(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型のキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、キャビティ内に充填された溶湯の表面の金属酸化膜を前記還元性化合物により還元する鋳造方法において、
前記成形型の直前に、金属ガスと該金属ガスと反応して前記還元性化合物を生成する反応性ガスとを反応させる反応チャンバを配置し、該反応チャンバで生成した前記還元性化合物を前記キャビティ内に導入してキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、しかる後にキャビテイ内に溶湯を充填することを特徴とする還元鋳造方法。
【請求項２】
前記反応チャンバ内で生成した還元性化合物を前記反応性ガスにより前記キャビティ内に導入することを特徴とする請求項１記載の還元鋳造方法。
【請求項３】
前記反応チャンバ内で生成した前記還元性化合物を前記金属ガスを発生させる金属とは反応しないキャリアガスにより前記キャビティ内に導入することを特徴とする請求項１記載の還元鋳造方法。
【請求項４】
前記金属ガスはマグネシウムガスであり、前記反応性ガスが窒素ガスであり、前記還元性化合物がマグネシウム窒素化合物であり、前記溶湯がアルミニウム溶湯であることを特徴とする請求項１、２または３記載の還元鋳造方法。
【請求項５】
前記キャリアガスがアルゴンガスであることを特徴とする請求項３記載の還元鋳造方法。
【請求項６】
金属ガス発生装置により前記金属ガスを発生させ、この金属ガスを前記反応チャンバ内に送り込むことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の還元鋳造方法。
【請求項７】
前記反応チャンバの壁面温度を４００℃以上に設定することを特徴とする請求項６記載の還元鋳造方法。
【請求項８】
成形型のキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、キャビティ内に充填された溶湯の表面の金属酸化膜を前記還元性化合物により還元する鋳造装置において、
前記成形型の直前に、金属ガスと該金属ガスと反応して前記還元性化合物を生成する反応性ガスとを反応させる反応チャンバを成形型と一体的に配置し、該反応チャンバと前記成形型とをバルブを介して連通させたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項９】
前記反応チャンバに、前記金属ガスを発生させるための金属粉末を導入する第１の導入路と、前記反応性ガスを導入する第２の導入路とを設けたことを特徴とする請求項８記載の鋳造装置。
【請求項１０】
前記反応チャンバに、前記金属ガスを発生させる金属とは反応しないキャリアガスを導入する第３の導入路を設けたことを特徴とする請求項８または９記載の鋳造装置。
【請求項１１】
前記反応チャンバにて発生した還元性化合物をキャビティ内に導入するための連通路を、前記キャビティの溶湯を導入する湯口またはキャビティの直前に接続したことを特徴とする請求項８、９または１０記載の鋳造装置。
【請求項１２】
前記反応チャンバを前記成形型の上部に一体的に設けたことを特徴とする請求項８、９、１０または１１記載の鋳造装置。
【請求項１３】
金属ガス発生装置を設け、該金属ガス発生装置を前記反応チャンバに接続したことを特徴とする請求項８記載の鋳造装置。
【請求項１４】
前記反応チャンバの外周壁にヒーターを設けて、反応チャンバの壁面温度を４００℃以上に設定することを特徴とする請求項１３記載の鋳造装置。
【請求項１５】
前記金属ガスはマグネシウムガスであり、前記反応性ガスが窒素ガスであり、前記還元性化合物がマグネシウム窒素化合物であり、前記溶湯がアルミニウム溶湯であることを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の鋳造装置。
【請求項１６】
前記キャリアガスがアルゴンガスであることを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳造方法および鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウムの鋳造方法には、重力鋳造法（ＧＤＣ）、低圧鋳造法（ＬＰＤＣ）、ダイキャスト（ＤＣ）、スクイズ（ＳＣ）、チクソモールド等がある。これらの鋳造方法は、いずれも成形型のキャビティ内にアルミニウム溶湯を注湯して鋳造するものである。
一般に、アルミニウム又はその合金は、酸化被膜をつくり易い性質があるため、アルミニウム鋳造過程では、アルミニウムの溶湯表面に簡単に酸化被膜が生成される。その結果、アルミニウム溶湯の表面張力が大きくなって、アルミニウム溶湯の流動性、溶融、溶着性が低下し、種々の鋳物欠陥が生じる。このため、成形型塗型剤の使用、成形型への溶湯の注入方法、溶湯を注入する注入速度や圧力等について様々な改良及び手法が検討されてきた。
【０００３】
例えば、溶湯表面に生成された酸化被膜の生長に起因する湯周り不良、湯ジワ、湯境等に対応する対応策として、ＧＤＣやＬＰＤＣの領域では、断熱離型剤の塗布、ゲートの配置方法やオーバーフローの取り方等の手法によって、アルミニウム溶湯の温度低下を遅延させたり、ＤＣの領域では、アルミニウム溶湯の充填速度、圧力、ゲートの配置やオーバーフローの取り方等による高圧短時間充填が行われている。また、ＳＣ等の領域では、ＧＤＣの領域で高圧に加圧することによって、アルミニウムの溶湯表面の酸化皮膜を強制的に破壊、融合させることが行われている。
【０００４】
しかし、従来のアルミニウムの鋳造方法は一長一短があり、特に、アルミニウムの溶湯表面の酸化被膜に起因して鋳造品に発生する湯ジワ、湯境や微少な未充填を解消することは至難のことであった。このため、アルミニウム鋳造物のうち、表面応力、切欠等が問題となるアルミニウム製品、特に、航空機、自動車等に使用されるアルミニウム製の構造物については、その信頼性にバラツキが存在するため、蛍光探傷等による全数検査、或いは鋳造して得られたアルミニウム鋳造品に表面加工を施して最終製品とすることが行われており、アルミニウム製品のコストアップを招いていた。
【０００５】
【背景技術】
かかる従来のアルミニウム鋳造方法では解消することが至難であった、アルミニウムの溶湯表面の酸化被膜に起因して発生する鋳造品の湯ジワ等を解消した技術として特開２０００−２８００６３号がある。
上記技術は、窒素ガスとマグネシウムガスとを反応させ、マグネシウム窒素化合物を生成し、マグネシウム窒素化合物を成形型表面に析出させた状態で溶湯を導入し、金属表面の酸化皮膜を還元して、アルミニウム溶湯の表面張力を低減させて、その流動性、成形型との濡れ性（＝溶湯の表面張力を落として溶湯が広がりやすくなるようにし、成形型との密着性を向上させる）の向上を図り、よって、溶湯の流動性、湯周り性を改善でき、湯周り性確保のための保温、断熱離型剤の低減、廃止が可能であり、安価で高品質なアルミニウム鋳造法を提供するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術によれば、マグネシウム窒素化合物（還元性化合物）を成形型から離れた位置に配置した加熱炉内で生成させ、このマグネシウム窒素化合物を窒素ガスを用いて成形型のキャビティ内に導入するようにしているが、その距離が長いと、マグネシウム窒素化合物が配管内の表面に析出、堆積してしまい、配管が詰まりやすくなってしまうという課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、配管内の詰まりを防止できる鋳造方法および鋳造装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる還元鋳造方法によれば、成形型のキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、キャビティ内に充填された溶湯の表面の金属酸化膜を前記還元性化合物により還元する鋳造方法において、前記成形型の直前に、金属ガスと該金属ガスと反応して前記還元性化合物を生成する反応性ガスとを反応させる反応チャンバを配置し、該反応チャンバで生成した前記還元性化合物を前記キャビティ内に導入してキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、しかる後にキャビテイ内に溶湯を充填することを特徴としている。
このように、反応チャンバ（加熱炉）を成形型の直前に配置したから、還元性化合物による配管（導入路）の詰まりが極力防止される。また、還元性化合物が高温状態のまま、より活性化した状態でキャビティ内に導入されるので、溶湯との反応性が向上する。
【０００８】
前記反応チャンバ内で生成した還元性化合物を前記反応性ガスにより前記キャビティ内に導入するようにすることができる。
あるいは、別途、前記反応チャンバ内で生成した前記還元性化合物を前記金属ガスを発生させる金属とは反応しないキャリアガスにより前記キャビティ内に導入するようにすることもできる。
前記金属ガスにマグネシウムガスを、前記反応性ガスに窒素ガスを用いることにより、生成したマグネシウム窒素化合物により、アルミニウム溶湯の表面の酸化皮膜を還元して消失させて、アルミニウム溶湯の流動性を高めることができ、湯ジワ、湯境、微少な未充填、引け等の欠陥をなくし、高品質のアルミニウム鋳造品を得ることができる。
前記キャリアガスにはアルゴンガスを好適に用いることができる。
【０００９】
また、反応チャンバとは別途設けた金属ガス発生装置により前記金属ガスを発生させ、この金属ガスを前記反応チャンバ内に送り込むようにしてもよい。
この場合、大型の金属ガス発生装置とし、この金属ガス発生装置で発生した金属ガスを複数の反応チャンバに分配することにより、複数の成形型を効率よく作動させることができる。
またこの場合、反応チャンバの壁面温度を４００℃以上に維持することにより、還元性化合物が高温の状態のまま、より活性化した状態でキャビティ内に導入されるので、溶湯との反応性が向上する。
【００１０】
また本発明に係る鋳造装置では、成形型のキャビティ表面に還元性化合物を生成させ、キャビティ内に充填された溶湯の表面の金属酸化膜を前記還元性化合物により還元する鋳造装置において、前記成形型の直前に、金属ガスと該金属ガスと反応して前記還元性化合物を生成する反応性ガスとを反応させる反応チャンバを成形型と一体的に配置し、該反応チャンバと前記成形型とをバルブを介して連通させたことを特徴としている。
このように、反応チャンバ（加熱炉）を成形型の直前に配置したから、還元性化合物による配管（導入路）の詰まりが極力防止される。また、還元性化合物が高温状態のまま、より活性化した状態でキャビティ内に導入されるので、溶湯との反応性が向上する。
【００１１】
前記反応チャンバに、前記金属ガスを発生させるための金属粉末を導入する第１の導入路と、前記反応性ガスを導入する第２の導入路とを設けるとよい。
また、前記反応チャンバに、前記金属ガスを発生させる金属とは反応しないキャリアガスを導入する第３の導入路を設けることができる。
【００１２】
前記反応チャンバにて発生した還元性化合物をキャビティ内に導入するための連通路を、前記キャビティの溶湯を導入する湯口またはキャビティの直前に接続することができる。このようにすることで、溶湯がキャビティ１２ａに導入される直前に還元性化合物と接触してキャビティ内に導入されるので、キャビティ内での溶湯の流動性が向上する。
また、前記反応チャンバを前記成形型の上部に一体的に設けるようにすることができる。
【００１３】
反応チャンバとは別途、金属ガス発生装置を設け、該金属ガス発生装置を前記反応チャンバに接続するようにしてもよい。
この場合、反応チャンバの外周壁にヒーターを設けて、反応チャンバの壁面温度を４００℃以上に維持すると好適である。
尚、本発明において「アルミニウム」と言う場合は、純粋なアルミニウムは勿論のこと、アルミニウムを基材に、例えば、シリコン、マグネシウム、銅、ニッケル、錫等を含有するアルミニウム合金も含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
鋳造装置の一例を図１に示す。１２は成形型、２８は反応チャンバたる加熱炉である。
加熱炉２８には、配管２２によって窒素ガスボンベ２０と接続され、バルブ２４を開放することにより、加熱炉２８内に反応性ガスとしての窒素ガスが注入される。
また、アルゴンガスボンベ２５は、配管２６によって加熱炉２８に接続されており、バルブ３０を開放することによって加熱炉２８内にアルゴンガスを注入できる。この加熱炉２８内は、ヒータによって加熱可能に形成されており、炉内温度は、後述する金属ガスとしての気体状のマグネシウム（マグネシウムガス）を発生させるべく、マグネシウム粉末が昇華する８００℃以上にされている。
【００１５】
かかるアルゴンガスボンベ２５は、バルブ３３が介装された配管３４によって、マグネシウム粉末（金属粉末）が収容されているタンク３６に接続され、タンク３６は配管３８によって、バルブ３０よりも下流側の配管２６に接続されている。この配管３８にもバルブ４０が介装されている。
加熱炉２８は、配管４２およびバルブ４５を介して成形型１２のキャビティ１２ａ（図３）に接続している。
【００１６】
加熱炉２８の一例を図２に示す。
５０は断熱材で形成され、上面が開放された外ケーシングである。外ケーシング５０内には外方に伸びるフランジ５１を有し、上面が開放された炉本体５２が配置されている。炉本体５２は耐熱材で形成されている。
炉本体５２を覆って、耐熱材で形成された蓋体５４が、耐熱性を有する材料で形成されたボルト５５によってフランジ５１に固定されている。蓋体５４とフランジ５１との間にはメタルシール５６が介在されている。
炉本体５２と外ケーシング５０との間の空間内には前記ヒータ３２が配設され、炉本体５２内を加熱可能になっている。
【００１７】
蓋体５４には、炉本体５２内に開口する４つの開口部５８、５９、６０（１つは不図示）が設けられている。これら開口部５８、５９、６０は蓋体５４の上面側が大径となるテーパ孔に形成されている。
前記配管２６には、継手６１を介して導入管６２（導入路）が接続され、導入管６２は開口部５８を挿通して炉本体５２内に進入し、その下端が炉本体５２の内底面近傍に開口している。導入管６２と開口部５８内壁面との管の隙間はメタルシール６４でシールされている。
【００１８】
前記配管２２には、継手７１を介して導入管７２（導入路）が接続され、導入管７２は前記図示しない開口部を挿通して炉本体５２内に進入し、その下端が炉本体５２の内底面近傍に開口している。導入管７２と開口部内壁面との間の隙間も図示しないメタルシールでシールされている。
６５は熱電対であり、開口部５９を通じて先端が炉本体５２内に進入し、炉本体５２内の温度を検出しうるようになっている。熱電対６５と開口部５９との間の隙間もメタルシール６６によってシールされている。
【００１９】
前記配管４２には、継手６８を介して送出管６９（送出路）が接続され、この送出管６９は開口部６０を挿通し、その先端が炉本体５２の上部空間に開口している。送出管６９と開口部６０との間の隙間もメタルシール７０によってシールされている。４５はバルブである。
配管４２は成形型１２のキャビティ１２ａに連通されている。
図示のように、加熱炉２８と成形型１２とは極力近接して、すなわち、成形型１２の直前に位置して加熱炉２８が配置されることによって、配管４２や送出管６９が極力その長さが短くなるように設定されている。
【００２０】
７４は断熱材で形成されたカバーであり、蓋体５４、ボルト５５、メタルシール６４、６６、７０、導入管６２の基部、熱電対６５の基部、送出管６９の基部等を覆うように設けられている。
７６も断熱材で形成されたカバーであり、送出管６９、継手６８、配管４２、バルブ４５の露出部をさらに覆うようにしている。
これにより、蓋体５４側から炉本体５２内の熱が逃げるのを防止している。
【００２１】
特に、送出管６９や配管４２の保温が不充分であると、せっかく生成したマグネシウム窒素化合物が、送出管６９や配管４２内壁等に付着し、これら配管が詰まるおそれがあるが、上記のように、送出管６９や配管４２の長さを極力短くすること、またカバー７６でさらにこれらの露出部を覆うことによって、詰まりを極力解消することができた。
【００２２】
次に、成形型１２の一例を図３に示す。
成形型１２は、アルミニウム溶湯がキャビティ１２ａ内に注湯される溶湯注入孔１１を構成する湯注入口１１ａ内に、ほぞ１６が上下方向に移動可能に挿入される。この湯注入口１１ａとキャビティ１２ａとは湯注入路１１ｂによって連通されており、湯注入口１１ａから注入された溶湯は、湯注入路１１ｂを通過してキャビティ１２ａ内に注入される。かかる湯注入路１１ｂの途中には、気体状の還元性化合物（マグネシウム窒素化合物）の注入孔４４ａが接続されている。この注入孔４４ａに、前記配管４２が接続されるのである。
【００２３】
さらに、成形型１２には、キャビティ１２ａを挟んでヘッダ２３ａ，２３ｂが形成されており、減圧孔１７ａがヘッダ２３ａ，２３ｂに接続されている。かかるヘッダ２３ａ，２３ｂとキャビティ１２ａとは、図３（ｂ）に示す通路１５，１５・・によって連結されている。
【００２４】
図１に示す鋳造装置１０によってアルミニウム鋳造を行う際には、先ず、バルブ２４、４５を開放し、窒素ガスボンベ２０から配管２２、配管４２を経て加熱炉２８内、および成形型１２のキャビティ１２ａ内に窒素ガスを注入し、加熱炉２８内、キャビティ１２ａ内の空気を窒素ガスによってパージする。キャビティ１２ａ内の空気は減圧孔１７ａから排出され、キャビティ１２ａ内を窒素ガス雰囲気とし、実質的に非酸素雰囲気とすることができる。その後、バルブ２４、４５を一旦閉じる。
キャビティ１２ａ内は減圧孔１７ａを介して図示しない真空装置により吸引して減圧状態としておくのが好ましい。なお減圧孔１７ａに接続される配管（図示せず）にはバルブを設けておく。
【００２５】
なお、バルブ３０を開放して加熱炉２８内やキャビティ１２ａ内をアルゴンガスによってパージしてもよい。
次いで、バルブ３０を閉じ、バルブ３３、４０、４５を開放し、アルゴンガス圧によりタンク３６内のマグネシウム粉末をアルゴンガスと共に加熱炉２８内に送り込む。同時に、バルブ２４を開放し、窒素ガスを加熱炉２８内に送り込む。加熱炉２８は、ヒータ３２によりマグネシウム粉末が昇華する８００℃以上の炉内温度になるように加熱されている。このため、加熱炉２８に送り込まれたマグネシウム粉末は昇華してマグネシウムガスとなり、窒素ガスと反応してマグネシウム窒素化合物（還元性化合物、Ｍｇ３Ｎ２）が生成される。このマグネシウム窒素化合物は、キャリアガスとしてのアルゴンガスと共にキャビティ１２ａ内に送り込まれ、キャビティ１２ａ内壁面に粉体として析出する。
【００２６】
キャビティ１２ａの内壁面にマグネシウム窒素化合物が付着した状態で、ほぞ１６を引き上げ、注湯槽（図示せず）中のアルミニウム溶湯をキャビティ１２ａ内に注入する。
キャビティ１２ａ内に注湯されたアルミニウム溶湯は、キャビティ１２ａの内壁面に付着しているマグネシウム窒素化合物と接触し、マグネシウム窒素化合物がアルミニウムの溶湯表面の酸化被膜から酸素を奪うことによって、アルミニウムの溶湯表面が純粋なアルミニウムに還元される。
また、キャビティ１２ａ内に残存する酸素、或いはアルミニウム溶湯内に混入されている酸素は、マグネシウム窒素化合物と反応し酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムとなって溶湯中に取り込まれる。この様にして生成される酸化マグネシウム等は少量であり、且つ安定な化合物であるため、得られるアルミニウム鋳造品の品質に悪影響は与えない。
【００２７】
この様に、マグネシウム窒素化合物がアルミニウムの溶湯表面の酸化皮膜から酸素を奪いとって純粋なアルミニウムを形成するため、溶湯表面に酸化皮膜を形成することなく鋳造できる。このため、鋳造工程中にアルミニウム溶湯の表面張力が酸化皮膜によって増大することを防止でき、アルミニウム溶湯の濡れ性、流動性、湯周り性を良好にできる。その結果、キャビティ１２ａの内壁面の転写性（平滑性）に優れ、且つ湯ジワ等が生じない良好なアルミニウム鋳造品を得ることができる。
【００２８】
本実施の形態においては、成形型１２のキャビティ１２ａの表面に付着したマグネシウム窒素化合物が還元性を有していることが必要である。通常、成形型１２を形成する金属材は、キャビティ１２ａ内で生成されるマグネシウム窒素化合物に対し、アルミニウム鋳造工程の温度範囲では非反応性である。
しかるに、キャビティ１２ａの内壁面に、アルミニウム鋳造の際に、キャビティの内壁面の処理として一般に用いられている酸化物系の断熱剤又は離型剤を、キャビティ１２ａの内壁面に塗布すると、マグネシウム窒素化合物は断熱剤等の酸素基と反応して還元機能を喪失する。このため、キャビティ１２ａの内壁面を、マグネシウム窒素化合物等の還元性化合物と非反応性の材料で形成することが必要である。
したがって、成形型１２のキャビティ１２ａの内壁面を被覆する場合には、黒鉛等の非酸化物系の材料によって被覆することが好ましい。また、キャビティ１２の内壁面に熱処理（四酸化鉄の形成処理）又は窒化処理等の処理を施したものであっても使用できる。
【００２９】
これまでの説明では、アルゴンガスをキャリアガスとして用いたが、反応性ガスである窒素ガスそのものをキャリアガスとして用いてもよい。
すなわち、図１において、アルゴンガスボンベ２５を用いず、このアルゴンガスボンベ２５の位置に窒素ガスボンベ２０を配置するのである。配管２２やバルブ２４等は不要となる。
まず、加熱炉２８内およびキャビティ１２ａ内を窒素ガスでパージし、次いで窒素ガスをキャリアガスおよび反応性ガスとしてマグネシウム粉末と共に加熱炉２８内に供給するようにすればよい。
【００３０】
図４はさらに他の実施の形態を示す。
先の実施の形態と同一の部材は同一の符号を付している。
本実施の形態では加熱炉２８と成形型１２とをさらに接近させて設けている。すなわち、前記配管４２に代わる連通路４４ｂを炉本体５２のフランジ５１に設けて側壁に開口させている。この連通路４４ｂを成形型１２の前記注入口４４ａに直接接続するのである。バルブ４５は成形型１２側に配設した。
このようにすることで、保温性がより確保されるから、マグネシウム窒素化合物の連通路４４ｂ内等での詰まりを確実に解消できる。
【００３１】
上記実施の形態に示す鋳造装置は、重力鋳造法によってアルミニウム鋳造をおこなっているが、本発明は従来から実施されているアルミニウム鋳造方法に適用できる。例えば、図５に示す鋳造装置は、加圧鋳造方法によってアルミウム鋳造を行っているものである。図５に示す鋳造装置では、成形型１２を上成形型４６と押圧成形型４７とによって構成している。図５に示す成形型１２は、図３に示した重力鋳造法に用いる成形型とくらべて気密性が高いものとなっている。
この図５に示す鋳造装置１０では、真空ポンプ４９を配管４８を介してキャビティ１２ａに接続している。配管４８にはバルブ５３を設けている。また成形型１２の内外を配管５７によって接続し、配管５７にバルブ６３を設けている。
【００３２】
図５に示す鋳造装置１０を使用して鋳造する場合は、先ず、バルブ６３を閉じてバルブ５３を開放して真空ポンプ４９を駆動し、成形型１２のキャビティ１２ａ内を減圧する。かかる減圧によって、キャビティ１２ａ内を実質的に非酸素雰囲気とすることができる。
次いで前記と同様にして、バルブ３０を開放して窒素ガスボンベ２０から加熱炉２８に窒素ガスを注入した後、バルブ３３を開放してタンク３６からマグネシウム粉末および窒素ガスを加熱炉２８に送り込んでマグネシウム粉末を昇華させ、窒素ガスと反応させてマグネシウム窒素化合物を生成させる。
【００３３】
この生成したマグネシウム窒素化合物を窒素ガスをキャリアガスとしてキャビティ１２ａ内に送り込み、キャビティ１２ａ内壁にマグネシウム窒素化合物を析出させる。
この様に、キャビティ１２ａの内壁面にマグネシウム窒素化合物の粉体が付着した状態で、押圧成形型５１を押し上げることによってアルミニウム溶湯がキャビティ１２ａに注入される。
この際、キャビティ１２ａの内壁面にはマグネシウム窒素化合物が付着しているため、前述したと同様の作用によってアルミニウムの溶湯表面に酸化被膜が形成されることを防止して鋳造できる。その結果、良好な品質のアルミニウム鋳造品を得ることができる。
本実施の形態でも、図２あるいは図４に示すのと同様に、加熱炉２８と成形型１２とを接近させて配置するのである。
【００３４】
なお図５に示す成形型１２では、キャビティ１２ａの内壁面を熱処理して四酸化鉄から成る処理膜１２ｂを形成している。四酸化鉄は、マグネシウム窒素化合物との反応性を有しないため、処理膜１２ｂによってマグネシウム窒素化合物の還元機能は損なわれない。
かかるキャビティ１２ａの内壁面の処理としては、窒化処理も挙げることができる。
また、図５に示す鋳造装置１０では、アルミニウム溶湯の注入の際或いは加圧鋳造の際には、バルブ６３を開放することによって、アルミニウム溶湯の注入を容易とすることができる。
【００３５】
図６は、反応チャンバ２８とは別途金属ガス発生装置１００を設けた例を示す。
金属ガス発生装置１００は、図１に示す加熱炉（反応チャンバ）２８において、
反応性ガス（窒素ガス）供給部（窒素ガスボンベ２０、配管２２、バルブ２４等）を取り去ったものである。配管２６からアルゴンガス（キャリアガス）によって、金属粉末（マグネシウム粉末）が金属ガス発生装置１００内に供給される。そしてヒーター３２ａによって、金属ガス発生装置１００内が８００℃以上の温度に加熱され、金属粉末（マグネシウム粉末）が昇華され、金属ガスが発生する。金属ガス発生装置１００は図示しない断熱壁によって断熱が図られている。
【００３６】
発生した金属ガスは配管１０２を通じて加熱炉２８内に供給される。金属ガスの温度が低下しないように、この配管１０２内をヒーター１０４によって加熱すると好適である。
一方加熱炉２８内には、配管２２を通じて反応性ガス（窒素ガス）が供給される。金属ガスと反応性ガスとがぶつかり合うように、加熱炉２８内への配管１０２と配管２２との開口端が互いに対向するように両管を配管するとよい。
加熱炉２８は、好ましくはヒーター３２によって、壁面温度（加熱炉の内壁面温度）が４００℃以上となるように維持すると好適である。また図示しない断熱壁によって、加熱炉の断熱を図るとよい。
【００３７】
このようにして両ガスが加熱炉２８内に供給され、両ガスが反応して還元性化合物（マグネシウム窒素化合物）が生成される。
ヒーター３２によって、加熱炉２８内が高温に維持されることにより、両ガスの反応性が高くなり（反応速度が大きくなる）、また生成した還元性化合物が高温の状態のまま、より活性化した状態でキャビティ１２ａ内に導入されるので、溶湯との反応性が向上する。
加熱炉２８は、キャビティ１２ａにより近い成形型１２の上部に直接設けるのが好ましい。加熱炉２８は短い連通炉１０６を通じて湯注入口（湯口）もしくはキャビティ１２ａの直前に接続されている。このようにすることで、溶湯がキャビティ１２ａに導入される直前に還元性化合物と接触してキャビティ内に導入されるので、キャビティ内での溶湯の流動性が向上する。
【００３８】
本実施の形態では、金属ガス発生装置１００を反応チャンバとは別個設けたので、金属ガス発生装置１００を比較的大型のものにして、発生した金属ガスを複数の反応チャンバ２８（したがって、複数の成形型）に分配するようにすることができる。したがって１台の金属ガス発生装置１００で複数基の成形型に対応でき、各判反応チャンバを小型のものにすることができる。
なお、金属ガス発生装置１００には、図示の例では金属粉末が供給されるようになっているが、ブロック状、あるいは粒状の金属を供給するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、配管（連通路）内に還元性化合物（マグネシウム窒素化合物）が堆積しにくくなり、還元性化合物の安定した供給を行うことができる。また、還元性化合物が高温状態のまま、より活性化した状態でキャビティ内に導入されるので、溶湯との反応性が向上する。
成形型と一体的に反応チャンバ（加熱炉）があることによって、装置自体がコンパクトになり、場所をとらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造装置の一例を示す概略図である。
【図２】反応チャンバの一例を示す断面図である。
【図３】成形型の一例を示す断面図である。
【図４】反応チャンバと成形型の他の接続例を示す説明図である。
【図５】他の鋳造方法で採用する鋳造装置を示す概略図である。
【図６】金属ガス発生装置を反応チャンバとは別途設けた例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０    鋳造装置
１２    成形型
１２ａ  キャビティ
１２ｂ    処理膜
１７ａ  減圧孔
２０    窒素ガスボンベ
２５      アルゴンガスボンベ
２８      加熱炉（反応チャンバ）
３２    ヒータ
３６    タンク
４４ａ  注入孔
４４ｂ  連通路
１００  金属ガス発生装置
１０６  連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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