JPH11285801A

JPH11285801A - 非晶質合金の真空ダイカスト方法

Info

Publication number: JPH11285801A
Application number: JP11053100A
Authority: JP
Inventors: Gregory N Colvin; エヌ．コルヴィングレゴリイ
Original assignee: Howmet Research Corp
Current assignee: Howmet Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 1999-10-19
Also published as: US6021840A; TW380068B

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ダイカスト微細構造を良好に生成
することを目的としている。【構成】このため、ダイス空洞部をショットスリーブ
を通して、１０００ミクロンより低圧の真空レベルまで
排気し、過熱溶融非晶質ジルコニウム−銅−ニッケル−
ベリリウム合金をショットスリーブ内に導入し、真空シ
ールを破り、雰囲気の大気に鋳造部品を露出するために
ダイスを開放する前に、ダイカスト部品の少なくとも外
表面すなわちシェル部が凝固する様に、シールされ、排
気されたダイの空洞部に、溶融金属、あるいは溶融合金
を、送り込むために、プランジャを５インチ／秒から５
００インチ／秒の範囲の速度で前進させる。ダイカスト
鋳造部品は開放したダイスから取外され、水のような焼
入れ媒体で焼入れされ、少なくとも５０体積％の非晶質
相を含むダイカスト微細構造を生成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、および合金
のダイカステト方法、さらに詳細に云うと、真空ダイス
空洞条件下での非晶質合金の真空ダイカスト方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第５，２８８，３４４号には、
合金の融点Ｔｍから合金のガラス質温度Ｔｇより低い温
度まで冷却する時に、少なくとも５０体積％のガラス
相、あるいは非晶質相を微細構造に保有する非昌質のジ
ルコニウム−銅−ニッケル−ベリリウム合金が記載され
ている。その特許は、微細構造中、５０体積％より多い
非晶質相を有する１ｍｍ厚の非晶質合金ストリップの製
造について記載している。

【０００３】鉄、およびチタニウムをベースにし、永久
的で再使用可能な多くの部分からなる金属モールドを使
用したチタニウムおよびチタニウムとニッケルベース合
金の様な反応性の金属および合金の低コスト鋳造は、コ
ルビンの米国特許第５，２８７，９１０号に記載されて
いる。永久的な金属モールドを利用した、アルミニウ
ム、銅および鉄ベースの鋳造品は、米国特許第５，１１
９，８６５号に記載されている。

【０００４】本発明と共通の発明者と譲受人を有し、
「高真空ダイカスト方法」と題された同時係属出願中の
シリアル番号０８／９２８，８４２の特許は、溶解さ
れ、比較的高真空レベルでショットスリーブ（溶湯射出
用シリンダ）中に導入され、次に大気中に配置された、
シールされたダイス間のダイス空洞内に鋳込まれる反応
性金属および合金を鋳造するためのダイカスト機につい
て記載している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の真空
ダイカスト方法においては、真空ダイス空洞条件下で、
反応性金属あるいは合金によっては、ダイカスト微細構
造を良好に生成することが困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述不都合を解消するた
めにこの発明は、非晶質金属あるいは非晶質合金をダイ
カストする方法であって、真空チャンバ中で、真空下
で、金属あるいは合金を溶解し、その溶融金属あるいは
合金を収納するダイ空洞部を排気し、プランジャの前部
にあり、ダイス空洞部に連絡しているショットスリーブ
中にその溶融金属あるいは合金を導入し、溶融金属ある
いは合金を排気したダイス空洞部中に射出するために、
ダイス空洞部の方向にショットスリーブ中で、プランジ
ャを前進させ、ダイスを開放し、少なくとも一部凝固し
たダイカスト部品をダイス空洞部から取外し、少なくと
も約５０体積％の非晶質相を含むダイカスト微細構造を
生産するためにダイカスト部品を冷却することを含むこ
とを特徴とする。

【０００７】また、非晶質金属あるいは非晶質合金をダ
イカストする方法であって、ショットスリーブによって
ダイス空洞部に連絡した真空チャンバ中で金属あるいは
合金を溶解し、前記ダイス空洞部間にある１つ以上の真
空シールによって、ダイスの空洞部が、雰囲気大気から
シールされている間、その真空チャンバを１０００ミク
ロン未満に排気し、およびダイス空洞部をショットスリ
ーブを通して排気し、プランジャ前部にあるショットス
リーブ中に溶融金属あるいは合金を導入し、ダイス空洞
部の方向にプランジャを前進させてシールされ、排気さ
れたダイス空洞部に溶融金属、あるいは溶融合金を射出
してダイカスト部品を形成し、シールされたダイスを開
放し、少なくとも一部凝固したダイカスト部品をダイス
空洞部から、直接雰囲気大気中に取外し、少なくとも約
５０体積％の非晶質相を含むダイカスト微細構造を製造
するために、焼入れ媒体中でダイカスト部品を焼入れす
ることを含むことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
真空チャンバ中で、真空下で、金属あるいは合金を溶解
し、その溶融金属あるいは合金を収納するダイ空洞部を
排気し、プランジャの前部にあり、ダイス空洞部に連絡
しているショットスリーブ中にその溶融金属あるいは合
金を導入し、溶融金属あるいは合金を排気したダイス空
洞部中に射出するために、ダイス空洞部の方向にショッ
トスリーブ中で、プランジャを前進させ、ダイスを開放
し、少なくとも一部凝固したダイカスト部品をダイス空
洞部から取外し、少なくとも約５０体積％の非晶質相を
含むダイカスト微細構造を生産するためにダイカスト部
品を冷却している。

【０００９】また、ショットスリーブによってダイス空
洞部に連絡した真空チャンバ中で金属あるいは合金を溶
解し、ダイス空洞部間にある１つ以上の真空シールによ
って、ダイスの空洞部が、雰囲気大気からシールされて
いる間、その真空チャンバを１０００ミクロン未満に排
気し、およびダイス空洞部をショットスリーブを通して
排気し、プランジャ前部にあるショットスリーブ中に溶
融金属あるいは合金を導入し、ダイス空洞部の方向にプ
ランジャを前進させてシールされ、排気されたダイス空
洞部に溶融金属、あるいは溶融合金を射出してダイカス
ト部品を形成し、シールされたダイスを開放し、少なく
とも一部凝固したダイカスト部品をダイス空洞部から、
直接雰囲気大気中に取外し、少なくとも約５０体積％の
非晶質相を含むダイカスト微細構造を製造するために、
焼入れ媒体中でダイカスト部品を焼入れしている。

【００１０】本発明の１つの実施例において、前記の高
真空ダイカスト機と、ダイカスト微細構造に少なくとも
５０体積％以上の非晶質相を有する三次元ネットシェー
プ（追加の加工が要らない製品形状）のダイカスト部品
を製造するのに効果的な選択されたダイ鋳造パラメータ
とを使用して、非晶質の金属あるいは合金をダイカスト
する方法を提供する。

【００１１】具体的な実施例は、ショットスリーブ（溶
湯射出用シリンダ）を通して、あるいは他の方法で、１
０００ミクロンより少ない真空レベルまで、例えば約２
５ミクロン以下の真空レベルまで、ダイス空洞部を排気
し、ショットスリーブ中に、ジルコニウム−銅−ニッケ
ル−ベリリウム合金の様な過熱（金属融点以上の）溶融
非晶質合金を導入し、真空シールを破り、大気の雰囲気
に鋳造部品を露出するためにダイスを開放する前に、ダ
イカスト部品の少なくとも外表面すなわちシェル部が凝
固することができる、シールされ、排気されたダイスの
空洞部に、溶融金属あるいは溶融合金を送り込むため
に、プランジャを５インチ／秒から５００インチ／秒の
範囲で前進し、開放したダイスからダイカスト鋳造部品
を取外し、ダイカスト鋳造部品を水のような焼入れ媒体
で焼入れすることを含む。

【００１２】

【実施例】本発明の詳細は、以下の図面についての以下
の詳細な説明からより容易に明らかになるであろう。

【００１３】本発明は、以下に記載したジルコニウム−
銅−ニッケル−ベリリウム合金を含むがそれに限定され
ない非晶質合金をダイカストし、種々の形状の三次元の
ネットシェープ部品、例えば、ゴルフクラブヘッド、ゴ
ルフパターならびにガスタービンエンジンブレードや羽
根の様なエーロフォイル（翼）などを製造するのに特に
有用である。

【００１４】本発明の一つの具体例による非晶質金属お
よび合金のダイカストは、図１と図２に示し、かつ同時
係属出願第０８／９２８，８４２号に記載されたタイプ
の高真空ダイカスト機を使用して実施される。

【００１５】図１と図２について説明すると、このダイ
カスト機は、ダイスが外部雰囲気大気中に配置されてい
るにもかかわらず、ダイス空洞部中で比較的高真空下で
非晶質金属あるいは合金をダイカストすることがわか
る。ダイカスト機にはベース１０があり、ベース１０の
内部には、固定ダイプラテン１４および可動ダイプラテ
ン（圧盤）１６を開閉する油圧アクチュエータ１２によ
って使用される油圧流体を収納する容器１０ａがある。
プラテン１６は、固定タイバー、あるいはロッド１８上
を動くように配置されている。ダイスをクランプする連
結機構２０が、本発明の一部とはみなされない従来の方
法によって、可動ダイスプラテン１６にされ、プラテン
１４上に配置された固定ダイス３２に対して可動である
ダイス３４を開閉する。例えば、利用可能な従来のダイ
カスト機として、オハイオ州クリーブランド市のＨＰＭ
社の２５０トンのダイカスト機ＨＰＭ＃７３−０８６が
あり、同機には、ベース１０、アクチュエータ１２、タ
イバー１８上に搭載されたダイプラテン１４、１６があ
り、これらのダイスプラテンは上述した方法でダイクラ
ンプ連結機構２０によって開閉される。ダイカスト機に
は、プランジャ機構に油圧流体を急速に供給するガスア
キュムレータ２１がある。

【００１６】ダイカスト機には、プラテン１４、１６上
にそれぞれ配置されたダイス３２、３４によって定めら
れたダイスの空洞部３０に連絡する、円筒状で、水平な
ショットスリーブ２４がある。１つ以上のダイス空洞部
３０は、１つ以上の部品をダイカストするために、ダイ
ス３２、３４によって形成される。ショットスリーブ２
４には、１つ以上のダイス空洞部３０に対する入口通
路、あるいはゲート（湯口）３６と通じる排出端部２４
ａがあり、溶融金属あるいは溶融合金をその中に加圧注
入することができる。入口流路すなわちゲート（湯口）
３６は、固定ダイス３２、あるいは可動ダイス３４、あ
るいはその両者に加工することができる。

【００１７】ショットスリーブ２４の排出端部２４ａ
は、図１に示す様に、固定プラテン１４およびダイス３
２中の適当な流路２４ｂを通って延長している。

【００１８】ショットスリーブ２４は、ダイス３２を通
って真空溶解チャンバ４０中に延長し、真空溶解チャン
バ４０では、ダイカストされる非晶質金属あるいは非晶
質合金が、１０００ミクロンより低圧のような比較的高
度の真空条件下で溶解される。真空溶解チャンバ４０
は、プランジャ２７、およびプランジャ油圧アクチュエ
ータ２５を収納するショットスリーブ２４の反対側の装
入端部廻りで延長し、それを取巻き、あるいは包囲する
真空ハウジング壁４２によって仕切られる。真空溶解チ
ャンバ４０は、導管４０ａによってチャンバ４０と接続
する従来の真空ポンプＰによって排気される。ベース１
０、およびハウジング壁４２は、コンクリート製の床、
あるいは他の適切なサポート上に設置される。

【００１９】チャンバ壁４２は、その間に存在する周辺
部エアータイトシール４３によって、固定プラテン１４
とエアーシールされ、その結果、ショットスリーブ２
４、一対の並立している固定の水平ショットスリーブ／
プランジャ支持部４４（一つを示す）がチャンバ壁４２
を通って延長する。かかるショットスリーブ／プランジ
ャ支持部４４は、前述の従来法によるダイカスト機（２
５０トンＨＰＭ＃７３−０８６）上に設置される。

【００２０】プランジャ２７は、ショットスリーブ２４
中の溶湯入口すなわちインレット開口５８の右側に位置
するスタート射出位置とダイスの入口すなわちゲート
（湯口）３６近位の終了射出位置との間にあるプランジ
ャアクチュエータ２７およびプランジャコネクタロッド
２７ｂによって、動く様にショットスリーブ２４中に配
置される。溶湯インレット開口５８は、溶融金属（たと
えば鋼）を収納する容器５２に通じ、容器５２は、ネジ
クランプ（図示せず）の様なクランプによって、ショッ
トスリーブ２４上に固定プラテン１４の近くに配置され
る。溶融金属の収納容器５２は、溶解坩堝５４の下に配
置され、溶解坩堝５４からダイカスト用の溶融金属ある
いは溶融合金の装入物を受領する。

【００２１】溶解坩堝５４は、銅の部分を備えた電気誘
導スカル（金属屑）坩堝であり、ダイカストされる固体
金属あるいは合金の装入物が真空ポート４０ａを通して
装入され、チャンバ４０内に従来方法で坩堝廻りに配置
された誘導コイル５６の活性化によって溶解される。本
発明を実施するのは、既知のセラミックスライニング、
あるいは耐火物ライニング坩堝を使用してもよい。真空
チャンバ４０の外部に配置され、かつアクチュェータか
ら坩堝５４に延長する適切な真空シールリンクによって
坩堝に接続され従来の油圧的、電気的あるいは他の方法
によるアクチュェータ（図示せず）を使用して、坩堝５
４のトラニオンＴ廻りを回転させることによって、溶解
坩堝５４を傾斜させてもよい。坩堝５４は傾けられ、溶
湯装入容器５２に溶融金属あるいは合金装入物を注湯
し、溶湯装入容器５２は、ショットスリーブ壁中の開口
部５８を介してショットスリーブ２４に連絡している。
溶融金属、あるいは合金装入物は、開口部５８を介し
て、プランジャチップ（先端）２７ａの前面にあるショ
ットスリーブ２４に導入される。

【００２２】本発明の例を実施する場合、溶融非晶質金
属あるいは合金装入物は、プランジャチップ２７ａの前
面で定められ、ダイス空洞部の入口、あるいはゲート
（湯口）３６まで延長するショットスリーブの内部有効
体積の４０体積％より少ない量でショットスリーブ内に
導入される。好ましくは、溶融金属あるいは溶融合金の
量は、ショットスリーブの有効内容積の２０体積％未
満、さらに好ましくは、ショットスリーブの有効内容積
の約８体積％から約１５体積％である。ショットスリー
ブ内容積に対するこのように比較的低い溶解装入物体積
によって、ショットスリーブ中に比較的低い溶解装入物
プロフィルが提供されるため、（すなわち、ショットス
リーブの底部に沿って、溶解装入物がより多く存在す
る）、鋳型空洞に溶融金属を射出する前に、プランジャ
チップ２７ａと溶解装入物の接触面積および接触時間が
減少され、その結果、プランジャチップの膨張も減少さ
れる。

【００２３】具体的な例として、非晶質ジルコニウム−
銅−ニッケル−ベリリウム合金のダイカストでは、溶融
金属あるいは溶融合金と接触しているショットスリーブ
２４および前部プランジャチップ２７ａは、溶解され、
ダイカストされる金属あるいは合金とコンパチブルなＨ
−１３工具鋼の様な鉄ベース、あるいは銅ベース材料か
ら製造され、あるいはＭｏ合金、あるいはＴＺＭ合金を
ベースとした耐火性の材料から製造され、あるいはアル
ミナの様なセラミックス材料から、あるいはそれらの組
合せから製造される。プランジャチップ２７ａは、ダイ
スの空洞部３０中に各溶融金属あるいは溶融合金を射出
後、廃棄されるディスポザブル先端部を有する。ディス
ポザブルプランジャチップ２７ａは、銅−ベリリウム合
金（例えば、＃２０合金）の様な銅合金から成り、プラ
ンジャチップ中の補足的な周辺溝中に収納されるＨ−１
３鋼製の膨張可能な周辺部ピストンリング型のシール
（例えば、１／２インチのリング幅で、１／８インチの
リング厚さのもの）を設けて、ショットスリーブ２４の
内壁とゼロあるいは殆どゼロのクリアランスを有する改
善したシールを得てもよい。

【００２４】非晶質ジルコニウム−銅−ニッケル−ベリ
リウム合金のダイカストにおいては、ダイス３２、３４
は、コルビン（Ｃｏｌｖｉｎ）の米国特許第５，２８
０，９１０号による鋼、および／あるいはチタニウム製
であってもよいが、モリブデン、タングステンなどの他
のダイス材料を使用しても本発明を実施できる。

【００２５】図１に依れば、第１、および第２のダイス
３２、３４は、真空チャンバ４０外の大気雰囲気中に配
置される。すなわち、第１、および第２のダイス３２、
３４の外部表面、あるいは側面は、大気雰囲気に曝され
ている。

【００２６】ダイス３２、３４が閉鎖されると、ダイス
間に仕切られたダイスの空洞部３０は、ショットスリー
ブ２４を介して真空チャンバ４０と連絡し、ショットス
リーブ２４を通して排気される。

【００２７】固定ダイス３２には、普通、ダイスが閉じ
られた時に、可動ダイス３４の反対の内面と嵌合するそ
の内面３２ｂ上に、一連の溝３２ａがある（図２には、
一つの溝のみを示す）。溝３２ａは、ダイス空洞部３
０、ゲート３６およびゲート３６に連絡し、ショットス
リーブ端部２４ａによって仕切られる金属排出開口の周
囲を取り巻き、あるいは延長する。溝３２ａは、ダイス
が閉じられた時に、可動ダイス３４の嵌合フェース３４
ｂに対して、真空にタイトな方法でシールを実行するた
めの、柔軟で再使用が可能な高温度”Ｏ”−リング真空
シール６０を収納する。

【００２８】代わりの方法として、シール６０を、可動
ダイス３４の嵌合フェース３４ｂ上の溝内に配置する
か、あるいはダイス３２、３４両者の嵌合フェース上に
配置して周囲に真空にタイトなシールを形成し、ダイス
が閉じられた時に、ダイス空洞部３０、ゲート３６、お
よびショットスリーブ端２４ａを、ダイス３２、３４の
外部を取り巻く大気雰囲気から分離するようにしてもよ
い。一連の数個の溝、および”Ｏ”−リングシールが、
ダイス空洞部３０周辺に対して外部に設置され、真空に
タイトな複数のシールを形成する。真空シール６０は、
その材料はダイスの空洞部３０が溶融金属あるいは溶融
合金で満たされた時に生じる４００°Ｆもの高温にも耐
えることができるビトン（Ｖｉｔｏｎ）材料から作られ
てもよい。

【００２９】真空シール６０の使用によって、ダイス３
２、３４が閉じられた時に、ダイス空洞部３０は雰囲気
の大気から分離され、坩堝５４中の固体装入物を溶解す
るために使用される真空溶解チャンバ４０が、１０００
ミクロンより少ない高真空レベルまで、好ましくは約２
５ミクロン以下までの高真空レベルまで排気される時
に、ショットスリーブ２４を通してダイスの空洞部３０
を排気することができる。

【００３０】図１のダイカスト機の操作では、固体の金
属、あるいは合金が、例えば、ビトレロイ（Ｖｉｔｒｅ
ｌｏｙ）非晶質合金の様な非昌性ジルコニウム−銅−ニ
ッケル−ベリリウム合金（米国特許第５，２８８，３４
４号に詳しく記載されている：その教示は、参照により
本特許に組み入れられている）がポート４０ａを通し
て、坩堝５４に装入される。このジルコニウム−銅−ニ
ッケル−ベリリウム合金は、規格重量％成分で、６３％
のジルコニウム、１１％のチタニウム、１２．５％の
銅、１０％のニッケル、３．５％のベリリウムを含む。
次に、ビトレロイ（Ｖｉｔｒｅｌｏｙ）合金を溶解する
ために、真空溶解チャンバ４０は適当なレベル（例え
ば、１０００ミクロン未満、好ましくは約２５ミクロン
以下）まで真空ポンプＰによって排気される。当初、閉
鎖されたダイス３２、３４によって形成されたダイス空
洞部３０は、ショットスリーブ２４を介した真空溶解チ
ャンバ４０へのコネクション（接続部）を通して、そし
て真空シール６０によって周囲の雰囲気大気から絶縁さ
れることによって、同時に同じ真空レベルまで排気され
る。当初、ダイス３２、３４は、大気の雰囲気温度であ
ってよい。ダイスが閉じられる時に、嵌合するダイス３
２、３４の表面には分離剤が適用される。分離剤は、グ
ラファイトスプレィ、グラファイトを分散した水、ジル
コニアスプレィ、イットリアスプレィ、および他の従来
の分離剤から選択され、普通ダイス表面へのスプレィ、
あるいは被覆によって適用される。

【００３１】溶解した装入物（例えば、坩堝５４内で、
５〜１５ポンドの非晶質合金）が、合金の融点（１３２
５°Ｆ）よりも３００°Ｆ高まで過熱され、真空下で容
器５２、およびプランジャ２７（当初、図１の射出スタ
ート位置にある）付きの溶湯インレット開口５８を通し
て、ショットスリーブ２４内に注湯される。例示された
ショットスリーブは、長さが１６．５インチ、直径が３
インチで、その中に銅−ベリリウムプランジャチップが
ある。その銅−ベリリウムプランジャチップは、普通、
ショットスリーブと０．００２インチの半径方向のクリ
アランスを有し、さらに通常は、０．００１インチ〜
０．０１０インチの範囲で半径方向のクリアランスを有
する。前述のピストンリング型の周辺シールは、プラン
ジャチップの周辺に設けられ、ショットスリーブの内壁
とのクリアランスが、ゼロ、あるいは殆どゼロであるこ
とが望ましい。

【００３２】溶融非晶質合金は、ショットスリーブの有
効内部体積の４０体積％未満の量で、ショットスリーブ
２４内に導入される。好ましくは、溶融装入物の量は、
ショットスリーブの有効内部体積の４０体積％未満であ
り、さらに好ましくは、ショットスリーブの内部体積の
約８体積％から１５体積％である。例として挙げたビト
レロイ（Ｖｉｔｒｅｌｏｙ）合金装入物の場合では、シ
ョットスリーブの有効内部体積の約２０体積％を占め
る。

【００３３】溶融金属あるいは溶融合金は、ショットス
リーブ２４内に注湯され、プランジャ２７の背後に溶融
合金が廻らないことを保証するために予め選択された滞
在時間（０．００５秒から４秒、普通は０．１秒から
１．５秒）の間、ショットスリーブ内に滞在する。ある
いは、溶融非晶質合金を、容器５２を通して、坩堝５４
からショットスリーブ２４内に直接注湯し、それによっ
て、射出の開始前の滞在時間と金属の冷却を減少するこ
ともできる。

【００３４】次に、プランジャ２７はアクチュエータ２
５によって５インチ／秒から５００インチ／秒の範囲の
プランジャ速度でショットスリーブ２４内に進められ、
入口通路、すなわちゲート３６を通して、溶融金属ある
いは溶融合金をダイ空洞部３０内に圧力射出する。溶融
非晶質合金は、最高１５０インチ／秒といった高速度で
ショットスリーブ２４を経て、シールされ、排気された
ダイス空洞部３０押し出される。ビトレロイ（Ｖｉｔｒ
ｅｌｏｙ）溶融合金装入物をダイカストするのに有用な
典型的なプランジャ速度は、７５インチ／秒である。

【００３５】溶融非晶質合金がダイスの空洞部に射出さ
れると、ダイス３２、３４は、普通は射出後５〜２５秒
の時間内に、ダイス３２に対してダイス３４を動かすこ
とによって開放される。その時間は、溶融合金が、少な
くともダイカスト鋳造品上に凝固表面を形成するのに充
分な時間である。その後、ダイス３２、３４は、開放さ
れて、ダイスからダイ鋳造品を除去できる状態にされ
る。前述のＨＰＭダイカスト機上に設置された従来のエ
ゼクタピン機構（図示せず）が、ダイスからダイカスト
鋳造品を取り除く手助けをする。ダイカスト鋳造品は、
鋳造品をさらに冷却せずに、単にダイスを開放すること
によって、直接ダイス３２、３４から取り外すことがで
きる。この直接ダイスから取出す方法には、ダイカスト
製品の生産を増大する利点がある。ダイスが開放された
時に、真空シール６０は壊れ、ダイカスト鋳造品は、大
気に曝され、ダイスの空洞部から除去され、直ちに（例
えば、１５秒以内に）開放したダイス３２、３４の近
くに配置された、焼入れ媒体Ｍ（好ましくは、水、ある
いは油）中で、ダイカスト鋳造品の微小組織に少なくと
も５０体積％以上の非晶質相、好ましくは、１００％に
近い非晶質相を提供するのに十分な冷却速度で焼き入れ
される。普通、ビトレロイ（Ｖｉｔｒｅｌｏｙ）ダイカ
スト製品の例では、２分より少ない時間に、６００°Ｆ
より低い温度まで冷却すれば少なくとも５０体積％以
上、例えば殆ど１００体積％の非昌質を有するダイカス
ト微細組織が得られる。

【００３６】本発明は、ゴルフクラブパターの様な複雑
な三次元のネットシェープ部品を非晶質のビトレロイ
（Ｖｉｔｒｅｌｏｙ）合金から上述した条件で、ダイカ
ストするのに使用される。

【００３７】上述した本発明の具体例を実施する場合に
は、ダイス３２、３４の温度は希望温度範囲内で任意に
制御して、１００〜７００°Ｆの範囲のダイス温度にす
ることができる。例えば、ダイス３２、３４は、ダイス
内にある溶融金属、あるいは溶融合金の射出開始スター
トに先立って、この目的で使用するダイスと連結して操
作される１つ以上の従来のガスフレームバーナ、あるい
は電気抵抗線によって、予熱することが可能である。ダ
イス３２、３４は、ダイスの内部に形成された水冷配管
（図示せず）によって冷却が可能であり、その配管内を
通って、冷却水は循環し、ダイカスト部品が連続して製
造され、ダイスが加熱される時に、ダイスの温度を制御
することが可能である。ショットスリーブも同様に任意
的に加熱、冷却し、同様なガスフレームバーナ、あるい
は電気抵抗線によって、あるいはショットスリーブ中に
冷却水を通過させることによって、１００〜７００°Ｆ
の範囲の様な希望範囲内でショットスリーブ温度を制御
することが可能である。

【００３８】本発明は、その特定の具体例に関して記載
されているが、その記載に限定する意図ではなく、むし
ろ以下の特許請求の範囲に示された範囲にのみ意図され
るものとする。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの本発明の真
空ダイカスト方法によれば、真空ダイス空洞条件下で、
非晶質相を含むダイカスト微細構造を良好に生成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す破線で示したショット
スリーブと真空チャンバを有する、本発明のダイカスト
方法の具体例を実施するためのダイカスト機の側面図で
ある。

【図２】固定ダイスの拡大正面図であり、ダイスの空洞
部を大気の雰囲気から絶縁するためにダイスが閉鎖され
た時に他のダイスに対してシールするための、ダイス内
の溝に配置された真空Ｏ−リングシールを示す。

【符号の説明】

１０ベース１４固定ダイプラテン１６可動ダイプラテン（圧盤）１８ロッド２０連結機構２１ガスアキュムレータ２４ショットスリーブ２５プランジャ油圧アクチュエータ２７プランジャ３０ダイス空洞部３２固定ダイス３４可動ダイス３６ゲート（湯口）４０真空溶解チャンバ４２真空ハウジング壁４４ショットスリーブ／プランジャ支持部５２容器５４溶解坩堝５８溶湯インレット開口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非晶質金属あるいは非晶質合金をダイカ
ストする方法であって、真空チャンバ中で、真空下で、
金属あるいは合金を溶解し、その溶融金属あるいは合金
を収納するダイ空洞部を排気し、プランジャの前部にあ
り、ダイス空洞部に連絡しているショットスリーブ中に
その溶融金属あるいは合金を導入し、溶融金属あるいは
合金を排気したダイス空洞部中に射出するために、ダイ
ス空洞部の方向にショットスリーブ中で、プランジャを
前進させ、ダイスを開放し、少なくとも一部凝固したダ
イカスト部品をダイス空洞部から取外し、少なくとも約
５０体積％の非晶質相を含むダイカスト微細構造を生産
するためにダイカスト部品を冷却することを含むことを
特徴とする非晶質合金の真空ダイカスト方法。
【請求項２】非晶質金属あるいは非晶質合金をダイカ
ストする方法であって、ショットスリーブによってダイ
ス空洞部に連絡した真空チャンバ中で金属あるいは合金
を溶解し、前記ダイス空洞部間にある１つ以上の真空シ
ールによって、ダイスの空洞部が、雰囲気大気からシー
ルされている間、その真空チャンバを１０００ミクロン
未満に排気し、およびダイス空洞部をショットスリーブ
を通して排気し、プランジャ前部にあるショットスリー
ブ中に溶融金属あるいは合金を導入し、ダイス空洞部の
方向にプランジャを前進させてシールされ、排気された
ダイス空洞部に溶融金属、あるいは溶融合金を射出して
ダイカスト部品を形成し、シールされたダイスを開放
し、少なくとも一部凝固したダイカスト部品をダイス空
洞部から、直接雰囲気大気中に取外し、少なくとも約５
０体積％の非晶質相を含むダイカスト微細構造を製造す
るために、焼入れ媒体中でダイカスト部品を焼入れする
ことを含むことを特徴とする非晶質合金の真空ダイカス
ト方法。
【請求項３】ダイカスト部品がダイス近辺にある水槽
浴中で焼入れされることを特徴とする請求項２に記載の
非晶質合金の真空ダイカスト方法。
【請求項４】ショットスリーブが５インチ／秒から５
００インチ／秒の範囲の速度で前進することを特徴とす
る請求項２に記載の非晶質合金の真空ダイカスト方法。
【請求項５】ジルコニウム−銅−ニッケル−ベリリウ
ム合金が溶融されることを特徴とする請求項２に記載の
非晶質合金の真空ダイカスト方法。
【請求項６】ダイスの空洞部表面にジルコニア、イッ
トリア、およびグラファイトから選択された分離剤を適
用することを含むことを特徴とする請求項２に記載の非
晶質合金の真空ダイカスト方法。
【請求項７】真空チャンバが約２５ミクロン以下にま
で排気されることを特徴とする請求項２に記載の非晶質
合金の真空ダイカスト方法。