CN106061650A - 铸造物品的制造方法以及透气性铸型 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铸造物品的制造方法，其使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将产品模腔与浇口部连结的浇道构成，重力浇注比铸型模腔的整体体积小且比产品模腔的体积大的金属熔液，接下来从浇口部送入气体而压入熔液流路内的金属熔液，由此将产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充产品模腔，在假定了通过气体的送入将假想的液体填充到产品模腔内而平衡了的状态时，将与成为假想的液体充满产品模腔、且残存在熔液流路内的假想的液体的液面的高度(hs)、浇道的顶部的最低部分的高度(h1)以及浇道的顶部与浇口部连接的部分的高度(h2)满足h2＞hs＞h1的状态那样的、假想的液体的体积相同的体积的金属熔液设为要浇注的量。

Description

铸造物品的制造方法以及透气性铸型

技术领域

本发明涉及铸造物品的制造方法(以下有时称作送气加压铸造。)以及透气性铸型，其中，将比铸型模腔的整体体积小且比产品模腔的体积大的金属熔液向透气性铸型重力浇注，接下来从浇口部送入气体，压入熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推，利用金属熔液来填充所希望的模腔部分。

背景技术

在重力浇注(以下有时称作浇注。)下的铸造物品的制造中，作为透气性铸型的使用砂子来造型的铸型、所谓的砂型是最通常使用的。若使用这样的透气性铸型(以下有时称作铸型。)，则在向特定形状的模腔填充熔液时，能够将残留的气体(通常为空气)从模腔表面挤出，在模腔整体中充满金属熔液(以下有时称作熔液)，获得与模腔实质相同的铸件。铸型的模腔通常具有浇口部、浇道部、冒口部以及产品部，上述部分被依次供给熔液。并且，在以往的技术中，在浇口部形成充满产品部的量的熔液顶面高度而浇注结束。

这样凝固了的铸造物品成为浇口部、浇道部、冒口部以及产品部作为铸件而连结起来的形态。在此，冒口部是为了产品的健全化而设定的模腔，不能说是不必要的部分，但浇口部、浇道部只不过是到达产品部的熔液的路径，原本就是完全不必要的部分。因此，若是在浇口部、浇道部中填充有熔液的状态下使熔液凝固，则无法实现注入成品率的大幅改善。另外，若为连结有不必要的部分的铸件，则在作为后续工序的产品部的分离工序中需要花费与产品部和不必要的部分的分离作业相当的工时，导致生产效率的降低。因此，在重力浇注中，作为铸件而存在浇口部、浇道部的情况成为较大问题。

日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号提出了解决上述那样的问题的划时代的方法。该方法是指，为了向透气性铸型的模腔(以下有时称作铸型模腔。)中的一部分、即所希望的模腔部分填充金属熔液，重力浇注比铸型模腔的整体体积小且与所希望的模腔部分几乎相等的体积的熔液，在浇注后的熔液凝固之前，从浇口部送入压缩气体而向所希望的模腔部分填充熔液使其凝固。根据该方法，根据熔液顶面高度的不同所需要的压力由压缩气体填补，因此，不言而喻，能够期待浇口部的熔液几乎不需要，而且能够期待浇道部的熔液也几乎不需要。

发明内容

发明要解决的课题

本发明人进行了用于实现日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号所记载的方法的研究，其结果是，发现了如下情况：在浇注与所希望的模腔部分相当的体积的熔液的情况下，当由于气体送气装置的动作的不稳定等导致气体的送气速度、送气压力产生不良情况时，有时送气气体的一部分会侵入产品部或者冒口部，使产品产生浇不足缺陷、缩孔缺陷。关于该现象，以下，使用附图进行说明。

图8(a)～图8(c)按照工序来表示日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号涉及的送气加压铸造的一个例子。铸型101是使用作为透气性铸型的湿砂型的一个例子，将由构成砂箱102的上砂箱102a保持的上铸型101a与由同样地构成砂箱102的下砂箱102b保持的下铸型101b进行合模而配置在平台103之上。铸型模腔104包括：由产品部105a与冒口部105b构成的产品模腔105；构成熔液流路106的一部分而与产品模腔105连结的水平方向的浇道107；构成熔液流路106的一部分而与浇道107连结且供熔液流下的浇口部108。

图8(a)表示将所希望的模腔部分设为由产品部105a与冒口部105b构成的产品模腔105而刚刚从浇注装置(未图示)向浇口部108重力浇注与产品模腔105的体积几乎相等的体积的熔液M之后的状态。图8(b)表示接下来从浇口部108利用自气体送气装置100排出的气体G将熔液M良好地压入产品模腔105进行填充的状态。这样，在适当地进行了送气加压的情况下，在产品模腔105内充满熔液M，能够获得健全的铸造物品。

然而，当在填充过程中因某些原因使气体G的送气速度、送气压力产生不良情况时，如图8(c)所示，气体G沿着浇道107的顶部，比浇道107内的熔液M抢先行进，侵入到产品模腔105，其结果是，熔液M朝向产品模腔105的压入变得不充分，存在铸造物品产生浇不足缺陷、缩孔缺陷的情况。

根据本发明人的研究，在日本特开2007-75862号等的方法中，在保持适当的送气状态的情况下，对金属熔液赋予惯性力，成为将金属熔液塞入到浇道部的状态。这样通过足够的惯性力塞入的金属熔液在浇道部立即凝固，因此不会使送气气体比熔液抢先侵入产品模腔，而将金属熔液正常填充到产品模腔。然而，在因送气气体的压力不足等而送气状态发生了变动的情况下，有时产生送气气体比熔液早地沿着浇道的顶部而侵入产品模腔这样的问题，没有提出针对该问题的有效的解决方案。

因此，在想要通过送气加压铸造来稳定地大量生产铸造物品时，需要为了适当进行送气加压而探索气体的送气条件、并且在大量生产中也维持该送气条件的严格的控制。然而，由于产品模腔存在各种大小、形状，因此，在产品模腔的大小、形状发生变更的情况下，至少在确立前述那样的严格的控制之前，有可能如前述那样在铸造物品经常产生浇不足缺陷、缩孔缺陷等不良情况。

也得到如下见解：浇注量越少，换句话说，越是接近为了获得健全的铸造物品而需要的最低限度的所希望的模腔部分的体积的浇注量，越容易产生上述的不良情况，与其相比越增加浇注量而越难以产生上述的不良情况。但是，浇注量与需要相比越过剩，越引起注入成品率的降低，因此是不期望的。因此，为了确保注入成品率并且获得健全的铸造物品，需要开发采用能够防止送气气体向产品模腔侵入的不良情况那样的必要且足够的浇注量的铸造方法。

因此，本发明的目的在于，提供铸造物品的制造方法以及透气性铸型，在基于送气加压铸造的铸造物品的制造方法中，采用能够防止送气气体的一部分向产品部或者冒口部侵入的必要并且足够的浇注量。

用于解决课题的手段

鉴于上述目的进行深入研究的结果是，本发明人从尽可能地排除送气气体的压力、流量的不足这样的控制因素的观点出发，发现了如下内容：假定将假想的液体(不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体)静态地填充到产品模腔内而平衡了的状态，采用在这样的平衡状态下成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且堵塞了所述浇道的至少一部分的状态那样的、假想的液体的体积以及熔液流路的形态，由此送气气体不会侵入产品模腔而能够进行送气加压铸造，从而想到本发明。

即，本发明的铸造物品的制造方法中，使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，将比所述铸型模腔的整体体积小且比所述产品模腔的体积大的金属熔液向所述透气性铸型重力浇注，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所述产品模腔，在假定了通过送入所述气体将假想的液体(在此，假想的液体是指不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体。)填充到所述产品模腔内而平衡了的状态时，计算出成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs、所述浇道的顶部的最低部分的高度h1以及所述浇道的顶部与所述浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞hs＞h1的状态那样的、所述假想的液体的体积，设为浇注与所述假想的液体的体积相同的体积的金属熔液的量。

优选的是，在通过送入所述气体而假想的液体平衡了的状态下，使残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs与所述浇道的底部的最高部分的高度ht满足hs＜ht。

本发明的透气性铸型具有铸型模腔，该铸型模腔具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，使用该透气性铸型，重力浇注金属熔液，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所希望的模腔部分，所述浇道具有在所述浇道的中途形成且形成下方流的下方弯曲流路、将所述浇口部与所述下方弯曲流路的上部连结的浇口侧流路以及将所述下方弯曲流路的下部与所述产品模腔连结的产品模腔侧流路，在将所述产品模腔侧流路的顶部与所述下方弯曲流路连接的部分P1的高度设为H1以及将所述浇口侧流路的顶部的最低部P2的高度设为H2时，为H1＜H2。

优选的是，在将所述浇口侧流路的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3的高度设为H3时，为H1≤H3。

发明效果

根据本发明，由于不需要进行填充时对金属熔液的惯性力的赋予、凝固速度的促进等的对熔液的特性、模腔的形状等造成较大影响的因素的严格控制，因此能够稳定地供给健全的铸造物品。

附图说明

图1(a)是表示本发明的实施方式1中的、刚将假想的液体注入到铸型的浇口部之后的状态的示意图。

图1(b)是表示本发明的实施方式1中的、利用送气气体将假想的液体压入产品模腔内而平衡了的状态的示意图。

图1(c)是放大表示图1(a)中的由单点划线包围的、产品模腔与浇道的连结部附近A的示意图。

图1(d)是放大表示与实施方式1类似的另一方式的一个例子的示意图。

图1(e)是放大表示与实施方式1类似的又一方式的一个例子的示意图。

图2(a)是表示本发明的实施方式2中的、利用送气气体将假想的液体压入产品模腔内而平衡了的状态的示意图。

图2(b)是放大表示图2(a)中的由单点划线包围的、浇道与产品模腔的连结部附近B的示意图。

图3(a)是表示本发明的实施方式3中的、利用送气气体将假想的液体压入产品模腔内而平衡了的状态的示意图。

图3(b)是放大表示图3(a)中的由单点划线包围的下方弯曲流路附近C的示意图。

图3(c)是放大表示与实施方式3类似的另一方式的一个例子的示意图。

图3(d)是放大表示与实施方式3类似的又一方式的另一个例子的示意图。

图4(a)是表示本发明的实施方式4中的、利用送气气体将假想的液体压入产品模腔内而平衡了的状态的示意图。

图4(b)是放大表示图4(a)中的由单点划线包围的、顶部形成得较低的浇道部分D的示意图。

图4(c)是示意性表示将顶部形成得较低的浇道部分形成为宽度较宽的例子的立体图。

图5(a)是表示本发明的实施方式5中的、利用送气气体将假想的液体压入产品模腔内而平衡了的状态的示意图。

图5(b)是放大表示图5(a)中的由单点划线包围的下方弯曲流路附近E的示意图。

图6(a)是表示本发明的实施方式6中的透气性铸型的一个例子的示意图。

图6(b)是放大表示图6(a)中的由单点划线包围的下方弯曲流路附近F的示意图。

图7(a)是表示本发明的实施方式7中的透气性铸型的另一个例子的示意图。

图7(b)是放大表示图7(a)中的由单点划线包围的下方弯曲流路附近H的示意图。

图8(a)是按照工序来表示日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号涉及的送气加压铸造的一个例子的示意图。

图8(b)是按照工序来表示日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号涉及的送气加压铸造的一个例子的示意图。

图8(c)是按照工序来表示日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号涉及的送气加压铸造的一个例子的示意图。

图9是表示使用了图1(a)所示的铸型但不符合本发明的一个例子的示意图。

具体实施方式

[1]铸造物品的制造方法

首先，对作为本发明的基本技术的送气加压铸造法进行说明。本发明将日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号所提出那样的应用气体的铸造物品的制造方法(送气加压铸造法)作为基本技术，能应用于这些专利文献公开的技术。但是，但不限于这些专利文献的公开范围。

送气加压铸造法是如下的方法：从透气性铸型的浇口部向熔液流路内供给金属熔液，接下来从浇口部送入气体，压入熔液流路内的金属熔液，由此将所述熔液流路内的金属熔液向所希望的模腔部分供给，利用金属熔液来填充构成所述所希望的模腔部分的产品模腔内。此时，根据产品模腔的配置，存在通过压入所述熔液流路内的金属熔液而将产品模腔内的金属熔液向上推的情况与将产品模腔内的金属熔液向下压的情况，本发明的方法能够适用于将产品模腔内的金属熔液向上推的情况、即产品模腔设置于比浇道高的位置的情况。

作为在本发明中应用的透气性铸型，不一定限于具有冒口的铸型。然而，冒口部是发挥伴随着产品部的凝固收缩而补给熔液的作用的部分，因此，若凝固开始前的熔液在冒口部整体都没有充满，则冒口部无法充分发挥其作用，有可能导致产品部产生缩孔等缺陷，因此，冒口部也优选至少在基于送气加压的填充的结束时刻被熔液充满。因此，在本发明的实施方式中，以冒口部也与产品部同样地被熔液充满的方式进行例示。以下，有时将产品部、或者产品部与冒口部配合而成的模腔称为产品模腔。

透气性铸型通常为湿砂型、壳型、自硬性型以及其它的使用砂子来造型的铸型，但也能够应用于使用陶瓷粒子、金属粒子进行造型的铸型。即便是石膏等基本不具有透气性的铸型，通过混合透气性材料或者部分使用透气性材料而具有足够的透气性，也能够作为透气性铸型来使用。另外，即使是像金属模那样使用了完全不具有透气性的材料的铸型，在设有通风口等其它的通气孔而具有透气性的情况下，也能够作为透气性铸型来使用。

作为金属熔液，能够使用铸铁、铸钢等铁合金、铝合金、铜合金、镁合金、锌合金等在通常的铸造物品的制造中使用的金属材料的熔液。

根据送气加压铸造法，通过从浇口部送入气体的方法，即使是比铸型模腔整体的体积小的体积的熔液，也能够填充到产品模腔。在使用以往的透气性铸型的基于重力浇注的铸造法中，为了获得健全的产品，不仅在产品部、通常在产品部以外的全部模腔中都填充熔液而使其凝固的方法是不可或缺的，因此注入成品率至多为70％左右，没有希望进一步大幅提高。与之相对，若使用送气加压铸造方法，通过重力浇注比铸型模腔整体的体积小且比产品模腔大的体积的熔液，在原理上有可能使注入成品率几乎成为100％。

但是，通过本发明人的研究可知，在以往的送气加压铸造法中，如前述那样，有可能因气体的送气状态等的变动而送气气体的一部分侵入产品模腔，因此为了补偿该情况，并非浇注实现注入成品率100％那样的与产品模腔的体积同等程度的熔液量，实际上浇注了在一定程度上在浇道中滞留有熔液那样的具有富余的熔液量。

即便仅增加浇注量，若为无法充满至浇道的顶部的量，则也存在送气气体的一部分侵入产品模腔的可能性。因此，例如，如日本特开2007-75862号(图6～图8)或者日本特开2010-269345号(图8)那样，需要使浇道内的熔液以堵塞浇道的方式在违抗重力的状态下凝固这样的困难的冷却控制。

在本发明的方法中，在送气加压铸造法中，在送入有气体的状态下，计算出成为假想的液体(不存在凝固、蒸发、膨胀、收缩、朝向铸型的浸入以及气体的吸收或释放的液体)充满产品模腔、且残存在熔液流路内的假想的液体的液面的高度hs、浇道的顶部的最低部分的高度h1以及浇道的顶部与浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞hs＞h1的状态那样的、假想的液体的体积，浇注与其同体积的金属熔液。满足h2＞hs＞h1的状态是指，例如像图1(a)以及图1(b)所示那样，充满产品模腔而多余的假想的液体堵塞浇道的至少一部分(在图1(b)中为浇道27与产品模腔5连接的连接部附近)，但没有充满浇道整体的状态。

堵塞了浇道的至少一部分的状态是指，直至浇道的顶部的最低部分由假想的液体充满的状态，是在熔液流路内不存在从浇口部的入口连通至产品模腔的空间的状态。通过浇注与这样成为堵塞了浇道的至少一部分的状态的、假想的液体体积相同体积的熔液，从而在送入气体的状态下，将熔液填充到产品模腔内，能够使熔液流路内水平且稳定地存在有从产品模腔连续的熔液的液面，因此，即便在气体的送气流量、送气压力等发生变动的情况下，由于送气气体相对于液面至少垂直地按压，因此在原理上不会产生送气气体的一部分侵入产品模腔这样的问题。因此，不需要进行一边保持利用惯性力挤入熔液而成的非平衡状态一边使熔液凝固这样的操作。

如前述那样，假想的液体除了呈堵塞了浇道的至少一部分的状态之外，还呈没有充满浇道整体的状态、换句话说在浇道的一部分具有空隙的状态。通过将与这样成为没有充满浇道整体的状态的假想的液体体积相同体积的熔液用于浇注，能够进一步减少熔液的使用量，能够提高注入成品率。

另外，在通过送入所述气体而假想的液体平衡了的状态下，例如像图2(a)以及图2(b)所示那样，优选浇注与使所述浇道的底部的最高部分的高度ht满足hs＜ht这样的量的假想的液体相同体积的熔液。这样，通过满足hs＜ht，能够进一步减少熔液的使用量。

[2]透气性铸型

本发明的透气性铸型具有铸型模腔，该铸型模腔由产品模腔与熔液流路构成，所述熔液流路由供重力浇注来的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，例如，如图6(a)所示，在所述浇道的中途具有向下方弯曲而形成下方流的下方弯曲流路。本发明的透气性铸型适用于下述情况：重力浇注金属熔液，接下来从浇口部送入气体而压入熔液流路内的金属熔液，由此将产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液填充所希望的模腔部分，特别适用于本发明的铸造物品的制造方法。

通过所述浇道在中途具有形成下方流的所述下方弯曲流路，从而如图6(b)所示，若具有充满至将从所述下方弯曲流路至所述产品模腔连接的流路的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1的高度H1的熔液量，则即使因某些原因而使浇道的顶部产生空间，在平衡状态下该空间也会被所述连接部P1隔断，由此能够大幅减少送气气体的一部分侵入产品部或者冒口部的可能性。为了获得该效果，需要使所述连接部P1的高度H1与将从所述浇口部至所述下方弯曲流路连接的浇口侧流路的顶部的最低部P2的高度H2满足H1＜H2的关系。

通过浇道在中途具有下方弯曲流路，从而浇道由下方弯曲流路、将从浇口部至下方弯曲流路的上部连接的浇口侧流路、以及将从下方弯曲流路的下部至产品模腔连接的产品模腔侧流路构成。即，从浇口部侧朝向产品模腔而按照浇口侧流路、下方弯曲流路以及产品模腔侧流路的顺序来构成浇道。在此，下方弯曲流路构成为使来自浇口侧的熔液的流动向下方弯曲即可，可以沿铅垂方向形成，也可以从浇口侧朝向产品模腔侧倾斜地形成。需要说明的是，在下方弯曲流路从浇口侧朝向产品模腔侧倾斜地形成的情况下，不一定需要设置产品模腔侧流路，也可以使下方弯曲流路直接与产品模腔连接。

产品模腔侧流路的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1的高度H1与浇口侧流路的顶部的最低部P2的高度H2之差越大越好。另外，在将所述浇口侧流路的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3的高度设为H3时，优选为H1＜(H2+H3)/2(参照图6(b))，更优选为H1≤H3(参照图7(b))。这样，通过满足H1＜(H2+H3)/2，进一步满足H1≤H3，能够进一步减少熔液的使用量。

以下，对本发明的进一步优选的方式进行说明。

透气性铸型优选为，为了将规定的浇注量高效地导入铸型模腔内，浇口部具有比接受从浇注装置流下的熔液的熔液路径扩径了的浇口帽部。

从成本方面考虑，送气气体可以使用空气，从防止熔液的氧化这样的方面考虑，送气气体优选使用作为非氧化性气体的氩气、氮气、二氧化碳等。送入的气体的流束可以使用基于风扇、鼓风机等的旋风，但使用基于压缩机等的压缩气体的情况能够在进一步加压的状态下均匀地按压熔液，在这一点上优选。

用于将送入气体用的气体送气装置与浇口部连接的连接部优选为喷嘴状。通过设为喷嘴状，能够容易地使连接部与浇口部(特别是与浇口帽部连接的导入管部)嵌合(插入)，能够实现气体送气装置的迅速连接。

作为所述喷嘴，优选进一步形成锥状侧面且预先使前端变细。另外，若进一步形成与浇口部(导入管部)对应的锥状壁面，则能够可靠地使喷嘴与浇口部(导入管部)嵌合。

作为使填充的熔液凝固且抑制熔液的逆流的方法，除了持续送气加压至被推上去的熔液不会逆流的程度的方法、从浇口部导入水分而促进凝固的方法等之外，能够应用日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号公开的方法。

[3]实施方式

以下，参照附图对各种类型的实施方式进行详细说明。为了容易理解本发明的要点，以下的实施方式使用包括产品模腔与熔液流路的垂直剖视图进行说明，但实际的铸型模腔通常也形成在与纸面垂直的方向上。需要说明的是，以下所示的实施方式是各个类型的一个例子，并不限定于此。

(实施方式1)

图1(a)～图1(c)按照工序假定表示本发明的实施方式1涉及的、假想的液体(液体Q)的静态填充状态。图1(a)～图1(c)是铸型模腔4的垂直剖面，在图1(c)中放大表示在图1(b)中由单点划线包围的产品模腔5与浇道7的连结部附近A。

实施方式1示出使用作为透气性铸型的湿砂型作为铸型1的例子。铸型1通过将由构成砂箱2的上砂箱2a保持的上铸型1a与由同样地构成砂箱2的下砂箱2b保持的下铸型1b合模而配置在平台3之上。铸型模腔4包括：产品模腔5，其由产品部5a与设于产品部5a的靠浇口部8侧的冒口部5b构成；以及熔液流路6，其由朝向产品模腔5水平形成的浇道7以及与所述浇道7连结且供熔液流下的浇口部8构成，所述浇道7的顶部形成为在产品模腔5附近朝向产品模腔5而向下方倾斜。需要说明的是，产品模腔也可以是不具有冒口的形态。以下，关于其它实施方式也是相同的。

图1(a)假定表示刚从注入装置9向铸型1的浇口部8注入了液体Q之后的状态(注入结束阶段)。在此，液体Q为不存在凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型的浸入以及气体的吸收或释放的假想的液体，比重的值为1，大于后述的气体G的比重。以下，对于其它实施方式也是相同的。

图1(b)是假定如下状态的图：接下来，向浇口部8嵌合构成喷出气体的送气装置10的一部分的送气喷嘴10b，将由多个箭头线表示的送气气体G从送气装置主体10a向铸型模腔4内送气，通过基于送气气体G的送气压力而静态压入液体Q，在产品模腔5内将液体Q向上推使其充满产品模腔5而保持平衡(填充平衡状态)。在此所说的静态是指，液体Q的液面Sv(液体Q与气体G的分界面)不会紊乱而始终保持水平(与重力方向垂直)的状态。以下，对于其它实施方式也是相同的。在本实施方式1中，如图1(c)所示，液体Q充满产品模腔5，直至位于浇道7内的点Ps的液面Sv为止不中断地连续填满。

图1(b)以及图1(c)所示的状态是，通过送入气体G而使液体Q充满产品模腔5、且在熔液流路6内残存的液体Q的液面Sv的高度hs、以及浇道7的顶部的最低部p1的高度h1满足hs＞h1的状态。在该状态下，从浇口部8供给的送气气体G只要没有特别的干扰则不会侵入产品模腔5。换句话说，通过使用满足hs＞h1那样的量的液体Q，能够使液体Q在保持平衡的状态下稳定存在。

在此，在不满足hs＞h1的状态、即注入了成为hs＜h1的体积的液体Q的情况下，当想要利用送气气体G将液体Q向产品模腔5压入时，如图9所示，液面Sv被压下至比浇道7的顶部的最低部p1低的高度。液面Sv处于比p1靠下方时无法维持水平面而保持平衡状态，因此，比重比侵入到浇道7内的液体Q小的气体G沿着浇道7的顶部侵入到产品模腔5内。需要说明的是，在hs＝h1的情况下，气体G虽然理论上不会侵入浇道7，但现实中在产生铸型的微量倾斜、振动等的情况下，送气气体G会侵入浇道7，因此并不优选。

与之相对，若像图1(a)～图1(c)那样注入满足hs＞h1的体积的液体Q，则在液体Q充满产品模腔5之后，液面Sv位于比浇道7的最低部p1靠上方的位置。而且，比重比液体Q小的气体G不会侵入到液体Q内，气体G也不会到达产品模腔5。

在图1(c)所示的实施方式1中，浇道7的顶部的最低部p1位于与产品模腔5连接的连接点，位于比与浇口部8连接的连接点p2靠下方的位置。即，在将浇道7与浇口部8的连接点p2的高度设为h2时，成为h2＞h1。因此，液面Sv不一定需要位于比p2高的位置，而能够位于浇道27内。即，能够设为h2＞hs＞h1，能够减少液体Q的体积，因此是优选的。

考虑到实际的送气加压铸造，优选使液面Sv的高度hs是相对于p1的高度h1略微具有富余的高度。优选的是，h1+1mm≤hs≤h1+25mm。以下，对于实施方式2～实施方式5也是相同的。需要说明的是，在满足hs＞h1、但液面Sv仅比浇道7的顶部的最低部p1的高度稍高的情况下，例如在液面Sv的高度hs是满足h1+1mm＞hs＞h1那样的高度的情况下，优选在实际的送气加压铸造中，通过增大送气初期的送气压力的增加速度而向金属熔液赋予较大惯性力，将熔液向产品模腔填充。

需要说明的是，高度基准面L可以设定为铸型模腔4的最底部以下的位置的任意的水平面，在本实施方式1中设为平台3的上表面，其它实施方式也是相同的。

送气加压铸造中的实际的金属熔液的浇注量在图1(b)所示的假定为液体Q充满产品模腔5的平衡状态下与从产品模腔5至液面Sv连续的液体Q所占的体积相等即可。换句话说，在所述平衡状态下，计算出液体Q的体积，将与其体积相同的体积的金属熔液设为浇注量，由此能够不会发水气体G侵入产品模腔5地通过送气加压铸造法稳定地进行铸造物品的制造。

需要说明的是，在实施方式1中，设于铸型1的浇道7的顶部的、朝向产品模腔5向下方倾斜的部分如图1(c)所示形成为与产品模腔5直接连接，但所述倾斜部分不一定需要形成为与产品模腔5直接连接。例如，如图1(d)所示，也可以形成为，在浇道7的中间部附近形成所述倾斜部分，使从所述倾斜部分的最低部(浇道7的顶部的最低部p1)至产品模腔5的顶部的高度与所述倾斜部分的最低部的高度h1相同。另外，如图1(e)所示，也可以取代在浇道7的中间部附近形成的所述倾斜部分，而设置垂直地形成的阶梯差。

在实施方式1中，在图1(a)～图1(c)中，通过铸型模腔4的垂直剖面进行了说明，但由于实际的铸型模腔4在与纸面垂直的方向上也具有宽度，即成为三维的立体形状，因此，具体来说，根据铸型模腔4的设计图、基于计算机的铸造模拟的模型的尺寸等来求出液体Q的体积，浇注与该体积相当的金属熔液。在实际的制造中，通常使用熔液的重量而不是体积。在这种情况下，将求出的液体Q的体积与想要浇注的熔液的比重(密度)之积设为金属熔液的浇注重量。以下，其它实施方式也是相同的。

(实施方式2)

图2(a)以及图2(b)假定表示本发明的实施方式2的液体Q的填充平衡状态。实施方式2中的透气性铸型的基本结构除了铸型11的浇道17从浇口部18朝向产品模腔5向下方倾斜以外，与实施方式1相同。另外，将液体Q注入铸型后直至通过基于送气气体G的送气压力静态压入液体Q、而在产品模腔5内将液体Q向上推使其充满产品模腔5为止的工序也与实施方式1相同。

图2(a)是铸型模腔14的垂直剖面，在图2(b)中放大表示由单点划线包围的、浇道17与产品模腔5的连结部附近B。在本实施方式2中，液体Q充满产品模腔5，直至位于浇道17内的点ps的液面Sv为止不中断地连续填满。需要说明的是，在图2(a)以及图2(b)中，示出了浇道17整体倾斜的形态，但浇道17的浇口部18侧的一部分或者产品模腔5侧的一部分也可以形成为水平。

与实施方式1相同，在实施方式2中，也将液体Q的体积设为使形成熔液流路16的浇道17的顶部的最低部p1的高度h1与液面Sv的高度hs的关系满足hs＞h1的体积，从而能够防止送气气体G向产品模腔5侵入。与实施方式1相同，在实施方式2中，也使浇道17的顶部的最低部p1位于与产品模腔5连接的连接点，并位于比与浇口部18连接的连接点p2靠下方的位置，成为h2＞h1。因此，在实施方式2中，液面Sv也不一定需要位于比连接点p2高的位置。因此，液面Sv能够位于浇道17内，即设为h2＞hs＞h1，并能够减少液体Q的体积，是优选的。

由图2(b)明确可知，通过以使所述浇道17的底部的最高高度ht满足hs＜ht的方式设定液体Q的体积，能够进一步减少液体Q的体积。需要说明的是，在实施方式2中，浇道17的底部的最高高度是指，浇道17的底部的与浇口部18连接的连接点pt的高度。

在送气加压铸造中的实际的金属熔液的浇注时，在假定为图2(a)所示的液体Q充满产品模腔5的平衡状态下，浇注与从产品模腔5至液面Sv连续的液体Q所占的体积相当的金属熔液。

(实施方式3)

图3(a)以及图3(b)假定表示本发明的实施方式3涉及的液体Q的填充平衡状态。实施方式3中的透气性铸型的基本结构除了铸型21的浇道27在其中途具有向下方弯曲而形成下方流的下方弯曲流路27c以外，与实施方式1相同。另外，将液体Q注入铸型后直至通过基于送气气体G的送气压力静态压入液体Q而在产品模腔5内将液体Q向上推使其充满产品模腔5为止的工序也与实施方式1相同。

图3(a)是铸型模腔24的垂直剖面，在图3(b)中放大表示由单点划线包围的下方弯曲流路27c附近C。在本实施方式3中，液体Q充满产品模腔5，直至位于浇道27内的点ps的液面Sv为止不中断地连续填满。

在将浇道27的相对于下方弯曲流路27c而言处于产品模腔5侧的水平方向的部分设为浇道27a、将相对于下方弯曲流路27c而言处于浇口部8侧的水平方向的部分设为浇道27b时，浇道27的顶部的最低部p1成为浇道27a的顶部的最低部。需要说明的是，在图3(a)以及图3(b)中，例示出浇道27a的顶部朝向产品模腔5向上方倾斜的形态，因此p1是浇道27a与下方弯曲流路27c的连接点，但如图3(c)所示，在采用浇道27a的顶部朝向产品模腔5向下方倾斜的形态的情况下，浇道27a的顶部的最低部p1成为与产品模腔5连接的连接点p4的位置。另外，如图3(d)所示，在采用浇道27a的顶部形成为水平的形态的情况下，浇道27a的顶部的最低部p1成为浇道27a与下方弯曲流路27c的连接点或者与产品模腔5的连接点p4的位置。

这样，在具有下方弯曲流路27c的实施方式3中，也将液体Q的体积设为使形成熔液流路26的浇道27的顶部的最低部p1的高度h1与液面Sv的高度hs的关系满足hs＞h1的体积，从而能够防止送气气体G向产品模腔5侵入。与实施方式1以及实施方式2相同，能够将液面Sv设为浇道27内的、满足h2＞hs＞h1的位置，能够减少液体Q的体积。

特别是在将浇道27b的底部与下方弯曲流路27c的连接点p3的高度设为h3时，在h3＞h1的情况下，能够使液面Sv的高度hs为比p1靠上方且p3以下的位置、即h3≥hs＞h1。在这种情况下，由于在浇道27b内不存在液面Sv，因此能够进一步减少液体Q，因此是最优选的方式。

在送气加压铸造中的实际的金属熔液的浇注时，在假定为图3(a)所示的液体Q充满了产品模腔5的平衡状态下，浇注与从产品模腔5至液面Sv连续的液体Q所占的体积相当的金属熔液。

(实施方式4)

图4(a)以及图4(b)假定表示本发明的实施方式4涉及的液体Q的填充平衡状态。实施方式4中的透气性铸型的基本结构除了铸型31的浇道37的顶部在浇道37的中间附近形成得比其它部分低以外，与实施方式1相同。另外，将液体Q注入铸型后直至通过基于送气气体G的送气压力静态压入液体Q而在产品模腔5内将液体Q向上推使其充满产品模腔5为止的工序也与实施方式1相同。

图4(a)是铸型模腔34的垂直剖面，在图4(b)中放大表示由单点划线包围的、浇道37的中间附近的顶部形成得较低的部分D。在本实施方式4中，液体Q充满产品模腔5，直至位于浇道37内的点ps的液面Sv为止不中断地连续填满。

与实施方式2相同，在实施方式4中，也将液体Q的体积设为使形成熔液流路36的浇道37的顶部的最低部p1的高度h1与液面Sv的高度hs的关系满足hs＞h1的体积，从而能够防止送气气体G向产品模腔5侵入。在实施方式4中，浇道37的顶部的最低部p1位于浇道37的中间附近的顶部形成得较低的部分，如前述的实施方式1～实施方式3那样，位于比与浇口部8连接的连接点p2靠下方的位置。即，在将浇道37与浇口部8的连接点p2的高度设为h2时，成为h2＞h1。因此，在实施方式4中，液面Sv不一定需要位于比p2高的位置。因此，液面Sv能够处于浇道37内，即能够设为h2＞hs＞h1，能够减少液体Q的体积，是优选的。

通过在浇道37的中间附近将顶部形成得较低，能够在实际的铸造中促进该部分的熔液的凝固，尽早停止来自产品模腔5的熔液的逆流。另外，浇道37的顶部形成得较低的部分如图4(c)所示也可以形成为宽度较宽。需要说明的是，图4(c)所示的宽度较宽的形状是一个例子，但不限于此。这样，通过将浇道37的局部形成为宽度较宽，由此即使在将顶部形成得较低的情况下也不会使流路的截面积变小，因此能够在不阻碍流动的情况下供给熔液。

在送气加压铸造中的实际的金属熔液的浇注时，在假定为图4(a)所示的液体Q充满产品模腔5的平衡状态下，浇注与从产品模腔5至液面Sv连续的液体Q所占的体积相当的金属熔液。

(实施方式5)

图5(a)以及图5(b)假定表示本发明的实施方式5涉及的液体Q的填充平衡状态。实施方式5中的透气性铸型的基本结构除了铸型41的浇道47在其中途具有向下方弯曲的下方弯曲流路47c以及仅顶部朝向产品模腔5向下方倾斜的部分以外，与实施方式1相同。另外，将液体Q注入铸型后直至通过基于送气气体G的送气压力静态压入液体Q而在产品模腔5内将液体Q向上推使其充满产品模腔5为止的工序也与实施方式1相同。

图5(a)是铸型模腔44的垂直剖面，在图5(a)中放大表示由单点划线包围的下方弯曲流路47c附近E。在本实施方式5中，液体Q充满产品模腔5，直至位于浇道47内的点ps的液面Sv为止不中断地连续填满。

在将浇道47的、相对于下方弯曲流路47c而言位于产品模腔5侧的水平方向的部分设为浇道47a、将相对于下方弯曲流路47c而言位于浇口部18侧的水平方向的部分设为浇道47b时，浇道47的顶部的最低部p1成为浇道47a的顶部的最低部。

这样，在具有下方弯曲流路47c的实施方式5中，也将液体Q的体积设为使形成熔液流路46的浇道47的顶部的最低部p1的高度h1与液面Sv的高度hs的关系满足hs＞h1的体积，从而能够防止送气气体G向产品模腔5侵入。与实施方式1～实施方式4相同，能够将液面Sv设为浇道47内的、满足h2＞hs＞h1的位置，能够减少液体Q的体积。

相对于实施方式3而言，在实施方式5中，浇道47b与浇道47c的连接部附近的顶部分形成得较低，且浇道47b形成得较薄，因此能够在实际的铸造中促进该部分的熔液的凝固，从而尽早停止来自产品模腔5的熔液的逆流。需要说明的是，浇道47b的顶部形成得较低的部分也可以与实施方式4的情况同样地形成为宽度较宽。

在送气加压铸造中的实际的金属熔液的浇注时，在假定为图5(a)所示的液体Q充满产品模腔5的平衡状态下，浇注与从产品模腔5至液面Sv连续的液体Q所占的体积相当的金属熔液。

(实施方式6)

图6(a)以及图6(b)表示本发明的实施方式6涉及的透气性铸型的一个例子。实施方式4中的透气性铸型的基本结构是铸型51的浇道57在其中途具有向下方弯曲的下方弯曲流路9、且与图3(d)所示的透气性铸型相同的结构。

在实施方式6中的透气性铸型中，在浇道57的中途沿大致铅垂方向形成有形成下方流的下方弯曲流路9。下方弯曲流路9的上部与向浇口部8延伸的浇道57b连接，下方弯曲流路9的下部与向产品模腔5延伸的浇道57a连接。其结果是，浇道57被划分为位于比下方弯曲流路9靠产品模腔5侧的水平方向的浇道57a、位于比下方弯曲流路9靠浇口部侧的水平方向的浇道57b以及下方弯曲流路9。需要说明的是，在图6(a)以及图6(b)中，示出了下方弯曲流路9沿大致铅垂方向形成的形态，但下方弯曲流路9也可以形成为从浇口部8侧朝向产品模腔5侧倾斜的流路。该情况在实施方式7中也是相同的。

在将连接从下方弯曲流路9至产品模腔5的流路、即浇道57a的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1的高度设为H1、以及将连接从浇口部8至下方弯曲流路的水平方向的浇道57b的顶部的最低部P2的高度设为H2时，满足H1＜H2。通过形成满足H1＜H2那样的下方弯曲流路9，即使在由于该气体的送气压力、流量的变动等而使送气气体以沿着浇道57b的顶部的方式抢先朝向产品模腔5的情况下，也能够利用下方弯曲流路9进行阻断而提前抑制送气气体行进。与之相对，在不形成下方弯曲流路9、例如图8(a)所示那样具有沿水平方向呈直线延伸的浇道的以往的透气性铸型中，当想要削减充满浇道的熔液时，不得不使熔液在违抗重力的形状的状态下在浇道的中途凝固，因此不得不装入送气压力的高度的调节机构、熔液的迅速冷却机构。

另外，在将浇口侧的水平方向的浇道57b的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3的高度设为H3时，如图6(b)所示，优选满足H1＜(H2+H3)/2。

图6(a)以及图6(b)示出浇道57b的顶部形成以同样的高度单调地形成水平的形状的例子，但本发明的透气性铸型不限于这样形状的浇道，可以使浇道57b的顶部朝斜上方向或者斜下方向倾斜或者具有阶梯差、弯曲，也可以使浇道57b本身朝上方向或者下方向倾斜。

下方弯曲流路9可以位于水平方向的浇道57的中途的任意位置，但越是尽可能地接近产品模腔5地设置，越能够将浇注量设定得更少，是优选的。该情况在实施方式7中也是相同的。

(实施方式7)

图7(a)以及图7(b)表示本发明的实施方式7涉及的透气性铸型的一个例子。实施方式5中的透气性铸型的基本结构除了以使产品模腔5侧的浇道67a的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1的高度H1和浇口侧的浇道67b的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3的高度H3满足H1≤H3的方式形成下方弯曲流路69以外，与实施方式6的透气性铸型相同。实施方式7表示本发明的透气性铸型的更优选的方式。

在该方式中，在使浇道67a的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1和浇口侧的浇道67b的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3位于相同的高度、例如位于相同的分型面上而成为H1＝H3的情况下，具有上铸型1a与下铸型1b的合模较为容易这样的优点。

在使浇道67a的顶部与下方弯曲流路连接的部分P1位于比浇口侧的浇道67b的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3靠下方的位置而如图7(b)所示那样成为H1＜H3的情况下，能够使在下方弯曲流路69内被气体压下的液面位于比最低部P3靠下方的位置，能够可靠地降低在浇道67b中残留的浇注量，因此是更优选的方式。

Claims (4)

1.一种铸造物品的制造方法，其使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，向所述透气性铸型重力浇注比所述铸型模腔的整体体积小且比所述产品模腔的体积大的金属熔液，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所述产品模腔，

所述铸造物品的制造方法的特征在于，

在假定了通过送入所述气体将假想的液体(在此，假想的液体是指，不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体)填充到所述产品模腔内而平衡了的状态时，

计算出成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs、所述浇道的顶部的最低部分的高度h1以及所述浇道的顶部与所述浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞hs＞h1的状态那样的、所述假想的液体的体积，

将与所述假想的液体的体积相同的体积的金属熔液设为要浇注的量。

2.根据权利要求1所述的铸造物品的制造方法，其特征在于，

在通过送入所述气体而假想的液体平衡了的状态下，计算出所述浇道的底部的最高部分的高度ht满足hs＜ht那样的所述假想的液体的体积，将与所述假想的液体的体积相同的体积的金属熔液设为要浇注的量。

3.一种透气性铸型，其具有铸型模腔，该铸型模腔具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路具有由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，使用该透气性铸型，重力浇注金属熔液，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所希望的模腔部分，

所述透气性铸型的特征在于，

所述浇道具有：下方弯曲流路，其在所述浇道的中途形成且形成下方流；浇口侧流路，其将所述浇口部与所述下方弯曲流路的上部连结；以及产品模腔侧流路，其将所述下方弯曲流路的下部与所述产品模腔连结，

在将所述产品模腔侧流路的顶部与所述下方弯曲流路连接的部分P1的高度设为H1以及将所述浇口侧流路的顶部的最低部P2的高度设为H2时，为H1＜H2。

4.根据权利要求3所述的透气性铸型，其特征在于，

在将所述浇口侧流路的底部与所述下方弯曲流路连接的部分P3的高度设为H3时，为H1≤H3。