專(zhuān)利名稱(chēng)：鑄造裝置、鑄造方法及鎂合金坯料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋳造裝置、鋳造方法及鎂合金坯料的制造方法等。
背景技術(shù)：
圖15是表示現(xiàn)有的鑄造裝置的縱剖面圖。連續(xù)鑄造裝置I具備配置有中間罐3的襯臺(tái)5、鑄模7、電磁感應(yīng)攪拌機(jī)(磁場(chǎng)產(chǎn)生部)9、冷卻水套11、冷卻水臺(tái)13、承載臺(tái)15。應(yīng)予說(shuō)明，套筒17配置在鑄模7的外周。中間罐3中收納有鎂合金熔融金屬，從中間罐3將熔融金屬注入 鑄模7，由鑄模7向單方向施加旋轉(zhuǎn)カ而進(jìn)行電磁感應(yīng)攪拌之后，利用從冷卻水套11噴出的冷卻水進(jìn)行冷卻，使熔融金屬凝固，并通過(guò)承載臺(tái)15拉出，從而連續(xù)鑄造鎂合金(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在上述現(xiàn)有的鋳造裝置中，收納鎂合金熔融金屬的中間罐3的直徑形成為大于鑄模7的直徑。因此，當(dāng)向鑄模7內(nèi)的熔融金屬施加單方向的旋轉(zhuǎn)カ時(shí)，其旋轉(zhuǎn)カ易于向中間罐3內(nèi)的熔融金屬傳遞，中間罐3內(nèi)的熔融金屬也向單方向強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)。并且，收納于中間罐3的熔融金屬的液面強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，從而夾雜物或氣氛中的氣體等從其液面卷入易反應(yīng)的鎂合金的熔融金屬內(nèi)的量增多。其結(jié)果，存在鋳造后的鎂合金中夾雜物増加的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2010-162588號(hào)公報(bào)(段落
及圖I)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方式目的在于降低從熔融金屬的液面卷入夾雜物或氣氛中的氣體等的量。本發(fā)明的一方式涉及的一種鑄造裝置，其特征在干，具備承載部，其承載熔融金屬；鑄模，其配置在所述承載部之下，并從所述承載部導(dǎo)入所述熔融金屬；電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)，其配置在所述鑄模的外周的外側(cè)，并對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方的外側(cè)移動(dòng)，所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。根據(jù)本發(fā)明的一方式，由于承載部的內(nèi)徑小于鑄模的內(nèi)徑，從而減小熔融金屬的液面的表面積，因此當(dāng)利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)對(duì)導(dǎo)入到鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌時(shí)，其攪拌カ難以向承載部?jī)?nèi)的熔融金屬傳遞，能夠抑制承載部?jī)?nèi)的熔融金屬如在鑄模內(nèi)那樣被強(qiáng)烈攪拌。其結(jié)果，承載部?jī)?nèi)的熔融金屬的液面不會(huì)被強(qiáng)烈攪拌，能夠降低從熔融金屬的液面卷入夾雜物或氣氛中的氣體等的量。此外，在本發(fā)明的一方式中，所述攪拌機(jī)構(gòu)也可以是使所述鑄模內(nèi)的所述熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。此外，在本發(fā)明的一方式中，優(yōu)選所述鑄造裝置還具備在所述承載部?jī)?nèi)配置的至少一片阻擋板，所述至少一片阻擋板用于阻礙所述承載部?jī)?nèi)的所述熔融金屬的旋轉(zhuǎn)。此外，在本發(fā)明的一方式中，優(yōu)選所述電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)是使所述鑄模內(nèi)的所述熔融金屬沿一周向及與其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。由此，能夠抑制熔融金屬的液面的流速。本發(fā)明的一方式涉及的鋳造方法，其特征在于，向承載部導(dǎo)入熔融金屬，將所述承載部?jī)?nèi)的熔融金屬導(dǎo)入到在所述承載部之下配置的鑄模中，利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌，將在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方的外部拉出，所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。
此外，在本發(fā)明的一方式中，在利用所述電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行攪拌時(shí)，可以使導(dǎo)入到所述鑄模內(nèi)的熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)。此外，在本發(fā)明的一方式中，在使所述熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)時(shí)，優(yōu)選利用配置在所述承載部?jī)?nèi)的至少一片阻擋板來(lái)阻礙所述承載部?jī)?nèi)的所述熔融金屬的旋轉(zhuǎn)。此外，在本發(fā)明的一方式中，在利用所述電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行攪拌時(shí)，優(yōu)選使導(dǎo)入到所述鑄模內(nèi)的熔融金屬沿一周向及與其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的一方式涉及的鎂合金坯料的制造方法，其特征在于，向承載部導(dǎo)入熔融金屬，將所述承載部?jī)?nèi)的熔融金屬導(dǎo)入到在所述承載部之下配置的鑄模中，利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌，將在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方拉出，所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的一方式，能夠降低從熔融金屬的液面卷入夾雜物或氣氛中的氣
體等的量。


圖I是示意表示本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2(A)是示意地表示本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置的一部分的剖面圖，圖2(B)是圖2(A)所示的2B-2B線的剖面圖，圖2(C)是示意地表示本發(fā)明的一方式涉及的鑄造裝置的一部分的剖面圖，圖2(D)是圖2(C)所示的2D-2D線的剖面圖。圖3是將比較例的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片。圖4是將實(shí)施例I的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片。圖5是將實(shí)施例2的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片。圖6是比較例的鎂合金坯料的宏觀組織照片。圖7是實(shí)施例I的鎂合金坯料的宏觀組織照片。圖8是實(shí)施例2的鎂合金坯料的宏觀組織照片。圖9是由圖6放大的比較例的宏觀組織照片。圖10是由圖7放大的實(shí)施例I的宏觀組織照片。圖11是由圖8放大的實(shí)施例2的宏觀組織照片。圖12是比較例的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片。圖13是實(shí)施例I的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片。圖14是實(shí)施例2的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片。圖15是表示現(xiàn)有的鑄造裝置的縱剖面圖。附圖符號(hào)說(shuō)明100…熔融金屬
IOOa …液面101…熔融金屬導(dǎo)入機(jī)構(gòu)102…金屬承載內(nèi)筒103 …蓋104…加熱線圈106…鑄模(模具)107----次冷卻機(jī)構(gòu)108…電磁攪拌機(jī)構(gòu)(電磁攪拌線圈) 109…下模110…凝固金屬112…二次冷卻機(jī)構(gòu)121…第一阻擋板122…第2阻擋板123…第3阻擋板124…第4阻擋板Cl···金屬承載內(nèi)筒的內(nèi)徑D…鑄模的內(nèi)徑
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。但本發(fā)明并不限于以下說(shuō)明，在不脫離本發(fā)明的思想及其范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知曉可以改變其方式及具體構(gòu)造。因此，本發(fā)明并不限定并解釋為以下所示的實(shí)施方式記載的內(nèi)容。(第一實(shí)施方式)圖I是示意表示本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。該鑄造裝置包括導(dǎo)入熔融金屬100的機(jī)構(gòu)101、作為從該機(jī)構(gòu)101導(dǎo)入熔融金屬100的承載部的金屬承載內(nèi)筒102。導(dǎo)入熔融金屬100的機(jī)構(gòu)101與熔解爐(未圖示)連接。該機(jī)構(gòu)101用于將由所述熔解爐熔融后的熔融金屬100導(dǎo)入金屬承載內(nèi)筒102。該熔融金屬100是易氧化金屬或含有易氧化元素的金屬的熔融金屬，例如是含有稀土類(lèi)元素的鎂合金、鈦、鈦合金、鋁、鋁合金等熔融金屬。金屬承載內(nèi)筒102具有圓筒形狀的部分,其內(nèi)徑例如為140mm。在金屬承載內(nèi)筒102的外側(cè)配置有加熱線圈104。加熱線圈104是用于將導(dǎo)入到金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)的熔融金屬的溫度保持為恒定的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在熔融金屬低于保持溫度的情況下，由加熱線圈進(jìn)行加熱，而將熔融金屬的溫度保持為恒定。在金屬承載內(nèi)筒102的上方配置有蓋103,能夠密封金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)的熔融金屬100。此外，該鑄造裝置具有向金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體的惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)(未圖示)，利用該惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒔饘俪休d內(nèi)筒102內(nèi)保持為惰性氣體氣氛。在金屬承載內(nèi)筒102之下配置有鑄模(模具)106,鑄模106與金屬承載內(nèi)筒102直接連結(jié)。該連結(jié)的部分為密閉構(gòu)造。鑄模106具有圓筒形狀的部分，其內(nèi)徑例如為200mm。金屬承載內(nèi)筒102的內(nèi)徑小于鑄模106的內(nèi)徑。由此，能夠減小熔融金屬100的液面IOOa的表面積，其結(jié)果，能夠盡量減少在液面IOOa產(chǎn)生的夾雜物的量。金屬承載內(nèi)筒102的內(nèi)徑d與鑄模106的內(nèi)徑D的關(guān)系滿足下述式(I)，更優(yōu)選滿足下述式⑵。O. 2 ≤ d/D ≤ O. 9 · · · (I)O. 5≤ d/D ≤ O. 8 · · · (2)在上述式(I)、(2)中設(shè)置下限的理由是若金屬承載內(nèi)筒102的內(nèi)徑d過(guò)小，則保持在金屬承載內(nèi)筒102中的熔融金屬100的量減少，因此隨著熔融金屬100不斷流入金屬承載內(nèi)筒102，無(wú)法保證金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)的熔融金屬100的溫度的均勻性。在鑄模106上設(shè)有一次冷卻機(jī)構(gòu)107，通過(guò)使水等冷卻介質(zhì)通過(guò)鑄模106的外側(cè)，該一次冷卻機(jī)構(gòu)107對(duì)鑄模106進(jìn)行冷卻，其結(jié)果，該一次冷卻機(jī)構(gòu)107成為對(duì)導(dǎo)入到鑄模106內(nèi)的熔融金屬100進(jìn)行冷卻的機(jī)構(gòu)。在鑄模106的外周的外側(cè)配置有電磁攪拌機(jī)構(gòu)(電磁攪拌線圈)108，該電磁攪拌線圈108覆蓋鑄摸。電磁攪拌機(jī)構(gòu)108是對(duì)導(dǎo)入到鑄模106的熔融金屬100進(jìn)行攪拌的機(jī)構(gòu)，例如是使鑄模106內(nèi)的熔融金屬100沿周向旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，優(yōu)選電磁攪拌機(jī)構(gòu)108是使鑄模106內(nèi)熔融金屬向一周向和其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。如此，通過(guò)交替旋轉(zhuǎn)，能夠抑制熔融金屬100的液面IOOa的流速。應(yīng)予說(shuō)明，由電磁攪拌線圈108形成的磁通優(yōu)選盡量遠(yuǎn)離熔融金屬100的液面IOOa0由此，能夠防止鑄造時(shí)液面IOOa晃動(dòng)。例如，設(shè)置用于使電磁攪拌機(jī)構(gòu)108上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置(未圖示)，利用該移動(dòng)裝置，使電磁攪拌機(jī)構(gòu)108向鑄模106的下方移動(dòng)，在鑄模106的下方形成磁通，或者利用移動(dòng)裝置使電磁攪拌機(jī)構(gòu)108上下移動(dòng)的同時(shí)形成磁通，或者使電磁攪拌機(jī)構(gòu)108上下移動(dòng)的同時(shí)在鑄模106的下方較強(qiáng)地形成磁通，由此能夠構(gòu)筑不使液面晃動(dòng)的液面與磁通的位置關(guān)系。此外，在電磁攪拌機(jī)構(gòu)108內(nèi)使用將能夠獨(dú)立控制的線圈上下配置多個(gè)而成的多層式的線圈，并僅利用鑄模下方的線圈來(lái)產(chǎn)生磁通，或者磁通形成為沿鑄模106的上下移動(dòng)，或者磁通形成為沿鑄模106的上下移動(dòng)且使磁通在鑄模106的下方形成得更強(qiáng)，由此能夠在鋳造時(shí)不使液面IOOa晃動(dòng)。該鑄造裝置具有將在鑄模106內(nèi)凝固后的金屬110向鑄模106的下方的外側(cè)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。該移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括配置在鑄模106的下方的下模109、使該下模109升降的升降臺(tái)(未圖示)。下模109的面的形狀例如可以使用圓形或多邊形等各種形狀。下模109構(gòu)成為將下模109與鑄模106連結(jié)時(shí)的連結(jié)部密閉。上述升降臺(tái)是使下模109向遠(yuǎn)離鑄模106的方向即下方移動(dòng)，且使下模109向接近鑄模106的方向即上方移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。此外,鑄模106還配置有二次冷卻機(jī)構(gòu)112,利用該二次冷卻機(jī)構(gòu)112將凝固后的金屬110冷卻。此外，該鑄造裝置具有真空排氣機(jī)構(gòu)，通過(guò)閉合上述金屬承載內(nèi)筒102上方的蓋103，并將下模109與鑄模106密閉連結(jié)，從而由蓋103、金屬承載內(nèi)筒102、鑄模106及下模109形成內(nèi)部空間，該真空排氣機(jī)構(gòu)利用真空泵(未圖示)對(duì)上述內(nèi)部空間進(jìn)行真空排氣，并且該內(nèi)部空間具有導(dǎo)入惰性氣體例如Ar氣的惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)(未圖示)。惰性氣體是與熔融的金屬、或者合金中包含的元素不發(fā)生反應(yīng)的氣體。例如，對(duì)于鎂來(lái)說(shuō)，Ar氣和氮?dú)獾幕旌蠚饧纯伞?br> 接下來(lái)，參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的一方式涉及的鋳造方法進(jìn)行說(shuō)明。在此使用的熔融金屬100例如為含有稀土類(lèi)兀素的鎂合金。將蓋103閉合，通過(guò)升降臺(tái)使下模109上升，將上述的內(nèi)部空間形成為密閉狀態(tài)，并利用上述的真空排氣機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行真空排氣。由此，除去內(nèi)部空間的氧或水分(H2O)。此外，在真空排氣時(shí)，通過(guò)使內(nèi)部空間的溫度上升，能夠得到易于提高真空度的效果，井能夠有效地實(shí)施真空排氣。然后，利用惰性氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)向內(nèi)部空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體。由此，內(nèi)部空間置換為惰性氣體氣氛(例如Ar氣體氣氛)。該置換后的內(nèi)部空間的壓力優(yōu)選為大氣壓或接近大氣壓的壓カ。如此除去氧而形成惰性氣體氣氛的理由是因?yàn)樵阪V合金的熔融金屬100導(dǎo)入到內(nèi)部空間時(shí)防止由于氧而使鎂合金燃燒。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)使內(nèi)部空間形成為密閉系統(tǒng)，不向內(nèi)部空間供給氧，理論上難以引起燃燒(氧化)。但是，由于真空中鎂蒸發(fā)，因此通過(guò)使惰性氣體充滿到內(nèi)部空間，能夠防止鎂蒸發(fā)，也能夠抑制氧化。此外，能夠抑制稀土類(lèi)元素等高價(jià)金屬元素的氧化，其結(jié)果，能夠得到降低成本的效果。
此外，除去水分的理由是由于水分與鎂激烈反應(yīng)而使鎂合金氧化，產(chǎn)生H2氣，此夕卜，鎂合金含有氫，因此若除去水分，則能夠防止水分與鎂反應(yīng)。然后，利用熔融金屬導(dǎo)入機(jī)構(gòu)101將由熔解爐熔融后的熔融金屬100導(dǎo)入置換為惰性氣體氣氛的金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)。利用該導(dǎo)入后的熔融金屬100填滿金屬承載內(nèi)筒102,并向鑄模106內(nèi)導(dǎo)入熔融金屬100。從利用一次冷卻機(jī)構(gòu)107冷卻后的鑄模106的內(nèi)表面?zhèn)葘?duì)該導(dǎo)入的熔融金屬100進(jìn)行冷卻，熔融金屬100開(kāi)始凝固。如此，當(dāng)熔融金屬100正在凝固時(shí)，利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)108使熔融金屬100沿鑄模106的一周向和其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)并攪拌。應(yīng)予說(shuō)明，在本發(fā)明的一方式中，雖然利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)108使熔融金屬沿鑄模106的一周向和其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)并攪拌，但也可僅沿ー個(gè)方向的周向旋轉(zhuǎn)，也可采用其他方法進(jìn)行攪拌。接下來(lái)，利用升降臺(tái)以規(guī)定的速度降低下模109。由此，在下模109上形成鎂合金坯料。如上所述，通過(guò)連續(xù)地進(jìn)行利用熔融金屬導(dǎo)入機(jī)構(gòu)101導(dǎo)入熔融金屬100和使下模109下降,能夠制造規(guī)定長(zhǎng)度的鎂合金還料。應(yīng)予說(shuō)明，制造鎂合金還料期間(鑄造中)，優(yōu)選持續(xù)向內(nèi)部空間供給惰性氣體。由此，能夠盡量減少液面IOOa中產(chǎn)生的夾雜物的量。根據(jù)本發(fā)明的一方式，ー邊攪拌鑄模106內(nèi)的熔融金屬100,—邊使熔融金屬100凝固，由此能夠切斷凝固的金屬的晶粒成長(zhǎng)同時(shí)促進(jìn)凝固。由此，能夠使凝固后的金屬的組織微細(xì)化。此外，在本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置中，使金屬承載內(nèi)筒102的內(nèi)徑小于鑄模106的內(nèi)徑，能夠較小地形成液面IOOa的表面積，因此，即使攪拌鑄模106內(nèi)的熔融金屬100，也難以使該攪拌力傳遞到金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)的熔融金屬100。其結(jié)果，能夠抑制金屬承載內(nèi)筒102的熔融金屬100被強(qiáng)烈攪拌，井能夠抑制金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)的熔融金屬100的液面IOOa強(qiáng)烈攪拌或旋轉(zhuǎn)。因此，能夠減少夾雜物或氣氛中的氣體等從其液面IOOa卷入易反應(yīng)的金屬的熔融金屬100內(nèi)的量，從而能夠降低鋳造后的鎂合金坯料中包含的夾雜物。此外，在熔融金屬100正在凝固時(shí)，利用電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)108將熔融金屬100沿鑄模106的一周向和其相反的周向交替旋轉(zhuǎn),從而能夠抑制液面IOOa的流速。其結(jié)果,能夠不使液面IOOa晃動(dòng)。然而，近年來(lái)，提高了降低環(huán)境負(fù)載氣體排出量的要求，以機(jī)動(dòng)車(chē)或飛機(jī)為代表的運(yùn)輸裝備要求進(jìn)ー步提高能源效率。其中，實(shí)用金屬中最輕的鎂受到非常高的關(guān)注，但還未推廣普及。其原因之一就是塑性加工性與其他實(shí)用金屬相比顯著變差，難以應(yīng)用于產(chǎn)品。在本發(fā)明的一方式中，通過(guò)制造具有微細(xì)且均勻的鑄造組織的鋳造材料，能夠使之前實(shí)現(xiàn)困難的鍛造成形等變?yōu)榭赡埽梢詳U(kuò)展對(duì)生產(chǎn)部件的應(yīng)用范圍。此外，在本發(fā)明的一方式中，通過(guò)在鎂合金的鑄造時(shí)施加外部磁場(chǎng)，對(duì)熔融金屬100進(jìn)行攪拌，抑制凝固時(shí)的晶粒成長(zhǎng)。由此能夠使鋳造材料的晶粒微細(xì)化，并且能夠得到均勻的組織。進(jìn)而，通過(guò)在某一時(shí)間內(nèi)使所施加的磁場(chǎng)的方向重復(fù)反轉(zhuǎn)，熔融金屬100的攪拌方向不僅是現(xiàn)有的ー個(gè)方向，而可以在雙方向上攪拌。由此，能夠獲得坯料中心部鑄造缺陷少的良好的鋳造材料。通過(guò)使鑄造坯料的晶粒微細(xì)化，能夠提高擠壓或鍛造等塑性加工性。此外，在由長(zhǎng)周期層狀結(jié)構(gòu)相而強(qiáng)化的鎂合金中，通過(guò)使鑄造組織微細(xì)化，提高固溶化 處理的效率，有利于降低成本。此外，通過(guò)作為本發(fā)明的一方式的在鑄造中僅向單方向進(jìn)行攪拌，而實(shí)施晶粒的微細(xì)化的情況下，由于最易產(chǎn)生鑄造缺陷的坯料中心部與由攪拌形成的渦旋中心一致而強(qiáng)烈攪拌的情況下，有時(shí)坯料的中心部產(chǎn)生缺陷，難以獲得正常的坯料。為此，不能強(qiáng)烈攪拌而需要同時(shí)使用微細(xì)化材料等對(duì)策，成為成本提高的主要原因之一。與此相反，在本發(fā)明的一方式中，攪拌方向不僅為單方向，還是相互方向，由此對(duì)由攪拌產(chǎn)生的渦旋中心施加逆旋轉(zhuǎn)，促進(jìn)熔融金屬100向渦旋中心流入，從而能夠抑制鑄造缺陷。由此能夠獲得正常的坯料，并且由于能夠施加更強(qiáng)磁場(chǎng)，因此不需使用Zr等微細(xì)化材料，能夠獲得具備微細(xì)的鋳造組織的鑄造坯料。(第二實(shí)施方式)圖2(A)是示意地表示本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置的一部分的剖面圖，圖2(B)是圖2(A)所示的2B-2B線的剖面圖，對(duì)于與圖I相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)，僅對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。在金屬承載內(nèi)筒102中，配置有位于液面IOOa附近的第一阻擋板121。第一阻擋板121用于使鑄模106內(nèi)的熔融金屬100的周向旋轉(zhuǎn)カ難以向液面IOOa傳遞，第一阻擋板121的板面相對(duì)于熔融金屬的旋轉(zhuǎn)方向垂直地配置。在本實(shí)施方式中也可獲得與第一實(shí)施方式同樣的效果。進(jìn)而，由于第一阻擋板121配置于金屬承載內(nèi)筒102，因此在金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)即使熔融金屬100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，也能夠利用第一阻擋板121來(lái)削弱該旋轉(zhuǎn)力。由此，能夠更可靠地抑制熔融金屬100的液面IOOa強(qiáng)烈攪拌或旋轉(zhuǎn)。(第三實(shí)施方式)圖2(C)是示意表示本發(fā)明的一方式涉及的鋳造裝置的一部分的剖面圖，圖2(D)是圖2(C)所示的2D-2D線的剖面圖，對(duì)于與圖I相同的部分標(biāo)注同一符號(hào)，僅對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。在金屬承載內(nèi)筒102配置有位于液面IOOa附近的第一 第四阻擋板121 124。第一 第四阻擋板121 124用于使鑄模106內(nèi)的熔融金屬100的周向的旋轉(zhuǎn)カ難以向液面IOOa傳遞，第一 第四阻擋板121各自的板面相對(duì)于熔融金屬的旋轉(zhuǎn)方向垂直地配置。在本實(shí)施方式中也可獲得與第一實(shí)施方式同樣的效果。進(jìn)而，由于第一 第四阻擋板121 124分別配置于金屬承載內(nèi)筒102，因此在金屬承載內(nèi)筒102內(nèi)即使熔融金屬100產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，也能夠利用第一 第四阻擋板121 124來(lái)削弱該旋轉(zhuǎn)力。由此，能夠更可靠地抑制熔融金屬100的液面IOOa強(qiáng)烈攪拌或旋轉(zhuǎn)。應(yīng)予說(shuō)明，在本實(shí)施方式中，4片阻擋板配置于金屬承載內(nèi)筒102，但也可將2片、3片或5片以上的阻擋板配置于金屬承載內(nèi)筒102。實(shí)施例使用圖I所示的鋳造裝置，利用以下的鋳造方法來(lái)分別制作實(shí)施例1、2及比較例 的鎂合金坯料。(比較例)比較例的鎂合金坯料的制造方法如下。作為熔融金屬使用將純Zn及純Y熔解于熔融了的純Mg中并通過(guò)充分?jǐn)嚢瓒玫降腗g96Zn2Y2(at% )合金的熔融金屬。在鑄模106內(nèi)的熔融金屬的水冷凝固時(shí)不進(jìn)行攪拌。(實(shí)施例I)實(shí)施例I的鎂合金坯料的制造方法如下。作為熔融金屬使用與比較例相同的材料。在鑄模106內(nèi)的熔融金屬的水冷凝固時(shí)僅單方向進(jìn)行電磁攪拌。電磁攪拌機(jī)構(gòu)108的磁石使用2極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)型,其輸出為10Hz、O 100A，此時(shí)的中心磁通密度為O 550高斯左右。(實(shí)施例2)實(shí)施例2的鎂合金坯料的制造方法如下。作為熔融金屬使用與比較例相同的材料。在鑄模106內(nèi)的熔融金屬的水冷凝固時(shí)進(jìn)行雙方向(一方向和其相反方向交替)的電磁攪拌。電磁攪拌機(jī)構(gòu)108的磁石使用與實(shí)施例I同樣的磁石，其輸出實(shí)施例I同樣，此時(shí)的中心磁通密度與實(shí)施例I同樣。圖3是將比較例的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片，圖4是將實(shí)施例I的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片，圖5是將實(shí)施例2的鎂合金坯料的中央縱向切斷后的剖面照片。如圖3 圖5所示，在重復(fù)反轉(zhuǎn)所施加的磁場(chǎng)的方向的實(shí)施例2的坯料中，與熔融金屬的攪拌方向僅為單方向的實(shí)施例I相比，能夠獲得坯料中心部的鋳造缺陷少的良好的鋳造材料。圖6是比較例的鎂合金坯料的宏觀組織照片，圖7是實(shí)施例I的鎂合金坯料的宏觀組織照片，圖8是實(shí)施例2的鎂合金坯料的宏觀組織照片。圖9是由圖6放大的比較例的宏觀組織照片，圖10是由圖7放大的實(shí)施例I的宏觀組織照片，圖11是由圖8放大的實(shí)施例2的宏觀組織照片。圖12是比較例的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片，圖13是實(shí)施例I的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片，圖14是實(shí)施例2的鎂合金坯料的中心部的宏觀組織照片。根據(jù)圖6 圖14，在攪拌的方向不是僅僅單方向而是相互方向的實(shí)施例2中，對(duì)由攪拌產(chǎn)生的渦旋中心施加逆旋轉(zhuǎn)，促進(jìn)熔融金屬向渦旋中心的流入，從而能夠抑制鋳造缺陷。
權(quán)利要求
1.一種鑄造裝置，其特征在于，具備 承載部，其承載熔融金屬； 鑄模，其配置在所述承載部之下，并從所述承載部導(dǎo)入所述熔融金屬； 攪拌機(jī)構(gòu)，其配置在所述鑄模的外周的外側(cè)，并對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌; 移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方的外側(cè)移動(dòng)， 所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄造裝置，其特征在干， 所述攪拌機(jī)構(gòu)是使所述鑄模內(nèi)的所述熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造裝置，其特征在干， 所述鑄造裝置還具備在所述承載部?jī)?nèi)配置的至少一片阻擋板， 所述至少一片阻擋板用于阻礙所述承載部?jī)?nèi)的所述熔融金屬的旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的鋳造裝置，其特征在干， 所述攪拌機(jī)構(gòu)是使所述鑄模內(nèi)的所述熔融金屬沿一周向及與其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的鋳造裝置，其特征在干， 所述熔融金屬是含有稀土類(lèi)元素的鎂合金。
6.一種鑄造方法，其特征在于， 向承載部導(dǎo)入熔融金屬， 將所述承載部?jī)?nèi)的熔融金屬導(dǎo)入到在所述承載部之下配置的鑄模中， 對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌的同時(shí)使熔融金屬凝固， 將在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方的外部拉出， 所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄造方法，其特征在干， 在攪拌所述熔融金屬時(shí)，通過(guò)使導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行攪拌。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑄造方法，其特征在干， 當(dāng)使所述熔融金屬沿周向旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用配置在所述承載部?jī)?nèi)的至少一片阻擋板來(lái)阻礙所述承載部?jī)?nèi)的所述熔融金屬的旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的鋳造方法，其特征在干， 當(dāng)攪拌所述熔融金屬時(shí)，使導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬沿一周向及與其相反的周向交替旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行攪拌。
10.ー種鎂合金坯料的制造方法，其特征在干， 向承載部導(dǎo)入熔融金屬， 將所述承載部?jī)?nèi)的熔融金屬導(dǎo)入到在所述承載部之下配置的鑄模中， 對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌的同時(shí)使熔融金屬凝固， 將在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方拉出， 所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄造裝置、鑄造方法及鎂合金坯料的制造方法，其降低從熔融金屬的液面卷入夾雜物或氣氛中的氣體等的量。本發(fā)明的一方式的鑄造裝置具備承載熔融金屬(100)的金屬承載內(nèi)筒(102)；配置在所述內(nèi)筒之下且從所述內(nèi)筒導(dǎo)入所述熔融金屬的鑄模(106)；配置在所述鑄模的外周的外側(cè)且對(duì)導(dǎo)入到所述鑄模的熔融金屬進(jìn)行攪拌的電磁感應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)(108)；使在所述鑄模內(nèi)凝固后的金屬向所述鑄模的下方的外側(cè)移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述承載部的內(nèi)徑小于所述鑄模的內(nèi)徑。
文檔編號(hào)B22D11/04GK102688994SQ20121007482
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者上田祐規(guī), 池秀治, 河村能人, 秋山秀治 申請(qǐng)人:不二輕金屬株式會(huì)社, 加特可株式會(huì)社, 國(guó)立大學(xué)法人熊本大學(xué), 財(cái)團(tuán)法人熊本高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)財(cái)團(tuán)