(57)【要約】【課題】不純物が少なく、再溶解する際に溶解し易い再生溶解用金属片、及びその製造方法を提供する。【解決手段】再生溶解用金属片13は、マグネシウム合金の鋳造板11を切断して得られたチップであり、４つの端面のうち、１つの端面が鋳造面で、残る３つの端面が切断面である。この再生溶解用金属片13は、鋳造板11の両側縁をトリミング用カッタ20により長手方向に沿って切断して端材12を得た後、更に、その端材12を端材裁断用カッタ30により長手方向と交差する方向に所定長さに切断してチップを得ることによって製造することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の鋳造板からなる矩形状のチップで、
４つの端面のうち、１つの端面が鋳造面で、残る３つの端面が切断面であることを特徴とする再生溶解用金属片。
【請求項２】
前記チップが、厚さ1.0mm以上4.0mm以下、幅10mm以上30mm以下、長さ20mm以上50mm以下、であることを特徴とする請求項１に記載の再生溶解用金属片。
【請求項３】
前記金属が、マグネシウム及びアルミニウムから選択される１種の金属、又はその合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載の再生溶解用金属片。
【請求項４】
金属の鋳造板の側縁を長手方向に沿って切断して端材を得る第１切断工程と、
前記端材を長手方向と交差する方向に切断してチップを得る第２切断工程と、
を備えることを特徴とする再生溶解用金属片の製造方法。
【請求項５】
前記第１切断工程では、前記鋳造板の温度を160℃以上250℃以下にした状態で切断することを特徴とする請求項４に記載の再生溶解用金属片の製造方法。
【請求項６】
前記第２切断工程では、前記端材の温度を160℃以上250℃以下にした状態で切断することを特徴とする請求項４又は５に記載の再生溶解用金属片の製造方法。
【請求項７】
前記鋳造板の厚さが1.0mm以上4.0mm以下であり、
前記第１切断工程では、前記鋳造板の側縁から10mm以上30mm以下の範囲を切断し、
前記第２切断工程では、前記端材を長さ20mm以上50mm以下に切断することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の再生溶解用金属片の製造方法。
【請求項８】
前記金属が、マグネシウム及びアルミニウムから選択される１種の金属、又はその合金であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の再生溶解用金属片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再溶解して再生される再生溶解用金属片、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム、アルミニウム、銅、鉄やその合金といった各種金属は、様々な用途に使用されている。中でも、マグネシウムやアルミニウム、又はその合金は、軽量であることから、例えば携帯用電気・電子機器の筐体などの各種部品に利用されている。特に、マグネシウム及びその合金は、アルミニウム及びその合金より軽量で、かつ、比強度、比剛性にも優れており、今後、多くの分野で利用されることが期待される。
【０００３】
一般に、マグネシウム及びその合金からなる筐体などの部品は、ダイカスト法やチクソモールド法による鋳造品が主流であった。
【０００４】
例えば、特許文献１、２には、チクソモールディング成形に使用するマグネシウム合金チップの製造方法が開示されている。特許文献１（段落０００７など）には、マグネシウム合金板に溝を形成し、これを溝に沿って分割してチップを製造することが、特許文献２（段落００１４など）には、マグネシウム合金鋳造板をパンチ打ち抜き機でパンチしてチップを製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６２４５１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２５８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属は、再溶解して再生使用することが可能である。その使用形態として、廃棄された金属製品を回収して利用することが挙げられる。しかし、廃棄された金属製品には、水や油で汚染されていたり塗装が施されていたりするなど、不純物が付着したり混在したりしていることが多く、不純物の少ない再生金属を得ることが難しい。このような廃棄された金属製品を回収して利用する場合、不純物を除去する必要があり、再生にコストがかかる。
【０００７】
そこで、製品となる部分以外の不要部分を、鋳造用の原料として再溶解して再生使用することが望まれる。しかし、特許文献１、２に記載のマグネシウム合金チップは、チクソモールディング成形品の原料として使用するものであり、製品となる部分以外の不要部分を再溶解して再生使用するものではない。よって、再生使用に好適な再生溶解用金属片が求められている。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、不純物が少なく、再溶解する際に溶解し易い再生溶解用金属片、及びその製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】
【０００９】
本発明の再生溶解用金属片は、金属の鋳造板からなる矩形状のチップで、４つの端面のうち、１つの端面が鋳造面で、残る３つの端面が切断面であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の再生溶解用金属片の製造方法は、金属の鋳造板の側縁を長手方向に沿って切断して端材を得る第１切断工程と、この端材を長手方向と交差する方向に切断してチップを得る第２切断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記した本発明の再生溶解用金属片は、金属の鋳造板からなる矩形状のチップであり、１つの端面が加工されていない鋳造面のままである。また、鋳造板からなるので、表面及び裏面（以下、「表裏面」という）も鋳造面のままであり、圧延する際の潤滑剤（加工油）などが表裏面に付着しておらず、塗装なども施されていない。よって、加工油や塗料などの不純物が少なく清浄で、再溶解する際に溶解し易い。また、再溶解する前に上記不純物を除去する処理が不要であり、再生コストを低減できる。このような再生溶解用金属片は、上記した本発明の製造方法、即ち金属の鋳造板の側縁を長手方向に沿って切断して得た端材を長手方向と交差する方向に切断してチップを得ることによって製造することができる。
【００１２】
以下、本発明の好ましい態様について説明する。
【００１３】
（サイズ）
上記チップは、厚さ1.0mm以上4.0mm以下、幅10mm以上30mm以下、長さ20mm以上50mm以下であることが好ましい。
【００１４】
この態様によれば、サイズが薄く小さいので、再溶解する際により溶解し易い。そして、溶湯と混ざり易く、溶解時間も短くて済む他、溶湯温度を均一に保ち易い。チップのサイズが大き過ぎると、溶湯と混ざり難く、溶解時間が長くなる。また、溶湯に投入した際に溶湯温度が急激に下がるなど、溶湯温度を均一に保つのが難しい。このような再生溶解用金属片（チップ）は、上記した本発明の製造方法において、厚さ1.0mm以上4.0mm以下の鋳造板を第１切断工程で側縁から10mm以上30mm以下の範囲を切断し、幅10mm以上30mm以下の端材を得た後、この端材を第２切断工程で長さ20mm以上50mm以下に切断することによって得ることができる。
【００１５】
（金属種）
上記金属は、マグネシウム及びアルミニウムから選択される１種の金属、又はその合金であることが挙げられる。
【００１６】
この態様によれば、再生使用に好適なマグネシウムやアルミニウム、又はその合金の再生溶解用金属片を得ることができる。マグネシウム合金としては、例えばASTM規格のAZ系合金などが挙げられる。中でも、AZ91合金（Al：8.3〜9.5％、Zn：0.2〜1.5％を含有（全て質量％））では、鋳造板の側縁に形成された凹凸に起因して、後工程で圧延など加工したときに割れが生じ易いことから、鋳造板の側縁を切断除去（トリミング）することで、後工程での割れを効果的に抑制することができる。
【００１７】
（切断時の温度）
本発明の製造方法において、第１切断工程又は第２切断工程において、鋳造板又は端材の温度を160℃以上250℃以下にした状態で切断することが好ましい。
【００１８】
この態様によれば、鋳造板又は端材の切断が行い易くなり、製造性が向上する。特に、マグネシウム及びその合金（例えば上記したAZ91合金）の場合、上記温度範囲に昇温することで、切断が行い易くなることから、製造性の向上に有利である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の再生溶解用金属片は、金属の鋳造板からなる矩形状のチップであり、加工油や塗料などの不純物が少なく清浄で、再溶解する際に溶解し易い。また、本発明の再生溶解用金属片の製造方法は、再生使用に好適な上記再生溶解用金属片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る再生溶解用金属片の製造方法を説明する模式図である。
【図２】実施例１に係る再生溶解用金属片の製造方法を説明する別の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施例１］
AZ91合金相当のマグネシウム合金（Mg‐9.0％Al‐1.0％Zn（全て質量％））の溶湯から双ロール連続鋳造法により鋳造板（厚さ4.0mm、幅280mm、質量400kg）を作製し、これをコイル状に巻き取った鋳造板を用意した。これを熱風が供給される加熱室に収納し、250℃に加熱した後、コイル状に巻き取られた鋳造板を巻き戻して搬送しながら、鋳造板の両側縁を長手方向に沿って切断し、更に、その端材を長手方向と交差する方向に切断して、上記マグネシウム合金の鋳造板からなる矩形状のチップ（再生溶解用金属片）を得た。具体的なチップの製造方法を、図１、２を参照して説明する。
【００２２】
（第１切断工程）
まず、繰り出された鋳造板11の両側縁を一対のトリミング用カッタ20により長手方向に沿って切断して端材12を得る。このトリミング用カッタ20は、鋳造板11の表裏面側に対向配置される一対の回転刃21,22から構成される。回転刃21,22は、鋳造板11の長手方向と略平行に設けられている。また、各トリミング用カッタ20は、鋳造板11の幅方向に移動可能であり、鋳造板11の各側縁からの距離を変更することにより端材12の幅を調整可能である。この例では、鋳造板11のそれぞれの側縁から10mmの位置に各トリミング用カッタ20を設け、幅10mmの端材12を得た。また、鋳造板11の温度が約230℃の状態で切断した。なお、両側縁がトリミングされた鋳造板11は、例えば圧延ローラ（図示せず）に導入された後、コイル状に巻き取られる。
【００２３】
（第２切断工程）
次に、端材12を端材裁断用カッタ30（図２参照）により長手方向と交差する方向に所定長さに切断してチップ13を得る。この端材裁断用カッタ30は、回転刃31と固定刃32とから構成され、回転刃31が回転し、固定刃32と噛み合うことによって、端材12を切断する。回転刃31及び固定刃32は、端材12の長手方向と略直交する方向に設けられている。また、回転刃31の回転速度や鋳造板11の搬送速度（ライン速度）は調整可能であり、この回転刃31の回転速度や鋳造板11（端材12）のライン速度を変更することによりチップ13の長さを調整可能である。なお、端材12から切り離されたチップ13は、回収ボックス（図示せず）に回収される。この例では、端材12を長さ30mmに切断するように調整し、長さ30mmのチップ13を得た。また、端材12の温度が約220℃の状態で切断した。そして、上記した第１切断工程及び第２切断工程により、用意した鋳造板から、厚さ4.0mm、幅10mm、長さ30mmのチップを計50kg得た。このチップ（再生溶解用金属片）を試料１とした。
【００２４】
この試料１の外観を観察したところ、表裏面が鋳造面であり、４つの端面のうち、１つの端面が鋳造面で、残る３つの端面が切断面であった。
【００２５】
別の試料として、AZ91合金相当のマグネシウム合金のインゴット（市販品）を用意した。このようなインゴットは、上記マグネシウム合金の溶湯を鋳型に鋳込んで鋳造することで製造されている。このインゴットのサイズは、厚さ100mm、幅300mm、長さ50mmであった。このインゴットを試料２とした。
【００２６】
更に別の試料として、AZ91合金相当のマグネシウム合金の溶湯から双ロール連続鋳造法によって厚さ5.0mmの鋳造板を作製し、この鋳造板を電動ニブラーを用いて8mm角に打ち抜いてチップを得た。このチップのサイズは、厚さ5.0mm、幅8mm、長さ8mmであった。このチップを試料３とした。
【００２７】
これら試料１〜３の溶解性及び製造性について、次のようにして評価した。その結果を表１に示す。なお、溶解性及び製造性の評価はそれぞれ、良（○）、可（△）、不可（×）で表示する。
【００２８】
（溶解性）
各試料をそれぞれ5.4kg準備し、各試料を660℃に保持したマグネシウム合金の溶湯500kgにそれぞれ投入して、各試料が完全に溶解するのに要する溶解時間をそれぞれ測定した。そして、各試料の1kgあたりの溶解時間を求め、これを溶解性の指標とした。各試料の1kgあたりの溶解時間はそれぞれ、試料１：3分/kg、試料２：11分/kg、試料３：2分/kgであった。溶解性の判定基準は、5分/kg以下の場合を「○」、5分/kg超10分/kg未満の場合を「△」、10分/kg以上の場合を「×」とした。
【００２９】
（製造性）
各試料を1kg製造するのに要する製造時間を求め、これを製造性の指標とした。各試料の1kgあたりの製造時間はそれぞれ、試料１：8分/kg、試料３：1.5時間/kgであった。製造性の判定基準は、10分/kg以下の場合を「○」、10分/kg超1時間/kg未満の場合を「△」、1時間/kg以上の場合を「×」とした。なお、試料２は、市販品であるため製造性の評価を行っていない。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
試料１は、鋳造板をチップ状に切断して得られたものであり、圧延する際の潤滑剤（加工油）などが表裏面に付着しておらず、塗装なども施されていないことから、不純物が少なく清浄度が高い。また、表１の結果から、試料１は、試料２と比較して、溶解性に優れ、再溶解する際に溶解し易いことが分かる。この理由の一つは、サイズの違いによるものと考えられる。試料１は、サイズが薄く小さいので、再溶解する際により溶解し易い。これに対し、試料２は、サイズが厚く大きいので、溶解し難い。また、試料２は、溶湯に投入した際に溶湯温度が急激に下がるなど、溶湯温度も変化し易く、溶湯温度を均一に保つのが難しい。一方試料３は、電動ニブラーといった切断工具を用いて鋳造板を細かく切断しているため、試料１に比較して、製造性に著しく劣る。
【００３２】
さらに、試料１は、製品となる部分以外の端材を利用することから、製品の
原料である試料２や試料３を利用する場合に比べて材料を有効活用できる。
【００３３】
このように本発明の再生溶解用金属片は、加工油や塗料などの不純物が少なく清浄で、再溶解する際に溶解し易い。また、再溶解する前に上記不純物を除去する処理が不要であり、再生コストを低減できる。特に、サイズが厚さ1.0mm以上4.0mm以下、幅10mm以上30mm以下、長さ20mm以上50mm以下の場合は、薄く小さいので、再溶解する際により溶解し易い。よって、溶湯と混ざり易く、溶解時間も短くて済む他、溶湯温度を均一に保ち易い。また、溶解性が良好であることから、溶湯の成分ムラが少なくなる。ここで、溶湯温度を均一に保つことで、鋳造時に表面欠陥が生じ難くなり、成分ムラが少なくなることで、後工程で圧延など加工したときに割れが生じ難くなる。一方、本発明の再生溶解用金属片の製造方法は、鋳造板のトリミングとチップの製造を連続的に行うことができ、製造性に優れる。
【００３４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、金属の種類や組成、再生溶解用金属片（チップ）のサイズなどを適宜変更することができる。また、実施例１では、コイル状に巻き取られた鋳造板を加熱した後、鋳造板を巻き戻しながら、上記した切断工程によって鋳造板からチップを得る場合を示したが、連続鋳造によって得られた鋳造板を巻き取る前に、そのまま上記した切断工程によって鋳造板からチップを得てもよい。この場合、鋳造板を加熱しなくても、鋳造時の余熱によって鋳造板（端材）を昇温した状態で切断することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の再生溶解用金属片は、再生使用に好適であり、鋳造用の原料として利用することができる。また、本発明の再生溶解用金属片の製造方法は、再生使用に好適な上記再生溶解用金属片の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
11  鋳造板    12  端材    13  チップ（再生溶解用金属片）
20  トリミング用カッタ
21,22  回転刃
30  端材裁断用カッタ
31  回転刃    32  固定刃
【図１】
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【図２】
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