(57)【要約】溶融合金の加圧供給源と少なくとも１つのダイキャビティを限定する鋳型をもつ機械を使用する合金の高圧ダイカスト用金属流れシステムが金属流れ経路を限定し、この流れ経路によって加圧供給源から受け入れた合金がダイキャビティ内へ流入することができる。流れ経路の長さの第１部分はランナーと制御膨張ポート（ＣＥＰ）とを含み、制御膨張ポートはランナーの出口端のＣＥＰの入口端からＣＥＰの出口端まで、合金流れの方向に横断面積を増す。ＣＥＰ出口モジュール（ＣＥＭ）はＣＥＰの出口端から流れ経路の長さの第２部分を形成する。ＣＥＰの横断面積の増加は、十分な流速でＣＥＰ入口端で受け入れた溶融合金がＣＥＰを通るその流れの流速を減少させ、それによって合金が溶融状態から半‐固体状態へ変化させられるようなものである。ＣＥＭは次のような形をもつ、即ち合金流れを制御しそれによって合金流速がＣＥＰの出口端のレベルから漸進的に減少し、それによって合金流速がＣＥＰの出口端のレベルまで漸進的に減少し、それによって流れ経路がダイキャビティと連通する場所で合金流速がＣＥＰの出口端のレベルよりかなり低いレベルになるような形をもつ。ＣＥＰ内で生じた状態変化は実質上ダイキャビティの充填の間ずっと維持され、かつ合金がダイキャビティ内で急速硬化をうけそして流れ経路に沿ってＣＥＰに向かって戻ることができるようなものである。
2005516777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融合金の加圧源と少なくとも１つのダイキャビティを限定する鋳型をもつ機械を用いた合金の高圧ダイカスト用の金属流れシステムにおいて、該システムは加圧源から受け入れた合金をダイキャビティ内に流入させることができる金属流れ経路を限定しており、また
(a)  流れ経路の長さの第１部分がランナーと制御膨張ポート(CEP)含み、この制御膨張ポートはランナーの出口端のＣＥＰの入口端からＣＥＰの出口端まで、全体に亘って合金流れの方向に横断面積が増しており；そして
(b)  ＣＥＰの出口端から流れ経路の長さの第２部分を形成するＣＥＰ出口モジュール（ＣＥＭ）を含み；そして
ＣＥＰの横断面積の増大は、十分な流速でＣＥＰ入口端で受け入れた溶融合金がＣＥＰを通るその流れの流速の減少を受け、それによって合金が溶融状態から半‐固体状態へ変化させられ、そして
ＣＥＭは合金流れを制御する形をもち、それによって合金流速がＣＥＰの出口端のレベルから漸進的に減少し、それによって流れ経路がダイキャビティと連通する場所で合金流速は、ＣＥＰの出口端のレベルよりかなり低いレベルになり、そのためＣＥＰ内で生ぜしめられる状態の変化が実質上ダイキャビティの充填の間ずっと維持されそして合金がダイキャビティ内で急速硬化を受けそしてＣＥＰに向かって流れ経路に沿って戻ることができるようになっていること、
を特徴とする金属流れシステム。
【請求項２】
ＣＥＭはチャンネルを限定し又は含み、このチャンネルはその深さより実質上大きい幅と、ＣＥＰの出口端の面積より大きい横断面積をもつことを特徴とする請求項１に記載の金属流れシステム。
【請求項３】
チャンネルは、ＣＥＰからその中に流入する合金を径方向に広がらせそれによって流速を減少させることができることを特徴とする請求項２に記載の金属流れシステム。
【請求項４】
チャンネルの横断面積は合金流れの方向に増し、それによって合金流速を減少させることを特徴とする請求項２又は３に記載の金属流れシステム。
【請求項５】
チャンネルは、その幅を横切って山頂と谷を限定するためにその長さの少なくとも一部に沿ってのこ歯状輪郭又は波状輪郭をもつことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の金属流れシステム。
【請求項６】
ＣＥＭは、同じオーダーの幅および深さ寸法と、合金流れの方向に漸進的に増す横断面とをもつチャンネルを限定し又は含むことを特徴とする請求項１に記載の金属流れシステム。
【請求項７】
チャンネルはＣＥＰから遠隔のチャンネルの端でダイキャビティと連通することを特徴とする請求項６に記載の金属流れシステム。
【請求項８】
チャンネルはチャンネルの１側に沿ってダイキャビティと連通することを特徴とする請求項６に記載の金属流れシステム。
【請求項９】
チャンネルは、それがダイキャビティと連通しているその長さの少なくとも一部に沿って湾曲しているか又は弓形をなしていることを特徴とする請求項８に記載の金属流れシステム。
【請求項１０】
チャンネルはＣＥＰの出口端から末広がり状になっている１対のアームを提供するために二股に分かれた形をなしていることを特徴とする請求項６乃至９何れか１項に記載の金属流れシステム。
【請求項１１】
ＣＥＭの形は、その中に作られた合金流速の減少がＣＥＰの出口端の合金流速の 20 ％乃至 65 ％となるようなものであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の金属流れシステム。
【請求項１２】
溶融合金の加圧源と少なくとも１つのダイキャビティを限定する鋳型をもつ高圧ダイカスト機械を用いて合金鋳物を製造する方法において、合金が加圧源からダイキャビティへ流れ経路に沿って流れるようになっており、
(a)  合金は、流れ経路の第１部分内において、ＣＥＰの入口端と出口端の間で横断面積が増す制御された膨張ポート（ＣＥＰ）を通って流れるようにされ、それによって合金は流れの横断面積を増し、その結果として入口端の初期の十分な流速から流速を減少させ、それによって合金を溶融状態から半‐固体状態へ変化させ；そして
(b)  第１部分とダイキャビティの間の流れ経路の第２部分内で合金流れを制御し、それによって流速が、ＣＥＰの出口端のレベルから、流れ経路がＣＥＰの出口のレベルよりかなり下のレベルにあるダイキャビティと連通する流速まで漸進的に減少し、；
そのためＣＥＰ内に生じた状態の変化がダイキャビティの充填の間中ずっと実質上維持されるようになっていることを特徴とする合金鋳物の製造方法。
【請求項１３】
ＣＥＭ中の流速の減少は、ダイキャビティ中の合金がかなりな程度まで液体状態に復帰することができないようなものであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
合金は流れ方向と実質上直角をなして留まっている正面でＣＥＭを通って進むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の記載の方法。
【請求項１５】
合金は径方向の末広がり状の流れ方向に対して実質上接線状に進むよう広がる正面でＣＥＭを通って進むことを特徴とする請求項１２に又は１３に記載の方法。
【請求項１６】
ＣＥＭ内で生じた合金流速の減少はＣＥＰの出口端の合金流速の 20 ％乃至 65 ％であることを特徴とする請求項１２乃至１５の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合金の圧力鋳造に使用する改良された合金流れシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の多くの特許出願で本出願人は制御された膨張ポート（又はＣＥＰ）と称されるものを利用する合金の圧力鋳造法に関する発明を開示してきた。これらの出願はマグネシウム合金の圧力鋳造法に関するPCT/AU98/00987 号、およびアルミニウム合金の圧力鋳造に関する PCT/01/01058 号を含む。これらはまた、更に別の出願 PCT/AU01/00595 号および PCT/AU01/01290 号、並びに各々2001 年 8 月23日付け出願のオーストラリア国の暫定出願 PR7214 号、PR7215 号、PR7216 号、PR7217 号およびPR7218 号を含む。これらの別の出願は、マグネシウム、アルミニウム又は他の圧力鋳造可能の合金の圧力鋳造法およびこれらの合金の圧力鋳造に使用する装置等に関するものである。
【０００３】
上述の如く、ＣＥＰは上述の特許出願の発明に利用されている。ＣＥＰはＣＥＰの入口端から出口端まで横断面積を増す合金流れ経路の比較的短い部分であり、ＣＥＰを通って流れる合金は入口端に比してその出口端で実質上より低い流速をもつようになる。流速の減少は、そのＣＥＰを通るその流れにおいて、合金がその状態の変化を蒙るようなものである。即ち、ＣＥＰの入口端へ圧力供給源から溶融合金を受け入ると、入口端で得られる流速から出口端で得られる流速への流速の減少は、入口端の溶融状態から出口端の半‐固体状態又はチキソトロピー(thixotropic)状態に変化するようなものである。
【０００４】
出口端を越えたその流れにおいてかつ流れ経路が連通するダイキャビティの実質上全体に亘たって、合金は好適には、半‐固体又はチキソトロピー状態に保たれる。ダイキャビティ中で合金が十分急速に硬化しそしてダイキャビティから引っ込んでＣＥＰへ逆戻りすると、その結果できる製造された鋳物は、二次相のマトリックス中にデンドライト形の、微細な回転楕円体状の又は丸い一次粒子をもつミクロ組織によって特徴付けることができる。ＣＥＰ中に逆戻りして急速に硬化すると、ＣＥＰ中で硬化した合金は、同様な同類のミクロ組織をもつことができるが、この場合、ＣＥＰを横切って延びる、即ちＣＥＰを通る合金流れの方向に対して横方向に延びる微細な条痕又は帯状痕を表す。条痕又は帯状痕はＣＥＰを通る合金の流れ中に発生する強い圧力波の反映である。これらの圧力波は、溶融状態から半‐固体又はチキソトロピー状態への合金の状態変化を生じる際に、退化デンドライト一次粒子を形成せしめる。強い圧力波はまた、密度ベースで合金元素を分離させる。このことは条痕又は帯状痕によって、しかしまた例えば幾分減衰するサインカーブの形で、一次粒子内の元素の径方向分離によっても、明らかにされている。
【０００５】
上述の特許出願の発明におけるＣＥＰの使用は多くの極めて実際的な利益を生ぜしめる。これらの利益のうちの主な１つは先に詳述したミクロ組織である。一次粒子は約 10 μm又はそれ以下の如く、40 μm より小さくすることができる。この微細な一次相と二次相の微細なマトリックスは引っ張り特性、破壊靭性及び硬度の如き鋳物の物理的特性に大きく貢献する。
【０００６】
これらの発明におけるＣＥＰの使用からくるその他の利益は、実質的なコスト節約が得られることである。この節約は一部は、所定の製品重量を得るための合金鋳造のトン数に由来するものであり、そのトン数は現行の実施法によって同じ製品重量の鋳造合金のトン数と比較して、実質的に減少する。現行実施法のランナーシステムは、これらの発明の金属流れシステムと比較して大きく、かくして現行法で使用される供給システム中の硬化した金属の容積、従って重量は鋳物容積および重量と比較して大きくなり、かくして同じ製品重量を得るために鋳造合金のより高いトン数を必要とすることになる。更に、合金ロスのトン数もまた、鋳造合金のトン数の減少に伴いそれ相応に減少する。更に、これらの発明は現行実施法と比較してより小さい機械での所定の鋳物の製造を容易にする。また、所定の鋳物では、これらの発明におけるＣＥＰの使用は、現行実施法の制限された選択と比較して、ダイキャビティへの入口の場所の選択により大きい融通性を生ぜしめる。
【０００７】
一般に、上述の特許出願の発明のＣＥＰは製造することができる鋳物の形状と寸法の範囲を増す。これはダイキャビティの充填が直接噴射によっている場合に当てはまる。その場合ダイキャビティへの入口は或る一定の場所にあり、その場所から合金はダイキャビティの周辺領域へ向かって外方へ流れるようになっている。実際に、ＣＥＰの使用は多くの鋳物のために直接噴射を利用する機会を増す。しかし、鋳物の形状と寸法の範囲の増大は、ダイキャビティの充填が間接供給又は縁供給(edge feed)による場合に当てはまる。この場合、ダイキャビティへの入口は或る一定の場所にあり、その場所から合金は、ダイキャビティを充填するために、ダイキャビティを横切って次いで周辺に沿って流れるか又は単に周辺に沿って流れるようになっている。
【０００８】
ＣＥＰを使用する利益があるにもかかわらず、上述の特許出願の発明の最適な利益を得るに際して困難性に出くわすという事情がある。。これらの困難性は、例えば、合金流れに加わる不十分な背圧に起因して、又は或る鋳物用のダイキャビティの幾何学的形に由来する不十分な冷却に起因して、必要なミクロ組織が鋳物全体に亘って得られないことから明らかである。一般に、上記困難性は寸法が小さいか及び/又は比較的薄いか又は比較的薄い断面をもつ鋳物の製造において間接又は縁供給の配置において生じる。これらの鋳物では、ダイキャビティ内で合金流れの速度を制御することは困難であり、そしてこのことと小さいダイキャビティ容積に起因して、ダイキャビティ充填時間は非常に短くなる傾向がある。また小さいダイキャビティ容積は小さくそしてダイキャビティ内で比較的急速な合金硬化をもたらすので、その容積対金属流れシステム中の合金の容積の比は比較的低いため、流れシステムの流れ経路に沿ってダイキャビティから後退する硬化速度は不十分になる傾向がある。
【０００９】
本発明は、上述の困難性の厳しさを少なくとも減らす、例えば高温‐又は低温‐チャンバダイカスト機械による合金の圧力鋳造に使用するための改良された合金流れシステムを提供することにある。少なくとも好適な形では、本発明の改良されたシステムは、これらの困難性を実質上克服し、それによってＣＥＰの使用による最適な利益をもって製造できる鋳物の範囲を増大させることができる。
【００１０】
所定の鋳物を製造するためのダイの寸法と形状に依存して、上述の特許出願の発明中のＣＥＰを含む金属流れシステムはダイキャビティと直接連通するＣＥＰの出口端をもつことができる。実際、これらの発明においてＣＥＰが連通するダイキャビティの領域の形に従って、ダイキャビティのその領域はＣＥＰの長さの少なくとも出口端部分を限定することができる。しかし、代案としての配置では、これらの発明の流れシステムは二次ランナーを通してダイキャビティと連通し、そのためＣＥＰの出口端を越えて流れる合金はダイキャビティ内に流入する前に二次ランナーを通って流れることになる。ＣＥＰの出口端がダイキャビティに対して又はダイキャビティ内に直接開く場合における如く、二次ランナーは金属流れシステム中の合金流れに絞り部を提供しない。即ち、二次ランナーはその全長に亘って、ほぼ均等であるがＣＥＰの出口端の横断面積より小さくない横断面積をもつ一方、二次ランナーの出口端にはゲート又は同様の絞り部がある。
【００１１】
ＣＥＰの出口端とダイキャビティの間に二次ランナーがある金属流れシステムの代案としての形は通常は、ダイキャビティに間接又は縁供給するための配置に使用される。それは主に本発明がその応用をもつ間接又は縁供給のコンテキスト(context)内にある。
【００１２】
本発明の金属流れシステムは金属流れ経路を限定し、この経路によって合金の加圧源から受け入れ可能な合金がダイキャビティ内へ流入することができるようになっている。流れ経路の第１部分はランナーとＣＥＰを含み、ＣＥＰはそのより小さい入口端をランナーの出口端にもつ。ＣＥＰの出口端から流れ経路がダイキャビティと連通する場所までの流れ経路の長さの第２部分は、或る一定の形を有しており、その形は、合金の流速がＣＥＰの出口端のレベルから漸次減少することを可能にするようなものである。流速の減少は、流れ経路がダイキャビティと連通する場所で、ダイキャビティの寸法と形にとって適切になるように、合金流速がＣＥＰの出口の流速よりかなり低いレベルになり、そしてＣＥＰによって生ぜしめられる半‐固体又はチキソトロピー状態への合金の変化が実質上ダイキャビティの充填の間中ずっと維持され、次いで合金がダイキャビティ内で急速硬化を受けそしてＣＥＰに向かって流れ経路に沿って戻ることができるようなものである。
【００１３】
かくして、本発明は、溶融合金の加圧源と、少なくとも１つのダイキャビティを限定する鋳型をもつ機械を用いる合金の高圧ダイカスト用の金属流れシステムを提供するものであり、この金属流れシステムにおいては、該システムは加圧源から受け入れた合金がダイキャビティ内へ流入することができる金属流れ経路を限定しており：
（a）  流れ経路の長さの第１部分が、ランナーと、制御された膨張ポート（ＣＥＰ）とを含み、上記ＣＥＰはランナーの出口端におけるＣＥＰの入口端からそれを貫流する合金流れの方向で横断面積を増し；そして
（b)  ＣＥＰ出口モジュール（ＣＥＭ）がＣＥＰの出口端から流れ経路の長さの第２部分をなしており、；そして
ＣＥＰの横断面積の増加は、十分な流速でＣＥＰ入口端で受け入れた溶融合金がＣＥＰを通るその流れにおいて流速を減少させられ、それによって合金が溶融状態から半‐固体状態へ変化させられ、そして
ＣＥＭが合金流れを制御する形をもち、それによって合金流速がＣＥＰの出口端のレベルから漸次減少し、それによって流れ経路がダイキャビティと連通する場所で合金流速がＣＥＰの出口端のレベルよりかなり低いレベルになり、そのためＣＥＰに生じた状態の変化がダイキャビティの充填の間中ずっと実質上維持され、そして合金がダイキャビティ内で急速硬化を受けそしてＣＥＰに向かって流れ経路に沿って戻ることができるようにされている。
【００１４】
本発明はまた、溶融合金の加圧源と、少なくとも１つのダイキャビティを限定する鋳型をもつ高圧ダイカスト機械を用いて合金鋳物を製造する方法を提供するものであり、この方法においては、合金は上記加圧源から流れ経路に沿ってダイキャビティへ流れるようになっており：
（a)  流れ経路の第１部分中の合金は、ＣＥＰの入口端と出口端間の横断面積が増大する制御された膨張ポート（ＣＥＰ）を通って流され、それによって合金はその流れの横断面積を増大させられ、そしてその結果として入口端における初期の十分な流速からの流速の減少を生じ、それによって溶融状態から半‐固体状態への合金の変化を生じ；そして
(b)  第１部分とダイキャビティ間で、流れ経路の第２部分中の合金流れを制御し、それによって流速がＣＥＰの出口端のレベルから、流れ経路がＣＥＰの出口のレベルよりかなり低いレベルにあるダイキャビティと連通する場所の流速まで漸次減少し；
そのためＣＥＰにおいて生じた状態の変化がダイキャビティの充填の間中ずっと実質上維持されるようにされている。
【００１５】
上述の如く、流れ経路の第２部分は合金流速をＣＥＰの出口端の流速レベルより下に減少させる。流れ経路の第２部分は本文中では、より簡単に“ＣＥＰ出口モジュール”又は“ＣＥＭ”と称される。
【００１６】
ＣＥＭ中で得られる流速の漸進的減少は流れ経路がダイキャビティと連通する場所に適当な流速を保証する。その流速は、ダイキャビティ内において、合金がかなりな程度まで、いやしくも液体状態までは復帰することができないようなものである。ダイキャビティ内では、流速は引き続き減少するかも知れない。しかし、その場所における流速は、たとえ流速がダイキャビティ内で増大する傾向があるとしても、ダイキャビティ内の貫流であろうと、局部的領域内の貫流であろうと、その増大は、合金をかなりな程度まで液体状態に復帰させることができるレベルにまでなることはできない。
【００１７】
本発明の金属流れシステムの配置は、最も好適には、ＣＥＰからのかつそれを越えるその流れ内で、合金は実質上同期した移動正面(coherent moving front)を維持するようなものである。即ち、ＣＥＭに沿った前進で、正面は流れ方向に対して実質上垂直を維持するか、又は径方向に末広がり状に広がる流れ方向に対して実質上接線方向に進むように広がることができる。また、実質上同期した移動正面はダイキャビティを通じて流れる合金によって維持されることができる。ダイキャビティの形に依存して、正面は流れ方向に対して実質上垂直を維持するか、又はその正面はダイキャビティの遠隔領域へ進む際に、径方向に末広がり状に広がる流れ方向に対して実質上接線方向に進むように広がることができる。
【００１８】
上述の如く、上記特許出願の発明の或る合金流れシステムは二次ランナーをもち、そして若干の点で、これは本発明のＣＥＭに類似している。しかし、かかる二次ランナーはＣＥＰの出口端の速度より低い合金流速に、合金流速を大幅に減少させない。また、本発明のシステムのＣＥＭはこれらの発明の二次ランナーに必要であるより大きい流れ長さをもつ。
【００１９】
本発明のシステムのＣＥＭは色々な形をとることができる。第１の形では、ＣＥＭはチャンネルを限定し又は含む。そのチャンネルはその深さより実質上大きい幅をもち、ＣＥＰの出口の面積より大きい横断面積をもつ。チャンネルの幅はその深さより少なくとも１オーダーだけ大きくすることができる。チャンネルは、ＣＥＰからその中に流入する合金を径方向に広げ、それによって流速を減少させるようになすものである。チャンネルの横断面積は合金流れの方向に増大し、それによって合金流速を更に減少させることができる。
【００２０】
その第１形では、チャンネルは実質上平らとするとができ、又はもし所定の鋳物用のダイキャビティにとって適切であれば、そのチャンネルはその幅を横切って湾曲させられることができる。しかし、それは、代案として、その幅を横切って山頂と谷を限定するのこ歯状輪郭又は波状輪郭をもつ、或る形のチルベント(chill vent)にやや類似したものとすることができる。このチャンネルは、チャンネルの幅と深さのうちの一方をその長さに沿って一定となし、他方を漸進的、好適には一様に増すようになすことができることに起因して、横断面積を増すことができる。しかし、もし必要ならば、幅と深さの各々は合金流れの方向に増すことができる。のこ歯状又は波状形を持つ場合、それは一般に、この形はＣＥＰ出口端と流れ経路がダイキャビティと連通する場所間の所定の間隔のために流れ長さを最大にする利益をもつけれども、幅のみを増すためにはより便利である。
【００２１】
ＣＥＭがその深さを実質上越える幅をもつチャンネルを限定する第１の形では、配置は一般に、合金流れ経路がその深さを実質上越える幅をもつ開口を通してダイキャビティと連通するようなものである。これは、特にダイキャビティが薄い鋳物を製造するためのものであるときには、間接又は縁供給によるダイキャビティの充填に良く適する。
【００２２】
第２の形では、ＣＥＭは同じオーダーの寸法をもつ幅及び深さと、合金流れの方向で漸次増していく横断面積とをもつチャンネルを限定し又は含む。この形はまた、漸次増す横断面をもつ場合、流れ経路がダイキャビティと連通する場所に要求される低い流速を提供する。
【００２３】
流れ経路がそれと連通する場所のダイキャビティの形に従えば、ＣＥＭの第２形のチャンネルはＣＥＰから遠隔のその端で開口することができ、その際その開口端がその場所を限定する。しかし、好適なのは、その場所がチャンネルの1側に沿って延びる細長い開口によって限定されることである。その好適配置では、チャンネルはダイキャビティの側縁に沿ってＣＥＰから実質上直線的に延びることができ、その際細長い開口はダイキャビティの縁に隣接したチャンネルの側面に沿っている。しかし、好適なのは、チャンネルが、ダイキャビティの側縁に沿って延びるＣＥＰから遠隔のチャンネルの端部を提供するために、それが適当な長さとなるのを容易にするために、湾曲していることである。特にかかるチャンネルの湾曲形では、流れ経路は、各々がかかる細長い開口を有する端部をもつ少なくとも２つのチャンネルを提供するために、合金流れの方向でＣＥＰを越えて二股に分けられることができる。二股に分けられた配置では、各チャンネルの開口は、ダイキャビティの１つの共通の縁で又は夫々の縁でダイキャビティと連通することができる。２つの湾曲したチャンネルが１つの共通の縁で連通する場合、ＣＥＰから遠隔の各チャンネルの端はお互いから短い距離をおいて終端し、そのためそれらの側部開口はダイキャビティの共通の縁に沿って長手方向に間隔をあけるようになる。しかし、代案としての配置では、２つのチャンネルはこれらの端で合流し、それによって閉じたループの夫々のアームを形成することができ、この場合、開口は再び間隔をあけられることができるか、又はそれらは各アームに共通の単一の細長い開口を形成することができる。
【００２４】
本発明の金属流れシステムのＣＥＭ内の合金流速の漸進的増大と、上記減少を生ぜしめる上記第２部分の横断面積の漸進的増大は連続的とすることができる。また、速度の漸進的減少と面積の増大は実質上均一とするか、又はそれは、第２部分の少なくとも１セクションに沿って段歩的なものとすることができる。上述のＣＥＭのための第１と第２の形は、例えば第２部分の長さの少なくとも大部分に沿って、横断面積の連続増加によって作られる速度の連続減少を提供するのに良く適している。
【００２５】
流速の段歩的減少を提供する第３の形では、ＣＥＭはＣＥＰから受け入れられた合金が流入するチャンバを含み、その際チャンバは合金流速の段歩的減少を達成する。ＣＥＰはチャンバと直接連通することができるか、又は連通はＣＥＰ出口端とチャンバ間のチャンネルによることができる。そのチャンネルは横断面積をもち、その横断面積はＣＥＰ出口端の横断面積と少なくとも等しく、そしてＣＥＰとチャンバ間で均一とすることができるものである。しかし、代案として、チャンネルは、チャンバ内で得られる段歩的減少の前に、合金流速の漸進的増大を提供するために、ＣＥＰからチャンバまで横断面を増すことができる。
【００２６】
第３の形では、ＣＥＭはチャンバとダイキャビティ間の連通を提供し、かつチャンバ内で得られる流速レベルを実質上維持する形をもつチャンネル手段を含む。このチャンネル手段は。その連通するチャンネル手段は上述のＣＥＭの第１形のそれと同様な形のものとすることができる一方、それは実質上均一な又は僅かに増す横断面をもつことができる。代案として、もし必要ならばかかるチャンネル又はかかる各チャンネルが実質上均一な横断面をもつことができることを除いては、チャンネル手段は少なくとも１つのチャンネルを、しかし好適には上述のＣＥＭの第２形と同様に少なくとも２つのチャンネルを含むことができる。
【００２７】
第３形のチャンバは種々の適当な形状をもつことがでる。１つの便利な配置では、それは環状ディスクの形をもつことができる。その配置は連通する手段が少なくとも１つのチャンネルである場合に使用するのに適する。その配置で連通する手段が少なくとも２つのチャンネルを含む場合、チャンネルは１つの共通のダイキャビティと連通するか、又は夫々のダイキャビティと連通することができる。
【００２８】
ＣＥＭの第３形の連通手段の少なくとも１つのチャンネルは、チャンネルの端開口で又は第２形に関して説明した如き細長い側部開口で、そのダイキャビティに開口することができる。
【００２９】
本発明の各形では、ＣＥＭは最も好適には、ダイキャビティを限定する鋳型の分離平面と平行に配列される。流れ経路の第１部分は、同様に置かれることができ、そのためそのランナーとＣＥＰもまた、その平面と平行になり、その際スプルー又はランナー部分から受け入れられた合金はその平面まで１つの鋳型部分を通して延びる。代案として、流れ経路の第１部分はかかる鋳型部分を通過することができ、その際ＣＥＰの出口は、分離平面に位置するか又はその平面に密接隣接している。
【００３０】
上述の如く、溶融状態から半‐固体又はチキソトロピー状態への合金の要求される変化を達成するための流速は上述の特許出願に詳述されている。しかし、マグネシウム合金では、ＣＥＰの入口端の流速は一般的に約 60 m/sより大きく、好適には約 140 乃至 165 m/s とする。アルミニウム合金では、入口端流速は一般的には、 40 m/s より大きく、例えば約 80 乃至 120 m/s とする。半‐固体又はチキソトロピー状態に変換することができる亜鉛、銅合金の如き他の金属では、ＣＥＰ入口端流速は一般にアルミニウム合金用のそれと同様であるが、個々の合金に独特の特性に応じて変化することができる。ＣＥＰ中において得られるべき流速の減少は一般に、入口端の流速の約 50 乃至 80 ％、例えば 65 乃至 75 ％であるＣＥＰ出口端の流速を得るようなものである。
【００３１】
ＣＥＰの出口端で得られる流速より下の、本発明のシステムのＣＥＭ中で達成されるべき流速の減少は、製造されるべき鋳物の寸法と形に応じて変化するだろう。しかし、一般に、ＣＥＭは各ダイキャビティ内に流入する流速がＣＥＰの出口端の流速の約 20 ％乃至 65 ％となるように流速を減少させる。ダイキャビティの形に依存して、流速は、合金流速がダイキャビティを通じて更に減少することは一般的に好適であるとはいえ、少なくとも或る領域内では増すことができる。流速がダイキャビティの少なくとも或る領域内で増すことができるとき、流速は好適には、ＣＥＰの出口端の流速の約 75 ％以下の流速まで増加する。
【００３２】
本発明の上記説明は或るダイキャビティ又は特定のダイキャビティに関するものである。しかし、本発明は多‐キャビティ鋳型に応用可能であるのは勿論である。かかる場合、本発明のシステムによって限定されるＣＥＭは共通のダイキャビティ又は少なくとも２つのダイキャビティの各々に分離した流れを提供するために分かれるか又は延びることができる。実際に、図示する如く、共通のＣＥＰからかかる分離した流れを提供することは一般に、合金流速に必要な減少を得るのを容易にする。
以下、本発明の理解を容易にするため、本発明を添付図面に基づき説明する。
【００３３】
図1及び２を参照すれば、固定の鋳型半体１２と可動の鋳型半体１３によって限定された２つのダイキャビティ１０と１１が示されており、そのダイキャビティの各々は高圧ダイカスト機械（図示せず）で夫々の鋳物を作るのに使用するものである。各ダイキャビティ１０，１１は該機械の溶融合金の加圧供給源から合金を受け入れるよう配置されており、この場合合金は本発明の第１実施例に従って共通の合金供給システム１４によって各キャビティに進む。この実施例は上述の本発明の第１形に従ったものである。
【００３４】
合金供給システム１４は、図２により詳細に示すノズル１６によって限定される第１部分と、本文中で上述した如くＣＥＭと称される第２部分１８とをもつ合金流れ経路を限定しており、この流れ経路は各キャビティ間にかつノズル１６の出口端を横切って延びている。
【００３５】
全体の形と細部において、ノズル１６は上述の特許出願 PCT/AU01/01290 号の発明に従ったものである。図２に示す如く、ノズル１６は細長い環状のハウジング２０を含み、このハウジングによって金属流れ経路の第１部分はランナー２２からなるボア(bore)を限定し、かつランナー２２の出口端に、ＣＥＰ２４を限定している。ハウジング２０は固定した鋳型半体１２のインサート２６内にきちんと受け入れたその出口端をもつ一方、その入口端はプラテン２９の取付具２８に対して当接する。ハウジング２０の回りには、電気抵抗コイル３０、外側コイル３０、絶縁体３２の層がある。また、絶縁間隙３４が、インサート２４と金属対金属の接触をしているハウジング２０の出口端にある短い距離の間を除いて、絶縁体３２とインサート２６の間に設けられている一方、間隙３４はまた、絶縁体３２と取付具２８の間にも延びている。PCT/AU01/01290 号中に開示されている如く、コイル３０と絶縁体３２はハウジング２０の熱エネルギーレベルと、ランナー２２とＣＥＰ２４を貫流する合金の温度を制御するために備える。
【００３６】
ノズル１６の配置においては、ランナー２２は、ＣＥＰ２４の入口端２４aの横断面に向かって先細になっているその出口端にある短い距離の間を除いて、その長さ全体を通じて一定の横断面をもつ。その入口端２４ａから、ＣＥＰ２４の横断面は出口端２４bまで一様に増す。この配置は、ランナー２２の入口端２２ａへ溶融合金を供給するときに該機械によって設定される合金流速で、合金が入口端２４aで適当な比較的高い流速をそしてＣＥＰ２４の出口端２４bで適当な比較的低い流速を得るようなものである。適当な流速は、強い圧力波がＣＥＰ２４内の合金に生じて合金がその状態を、合金が液体から半‐固体状又はチキソトロピー状へ変化させられるようなものである。適当な流速は関連する合金と共に変化するものであり、そしてそれらの流速は上述の特許出願に詳述されているが、それらについては更に後述する。
【００３７】
図示の配置では、ハウジング２０のボアはＣＥＰ２４の出口端２４bを越えて、非常に短い距離に亘って末広がり状になっている。これは金属流れ経路のＣＥＭ１８への転移部を提供することができ、ＣＥＭ１８のように、ＣＥＰ２４の端２４bにおけるそのレベルと比較して合金の流速を更に減少させる働きをする。代案として、その末広がり状の端部３５は図３，４を参照して説明される如きスプレッダーコーン(spreader corn)と協働することができる。この場合、末広がり状端部３５は合金流速を更にかなり減少させることができる。
【００３８】
合金流れ経路のＣＥＭ１８は中心にハウジング２０のボアが開口している浅い方形のチャンネル３６によって限定されている。チャンネル３６は鋳型半体１２と１３によって限定され、かつ鋳型半体１２と１３間に分離平面Ｐ−Ｐと平行なその幅および長さ寸法をもつ。かくして、チャンネル３６はノズル１６と直角をなす。
【００３９】
チャンネル３６はダイキャビティ１０と１１の各々に合金流れを提供し、その際、合金流速はＣＥＰ２４の出口端２４ｂに存在するレベルより下に減少する。このことは図１に示す破線円で示される如く、端２４bからチャンネル３６内で径方向外方へ広がる合金によって達成される。かくして、合金はＣＥＰ内で得られた半‐固体状態又はチキソトロピー状態に保持され、そしてその状態において、合金はチャンネル３６内で端２４ｂから径方向に対して接線状をなす膨張正面(expanding front)を進む。合金の膨張する流れはチャンネル３６の反対の両側に達したとき、抑圧されるが、チャンネル３６の開口端３６aと３６bの各々に減少した流速で流れ続けるよう分割され、そのチャンネル３６によってチャンネル３６はダイキャビティ１０と１１と夫々連通する。キャビティ１０に通じるチャンネル３６の部分にわたって、チャンネル３６の反対の両側は実質上平行であり、そのため減少した流速が開口端３６ａの前の短い距離の所で得られるようになっている。しかし、キャビティ１１に通じるチャンネル３６の部分では、、反対の両側は流れ方向に末広がり状に広がり、そのため流速は開口端３６ｂで減少した流速を得るために減少し続けることができようになっている。
【００４０】
合金流れは各ダイキャビティ１０，１１を充填し続ける。キャビティ１０，１１の各々の全体を通じての合金流れはＣＥＰ２４の端２４bの流速より十分低い流速にあることができ、合金流れに対するその背圧は合金を半‐固体又はチキソトロピー状態に維持することができる。即ち、たとえその中で流速が増すことができるダイキャビティの領域があるとしても、かかる増大は液体状態へ戻る有意な局部的逆戻りを可能にする程十分となることはできない。
【００４１】
鋳型半体１２，１３の配置は、キャビティ充填が完了したとき、各ダイキャビティ１０，１１内の合金からの熱エネルギーの抽出は,各キャビティ１０，１１内のそしてチャンネル３６に沿ってＣＥＰまで戻る合金が急速に硬化するようなものである。薄い横断面のチャンネル３６はこのことを容易にする。また、主に鋳型半体１２とそのインサート２６による熱エネルギー抽出は、ＣＥＰ２４の端２４ｂの周りにおけるハウジング２０とインサート２６間の金属対金属の接触に起因して、コイル３０による加熱にもかかわらず、その冷却はＣＥＰ内へ戻るよう進むことを可能にする。
【００４２】
図３，４は、この場合高圧ダイカスト機械の単一キャビティ鋳型を使用して、鋳物を製造する配置の第２実施例を示す。この第２実施例もまた、上述の如き本発明の第１形に従っているが、図１，２における如き平らなチャンネルよりもすしろ、のこ歯状チャンネル形を利用している。これらの図１，２の部分に対応する部分には同じ参照数字に１００を加えた数字を付している。しかし、鋳型半体は図示していないが、ノズル１１６のハウジング１２０の一部のみが図示されている。
【００４３】
図３，４では、ＣＥＭ１１８のチャンネル１３６の端はＣＥＰ１２４が連通している丸‐端付きの平らな部分４０をもつ。また、上述の如く、チャンネル１３６は部分４０とダイキャビティ１１０の間に部分４２をもち、このダイキャビティは部分４２を貫流する合金流れの方向に対して横向きに延びている。
【００４４】
可動のダイ半体は示されていないが、その半体のスプレッダーコーン４６を示している。鋳型ダイ半体が一緒に締め合わされると、コーン４６は、ＣＥＰ１２４の出口端１２４bを越えて、ノズルハウジング１２０のボアの末広がり状端部１３５内に受け入れられる。かくして、ＣＥＰ１２４から流れる半‐固体又はチキソトロピー合金はチャンネル１３６に入る前に円錐台形状に広がる。部分１３５とコーン４６のコーン角度に依存して、チャンネル１３６に入る合金の流速は、それは普通は実質上変化しないけれども、ＣＥＰ１２４の出口端１２４bで得られる流速と同じか、又は僅かに異なることができる。
【００４５】
チャンネル１３６内において、合金は最初に径方向に広がり、それによって流速を減少させる。チャンネル１３６の部分４２を通して流れるとき、チャンネル１３６の反対の両側が端１３６aへ向かって末広がり状になることに起因して、流速は更に減少して、開口端１３６aへ行く。かくして、ダイキャビティ１１０へ流入してそれを充填する合金は半‐固体又はチキソトロピー状態に維持されることができる。チャンネル１３６の部分４２ののこ歯状輪郭（１つ又は１つより多い歯をもつ）は背圧を増し、それによって合金をその状態に維持するのを助ける。詳述した差異は別として、図３，４の配置の全性能は図１，２参照して説明したものと実質上同じである。
【００４６】
図５は図３，４の実施例の第１の変形例を示す。図５の変形例はＣＥＰ１２４の出口端１２４bがチャンネル１３６と直接連通している点を除けば、図３，４の形と形全体において同じである。即ち、ハウジング１２０のボアのための末広がり状部分がなく、それ故スプレッダーコーンは必要ない。
【００４７】
図６の部分図（ダイキャビティは示されていない）は図３，４の実施例の第２の変形例を示す。図６の変形例は、ＣＥＭ１１８のチャンネル１３６の部分４２がのこ歯状よりはむしろ起伏する輪郭又は波形輪郭をなしている点を除けば、図３，４と形全体において同じである。しかし、図６の輪郭は更に適当な背圧を提供する。
【００４８】
図７，８の第３実施例もまた上述の発明の第1形に従ったものである。図７，８の実施例では、図１，２の部分に対応する部分には同じ参照数字に２００を加えた数字を付している。
【００４９】
図３，４の実施例と同様に、図７，８の第３実施例は単一キャビティ鋳型を用いて鋳物を作るためのものである。しかし、この場合、ＣＥＭ１１８のチャンネル２３６はのこ歯状輪郭の一部を含んでいない。むしろチャンネル２３６は平らな頂部と底部の主面をもつ。また、これらの面は、出口端２３６aとキャビティ２１０へ向かって、全体を通じて合金流れの方向に僅かに収斂している一方、チャンネル２３６の反対の両側はその方向に末広がり状に広がっている。この配置は、流れ方向において、チャンネル２３６は細長い薄い開口端２３６aに向かって横の横断面積を増すようになっていて、合金流速はＣＥＰ２２４の出口端２２４ｂの流速より低い適当なレベルまで漸次減少するようになっている。
【００５０】
図７、８の実施例では、ランナー２２２とＣＥＰ２２４は鋳型半体２１２、２１３間で分離平面Ｐ−Ｐと平行に延び、そしてキャビティ２１０から遠隔のチャンネル２３６の端と連通する。ランナー２２２とＣＥＰ２２４はノズルによるよりはむしろ、半体２１２、２１３によって限定される一方、それらはＣＥＭ２１８のチャンネル236及びキャビティ２１０の中心線と整列している。ランナー２２２の入口端への溶融合金の供給は主ランナー又はノズルのボアを経て行われることができ、かかる主ランナー又はノズルボアはＣＥＰを含んでおらず、かつ分離平面Ｐ−Ｐに対して直角をなすように、固定鋳型半体２１２を通して延びている。
【００５１】
チャンネル２３６内に、弓形の壁５０があり、この壁はチャンネル２３６の頂部と底部の主面間に延びている。壁５０はＣＥＰ２２４の出口端２２４に向かって開口する凹所５２を限定しており、そのため合金と共にチャンバ２３６内に持ち運ばれる前の鋳造サイクルから来るあらゆる固体スラッグ等が捕そくされて保持されることができるようになっている。
【００５２】
図７，９の実施例で行う作業は図１，２及び図３，４に関する説明からほぼ分かるだろう。
【００５３】
図９，１０の第４実施例は図１，２の第１実施例と多くの点で類似している。図９，１０はまた、上述の発明の第１形に従っており、図１，２の部分に対応する部分には同じ参照数字に３００を加えた数字を付している。
【００５４】
図８，９の実施例では、その配置は高圧鋳造機械を用いて鋳物を製造するために備えている。該機械はその鋳型半体３１２，３１３間に２つのダイキャビティ３１０、３１１を限定する鋳型をもつ。また、ダイ半体は分離平面Ｐ−Ｐと平行なキャビティ３１０、３１１間に延びる細長いチャンネル３３６を限定する。チャンネル３３６は合金流れ経路のＣＥＭ３１８を形成し、その第１部分はランナー３２２とＣＥＰ３２４によって提供される。ランナー３２２とＣＥＰ３２４は分離平面Ｐ−Ｐに直角をなす固定鋳型半体３１２内に取り付けられたノズルのハウジング３２０によって限定される。ＣＥＰ３２４はキャビティ３１０、３１１の間の中程でチャンネル３３６と連通し、合金が反対の両方向に流れて各キャビティ３１０、３１１へ流入するよう分割されるようになっている
【００５５】
ＣＥＰ３２４の出口端３２４bから、合金はハウジング３２０のボアの端部分３３５内に広がり、次いでチャンネル３３６の中心領域５４に入る。領域５４で、チャンネル３３６の深さは増し、領域５４が合金流れを安定化するのを助けることができる円形凹所を提供するようになっている。領域５４から合金は、チャンネル３３６の各開口端３３６a、３３６bへ向かって次いで夫々のダイキャビティ３１０、３１１内へ、反対の両方向へ流れるように分割される。
【００５６】
該機械の加圧源からランナー３２２内へ受け入れた溶融合金は、ＣＥＰ３２４の端３２４aで得られた流速から端３２４bで得られた流速まで、ＣＥＰ３２４内の流速を減少させられる。この減少は合金状態が溶融から半‐固体又はチキソトロピーへ変化させられるようなものである。合金流れ経路の残部は、流速がチャンネル３３６の夫々の開口端３３６a、３３６bまでずっと引き続き減少するようなものである。この引き続き減少することは、合金が、領域５４のハウジング３２０の出口端から径方向に、チャンネル３３６の反対の両側によって許される程度まで、広がることからもたらされる。合金は次いで、反対の両端３３６a、３３６bの各々まで、チャンネル３３６に沿って流れ、その際、流速は領域５４から反対の両端３３６a、３３６bまで僅かに末広がり状になっている反対の両側に依って、減少し続ける。最後に、チャンネル３３６は開口端３３６a、３３６bが夫々連通をなす各ダイキャビティ３１０、３１１の端に対して或る角度をなして傾斜しているので、端３３６a、３３６bはチャンネル３３６の縦長さに対して直角をなす横の横断面より大きい面積をもち、それによって端３３６a、３３６bの合金流速を引き続き減少させるとができる。
【００５７】
該配置は、開口端３３６a、３３６bを通過する合金がＣＥＰ３２４の出口端３２４bの流速より実質上低い流速をもつようなものである。実質的に低い流速は、半‐固体又はチキソトロピー状態に合金を維持しかつダイキャビティ３１０、３１１の充填中その状態を維持することを容易にするようなものである。該配置はまた、ダイ充填が完了した時、キャビティ３１０、３１１中の合金の急速な硬化を容易にし、その硬化が、キャビティ３１０、３１１から戻ってチャンネル３３６に沿ってＣＥＰ３２４内へ急速に進むことができるようなものである。
【００５８】
12mm 長さのＣＥＰを利用する図9に従った１動作例では、ＣＥＰの横断面積はその入口端３２４aからその出口端３２４bまで 30 ％だけ増大した。この増大は流速をそれ相応に減少させ、そして端３２４aの溶融状態から端３２４bの半‐固体又はチキソトロピー状態まで合金を変化させた。この動作例では、チャンネル３３６の開口端３３６a、３３６bの結合面積はＣＥＰ出口端３２４bの面積より約 45 ％大きく、端３３６a、３３６bの流速をそれ相応に更に減少させた。これに関して、認められるだろう。各開口端３３６a、３３６bはＣＥＰ端３２４ｂの面積より小さい面積をもち、各開口端３３６a、３３６bは全合金流れのほぼ半分を融通してやった（図１，２の配置の端３６a、３６bの場合における如く）。
【００５９】
動作例では、開口端３３６a、３３６bは 30 mm の幅と、0.9 mm の深さをもった。ダイキャビティ３１０は分離平面Ｐ−Ｐに直角をなす 2 mm 深さ寸法をもつ一方、キャビティ３１１は 1 mm のそれに対応する寸法をもった。各ダイキャビティでは、合金はダイキャビティを充填するために正面を流れることができ、合金は夫々の開口端３３６a、３３６bから離れていくときに広がった。かくして、合金流速は各キャビティ３１０、３１１内で減少し、合金が液体状態に逆戻りする傾向を相殺した。
【００６０】
図９、１０の配置では、開口端３３６a、３３６bの傾斜は、夫々のキャビティ３１０、３１１のかど部を横切って合金を差し向けるようなものであり、このことは有利であることが分かる。この傾斜は合金流れに対する背圧を増すことが分かっている。この背圧は合金を半‐固体又はチキソトロピー状態に維持するのを助ける。また、端３３６ｂに隣接して、チャンネル３３６が短い長さ３３６cを備え、この長さは分離平面Ｐ−Ｐに対して傾斜しており、また、これは適当な背圧を維持することを助ける。
【００６１】
図１１，１２は上述の発明の第２形に従った本発明の第５実施例を示す。図１１，１２では、図示の合金流れシステムは、固定鋳型半体６０と可動の鋳型半体６１の間の分離平面Ｐ−Ｐに平行にダイキャビティ６２まで延びる合金流れ経路をもつ。流れ経路は一緒に流れ経路の第１部分を限定しているＣＥＰ６４と整列しているランナー６３を含んでいる。流れ経路の第２部分チャンネル６６の形をなすＣＥＭを含み、このチャンネルは反対に向いているＣ形アーム６７，６８をもつ。アーム６７は一部のみを示しており、このアーム６７はアーム６８と同じ形のものであるが、反対に向いている。
【００６２】
ＣＥＭチャンネル６６の各アーム６７，６８は、夫々の第１部分６７a、６８aをもち、これらの部分はＣＥＰ６４の出口端６４bの拡大部６９から横向き外方に延びている。部分６８aの外端から、アーム６８は第２部分６８bをもち、この第２部分はＣＥＰ６４と同じ方向に、しかしそれから離れるように延びている。部分６８bを越えた所に、アーム６８は第3部分をもち、この部分はＣＥＰ６４の延長線に向かって横向き内方に延びている。図示していないが、アーム６７はまた、部分６７aを越えた所に、夫々の第２と第３部分をもつ。これらの部分はアーム６８の部分６８ｂ、６８cに相当する。各アーム６７，６８はキャビティ６２の１端のＵ形凹所７２内でダイキャビティ６２と連通する。
【００６３】
ランナー６３、ＣＥＰ６４及びチャンネル６６は、図１２のアーム６７の部分６７aについて示す如く、横断面で左右対称の台形をなしている。ランナー６３はその長さの大部分に亘って均等な横断面積をもつが、その外端に隣接した所で、それはＣＥＰ６４の入口端６４aの面積まで先細になっている。端６４aから、ＣＥＰ６４はその出口端６４bまで横断面積を増大させている。流れ経路の拡大部６９からチャンネル６６の各アーム６７，６８はその遠隔端に隣接した最大部にまで横断面積を増している。
【００６４】
動作例は図１１，１２に基づくものであり、かつ単一のダイキャビティ鋳型をもつ熱チャンバ圧力ダイカスト機械でマグネシウム合金鋳物を製造するために使用された。その配置は、機械供給源からの溶融マグネシウム合金が流速が 50 m/sec であるランナー６３の入口端に圧力供給されるようなものであった。ランナーの先細状の出口端で、流速はＣＥＰ６４の入口端６４aで 150 m/s を得るように増大させられた。端６４aから、ＣＥＰ６４の流速は出口端６４ｂで 112.5 m/s のレベルまで減少させられた。拡大部６９から、合金は各アームに沿って流れるために均等に分割された。アーム６８について示された場所A乃至Eに関しては、合金流速はAにおける 90 m/s 、Bにおける 80 m/s 、Cにおける 70 m/s 、D における60 m/s、E における 50m/s まで夫々増大させられた。
【００６５】
各アームは細長い開口を備え、この開口によってアームはダイキャビティ６２と連通した。場所C, D, Eおよびアーム６８の端に関してみれば、アーム６８のための（及び同様にアーム６７のための）開口は Cから D まで 0.5 mm の,ＤからＥまで 0.6 mm の、及びEから端まで 0.8 mmの平均幅をもっていた。各スロットの全長は 35.85 mm であり、それを通る全体にわたる流速はCにおける 70 m/s から、Eを越える各アームの端における 50 m/s より小さい値まで、減少した。
【００６６】
各鋳物の製造において、合金の状態はランナー63内の溶融状態からＣＥＰ６４内の半‐固体又はチキソトロピー状態まで変化した。この変化はチャンネル６６に沿った流れを通じて、そしてダイキャビティ充填中ずっと保持された。鋳物は、合金を半‐固体又はチキソトロピー状態に維持すること及びダイキャビティ内におけるそして次のチャンネル６６に沿ってＣＥＰ６４内へ戻る急速硬化に由来する格別の品質とミクロ組織をもつものであった。
【００６７】
図１３は図１１、１２の配置の変形を示し、対応する部分には同じ参照数字に１００を加えた数字を付している。図１３は合金をランナー１６３に供給する主ランナー７０を示している。この場合、ＣＥＭチャンネル１６６のアーム１６７，１６８は各々キャビティの真っ直ぐな端に沿ってダイキャビティと連通している。ＣＥＰ１６４は、マグネシウム合金に使用するために、入口端１６４aの 150 m/sec から出口端１６４b の 112 m/secまで流速を減少させるために備えている。チャンネル１６６の各アーム内では、流速はAにおける 95 m/sec、Bにおける85 m/sec、Cにおける 75 m/sec、及び各アーム１６７、１６８の端における 65 m/secにまで更に減少する。各アームからダイキャビティへ至る開口は各場所Dの直前から各アームの端まである。この配置による作業は図１１，１２につき説明する通りである。
【００６８】
図１４，１５はＣＥＰ１６４とチャンネルＣＥＭ１６６について、図１３の変形例の更に詳細な細部を示す。このために、図１３に関して詳述した如く、マグネシウム‐合金の適当な横断面積と流速は下記の通りである：
場所          面積（mm2)
164a           6.4 
164b           8.5
A              6.0
B              6.8
C              8.0
D              9.6
【００６９】
明らかになる如く、場所A乃至Dについて示された面積はＣＥＭチャンネル１６６の１つのアームについてのものである。しかし、これに関して、ＣＥＰ１６４の面積は、各アームはＣＥＰを通して流れる合金の半分だけの流れのために備えるという事実を考慮する必要がある。
【００７０】
図１６は分離平面に直角をなす方向で見た本発明の別の実施例の流れシステムの一部を示す。図１７，１８は図１６の配置の代替例を示す。
【００７１】
図１６乃至１８では、溶融合金をＣＥＰ８０に流すランナーは示されていない。しかし、それとＣＥＰ８０は流れシステムの流れ経路の第１部分を構成する一方、チャンネル８２、チャンバ８４及びチャンネル８６は第２部分又は流れシステムのＣＥＭを構成する。合金は、ＣＥＰ８０内で半‐固体又はチキソトロピー状態への状態変化を受けた後、チャンネル８２へ流れ、チャンバ84内へ入り、次いで各チャンネル８６を通って単一の又は夫々のダイキャビティ（図示せず）へ流れて行く。チャンネル８２はＣＥＰ８０の出口端より大きい横断面積をもち、この横断面積は一定とすることができるか又はそれはチャンバ８４まで増すことができる。何れの場合にも、それはＣＥＰ８０の出口端で得られたものより低い合金流速を提供する。チャンバ84内で合金流れは広がることができ、流速の更なる減少をもたらす。チャンバ８４から合金流れは各チャンネル８６に沿って延びるように分かれ、そしてチャンネル８２のように、各チャンネル８６はその中の又はそれに沿った合金流速の更なる減少のために備える。合金流れが分割されると、チャンネル８６は、流速がまだ減少している間に、チャンネル８２より小さい横断面積をもつことができる。
【００７２】
チャンバ８４は図１７に示す如くチャンネル８２とチャンネル８６より薄くすることができるか、又はそれは図１８に示す如くより厚くすることができる。代替例としてそれはチャンネルと同様な厚さとすることができる。
図１６乃至１８の配置を用いた作業は上述の実施例を参照してなした説明から大体理解されるだろう。
【００７３】
図１９は本発明の別の実施例を使用して作られた鋳物９０を示す。この鋳物は、金属の繋ぎ部９２によって隣接端で連続して接合された１対の横に隣接した引張り棒９１を含み、この繋ぎ部は引張り棒９１が鋳造された夫々のダイキャビティ間に金属を流すために備えるチャンネル内で硬化したものである。鋳物９０は鋳型から放出された状態で図示されており、従ってそれは合金をダイキャビティに供給した金属流れ経路の一部に沿って硬化した金属９３を含んでいる。金属９３はＣＥＭ内で硬化した金属セクション９４と、金属流れ経路のＣＥＰ内で硬化した金属セクション９５を含んでいる。
【００７４】
引張り棒９１を得るために、鋳物９０は繋ぎ部９２の各端と各棒９１の夫々の側面の間の接合部に沿って切り離される一方、金属９３はそれが取り付けられている引張り棒９１の側面から切断される。切断された金属９３の形状は図２０，２１に更に詳細に示されている。勿論、金属９３は本発明の金属流れシステムの対応するセクション９６と同じ形をもつ。図２０，２１中の金属９３の更なる説明は、それに対応するセクション９６を描写しているかのように金属９３を参照してなされる。金属セクション９４と、９５はかくして夫々対応する金属流れシステムのＣＥＭ９７とＣＥＰ９８を表現しているようにみなされる。ＣＥＭ９７とＣＥＰ９８のこの描写を続けるために、ＣＥＰ９８の入口端９８aに合金を移行かせるランナー９９の出口端セクションは破線輪郭で示されている。陰線付き部分は分離平面Ｐ−Ｐ上で分離可能なかつダイキャビティと金属流れシステムを限定する夫々の鋳型半体１０１，１０２を表す。
【００７５】
図２０、２１から分かる如く、ＣＥＭ９７は全体的に方形をなし、ランナー９９とＣＥＰ９８は長手方向で整列している。ＣＥＰ９８の出口端９８bはＣＥＭの１端の中央でＣＥＭ９７と連通している。かくして合金はＣＥＰ出口９８bからその遠隔端に向かってランナー９９とＣＥＰ９８の方向にＣＥＭ９７を通って流れる。しかし、遠隔端に向かってＣＥＭ９７は短い二次ランナー１００に対して横に開口しており、このランナーを通って合金は引張り棒９１が鋳造される連続したダイキャビティのうちの最初のキャビティに行くことができる。
【００７６】
ＣＥＰ出口９８ｂからその長さの第１部分に沿って、ＣＥＭ９７は合金の流れ全体に亘って抵抗を生じる形のものである。このことは、ＣＥＭ９７を通る合金流れに対して横に延びかつＣＥＭのほぼ方形の形内に突き出る夫々の鋳型部分によって限定される互い違いに配列したリブによって達成される。ＣＥＭ９７の幅と、連続するリブ間の最小距離Ａは所定の合金に要求される流速が得られるように計算される。かくして、例えば、入口９８a の150 m/s から出口９８bの 100 m/s まで流速が減少することによって、ＣＥＰ９８を通るその流れ中で液体から半‐固体に状態変化をするマグネシウム合金は、ＣＥＭ９７を通るその流れ中で流速が更に減少させられることができ、それによって、たとえその流れの間に或る程度まで流速を増しても、合金はダイキャビティ全体を通じてその半‐固体状態に保持される。
【００７７】
図２０，２１に示す形の金属流れシステムでは、図１９に示す如き引張りテスト棒９１は製造することができ、これは半‐固体合金の急速な硬化を暗示する均一な微細なミクロ組織の保持を示すミクロ組織を各棒９１のゲージ長さと掴み端にもつ。更に、第１の棒９１は実質上多孔性を有しない一方、第２の棒９１もまた、最後に充填する掴み端にある許容できる多孔度を除いては、実質上多孔性を有しないことが分かった。これは、引張り棒の製造において一端からの流れを使用する通常の圧力ダイカストで得られる結果とは著しい対照をなす。その通常の鋳造法では、第１のダイキャビティの遠隔端において不満足なダイキャビティ充填が通常経験される一方、２つの引張り棒を連続して製造することは実際的でない。
【００７８】
上述の如く、溶融状態から半‐固体又はチキソトロピー状態への合金の必要な変化を達成するための流速は使用される合金に依存する。マグネシウム合金では、ＣＥＰの入口端の流速は一般に、約 60 m/s より大きく、好適には約 140 乃至 165 m/sである。アルミニウム合金では、入口端の流速は一般に、40 m/s より大きく、例えば約 80 乃至 120 m/sである。半‐固体又はチキソトロピー状態へ変換できる亜鉛及び銅合金の如き他の合金では、ＣＥＰ入口端流速は一般的に、アルミニウム合金のそれと同様であるが、個々の合金に独特な性質に従って変えることができる。ＣＥＰ内で達成されるべき流速の減少は、入口端の流速の約 50 乃至 80 ％、例えば 65 乃至 75 ％ であるＣＥＰ出口端の流速を達成するようなものである。即ちＣＥＰの出口端と所定の又は各ダイキャビティへの入口の間で、本発明のシステムのＣＥＭ内で得られる流速の更なる減少は、ＣＥＰの出口端の流速の 20 乃至 65 ％の範囲にわたることができる。該配置は好適には、特定の又は各ダイキャビティ中の流速の増大は、特定の又は各ダイキャビティ全体を通じて流れる間にもしあるとすれば、ＣＥＰの出口端の流速の約 75 ％を超えないレベルまでとなるようなものである。
【００７９】
最後に、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、上述の部分の構成及び配置に種々の変更、変形及び/又は付加を導入し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施例を示す、固定と可動の鋳型部分の間の分離平面上でとった２キャビティ型の鋳型配置の概略図である。
【図２】図１の線II 上でとった拡大断面図である。
【図３】図１と同様な概略図で、単一のダイキャビティをもつ本発明の第２実施例を示す図である。
【図４】図３の配置の側立面図である。
【図５】第２実施例の第１の変形例を示す、図４と同様な図である。
【図６】第２実施例の第２の変形例を示す、図４と同様な図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す、図３と同様な図である。
【図８】図７の配置の側立面図である。
【図９】図１と同様な図で、本発明の第４実施例を示す図である。
【図１０】図９の線X‐X上でとった部分断面図である。
【図１１】図３と同様な図で、本発明の第５実施例を示す図である。
【図１２】図１の線XII‐XII上でとった部分断面図である。
【図１３】図１１と同様な図で、本発明の第５実施例の第１の変形例を示す図である。
【図１４】図１と同様な図で、本発明の第５実施例の第２の変形例を示す図である。
【図１５】図１４の線XV‐XV上でとった部分断面図である。
【図１６】図３と同様な図で、本発明の第６実施例を示す図である。
【図１７】図１６の配置の側立面図である。
【図１８】図１７と同様な図で、第６実施例の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第７実施例を用いて作った鋳物の平面図である。
【図２０】第７実施例の一部の概略平面図である。
【図２１】図２０に示す配置の側立面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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