CN104619442B - 铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置 - Google Patents

铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置 Download PDF

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Abstract

包括：对具有产品(11)和冒口部(12)的铝合金制铸造件(10)的第一面(产品(11)的与冒口部(12)一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体的产品一侧喷射工序、和对铝合金制铸造件(10)的第二面(冒口部(12)的与产品(11)一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体的冒口部一侧喷射工序。冒口部一侧喷射工序是一个在产品一侧喷射工序开始后且结束前，开始对铝合金制铸造件(10)的第二面进行喷射，与产品一侧喷射工序一起将铝合金制铸造件(10)边淬火边冷却的工序。

Description

铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置
技术领域
本发明属于与将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间而铸造出的铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置相关的技术领域。
背景技术
一般是利用内部形成有型腔和冒口空间的铸型来铸造铝合金制铸造件的。因此，铸造后的铝合金制铸造件具有与型腔相对应的产品和与冒口空间相对应的冒口部。该冒口部最终会被从产品上分离下来。作为所述产品铸造出来的例如有发动机的气缸盖、气缸体等。
所述铸造后的铝合金制铸造件(产品和冒口部)通过依次进行淬火处理(固溶化淬火处理)和时效处理来提高机械强度。
从能够容易进行的观点出发,现有的淬火处理采用的是将利用铸型铸造出的铝合金制铸造件投入贮存水中(浸在水中)的方法。
所述进行了淬火冷却后的铝合金制铸造件被放在温度维持在该铝合金制铸造件温度以上的炉中,由此来进行铝合金制铸造件的时效处理。这样就做了对已进行了淬火冷却处理的铝合金制铸造件加热这样的无用功。因此而要求简化进行时效处理的工序。
这里，专利文献1中公开了一种对具有冒口部和产品的铝合金铸件进行淬火而人工地进行时效处理的方法。即，一方面,选择性地将铝合金铸件的产品边淬火边冷却(在产品是发动机的气缸盖的情况下，通过雾状地喷射水来将该气缸盖的燃烧室一侧的面边淬火边冷却)，另一方面，将冒口部维持在较高的温度上。当产品被冷却到人工时效的温度范围或者低于该温度范围的温度时中断所述淬火，利用来自较热的冒口部的残热流对将该产品进行人工时效处理。
专利文献2中公开了以下内容。即，在由形成冒口空间的砂型模和形成型腔的一部分的金属模构成的型腔的铸型进行铸造以后，将该金属模分离，让冷却介质与由于该分离而露出的铸件表面(在产品是发动机的气缸盖的情况下，是该气缸盖的燃烧室一侧的面)接触来对铸件进行淬火处理，之后，用所述砂型模和保温材覆盖铸件，用冒口部此时所具有的热对铸件整体进行时效处理。
专利文献1：日本公表特许公报特表2004-515655号公报
专利文献2：日本公开特许公报特开2005-169498号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
但是，在上述专利文献1、2所公开的技术内容中，在利用铸型的型腔铸造发动机的气缸盖的情况下，让冷却介质仅与该气缸盖的燃烧室一侧(与冒口相反的一侧)的面接触。但是因为气缸盖是立体构造物，所以如果这样做，气缸盖就容易变形，就会在气缸盖中与多个气缸分别相对应的部位之间产生尺寸偏差。而且，气缸盖整体也容易产生强度偏差。
本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：在将用铸型铸造出的铝合金制铸造件后边淬火边冷却的情况下，既尽量地减少铝合金制铸造件中的产品整体的强度偏差，又尽量地减少产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差，而且能够很容易地进行铝合金制铸造件的时效处理。
－用于解决技术问题的技术方案－
为达成上述目的，在本发明中，以一种铝合金制铸造件的冷却方法为对象。该铝合金制铸造件是将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间内而铸造出的,且具有与该型腔相对应的产品和与该冒口空间相对应的冒口部，所述铸型由铸型本体部、第一堵塞部以及第二堵塞部构成，所述铸型本体部具有用于形成所述型腔的第一空间、用于形成所述冒口空间的第二空间、让该第一空间朝着与该第二空间一侧相反的一侧开放的第一开放部、以及让该第二空间朝着与该第一空间一侧相反的一侧开放的第二开放部，所述第一堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第一开放部而与该铸型本体部共同形成所述型腔，所述第二堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第二开放部而与该铸型本体部共同形成所述冒口空间。该铝合金制铸造件的冷却方法包括以下工序：第一堵塞部分离工序，在用所述铸型将所述铝合金制铸造件铸造出来以后，从所述铸型本体部上将该铸型的第一堵塞部分离下来，而让该铝合金制铸造件中的所述产品的与所述冒口部一侧相反一侧的面即第一面通过所述铸型本体部的第一开放部露出来；产品一侧喷射工序，利用对着在所述第一堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第一面设置的产品一侧喷嘴对该第一面喷射雾状冷却用液体，由此将所述铝合金制铸造件边淬火边冷却；第二堵塞部分离工序，在所述产品一侧喷射工序开始以后，从所述铸型本体部上将所述铸型的第二堵塞部分离下来，而让所述铝合金制铸造件中的所述冒口部的与所述产品一侧相反一侧的面即第二面通过所述铸型本体部的第二开放部露出来；以及冒口部一侧喷射工序，利用对着在所述第二堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第二面设置的冒口部一侧喷嘴对该第二面喷射雾状冷却用液体。所述冒口部一侧喷射工序是一个在所述产品一侧喷射工序开始后且结束前，开始对所述铝合金制铸造件的第二面进行喷射，与所述产品一侧喷射工序一起将该铝合金制铸造件边淬火边冷却的工序。
根据所述冷却方法，最初，通过对铝合金制铸造件的第一面(产品的与冒口部一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体，产品就会被从与冒口部一侧相反一侧的面开始朝着冒口部一侧冷却下去。此时，通过喷射雾状冷却用液体，就能够对铝合金制铸造件的第一面整体进行均匀的喷射。另一方面，由于存在于冒口部的热，产品的位于冒口部一侧之部分比产品的与冒口部一侧相反一侧之部分难以冷却。其结果是，在产品的与冒口部一侧相反的一侧和冒口部一侧，温度难以均匀。但是，在上述冷却方法下，因为也对铝合金制铸造件的第二面(冒口部的与产品一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体，所以通过冒口部产品的冒口部一侧之部分也被良好地冷却。因此，既能够减少铝合金制铸造件中的产品整体的强度偏差，也能够减小产品的变形，从而能够减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。通过在产品一侧喷射工序开始后且结束前开始冒口部一侧喷射工序，那么，在产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束时，就能够使产品的冒口部一侧的面的温度比产品的与冒口部一侧相反一侧的面的温度高规定温度。这样做以后，就能够利用冒口部或产品的冒口部一侧之部分残热对铝合金制铸造件进行时效处理。因此，无需为对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件进行时效处理而将它投入炉中等加热，很容易地就能够进行铝合金制铸造件的时效处理。
优选，该铝合金制铸造件的冷却方法进一步包括时效处理工序，该时效处理工序是一个在所述产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束以后，用所述铸型的第二堵塞部再次堵塞所述铸型本体部的第二开放部，在该堵塞状态下，利用该铝合金制铸造件的残热对所述铝合金制铸造件进行时效处理的工序。
这样做以后，很容易地就能够对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件进行时效处理。也就是说，在产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束时，使产品的冒口部一侧的面的温度比产品的与冒口部一侧相反一侧的面的温度高规定温度，再次堵塞铸型本体部的第二开放部，由此冒口部或产品的冒口部一侧的部分的残热就不会释放到铸型本体部外侧，能够良好地传递给产品的与冒口部一侧相反一侧的部分。因此，产品的与冒口部一侧相反一侧的部分的温度上升，铝合金制铸造件整体(特别是产品整体)的温度就大致相等，而能够在该状态下对铝合金制铸造件整体(产品整体)进行时效处理。因此，能够利用该铝合金制铸造件的残热(特别是冒口部或产品的冒口部一侧之部分的残热)很容易且适当地对铝合金制铸造件进行时效处理。其结果是，能够进一步减小经过了时效处理的铝合金制铸造件的产品整体的强度偏差，并且能够进一步减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。
优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴分别设置有多个，所述产品一侧喷射工序是一个边控制供向各所述产品一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该产品一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第一面喷射所述雾状冷却用液体的工序。所述冒口部一侧喷射工序是一个边控制供向各所述冒口部一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该冒口部一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第二面喷射所述雾状冷却用液体的工序。
因此，利用多个产品一侧喷嘴和多个冒口部一侧喷嘴能够进一步均匀地对铝合金制铸造件的第一面整体和第二面整体喷射雾状冷却用液体。而且，通过控制对各产品一侧喷嘴和各冒口部一侧喷嘴的气压和冷却用液体的压力，就能够对铝合金制铸造件的第一面上的与各产品一侧喷嘴相对应的部位、以及铝合金制铸造件的第二面上的与各冒口部一侧喷嘴相对应的部位适当地喷射雾状冷却用液体。因此而能够对铝合金制铸造件的每个部位进行精确的冷却控制。
优选，在如上所述对供向产品一侧喷嘴和各冒口部一侧的空气的压力和冷却用液体的压力进行控制的情况下，所述铝合金制铸造件的第一面和第二面呈近似长方形。多个所述产品一侧喷嘴,设置在以在所述铝合金制铸造件的第一面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第一面的长边方向延伸的至少三列产品一侧喷嘴列上。多个所述冒口部一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第二面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第二面的长边方向延伸的至少三列冒口部一侧喷嘴列上。将供向除位于两端的产品一侧喷嘴列外的其它产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力设定成比供向所述至少三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力大。
因此，铝合金制铸造件的产品近似长方体，在该产品的宽度方向中间部会比与铸型接触的宽度方向两端部难以冷却。于是，通过建立上述那样的冷却用液体的压力关系，就能够对铝合金制铸造件的第一面的宽度方向中间部喷射比对宽度方向两端部还多的冷却用液体。其结果是，能够进一步均匀地对铝合金制铸造件的产品整体进行冷却。
优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，来自所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴的雾状冷却用液体的粒径在30μm以上且50μm以下。
也就是说，如果雾状冷却用液体的粒径小于30μm，则存在雾状冷却水易于在空气中气化，雾状冷却用液体在与铝合金制铸造件的第一面或第二面接触以前就气化的可能性。另一方面，如果所述粒径大于50μm，则存在即使雾状冷却用液体与铝合金制铸造件的第一面或第二面接触，到气化也需要花费时间的可能性。于是，通过使所述粒径在30μm以上且50μm以下，雾状冷却用液体就会与铝合金制铸造件的第一面或第二面接触且在该接触后不久马上气化。其结果是，能够效率良好地对铝合金制铸造件进行冷却。此外，来自产品一侧喷嘴的雾状冷却用液体的粒径很容易通过调节供向产品一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力来进行调节；来自冒口部一侧喷嘴的雾状冷却用液体的粒径也一样，很容易通过调节供向冒口部一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力来进行调节。
优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，所述产品一侧喷射工序、所述第二堵塞部分离工序以及所述冒口部一侧喷射工序在喷射室内进行。
这样做以后，就能够使冷却用液体气化后生成的蒸汽不飞到喷射室外。特别是，在同时将多个铝合金制铸造件边淬火边冷却的情况下，通过在各自的喷射室内对多个铝合金制铸造件进行产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序，就能够防止各铝合金制铸造件受到来自其它的铝合金制铸造件的蒸汽飞散的影响。通过在喷射室内进行第二堵塞部分离工序，则无需在产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序之间将铝合金制铸造件投入喷射室内或者从喷射室内取出，从而能够连续地进行产品一侧喷射工序、第二堵塞部分离工序以及冒口部一侧喷射工序。
优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，所述铝合金制铸造件中的所述产品是发动机的气缸盖，所述铝合金制铸造件的第一面是所述气缸盖的燃烧室一侧的面。
这样做以后，就能够精度良好地制造出发动机的气缸盖，该汽缸盖的强度整体均匀且高，非常适合在高压缩比的发动机中使用。而且，所得到的发动机良好，其气缸盖上的分别与多个气缸相对应的部位(尺寸应该一样的多个部位)之间的强度偏差和尺寸偏差也变小，振动少，输出稳定。
本发明的另一方面以一种铝合金制铸造件的冷却装置为对象。该铝合金制铸造件是将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间内而铸造出的,且具有与该型腔相对应的产品和与该冒口空间相对应的冒口部。所述铸型由铸型本体部、第一堵塞部以及第二堵塞部构成，所述铸型本体部具有用于形成所述型腔的第一空间、用于形成所述冒口空间的第二空间、让该第一空间朝着与该第二空间一侧相反的一侧开放的第一开放部、以及让该第二空间朝着与该第一空间一侧相反的一侧开放的第二开放部，所述第一堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第一开放部而与该铸型本体部共同形成所述型腔，所述第二堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第二开放部而与该铸型本体部共同形成所述冒口空间。该铝合金制铸造件的冷却装置包括：第一堵塞部分离装置，其构成为：在用所述铸型将所述铝合金制铸造件铸造出来以后，从所述铸型本体部上将该铸型的第一堵塞部分离下来，而让该铝合金制铸造件中的所述产品的与所述冒口部一侧相反一侧的面即第一面通过所述铸型本体部的第一开放部露出来；产品一侧喷射装置，其构成为：利用对着由所述第一堵塞部分离装置将所述第一堵塞部分离下来后露出的、所述铝合金制铸造件的第一面设置的产品一侧喷嘴对该第一面喷射雾状冷却用液体，由此将该铝合金制铸造件边淬火边冷却；第二堵塞部分离装置，其构成为：在所述产品一侧喷射装置开始对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射以后，从所述铸型本体部上将所述铸型的第二堵塞部分离下来，而让所述铝合金制铸造件中的所述冒口部的与所述产品一侧相反一侧的面即第二面通过所述铸型本体部的第二开放部露出来；以及冒口部一侧喷射装置，其构成为：利用对着由所述第二堵塞部分离装置将所述第二堵塞部分离下来以后而露出的、所述铝合金制铸造件的第二面设置的冒口部一侧喷嘴对该第二面喷射雾状冷却用液体。所述冒口部一侧喷射装置构成为：在所述产品一侧喷射装置开始对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射后且结束前，该冒口部一侧喷射装置开始对该铝合金制铸造件的第二面进行喷射，与所述产品一侧喷射装置一起将所述铝合金制铸造件边淬火边冷却。
根据该构造，与所述铝合金制铸造件的冷却方法一样，既能够减小铝合金制铸造件的产品整体的强度偏差，又能够减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差，而且很容易地就能够进行铝合金制铸造件的时效处理。
优选，所述铝合金制铸造件的冷却装置中，所述第二堵塞部分离装置构成为：能够让从所述铸型本体部上分离下来的第二堵塞部返回堵塞该铸型本体部的第二开放部的状态，所述冷却装置构成为：在所述产品一侧喷射装置结束对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射和所述冒口部一侧喷射装置结束对所述铝合金制铸造件的第二面进行喷射以后，利用所述第二堵塞部分离装置使所述第二堵塞部返回堵塞所述铸型本体部的第二开放部的状态，由此来利用该铝合金制铸造件的残热对所述铝合金制铸造件进行时效处理。
这样做以后，很容易地就能够对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件进行时效处理。而且，既能够进一步减小经过了时效处理的铝合金制铸造件的产品整体的强度偏差，又能够进一步减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。
优选，在所述铝合金制铸造件的冷却装置中，所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴分别设置有多个，所述产品一侧喷射装置具有边控制空气的压力和冷却用液体的压力，边将空气和冷却用液体供向各所述产品一侧喷嘴的产品一侧供给装置，所述冒口部一侧喷射装置具有边控制空气的压力和冷却用液体的压力，边将空气和冷却用液体供向各所述冒口部一侧喷嘴的冒口一侧供给装置。
这样做以后，就能够对铝合金制铸造件的每个部位进行精确的冷却控制。
优选，在如上所述，所述产品一侧喷射装置具有所述产品一侧供给装置，所述冒口部一侧喷射装置具有所述冒口一侧供给装置的情况下，所述铝合金制铸造件的第一面和第二面呈近似长方形。多个所述产品一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第一面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第一面的长边方向延伸的至少三列产品一侧喷嘴列上。多个所述冒口部一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第二面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第二面的长边方向延伸的至少三列冒口部一侧喷嘴列上。多个所述冒口部一侧喷嘴构成为：将供向除位于两端的产品一侧喷嘴列外的其它产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力设定成比供向所述至少三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力大。
这样做，就能够更加均匀地对铝合金制铸造件的产品整体进行冷却。
－发明的效果－
如上所述，根据本发明的铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置，既能够减少铝合金制铸造件的产品整体的强度偏差，又能够减少产品的变形，从而减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。而且，很容易地就能够进行铝合金制铸造件的时效处理。
附图说明
【图1】是概要地表示用于铸造铝合金制铸造件的铸型的剖视图。
【图2】是表示已将铝合金熔融金属注入铸型内的冒口空间和型腔的状态的简图。
【图3】是表示让已注入铸型内的冒口空间和型腔内的铝合金熔融金属凝固之状态的简图。
【图4】是表示已利用第一堵塞部分离装置将铸型的第一堵塞部从铸型本体部分离下来以后的状态的简图。
【图5】是简要地表示喷射室的结构的剖视图。
【图6】是表示产品一侧喷射装置的、从下侧看到的处于已被安装在喷射室内的安装座上且已从铸型本体部上将第一堵塞部分离下来以后之状态的铸型的图。
【图7】是表示冒口部一侧喷射装置的、从上侧看到的处于已被安装在喷射室内的安装座上且已从铸型本体部上将第二堵塞部分离下来以后之状态的铸型的图。
【图8】是表示三列产品一侧喷嘴列中中心的产品一侧喷嘴列上的空气供给部和冷却水供给部的结构的图。
【图9】是表示利用产品一侧喷嘴对铝合金制铸造件的第一面喷射雾状冷却水的状态的简图。
【图10】是表示利用产品一侧喷嘴对铝合金制铸造件的第一面喷射雾状冷却水且利用冒口一侧喷嘴对第二面喷射雾状冷却水的状态的简图。
【图11】是表示在对铝合金制铸造件进行时效处理之际已用第二堵塞部将第二开放部堵塞起来之状态的简图。
【图12】是曲线图，表示铝合金制铸造件中的产品(气缸盖)的与冒口部一侧相反一侧的面(第一面)的中心部的温度和产品的冒口部一侧的面的中心部的温度变化情况的测量结果。
【图13】是曲线图，表示试料1的燃烧室一侧的面上与第一气缸到第四气缸相对应的部位的硬度的测量结果、试料2的燃烧室一侧的面上与第一气缸到第三气缸相对应的部位的硬度的测量结果。
【图14】是曲线图，表示试料1和试料2的盖罩一侧的面的中心部的硬度的测量结果。
【图15】是曲线图，表示试料1的燃烧室一侧的面上的四个凹部的最大深度的测量值中最大值和最小值之差、试料2的燃烧室一侧的面上的四个凹部的最大深度的测量值中最大值和最小值之差。
【图16】是曲线图，表示在产品一侧喷射装置开始对铝合金制铸造件的第一面进行喷射时，该第一面的温度(第一面的淬火开始温度)与该喷射后铝合金制铸造件的产品的与冒口部一侧相反一侧之部分的拉伸强度和耐力之间的关系。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1示出用于铸造铝合金制铸造件的铸型1。在该铸型1内沿上下方向排列着形成有型腔5和冒口空间6。铸型1由铸型本体部2、第一堵塞部3以及第二堵塞部4构成，三者构成为能够彼此分离。
铸型本体部2具有用于形成型腔5的第一空间2a、用于形成冒口空间6的第二空间2b、让第一空间2a朝着与第二空间2b一侧相反的一侧开放的第一开放部2c、让第二空间2b朝着与第一空间2a一侧相反的一侧开放的第二开放部2d、以及使第一空间2a和第二空间2b连通的多个连通部2e。这些多个连通部2e构成将铝合金熔融金属9(参照图2、图3)从冒口空间6供向型腔5的熔融金属供给路径7。
第一堵塞部3通过堵塞铸型本体部2的第一开放部2c而与铸型本体部2共同形成型腔5。第二堵塞部4通过堵塞铸型本体部2的第二开放部2d而与铸型本体部2共同形成冒口空间6。
向形成在所述铸型1内的型腔5和冒口空间6注入铝合金熔融金属9来铸造铝合金制铸造件10(参照图4)。该铝合金制铸造件10具有与型腔5相对应的产品11、与冒口空间6相对应的冒口部12以及与熔融金属供给路径7相对应的连结部13。如后所述，从产品11上将冒口部12和连结部13分离下来，最终获得所希望的产品11。此外，图1中，包括型腔5、冒口空间6以及熔融金属供给路径7概略地描绘出整个铸型1，详细形状省略图示。与此相对，图4等中也将铝合金制铸造件10概略地描绘出来了。
在本实施方式中，所述产品11是直列四气缸发动机的气缸盖，大致为长方体。冒口部12也大致为长方体。虽然产品11和冒口部12由所述连结部13连结在一起，但可以说作为铝合金制铸造件10整体也大致为长方体。此外，图1中的左右方向是产品11(气缸盖)的长边方向，相当于气缸列方向。
在本实施方式中，所述铸型1的铸型本体部2和第二堵塞部4由砂型模构成，第一堵塞部3由金属模构成。由该金属模构成的第一堵塞部3形成产品11的与冒口部12一侧相反一侧的面。在本实施方式中，产品11的冒口部12一侧相反一侧的面是所述气缸盖的燃烧室一侧的面，产品11的冒口部12一侧的面是所述气缸盖的盖罩(head cover)一侧的面。以下将铝合金制铸造件10中的产品11的与冒口部12一侧相反一侧的面称为铝合金制铸造件10的第一面10a；将铝合金制铸造件10中的冒口部12的与产品11相反一侧的面称为铝合金制铸造件10的第二面10b。在本实施方式中，铝合金制铸造件10的第一面10a和第二面10b大致为长方形。在铝合金制铸造件10的第一面10a上形成有四个凹部11a(仅示于图6中)，该四个凹部11a分别成为形成在所述发动机的四个气缸内的各个燃烧室的顶面。
铸造所述铝合金制铸造件10时，首先，如图2所示，将铸型1设置成第一堵塞部3位于铸型本体部2的上侧且第二堵塞部4位于铸型本体部2的下侧这样的状态。然后，从与冒口空间6连通的未图示浇口将铝合金熔融金属9注入冒口空间6。该铝合金熔融金属9从冒口空间6通过熔融金属供给路径7注入位于冒口空间6上侧的型腔5内。这里，如果冒口空间6位于型腔5的上侧，铝合金熔融金属9就会从冒口空间6朝下流入型腔5内，这样铝合金熔融金属9流就会成为紊流而卷入空气。但是，如上所述，通过从下侧的冒口空间6将铝合金熔融金属9供向上侧的型腔5内，铝合金熔融金属9流就会成为层流而能够防止将空气卷入。
当向型腔5注入完铝合金熔融金属9以后，就将铸型1倒过来，让第二堵塞部4位于铸型本体部2的上侧且让第一堵塞部3位于铸型本体部2的下侧，如图3所示。保持该状态不变，让铝合金熔融金属9在该状态下凝固。伴随着在型腔5内的凝固铝合金熔融金属9的体积就减小，位于型腔5上侧的冒口空间6内的铝合金熔融金属9就会从上往下很自然地供向型腔5内。铝合金熔融金属9这样凝固以后，就铸造成了铝合金制铸造件10。
如后所述，在该铸造后利用冷却装置21(参照图4和图5)将按以上所述铸造出的铝合金制铸造件10边淬火边冷却，并且在边淬火边冷却以后对按以上所述铸造出的铝合金制铸造件10进行时效处理。冷却装置21包括第一堵塞部分离装置22(参照图4)。第一堵塞部分离装置22构成为：在铸造出铝合金制铸造件10以后，将铸型1的第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来，让铝合金制铸造件10的第一面10a通过铸型本体部2的第一开放部2c露出来。该第一堵塞部分离装置22具有移动部22a和抓持部22b。其中，该移动部22a由未图示的驱动装置驱动而能够沿上下方向接近或者远离铸型1；该抓持部22b设置在该移动部22a上，能够抓住第一堵塞部3。移动部22a朝着接近铸型1的一侧(上侧)移动，抓持部22b就能够抓住位于铸型1下部的第一堵塞部3。通过移动部22a在该抓持状态下朝着与接近时相反的一侧(下侧)移动，就会将第一堵塞部3从铸型本体部2分离下来。
如图5所示，冷却装置21还包括产品一侧喷射装置23、第二堵塞部分离装置25以及冒口部一侧喷射装置26。其中，该产品一侧喷射装置23构成为：通过利用对着用第一堵塞部分离装置22将第一堵塞部3分离下来以后而露出的铝合金制铸造件10的第一面10a设置的多个产品一侧喷嘴24向该第一面10a喷射雾状冷却用液体(本实施方式中为冷却水)，来将该铝合金制铸造件10(特别是产品11)边淬火边冷却；该第二堵塞部分离装置25构成为：在利用该产品一侧喷射装置23开始向铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射以后，从铸型本体部2上将铸型的第二堵塞部4分离下来并让铝合金制铸造件10的第二面10b通过铸型本体部2的第二开放部2d露出来；该冒口部一侧喷射装置26构成为：利用对着用该第二堵塞部分离装置25将第二堵塞部4分离下来而露出的、铝合金制铸造件10的第二面10b设置的冒口部一侧喷嘴27向该第二面10b喷射雾状冷却用液体(本实施方式中为冷却水)。
冒口部一侧喷射装置26构成为:在开始用产品一侧喷射装置23向铝合金制铸造件10的第一面10a喷射后且结束前,开始向该铝合金制铸造件10的第二面10b喷射,该冒口部一侧喷射装置26与产品一侧喷射装置23一起将铝合金制铸造件10(特别是产品11)边淬火边冷却。
产品一侧喷射装置23、第二堵塞部分离装置25以及冒口部一侧喷射装置26设置在能够大致密闭的喷射室31内。该喷射室31被划分为第一室31a和第二室31b,在第一室31a和第二室31b之间设置有隔离部件32。产品一侧喷射装置23的产品一侧喷嘴24和冒口部一侧喷射装置26的冒口部一侧喷嘴27设置在第一室31a内，而且，在第一室31a中设置有未图示的、用于安装处于已将第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来之状态的铸型1的安装座。设置有从喷射室外侧将该铸型1安装到安装座上的未图示机器人装置。在已用所述机器人装置安装在所述安装座上的铸型1中，第二堵塞部4位于铸型本体部2的上侧。
在喷射室31的第一室31a中的与第二室31b相反一侧的壁部形成有被能够开关的闸板33盖住的开口部31c。使该闸板33为打开状态通过开口部31c将所述铸型1安装在所述安装座上。将铸型1安装到所述安装座上以后再使闸板33为关闭状态而使喷射室31内部为大致密闭状态。此外，闸板33的一部分由透明部件构成，能够透过该透明部件从喷射室31外侧观察第一室31a内的情况。
第二堵塞部分离装置25具有导轨25a、移动部25b以及抓持部25c。该导轨25a在喷射室31内部空间的上部近似水平地从第一室31a设置到第二室31b；该移动部25b利用未图示的驱动装置驱动沿着该导轨25a在第一室31a和第二室31b之间移动；该抓持部25c设置在该移动部25b，当移动部25b位于第一室31a时，该抓持部25c以能够接近、远离安装在所述安装座上的铸型1地沿上下方向移动且能够抓住第二堵塞部4。该抓持部25c朝着接近铸型1的一侧(下侧)移动来抓住第二堵塞部4，再在该抓持状态下朝着与接近时相反的一侧(上侧)移动，由此而将第二堵塞部4从铸型本体部2上分离下来。该分离后，移动部25b(以及抓持部25c)在抓持部25c抓着第二堵塞部4的状态下从第一室31a朝着第二室31b移动。在所述隔离部件32的上部形成有移动部25b和抓着第二堵塞部4的抓持部25c能够通过的开口32a。
第二堵塞部分离装置25构成为：能够让已从铸型本体部2上分离下来的第二堵塞部4回到堵塞该铸型本体部2的第二开放部2d的状态。也就是说，当移动部25b(和抓持部25c)从位于第二室31b内的状态移动到第一室31a内以后，还在抓着第二堵塞部4的抓持部25c朝下侧移动，解除对第二堵塞部4的抓持，第二堵塞部4由此堵塞铸型本体部2的第二开放部2d。
如图6所示，在已被安装到所述安装座上的铸型1的下侧位置，所述产品一侧喷射装置23上的多个产品一侧喷嘴24被设置在以在该铸型1内的铝合金制铸造件10的第一面10a的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿着该第一面10a的长边方向延伸的三列产品一侧喷嘴列上。在所述三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上分别设置有三个产品一侧喷嘴24，在其它产品一侧喷嘴列(亦即中心的产品一侧喷嘴列)上设置有四个产品一侧喷嘴24。设置在三列产品一侧喷嘴列中的中心的产品一侧喷嘴列上的四个产品一侧喷嘴24分别对应着形成在铝合金制铸造件10的第一面10a上的四个凹部11a而设。设置在三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的三个产品一侧喷嘴24存在于与中心的产品一侧喷嘴列上相邻的两个产品一侧喷嘴24之间的间隙相对应的位置处。此外，产品一侧喷嘴列并不限于三列，各列上的产品一侧喷嘴24的数量也并不限于三个或四个。也并非一定要将多个产品一侧喷嘴24设置在列上，只要将多个产品一侧喷嘴设置成能够对铝合金制铸造件10的大致第一面10a整体进行喷射即可。
所述产品一侧喷嘴24的上侧由喷嘴保护件34覆盖，由该喷嘴保护件34保护来自产品一侧喷嘴24和冒口一侧喷嘴27的冷却水不从上侧溅到产品一侧喷嘴24上。
如图7所示，在安装在所述安装座上的铸型1的上侧位置，所述冒口部一侧喷射装置26中的多个冒口一侧喷嘴27被设置以在该铸型1内的铝合金制铸造件10的第二面10b的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿着该第二面10b的长边方向延伸的三列冒口部一侧喷嘴列上。在所述三列冒口部一侧喷嘴列中位于两端的冒口部一侧喷嘴列上分别设置有三个冒口部一侧喷嘴27，在其它冒口部一侧喷嘴列(中心的冒口部一侧喷嘴列)上设置有四个冒口部一侧喷嘴27。设置在三列冒口部一侧喷嘴列中位于两端的冒口部一侧喷嘴列上的三个冒口部一侧喷嘴27存在于与中心的冒口部一侧喷嘴列上相邻的两个冒口部一侧喷嘴之间的间隙相对应的位置处。此外，冒口部一侧喷嘴列并不限于三列，各列上的冒口部一侧喷嘴27的数量也不限于三个或四个。而且，也并非一定要将多个冒口部一侧喷嘴27设置在列上，只要将多个冒口部一侧喷嘴设置成能够对铝合金制铸造件10的大致第二面10b整体进行喷射即可。
在所述隔离部件32的下端部形成有让来自产品一侧喷嘴24和冒口部一侧喷嘴27的冷却水(贮存在第一室31a的下部)从第一室31a流向第二室31b的开口32b。流向第二室31b的冷却水被从未图示的排水口排到喷射室31外侧。此外，在第二室31b中设置有检测第二室31b内的水位达到了规定值以上这一现象的溢出检测器35。例如当由溢出检测器35将第二室31b内的水位由于所述排水口堵塞而达到规定值以上这一现象检测出来以后，就停止由产品一侧喷射装置23对铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射和停止由冒口部一侧喷射装置26对铝合金制铸造件10的第二面10b进行喷射。
产品一侧喷射装置23具有边控制气压和冷却水压边将空气(压缩空气)和冷却水供向各产品一侧喷嘴24的产品一侧供给装置41。冒口部一侧喷射装置26具有边控制空压和冷却水压边将空气(压缩空气)和冷却水供向各冒口部一侧喷嘴27的冒口部一侧供给装置71。在本实施方式中，使对同一产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的气压相等，并且使对同一产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的冷却水压相等。而且，使对同一冒口部一侧喷嘴列上的冒口部一侧喷嘴27的气压相等，并且使对同一冒口部一侧喷嘴列上的冒口部一侧喷嘴27的冷却水压相等。因此，在产品一侧供给装置41中，对每一列产品一侧喷嘴列分别设置有用于将空气和冷却水供向产品一侧喷嘴24的空气供给部42和冷却水供给部43。这些空气供给部42和冷却水供给部43的结构如图8所示，详情后述。图6中示出了对每一列产品一侧喷嘴列的、包括后述空气供给路径44和冷却水供给路径45的供给管46。与产品一侧供给装置41一样，在冒口部一侧供给装置71中也对每一列冒口部一侧喷嘴列设置了将空气和冷却水供向冒口部一侧喷嘴27的空气供给部和冷却水供给部。因为这些空气供给部和冷却水供给部的结构分别与空气供给部42和冷却水供给部43相同，所以省略详细的图示。图7中示出了与供给管46一样的供给管72。
图8示出三列产品一侧喷嘴列中中心的产品一侧喷嘴列上的空气供给部42和冷却水供给部43的结构。三列产品一侧喷嘴列中各端的产品一侧喷嘴列上的空气供给部42和冷却水供给部43的结构也和图8一样(只有产品一侧喷嘴24的数量不同)。
参照图8对所述中心的产品一侧喷嘴列上的空气供给部42和冷却水供给部43做详细的说明。
空气供给部42具有用于将空气(压缩空气)从空气供给源51供向产品一侧喷嘴24的空气供给路径44。在该空气供给路径44上按照从上游侧到下游侧的顺序依次设置有控制供向产品一侧喷嘴24的空气的压力的气压控制器52、除去空气供给路径44中的空气中的异物的过滤器53、检测空气供给路径44上的空气流量的空气流量计54以及检测空气供给路径44上的空气的压力(气压)的气压传感器55。气压控制器52根据由气压传感器55检测出的气压控制供向产品一侧喷嘴24的空气的压力。
冷却水供给部43具有用于将冷却水从冷却水供给源58供向产品一侧喷嘴24的冷却水供给路径45。在该冷却水供给路径45上按照从上游侧到下游侧的顺序依次设置有控制供向产品一侧喷嘴24的冷却水压的水压控制器59、检测冷却水供给路径45中的冷却水流量的水流量计60以及检测冷却水供给路径45上的冷却水压的水压传感器61。
水压控制器59构成为：能够通过改变供向该水压控制器59的控制气压来控制冷却水供给路径45上的冷却水压。因此，用于从控制空气供给源65将控制空气供向该水压控制器59的控制空气供给路径64连接在水压控制器59上。在该控制空气供给路径64上按照从上游侧到下游侧的顺序依次设置有除去控制空气中的异物的过滤器66、除去控制空气中的水分的水分分离器67、以及对控制空气供给路径64上的控制空气的压力进行控制的压力控制器68。压力控制器68根据由水压传感器61检测出的冷却水压对供向水压控制器59的控制空气的压力进行控制，水压控制器59由此对冷却水供给路径45上的冷却水压进行控制。
所述产品一侧供给装置41构成为：将供向中心的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却水压设定成比供向所述三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的冷却水压大。这样一来，即使中心的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的数量与两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的数量相等，也能够使喷射到铝合金制铸造件10的第一面10a的宽度方向中间部位的冷却水比喷射到宽度方向两端部的冷却水多。在本实施方式中，因为中心的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的数量比两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的数量多，所以能够向铝合金制铸造件10的第一面10a的宽度方向中间部位喷射更多的冷却水。也就是说，因为铝合金制铸造件10的产品11的宽度方向中间部位比与铸型本体部2接触的宽度方向两端部难以冷却，所以通过向第一面10a的宽度方向中间部位喷射较多的冷却水，则能够对产品11整体进行均匀的冷却。此外，在产品一侧喷嘴列为四列以上的情况下，只要将供向其它的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的冷却水压设定成比供向位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴24的冷却水压大即可。
三列冒口部一侧喷嘴列上的冷却水压主要由连结部13(熔融金属供给路径7)的位置决定，并非一定要将供向中心的冒口部一侧喷嘴列上的冒口部一侧喷嘴27的冷却水压设定成大于供向位于两端的冒口部一侧喷嘴列上的冒口部一侧喷嘴27的冷却水压。
此外，无论是将多个产品一侧喷嘴24设置在列上的情况，还是不将多个产品一侧喷嘴24设置在列上的情况，都可以对每一个产品一侧喷嘴24设置空气供给部42和冷却水供给部43(冒口部一侧供给装置71的空气供给部和冷却水供给部也一样)。或者，可以与为上述同一列上的产品一侧喷嘴24设置的空气供给部42和冷却水供给部43一样，让为气压相等且冷却水压相等的产品一侧喷嘴24设置的空气供给部42和冷却水供给部43能够彼此通用(冒口部一侧供给装置71的空气供给部和冷却水供给部也一样)。
优选来自所述产品一侧喷嘴24和所述冒口部一侧喷嘴27的雾状冷却水的粒径在30μm以上且50μm以下。也就是说，如果雾状冷却水的粒径小于30μm，则存在雾状冷却水容易在空气中气化，雾状冷却水在与铝合金制铸造件10的第一面10a或第二面10b接触以前就气化的可能性。另一方面，如果所述粒径大于50μm，则存在即使雾状冷却水与铝合金制铸造件10的第一面10a或第二面10b接触，到气化也需要花费时间的可能性。于是，通过使所述粒径在30μm以上且50μm以下，雾状冷却水就会与铝合金制铸造件10的第一面10a或第二面10b接触且在该接触后不久马上气化。其结果是，能够效率良好地对铝合金制铸造件10进行冷却。
来自产品一侧喷嘴24的雾状冷却水的粒径很容易通过调节供向产品一侧喷嘴24的气压和冷却水压来进行调节；来自冒口部一侧喷嘴27的雾状冷却水的粒径也一样，很容易通过调节供向冒口部一侧喷嘴27的气压和冷却水压来进行调节。
冷却装置21构成为：在产品一侧喷射装置23结束对铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射和冒口部一侧喷射装置26结束对铝合金制铸造件10的第二面10b进行喷射以后，由第二堵塞部分离装置25让第二堵塞部4返回堵塞铸型本体部2的第二开放部2d的状态，由此来利用该铝合金制铸造件10的残热对铝合金制铸造件10(特别是产品11)进行时效处理。因为利用该残热进行时效处理，所以在产品一侧喷射装置23结束对铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射和冒口部一侧喷射装置26结束对铝合金制铸造件10的第二面10b进行喷射时，产品11的冒口部12一侧的面的温度比产品11的与冒口部12一侧相反一侧的面(第一面10a)的温度高出规定温度(例如150℃～200℃)。为这样做，基本上是首先由产品一侧喷射装置23开始对铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射，在该喷射开始后且结束前，由冒口部一侧喷射装置27开始对铝合金制铸造件10的第二面10b进行喷射。在本实施方式中，对第一面10a的喷射和对第二面10b的喷射同时结束。但是并不限于此，只要使在结束对第一面10a进行喷射和结束对第二面10b进行喷射时，产品11的冒口部12一侧的面的温度比产品11的与冒口部12一侧相反一侧的面(第一面10a)的温度高出所述规定温度即可。
接下来，说明利用冷却装置21对用所述铸型1铸造出的铝合金制铸造件10进行冷却的方法。
如图4所示，在铸造出铝合金制铸造件10以后，利用第一堵塞部分离装置22将铸型1的第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来，让铝合金制铸造件10的第一面10a通过铸型本体部2的第一开放部2c露出来。
之后，利用所述机器人装置从喷射室31外侧将处于已将第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来之状态的铸型1安装到喷射室31内的所述安装座上。之后，使闸板33为关闭状态，从而使喷射室31内大致为密闭状态。
当将处于已将第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来之状态的铸型1安装到安装座上以后，等待将该铸型1的第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来以后所经过的时间达到事先设定的设定时间。该设定时间是为了使在产品一侧喷射装置23开始对铝合金制铸造件10的第一面10a进行喷射时该第一面10a的温度(铝合金制铸造件10的开始冷却温度)设定为适合对铝合金制铸造件10的产品11进行淬火处理的温度(例如500℃左右)。也就是说，因为第一堵塞部3由金属模构成，所以在铝合金熔融金属9凝固时铝合金熔融金属9的热被第一堵塞部3夺走。其结果是，在铸造完铝合金制铸造件10时，产品11的与冒口部12一侧相反一侧的部分(包括所述第一面10a)的温度比上述适宜温度低(参照图12)。另一方面，在铸造完铝合金制铸造件10时，冒口部12或产品11的冒口部12一侧之部分的温度比所述适宜温度高。当将第一堵塞部3从铸型本体部2上分离下来(图12中的时刻t1)以后，从第一面10a散出的热减少，冒口部12或产品11的冒口部12一侧之部分的热会传递给产品11的与冒口部12一侧相反一侧的部分，由此铝合金制铸造件的产品的与冒口部一侧相反一侧的部分(包含所述第一面)的温度成为所述适宜温度。此外，图12是一曲线图，表示所述产品11(气缸盖)的与冒口部12一侧相反一侧的面(第一面10a)的中心部的温度和产品11的冒口部12一侧的面的中心部的温度变化的测量结果。
如图9所示，当从铸型本体部2上将第一堵塞部3分离下来以后所经过的时间达到所述设定时间时(图12中的时刻t2)，让产品一侧喷射装置23开始工作，利用产品一侧喷嘴24对铝合金制铸造件10的第一面10a喷射雾状冷却用液体，由此来将铝合金制铸造件10边淬火边冷却。利用该对第一面10a的喷射，包括第一面10a在内产品11的与冒口部12一侧相反一侧的部分的温度急剧下降(参照图12)。
开始对所述第一面10a喷射以后，第二堵塞部分离装置25将第二堵塞部4从铸型本体部2分离下来，让铝合金制铸造件10的第二面10b通过铸型本体部2的第二开放部2d露出来。铸型本体部2将该第二堵塞部4分离下来这一操作，要赶在该分离后开始对铝合金制铸造件10的第二面10b进行喷射以前进行。
接下来，如图10所示，让冒口部一侧喷射装置26开始工作，利用冒口部一侧喷嘴27对由于第二堵塞部4的分离而露出的、铝合金制铸造件10的第二面10b喷射雾状冷却用液体。在开始对所述第一面10a进行喷射后且结束前，开始对该第二面10b进行喷射。具体而言，优选，在从产品11的与冒口部12一侧相反一侧之部分的温度由于对所述第一面10a进行喷射而急剧下降的状态切换到大致稳定的状态(从该温度的降低速度比第一规定速度大的状态切换到该温度的降低速度在小于第一规定速度的第二规定速度以下的状态)的那一时刻(图12中的时刻t3)进行。这样利用对所述第二面10b进行喷射，来对所述第一面10a进行喷射且将铝合金制铸造件10(特别是产品11)边淬火边冷却。
通过对所述第一面10a进行喷射，铝合金制铸造件10的产品11就会从与冒口部12一侧相反一侧的面(第一面10a)开始朝着冒口部12一侧冷却下去。仅对该第一面10a进行喷射的话，产品11的冒口部12一侧的部分就会由于冒口部12之热而比产品11的与冒口部12一侧相反一侧的部分难以冷却。其结果是，在产品11的与冒口部12一侧相反的一侧和冒口部12一侧温度难以均匀。但是，在本实施方式中，利用对所述第二面10b进行喷射，产品11的冒口部12一侧之部分也能够通过冒口部12得到良好的冷却。其结果是，既能够减少铝合金制铸造件10中的产品11整体的强度偏差，也能够减小产品11的变形从而产品11中尺寸应该一样的多个部位(特别是四个凹部11a)之间的尺寸偏差也能够减小。
在从开始对所述第二面10b进行喷射到经过了第一规定时间的那一时刻(图12中的时刻t4)，同时结束对所述第一面10a进行喷射和对所述第二面10b进行喷射。所述第一规定时间是产品11的冒口部12一侧的面的温度比所述第一面10a的温度高出所述规定温度那样的时间。
结束对所述第一面10a和所述第二面10b的喷射以后，马上让第二堵塞部分离装置25开始工作，让第二堵塞部4返回堵塞铸型本体部2的第二开放部2d的状态(参照图11)。然后，使喷射室31的闸板33成为打开状态，然后再利用所述机器人装置从喷射室31外侧将铸型本体部2的第二开放部2d已被第二堵塞部4堵塞的铸型本体部2取出来。
接着，让所述第二开放部2d的堵塞状态持续第二规定时间，进行铝合金制铸造件10(产品11)的时效处理。在用第二堵塞部4堵塞铸型本体部2的第二开放部2d的堵塞状态下，冒口部12或产品11的冒口部12一侧之部分的残热不会释放到铸型本体部2外侧，会良好地传递给产品11的与冒口部12一侧相反一侧之部分。其结果是，产品11的与冒口部12一侧相反一侧之部分的温度上升，铝合金制铸造件10整体(特别是产品11整体)的温度大致相等(参照图12中的时刻t4以后)，能够在该状态下对铝合金制铸造件10整体(产品11整体)大致均匀地进行时效处理。因此，能够进一步减小经过时效处理的铝合金制铸造件10中的产品11整体的强度偏差，并且能够进一步减小产品11中尺寸应该一样的多个部位(特别是四个凹部11a)之间的尺寸偏差。
这里，在进行所述时效处理之际，即使铸型本体部2的第一开放部2c开放，从铝合金制铸造件10的第一面10a散出的热量也较少，冒口部12或产品11的冒口部12一侧之部分的残热传递给产品11的与冒口部12一侧相反一侧的部分，由此而能够适当地进行铝合金制铸造件10(产品11)的时效处理。特别是，在像本实施方式那样3由金属模构成第一堵塞部的情况下，再次用第一堵塞部3堵塞铸型本体部2的第一开放部2c的话，传递给产品11的与冒口部12一侧相反一侧之部分的热便易于释放给第一堵塞部3，而且由金属模构成的第一堵塞部3易于发生热变形，因此而具有无法可靠地堵塞第一开放部2c的可能性。考虑到这些因素，将铸型本体部2的第一开放部2c开放为好。此外，通过由砂型模构成铸型本体部2和第二堵塞部4，铝合金制铸造件10的保温性良好，就能够良好地进行所述时效处理。
结束所述时效处理后，砸碎由砂型模构成的铸型本体部2和第二堵塞部4，取出铝合金制铸造件10。然后，去除附着在铝合金制铸造件10上的砂子，从产品11上将冒口部12以及连结部13分离下来。最后进行产品11的精处理(去毛刺等)。
因此，在本实施方式中，既能够减小铝合金制铸造件10的产品11整体的强度偏差，又能够减小产品11的变形，从而产品11中尺寸应该一样的多个部位(特别是四个凹部11a)之间的尺寸偏差也能够减小。而且，无需为了对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件10进行时效处理而将它投放到该炉内等来加热，从而很容易进行铝合金制铸造件的时效处理。
本发明并不限于上述实施方式，只要在不脱离权利要求主旨的范围内可以做各种变更、变形等。
例如，上述实施方式中，铝合金制铸造件10的产品11为气缸盖。但并不限于此，例如还是可以是气缸体、其它铝合金制件。
上述实施方式只不过是示例而已，不得以此对本发明的保护范围做限定性的解释。本发明的保护范围由权利要求定义，属于与权利要求的保护范围等同的任何变形、变更都包括在本发明的范围内。
这里，测量了按上述实施方式所述获得的气缸盖(以下称为试料1)中，燃烧室一侧的面上与第一气缸到第四气缸相对应的部位(凹部)的硬度(详细而言，洛氏硬度(以下同))。而且，为便于比较，还测量了在用将铸造后已将第一堵塞部从铸型本体部分离下来的铸型浸渍在贮存水中的方法冷却了的气缸盖(以下成为试料2)中，燃烧室一侧的面上与第一气缸到第三气缸相对应的部位的硬度。试料2是在浸渍到水中进行淬火后，投入炉中进行时效处理得到的。而且，试料2是用与试料1一样的铸型铸造出来的。
所述测量结果示于图13。图13中，将试料1的燃烧室一侧的面上的与第一气缸到第四气缸相对应的部位分别记为#1～#4；将试料2的燃烧室一侧的面上的与第一气缸到第三气缸相对应的部位分别记为#1～#3。可以说，试料1中，燃烧室一侧的面上的与四个气缸相对应的部位之间，硬度偏差小，甚至可以说强度偏差小。
接着，测量了试料1和试料2的盖罩一侧的面的中心部的硬度。该测量结果示于图14。试料1中，盖罩一侧的面的硬度与燃烧室一侧的面的硬度大致相等，可以说试料1整体的强度偏差小。另一方面，针对试料2而言，当将试料2浸渍在水中时，因为盖罩一侧不与水接触，所以没有进行充分的淬火，硬度低。因此能够做出以下预测，即假设已仅对燃烧室一侧的面进行了喷射，但只要不对盖罩一侧的面进行喷射，结果就和试料2一样。
接着，测量了试料1上的所述四个凹部的最大深度，求出了该四个凹部的最大深度的测量值中最大值和最小值之差δ。而且，为进行比较，还求出了试料2上的所述四个凹部的最大深度的测量值中的最大值和最小值之差δ。该结果示于图15。可知，就试料1而言，所述差δ极小，多个凹部间的尺寸偏差极小。
接下来，改变开始用产品一侧喷射装置对铝合金制铸造件的第一面进行喷射时该第一面的温度(第一面的淬火开始温度)，求出了该每一个淬火开始温度下，该喷射后铝合金制铸造件的产品的与冒口部一侧相反一侧之部分(第一面一侧之部分)的拉伸强度和耐力。这里，所述产品也是与上述实施方式一样的气缸盖。
所述第一面的淬火开始温度和所述产品的与冒口部一侧相反一侧之部分的拉伸强度和耐力之间的关系示于图16。其结果是，若将第一面的淬火开始温度设定在480℃～500℃左右，就能够确保作为气缸盖的所希望的强度。
－产业实用性－
本发明对于将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间而铸造出的铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置有用。
－符号说明－
1 铸型
2 铸型本体部
2a 第一空间
2b 第二空间
2c 第一开放部
2d 第二开放部
3 第一堵塞部
4 第二堵塞部
5 型腔
6 冒口空间
9 铝合金熔融金属
10 铝合金制铸造件
11 产品
12 冒口部
21 冷却装置
22 第一堵塞部分离装置
23 产品一侧喷射装置
24 产品一侧喷嘴
25 第二堵塞部分离装置
26 冒口部一侧喷射装置
27 冒口部一侧喷嘴
31 喷射室
41 产品一侧供给装置
71 冒口部一侧供给装置

Claims (11)

1.一种铝合金制铸造件的冷却方法,该铝合金制铸造件是将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间内而铸造出的,且具有与该型腔相对应的产品和与该冒口空间相对应的冒口部，
所述铸型由铸型本体部、第一堵塞部以及第二堵塞部构成，所述铸型本体部具有用于形成所述型腔的第一空间、用于形成所述冒口空间的第二空间、让该第一空间朝着与该第二空间一侧相反的一侧开放的第一开放部、以及让该第二空间朝着与该第一空间一侧相反的一侧开放的第二开放部，所述第一堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第一开放部而与该铸型本体部共同形成所述型腔，所述第二堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第二开放部而与该铸型本体部共同形成所述冒口空间，其特征在于：
该铝合金制铸造件的冷却方法包括以下工序：
第一堵塞部分离工序，在用所述铸型将所述铝合金制铸造件铸造出来以后，从所述铸型本体部上将该铸型的第一堵塞部分离下来，而让该铝合金制铸造件中的所述产品的与所述冒口部一侧相反一侧的面即第一面通过所述铸型本体部的第一开放部露出来，
产品一侧喷射工序，利用对着在所述第一堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第一面设置的产品一侧喷嘴对该第一面喷射雾状冷却用液体，由此将所述铝合金制铸造件边淬火边冷却，
第二堵塞部分离工序，在所述产品一侧喷射工序开始以后，从所述铸型本体部上将所述铸型的第二堵塞部分离下来，而让所述铝合金制铸造件中的所述冒口部的与所述产品一侧相反一侧的面即第二面通过所述铸型本体部的第二开放部露出来，以及
冒口部一侧喷射工序，利用对着在所述第二堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第二面设置的冒口部一侧喷嘴对该第二面喷射雾状冷却用液体，
所述冒口部一侧喷射工序是一个在所述产品一侧喷射工序开始后且结束前，开始对所述铝合金制铸造件的第二面进行喷射，与所述产品一侧喷射工序一起将该铝合金制铸造件边淬火边冷却的工序。
2.根据权利要求1所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
该铝合金制铸造件的冷却方法进一步包括时效处理工序，该时效处理工序是一个在所述产品一侧喷射工序以及冒口部一侧喷射工序结束以后，用所述铸型的第二堵塞部再次堵塞所述铸型本体部的第二开放部，在该堵塞状态下，利用该铝合金制铸造件的残热对所述铝合金制铸造件进行时效处理的工序。
3.根据权利要求1所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴分别设置有多个，
所述产品一侧喷射工序是一个边控制供向各所述产品一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该产品一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第一面喷射所述雾状冷却用液体的工序，
所述冒口部一侧喷射工序是一个边控制供向各所述冒口部一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该冒口部一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第二面喷射所述雾状冷却用液体的工序。
4.根据权利要求3所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
所述铝合金制铸造件的第一面和第二面呈近似长方形，
多个所述产品一侧喷嘴,设置在以在所述铝合金制铸造件的第一面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第一面的长边方向延伸的至少三列产品一侧喷嘴列上，
多个所述冒口部一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第二面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第二面的长边方向延伸的至少三列冒口部一侧喷嘴列上，
将供向除位于两端的产品一侧喷嘴列外的其它产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力设定成比供向所述至少三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力大。
5.根据权利要求1所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
来自所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴的雾状冷却用液体的粒径在30μm以上且50μm以下。
6.根据权利要求1所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
所述产品一侧喷射工序、所述第二堵塞部分离工序以及所述冒口部一侧喷射工序在喷射室内进行。
7.根据权利要求1所述的铝合金制铸造件的冷却方法，其特征在于：
所述铝合金制铸造件中的所述产品是发动机的气缸盖，
所述铝合金制铸造件的第一面是所述气缸盖的燃烧室一侧的面。
8.一种铝合金制铸造件的冷却装置，该铝合金制铸造件是将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间内而铸造出的,且具有与该型腔相对应的产品和与该冒口空间相对应的冒口部，其特征在于：
所述铸型由铸型本体部、第一堵塞部以及第二堵塞部构成，所述铸型本体部具有用于形成所述型腔的第一空间、用于形成所述冒口空间的第二空间、让该第一空间朝着与该第二空间一侧相反的一侧开放的第一开放部、以及让该第二空间朝着与该第一空间一侧相反的一侧开放的第二开放部，所述第一堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第一开放部而与该铸型本体部共同形成所述型腔，所述第二堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第二开放部而与该铸型本体部共同形成所述冒口空间，其特征在于：
该铝合金制铸造件的冷却装置包括：
第一堵塞部分离装置，其构成为：在用所述铸型将所述铝合金制铸造件铸造出来以后，从所述铸型本体部上将该铸型的第一堵塞部分离下来，而让该铝合金制铸造件中的所述产品的与所述冒口部一侧相反一侧的面即第一面通过所述铸型本体部的第一开放部露出来，
产品一侧喷射装置，其构成为：利用对着由所述第一堵塞部分离装置将所述第一堵塞部分离下来后露出的、所述铝合金制铸造件的第一面设置的产品一侧喷嘴对该第一面喷射雾状冷却用液体，由此将该铝合金制铸造件边淬火边冷却，
第二堵塞部分离装置，其构成为：在所述产品一侧喷射装置开始对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射以后，从所述铸型本体部上将所述铸型的第二堵塞部分离下来，而让所述铝合金制铸造件中的所述冒口部的与所述产品一侧相反一侧的面即第二面通过所述铸型本体部的第二开放部露出来，以及
冒口部一侧喷射装置，其构成为：利用对着由所述第二堵塞部分离装置将所述第二堵塞部分离下来以后而露出的、所述铝合金制铸造件的第二面设置的冒口部一侧喷嘴对该第二面喷射雾状冷却用液体，
所述冒口部一侧喷射装置构成为：在所述产品一侧喷射装置开始对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射后且结束前，该冒口部一侧喷射装置开始对该铝合金制铸造件的第二面进行喷射，与所述产品一侧喷射装置一起将所述铝合金制铸造件边淬火边冷却。
9.根据权利要求8所述的铝合金制铸造件的冷却装置，其特征在于：
所述第二堵塞部分离装置构成为：能够让从所述铸型本体部上分离下来的第二堵塞部返回堵塞该铸型本体部的第二开放部的状态，
所述冷却装置构成为：在所述产品一侧喷射装置结束对所述铝合金制铸造件的第一面进行喷射和所述冒口部一侧喷射装置结束对所述铝合金制铸造件的第二面进行喷射以后，利用所述第二堵塞部分离装置使所述第二堵塞部返回堵塞所述铸型本体部的第二开放部的状态，由此来利用该铝合金制铸造件的残热对所述铝合金制铸造件进行时效处理。
10.根据权利要求8所述的铝合金制铸造件的冷却装置，其特征在于：
所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴分别设置有多个，
所述产品一侧喷射装置具有边控制空气的压力和冷却用液体的压力，边将空气和冷却用液体供向各所述产品一侧喷嘴的产品一侧供给装置，
所述冒口部一侧喷射装置具有边控制空气的压力和冷却用液体的压力，边将空气和冷却用液体供向各所述冒口部一侧喷嘴的冒口一侧供给装置。
11.根据权利要求10所述的铝合金制铸造件的冷却装置，其特征在于：
所述铝合金制铸造件的第一面和第二面呈近似长方形，
多个所述产品一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第一面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第一面的长边方向延伸的至少三列产品一侧喷嘴列上，
多个所述冒口部一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第二面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第二面的长边方向延伸的至少三列冒口部一侧喷嘴列上，
所述产品一侧供给装置构成为：将供向除位于两端的产品一侧喷嘴列外的其它产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力设定成比供向所述至少三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力大。
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