(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬型電磁ポンプを備えた密閉型ルツボ中、保護雰囲気下で、Ｍｇ−Ｌｉ系合金、Ｍｇ−Ｙ系合金及びＭｇ−ＲＥ系合金からなる群から選ばれた溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解する際、該浸漬型電磁ポンプを引き上げる又は該密閉型ルツボを引き下げて該浸漬型電磁ポンプが該マグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で該浸漬型電磁ポンプを引き下げる又は該密閉型ルツボを引き上げて該浸漬型電磁ポンプを該マグネシウム合金溶湯中に浸漬し、その溶湯を該浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯することを特徴とする溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関し、より詳しくは、Ｍｇ−Ｌｉ系合金、Ｍｇ−Ｙ系合金及びＭｇ−ＲＥ（Ｍｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｎｄ等）系合金からなる群から選ばれた軽量性、耐熱性に優れたマグネシウム合金の溶解・鋳造方法に関する。これらのマグネシウム合金は宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野でおいて部品の製作に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マグネシウム合金の溶解・鋳造においては、塩基性フラックスを溶湯の表面に浮かべるフラックス法や、ＳＦ6 ガスを混合したガス雰囲気下で溶解させるＳＦ6 法が一般的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の溶解・鋳造方法は、ＡＺ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｎ系合金）や、ＡＭ合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金）においては広範囲に利用され確立された方法である。しかしながら、マグネシウム合金がＬｉを含有している場合には、フラックス法では、塩基性フラックスの多くが塩化物を含有しているのでその塩素とＬｉとが反応して塩化リチウムを形成し、結果としてマグネシウム合金中のＬｉが消耗され、また溶融マグネシウム合金とフラックスとの分離が悪くなり、生産性が低下する。また、ＳＦ6 法では、ＳＦ6 ガスがＬｉと反応してＳとＬｉＦとになり、この場合にもマグネシウム合金中のＬｉが消耗され、またＳＦ6 ガス含有保護雰囲気ではＬｉ含有マグネシウム合金に対しては保護能力不足であり、鋳造のために溶湯を取り出す際に発火の危険性がある。また、マグネシウム合金がＹやＲＥを比較的多量に含有している場合にも、程度の差こそあれ同様のことが発生する。
【０００４】
また、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を鋳造する際に杓を用いると、杓の周囲にマグネシウム合金が付着し、この付着したマグネシウム合金が発火する危険がある。
上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金は優れた軽量性、耐熱性等の諸特性を有するにもかかわらず、上記のような課題を抱えているために、広範囲に活用されるには至っていない。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討の結果、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解に密閉型ルツボを用い、保護雰囲気下で溶解し、浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯する（即ち、外気に触れることなしで直接鋳型に注湯する）ことにより上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明の溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶解・鋳造方法は、浸漬型電磁ポンプを備えた密閉型ルツボ中、保護雰囲気下で、Ｍｇ−Ｌｉ系合金、Ｍｇ−Ｙ系合金及びＭｇ−ＲＥ系合金からなる群から選ばれた溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解する際、該浸漬型電磁ポンプを引き上げる又は該密閉型ルツボを引き下げて該浸漬型電磁ポンプが該マグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で該浸漬型電磁ポンプを引き下げる又は該密閉型ルツボを引き上げて該浸漬型電磁ポンプを該マグネシウム合金溶湯中に浸漬し、その溶湯を該浸漬型電磁ポンプにより直接鋳型に注湯することを特徴とする。
【０００８】
本発明において使用する密閉型ルツボ、浸漬型電磁ポンプは従来公知のものであり、特に制限はない。本発明の実施においては、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプを引き上げるか又は密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプがマグネシウム合金原料又は溶湯と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプを引き下げるか又は密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬し、溶湯を電磁ポンプで輸送し、鋳型に注湯する。
【０００９】
本発明において保護雰囲気とは、溶融状態で活性なマグネシウム合金の溶湯に対する保護雰囲気であり、例えばアルゴンガス雰囲気、ネオン雰囲気、ヘリウム雰囲気があり、溶融合金がＭｇ−Ｙ系合金又はＭｇ−ＲＥ系合金の場合にはこれらの雰囲気中にＳＦ6 ガスを存在させることができる。
【００１０】
本発明の溶解・鋳造方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。加熱炉１中に密閉型ルツボ２を設置する。密閉型ルツボ２の蓋３には浸漬型電磁ポンプ４が気密滑動可能なように貫通している。浸漬型電磁ポンプ４の上端部には溶湯輸送管５が連結されており、溶湯輸送管５の他端は鋳型６に連結している。図１には示されていないが、浸漬型電磁ポンプ４を引き上げる手段、又は加熱炉１と共に密閉型ルツボ２を引き下げる手段が設けられており、マグネシウム合金又はそれらの原料金属を溶解させる段階では、浸漬型電磁ポンプ４を引き上げるか又は密閉型ルツボ２を引き下げて浸漬型電磁ポンプ４がマグネシウム合金原料又は溶湯７と接触しない状態に保持し、鋳造段階で浸漬型電磁ポンプ４を引き下げるか又は密閉型ルツボ２を引き上げて浸漬型電磁ポンプ４をマグネシウム合金溶湯７中に浸漬し、溶湯７を電磁ポンプ４及び溶湯輸送管５で輸送し、鋳型６に注湯することができる。本発明の実施においては、密閉型ルツボ２中に原料７を装入し、原料の上部を保護雰囲気８として密封する。上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ４を引き上げるか又は密閉型ルツボ２を引き下げて浸漬型電磁ポンプ４と原料７とが接触しない状態に保持し、加熱炉１により密閉型ルツボ２を加熱してその内容物を溶解させる。溶解が終了した後、上記の手段を用いて浸漬型電磁ポンプ４を引き下げるか又は密閉型ルツボ２を引き上げて浸漬型電磁ポンプ４をマグネシウム合金溶湯７中に浸漬し、溶湯７を電磁ポンプ４及び溶湯輸送管５で輸送し、鋳型６に注湯する。
【００１１】
上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造する他の方法、例えば真空溶解炉を使用する方法と比較して、一般の鋳造工程に適合し易く、サイズの融通性やコスト面でも有利である。
また、上記のような構成からなる本発明の溶解・鋳造方法は、上記のような溶融状態で活性なマグネシウム合金を溶解・鋳造するのに特に適しているが、他のマグネシウム合金の溶解・鋳造にも適用できることは明らかである。
【００１２】
【実施例】
実施例１〜３
図１に示す装置を用い、密閉型ルツボ中に表１に示すマグネシウム合金原料を装入し、原料の上部を表１に示す保護雰囲気として密封した。加熱炉と共に密閉型ルツボを引き下げて浸漬型電磁ポンプとマグネシウム合金原料とが接触しない状態に保持し、加熱炉により密閉型ルツボを加熱してその内容物を表１に示す温度で溶解させた。溶解が終了した後、加熱炉と共に密閉型ルツボを引き上げて浸漬型電磁ポンプをマグネシウム合金溶湯中に浸漬させ、溶湯を電磁ポンプ及び溶湯輸送管で輸送し、鋳型に注湯した。
【００１３】
用いた浸漬型電磁ポンプは下記の性能のものであった：
浸漬型電磁ポンプ（坂井商事製）
外径１１４ｍｍ、高さ８５０ｍｍ、輸送管長さ５００ｍｍ
電源  ２００Ｖ／１７ｋＶＡ
汲み出し能力  ０〜１０ｋｇ／ｓ
【００１４】
【表１】
0003776142.tif 000002
実施例１〜３の何れにおいても、合金組成の変動は認められず、燃焼は認められず、安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することができた。
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明により、軽量性、耐熱性に優れているが溶融状態で活性なマグネシウム合金を安全に且つ高い生産性で溶解・鋳造することが容易になり、宇宙・航空・自動車・情報機器・スポーツ用品等の広範囲の分野での活用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施で用いる装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１  加熱炉
２  密閉型ルツボ
３  密閉型ルツボの蓋
４  浸漬型電磁ポンプ
５  溶湯輸送管
６  鋳型
７  マグネシウム合金溶湯
８  保護雰囲気
【図１】
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