還原鑄造方法技術

一種還原鑄造方法，包括下列步驟：讓金屬氣體和反應氣體互相起反應，產生還原化合物；將所產生的還原化合物送入模制模具１１的腔中；以及利用還原化合物還原在熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜，從而鑄造鑄件。當將金屬氣體送入模制模具的腔中時，還原鑄造方法利用不起反應的氣體作為載氣，其中不起反應的氣體的流量為反應氣體流量的１／６～２倍。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。更具體地說，本專利技術涉及在不損害還原強度的一種有利狀態下進行鑄造的。
技術介紹
現有各種形式的鑄造方法，例如重力鑄造法(GDC)，低壓壓鑄法(LPDC)，壓鑄法(DC)，擠壓鑄造法(SC)，觸變模制法(thixowolding)。所有這些方法都是將熔融金屬倒入模制模具的腔中，將倒入的熔融金屬模制成預先確定的形狀而進行鑄造的。在這些鑄造方法中，在熔融金屬表面上可能形成氧化物薄膜的方法中(例如鋁鑄造等)，在熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜使熔融金屬的表面張力增加，使得熔融金屬的流動性、運行性質和粘性惡化，因此造成鑄造有缺陷的問題(例如充滿不充分、表面折痕等)。為了解決這些問題，本申請人提出了一種，該方法可以通過使熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜還原而進行鑄造(例如JP-A-2001-321918)。在這種中，利用氮氣和鎂氣制備具有強還原性的鎂-氮化合物(Mg3N2)，再將這樣制備的鎂-氮化合物作用在熔融金屬鋁上，進行鑄造。鎂氣體在爐子中產生，當將鎂氣體送入模制模具腔中時，利用惰性氣體(氬氣)作為載氣。氮氣單獨直接通入該腔中。根據上述，在鎂-氮化合物沉積在模制模具的腔的表面上的狀態下，將熔融金屬倒入模制模具腔中，當熔融金屬與該腔的表面接觸時，鎂-氮化合物的還原作用將熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜還原，從而變成了純鋁的熔融金屬表面，因此使熔融金屬的表面張力減小，提高了熔融金屬的流動性。結果，熔融金屬的運行性質良好，從而可得到沒有鑄造缺陷、外觀很好、沒有表面折痕等的鑄件。但在上述的中有下述的問題。即，在該還原鑄造法中，雖然必需控制鎂氣體和氮氣的量，但通過在爐子中使鎂熱升華而得到的鎂氣體處在高溫(大約800℃)狀態下。很難測量這樣的高溫狀態下的鎂氣體的量，因此不能精確地控制這兩種氣體的量。這樣就產生了鎂氣體量不足、還原強度降低、鑄件質量變化等問題。
技術實現思路
在這種情況下，提供了本專利技術來解決這些問題。本專利技術的目的是提供一種可由在不損害還原強度的有利狀態下進行鑄造的。為了達到上述目的，本專利技術的結構如下。即，根據本專利技術，提供了一種，包括下列步驟讓金屬氣體和反應氣體互相反應，產生還原化合物；將所產生的還原化合物送入模制模具的腔中，并利用還原化合物還原在熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜，從而鑄造鑄件，當將金屬氣體送入模制模具的腔中時，利用不起反應的氣體作為載氣。其中不起反應的氣體的流量為反應氣體流量的1/6～2倍。另外，優選將不起反應的氣體的流量設定為反應氣體流量的1/4～1/2。再者，反應氣體、不起反應的氣體、金屬氣體分別為氮氣、氬氣、鎂氣體。附圖說明圖1為說明圖，示出了利用根據本專利技術的進行鑄造的鑄造裝置的結構的例子；和圖2為關于鋁材料的圖形，示出了DASII值是如何隨著熔融金屬的凝固速度而變化的測量結果。具體實施例方式下面，將參照附圖來詳細說明本專利技術的優選實施例。圖1為說明圖，示出了利用根據本專利技術的進行鑄造的鑄造裝置10的整個結構。下面說明它在鋁的鑄造中的應用，但本專利技術決不是只限于鋁的鑄造。在圖1中，附圖標記11和12分別表示模制模具和在模制模具11內形成的腔。在腔12的上部設有澆口14，其形狀為直徑逐漸向下變小的錐形表面。在澆口14中有可拆卸的堵頭15。附圖標記16表示垂直形成以通過堵頭15的管。附圖標記17表示在模制模具11上部設置的容器，該容器用于容納要倒入的熔融金屬(以后，也可簡單地稱為“熔融金屬容器”)。熔融金屬容器17和腔12通過澆口14互相連通。通過進行開/閉堵頭15的操作，可以控制將熔融金屬倒入腔12中。在示出將根據本專利技術的應用于鋁的鑄造的本實施例的情況下，熔融的鋁金屬存貯在熔融金屬容器17中。制造模制模具11的材料沒有特別的限制，然而模制模具11可以用導熱性好的材料制成。另外，模制模具11帶有冷卻裝置，可以強制冷卻模制模具。在該實施例中，作為冷卻裝置，在模制模具11內設有流動通道13，從而使冷卻水可以恒定地通過該通道13流動。利用導熱性好的材料制造模制模具11和經常強制冷卻模制模具11的理由是要保持模制模具的溫度盡可能的低。因此，只要冷卻方法能有效地使模制模具保持低的溫度，冷卻方法不必限于上述的這種水冷方法。勿需說明，多種冷卻裝置可以同時組合使用。在圖1中，附圖標記20表示用于裝氮氣的鋼瓶(以后也稱為“裝氮氣的鋼瓶”)。裝氮氣的鋼瓶20通過管道系統22與模制模具11連接。在該管道系統中設置有閥24，該閥24可使氮氣通過在模制模具11上設置的氮氣送入口11a，進入腔12中。通過打開閥24，將氮氣通過氮氣送入口11a送入腔12中，可將腔12中的空氣排空，從而在腔12中形成氮氣氣氛，因此在腔12中基本上形成非氧的氣氛。附圖標記11b表示在模制模具11中設置的排出口。還可以經管道系統將真空裝置與排出口11b連接，而在腔12中形成非氧的氣氛，在管道系統中設置有閥25，當閥25打開時，真空裝置工作。附圖標記21表示用于裝氬氣的鋼瓶(以后也可稱為“裝氬氣的鋼瓶”)。裝氬氣的鋼瓶21通過管道系統26與作為產生金屬氣體的發生器的爐子28連接。通過開/閉放在管道系統26中的閥30，可以控制氬氣進入爐子28中。爐子28由加熱器32加熱。在該實施例中，爐28中的溫度設定為鎂的沸點或比沸點低，也可設置為鎂的熔點或比熔點高，使爐子28中的鎂為液態。裝氬氣的鋼瓶21也可通過管道系統34與裝鎂金屬的箱36連接。在管道系統34中設置有閥33。另外，箱36可通過管道系統38與在閥30下游的管道系統26連接。附圖標記40表示閥，該閥安裝在管道系統38中，用于控制送至爐子28中的鎂的量。箱36用于存放要送至爐子28中的鎂金屬，并且鎂金屬是以粉末或粒狀形狀裝在箱36中的。爐子28通過管道系統42以及和堵頭15連接的管16，與模制模具11的腔12連接。通過開/閉安裝在管道系統42中的閥45并且利用閥30控制氬氣壓力，可將在爐子28中產生的氣態或霧形式的鎂送入模制模具11的腔12中。由圖1所示的鑄造裝置10鑄造鋁是按下述方法進行的。首先在裝入堵頭15將澆口14關閉的狀態下打開閥24，使氮氣從裝氮氣的鋼瓶20通過管道系統22進入模制模具11的腔12中。氮氣的進入將腔12內的空氣排出，從而在腔12中基本上形成非氧的氣氛，然后關閉閥24。在氮氣進入模制模具11的腔12中的時間過程中或進入之前，打開閥30，使氬氣從裝氬氣的鋼瓶21進入爐子28中，在爐子28中形成非氧的氣氛。其次，關閉閥30和打開閥33和40，利用從裝氬氣的鋼瓶21施加的氬氣壓力，將裝在箱36中的鎂金屬送入爐子28中。由于爐子28被加熱至鎂金屬熔化的溫度，因此，送入爐子28中的鎂金屬變成熔融狀態。由于每次在進行鑄造時都要重復從爐子28中送出鎂氣體，因此要將與這個操作相應的一定量的鎂金屬從箱36送至爐子28中。在將鎂金屬送入爐子28中后，關閉閥33和40。接著，打開閥30和45，在控制氬氣的壓力和流量的同時，利用氬氣作為載氣，通過管子16將從爐子28中出來的鎂氣體送入模制模具11的腔12中。在這種情況下，霧形式的鎂也與鎂氣體一起從爐子28送出。在鎂氣體送入腔12中后，關閉閥45；然后打開閥24，將氮氣通過氮氣送入口11a送入腔12中。通過將氮氣送入腔12中，先前送本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種還原鑄造方法，包括下列步驟：讓金屬氣體和反應氣體互相起反應，產生還原化合物；將所產生的還原化合物充入模制模具的腔中；和利用還原化合物還原在熔融金屬表面上形成的氧化物薄膜，從而鑄造鑄件。其中，利用不起反應的氣體作為金屬氣體 的載氣；其中，將不起反應的氣體的流量設定為反應氣體流量的１／６～２倍。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：伴惠介，
申請(專利權)人：日信工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]