JPH10265865A - 金属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上記方法により製造された成形品 - Google Patents
金属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上記方法により製造された成形品Info
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- JPH10265865A JPH10265865A JP9094800A JP9480097A JPH10265865A JP H10265865 A JPH10265865 A JP H10265865A JP 9094800 A JP9094800 A JP 9094800A JP 9480097 A JP9480097 A JP 9480097A JP H10265865 A JPH10265865 A JP H10265865A
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- molten metal
- semi
- solid
- cavity
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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
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形品に要求特性に応じて異なる固相率部位
を効率良く、しかも簡単かつ確実に成形する。 【解決手段】 射出シリンダ４のノズル６から射出され
る１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの
溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温
度に比べて低温に設定されている場合には、金属の半溶
融状態の溶湯Ｍを成形品の強度を要する部位である低固
相率部位が成形されるキャビティ３側から射出する。こ
れにより、強度を要する部位である低固相率部位と成形
精度を要する部位である高固相率部位とが、キャビティ
３内における溶湯Ｍの流動方向に分離している成形品を
得る。
を効率良く、しかも簡単かつ確実に成形する。 【解決手段】 射出シリンダ４のノズル６から射出され
る１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの
溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温
度に比べて低温に設定されている場合には、金属の半溶
融状態の溶湯Ｍを成形品の強度を要する部位である低固
相率部位が成形されるキャビティ３側から射出する。こ
れにより、強度を要する部位である低固相率部位と成形
精度を要する部位である高固相率部位とが、キャビティ
３内における溶湯Ｍの流動方向に分離している成形品を
得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の半溶融射出
成形方法及びその装置並びに上記方法により製造された
成形品に関し、特に成形品各部の要求特性に応じた固相
率設定対策に関するものである。
成形方法及びその装置並びに上記方法により製造された
成形品に関し、特に成形品各部の要求特性に応じた固相
率設定対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、欠陥の少ない高品質の金属製
品を成形する方法として、金属を半溶融状態にして成形
する方法が知られており、一般には、次のような方法が
採られている。
品を成形する方法として、金属を半溶融状態にして成形
する方法が知られており、一般には、次のような方法が
採られている。
【０００３】 ビレットを半溶融状態にして鍛造型内
に注入して鍛造する（以下、「半溶融鍛造方法」とい
う）。
に注入して鍛造する（以下、「半溶融鍛造方法」とい
う）。
【０００４】 ビレットを半溶融状態にして高圧鋳造
機のスリーブ内に注入して高圧鋳造する（以下、「半溶
融鋳造方法」という）。
機のスリーブ内に注入して高圧鋳造する（以下、「半溶
融鋳造方法」という）。
【０００５】 固体の金属ペレットを温度制御された
射出シリンダ内に挿入して半溶融状態にした後、直接に
金型内に射出して成形する（以下、「半溶融射出成形方
法」という）。
射出シリンダ内に挿入して半溶融状態にした後、直接に
金型内に射出して成形する（以下、「半溶融射出成形方
法」という）。
【０００６】さらに、成形品によっては、各部位で要求
される特性が異なるため、これらの要求を満たすやり方
として、以下の如く各部位の金属組織を異なる固相率に
設定することも行われている。
される特性が異なるため、これらの要求を満たすやり方
として、以下の如く各部位の金属組織を異なる固相率に
設定することも行われている。
【０００７】 フィルターを配置した金型内に半溶融
状態の金属の溶湯を注入して上記フィルターを境に金属
組織の固相率を変える（特開平６−２４６２０号公報参
照）。
状態の金属の溶湯を注入して上記フィルターを境に金属
組織の固相率を変える（特開平６−２４６２０号公報参
照）。
【０００８】 半溶融状態の金属の溶湯を金型内に注
入してプランジャで局部的に加圧し、金属組織の固相率
を部分的に変える（特開平７−２５６４２７号公報参
照）。
入してプランジャで局部的に加圧し、金属組織の固相率
を部分的に変える（特開平７−２５６４２７号公報参
照）。
【０００９】因みに、固相率と凝固収縮量のばらつきσ
（成形精度）との関係を図５（ａ）に、固相率と引張最
大強度との関係を図５（ｂ）にそれぞれ示す。このデー
タから明らかなように、固相率が高くなるほど引張最大
強度が低下する傾向にあり、強度を要する部位は低固相
率にする必要があることが判る。また、固相率が高くな
るほど凝固収縮量のばらつきσが少なくなる傾向にあ
り、成形精度を要する部位は高固相率にする必要がある
ことが判る。
（成形精度）との関係を図５（ａ）に、固相率と引張最
大強度との関係を図５（ｂ）にそれぞれ示す。このデー
タから明らかなように、固相率が高くなるほど引張最大
強度が低下する傾向にあり、強度を要する部位は低固相
率にする必要があることが判る。また、固相率が高くな
るほど凝固収縮量のばらつきσが少なくなる傾向にあ
り、成形精度を要する部位は高固相率にする必要がある
ことが判る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の〜
の方法は、いずれも下記のような欠点を有している。
の方法は、いずれも下記のような欠点を有している。
【００１１】の半溶融鍛造方法は、ビレットを一旦、
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態にした後、この半溶
融状態の金属の溶湯を鍛造型まで搬送して型内に注入
し、鍛造するという手順を経なければならず、生産効率
が悪い。また、この方法は、金属を単に半溶融状態の溶
湯として鍛造型内に注入するだけであり、溶湯温度を炉
内で部分的に異ならせるようにはなっておらず、成形品
に固相率の異なる部位を形成することができない。万が
一、炉内での溶湯温度の制御が可能だとしても、型まで
搬送する過程で冷えるため、当初の金属組織を維持する
ことが難しく、また、固相率を４０％以下に設定するこ
とも難しく、これでは成形品によっては要求通りの強度
を付与することができない。
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態にした後、この半溶
融状態の金属の溶湯を鍛造型まで搬送して型内に注入
し、鍛造するという手順を経なければならず、生産効率
が悪い。また、この方法は、金属を単に半溶融状態の溶
湯として鍛造型内に注入するだけであり、溶湯温度を炉
内で部分的に異ならせるようにはなっておらず、成形品
に固相率の異なる部位を形成することができない。万が
一、炉内での溶湯温度の制御が可能だとしても、型まで
搬送する過程で冷えるため、当初の金属組織を維持する
ことが難しく、また、固相率を４０％以下に設定するこ
とも難しく、これでは成形品によっては要求通りの強度
を付与することができない。
【００１２】の半溶融鋳造方法は、ビレットを一旦、
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態の溶湯にした後、こ
の半溶融状態の溶湯を高圧鋳造機まで搬送してスリーブ
内に注入し、高圧鋳造するという手順を経なければなら
ず、上記のの場合と同様に、生産効率が悪くなるとと
もに、成形品に固相率の異なる部位を形成することがで
きず、また、成形品に要求される低固相率を実現できる
とは限らない。
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態の溶湯にした後、こ
の半溶融状態の溶湯を高圧鋳造機まで搬送してスリーブ
内に注入し、高圧鋳造するという手順を経なければなら
ず、上記のの場合と同様に、生産効率が悪くなるとと
もに、成形品に固相率の異なる部位を形成することがで
きず、また、成形品に要求される低固相率を実現できる
とは限らない。
【００１３】の半溶融射出成形方法は、金属の半溶融
工程及び射出工程を１つの装置内で連続して行うので、
及びの場合に比べて生産効率が向上し、溶湯の温度
管理もたやすくなるが、金属を単に半溶融状態として射
出成形するだけでは、成形品の各部位を異なる固相率に
設定することができない。
工程及び射出工程を１つの装置内で連続して行うので、
及びの場合に比べて生産効率が向上し、溶湯の温度
管理もたやすくなるが、金属を単に半溶融状態として射
出成形するだけでは、成形品の各部位を異なる固相率に
設定することができない。
【００１４】のフィルターを使用する方法は、フィル
ターを境に金属組織の固相率を変えることができるが、
フィルター使用による不経済性及びフィルターの存在に
よる強度低下を免れることができず、さらには、定量的
に固相率を制御することが困難である。
ターを境に金属組織の固相率を変えることができるが、
フィルター使用による不経済性及びフィルターの存在に
よる強度低下を免れることができず、さらには、定量的
に固相率を制御することが困難である。
【００１５】の部分加圧による方法は、金属組織の固
相率を部分的に変えるとはいっても、機構的に複雑なた
め不経済になるとともに、広範囲に固相率を制御するこ
とが困難であり、さらには、プランジャにより溶湯をキ
ャビティ外に押し出すため歩留まりが悪化する。また、
定量的に固相率を制御することも困難である。
相率を部分的に変えるとはいっても、機構的に複雑なた
め不経済になるとともに、広範囲に固相率を制御するこ
とが困難であり、さらには、プランジャにより溶湯をキ
ャビティ外に押し出すため歩留まりが悪化する。また、
定量的に固相率を制御することも困難である。
【００１６】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、成形品に要求特性に
応じて異なる固相率部位を効率良く、しかも簡単かつ確
実に付与することにある。
であり、その目的とするところは、成形品に要求特性に
応じて異なる固相率部位を効率良く、しかも簡単かつ確
実に付与することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、温度の異なる溶湯の射出順序とキャビテ
ィに対する溶湯射出箇所との関係を、成形品の各部に要
求される特性に応じて適正に設定したことを特徴とす
る。
め、本発明は、温度の異なる溶湯の射出順序とキャビテ
ィに対する溶湯射出箇所との関係を、成形品の各部に要
求される特性に応じて適正に設定したことを特徴とす
る。
【００１８】具体的には、本発明は、金属の半溶融状態
の溶湯を射出シリンダのノズルから金型のキャビティに
射出し、強度を要する部位である低固相率部位と成形精
度を要する部位である高固相率部位とが、上記キャビテ
ィ内における溶湯の流動方向に分離している成形品を成
形する金属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上
記方法により製造された成形品を対象とし、次のような
解決手段を講じた。
の溶湯を射出シリンダのノズルから金型のキャビティに
射出し、強度を要する部位である低固相率部位と成形精
度を要する部位である高固相率部位とが、上記キャビテ
ィ内における溶湯の流動方向に分離している成形品を成
形する金属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上
記方法により製造された成形品を対象とし、次のような
解決手段を講じた。
【００１９】すなわち、本発明の第１〜４の解決手段
は、金属の半溶融射出成形方法に関するものであり、第
１の解決手段は、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度が、そ
の後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に
設定されている場合には、溶湯を成形品の強度を要する
部位である低固相率部位が成形されるキャビティ側から
射出することを特徴とする。
は、金属の半溶融射出成形方法に関するものであり、第
１の解決手段は、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度が、そ
の後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に
設定されている場合には、溶湯を成形品の強度を要する
部位である低固相率部位が成形されるキャビティ側から
射出することを特徴とする。
【００２０】第２の解決手段は、上記ノズルから射出さ
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯の
溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度
に比べて高温に設定されている場合には、溶湯を成形品
の成形精度を要する部位である高固相率部位が成形され
るキャビティ側から射出することを特徴とする。
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯の
溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度
に比べて高温に設定されている場合には、溶湯を成形品
の成形精度を要する部位である高固相率部位が成形され
るキャビティ側から射出することを特徴とする。
【００２１】第３の解決手段は、第１又は第２の解決手
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を金型のキャビティ外周りの空間に誘導することを特
徴とする。
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を金型のキャビティ外周りの空間に誘導することを特
徴とする。
【００２２】第４の解決手段は、第１〜３の解決手段の
いずれか１の解決手段において、溶湯として、予めスト
ロンチウムが添加されたマグネシウム合金からなる固体
金属材料を塑性加工した後、切り粉状にして半溶融状態
にしたものを採用したことを特徴とする。
いずれか１の解決手段において、溶湯として、予めスト
ロンチウムが添加されたマグネシウム合金からなる固体
金属材料を塑性加工した後、切り粉状にして半溶融状態
にしたものを採用したことを特徴とする。
【００２３】本発明の第５〜９の解決手段は、金属の半
溶融射出成形装置に関するものであり、第５の解決手段
は、ノズルを成形品の強度を要する部位である低固相率
部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型に接
続する。そして、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度をその
後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設
定したことを特徴とする。
溶融射出成形装置に関するものであり、第５の解決手段
は、ノズルを成形品の強度を要する部位である低固相率
部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型に接
続する。そして、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度をその
後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設
定したことを特徴とする。
【００２４】第６の解決手段は、ノズルを成形品の成形
精度を要する部位である高固相率部位が成形されるキャ
ビティ側に対応するよう金型に接続する。そして、上記
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度をその後に続いて射出される
溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定したことを特徴とす
る。
精度を要する部位である高固相率部位が成形されるキャ
ビティ側に対応するよう金型に接続する。そして、上記
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度をその後に続いて射出される
溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定したことを特徴とす
る。
【００２５】第７の解決手段は、第５又は第６の解決手
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を誘導する空間を金型のキャビティ外周りに設けたこ
とを特徴とする。
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を誘導する空間を金型のキャビティ外周りに設けたこ
とを特徴とする。
【００２６】第８の解決手段は、第７の解決手段におい
て、キャビティとノズルとの間に設けられた第１凹部
と、キャビティ内における溶湯の流動方向最奥部に対応
するキャビティ外側に設けられた第２凹部とで空間を構
成する。そして、前回の射出後に金型の型温影響により
ノズル先端内で冷却凝固した金属凝固部分を次回の射出
時にキャビティ内に入らないように上記第１凹部でトラ
ップする。また、上記ノズル先端内の金属凝固部分後方
の溶湯を上記第２凹部でトラップするようにしたことを
特徴とする。
て、キャビティとノズルとの間に設けられた第１凹部
と、キャビティ内における溶湯の流動方向最奥部に対応
するキャビティ外側に設けられた第２凹部とで空間を構
成する。そして、前回の射出後に金型の型温影響により
ノズル先端内で冷却凝固した金属凝固部分を次回の射出
時にキャビティ内に入らないように上記第１凹部でトラ
ップする。また、上記ノズル先端内の金属凝固部分後方
の溶湯を上記第２凹部でトラップするようにしたことを
特徴とする。
【００２７】第９の解決手段は、第５〜８の解決手段の
いずれか１の解決手段において、加熱ヒーターを射出シ
リンダの外周に設ける。そして、成形品の強度を要する
部位である低固相率部位を成形する溶湯が、成形品の成
形精度を要する部位である高固相率部位を成形する溶湯
よりも高温になるように上記加熱ヒーターでシリンダ内
の溶湯温度を加熱制御するようにしたことを特徴とす
る。
いずれか１の解決手段において、加熱ヒーターを射出シ
リンダの外周に設ける。そして、成形品の強度を要する
部位である低固相率部位を成形する溶湯が、成形品の成
形精度を要する部位である高固相率部位を成形する溶湯
よりも高温になるように上記加熱ヒーターでシリンダ内
の溶湯温度を加熱制御するようにしたことを特徴とす
る。
【００２８】本発明の第１０〜１２の解決手段は、金属
の半溶融射出成形方法により製造された成形品に関する
ものであり、第１０の解決手段は、固相率をキャビティ
内における溶湯の流動方向で異ならせたことを特徴とす
る。
の半溶融射出成形方法により製造された成形品に関する
ものであり、第１０の解決手段は、固相率をキャビティ
内における溶湯の流動方向で異ならせたことを特徴とす
る。
【００２９】第１１の解決手段は、第１０の解決手段に
おいて、固相率の低い低固相率部位で固相率の高い高固
相率部位に比べて強度を要する部位を構成し、固相率の
高い高固相率部位で上記固相率の低い低固相率部位に比
べて成形精度を要する部位を構成したことを特徴とす
る。
おいて、固相率の低い低固相率部位で固相率の高い高固
相率部位に比べて強度を要する部位を構成し、固相率の
高い高固相率部位で上記固相率の低い低固相率部位に比
べて成形精度を要する部位を構成したことを特徴とす
る。
【００３０】第１２の解決手段は、第１０の解決手段に
おいて、成形品として、頭部とネジ部とを備えた締結部
材を採用する。そして、上記頭部裏面及びネジ部をショ
ットブラストにより粗面化したことを特徴とする。
おいて、成形品として、頭部とネジ部とを備えた締結部
材を採用する。そして、上記頭部裏面及びネジ部をショ
ットブラストにより粗面化したことを特徴とする。
【００３１】上記の構成により、第１〜１２の解決手段
では、射出シリンダから温度差がつけられた溶湯を成形
品の要求特性に応じて金型のキャビティの所望の箇所か
ら射出するだけで、強度・成形精度という相反する特性
を備えた成形品が効率良く、しかも簡単かつ確実に成形
される。
では、射出シリンダから温度差がつけられた溶湯を成形
品の要求特性に応じて金型のキャビティの所望の箇所か
ら射出するだけで、強度・成形精度という相反する特性
を備えた成形品が効率良く、しかも簡単かつ確実に成形
される。
【００３２】特に、第３，７，８の解決手段では、射出
シリンダのノズル先端が金型と接触することによって冷
却されたノズル先端側の溶湯が、金型のキャビティ外周
りの空間に誘導されてキャビティ内に止まらず、過冷却
された溶湯がキャビティ内に止まることにより所期の目
的とする高固相率よりも高い固相率部位が成形される事
態、つまり必要強度が得られないという事態が回避され
る。
シリンダのノズル先端が金型と接触することによって冷
却されたノズル先端側の溶湯が、金型のキャビティ外周
りの空間に誘導されてキャビティ内に止まらず、過冷却
された溶湯がキャビティ内に止まることにより所期の目
的とする高固相率よりも高い固相率部位が成形される事
態、つまり必要強度が得られないという事態が回避され
る。
【００３３】また、第４の解決手段では、固体金属材料
の塑性加工により固相粒径が再粒化する。また、ストロ
ンチウムの添加により結晶粒が微細化する。
の塑性加工により固相粒径が再粒化する。また、ストロ
ンチウムの添加により結晶粒が微細化する。
【００３４】第１２の解決手段では、締付け時の摩擦係
数が増大して緩みが防止されるとともに、内部に発生す
る応力が低減する。
数が増大して緩みが防止されるとともに、内部に発生す
る応力が低減する。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
て図面に基づいて説明する。
【００３６】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る金
属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上記方法に
より製造された成形品のうち半溶融射出成形装置を示
す。同図において、１は射出成形機、２は成形品の形状
をしたキャビティ３を有する金型である。上記射出成形
機１は円筒状の射出シリンダ４を備えてなり、該射出シ
リンダ４の内部にはスクリュー５が回転可能にかつ進退
可能に配置されている。
属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上記方法に
より製造された成形品のうち半溶融射出成形装置を示
す。同図において、１は射出成形機、２は成形品の形状
をしたキャビティ３を有する金型である。上記射出成形
機１は円筒状の射出シリンダ４を備えてなり、該射出シ
リンダ４の内部にはスクリュー５が回転可能にかつ進退
可能に配置されている。
【００３７】この射出シリンダ４の先端にはノズル６が
一体に取り付けられているとともに、その後端側には射
出時に上記スクリュー５を前進させる高速射出機構７が
設置されている。
一体に取り付けられているとともに、その後端側には射
出時に上記スクリュー５を前進させる高速射出機構７が
設置されている。
【００３８】上記射出シリンダ４及びノズル６の外周に
は、複数の加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９が射出シリンダ４及
びノズル６を取り囲むようにかつシリンダ中心線方向に
沿って配置され、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯
温度を成形品の要求特性に応じてシリンダ中心線方向に
複数に区画して個別に加熱制御するようになっている。
は、複数の加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９が射出シリンダ４及
びノズル６を取り囲むようにかつシリンダ中心線方向に
沿って配置され、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯
温度を成形品の要求特性に応じてシリンダ中心線方向に
複数に区画して個別に加熱制御するようになっている。
【００３９】上記射出シリンダ４の後端上部にはアルゴ
ンガスが充填されたアルゴン雰囲気室８が設けられ、該
アルゴン雰囲気室８の上端には原料を投入するホッパー
９が接続され、該ホッパー９に投入された原料をアルゴ
ン雰囲気中に置くことでその酸化を防止している。本例
では原料として、予めストロンチウムが添加されたマグ
ネシウム合金からなる固体金属材料を塑性加工した後、
切り粉状にしたマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格
ＡＺ９１Ｄ合金）を使用している。
ンガスが充填されたアルゴン雰囲気室８が設けられ、該
アルゴン雰囲気室８の上端には原料を投入するホッパー
９が接続され、該ホッパー９に投入された原料をアルゴ
ン雰囲気中に置くことでその酸化を防止している。本例
では原料として、予めストロンチウムが添加されたマグ
ネシウム合金からなる固体金属材料を塑性加工した後、
切り粉状にしたマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格
ＡＺ９１Ｄ合金）を使用している。
【００４０】一方、上記金型２は、固定盤１０に取り付
けられた固定型２ａと、該固定型２ａに対し接離する可
動型２ｂとからなり、型締め状態でこの固定型２ａと可
動型２ｂとの間に成形品を成形する空間としてのキャビ
ティ３を構成するようになっている。また、図１（ｂ）
に拡大詳示するように、上記金型２の固定型２ａと可動
型２ｂとの間には、ゲート１１、ランナー１２及びスプ
ール１３が上記キャビティ３に連通するように形成さ
れ、上記ノズル６が金型２に固定盤１０を介して接続さ
れるようになっている。
けられた固定型２ａと、該固定型２ａに対し接離する可
動型２ｂとからなり、型締め状態でこの固定型２ａと可
動型２ｂとの間に成形品を成形する空間としてのキャビ
ティ３を構成するようになっている。また、図１（ｂ）
に拡大詳示するように、上記金型２の固定型２ａと可動
型２ｂとの間には、ゲート１１、ランナー１２及びスプ
ール１３が上記キャビティ３に連通するように形成さ
れ、上記ノズル６が金型２に固定盤１０を介して接続さ
れるようになっている。
【００４１】上記スプール１３の下流端（ノズル６が対
向する箇所）には第１凹部（いわゆるプラグキャッチャ
ー）１４が形成され、前回の射出後に金型２の型温影響
によりノズル６先端内で冷却凝固した金属凝固部分（い
わゆるプラグ）ｍ１を次回の射出時にキャビティ３内に
入らないように上記第１凹部１４でトラップするように
なっている。また、この第１凹部１４の容積は金属凝固
部分ｍ１の体積よりも大きく形成されており、金属凝固
部分ｍ１後方の溶湯Ｍの一部をもトラップするようにな
っている。さらに、上記キャビティ３内における溶湯Ｍ
の流動方向最奥部に対応するキャビティ３外側には、第
２凹部（いわゆるオーバーフローグルーブ）１５が形成
され、該第２凹部１５により上記ノズル６先端内の金属
凝固部分ｍ１後方の溶湯Ｍをトラップするようになって
いる。したがって、上記第１凹部１４及び第２凹部１５
により、射出時、射出シリンダ４のノズル６先端側の溶
湯Ｍを誘導する空間をキャビティ３外周りに構成してい
る。
向する箇所）には第１凹部（いわゆるプラグキャッチャ
ー）１４が形成され、前回の射出後に金型２の型温影響
によりノズル６先端内で冷却凝固した金属凝固部分（い
わゆるプラグ）ｍ１を次回の射出時にキャビティ３内に
入らないように上記第１凹部１４でトラップするように
なっている。また、この第１凹部１４の容積は金属凝固
部分ｍ１の体積よりも大きく形成されており、金属凝固
部分ｍ１後方の溶湯Ｍの一部をもトラップするようにな
っている。さらに、上記キャビティ３内における溶湯Ｍ
の流動方向最奥部に対応するキャビティ３外側には、第
２凹部（いわゆるオーバーフローグルーブ）１５が形成
され、該第２凹部１５により上記ノズル６先端内の金属
凝固部分ｍ１後方の溶湯Ｍをトラップするようになって
いる。したがって、上記第１凹部１４及び第２凹部１５
により、射出時、射出シリンダ４のノズル６先端側の溶
湯Ｍを誘導する空間をキャビティ３外周りに構成してい
る。
【００４２】この半溶融射出成形装置により成形しよう
とする成形品は、固相率がキャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向で異なっているものであり、固相率の低い
低固相率部位は強度を要する部位を、固相率の高い高固
相率部位は成形精度を要する部位をそれぞれ構成するよ
うになっている（図５（ａ），（ｂ）参照）。そのた
め、上記ノズル６を成形品の強度を要する部位である低
固相率部位が成形されるキャビティ３側に対応するよう
金型２に接続している場合には、ノズル６から射出され
る１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの
溶湯温度を、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温
度に比べて低温に設定するようにしている。一方、上記
ノズル６を成形品の成形精度を要する部位である高固相
率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型２
に接続している場合には、ノズル６から射出される１回
分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温
度を、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べ
て高温に設定するようにしている。これにより、強度を
要する部位である低固相率部位と成形精度を要する部位
である高固相率部位とが、キャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向に分離している成形品を成形することがで
きるのである。
とする成形品は、固相率がキャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向で異なっているものであり、固相率の低い
低固相率部位は強度を要する部位を、固相率の高い高固
相率部位は成形精度を要する部位をそれぞれ構成するよ
うになっている（図５（ａ），（ｂ）参照）。そのた
め、上記ノズル６を成形品の強度を要する部位である低
固相率部位が成形されるキャビティ３側に対応するよう
金型２に接続している場合には、ノズル６から射出され
る１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの
溶湯温度を、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温
度に比べて低温に設定するようにしている。一方、上記
ノズル６を成形品の成形精度を要する部位である高固相
率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型２
に接続している場合には、ノズル６から射出される１回
分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温
度を、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べ
て高温に設定するようにしている。これにより、強度を
要する部位である低固相率部位と成形精度を要する部位
である高固相率部位とが、キャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向に分離している成形品を成形することがで
きるのである。
【００４３】このためには、キャビティ３内を成形品の
要求特性に応じて溶湯Ｍの流れ方向に複数に分割すると
ともに、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯Ｍを加熱
ヒーターＨ０〜Ｈ９により上記キャビティ３の各分割部
位に応じて温度制御しながら、つまり成形品の強度を要
する部位である低固相率部位を成形する溶湯Ｍが、成形
品の成形精度を要する部位である高固相率部位を成形す
る溶湯よりも高温になるように射出シリンダ４及びノズ
ル６内の溶湯温度を加熱制御しながらノズル６から射出
することが要求される。
要求特性に応じて溶湯Ｍの流れ方向に複数に分割すると
ともに、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯Ｍを加熱
ヒーターＨ０〜Ｈ９により上記キャビティ３の各分割部
位に応じて温度制御しながら、つまり成形品の強度を要
する部位である低固相率部位を成形する溶湯Ｍが、成形
品の成形精度を要する部位である高固相率部位を成形す
る溶湯よりも高温になるように射出シリンダ４及びノズ
ル６内の溶湯温度を加熱制御しながらノズル６から射出
することが要求される。
【００４４】具体的には、射出シリンダ４内部を１回分
の溶湯射出量の範囲でノズル６側から基端側にかけて加
熱ヒーターＨ９〜Ｈ５の位置に対応するよう複数に分割
し、各分割部位の溶湯Ｍの固相率を基端側からノズル６
側に向かってＦ１〜Ｆ５、各分割部位の容積をＶ１〜Ｖ
５とする一方、金型２の各分割部位に流入した溶湯Ｍの
固相率を流入方向上流側から下流側にかけてｆ１，ｆ
６，ｆ２〜ｆ５、各分割部位の容積をｖ１，ｖ６，ｖ２
〜ｖ５とした場合、 Ｆ１＝ｆ１、Ｆ２＝ｆ２、Ｆ３＝ｆ３、Ｆ４＝ｆ４、Ｆ
５＝ｆ５＝ｆ６ Ｖ１＝ｖ１、Ｖ２＝ｖ２、Ｖ３＝ｖ３、Ｖ４＝ｖ４、Ｖ
５＝ｖ５＋ｖ６ になるようにし、成形品の要求特性に応じて加熱ヒータ
ーＨ９〜Ｈ５の温度を制御する。この場合、ノズル６先
端の加熱ヒーターＨ９は、金属凝固部分（プラグ）ｍ１
を形成するために低温に設定しており、しかも、ノズル
６先端が成形時に金型２（固定盤１０）に接触している
ため、金型２の型温の影響によりノズル６先端側の溶湯
温度が設定値よりも低くなりがちであり、該部分の溶湯
Ｍの固相率が予想よりも高くなるおそれがある。したが
って、この部分にある高固相率の溶湯Ｍを製品部（キャ
ビティ３）から確実に排除するために、本例では、第１
凹部１４の容積ｖ６を金属凝固部分ｍ１の体積よりも大
きく設定している。また、ノズル６後ろ寄りの溶湯Ｍ
は、加熱ヒーターＨ９により温度制御しているとはい
え、ノズル６先端側の溶湯Ｍの温度影響を受け易く、ノ
ズル６先端側の溶湯Ｍと同様に高固相率になることか
ら、この部分の溶湯Ｍも製品部（キャビティ３）から確
実に排除するために、Ｖ４＋Ｖ５＝ｖ５＋ｖ６にし、第
１凹部１４及び第２凹部１５に排出するようにしてい
る。なお、Ｖ４＝ｖ５、Ｖ５＝ｖ６にする方が溶湯Ｍの
無駄をなくす観点から好ましい。さらに、キャビティ３
の第２凹部１５側に比較的強度を要しない部位を成形す
る場合は、Ｖ５＞ｖ６にすれば、ノズル６先端部分の高
固相率のＶ４部分の溶湯Ｍの一部を製品部（キャビティ
３）のｖ４部分に流入させることができ、その分だけ歩
留まりを向上させることができる。
の溶湯射出量の範囲でノズル６側から基端側にかけて加
熱ヒーターＨ９〜Ｈ５の位置に対応するよう複数に分割
し、各分割部位の溶湯Ｍの固相率を基端側からノズル６
側に向かってＦ１〜Ｆ５、各分割部位の容積をＶ１〜Ｖ
５とする一方、金型２の各分割部位に流入した溶湯Ｍの
固相率を流入方向上流側から下流側にかけてｆ１，ｆ
６，ｆ２〜ｆ５、各分割部位の容積をｖ１，ｖ６，ｖ２
〜ｖ５とした場合、 Ｆ１＝ｆ１、Ｆ２＝ｆ２、Ｆ３＝ｆ３、Ｆ４＝ｆ４、Ｆ
５＝ｆ５＝ｆ６ Ｖ１＝ｖ１、Ｖ２＝ｖ２、Ｖ３＝ｖ３、Ｖ４＝ｖ４、Ｖ
５＝ｖ５＋ｖ６ になるようにし、成形品の要求特性に応じて加熱ヒータ
ーＨ９〜Ｈ５の温度を制御する。この場合、ノズル６先
端の加熱ヒーターＨ９は、金属凝固部分（プラグ）ｍ１
を形成するために低温に設定しており、しかも、ノズル
６先端が成形時に金型２（固定盤１０）に接触している
ため、金型２の型温の影響によりノズル６先端側の溶湯
温度が設定値よりも低くなりがちであり、該部分の溶湯
Ｍの固相率が予想よりも高くなるおそれがある。したが
って、この部分にある高固相率の溶湯Ｍを製品部（キャ
ビティ３）から確実に排除するために、本例では、第１
凹部１４の容積ｖ６を金属凝固部分ｍ１の体積よりも大
きく設定している。また、ノズル６後ろ寄りの溶湯Ｍ
は、加熱ヒーターＨ９により温度制御しているとはい
え、ノズル６先端側の溶湯Ｍの温度影響を受け易く、ノ
ズル６先端側の溶湯Ｍと同様に高固相率になることか
ら、この部分の溶湯Ｍも製品部（キャビティ３）から確
実に排除するために、Ｖ４＋Ｖ５＝ｖ５＋ｖ６にし、第
１凹部１４及び第２凹部１５に排出するようにしてい
る。なお、Ｖ４＝ｖ５、Ｖ５＝ｖ６にする方が溶湯Ｍの
無駄をなくす観点から好ましい。さらに、キャビティ３
の第２凹部１５側に比較的強度を要しない部位を成形す
る場合は、Ｖ５＞ｖ６にすれば、ノズル６先端部分の高
固相率のＶ４部分の溶湯Ｍの一部を製品部（キャビティ
３）のｖ４部分に流入させることができ、その分だけ歩
留まりを向上させることができる。
【００４５】次に、上述の如く構成された半溶融射出成
形装置を用いて固相率の異なる部位が共存する成形品を
製造する要領について説明する。
形装置を用いて固相率の異なる部位が共存する成形品を
製造する要領について説明する。
【００４６】 金型２を型締めし、射出シリンダ４の
ノズル６を金型２のスプール１３に接続した状態で、原
料としてのマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格ＡＺ
９１Ｄ合金）をホッパー９に投入し、アルゴン雰囲気室
８を経て射出シリンダ４内に供給する。
ノズル６を金型２のスプール１３に接続した状態で、原
料としてのマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格ＡＺ
９１Ｄ合金）をホッパー９に投入し、アルゴン雰囲気室
８を経て射出シリンダ４内に供給する。
【００４７】 高速射出機構７を作動させてスクリュ
ー５を回転させ、射出シリンダ４内のマグネシウムペレ
ットＰをスクリュー５で混練しながらノズル６に向かっ
て押し出し、この間に加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９で成形品
の要求特性に応じて温度制御しながら加熱して半溶融状
態の溶湯Ｍにする。スクリュー５はその際に生ずる圧力
で後退していく。
ー５を回転させ、射出シリンダ４内のマグネシウムペレ
ットＰをスクリュー５で混練しながらノズル６に向かっ
て押し出し、この間に加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９で成形品
の要求特性に応じて温度制御しながら加熱して半溶融状
態の溶湯Ｍにする。スクリュー５はその際に生ずる圧力
で後退していく。
【００４８】この場合、図２（ａ）に示すように、成形
品として、例えば自動車のオートマチックトランスミッ
ションの締結部材であるオリフィスホルダー１６を例に
挙げると、該オリフィスホルダー１６は頭部１７とネジ
部１８とを備えている。上記頭部１７は、組付け時に締
付けトルクが作用する部位であることから強度を要する
部位であり、低固相率にしておくことが必要である。ま
た、上記ネジ部１８は、強度はそれほど必要としない
が、ネジ加工なしで鋳放しで成形することが製造工数を
低減する上で好ましく、その観点からすれば、ネジ部１
８は、成形精度を要する部位であり、高固相率にしてお
く必要がある。そして、図２（ｂ）に示すように、金型
２のキャビティ３の形状をゲート１１がオリフィスホル
ダー１６の頭部１７に位置するように形成する。一方、
加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃に、加熱ヒーターＨ
８及びＨ９の温度を５３０℃にそれぞれ設定する。これ
により、ノズル６から射出される１回分の溶湯射出量の
うち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温度が、その後に続
いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に比べて低温に設定さ
れている。
品として、例えば自動車のオートマチックトランスミッ
ションの締結部材であるオリフィスホルダー１６を例に
挙げると、該オリフィスホルダー１６は頭部１７とネジ
部１８とを備えている。上記頭部１７は、組付け時に締
付けトルクが作用する部位であることから強度を要する
部位であり、低固相率にしておくことが必要である。ま
た、上記ネジ部１８は、強度はそれほど必要としない
が、ネジ加工なしで鋳放しで成形することが製造工数を
低減する上で好ましく、その観点からすれば、ネジ部１
８は、成形精度を要する部位であり、高固相率にしてお
く必要がある。そして、図２（ｂ）に示すように、金型
２のキャビティ３の形状をゲート１１がオリフィスホル
ダー１６の頭部１７に位置するように形成する。一方、
加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃に、加熱ヒーターＨ
８及びＨ９の温度を５３０℃にそれぞれ設定する。これ
により、ノズル６から射出される１回分の溶湯射出量の
うち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温度が、その後に続
いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に比べて低温に設定さ
れている。
【００４９】また、図４に示すように、成形品として、
例えば自動車のエンジン動弁系部材であるバルブタペッ
ト１９を例に挙げると、中央の厚肉部２０は、バルブを
受けるために強度を要する部位であり、低固相率にして
おくことが必要である。また、外周の薄肉部２１は、強
度はそれほど必要としないが、成形精度を要する部位で
あり、高固相率にしておく必要がある。そして、金型の
キャビティ３の形状をゲート１１が図４に仮想線で示す
ようにバルブタペット１９の厚肉部２０に位置するよう
に形成する。一方、加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃
に、加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度を５３０℃にそれ
ぞれ設定する。これにより、ノズル６から射出される１
回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯
温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に
比べて低温に設定されている。
例えば自動車のエンジン動弁系部材であるバルブタペッ
ト１９を例に挙げると、中央の厚肉部２０は、バルブを
受けるために強度を要する部位であり、低固相率にして
おくことが必要である。また、外周の薄肉部２１は、強
度はそれほど必要としないが、成形精度を要する部位で
あり、高固相率にしておく必要がある。そして、金型の
キャビティ３の形状をゲート１１が図４に仮想線で示す
ようにバルブタペット１９の厚肉部２０に位置するよう
に形成する。一方、加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃
に、加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度を５３０℃にそれ
ぞれ設定する。これにより、ノズル６から射出される１
回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯
温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に
比べて低温に設定されている。
【００５０】 スクリュー５が所定ストローク後退す
ると、高速射出機構７がこのことを検知してスクリュー
５の回転及び後退を停止させる。つまり、１回分の射出
に必要な溶湯Ｍの量をスクリュー５の後退ストロークに
より計量するようになっている。
ると、高速射出機構７がこのことを検知してスクリュー
５の回転及び後退を停止させる。つまり、１回分の射出
に必要な溶湯Ｍの量をスクリュー５の後退ストロークに
より計量するようになっている。
【００５１】 高速射出機構７を作動させてスクリュ
ー５を前進させ、射出シリンダ４内の溶湯Ｍをノズル６
から金型２のキャビティ３内に射出充填する。これによ
り、溶湯Ｍが、成形品（オリフィスホルダー１６、バル
ブタペット１９）の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側（頭部１７、厚肉部２０）
から射出される。
ー５を前進させ、射出シリンダ４内の溶湯Ｍをノズル６
から金型２のキャビティ３内に射出充填する。これによ
り、溶湯Ｍが、成形品（オリフィスホルダー１６、バル
ブタペット１９）の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側（頭部１７、厚肉部２０）
から射出される。
【００５２】この際、まず、前回の射出によりノズル６
先端に残存する溶湯Ｍの凝固物である金属凝固部分ｍ１
が第１凹部１４にトラップされるとともに、射出シリン
ダ４の容積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの一部が上記第１凹部
１４にトラップされる。続いて、該射出シリンダ４の容
積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの残部が第２凹部１５に流入す
る。その後、射出シリンダ４の容積Ｖ４に相当する溶湯
Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ４に、射出シリンダ４の
容積Ｖ３に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ
３に、射出シリンダ４の容積Ｖ２に相当する溶湯Ｍがキ
ャビティ３の分割部位ｖ２に、射出シリンダ４の容積Ｖ
１に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の残部、ゲート１
１、ランナー１２及びスプール１３で構成された空間ｖ
１にそれぞれ流入する。
先端に残存する溶湯Ｍの凝固物である金属凝固部分ｍ１
が第１凹部１４にトラップされるとともに、射出シリン
ダ４の容積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの一部が上記第１凹部
１４にトラップされる。続いて、該射出シリンダ４の容
積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの残部が第２凹部１５に流入す
る。その後、射出シリンダ４の容積Ｖ４に相当する溶湯
Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ４に、射出シリンダ４の
容積Ｖ３に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ
３に、射出シリンダ４の容積Ｖ２に相当する溶湯Ｍがキ
ャビティ３の分割部位ｖ２に、射出シリンダ４の容積Ｖ
１に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の残部、ゲート１
１、ランナー１２及びスプール１３で構成された空間ｖ
１にそれぞれ流入する。
【００５３】このように、過冷却された溶湯Ｍをキャビ
ティ３外の第１凹部１４及び第２凹部１５に排出するの
で、所期の目的とする固相率よりも高い固相率部位が成
形されることがなく、必要な強度を確保することができ
る。
ティ３外の第１凹部１４及び第２凹部１５に排出するの
で、所期の目的とする固相率よりも高い固相率部位が成
形されることがなく、必要な強度を確保することができ
る。
【００５４】なお、上記の二例とは逆に、加熱ヒーター
Ｈ７の温度が加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度よりも低
温に設定されている場合、つまり、ノズル６から射出さ
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍ
の溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯
温度に比べて高温に設定されている場合には、溶湯Ｍを
成形品の成形精度を要する部位である高固相率部位が成
形されるキャビティ３側から射出するようにする。
Ｈ７の温度が加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度よりも低
温に設定されている場合、つまり、ノズル６から射出さ
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍ
の溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯
温度に比べて高温に設定されている場合には、溶湯Ｍを
成形品の成形精度を要する部位である高固相率部位が成
形されるキャビティ３側から射出するようにする。
【００５５】 キャビティ３内の溶湯Ｍが型温（例え
ば２００℃）により凝固し、成形品が得られる。
ば２００℃）により凝固し、成形品が得られる。
【００５６】 射出シリンダ４のノズル６を金型２の
スプール１３から外し、金型２を型開きして成形品を脱
型する。このようにして得られた成形品（オリフィスホ
ルダー１６、バルブタペット１９）は、強度を要する部
位である低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）と成形
精度を要する部位である高固相率部位（ネジ部１８、薄
肉部２１）とが、キャビティ３内における溶湯Ｍの流動
方向に分離している。因みに、強度を要する部位である
低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）の固相率は２％
であり、この金属組織の顕微鏡写真を図３（ａ）に示
す。また、成形精度を要する部位である高固相率部位
（ネジ部１８、薄肉部２１）の固相率は１０％であり、
この金属組織の顕微鏡写真を図３（ｂ）に示す。写真
中、白く現れている部分がマグネシウムであり、マグネ
シウムは固相率の高い図３（ｂ）の方が固相率の低い図
３（ａ）よりも多くなっている。
スプール１３から外し、金型２を型開きして成形品を脱
型する。このようにして得られた成形品（オリフィスホ
ルダー１６、バルブタペット１９）は、強度を要する部
位である低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）と成形
精度を要する部位である高固相率部位（ネジ部１８、薄
肉部２１）とが、キャビティ３内における溶湯Ｍの流動
方向に分離している。因みに、強度を要する部位である
低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）の固相率は２％
であり、この金属組織の顕微鏡写真を図３（ａ）に示
す。また、成形精度を要する部位である高固相率部位
（ネジ部１８、薄肉部２１）の固相率は１０％であり、
この金属組織の顕微鏡写真を図３（ｂ）に示す。写真
中、白く現れている部分がマグネシウムであり、マグネ
シウムは固相率の高い図３（ｂ）の方が固相率の低い図
３（ａ）よりも多くなっている。
【００５７】このように、温度差がつけられた溶湯Ｍを
成形品の要求特性に応じて金型２のキャビティ３の所望
の箇所から射出するだけでよいことから、強度・成形精
度という相反する特性を備えた成形品を効率良く、しか
も簡単かつ確実に成形することができる。
成形品の要求特性に応じて金型２のキャビティ３の所望
の箇所から射出するだけでよいことから、強度・成形精
度という相反する特性を備えた成形品を効率良く、しか
も簡単かつ確実に成形することができる。
【００５８】また、原料として、予めストロンチウムが
添加されたマグネシウム合金からなる固体金属材料を塑
性加工した後、切り粉状にしたものを用いているので、
塑性加工により固相粒径を再粒化することができるとと
もに、ストロンチウムの添加により結晶粒を微細化する
ことができる。
添加されたマグネシウム合金からなる固体金属材料を塑
性加工した後、切り粉状にしたものを用いているので、
塑性加工により固相粒径を再粒化することができるとと
もに、ストロンチウムの添加により結晶粒を微細化する
ことができる。
【００５９】なお、成形品がオリフィスホルダー１６で
ある場合、頭部１７裏面及びネジ部１８をショットブラ
ストにより粗面化して締付け時の摩擦係数を増大させる
ことが、緩みを防止するとともに内部応力を低減させる
観点から望ましい。同様に、図２（ａ）に示すように、
オリフィスホルダー１６の頭部１７とミッションケース
２２との間に介装されるパッキン２３もショットブラス
トにより粗面化すれば、その効果は倍増する。さらに、
上記パッキン２３の材質をマグネシウムよりも軟質な純
アルミ等にすることにより、締付け時の摩擦係数をさら
に増大させることができて好ましい。また、上記パッキ
ン２３の熱膨張係数をマグネシウムと同等もしくはそれ
以下の材質にすることにより、熱応力によるクリープ変
形を防止することができて好ましい。
ある場合、頭部１７裏面及びネジ部１８をショットブラ
ストにより粗面化して締付け時の摩擦係数を増大させる
ことが、緩みを防止するとともに内部応力を低減させる
観点から望ましい。同様に、図２（ａ）に示すように、
オリフィスホルダー１６の頭部１７とミッションケース
２２との間に介装されるパッキン２３もショットブラス
トにより粗面化すれば、その効果は倍増する。さらに、
上記パッキン２３の材質をマグネシウムよりも軟質な純
アルミ等にすることにより、締付け時の摩擦係数をさら
に増大させることができて好ましい。また、上記パッキ
ン２３の熱膨張係数をマグネシウムと同等もしくはそれ
以下の材質にすることにより、熱応力によるクリープ変
形を防止することができて好ましい。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出され
る溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されている場合に
は、溶湯を成形品の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側から射出するようにしたの
で、強度・成形精度という相反する特性を備えた成形品
を効率良く、しかも簡単かつ確実に成形することができ
る。
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出され
る溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されている場合に
は、溶湯を成形品の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側から射出するようにしたの
で、強度・成形精度という相反する特性を備えた成形品
を効率良く、しかも簡単かつ確実に成形することができ
る。
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る半溶融射出
成形装置の全体構成図、（ｂ）は射出シリンダの加熱ヒ
ーターに対応する分割容積と金型のキャビティの分割容
積との対応関係を示す断面図である。
成形装置の全体構成図、（ｂ）は射出シリンダの加熱ヒ
ーターに対応する分割容積と金型のキャビティの分割容
積との対応関係を示す断面図である。
【図２】（ａ）はオリフィスホルダーの断面図、（ｂ）
はキャビティとゲートとの接続関係を示す断面図であ
る。
はキャビティとゲートとの接続関係を示す断面図であ
る。
【図３】（ａ）は固相率２％の金属組織の顕微鏡写真、
（ｂ）は固相率１０％の金属組織の顕微鏡写真である。
（ｂ）は固相率１０％の金属組織の顕微鏡写真である。
【図４】バルブタペットの断面図である。
【図５】（ａ）は固相率と凝固収縮量のばらつきσとの
関係を示すデータ、（ｂ）は固相率と引張最大強度との
関係を示すデータである。
関係を示すデータ、（ｂ）は固相率と引張最大強度との
関係を示すデータである。
２ 金型 ３ キャビティ ４ 射出シリンダ ６ ノズル １４ 第１凹部（空間） １５ 第２凹部（空間） １６ オリフィスホルダー（ネジ部材、成形
品） １７ 頭部（強度を要する部位である低固相
率部位） １８ ネジ部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） １９ バルブタペット（成形品） ２０ 厚肉部（強度を要する部位である低固
相率部位） ２１ 薄肉部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） Ｍ 溶湯 ｍ１ 金属凝固部分 Ｐ マグネシウムペレット（固体金属材料） Ｈ０〜Ｈ９ 加熱ヒーター
品） １７ 頭部（強度を要する部位である低固相
率部位） １８ ネジ部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） １９ バルブタペット（成形品） ２０ 厚肉部（強度を要する部位である低固
相率部位） ２１ 薄肉部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） Ｍ 溶湯 ｍ１ 金属凝固部分 Ｐ マグネシウムペレット（固体金属材料） Ｈ０〜Ｈ９ 加熱ヒーター
Claims (12)
- 【請求項１】 金属の半溶融状態の溶湯を射出シリンダ
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形方法であって、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されている場
合には、溶湯を成形品の強度を要する部位である低固相
率部位が成形されるキャビティ側から射出することを特
徴とする金属の半溶融射出成形方法。 - 【請求項２】 金属の半溶融状態の溶湯を射出シリンダ
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形方法であって、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定されている場
合には、溶湯を成形品の成形精度を要する部位である高
固相率部位が成形されるキャビティ側から射出すること
を特徴とする金属の半溶融射出成形方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の金属の半溶融射出
成形方法において、 射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶湯を金型のキ
ャビティ外周りの空間に誘導することを特徴とする金属
の半溶融射出成形方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の金
属の半溶融射出成形方法において、 溶湯は、予めストロンチウムが添加されたマグネシウム
合金からなる固体金属材料を塑性加工した後、切り粉状
にして半溶融状態にしたものであることを特徴とする金
属の半溶融射出成形方法。 - 【請求項５】 金属の半溶融状態の溶湯を射出シリンダ
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形装置であって、 上記ノズルは、成形品の強度を要する部位である低固相
率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう上記金
型に接続され、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。 - 【請求項６】 金属の半溶融状態の溶湯を射出シリンダ
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形装置であって、 上記ノズルは、成形品の成形精度を要する部位である高
固相率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう上
記金型に接続され、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定されているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載の金属の半溶融射出
成形装置において、 金型のキャビティ外周りには、射出時、射出シリンダの
ノズル先端側の溶湯を誘導する空間が設けられているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の金属の半溶融射出成形装
置において、 空間は、キャビティとノズルとの間に設けられ、前回の
射出後に金型の型温影響によりノズル先端内で冷却凝固
した金属凝固部分を次回の射出時にキャビティ内に入ら
ないようにトラップする第１凹部と、 キャビティ内における溶湯の流動方向最奥部に対応する
キャビティ外側に設けられ、上記ノズル先端内の金属凝
固部分後方の溶湯をトラップする第２凹部とからなるこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。 - 【請求項９】 請求項５〜８のいずれか１項に記載の金
属の半溶融射出成形装置において、 射出シリンダの外周には、成形品の強度を要する部位で
ある低固相率部位を成形する溶湯が、成形品の成形精度
を要する部位である高固相率部位を成形する溶湯よりも
高温になるようにシリンダ内の溶湯温度を加熱制御する
加熱ヒーターが設けられていることを特徴とする金属の
半溶融射出成形装置。 - 【請求項１０】 金属の半溶融状態の溶湯を射出シリン
ダのノズルから金型のキャビティに射出して成形され
た，金属の半溶融射出成形方法により製造された成形品
であって、 固相率が上記キャビティ内における溶湯の流動方向で異
なっていることを特徴とする金属の半溶融射出成形方法
により製造された成形品。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の金属の半溶融射出成
形方法により製造された成形品において、 固相率の低い低固相率部位は固相率の高い高固相率部位
に比べて強度を要する部位であり、固相率の高い高固相
率部位は上記固相率の低い低固相率部位に比べて成形精
度を要する部位であることを特徴とする金属の半溶融射
出成形方法により製造された成形品。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の金属の半溶融射出成
形方法により製造された成形品において、 成形品は、頭部とネジ部とを備えた締結部材であり、 上記頭部裏面及びネジ部は、ショットブラストにより粗
面化されていることを特徴とする金属の半溶融射出成形
方法により製造された成形品。
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