CN112496293A

CN112496293A - 铸造装置

Info

Publication number: CN112496293A
Application number: CN202010959573.2A
Authority: CN
Inventors: 筱原健
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2019-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2040-09-14
Also published as: CN112496293B; JP7387225B2; JP2021045758A

Abstract

一种铸造装置，抑制硅的偏析。铸造装置(1)具备铸造模具(2)和注射装置(5)。铸造模具(2)中，在将固定模(3)与可动模(4)接合的合模时，与阀体(10)的形状对应的腔室C(Ca、Cb)形成于固定模(3)与可动模(4)之间。注射装置(5)将高硅铝合金的熔液(M)经由设置于铸造模具(2)的连接路径(饼坯33，套管43，浇口44)向腔室C(Ca、Cb)内注射。在铸造模具(2)中，在腔室C(Ca、Cb)的区域开设有成为与连接路径的连通口的注射口(44a～44d)。腔室C(Ca、Cb)的区域中，注射口(44a～44d)周围的规定范围的区域的表面粗糙度比其它区域的表面粗糙度粗糙。

Description

铸造装置

技术领域

本发明涉及铸造装置。

背景技术

已知有将含有硅的铝合金的熔液向模具内的腔室注射而铸造产品的压铸铸造法(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2018－65160号公报

发明内容

作为通过压铸铸造法制作的铸造件，示例车辆用的自动变速器的控制阀体。

控制阀体中形成有用于形成油压控制回路的油路(油槽)及将滑阀可进退移动地收纳的阀芯孔。

在此，以抑制阀芯孔的磨损及确保阀芯孔的正圆度为目的，在控制阀体(铸造件)的铸造中使用硅的含量多的铝合金、所谓的高硅铝合金。

使用高硅铝合金的熔液制作的铸造件中，有时产生硅的分布比其它区域多的区域(硅偏析区域)。

铸造件中的硅偏析区域看上去比其它区域更黑，因此，产品的外观变差。另外，硅偏析区域比其它区域脆，因此，具有铸造件的构成材料容易剥离的倾向。

另外，当剥离的原材料侵入阀芯孔的内部时，侵入的原材料成为妨碍滑阀的移动的杂质，成为滑阀的动作不良(阀杆)的原因。

本发明提供一种铸造装置，其具备：

铸造模具，其在将固定模和可动模接合的合模时，在所述固定模与所述可动模之间与铸造件的形状对应的腔室；

注射装置，其将高硅铝合金的熔液经由设置于所述铸造模具的连接路径向所述腔室内射出，其中，

在所述铸造模具中，在所述腔室的区域开口有与所述连接路径的连通口，

所述腔室的区域中，所述连通口周围的规定范围的区域的表面粗糙度比其它区域的表面粗糙度粗糙。

根据本发明，能够抑制硅的偏析。

附图说明

图1是说明铸造装置的结构的示意图。

图2是说明由铸造装置制作的铸造件的图。

图3是说明铸造模具的腔室中的实施了表面处理的区域的示意图。

标记说明

1：铸造装置

2：铸造模具

3：固定模

31：模分割面

32：安装口

33：饼坯

331：大径部

332：小径部

34：连结部件

341：贯通孔

342：凹部

4：可动模

41：模分割面

43：套管

431：导入部

432：第一套管

433：第二套管

44：浇口

44a～44d：注射口

45：排气路

45a～45e：排气口

5：注射装置

50：注射套筒

500：送出路

501：浇注口

51：挤出部件

510：大径部

52：熔液供给机

53：铸勺

54：机械臂

10：阀体

10a：一侧

10b：另一侧

101：螺栓孔

102：安装孔

103：鼓出部

C(Ca、Cb)：腔室

M：熔液

P：真空泵

Rx：表面处理区域

Rx’：转印区域

V：阀门

X：中心线

具体实施方式

以下，举例使用铸造装置1制作的铸造件为车辆用的自动变速器的阀体10的情况，说明本发明的实施方式。

图1是说明铸造装置1的结构的示意图。此外，在图1中，表示将固定模3与可动模4合模的状态。

图2是说明使用铸造装置1制作的铸造件(阀体10)的图。图2(a)是阀体10的主视图，(b)是说明阀体10中的实施了表面处理的区域(转印区域Rx’)的图。在图2(b)中，对转印区域Rx’标注阴影表示。

如图1所示，铸造装置1具备用于压铸铸造的铸造模具2、将铝合金的熔液M向铸造模具2内的腔室C注射的注射装置5。

本实施方式的铸造装置1适合于使用向铝毛坯(ADC12材)中添加了硅(Si)的铝合金的压铸铸造。

特别是适合于使用硅(Si)的含量较多的高硅铝合金的压铸铸造。

高硅铝合金是相当于JIS标准的4000系的铝－硅系的合金(Al－Si系合金)，强度和耐磨损性优异。

本说明书的高硅铝合金为将Si含有8～30％的铝合金，更优选为将Si含有15～30％的铝合金。

使用本实施方式的铸造装置1制作的铸造件为自动变速器用的阀体10。

自动变速器具有在阀体10、10之间夹着分隔板(未图示)而构成的控制阀体。

在与阀体10的内部或分隔板的接合面形成有用于形成油压控制回路的油路(油槽)及可进退移动地收纳滑阀的阀芯孔(槽)。

图2(a)是从接合面的相反侧观察阀体10的俯视图，与分隔板的接合面隐藏于纸面进深侧。

在阀体10的外表面(表面)开设有螺栓孔101及螺线管等的安装孔102。另外，形成有阀芯孔的区域表现为向纸面跟前侧鼓出的鼓出部103。

由本实施方式的铸造装置1铸造的阀体10中，在图2(b)中标注阴影的区域(转印区域Rx’)的表面的表面的粗糙度比未标注阴影的其它区域的表面的粗糙度粗糙。

在阀体10中，在长边方向的一侧10a侧和另一侧10b侧的表面(图2(b)的纸面跟前侧的面)，在涉及宽度方向的整个区域的范围内形成有转印区域Rx’。

如图1所示，铸造模具2具有固定模3、与该固定模3相对配置的可动模4。

可动模4通过未图示的驱动机构，沿开模方向(图1中的左右方向)进退移动，并使该可动模4的模分割面41相对于固定模3的模分割面31接触分离。

当将固定模3与可动模4彼此的模分割面31、41接合并合模时，与阀体10(铸造件)的形状对应的腔室C形成于固定模3与可动模4之间。

如图1所示，在固定模3设有注射套筒50的安装口32。

安装口32在以铸造模具2的设置状态为基准的上下方向上，设置于固定模3的下部。

安装口32在可动模4的开模方向(图中，左右方向)上，在可动模4的相反侧的面(图中，右侧的面)开口。

在安装口32的中央开口有饼坯33(连接路径)。安装口32经由固定模3内的饼坯33(连接路径)和可动模4侧的连接路径(套管43，浇口44)与腔室C连通。

饼坯33具有安装口32侧的大径部331和可动模4侧的小径部332。小径部332在固定模3的模分割面31开口。

小径部332在将固定模3与可动模4接合并合模时，在可动模4的与套管43相对的位置开口。

在固定模3的安装口32内嵌有环状的连结部件34。

连结部件34是用于将注射装置5侧的注射套筒50连结于固定模3的附件。

在连结部件34设有与饼坯33的大径部331匹配的内径的贯通孔341。连结部件34中，在大径部331的相反侧设有以规定间隔包围贯通孔341的凹部342。

在凹部342内嵌固定有注射套筒50的一端50a。

注射套筒50为沿离开固定模3的方向直线状地延伸的筒状部件，注射套筒50的内部成为熔液M的送出路500。

送出路500以与连结部件34的贯通孔341、及饼坯33的大径部331匹配的内径D1形成。

送出路500、连结部件34的贯通孔341、饼坯33的大径部331在沿着开模方向(图中左右方向)的直线Lm上同芯地配置。

在送出路500中，熔液M的挤出部件51从注射套筒50的另一端50b侧插入。挤出部件51具有与送出路500的内径D1匹配的外径的大径部510。

挤出部件51(大径部510)通过未图示的驱动机构，可在送出路500的长边方向上进退移动。

在注射套筒50中，在长边方向的另一端50b侧的外周开设有熔液M的浇注口501。

在本实施方式中，与浇注口501相比，另一端50b侧(图1的右侧)成为挤出部件51的初始位置。

本实施方式中，注射装置5具有熔液M的熔液供给机52。

熔液供给机52具有使铸勺53移动至期望的位置的机械臂54。熔液供给机52操作机械臂54，使充满熔液M的铸勺53移动至注射套筒50的浇注口501的上方后，从浇注口501向注射套筒50内浇注熔液M。

向注射套筒50内注油熔液M后，利用未图示的驱动机构使挤出部件51向固定模3侧(图中，左侧)位移时，注射套筒50内的熔液M被挤出部件51挤压，并向饼坯33侧送出。

送出至饼坯33侧的熔液M从饼坯33的小径部332向可动模4的套管43内送出。

图3是说明铸造模具2的腔室C(Ca、Cb)中的实施了表面处理的区域(表面处理区域Rx)的示意图。

图3(a)是沿着图1的A－A线切断可动模4的剖视图。图3(b)是沿着图1的B－B线切断固定模3的剖视图。

在图3(a)中，将作为固定模3侧的连接路径的饼坯33的位置以虚拟线表示。在图3(b)中，将作为可动模4侧的连接路径的套管43及浇口44和阀门V的位置以虚拟线表示。另外，在图3(b)中，对腔室C(Ca、Cb)中的实施了表面处理的区域(表面处理区域Rx)标注阴影进行表示。

如图3(a)所示，本实施方式的铸造模具2中，为了将阀体10每两个同时铸造，与阀体10的形状对应的腔室C(Ca、Cb)在与开模方向正交的宽度方向(图中，左右方向)上并排。

在本实施方式中，腔室Ca、Cb设置于可动模4的宽度方向的夹着中心线X的两侧，夹着中心线X的一侧的腔室Ca的形状和另一侧的腔室Cb的形状设定成上下颠倒的位置关系。

可动模4的与固定模3的相对部中，套管43的导入部431位于与饼坯33(小径部332)重合的位置。

套管43以导入部431为界分支成腔室Ca侧的第一套管432和腔室Cb侧的第二套管433。

第一套管432和第二套管433随着朝向腔室Ca、Cb侧的上方，在离开中心线X的方向上设置。

第一套管432和第二套管433的前端侧在腔室Ca、Cb的下方沿着腔室Ca、Cb的下缘，向相互分离的方向延伸。

在第一套管432、第二套管433的沿着腔室Ca、Cb的下缘的区域设有与腔室Ca连接的浇口44、44。

在本实施方式中，浇口44各自在沿着铸造模具2的中心线X的方向上设置。浇口44的与腔室Ca、Cb的连接口即注射口44a～44d在以铸造模具2的设置状态为基准的上下方向上，从下侧开口向腔室Ca、Cb。

在腔室Ca的上部开口有与排气路45连接的排气口45a、45b。在腔室Cb的上部开口有与排气路45连接的排气口45c、45d、45e。

腔室Ca、Cb内的空间经由排气路45与阀门V连接。排气路45在中间夹着阀门V与真空泵P连接。

如图3(b)所示，在固定模3的腔室Ca、Cb的区域，在浇口44侧的注射口44a～44d的附近区域和排气路45侧的排气口45a～45e的附近区域设置有使表面粗糙的表面处理区域Rx。

表面处理区域Rx是使用溅射等的公知的表面处理技术形成的区域，表面处理区域Rx的表面的粗糙度比腔室Ca、Cb内的其它区域的表面的粗糙度粗糙。

在本实施方式中，以表面处理区域Rx的表面粗糙度成为5μ～50μ，更优选成为10μ～20μ的方式，实施表面处理。

在此，表面处理区域Rx为了在使用铸造模具2由高硅铝合金的熔液M制作的阀体10中抑制硅的偏析而设置。

本申请发明人调查了阀体10(铸造件)中的产生硅的偏析的区域的倾向，结果，着眼于在位于熔液M的注射口44a～44d(参照图3)周围的区域大量产生硅的偏析。

而且，对产生硅的偏析的原因进行了锐意研究，结果发现了以下的点。

(a)在使用了铸造模具2的阀体10的连续铸造的过程中，存在腔室C中的熔液M的注射口44a～44d的附近区域的温度变高的倾向。

(b)当熔液M的注射口的附近区域的温度变高时，位于熔液M的注射口44a～44d周围的区域中的熔液M的固化速度比其它区域中的固化速度慢。于是，熔液M中的硅集中并偏析于固化速度慢的区域中。

(c)硅的含量多的高硅铝合金的熔液的粘度比硅的含量低的铝合金的熔液及铝镁硅合金(Al－Mg－Si系)的熔液高。

因此，高硅铝合金为了担保向腔室C内注射时的流动性，以温度比硅的含量较低的铝合金的熔液等高的状态向腔室C内注射。

于是，熔液M的注射口44a～44d周围的区域中的熔液M的固化速度比其它区域中的固化速度更慢，结果，熔液M中的硅更多地集中偏析于固化速度较慢的区域。

根据这些(a)～(c)，本申请发明人判断为需要防止熔液的注射口的附近区域的温度过高，并抑制硅的偏析，进行了锐意研究，结果发现以下的点。

在腔室C的熔液M的注射口44a～44d周围的规定范围的区域设置有使表面粗糙度比其它区域的表面粗糙度粗糙的区域(表面处理区域Rx)，结果改善阀体10(铸造件)的硅的偏析。

这推定为由以下引起的。

当使熔液M的注射口44a～44d周围的区域的表面粗糙，且设置表面处理区域Rx时，在表面处理区域Rx，在腔室C内露出的表面的面积变大。

于是，与注射至腔室C内的熔液M的接触面积增加，结果，能够提高铸造模具2内部的冷却的热容量交换效率。

由此，表面处理区域Rx中的表面温度降低，表面处理区域Rx中的熔液M的固化速度变快，接近其它区域中的熔液M的固化速度。

其结果，抑制熔液M中的硅向表面处理区域Rx的集中，改善硅的偏析。

即，腔室C中的注射口44a～44d周围的规定范围的区域的表面面积增加，结果推定为，能够抑制表面处理区域Rx中的温度上升。

此外，在本实施方式的铸造模具2中，夹着中心线X的一侧的腔室Ca的形状和另一侧的腔室Cb的形状设定成上下颠倒的位置关系。

因此，当仅在注射口44a～44d侧设置表面处理区域Rx时，形成于长边方向的一侧10a侧的阀体10和形成于另一侧10b侧的阀体10混合存在地制作表面处理区域Rx所引起的转印区域Rx’。

在本实施方式中，在排气路45侧的排气口45a～45e周围的规定范围的区域也设置表面处理区域Rx，由此，制作的阀体10中，在长边方向的一侧10a侧和另一侧10b的鼓出成凸缘状的部位双方形成转印区域Rx’。

以下，说明使用了铸造装置1的阀体10(铸造件)的制作。

首先，将固定模3的模分割面31与可动模4的模分割面41接合而将铸造模具2合模。由此，在铸造模具2的内部形成与阀体10的形状对应的腔室C(Ca、Cb)。

驱动真空泵P，以减压状态保持形成于铸造模具2的内部的腔室C(Ca、Cb)内。

在注射装置5中，使用熔液供给机52，从注射套筒50的浇注口501向注射套筒50的内部浇注高硅铝合金的熔液M。然后，利用未图示的驱动机构使挤出部件51向固定模3侧(图1的左侧)位移，将注射套筒50内的熔液M向固定模3的连接路径(饼坯33)内加压输送。

如上述，固定模3的连接路径(饼坯33)经由可动模4的连接路径(套管43，浇口44)与腔室C(Ca、Cb)连通。

因此，注射套筒50内的高硅铝合金的熔液M通过设置于铸造模具2(固定模3，可动模4)的连接路径(饼坯33，套管43，浇口44)，从注射口44a～44d向腔室C(Ca、Cb)内注射。

当腔室C(Ca、Cb)内利用高硅铝合金的熔液M充满时，熔液M的一部分从在腔室C(Ca、Cb)的上部开口的排气口45a～45e流入排气路45。

当流入排气路45的熔液M到达阀门V时，阀门V利用到达的熔液M而动作，切断排气路45与真空泵P的连通。由此，阻止熔液M向真空泵P侧的流入。

当注射至腔室C(Ca、Cb)内的熔液M固化时，进行铸造模具2的开模，从铸造模具2取出作为铸造件的阀体10。

在此，如上述，固定模3的腔室Ca、Cb的区域中，在注射口44a～44d的附近区域和排气口45a～45e的附近区域设有表面处理区域Rx(参照图3(b))。

因此，通过压铸铸造而制作的阀体10中，在与表面处理区域Rx对应的区域形成有表面处理区域Rx的表面形状进行了转印的转印区域Rx’。该转印区域Rx’的表面比其它区域粗糙。

具体而言，在阀体10中的设置螺栓孔101的凸缘状的部位形成有表面比其它区域粗糙的转印区域Rx’。

在此，通过在固定模3形成表面处理区域Rx，能够在注射至腔室C(Ca、Cb)内的熔液M固化的过程中，抑制腔室C(Ca、Cb)中的熔液M的注射口44a～45d的附近区域的温度上升。

于是，实施了表面处理区域的熔液M的固化速度接近其它区域中的熔液M的固化速度，因此，抑制硅向表面处理区域Rx的集中，改善硅的偏析。

此外，在本实施方式中，示例了在腔室C(Ca、Cb)的固定模3侧的区域形成有表面处理区域Rx的情况，但表面处理区域Rx只要设置于腔室C(Ca、Cb)的固定模3和可动模4中的至少一方即可。

如上，本实施方式的铸造装置1具有以下的结构。

(1)铸造装置1具备铸造模具2和注射装置5。铸造模具2中，在将固定模3与可动模4接合的合模时，与阀体10(铸造件)的形状对应的腔室C(Ca、Cb)形成于固定模3与可动模4之间。

注射装置5将高硅铝合金的熔液M经由设置于铸造模具2的连接路径(饼坯33，套管43，浇口44)向腔室C(Ca、Cb)内注射。在铸造模具2中，在腔室C(Ca、Cb)的区域开口有成为与连接路径的连通口的注射口44a～44d。

在腔室C(Ca、Cb)的区域中，注射口44a～44d周围的规定范围的区域的表面粗糙度比其它区域的表面粗糙度粗糙。

通过这样构成，则在腔室C(Ca、Cb)中，熔液M的注射口44a～44d的附近区域的表面面积增加，因此，能够抑制注射口44a～44d的附近区域的温度上升。

即，通过使腔室C(Ca、Cb)的区域的表面粗糙，增加表面面积，结果，能够提高铸造模具2内部的冷却的热容量交换效率，由此，铸造模具2的腔室的区域的表面温度降低。

由此，表面处理区域Rx中的表面温度降低，表面处理区域Rx中的熔液M的固化速度变快，并接近其它区域中的熔液M的固化速度。

如以上，本实施方式的铸造装置1具有以下的结构。

(2)以注射口44a～44d周围的规定范围的区域(表面处理区域Rx)的表面粗糙度为5μ～20μ，更优选成为10μ～20μ的方式，实施表面处理。

通过使腔室C(Ca、Cb)中的注射口44a～44d周围的规定范围的区域的表面粗糙，冷却效率提高，但当表面过于粗糙时，相对于通过注射口44a～44d向腔室C(Ca、Cb)内注射的熔液M的流动的阻力(管路阻力)变高。

因此，通过将注射口44a～44d周围的规定范围的区域的表面粗糙度设为5μ～20μ的范围，使管路阻力与冷却效率平衡，不会妨碍熔液M向腔室C(Ca、Cb)的注射，能够改善硅的偏析。

如上，本实施方式的铸造装置1具有以下的结构。

(3)表面粗糙度粗糙的规定范围的区域(表面处理区域Rx)至少设置于固定模3侧的腔室C(Ca、Cb)的区域。

固定模3中设置有用于将熔液M的注射套筒50连接于固定模3的安装口32。

在铸造模具2中，在固定模3连接有注射套筒50，因此，固定模3一方容易比可动模4成为高温。通过将表面处理区域Rx至少设置于固定模3侧，能够降低熔液M的温度，并能够抑制注射口44a～44d周围的区域中的硅的偏析。

如以上，本实施方式的铸造装置1具有以下的结构。

(4)高硅铝合金是含有8～30质量％的硅的铝合金。

使用高硅铝合金制作的阀体10的强度和耐磨损性优异。因此，能够制作可进行阀芯孔的磨损的抑制及阀芯孔的正圆度的确保的阀体10。

高硅铝合金的熔液的粘度比硅的含量低的铝合金的熔液等高。因此，高硅铝合金为了担保向腔室C内注射时的流动性，以温度比硅的含量低的铝合金的熔液等高的状态向腔室C内注射。

于是，存在熔液M的注射口44a～44d周围的区域的熔液M的固化速度比其它区域中的固化速度更慢的可能性。

如上所述，腔室C(Ca、Cb)的区域中，注射口44a～44d周围的规定范围的区域的表面粗糙度比其它区域的表面粗糙度粗糙。

由此，能够防止熔液M的注射口44a～44d周围的区域中的熔液M的固化速度比其它区域中的固化速度更慢，因此，能够适当抑制硅的偏析。

本实施方式的铸造装置1具有以下的结构。

(5)由铸造装置1铸造的铸造件是自动变速器用的阀体10。

腔室C(Ca、Cb)的区域中的规定范围的区域是阀体10中的与鼓出成凸缘状的部位对应的区域。

阀体10中的鼓出成凸缘状的部位是设置有在将阀体10、10彼此接合时插通螺栓的螺栓孔101的区域。

根据这样构成，在阀体10中的鼓出成凸缘状的部位，能够改善硅的偏析。

硅偏析的区域比其它区域脆，因此，存在铸造件的构成原材料容易剥离的倾向，但能够改善硅的偏析，因此，能够适当防止铸造件的构成原材料剥离。

另外，阀体10中的鼓出成凸缘状的部位是厚度比其它部位平坦的部位。

因此，固定模3的腔室Ca、Cb的区域中，设置表面处理区域Rx的区域也成为比其它区域平坦的部位。

因此，在使用溅射等的公知的表面处理技术形成表面处理区域Rx时，在周围不存在阻碍表面处理的突起等，因此，容易进行用于表面处理的加工。

以上，说明了本申请发明的实施方式，但本申请发明不仅限定于这些实施方式中表示的方式。可在发明的技术思想的范围内适当变更。

Claims

1.一种铸造装置，其具备：

铸造模具，其在将固定模与可动模接合的合模时，在所述固定模与所述可动模之间形成与铸造件的形状对应的腔室；

注射装置，其将高硅铝合金的熔液经由设置于所述铸造模具的连接路径向所述腔室内射出，其特征在于，

在所述铸造模具中，在所述腔室的区域开设有与所述连接路径的连通口，

2.如权利要求1所述的铸造装置，其特征在于，

所述连通口周围的规定范围的区域的表面粗糙度为5μ～20μ。

3.如权利要求1或2所述的铸造装置，其特征在于，

所述表面粗糙度粗糙的规定范围的区域设置在所述固定模侧的腔室的区域。

4.如权利要求1～3中任一项所述的铸造装置，其特征在于，

所述高硅铝合金为含有8～30质量％的硅的铝合金。

5.如权利要求1～4中任一项所述的铸造装置，其特征在于，

所述铸造件为自动变速器用的阀体，

所述规定范围的区域为所述阀体中的与鼓出成凸缘状的部位对应的区域。