JP3197109B2 - Manufacturing method of alloy products - Google Patents
Manufacturing method of alloy productsInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛合金、アルミニウ
ム合金、銅合金、鉛合金、マグネシウム合金等の低融点
合金のチクソ状態の性質を利用した合金製品の製造方法
に関し、さらに詳しく言えば、合金材料をスクリュが回
転駆動されているシリンダに供給し、合金材料の固相線
温度以上で液相線温度以下に保持した状態でスクリュを
駆動して移送しながら剪断作用を加えて半凝固のチクソ
状の合金を作り、そして成形型へ射出して合金製品を得
る合金製品の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an alloy product utilizing the property of the thixotropic state of a low melting point alloy such as a zinc alloy, an aluminum alloy, a copper alloy, a lead alloy, and a magnesium alloy. The alloy material is supplied to the cylinder where the screw is driven to rotate, and the screw is driven and transported while maintaining the alloy material at a temperature above the solidus temperature and below the liquidus temperature, and applies a shearing action to apply semi-solidification. The present invention relates to a method for producing an alloy product in which a thixotropic alloy is produced and injected into a mold to obtain an alloy product.
【0002】[0002]
【従来の技術】合金材料を固液共存状態で激しく撹拌す
ると、樹脂状晶すなわちデンドライドの形成が抑制さ
れ、破壊された退化樹脂状晶の微細な粒状の個体と液体
とが共存した状態であるチクソ状物質が得られる。この
ような固液共存状態であるチクソ状物質を短時間に形成
凝固すると、高温で完全に溶解した従来のダイキャスト
法によって得られる合金製品に比較して、凝固による収
縮率が小さく、引け巣の少ない、且つ非常に微細な結晶
粒を持った成形品が得られる。このようなチクソ状物質
の性質を利用した合金製品の具体的な製法は、例えば特
公平1ー33541号、同2ー15620号等により提
案されている。これらの公報には、温度制御可能なスク
リュとシリンダとから構成されている射出成形機あるい
は押出機を使用した製法が示されている。そして、シリ
ンダ内にアルゴンガス等の不活性ガスを封入できるよう
にもなっている。したがって、不活性ガス中でスクリュ
を回転して、合金材料をシリンダ先端部に順次送ること
ができる。このとき合金材料は、シリンダ内表面および
スクリュ外表面との摩擦接触、あるいは合金材料どうし
の摩擦接触等による剪断作用、シリンダの外部から加え
られる熱等により温度が上昇し、固液共存状態のチクソ
状態となり、シリンダの先端から金型へ射出して合金製
品を得ることができる。2. Description of the Related Art When an alloy material is vigorously stirred in a solid-liquid coexistence state, formation of resinous crystals, that is, dendrites, is suppressed, and fine granular solids of broken degenerated resinous crystals coexist with a liquid. A thixotropic substance is obtained. When a thixotropic substance in such a solid-liquid coexisting state is formed and solidified in a short time, the shrinkage due to solidification is smaller than that of an alloy product obtained by a conventional die casting method which is completely dissolved at a high temperature, and a shrinkage cavity is formed. Thus, a molded product having a small number of crystal grains and having very fine crystal grains can be obtained. A specific method for producing an alloy product utilizing the properties of such a thixotropic substance has been proposed, for example, in Japanese Patent Publication Nos. 1-354341 and 2-15620. These publications show a production method using an injection molding machine or an extruder, which is composed of a temperature-controllable screw and a cylinder. In addition, an inert gas such as an argon gas can be sealed in the cylinder. Therefore, the screw can be rotated in the inert gas to sequentially feed the alloy material to the tip of the cylinder. At this time, the temperature of the alloy material rises due to shearing action due to frictional contact with the inner surface of the cylinder and the outer surface of the screw, or frictional contact between the alloy materials, heat applied from the outside of the cylinder, etc. In this state, the alloy product can be obtained by injecting into the mold from the tip of the cylinder.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の製法によ
ると、シリンダは気密状態にあり、不活性ガスが封入さ
れているので、合金材料の酸化現象は起きない利点は認
められる。しかしながら、上記の従来製法によると、製
品の性質が場合によっては落ちることがある。すなわち
アルゴンガス雰囲気中で操作されるので、合金材料はア
ルゴンガス中で半凝固化しており、希に微量のアルゴン
ガスが混入することがある。また金型のキャビテイに射
出するとき、キャビテイ内を充満している空気が乱流と
なって合金材料に巻き込まれることもある。このように
合金材料にアルゴンガスあるいは空気が混入すると、そ
れが例え微量であっても微細な気泡が合金成形品に含ま
れてしまい、合金製品の伸び、引張強度等の機械的性質
が低下することがある。また高価なアルゴンガスを使用
しているので、合金製品の製造コストが高くなる欠点も
ある。したがって、本発明は、機械的品質の高い合金製
品を安価に得ることができる合金製品の製造方法を提供
することを目的とし、具体的には合金材料の酸化が防止
されると共に、気泡のない合金製品を安価に製造するこ
とができる合金製品の製造方法を提供することを目的と
している。According to the conventional manufacturing method described above, the cylinder is in an airtight state and is filled with an inert gas, so that an advantage that oxidation of the alloy material does not occur is recognized. However, according to the above-mentioned conventional manufacturing method, the properties of the product may be reduced in some cases. That is, since the operation is performed in an argon gas atmosphere, the alloy material is semi-solidified in the argon gas, and rarely a trace amount of the argon gas may be mixed. Also, when injecting into the cavity of the mold, the air filling the cavity may become turbulent and get caught in the alloy material. When argon gas or air is mixed into the alloy material in this way, even if it is a minute amount, fine bubbles are included in the alloy molded product, and the mechanical properties such as elongation and tensile strength of the alloy product are reduced. Sometimes. Further, since expensive argon gas is used, there is a disadvantage that the production cost of the alloy product is increased. Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an alloy product that can obtain an alloy product with high mechanical quality at low cost. Specifically, the oxidation of the alloy material is prevented, and there is no bubble. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an alloy product that can be manufactured at a low cost.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ホッパから粉末あるいはペレット状の合
金材料をシリンダに供給し、合金材料の固相線温度以上
で液相線温度以下に保持した状態でスクリュを回転方向
に駆動して合金材料を移送しながら剪断作用を加え半凝
固のチクソ状の合金を作り、次いで軸方向に駆動して成
形型へ射出して合金製品を得るとき、少なくとも前記ホ
ッパ内部と、シリンダ内部と、成形型のキャビテイとを
同一真空源により同一真空圧に保って成形するように構
成される。In order to achieve the above object, the present invention is to supply a powdery or pelletized alloy material to a cylinder from a hopper, and to supply the alloy material at a temperature higher than the solidus temperature and lower than the liquidus temperature of the alloy material. The screw is driven in the rotating direction while holding the alloy to produce a semi-solid thixotropic alloy by applying a shearing action while transferring the alloy material, and then driven in the axial direction to inject into the forming mold to obtain an alloy product At this time, at least the inside of the hopper, the inside of the cylinder, and the cavity of the forming die are formed by the same vacuum source while maintaining the same vacuum pressure.
【0005】[0005]
【作用】本発明における合金材料としては、例えば亜鉛
合金、アルミニウム合金、銅合金、鉛合金、マグネシウ
ム合金等の低溶融点合金を挙げることができる。これら
の低溶融点合金の大きさあるいは粒径は、スクリュを駆
動して移送しながら剪断作用を加え半凝固のチクソ状の
合金を作ることができる粒径であれば、格別に限定され
ない。そこで本発明では、これらの低溶融点合金は粉末
あるいはペレットとして用意される。The alloy material in the present invention includes, for example, low melting point alloys such as zinc alloy, aluminum alloy, copper alloy, lead alloy, and magnesium alloy. The size or particle size of these low melting point alloys is not particularly limited as long as they are capable of producing a semi-solid thixotropic alloy by applying a shearing action while driving and transferring the screw. Therefore, in the present invention, these low melting point alloys are prepared as powders or pellets.
【0006】このように用意された低溶融点合金は、シ
リンダに供給され、合金材料の固相線温度以上で液相線
温度以下に保持した状態で、スクリュを駆動して合金材
料を移送しながら剪断作用を加え半凝固のチクソ状の合
金を作り、次いで成形型へ射出して合金製品を得るが、
このときホッパ内部、シリンダ内部、成形型のキャビテ
イ等は同一真空源により同一真空圧に保たれる。真空圧
に保つことにより、合金材料の酸化が防止され、且つ合
金材料に有害ガスが巻き込まれることが防止される。シ
リンダ内部、成形型のキャビテイ等を真空圧に保つため
には、回転式の真空ポンプ例えばロータリー式真空ポン
プを適用するのが望ましい。ロータリー式真空ポンプは
排気能力が大きいく、運転時の振動も少ないからであ
る。ロータリー式真空ポンプの到達真空度は、10−3
Torr程度である。したがってロータリー式真空ポン
プ等を適用するときは、本発明は10−3Torr以上
の真空圧で実施される。本発明を実施するときの真空度
は、低ければ低いほど、化学的にもまた機械的性質にも
優れた合金製品を得ることができる。しかしながら、実
施例でも示されているように、50Torrで良好な結
果が得られ、102Torr以下であれば、従来の製法
により得られる合金製品に比較して化学的にもまた機械
的性質にも優れた合金製品を得ることができる。[0006] The low melting point alloy thus prepared is supplied to a cylinder, and the screw is driven to transfer the alloy material in a state where the alloy material is maintained at a temperature higher than the solidus temperature and lower than the liquidus temperature. While applying a shearing action to make a semi-solid thixotropic alloy, then inject it into a mold to obtain an alloy product,
At this time, the inside of the hopper, the inside of the cylinder, the cavity of the mold, and the like are kept at the same vacuum pressure by the same vacuum source. By maintaining the vacuum pressure, oxidation of the alloy material is prevented, and harmful gas is prevented from being entrained in the alloy material. In order to maintain the inside of the cylinder and the cavity of the mold at a vacuum pressure, it is desirable to use a rotary vacuum pump, for example, a rotary vacuum pump. This is because the rotary vacuum pump has a large exhaust capacity and little vibration during operation. The ultimate vacuum of the rotary vacuum pump is 10 -3
It is about Torr. Therefore, when a rotary vacuum pump or the like is applied, the present invention is implemented at a vacuum pressure of 10 −3 Torr or more. The lower the degree of vacuum when practicing the present invention, the more an alloy product excellent in chemical and mechanical properties can be obtained. However, as shown in the examples, good results are obtained at 50 Torr, and when the pressure is 10 2 Torr or less, chemical and mechanical properties are also reduced as compared with alloy products obtained by the conventional manufacturing method. Even better alloy products can be obtained.
【0007】本発明は、前述したような合金材料を用い
て合金製品を得ることができるが、以下これらの合金材
料を代表してマグネシウム合金の成形品を得る例につい
て説明する。According to the present invention, an alloy product can be obtained by using the above-mentioned alloy materials. Hereinafter, an example of obtaining a molded product of a magnesium alloy on behalf of these alloy materials will be described.
【0008】本発明の実施に使用される合金製造装置
は、図1に示されているように、射出成形機1と、合金
材料供給装置20と、金型30とから概略構成されてい
る。射出成形機1は、周知のように1軸または2軸のス
クリュ2を備えている。そしてこのスクリュ2は、減速
歯車、射出ラム等からなる駆動装置3により回転駆動さ
れ、また軸方向にも駆動されるようになっている。スク
リュ2が内部に設けられているシリンダ4は、所定長さ
を有し、その中央より駆動装置3側に寄った位置には、
合金材料が供給される供給開口部8が設けられている。
そしてこの供給開口部8には、後述する合金材料供給管
27が接続されている。As shown in FIG. 1, the alloy manufacturing apparatus used in the embodiment of the present invention is generally composed of an injection molding machine 1, an alloy material supply device 20, and a mold 30. The injection molding machine 1 includes a single-axis or two-axis screw 2 as is well known. The screw 2 is rotationally driven by a driving device 3 including a reduction gear, an injection ram, and the like, and is also driven in the axial direction. The cylinder 4 in which the screw 2 is provided has a predetermined length, and at a position closer to the driving device 3 side from the center thereof,
A supply opening 8 to which the alloy material is supplied is provided.
An alloy material supply pipe 27 described later is connected to the supply opening 8.
【0009】シリンダ4の外周部には、その略全長に渡
って抵抗ヒータあるいは誘導ヒータ等からなる温度調節
装置5、5、…が設けられ、これらの温度調節装置5、
5、…によりシリンダ4の内部の温度が制御できるよう
になっている。またシリンダ4の一方の先端部には射出
孔7に連なったノズル6が設けられ、この射出孔7には
止め弁9が介装されている。この止め弁9により、サッ
クバックするとき、空気が射出孔からシリンダ4へ侵入
することが防止される。金型30は、周知のように固定
金型31と可動金型32とから構成され、固定金型31
にスプル33が形成されている。そしてこのスプル33
はキャビテイ34に連なっている。On the outer periphery of the cylinder 4, temperature control devices 5, 5,... Composed of a resistance heater or an induction heater are provided over substantially the entire length thereof.
5 , the temperature inside the cylinder 4 can be controlled. A nozzle 6 connected to an injection hole 7 is provided at one end of the cylinder 4, and a stop valve 9 is interposed in the injection hole 7. The stop valve 9 prevents air from entering the cylinder 4 from the injection hole when sucking back. The mold 30 includes a fixed mold 31 and a movable mold 32 as is well known.
Are formed. And this sprue 33
Is connected to the cavity 34.
【0010】合金材料供給装置20は、真空を保持しな
がら合金材料を追加する1次ホッパ21と、合金材料の
供給量を制御する、例えばロータリフイーダを備えた2
次ホッパ24と、この2次ホッパ24から供給される材
料を移送するスクリュコンベヤ25と、このスクリュコ
ンベヤ25に一方端が、そして他方の端部がシリンダ4
の供給開口部8に接続されている供給管27とから概略
構成されている。1次ホッパ21は、密閉可能な蓋体2
1’を備え、その下方に設けられている供給管29には
開閉弁22が介装されている。供給管29の下端は後述
する真空箱体40の天井壁を貫通して、2次ホッパ24
の上方に臨んでいる。スクリュコンベヤ25は、モータ
26で駆動され、その回転数が制御されて、合金材料の
供給量が制御される。An alloy material supply device 20 includes a primary hopper 21 for adding an alloy material while maintaining a vacuum, and a secondary hopper 21 for controlling a supply amount of the alloy material, for example, a rotor
A secondary hopper 24, a screw conveyor 25 for transferring the material supplied from the secondary hopper 24, one end of the screw conveyor 25 and the other end of the cylinder
And a supply pipe 27 connected to the supply opening 8. The primary hopper 21 is a cover 2 that can be closed.
1 'is provided, and an open / close valve 22 is interposed in a supply pipe 29 provided below the supply pipe 1'. The lower end of the supply pipe 29 penetrates a ceiling wall of a vacuum box 40 described later and passes through the secondary hopper 24.
Facing upwards. The screw conveyor 25 is driven by a motor 26, the number of revolutions of which is controlled, and the supply amount of the alloy material is controlled.
【0011】図示の実施例では、2次ホッパ24、スク
リュコンベヤ25および射出成形機1の一部は、真空箱
体40内に収納されている。真空箱体40には排気管4
1が接続され、この排気管41に真空ポンプ42が介装
されている。したがって、この真空ポンプ42を駆動す
ると、真空箱体40の内部を10−3〜102Torr
の真空度に保つことができる。シリンダ4の内部を真空
にするために、シリンダ4には真空箱体40の内部に開
口した吸気管11が設けられている。なお、吸気管11
が設けられているシリンダ4に対応する部分のスクリュ
2の溝は、他の部分の溝より幾分深くなっている。金型
30のキャビテイ34と真空箱体40は、管路36で接
続され、この管路36に制御可能なチェック弁35が介
装されている。また1次ホッパ21と真空箱体40も、
管路28で接続され、この管路28には開閉弁23が介
装されている。In the illustrated embodiment, the secondary hopper 24, the screw conveyor 25 and a part of the injection molding machine 1 are housed in a vacuum box 40. The vacuum box 40 has an exhaust pipe 4
1 is connected, and a vacuum pump 42 is interposed in the exhaust pipe 41. Therefore, when driving the vacuum pump 42, the inside of the vacuum box body 40 10 -3 ~10 2 Torr
Of vacuum. In order to evacuate the inside of the cylinder 4, the cylinder 4 is provided with an intake pipe 11 opened inside the vacuum box 40. The intake pipe 11
The groove of the screw 2 at the portion corresponding to the cylinder 4 provided with is slightly deeper than the groove at the other portion. The cavity 34 of the mold 30 and the vacuum box 40 are connected by a conduit 36, and a controllable check valve 35 is interposed in the conduit 36. The primary hopper 21 and the vacuum box 40 also
It is connected by a pipe 28, and an on-off valve 23 is interposed in the pipe 28.
【0012】このように、2次ホッパ24、スクリュコ
ンベヤ25、シリンダ4の吸気管11等が、共通の1個
の真空箱体40内に収納され、キャビテイ34と真空箱
体40は管路36で接続されているので、1個の真空箱
体40内を真空にすることにより、2次ホッパ24の内
部、シリンダ4の内部等を同一の真空圧にすることがで
きる。また1個の真空箱体40内に収納されているの
で、真空ポンプも1個で済み、安価に製造装置を得るこ
ともできる。さらには同じ圧力が作用しているので、圧
力差により合金材料が流出あるいは逆流することもな
い。As described above, the secondary hopper 24, the screw conveyor 25, the intake pipe 11 of the cylinder 4, and the like are housed in one common vacuum box 40, and the cavity 34 and the vacuum box 40 are connected to the pipe 36. Therefore, the inside of the secondary hopper 24, the inside of the cylinder 4, and the like can be set to the same vacuum pressure by evacuating the inside of one vacuum box 40. In addition, since it is housed in one vacuum box 40, only one vacuum pump is required, and a manufacturing apparatus can be obtained at low cost. Further, since the same pressure acts, the alloy material does not flow out or flow backward due to the pressure difference.
【0013】次に上記製造装置によりマグネシウム合金
から成形品を製造する例を説明する。先ず1次ホッパ2
1の開閉弁22、23を閉じる。またチェック弁35も
閉じておく。真空ポンプ42を起動して、真空箱体40
の内部を10−3〜102Torrの真空度に保つ。1
次ホッパ21は、真空箱体40と空気圧的に関係を断た
れているので、蓋体21’を外し、ペレット状のマグネ
シウム合金材料を供給する。次に1次ホッパ21を蓋体
21’で密閉し、開閉弁23を開く。そうすると、1次
ホッパ21内も真空になる。供給管29に介装されてい
る開閉弁22を開き、1次ホッパ21内の材料を2次ホ
ッパ24に移送する。所定量移送したら1次ホッパ21
の開閉弁22、23を閉じて、次の材料の挿入に備え
る。Next, an example of manufacturing a molded article from a magnesium alloy by the above manufacturing apparatus will be described. First, primary hopper 2
The first on-off valves 22, 23 are closed. The check valve 35 is also closed. Activate the vacuum pump 42 and set the vacuum box 40
Keeping the inside of the 10 -3 to 10 2 Torr of vacuum. 1
Since the next hopper 21 is pneumatically disconnected from the vacuum box 40, the lid 21 'is removed and the pellet-shaped magnesium alloy material is supplied. Next, the primary hopper 21 is closed with the lid 21 ', and the on-off valve 23 is opened. Then, the interior of the primary hopper 21 is also evacuated. The on / off valve 22 provided in the supply pipe 29 is opened to transfer the material in the primary hopper 21 to the secondary hopper 24. After transferring a predetermined amount, the primary hopper 21
The on-off valves 22 and 23 are closed to prepare for insertion of the next material.
【0014】次に、2次ホッパ24に設けられているス
クリュコンベア25をモータ26で駆動する。そうする
と、マグネシウムペレットはスクリュコンベア25によ
り適切に制御された量が供給管27、シリンダ開口部8
を通ってシリンダ4内に供給される。温度調節装置5、
5、…を駆動して、シリンダ4を例えばマグネシウム合
金AZ91の場合、固相線温度490℃以上に加温し、
加温後はマグネシウム合金の固相線温度490℃以上、
液相線温度605℃以下になるように制御する。スクリ
ュ2をシリンダ4の先端まで押し出した状態でスクリュ
2を回転駆動する。Next, a screw conveyor 25 provided in the secondary hopper 24 is driven by a motor 26. Then, the amount of magnesium pellets appropriately controlled by the screw conveyor 25 is supplied to the supply pipe 27 and the cylinder opening 8.
Through the cylinder 4. Temperature control device 5,
5, the cylinder 4 is heated to a solidus temperature of 490 ° C. or higher in the case of a magnesium alloy AZ91, for example.
After heating, the solidus temperature of the magnesium alloy is 490 ° C or higher,
The liquidus temperature is controlled to be 605 ° C. or lower. The screw 2 is driven to rotate while the screw 2 is pushed out to the tip of the cylinder 4.
【0015】マグネシウム合金は、シリンダ4内を先端
部へ移送される間、固相線温度以上、液相線温度以下に
保持されて固液混合状態にあり、スクリュ2とシリンダ
4との隙間を充満して移送されるので、摩擦接触により
激しく混合撹拌される。その結果、マグネシウム合金中
にデンドライドが発生することが阻止されて、チクソ状
態を保持してシリンダ4内を先端部へ移送される。射出
孔7は、止め弁9で閉止されているので、移送されたチ
クソ状態のマグネシウム合金は、シリンダ4の先端部空
間10に貯留され、連続的に送られてくるマグネシウム
合金により順次増加する。その増加量に応じてスクリュ
2が後退する。The magnesium alloy is maintained in a solid-liquid mixed state while being maintained at a temperature not lower than the solidus temperature and not higher than the liquidus temperature while being transferred to the distal end portion in the cylinder 4, and a gap between the screw 2 and the cylinder 4 is formed. Since it is filled and transported, it is vigorously mixed and stirred by frictional contact. As a result, the generation of dendrites in the magnesium alloy is prevented, and the magnesium alloy is transferred to the distal end in the cylinder 4 while maintaining the thixotropic state. Since the injection hole 7 is closed by the stop valve 9, the transferred thixotropic magnesium alloy is stored in the tip space 10 of the cylinder 4, and is gradually increased by the continuously fed magnesium alloy. The screw 2 retreats according to the increase amount.
【0016】次に射出成形機1のノズル6を、閉じた金
型31、32のスプル43の開口部に密着させて、射出
孔7とスプル43とを連通状態にする。マグネシウム合
金の貯留量が製品の形成必要量になった時点で、チェッ
ク弁35を開き、キャビテイ34を真空にする。次に止
め弁9を開いて、駆動装置3を作動してスクリュ2を先
端方向に押し出す。これによりマグネシウム合金が先端
部空間10から射出孔7、止め弁9およびスプル33を
通って固定金型31と可動金型32とのキャビテイ34
に射出される。金型30へ射出されたマグネシウム合金
は、キャビテイ34に充満し、チクソ状態のままキャビ
テイ34の形状に冷却固化されて合金製品となる。可動
金型32を開いて合金製品を取り出す。以下同様な操作
を繰り返して合金製品を得る。Next, the nozzle 6 of the injection molding machine 1 is brought into close contact with the opening of the sprue 43 of the closed molds 31 and 32 so that the injection hole 7 and the sprue 43 are in communication. When the storage amount of the magnesium alloy reaches the required amount for forming the product, the check valve 35 is opened and the cavity 34 is evacuated. Next, the stop valve 9 is opened, and the driving device 3 is operated to push the screw 2 toward the distal end. As a result, the magnesium alloy passes through the injection hole 7, the stop valve 9 and the sprue 33 from the tip space 10 to the cavity 34 between the fixed mold 31 and the movable mold 32.
Injected into. The magnesium alloy injected into the mold 30 fills the cavities 34 and is cooled and solidified into the shape of the cavities 34 in a thixotropic state to form an alloy product. The movable mold 32 is opened to take out the alloy product. Hereinafter, the same operation is repeated to obtain an alloy product.
【0017】実施例1:[合金材料] 市販のマグネシウム合金を使用した。成分組成は表1の
通りで、融点は605℃、平均粒径2.5mmのペレッ
トを使用した。 [チクソ化および射出成形] 上記マグネシウム合金を図1に示すような射出成形機
で、金型に射出して棒状製品を得た。なお、このとき温
度調節装置5、5、…を、シリンダ4の温度が590℃
プラス・マイナス5℃以内になるように制御し、真空箱
体40を50Torrに制御した。また射出速度はシリ
ンダラム速度1m/sであった。上記条件で得た製品
の、引張強度と、伸びとを図2においてaで示す。また
比較のために、真空箱体40に窒素ガスを満たし、同じ
ようにして得た製品の引張強度と、伸びとを図2におい
てbで示す。Example 1 [Alloy material] A commercially available magnesium alloy was used. The composition of the components is as shown in Table 1. Pellets having a melting point of 605 ° C. and an average particle size of 2.5 mm were used. [Thixotropic and Injection Molding] The magnesium alloy was injected into a mold using an injection molding machine as shown in FIG. 1 to obtain a rod-shaped product. .. At this time, the temperature of the cylinder 4 is set to 590 ° C.
The temperature was controlled so as to be within ± 5 ° C., and the vacuum box 40 was controlled at 50 Torr. The injection speed was a cylinder ram speed of 1 m / s. The tensile strength and elongation of the product obtained under the above conditions are indicated by a in FIG. For comparison, the tensile strength and elongation of the product obtained in the same manner by filling the vacuum box 40 with nitrogen gas are indicated by b in FIG.
【0018】図2から明らかなように、真空雰囲気中で
射出成形すると、引張強度と伸びの機械的性質が改善さ
れる。改善された理由は、真空雰囲気中で射出成形した
ので、マグネシウム合金が酸化されなかったのと、半凝
固状のマグネシウム合金にガスが混入しなかったからと
考えられる。特にキャビテイ34内も真空にして射出し
たので、射出速度は大きかったが、キャビテイ34内で
ガスの乱流が起こらず、したがって、射出時にガスの巻
き込みが生じなかったからと考えられる。As is evident from FIG. 2, the injection molding in a vacuum atmosphere improves the tensile strength and the mechanical properties of elongation. It is considered that the reason for the improvement was that the magnesium alloy was not oxidized by injection molding in a vacuum atmosphere, and that no gas was mixed into the semi-solid magnesium alloy. In particular, since the inside of the cavity 34 was also evacuated and the injection was performed, the injection speed was high, but the turbulence of the gas did not occur in the cavity 34, and therefore, it is considered that the gas was not involved in the injection.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように本発明によると、ホッパか
ら粉末あるいはペレット状の合金材料をシリンダに供給
し、合金材料の固相線温度以上で液相線温度以下に保持
した状態でスクリューを回転方向に駆動して合金材料を
移送しながら剪断作用を加え半凝固のチクソ状の合金を
作り、次いで軸方向に駆動して成形型へ射出して合金製
品を得るとき、少なくとも前記ホッパ内部と、シリンダ
内部と、成形型のキャビテイとを同一真空源により同一
真空圧に保って成形するように構成されているので、粉
末あるいはペレット状の合金材料をホッパに収容する段
階から酸化防止をすることができる、キャビテイ内も真
空にされているので、キャビテイ内に射出するとき、射
出速度が大きくても乱流による有害ガスが合金材料に巻
き込まれることもない、ホッパ内部、シリンダ内部等が
同一真空圧に保たれているので、圧力差により合金材料
の流出や逆流もない、等の本発明に特有の数々の効果が
得られる。また、本発明によると、同一真空源により少
なくともホッパ内部と、シリンダ内部と成形型のキャビ
テイとを同一真空圧に保って成形するように構成されて
いるので、上記効果に加えて本製造方法を実施する製造
装置が安価になり、したがって合金製品を安価に製造で
きる効果も得られる。As described above, according to the present invention, a powdery or pelletized alloy material is supplied to a cylinder from a hopper, and a screw is held in a state where the alloy material is maintained at a temperature not lower than the solidus temperature and not higher than the liquidus temperature. When driven in the rotational direction to transfer the alloy material and apply a shearing action to produce a semi-solid thixotropic alloy, and then driven in the axial direction to inject into the mold, to obtain an alloy product at least with the inside of the hopper. , The inside of the cylinder and the cavity of the mold are formed by using the same vacuum source and maintaining the same vacuum pressure, so that oxidation is prevented from the stage of storing the powder or pellet-like alloy material in the hopper. Because the inside of the cavity is also evacuated, harmful gases due to turbulence may be entrained in the alloy material even when the injection speed is high, even when the injection speed is high. There, the hopper interior, since the cylinder internal like is kept in the same vacuum pressure, the alloy material due to the pressure difference
There are many effects unique to the present invention, such as no outflow or backflow . Further, according to the present invention, since at least the inside of the hopper, the inside of the cylinder and the cavity of the molding die are formed by maintaining the same vacuum pressure by the same vacuum source at the same vacuum pressure, in addition to the above effects, the present manufacturing method is provided. The manufacturing apparatus to be implemented is inexpensive, so that an effect that the alloy product can be manufactured at low cost is also obtained.
【図1】 本発明の実施に供される合金製品の製造装置
の1例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of an apparatus for manufacturing an alloy product provided for carrying out the present invention.
【図2】 本実施例により得られた合金製品と、従来例
の製造法により得られた合金製品の機械的性質を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing mechanical properties of an alloy product obtained by the present example and an alloy product obtained by a conventional manufacturing method.
2 スクリュ 4 シリンダ 5 温度調節装置 20 合金材料供給装置 24 2次ホッパ 30 金型 34 キャビテイ 2 Screw 4 Cylinder 5 Temperature Control Device 20 Alloy Material Supply Device 24 Secondary Hopper 30 Mold 34 Cavity
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−99830(JP,A) 特開 平1−313164(JP,A) 特開 平4−187359(JP,A) 特表 昭58−502002(JP,A) 仏国特許出願公開2658745(FR,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 1/02 B22D 18/06 B22D 27/00 - 27/20 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-99830 (JP, A) JP-A-1-313164 (JP, A) JP-A-4-187359 (JP, A) , A) French Patent Application Publication 2658745 (FR, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 1/02 B22D 18/06 B22D 27/00-27/20
Claims (1)
状の合金材料をシリンダ(4)に供給し、合金材料の固
相線温度以上で液相線温度以下に保持した状態でスクリ
ュ(2)を回転方向に駆動して合金材料を移送しながら
剪断作用を加え半凝固のチクソ状の合金を作り、次いで
軸方向に駆動して成形型(30)へ射出して合金製品を
得るとき、少なくとも前記ホッパ内部(24)と、シリ
ンダ(4)内部と、成形型(30)のキャビテイ(3
4)とを同一真空源により同一真空圧に保って成形する
ことを特徴とする合金製品の製造方法。An alloy material in the form of powder or pellets is supplied from a hopper (24) to a cylinder (4), and the screw (2) is held in a state where the alloy material is maintained at a temperature higher than the solidus temperature and lower than the liquidus temperature. When the alloy material is transferred in the rotational direction to apply a shearing action while transferring the alloy material to produce a semi-solid thixotropic alloy, and then driven in the axial direction to inject into the molding die (30) to obtain an alloy product, at least The inside of the hopper (24), the inside of the cylinder (4), and the cavity (3
And 4) maintaining the same vacuum pressure by the same vacuum source to form the alloy product.
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