JP2000052016A - Method of manufacturing die-cast products with less casting defects - Google Patents

Method of manufacturing die-cast products with less casting defects

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JP2000052016A
JP2000052016A JP10227911A JP22791198A JP2000052016A JP 2000052016 A JP2000052016 A JP 2000052016A JP 10227911 A JP10227911 A JP 10227911A JP 22791198 A JP22791198 A JP 22791198A JP 2000052016 A JP2000052016 A JP 2000052016A
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molten metal
runner
speed
product
die
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Japanese (ja)
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Hiroshi Horikawa
宏 堀川
Satoshi Suzuki
聡 鈴木
Takaaki Igari
隆彰 猪狩
Yukio Kuramasu
幸雄 倉増
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Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain die-cast products superior in resistance to scab and having a good appearance by restraining casting defects such as cavity or blowholes attributable to gas entrainment. SOLUTION: When a molten aluminum alloy is injected into the die cavity filled with oxygen gas through a runner and a product gate from a sleeve, the amount of the molten alloy flowing into the die cavity at low flow rate of 30 m/second or more at the product gate is controlled to 1.5% or less of the capacity of the die cavity. The timing for switching the plunger moving speed from low to high is preferably set before the main tip portion of the molten alloy reaches the product gate and during the period when the aluminum alloy occupies 85-97% of the runner capacity. By using the dies with the product gate provided in the direction not in agreement with the speed vector of the molten alloy flowing through the runner, it is possible to reduce the amount of the molten alloy flowing into the die cavity at a low speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、巣、ブローホール等の
鋳造欠陥が少ないダイカスト製品を製造する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a die-cast product having few casting defects such as nests and blowholes.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常のダイカスト法では、スリーブに注
入されたアルミニウム溶湯をプランジャによって金型の
キャビティに圧入している。キャビティに充満している
空気,水蒸気等のガスは、アルミニウム溶湯の圧入によ
って大半がキャビティからパージされるが、圧入後もキ
ャビティに残留するものもある。特に薄肉製品や複雑形
状をもつ製品用に設計された金型では、流体の隘路とな
る部分が生じ易く、キャビティからガス成分を完全に除
去することは困難である。キャビティに残留しているガ
スは、金型内でアルミニウム溶湯が冷却凝固するとき、
アルミニウム材料の内部に巻き込まれ、巣,ブローホー
ル等の鋳造欠陥としてダイカスト製品に持ち込まれる。
その結果、得られたダイカスト製品は、強度,伸び等の
機械的特性に劣り、機能材としての用途には不向きなも
のとされていた。また、強度向上等のために熱処理する
と、ガスの膨張に起因してダイカスト製品にフクレが発
生する。巣,ブローホール等の鋳造欠陥の原因となるガ
スの巻込みを防止する方法としては、酸素ダイカスト法
(特開昭50−21143号公報参照)が知られてい
る。酸素ダイカスト法では、キャビティ内のガスを酸素
に置換するため、大気圧以上の圧力で酸素をキャビティ
に充満させている。送り込まれた酸素は、アルミニウム
溶湯と反応して微細なAl23になって製品内に分散
し、ダイカスト製品に悪影響を及ぼすことはない。
2. Description of the Related Art In a usual die casting method, molten aluminum poured into a sleeve is pressed into a cavity of a mold by a plunger. Most of the gas such as air and water vapor filling the cavity is purged from the cavity by press-fitting the molten aluminum, but some gas remains in the cavity after press-fitting. Particularly, in a mold designed for a thin product or a product having a complicated shape, a portion that becomes a bottleneck of a fluid is likely to occur, and it is difficult to completely remove a gas component from a cavity. The gas remaining in the cavity is cooled when the molten aluminum solidifies in the mold.
It gets caught in the aluminum material and is brought into die-cast products as casting defects such as nests and blowholes.
As a result, the obtained die-cast product was inferior in mechanical properties such as strength and elongation, and was unsuitable for use as a functional material. In addition, when heat treatment is performed to improve the strength or the like, blisters are generated in the die-cast product due to expansion of the gas. As a method for preventing entrapment of gas which causes casting defects such as cavities and blowholes, an oxygen die casting method (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-21143) is known. In the oxygen die casting method, oxygen is filled in the cavity at a pressure higher than the atmospheric pressure in order to replace the gas in the cavity with oxygen. The sent oxygen reacts with the molten aluminum to form fine Al 2 O 3 and is dispersed in the product, and does not adversely affect the die cast product.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】酸素ダイカスト法で
は、金型に注入される溶湯と酸素ガスとを如何に反応さ
せるかが重要なポイントである。溶湯と酸素ガスとを効
率よく反応させる上では、製品ゲート寸法を小さくし、
金型キャビティに注入される溶湯の噴出速度を速くする
ことが必要とされる。そこで、スリーブに注湯した溶湯
が製品ゲートに到達するまでは、スリーブ及びランナー
内にある溶湯がガスを巻き込まないようにプランジャを
低速で移動させ、比較的緩慢に溶湯を金型に送り込む方
法が採用されている。この段階でのプランジャの移動速
度は具体的には0.3m/秒程度である。次いで、溶湯
が製品ゲートに到達した後、具体的には2.05m/秒
程度の高速でプランジャを移動させ、製品ゲートから金
型キャビティに溶湯を高速で噴出させる。しかし、溶湯
の噴出速度を速くしても、品質の悪いダイカスト製品に
なる場合があることが散見される。なかでも、複数の製
品ゲートを備えた1個取りの金型や多数個取りの金型を
用いてダイカストする場合、品質の悪いダイカスト製品
が生じがちである。
In the oxygen die casting method, it is important how the molten metal injected into the mold and the oxygen gas react with each other. In order to efficiently react the molten metal and oxygen gas, the product gate dimensions should be reduced,
It is necessary to increase the ejection speed of the molten metal injected into the mold cavity. Therefore, until the molten metal poured into the sleeve reaches the product gate, the plunger is moved at a low speed so that the molten metal in the sleeve and the runner does not entrain the gas, and the molten metal is relatively slowly fed into the mold. Has been adopted. The moving speed of the plunger at this stage is specifically about 0.3 m / sec. Next, after the molten metal reaches the product gate, the plunger is moved at a high speed of about 2.05 m / sec, and the molten metal is ejected from the product gate into the mold cavity at a high speed. However, it is sometimes observed that even if the speed of jetting the molten metal is increased, a die-cast product of poor quality may be obtained. Above all, when performing die casting using a single-piece mold or a multiple-piece mold having a plurality of product gates, a poor quality die-cast product tends to occur.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、金型キャビテ
ィに注入される溶湯の初期状態に品質低下の原因がある
ものと考え、巣,ブローホール等の鋳造欠陥の発生を抑
え、健全な鋳造組織をもつダイカスト製品を得ることを
目的とする。本発明の製造方法は、その目的を達成する
ため、酸素ガスが充填された金型キャビティにスリーブ
からランナー及び製品ゲートを介してアルミニウム合金
溶湯を注入する際、製品ゲートでの溶湯の流動速度が3
0m/秒以下の低速で金型キャビティに流入する溶湯量
を金型キャビティの容積の1.5%以下に規制すること
を特徴とする。プランジャの移動速度を低速から高速に
切り替えるタイミングは、溶湯の主たる先端部が製品ゲ
ートに到達する前、更にはランナー容積の85〜97%
をアルミニウム合金が占める期間に設定することが好ま
しい。また、ランナー内を流動する溶湯の速度ベクトル
に一致しない方向性で製品ゲートが設けられた金型を使
用すると、低速で金型キャビティに流入する溶湯量を少
なくすることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention considers that the initial state of the molten metal injected into the mold cavity has a cause of quality deterioration, suppresses the occurrence of casting defects such as nests, blowholes, etc. An object is to obtain a die-cast product having a casting structure. In order to achieve the object, the manufacturing method of the present invention, when injecting the molten aluminum alloy from the sleeve into the mold cavity filled with oxygen gas through the runner and the product gate, the flow velocity of the molten metal at the product gate. 3
The amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed of 0 m / sec or less is regulated to 1.5% or less of the volume of the mold cavity. The timing of switching the moving speed of the plunger from low speed to high speed is before the main tip of the molten metal reaches the product gate, and furthermore, 85 to 97% of the runner volume.
Is preferably set to a period occupied by the aluminum alloy. Further, when a mold provided with a product gate in a direction that does not match the velocity vector of the molten metal flowing in the runner is used, the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed can be reduced.

【0005】[0005]

【作用】本発明者は、金型に注入される溶湯の流動状態
がダイカスト製品の品質に及ぼす影響を調査・研究し
た。その結果、プランジャが低速で移動している段階に
おいても僅かながら溶湯が金型キャビティに流入してお
り、僅かに流入した溶湯が品質に大きな影響を及ぼすこ
とを見出した。すなわち、鋳造の初期段階では、スリー
ブ及びランナー内で溶湯がガスを巻き込まないように低
速でプランジャを移動させているが、プランジャの低速
移動によっても製品ゲートを介して僅かな量の溶湯が金
型キャビティに流入する。本発明者の調査・研究による
と、低速で金型キャビティに流入する溶湯量が多いとダ
イカスト製品の品質が悪化する傾向が強くなることが判
った。これは、低速で金型キャビティに流入する溶湯は
酸素ガスと十分に反応せず、酸素ガスが酸化物になるこ
となくガスとして溶湯に巻き込まれることが原因である
と推察される。
The present inventor has investigated and studied the effect of the flow state of the molten metal injected into the mold on the quality of the die-cast product. As a result, it has been found that the molten metal slightly flows into the mold cavity even when the plunger is moving at a low speed, and that the slightly flowing molten metal greatly affects the quality. That is, in the initial stage of casting, the plunger is moved at a low speed so that the molten metal does not get caught in the sleeve and the runner. Flows into the cavity. According to investigations and studies by the present inventors, it has been found that when the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed is large, the quality of a die-cast product tends to deteriorate. This is presumed to be because the molten metal flowing into the mold cavity at a low speed does not sufficiently react with the oxygen gas, and the oxygen gas is caught in the molten metal as a gas without becoming an oxide.

【0006】更に、溶湯量と品質悪化の定量的な関係を
調査したところ、低速で金型キャビティに流入する溶湯
量を金型キャビティ容積の1.5体積%以下にすると、
巣,ブローホール等の鋳造欠陥が大幅に抑制されること
を解明した。溶湯量1.5体積%は、本発明者による調
査結果から得られた臨界値であり、溶湯量が1.5体積
%を超えるとフクレ率が増加し始める。低速で金型キャ
ビティに流入する溶湯量を少なくするためには、プラン
ジャの移動速度を低速から高速に切り替えるタイミング
を、溶湯の主たる先端部が製品ゲートに到達する前に設
定する方法が採用される。すなわち、溶湯の主たる先端
部が製品ゲートに到達する前段階では、スリーブやラン
ナーでのガス巻込みを考慮し、式(1)で算出されるラ
ンナーにおける溶湯速度を5m/秒以下(好ましくは、
2m/秒以下)となるようにプランジャを低速移動させ
る。 ランナーにおける溶湯速度= (S1 /S3)×V・・・・(1) S1 :スリーブ断面積 S3 :ランナー断面積 V:プランジャ速度
Further, when the quantitative relationship between the amount of molten metal and the quality deterioration was investigated, it was found that when the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed was set to 1.5% by volume or less of the volume of the mold cavity.
Clarified that casting defects such as nests and blowholes were greatly suppressed. The molten metal amount of 1.5 vol% is a critical value obtained from the result of the investigation by the present inventors, and when the molten metal amount exceeds 1.5 vol%, the blister rate starts to increase. In order to reduce the amount of molten metal flowing into the mold cavity at low speed, a method is adopted in which the timing of switching the moving speed of the plunger from low to high is set before the main tip of the molten metal reaches the product gate. . That is, in the stage before the main tip of the molten metal reaches the product gate, the speed of the molten metal in the runner calculated by the equation (1) is set to 5 m / sec or less (preferably,
(2 m / sec or less). Melt speed in runner = (S 1 / S 3 ) × V (1) S 1 : Cross-sectional area of sleeve S 3 : Cross-sectional area of runner V: Plunger speed

【0007】次いで、溶湯の主たる先端部が製品ゲート
に到達する直前に、製品ゲートにおける溶湯速度が30
m/秒以上となるようにプランジャの移動速度を低速か
ら高速に切り替える。なお、製品ゲートでの溶湯速度は
実測できないので、式(2)に従って算出された値を溶
湯速度として使用する。 製品ゲートにおける溶湯速度= (S1 /S2)×V・・・・(2) S1 :スリーブ断面積 S2 :製品ゲート断面積 V:プランジャ速度 製品ゲートにおける溶湯速度が30m/秒以上になる
と、溶湯が金型内の酸素と十分に反応し、巣,ブローホ
ール等の発生原因であるガスの巻込みが大幅に低減され
る。溶湯と酸素ガスとの十分な反応は、製品ゲートの断
面積を極端に小さくすると、溶湯速度が30m/秒以下
であっても溶湯と酸素ガスとを十分反応させることがで
きる。しかし、この場合にはサイクルタイムが長くなり
すぎ、生産性が低下すると共に、局部的な溶湯凝固が進
行し湯境等の欠陥が発生しやすくなる。
Next, just before the main tip of the molten metal reaches the product gate, the molten metal speed at the product gate is reduced to 30.
The moving speed of the plunger is switched from a low speed to a high speed so that the speed is at least m / sec. Since the melt speed at the product gate cannot be measured, the value calculated according to the equation (2) is used as the melt speed. Melt speed at product gate = (S 1 / S 2 ) × V (2) S 1 : Sleeve cross-sectional area S 2 : Product gate cross-sectional area V: Plunger speed Melt speed at product gate is 30 m / sec or more As a result, the molten metal sufficiently reacts with oxygen in the mold, and the entrapment of gas, which is a cause of cavities, blowholes, etc., is greatly reduced. For a sufficient reaction between the molten metal and the oxygen gas, if the sectional area of the product gate is extremely reduced, the molten metal and the oxygen gas can be sufficiently reacted even if the molten metal speed is 30 m / sec or less. However, in this case, the cycle time becomes too long, the productivity decreases, and local solidification of the molten metal proceeds, and defects such as a molten metal boundary easily occur.

【0008】ランナー内を流動している溶湯先端部の速
度ベクトルが製品ゲートの方向と一致しないようにラン
ナー及び製品ゲートを設計することによっても、低速で
金型キャビティに流入する溶湯量を少なくできる。具体
的には、図1に示すようにスリーブ1に注湯された溶湯
は第1ランナー2から第2ランナー3及び製品ゲート4
を経て製品キャビティ5に送り込まれるが、このとき第
1ランナー2の延長線からずれた位置に製品ゲート4を
設定する。これにより、第1ランナー2から偏向して第
2ランナー3に流入する溶湯先端部は、紙面上で左右方
向の速度ベクトルをもち、溶湯の流動エネルギが直接的
に金型キャビティ内部に伝えられることがなくなる。こ
れに対し、第2ランナー3を流動する溶湯先端の速度ベ
クトルが製品ゲート4の方向に一致する金型では、その
ままの速度ベクトルで溶湯が金型キャビティ5に流入
し、低速で流入する溶湯量が1.5体積%を超える多量
になる。
[0008] Even if the runner and the product gate are designed such that the velocity vector at the tip of the molten metal flowing in the runner does not coincide with the direction of the product gate, the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed can be reduced. . Specifically, as shown in FIG. 1, the molten metal poured into the sleeve 1 is supplied from the first runner 2 to the second runner 3 and the product gate 4.
The product gate 4 is set at a position shifted from the extension of the first runner 2 at this time. As a result, the tip of the molten metal deflected from the first runner 2 and flows into the second runner 3 has a velocity vector in the left-right direction on the paper surface, and the flow energy of the molten metal is directly transmitted to the inside of the mold cavity. Disappears. On the other hand, in a mold in which the velocity vector at the tip of the molten metal flowing through the second runner 3 matches the direction of the product gate 4, the molten metal flows into the mold cavity 5 with the same velocity vector, and the amount of molten metal flowing at a low speed. Is more than 1.5% by volume.

【0009】また、図2に示すように第2ランナー3に
延長部6を設けると、溶湯先端部の速度ベクトルが延長
部6に向けられるため、溶湯を金型キャビティ5に押し
込むエネルギが小さくなる。更には、各金型キャビティ
5の製品ゲート4における溶湯の流動速度を一定にする
ため、第1ランナー2からの距離に応じて第2ランナー
3の断面積を断続的又は連続的に変化させることもでき
る。なお、図1,図2では4個取りの金型を示している
が、複数の製品ゲート4,4・・を介して一つの金型キ
ャビティ5が第2ランナー3につながった1個取りの金
型を用いる場合にあっても、同様な設計により低速で金
型キャビティに流入する溶湯量を少なくできる。また、
No.1〜4の金型キャビティ5には、オーバーフロー
部7が設けられている。
When the extension 6 is provided in the second runner 3 as shown in FIG. 2, the velocity vector at the tip of the molten metal is directed to the extension 6, so that the energy for pushing the molten metal into the mold cavity 5 is reduced. . Further, in order to keep the flow speed of the molten metal in the product gate 4 of each mold cavity 5 constant, the sectional area of the second runner 3 is changed intermittently or continuously according to the distance from the first runner 2. Can also. Although FIG. 1 and FIG. 2 show a four-cavity mold, one mold cavity 5 is connected to the second runner 3 through a plurality of product gates 4, 4,. Even when a mold is used, the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed can be reduced by a similar design. Also,
No. An overflow portion 7 is provided in each of the mold cavities 5.

【0010】プランジャの移動速度を低速から高速に切
り替えるタイミングは、ランナー3内を流動する溶湯の
主たる先端が最終の製品ゲート4に到達する前に設定さ
れる。これより遅いタイミングでプランジャの移動速度
を切り替えると、低速で金型キャビティ5に流入す得る
溶湯量が1.5体積%を超える多量になり、金型キャビ
ティ5に残存する酸素ガスが溶湯に巻込まれるようにな
る。このタイミングでの移動速度の切替えは、特に製品
ゲート4の多い金型で有効である。しかし、移動速度を
切り替えるタイミングが早すぎると、スリーブ1やラン
ナー2,3で溶湯にガスが巻込まれる虞れが高くなる。
この点、移動速度の切替えは、スリーブ1に注湯された
溶湯がランナー2,3の容積の60体積%以上を占める
ようになった後とすることが好ましい。切替えの最適な
タイミングは、ランナー2,3や製品ゲート4の設計に
もよるが、ランナー容積の85〜97%を溶湯が満たし
た時点が好ましい。
The timing for switching the moving speed of the plunger from low speed to high speed is set before the main tip of the molten metal flowing in the runner 3 reaches the final product gate 4. If the moving speed of the plunger is switched at a timing later than this, the amount of molten metal that can flow into the mold cavity 5 at a low speed becomes a large amount exceeding 1.5% by volume, and oxygen gas remaining in the mold cavity 5 is caught in the molten metal. Will be able to Switching the moving speed at this timing is particularly effective in a mold having many product gates 4. However, if the timing of switching the moving speed is too early, there is a high possibility that gas is caught in the molten metal by the sleeve 1 and the runners 2 and 3.
In this regard, the switching of the moving speed is preferably performed after the molten metal poured into the sleeve 1 occupies 60% by volume or more of the volume of the runners 2 and 3. The optimum timing of the switching depends on the design of the runners 2 and 3 and the product gate 4, but it is preferable that the melt fills 85 to 97% of the runner volume.

【0011】移動速度を切り替えた後では、製品ゲート
4における溶湯速度が30m/秒以上(好ましくは60
m/秒以上)となるようにプランジャを高速移動させ
る。溶湯は、プランジャの高速移動により瞬時にランナ
ー2,3に充填され、製品ゲート4から金型キャビティ
5内に噴出する。この噴出が飛沫状或いは霧状になるの
で、金型キャビティ5内にある酸素と溶湯との反応が促
進され、酸素ガスの実質的全量が酸化物として消費され
る。そのため、溶湯に巻き込まれるダイカスト製品内部
に取り込まれる酸素ガス量が減少し、ダイカスト製品の
品質が向上する。
After switching the moving speed, the molten metal speed at the product gate 4 is 30 m / sec or more (preferably 60 m / sec).
(m / sec or more). The molten metal is instantaneously filled into the runners 2 and 3 by the high-speed movement of the plunger, and is ejected from the product gate 4 into the mold cavity 5. Since the ejection becomes a droplet or a mist, the reaction between the oxygen in the mold cavity 5 and the molten metal is promoted, and substantially all of the oxygen gas is consumed as oxide. For this reason, the amount of oxygen gas taken into the die cast product that is involved in the molten metal is reduced, and the quality of the die cast product is improved.

【0012】[0012]

【実施例】実施例1 サイズ15mm×18mm×6mmの金型キャビティ5
をもち、内径4mm,ゲート長さ5mmの製品ゲートを
介して第2ランナー3に接続される1個取り金型を用い
て、660℃に保持されたアルミニウム合金JIS A
DC3をダイカストした。鋳造に先立って金型内部を
0.1〜0.2MPaの酸素ガスで置換し、150℃に
金型を予熱した。アルミニウム合金溶湯をスリーブに注
湯した後、0.3m/秒の低速でプランジャを移動さ
せ、アルミニウム合金溶湯をスリーブ1から第1ランナ
ー2及び第2ランナー3へと送り込んだ。このとき、第
1ランナー2を経て第2ランナー3を流れる溶湯の流動
速度は、3〜4m/秒であった。溶湯が製品ゲート4に
到達する時間t1 は、三次元流動シミュレーションよる
計算の結果、1.013秒であることが予め把握されて
いる。そこで、金型キャビティ5内に低速で流入する溶
湯量が金型キャビティ5の容積の1.5体積%以下とな
るタイミングt2 で、プランジャの移動速度を2.05
m/秒の高速に切り替えた。プランジャの高速移動時に
製品ゲート4を通過する溶湯の移動速度は、80m/秒
と算出された。
EXAMPLE Example 1 Mold cavity 5 of size 15 mm × 18 mm × 6 mm
Aluminum alloy JIS A maintained at 660 ° C. using a single-piece die connected to the second runner 3 via a product gate having an inner diameter of 4 mm and a gate length of 5 mm.
DC3 was die cast. Prior to casting, the inside of the mold was replaced with oxygen gas of 0.1 to 0.2 MPa, and the mold was preheated to 150 ° C. After pouring the molten aluminum alloy into the sleeve, the plunger was moved at a low speed of 0.3 m / sec, and the molten aluminum alloy was fed from the sleeve 1 to the first runner 2 and the second runner 3. At this time, the flow velocity of the molten metal flowing through the second runner 3 via the first runner 2 was 3 to 4 m / sec. It is known in advance that the time t 1 at which the molten metal reaches the product gate 4 is 1.013 seconds as a result of calculation by the three-dimensional flow simulation. Therefore, at the timing t 2 the molten metal amount flowing at low speed into the mold cavity 5 is equal to or less than 1.5% by volume of the volume of the mold cavity 5, the moving speed of the plunger 2.05
m / sec. The moving speed of the molten metal passing through the product gate 4 during the high-speed movement of the plunger was calculated to be 80 m / sec.

【0013】このようにして得られたダイカスト製品を
510℃×120分で溶体化処理し、溶体化処理前後の
製品体積を比較して式(3)に従ってフクレ率を算出し
た。求められたフクレ率を、鋳造条件と共に表1に示
す。なお、フクレ率が1%を超えると、溶体化処理後に
外観不良や強度低下があって不合格になるとされてい
る。また、表1における溶湯が製品ゲート4に到達する
時間及び低速で金型キャビティ5に流入する溶湯量は、
三次元流動シミュレーションによって求めたが、パーシ
ャルショット,溶湯到達センサ,水モデル等の実験的手
法によっても算出できる。 フクレ率(%)= (V2 ―V1)/V1 ×100・・・・(3) V1 :溶体化処理前の製品体積 V2 :溶体化処理後の製品体積
The die-cast product thus obtained was subjected to solution treatment at 510 ° C. × 120 minutes, and the product volume before and after the solution treatment was compared to calculate the blister rate according to the formula (3). Table 1 shows the obtained swelling ratio together with the casting conditions. When the blistering rate exceeds 1%, it is said that there is a failure in appearance or a decrease in strength after the solution treatment, and the solution is rejected. Also, the time required for the molten metal to reach the product gate 4 and the amount of the molten metal flowing into the mold cavity 5 at a low speed in Table 1 are as follows:
Although obtained by the three-dimensional flow simulation, it can also be calculated by an experimental method such as a partial shot, a molten metal reaching sensor, and a water model. Swelling rate (%) = (V 2 −V 1 ) / V 1 × 100 (3) V 1 : Volume of product before solution treatment V 2 : Volume of product after solution treatment

【0014】比較のため、プランジャの移動速度を低速
から高速に切り替えるタイミングt 2 を溶湯が製品ゲー
ト4に到達する時点t1 以降に設定する以外は同様な条
件下で鋳造し、得られたダイカスト製品について同様に
フクレ率を求めた。表1の調査結果にみられるように、
切替えタイミングt2 を溶湯到達時点t1より早く設定
した本発明例では、ダイカスト製品を溶体化処理したと
きのフクレ率が1%に達しない低い値になっている。こ
れに対し、切替えタイミングt2 を溶湯到達時点t1
後に設定した比較例では、1%を超える大きなフクレ率
を示した。切替えタイミングt2 によってフクレ率に差
が現れることは、切替えタイミングt2 を遅くすると低
速で金型キャビティ5に流入する溶湯量が多くなり、ガ
スが製品中に巻込まれたことに原因がある。このこと
は、意図的に切替えタイミングt2 を遅くした比較例H
〜Jで2%を超える非常に大きなフクレ率となっている
ことからも明らかである。
For comparison, the moving speed of the plunger is low.
To switch to high speed t Two The molten metal is the product game
Time t when the vehicle reaches point 41 Similar items except for the settings below
Under the same conditions, and the obtained die-cast product
The blister rate was determined. As can be seen from the survey results in Table 1,
Switching timing tTwo Is the time t1Set faster
In the example of the present invention, the die-cast product was subjected to solution treatment.
The swelling rate is lower than 1%. This
On the other hand, the switching timing tTwo Is the time t1 of
In the comparative example set later, a large blister rate exceeding 1%
showed that. Switching timing tTwo Difference in blister rate
Appears at the switching timing tTwo Slow down and low
The amount of molten metal flowing into the mold cavity 5 at high speed increases,
The cause is that the product is caught in the product. this thing
Is the switching timing t intentionallyTwo Comparative Example H
Very large blister rate exceeding 2% at ~ J
It is clear from this.

【0015】 [0015]

【0016】実施例2 各サイズが15mm×20mm×40mmの金型キャビ
ティ5をもち、幅3mm×4mmで長さ4mmの製品ゲ
ート4を介して第2ランナー3に接続された4個取りの
金型(図1,図2)を用いた。鋳造に先立って金型内部
を0.1〜0.2MPaの酸素ガスで置換し、150℃
に金型を予熱した。そして、650℃に保持されたアル
ミニウム合金JIS ADC12をダイカストした。図
1の金型を使用したダイカストでは、プランジャの移動
速度を低速0.3m/秒から高速2.05m/秒に切り
替えるタイミングt2 を、溶湯が製品ゲート4に到達す
る時点t1 (0.088秒)の前後2様に設定した。図
2の金型を使用したダイカストでは、溶湯が製品ゲート
4に到達した後でプランジャの移動速度を低速から高速
に切り替えた。何れの場合も、プランジャの高速移動時
にあっては製品ゲート4を通過する溶湯の移動速度は1
00〜110m/秒と算出された。実施例1と同様に低
速で金型キャビティ5に流入する溶湯量を算出すると共
に、得られた各ダイカスト製品のフクレ率を求めた。更
に、目視観察で外観不良を検出し、不良率を算出した。
Example 2 Four-piece molds each having a mold cavity 5 having a size of 15 mm × 20 mm × 40 mm and connected to a second runner 3 via a product gate 4 having a width of 3 mm × 4 mm and a length of 4 mm. A mold (FIGS. 1 and 2) was used. Prior to casting, the inside of the mold was replaced with oxygen gas of 0.1 to 0.2 MPa,
The mold was preheated. Then, the aluminum alloy JIS ADC12 held at 650 ° C. was die-cast. In the die casting using the mold shown in FIG. 1, the timing t 2 at which the moving speed of the plunger is switched from the low speed of 0.3 m / sec to the high speed of 2.05 m / sec is changed to the time t 1 (0. 088 seconds). In the die casting using the mold of FIG. 2, the moving speed of the plunger was switched from a low speed to a high speed after the molten metal reached the product gate 4. In any case, when the plunger is moving at high speed, the moving speed of the molten metal passing through the product gate 4 is 1
It was calculated as 00-110 m / sec. In the same manner as in Example 1, the amount of molten metal flowing into the mold cavity 5 at a low speed was calculated, and the blister rate of each of the obtained die-cast products was determined. Further, the appearance defect was detected by visual observation, and the defect rate was calculated.

【0017】表2の調査結果にみられるように、溶湯の
速度ベクトルが製品ゲート4の方向と一致しない金型
(図1)を用いた本発明例では、プランジャの移動速度
を低速から高速に切り替えるタイミングt2 を溶湯到達
時間t1 よりも遅くした場合にあっても、No.1〜4
の何れの金型キャビティ5に低速で流入する溶湯量も
1.5体積%以下と少なくかった。得られたダイカスト
製品は、1体積%以下の低いフクレ率を示し、外観不良
率も低い値を示した。更に、同じ金型(図1)を用いて
プランジャの移動速度を低速から高速に切り替えるタイ
ミングt2 を溶湯到達時間t1 よりも早く設定した場合
には、金型キャビティ5に低速で流入する溶湯量が大幅
に少なくなっており、フクレ率,外観不良率共に大きく
改善されていた。これに対し、溶湯の速度ベクトルが製
品ゲート4の方向に一致する金型(図2)を用いて溶湯
到達時点t1 よりも切替えタイミングt2 を遅くした比
較例では、低速で金型キャビティ5に流入する溶湯量が
多くなり、それに伴ってフクレ率が1体積%を超え、外
観不良率も大きくなった。
As can be seen from the investigation results in Table 2, in the example of the present invention using the mold (FIG. 1) in which the velocity vector of the molten metal does not coincide with the direction of the product gate 4, the moving speed of the plunger is increased from a low speed to a high speed. also the timing t 2 to switch in the case of slower than the molten metal reaching time t 1, No. 1-4
The amount of molten metal flowing into any one of the mold cavities 5 at a low speed was as small as 1.5% by volume or less. The obtained die-cast product exhibited a low blistering rate of 1% by volume or less, and a low appearance defect rate. Further, the timing t 2 to switch the moving velocity of the plunger using the same mold (FIG. 1) from a low speed to a high speed when set earlier than the molten metal reaching time t 1 flows at a low speed into the mold cavity 5 melt The amount was greatly reduced, and both the blistering rate and the appearance defect rate were greatly improved. In contrast, in the comparative example was slow timing t 2 switch than the molten metal reaches the time t 1 with mold velocity vector of the melt coincides with the direction of the product gate 4 (FIG. 2), the mold cavity 5 at a low speed The amount of molten metal flowing into the furnace increased, and the blister rate exceeded 1% by volume, and the appearance defect rate also increased.

【0018】 [0018]

【0019】[0019]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、スリーブ内の溶湯を金型キャビティに注入してダイ
カストする際、プランジャの低速移動時に金型キャビテ
ィに低速で流入する溶湯量を金型キャビティの容積の
1.5体積%以下となるように、プランジャの移動速度
を低速から高速に切り替えるタイミングを設定し、或い
は溶湯の速度ベクトルが製品ゲートの方向に一致しない
ようにしている。低速で金型キャビティに流入する溶湯
量が少ないため、金型キャビティに充填されている酸素
ガスが溶湯と十分に反応して酸化物を形成し、溶湯に巻
き込まれて残存する酸素ガスが大幅に少なくなる。その
結果、ガス巻込みに起因する巣,ブローホール等の鋳造
欠陥が抑制され、耐フクレ性に優れ良好な外観をもつダ
イカスト製品が得られる。
As described above, in the present invention, when the molten metal in the sleeve is injected into the mold cavity and die-casting is performed, the amount of molten metal flowing into the mold cavity at a low speed when the plunger is moved at a low speed is determined by the metal. The timing for switching the moving speed of the plunger from low speed to high speed is set so as to be 1.5% by volume or less of the volume of the mold cavity, or the speed vector of the molten metal does not match the direction of the product gate. Since the amount of molten metal flowing into the mold cavity at low speed is small, the oxygen gas filled in the mold cavity reacts sufficiently with the molten metal to form oxides, and the amount of oxygen gas remaining in the molten metal is greatly increased. Less. As a result, casting defects such as cavities and blow holes caused by gas entrapment are suppressed, and a die-cast product having excellent blister resistance and a good appearance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 溶湯の速度ベクトルを製品ゲートの方向に一
致させていない金型
FIG. 1 A mold in which the velocity vector of the molten metal does not match the direction of the product gate

【図2】 溶湯の速度ベクトルを製品ゲートの方向に一
致させた金型
FIG. 2 A mold in which the velocity vector of the molten metal matches the direction of the product gate

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:スリーブ 2:第1ランナー
3:第2ランナー 4:製品ゲート 5:金型キャビティ
6:オーバーフロー部
1: Sleeve 2: First runner
3: Second runner 4: Product gate 5: Mold cavity
6: overflow part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪狩 隆彰 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 倉増 幸雄 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takaaki Inogari 1-34-1 Kambara, Kambara-cho, Anbara-gun, Shizuoka Prefecture Within the Nippon Light Metal Co., Ltd. Group Technology Center 1-34-1, Nippon Light Metal Co., Ltd. Group Technology Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素ガスが充填された金型キャビティに
スリーブからランナー及び製品ゲートを介してアルミニ
ウム合金溶湯を注入する際、製品ゲートでの溶湯の流動
速度が30m/秒以下の低速で金型キャビティに流入す
る溶湯量を金型キャビティの容積の1.5%以下に規制
することを特徴とする鋳造欠陥が少ないダイカスト製品
の製造方法。
When a molten aluminum alloy is injected into a mold cavity filled with oxygen gas from a sleeve through a runner and a product gate, the flow speed of the molten metal at the product gate is as low as 30 m / sec or less. A method for producing a die-cast product having few casting defects, wherein the amount of molten metal flowing into the cavity is regulated to 1.5% or less of the volume of the mold cavity.
【請求項2】 プランジャの移動速度を低速から高速に
切り替えるタイミングを、ランナー容積の85〜97%
をアルミニウム合金が占める期間に設定する請求項1記
載の鋳造欠陥が少ないダイカスト製品の製造方法。
2. The timing for switching the movement speed of the plunger from low speed to high speed is set to 85 to 97% of the runner volume.
2. The method for producing a die-cast product having few casting defects according to claim 1, wherein the temperature is set to a period occupied by the aluminum alloy.
【請求項3】 ランナー内を流動する溶湯の速度ベクト
ルに一致しない方向性で製品ゲートが設けられた金型を
使用する請求項1記載の鋳造欠陥が少ないダイカスト製
品の製造方法。
3. The method for producing a die-cast product having few casting defects according to claim 1, wherein a mold provided with a product gate is used in a direction that does not coincide with a velocity vector of the molten metal flowing in the runner.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101743255B1 (en) * 2015-08-31 2017-06-02 대경제이엠 주식회사 Low speed low-pressure die-casting molds and casting process

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101743255B1 (en) * 2015-08-31 2017-06-02 대경제이엠 주식회사 Low speed low-pressure die-casting molds and casting process

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