(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造プレフォームを形成するためのキャスティング操作によって得られる、アルミニウム、アルミニウム合金、または軽合金で作られた部品のキャスティングによって鋳造モールド内に導入される塩中子を製造するプロセスであって、前記中子は塩パウダーであり、その成形のために前記塩パウダーの静水圧圧縮を受け、所望の形状で得られた前記中子が次いで鋳造モールド内に導入され、得るべきフォームを作り、かつ、鋳造操作によりもたらされた前記フォームが静水圧圧縮によって得られた塩パウダー中子を含むプレフォームであり、前記プレフォームは次いで、その中子とともに６００と７００ＭＰａとの間の圧力で鍛造され、得るべき生成物の最終フォームを得、前記中子が次いで除去されることを特徴とする、プロセス。
【請求項２】
それが前記鋳造モールドに配置される１つまたは幾つかの中子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
鋳造プレフォームを形成するための、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作られた部品の鋳造キャスティングのプロセスにおける静水圧圧縮によって得られる塩中子の使用であって、前記プレフォームは、６００から７００ＭＰａの範囲の圧力での鍛造操作のために鍛造ダイ内に搬送され、前記中子は固体金属に囲まれている、塩中子の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、続いて鍛造される（ｆｏｒｇｅｄ）鋳造部品（ｆｏｕｎｄｒｙ  ｐａｒｔｓ）のための中子（ｃｏｒｅ）の設計の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
中子は鋳造において、鋳造部品に中空形状を形成することができる。それは通常、砂または塩で作られる。
【０００３】
本発明のより良い理解のために、異なるタイプの中子の設計に使用される異なる技術が、図面に関連してそれらに限定して、簡潔に想起される。
【０００４】
図１Ａ及び１Ｂは、粒子の凝集前後の、破壊された（ｂｌｏｗｎ）砂中子または破壊された塩中子を示す。
【０００５】
この第１実施形態によると、砂（１）は、中子のシューティングで堅くなる結合剤（２）でコーティングされる。砂および結合剤はノズル内に導入され、このノズルの上流で空気が加圧される。中子ボックスは、下流に配置される。圧力が解放され、中子ボックスに砂が投じられるが、それは熱いか、または冷たいことがある。砂が中子ボックスのキャビティを充填し、結合剤で確定される。複雑な形状の充填は、調整が困難である。また、中子ボックス内で２つの砂の供給ポイントを使用する任意のケースでは、形状およびセクションのバリエーションが限定されるはずである。しかしながら、この実施形態では、砂粒子は変形されず、粒子クラスターが、孔（ｐ）とともに得られる（図１Ｂ）。
【０００６】
破壊された塩中子で実施する同一のプロセスのケースでは、操作は同様の条件で行われ、特に孔に関する同一の制約および欠点を有する。
【０００７】
別の既知の解決策は、図２Ａおよび２Ｂに図示された焼結された塩中子である。
【０００８】
このケースにおいて、塩中子の製造技術は、第１のコイニング操作（ｃｏｉｎｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）と、それに続く、塩パウダーと結合剤および離型剤との混合物の焼結と、を含む。塩粒子は符号（３）で示され、そのプロセスによって得られる粒子結合は、符号（４）で示される。コイニングは、操作するのに十分固形化した中子を提供する。その固形化は、高温焼結操作後に完結する。焼結の間、結合剤は半固体または液体状態であり、コイニング後に残存する孔の部分を充填する。
【０００９】
冷却後、結合剤によって生成された結合は、中子に高耐破損性を与えるが、すべての孔（ｐ）が充填されるとは限らないため、圧縮率は高い状態でとどまる。さらに、コイニング操作は結果として、中子を形成できる形状およびサイズの制限をもたらす。
【００１０】
従来技術によって実施される解決策の使用は、故に限定的であり、得られた中子の孔の程度により、鋳造材料のキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）に悪影響を及ぼすことがある。
【００１１】
さらに、前述のプロセスによって、かつそれらの不均質構造により得られた中子は、たとえば鍛造操作などの他の処理に対し、部分的に適切でない。
【００１２】
鋳造中子の問題から独立して、本出願人は、特許文献１（欧州特許第１１９３６５号）で定義されたＣＯＢＡＰＲＥＳＳ  ｐｒｏｃｅｓｓ（登録商標）の設計者である。
【００１３】
このプロセスは、アルミニウム合金に対し、プレフォームを得るための２つの連続したキャスティング操作を実施するが、それは次いで、鍛造されるように鍛造ダイに配置される。この技術は非常に幅広く利用されており、本出願人によって、しかしながら他の人によっても開発されているが、それは、特許文献１が公有財産に属しているからである。
【００１４】
本出願人はまた、たとえば、次いで鍛造されるプレフォーム内に金属インサートを挿入するなど、ＣＯＢＡＰＲＥＳＳ  ｐｒｏｃｅｓｓの基礎技術に対して多くの改善を開発してきた。これは特許文献２（欧州特許第５８６３１４号）で定義されている。そのインサートは、プレフォームで決定的に（ｏｎｃｅ  ａｎｄ  ｆｏｒ  ａｌｌ）アレンジされ、最終的な部品が得られる。
【００１５】
鋳造中子とは異なり、インサートは続いて除去され得ない。
【００１６】
したがって、論じられた理由により、主な障害が存在する。
【００１７】
ＣＯＢＡＰＲＥＳＳ  ｐｒｏｃｅｓｓに相当するキャスト鍛造技術との関連で、中子の使用が提示されている。たとえば、特許文献３（ＰＣＴ国際公開第２００９／０５０３８２号）では、コールドもしくはホットボックスを用いて、または、鋳造プレフォームに挿入され、次いでプレフォーム鍛造操作にさらされる「クローニング（ｃｒｏｎｉｎｇ）」を用いて形成される、塩または砂中子の使用が提示される。実際には、この特許は中子形成モードを広げようとするものであり、本質的に、初めに述べた従来技術に対応する砂または樹脂で形成された中子に関する。この中子は実際に、成形操作の間にモールドからガスを放出するための少なくとも１つのガス放出ダクトを備える。この特許の出願人によると、このようなガスは、中子に含まれる樹脂または結合剤の燃焼により生じることがある。さらに、この文献では、ガス放出ダクトは、成形操作において、モールドにおいて中子を位置決めする手助けをする。これはしたがって、非常に特異な構造を生じさせ、この特定の実施に付随する技術的制約、並びに、特にプレフォームブランクの密封性のための特別な手段を有する。
【００１８】
特許文献４（欧州特許第８５０８２５号）はまた、自転車ペダルクランクの中空部分を形成するためのロスト材料の中子の使用を開示する。この中子には、その中に金属キャストを有する鋳造モールド内部のサポートを位置決めするのに使用されるサポート部分が続く。次の鍛造操作は、前の中子の部分的除去を必要とする。これはしたがって、モールドにおいて中子断片を残存させるリスクを伴う非常に特異な操作を必要とし、それは妨害的であり得、鍛造操作の間に弱い領域を作り出すことがある。
【００１９】
特許文献５（国際公開第８４／０４２６４号）ではさらに、締め固め効果（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）を有する鋳造成形（スクイズキャスティング（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｃａｓｔｉｎｇ））において使用される塩中子の使用が開示されている。このケースでは、液体金属が、液体状態の材料とともに、第６頁第３０行目の特許権所有者によって説明されたように、７０ＭＰａまで加圧される。この圧力は、非常に低い状態にとどまり、およそ６００から７００ＭＰａの範囲である鍛造圧力に対応しない。この文献はしたがって、単に鋳造用途に限定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】欧州特許第１１９３６５号（ＥＰ１１９３６５）
【特許文献２】欧州特許第５８６３１４号（ＥＰ５８６３１４）
【特許文献３】ＰＣＴ国際公開第２００９／０５０３８２号（ＰＣＴ  ＷＯ  ２００９／０５０３８２）
【特許文献４】欧州特許第８５０８２５号（ＥＰ８５０８２５）
【特許文献５】国際公開第８４／０４２６４号（ＷＯ８４／０４２６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上述の検討事項に基づき、本出願人は、従来技術の述べられたすべての欠点および制約を解消できる解決策を探求した。
【００２２】
本出願人は、プレフォーム鍛造操作のためのプレフォーム構造、したがっておよそ６００から７００ＭＰａの範囲である圧力で固体金属に囲まれた中子を、修正することなく実施できる鋳造中子製造設計の新たな概念に基づき、前述の技術とは異なるアプローチに従った。
【００２３】
発見され、かつ十分にテストされた解決策は、この中子の製造に対する出願人の選択を有効にすることができた。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の第１の特徴によると、プレフォームを得るために、鋳造で既知の材料のキャスティングによって鋳造モールド内に導入される塩中子を製造するプロセスは、中子が塩パウダーであり、その成形のために塩パウダーの静水圧圧縮（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を受け、所望の形状で得られた中子が次いで鋳造モールド内に導入され、得るべきフォームを作る点、および、鋳造操作によりもたらされたフォームが静水圧圧縮によって得られた塩パウダー中子を含むプレフォームであり、前記プレフォームが次いで６００と７００ＭＰａとの間の圧力で鍛造され、得るべき生成物の最終フォームを得、中子が次いで除去される点、で注目に値する。
【００２５】
前述の、および他の特徴は、以下の説明により明らかになるであろう。
【００２６】
本発明の対象は、以下の図面において非限定的な例として図示される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】従来技術による、凝集前後の破壊された塩または砂中子の微細構造を示す図面である。
【図１Ｂ】従来技術による、凝集前後の破壊された塩または砂中子の微細構造を示す図面である。
【図２Ａ】従来技術による、コイニング操作および焼結操作を経た塩中子の微細構造を示す図面である。
【図２Ｂ】従来技術による、コイニング操作および焼結操作を経た塩中子の微細構造を示す図面である。
【図３Ａ】本発明による、静水圧圧縮された塩中子の微細構造を示す図面である。
【図３Ｂ】本発明による、静水圧圧縮された塩中子の微細構造を示す図面である。
【図４】圧縮歪み率に従って、既知の技術によって得られた中子、破壊された塩中子、破壊された砂中子、焼結された塩中子、および本発明による静水圧圧縮中子に対応する曲線を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の対象をより具体的にするために、ここで図面に示された非限定的な方法で説明される。
【００２９】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、中子（１０）は塩パウダーで作られる。本発明のプロセスによると、中子は、静水圧圧縮によって、非常に高弾力性の変形極限および変形後に初期の形状に戻るための非常に良好な能力を有するモールド内にその塩パウダーを導入することによって、形成される。一旦モールドが塩パウダーで充填されると、頻繁に加圧分散媒を含む静水圧チャンバー内に導入することによってそれはシールされるが、この加圧の媒介物（ｖｅｃｔｏｒ）はまたガスであり得る。前記囲いは閉じられ、加圧される。このような圧力は、モールドを介して塩パウダーに加えられる。塩パウダー粒子は変形し、砕けることがあり、最終的にクラスターになり、孔のない圧縮凝集体を形成する。塩パウダーにおける高印加圧力およびその均一分散が、非常に良好な凝集性（ｃｏｈｅｓｉｏｎ）を有する圧縮中子を提供する。
【００３０】
こうして得られた鋳造プレフォームはしたがって、６００から７００ＭＰａの範囲の圧力において、静水圧圧縮によって圧縮された塩中子とともに鍛造される。圧縮された塩中子は、鍛造操作の間に体積損失を経ないが、それは、それが実在のプレフォームによって保護され、中子を形成する粒子間にほとんど真空なく圧縮されているからである。
【００３１】
本発明による中子の構成は、それに非常に低い圧縮性を与える。本発明による、次いで中子とともに鍛造される鋳造部品の設計は、こうして緩和される。鍛造の間の加圧歪みは単に、中子および金属の偏差変形を提供するために使用され、圧力上昇は中子体積の減少に影響を与えない。
【００３２】
本発明によると、プロセスは、鋳造モールドにおいて、静水圧圧縮によって得られる１つまたは幾つかの塩パウダー中子を使用する。
【００３３】
図４に示される図表はしたがって、上記で想起された既知の各タイプの実施における中子圧縮性曲線、および本発明による中子圧縮性曲線を強調する。静水圧圧縮塩中子で得られた、従来技術に対する非常に明確な差異は、こうして観察され得る。本質的に、この図表は、従来技術に対する本発明によるプロセスの独特の利点を強調する。６００ＭＰａの鍛造圧力での塩中子の圧縮変形が測定された。その塩中子の静水圧圧縮変形率はたったの４％であり、一方で、焼結された塩中子に対する変形は２４．２％であり、砂中子に対する変形は３５０ＭＰａの圧力で既に２９％であり、破壊された塩中子に対しては３９．２％であった。
【００３４】
出願人はこうして、アルミニウムまたはアルミニウム合金部品のキャスティングに関連して、鋳造プレフォームを形成するために塩中子を使用することを開示しており、前記プレフォームは、６００から７００ＭＰａの範囲の圧力での鍛造操作に搬送され、鍛造の間に非常に低い圧縮性変形を有する静水圧圧縮によって得られた塩中子が使用され、それはおよそ３から６％の範囲、より具体的には４％であり、部品の外形へのより信頼性の高い取り組みを可能にする。
【００３５】
静水圧圧縮塩中子の使用を伴う特許請求の範囲に記載のプロセスで実施される技術的解決策は、予期できない利点を有し、制御された変形を有して、かつ非常に小さい変形範囲（３から６％の範囲、より具体的には４％）内で得られる部品のフィーチャおよび寸法の計算に関して、従来技術に対して非常に有利である。それはまた、本発明が静水圧塩パウダー圧縮によって中子を製造するのに結合剤を必要としないということを特定している。このことはしたがって、特許文献３に表されるような結合剤または結合剤の燃焼により生じるガスを放出する必要がないことを意味する。
【符号の説明】
【００３６】
１    中子
２    結合剤
３    塩粒子
４    粒子結合
１０    中子
ｐ    孔
【図１Ａ−１Ｂ】
0005866377.tif 000002
【図２Ａ−２Ｂ】
0005866377.tif 000003
【図３Ａ−３Ｂ】
0005866377.tif 000004
【図４】
0005866377.tif 000005