(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下成形部を有する下型と、この下型に接離可能かつ合わさることにより前記下成形部と合体しキャビティを形成する上成形部を有する上型とを含み、しかも前記キャビティの周囲が、上型と下型とが嵌まり合う嵌合部を有することなく当接する当接部で構成される金型を用い、
かつ前記金型の下成形部と上成形部とで非晶質合金材料が溶融した溶融金属を押圧し、この押圧と同時又はその後に前記溶融金属を臨界冷却速度以上で冷却して非晶質合金成形体を成形するとともに、
前記非晶質合金材料の体積Ｖ１を前記キャビティの体積Ｖ２の１０１〜１２０％とすることにより、
前記溶融金属と金型との間の接触圧が高く保持され、該溶融金属は、前記上成形部と下成形部とで上下から強く押圧され、キャビティに沿って外方へと流動するとともに、
上成形部と下成形部との間を完全に満たして、この溶融金属の余剰分が前記当接部間に溢れてはみ出して、固化し、前記上成形部を、前記上型と下型との正規の閉止位置よりも上方に位置させる小厚さのバリ部を形成することを特徴とする非晶質合金成形体の製造方法。
【請求項２】
前記キャビティの周囲の前記当接部間に形成される前記バリ部は、厚さが０．６mm以下であることを特徴とする請求項１記載の非晶質合金成形体の製造方法。
【請求項３】
前記キャビティの体積Ｖ２は、製品部を形成する製品キャビティ部と、該製品キャビティ部の外周部の少なくとも一部に設けられた余剰材の溜まり部とを含み、前記上型と下型とを完全にとじ合わせたときに形成される体積であることを特徴とする請求項１又は２記載の非晶質合金成形体の製造方法。
【請求項４】
前記非晶質合金材料の体積Ｖ１が前記キャビティの体積Ｖ２の１０３〜１１４％であり、前記バリ部の厚さが０．４５mm以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の非晶質合金成形体の製造方法。
【請求項５】
前記溶融金属の前記押圧を、５〜２００（mm／sec ）の速度で前記上型と下型とを接近させることにより行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の非晶質合金成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定した非晶質合金を得ることが可能な非晶質合金成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えばゴルフクラブヘッドのフェースに用いる非晶質合金成形体を製造する方法として図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すものが知られている。（Ａ）のものは、上型ｂと下型ｃとからなる金型ａで溶融金属ｄを押圧するとともに、この押圧と同時又はその後に溶融金属ｄを臨界冷却速度以上で冷却して非晶質合金成形体を成形している。しかしながら、このような金型ａは、キャビティｆの周囲に上型ａと下型ｂとが嵌まり合う嵌合部ｇを有しているため、上型ｂと下型ｃとの接近に伴う押圧により流動状態の溶融金属が下型ｃの凹部ｉからはみ出し前記嵌合部ｇ間に進入することがある。嵌合部ｇ間に進入した溶融金属ｄはその場で固化し、上型ｂと下型ｃとの間に「かじり」を生じさせ、金型ａを損傷させたり或いは型締め自体を不能とするなどの欠点を有していた。
【０００３】
またこのような実状に鑑みて、図１０（Ｂ）に示す金型ａでは、キャビティｆの周囲を、前記嵌合部ｇを有することなく当接する当接部ｊで構成したものも知られている。このものは、キャビティｆが、製品部を成形する製品キャビティ部ｆ１と、該製品キャビティ部ｆ１の外周部の少なくとも一部に設けられた余剰材の溜まり部ｆ２とを含んでいる。
【０００４】
そして、この方法では、キャビティｆの体積よりも僅かに小の体積、一例として９２〜９７％程度の体積の非晶質合金材料を下型ｃの凹部ｉに配置して溶融させた後、上型ｂと下型ｃとを接近させることにより溶融金属を押圧している。キャビティｆと同一の体積の非晶質合金材料を用い、該キャビティｆから全くバリを出さずに成形することは事実上困難であるため、一般的には上述のようにキャビティｆよりも僅かに小の体積の非晶質合金材料を用いる。なお非晶質合金材料の体積は、製品キャビティ部ｆ１の体積よりも大としている。そして、製品キャビティ部ｆ１からあふれ出た材料を余剰材の溜まり部ｆ２で逃すことにより製品部を精度良く成形することを意図している。
【０００５】
ところで、液状の溶融金属を押圧して流動・変形させかつ急冷により所定形状の非晶質合金成形体を得る非晶質合金成形体の製造方法にあっては、溶融金属と金型との間にある程度の接触圧を保つことにより該溶融金属の熱を効率的に奪い、冷却速度を大として非晶質合金を得ている。即ち、金型を用いるとは言え、一般の鍛造加工のように材料の塑性流動によって変形、成形するものではなく、溶融した液状の金属材料を流動・変形させながら急冷させて成形するものである。
【０００６】
しかしながら、溶融金属は、僅かではあるが急冷固化に際して凝固収縮するため、前記接触圧の低下が生じ易く、ひいては溶融金属の熱を効率的に奪えず、冷却速度が低下することがある。また上述のように、当初からキャビティの体積よりも少ない体積の非晶質合金材料を用いた場合には、溶融金属と金型との間に十分な接触圧を保ち得ない部分が製品キャビティ部ｆ１内でも生じ、この部分で結晶化を招くなど安定した非晶質合金を得ることが困難な傾向があった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、非晶質合金材料の体積Ｖ１をキャビティの体積Ｖ２の１０１〜１２０％とすることを基本として、金型と溶融金属との接触圧を高く維持し該溶融金属から効率的に熱を奪うことにより、安定した非晶質合金を得ることが可能な非晶質合金成形体の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、
下成形部を有する下型と、この下型に接離可能かつ合わさることにより前記下成形部と合体しキャビティを形成する上成形部を有する上型とを含み、しかも前記キャビティの周囲が、上型と下型とが嵌まり合う嵌合部を有することなく当接する当接部で構成される金型を用い、
かつ前記金型の下成形部と上成形部とで非晶質合金材料が溶融した溶融金属を押圧し、この押圧と同時又はその後に前記溶融金属を臨界冷却速度以上で冷却して非晶質合金成形体を成形するとともに、
前記非晶質合金材料の体積Ｖ１を前記キャビティの体積Ｖ２の１０１〜１２０％とすることにより、
前記溶融金属と金型との間の接触圧が高く保持され、該溶融金属は、前記上成形部と下成形部とで上下から強く押圧され、キャビティに沿って外方へと流動するとともに、
上成形部と下成形部との間を完全に満たして、この溶融金属の余剰分が前記当接部間に溢れてはみ出して、固化し、前記上成形部を、前記上型と下型との正規の閉止位置よりも上方に位置させる小厚さのバリ部を形成することを特徴とする非晶質合金成形体の製造方法である。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記キャビティの周囲の前記当接部間に形成される前記バリ部は、厚さが０．６mm以下であることを特徴とする。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記キャビティの体積Ｖ２は、製品部を形成する製品キャビティ部と、該製品キャビティ部の外周部の少なくとも一部に設けられた余剰材の溜まり部とを含み、前記上型と下型とを完全にとじ合わせたときに形成される体積であることを特徴とする。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記非晶質合金材料の体積Ｖ１が前記キャビティの体積Ｖ２の１０３〜１１４％であり、前記バリ部の厚さが０．４５mm以下であることを特徴とする。
【００１２】
また請求項５記載の発明は、前記溶融金属の前記押圧を、５〜２００（mm／sec ）の速度で前記上型と下型とを接近させることにより行うことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態の非晶質合金成形体の製造方法を、非晶質合金成形体Ｐが図１１に示すようなゴルフクラブヘッドＨのヘッド本体部Ｈａの前面に配されるフェース板Ｈｂからなる場合を例に取り図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の非晶質合金成形体の製造装置の概略ブロック図、図２は金型の断面図をそれぞれ示す。図において、本実施形態の製造装置１は、開閉可能な上型３、下型４を有する金型２と、非晶質合金材料を溶解するための熱源としてアーク放電を行うアーク電極５と、前記上型３、下型４、アーク電極５にそれぞれ冷却水を循環供給しうる冷却装置としての冷却水供給装置６と、前記金型２、アーク電極５等を収納しうる真空チャンバー７と、モータＭ１により駆動されかつ下型４を上型３とアーク電極５の下方との間で移動させる下型移動装置９と、モータＭ２により駆動されかつ本例では上型３を下型４に向けて移動させる上型移動装置１０とを含むものが例示される。
【００１５】
前記アーク電極５は、アーク電源１１に接続されるとともに、例えばステッピングモータＭ３等によってＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に位置調整可能に構成される。さらに、アーク電極５の近傍には、下型４に載置された非晶質合金材料ｍとの距離を測定しうる例えば半導体レーザセンサＳ等が付設される。これによってアーク電極５は、前記加熱する非晶質合金材料ｍとの間隔が略一定となるよう制御され、安定したアークを生じさせて均一な溶解をなしうる。なおアーク電極５のアーク発生部近傍に、例えばＡｒガス等を充填したガス供給源（ガスボンベ）Ｇ１からの冷却用ガスを噴出する冷却ガス噴出口１２を設け、加熱後の急速冷却を促進してもよい。
【００１６】
なお非晶質合金材料ｍを溶解する高エネルギー熱源としては、本例のアーク熱源以外にも、例えば高周波熱源、プラズマ熱源、電子ビーム、レーザービームなどを種々のものが用いられる。また、これらの熱源は、複数個であってもよい。また前記金型２、アーク電極５を冷却する媒体には、水以外にも他の媒体（例えば冷媒ガス）などを適宜用いることができる。
【００１７】
前記真空チャンバー７は、例えばＳＵＳ製水冷ジャケット構造であって、真空引きするために例えば真空排気口によって油拡散真空ポンプ（ディフュージョンポンプ）ＤＰ及び油回転真空ポンプ（ロータリポンプ）ＲＰが連結される。また真空チャンバー７には、真空引き後、不活性ガスによる置換が可能なようにガス供給源（ガスボンベ）Ｇ２が連結される。従って、真空チャンバー７内は、高真空、例えば５×１０-4Ｐａ（液体窒素トラップ使用）にした後、ガス供給源Ｇ２から例えばアルゴンガスが供給される。これにより該チャンバー７内をアルゴンガスにて置換しうる。
【００１８】
また、上型３、下型４及びアーク電極５は、冷却水供給装置６から供給される冷却水によって所定の温度まで冷却される。なお、本例の冷却水供給装置６は循環戻り冷却水をクーラントにより冷却した後に、再び冷却水として上型３、下型４及びアーク電極５に供給しうる。
【００１９】
前記金型２は、図２に示すように、上型３と下型４とからなり、開閉可能に合わせることにより、内部にキャビティＣを形成しうる。なお図２では、上型３と下型４とが離間した状態を実線で示しているが、これらを合わせたときの上型３の形状を２点鎖線で部分的に示している。
【００２０】
前記下型４は、図２、図３に示すように、本実施形態では上型３側を向く下型上面４ａに、前記キャビティＣの下部分を形成する下成形部１３と、この下成形部１３の周りに設けられかつ前記上型３と嵌まり合うことなく当接する下当接面１４とを含む。該下当接面１４は、本例ではゴルフクラブヘッドＨのフェース面に形成されるバルジ、ロールなどの湾曲面に応じた凸曲面により形成されている。
【００２１】
また前記下成形部１３は、本実施形態では、前記下当接面１４から小深さで凹設された第１の凹部１３ａと、この第１の凹部１３ａの外周縁から巾Ｗ１を隔てる内部に設けられかつ該第１の凹部１３ａよりも深く凹設した第２の凹部１３ｂと、この第２の凹部１３ｂの外周縁から巾Ｗ２を隔てた内部に設けられかつ該第２の凹部１３ｂよりも深く凹設した第３の凹部１３ｃとで構成されたものを例示する。そして、本例の第１ないし３の各凹部１３は、図３に示す如くいずれも同心状で設けられている。
【００２２】
前記上型３は、下型４側を向く上型下面３ａに、下型４に接離可能かつ合わさることにより前記下成形部１３と合体しキャビティＣを形成する上成形部１５と、下型４の下当接部１４と嵌まり合うことなく当接する上当接面１６とを含む。前記上成形部１５、上当接面１６は、前記下当接面１４と実質的に同一の湾曲面を有する凹曲面によって形成されたものを示す。これにより、上成形部１５と下成形部１３とでキャビティＣを形成しうるとともに、該キャビティＣの周囲に、上型３と下型４とが嵌まり合う嵌合部を有することなく当接する当接部１７が形成される。
【００２３】
図２に２点鎖線で示すように、上型２と下型４とを合わせることにより形成されるキャビティＣは、第２の凹部１３ａ及び第３の凹部１３ｃにより前記フェース板Ｈｂ（製品部）を形成する製品キャビティ部Ｃ１をなすとともに、第１の凹部１３ａは該製品キャビティ部Ｃ１の外周部に連続して設けられた余剰材の溜まり部Ｃ２をなす。従って、キャビティＣで成形された成形体は、前記余剰材の溜まり部Ｃ２で成形された部分を研磨、切削等にて取り去り、製品キャビティ部Ｃ１で成形された部分だけがフェース部材Ｈｂとして用いられる。
【００２４】
前記キャビティＣにおいて、製品キャビティ部Ｃ１の厚さｔ２、ｔ３は、製品寸法に応じて適宜定められ、一例として２．５〜３．０mm程度に設定される。このとき、第２の凹部１３ｂ、第３の凹部１３ｃの各凹部の厚さは、本例のように一定でも良く、また変化させることもできる。なお第３の凹部１３ｃは、後述する溶融金属１０の流れ止めとして、また図１１に示すように、ヘッド本体Ｈａに取り付けする際、開口部０の周縁部Ｋへの位置決め部材として使用するのに役立つ。また余剰材の溜まり部Ｃ２を形成する第１の凹部１３ａの厚さｔ１は、特に限定はされないが、好ましくは０．１〜３mm、特に好ましくは０．５〜１．５mm程度とするのが望ましい。また、このような金型２は、熱伝導性に優れかつ加工性にも優れた材料、例えば銅、銅合金、銀、クロムニッケル、鋼、鋳鉄、ニッケル鋼、ケイ素鋼、炭素鋼又は純鉄などを用いることが望ましい。
【００２５】
次に、このような製造装置１を用いて非晶質合金成形体Ｐを製造する方法の一例について説明する。先ず図４に示すように、下型４の下成形部１３に非晶質合金材料ｍを載置する。このとき、例えば下型移動装置９を用いて下型４を非晶質合金材料ｍの載置を容易とする位置まで移動させるのが良い。この非晶質合金材料ｍとしては、非晶質化が可能な例えばＺｒ系合金、その他の多元系合金を含め、種々の元素の組み合わせからなる合金を適宜用いうる。また、本例ではこの材料Ｍ１が、一つにまとめられた固形物からなる。これは、例えば非晶質合金を構成する各金属元素を一体に押し固めることなどにより形成できる。また非晶質合金材料ｍには、一つにまとめられた固形物以外にも、複数片からなる固形物（例えばペレット材）の集合体、さらには粉末状のものなど種々の態様のものを用いることができる。取り扱い性の観点では、非晶質合金材料ｍを一塊りの固形物としたものが特に望ましい。
【００２６】
本発明では、非晶質合金材料ｍの体積Ｖ１を前記キャビティＣの体積Ｖ２の１０１〜１２０％とする。非晶質合金材料ｍの体積Ｖ１は、溶融前の体積であるが、該非晶質合金材料ｍが粉末状をなすとき、その体積は粉状体の比重と重量とを用いて計算する。またキャビティＣの体積Ｖ２は、上型３と下型４とを完全にとじ合わせたときに形成されるキャビティＣの体積とする。なお非晶質合金材料ｍの体積Ｖ１をこのように限定した理由については後述する。
【００２７】
次に、図５に示すように、下型移動装置９（図１に示す）を駆動して下型４をアーク電極５の下方で位置決め停止させる。アーク電極５は、必要な位置調整がなされ、非晶質合金材料ｍとの間の相対距離などが正しく調整される。そして、アーク電源５をＯＮにしてプラズマアークを発生させ、固形状の非晶質合金材料ｍを完全に溶解させる。これにより非晶質合金材料ｍが溶融した溶融金属２０を下型４の下成形部１３に形成できる。このとき、下成形部１３の中央部に設けた前記第３の凹部１３ｃは、溶融金属２０の流れ止めとして役立つ。非晶質合金材料ｍが完全に溶解されると、アーク電源５をＯＦＦとし、プラズマアークを消す。
【００２８】
非晶質合金材料ｍの溶解を終えると、図６に示すように、速やかに下型４を上型３の下方に移動させるとともに、上型移動装置１０により上型３を下降させる。これにより、上型３の上成形部１５と、下型４の下成形部１３との間で溶融金属２０が押圧され、キャビティＣ内へ一気に流動し広げられる。またこの溶融金属２０の押圧と同時もしくは押圧後に、金型２にて溶融金属２０を臨界冷却速度以上で急速に冷却し、溶融金属２０が急冷固化された非晶質合金成形体Ｐを得ることができる。
【００２９】
また本実施形態では、溶融金属２０の前記押圧を、下型４に対して５〜２００（mm／sec ）、より好ましくは１０〜１００（mm／sec ）、さらに好ましくは２０〜５０の速度で上型３と下型４とを接近させることにより行っており、本実施例の装置では、このような動作を、静止した下型４に対して上型３を前記速度で下降させることにより行っている。発明者らの種々の実験の結果、非晶質合金成形体、とりわけゴルフクラブヘッドのフェース板程度の体積を有するバルク材の形成に際しては、上型３と下型４との前記接近速度が５（mm／sec ）未満になると、前記押圧に際して、金型の各成形部１５、１３に接している溶融金属２０の冷却が進むため、徐々に溶融金属２０の粘度が上昇する。これにより、上型３と下型４との閉止を十分に行う前に凝固し意図する形状が得られない傾向にあることが判明した。加えて、溶融金属２０の凝固が早期に進行してしまうため該溶融金属２０が成形部で満遍なく広がらず、ひいては金型との接触面積が小となって結果として効率良く溶融金属から熱を奪うことができず、非晶質化を困難とすることも判明した。逆に前記速度が２００（mm/sec）を超えると、押圧時に溶融金属２０が外部に飛散したり、溶湯の流れが乱れて成形体の表面が荒れたりするなどの不具合が生じる場合がある。
【００３０】
なお前記速度は、文字通り、溶融金属２０の前記押圧を行う際の速度、即ち、本例では、溶融金属２０と上型とが接触しているときの速度である。従って、図１２に示すように、上型の初期位置から溶融金属２０に当接する直前までは２００（mm／sec ）よりも大の速度で下降させ、その後、前記好ましい速度に減速して押圧を行うことにより、成形サイクルの短縮化を図りつつ安定した非晶質合金の成形を可能にすることができる。
【００３１】
図７には、図６のＡ部拡大断面図を示す。
本発明では、前記の如く溶融前の非晶質合金材料ｍの体積Ｖ１を前記キャビティＣの体積Ｖ２の１０１〜１２０％としている。これは、溶融金属２０と金型２との間の接触圧を高く保持するためである。即ち、上型３と下型４との閉止に伴い、溶融金属２０は、上成形部１５と下成形部１３とで上下から強く押圧されることにより、キャビティＣに沿って外方へと流動する。そして、キャビティＣの体積Ｖ２よりも大きな体積を占める溶融金属２０は、上型３と下型４との完全な閉止に先立ち、上成形部１５と下成形部１３との間を完全に満たし、さらなる上型３と下型４との閉止により溶融金属２０の余剰分が前記当接部１７間（即ち上当接面１６と下当接面１４との間）へ溢れてはみ出す。このため、当接部１７間には、該溶融金属２０がはみ出して固化した小厚さのバリ部２１が形成される。
【００３２】
このような金型２の閉止に伴う移動の間、上成形部１５と下成形部１３との間では、常時、溶融金属２０とある程度の圧力で接触が保たれる。これにより、金型２は、溶融金属２０から効率的に熱を奪うことができる。この結果、溶融金属２０を高い冷却速度で急冷しうる。非晶質合金の善し悪しは、冷却速度に大きく依存しているため、本発明の製造方法を用いることにより、非晶質合金成形体Ｐにおいて、部分的な結晶粒などの生成を防ぎ、均一かつ安定した非晶質合金を得るのに役立つ。
【００３３】
発明者らの種々の実験の結果、前記非晶質合金材料Ｍ１の体積Ｖ１がキャビティＣの体積Ｖ２の１０１％未満であると、前記ある程度の接触圧を保持する効果が不十分となり、非晶質合合金の安定化を損ねる傾向があること、逆に１２０％を超えても冷却速度の低下を招き易くかつ溶融金属２０の量が過大となりキャビティＣから当接部１７にはみ出すバリ部２１の厚さが大となり易いなど、成形体Ｐの厚さに誤差が生じやすくなる。このような観点より、より好ましくは非晶質合金材料の体積Ｖ１をキャビティＣの体積Ｖ２の１０３〜１１４％、さらに好ましくは１０５〜１１０％とするのが望ましい。
【００３４】
また前記当接部１７間に形成されるバリ部２１によって、上成形部１５は、その正規の閉止位置Ｌ（図７において２点鎖線で示す）よりも上方に位置させる。このため、成形体Ｐの厚さが設計値よりも大となる。従って、バリ部２１は、より薄いほど成形体Ｐに厚さの誤差が生じないため好ましく、例えば最大の厚さで０．６mm以下、より好ましくは０．４５mm以下とするのが望ましい。また、キャビティＣからあふれてはみ出した余剰溶融金属を効果的に収容するために、バリ部２１の厚さは例えば０．０５mm以上、より好ましくは０．１mm以上であるのが望ましく、さらに好ましくはキャビティの周囲に連続して形成されるのが成形品の寸法精度を向上させるために望ましい。このようなバリ部２１の厚さＴは、前記体積比（Ｖ１／Ｖ２）と、金型２の締付力、溶融金属の温度、金型の押圧速度等とを適宜設定することによりなしうる。
【００３５】
またバリ部２１は、上型３と下型４とが嵌まり合う嵌合部を有することなく当接する当接部１７間に形成されるため、嵌合部を有した金型のように、閉止時にいわゆる「かじり」などが生じないため、金型の損傷をも防止できる。
【００３６】
なお、冷却を終えて脱型された非晶質合金成形体Ｐは、図７に示すように、切断線Ｙにて余剰の溜まり部Ｃ２で成形された不要な部分を切除することにより、フェース板Ｈｂとして形成できる。
【００３７】
図８（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の製造方法に用いうる他の金型２の断面略図を示す。（Ａ）のものは、キャビティＣが、製品キャビティ部Ｃ１のみからなる態様を示す。（Ｂ）のものは、キャビティＣが、製品キャビティ部Ｃ１と、余剰材の溜まり部Ｃ２とからなるが、この間を実質的に連通する部分を有していない。（Ｃ）のものは、上成形部１５にも凹み部を設けた態様を示す。
【００３８】
図９（Ａ）、（Ｂ）には、さらに本発明の製造方法に用いる他の実施形態を示す。この形態では、上型３の上成形部１５が、下型４の下成形部１３に対して傾く傾斜状態から平行となる平行状態に傾動するものを例示する。この傾動により、キャビティＣの一方の端部側に配した溶融金属２０を、他方の端部側に向かって押し広げかつ充填させ得る。
【００３９】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、非晶質合金成形体を表１に基づく方法により試作し、性能を評価した。実施例、比較例とも、同じ金型を用い、非晶質合金材料の体積だけを変化させてぞれぞれ３０個づつ成形し、製造された非晶質合金成形体の非晶質度、キャビティ充填率、成形体の厚さ、連続成形性について評価を行った。なお非晶質合金材料は、いずれもＺｒ55Ａｌ10Ｎｉ5 Ｃｕ30（数字は原子％）とし、各金型のキャビティの体積（上型と下型とを合わせて完全に閉じた状態でのキャビティの体積）は２１．０cm3 に統一してテストを行った。また金型は、図２の態様から第３の凹部を取り除いたもので、製品キャビティ部の厚さｔ２を２．８mmの均一厚さとした。また溶融金属の押圧時において、下型に対する上型の下降速度は２５（mm／sec ）に統一した。
評価の方法は次の通りである。
【００４０】
＜非晶質度＞
成形品をＸ線回折及び光学顕微鏡観察により、次の基準で評価した。
○：完全に非晶質合金が形成されている。
△：概ね非晶質合金が形成されているが、結晶粒が見られる。
×：非晶質合金が形成されていない（結晶化している）。
【００４１】
＜キャビティ充填率＞
キャビティ充填率は、キャビティの面積に対する成形品の面積の百分率である。この値が１００％以上のものはキャビティの外側にバリ部がはみ出して形成されていることを表している。またバリ部のはみ出し位置及び最大厚さを測定した。
【００４２】
＜成形体の厚さ＞
各金型で成形された成形品の中で最小の厚さを測定した。なお非晶質合金成形体は、目標厚さを２．８mm（均一）としているため、これに近いものほど成形誤差が少ないことを意味している。
【００４３】
＜連続成形性＞
連続成形性は、非晶質性に優れていた実施例１〜３、比較例７、８について、同様に３０枚の非晶質合金成形体を製造し、成形品が同じ品質か、また同じ寸法（厚さ、輪郭形状などの総合評価）であるかを基準に○、×の２段階で評価した。
テストの結果などを表１に示す。
【００４４】
【表１】
0004105433.tif 000002
0004105433.tif 000003
【００４５】
テストの結果、実施例のものでは成形体の厚さに関する精度は若干悪いが、キャビティ充填率、非晶質度、連続成形性ともに良好であることが確認できた。またキャビティの全周に薄いバリ部が形成されており、余剰した溶融金属を効率良く収容し、製品部の冷却効率を高めていると考えられる。
【００４６】
これに対して、比較例１〜３では、キャビティの体積に比べて非晶質合金材料の体積が小さいためにキャビティ充填率が低く、ひいては金型と溶融金属との接触圧も低くなるために冷却速度が低下したため、非晶質度が悪化したと考えられる。また比較例４、５では、キャビティの体積に比して非晶質合金材料の体積を大きく設定しすぎたため、型締め時に上型と下型とが大きく離間し厚いバリ部が形成され、成形精度と非晶質度とがともに悪化していることが確認できる。また比較例１と比較例６とを除いた比較例では、いずれもバリ部がキャビティの周囲の一部にしか形成されておらず、金型の片締り等が生じて成形品の寸法精度（厚さの均一性等）が悪化している可能性がある。
【００４７】
一方、比較例６〜１０は、相互に嵌まり合う上型、下型とからなる金型を用いているため、嵌合部にバリが進入し、著しく成形精度が悪化していることが確認できる。
【００４８】
また比較例７〜１０については、初期の数枚成形時には上表のように良好な結果を示したが、成形を繰り返す毎に嵌合部に生じたバリ部が嵌合部を傷つけさらには変形させるまでに至った。結果として所定形状の製品が得られず、金型の寿命を短縮させることが大いに予測される。
【００４９】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、非晶質合金材料の体積Ｖ１をキャビティの体積Ｖ２の１０１〜１２０％とすることにより、溶融金属の凝固収縮があっても、金型と溶融金属との接触圧を高め溶融金属から効率的に熱を奪うことにより安定した非晶質合金をうることができる。またバリ部は、上型と下型とが嵌まり合う嵌合部を有することなく当接する当接部に形成されるため、上型と下型とかじりやこじれ等も生じることがない。
【００５０】
また請求項２記載の発明のように、キャビティの周囲の当接部間と厚さが０．６mm以下のバリ部を形成することにより、非晶質度を高めつつ非晶質合金成形体の厚さの誤差を小範囲に抑制でき、精度の悪化を最小限に抑えることができる。
【００５１】
また請求項３記載の発明のように、前記キャビティは、製品部を形成する製品キャビティ部と、該製品キャビティ部の外周部の少なくとも一部に設けられた余剰材の溜まり部とを含むことにより、［００２３］に記載のように、キャビティＣで成形された成形体は、前記余剰材の溜まり部Ｃ２で成形された部分を研磨、切削等にて取り去ることが容易となり、効率よく、製品を形成できる。
【００５２】
また請求項４記載の発明のように、前記非晶質合金材料の体積Ｖ１が前記キャビティの体積Ｖ２の１０３〜１１４％であり、前記バリ部の厚さを０．４５mm以下としたときには、成形精度の悪化を最小限に抑えつつ溶融金属と金型との接触圧を高く維持し安定した非晶質合金をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法にに用いられる製造装置の概略ブロック図である。
【図２】金型の断面図である。
【図３】下型の斜視図である。
【図４】本発明の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図７】図６のＡ部拡大図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、金型の他の形態を示す断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は金型の他の形態を示す断面図である。
【図１０】従来の金型の断面図である。
【図１１】ゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【図１２】上型の下降速度を例示するグラフである。
【符号の説明】
１  非晶質合金成形体の製造装置
２  金型
３  上型
４  下型
１３  下成形部
１４  下当接部
１５  上成形部
１６  上当接部
１７  当接部
２０  溶融金属
２１  バリ部
Ｃ  キャビティ
ｍ  非晶質合金材料
Ｖ１  非晶質合金材料の体積
Ｖ２  キャビティの体積
【図１】
0004105433.tif 000004
【図２】
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【図３】
0004105433.tif 000006
【図４】
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【図５】
0004105433.tif 000008
【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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