JP4780296B2

JP4780296B2 - 半溶融成形装置

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Publication number: JP4780296B2
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Inventors: 憲広天野
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Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007125612A

Description

本発明は、半溶融状態に加熱した金属材料、いわゆる半溶融金属を金型のキャビティに加圧充填する半溶融成形方法および半溶融成形装置に関する。

半溶融成形は、ダイカスト鋳造に比べて、引け巣が少なく、機械的性質に優れた成形品が得られる利点を有しており、近年、特にアルミニウム系材料の成形技術としてその利用が注目されている。

ところで、半溶融成形を行うための従来の装置は、一般に射出スリーブ内に投入された半溶融金属をプランジャの前進により金型のキャビティに加圧充填する構造となっており、汎用のダイカスト鋳造装置と実質同じ構造となっている。しかるに、この種の半溶融成形では、半溶融状態とするための加熱によって材料（ビレット）表面に酸化膜が形成されることに加え、射出スリーブに装填した際の温度低下によって材料表面に凝固層が形成され、これら酸化膜や凝固層が金型のキャビティに持込まれて成形品内部に入り込み、成形品質を劣化させる、という問題があった。

そこで、例えば、特許文献１に記載のものでは、金型に内蔵したスライド型に、射出スリーブの出口を絞る絞り部（小径穴部）を設定し、該絞り部によりキャビティ内への酸化膜の侵入を阻止するようにしている。また、半凝固状態に冷却した半凝固金属を成形する、いわゆる半凝固成形の分野ではあるが、特許文献２に記載のものでは、一対のスライドコア（スライド型）に前記同様の絞り部を設定し、該絞り部によりキャビティ内への凝固層や酸化膜の侵入を阻止するようにしている。

特開平１０−１７５０５４号公報特開２００４−２０９４８４号公報

しかしながら、上記した各特許文献に記載の対策によれば、金型にスライド型を組込まなければならないことに加え、該スライド型を駆動（開閉）する駆動手段（シリンダ）を金型に付設しなければならず、金型の構造が複雑になると共に金型周りが煩雑になる、という問題があった。

また、この種の半溶融成形では、半溶融金属との接触で、射出スリーブの内面にコーティングされた潤滑剤から油煙が発生し、この油煙が金型のキャビティに侵入して成形品質を劣化させる問題があるが、従来、この油煙に対処する有効な対策を見出せない状況にあった。さらに、射出スリーブに装填した際の半溶融金属の温度低下は、上記した凝固層の形成ばかりでなく、成形性の悪化を招いて成形の自由度を低下させる原因になるが、従来、この温度低下を抑制する有効な対策も見出せない状況にあった。

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、酸化膜や凝固層を捕捉するための特別の手段を金型に設ける必要がなく、しかも、潤滑剤からの油煙発生に起因する成形品質の悪化や半溶融金属の温度低下に起因する成形性の悪化にも確実に対処し得る半溶融成形装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の半溶融成形装置に係る発明は、射出スリーブ内に装填された半溶融金属をプランジャの前進により金型のキャビティに加圧充填する半溶融成形装置において、金属ビレットを収容して誘導加熱されることにより半溶融状態とすることが可能であり、前記射出スリーブ内に摺動可能に装填されるサブスリーブと、前記射出スリーブ内に配設されて、前記プランジャと連動し前記サブスリーブを前進端に移動させるスライダーとを備えており、前記プランジャは、前記前進端に位置決めされたサブスリーブ内に嵌入して半溶融金属を金型の前記キャビティへ押出すものであることを特徴とする。

請求項２の半溶融成形装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、スライダーが筒状をなし、該スライダーの内面によりプランジャが摺動案内されることを特徴とする。

請求項３の半溶融成形装置に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、サブスリーブに嵌入されるプランジャの先端部が、先端に向かうに従って縮径するテーパ部となっていることを特徴とする。

請求項４の半溶融成形装置に係る発明は、請求項２乃至４の何れか１項に記載の発明において、サブスリーブが、非導電性を有する硬質のセラミックスからなることを特徴とする。

請求項１の発明においては、サブスリーブ内で誘導加熱することで、半溶融金属の酸化が抑制され、また、サブスリーブと一緒に半溶融金属を射出スリーブに装填することで、半溶融金属の冷却に起因する凝固層の形成が抑制され、結果として酸化膜や凝固層を除去するための特別の手段を金型に設ける必要がなくなる。また、半溶融金属が射出スリーブ内面に直接接触することがないので、射出スリーブ内面の潤滑剤からの油煙発生が防止され、その上、半溶融金属の冷却が抑制されることで、所望の成形性が確保される。

本発明に係る半溶融成形装置によれば、射出スリーブにスライダーを組込むだけでよいので、金型構造の複雑化を招くことなく、酸化膜や凝固層を捕捉するための特別の手段を金型に設ける必要がなく、金型構造の簡略化および金型周りのシンプル化を達成できる。

しかも、潤滑剤からの油煙発生に起因する成形品質の悪化や半溶融金属の温度低下に起因する成形性の悪化にも確実に対処し得る。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る半溶融成形装置の第１の実施形態を示したものである。本半溶融成形装置の基本構造は、横型のダイカスト鋳造装置と実質同じであり、金型１と射出機構１０とから概略構成されている。金型１は、固定型２と可動型３とからなっており、固定型２に対して可動型３を合せた状態すなわち型閉じ状態で、両者の間には鋳造空間としてのキャビティ４と、湯道部５とビスケット形成部６とが画成されるようになっている。また、固定型２には、前記ビスケット形成部６と対向する配置で湯口部７が形成されている。一方、射出機構１０は、先端部が固定型２に結合され、上面側に材料投入口１１を有する射出スリーブ１２と、図示を略す射出シリンダから延ばしたロッド１３に連結され、該射出シリンダの作動に応じて射出スリーブ１２内を進退動するプランジャ１４とを備えている。

本第１の実施形態においては、別途金網からなる有底筒状のカゴ１５が用意され、半溶融状態に加熱された半溶融金属Ｍが、このカゴ１５に収納された状態で前記材料投入口１１を通して射出スリーブ１２内に装填される。カゴ１５は、射出スリーブ１２の内径よりわずか小さな外径を有しており、また、その長さは、半溶融金属Ｍ（ビレット）よりも十分長く設定されている。カゴ１５の開口端部には、内側に折曲げた折返し部１５ａが設けられており、半溶融金属Ｍは、この折返し部１５ａを撓ませながらカゴ１５内に装入される。ここで、射出スリーブ１２およびプランジャ１４は、耐熱性に優れた材料、例えばＳＫＤ６１等の熱間ダイス鋼から形成されるが、所望により前記ＳＫＤ６１にさらに窒化処理を施してもよい。また、カゴ１５を形成する金網としては、一例として、線径０．８ｍｍ程度で目の大きさが８メッシュ程度の鋼製金網が用いられる。

本第１の実施形態において半溶融成形の実施に際しては、予め射出スリーブ１２の内面に、潤滑剤好ましくは窒化ボロン（ＢＮ）のような固体潤滑剤が塗布される。本半溶融成形装置には誘導加熱装置（図示略）が併設されており、成形すべき金属のビレットがこの誘導加熱装置内で半溶融状態となるまで誘導加熱される。この加熱終了後、図１に示されるように、カゴ１５内に半溶融金属Ｍが装入され、この後、半溶融金属Ｍを納めたカゴ１５が、適宜のハンドリング手段を用いて材料投入口１１を通して射出スリーブ１２内に装填される。この時、カゴ１５の開口端部には折返し部１５ａが設けられているので、内部の半溶融金属Ｍが不用意にカゴ１５から脱落することはない。

上記半溶融金属Ｍを納めたカゴ１５の射出スリーブ１２内への装填完了により、射出シリンダの作動でロッド１３が伸長し、プランジャ１４が前進する。すると、図２（１）に示されるように、半溶融金属Ｍを納めたカゴ１５が、射出スリーブ１２内を金型１側へ摺動する。しかして、この間、カゴ１５の温度は半溶融金属Ｍの温度に比べて十分に低いので、射出スリーブ１２の内面の潤滑剤から油煙が発生することはない。また、カゴ１５の温度は、射出スリーブ１２の温度に比べれば十分に高いので、その内部の半溶融金属Ｍの表面には凝固層がほとんど形成されず、形成されてもわずかとなる。

上記プランジャ１４により金型１側へ押されたカゴ１５（半溶融金属Ｍ）は、その先端が湯口部７を挿通してビスケット形成部６の入口付近に到達する段階で移動停止し、その後、プランジャ１４のさらなる前進に応じて、図２（２）に示されるように、カゴ１５とその内部の半溶融金属Ｍとが次第に押し潰される。この時、半溶融金属Ｍの周面側の材料がカゴ１５の網目内に流入し、半溶融金属Ｍの表層部に存在する酸化膜（一部、凝固層を含む）が金網に捕捉される。なお、カゴ１５は、その開口端部に内側への折返し部１５ａを有しているので、プランジャ１４による押込みに際して、該開口端部がカゴ１５と射出シリンダ１２との間に入り込むことはなく、したがって射出スリーブ１２の内面が金網によって傷付けられることもない。

そして、プランジャ１４のさらなる前進により、半溶融金属Ｍがカゴ１５の底の網目を通って前方へ押出され、遂には、図２（３）に示されるように、半溶融金属Ｍが金型１内のビスケット形成部６および湯道５を経てキャビティ４に加圧充填される。この最終段階では、図示のようにカゴ１５が大きく押し潰された状態となり、そのままビスケット部に残留する。この場合、カゴ１５に捕捉された酸化膜もそのままビスケット部に残留し、したがって清浄な材料がキャビティ４に充填される。なお、成形品は、その後、固定型２に対して可動型３を型開きすることで固定型２から脱型され、この時、カゴ１５もビスケット部と一体に脱型され、これにて一連の半溶融成形は完了する。

このように行う半溶融成形においては、キャビティ４内への酸化膜や凝固層の持込みが防止されることはもちろん、潤滑剤からの油煙発生が防止されるので、品質的に優れた成形品が得られるようになる。また、射出スリーブ１２内での半溶融金属Ｍの冷却も抑制されるので、良好な成形性が維持され、成形の自由度も高まるようになる。本１の実施形態においては特に、単純なカゴ１５を用いるだけで所期の目的を達成できるので、コスト負担が増大することもない。なお、このカゴ１５の材種は任意であり、半溶融金属Ｍの温度に対して耐熱性があり、半溶融金属Ｍの加圧充填に際して、その圧力を受けて金網と同様に移動変形できる材質であればよい。

図３は、本発明に係る半溶融成形装置の第２の実施形態を示したものである。なお、ここで用いる金型１は、上記第１の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本第２の実施形態において、射出機構２０は、先端部が固定型２に結合され、上面側に材料投入口２１を有する射出スリーブ２２と、図示を略す射出シリンダから延ばしたロッド２３に連結され、該射出シリンダの作動に応じて射出スリーブ２２内を進退動するプランジャ２４と、射出スリーブ２２に摺動可能に配設され、プランジャ２４と連動して射出スリーブ２２内を進退動するスライダー２５とを備えている。

上記射出スリーブ２２は、ここでは前記材料投入口２１を有するスリーブ本体２６と底部に材料吐出口２７ａを有するカップ部材２７とを連接してなっている。射出スリーブ２２は、そのスリーブ本体２６の一部とカップ部材２７とを含む先端部を固定型２に設けた嵌合穴２ａに嵌入させることにより該固定型２に結合され、この状態で、前記材料吐出口２７ａが金型１の湯口部７に整合するようになっている。本実施形態において、射出スリーブ２２側の材料吐出口２７ａと金型１側の湯口部７とは、連続したテーパ穴２８を形成するように前記ビスケット形成部６側へ向けて次第に絞られている。また、射出スリーブ２２のカップ部材２７の内部には、円筒内面から前記テーパ穴２８に続くテーパ形状の段差面２９が設定され、一方、固定型２の湯口部７の、ビスケット形成部６側の開口端部には、前記テーパ穴２８から続くわずかの幅のストレート部３１が設定されている。なお、射出スリーブ２２を構成するスリーブ本体２６およびカップ部材２７は、耐熱性に優れた材料、例えばＳＫＤ６１等の熱間ダイス鋼から形成されるが、所望により前記ＳＫＤ６１にさらに窒化処理を施してもよい。

本第２の実施形態においては、別途サブスリーブ３１が用意され、成形すべき金属のビレットがこのサブスリーブ３１に収納された状態で該サブスリーブ３１と一緒に半溶融状態まで誘導加熱され、半溶融金属Ｍが、このサブスリーブ３１に収納された状態で前記材料投入口２１を通して射出スリーブ２２内に装填される。サブスリーブ３１は、半溶融金属Ｍよりも十分長くなるように（一例として、半溶溶融金属Ｍの長さの１．５倍長）その長さが設定されている。サブスリーブ３１の先端には、上記カップ部材２７内のテーパ形状の段差面２９に整合するテーパ面３１ａが形成されており、射出スリーブ３１内に装填されたサブスリーブ３１は、そのテーパ面３１ａを前記カップ部材２７の段差面２９に当接させる位置が前進端となっている。

本第２の実施形態においては、前記したようにビレットをサブスリーブ３１内で誘導加熱することにより半溶融金属Ｍを得ることから、サブスリーブ３１としては非導電性材料が選択される。また、このサブスリーブ３１は、高温の半溶融金属Ｍを保持し、かつ射出スリーブ２２内を摺動することから、耐熱性および耐摩耗性に優れていることが要求される。これら諸々の特性を満足する材料としては、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のセラミックスがあり、本実施形態においてはこれらセラミックスによりサブスリーブ３１を形成する。

上記スライダー２５は有底筒状をなしており、その底部には後方の付勢手段（図示略）から延ばした作動ロッド３２が連結されている。前記付勢手段は、前記射出シリンダから延ばしたロッド２３の途中に支持され、該ロッド２３と一体的に移動するようになっており、これによりスライダー２５はプランジャ２４と連動して射出シリンダ２２内を前進し、サブスリーブ３１を前記段差面２９に当接する前進端に位置決めする。一方、射出スリーブ２２の後端側の内面には環状のストッパ３３が突設されおり、スライダー２５は、このストッパ３３に当接する位置が後退端となっている。また、このスライダー２５の内径と前記サブスリーブ３１の内径とは同一大きさに設定されており、プランジャ２４は、スライダー２５の内面により摺動案内されて、そのままサブスリーブ３１内に嵌入可能となっている。

ここで、上記サブスリーブ３１に嵌入されるプランジャ２４の先端部は、先端に向かうに従って次第に縮径するテーパ部２４ａとなっている。このテーパ部２４ａの長さは、前記射出スリーブ２２側の材料吐出口２１と金型１側の湯口部７とで形成されるテーパ穴２８の長さとほぼ同じに設定されている。また、このテーパ部２４ａの傾斜角度は数度のオーダー（一例として、５度程度）に設定されている。なお、プランジャ２４は、耐熱性に優れた材料、例えば、前記したＳＫＤ６１等の熱間ダイス鋼から形成されるが、所望により前記ＳＫＤ６１にさらに窒化処理を施すようにしてもよい。

本第２の実施形態において半溶融成形の実施に際しては、予め射出スリーブ１７の内面であってサブスリーブ３１の摺動範囲に、潤滑剤好ましくは窒化ボロン（ＢＮ）のような固体潤滑剤が塗布される。本半溶融成形装置には誘導加熱装置（図示略）が併設されており、成形すべき金属のビレットを納めたサブスリーブ３１がこの誘導加熱装置に投入され、誘導加熱される。この誘導加熱によりサブスリーブ３１内のビレットが半溶融状態（半溶融金属Ｍ）となり、この加熱終了後、図３に示されるように、半溶融金属Ｍを納めたサブスリーブ３１が、適宜のハンドリング手段を用いて材料投入口２１を通して射出スリーブ２２内に装填される。前記誘導加熱および装填に際しては、半溶融金属Ｍの周りがサブスリーブ３１により覆われているので、半溶融金属Ｍの周面には酸化膜がほとんど形成されず、形成されてもわずかとなる。

上記半溶融金属Ｍを納めたサブスリーブ３１の射出スリーブ２２内への装填完了により、射出シリンダの作動でロッド２３が伸長し、プランジャ２４とスライダー２５とが一体的に前進する。すると、図４（１）に示されるように、半溶融金属Ｍを納めたサブスリーブ３１が、その先端のテーパ面３２ａをカップ部材２７の内面の段差面２９に当接させて移動停止される。しかして、この間、サブスリーブ３１の温度は半溶融金属Ｍの温度に比べて十分に低いので、射出スリーブ２２の内面の潤滑剤から油煙が発生することはない。また、サブスリーブ３１の温度は、射出スリーブ２２の温度に比べれば十分に高いので、その内部の半溶融金属Ｍの表面には凝固層がほとんど形成されず、形成されてもわずかとなる。一方、ロッド２３は、スライダー２５用の付勢手段を撓ませて伸長を続け、これにより、プランジャ２４は、スライダー２５に摺動案内されながら前進を続け、同じく図４（１）に示されるように、その先端側のテーパ部１４ａがサブスリーブ３１内に進入して半溶融金属Ｍの背面を押圧する。

その後、プランジャ２４のさらなる前進により、図４（２）に示されるように、サブスリーブ３１内の半溶融金属Ｍがカップ部材２７の材料吐出口２１と固定型２の湯口部７とで形成されるテーパ穴２８内に押出される。この押出しの間、プランジャ２４のテーパ部２４ａとサブスリーブ３１との隙に半溶融金属Ｍの表層部の材料が流入し、これにより、半溶融金属Ｍの表面に存在するわずかの酸化膜や凝固層が捕捉される。続いて、プランジャ２４のさらなる前進により、図４（３）に示されるように、半溶融金属Ｍは、金型１内のビスケット形成部６および湯道５を経てキャビティ４に加圧充填され、これにて材料射出は終了する。

上記した材料射出終了後、ロッド２３が短縮してプランジャ２４が後退する。すると、プランジャ２４とサブスリーブ３１との間に酸化膜や凝固層が介在することから、図４（４）に示されるように、プランジャ２４に追従してサブスリーブ３１およびスライダー２５も後退する。そして、スライダー２５はストッパ３３に当接して後退が停止され、一方、プランジャ２４は後退を続け、これにより、同じく図４（４）に示されるように、プランジャ２４がサブスリーブ３１から抜けてスライダー２５内に引込まれる。その後は、適宜のハンドリング治具によりサブスリーブ３１が材料投入口２１から取出され、この時、サブスリーブ３１に残留していた酸化膜や凝固層も一緒に取出される。一方、前記材料射出完了により、可動型３が固定型２に対して型開きされ、成形品が固定型２から脱型される。この時、湯口部７の開口端部がストレート部３１（図３）となっているので、ビスケット形成部６内で固まったビスケットも円滑に脱型され、これにて一連の半溶融成形は完了する。

このように行う半溶融成形においては、第１の実施形態におけると同様に、キャビティ４内への酸化膜や凝固層の持込みが防止されることはもちろん、潤滑剤からの油煙発生が防止されるので、品質的に優れた成形品が得られるようになる。また、射出スリーブ２２内での半溶融金属Ｍの冷却も抑制されるので、良好な成形性が維持され、成形の自由度も高まるようになる。本実施形態においては特に、プランジャ２４のテーパ部２４ａとサブスリーブ３１との隙に半溶融金属Ｍの表層部の材料が流入するので、たとえ、半溶融金属Ｍの表面に酸化膜や凝固層が形成されることがあっても、前記隙に酸化膜や凝固層が捕捉され、成形品の品質はより一層向上するようになる。また、プランジャ２４が筒状をなすスライダー２５により摺動案内されるので、その移動は安定し、サブスリーブ３１内から半溶融金属Ｍを金型１へ確実に押出すことができる。

ここで、上記第２の実施形態においては、スライダー２５を射出シリンダから延ばしたロッド２３に付勢手段を介して作動連結して、プランジャ２４と連動させるようにしたが、スライダー２５をプランジャ２４と連動させる機構は任意であり、たとえば、前記射出シリンダを二段シリンダとして構成して、プランジャ２４用のロッド２３とスライダー２５用のロッド３２とを該二段シリンダのピストンに連結するようにしても、あるいはスライダー２５用ロッド３２を射出シリンダとは独立の駆動手段に支持させて、両者を同期して作動させるようにしてもよい。また、上記実施形態においては、プランジャ２４の先端側をテーパ部２４ａとしたが、本発明は、サブスリーブ３１の使用で半溶融金属Ｍの表面での酸化膜および凝固層の形成が十分抑制されるので、このテーパ部２４ａは、省略してもよい。

なお、上記第１、第２の実施形態においては、横型として構成した装置例を示したが、本半溶融成形装置は、縦型として構成してもよいものである。図５は、サブスリーブ３１を利用する第２の実施形態を縦型に構成した例を示したもので、この場合は、射出スリーブ２２内にサブスリーブ３１を投入した際、サブスリーブ３１内の半溶融金属Ｍがプランジャ２４の先端に載るので、プランジャ２４の先端には、断熱材３５を接合しておくのが望ましい。

図１に示した半溶融成形装置において、直径７５ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさを有するＡ３５７（アルミニウム合金）のインゴットを用意し、該インゴットを５８０℃まで誘導加熱して、固相率約５０％の半溶融金属Ｍとした後、これを、内径７６ｍｍ、長さ１５０ｍｍの大きさを有するカゴ１５に装入した。そして、この半溶融金属Ｍを納めたカゴ１５を射出スリーブ１２内に装填し、この装填完了後、射出シリンダを作動させてプランジャ１４を前進させて、成形を開始した。この成形に際してのプランジャ１４の前進速度（射出速度）は、溶融金属Ｍ（カゴ１５）が前進端に到達し、プランジャ１４の先端がカゴ１５内の半溶融金属Ｍを押圧するまで（図２（２）に示す状態まで）は０.２ｍ／ｓｅｃ、この時点からキャビティ４内に半溶融金属Ｍが充填完了するまで（図２（３）に示す状態まで）は１.０ｍ／ｓｅｃの大きさとし、また、充填完了時の最大成形圧力は４０ＭＰａとした。なお、射出スリーブ１２の内面には、窒化ボロンからなる固体潤滑剤を予めコーティングし、金型１については２５０℃に予熱した。

半溶融成形は、板厚４ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの大きさを有する板状体の７枚取りとし、上記した成形を５ショット繰返して、得られた３５枚の板状体（成形品）について破断による破面検査を行った。この結果、各成形品には、酸化膜や凝固層の巻込みが全く見られないばかりか、潤滑剤の発煙の影響も見られず、本半溶融成形方法および装置が成形品質の向上に大きく寄与することを確認できた。

図３に示した半溶融成形装置において、サブスリーブ３１として、内径７６ｍｍ、外径１１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの大きさを有する窒化ケイ素製のものを用意し、この中に、直径７５ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさを有するＡ３５７（アルミニウム合金）のインゴットを納め、該インゴットをサブスリーブ３１内で５８０℃まで誘導加熱して、固相率約５０％の半溶融金属Ｍを得た。一方、プランジャ２４については、そのテーパ部２４ａの長さを１００ｍｍに、その傾斜角度を５度にそれぞれ設定し、さらに、射出スリーブ２２側の材料吐出口２１と金型１側の湯口部７とで形成されるテーパ穴２８については、その長さを前記プランジャ２４のテーパ部２４ａと同じ１００ｍｍに、その傾斜角度を３度に設定した。また、射出スリーブ２２内面の、サブスリーブ３１の摺動範囲には、窒化ボロンからなる固体潤滑剤を予めコーティングし、金型１については２５０℃に予熱した。

そして、上記のように誘導加熱することにより半溶融状態とされた半溶融金属Ｍをサブスリーブ３１と一緒に射出スリーブ２２内に装填し、この装填完了後、射出シリンダを作動させてプランジャ２４とスライダー２５（サブスリーブ３１）とを一体的に前進させて、成形を開始した。この成形に際してのプランジャ２４の前進速度（射出速度）は、サブスリーブ３１が前進端に到達し、プランジャ２４の先端がサブスリーブ３１内の半溶融金属Ｍを押圧するまで（図２（１）に示す状態まで）は０.０５ｍ／ｓｅｃ、サブスリーブ３１内の半溶融金属Ｍが５０ｍｍ押込まれるまでは０.１ｍ／ｓｅｃ、この５０ｍｍ押込み時点からキャビティ４内に充填完了するまでは０.５ｍ／ｓｅｃの大きさとし、また、充填完了時の最大成形圧力は４０ＭＰａとした。

半溶融成形は、板厚４ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの大きさを有する板状体の７枚取りとし、上記した成形を１０ショット繰返して、得られた７０枚の板状体（成形品）について破断による破面検査を行った。この結果、各成形品には、酸化膜や凝固層の巻込みが全く見られないばかりか、潤滑剤の発煙の影響も見られず、本半溶融成形方法および装置が成形品質の向上に大きく寄与することを確認できた。

本発明に係る半溶融成形装置の第１の実施形態を示す断面図である。第１の実施形態の半溶融成形装置による半溶融成形過程を順を追って示す断面図である。本発明に係る半溶融成形装置の第２の実施形態を示す断面図である。第２の実施形態の半溶融成形装置による半溶融成形過程を順を追って示す断面図である。本半溶融成形装置を縦型に構成した場合の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１金型
２固定型
３可動型
４キャビティ
１０，２０射出機構
１２，２２射出スリーブ
１４、２４プランジャ
１４カゴ
２４ａプランジャのテーパ部
２５スライダー
３１サブスリーブ
Ｍ半溶融金属

Claims

射出スリーブ内に装填された半溶融金属をプランジャの前進により金型のキャビティに加圧充填する半溶融成形装置において、
金属ビレットを収容して誘導加熱されることにより半溶融状態とすることが可能であり、前記射出スリーブ内に摺動可能に装填されるサブスリーブと、
前記射出スリーブ内に配設されて、前記プランジャと連動し前記サブスリーブを前進端に移動させるスライダーとを備えており、
前記プランジャは、前記前進端に位置決めされたサブスリーブ内に嵌入して半溶融金属を金型の前記キャビティへ押出すものであることを特徴とする半溶融成形装置。
スライダーが筒状をなし、該スライダーの内面によりプランジャが摺動案内されることを特徴とする請求項１に記載の半溶融成形装置。
サブスリーブに嵌入されるプランジャの先端部が、先端に向かうに従って縮径するテーパ部となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の半溶融成形装置。
サブスリーブが、非導電性を有する硬質のセラミックスからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の半溶融成形装置。