铸造棒、铸造管制造装置以及利用该装置获得的金属材料的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种铸造棒、铸造管制造装置，该铸造棒、铸造管制造装置具备：保持熔解的铸造材料的熔炉(10)；具有供熔液侵入的熔液侵入部(23)，且能够相对于熔炉(10)插入退避的中空管(20)；使压力降低的减压装置(30)；对中空管(20)与减压装置(30)之间进行连接的连接构件(40)；配置于连接构件(40)上的开闭自如的阀构件(50)，将阀构件(50)设为关闭状态而利用减压装置(30)对比阀构件(50)靠减压装置(30)侧进行减压，将中空管(20)的开口部(25)插入熔炉(10)并且将阀构件(50)设为打开状态，从而对熔液侵入部(23)进行减压而使熔液侵入熔液侵入部(23)内，通过使侵入的熔液在熔液侵入部(23)固化而制造长条状的构件。由此，能够低成本且短时间、简便地获得在锻造、塑性加工用坯料等中利用的铸造棒或者铸造管。
【专利说明】铸造棒、铸造管制造装置以及利用该装置获得的金属材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造棒、铸造管制造装置以及利用该装置获得的金属材料。
【背景技术】
[0002] 例如，截面积以及长度较大的镁合金能够用作后工序的锻造加工以及塑性加工用 的材料，因此，需要该镁合金。一直以来，作为截面积以及长度较大的镁合金的制造方法，公 知有砂型铸造法（例如参照专利文献1)、熔模铸造法（例如参照专利文献2)等。另外，连 续铸造法也用作镁合金的制造方法（例如参照专利文献3)。
[0003] 下述专利文献1?3所述的镁合金的制造方法能够制造截面积以及长度较大的镁 合金。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平2-274366号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开平3-57552号公报
[0008] 专利文献3 :日本特开平3-133543号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 然而，基于专利文献1所述的砂型铸造法以及专利文献2所述的熔模铸造法铸造 的铸造棒的制造方法中，冷却较为缓慢，因此无法获得具有高加工性的铸造棒。另外，在这 些铸造方法中，生产率也说不上高。
[0011] 与此相对，专利文献3所述的连续铸造法中，能够迅速凝固，因此制造的铸造棒的 加工性优良，但是存在难以与各种截面形状相对应这样的课题。另外，由于一边使熔液凝固 一边缓缓地拉出而制造铸造棒，因此存在铸造速度变慢而生产率较低这样的课题。
[0012] 本发明是鉴于上述课题而完成的新发明，其目的在于，提供能够与多种形状相对 应、并且生产率较高的铸造棒、铸造管制造装置以及利用该装置获得的金属材料。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 本发明的铸造棒、铸造管制造装置的特征在于，具备：保持熔解的铸造材料的熔 炉；具有供熔液侵入的熔液侵入部，且能够相对于所述熔炉插入退避的中空管；使压力下 降的减压装置；对所述中空管与所述减压装置之间进行连接的连接构件；配置于所述连接 构件上的开闭自如的阀构件，将所述阀构件设为关闭状态而利用所述减压装置对比所述阀 构件靠所述减压装置侧进行减压，将所述中空管的开口部插入所述熔炉并且将所述阀构件 设为打开状态，从而对所述熔液侵入部进行减压而使熔液侵入所述熔液侵入部内，通过使 侵入的熔液在所述熔液侵入部固化而制造长条状的构件。
[0015] 另外，在本发明的铸造棒、铸造管制造装置中，能够具备对所述中空管进行冷却的 冷却装置。
[0016] 另外，在本发明的铸造棒、铸造管制造装置中，能够具备对所述中空管施加振动的 振动装置。
[0017] 需要说明的是，在本发明的铸造棒、铸造管制造装置中，所述振动装置包含从外部 施加物理性振动的励振形式的结构、利用超声波来施加振动的形式的结构、或者使用感应 电流施加振动的形式的结构。
[0018] 另外，优选的是，本发明的铸造棒、铸造管制造装置具备对所述中空管进行加热的 加热装置，在利用所述加热装置对所述中空管的开口部附近进行了加热之后，将所述中空 管的开口部插入所述熔炉中。
[0019] 另外，在本发明的铸造棒、铸造管制造装直中，所述铸造材料能够由以缓或者错为 主成分的轻金属材料构成。
[0020] 另外，在本发明的铸造棒、铸造管制造装置中，能够将所述中空管分割为：与所述 连接构件连接的吸入口部；形成铸造棒、铸造管的铸造棒、铸造管形成部；具有向所述烙液 浸入的浸入部以及向所述熔炉的外侧露出的露出部的供给管部，通过将所述铸造棒、铸造 管形成部与所述供给管部的所述露出部连接，并且将所述吸入口部与所述铸造棒、铸造管 形成部连接，从而将所述熔炉内的熔液导入所述铸造棒、铸造管形成部。
[0021] 另外，本发明的金属材料的特征在于，该金属材料通过上述铸造棒、铸造管制造装 置来制造，并且，内部组织为球状化的组织。
[0022] 另外，本发明所涉及的金属材料能够不形成裂纹或者节疤。
[0023] 发明效果
[0024] 根据本发明，能够提供以低成本且品质优良地制造具有各种截面形状的长条的铸 造棒、铸造管的铸造棒、铸造管制造装置，并且能够提供具有较高生产率的铸造棒、铸造管 制造装置。
[0025] 另外，根据本发明，在铸造时不使熔液与外部空气、冷却水接触，因此能够确保熔 液的防氧化、制造作业的安全性。
[0026] 另外，根据本发明，由于在固相率50%以上就能够铸造，因此冷却所需的能量较少 即可。
[0027] 另外，根据本发明，由于不使熔液与空气接触就能够铸造，因此能够防止品质劣 化。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1是表示第一实施方式的铸造棒、铸造管制造装置的结构例的图。
[0029] 图2是表示将第一实施方式的中空管沿长边方向切断时的截面的剖视图。
[0030] 图3是表示第二实施方式的铸造棒、铸造管制造装置的结构例的图。
[0031] 图4是表示铸造出的铸造棒的组织的照片图。
[0032] 图5是表示第一以及第二实施方式的中空管的变形例的图。
[0033] 图6是表示第一以及第二实施方式的铸造棒、铸造管制造装置的变形例的图。
【具体实施方式】
[0034] 以下，使用附图来说明用于实施本发明的理想实施方式。需要说明的是，以下的实 施方式以及实施例并不限定各权利要求所涉及的发明，并且在实施方式以及实施例中说明 的特征的组合并不限于全部包含于发明的解决手段。
[0035] [第一实施方式]
[0036] 图1是表示第一实施方式所涉及的铸造棒、铸造管制造装置的结构例的图。
[0037] 如图1所示，第一实施方式所涉及的铸造棒、铸造管制造装置100包含熔炉10、中 空管20、减压装置30、连接构件40、阀构件50、冷却装置60、加热装置70以及振动装置80。
[0038] 熔炉10是将熔解的铸造材料以熔液保持的坩埚。
[0039] 铸造材料构成为以轻金属材料为主成分。轻金属材料通常是指比重为4. 0以下的 金属材料。即，在第一实施方式的轻金属材料中包含镁、铝等。需要说明的是，相对于第一实 施方式的轻金属材料，也可以将钙、锌等作为添加物进行添加。另外，在制造镁合金的情况 下，为了防止减压下的崩沸，铸造材料优选使用阻燃性的镁合金（例如相对于镁而添加有 铝6 %、锌1 %、钙2 %的合金）。另外，铸造材料例如也能够使用"Mg+CaO. 5 % "、"Mg+Znl % +CaO. 5%"、"Mg+Zn8% +Cal%"、"Mg+ZnlO% +Cal%" 等的镁合金。
[0040] 中空管20构成为能够相对于熔炉10插入退避，担负"铸模"的作用。另外，中空 管20包含与连接构件40连接的吸引口部21、形成为中空状的熔液侵入部23以及插入熔液 的开口部25。本例的开口部25在中空管20的下端形成有一个，也可以形成有多个，并且也 可以形成在下端以外的位置。
[0041] 图2是表示将中空管沿长边方向切断时的截面的剖视图。如图2所示，中空管20 成为在熔液侵入部23的外侧进一步形成一层冷却层24的双重管结构。冷却层24成为从 后述的冷却装置60排出的冷却水等的冷却介质的通路。需要说明的是，冷却层24也可以 沿着中空管20的周面形成为螺旋状，进一步来说，也可以根据中空管20的高度位置而改变 螺旋的密集比例地形成。
[0042] 中空管20是形成为长条圆柱形状的管构件，其坯料使用例如铁系材料等。另外， 因外形与内径之差而产生的厚度（以下为厚度）根据铸造材料、制造目的等而适当选择。 艮P，中空管20并非像铸模那样高价且难以变更，因此能够从具有多种厚度的中空管中选择 在铸造棒、铸造管的制造中使用的中空管20。根据在铸造棒、铸造管的制造中使用的中空 管20的厚度变化来改变熔液的冷却速度，从而改变制造出的铸造棒、铸造管的品质。换句 话说，能够与铸造材料、制造目的等相应地制造多种性质的铸造棒、铸造管。
[0043] 吸入口部21形成在中空管20的长边方向上的一端侧的位置，构成为能够与连接 构件40进行连接。而且，从吸引口部21起，利用由真空泵35生成的负压状态而吸引熔液 侵入部23的气体，从而能够使熔液侵入部23变为负压。
[0044] 熔液侵入部23是供熔液侵入、且将侵入的熔液固化从而形成铸造棒、铸造管的部 分。
[0045] 开口部25形成中空管20的长边方向一端侧，并且形成在与吸引口部21的形成位 置相反的位置。而且，开口部25作为插入烙炉10的烙液中，使烙液侵入到烙液侵入部23 的侵入口而发挥功能。
[0046] 开口部25也可以是为了防止熔液向中空管20的中心侵入而设置突起（未图示） 的结构。根据这样的结构，在挖出中心部分的状态下使熔液固化，因此能够制造管状的铸造 管。为了获得相同的效果，也可以设为从开口部25的中央部投入气体的结构。
[0047] 减压装置30是用于对熔液侵入部23进行减压的装置组，构成为包含真空腔31与 真空泵33。减压装置30构成为根据铸造材料、制造目的、中空管20的内径等各种条件而能 够调整压力。
[0048] 真空腔31是具备吸引部32和抽气口 33、且用于稳定地维持负压状态的封闭空间 的容器。另外，真空腔31具备压力计34。
[0049] 为了将基于由真空泵35生成的负压状态的吸引力向熔液侵入部23传递，吸引部 32经由连接构件40与吸引口部21连接。
[0050] 为了生成负压状态，将抽气口 33与真空泵33的吸气口 34连接。
[0051] 压力计34能够计测因真空泵35的运转而变化的真空腔316内部的压力。
[0052] 真空泵35具备吸气口 36、泵（未图示）等，利用泵的吸气作用而将真空腔31内 的气体从吸气口 36进行吸气。需要说明的是，在本例中，虽未特别图示，在需要排气的情况 下，真空泵35在其结构上具备排气口。
[0053] 连接构件40构成为对中空管20的吸引口部21与真空腔31的吸引部32进行连 接，能够供空气在吸引口部21以及吸引部32之间穿过。
[0054] 连接构件40使用柔软性较高、形成为中空状且在中空状的内部为负压的情况下 也不易发生破损等不良情况的材质。因而，连接构件40使用例如硅制的管道等。
[0055] 阀构件50配置于连接构件40,且构成为开闭自如。在阀构件50为打开状态时，形 成熔液侵入部23的气体与真空腔31的气体进行通流的状态。另一方面，在阀构件50为关 闭状态时，形成熔液侵入部23的气体与真空腔31的气体没有进行通流的状态。即，在阀构 件50为关闭状态时，气体仅在阀构件50与真空腔31之间进行通流。
[0056] 冷却装置60配置为从外部冷却中空管20。具体来说，冷却装置60相对于双重管 结构的中空管2〇之间的冷却层24从下部注入冷却水。被注入的冷却水流动至中空管20 的上部。流动至中空管20的上部的冷却水被冷却而再度从下部被注入。根据这样的结构， 能够使中空管20中的更靠温度较高的熔炉10附近的位置（S卩，冷却装置60的下部侧）的 冷却效果最高，因此能够在中空管20的全长范围内实施均匀冷却。即，能够修正与侵入的 熔液的高度位置相应的温度的变动，因此能够使制造出的铸造棒、铸造管的质地变得均匀。 另外，通过将基于冷却装置60的冷却效果与中空管20的内径相应地进行控制，能够调整固 化后的铸造棒、铸造管的各种性质（例如变形阻力、切削阻力等）。
[0057] 冷却装置60还构成为能够自如地调整冷却水的注入速度、注入的冷却水的水温。 根据这样的结构，能够使冷却状况改变，因此不仅在中空管20的全长范围内进行均匀冷 却，还能够在铸造出的铸造棒、铸造管中的相同截面处，有意地制作急冷却部与缓冷却部。
[0058] 冷却装置60为相对于冷却层24注入冷却水的结构，但也可以为不使用冷却水24 而直接向中空管20卷绕冷却管（未图示），相对于冷却管注入冷却水的结构。另外，本例的 冷却装置60将冷却水用作冷却介质，但也可以为将气体用作冷却介质的结构。具体来说， 也可以为使氩气等稀有气体从下部循环的结构。另外，冷却装置60也可以是在中空管直接 形成散热片的结构。通过基于散热片来增加表面积而产生冷却效果。
[0059] 加热装置70构成为在将中空管20的开口部24插入熔液时，对开口部24的附近 进行加热。加热装置70例如使用燃烧器等。根据这样的结构，能够防止因插入时的较大温 度差而导致的中空管的破损、以及因迅速固化而导致的堵塞。从而，能够降低铸造棒、铸造 管制造时的不良情况。
[0060] 振动装置80构成为直接配置于中空管20,使熔液侵入熔液侵入部23中，直至完成 凝固对中空管20整体施加振动。需要说明的是，振动装置80例如也可以为通过超声波而 施加振动的结构等。
[0061] 以上，说明第一实施方式所涉及的铸造棒、铸造管制造装置100的结构例。
[0062] 接下来，对第一实施方式的铸造棒、铸造管制造装置100的动作例进行说明。在 此，从阀构件50处于打开状态、且减压装置30没有进行运转的状态起，开始说明。
[0063] 首先，将阀构件50移至关闭状态。通过将阀构件50移至关闭状态，使熔液侵入部 23以及真空腔31之间成为空气没有通流的状态。因而，阀构件50以及真空腔31之间成为 封闭的状态。
[0064] 在将阀构件50移至关闭状态之后，运转真空泵35。通过使真空泵35运转，而使阀 构件50以及真空腔31之间的封闭空间的压力降低。
[0065] 在真空泵35运转而压力计34所示的封闭空间内的压力达到规定的压力时，真空 泵35停止运转。此时的规定的压力能够与中空管20的外径、厚度以及长度相应地适当变 更。需要说明的是，制造的铸造棒、铸造管的长度是根据压力来决定，因此在欲制造较短的 铸造棒、铸造管时，例如在压力接近大气压（0.8气压左右）的情况下也能够制造。另一 方面，在欲制造较长的铸造棒、铸造管时，例如能够通过使压力接近真空而制造所需的铸造 棒、铸造管。
[0066] 当真空泵35的运转停止时，接下来，实施基于加热装置70的中空管20的开口部 25附近的加热。
[0067] 当开口部25的附近被加热规定时间时，将开口部25插入熔液。此时，优选的是， 中空管20的开口部25侧浸渍于熔液的范围直至被加热装置70加热的部分。
[0068] 在将开口部25插入熔液之后，将阀构件50从关闭状态移至打开状态。
[0069] 当阀构件50移至打开状态时，利用以阀构件50为分界线的中空管20的熔液侵入 部23侧与真空腔31侧的压力差，将中空管20的熔液侵入部23的气体向吸引口部21吸入。 伴随着中空管20的熔液侵入部23的气体向吸引口部21吸入，熔液从开口部25向熔液侵 入部23 -气地侵入。如此，成为使用压力差进行吸入的结构，因此在铸造棒、铸造管制造的 过程中，能够在减压状态下使熔液固化，因此能够使制造的铸造棒、铸造管的品质提高。另 夕卜，由于能够在固相率50%以上的温度下进行铸造，因此，冷却所需的能量较少即可。另外， 在减压状态下使熔液固化关系到铸造出的金属材料的内部组织的改善。
[0070] 当熔液向熔液侵入部23的侵入开始时，冷却装置60相对于中空管23的冷却层24 排出冷却水。通过相对于中空管23排出冷却水，能够实现与中空管23的高度位置对应的 冷却速度。即，能够修正与侵入的熔液的高度位置相应的温度的变动，因此能够使制造的铸 造棒、铸造管的质地变得均匀。
[0071] 另外，通过使振动装置80运转，实施相对于中空管20的振动的赋予。对中空管20 施加振动，从而使熔液被搅拌，因此能够在使铸造材料均匀地混合的状态下，使熔液侵入部 23内的熔液固化。需要说明的是，也可以在熔液在熔液侵入部23内完全固化之前停止振动 装置80的运转，但优选的是，直至熔液在熔液侵入部23内完全固化，持续地使振动装置80 振动。通过直至熔液在熔液侵入部23内固化而持续地振动，与侵入到熔液侵入部23内的 材料之间的界面的浸润性提高，脱模变得容易。
[0072] 之后，侵入到熔液侵入部23的熔液通过温度降低而固化。因此，熔液在规定的高 度处堵塞，无法朝向比其高度靠上方的位置进行侵入。此时，优选的是，熔液的吸引持续至 熔液凝固。当直至熔液凝固而持续熔液的吸引时，在凝固时熔液中的空气被吸引，产生脱气 效果。为此，能够适宜地防止在凝固的材料中产生气孔等内部缺陷，能够获得品质更高的铸 造棒、铸造管。
[0073] 需要说明的是，如上所述，制造的铸造棒、铸造管的长度通过减压压力来决定。因 而，制造的铸造棒、铸造管的长度能够被吸引至基于金属材料的比重来决定的长度。因此， 在欲制造与基于金属材料的比重来决定的长度相比而长度较短的铸造棒、铸造管时，通过 设置相对于中空管20而停止熔液的供给的机构，从而能够制造期望的长度的金属材料。其 中，在这样的情况下，优选的是，熔液的吸引持续至熔液凝固，通过持续进行熔液的吸引，能 够适宜地防止内部缺陷的产生。
[0074] 与熔液的吸引停止相应地使中空管20从熔液中退避。然后，侵入的熔液通过温度 的降低而直至内部完全固化。如此，制造出铸造棒、铸造管。需要说明的是，在熔液侵入部 23内固化的铸造棒、铸造管通过进行之后的冷却，与熔液侵入部23的内径相比稍微收缩， 因此能够将制造出的铸造棒、铸造管从中空管20内轻易地取出。
[0075] 如上所述，在第一实施方式中，采用如下结构，即，具备：保持熔解的铸造材料的熔 炉10 ;具有供熔液侵入的熔液侵入部23,且能够相对于熔炉10进行插入退避的中空管20 ; 使压力降低的减压装置30 ;对中空管20与减压装置30之间进行连接的连接构件40 ;配置 于连接构件40上的开闭自如的阀构件50,将阀构件50设为关闭状态而利用减压装置30对 比阀构件50靠减压装置30侧进行减压，将中空管20的开口部25插入熔炉10并且将阀构 件50设为打开状态，从而对熔液侵入部23进行减压而使熔液侵入熔液侵入部23内，通过 使侵入的熔液在熔液侵入部23处固化，制造长条状的构件。从而，能够抑制成本、简便且在 短时间内制造铸造棒、铸造管。
[0076] 尤其是，在第一实施方式中，为使熔液侵入管内且使熔液在管内固化的结构，因此 能够在不使熔液与外部空气接触的情况下制造铸造棒、铸造管。因此，能够防止熔液的氧 化，并且能够确保铸造棒、铸造管制造时的安全性。
[0077] 另外，在第一实施方式中，通过使用压力差而一气地引入熔液来制造铸造棒、铸造 管，因此，即使在使用固相率为50%以上的材料的情况下，也能够制造高品质的铸造棒、铸 造管并且能够在短时间内制造铸造棒、铸造管。因此，能够提供低成本且生广率较1?的铸造 棒、铸造管制造装置。
[0078] 另外，在第一实施方式中，烙液侵入部23 -体地成为大致圆柱状的空间，烙液侵 入该空间内并凝固。因此，在通过DC铸造 （Direct Chill Casting)等现有的连续且断续 的铸造方法而铸造出的金属材料的材料表面上形成的裂纹或者节疤（在此，"裂纹或者节 疤"是指相对于通过现有的DC铸造来铸造的金属材料的材料表面不可避免地形成的铸模标 记。）没有形成在通过第一实施方式来铸造出的金属材料上。换句话说，能够制造在大致全 长范围内在外周面上没有形成凹凸的金属材料，因此不仅能够使脱模变得容易，还能够制 造不需要特别加工且具有整齐的外形的铸造棒、铸造管。因而，铸造棒、铸造管的生产效率 显著地提高。
[0079] 另外，在第一实施方式中，由于能够在固相率50%以上进行铸造，因此具有冷却所 需的能量较少即可这样的优点。
[0080] 以上，对第一实施方式所涉及的铸造棒、铸造管制造装置100进行了说明。接下 来，使用图3对本发明所涉及的铸造棒、铸造管制造装置取得的其他方式例进行说明。需要 说明的是，对于以下说明的实施方式例，有时对与上述的第一实施方式的铸造棒、铸造管制 造装置100相同或者类似的结构标注相同附图标记而省略说明。
[0081] [第二实施方式]
[0082] 图3是表示第二实施方式的铸造棒、铸造管制造装置200的结构例的图。如图3 所示，中空管120被分割为吸引部121、铸造棒、铸造管形成部122以及供给管部126。
[0083] 吸引口部121是与连接构件40以及铸造棒、铸造管形成部122连接的伞状的构 件。吸引口部121为上下运转的结构，为在下降时与铸造棒、铸造管形成部122连接的结构。 需要说明的是，与铸造棒、铸造管形成部122的连接主要在使熔液侵入铸造棒、铸造管形成 部122的熔液侵入部123时进行。
[0084] 铸造棒、铸造管形成部122构成为包含形成为中空状的烙液侵入部123,在烙液侵 入部123的外侧还形成一层冷却层124的双重管。而且，铸造棒、铸造管形成部122与第一 实施方式不同，两端成为开口部（125a、125b)。两端的开口部（125a、125b)的一端侧与吸引 口部121连接，另一端侧与供给管部126的露出部128连接。
[0085] 供给管部126包含浸入部127与露出部128,且以浸入部127浸入到熔液内的中层 的状态配置。根据这样的结构，能够使熔液从熔液的混合状态优良的位置侵入到熔液侵入 部 123。
[0086] 浸入部127以一部分或者整体浸入熔液的状态配置，且构成为管状。而且，浸入部 127构成为上端侧与露出部128连接。
[0087] 露出部128以一部分或者整体从烙炉10向外侧露出的状态配置,且构成为倒伞 状。而且，露出部128构成为下端侧与浸入部127连接。
[0088] 接下来，对第二实施方式所涉及的铸造棒、铸造管制造装置200的动作例进行说 明。在此，从阀构件50以及真空腔31之间的减压处理结束的状态起进行说明。
[0089] 首先，将吸引口部121以盖上的方式与铸造棒、铸造管形成部122的上端的开口部 125a(或者125b)连接。此时，吸引口 121与铸造棒、铸造管形成部122不泄露空气地紧密 连接。
[0090] 当吸引口部121与开口部125a的连接完成时，进一步使铸造形成部122下降，从 而对开口部125b (或者125a)与露出部128进行连接。
[0091] 同吸引口部121与铸造棒、铸造管形成部122、以及铸造棒、铸造管形成部122与供 给管部126各自的中空状的部分一体连结相应地，将阀构件50移至打开状态。
[0092] 与阀构件50移至打开状态相应地，熔液一气地侵入熔液侵入部123内。
[0093] 之后，熔液与温度降低相应地固化，切断中空管120的连接，使铸造棒、铸造管形 成部122退避，等待向熔液侵入部123侵入的熔液的固化，取出固化的部分，完成铸造棒、铸 造管。
[0094] 综上所述，在第二实施方式的铸造棒、铸造管制造装置200中，中空管120被分 割构成为与连接构件40连接的吸入口部121、形成铸造棒、铸造管的铸造棒、铸造管形成 部122、具有浸渍于熔液的浸入部127以及向熔炉10的外侧露出的露出部128的供给管部 126,通过将铸造棒、铸造管形成部122与供给管部126的露出部128连接并且将吸入口部 121与铸造棒、铸造管形成部122连接，从而使熔炉10内的熔液侵入铸造棒、铸造管形成部 122。因而，由于不会使铸造棒、铸造管形成部122直接与熔液接触，因此在使吸入的熔液冷 却固化时，能够抑制高温部分与低温部分的温度差。因此，能够制造质地均匀的铸造棒、铸 造管。另外，与上述的第一实施方式的情况相比，能够抑制铸造棒、铸造管形成部122的劣 化，因此能够实现制造成本的削减效果、装置的长寿命化。
[0095][实施例]
[0096] 本发明人为了确认利用上述装置来制造的铸造棒的品质，对铸造出的铸造棒的组 织进行了观察。图4是表示铸造出的铸造棒的组织的照片图。如图4所示可知，铸造出的铸 造棒的宏观组织以及中央部的组织在下端侧、中腹侧以及上端侧中的任意位置中皆良好地 形成。特别是，内部组织（中央部的组织）并非为柱状晶体而是形成为球状化的组织。由 此可知，成为加工性以及加工屈服强度优良的铸造棒。
[0097] 接下来，为了调查由本发明方法铸造出的铸造棒的加工性，本发明人使用高度一 律为20mm、直径为21mm、27mm、35. 4mm的多个样本进行镦锻加工。然后，发明人比较镦锻加 工前与镦锻加工后的高度而求得"变形能力"。需要说明的是，在此求得的"变形能力"是 指"（加工前的高度-加工后的高度V(加工前的高度）X 100"（％)所示的值，越是接近 100%，越是表示加工性优良。以下，将其结果表示在表1中。
[0098] [表 1]
[0099] No.原来的直原来的高加工后直加工后高 变形能力 Y?. d〇(min) J.U： L0(mm)社 d( mm)度 L (mm) (L〇-L)/L〇 (%) 1 27__20__50__6__70 2 27__20__52__52__74 3 27__20__56^__4J__77 4 35.4__20__70__5__75 5 35.4__20__705__5__75 6 35.4__20__78__42__79 7 21__20__50__3J__82 8 21__20__44__46__77 9 I 21 1 20 43.5 4.6 77
[0100] 如表1所示，在全部样本中，获得变形能力为70%以上这样的较高结果。即，可知， 利用第一以及第二实施方式的铸造棒、铸造管制造装置100(200)铸造出的铸造棒的加工 性优良。
[0101] 如以上的数据所示，根据上述实施方式的铸造棒、铸造管制造装置1〇〇 (200)，能够 制造加工性优良的铸造棒、铸造管。
[0102] 以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上 述各实施方式所述的范围。能够对上述各实施方式添加多种变更或者改进。
[0103] 例如，上述的实施方式涉及的中空管20(120)是形成为圆柱状的管构件，但本发 明所涉及的中空管的可选形态并不限于形成为圆柱状。在此，图5是表示上述两个实施方 式的中空管20(120)的变形例的图，特别是表示将中空管沿与长边方向正交的方向切断时 的截面的图。如图5所示，对于铸造棒、铸造管制造装置的中空管，也可以使用沿与长边方 向正交的方向切断时的截面形状为矩形形状的中空管220a、成为L字形状的中空管220b、 成为齿轮形状的中空管220c、以及成为十字形状的中空管220d等。根据这样的结构，能够 制造与其截面形状相应的铸造棒、铸造管，因此能够容易地制造具有多种形态的铸造棒、铸 造管。需要说明的是，对于利用本发明的中空管来制造的铸造产品，不仅是上述的实施方式 所例示那样的实心棒，还能够制造在内部具有空间的中空棒形状。在这样的情况下，作为本 发明的中空管的形状，只要采用具有与欲获得的铸造产品（例如为中空棒形状等）相对应 的空间形状的中空管即可。
[0104] 另外，上述的两个实施方式的中空管20(120)也可以为以形成熔液侵入部 23(123)的方式组装多个构件而形成的结构。换句话说，中空管20 (120)也可以通过组合形 成为对开状的构件而形成一个中空管。进一步来说，也可以将多个中空状的构件呈竹状连 续地相连而形成一个中空管。
[0105] 另外，在上述两个实施方式中，为了使直至固化的工序的控制变得容易，构成为以 垂直的状态使熔液侵入熔液侵入部23(123)，但本发明的范围并不限于这样的结构。图6是 表示上述的两个实施方式的铸造棒、铸造管制造装置100(200)的变形例的图，是以中空管 320为水平的状态使熔液侵入熔液侵入部323的铸造棒、铸造管制造装置300。如图6所示， 中空管320配置为沿水平方向延伸，因此，能够不受到重力的影响地吸引熔液。因此，与垂 直提升时相比，能够制造较长的铸造棒、铸造管。另外，也能够采用向铅垂下方向引导的结 构、向倾斜方向引导的结构等。需要说明的是，在此，对于与上述的第一实施方式的铸造棒、 铸造管制造装置100相同或者类似的结构，标注相同附图标记而省略说明。
[0106] 另外，在上述两个实施方式中，例示并说明有相对于中空管20(120)从外部施加 物理性振动的励振形式的振动装置80,但对于本发明的振动装置，可以采用一切形式的结 构。即，也可以使用如上所述利用超声波施加振动的超声波振动装置，例如也可以使用应用 感应电流的振动装置。
[0107] 对于使用感应电流的振动装置，例如，相对于中空管20(120)而以螺线管形状安 装线圈，形成交变磁场，使熔液在形成有该交变磁场的中空管20(120)的内部上升。于是， 在熔液中产生感应电流，利用所施加的力，能够实现组织的均质化、内部缺陷的减轻。需要 说明的是，对于使用该感应电流的振动装置，特别是在使用设为异形形状的中空管的情况 下，发挥有意义的效果。例如，在为矩形形状的中空管220a等的情况下，与从外部施加物理 性振动的上述实施方式的振动装置80相比，在使用了应用感应电流的振动装置的情况下， 能够对熔液内部施加适宜的力。具体来说，通过向板厚方向施加交变磁场、直流磁场，能够 平衡良好地产生朝向板的中心方向的力。而且，最终，根据本发明，即便使用任意形状的中 空管，皆能够制造内部组织等内部品质均匀的铸造棒、铸造管。
[0108] 需要说明的是，对于感应电流的产生源，在上述结构之外，也可以使用利用基于直 流电流的磁场的结构等。即，在本发明中可以使用一切原理的振动装置。
[0109] 另外，在上述两个实施方式中，为仅向中空管20(120)施加振动的结构，但也可以 为向熔炉10内也施加振动的结构。根据这样的结构，能够使更加均匀的熔液侵入熔液侵入 部 23(123)。
[0110] 另外，在上述的两个实施方式中，中空管20(120)也可以构成为在上端侧与下端 侧使厚度发生变化。根据这样的结构，能够修正根据熔液侵入部23(123)的管温度差而产 生的冷却力之差，因此能够使制造出的铸造棒、铸造管的质地变得均匀。
[0111] 另外，也可以在开口部25 (125a、125b)安装过滤器。作为过滤器，例如使用在具有 与开口部25(125,125b)的开口形状适应的形状的圆板上形成有网眼状的孔而成的结构即 可。根据这样的结构，能够延迟熔液的侵入速度，因此，特别是在制造的铸造棒的截面积较 大时，能够改变冷却速度，在整体上缓慢地进行铸造，能够制作出内部组织均匀的铸造棒。
[0112] 另外，在组合多个中空管20(120)的状态下，也可以构成为使多个中空管20(120) 同时浸渍于供给炉。根据这样的结构，能够同时铸造多个铸造棒、铸造管，因此能够进一步 提商生广率。
[0113] 另外，通过相对于中空管20(120)的内壁面涂敷脱模剂，能够顺畅地取出以中空 管20(120)的内壁面为界面凝固的铸造棒、铸造管。本发明并不排除使用这样的脱模剂。
[0114] 另外，对于上述的本实施方式的中空管20(120)的长边方向上的长度以及圆周方 向的壁厚等条件，根据欲获得的铸造棒、铸造管的直径、壁厚等、并且根据欲获得的内部组 织而适当地调节决定即可。即，对于铸造产品的具体制造条件，能够在不脱离表示本发明的 权利要求书记载的范围内进行适当地选择、变更。
[0115] 由权利要求书的记载明确可知，添加有上述变更或者改进的方式也能够包含于本 发明的技术范围内。
[0116] 附图标记说明：
[0117] 100、200、300 铸造棒、铸造管制造装置；10 供给炉；20、120、220a、220b、220c、 220d、320中空管；21、121吸引口部；122铸造棒、铸造管形成部；23、123、323熔液侵入部； 24、124冷却层；25、125a、125b开口部；126供给管部；127浸入部；128露出部；30减压装 置；31真空腔；32吸引部；33抽气口；34压力计；35真空泵；36吸气口；40连接构件；50阀 构件；60冷却装置；70加热装置；80振动装置。
【权利要求】
1. 一种铸造棒、铸造管制造装直，其特征在于，具备： 保持熔解的铸造材料的熔炉； 具有供熔液侵入的熔液侵入部，且能够相对于所述熔炉插入退避的中空管； 生成负压的减压装置； 对所述中空管与所述减压装置之间进行连接的连接构件； 配置于所述连接构件上的开闭自如的阀构件， 将所述阀构件设为关闭状态而利用所述减压装置对比所述阀构件靠所述减压装置侧 进行减压，将所述中空管的开口部插入所述熔炉并且将所述阀构件设为打开状态，从而对 所述熔液侵入部进行减压而使熔液侵入所述熔液侵入部内，通过使侵入的熔液在所述熔液 侵入部固化而制造长条状的构件。
2. 根据权利要求1所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 具备对所述中空管进行冷却的冷却装置。
3. 根据权利要求1或2所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 具备对所述中空管施加振动的振动装置。
4. 根据权利要求3所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 所述振动装置包含从外部施加物理性振动的励振形式的结构、利用超声波来施加振动 的形式的结构、或者使用感应电流施加振动的形式的结构。
5. 根据权利要求1或2所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 具备对所述中空管进行加热的加热装置， 在利用所述加热装置对所述中空管的开口部附近进行了加热之后，将所述中空管的开 口部插入所述熔炉中。
6. 根据权利要求1或2所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 所述铸造材料由以镁或者铝为主成分的轻金属材料构成。
7. 根据权利要求1或2所述的铸造棒、铸造管制造装置，其特征在于， 所述中空管被分割为： 与所述连接构件连接的吸入口部； 形成铸造棒、铸造管的铸造棒、铸造管形成部； 具有向所述熔液浸入的浸入部以及向所述熔炉的外侧露出的露出部的供给管部， 通过将所述铸造棒、铸造管形成部与所述供给管部的所述露出部连接，并且将所述吸 入口部与所述铸造棒、铸造管形成部连接，从而将所述熔炉内的熔液导入所述铸造棒、铸造 管形成部。
8. -种金属材料，其特征在于， 该金属材料通过权利要求1或2所述的铸造棒、铸造管制造装置来制造， 并且，内部组织为球状化的组织。
9. 根据权利要求8所述的金属材料，其特征在于， 该金属材料没有形成裂纹或者节疤。
【文档编号】B22D18/06GK104093509SQ201480000660
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】权田善夫, 权田源太郎, 吉田一也, 羽贺俊雄 申请人:权田金属工业株式会社