(57)【要約】【課題】ビレット表層部に形成される酸化物が、鋳造品の局所に入り込むのを抑制し、良品の鋳造品を得ることができるようにした半溶融鋳造装置を提供する。【解決手段】半溶融状態のビレットＢをプランジャ２２を用いてスリーブ２１から鋳型３０内に射出して、鋳造品を鋳造するための半溶融鋳造装置１Ａであって、該装置１Ａは前記ビレットＢの表面に形成された酸化皮膜を破砕する手段１１，２４を備える。【選択図】図１
2008055490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半溶融状態のビレットをプランジャを用いてスリーブから鋳型内に射出して、鋳造品を鋳造するための半溶融鋳造装置であって、
該装置は前記ビレットの表面に形成された酸化皮膜を破砕する手段を備えることを特徴とする半溶融鋳造装置。
【請求項２】
前記破砕手段は、前記ビレットの表面に溝を形成する溝形成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項３】
前記溝形成手段は、前記ビレットの表面に複数の第一の線状溝を形成する第一の溝形成手段と、該第一の線状溝に交叉するように前記ビレットの表面に複数の第二の線状溝を形成する第二の溝形成手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項４】
前記第一又は第二の溝形成手段のいずれか一方又は双方は、前記ビレットを把持し搬送可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項５】
前記第二の溝形成手段は、前記スリーブ内又はスリーブの射出方向先端に配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項６】
前記破砕手段は、前記ビレットの射出時に射出方向に沿った軸を回転軸として前記ビレットを回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項７】
前記回転手段は、前記プランジャの射出方向の推力の一部を回転力に変換する機構を備えることを特徴とする請求項６に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項８】
前記スリーブの内壁は、前記回転手段の回転により前記ビレットが回転しながら前記内壁に接触したときに前記酸化皮膜を破砕することが可能な突条部が形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の半溶融鋳造装置。
【請求項９】
半溶融状態のビレットをプランジャを用いてスリーブから鋳型内に射出して、鋳造品を鋳造する半溶融鋳造方法であって、
該方法は、ビレットの表面に形成された酸化皮膜を破砕するための工程を含むことを特徴とする半溶融鋳造方法。
【請求項１０】
前記酸化皮膜の破砕工程は、前記ビレット表面に溝を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の半溶融鋳造方法。
【請求項１１】
前記ビレット表面に溝を形成する工程は、前記ビレットの表面に複数の第一の線状溝を形成する第一の溝形成工程と、該第一の線状溝に交叉するように前記ビレットの表面に複数の第二の線状溝を形成する第二の溝形成工程とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の半溶融鋳造方法。
【請求項１２】
前記酸化皮膜の破砕工程を、前記ビレットの射出時において前記ビレットの表面をスリーブの内壁に接触させながら、射出方向に沿った軸を回転軸として前記ビレットを回転させることにより行うことを特徴とする請求項９に記載の半溶融鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半溶融状態にしたビレットを用いて鋳造を行う装置及びその方法に係り、特に、半溶融状態に加熱されたビレット表面の酸化皮膜を破砕するに好適な半溶融鋳造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デンドライトを分断した粒状α相と、それらの間を埋める共晶組織と、を含む結晶構造の金属材料を用いた鋳造方法が幅広く知られている。具体的には、この鋳造方法において、金属材料であるビレットを加熱して固相α相と液相（溶融した共晶組織）とが共存する状態（固液共存状態）にし、ビレットを鋳型のキャビティ内に圧入して製品を鋳造している。このような方法によれば、金属材料中のα相が球状に近い形状となることから鋳造の際にはα相同志がからみ合わないので、優れた成形性を得ることができる。さらに、材料の成形温度と凝固温度との温度差が小さいので凝固時の収縮量が小さく、ヒケのない寸法精度のよい良質の鋳造品を得ることができる。
【０００３】
また、この他にも、金属材料を溶解した後に、晶出したα相を分断するように電磁攪拌しながら冷却し、固相（α相）と液相とが共存する半凝固状態にした金属材料を用いて鋳造する方法が取られることがある。この方法は半凝固鋳造方法と呼ばれることもあり、半溶融鋳造方法と同様の利点があることから、広く用いられる。
【０００４】
ところで、ビレットは、遠心攪拌して製造されることが一般的であり、ビレット中の酸化物は比重が大きいため外周方向に移動し易い。さらに、遠心攪拌により製造されたビレットは、鋳造前には固相率が３０％〜５０％となるように加熱され、ビレット表面は、その内部に比べて大気に触れて酸化し易い。このようにして、鋳造前のビレットには、遠心攪拌と大気接触とにより表面に酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜は、成形後の鋳造品の内部に酸化物として局所的に入り込むことがあり、この場合には鋳造品は部分的に所望の強度を得られないことがあった。
【０００５】
このような問題を鑑みて、例えば、図８に示ように、射出スリーブ７１と、該射出スリーブ７１内に設置され射出スリーブ７１の軸線方向に進退可能なプランジャ７２と、射出スリーブ７１と鋳型８０との間に該射出スリーブ７１の内径よりも小さい内径となるように突出部７４Ａを形成したスライド型７４を少なくとも備えた成形装置７０が提案されている（特許文献１参照）。このような装置７０は、スリーブ内径よりも小さい径となるように突出部７４Ａを形成し、ビレットＢを射出する際に、突出部７４Ａが、ビレットＢの表面に形成された酸化皮膜を含む表層部を削り取り、酸化皮膜を鋳造品内に入れないようにしたものである。
【特許文献１】特開平１０−１７５０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の鋳造装置を用いた場合には、プランジャの加圧力を利用して、突出部７４ＡによりビレットＢの表層部を削り取ることはできるが、削り取られた酸化皮膜を含んだ固相率の高い酸化物Ｃは、図８に示すように、突出部７４Ａのプランジャ射出方向後方側に堆積し、再びビレットＢ内に巻込まれることがある（図８白抜き矢印）。この結果、ビレットＢ内に巻込まれた酸化物Ｃは、塊となって半溶融状態の合金材料と共に、鋳型８０のキャビティ８１内に流入してしまい、鋳造品の局所に入り込むことがある。こうして得られた鋳造品は、前記したように所望の強度を得ることができず、品質不良になってしまう。さらに、ビレットＢの酸化皮膜を含めた表層部を削り取るため、ビレットＢから製品への歩留まりも良いとはいえない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、半溶融又は半凝固状態のビレットを用いて鋳型のキャビティ内に鋳造品を鋳造する半溶融鋳造において、ビレット射出時にビレット表層部に形成される酸化物が、鋳造品の局所に入り込むのを抑制し、歩留まり良く良品の鋳造品を得ることができるようにした半溶融鋳造装置及び半溶融鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は、ビレットに形成された酸化皮膜は厚みが薄く、半溶融状態のビレットに比べて脆いため、このような酸化皮膜は細かく破砕し易いという点に着眼した。この点に基づいて、発明者は多くの実験と研究を行うことにより、ビレットがキャビティ内に射出される前に予め酸化皮膜を細かく破砕しておけば、たとえ酸化皮膜が鋳造品内に入り込んだとしても、分散して酸化皮膜が鋳造品に入り込み、鋳造品の強度を殆ど低下させることが無いとの新たな知見を得た。
【０００９】
本発明は、このような新たな知見に基づくものであり、本発明に係る半溶融鋳造装置は、半溶融状態のビレットをプランジャを用いてスリーブから鋳型内に射出して、鋳造品を鋳造するための半溶融鋳造装置であって、該装置は前記ビレットの表面に形成された酸化皮膜を破砕する手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記半溶融鋳造装置によれば、酸化皮膜を細かく砕き、鋳造品内に酸化皮膜を均一に分散させることが可能となるので、粗大な酸化皮膜が混在することによる鋳造品の強度低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る半溶融鋳造装置は、前記破砕手段が前記ビレットの表面に溝を形成する溝形成手段を備えることが好ましい。このような溝は、ビレットの表面に突条の表面を有した部材を押し当てることにより形成することができ、溝及びその近傍にある酸化皮膜を破砕することができる。
【００１２】
前記溝形成手段は、前記ビレットの表面に複数の第一の線状溝を形成する第一の溝形成手段と、該第一の線状溝に交叉するように前記ビレットの表面に複数の第二の線状溝を形成する第二の溝形成手段とを備えることが好ましい。
【００１３】
このように複数の第一及び第二の線状溝を形成することにより、ビレットの表面に形成された酸化皮膜を、第一及び第二の線状溝で囲まれた領域に相当する大きさにまで粉砕することができるため、効率良く均一に酸化皮膜を粉砕することが可能である。
【００１４】
また、前記第一又は第二の溝形成手段のいずれか一方又は双方は、前記ビレットを把持し搬送可能に構成されていることがより好ましい。通常、ヒータなどの加熱手段により半溶融状態に加熱されたビレットは、把持されて射出装置のスリーブ内に搬送される。このようなビレットを把持し搬送するタイミングにあわせて線状溝を形成することができるので、酸化皮膜を破砕する工程を新たに追加することはなく、鋳造することができる。
【００１５】
本発明に係る半溶融鋳造装置は、第二の溝形成手段が、前記スリーブ内又はスリーブの射出方向先端に配置されていることがより好ましい。前記配置により、ビレットを射出する直前に線状溝を形成し、酸化皮膜を破砕することができるので、ビレットの放熱によりビレットの溝部に新たに酸化皮膜が形成される前に鋳造を行うことができる。この結果、より良品の鋳造品を製造することができる。
【００１６】
また別の態様として、本発明に係る半溶融鋳造装置は、前記破砕手段が、前記ビレットの射出時に射出方向に沿った軸を回転軸として前記ビレットを回転させる回転手段を備えることがより好ましい。
【００１７】
前記回転手段を設けることにより、ビレットの表面とスリーブの内面を接触させながらビレットに射出方向に沿った直線運動に加えて回転運動をも与えることができるので、鋳型内にビレットが射出される直前に、ビレット表面の酸化皮膜を破砕することができる。
【００１８】
前記回転手段は、例えばプランジャそのものを回転させるような駆動機構を設けてもよいが、より好ましくは、前記回転手段は、前記プランジャの射出方向の推力の一部を回転力に変換する機構を備える。該機構を設けることにより、より安価にビレットに回転運動を与えることができる。このような機構としては、回転自在に加圧装置に接続されたプランジャと該プランジャが収容されたスリーブの摺動面にねじなどの螺旋状の溝を設けることが好ましい。該溝を設けることにより、ビレット表面が前記溝間の山部（突条部）に押し当てられた状態で、ビレットに回転運動と射出方向に沿った直線運動からなる複合運動を与えることができるので、より効率よくビレット表面の酸化皮膜を破砕することができる。
【００１９】
また、前記スリーブの内壁は、前記回転手段の回転により前記ビレットが回転しながら前記内壁に接触したときに前記酸化皮膜を破砕することが可能な突条部が形成されていることがより好ましい。射出により押出されたビレットは、鋳型内に形成されたキャビティに流入する際に圧縮され、ビレット表面はプランジャ内壁の突条部に押付けられるため、酸化皮膜をさらに破砕することができる。
【００２０】
本発明として、このような半溶融鋳造装置を用いたより好適な鋳造方法も開示する。本発明に係る半溶融鋳造方法は、半溶融状態のビレットをプランジャを用いてスリーブから鋳型内に射出して、鋳造品を鋳造する半溶融鋳造方法であって、該方法は、ビレットの表面に形成された酸化皮膜を破砕するための工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
このようにして、半溶融鋳造を行うことによりビレット表面に形成された酸化皮膜を、鋳造品内に分散して入り込ませることが可能となり、強度低下の無い良品の鋳造品を得ることができる。
【００２２】
本発明の鋳造方法によれば、半溶融状態で鋳造を行うこと、酸化皮膜が形成されることの条件を満たせばビレットの材質は特に限定されるものではないが、特に、酸化皮膜の破砕のし易さ等を考慮するとアルミニウム合金、マグネシウム合金のビレットに有効である。
【００２３】
また、酸化皮膜の破砕工程は、前記ビレット表面に溝を形成する工程を含むことが好ましく、前記ビレット表面に溝を形成する工程は、前記ビレットの表面に複数の第一の線状溝を形成する第一の溝形成工程と、該第一の線状溝に交叉するように前記ビレットの表面に複数の第二の線状溝を形成する第二の溝形成工程とを含むことが好ましい。
【００２４】
また、別の態様としては、前記酸化皮膜の破砕工程を、前記ビレットの射出時において前記ビレットの表面をスリーブの内壁に接触させながら、射出方向に沿った軸を回転軸として前記ビレットを回転させることにより行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による半溶融装置を用いた場合、又は、半溶融鋳造方法を行った場合には、ビレット表面に形成された酸化皮膜を鋳造品内に分散して取り込ませることが可能となり、鋳造品の強度低下を低減することができる。このような結果、良質の鋳造品を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、図面を参照して、本発明に係る半溶融鋳造装置の実施形態に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、第一実施形態に係る半溶融鋳造装置１Ａの全体構成図を示しており、図２は、本実施形態に係る装置１Ａにより鋳造するに好適な半溶融鋳造方法を説明するための図を示している。第一実施形態に係る半溶融鋳造装置１Ａは、図１に示すように、半溶融状態に加熱されたビレットＢを把持し、搬送するための把持搬送装置１０と、該把持搬送装置１０により搬送されたビレットＢを射出して鋳造品をするための射出装置２０と、を少なくとも備えている。
【００２８】
把持搬送装置１０は、半溶融状態に加熱された円柱状のビレットＢを把持し、該把持時にビレットＢの表面の周方向に沿って線状の溝を形成するための把持部（第一線の状溝形成手段）１１を少なくとも備えている。具体的には、図１に示すように、把持部１１は、円筒状であり、軸方向に沿って半割りの構造となっており、ビレットＢを挟持できるようになっている。さらに、把持部１１の円筒内面１１ａには、円周方向に沿って突出した突条部１２が軸方向に等間隔をもって複数形成されている。突条部１２を設けることにより、把持部１１がビレットＢを把持した際に、突条部１２がビレットＢの表面に当接し、該表面にビレットＢの円周方向に沿った線状溝（第一の線状溝）Ｌａを形成することができる。なお、把持部１１は、半溶融状態のビレットＢの温度に耐え得る材料として、セラミックスなどの耐熱材料からなる。
【００２９】
射出装置２０は、ビレットＢを内部に挿入可能な長尺円筒状のスリーブ２１と、該スリーブ２１の一端からスリーブ２１の内面に摺動自在に嵌合したプランジャ２２と、該プランジャ２２を介して射出方向（図１矢印方向）にビレットＢを加圧するための加圧装置（図示せず）と、を少なくとも備えている。
【００３０】
射出装置２０は、スリーブ２１の射出方向先端（他端）に、セラミックスなどの耐熱材料からなる円筒状のブッシュ（第二の線状溝形成手段）２４をさらに備えている。また、ブッシュ２４の内面２４ａには、軸方向に沿って突出した突条部２５が等間隔をもって形成されている。
【００３１】
また、スリーブ２１の他端側には、複数の型が型締めされた鋳型３０が配置されており、射出装置２０は、加圧装置によりプランジャ２２を介して加圧されたビレットＢが、ブッシュ２４を通過して鋳型３０内のキャビティ３１に射出可能となっている。このように構成することにより、射出装置２０はビレットＢを射出した際に、ブッシュ２４の突条部２５がビレットＢの表面に当接して、該表面にビレットＢの軸方向に沿った線状溝（第二の線状溝）Ｌｂを形成することができる。
【００３２】
なお、ブッシュ２４は鋳型３０の下型３２内に配置され、ブッシュ２４の突条部２５を含む内壁が鋳型３０の方案部を構成するようになっているが、ビレットＢの表面に、ビレットＢの軸方向に沿って線状溝を形成することができるのであれば、スリーブ２１内に前記ブッシュを配置してもよく、スリーブ２１の内周面に射出方向に沿って突条部が形成されていてもよい。
【００３３】
このように構成された半溶融鋳造装置１Ａを用いて行う半溶融鋳造方法を、図２を参照しながら以下に説明する。図２（ａ）に示すように、円柱状のビレットＢを準備し、ヒータＨにより加熱する。具体的に準備するビレットＢは、デンドライトを分断した粒状α相と、それらの間を埋める共晶と、を含む結晶構造を有した材料であり、ビレットＢは、固相と液相とが共存する半溶融状態となるように加熱される。なお、金属材料を溶解した後に、晶出したα相を分断するように電磁攪拌しながら冷却し、固相と液相とが共存する半凝固状態に加熱してもよい。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように、把持搬送装置１０を用いて、半溶融状態に加熱したビレットＢを把持する。具体的には、把持部１１の突条部１２をビレットＢの表面に当接させ、ビレットＢの表面に円周方向に沿って線状溝（第一の線状溝）Ｌａを形成させる（第一溝形成工程）。次に、図２（ｃ）に示すように、ビレットＢを把持した状態で把持搬送装置１０によりビレットＢを搬送し、開口部２１ａを介してスリーブ２１内に投入する。
【００３５】
そして、図２（ｄ）に示すように、鋳型３０にブッシュ２４を配置し、スリーブ２１の開口部２１ａを鋳型３０に連結し、プランジャ２２を用いて加圧装置からの推力によりビレットＢを鋳型３０内に射出し、図２（ｅ）に示すような鋳造品Ｐを鋳造する。このとき、ブッシュ２４の突条部２５がビレットＢの表面に当接し、ビレットＢの射出方向への移動により、ビレットＢの表面に軸方向に沿って線状溝（第二の線状溝）Ｌｂが形成される（第二溝形成工程）。
【００３６】
このように、ビレットＢの表面に線状溝Ｌａ，Ｌｂを形成する手段として把持部１１及びブッシュ２４を設けたことにより、ビレットＢの表面に形成された第一の線状溝Ｌａと第二の線状溝Ｌｂとを交叉させることができるので、図２（ｅ）に示すように、少なくとも第一の線状溝Ｌａと第二の線状溝Ｌｂにより囲まれた領域の大きさに合わせて、ビレットの酸化皮膜を略均一の大きさに細かく破砕することが可能となる。その結果、ビレット全周面の酸化皮膜を均一の大きさの酸化物Ｃとして鋳造品内に分散して取り込ませることが可能となり、強度低下のない良質な鋳造品Ｐを鋳造することができる。
【００３７】
図３は、本発明の第二実施形態に係る半溶融鋳造装置１Ｂの全体構成図である。第二実施形態に係る半溶融鋳造装置が、第一実施形態のものと相違する点は、第二の線状溝を形成する手段として、スリーブの射出方向先端に配置したブッシュの代わりに、図３に示すような把持部材１５を設けた点である。
【００３８】
把持部材１５は、把持搬送装置１０の把持部１１とほぼ同じ大きさの円筒の形状をしており、軸方向沿って半割りの構造となっている。さらに、把持部１１の円筒内面には、軸方向に沿って突出した突条部１６が円周方向に等間隔をもって複数形成されている。このように構成することにより、把持部材１５を用いてビレットＢを把持した際に、把持部材１５の突条部１６がビレットＢの表面に当接して、該表面にビレットＢの軸方向に沿って線状溝（第二の線状溝）を形成することができる。この結果、把持搬送装置１０の把持部１１によりビレットＢの表面に形成された第一の線状溝と第二の線状溝とを交叉させることができるので、スリーブ２１にビレットを投入する前に、ビレットＢの酸化皮膜を略均一の大きさに細かく破砕することが可能となる。なお、図３に示す装置は、把持部材１５にビレットを搬送する機構をさらに設けてもよい。また、鋳造する手順として、まず把持部材１５によりビレットＢを把持して第二の線状溝を形成後に、把持搬送装置１０により把持部１１を把持して第一の線状溝を形成し、その後、ビレットＢをスリーブ２１内に投入してもよい。
【００３９】
図４は、第三実施形態に係る半溶融鋳造装置２の全体構成図を示しており、図５は、本実施形態に係る装置２により鋳造するに好適な半溶融鋳造方法を説明するための図を示している。
【００４０】
第三実施形態に係る半溶融鋳造装置２は、ビレットＢを内部に挿入可能な長尺円筒状のスリーブ４１と、該スリーブ４１の一端からスリーブ４１の内面に摺動自在に嵌合したプランジャ４２と、該プランジャ４２を介して射出方向（図１矢印方向）にビレットＢを加圧するための加圧装置４３と、を少なくとも備えている。そして、スリーブ２１の他端側（射出方向先端側）には２つ型が型締めされた鋳型６０が配置されており、半溶融鋳造装置２は、加圧装置４３によりプランジャ４２を介して加圧されたビレットＢが、鋳型６０内のキャビティ６１に射出可能となっている。
【００４１】
また、スリーブ４１とプランジャ４２とは、ビレットＢの酸化皮膜を破砕する手段（破砕手段）として、プランジャ４２の射出方向の推力の一部を回転力に変換する回転手段が設けられている。具体的には、回転手段はスリーブ４１の内壁４１ａとプランジャ４２のチップ４２ａの側壁４２ｂに、互いに係合するねじ部４１ｃ，４２ｃからなる。このように、一対のねじ部４１ｃ，４２ｃを設けたことにより、スリーブ４１に当接したビレットＢを、射出方向に沿った軸を回転軸としてビレットＢを回転させることができる。さらに、スリーブ４１の内壁４１ａに設けられたねじ部４１ｃのねじ山が突条部となっているため、ビレットＢが内壁４１ａのねじ山に接触し、ビレットに回転運動と、射出方向への直線運動とを与えることができ、この結果ビレットＢの酸化皮膜を細かく破砕することが可能となる。
【００４２】
このように構成された半溶融鋳造装置２を用いて行う半溶融鋳造方法を、図５を参照しながら以下に説明する。図５（ａ）に示すように、ヒータにより半溶融状態にした加熱したビレットＢをスリーブ４１の開口部４１ｄから挿入し、加圧装置４３からプランジャ４２に射出方向に推力を加える。スリーブ４１とプランジャ４２とには、ねじ部４１ｃ，４２ｃが形成されているため、プランジャ４２の推力の一部は回転力に変換され、プランジャ４２は直動しながら回転する。その結果、プランジャ４２のチップ４２ａに当接したビレットＢも回転するので、ビレットＢの表面をスリーブ４１の内壁４１ａに接触させながら、ビレットＢに射出方向の直線運動を与えると共に射出方向に沿った軸を回転軸とした回転運動を与えることができる。このようにして、ビレットＢの表面に形成された酸化皮膜を破砕することができる。次に、図５（ｂ）に示すようにさらに、押出されたビレットＢは、キャビティ６１に流入する際に圧縮され、材料側の表面はプランジャ内壁のねじ山に押付けられる（図５（ｂ）白抜き矢印）ため、酸化皮膜をさらに破砕することができる。その後、図５（ｃ）に示すように、鋳型６０内にビレットＢが充填されるまでプランジャ４２を移動させ、鋳造品Ｐを鋳造する。なお、ビレットＢの先端が鋳型６０のキャビティ６１に流入するまでは、酸化皮膜を効率よく破砕すべくプランジャ４２の射出速度を低速にし、さらに、キャビティ６１にビレットＢの先端が流入してからは、半溶融状態のビレットＢの凝固率が大幅に上がらないよう、高速で射出することが好ましい。
【００４３】
このようにして得られた鋳造品は、ビレット表面に形成された酸化皮膜を鋳造品内に分散して取り込ませることが可能となるので、鋳造品の強度低下を低減することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、ねじ部を設けることによって射出時にビレットを回転させたが、ビレットを回転させることができるのであれば、例えば、螺旋状の溝をスリーブ内壁と、プランジャのチップの外壁に形成してもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態のようにねじ部を設けなくても、回転手段として、加圧装置にプランジャを回転させる機構を設け、スリーブの内壁に射出方向に沿った突条部を等間隔に形成してもよい。また、酸化皮膜を破砕するために、方案部を形成する鋳型の内壁の表面を粗くしてもよい。
【実施例】
【００４６】
以下に本実施形態に係る実施例を示す。
（実施例１）
前記した図１に示すような半溶融鋳造装置を用いて鋳造を行った。まず、直径７６ｍｍ×長さ２１０ｍｍ、重さ２５７２ｇの円柱状のアルミニウム合金（Ａ３５７：ＡＳＴＭ規格）のビレットを準備した。次に、このビレットを６８０℃にまで加熱して半溶融状態にした。該半溶融状態にしたビレットを把持搬送装置により把持しながら搬送した。該把持により、ビレットに０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の深さ、ピッチ４ｍｍの第一の線状溝を、ビレットの周方向に沿って形成した。その後、ビレットを３００℃に保持したスリーブ内に配置し、鋳造圧力３８ＭＰａ、射出速度１．０ｍ／ｓｅｃとなるように加圧装置を駆動させ、ブッシュによりビレットの軸方向に沿って線状溝を形成しながら、３００℃に保持した型内にプランジャを介してビレットを射出して、単気筒シリンダブロックの鋳造品を鋳造した。なお、潤滑剤には黒鉛系油性潤滑剤を用い、離型剤には水溶性離型剤を用いた。
【００４７】
＜組織観察＞
鋳造されたシリンダブロックの一部を切り出して、顕微鏡による組織観察を行った。この結果を図６（ａ）に示す。
【００４８】
＜強度試験＞
鋳造品から平行断面が直径６．４ｍｍの試験片を１０本切り出して、熱処理Ｔ６（５２０℃×３時間、１７０℃×１．５時間）を施して、該試験片に対して引張り試験を行った。この結果を図７に示す。なお、図７は、引張り強度及び、伸びの分布を示しており、○、◆は、その平均値を示している。
【００４９】
（比較例１）
実施例１と同じようにして、鋳造品を製造した。実施例１と相違する点は、ビレットの表面に線状溝を形成しなかった（ビレットの酸化皮膜を破砕しなかった）点である。すなわち、比較例１に係る半溶融鋳造装置は、実施例１の装置にと比較して、把持搬送装置の把持部に突起部を形成しなかった点と、ブッシュの内面に突起部を形成しなかった点が相違しており、該装置を用いて実施例１と同じ手順で鋳造品を製造した。そして、実施例１と同じように組織観察及び強度試験を行った。この結果を図６（ｂ），（ｃ）及び図７に示す。なお、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の部分拡大写真である。
【００５０】
（結果１）
実施例１に係る鋳造品には、酸化皮膜（酸化物）の混入は見られるものの、図６（ｂ），（ｃ）に示すような比較例１のものに比べそれほど粗大なものはなかった。また、図７に示すように、実施例１に係る鋳造品の引張り強度、伸びは、比較例１に比べてばらつきがなく、それぞれの平均値は比較例に比べて高かった。
【００５１】
（考察１）
実施例１のように、鋳造前に酸化皮膜を破砕した場合には、破砕された酸化皮膜は鋳造品内に分散されるため、比較例１のものに比べて、鋳造品の強度が高くなったと考えられる。
【００５２】
（実施例２）
前記した図４に示すような半溶融鋳造装置を用いて鋳造を行った。まず、直径７５ｍｍ×長さ１００ｍｍの円柱状のアルミニウム合金（Ａ３５７：ＡＳＴＭ規格）のビレットを準備した。次に、このビレットを５８０℃にまで加熱して半溶融状態にした。ビレットを２５０℃に保持した内径１１５ｍｍのＳＫＤ６１からなるスリーブ内に配置し、鋳造圧力４０ＭＰａ、プランジャ速度０．２ｍ／ｓｅｃとなるように加圧装置を駆動させ、チップを３００ｒｐｍで回転させた。その後、ビレットがキャビティに流入開始後は、プランジャ速度を１．０ｍ／ｓｅｃにし、鋳造品を鋳造した。このような方法で、鋳造品を１０点製作した。なお、潤滑剤には油性黒鉛系油性潤滑剤を用い、離型剤にはエマルジョンの離型剤を用いた。そして、これらの鋳造品に対して実施例１と同じように組織観察を行った。
【００５３】
（比較例２）
実施例２と同じようにして、鋳造品を製造した。実施例２と相違する点は、ビレット表面を破砕していない点である。すなわち、スリーブの内面に突条部のないスリーブを設け、さらに、プランジャを回転させていない点が実施例２と相違する。そして、得られた鋳造品に対して実施例２と同じように組織観察を行った。
【００５４】
（結果２）
比較例２に係る鋳造品には、平均粒径０．５ｍｍ以上の酸化皮膜（酸化物）はあったが、実施例係る鋳造品には、平均粒径０．５ｍｍ以上の酸化皮膜（酸化物）はみられなかった。
【００５５】
（考察２）
実施例２のように行えば、比較例２に比べて酸化皮膜は細かく破砕され、破砕された酸化皮膜は鋳造品内に分散される。この結果、実施例２の鋳造品の方が、比較例２のものに比べて、鋳造品の強度が高くなると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る半溶融鋳造装置の第一実施形態の全体構成図。
【図２】第一実施形態に係る半溶融鋳造方法を説明するための図であり、(ａ)は、ビレットを半溶融状態に加熱する工程を示した図であり、（ｂ）は、ビレット表面に第一の線状溝を形成する工程を示した図であり、（ｃ）は、スリーブ内にビレットを装填した図であり、（ｄ）は、ビレット表面に第二の線状溝を形成する工程を示した図であり、（ｅ）は、鋳造が完了したときの図。
【図３】本発明に係る半溶融鋳造装置の第二実施形態の全体構成図。
【図４】本発明に係る半溶融鋳造装置の第三実施形態の全体構成図。
【図５】第二実施形態に係る半溶融鋳造方法を説明するための図であり、(ａ)は、ビレットをスリーブ内に配置し射出方向に移動させたときの図であり、（ｂ）は、ビレットがブランジャにより鋳型内に押出されている図であり、（ｃ）は、鋳造が完了したときの図。
【図６】実施例１及び比較例１に係る鋳造品の組織を顕微鏡により観察した図であり、（ａ）は実施例１の鋳造品の組織を写した写真図であり、（ｂ）は比較例２の鋳造品の酸化皮膜を観察した写真図であり、（ｃ）は、比較例１の鋳造品の組織を写した写真図。
【図７】実施例１及び比較例１の鋳造品の強度試験の結果を示した図。
【図８】従来の半溶融鋳造装置を説明するための図。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ、１Ｂ、２：半溶融鋳造装置，１０：把持搬送装置，１１：把持部，１１ａ：円筒内面，１２：突条部，１５：把持部材，１６：突条部，２０：射出装置，２１：スリーブ，２１ａ：開口部，２２：プランジャ，２４：ブッシュ，２５：突条部，３０：鋳型，３１：キャビティ，４１：スリーブ，４１ａ：内壁，４１ｃ：ねじ部（回転手段），４１ｄ：開口部，４２：プランジャ，４２ａ：チップ，４２ｂ：側壁，４２ｃ：ねじ部（回転手段），４３：加圧装置，６０：鋳型，６１：キャビティ，Ｂ：ビレット，Ｃ：酸化物，Ｈ：ヒータ，Ｐ：鋳造品，Ｌａ：第一の線状溝，Ｌｂ：第二の線状溝
【図１】
2008055490.tif 000003
【図２】
2008055490.tif 000004
【図３】
2008055490.tif 000005
【図４】
2008055490.tif 000006
【図５】
2008055490.tif 000007
【図６】
2008055490.tif 000008
【図７】
2008055490.tif 000009
【図８】
2008055490.tif 000010