【誤訳訂正書】
【提出日】平成21年9月18日(2009.9.18)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】特許請求の範囲
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法において、
金属合金が溶融状態に達するまで、金属合金を加熱する工程と、
ある量の前記金属合金を溶融状態で容器に搬送する工程と、
前記量の金属合金を前記容器内で冷却する工程と、
前記冷却が続行する間、前記容器内で前記金属合金の流れパターンを形成し、鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成するように、前記量の金属合金に対し電磁界を印加する工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、搬送、冷却、印加及び排出する工程を実行する合計サイクル時間が４秒から２５０秒の範囲にある、方法。
【請求項３】
請求項２の方法において、前記搬送する工程が２秒から３５秒の範囲内で行われる、方法。
【請求項４】
請求項３の方法において、前記冷却し且つ前記印加する工程が２秒から１２０秒の範囲の組み合わせた時間内で行われる、方法。
【請求項５】
請求項４の方法において、前記排出する工程が０．１から３０秒の範囲で行われる、方法。
【請求項６】
請求項１の方法において、前記排出する工程が２から３５秒の範囲で行われる、方法。
【請求項７】
請求項１の方法において、前記冷却し且つ前記印加する工程が２秒から１５０秒の範囲の組み合わせた時間内で行われる、方法。
【請求項８】
請求項１の方法において、前記排出する工程が０．１から３０秒の範囲で行われる、方法。
【請求項９】
請求項１の方法において、前記搬送する工程がロボット式アーム及び協働するとりべを使用することを備える、方法。
【請求項１０】
請求項９の方法において、前記印加する工程が、前記搬送工程が行われる前に、前記容器をステータ内に移動させることにより行われる、方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法において、前記冷却する工程が、前記容器と前記ステータとの間にて冷風の流れを提供することにより行われる、方法。
【請求項１２】
請求項１０の方法において、熱ジャケットを前記容器の周りに固定する工程を更に備え、前記熱ジャケットが前記ステータ内に配置され、該固定する工程が、前記搬送する工程の前に行われる、方法。
【請求項１３】
請求項１の方法において、前記搬送する工程が行われる前に、前記容器をステータ内に移動させることを更に備える、方法。
【請求項１４】
請求項１の方法において、前記冷却する工程が、前記容器と前記ステータとの間に冷風の流れを提供することにより行われる、方法。
【請求項１５】
請求項１の方法において、熱ジャケットを前記容器の周りで固定する工程を更に備え、該熱ジャケットが前記ステータ内に配置され、該固定する工程が、前記搬送する工程の前に行われる、方法。
【請求項１６】
請求項１の方法において、前記搬送する工程が、自動の機械式とりべを使用することを備える、方法。
【請求項１７】
請求項１の方法において、前記ステータが、溶融金属内に周方向流れを生じさせる多相多極ステータである、方法。
【請求項１８】
請求項１の方法において、前記ステータが、溶融金属内に長手方向流れを生じさせる多相多極ステータである、方法。
【請求項１９】
請求項１の方法において、金属マトリックス複合材を形成するように微粒子固体粒子を金属合金内に追加する工程を更に備える、方法。
【請求項２０】
縮退した樹木状晶一次固体粒子を有するオンデマンドの半固体金属から所要形状の金属部品を製造する方法において、
金属が溶融状態に達するまで、該金属を加熱する工程と、
前記容器内で前記量の溶融金属を制御可能に冷却しつつ、ある量の前記溶融金属を容器に搬送する工程と、
半固体範囲内の望ましい成形温度に達するまで、前記容器内で前記溶融金属の流れパターンを形成するように前記量の溶融金属に電磁界を印加し、これにより鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成する工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、縮退した樹木状晶一次固体粒子を有するオンデマンドの半固体金属から所要形状の金属部品を製造する方法。
【請求項２１】
請求項２０の方法において、スラリを所要形状の金属部品の形態に鋳造し得るように前記鋳造機を作動させる工程を更に備える、方法。
【請求項２２】
請求項２１の方法において、搬送、冷却、印加及び排出工程を行う全体のサイクル時間が４秒から２５０秒の範囲にある、方法。
【請求項２３】
鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法において、
金属合金が溶融状態に達するまで、金属合金を加熱する工程と、
ある量の前記金属合金を溶融状態で容器に搬送する工程と、
前記量の金属合金を前記容器内で冷却する工程と、
前記冷却が続行する間、前記容器内で前記金属合金を攪拌し、鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成するように前記量の金属合金に対し電磁界を印加する工程であって、前記ステータにある電圧が印加され、該電圧のレベルが前記金属合金に付与される攪拌トルクを決定する前記工程と、
前記金属合金に付与される攪拌トルクを変化させ得るように前記ステータに付与される電圧レベルを変化させる工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法。
【請求項２４】
請求項２３の方法において、前記電圧レベルが、電気負荷のフィードバックレベルに基づいて決定される方法。
【請求項２５】
請求項２３の方法において、前記電圧レベルが、前記金属合金からの温度測定信号に基づいて変化するようにした、方法。
【請求項２６】
請求項２３の方法において、容器内の前記金属合金の粘度に基づいて前記金属合金に付与される攪拌トルクを変化させる工程を更に備えた、方法。
【請求項２７】
鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法において、
金属合金が溶融状態に達するまで、金属合金を加熱する工程と、
ある量の前記金属合金を溶融状態で容器に搬送する工程と、
汚染を防止するように不活性気体を使用することを許容し得るように覆いキャップを前記容器に組み付ける工程と、
前記量の金属合金を前記容器内で冷却する工程と、
前記冷却が続行する間、前記容器内で前記金属合金を攪拌し、鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成するように前記量の金属合金に対し電磁界を印加する工程であって、前記ステータにある電圧が印加され、該電圧のレベルが前記金属合金に付与される攪拌トルクを決定する前記工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法。
【請求項２８】
請求項２７の方法において、前記金属合金から温度情報を得るため熱電対を覆いキャップを通じて且つ前記金属合金内に挿入する工程を更に備えた、方法。
【請求項２９】
鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法において、
金属合金が溶融状態に達するまで、金属合金を加熱する工程と、
熱ジャケットを、合金を受け入れる容器の周りに固定する工程と、
ある量の前記金属合金を容器に溶融状態で搬送する工程と、
前記量の金属合金を前記容器内で冷却する工程と、
前記冷却が続行する間、前記容器内で前記金属合金の流れパターンを形成し、鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成するように前記量の金属合金に対し電磁界を印加する工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法。
【請求項３０】
鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法において、
金属合金が溶融状態に達するまで、金属合金を加熱する工程と、
少なくとも１つの線形ステータと組み合わさった、少なくとも１つの回転ステータを含み、複数のステータを、合金を受け入れる容器の周りに配置する工程と、
ある量の前記金属合金を溶融状態で容器に搬送する工程と、
前記量の金属合金を前記容器内で冷却する工程と、
前記冷却が続行する間、前記容器内で前記金属合金の流れパターンを形成し、鋳造のための所望の組成のスラリビレットを形成するように前記量の金属合金に対し電磁界を印加する工程と、
前記スラリビレットを前記容器から鋳造機のショットスリーブ内に、直接的にかつ直ちに、排出する工程と、を備え、前記容器と前記ショットスリーブとの間で前記スラリビレットを保持する中間状態を持たず、且つ、前記容器から排出する工程に続く加熱工程を持たない、鋳造過程に対する半固体材料をオンデマンドにて製造する方法。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１０】
一般に、半固体の処理法は、チクソキャスティング法及びレオキャスティング法という２つの範疇に分類することができる。チクソキャスティング法において、凝固する合金のミクロ組織は、合金が鋳造されて固体の供給材料になる前に、樹木状晶から分離した縮退樹枝状晶に改変され、その後、その樹枝状晶は、半固体状態になるように再度溶融させ且つ金型内に鋳込んで、所望の部品を形成する。レオキャスティング法において、液体金属は、そのミクロ組織が改変される間、冷却されて半固体状態となる。次に、スラリを形成し又は金型内に鋳込んで、所望の１つ又は複数の部品を製造する。
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１２】
半固体の鋳造過程において、一般に、その形態が保持される樹木状晶固体粒子から成るスラリが凝固中に形成される。最初に、スラリ又は半固体を形成する初期の段階にて、樹木状晶粒子は、核形成し且つ溶融した合金内にて等軸樹枝状晶として成長する。適正な冷却速度及び攪拌によって、樹木状晶粒子の枝はより大きく成長し、樹枝状晶の腕は、粗化する時間を有し、このため一次及び二次的樹枝状晶の腕の間隔が増大する。攪拌が行われるこの成長段階の間、樹枝状晶の腕は接触し且つ画分されて縮退した樹木状晶粒子を形成する。保持温度にて、粒子は粗化を続け且つより丸くなり、理想的な球状の形状に近づく。丸くなる程度は、その過程に対して選ばれた保持時間によって制御される。攪拌を加えると、「コヒーレンシ」（樹枝状晶が絡んだ構造体となる状態）点に達しない。画分された縮退樹枝状晶粒子から成る半固体材料は、低せん断力にて変形を続ける。本発明は、比較的短いサイクル時間にて適宜なスラリを形成すべく合金の金属組織学的振舞いを利用する装置及び方法を新規且つ非自明な仕方にて具体化するものである。
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２１】
１９８０年代の初め、分離した縮退樹枝状晶を有する半固体供給材料を鋳造するための電磁的攪拌法が開発された。この供給材料を適宜な寸法に切断し、次に、金型キャビティ内に射出する前に、半固体状態となるように再溶融させる。この磁気流体学的（ＭＨＤ）鋳造法は、十分に分離した縮退樹枝状晶を有する多量の半固体供給材料を製造することができるが、ビレットを鋳造し且つ該ビレットを再溶融させて半固体の組成物に戻すための材料の取り扱いコストは、例えば、重力鋳造法、低圧ダイ鋳造法、又は高圧ダイ鋳造法のようなその他の鋳造法と比較して、この半固体過程の競争力を低下させる。その最たるものとして、ビレット加熱装置の複雑さ、ビレット加熱過程の速度の遅さ及びビレット温度制御の困難性は、この型式の半固体成形法にとって大きい技術的障害である。
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２５】
本発明に従って上記の困難な課題を解決する方策の１つは、液体金属が凝固して半固体範囲となるとき、液体金属を電磁的に攪拌することである。かかる攪拌は、液体金属とその容器との間の熱伝導を向上させ、金属の温度及び冷却率を制御し、液体金属内で高せん断率を発生させ、分離した縮退樹枝状晶を有するミクロ組織を改変する。この攪拌は、溶融金属混合体により金属の温度及びミクロ組織の均一さを向上させる。攪拌機構及び方法を慎重に設計することにより、攪拌は、用途の条件に依存して多量の半固体スラリを駆動し且つその寸法を制御する。攪拌は、冷却率を制御することによりサイクル時間を短縮するのに役立ち、また、このことはあらゆる型式の合金、すなわち鋳造合金、錬鉄合金、ＭＭＣ等に適用可能である。
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２６】
半固体スラリを形成することを目的としてプロペラ型式の機械的攪拌装置が使用されているが、特定の問題点及び難点がある。例えば、半固体スラリの高温度、耐食性及び高磨耗特性は、機械的攪拌作用を備える信頼し得るスラリ装置を設計することを極めて困難にする。しかし、レオキャスティング法にて機械的攪拌作用を使用するときの最も重要な難点は、その処理能力が小さいため、必要な生産量を満たすことができない点である。分離した縮退樹枝状晶を有する半固体金属は、低周波の機械的振動、高周波超音波又はソレノイドコイルによる電磁的刺激により、形成することができることも既知である。これらの過程は、より遅いサイクル時間にてより小さいサンプルに対し機能するが、これらは、浸透深さが制限されるため、より大きいビレットを製造するとき効率的でない。別の型式の過程は、ソレノイド誘導刺激法であるが、磁界の浸透深さが制限され及び不必要な発熱を伴うため、この過程は生産効率の点で実現する上で多数の技術的問題点がある。工業的過程にて最も広く使用されている強力な電磁的攪拌法は、多量のスラリを製造することを許容する。重要なことは、この方法が任意の高温度合金に適用可能な点である。オンデマンドにて半固体スラリを供給する装置及び方法に力点を重くする本発明は、多極ステータを採用する。
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００２７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００２７】
強力な電磁的攪拌法の２つの主要な変形例が存在し、その一方は容器内の合金の回転流れパターンに起因する「回転」ステータ攪拌と称される。他方は、容器内合金の上下流れループに起因する「線形」攪拌と称される。回転可能なステータ攪拌により、溶融金属は擬等温面内で移動し、このため、優勢な機械的せん断力により樹枝状晶の縮退が行われる。１９８４年３月６日付けでウィンター（Ｗｉｎｔｅｒ）らに対し発行された米国特許第４，４３４，８３７号にはチキソトロピ金属スラリを連続製造する電磁的攪拌装置が記載されており、単一の２極構造のステータは回転する非零の磁界を発生させ、この磁界は長手方向軸の横方向に移動する。この移動する磁界は金属容器に対し接線方向に方向決めされた攪拌磁力を発生させ、この磁力は樹枝状晶を破壊するため少なくとも５０ｓｅｃ-1のせん断速度を発生させる。線形ステータによる攪拌法の場合、メッシュ領域内のスラリは、より高温度領域に再循環され且つ再溶融され、このため、熱過程は樹枝状晶を破壊する上でより重要な役割を果たす。１９９３年６月１５日付けでメイヤー（Ｍｅｙｅｒ）に対し発行された米国特許第５，２１９，０１８号には、多相電流電磁刺激による連続鋳造法によりチキソトロピ金属製品を製造する方法が記載されている。この方法は、樹枝状晶が形成される低温領域をより高温領域に向けて連続的に移送することにより、これら樹枝状晶の表面を再溶融させることで樹枝状晶のノジュールへの変換を実現する。
【誤訳訂正８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３２】
電磁攪拌により、その半固体状態にある合金はある型式にてせん断され、このため、一次的固体相のミクロ組織は、典型的な樹枝状晶から液体共晶相にて懸濁した丸形の粒子となる。懸濁システムのレオロジー的性質は、ミクロ組織の旋回によって熱的及びせん断経歴と共に変化することが周知である。その結果、半固体金属の測定した見掛けの粘度は、チキソトロピック及びせん断薄厚化特徴を呈する。図１の配置の場合、凝固したビレット１６又はスラグ１８が処理可能である前に、これらは処理ステーションまで輸送し、この処理ステーションにて、これらは、例えば、誘導ヒータ２０によって加熱し、半固体の形態に戻し、ダイ鋳造機２２内に配置し、射出機構２６によって金型２４内に射出する。再加熱した半固体の形態は、固体粒子の形態及び共晶相の金属形態に止る一次相を有する。半固体金属の粘度は、液体金属の粘度よりも相対的に大きいため、ダイキャビティ（すなわち金型）内へのその流れは、典型的に層状であり、このことは部品に空気又は関係する酸化物が取り込まれるのを防止する上で好ましい。固体画分が多いため、半固体金属は、ダイ内で凝固するときの収縮率が小さい。その結果、半固体金属で形成された部品は、液体−金属鋳造法で形成された場合と比較して、強度、漏れ密の点にて優れ且つ改良された略正味形状を有する。半固体合金が温度に敏感であること、またその粘度が重要であるため、任意の適宜な工程の主たる課題の１つは、合金の温度及び熱伝導率を制御し得ることである。半固体工程のもう１つの重要な問題点、すなわち不利益な点は、図１に示すように、鋳造し、次に、縮退した樹木状晶組織を有するビレットを再溶融させるために余分なコストがかかる点である。
【誤訳訂正９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３５】
望ましい成形温度にて所望の縮退した樹木状晶ミクロ組織が得られたならば、半溶融金属を注入穴４８からショットスリーブ３２内に排出し、ラム３４を前進させ、半固体金属を金型３０のキャビティ５０内に射出する。容器４２内の半固体材料の滞在時間（冷却率）はダイ鋳造機２８のサイクル時間と相関させ、サイクル時間を最小にすることができるようにする。更に、冷却率は、金型の寸法に対して望まれるように、処理される金属量を調節する。例えば、特定大きさの注入量を射出するサイクル時間が４０秒であり、射出前の容器４２内溶融金属の所望滞在時間が３０秒であるならば、次の注入の３０秒前に溶融金属１０を容器４２内に注入する。
【誤訳訂正１０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３８】
溶融した金属合金の熱は、自然の空気対流又は強制的な空気対流又は容器の周りに固定された熱ジャケットを使用することで除去する。何れの冷却装置が望ましいかの選択は、一部分、合金、容器の設計、処理すべき溶融合金の量に依存する。上述した図２の構成の場合と同様に、容器４５内の合金の冷却率及びせん断率は、慎重に制御して、本発明による部品のダイキャスティング法にとって好ましい組織である縮退した樹木状晶組織を実現し、また、比較的短いサイクル時間にて成形温度に達し得るようにする。この過程の段階にて、半固体合金はダイ鋳造機６１のショットスリーブ５９内に搬送される。ロボット式アーム４９は、この搬送工程にて使用可能な設計とされている。容器４５内の合金の冷却率を制御することにより、所望の量の半固体合金が処理されることを保証することが可能である。
【誤訳訂正１１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００５２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００５２】
Ａｌ  ３５７を加熱炉内で６５０゜Ｃにて溶融状態に溶融させる。溶融レベルのセンサを備える裏込め自動型とりべを使用して、５．４４３ｋｇ（１２ポンド）の溶融合金を加熱炉から持ち上げ且つその金属を内径約８．８９ｃｍ（３．５インチ）、外径約１２．７ｃｍ（５．０インチ）、高さすなわち深さ約３５．５６ｃｍ（１４インチ）の２部分から成る黒鉛るつぼ内に注入する。移動させ得るようにロボットアームを制御する適宜な制御回路を備えるロボットアームにこのるつぼを取り付ける。溶融金属を注入する前に、るつぼを２極３相の回転ステータ内に同軸状に配置する。ステータとるつぼとの間の空隙を通じて送風機により周囲空気を強制的に供給する。溶融金属をるつぼ内に注入した後、溶融金属を吐き出させることなく攪拌し得るようにステータを最初の２５アンペア電流にて作動させる。溶融金属の温度が低下すると、電流は３秒毎に約１０アンペアだけ増大する。電流レベルが約１００アンペアに達するとき、該電流をこのレベルにて一定に保つ。半固体ビレットのミクロ組織が縮退した樹木状晶となるようにこの電流レベルが決定される。るつぼ内の金属の合計攪拌／冷却時間は、約３５秒である。ビレットの温度が約６０２゜Ｃとなるように滞在時間を決定する。次に、この時点にて、ロボットアームは全て約５秒内でるつぼを９００トンの水平型ダイ鋳造プレスのショットスリーブまで移動させる。この時点にて、半固体ビレットをショットスリーブ内に落下させるためるつぼを開き、直ちにプランジャを作動させ、約３８．１ｃｍ（１５インチ）／秒のラム速度にてダイ中に金属を射出する。キャビティが完全に充填された後、ショットスリーブ内の残る金属に対し約１５秒間、約１７ｋｓｉの高圧力を付与して、ダイ中の金属が凝固によって収縮するとき、追加的な金属がダイキャビティ内に搾り出され、その量を補償し且つ完成した部品に多孔質巣が形成されるのを抑制する。その後、ダイを開いて部品を突き出し、部品はその真下の水タンク内に落下し、その後、ダイランナーを切り落とすといった更なる機械加工又は製造工程が行われる。次に、鋳造したばかりの部品を熱処理してその機械的性質を向上させる。