる
と、ダイカスト製品の表面仕上げに悪影響が生じるの
で、本発明の一実施例ではこれを省き、かくして最終製
品の表面仕上げが向上するという利点が得られる。

【００１４】最後に、バルク凝固アモルファス合金は、
優れた機械的及び物理的性質を備えている。これらは良
好な強度を示す。また、これらは結晶粒界が無いので、
良好な耐食性を有する。また、結晶粒界が無いので、優
れた表面仕上げが得られる。内側鋳型面を非常に滑らか
にすることにより、バルク凝固アモルファス合金で作ら
れたダイカスト製品の表面仕上げ及び外観は極めて良好
である。

【００１５】本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原
理を例示的に示す添付の図面と関連してなされる以下の
好ましい実施例の説明から明らかになろう。

【００１６】

【実施例】図１は、バルク凝固アモルファス合金で作ら
れたダイカスト製品２０を示している。この製品２０
は、広範な形状及びサイズを有するので一般的な形態で
図示されている。

【００１７】製品２０を調製するのに用いられるダイカ
スト装置３０が図２に示されている。装置３０は、ダイ
カスト鋳型３２を含み、この鋳型３２は好ましくは鋳型
セグメント３２ａ，３２ｂを有する割り型形態のもので
ある。鋳型セグメント３２ａ，３２ｂは、図示のように
密に対向した関係に制御自在に位置決めされていて鋳型
の充填を可能にし、或いはダイカストサイクルの完了時
に鋳型からダイカスト製品を取り出すことができるよう
に開かれる。鋳型セグメントのうち一方（ここでは、鋳
型セグメント３２ａ）は代表的には固定され、他方の鋳
型セグメント（ここでは、鋳型セグメント３２ｂ）は可
動である。鋳型セグメント３２ｂを移動させるための適
当な往復動装置（図示せず）が設けられる。ダイカスト
鋳型３２は、鋳型３２の内側に設けられるダイカストキ
ャビティ３６に通じる金属注入ポート３４を有する。ダ
イカストキャビティ３６は、制御自在な真空弁を介して
作用する真空ポンプ３７によって制御自在に排気でき
る。ダイカストキャビティは、内側鋳型面３８を有し、
その形状はダイカスト作業中に製品２０の形状を定め
る。ダイカスト鋳型３２を冷却剤の流れ、例えば水又は
エチレングリコールによって制御自在に冷却するために
ダイカスト鋳型３２と接触して冷却チャンネル３９が設
けられるが、これは任意である。

【００１８】以下に述べる理由により、内側鋳型面３８
は非常に滑らかで且つ約３マイクロインチＲＭＳ以下の
表面粗さを有する目の細かい表面仕上げのものであるこ
とが望ましい場合が多い。滑らかな内側鋳型面３８をそ
の注意深い機械的及び／又は化学的研磨によって達成す
るのがよい。ダイカスト鋳型３２及び特に内側鋳型面３
８を形成する鋳型の部分を、熱亀裂に対する耐性が強い
鋼、例えばＨ−１１又はＨ−１３工具鋼或いはマルエー
ジング鋼で作るのが好ましい。また、内側鋳型面３８を
結晶粒界がなく非常に滑らかなアモルファス合金で作っ
ても、或いはこれで被覆してもよい。適当なアモルファ
ス合金として、米国特許第４，５２９，６６８号に記載
されている高無電解ニッケル化リン (high-phosphorus
electroless nickel）又はアモルファス電解コバルト−
タングステン−ホウ素系合金（amorphous electrolytic
cobalt-tungsten-boron alloy）が含まれる。

【００１９】装置３０はさらに、金属をダイカスト鋳型
３２の金属注入ポート３４内に制御自在に注入又は圧入
するよう配置された金属射出装置４０を含む。金属射出
装置４０は、注入に先立って金属を収容する射出管４２
及び射出管４２内に嵌入されたピストン４４を含む機構
を有する。射出装置４０は、ピストン４４を射出管４２
内で制御自在に往復動させる駆動機構４６をさらに有す
る。金属装填物１回分の装填量の金属を所望の温度に維
持するための射出装置用加熱器（又は冷却器）４７が射
出管４２のために設けられるがこれは任意である。射出
装置用加熱器４７（使用した場合）は代表的には、電気
抵抗加熱器又は誘導加熱器である。

【００２０】金属加熱器４８が射出管４０に隣接して位
置決めされている。金属加熱器４８は、鋳型３２内に射
出されるべき金属装填物を受け入れる加熱用キャビティ
５０を含む。加熱用キャビティ５０は、キャビティ加熱
器５２によって加熱され、このキャビティ加熱器５２は
代表的には電気抵抗加熱器又は誘導加熱器である。制御
自在な金属ゲート５４が加熱キャビティ５０と射出管４
２を分離している。加熱キャビティ５０内の金属装填物
がダイカスト作業に十分な温度まで加熱され、ダイカス
ト鋳型３２がダイカスト作業を行う準備ができると、金
属ゲート５４を開いて金属装填物を加熱キャビティ５０
から射出管４２内へ移動させる。次に、もう１回分の装
填量の金属を加熱のために加熱キャビティ５０内に装填
する。

【００２１】図３は、製品２０を製造する方法を示して
いる。ダイカスト装置を準備する（符号６０）。ダイカ
スト装置は、装置３０又は他の任意適当なダイカスト装
置、例えば以下に説明するような装置であるのがよい。

【００２２】バルク凝固アモルファス合金の装填物を準
備する（符号６２）。アモルファス合金はメルトから冷
却されると固体状態でアモルファス形態を保持できる金
属合金（本明細書では、「バルク凝固アモルファス金
属」又は「バルク凝固アモルファス合金」という）であ
る。かかる金属は、メルトから比較的低い冷却速度、即
ち毎秒約５００℃以下で冷却でき、しかも冷却後アモル
ファス構造を保つことができる。これらバルク凝固アモ
ルファス金属は、従来の金属とは異なり、冷却の際、液
体／固体結晶化変態を行わない。その代わり、高温で見
受けられる金属の高流動性非結晶形態が、温度の減少に
連れて粘性が高くなり、その結果従来の固体の外面的な
物理的性質を呈するようになる。

【００２３】このように、比較的低い冷却速度でもアモ
ルファス構造を保つことができることは、冷却の際アモ
ルファス構造を保つためにメルトから毎秒少なくとも約
１０⁴〜１０⁶℃の冷却速度を必要とするアモルファス
金属の他のタイプの挙動とは対照的である。かかる金属
は、薄いリボン又は粒子としてアモルファス形態で製造
できるにすぎない。かかる金属は、ダイカスト法により
調製されるタイプの代表的な製品について必要なより厚
い部分で調製できないので、有用性が限られている。

【００２４】バルク凝固アモルファス金属について、液
体／固体結晶化変態がなくても、「溶融温度」Ｔ_mを、
金属の粘性が加熱の際１０²ポアズ以下になる温度とし
て定義できる。かかるＴ_m基準で、材料の粘性が観察者
にとって非常に低くて見かけ上自由に流動する液体材料
として挙動する温度を説明することが従来行われてい
る。

【００２５】同様に、有効な「凝固温度」Ｔ_g（これは
しばしばガラス転移温度と呼ばれる）を、冷却した液体
の粘性が約１０¹³ポアズ高くなる最高温度として定義で
きる。Ｔ_g以下の温度では、材料はあらゆる実用的目的
に関して、固体である。好ましい実施例のジルコニウム
−チタン−ニッケル−銅−ベリリウム合金については、
Ｔ_gは約３３０〜４００℃、Ｔ_mは約６６０〜８００℃
である。

【００２６】本発明は、バルク凝固アモルファス合金が
最終製品中に空孔がほとんどないか、或いはまったくな
い状態でダイカストされるダイカスト作業の３つのクラ
ス又は等級に関し、かかるダイカストを構造強度の度合
が望ましい場合に用いることができるので重要な技術的
進歩となる。これらの等級は、或る程度までオーバーラ
ップしている。

【００２７】第１の等級では、バルク凝固アモルファス
合金の線膨張率は、Ｔ_g以下の温度で測定して約１０×
１０^-6／℃以下であり、ここでＴ_gは約１０¹³ポアズの
バルク凝固アモルファス合金の粘性に相当する温度であ
る。膨張率（ダイカスト合金では、通常、考慮すべき重
要な事項としては考えられない）は閉鎖された鋳型内へ
ダイカストするためのバルク凝固アモルファス合金を選
択する場合、特に、ダイカストが高い温度で行われる場
合、重要なパラメータである。Ｔ_gよりも高い温度で測
定したバルク凝固アモルファス合金の線膨張率は代表的
には、Ｔ_g以下の温度で測定した同一合金の線膨張率の
約３倍である。バルク凝固アモルファス合金を閉鎖され
た鋳型の中にダイカストする場合、鋳型の壁と接触する
ダイカスト合金の部分は、ダイカスト製品の中心線に沿
うダイカスト合金の部分よりも急激に冷え、高い温度で
同一材料のコアを包囲する低温バルク凝固アモルファス
合金のシェルを作る。もしコアがＴ_gよりも高い温度状
態にあれば、コアの熱膨張率は実質的にシェルのものよ
りも高い。合金のこの熱収縮の差の結果として生ずる歪
みが、引張りによる破損の原因となる合金の局部的破損
歪みよりも大きいので、空孔が生じる。

【００２８】本発明者は、もしＴ_g以下の温度で測定し
てバルク凝固アモルファス合金の線膨張率が約１０×１
０^-6／℃以下であれば、ダイカストバルク凝固アモルフ
ァス合金内の空孔の発生が回避され、或いは、発生した
としても空孔はせいぜい許容レベルの小ささであること
を確かめた。この範囲内のバルク凝固アモルファス合金
に関しては、ダイカスト製品中に生じた内部応力は、ダ
イカスト後及び冷却中に甚大な内部破損及び空孔が生ず
るほどには大きくはない。かかる合金を、粘度が約１０
²ポアズ以下の範囲、或いは粘度が約１０²〜約１０¹⁵
ポアズである範囲のいずれかでダイカストできる。しか
しながら、もしバルク凝固アモルファス合金がほぼＴ_g
以下の温度で実質的に約１０×１０^-6／℃よりも大きな
線膨張率を有している場合、Ｔ_mよりも高い温度で高い
温度におけるダイカストを行うと、いつでも多量の空孔
及び／又はボイドが生じる。

【００２９】Ｔ_mよりも高い温度において、バルク凝固
アモルファス金属は、ダイカスト中、自由に流動する液
体金属のように挙動する。Ｔ_mを通じて加熱又は冷却の
際、不連続の体積部分はない。しかしながら、もしバル
ク凝固アモルファス金属がＴ_m又はそれよりも高い温度
でダイカストされると、ダイカスト温度と周囲温度との
間のΔＴが充分に大きいので、Ｔ_gよりも低い温度で測
定したときにアモルファス合金の熱膨張率が比較的低
く、即ち約１０×１０^-6／℃以下である場合にのみ、健
全で空孔のない製品が作られるようになる。

【００３０】アモルファス合金について使用可能なダイ
カスト法の第２の等級では、もしダイカスト温度が約１
０²ポアズ（即ち、Ｔ_m以下）に相当する温度よりも低
い場合、バルク凝固アモルファス合金をダイカストでき
る。ダイカストをかかる比較的低い温度で達成すると
き、ダイカスト及び冷却中における全歪みは少なく、上
述のシェル／コア形態学性質になる。空孔の発生は、低
温から周囲温度への冷却に起因して生じる比較的小さな
全歪みによって阻止され、破損モードに抵抗するアモル
ファス合金の比較的高い強度が原因となって空孔が発生
する。

【００３１】Ｔ_mとＴ_gとの間の範囲における温度で
は、材料はダイカスト中、過冷液として挙動する。Ｔ_m
とＴ_gとの間の温度では、バルク凝固アモルファス金属
の粘度は、温度の減少につれてゆっくりと且つ滑らかに
増大する。約１０²（Ｔ_m）〜約１０⁸ポアズの金属粘
度に相当する温度におけるダイカストを、すべて公知の
バルク凝固アモルファス合金についての高い生産速度で
達成できる。公知のバルク凝固アモルファス合金に関し
ては、約１０⁸〜約１０¹³（Ｔ_g）ポアズの金属粘度に
相当する温度におけるダイカストを達成できる。この後
者の粘度範囲内のアモルファス合金のダイカストは、高
い生産速度での製品の製造には適していないが、高速度
で製造する必要のない比較的高い価値の製品については
使用できる。即ち、約１０⁸〜約１０¹³（Ｔ_g）ポアズ
の金属粘度に相当する温度範囲におけるダイカストは、
アモルファス金属それ自体の使用（高い生産速度ではな
く）重要な利点をもたらす製品についてはもっとも有効
に使用でき、製品自体は、比較的遅い生産速度を許容で
きるかかる高い値を有している。

【００３２】Ｔ_mよりも低い温度範囲内におけるアモル
ファス金属のダイカストは、非アモルファス金属では不
可能なダイカストにおける技術的進歩をもたらす。ダイ
カストは従来、溶融温度よりも高い液体状態における温
度において金属についてのみ可能であった。本発明は、
Ｔ_mよりも低い温度でのダイカストを可能にし、これに
より、低い熱膨張率及び高い熱膨張率を有するバルク凝
固アモルファス金属を健全な製品としてダイカストでき
るので重要な技術的進歩がもたらされる。

【００３３】Ｔ_gよりも低い温度では、バルク凝固アモ
ルファス金属のダイカストは、次第に実施困難性を増
し、それよりも低い温度では（それよりも高い粘度で
は）不可能になる。Ｔ_gよりも低い温度では、バルク凝
固アモルファス金属は、もし所要の冷却速度で冷却され
ると、固体として挙動し、アモルファス非結晶構造を呈
する。約１０¹³（Ｔ_g）〜約１０¹⁵ポアズの金属粘度に
相当する温度におけるダイカストを、すべて公知のバル
ク凝固アモルファス合金について行うことができるが、
非常に低いので本発明者に知られた任意の用途について
は実施できないような高いダイカスト注入圧力を必要と
する。約１０¹⁵ポアズよりも高い金属粘度に相当する温
度におけるダイカストは、本発明者に知られている任意
のバルク凝固アモルファス合金については不可能であ
る。というのは、このような温度に関連して過度に高い
流れ応力及び過度に長いダイカスト時間が必要とされる
からである。

【００３４】使用可能なバルク凝固アモルファス合金の
第３の等級では、少なくとも約２０原子％のチタンとジ
ルコニウムの含有量を含むバルク凝固アモルファス合金
をダイカスト法により得ることができる。かかる合金の
熱膨張率は、約１０×１０^-6／℃未満である。好ましい
タイプのバルク凝固アモルファス合金は、ディープな共
融組成物のものとほぼ同じ組成を有している。かかるデ
ィープな共融組成物は、比較的低い融点及び急勾配の液
化曲線を有する。したがって、バルク凝固アモルファス
合金の組成は好ましくは、アモルファス合金の液化曲線
温度が、共融温度よりも約５０〜７５℃以下高く、共融
融点の利点を喪失しないように、しかも、鋳型の摩耗が
ダイカスト作業によって望ましくないほど高いレベルに
増大しないように選択されるべきである。チタンとジル
コニウムの合金の液化曲線温度は、ダイカスト作業に関
しいかなる場合であっても約８５０℃よりも高くないよ
うにすべきである。バルク凝固アモルファス合金のダイ
カストで用いられる比較的低い温度の結果として、鋳型
及びダイカスト装置の摩耗が小さくなるという結果が得
られる。

【００３５】幾つかのバルク凝固アモルファス合金をダ
イカストすることは知られており、これについては例え
ば『材料学会報ＪＩＭ』第３３巻第１０号，９３７〜９
４５頁（１９９２）に所収のＡ．ＩＮＯＵＥ氏等の論文
「高圧ダイカスト法によって製造された高引っ張り強度
のマンガン−銅−イットリウムバルクアモルファス合
金」を参照されたい。ダイカスト作業を、比較的高い温
度で実施したが、その結果得られたダイカスト製品は約
１７％多孔率、中程度から高程度の強度が必要とされる
商業用途で用いられるには高すぎる値を示すことが報告
された。ＩＮＯＵＥ氏等は、空孔を減少させ、或いは回
避するための手段をこうじなかった。

【００３６】バルク凝固アモルファス合金の最も好まし
いタイプは、共融組成物に近い組成、例えば共融温度が
６６０℃台のディープな共融組成物に近い組成を有す
る。この材料は、原子％で表現して、ジルコニウムとチ
タンの合計が約４５〜約６７％、ベリリウムが約１０〜
約３５％、銅とニッケルの合計が約１０〜約３８％の組
成を有する。ジルコニウムとチタンの何割かに代えて相
当な量のハフニウムを用いることができ、存在するベリ
リウムの約半分の量までベリリウムに代えてアルミニウ
ムを用いることができ、銅とニッケルのうち何割かに代
えて最高数％の鉄、クロム、モリブデン又はコバルトを
用いることができる。最も好ましいかかる金属合金材料
の組成は、原子％で表現して、ジルコニウムが約４１．
２％、チタンが１３．８％、ニッケルが１０％、銅が１
２．５％、ベリリウムが２２．５％である。このバルク
凝固合金が公知であり、米国特許第５，２８８，３４４
号に記載されている。この合金は、約７２０℃の液化曲
線温度及び約１．９ＧＰａの引っ張り強度を有する。別
のバルク凝固アモルファス合金材料の組成は、原子％で
表現して、ジルコニウムとハフニウムの合計が約２５〜
約８５％、アルミニウムが約５〜約３５％、ニッケル、
銅、鉄、コバルト及びマンガンと混入不純物の合計が約
５〜約７０％であり、含有量の合計は、１００原子％で
ある。このグループのうち最も好ましい金属合金の組成
は、原子％で表現して、ジルコニウムが約６０％、アル
ミニウムが約１５％、ニッケルが約２５％である。この
合金組織は、先の段落で説明したものよりも好ましさは
劣る。

【００３７】バルク凝固アモルファス合金は、ダイカス
トで用いられる場合に重要な特徴を有する。ダイカスト
パラメータをバルク凝固アモルファス金属と関連して選
択すると、最終生成物は許容可能なほど少ない空孔を有
し（或いは空孔が全く無く）、したがってこれらの特徴
を最大限に利用することができるようになる。第１に、
これらをダイカストに固有の冷却速度で冷却して表面、
中心線及びダイカスト鋳型全体における金属を最終製品
がアモルファスであるに十分に高い速度で凝固させるこ
とができるようになる。第２に、金属は冷却時に液体／
固体変態を起こさないので、空孔及び収縮巣の主要な原
因である大きく且つ不連続の体積変化がない。（特性、
例えば粘度及び体積は、バルク凝固アモルファス金属の
場合、不連続ではなく連続的に変化する。）その結果得
られる製品の金属学的品質及び健全性は、非アモルファ
ス合金から調製された製品と比べて驚くほど且つ予期し
ないほど向上している。第３に、凝固したばかりのバル
ク凝固アモルファス合金の表面は、高品質で滑らかな表
面に当たって凝固すると、高い品質のものであって且つ
非常に滑らかである。その結果、内側鋳型面３８を非常
に滑らかに、例えば上述の方法で作ることにより、優れ
た表面品質を達成することができる。

【００３８】ダイカストのためのバルク凝固アモルファ
ス合金を用いる第４の重要な利点は、ダイカスト作業そ
れ自体の性質を変える低い表面摩擦係数にある。従来型
ダイカスト作業では、内側鋳型面３８を、潤滑剤、例え
ば油、シリコン又は黒煙粒子でダイカスト作業間におい
て潤滑する必要がある。潤滑が必要であることにより、
潤滑剤のコストと潤滑を達成するのに必要な時間及び機
器の両方により製造コストが増大する。バルク凝固アモ
ルファス合金をダイカストで使用すると、内側鋳型面３
８の潤滑が大抵の場合不要となる。潤滑剤の化学分解が
表面の仕上げに悪影響を及ぼすので、本発明の方法にお
いて潤滑が不要になることにより、ダイカスト製品の表
面仕上げ及び健全性が一段と向上することになる。その
うえ、潤滑剤の分解生成物は、作業場における健康上の
危害を加える場合があり、本発明の方法はこの問題を解
決している。

【００３９】図３の説明に戻ると、バルク凝固アモルフ
ァス合金の装填物を、ダイカスト装置でダイカストでき
る（符号６４）温度に加熱する。この温度はＴ_mよりも
高いのがよいが、アモルファス合金の粘度がこれがダイ
カスト装置を通ってダイカスト鋳型内へ移動することが
できるほど十分に低いものである限り、Ｔ_mよりも必ず
しも高い必要はない。

【００４０】バルク凝固アモルファス合金装填物を金属
射出装置に移送し、しかる後ダイカスト鋳型内へ注入す
る（符号６６）。注入を達成するのに必要な圧力は代表
的には、ピストン４４の作用面の約５００〜約４００ポ
ンド／平方インチである。この圧力は、アモルファス合
金の温度に応じて変わり、したがってその粘度に応じて
変わる。本発明で用いられる注入圧力は大抵の場合、従
来型金属のダイカストで用いられる圧力（即ち、４００
０〜８０００ポンド／平方インチ）よりも低い。という
のは、注入サイクルの終りで圧力を増大させる必要がな
いからである。その結果、ダイカスト鋳型及び関連機器
は軽量であって費用が安い。しかしながら、本発明の方
法では、ダイカストが低い温度で達成される場合には高
いダイカスト圧力が必要になる。

【００４１】ダイカスト鋳型内におけるアモルファス合
金装填物を、アモルファス合金が冷却時にアモルファス
状態を保つような速度で冷却する（符号６８）。この冷
却速度（これは、ダイカスト鋳型の冷却によって必要と
されるように制御でき且つ加速できる）は好ましくは、
ダイカストキャビティの中心線のところの冷却速度が毎
秒約５００℃以下であるが、バルク凝固アモルファス合
金中にアモルファス状態を保つのに十分に高いものであ
る。冷却時にアモルファス状態を維持するためにはバル
ク凝固アモルファス合金については高い冷却速度は不要
であり、事実これによりダイカストにおける湯ざかい
（cold shut)を生じさせる原因となることがあるので好
ましくない。すなわち、製品中に所望のアモルファス構
造を達成する最も低い冷却速度を、ダイカスト鋳型及び
冷却チャンネルの設計を用いて選択し達成する。この冷
却速度の値は、ここでは一定の数値として特定できな
い。というのは、その値は異種金属組成物、鋳型の形状
及び材料並びにダイカストされるべき製品の形状及び厚
さによって変わるからである。しかしながら、この値は
従来型熱流計算法を用いて各場合につき求めることがで
きる。

【００４２】製品をダイカスト鋳型内で、これが結晶状
態に変態する温度まで冷却した後、これを鋳型から取り
出す（符号７０）。次に、もし同一タイプの別の製品を
ダイカストする場合、段階６２，６４，６６，６８，７
０のプロセスを繰り返し実施する。

【００４３】従来金属は、それらの融点よりも低い温度
ではダイカストできない。ダイカストのためのバルク凝
固アモルファス材料を用いると、作業をＴ_mよりも高い
金属温度とＴ_mよりも低い金属温度について実施するこ
とができ、これらの方法の間の選択は特定の用件に合わ
せて行うことができる。Ｔ_m（即ち、約１０²ポアズよ
りも低い粘度）よりも高い温度でのバルク凝固アモルフ
ァス金属のダイカストは、大抵の手の込んだダイカスト
について使用される。というのは金属の低い粘度によ
り、金属が比較的小さな注入圧力で、小さな凹部等内に
流れ込むことができるからである。Ｔ_mの温度或いはこ
れよりも僅かに低い温度におけるダイカストは、金属か
ら奪わなければならない熱が少ないのでダイカスト作業
の速度を増大させ、鋳型の摩耗を減少させ、高い流動性
の金属の存在により作業員に対する危険度を減少させ、
安価な雰囲気、例えば窒素又は空気の使用を可能にし、
しかもある製造上の利点、例えば固体金属の取扱い及び
測定を容易にさせる。しかしながら、高いダイカスト注
入圧力が必要である。ダイカスト温度をＴ_mよりも低い
温度に一段と減少させると、ダイカスト作業の速度は、
達成できる歪み速度が遅くなるので減少する。これら両
方のタイプの処理は、図３の処理の技術的範囲内にあ
り、この装置はいずれの場合においても図２の装置の技
術的範囲内に属する。しかしながら、各方法に特定の作
動法及び特徴がさらに存在する場合がある。

【００４４】図４は、Ｔ_mよりも高い金属温度で実施し
たダイカストについての一方法のプロセスブロック流れ
図であり、図５は、かかる処理に特に適した装置を示す
図である。所望の組成のインゴットを、秤量し、或いは
その体積によって重さを求め、調製されるべき金属の総
量を求める（符号１００）。インゴットを、代表的には
不活性ガス、例えばアルゴン又はヘリウムで満たされて
いる制御された雰囲気室（符号１０４）内へ装填する
（符号１０２）。しかる後、インゴットを真空室１０６
に移送する。ここで、インゴットを溶融する（即ち、Ｔ
_mよりも十分に高い温度に加熱する）（符号１０８）。
インゴットを、ダイカスト作業のための適切な温度にし
（符号１１０）、この場合Ｔ_mよりも高い温度にする。
装填物を形成する金属の適正な量を測定する（符号１１
２）。もし、段階１００で調製された金属の量がダイカ
スト１回分についてちょうど所要の量であれば、段階１
１２を省略する。もし段階１００で調製された金属の量
が多数のダイカスト分にとって十分であれば、段階１１
２を用いて１回分の装填量について正しい量を測定す
る。適正に寸法決めされた装填物を射出装置に送り、ダ
イカスト鋳型内へ注入する（符号１１４）。

【００４５】金属がＴ_mよりも高く、流体の低粘性の状
態で流れる温度では、この金属を標準型の液体金属とし
て取り扱うことができる。この金属を、ダイカスト装填
物のサイズよりも大きな量で、或いはダイカスト装填物
のサイズで処理できる。ダイカスト注入圧力は比較的低
い。しかしながら、この処理法では、次に記載する暖か
い鋳造法よりも比較的高い温度で作業を行うことができ
るダイカスト装置を必要とする。

【００４６】図５は、大量生産のために図３及び図４の
処理法と関連して有用な装置１２０を示している。構成
要素のうち多くのものは図２の装置３０と共通してお
り、同一の符号が付けられている。これら構成要素につ
いての説明は上述したとおりである。装置１２０は、予
熱器１２４を有する予熱キャビティ１２２を有する。予
熱ゲート１２６は、予熱キャビティ１２２内の装填物
を、これが加熱キャビティ５０内で必要とされるまで保
持する。次に予熱金属ゲート１２６はその時開いて装填
物を加熱キャビティ５０内へ落下させることができる。
その後、金属ゲート５４は開いて装填物を射出管４２内
へ落下させることができる。加熱キャビティ５０は、１
回分の金属装填量のために足るだけの大きさであるのが
よく、或いは１回分の金属装填物よりも大きな容量のも
のであってもよい。前者の場合、金属ゲート５４は、加
熱キャビティ５０内の金属の全体積が射出管４２内へ流
れる時間の間、開いたままである。後者の場合、加熱金
属ゲート５４は、１回分の金属の装填量と等しい金属の
量が射出管４２内へ落下することのできるのに充分な時
間の間だけ開いたままであり、次に閉鎖する。

【００４７】本発明の方法の好ましい態様では、装填物
を制御自在なカルーセルディスペンサ１２８によって予
熱キャビティ１２２に供給し、このディスペンサ１２８
は一度に１回分の装填物を予熱キャビティ１２２内へ供
給する。ベント１３０，１３２により、加熱キャビティ
５０と予熱キャビティ１２２はそれぞれ特定の方法の用
件に応じて制御された雰囲気を備え、或いは排気され
る。

【００４８】本発明の方法のこの変形例の比較的高い温
度では、鋳型内への注入の前後の両方において酸素を金
属から追い出すよう気をつけ、それにより最終的なダイ
カスト製品２０内における酸化物の入り込みを減少させ
る。金属加熱器４８及び金属射出装置４０の周りには、
例えば耐熱ゴム又はシリコンのような材料からなる気密
シール１３６が設けられている。金属加熱器４８とカル
ーセルディスペンサ１２８との間にも、耐熱ゴム又はシ
リコンからなる気密シール１３７が設けられている。金
属加熱器の内部に達した酸素はベント１３２を通って排
出され、このベント１３２はこの場合、真空ラインに連
結されていて、金属が予熱キャビティ内に存在している
期間の間、不活性ガスで充填状態に戻される。同様にベ
ント１３０は、酸素が加熱キャビティ５０内にある間
に、金属の酸化を減少させるために酸素を加熱キャビテ
ィ５０から排出するよう用いられる。金属をＴ_mよりも
高いダイカスト温度に加熱する際における金属の酸化を
それにより最少限に抑える。さらに、ダイカストキャビ
ティ３６は真空ポンプ３７によって排気される。シー
ル、例えばＯリングシール１３８が、鋳型セグメント３
２ａ，３２ｂ間のジョイントを通るダイカストキャビテ
ィ３６内への酸素の混入を最少限に抑える。

【００４９】装置１２０は、以下の多段且つ反連続的な
方法で動作する。金属の固体装填物をカルーセルディス
ペンサ１２８から予熱キャビティ１２２内へ送り込む。
予熱キャビティ１２２内では、装填物は、Ｔ_mに近い
が、Ｔ_mよりも十分に低い温度まで加熱し、装填物がそ
の固体状態に保持されるようにする。ベント１３２を介
してポンプ送りすることにより酸素を予熱キャビティ１
２２から除去し、予熱キャビティが加熱器とエアロック
の両方として動作するようにする。予熱ゲート１２６の
動作時、装填物は加熱キャビティ５０内へ落下し、ここ
でＴ_mよりも高い温度まで加熱されて、流動状態にな
る。したがって、加熱キャビティ５０は流動状態の金属
を受け入れなければならず、代表的には耐火材料で作ら
れたるつぼ１３４を有する。金属ゲート５４の動作時、
金属は射出管４７内へ流れ込み、次にダイカスト鋳型３
２内へ射出される。この経路に沿う装填物の前進は、順
序だてられたやり方で生じる。即ち、特定の装填物は、
次の領域１２２，５０，４２，３２内へ前進し、最終的
には鋳型３２から段階的に取り出され、それと同時に先
行する装填物はその領域からその次の領域に移動する。
装填物の段階的加熱が望ましく、装填物は単一段階では
周囲温度からダイカスト温度まで直接的に加熱する必要
はなく、それにより装填物が加熱されている時に装填物
の周りからの酸素の除去を可能にする。

【００５０】図２及び図３の基本的な手順の別の形で
は、金属装填物を、Ｔ_mよりも低い温度で、そして約１
０²ポアズよりも高い粘度でダイカストしてもよい。温
度が低ければ低いほど、粘度は高く且つピストン４４に
必要とされる圧力が高くなる。したがって、大きな力を
必要として、より大きな負荷を機械に及ぼす限り、この
手法はある特定の生産手順では望ましい場合がある。こ
れに関する温度は一般に、装置１２０で遭遇する温度ほ
ど高くはなく、流動金属を取り扱うのに課される用件は
ない。したがって、この方法は、作業員及び機器が流動
金属の取扱いに使用できない製造現場において、比較的
小型で複雑でない部品を製造するのに特に役立つ。ダイ
カスト作業の温度の下限は、Ｔ_gよりも低い温度の減少
につれて粘度の増大によって得られる。温度の下限は、
Ｔ_gよりも約３０〜６０℃低い温度であり、この温度或
いはそれ以下の温度において粘性は約１０¹⁵ポアズ以上
である。

【００５１】図６に示すような方法のこの変形例では、
単一の金属装填物を秤量し（符号１４０）、制御された
雰囲気、例えば窒素、アルゴン又はヘリウム或いは真空
を有する室１４２内へ装填する（符号１４４）。「単一
装填物」は、１回だけでダイカストキャビティ３６を満
たすのに十分である。しかしながら、この単一装填物
は、金属の単一片またはインゴット、或いは複数の小片
又はペレットの形態であるのがよい。装填物を、所望の
粘度を有する所望の温度（Ｔ_m以下）に加熱し（符号１
４６）、しかるのに金属射出装置に送る（符号１４
８）。

【００５２】図７は、大量生産のために図３及び図６の
処理方法と関連して利用される装置１５０の一部を示し
ている。（図７に図示していない装置の部分は、図２又
は図５のいずれかに示されており、或いは他の使用可能
な形態である。）図６に示す構成要素のうち多くのもの
は、図２の装置３０のものと共通しており、同一の符号
が付けられている。したがってこれら同一の構成要素に
関しては前述の通りである。図６に示す処理では、装填
物は、実用的な目的においては固体金属であるが、周囲
温度では固体金属についてよりも著しく低い流動応力又
は変形応力を備えるような粘度のままであることは思い
起こされよう。したがって、これを、金属片、ペレット
又は図７に示す固体金属インゴット１５２として取り扱
うことができるが、これまたダイカストできる。固体金
属片の取扱いは、かかる処理作業における流動金属の取
扱いよりは機械的には容易であり、流動金属に耐えるこ
とができる装置１５０の構成材料を必要としない。かく
して、この方法では、加熱キャビティ５０は装填物を、
依然として固体として取り扱うことができる温度まで加
熱する。金属ゲート５４は固体インゴット１５２を射出
管内へ放出し、シュート１５４は固体インゴット１５２
を案内してこれが正しい整列状態で射出管４２内へ落下
するようになる。装置１５０の残りの特徴及びその用途
は上述した通りである。

【００５３】別の実施例では、本発明の方法を用いる
と、個々の製品をバルク凝固アモルファス合金の細長い
ロッド又はビレットから直接ダイカストすることがで
き、この場合、バルク凝固アモルファス合金はダイカス
ト中、Ｔ_mよりも高い温度には加熱されない。この実施
例は、バルク凝固アモルファス合金を、ダイカスト前に
過度の処理を必要としない大きくて取扱い容易なビレッ
トの状態でダイカスト施設に供給されるという重要な利
点を有している。かかるダイカストを達成するための装
置１６０が図８に示されている。バルク凝固アモルファ
ス合金のビレット１６２が、ビレットホルダ１６４内に
支持されている。なお、このビレットホルダはここでは
水平のものとして示されているが、鉛直のものであって
もよい。ビレット１６２の前方端部１６６を、パージガ
スライン１７０を通してパージガス、冷却ライン１７２
を通して水冷却手段、及びビレット加熱器のための誘導
ライン１７４を通して誘導電力が供給される加熱室１６
８内に差し込む。加熱室１６８は、上述したタイプの割
り鋳型１７６と連続している。往復動駆動装置１７８が
クランプ１８２又は他形式の確実に係合する装置でビレ
ット１６２の後方端部１８０に係合し、ビレット駆動装
置１７８の作用によってビレットホルダ１６４上で前後
に駆動させることができる。図９は、加熱室１６８の内
部及びその鋳型１７６との関係を示している。ビレット
１６２を前方に移動させて、その前方端部１６６が、誘
導ライン１７４を介して供給されるエネルギによって付
勢される誘導コイル１８４に入るようにする。パージガ
ス、例えばアルゴンのような不活性ガスをパージガスラ
イン１７０によって供給し、ビレット１６２と加熱室１
６８の壁との間のパージガス領域１８６に押し込む。ビ
レット１６２と加熱室１６８の壁との間のスライディン
グシール１８８により、ビレット１６２を、領域８６内
のパージガスの正圧を維持しながら鋳型に近付けたり、
或いはこれから遠ざけたりすることができ、酸素が鋳型
１７６の内部に混入できないようにする。ライン１７２
を介して供給された水によって冷却される冷却ブロック
１９０は、シール１８８及び領域１８６を誘導コイル１
８４によって生じる高温から断熱する。誘導コイル１８
４によってＴ_m以下の温度まで加熱されたビレット１６
２の部分をビレット全体の動きによって前方に押して鋳
型１７６内の鋳型キャビティ１９２内へ押し込む。鋳型
内の金属を、センダンキ１９４によってビレット１６２
の残部から切断する。このようにビレット１６２の最前
方端部（鋳型１７６内に位置する）を切断した後、ビレ
ットの残りの部分を引き戻して再加熱のために誘導コイ
ル１８４内に位置するようにし、その後に鋳型内への加
熱部分の挿入を行う次のサイクルを実施する。

【００５４】図１０は、鋳型内に挿入されたビレットの
部分をビレットの残部から切断するための別の方法を示
している。この場合、絞り部１９６が、金属流れチャン
ネル内に設けられ、ビレット１６２は、鋳型１７６及び
鋳型キャビティ１９２に入る際にこの絞り部１９６を通
過する。ビレットの最前方端部が鋳型キャビティ内に挿
入されてこれを詰めた後、往復動駆動装置１７８がビレ
ットを鋳型から引き離す。絞り部内のアモルファス金属
は最も大きな負荷を与えられて壊れ、ビレットの材料を
鋳型キャビティ内のビレットから切断する。鋳型の固定
部分の突出ピン（図示せず）はまた、これらが製品を鋳
型から突き出すよう動作する際に金属の切断を助けるこ
とができる。同一の切断は、図９の実施例においても達
成されるが、この場合機械的な剪断機は不要である。

【００５５】図８〜図１０の方法は、ダイカストを原料
ビレットの長い半連続片を用い、溶融金属の存在なしに
行う限り、特に経済的な利点を有している。溶融金属を
使用しないようにすることが小規模なダイカスト作業の
ために特に望ましい。というのは、溶融金属は、専用の
高価な機器を用いることなくしては取扱いが困難であ
り、しかも危険だからである。本発明の方法では、溶融
金属取扱機器又は安全対策を必要としない。

【００５６】本発明は、原子％で表して、ジルコニウム
が約４１．２％、チタンが１３．８％、ニッケルが１０
％、銅が１２．５％、ベリリウムが２２．５％の組成を
もつ大抵の好ましいバルク凝固アモルファス合金で作ら
れる製品のダイカスト法に関して実施化した。合金の装
填物をダイカストして工具鋼製鋳型の状態にした。バル
ク凝固アモルファス合金を７５０℃又は８００℃で射出
した。実験を行ったが、鋳型の潤滑の有無に係わらず良
好な結果を得た。

【００５７】本発明の特定の実施例を例示の目的で詳細
に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱すること
なく種々の変形例を想到できる。したがって、本発明は
特許請求の範囲によって特定される場合を除き、限定さ
れるものではない。

【００５８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって調製されたダイカスト製品を示
す図である。

【図２】図１の製品を調製するのに用いられる装置の略
図である。

【図３】図１の製品を調製するために図２の装置を用い
る方法のブロック流れ図である。

【図４】Ｔ_mよりも高い温度でダイカストを行うための
方法の一部のブロック流れ図である。

【図５】Ｔ_mよりも高い温度でバルク凝固アモルファス
合金のダイカストに特に適した装置の概略断面図であ
る。

【図６】Ｔ_mよりも低い温度でダイカストを行う方法の
一部のブロック流れ図である。

【図７】Ｔ_mよりも低い温度でバルク凝固アモルファス
合金のダイカストに特に適した装置の概略部分断面図で
ある。

【図８】固体インゴットからダイカストするためのダイ
カスト装置の概略側面図である。

【図９】図８の装置の一実施例の概略断面図である。

【図１０】図８の装置の第２の実施例の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

２０ダイカスト製品３０ダイカスト装置３２ダイカスト鋳型３４金属注入ポート３６ダイカストキャビティ３８内側鋳型面３７真空ポンプ４０金属射出装置４４ピストン５０加熱キャビティ５２キャビティ加熱器４８金属加熱器５４金属ゲート４６駆動機構３９冷却チャンネル４７射出装置加熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウイリアムエルジョンソンアメリカ合衆国カリフォルニア州 91107 パサデナマウンテンビュー・アベニュー 3546 (72)発明者アタカン・ペッカーアメリカ合衆国カリフォルニア州 91107 パサデナサウス・ルーズベルト・アベニュー 123 ナンバー４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中実ダイカスト製品を調製するための方
法であって、Ｔ_gよりも低い温度で測定して（ここで、
Ｔ_gは約１０¹³ポアズのバルク凝固アモルファス合金の
粘度に相当する温度である）約１０×１０^-6／℃以下の
線膨張率を有するバルク凝固アモルファス合金、射出温
度において約１０⁸ポアズよりも大きいが、約１０¹⁵ポ
アズよりも小さい粘度を有するバルク凝固アモルファス
合金及びチタンとジルコニウムの含有量が全体のうち少
なくとも約２０原子％のバルク凝固アモルファス合金か
らなる群から選択されたバルク凝固アモルファス合金の
装填物を準備し、バルク凝固アモルファス合金の装填物
を射出温度まで加熱し、加熱したバルク凝固アモルファ
ス合金の装填物を加圧下でダイカスト鋳型内へ射出し、
ダイカスト鋳型内の装填物を、装填物がアモルファス構
造を保つような冷却速度で冷却することを特徴とする方
法。
【請求項２】装填物準備段階では、Ｔ_gよりも低い温
度で測定して（ここで、Ｔ_gは約１０¹³ポアズのバルク
凝固アモルファス合金の粘度に相当する温度である）約
１０×１０^-6／℃以下の線膨張率を有するバルク凝固ア
モルファス合金を準備することを特徴とする請求項１記
載の方法。
【請求項３】装填物準備段階では、射出温度において
約１０⁸ポアズよりも大きいが、約１０¹⁵ポアズよりも
小さい粘度を有するバルク凝固アモルファス合金を準備
することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】装填物準備段階では、チタンとジルコニ
ウムの含有量が全体のうち少なくとも約２０原子％のバ
ルク凝固アモルファス合金を準備することを特徴とする
請求項１記載の方法。
【請求項５】装填物準備段階では、原子％で表示し
て、ジルコニウムとチタンの合計が約４５〜約６７％、
ベリリウムが約１０〜約３５％、銅とニッケルと混入不
純物の合計が約１０〜約３８％から成る組成の装填物を
準備し、かかる含有量の合計が１００原子％であること
を特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】非潤滑ダイカスト鋳型を準備する段階を
さらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】約３マイクロインチＲＭＳ以下の表面粗
さに研磨された内側鋳型面を有するダイカスト鋳型を準
備する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載
の方法。
【請求項８】アモルファス金属層で被覆された内側鋳
型面を有するダイカスト鋳型を準備する段階をさらに有
することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】加熱段階及び射出段階では、内側鋳型面
を備えた鋳型キャビティに通じる金属注入ポートを備え
たダイカスト鋳型と、金属を注入ポート内へ押し込むよ
う配置された金属射出装置及び金属の装填物を加熱し、
加熱した装填物を金属射出装置に供給するための金属加
熱器を有するダイカスト装置を準備することを特徴とす
る請求項１記載の方法。
【請求項１０】冷却段階では、毎秒約５００℃以下の
中心線冷却速度で装填物を冷却することを特徴とする請
求項１記載の方法。
【請求項１１】加熱段階では、バルク凝固アモルファ
ス合金の装填物を射出温度まで加熱してその粘度が約１
０²ポアズよりも大きいが、約１０⁸ポアズ以下である
ようにすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】加熱段階では、バルク凝固アモルファ
ス合金の装填物を射出温度まで加熱してその粘度が約１
０⁸ポアズよりも大きいが、約１０¹³ポアズ以下である
ようにすることを特徴とする請求項１１記載の方法。