(57)【要約】  【課題】    マグネシウム切粉を常温でもって圧縮固化して扁平な円柱形状等をした塊に圧縮成形することが可能なマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法を提供すること。  【解決手段】  マグネシウム切粉Ｍを加圧シリンダ１と加圧ピストン２及び底面台３とで画成された圧縮成形室４内に収容して圧縮固化することにより成形されるマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法であって、前記圧縮成形室４を構成する底面台３の上面と加圧シリンダ１の底端面１１との間に、圧縮成形室４内で圧縮されているマグネシウム切粉は漏出しないがマグネシウム切粉に付着した切削油を排出し得る程度のクリアランスＬを設け、常温で加圧圧縮することにより成形固化させるようにした。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム切粉を加圧シリンダと加圧ピストン及び底面台とで画成された圧縮成形室内に収容して圧縮固化することにより成形されるマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法であって、
前記圧縮成形室を構成する底面台の上面と前記加圧シリンダ底端面との間に、前記圧縮成形室内で圧縮されているマグネシウム切粉は漏出しないがマグネシウム切粉に付着した切削油を排出し得る程度のクリアランスを設け、常温で加圧圧縮することにより固化させることを特徴とするマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法。
【請求項２】
前記圧縮成形室を構成する底面台の上面と前記加圧シリンダ底端面との間のクリアランスが、０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１記載のマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法。
【請求項３】
前記常温で圧縮固化する際の圧力が、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載のマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工等により生じたマグネシウム切粉を、一旦溶解炉で溶解し二次地金として再生利用することを目的として、扁平な円柱形状等をした塊に圧縮成形するための成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切削加工により生じたマグネシウム切粉には通常切削油が付着しているため、これをそのまま溶解炉に投入するとマグネシウム切粉が一瞬のうちに燃焼してしまい二次地金にすることができない。
かといって、マグネシウム切粉に付着している切削油は洗浄除去するのが難しく、しかも、切削油の洗浄除去には洗浄廃液の処理に要するコストが加わるため、実際にはマグネシウム切粉に付着している切削油は除去されることなく再生利用に回されているのが現状である。
【０００３】
一方、マグネシウム及びその合金は、その結晶構造上、圧縮した場合に常温においては底面すべりが起こりやすく、比較的高温でないと柱面すべり及び錐面すべりが起こりにくいといった性質がある。その為、常温での塑性加工(プレス加工や鍛造加工等)が難しく、一般的に２００℃〜４００℃程度に加熱しながら塑性加工している（例えば、特許文献１参照。）。
この様に、マグネシウム切粉は鉄やアルミニウムと同様な条件で常温において圧縮固化しようとしても固化できず、圧縮圧力を大きくするとマグネシウム切粉が流動して傷付け合いマグネシウム切粉が粉々になり、加圧シリンダ等で画成されている圧縮成形室の隙間から外部へ押し出されてしまう現象が生じる。
【０００４】
その為に現状では、マグネシウム切粉を常温で圧縮固化することは行われておらず、アルミニウム又はアルミニウム合金の切粉においてその嵩高さを減らす程度の試みがなされているに止まっている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
このような理由から、従来では常温での圧縮固化は不可能であると言われ実際に行われておらず、切削油が付着したままのマグネシウム切粉を３００℃程度に加熱しながら圧縮固化して扁平な円柱形状等をした塊に成形しているのが現状である。
しかしながら、切削油が付着したままのマグネシウム切粉を加熱しながら圧縮固化する方法では、圧縮固化中に切削油による油煙が発生するだけでなく、切削油及びマグネシウム切粉が燃え出す危険性があるため好ましくはない。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２２１０６４号公報
【特許文献２】特開２００６−９０６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、マグネシウム切粉を常温でもって圧縮固化して扁平な円柱形状等をした塊に圧縮成形することが可能なマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明のマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法は、マグネシウム切粉を加圧シリンダと加圧ピストン及び底面台とで画成された圧縮成形室内に収容して圧縮固化することにより成形されるマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法であって、前記圧縮成形室を構成する底面台の上面と前記加圧シリンダ底端面との間に、前記圧縮成形室内で圧縮されているマグネシウム切粉は漏出しないがマグネシウム切粉に付着した切削油を排出し得る程度のクリアランスを設け、常温で加圧圧縮することにより成形固化させることを特徴としたものである(請求項１)。
【０００９】
この際、圧縮成形室を構成する底面台の上面と加圧シリンダ底端面との間のクリアランスは、０．２ｍｍ以下に設定されていることが好ましい(請求項２)。
このクリアランスがないとマグネシウム切粉に付着している切削油を搾っても圧縮成形室外へ排出できなくなってしまう。かといって、このクリアランスを０．２ｍｍより大きくすると、圧縮固化の加圧力が所定圧力以上に上昇した場合にマグネシウム切粉が粉々になった際、粉々になったマグネシウム切粉がこのクリアランスから切削油と一緒に外部に漏出してしまう恐れが生じる。
【００１０】
また、圧縮成形室内に収容されたマグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の圧力としては、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲に設定されていることが好ましい(請求項３)。
マグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の圧力が１２０ＭＰａより低いと、マグネシウム切粉が十分に圧縮固化されないと同時に、マグネシウム切粉に付着している切削油を十分に搾りきれずに圧縮成形塊の中に残留する切削油の割合が多くなってしまう。
そして、圧縮加圧力を３００ＭＰａより高くすると、圧縮成形室内でマグネシウム切粉が流動して傷つけ合い、その結果マグネシウム切粉が粉々になってしまい固化することが出来なくなってしまう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るマグネシウム切粉の圧縮成形塊の成形方法によれば、マグネシウム切粉を圧縮固化して成形塊を成形する際に加熱する必要が全くなく、常温でもって圧縮固化して扁平な円柱形状等をした塊に圧縮成形することが可能となる。
従って、切削油が付着したマグネシウム切粉をそのまま圧縮固化しても、圧縮固化中に切削油による油煙が発生したり、切削油及びマグネシウム切粉が燃え出すような危険性が全くなくなる。
【００１２】
しかも、マグネシウム切粉を圧縮固化して成形塊を成形するのに格別複雑で高価な装置は必要とせず、ありふれた加圧シリンダと加圧ピストン及び底面台を組み合わせてなる圧縮成形装置を使用することが出来る。
【００１３】
また、請求項２に記載のマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法によれば、圧縮成形室を構成する底面台の上面と加圧シリンダ底端面との間のクリアランスが、０．２ｍｍ以下に設定されているので、マグネシウム切粉に付着した切削油は圧縮固化時に搾られて加圧シリンダ底端面と底面台との間に形成されたクリアランスから容易に排出され、且つ圧縮圧力を大きくした場合に、マグネシウム切粉が多少粉々になっても加圧シリンダ等で画成されている圧縮成形室の隙間から外部へ押し出されてしまうようなことがなく、所要の塊に圧縮成形することが可能となる。
【００１４】
更に、請求項３に記載のマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法によれば、マグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の圧力を、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲に設定してなるので、マグネシウム切粉を最適な嵩密度に圧縮固化することが可能となる。
【００１５】
すなわち、マグネシウム切粉を圧縮固化する場合に、嵩密度を高くすると圧縮固化されて成形塊となった切粉同士の隙間が極端に小さくなるために溶解に時間を要するようになり、逆に嵩密度を低くすると、圧縮固化された塊が溶湯中に沈まないうちに燃焼してしまったり、或いはマグネシウム切粉に付着した切削油が搾り取りきれずに圧縮固化した成形塊の中に残留して溶湯中で水蒸気爆発を起こす危険がある。
しかし、マグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の圧力を、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲に設定することにより、嵩密度(g/cm３)を概ね１．３〜１．５の良好な範囲に収めることが可能となる。ちなみに、嵩密度が１．３より小さいと、マグネシウム切粉に付着した切削油が搾り取りきれずに圧縮固化した成形塊の中に残留する割合が多くなり、嵩密度が１．５より大きくなると、圧縮固化されて成形塊となった切粉同士の隙間が極端に小さくなって溶解に時間を要するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適実施例を、模式的に現した図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は図示した実施例のものに限定されるものではない。
【００１７】
図中の符号１は加圧シリンダを、符号２は加圧ピストンを、符号３は底面台を、そして符号Ｍはマグネシウム切粉を、符号Ｍ’はその圧縮成形塊を、それぞれ示す。
【００１８】
加圧シリンダ１は両端が開放された円筒形状に形成され、その内部に加圧ピストン２が軸方向に沿って摺動自在に設置され、加圧ピストン２の反ロッド側面２１並びに加圧シリンダ１の底端面１１と対応する位置に底面台３が配置され、これら加圧シリンダ１の内周面１２と加圧ピストン２の反ロッド側面２１及び底面台３の上面３１とで１つの圧縮成形室４が画成される。
【００１９】
かくして、図１に詳しく示すとおり、加圧シリンダ１と加圧ピストン２及び底面台３とで画成された圧縮成形室４内に所要量のマグネシウム切粉Ｍを収容せしめ（第１工程）、常温の状態で加圧ピストン２を底面台３方へ移動させて圧縮成形室４内のマグネシウム切粉Ｍに所要の圧力を加えて圧縮固化することにより、圧縮成形室４内に収容されたマグネシウム切粉が扁平な円柱形状等をした塊Ｍ’に圧縮成形される（第２工程）。
【００２０】
次に、圧縮成形室４内で扁平な円柱形状等に圧縮固化された成形塊Ｍ’は、底面台３を加圧シリンダ１の底端面１１から横方向(図面上では左右方向)に移動させて加圧シリンダ１の底端を開放する（第３工程）と共に、加圧ピストン２で押し出すことにより圧縮成形室４の外に排出される（第４工程）。
そして、圧縮成形室４の外に排出された成形塊Ｍ’は、底面台３の側面等を使って所定の場所（例えば移送用缶等）に押し出され、同時に、底面台３は初期位置に復帰して第１工程と同じ待機状態となる（第５工程）。
【００２１】
この際、圧縮成形室４を構成する底面台３の上面３１と加圧シリンダ１の底端面１１との間には、圧縮成形室４内で圧縮されているマグネシウム切粉は漏出しないがマグネシウム切粉に付着した切削油を排出し得る程度のクリアランスＬを設ける。
【００２２】
このクリアランスＬとしては、０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。クリアランスＬを０．２ｍｍより大きくすると、マグネシウム切粉を圧縮固化する際の加圧力を高くした場合にマグネシウム切粉が粉々になったとき、粉々になったマグネシウム切粉がこのクリアランスＬから切削油と一緒に外部に漏出してしまう恐れが生じるからである。
【００２３】
しかし、このクリアランスＬがないと、圧縮成形室４内から切削油を排出できなくなるだけでなく、第３工程〜第５工程において底面台３を横方向(図面上では左右方向)に移動せる際に、底面台３の上面３１と加圧シリンダ１の底端面１１との間でカジリが発生しやすくなる。
【００２４】
なお、加圧シリンダ１の底端面１１を底面台３の上面３１に突き合わせる形態としては、図１に示すごとく底面台３の上面３１全体を平坦にして突き合わせても良いし、図２に示すごとく加圧シリンダ１の底端面１１と対応する部分に上面３１より低い段部３２を設けて、その段部３２に突き合わせるようにしても良い。
【００２５】
また、圧縮成形室４内に収容されたマグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の加圧力としては、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲とすることが好ましい。
何故ならば、マグネシウム切粉を常温で圧縮固化する際の圧力が１２０ＭＰａより低いと、マグネシウム切粉が十分に圧縮固化されないだけでなく、マグネシウム切粉に付着している切削油を十分に搾りきれずに、圧縮成形塊Ｍ’の内部に残留する切削油の割合が多くなってしまうからである。しかし、圧縮加圧力を３００ＭＰａより高くすると、圧縮成形室４内でマグネシウム切粉が流動するため互いに傷つけ合い、その結果マグネシウム切粉が粉々になってしまい固化することが出来なくなってしまうからである。
【００２６】
ちなみに、１２０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲の加圧力で圧縮固化された成形塊Ｍ’の嵩密度(g/cm３)は、概ね１．３〜１．５の範囲になる。圧縮成形塊Ｍ’の嵩密度が１．３〜１．５の範囲にあれば、図３のグラフに示すとおり、圧縮成形塊Ｍ’の内部に残留する切削油が、当該圧縮成形塊を溶湯中に投入した際に水蒸気爆発する確率が０％になる程度にまで絞られ、且つ、圧縮成形塊となった切粉同士の隙間が極端に小さくならずに比較的短時間に効率よく再溶解することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るマグネシウム切粉の圧縮成形塊成形方法の工程を説明する模式断面図。
【図２】同他の実記例を示す模式断面図。
【図３】マグネシウム切粉の圧縮密度に対する水蒸気爆発発生率及び圧縮成形塊溶解時間の関係を説明するグラフ図。
【符号の説明】
【００２８】
１：加圧シリンダ                      ２：加圧ピストン
３：底面台                            ４：圧縮成形室
Ｍ：マグネシウム切粉                  Ｍ’：圧縮成形塊
Ｌ：クリアランス
１１：加圧シリンダの底端面            １２：内周面
２１：加圧ピストンの反ロッド側面
３１：底面台の上面                    ３２：段部
【図１】
2009030117.tif 000003
【図２】
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【図３】
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