JP2004025291A - Injection molding method and injection molding apparatus for light alloy - Google Patents

Injection molding method and injection molding apparatus for light alloy Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding method and an injection molding apparatus for a light alloy in which accurate metering is possible. <P>SOLUTION: The method consists of (a) a feed stage where the molten metal 3 of a light alloy material is fed; (b) a transition stage where the molten metal 3 is cooled while stirring it with an extrusion screw 5, and is transited to half-solidified slurry 8; (c) the primary metering stage where a communication passage 10 is closed, and the half-solidified slurry 8 is stored in a storage part 6 formed by retreating the extrusion screw 5 to the upper side in a prescribed amount; (d) the secondary metering stage where the communication passage 10 is opened, and the half-solidified slurry 8 is extruded inside the cylinder 11 via the communication passage 10 in such a manner that a plunger 12 is retreated while the extrusion screw 5 is advanced so as to apply positive pressure to the half-solidified slurry 8 extruded inside the cylinder 11; and (e) an injection stage where the communication passage 10 is closed, and thereafter, the plunger 12 is advanced to inject the half-solidified slurry 8. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばマグネシウムやアルミニウム等の軽合金を成形するための射出成形方法及び射出成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、金属の半凝固状態を利用し射出成形技術と組み合せたチクソモールド法と呼ばれる成形法が実用化されている。このチクソモールド法としては、M.C.フレミングスらの米国特許第3902544号等がある。また、スクリューを利用し、固相と液相の混在する半凝固状態を作り出す方法が特公平1−33541号公報及び特公平2−15620号公報に記載されている。また、これらの方法を用いた射出成形方法について特表平3−504830号公報に記載されている。
【0003】
この種の軽合金の射出成形方法としては、特許第2832625号公報に記載のものがある。このものは、チクソモールド法とは異なり、ペレット(チップ又は顆粒)状の材料を使うことなくインゴット原料を半溶融状態に加熱し、その後粉砕機にて粒状にし、シリンダへ供給するものである。
【0004】
また、半凝固状態で射出する別の方法として、特許第2974416号公報に記載されたものもある。このものは、溶解炉で溶融された軽合金材料が縦型シリンダの上部に配置されたホッパーから供給され、シリンダの外側に配置された冷却用装置による温度制御で溶湯が冷却され、垂直に配置されるスクリューの回転による攪拌破砕によって樹枝状晶を半凝固状態にし、そのスラリーをスクリュー先端部で計量後、その下部に位置する金型内に射出する方法である。
【0005】
チクソモールド法を使用した軽合金の射出成形方法は、特表平3−504830号公報に記載されているように、ホッパーより固体ペレット(チップ)をインライン式射出成形機に供給し、そのバレル内で昇温し半溶融スラリーを作製して、スクリューでバレル先端部に送って一旦貯留した後、樹脂射出成形と同様に射出成形するものである。本方式は、直接溶湯を処理せず、バレル内でのヒータ加熱とスクリュー回転によるせん断作用によって固体ペレットを半溶融スラリーとするものであり、金属チップの溶融のためにスクリューによるせん断発熱と加熱ヒータによる加熱の両方が作用する。せん断発熱についてはそのスクリューヘ導入される状態の変化、つまり金属チップの形状のバラツキによってスクリューヘ導入される量にバラツキが出る結果、時々によってせん断履歴が一定ではなく、射出毎に溶融状況に違いが出る。一方のヒータ加熱では、温度制御の精度が大きく影響する。通常、ヒータ加熱によりバレルが加熱され、その伝導熱によって金属チップが加熱される。チップ形状のバラツキで伝導熱を受ける接触面に違いがでてくる。そうなると当然スクリュー軸方向分布にバラツキがでることとなり、その結果、制御範囲のバラツキが生じ金属チップの溶融状況が時々により異なり一定しない。また、スクリュー回転数を制御するとヒータ加熱による熱履歴に影響を及ぼすことになる。それゆえ、チクソモールド法では、これら各パラメータを制御して限られたスクリュー長さ、滞留時間の中で安定した温度のスラリー状態を作り出すことは困難であり、溶融開始点が安定せず未溶融(この場合、半溶融の固相粒)の割合がショット毎に変化することになる。そして、スクリュー軸方向の温度分布がショット毎に変化してスラリー状態が変化することで粘度が変化する結果、安定した計量ができなくなる。
【0006】
また、特表平3−504830号では金属ペレット(チップ)をインライン式射出成形機のバレル内に供給する際に、金属ペレットとともに多くのガスがバレル内に混入してしまう。半溶融状態のスラリーの粘度はその合金金属によっても異なるが、凡そ100poise以下と樹脂の粘度に比べて低く、スクリュー回転によって生じるスラリーへの押出し圧は樹脂と比べて低く、半溶融状態のスラリーをスクリュー先端部の材料貯留部に送る送り能力は小さいため、樹脂成形のように背圧に打ち勝ってスクリューを後退させる程の発生圧力を期待できない。そのため、インライン式では、計量時にスクリューの回転と同時にスクリューを後退させているが、このような計量方法では、半凝固スラリーの自重に加えスラリーに対するヘッド圧程度しか作用せず混入したガスがバレル上流側(低圧のホッパー側)に排出されることなく、その多くは溶融スラリー中に残存することとなり計量精度は不安定になり、射出毎の成形品に品質不良が多くなり、品質にバラツキが出る。
【0007】
また、特許第2974416号は、溶湯を冷却して半凝固スラリーを生成するため、その固相の状態、即ち固相率の安定性や固相粒径サイズは前述の特表平3−504830号の半溶融スラリーよりは良い状態で供給される。また、バレル内へは溶湯を供給するため、ガスの混入は特表平3−504830号よりも多少改善される。しかしながら、粘度が低いのは半凝固スラリーも本質的に同じであり、計量時には材料の自重に加えスラリーに対する材料導入部からのヘッド圧程度しか作用せず、特表平3−504830号と同様に混入したガスは樹脂成形のようにスクリュー回転によりバレル内に生じる発生圧力を利用してバレル上流側(低圧のホッパー側)に排出することができないため、いぜん多くの混入ガスが残存する事になる。さらに、溶湯導入部(ホッパー)の溶融量がヘッド圧として作用するため、溶湯導入部での液面の変化が計量精度を左右することになる。また、固相率が高くなると、圧損が大きくなり計量時の状態が違ってくる。圧損が大きな状態でスクリューを後退させて強制的に計量すれば、スクリュー後方からのガスの巻き込みが発生することがある。
【0008】
また、これらの軽合金の射出成形方法を改良した技術として特許第3237017号に記載されているものがある。この方法では、第1チャンバと第2チャンバを有し、第1チャンバから第2チャンバへの移動に際し、吸引力によって第2チャンバに誘引されることが記載されている。この方法によれば、第2チャンバに吸引力を発生させ、溶融金属を負圧によって第2チャンバに移動させることになり、第2チャンバ内のラム(プランジャ)の隙間やノズル先端部からのガスの巻き込みが生じることは避けられない。そのため、第1チャンバにあるラムによって残っている材料を第2チャンバに押し入れることで、巻き込まれたガス(空気)を第2チャンバから押し出す方法を提案しているが、水平に配置されている第2チャンバから溶融金属に混入したガスを十分に抜くことは難しい。また、残存するガスにより計量精度も不安定なものとなる。また、溶融金属の状態に関する詳細な説明が無く、第1チャンバでは液相線を超えた溶融金属が導入されるものであるが、ここで積極的に半凝固スラリーを生成しているのか不明である。仮に第1チャンバで冷却して半凝固スラリーを生成しても、半凝固スラリーの固相率が大きくなると吸引力によって第2チャンバに誘引することは難しくなり、圧損(抵抗)が大きくなる結果、半凝固スラリー状態での計量精度は悪くなる。
【0009】
また、押出し部と射出部を分割する同様の技術として特許第3258617号に記載のものがある。このものは、押出シリンダ装置で固体金属が溶融され、注湯シリンダ装置に供給され金型に射出される。この時、押出シリンダとシリンダギャップとの間に設けた閉鎖体が、スクリューの第1位置から第2位置への移動によって、注湯シリンダ装置から押出シリンダ装置への逆流防止の役割をするというものである。この場合は、油圧シリンダによりスクリューに発生する圧力で逆流防止するのではないため、射出部で発生する圧力によってシールして逆流が防止できるというメリットがあり、大きな油圧シリンダを必要としない。しかしながら、固体金属の供給と共に多くのガスが押出しシリンダ装置に混入してしまうこと、及び計量がスクリュー回転による押出し量・押出し力で決定されることから、溶融した際の粘度が低い軽合金の場合、高い計量精度を出すことは難しいものである。
【0010】
そこで、押出しシリンダへのガスの混入が少なく、高い精度で計量が可能となる軽合金の射出成形装置として、特開2001−1122号公報に記載のものがある。このものは、実質的に縦向きのチャンバー内において金属溶湯を押出スクリューで剪断しながら冷却して半凝固スラリーに遷移させたあと、チャンバーの下端排出口から排出されてきた半凝固スラリーを成形金型に射出するものであり、型締め装置は固定金型に対して移動金型を水平方向に開閉するように構成されており、チャンバーの下端排出口に、縦方向の第一流路と、この流路の下端から水平方向に延びかつ固定金型に連通する第二流路を内部に有する接続部材が接続されているものである。この場合、チャンバーの下端排出口から排出される半凝固スラリーはいったん水平方向に向きを変え、その射出方向と同じ水平方向に型開閉する成形金型に射出されることになるので、成形金型やそのストローク量を大きくしても、スクリュー押出機を必要以上に高く配置する必要がなくなる。また、本発明装置では、縦向きのチャンバー内において金属溶湯を押出スクリューで剪断しながら冷却して半凝固スラリーに遷移させるので、従前のレオモールディング法と同様に、固体原料を加熱して半凝固スラリーにすることに伴う種々の不都合を解消することができ、その上、気泡や引けの少ない高品質な軽金属成形品を射出成形することができる。一方、同公報の図3に示されるように、スクリュー押出機に軸方向に移動しない押出スクリューを備え、射出流路の第二流路内に水平方向に移動する射出プランジャを設ける場合もあり、この場合、第二流路内の半凝固スラリーがスクリュー押出機に逆流するのを防止する逆止弁を第一流路に設けておけば、射出成形時における1ショットの計量が極めて正確に行えるようになるものである。しかしながら、計量精度は、前述の従来のものに比較すると、非常に高いものであるが、一般的な樹脂の射出成形に比較すると、押出しスクリューの押出し力による計量であるため、その精度に若干の不安定性を有しており、さらに計量精度を向上させるための改良が必要であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、固相粒径が均一で品質の良い半凝固スラリーの生成及びその精度良い計量が可能であり、バリや引け巣の少ない高精度な軽合金の射出成形品を得ることができる軽合金の射出成形方法及び射出成形装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の軽合金の射出成形方法は、内部に押出しスクリューを備えた実質的に縦向きに設置されているバレルと、バレルに連通流路を介して連通する内部にプランジャを備えたシリンダとを有する軽合金の射出成形方法であって、(a)供給口からバレル内部に軽合金材料の金属溶湯を供給する供給工程と、(b)前記バレル内において、前記金属溶湯を前記押出しスクリューで攪拌しながら冷却して半凝固スラリーに遷移させる遷移工程と、(c)前記連通流路を閉止し、前記押出しスクリューを上側に所定量後退させてできる貯留部に、前記半凝固スラリーを貯留する1次計量工程と、(d)前記連通流路を開放し、少なくとも前記プランジャが所定位置まで後退することで前記シリンダ内部に計量部ができるまでの間、前記連通流路を介して前記半凝固スラリーを前記シリンダ内部に押出すにあたり、前記シリンダ内部に押出された前記半凝固スラリーに正圧がかかるように前記押出しスクリューを前進させつつ前記プランジャを後退させる2次計量工程と、(e)前記連通流路を閉止した後、前記プランジャを前進させて前記半凝固スラリーを射出する射出工程と、で構成されるものである。
【0013】
この構成によると、バレルに軽合金の金属溶湯を供給しているので、初期段階でのガスの混入が少ない。また、供給された金属溶湯をバレル内部で攪拌しながら冷却して半凝固スラリーを生成するものであるため、チクソモールド法のようなせん断履歴等の熱履歴のバラツキがなく、溶融状態(半凝固スラリーの状態)が安定する。また、実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機の下部に貯留部を形成し、そこへ半凝固スラリーを供給口からのヘッド圧と自重を利用して移動させるものであるため、ガスを巻き込むことなく一旦半凝固スラリーを貯留することができる。そして、貯留している半凝固スラリーを貯留部から所定の容積の計量部に圧入するにあたり、当該スラリーに正圧をかけながら計量を行うものであるため、半凝固スラリーにヘッド圧と自重による圧力以上の圧力が生じて、供給口側のヘッド圧の変動が計量に影響しないばかりか残存ガスを低圧の供給口側に抜くことができ、安定かつ高精度の計量を行うことができる。
【0014】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前述の発明において、前記連通流路の開閉を流路内に設けたバルブ手段により行うことを特徴とするものである。
この構成によると、連通流路の開閉を意図的に行うことができるため、貯留部での1次計量を高精度で確実に行うことができ、計量後に連通流路を開放し、2次計量工程に移行する。このため、射出ごとの計量のバラツキが少なくなる。
【0015】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前述の発明において、前記1次計量工程における前記連通流路の閉止を前記プランジャが前記連通流路を塞ぐ位置に移動することにより行い、前記射出工程における前記連通流路の閉止を前記押出しスクリューが前記連通流路を塞ぐ位置に移動することにより行うことを特徴とするものである。
この構成によると、連通流路の閉止を、射出成形装置を構成するプランジャ及び押出しスクリューのそれぞれの部品を用いて行うことができるため、射出成形装置の構成部品数を少なくすることができる。また、連通流路の開閉制御がプランジャ及び押出しスクリューの制御と一連となり動作が簡素化される。
【0016】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前述の発明において、前記2次計量工程において、前記押出しスクリューを進退させるスクリュー用油圧シリンダに前進力を付与する際の油圧と、前記プランジャを進退させるプランジャ用油圧シリンダに後退力を付与する際の油圧との差圧が略一定となるように各油圧ラインの圧力の少なくとも一方を制御することを特徴とするものである。
この構成によると、押出しスクリュー及びプランジャを各油圧シリンダの油圧力によって進退させるため、押出しスクリュー及びプランジャの進退によって形成される貯留部及び計量部に容積を一定となるように正確に制御することが可能となり、高精度での計量が可能となる。また、成形品の大きさにあわせて、貯留部及び計量部の大きさを制御することもできる。また、シリンダ内に押出された半凝固スラリーに作用する圧力を略一定にすることができるため射出ごとの2次計量が更に安定する。
【0017】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前述の発明において、前記供給口に設けたホッパーに外部から軽合金の金属溶湯を供給し、前記金属溶湯の湯温を均一にした後、前記バレル内部に供給することを特徴とするものである。
この構成によると、金属溶湯の湯温を均一にした後で、バレル内部に供給するため、湯温が一定の金属溶湯を出発原料としてバレル内で冷却することができ、固相粒径が均一で品質の良い半凝固スラリーを生成することができる。
【0018】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前記遷移工程において、前記半凝固スラリーの固相率が5〜40%となるように前記金属溶湯を前記バレル内で冷却することを特徴とするものである。
半凝固スラリーの固相率を5〜40%となるようにバレル内で冷却することによって、押出しスクリューによってバレル内の半凝固スラリーをプランジャを備えたシリンダ内に投入するのに適正な粘度とできる。ここで、固相率が5%未満では、液相の状態とほとんど変化がない。また、固相率が40%を超えると、流動性が悪くなり、成形品の歩留りが悪くなる。
【0019】
また、本発明の軽合金の射出成形方法は、前述の発明において、前記金属溶湯の冷却が、前記バレル及び前記押出しスクリューに設けられた冷却手段によって行われることを特徴とするものである。
この構成によると、金属溶湯をバレル内面と押出しスクリュー表面とから冷却することができ、バレルとスクリューとから形成される溝の全体にわたって樹枝状晶を生成させることができるため、均質な半凝固スラリーを生成することができる。
【0020】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、バレルの上部に金属溶湯が供給される供給口を有し、バレルの内部に回転自在かつバレル軸方向に進退自在の押出しスクリューを有し、前記押出しスクリューが後退することによって前記バレル内下部に貯留部が形成される実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機と、前記供給口から前記バレル内に供給された金属溶湯が半凝固スラリーとなるように冷却する冷却手段と、前記バレルの下端に設けられた連通流路を介して接続されるシリンダの内部に前記シリンダの軸線方向に進退自在なプランジャを有し、前記プランジャが後退することによって前記シリンダ内部前方に計量部が形成され、前記プランジャが前進することによって前記半凝固スラリーを射出するプランジャ射出機とを備えてなる軽合金の射出成形装置であって、前記押出しスクリューが、先端部に逆流防止手段を有するとともに、前記半凝固スラリーを一旦貯留してから前記計量部に正圧をかけながら圧入すべく油圧力で進退するように構成されているものである。
【0021】
この構成によると、バレルに軽合金の金属溶湯を供給しているので、初期段階でのガスの混入が少ない。また、供給された金属溶湯をバレル内部で攪拌しながら冷却して半凝固スラリーを生成するものであるため、チクソモールド法のようなせん断履歴等の熱履歴のバラツキがなく、溶融状態(半凝固スラリーの状態)が安定する。また、実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機の下部に貯留部を形成し、そこへ半凝固スラリーを供給口からのヘッド圧と自重を利用して移動させるものであるため、ガスを巻き込むことなく一旦半凝固スラリーを貯留することができる。そして、貯留している半凝固スラリーを貯留部から所定の容積の計量部に圧入するにあたり、半凝固スラリーに正圧を作用させながら計量を行うものであるため、半凝固スラリーにヘッド圧と自重による圧力以上の圧力が生じて、供給口側のヘッド圧の変動が計量に影響しないばかりか残存ガスを低圧の供給口側に抜くことができ、安定かつ高精度の計量を行うことができる。また、押出しスクリューの先端部に逆流防止手段が設けられているため、連通流路を確実に閉止することが可能となり、射出工程時の、半凝固スラリースクリュー押出し機側への逆流が確実に防止され、計量部で計量された半凝固スラリーの全部を確実に射出することができる。
【0022】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記連通流路内に前記連通流路を開閉するバルブ手段を設けていることを特徴とするものである。
この構成によると、連通流路の開閉を意図的に行うことができるため、貯留部での1次計量を高精度で確実に行うことができ、計量後に連通流路を開放し、2次計量工程に移行する。このため、射出ごとの計量のバラツキが少なくなる。
【0023】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記押出しスクリューは、前記貯留部を形成する位置から前記連通流路を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有する油圧シリンダを備えていることを特徴とするものである。
この構成によると、スクリュー押出し機内で、成形品にあわせて適正な容量の貯留部を形成することが可能となる。また、連通流路を確実に閉止することができるので、プランジャ射出機からスクリュー押出し機内への逆流を防止することができ、2次計量工程において、高精度で計量ができる。
【0024】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記プランジャは、前記計量部を形成する位置から前記連通流路を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有する油圧シリンダを備えていることを特徴とするものである。
この構成によると、プランジャ射出機内で、成形品にあわせて適正な容量の計量部を形成することが可能となる。また、連通流路を確実に閉止することができるので、スクリュー押出し機における1次計量工程において、高精度で計量ができる。
【0025】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記プランジャは、前記計量部を形成する位置から前進して射出が完了した際に前記連通流路を閉止するものであることを特徴とするものである。
この構成によると、射出工程が終了直後に、連通流路を閉止でき、続けて、新たな半凝固スラリーをスクリュー押出し機内の貯留部で計量を行うことができる。
【0026】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記冷却手段が、前記バレル及び前記押出しスクリューに設けられていることを特徴とするものである。
この構成によると、金属溶湯をバレル内面と押出しスクリュー表面とから冷却することができ、バレルとスクリューとから形成される溝の全体にわたって樹脂状晶を精製させることができるため、均質な半凝固スラリーを生成することができる。
【0027】
また、本発明の軽合金の射出成形装置は、前述の発明において、前記押出しスクリューを進退させるスクリュー用油圧シリンダと、前記プランジャを進退させるプランジャ用油圧シリンダと、半凝固スラリーを前記貯留部から前記計量部に押出す際に、前記計量部に押出された前記半凝固スラリーに略一定した正圧が作用し得るようにスクリュー用油圧シリンダを前進させる際の油圧と、前記プランジャを後退させる際のプランジャ用油圧シリンダの油圧の少なくとも一方を制御する油圧制御手段を備えていることを特徴とするものである。
この構成によると、押出しスクリュー及びプランジャを各油圧シリンダの油圧力によって進退させるため、押出しスクリュー及びプランジャの進退によって形成される貯留部及び計量部に容積を一定となるように正確に制御することが可能となり、高精度での計量が可能となる。また、成形品の大きさにあわせて、貯留部及び計量部の大きさを制御することもできる。また、計量部に押出された半凝固スラリーに作用する圧力を略一定にすることができるため計量部における射出ごとの計量が更に安定する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施形態の一例を示している。この実施形態に係る軽合金の射出成形装置1は、バレル2の上部に金属溶湯3が供給される供給口4を有し、バレル2の内部に回転自在かつバレル2軸方向に進退自在の押出しスクリュー5を有し、この押出しスクリュー5が後退することによってバレル2内下部に貯留部6が形成される実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機7と、供給口4からバレル2内に供給された金属溶湯3が半凝固スラリー8となるように冷却する冷却手段9と、バレル2の下端に設けられた連通流路10を介して接続されるシリンダ11の内部にシリンダ11の軸に沿って進退自在なプランジャ12を有し、このプランジャ12が後退することによってシリンダ11内部前方に計量部13が形成され、プランジャ12が前進することによって半凝固スラリー7を射出するプランジャ射出機14とを備えている。そして、押出しスクリュー5及びプランジャ12の進退を制御する油圧制御装置Uとを備えている。
【0029】
また、この射出成形装置1は、金属溶湯3を貯留するホッパー15を備えており、プランジャ射出機14の先端に設けられた半凝固スラリー8が射出されるノズル部16を介して型締め装置17によって横向きに開閉する金型24と当接している。この射出成形装置1の構成部材のうち、ホッパー15は、図示しない溶解炉で溶解された金属溶湯3を受け入れてこれを溶融状態で貯溜するもので、このホッパー15の下端開口部はバレル2の上端部に接続されている。また、ホッパー15には、加熱ヒータ等の温度制御手段が設けられている。
【0030】
ホッパー15内には、アルゴン等の不活性ガスが充満されており、金属溶湯3の湯面を不活性ガスでシールするようにしている。バレル2の上端には駆動モーター18が直結され、この駆動モーター18の駆動軸には、バレル2の内部に回転自在に挿通された押出しスクリュー5の上端が連結されていて、この押出しスクリュー5は、その下端がバレル2内で自由端となるように片持ち状に配置されている。
【0031】
駆動モーター18の上部には上下方向に出退するシリンダロッドを有するスクリュー用油圧シリンダ19が接続され、このスクリュー用油圧シリンダ19のシリンダロッド20に駆動モーター18が直結されている。このため、本実施形態のスクリュー押出し機7では、スクリュー用油圧シリンダ19のシリンダロッド20を下方に突出することにより駆動モーター18を介して押出しスクリュー5を軸方向下方に移動させ、これにより、バレル2内の下端部に溜まっている半凝固スラリー8を外部に押し出すことができるようになっている。また、このスクリュー用油圧シリンダ19は、軸方向上方に移動した際に、バレル2内下部に少なくも成形品体積よりも大きな容積の貯留部6が形成できるように構成されている。さらに、この貯留部6を形成する位置から連通流路10を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有している。
【0032】
バレル2の外周面は冷却手段9で覆われている。この冷却手段9は、上下方向に分離された複数の温度制御ジャケット21よりなる。そして、このジャケット21内に金属溶湯3の温度よりも低い油等の熱媒体を流通させることにより、バレル2内の金属溶湯3が液相温度以下でかつ固相温度以上の温度範囲になるように冷却できるようになっている。なお、バレル2内の金属溶湯3を高精度に温度制御するために、冷却手段9の各温度制御ジャケット21は加熱機能も兼ね備えている。
【0033】
バレル2の下端に形成されている連通流路10を介してプランジャ射出機14が接続されている。このプランジャ射出機14は、前方にバルブ手段22を備えたノズル部16を有するシリンダ11と、シリンダ11内部で進退移動自在なプランジャ12とを有している。プランジャ12は、プランジャ用油圧シリンダ23の油圧力で駆動する。このプランジャ12が後退した際のシリンダ11の前方部には計量部13が形成される。この計量部13の容積は、成形品を得るのに必要な容量となるようプランジャ12の後退量により適宜設定することができる。また、このプランジャ用油圧シリンダ23は、計量部13を形成する位置からプランジャ12が前進することによりシリンダ11の先端部近傍に接続された連通流路10を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有している。なお、プランジャ12は、射出が完了した際に連通流路10を閉止するように設けられている。これによって、射出直後に、次の射出成形のための金属溶湯3をスクリュー押出し機7内に供給することができるようになっている。また、ノズル部16のバルブ手段22は射出時以外は閉じた状態となっている。このバルブ手段22は、シリンダ11の外周部に設けられた温度制御ジャケット21等よりなる温度制御手段によりノズル先端に金属固体栓を形成してノズル封鎖するものや、ノズル先端に設けた機械式又はばね式のシャットオフバルブによりノズル封鎖するものを使用できる。もっとも、金属固体栓を形成する際にノズル先端付近に固相率の高い部分が生じない点、及び、固体栓が製品に混入する可能性がない点で、シャットオフバルブを用いる後者タイプのノズルの方が好ましい。
【0034】
型締め装置17は、基台25上に立設されたリンクハウジング26と、このハウジング26に水平方向のタイバー27を介して固定された固定盤28と、この固定盤28に固定された固定金型24bと、タイバー27に対して摺動自在に貫通支持された可動盤29と、固定金型24bに対して水平方向に開閉自在となるよう可動盤29に固定された移動金型24aと、を備えている。リンクハウジング26の外面中央部には型締めシリンダ30が固定され、この型締めシリンダ30のシリンダロッド31の先端は可動盤29の中央部に連結されている。このリンクハウジング26と可動盤29同士は、これらが接近したときに折り畳まれかつ離反したときに水平方向にほぼ一直線に並ぶ複数のリンク32で連結されている。
【0035】
可動盤29のリンクハウジング26側の側面には押出シリンダ33が設けられ、この押出しシリンダ33の押出しロッド34は可動盤29を貫通して移動金型24aの製品突出し機構に連結されている。従って、この型締め装置17では、型締めシリンダ30のシリンダロッド31を突出させてリンク32を一直線上に伸びた状態にし、このリンク32の突っ張り状態とすることにより、移動金型24aを固定金型24bに対して強力に押圧できるようになっている。また、製品の離型は、押出しシリンダ33の押出しロッド34を突出させて製品突出し機構を作動させることにより行なっている。
【0036】
次に、この射出成形装置1の動作とそれによる軽合金の射出成形方法について説明する。
【0037】
まず、図示しない溶解炉から機械式あるいは電磁ポンプ等の手段でホッパー15内に投入された金属溶湯3が送られる。溶解炉は、特に種類は問わず、高周波誘導炉あるいは電磁誘導加熱炉等を使用することができる。ホッパー15内の金属溶湯3は、ホッパー15に設けられた加熱ヒータ等の温度制御手段によって、均一の温度に保たれている。なお、必要によりホッパー内の金属溶湯を攪拌する攪拌手段を設けて、攪拌作用を付与することができる。金属溶湯3は、ガスシールされた状態でスクリュー押出し機7のバレル2の上部に供給され、各温度制御ジャケット21によって液相温度以下でかつ固相温度以上に冷却されて樹枝状晶に成長する。この樹枝状晶は回転する押出しスクリュー5の剪断作用によって攪拌破砕し、均一で、微細な結晶粒が生成されて半凝固スラリー8に遷移する。
【0038】
この時、プランジャ射出機14のプランジャ12は、図2に示すように、連通流路10を閉止する位置まで前進している。そして、スクリュー押出し機7の押出しスクリュー5が後退することによって、押出しスクリュー5と連通流路10との間に貯留部6が形成され、半凝固スラリー8が、この貯留部6に貯留される。押出しスクリュー5は、回転を止めて後退するものであっても、回転しながら後退するもののいずれであっても良い。なお、このとき、押出しスクリュー5の先端部にはチェックリング等の逆流防止手段を設けることが好ましく、逆流防止手段を設けることによって、後退時はスムーズに半凝固スラリー8を下方に流動させながら成形品体積よりも大きな容積の貯留部6において1次計量が行われる。
【0039】
ついで、連通流路10を開放させてプランジャ射出機14のプランジャ12を図3に示すように後退させると同時に、押出しスクリュー5を前進させる。そして、プランジャ12が成形品体積に応じて設定された所定の位置になるまで後退する間、押出しスクリュー5による加圧力を作用させながら半凝固スラリー8をシリンダ11の前方に形成される計量部13に正圧をかけながら圧入することによって2次計量される。
【0040】
圧入による計量が完了すると、図4に示すように、押出しスクリュー5により連通流路10が閉止され、計量部13からの半凝固スラリー8の逆流が防止される。なお、計量の際、プランジャ射出機14のシリンダ11の先端のノズル部16は、バルブ手段22によって閉止されている。
【0041】
こうして、2次計量が完了した後、ノズル部16のバルブ手段22を開放するとともにプランジャ12を前進させることにより半凝固スラリー8を金型24内(図1参照)に射出し一定形状の成形体の成形が行なわれる。
【0042】
このように、本実施形態例では、バレル2に軽合金の金属溶湯3を供給しているので、初期段階でのガスの混入が少ない。また、供給された金属溶湯3をバレル2内部で攪拌しながら冷却して半凝固スラリー8を生成するものであるため、チクソモールド法のようなせん断履歴等の熱履歴のバラツキがなく、溶融状態(半凝固スラリーの状態)が安定する。また、実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機7の下部に貯留部6を形成し、そこへ半凝固スラリー8を供給口からのヘッド圧と自重を利用して移動させるものであるため、ガスを巻き込むことなく一旦半凝固スラリー8を貯留することができる。そして、貯留している半凝固スラリー8に加圧力を作用させながら貯留部6から所定の容積の計量部13に圧入することにより計量を行うものであるため、半凝固スラリー8にヘッド圧と自重による圧力以上の圧力が生じて、供給口側のヘッド圧の変動が計量に影響しないばかりか残存ガスを低圧の供給口側に抜くことができ、安定かつ高精度の計量を行うことができる。また、出発原料が金属溶湯3でありこれを半凝固スラリー8に冷却しながら下方に搬送しているので、押出しスクリュー5の上流部の磨損や折損を低減できるとともに、スクリュー押出し機5の負荷トルクや攪拌経路をそれほど大きく取る必要がなくなり、装置の小型化が可能になる。
【0043】
以上にように、本実施形態例に係る射出成形装置は、押出しスクリュー5とプランジャ12とが一連の動作で連動することによって、高い精度で計量を行い、射出成形することが可能となる。これら、押出しスクリュー5とプランジャ12は、図1に示す油圧制御装置Uによってその進退が制御されている。
【0044】
計量時におけるこの油圧制御装置Uの作動を図1を参照しつつ説明する。まず、スクリュー用油圧シリンダ19に接続されている電磁弁40が入ることで、押出しスクリュー5を前進させる。一方、プランジャ用油圧シリンダ23に接続されている電磁弁41も同時に入り、プランジャ12を後退させる。この時、押出しスクリュー5側もプランジャ12側も油圧力をそれぞれセンサーP1,P2で測定しながら、計量用押込み圧力制御機45によって演算する。そして、スクリュー5側圧力とプランジャ12側圧力との関係がスクリュー5側圧力>プランジャ12側圧力であって、常に一定の正圧になる様に電磁圧力比例弁46,47の少なくとも一方を制御する。この時、スクリュー用油圧シリンダ19及びプランジャ用油圧シリンダ23の各油圧シリンダの摩擦力に対抗してこれをキャンセルし得るように予めスクリュー5側の油圧力の制御パラメータP1及びプランジャ12側の油圧力の制御パラメータP2の初期値を設定しておくと良い。このような、油圧制御装置Uの作動によって、バレル2内の半凝固スラリー8は計量部13側に移動するにあたり、一定の正圧が作用しながらシリンダ内の計量部13に圧入されることになり、ガス抜きがされかつ精度良く計量された半凝固スラリーが計量部13に充填されることになる。
【0045】
なお、本実施形態例では、連通流路10の開閉を押出しスクリュー5あるいはプランジャ12が連通流路10を塞ぐ位置まで移動させることにより行なっているが、本発明に係る射出成形装置は、これに限らず、例えば、連通流路10内にバルブ手段を設け、これにより連通流路の開閉を意図的に行うものであっても良い。また、バルブ手段に代えて逆止弁を使用することもできる。ただし、この場合は、プランジャ12の射出時に逆止弁が作用するようにするとともに、1次計量時にプランジャ12を連通流路を塞ぐ位置まで移動させておく方法を採る必要がある。
【0046】
また、冷却手段9は、バレル2外周から冷却するものであるが、さらに押出しスクリュー5内部に冷却する手段を付加することもできる。これにより、樹枝状晶がバレル2内壁近傍だけでなく、押出しスクリュー5近傍にも生成され、これを押出しスクリュー5によりせん断して攪拌破砕すると、半凝固スラリー8の均一性がより向上する。なお、生成される半凝固スラリーは、冷却手段による温度調節を行い、固相率が5〜40%の範囲となるよう調節されることが好ましい。固相率が5%未満では液相の状態とほとんど変わらず、半凝固射出成形品のメリットがなくなり、40%を越えると流動性が悪くなり成形品の歩留りが悪くなるからである。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、気泡や引けの少ない高品質な軽金属成形品を射出成形できるので、射出成形による高品質な成形品を安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る軽合金の射出成形装置の実施形態の一例を示す全体説明図である。
【図2】本発明に係る軽合金の射出成形装置の実施形態の一例の要部を示す図であり、成形工程を説明するための図である。
【図3】本発明に係る軽合金の射出成形装置の実施形態の一例の要部を示す図であり、成形工程を説明するための図である。
【図4】本発明に係る軽合金の射出成形装置の実施形態の一例の要部を示す図であり、成形工程を説明するための図である。
【符号の説明】
U 油圧制御装置
1 射出成形装置
2 バレル
3 金属溶湯
4 供給口
5 押出しスクリュー
6 貯留部
7 スクリュー押出し機
8 半凝固スラリー
9 冷却手段
10 連通流路
11 シリンダ
12 プランジャ
13 計量部
14 プランジャ射出機
16 ノズル部
17 型締め装置
19 スクリュー用油圧シリンダ
20 シリンダロッド
21 温度制御ジャケット
22 バルブ手段
23 プランジャ用油圧シリンダ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding method and an injection molding apparatus for molding a light alloy such as magnesium and aluminum.
[0002]
[Prior art]
Recently, a molding method called a thixomold method utilizing a semi-solid state of a metal in combination with an injection molding technique has been put to practical use. As the thixomold method, M.I. C. US Patent No. 3,902,544 to Flemings et al. In addition, a method of using a screw to create a semi-solid state in which a solid phase and a liquid phase are mixed is described in Japanese Patent Publication Nos. 1-354341 and 2-15620. Further, an injection molding method using these methods is described in JP-A-3-504830.
[0003]
An injection molding method of this kind of light alloy is disclosed in Japanese Patent No. 2832625. In this method, unlike the thixomolding method, an ingot raw material is heated to a semi-molten state without using a pellet (chip or granule) material, and then is granulated by a pulverizer and supplied to a cylinder.
[0004]
As another method of injecting in a semi-solid state, there is one described in Japanese Patent No. 2974416. In this type, light alloy material melted in a melting furnace is supplied from a hopper arranged at the top of a vertical cylinder, and the molten metal is cooled by temperature control by a cooling device arranged outside the cylinder, and vertically arranged In this method, the dendrites are brought into a semi-solid state by stirring and crushing by rotating the screw, and the slurry is measured at the tip of the screw and then injected into a mold located below the screw.
[0005]
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-504830, a light alloy injection molding method using a thixomolding method supplies solid pellets (chips) from a hopper to an in-line type injection molding machine. To produce a semi-molten slurry, send it to the barrel tip with a screw, temporarily store it, and then perform injection molding in the same manner as resin injection molding. In this method, solid pellets are converted into semi-molten slurry by the heating action of the heater inside the barrel and the shearing action of the screw rotation without directly treating the molten metal. Both heating by heating works. As for the heat generated by shearing, the change in the state introduced into the screw, that is, the amount introduced into the screw varies due to the variation in the shape of the metal tip, the shear history is sometimes not constant, and the melting state differs for each injection. coming out. On the other hand, in heater heating, the accuracy of temperature control has a great effect. Usually, the barrel is heated by heater heating, and the metal tip is heated by the conduction heat. Differences occur in the contact surfaces that receive the heat of conduction due to variations in the chip shape. In this case, the distribution in the axial direction of the screw naturally varies, and as a result, the control range varies, and the melting state of the metal tip varies from time to time and is not constant. Further, controlling the screw rotation speed affects the heat history due to heater heating. Therefore, in the thixomolding method, it is difficult to control these parameters to create a slurry state having a stable temperature within a limited screw length and residence time, and the melting start point is not stable and the unmelted state is not obtained. In this case, the ratio of (semi-solid solid particles) changes for each shot. Then, as the temperature distribution in the screw axis direction changes for each shot and the slurry state changes, the viscosity changes, so that stable measurement cannot be performed.
[0006]
In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-504830, when supplying metal pellets (chips) into the barrel of an in-line injection molding machine, a large amount of gas enters the barrel together with the metal pellets. The viscosity of the slurry in the semi-molten state differs depending on the alloy metal, but is lower than the viscosity of the resin, which is about 100 poise or less, and the extrusion pressure to the slurry caused by screw rotation is lower than that of the resin. Since the feeding ability to feed to the material storage section at the tip of the screw is small, it is not possible to expect a generated pressure enough to overcome the back pressure and retreat the screw as in resin molding. For this reason, in the in-line type, the screw is retracted simultaneously with the rotation of the screw at the time of measurement, but in such a measurement method, only the head pressure on the slurry in addition to the self-weight of the semi-solidified slurry is applied, and the mixed gas flows upstream of the barrel. Without discharging to the hopper side (low-pressure hopper side), most of them remain in the molten slurry, the measurement accuracy becomes unstable, and the quality of the molded product after injection increases, and the quality varies. .
[0007]
Also, Japanese Patent No. 2974416 discloses that the state of the solid phase, that is, the stability of the solid phase ratio and the solid phase particle size are determined by cooling the molten metal to produce a semi-solid slurry, as described in JP-A-3-504830. Is supplied in a better condition than the semi-solid slurry. Further, since the molten metal is supplied into the barrel, the mixing of gas is somewhat improved as compared with Japanese Patent Publication No. Hei 3-504830. However, the low viscosity is essentially the same for the semi-solidified slurry. At the time of measurement, only the head pressure of the slurry from the material introduction portion acts on the weight of the material, and as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-504830. The mixed gas cannot be discharged to the upstream side of the barrel (lower pressure hopper side) using the pressure generated in the barrel due to the rotation of the screw as in resin molding, so that much mixed gas remains. . Further, since the amount of melting in the molten metal introduction section (hopper) acts as a head pressure, a change in the liquid level at the molten metal introduction section affects measurement accuracy. In addition, as the solid fraction increases, the pressure loss increases and the state at the time of measurement differs. If the screw is retracted in a state where the pressure loss is large and the metering is forcibly performed, gas entrainment from behind the screw may occur.
[0008]
Japanese Patent No. 3237017 discloses a technique for improving the injection molding method of these light alloys. This method describes that the method has a first chamber and a second chamber, and is attracted to the second chamber by a suction force when moving from the first chamber to the second chamber. According to this method, a suction force is generated in the second chamber, and the molten metal is moved to the second chamber by the negative pressure, so that the gas from the gap of the ram (plunger) in the second chamber and the tip of the nozzle is generated. Inevitably occurs. Therefore, a method has been proposed in which the ram in the first chamber pushes the remaining material into the second chamber, thereby pushing out the entrapped gas (air) from the second chamber. It is difficult to sufficiently remove the gas mixed with the molten metal from the second chamber. In addition, the measurement accuracy becomes unstable due to the remaining gas. Further, there is no detailed description of the state of the molten metal, and the molten metal exceeding the liquidus line is introduced into the first chamber, but it is not clear whether the semi-solid slurry is actively generated here. is there. Even if the semi-solidified slurry is produced by cooling in the first chamber, if the solid phase ratio of the semi-solidified slurry increases, it is difficult to attract the semi-solidified slurry to the second chamber by the suction force, and the pressure loss (resistance) increases. The measurement accuracy in the semi-solidified slurry state is deteriorated.
[0009]
Japanese Patent No. 3258617 discloses a similar technique for dividing an extrusion section and an injection section. The solid metal is melted in an extrusion cylinder device, supplied to a pouring cylinder device, and injected into a mold. At this time, a closure provided between the extrusion cylinder and the cylinder gap serves to prevent backflow from the pouring cylinder device to the extrusion cylinder device by moving the screw from the first position to the second position. It is. In this case, since the backflow is not prevented by the pressure generated in the screw by the hydraulic cylinder, there is an advantage that the backflow can be prevented by sealing by the pressure generated in the injection section, and a large hydraulic cylinder is not required. However, since a large amount of gas is mixed into the extrusion cylinder device together with the supply of the solid metal, and since the metering is determined by the extrusion amount and the extrusion force by the screw rotation, in the case of a light alloy having a low viscosity when molten, It is difficult to achieve high weighing accuracy.
[0010]
Therefore, there is a light alloy injection molding apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1122, in which gas is hardly mixed into an extrusion cylinder and measurement can be performed with high accuracy. In this method, a molten metal is cooled in a substantially vertically oriented chamber while being sheared by an extrusion screw to be transformed into a semi-solidified slurry, and then the semi-solidified slurry discharged from a lower outlet of the chamber is formed into a molding metal. The mold clamping device is configured to open and close the movable mold in the horizontal direction with respect to the fixed mold, and at the lower end discharge port of the chamber, a first vertical flow path, A connecting member extending in the horizontal direction from the lower end of the flow path and having a second flow path therein communicating with the fixed mold is connected. In this case, the semi-solidified slurry discharged from the lower end discharge port of the chamber changes its direction once in the horizontal direction, and is injected into the molding die that opens and closes in the same horizontal direction as the injection direction. Even if the stroke amount is increased, it is not necessary to arrange the screw extruder higher than necessary. In addition, in the apparatus of the present invention, the molten metal is cooled while being sheared by an extrusion screw in a vertical chamber and transitioned to a semi-solidified slurry, so that the solid raw material is heated and semi-solidified similarly to the conventional rheomolding method. Various inconveniences caused by the slurry can be solved, and a high-quality light metal molded product with less bubbles and shrinkage can be injection-molded. On the other hand, as shown in FIG. 3 of the publication, the screw extruder may be provided with an extrusion screw that does not move in the axial direction, and an injection plunger that moves in the horizontal direction may be provided in the second flow path of the injection flow path. In this case, if a check valve for preventing the semi-solidified slurry in the second flow path from flowing back to the screw extruder is provided in the first flow path, measurement of one shot during injection molding can be performed extremely accurately. It becomes something. However, although the measurement accuracy is very high as compared with the above-mentioned conventional one, compared to the general resin injection molding, the measurement is performed by the extrusion force of the extrusion screw. It has instability and requires further improvement to improve the weighing accuracy.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is capable of producing a high-quality semi-solid slurry having a uniform solid-phase particle size and accurate measurement thereof, and is capable of obtaining a high-precision light-alloy injection-molded product with less burrs and shrinkage cavities. An object of the present invention is to provide an injection molding method and an injection molding apparatus for an alloy.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The light alloy injection molding method of the present invention for solving the above-mentioned problem is characterized in that the barrel is provided with an extrusion screw therein and is installed in a substantially vertical orientation, and the inside communicates with the barrel via a communication channel. A method for injection molding a light alloy having a cylinder with a plunger, comprising: (a) a supply step of supplying a molten metal of a light alloy material into a barrel from a supply port; and (b) the metal in the barrel. (C) a transition step in which the molten metal is cooled while being stirred by the extrusion screw to transition to a semi-solidified slurry, and (c) the communication channel is closed, and the extrusion screw is retracted upward by a predetermined amount. A primary measuring step of storing the semi-solidified slurry, and (d) opening the communication flow path and forming a measuring section inside the cylinder by retreating at least the plunger to a predetermined position. During extruding the semi-solidified slurry into the cylinder through the communication flow path, the extrusion screw is advanced while applying a positive pressure to the semi-solidified slurry extruded into the cylinder. A secondary measuring step of retracting the plunger; and (e) an injection step of injecting the semi-solidified slurry by moving the plunger forward after closing the communication channel.
[0013]
According to this configuration, since the molten metal of the light alloy is supplied to the barrel, the mixing of gas in the initial stage is small. Further, since the supplied molten metal is cooled while stirring inside the barrel to produce a semi-solidified slurry, there is no variation in heat history such as shearing history as in the thixomolding method, and the molten state (semi-solidified state). The state of the slurry) becomes stable. In addition, a reservoir is formed at the lower part of the screw extruder arranged substantially vertically, and the semi-solidified slurry is moved there by utilizing the head pressure from the supply port and its own weight. The semi-solidified slurry can be temporarily stored without being involved. When pressurizing the stored semi-solidified slurry from the storage section into a measuring section having a predetermined volume, the semi-solidified slurry is measured while applying a positive pressure. As a result of the above pressure, the fluctuation of the head pressure on the supply port side does not affect the measurement, and the residual gas can be discharged to the low pressure supply port side, so that stable and highly accurate measurement can be performed.
[0014]
Further, the injection molding method for a light alloy according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the communication channel is opened and closed by a valve means provided in the channel.
According to this configuration, since the communication flow path can be intentionally opened and closed, the primary measurement in the storage unit can be performed with high accuracy and reliability, and the communication flow path is opened after the measurement and the secondary measurement is performed. Move to process. For this reason, variation in measurement for each injection is reduced.
[0015]
Further, in the injection molding method for a light alloy according to the present invention, in the above-described invention, the closing of the communication flow path in the first measuring step is performed by moving the plunger to a position where the communication flow path is closed. The step of closing the communication channel in the step is performed by moving the extrusion screw to a position that closes the communication channel.
According to this configuration, the communication channel can be closed using the respective components of the plunger and the extrusion screw included in the injection molding device, so that the number of components of the injection molding device can be reduced. In addition, the opening and closing control of the communication flow path is performed in series with the control of the plunger and the extrusion screw, thereby simplifying the operation.
[0016]
Further, in the injection molding method of a light alloy according to the present invention, in the above-mentioned invention, in the secondary weighing step, a hydraulic pressure when applying a forward force to a screw hydraulic cylinder for moving the extrusion screw forward and backward, and the plunger moves forward and backward. It is characterized in that at least one of the pressures of the respective hydraulic lines is controlled so that the differential pressure from the hydraulic pressure when the retraction force is applied to the plunger hydraulic cylinder to be made is substantially constant.
According to this configuration, since the extrusion screw and the plunger are advanced and retracted by the hydraulic pressure of each hydraulic cylinder, it is possible to accurately control the storage unit and the measuring unit formed by the advance and retreat of the extrusion screw and the plunger so that the volumes are constant. Weighing with high accuracy. Further, the sizes of the storage section and the measuring section can be controlled in accordance with the size of the molded article. Further, since the pressure acting on the semi-solid slurry extruded into the cylinder can be made substantially constant, the secondary measurement for each injection is further stabilized.
[0017]
Further, in the injection molding method of a light alloy according to the present invention, the molten metal of the light alloy is supplied from the outside to a hopper provided in the supply port, and the temperature of the molten metal is made uniform. It is characterized in that it is supplied inside the barrel.
According to this configuration, since the temperature of the molten metal is made uniform and then supplied to the inside of the barrel, the molten metal having a constant temperature can be cooled in the barrel using the molten metal as a starting material, and the solid phase particle size can be uniform. And a high quality semi-solid slurry can be produced.
[0018]
Further, in the injection molding method of a light alloy according to the present invention, in the transition step, the molten metal is cooled in the barrel such that a solid fraction of the semi-solidified slurry is 5 to 40%. Things.
By cooling the semi-solidified slurry in the barrel so that the solid phase ratio of the semi-solidified slurry is 5 to 40%, it is possible to obtain an appropriate viscosity for introducing the semi-solidified slurry in the barrel into a cylinder equipped with a plunger by an extrusion screw. . Here, when the solid phase ratio is less than 5%, there is almost no change from the liquid phase state. On the other hand, if the solid phase ratio exceeds 40%, the fluidity becomes poor, and the yield of the molded product becomes poor.
[0019]
Further, in the injection molding method for a light alloy according to the present invention, in the above-mentioned invention, the cooling of the molten metal is performed by cooling means provided on the barrel and the extrusion screw.
According to this configuration, the molten metal can be cooled from the inner surface of the barrel and the surface of the extrusion screw, and dendrites can be generated throughout the groove formed by the barrel and the screw. Can be generated.
[0020]
Further, the light alloy injection molding apparatus of the present invention has a supply port at the top of the barrel through which the molten metal is supplied, and has an extrusion screw rotatable inside the barrel and movable back and forth in the barrel axis direction, A substantially vertically arranged screw extruder in which a reservoir is formed in the lower part of the barrel by the retreat of the extrusion screw, and the molten metal supplied into the barrel from the supply port is a semi-solidified slurry. Cooling means for cooling so as to have a plunger movable in the axial direction of the cylinder inside a cylinder connected through a communication flow path provided at a lower end of the barrel, and the plunger is retracted. A plunger injection machine for injecting the semi-solidified slurry when the plunger is advanced by forming a measuring portion in front of the cylinder. A light alloy injection molding apparatus, wherein the extrusion screw has a backflow preventing means at a tip end thereof, and temporarily stores the semi-solidified slurry, and then pressurizes the semi-solidified slurry while applying a positive pressure to the measuring section. It is configured to move forward and backward.
[0021]
According to this configuration, since the molten metal of the light alloy is supplied to the barrel, the mixing of gas in the initial stage is small. Further, since the supplied molten metal is cooled while stirring inside the barrel to produce a semi-solidified slurry, there is no variation in heat history such as shearing history as in the thixomolding method, and the molten state (semi-solidified state). The state of the slurry) becomes stable. In addition, a reservoir is formed at the lower part of the screw extruder arranged substantially vertically, and the semi-solidified slurry is moved there by utilizing the head pressure from the supply port and its own weight. The semi-solidified slurry can be temporarily stored without being involved. When pressurizing the stored semi-solidified slurry from the storage section into the measuring section having a predetermined volume, the semi-solidified slurry is measured while applying a positive pressure to the semi-solidified slurry. Pressure, the fluctuation of the head pressure on the supply port side does not affect the measurement, and the residual gas can be discharged to the low pressure supply port side, so that stable and highly accurate measurement can be performed. In addition, since the backflow prevention means is provided at the tip of the extrusion screw, the communication flow path can be reliably closed, and the backflow to the semi-solidified slurry screw extruder side during the injection process is reliably prevented. Thus, the entire semi-solidified slurry measured by the measuring section can be reliably injected.
[0022]
Further, in the light alloy injection molding apparatus according to the present invention, in the above-mentioned invention, a valve means for opening and closing the communication flow path is provided in the communication flow path.
According to this configuration, since the communication flow path can be intentionally opened and closed, the primary measurement in the storage unit can be performed with high accuracy and reliability, and the communication flow path is opened after the measurement and the secondary measurement is performed. Move to process. For this reason, variation in measurement for each injection is reduced.
[0023]
Further, in the light alloy injection molding apparatus according to the present invention, in the above-described invention, the extrusion screw has a stroke sufficient to move from a position where the storage section is formed to a position where the communication flow path can be closed. A hydraulic cylinder is provided.
According to this configuration, it is possible to form a storage section having an appropriate capacity in the screw extruder according to the molded product. Further, since the communication flow path can be reliably closed, backflow from the plunger injection machine into the screw extruder can be prevented, and measurement can be performed with high accuracy in the secondary measurement process.
[0024]
In the injection molding apparatus for a light alloy according to the present invention, in the above-described invention, the plunger has a hydraulic pressure having a stroke sufficient to move from a position forming the measuring section to a position at which the communication flow path can be closed. It is characterized by having a cylinder.
According to this configuration, it is possible to form a measuring section having an appropriate capacity in the plunger injection machine in accordance with the molded product. In addition, since the communication flow path can be reliably closed, the measurement can be performed with high accuracy in the primary measurement step in the screw extruder.
[0025]
Further, in the light alloy injection molding apparatus according to the present invention, in the above-mentioned invention, the plunger is advanced from a position where the measuring section is formed, and closes the communication channel when injection is completed. It is characterized by the following.
According to this configuration, the communication channel can be closed immediately after the end of the injection step, and the new semi-solidified slurry can be continuously measured in the storage section in the screw extruder.
[0026]
In the injection molding apparatus for a light alloy according to the present invention, in the above-mentioned invention, the cooling means is provided in the barrel and the extrusion screw.
According to this configuration, the molten metal can be cooled from the inner surface of the barrel and the surface of the extrusion screw, and the resinous crystals can be purified over the entire groove formed by the barrel and the screw. Can be generated.
[0027]
Further, the light alloy injection molding apparatus of the present invention, in the above invention, the screw hydraulic cylinder for moving the extrusion screw forward and backward, the plunger hydraulic cylinder for moving the plunger forward and backward, and the semi-solidified slurry from the storage unit. When extruding to the measuring section, hydraulic pressure when the screw hydraulic cylinder is advanced so that a substantially constant positive pressure can act on the semi-solid slurry extruded to the measuring section, and when the plunger is retracted. It is characterized by comprising a hydraulic control means for controlling at least one of the hydraulic pressures of the plunger hydraulic cylinder.
According to this configuration, since the extrusion screw and the plunger are advanced and retracted by the hydraulic pressure of each hydraulic cylinder, it is possible to accurately control the storage unit and the measuring unit formed by the advance and retreat of the extrusion screw and the plunger so that the volumes are constant. Weighing with high accuracy. Further, the sizes of the storage section and the measuring section can be controlled in accordance with the size of the molded article. Further, since the pressure acting on the semi-solidified slurry extruded to the measuring section can be made substantially constant, the measuring for each injection in the measuring section is further stabilized.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The light alloy injection molding apparatus 1 according to this embodiment has a supply port 4 at the upper part of a barrel 2 through which a molten metal 3 is supplied, and is rotatable inside the barrel 2 and movable forward and backward in the axial direction of the barrel 2. A screw extruder 7 which has a screw 5, and which is formed in the barrel 2 at a lower portion inside the barrel 2 by retreating the extrusion screw 5; A cooling means 9 for cooling the supplied molten metal 3 into a semi-solidified slurry 8, and a cylinder 11 connected to a shaft of the cylinder 11 connected through a communication flow path 10 provided at a lower end of the barrel 2. The plunger 12 is movable forward and backward. The plunger 12 retreats to form a weighing portion 13 inside the cylinder 11 forward. And a plunger injection machine 14 which emits over 7. Further, a hydraulic control device U for controlling the advance and retreat of the extrusion screw 5 and the plunger 12 is provided.
[0029]
Further, the injection molding apparatus 1 includes a hopper 15 for storing the molten metal 3, and a mold clamping device 17 through a nozzle portion 16 provided at the tip of a plunger injection machine 14 to which a semi-solid slurry 8 is injected. , And is in contact with a mold 24 that opens and closes sideways. Among the components of the injection molding apparatus 1, a hopper 15 receives the molten metal 3 melted in a melting furnace (not shown) and stores it in a molten state. It is connected to the upper end. The hopper 15 is provided with a temperature control means such as a heater.
[0030]
The hopper 15 is filled with an inert gas such as argon so that the surface of the molten metal 3 is sealed with the inert gas. A drive motor 18 is directly connected to an upper end of the barrel 2, and a drive shaft of the drive motor 18 is connected to an upper end of an extrusion screw 5 rotatably inserted into the inside of the barrel 2. , Are arranged in a cantilever manner such that their lower ends are free ends in the barrel 2.
[0031]
A screw hydraulic cylinder 19 having a cylinder rod that moves up and down is connected to the upper part of the drive motor 18, and the drive motor 18 is directly connected to a cylinder rod 20 of the screw hydraulic cylinder 19. For this reason, in the screw extruder 7 of the present embodiment, the extrusion screw 5 is moved downward in the axial direction via the drive motor 18 by projecting the cylinder rod 20 of the hydraulic cylinder 19 for screw downward, whereby the barrel The semi-solidified slurry 8 stored at the lower end of the inside 2 can be pushed out. The screw hydraulic cylinder 19 is configured such that when it moves upward in the axial direction, the storage portion 6 having a volume at least larger than the volume of the molded product can be formed in the lower portion of the inside of the barrel 2. Further, it has a stroke sufficient to move from the position where the storage section 6 is formed to a position where the communication flow path 10 can be closed.
[0032]
The outer peripheral surface of the barrel 2 is covered with cooling means 9. The cooling means 9 is composed of a plurality of temperature control jackets 21 vertically separated. By flowing a heat medium such as oil lower than the temperature of the molten metal 3 through the jacket 21, the temperature of the molten metal 3 in the barrel 2 is lower than the liquidus temperature and higher than the solidus temperature. It can be cooled down. In order to control the temperature of the molten metal 3 in the barrel 2 with high accuracy, each temperature control jacket 21 of the cooling means 9 also has a heating function.
[0033]
A plunger injection machine 14 is connected via a communication channel 10 formed at the lower end of the barrel 2. The plunger injector 14 includes a cylinder 11 having a nozzle portion 16 provided with a valve means 22 in the front, and a plunger 12 which can move forward and backward within the cylinder 11. The plunger 12 is driven by the hydraulic pressure of the plunger hydraulic cylinder 23. A measuring portion 13 is formed at the front of the cylinder 11 when the plunger 12 is retracted. The volume of the measuring section 13 can be appropriately set by the retreat amount of the plunger 12 so as to be a volume necessary for obtaining a molded product. Further, the plunger hydraulic cylinder 23 is sufficient to move to a position where the communication flow path 10 connected near the distal end of the cylinder 11 can be closed by the plunger 12 moving forward from the position where the measuring section 13 is formed. It has a great stroke. The plunger 12 is provided so as to close the communication channel 10 when the injection is completed. As a result, the metal melt 3 for the next injection molding can be supplied into the screw extruder 7 immediately after the injection. Further, the valve means 22 of the nozzle section 16 is in a closed state except during injection. The valve means 22 is a means for closing a nozzle by forming a metal solid plug at the tip of the nozzle by a temperature control means such as a temperature control jacket 21 provided on the outer peripheral portion of the cylinder 11, or a mechanical or A nozzle that is closed by a spring-type shut-off valve can be used. However, the latter type of nozzle using a shut-off valve in that a portion having a high solid phase ratio does not occur near the nozzle tip when forming a metal solid plug and there is no possibility that the solid plug is mixed into the product. Is preferred.
[0034]
The mold clamping device 17 includes a link housing 26 erected on a base 25, a fixed plate 28 fixed to the housing 26 via a horizontal tie bar 27, and a fixed metal fixed to the fixed plate 28. A mold 24b, a movable plate 29 slidably supported by the tie bar 27, and a movable mold 24a fixed to the movable plate 29 so as to be freely opened and closed in a horizontal direction with respect to the fixed mold 24b. It has. A mold clamping cylinder 30 is fixed to the center of the outer surface of the link housing 26, and the tip of a cylinder rod 31 of the mold clamping cylinder 30 is connected to the center of the movable platen 29. The link housing 26 and the movable board 29 are connected by a plurality of links 32 which are folded when they approach and separated from each other and are substantially aligned in a horizontal direction when they are separated.
[0035]
An extruding cylinder 33 is provided on a side surface of the movable platen 29 on the side of the link housing 26, and an extruding rod 34 of the extruding cylinder 33 penetrates the movable platen 29 and is connected to a product projecting mechanism of the movable mold 24a. Therefore, in the mold clamping device 17, the cylinder rod 31 of the mold clamping cylinder 30 is protruded to make the link 32 extend in a straight line, and the link 32 is put in a stretched state, so that the movable mold 24a is fixed to the fixed mold. It can be strongly pressed against the mold 24b. The release of the product is performed by operating the product projection mechanism by projecting the pushing rod 34 of the pushing cylinder 33.
[0036]
Next, an operation of the injection molding apparatus 1 and a method of injection molding a light alloy by the operation will be described.
[0037]
First, the molten metal 3 put into the hopper 15 is sent from a melting furnace (not shown) by a mechanical or electromagnetic pump or the like. The melting furnace is not particularly limited, and may be a high-frequency induction furnace or an electromagnetic induction heating furnace. The molten metal 3 in the hopper 15 is maintained at a uniform temperature by temperature control means such as a heater provided in the hopper 15. If necessary, a stirring means for stirring the molten metal in the hopper may be provided to provide a stirring action. The molten metal 3 is supplied to the upper part of the barrel 2 of the screw extruder 7 in a gas-sealed state, and cooled to a temperature below the liquidus temperature and above the solidus temperature by each temperature control jacket 21 to grow into dendrites. . The dendrites are agitated and crushed by the shearing action of the rotating extrusion screw 5 to produce uniform, fine crystal grains, and transition to the semi-solidified slurry 8.
[0038]
At this time, the plunger 12 of the plunger injection machine 14 has advanced to the position where the communication flow path 10 is closed as shown in FIG. Then, when the extrusion screw 5 of the screw extruder 7 retreats, a storage section 6 is formed between the extrusion screw 5 and the communication flow path 10, and the semi-solidified slurry 8 is stored in the storage section 6. The extrusion screw 5 may be one that stops rotating and retreats, or one that retreats while rotating. At this time, it is preferable to provide a backflow prevention means such as a check ring at the tip of the extrusion screw 5, and by providing the backflow prevention means, when the retreating is performed, the semi-solidified slurry 8 is formed while smoothly flowing downward. The primary weighing is performed in the storage section 6 having a larger volume than the product volume.
[0039]
Next, the communication passage 10 is opened to retreat the plunger 12 of the plunger injection machine 14 as shown in FIG. 3, and at the same time, the extrusion screw 5 is advanced. Then, while the plunger 12 retreats to a predetermined position set in accordance with the volume of the molded product, the semi-solidified slurry 8 is applied to the measuring unit 13 formed in front of the cylinder 11 while applying the pressing force of the extrusion screw 5. The secondary weighing is performed by press-fitting while applying a positive pressure to
[0040]
When the weighing by press-fitting is completed, as shown in FIG. 4, the communication flow path 10 is closed by the extrusion screw 5, and the backflow of the semi-solidified slurry 8 from the weighing unit 13 is prevented. At the time of measurement, the nozzle portion 16 at the tip of the cylinder 11 of the plunger injection machine 14 is closed by the valve means 22.
[0041]
After the secondary weighing is completed, the semi-solid slurry 8 is injected into the mold 24 (see FIG. 1) by opening the valve means 22 of the nozzle portion 16 and advancing the plunger 12, thereby forming a molded article having a predetermined shape. Is performed.
[0042]
As described above, in this embodiment, since the molten metal 3 of the light alloy is supplied to the barrel 2, the mixing of gas in the initial stage is small. Further, since the supplied molten metal 3 is cooled while stirring inside the barrel 2 to generate the semi-solidified slurry 8, there is no variation in heat history such as shearing history as in the thixomolding method, and the molten state (State of semi-solidified slurry) is stabilized. In addition, the storage section 6 is formed at the lower portion of the screw extruder 7 arranged substantially vertically, and the semi-solidified slurry 8 is moved there by utilizing the head pressure from the supply port and its own weight. The semi-solidified slurry 8 can be temporarily stored without involving gas. The pressure is applied to the stored semi-solidified slurry 8 from the storage section 6 while applying a pressing force to the measuring section 13 having a predetermined volume. Pressure, the fluctuation of the head pressure on the supply port side does not affect the measurement, and the residual gas can be discharged to the low pressure supply port side, so that stable and highly accurate measurement can be performed. Further, since the starting material is the molten metal 3 which is conveyed downward while being cooled to the semi-solidified slurry 8, wear and breakage of the upstream portion of the extrusion screw 5 can be reduced, and the load torque of the screw extruder 5 can be reduced. In addition, it is not necessary to take a large stirring path and the size of the apparatus can be reduced.
[0043]
As described above, in the injection molding apparatus according to the present embodiment, the extruder screw 5 and the plunger 12 are linked in a series of operations, so that the measurement can be performed with high accuracy and the injection molding can be performed. The advance and retreat of the extrusion screw 5 and the plunger 12 are controlled by a hydraulic control device U shown in FIG.
[0044]
The operation of the hydraulic control device U during weighing will be described with reference to FIG. First, when the solenoid valve 40 connected to the screw hydraulic cylinder 19 enters, the pushing screw 5 is advanced. On the other hand, the solenoid valve 41 connected to the plunger hydraulic cylinder 23 also enters at the same time, causing the plunger 12 to retract. At this time, while the hydraulic pressures of both the extrusion screw 5 and the plunger 12 are measured by the sensors P1 and P2, respectively, the calculation is performed by the measuring pressure controller 45. Then, at least one of the electromagnetic pressure proportional valves 46 and 47 is controlled so that the relationship between the screw 5 side pressure and the plunger 12 side pressure is: screw 5 side pressure> plunger 12 side pressure and a constant positive pressure is always maintained. . At this time, the control parameter P1 of the hydraulic pressure on the screw 5 side and the hydraulic pressure on the plunger 12 side are set in advance so as to be able to cancel the frictional force of each hydraulic cylinder of the screw hydraulic cylinder 19 and the plunger hydraulic cylinder 23 and cancel them. It is preferable to set an initial value of the control parameter P2. By the operation of the hydraulic control device U, the semi-solidified slurry 8 in the barrel 2 moves toward the measuring section 13 and is pressed into the measuring section 13 in the cylinder while applying a constant positive pressure. Thus, the degassed and accurately measured semi-solid slurry is filled in the measuring section 13.
[0045]
In the present embodiment, the opening and closing of the communication channel 10 is performed by moving the extrusion screw 5 or the plunger 12 to a position where the communication channel 10 is closed. However, the injection molding apparatus according to the present invention is not limited thereto. However, the present invention is not limited to this. For example, a valve means may be provided in the communication channel 10 to intentionally open and close the communication channel. Also, a check valve can be used instead of the valve means. However, in this case, it is necessary to adopt a method in which the check valve is operated when the plunger 12 is ejected, and the plunger 12 is moved to a position that closes the communication flow path during the primary measurement.
[0046]
Further, the cooling means 9 is for cooling from the outer periphery of the barrel 2, but a cooling means inside the extrusion screw 5 can be further added. As a result, dendrites are generated not only near the inner wall of the barrel 2 but also near the extrusion screw 5, and when this is sheared and crushed by the extrusion screw 5, the homogeneity of the semi-solid slurry 8 is further improved. In addition, it is preferable that the temperature of the generated semi-solidified slurry is adjusted by a cooling unit so that the solid fraction is adjusted to be in a range of 5 to 40%. If the solid phase ratio is less than 5%, the state is almost the same as that of the liquid phase, and the merit of the semi-solid injection molded article is lost. If it exceeds 40%, the fluidity is deteriorated and the yield of the molded article is deteriorated.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to injection-mold a high-quality light metal molded product with less air bubbles and shrinkage, so that a high-quality molded product by injection molding can be obtained at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall explanatory view showing an example of an embodiment of a light alloy injection molding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a main part of an example of an embodiment of a light alloy injection molding apparatus according to the present invention, and is a view for explaining a molding step.
FIG. 3 is a view showing a main part of an example of an embodiment of a light alloy injection molding apparatus according to the present invention, and is a view for explaining a molding step.
FIG. 4 is a view showing a main part of an example of an embodiment of a light alloy injection molding apparatus according to the present invention, and is a view for explaining a molding step.
[Explanation of symbols]
U hydraulic control device
1 Injection molding equipment
2 barrels
3 Metal melt
4 Supply port
5 Extrusion screw
6 storage department
7 Screw extruder
8 Semi-solidified slurry
9 Cooling means
10 Communication channel
11 cylinder
12 plunger
13 Weighing section
14 Plunger injection machine
16 Nozzle part
17 Mold clamping device
19 Hydraulic cylinder for screw
20 Cylinder rod
21 Temperature control jacket
22 Valve means
23 Hydraulic cylinder for plunger

Claims (14)

内部に押出しスクリューを備えた実質的に縦向きに設置されているバレルと、バレルに連通流路を介して連通する内部にプランジャを備えたシリンダとを有する軽合金の射出成形方法であって、
(a)供給口からバレル内部に軽合金材料の金属溶湯を供給する供給工程と、
(b)前記バレル内において、前記金属溶湯を前記押出しスクリューで攪拌しながら冷却して半凝固スラリーに遷移させる遷移工程と、
(c)前記連通流路を閉止し、前記押出しスクリューを上側に所定量後退させてできる貯留部に、前記半凝固スラリーを貯留する1次計量工程と、
(d)前記連通流路を開放し、少なくとも前記プランジャが所定位置まで後退することで前記シリンダ内部に計量部ができるまでの間、前記連通流路を介して前記半凝固スラリーを前記シリンダ内部に押出すにあたり、前記シリンダ内部に押出された前記半凝固スラリーに正圧がかかるように前記押出しスクリューを前進させつつ前記プランジャを後退させる2次計量工程と、
(e)前記連通流路を閉止した後、前記プランジャを前進させて前記半凝固スラリーを射出する射出工程と、
で構成される軽合金の射出成形方法。
A method for injection molding a light alloy having a substantially vertically installed barrel with an extrusion screw therein and a cylinder with a plunger inside communicating with the barrel via a communication flow path,
(A) a supply step of supplying a molten metal of a light alloy material from the supply port into the barrel;
(B) a transition step of cooling the molten metal into a semi-solidified slurry while stirring the molten metal with the extrusion screw in the barrel;
(C) a primary measuring step of closing the communication flow path and storing the semi-solidified slurry in a storage section formed by retracting the extrusion screw upward by a predetermined amount;
(D) opening the communication channel, and transferring the semi-solidified slurry into the cylinder via the communication channel until at least the plunger is retracted to a predetermined position to form a measuring section inside the cylinder. Upon extrusion, a secondary measuring step of retracting the plunger while advancing the extrusion screw so that a positive pressure is applied to the semi-solid slurry extruded into the cylinder,
(E) an injection step of injecting the semi-solidified slurry by advancing the plunger after closing the communication flow path;
Injection molding method of light alloy composed of
前記連通流路の開閉を流路内に設けたバルブ手段により行うことを特徴とする請求項1に記載の軽合金の射出成形方法。The injection molding method for a light alloy according to claim 1, wherein the opening and closing of the communication channel are performed by a valve means provided in the channel. 前記1次計量工程における前記連通流路の閉止を前記プランジャが前記連通流路を塞ぐ位置に移動することにより行い、前記射出工程における前記連通流路の閉止を前記押出しスクリューが前記連通流路を塞ぐ位置に移動することにより行うことを特徴とする請求項1に記載の軽合金の射出成形方法。The closing of the communication channel in the primary measurement step is performed by moving the plunger to a position where the communication channel is closed, and the extrusion screw closes the communication channel in the injection step. The injection molding method for a light alloy according to claim 1, wherein the method is performed by moving to a closing position. 前記2次計量工程において、前記押出しスクリューを進退させるスクリュー用油圧シリンダに前進力を付与する際の油圧と、前記プランジャを進退させるプランジャ用油圧シリンダに後退力を付与する際の油圧との差圧が略一定となるように各油圧ラインの圧力の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の軽合金の射出成形方法。In the secondary weighing step, the differential pressure between the hydraulic pressure when applying a forward force to the hydraulic cylinder for the screw that advances and retracts the extrusion screw and the hydraulic pressure when applying the retracting force to the hydraulic cylinder for the plunger that advances and retracts the plunger. The injection molding method for a light alloy according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the pressures of the respective hydraulic lines is controlled so that is substantially constant. 前記供給口に設けたホッパーに外部から軽合金の金属溶湯を供給し、前記金属溶湯の湯温を均一にした後、前記バレル内部に供給することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の軽合金の射出成形方法。The molten metal of a light alloy is supplied from the outside to a hopper provided at the supply port, and after the temperature of the molten metal is made uniform, the molten metal is supplied to the inside of the barrel. 3. The injection molding method for a light alloy according to item 1. 前記遷移工程において、前記半凝固スラリーの固相率が5〜40%となるように前記金属溶湯を前記バレル内で冷却することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の軽合金の射出成形方法。The light alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the transition step, the molten metal is cooled in the barrel such that a solid fraction of the semi-solid slurry is 5 to 40%. Injection molding method. 前記金属溶湯の冷却が、前記バレル及び前記押出しスクリューに設けられた冷却手段によって行われることを特徴とする請求項6に記載の軽合金の射出成形方法。7. The injection molding method of a light alloy according to claim 6, wherein cooling of the molten metal is performed by cooling means provided on the barrel and the extrusion screw. バレルの上部に金属溶湯が供給される供給口を有し、バレルの内部に回転自在かつバレル軸方向に進退自在の押出しスクリューを有し、前記押出しスクリューが後退することによって前記バレル内下部に貯留部が形成される実質的に縦向きに配置されたスクリュー押出し機と、
前記供給口から前記バレル内に供給された金属溶湯が半凝固スラリーとなるように冷却する冷却手段と、
前記バレルの下端に設けられた連通流路を介して接続されるシリンダの内部に前記シリンダの軸線方向に進退自在なプランジャを有し、前記プランジャが後退することによって前記シリンダ内部前方に計量部が形成され、前記プランジャが前進することによって前記半凝固スラリーを射出するプランジャ射出機とを備えてなる軽合金の射出成形装置であって、
前記押出しスクリューが、先端部に逆流防止手段を有するとともに、前記半凝固スラリーを一旦貯留してから前記計量部に正圧をかけながら圧入すべく油圧力で進退するように構成されている軽合金の射出成形装置。
A supply port through which the molten metal is supplied is provided at an upper portion of the barrel, and an extrusion screw rotatable inside the barrel and movable back and forth in the barrel axis direction is stored in the lower portion of the barrel by retreating the extrusion screw. A substantially vertically arranged screw extruder in which the part is formed;
Cooling means for cooling the molten metal supplied from the supply port into the barrel so as to be a semi-solid slurry,
A cylinder connected via a communication flow path provided at the lower end of the barrel has a plunger that can move forward and backward in the axial direction of the cylinder, and the plunger is retracted, so that a measuring unit is located forward in the cylinder. A light alloy injection molding device, comprising: a plunger injection machine formed and injecting the semi-solid slurry by advancing the plunger,
The light screw is configured such that the extrusion screw has a backflow preventing means at a tip portion, and is configured to temporarily store the semi-solidified slurry, and then advance and retreat by hydraulic pressure so as to press-in while applying a positive pressure to the measuring section. Injection molding equipment.
前記連通流路内に前記連通流路を開閉するバルブ手段を設けていることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。9. The injection molding apparatus for light alloy according to claim 8, wherein a valve means for opening and closing the communication flow path is provided in the communication flow path. 前記押出しスクリューは、前記貯留部を形成する位置から前記連通流路を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有する油圧シリンダを備えていることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。The light extruder according to claim 8, wherein the extrusion screw includes a hydraulic cylinder having a stroke sufficient to move from a position forming the storage section to a position at which the communication flow path can be closed. Alloy injection molding equipment. 前記プランジャは、前記計量部を形成する位置から前記連通流路を閉止可能な位置まで移動するのに十分なストロークを有する油圧シリンダを備えていることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。The light alloy according to claim 8, wherein the plunger includes a hydraulic cylinder having a stroke sufficient to move from a position forming the measuring section to a position at which the communication flow path can be closed. Injection molding equipment. 前記プランジャは、前記計量部を形成する位置から前進して射出が完了した際に前記連通流路を閉止するものであることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。9. The light alloy injection molding apparatus according to claim 8, wherein the plunger advances from a position where the measuring section is formed, and closes the communication channel when the injection is completed. 前記冷却手段が、前記バレル及び前記押出しスクリューに設けられていることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。The injection molding apparatus for a light alloy according to claim 8, wherein the cooling means is provided on the barrel and the extrusion screw. 前記押出しスクリューを進退させるスクリュー用油圧シリンダと、前記プランジャを進退させるプランジャ用油圧シリンダと、半凝固スラリーを前記貯留部から前記計量部に押出す際に、前記計量部に押出された前記半凝固スラリーに略一定した正圧が作用し得るようにスクリュー用油圧シリンダを前進させる際の油圧と、前記プランジャを後退させる際のプランジャ用油圧シリンダの油圧の少なくとも一方を制御する油圧制御手段を備えていることを特徴とする請求項8に記載の軽合金の射出成形装置。A screw hydraulic cylinder for moving the extrusion screw forward and backward, a plunger hydraulic cylinder for moving the plunger forward and backward, and when the semi-solid slurry is extruded from the storage section to the measuring section, the semi-solid extruded to the measuring section. Hydraulic pressure control means for controlling at least one of a hydraulic pressure when the hydraulic cylinder for screw is advanced so that a substantially constant positive pressure can act on the slurry, and a hydraulic pressure for the hydraulic cylinder for plunger when the plunger is retracted. The injection molding apparatus for a light alloy according to claim 8, wherein:
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