【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋳造品に凹部を形成する鋳抜きピンの冷却構造およびこの冷却構造を用いた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダイカストや低圧鋳造法で生産する鋳造部品では、機械加工により凹部となる穴を設ける部位に、図３に示すように、鋳抜きピン１を設けることにより、加工代の削減、素材重量の低減、鋳造品質の向上を図っている。ここでの鋳抜きピン１は、金型３，５相互間のキャビティ７における製品ボス部９内に配置してある。
【０００３】
しかし、上記した鋳抜きピン１においては、他の金型形状に比べて溶湯からの熱がこもりやすくヒートスポットとなることから、鋳抜きピン１の近傍に凝固収縮巣が発生することがある。
【０００４】
そのため、鋳抜きピン１の内部に冷却媒体配管１１を設け、水や空気などの冷却媒体を、チューブ１２の先端から流すことにより局部冷却を実施することが、例えば特許文献１〜３に開示されるなど、一般的に知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３９６８３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−１５１８号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−５２１６２号公報
【０００８】
このような鋳抜きピン１は、冷却媒体配管１１の外周部と鋳抜きピン１の外周部との間の肉厚を、溶湯圧力や熱よって発生する疲労亀裂による水漏れを起こさないように、最低２〜３ｍｍ程度確保している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常鋳抜きピン１は先端が細い形状となっており、このような形状の鋳抜きピン１は、内部に冷却媒体配管１１を設けた場合の最低肉厚を確保するために、冷却媒体配管１１を先端まで設置することができず、このため鋳抜きピン１の表面温度は、図３中Ａで示す先端側が、同Ｂで示す基端側に比べて高くなる。
【００１０】
このように、鋳抜きピン１の先端側Ａの表面温度が基端側Ｂに比べて高くなると、基端側Ｂに対応する部分の溶湯が、先端側Ａに対応する部分の溶湯に比べて速く凝固する。この結果、凝固の遅い先端側Ａの溶湯が、速く凝固する基端側Ｂに流れ、先端側Ａの製品部に凝固収縮巣が発生することになる。
【００１１】
そこで、この発明は、鋳抜きピン先端側の凝固収縮巣の発生を防止することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、金型内のキャビティに先端が突出する鋳抜きピンを前記金型に設けるとともに、この鋳抜きピンの内部に、冷却媒体が流れる冷却媒体配管を設け、この冷却媒体配管の先端部分を除く外周部に断熱材を設けた構成としてある。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、鋳抜きピン内に設けた冷却媒体配管の先端部分を除く外周部に断熱材を設けて断熱するようにしたので、鋳抜きピン先端まで冷却媒体配管を設置できない場合であっても、鋳抜きピンの基端側に対応する部分の溶湯の凝固を、断熱作用によって遅らせることができ、この結果溶湯の凝固を、鋳抜きピンの先端側と基端側とでほぼ同じかあるいは先端側を速くすることができ、鋳抜きピン先端側の凝固収縮巣の発生を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。一対の金型１３，１５相互間には、溶湯の供給を受けるキャビティ１７を形成してある。このキャビティ１７は、図１中で左側の一方の金型１３側に凹部１３ａを形成することで、製品ボス部１７ａを備える。
【００１６】
この製品ボス部１７ａに対応して他方の金型１５には、鋳抜きピン１９を設けてある。鋳抜きピン１９は、金型１５の貫通孔１５ａに挿入固定してあり、図１中で左側の先端を金型１３の凹部１３ａ内に臨ませている。
【００１７】
上記した鋳抜きピン１９の内部には、冷却媒体配管２１を設け、さらに冷却媒体配管２１内には、冷却媒体供給用のチューブ２３を設ける。このチューブ２３に、冷却媒体として例えば水や空気を、鋳抜きピン１９の図１中で右側の端部に装着したプラグ２５内の供給口から供給する。供給した冷却媒体は、チューブ２３の先端から冷却媒体配管２１の先端部内に流出し、冷却媒体配管２１をプラグ２５側に向けて流れ、プラグ２５内の排出口を経て外部に流出する。
【００１８】
そして、冷却媒体配管２１の先端部分２１ａを除く外周部に、例えばセラミックスからなる円筒形状の断熱材２７を設ける。
【００１９】
次に作用を説明する。
【００２０】
キャビティ１７に溶湯を供給して鋳造を行う際に、チューブ２３を通して冷却媒体配管２１内に冷却媒体を流し、溶湯からの熱がこもりやすい鋳抜きピン１９を冷却する。
【００２１】
ここで、鋳抜きピン１９は、図１中で左側の先端側が細くなっていることから、従来技術で説明したものと同様に、鋳抜きピン１９の最低肉厚を確保するために、冷却媒体配管２１を鋳抜きピン１９の先端まで充分設置することができないものとなっている。このため前記図３に示した従来のものでは、冷却媒体による冷却効果が、鋳抜きピン１の先端側Ａでは基端側Ｂに比べて低いものとなっている。
【００２２】
ところが、本実施形態では、この冷却媒体配管２１の先端部２１ａを除く外周部に断熱材２７を設けてあるので、鋳抜きピン１９の基端側Ｂ１の冷却媒体による冷却効果を抑えることになり、基端側Ｂ１の表面温度が、先端側Ａ１の表面温度に対して同等かもしくは高くなる。
【００２３】
この結果、基端側Ｂ１に対応する部分の溶湯の凝固速度が、断熱材を備えない従来の同部分Ｂの凝固速度に比べて遅くなり、先端側Ａ１に対応する部分の溶湯の凝固速度に対して同等かもしくは遅くなる。これにより、鋳抜きピン１９における先端側Ａ１の基端側Ｂ１に対する溶湯の凝固遅れを回避でき、先端側Ａ１に対応する製品部における凝固収縮巣の発生を防止することができ、鋳造製品の品質が向上する。
【００２４】
なお、自動車用エンジンのシリンダヘッド（低圧鋳造）用金型に設置した鋳抜きピンの表面温度は、図３に示した従来構造では鋳抜きピン先端側Ａで約４９０℃、基端側Ｂで約４７０℃であり、一方本実施形態の断熱材を設けることで、先端側Ａ１では約４９０℃と従来と変わらず、基端側Ｂ１では約５００℃となり、基端側Ｂ１の温度が高くなる。ただし、この温度は、いずれも製品離型後の金型温度である。
【００２５】
図２は、この発明の第２の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。この実施形態は、冷却媒体配管２１の外周部に設ける円筒形状の断熱材２７０のキャビティ１７内に位置する部分についての厚さを、図２中で左側の先端側を薄く、同右側の基端側を厚くして、先端側から基端側に向けて徐々に変化させるテーパ部２７０ａを設けてある。その他の構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００２６】
これにより、鋳抜きピン１９の表面温度が、先端側Ａ１から基端側Ｂ１に向けて徐々に高くなり、先端側Ａ１から基端側Ｂ１への溶湯の指向性凝固が発生し、鋳抜きピン１９近傍の素材品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【図３】従来例に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１３，１５ 金型
１７ キャビティ
１９ 鋳抜きピン
２１ 冷却媒体配管
２１ａ 冷却媒体配管の先端部分
２７，２７０ 断熱材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a casting pin cooling structure for forming a recess in a cast product and a casting method using the cooling structure.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a cast part produced by die casting or low-pressure casting, a casting pin 1 is provided at a portion where a hole to be a concave portion is formed by machining as shown in FIG. Reduction and improvement of casting quality. The cast pin 1 here is arranged in a product boss 9 in a cavity 7 between the dies 3 and 5.
[0003]
However, in the above-described cast pin 1, since the heat from the molten metal is more likely to be trapped than in other mold shapes and becomes a heat spot, a solidification shrinkage cavity may be generated in the vicinity of the cast pin 1.
[0004]
Therefore, for example, Patent Documents 1 to 3 disclose that a cooling medium pipe 11 is provided inside the cast pin 1 and local cooling is performed by flowing a cooling medium such as water or air from the tip of the tube 12. Is generally known.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-239683 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-1518
[Patent Document 3]
JP-A-9-52162
Such a cast pin 1 is designed so that the thickness between the outer peripheral portion of the cooling medium pipe 11 and the outer peripheral portion of the cast pin 1 does not cause water leakage due to fatigue cracks generated by molten metal pressure or heat. A minimum of about 2 to 3 mm is secured.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the cast-out pin 1 usually has a thin tip, and the cast-out pin 1 having such a shape has a cooling medium in order to secure a minimum wall thickness when the cooling medium pipe 11 is provided inside. Since the pipe 11 cannot be installed to the tip, the surface temperature of the cast pin 1 is higher at the tip side indicated by A in FIG.
[0010]
Thus, when the surface temperature of the tip side A of the cast pin 1 becomes higher than that of the base side B, the molten metal of the portion corresponding to the base side B is compared with the molten metal of the portion corresponding to the tip side A. Solidifies quickly. As a result, the molten metal on the distal side A, which is slowly solidified, flows to the proximal side B, which solidifies quickly, and a solidified shrinkage porosity is generated in the product portion on the distal side A.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to prevent the occurrence of a solidification shrinkage porosity on the tip end side of a blanking pin.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a casting pin having a tip projecting into a cavity in a mold in the mold, and a cooling medium pipe through which a cooling medium flows inside the casting pin. Further, a heat insulating material is provided on an outer peripheral portion of the cooling medium pipe except for a tip end portion.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the heat insulating material is provided on the outer peripheral portion except for the distal end portion of the cooling medium pipe provided in the cast pin to insulate heat, the cooling medium pipe cannot be installed to the tip of the cast pin. However, the solidification of the molten metal in the portion corresponding to the base end side of the cored pin can be delayed by the heat insulation effect. As a result, the solidification of the molten metal is substantially the same between the distal end side and the base end side of the cored pin. Alternatively, the tip side can be made faster, and the occurrence of solidification shrinkage cavities on the tip side of the cast pin can be prevented.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a cooling structure for a cast pin according to the first embodiment of the present invention. A cavity 17 for receiving the supply of molten metal is formed between the pair of dies 13 and 15. The cavity 17 is provided with a product boss 17a by forming a concave portion 13a on the one mold 13 side on the left side in FIG.
[0016]
A casting pin 19 is provided on the other mold 15 corresponding to the product boss 17a. The cast pin 19 is inserted and fixed in the through hole 15 a of the mold 15, and the left end in FIG. 1 faces the recess 13 a of the mold 13.
[0017]
A cooling medium pipe 21 is provided inside the above-described cast pin 19, and a tube 23 for supplying a cooling medium is provided inside the cooling medium pipe 21. For example, water or air as a cooling medium is supplied to the tube 23 from a supply port in a plug 25 attached to the right end of the cast pin 19 in FIG. The supplied cooling medium flows out from the distal end of the tube 23 into the distal end portion of the cooling medium pipe 21, flows through the cooling medium pipe 21 toward the plug 25, and flows out through the outlet in the plug 25.
[0018]
Then, a cylindrical heat insulating material 27 made of, for example, ceramics is provided on an outer peripheral portion of the cooling medium pipe 21 except for an end portion 21a.
[0019]
Next, the operation will be described.
[0020]
When casting is performed by supplying the molten metal to the cavity 17, a cooling medium is caused to flow into the cooling medium pipe 21 through the tube 23 to cool the casting pin 19 in which heat from the molten metal tends to stay.
[0021]
Here, since the tip end of the cast-out pin 19 on the left side in FIG. 1 is thinner, as in the case of the prior art, in order to secure the minimum thickness of the cast-out pin 19, The pipe 21 cannot be installed sufficiently to the tip of the cast pin 19. For this reason, in the conventional device shown in FIG. 3, the cooling effect by the cooling medium is lower at the distal end side A of the cast pin 1 than at the base end side B.
[0022]
However, in the present embodiment, since the heat insulating material 27 is provided on the outer peripheral portion of the cooling medium pipe 21 except for the distal end portion 21a, the cooling effect of the cooling medium on the base end side B1 of the cast pin 19 is suppressed. , The surface temperature of the base end side B1 is equal to or higher than the surface temperature of the front end side A1.
[0023]
As a result, the solidification speed of the molten metal in the portion corresponding to the base end side B1 becomes slower than the solidification speed of the same portion B in the related art having no heat insulating material, and the solidification speed of the molten metal in the portion corresponding to the distal end side A1 is reduced. On the other hand, it is equal or slower. Thereby, the solidification delay of the molten metal with respect to the base end side B1 of the tip side A1 in the cast pin 19 can be avoided, and the occurrence of solidification shrinkage cavities in the product portion corresponding to the front end side A1 can be prevented, and the quality of the cast product Is improved.
[0024]
In the conventional structure shown in FIG. 3, the surface temperature of the cast pin set in the cylinder head (low pressure casting) mold of the automobile engine is about 490 ° C. at the tip A of the cast pin, and about 490 ° C. at the base B. On the other hand, by providing the heat insulating material of this embodiment, the temperature is about 490 ° C. on the distal side A1 and about 500 ° C. on the proximal side B1, and the temperature on the proximal side B1 increases. . However, this temperature is the mold temperature after product release.
[0025]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cooling structure for a cast pin according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the thickness of a portion of the cylindrical heat insulating material 270 provided in the outer peripheral portion of the cooling medium pipe 21 located in the cavity 17 is thinner at the left end side in FIG. A tapered portion 270a is provided that is thicker on the side and gradually changes from the distal side to the proximal side. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0026]
As a result, the surface temperature of the casting pin 19 gradually increases from the distal side A1 to the proximal side B1, and directional solidification of the molten metal from the distal side A1 to the proximal side B1 occurs. The material quality near 19 is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cooling structure for a cast pin according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cooling structure for a cast pin according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cooling structure for a cast pin according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
13, 15 Mold 17 Cavity 19 Casting pin 21 Cooling medium pipe 21a Tip part 27,270 of cooling medium pipe
