JP2005161349A - Die casting molding method - Google Patents

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JP2005161349A
JP2005161349A JP2003402495A JP2003402495A JP2005161349A JP 2005161349 A JP2005161349 A JP 2005161349A JP 2003402495 A JP2003402495 A JP 2003402495A JP 2003402495 A JP2003402495 A JP 2003402495A JP 2005161349 A JP2005161349 A JP 2005161349A
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Kenji Koeda
建爾 小枝
Kenji Nakai
健二 中井
Naohisa Okada
直久 岡田
Yoshihiro Sakuma
義弘 佐久間
Takuo Sugawara
拓郎 菅原
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Aisan Industry Co Ltd
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Aisan Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a die cast product having little casting defect by pouring clean molten metal containing no solidified layer, oxidized film, etc., and little gas content into a cavity for product. <P>SOLUTION: A die casting molding method is is disclosed for performing casting by pouring the molten metal 30 injected from an injection sleeve 15 by shifting of an injection plunger 16 into the cavity for product in a die 6 through a runner 9 in the die 6. The die 6 is provided with a branching weir 17 at the circumference near the inlet 9a of the runner, a capturing cavity 18 around the branching weir 17 and an air-vent 20 communicating with the catching cavity 18. The molten metal 30 is branched into an impurity layer 30a and a clean layer 30b at the outer peripheral part by bumping the molten metal 30 injected from the injection sleeve 15 against the branching weir 17. The branched clean layer 30b is poured into the cavity for product through the runner 9, and the branched impurity layer 30a at the outer peripheral part is captured into the capturing cavity 18. Then, the gas collected in the capturing cavity 18 is exhausted externally through the air-vent 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、精密な金型を使用してアルミニウムや亜鉛合金の鋳造を行うダイカスト成形方法に関する。   The present invention relates to a die casting method for casting aluminum or zinc alloy using a precise mold.

従来のダイカスト成形において、ダイカスト製品に水素や窒素を主体とするガスが混入すると、その製品の機械的性質が低下したり、ブリスターや鋳巣等の製品欠陥が発生したりすることが知られている(例えば、非特許文献1を参照)。   In conventional die-casting, it is known that when gas containing mainly hydrogen or nitrogen is mixed in a die-cast product, the mechanical properties of the product deteriorate, or product defects such as blisters or casting holes occur. (For example, see Non-Patent Document 1).

ここで、窒素ガスは、スリーブ、湯溜まり、ランナ及びキャビティに残存した空気が発生源となる。一方、水素等のガスは、溶解時に溶湯中に溶け込んだものと、離型剤に起因して成形途中に発生し、成形時の高圧により溶湯中に分散混入したものとがある(例えば、非特許文献2を参照)。離型剤は、溶湯が付着しないようにプランジャ、スリーブ及び金型等に塗布されるものである。強度や耐圧性の要求が厳しいダイカスト製品において、溶解時に溶湯に溶け込むガスについては、成形前の溶解炉中で脱ガス処理の対策が採られるが、成形過程で発生するガスについても対策が望まれている。成形過程で発生するガスの対策のうち、製品キャビティに残存した空気を主体に対策する技術として、製品キャビティからのガス抜きが行われている(例えば、非特許文献3を参照)。   Here, the nitrogen gas is generated from the air remaining in the sleeve, the hot water pool, the runner and the cavity. On the other hand, a gas such as hydrogen is dissolved in the molten metal at the time of melting, and is generated in the middle of molding due to the mold release agent and dispersed and mixed in the molten metal due to the high pressure at the time of molding (for example, non (See Patent Document 2). The mold release agent is applied to the plunger, the sleeve, the mold and the like so that the molten metal does not adhere. In die-cast products with strict requirements for strength and pressure resistance, countermeasures against degassing treatment are taken in the melting furnace before molding for the gas that melts into the molten metal at the time of melting, but countermeasures are also desired for the gas generated in the molding process. ing. Of the countermeasures for the gas generated in the molding process, gas removal from the product cavity is performed as a technique mainly for countermeasures against air remaining in the product cavity (see, for example, Non-Patent Document 3).

しかし、製品キャビティからのガス抜きのみでは不十分で、高温液体時に溶存していたガスは、溶湯の冷却固化により急激に溶存できなくなり、スタンプ部やランナの溶湯からも放出される(例えば、非特許文献1を参照)。   However, gas venting from the product cavity is not sufficient, and the gas dissolved in the high-temperature liquid cannot be dissolved rapidly due to cooling and solidification of the molten metal, and is also released from the molten metal of the stamp part and runner (for example, (See Patent Document 1).

この放出されたガスと、スリーブ、湯溜まり及びランナ等に残存していた空気は、成形過程で高圧により圧縮され、溶湯内部に混入して製品キャビティに圧送され、ダイカスト製品の欠陥の一因となる。特に、液体と固体が混在した状態で成形する半溶融成形又は半凝固成形では、溶湯の粘性が高いことから、成形途中で溶湯がランナを塞ぎ、スリーブや湯溜まりに残留した空気が閉じ込められて、射出圧力により非常に高圧に圧縮される。このため、閉じ込められた空気は、逃げ場を無くして溶湯に混入し、製品キャビティに圧送されてダイカスト製品中に空隙として封じ込められてしまう。   This released gas and the air remaining in the sleeve, the hot water pool, the runner, etc. are compressed by high pressure in the molding process, mixed into the molten metal and pumped into the product cavity, which is a cause of defects in the die cast product. Become. In particular, in semi-molten molding or semi-solid molding in which liquid and solid are mixed, the molten metal has a high viscosity. Compressed to a very high pressure by the injection pressure. For this reason, the trapped air is mixed into the molten metal without any escape space, and is pumped to the product cavity and confined as a void in the die cast product.

上記した閉じ込め空気の対策として、溶湯射出前にスリーブから製品キャビティを真空にして成形する真空法があるが(例えば、非特許文献4を参照)、装置や管理が複雑となり、離型剤に起因するガス発生まで防止するには、不十分である。   As a countermeasure against the confined air described above, there is a vacuum method in which the product cavity is vacuumed from the sleeve before the molten metal is injected (see, for example, Non-Patent Document 4). It is insufficient to prevent the generation of gas.

また、ダイカスト成形では、成形サイクルごとにスリーブや金型に塗布される離型剤が、主として黒鉛等の無機物や油脂、水分等で構成され、これらが高温の溶融金属に触れて蒸発あるいは分解してガスを発生させる。一般にダイカスト成形では、射出前にスリーブに供給される溶湯が、スリーブ内面に接触して溶湯の表面が冷却され固化して、薄い凝固層ができる。この凝固層は、射出時の溶湯の移動に伴いスリーブ内面から離型剤を掻き取り、表面に離型剤を付着させた状態で溶湯中に巻き込まれる。その巻き込み過程でガスが発生する。このガスは、スリーブや製品キャビティの空間、溶湯内部に放出される。このガスの多くがダイカスト製品中に含まれ、鋳巣やミクロ巣、あるいは熱処理後の変形や膨れなどの製品欠陥になることが知られている。   In die-casting, the release agent applied to the sleeve or mold for each molding cycle is mainly composed of inorganic substances such as graphite, oils and fats, moisture, etc., and these are evaporated or decomposed by touching high-temperature molten metal. To generate gas. In general, in die casting, the molten metal supplied to the sleeve before injection contacts the inner surface of the sleeve and the surface of the molten metal is cooled and solidified to form a thin solidified layer. This solidified layer is wound into the molten metal in a state where the release agent is scraped off from the inner surface of the sleeve along with the movement of the molten metal at the time of injection, and the release agent is adhered to the surface. Gas is generated during the entrainment process. This gas is discharged into the space of the sleeve and the product cavity and inside the molten metal. It is known that most of this gas is contained in a die-cast product, resulting in a product defect such as a cast or micro nest, or deformation or swelling after heat treatment.

このように、凝固層には多量の離型剤が付着していることが多く、その離型剤から発生するガスがダイカスト製品の品質低下につながることから、一般に、製品キャビティに凝固層の破断片(凝固片)が入らないように管理する対策が採られている。また、離型剤に関係したガス発生を抑制する技術として、離型剤が付着した凝固片が製品キャビティに侵入しないようにランナ途中に凝固片を塞き止める塞き止め部材を設けたり(例えば、特許文献1を参照)、凝固層捕捉キャビティをランナ途中に設けたり(例えば、非特許文献5を参照)する対策が採られている。   In this way, a large amount of release agent is often attached to the solidified layer, and the gas generated from the release agent leads to deterioration of the quality of the die cast product. Measures are taken to prevent fragments (solidified pieces) from entering. In addition, as a technique for suppressing gas generation related to the release agent, a blocking member that blocks the solidified piece in the runner is provided so that the solidified piece to which the release agent adheres does not enter the product cavity (for example, , Refer to Patent Document 1), and measures are taken such that a solidified layer capturing cavity is provided in the middle of the runner (for example, see Non-Patent Document 5).

特開平7−204821号公報(第2−3頁,図1−5)Japanese Patent Laid-Open No. 7-204821 (page 2-3, FIG. 1-5) 軽金属協会編「アルミニウム技術便覧」カロス出版、p.351−354,410“Metal Handbook for Aluminum Technology” published by Karos Publishing, p. 351-354,410 菅野友信、植原寅蔵著「アルミニウム合金ダイカスト/その技術と不良対策」カロス出版、第二版、p.365Tomonobu Kanno and Yuzo Uehara “Aluminum Alloy Die Casting / Technology and Defects”, Karos Publishing, 2nd Edition, p. 365 菅野友信、植原寅蔵著「アルミニウム合金ダイカスト/その技術と不良対策」カロス出版、第二版、p.124−126Tomonobu Kanno and Yuzo Uehara “Aluminum Alloy Die Casting / Technology and Defects”, Karos Publishing, 2nd Edition, p. 124-126 軽金属協会編「アルミニウム技術便覧」カロス出版、p.380−381、表4.2.14“Metal Handbook for Aluminum Technology” published by Karos Publishing, p. 380-381, Table 4.2.14 菅野友信、植原寅蔵著「アルミニウム合金ダイカスト/その技術と不良対策」カロス出版、第二版、p.447−449Tomonobu Kanno and Yuzo Uehara “Aluminum Alloy Die Casting / Technology and Defects”, Karos Publishing, 2nd Edition, p. 447-449

ところが、上記した特許文献1及び非特許文献5に記載の従来技術では、塞き止め部材や凝固層捕捉キャビティに凝集した溶湯には、離型剤が多く含まれることから、そこで発生するガスも多くなる。このガスも同様に高圧となり、溶湯に混入して製品キャビティに流入し、ダイカスト製品に含まれることになり、鋳巣やミクロポア、膨れ、変形及び機械的性質低下等の製品欠陥の原因になる。この従来技術では、ダイカスト製品に含まれるガス量の大幅な低減は困難であり、製品100g当たりに含まれるガス量は、理想的に成形された製品の数倍から十数倍にも達することになる。   However, in the prior art described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 5 described above, since the molten metal aggregated in the blocking member and the solidified layer capturing cavity contains a large amount of release agent, the gas generated there is also Become more. This gas also becomes a high pressure, mixes in the molten metal, flows into the product cavity, and is contained in the die-cast product, causing product defects such as casting holes, micropores, swelling, deformation, and deterioration of mechanical properties. With this conventional technology, it is difficult to significantly reduce the amount of gas contained in a die-cast product, and the amount of gas contained per 100 g of product will reach several to ten times that of an ideally molded product. Become.

また、凝固層捕捉キャビティをランナやスタンプ部に設定すると、成形初期に湯口又は凝固層捕捉キャビティの出口で、清浄な溶湯と凝固片等を多く含む溶湯とに分断される。このため、凝固層捕捉キャビティは密閉状態となり、その中に空気と凝固片を含む溶湯が封じ込められてしまう。その後も成形の進行(プランジャの前進)に伴い、凝固片等を含む溶湯が凝固層捕捉キャビティに流入し、この部位の圧力が上昇すると空気が押し潰され、その空気が溶湯中に混入して製品キャビティに流入してしまう。   Further, when the solidified layer capturing cavity is set to the runner or the stamp portion, at the initial stage of molding, the molten metal is divided into a clean molten metal and a molten metal containing a large amount of solidified pieces at the outlet of the solidified layer capturing cavity. For this reason, the solidified layer capturing cavity is hermetically sealed, and the molten metal containing air and solidified pieces is contained therein. After that, as the molding progresses (the plunger moves forward), the molten metal containing solidified pieces flows into the solidified layer capturing cavity, and when the pressure at this part rises, the air is crushed, and the air enters the molten metal. It will flow into the product cavity.

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、凝固層及び酸化膜等を含まない清浄でガス含有の少ない溶湯を製品キャビティに注入することで鋳造欠陥の少ないダイカスト製品を成形することを可能としたダイカスト成形方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a die-cast product with few casting defects by injecting a clean molten gas containing no solidified layer and oxide film into the product cavity. An object of the present invention is to provide a die-cast molding method that can be molded.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、プランジャの移動によりスリーブから射出される溶湯を、金型のランナを通じて前記金型の製品キャビティに注入することにより鋳造を行うダイカスト成形方法において、金型は、ランナの入口近傍の周囲に分流堰を、その分流堰の周囲に捕捉キャビティを、その捕捉キャビティにエアベントをそれぞれ備え、スリーブから射出される溶湯を分流堰に突き当てることにより、溶湯を清浄層と不純物層とに分流し、分流された清浄層の溶湯を、ランナを通じて製品キャビティに注入し、分流された不純物層の溶湯を、捕捉キャビティに捕捉すると共に、捕捉キャビティに集まるガスを、エアベントを通じて外部へ排出することを趣旨とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a die casting method for performing casting by injecting molten metal injected from a sleeve by movement of a plunger into a product cavity of the mold through a runner of the mold. In the method, the mold has a shunt weir around the runner inlet, a trapping cavity around the shunt weir, an air vent in the trapping cavity, and the molten metal injected from the sleeve hits the shunt weir. Then, the molten metal is divided into a clean layer and an impurity layer, and the molten liquid in the separated clean layer is injected into the product cavity through the runner. The purpose is to discharge the collected gas to the outside through an air vent.

上記発明の構成によれば、スリーブ内面にて溶湯の外周にできた凝固層及びその凝固層の表面に付着した酸化膜等は、プランジャの移動によりスリーブから溶湯が射出されるとき、分流堰に突き当たり、分流堰に掻き取られて不純物層の溶湯として捕捉キャビティに捕捉される。また、凝固層及び酸化膜等を含まない清浄な清浄層の溶湯は、そのままランナを通じて製品キャビティに注入される。さらに、不純物層の溶湯に混じって捕捉キャビティに集まったガスは、エアベントを通じて外部へ排出される。   According to the configuration of the present invention, the solidified layer formed on the outer periphery of the molten metal on the inner surface of the sleeve and the oxide film attached to the surface of the solidified layer are transferred to the diversion weir when the molten metal is injected from the sleeve by the movement of the plunger. At the end, it is scraped off by the diversion weir and trapped in the trapping cavity as molten impurity layer. Also, a clean layer of molten metal that does not include a solidified layer and an oxide film is injected into the product cavity as it is through the runner. Further, the gas mixed in the impurity layer and collected in the capture cavity is discharged to the outside through the air vent.

上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、金型は、エアベントの途中にガスのみの通過を許容するチルベントを含み、エアベントに流れ込む溶湯だけをチルベントで塞ぎ止めることを趣旨とする。   In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the mold includes a chill vent that allows passage of only gas in the middle of the air vent, and only the molten metal that flows into the air vent. The purpose of this is to close the door with chill vent.

上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、捕捉キャビティからエアベントに流れ込む溶湯がチルベントで塞ぎ止められ、溶湯がエアベントから外部へ漏れ出ることがない。   According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in claim 1, the molten metal flowing from the capture cavity to the air vent is blocked by the chill vent, and the molten metal does not leak out from the air vent.

請求項1に記載の発明によれば、凝固層及び酸化膜等を含まない清浄でガス含有の少ない溶湯を製品キャビティに注入することができ、鋳造欠陥の少ないダイカスト製品を成形することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to inject a molten molten metal that does not contain a solidified layer, an oxide film, and the like into the product cavity, and a die-cast product with few casting defects can be formed.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、溶湯等が不用意に外部へ漏れ出ることを防止することができ、ガスだけを効果的に排出することができる。   According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, it is possible to prevent the molten metal or the like from inadvertently leaking to the outside, and to effectively discharge only the gas. Can do.

以下、本発明のダイカスト成形方法を具体化した一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment embodying a die casting method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、横型締縦射出タイプのダイカスト成形装置1の概略構成図を示す。この成形装置1は、基本構成として、機台2上に設けられた固定盤3及び可動盤4と、固定盤3に設けられた固定金型5と、可動盤4に設けられた可動金型6と、両金型5,6の下側に傾動可能に設けられた射出装置7とを備える。両金型5,6には、型閉めにより、製品キャビティ8、ランナ9及びスタンプ部10等が形成される。製品キャビティ8は、目的のダイカスト製品を成形する空間である。ランナ9は、射出装置7からスタンプ部10へ射出された溶湯を製品キャビティ8へ導く通路である。可動盤4には、成形品押出装置11が設けられる。この装置11は、製品キャビティ8とスタンプ部10に出没可能に設けられた押出ピン12,13を備える。射出装置7は、シリンダ装置14と、射出スリーブ15と、シリンダ装置14のロッド14aに固定され、射出スリーブ15内を往復動可能に設けられた射出プランジャ16とを備える。   In FIG. 1, the schematic block diagram of the die-cast molding apparatus 1 of a horizontal clamping vertical injection type is shown. The molding apparatus 1 includes, as a basic configuration, a fixed plate 3 and a movable plate 4 provided on a machine base 2, a fixed mold 5 provided on the fixed plate 3, and a movable die provided on the movable plate 4. 6 and an injection device 7 that can be tilted below the molds 5 and 6. Product cavities 8, runners 9, stamp portions 10, and the like are formed in both molds 5 and 6 by closing the molds. The product cavity 8 is a space for molding a target die-cast product. The runner 9 is a passage that guides the molten metal injected from the injection device 7 to the stamp unit 10 to the product cavity 8. The movable platen 4 is provided with a molded product extrusion device 11. The device 11 includes push pins 12 and 13 provided in the product cavity 8 and the stamp portion 10 so as to be able to appear and retract. The injection device 7 includes a cylinder device 14, an injection sleeve 15, and an injection plunger 16 that is fixed to the rod 14 a of the cylinder device 14 and that can reciprocate within the injection sleeve 15.

このダイカスト成形装置1において、可動盤4を動作させて型閉めすることにより、両金型5,6の間に製品キャビティ8、ランナ9及びスタンプ部10等が形成される。その後、射出装置7を両金型5,6の下側へ移動させ、スタンプ部10に射出スリーブ15の先端部を連結する。その後、射出スリーブ15に供給した溶湯を、射出プランジャ16の移動により同スリーブ15からスタンプ部10に射出し、ランナ9を通じて製品キャビティ8に注入する。注入された溶湯が固化することにより、ダイカスト製品を含むワークが鋳造される。その後、可動盤4を動作させて型開きし、成形品押出装置11を動作させて押出ピン12,13により、ワークを両金型5,6の間から押し出す。   In this die casting apparatus 1, the product cavity 8, the runner 9, the stamp part 10 and the like are formed between the molds 5 and 6 by operating the movable platen 4 and closing the mold. Thereafter, the injection device 7 is moved to the lower side of both molds 5 and 6, and the tip portion of the injection sleeve 15 is connected to the stamp portion 10. Thereafter, the molten metal supplied to the injection sleeve 15 is injected from the sleeve 15 to the stamp unit 10 by the movement of the injection plunger 16 and injected into the product cavity 8 through the runner 9. As the injected molten metal solidifies, a workpiece including a die-cast product is cast. Thereafter, the movable platen 4 is operated to open the mold, the molded product extrusion apparatus 11 is operated, and the workpiece is pushed out between the molds 5 and 6 by the extrusion pins 12 and 13.

図2に、両金型5,6に射出スリーブ15の先端部を連結した主要部分を断面図により示す。図3に、可動金型6の型合わせ面6a等の主要部分を一部断面を含む平面図により示す。両金型5,6は、ランナ9の入口(以下「ランナ入口」と言う。)9aの手前の周囲に分流堰17を、その分流堰17の周囲に捕捉キャビティ18を、その捕捉キャビティ18にエアベント20をそれぞれ備える。溶湯が射出スリーブ16に供給されて同スリーブ16の内面に接触すると、溶湯がスリーブ16により冷却され、溶湯の外周に凝固層等が生じる。この結果、凝固層、酸化物、離型剤等を含む「不純物層」と、凝固層等を含まない清浄な「清浄層」とが生成される。分流堰17は、この「不純物層」と「清浄層」とを分流する。捕捉キャビティ18は、スタンプ部10に対してフランジ状に設けられ、分流された不純物層を捕捉する。エアベント20は、捕捉キャビティ18に集まるガスを外部へ排出する。エアベント20は、捕捉キャビティ18の両端に一対設けられ、ランナ9及び製品キャビティ8と平行をなす。エアベント20は、チルベント21を含む。このチルベント21は、金型5,6に接触する表面積を増やしたり、焼結部材により空気のみを通過させたり、小さな孔をあけたフィルタ部材等で形成されたりする。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part in which the distal end portion of the injection sleeve 15 is connected to both molds 5 and 6. FIG. 3 is a plan view showing a main part of the mold matching surface 6a and the like of the movable mold 6 partially including a cross section. Both molds 5 and 6 have a diversion weir 17 around the inlet of the runner 9 (hereinafter referred to as “runner inlet”) 9 a, a capture cavity 18 around the diversion weir 17, and a capture cavity 18. An air vent 20 is provided. When the molten metal is supplied to the injection sleeve 16 and contacts the inner surface of the sleeve 16, the molten metal is cooled by the sleeve 16, and a solidified layer or the like is generated on the outer periphery of the molten metal. As a result, an “impurity layer” including a solidified layer, an oxide, a release agent, and the like, and a clean “clean layer” including no solidified layer or the like are generated. The diversion weir 17 diverts the “impurity layer” and the “clean layer”. The capture cavity 18 is provided in a flange shape with respect to the stamp portion 10 and captures the shunted impurity layer. The air vent 20 discharges the gas collected in the capture cavity 18 to the outside. A pair of air vents 20 are provided at both ends of the capture cavity 18, and are parallel to the runner 9 and the product cavity 8. The air vent 20 includes a chill vent 21. The chill vent 21 is formed of a filter member or the like that increases the surface area in contact with the molds 5 and 6, allows only air to pass through the sintered member, or has a small hole.

図4に、図3の主要部分を簡略図により示す。分流堰17の周縁は、射出スリーブ15の内面にて溶湯30の外周にできた不純物層30aよりも同スリーブ15の内側に位置するように設定される。ランナ入口9aの寸法a1は、射出スリーブ15の内径d1より「5mm」程度小さく設定される。分流堰17のコーナ17aは、可能な限り鋭角に設定される。捕捉キャビティ18のスタンプ部10側のコーナ18aは、滑らかな曲面に設定される。捕捉キャビティ18の容積(捕捉容積)Vcは、溶湯30の外周にできた不純物層30aの体積と同等か、それより少し大きく設定される。この捕捉容積Vcは、次式(1)のように表すことができる。
Vc≧πh(d12−d22)/4 …(1)
ここで、[h]は射出スリーブ15に供給された溶湯の高さ、「d1]は射出スリーブ15の内径、「d2」は不純物層30aを除いた清浄層30bの内径をそれぞれ意味する。
FIG. 4 is a simplified diagram showing the main part of FIG. The peripheral edge of the diversion weir 17 is set so as to be positioned inside the sleeve 15 with respect to the impurity layer 30 a formed on the outer periphery of the molten metal 30 on the inner surface of the injection sleeve 15. The dimension a1 of the runner inlet 9a is set smaller than the inner diameter d1 of the injection sleeve 15 by about “5 mm”. The corner 17a of the diversion weir 17 is set as acute as possible. The corner 18a on the stamp portion 10 side of the capture cavity 18 is set to a smooth curved surface. The volume (capture volume) Vc of the capture cavity 18 is set equal to or slightly larger than the volume of the impurity layer 30 a formed on the outer periphery of the molten metal 30. This capture volume Vc can be expressed as the following equation (1).
Vc ≧ πh (d1 2 −d2 2 ) / 4 (1)
Here, [h] means the height of the molten metal supplied to the injection sleeve 15, “d1” means the inner diameter of the injection sleeve 15, and “d2” means the inner diameter of the clean layer 30b excluding the impurity layer 30a.

図5に、捕捉キャビティ18の断面(型合わせ面と直角な断面)形状を概念図に示す。図5からも分かるように、捕捉キャビティ18には、中心から型開き方向へ収束する勾配SPが付けられる。   FIG. 5 is a conceptual diagram showing the cross section (cross section perpendicular to the mold fitting surface) of the capture cavity 18. As can be seen from FIG. 5, the trapping cavity 18 is provided with a gradient SP that converges from the center in the mold opening direction.

図6に、ランナ入口9aの設定可能範囲SEを概念図により示す。ランナ入口9aは、射出スリーブ15の内面における不純物層30aより内側に設定される。従って、図6において、ランナ入口9aは、破線円で示す設定可能範囲SEより内側に設定される。   FIG. 6 is a conceptual diagram showing the settable range SE of the runner inlet 9a. The runner inlet 9 a is set inside the impurity layer 30 a on the inner surface of the injection sleeve 15. Accordingly, in FIG. 6, the runner inlet 9 a is set inside the settable range SE indicated by a broken-line circle.

図7(a),(b)に、射出プランジャ16、射出スリーブ15、ランナ9及び製品キャビティ8の関係を概念図により示す。図7(a),(b)は、製品キャビティ8の正面及び側面の違いを示す。この実施形態では、製品キャビティ8の入口断面積を「A×C」、ランナ9の断面積を「K×L」、射出プランジャ16の先端断面積を「M」、射出スリーブ15の断面積を「S]とすると、これらの関係は、次式(2)のように表すことができる。
A×C≦K×L≦M<S …(2)
7A and 7B are conceptual diagrams showing the relationship among the injection plunger 16, the injection sleeve 15, the runner 9, and the product cavity 8. FIG. 7A and 7B show the difference between the front surface and the side surface of the product cavity 8. In this embodiment, the inlet sectional area of the product cavity 8 is “A × C”, the sectional area of the runner 9 is “K × L”, the tip sectional area of the injection plunger 16 is “M”, and the sectional area of the injection sleeve 15 is Assuming “S”, these relationships can be expressed as in the following equation (2).
A × C ≦ K × L ≦ M <S (2)

図8(a),(b)に、ランナ9の寸法を概念図により示す。図8(a),(b)は、ランナ9の縦横の違いを示す。この実施形態では、ランナ9の出口寸法を「K1」及び「B1」と示す。また、ランナ9の入口寸法を「K2」及び「B2」と示す。ランナ9の出口寸法K1,B1は、製品キャビティ8の縦寸法Aと横寸法Cに対し、次式(3),(4)の関係により設定される。
K1≧A×0.9 …(3)
B1≧C×0.9 …(4)
8A and 8B are conceptual diagrams showing the dimensions of the runner 9. FIGS. 8A and 8B show the vertical and horizontal differences of the runner 9. In this embodiment, the exit dimensions of the runner 9 are indicated as “K1” and “B1”. Further, the inlet dimensions of the runner 9 are indicated as “K2” and “B2”. The exit dimensions K1 and B1 of the runner 9 are set with respect to the longitudinal dimension A and lateral dimension C of the product cavity 8 according to the relationship of the following expressions (3) and (4).
K1 ≧ A × 0.9 (3)
B1 ≧ C × 0.9 (4)

ランナ9の縦勾配は、ランナ9の長さを「L」とすると、「(K1−K2)/L」と表される。また、横勾配は、「(B1−B2)/L」と表される。この実施形態では、これらの勾配が「0.23」以下になるように設定される。   The vertical gradient of the runner 9 is expressed as “(K1−K2) / L”, where the length of the runner 9 is “L”. The lateral gradient is expressed as “(B1-B2) / L”. In this embodiment, these gradients are set to be “0.23” or less.

次に、上記したダイカスト成形装置1を使用して行われるダイカスト成形方法を説明する。図9〜11に、主要部分等を簡略図により示す。   Next, a die casting method performed using the above-described die casting apparatus 1 will be described. 9 to 11 show the main parts and the like in a simplified diagram.

このダイカスト成形装置1において、可動盤4を動作させて型閉めすることにより、両金型5,6の間に製品キャビティ8、ランナ9、スタンプ部10、捕捉キャビティ18及びエアベント20等が形成される。その後、射出装置7を両金型5,6の下側へ移動させ、スタンプ部10に射出スリーブ15の先端部を連結する。その後、図9に示すように、射出スリーブ15に溶湯30を供給する。このとき、射出スリーブ15の内面にて溶湯30の外周には、不純物層30aが生じる。不純物層30aの表面には、同スリーブ15の表面に塗布して引きはがされた離型剤や酸化膜等が付着する。つまり、射出スリーブ15に供給された溶湯30は、その外周部が不純物層30aとなり、その不純物層30aより内側が凝固層及び酸化膜等を含まない清浄な清浄層30bとなる。   In this die casting molding apparatus 1, the product plate 8, the runner 9, the stamp portion 10, the capture cavity 18, the air vent 20, and the like are formed between the molds 5 and 6 by closing the mold by operating the movable platen 4. The Thereafter, the injection device 7 is moved to the lower side of both molds 5 and 6, and the tip portion of the injection sleeve 15 is connected to the stamp portion 10. Thereafter, as shown in FIG. 9, the molten metal 30 is supplied to the injection sleeve 15. At this time, an impurity layer 30 a is generated on the outer periphery of the molten metal 30 on the inner surface of the injection sleeve 15. On the surface of the impurity layer 30a, a release agent, an oxide film or the like applied and peeled off on the surface of the sleeve 15 adheres. That is, the outer periphery of the molten metal 30 supplied to the injection sleeve 15 becomes an impurity layer 30a, and the inner side of the impurity layer 30a becomes a clean layer 30b that does not include a solidified layer and an oxide film.

次に、図10に示すように、射出プランジャ16を移動させて射出スリーブ15からスタンプ部10に溶湯30を射出する。このとき、溶湯30の外周部である不純物層30aは、分流堰17に突き当たる。そして、分流堰17に突き当たった不純物層30aは、ランナ入口9aに入ることなく分流堰17のコーナ17aで溶湯30から掻き取られ、図11に示すように、捕捉キャビティ18の中に捕捉される。また、凝固層及び酸化膜等を含まない清浄層30bは、そのままランナ入口9aに入り、ランナ9を通じて製品キャビティ8に注入される。このとき、不純物層30aに含まれていたり、離型剤等で発生したりしたガスは、清浄層30bの溶湯に混入することなく、捕捉キャビティ18に集まる。そして、捕捉キャビティ18に集まったガスは、図10,11に矢印で示すように、エアベント20を通じて外部へ排出される。捕捉キャビティ18からエアベント20に流れ込む不純物層30aの溶湯は、チルベント21で塞ぎ止められるので、その溶湯がエアベント20から外部へ漏れ出ることはない。   Next, as shown in FIG. 10, the injection plunger 16 is moved to inject the molten metal 30 from the injection sleeve 15 onto the stamp unit 10. At this time, the impurity layer 30 a that is the outer peripheral portion of the molten metal 30 abuts against the diversion weir 17. Then, the impurity layer 30a hitting the diversion weir 17 is scraped from the molten metal 30 at the corner 17a of the diversion weir 17 without entering the runner inlet 9a, and is captured in the capture cavity 18 as shown in FIG. . Further, the clean layer 30 b not including the solidified layer and the oxide film enters the runner inlet 9 a as it is and is injected into the product cavity 8 through the runner 9. At this time, the gas contained in the impurity layer 30a or generated by a release agent or the like collects in the capture cavity 18 without being mixed into the molten metal of the clean layer 30b. The gas collected in the capture cavity 18 is discharged to the outside through the air vent 20 as shown by arrows in FIGS. Since the molten metal of the impurity layer 30a flowing into the air vent 20 from the capture cavity 18 is blocked by the chill vent 21, the molten metal does not leak out from the air vent 20.

その後、製品キャビティ8に注入された清浄層30bの溶湯が固化することにより、ダイカスト製品を含むワークが鋳造される。   Thereafter, the melt of the cleaning layer 30b injected into the product cavity 8 is solidified, whereby a workpiece including a die-cast product is cast.

次に、可動盤4を動作させて型開きし、成形品押出装置11の押出ピン12,13を突き出すことにより、ワークが両金型5,6の間から押し出される。この実施形態では、捕捉キャビティ18に勾配SPが設定されるので、成形後の型開きを円滑に行うことができる。このワークから、ランナ9や捕捉キャビティ18等にて固化した不要な部分を除去することにより、目的のダイカスト製品が得られる。このようにして、凝固層及び酸化膜等を含まない清浄でガス含有の少ない清浄層30bの溶湯を製品キャビティ8に注入することができ、鋳巣や機械的強度低下等の鋳造欠陥の少ないダイカスト製品を成形することができる。   Next, the movable platen 4 is operated to open the mold, and the extrusion pins 12 and 13 of the molded product extrusion apparatus 11 are ejected, whereby the work is pushed out between the molds 5 and 6. In this embodiment, since the gradient SP is set in the capture cavity 18, the mold opening after molding can be performed smoothly. By removing unnecessary portions solidified by the runner 9, the capture cavity 18, and the like from this work, a target die-cast product can be obtained. In this way, a clean and low-gas-containing clean layer 30b containing no solidified layer and oxide film can be injected into the product cavity 8, and die casting with less casting defects such as casting defects and mechanical strength reduction is achieved. The product can be molded.

この実施形態では、エアベント20の途中に設けられたチルベント21で、ガスのみの通過が許容され、エアベント20に流れ込む不純物層30aの溶湯だけがチルベント21にて塞ぎ止められる。このため、溶湯等が不用意に外部へ漏れ出ることを防止することができ、ガスだけを効果的に排出することができる。   In this embodiment, the chill vent 21 provided in the middle of the air vent 20 allows only gas to pass, and only the molten metal of the impurity layer 30 a flowing into the air vent 20 is blocked by the chill vent 21. For this reason, it is possible to prevent the molten metal or the like from inadvertently leaking to the outside, and only gas can be effectively discharged.

この実施形態では、ランナ9の途中に従来例のような「塞き止め部材」を設けていないので、清浄層30bの溶湯をランナ9に円滑に流すことができ、ランナ9の形状を複雑にすることがない。また、ランナ9の途中でガスが塞き止められることがなく、ランナ9の途中でガスが清浄層30bの溶湯に混入することがない。さらに、この実施形態では、従来例の凝固層捕捉キャビティとは異なり、捕捉キャビティ18に流入したガスが清浄層30bの溶湯に混入することがない。   In this embodiment, since the “blocking member” as in the conventional example is not provided in the middle of the runner 9, the molten metal of the clean layer 30 b can be smoothly flowed to the runner 9, and the shape of the runner 9 is complicated. There is nothing to do. Further, the gas is not blocked in the middle of the runner 9, and the gas is not mixed into the molten metal of the clean layer 30b in the middle of the runner 9. Further, in this embodiment, unlike the solidified layer trapping cavity of the conventional example, the gas flowing into the trapping cavity 18 is not mixed into the molten metal of the clean layer 30b.

この実施形態では、捕捉キャビティ18のコーナ18aが滑らかな曲面に設定されるので、不純物層30aの流れを円滑に変化させて捕捉キャビティ18に入り易くすることができる。また、分流堰17のコーナ17aが直角を挟む角度(例えば「120°」以下)に設定されるので、不純物層30aを確実に掻き取ることができ、不純物層30aの破断片がランナ9に侵入するのを未然に防止することができる。また、この実施形態では、ランナ入口9aが不純物層30aより内側の範囲に設定されるので、この意味でも、不純物層30aを確実に掻き取ることができ、不純物層30aの破断片がランナ9に侵入するのを未然に防止することができる。この意味で、製品キャビティ8の中に不純物層30aが侵入し、その中で不純物層30aからガスが発生することを未然に防止することができる。   In this embodiment, since the corner 18a of the capture cavity 18 is set to a smooth curved surface, the flow of the impurity layer 30a can be smoothly changed to easily enter the capture cavity 18. Further, since the corner 17a of the diversion weir 17 is set to an angle that sandwiches a right angle (for example, “120 ° or less”), the impurity layer 30a can be surely scraped, and the fragment of the impurity layer 30a enters the runner 9. Can be prevented in advance. Further, in this embodiment, the runner inlet 9a is set in a range inside the impurity layer 30a, so that in this sense, the impurity layer 30a can be surely scraped off, and a fragment of the impurity layer 30a is transferred to the runner 9. Intrusion can be prevented in advance. In this sense, it is possible to prevent the impurity layer 30a from entering the product cavity 8 and generating gas from the impurity layer 30a therein.

この実施形態では、射出プランジャ16、射出スリーブ15、ランナ9及び製品キャビティ8の寸法関係を上記式(2)のように設定したので、製品キャビティ8の入口付近の湯境を軽減することができ、不純物層30aの破断を低減することができる。   In this embodiment, since the dimensional relationship among the injection plunger 16, the injection sleeve 15, the runner 9, and the product cavity 8 is set as in the above equation (2), the hot water boundary near the inlet of the product cavity 8 can be reduced. The breakage of the impurity layer 30a can be reduced.

この実施形態では、射出スリーブ16の寸法と捕捉容積Vcとの関係を上記式(1)のように設定したので、捕捉キャビティ18に捕捉された不純物層30aをランナ入口9aへ逆流させることがない。この意味でも、製品キャビティ8の中に不純物層30aが侵入し、その中で不純物層30aからガスが発生することを未然に防止することができる。   In this embodiment, since the relationship between the dimension of the injection sleeve 16 and the capture volume Vc is set as in the above equation (1), the impurity layer 30a captured in the capture cavity 18 does not flow backward to the runner inlet 9a. . Also in this sense, it is possible to prevent the impurity layer 30a from entering the product cavity 8 and generating gas from the impurity layer 30a therein.

尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also implement as follows.

前記実施形態では、捕捉キャビティ18、ランナ9及び製品キャビティ8の形状を、図2に示すように、断面積変化が不連続的になるように設定したが、この形状を、図12に示すように、断面積変化が連続的になるように設定してもよい。すなわち、この別例では、ランナ9がランナ入口9aからランナ出口9bへ向かって徐々に大きく又は小さく変化するように設定される。このため、溶湯の注入抵抗を低減することができる。   In the above embodiment, the shape of the capture cavity 18, the runner 9 and the product cavity 8 is set so that the cross-sectional area change becomes discontinuous as shown in FIG. 2, but this shape is shown in FIG. In addition, the cross-sectional area change may be set to be continuous. That is, in this other example, the runner 9 is set to gradually increase or decrease from the runner inlet 9a toward the runner outlet 9b. For this reason, the injection resistance of the molten metal can be reduced.

ダイカスト成形装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows a die-casting apparatus. 型閉めされた両金型等の主要部分等を示す断面図。Sectional drawing which shows the main parts etc. of both molds etc. by which the mold was closed. 可動金型の型合わせ面等の主要部分を示す平面図。The top view which shows main parts, such as a mold fitting surface of a movable metal mold | die. 図3の主要部分を示す簡略図。FIG. 4 is a simplified diagram showing the main part of FIG. 3. 捕捉キャビティの断面形状を示す概念図。The conceptual diagram which shows the cross-sectional shape of a capture | acquisition cavity. ランナ入口の設定可能範囲を示す概念図。The conceptual diagram which shows the settable range of a runner entrance. 射出スリーブ、ランナ及び製品キャビティ等の関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the relationship between an injection sleeve, a runner, a product cavity, etc. ランナの寸法を示す概念図。The conceptual diagram which shows the dimension of a runner. 主要部分等を示す簡略図。A simplified diagram showing the main parts and the like. 主要部分等を示す簡略図。A simplified diagram showing the main parts and the like. 主要部分等を示す簡略図。A simplified diagram showing the main parts and the like. 型閉めされた両金型等の主要部分等を示す断面図。Sectional drawing which shows the main parts etc. of both molds etc. by which the mold was closed.

符号の説明Explanation of symbols

5 固定金型
6 可動金型
8 製品キャビティ
9 ランナ
15 射出スリーブ
16 射出プランジャ
17 分流堰
18 捕捉キャビティ
20 エアベント
21 チルベント
30 溶湯
30a 不純物層
30b 清浄層
5 fixed mold 6 movable mold 8 product cavity 9 runner 15 injection sleeve 16 injection plunger 17 diversion weir 18 capture cavity 20 air vent 21 chill vent 30 molten metal 30a impurity layer 30b clean layer

Claims (2)

プランジャの移動によりスリーブから射出される溶湯を、金型のランナを通じて前記金型の製品キャビティに注入することにより鋳造を行うダイカスト成形方法において、
前記金型は、前記ランナの入口近傍の周囲に分流堰を、その分流堰の周囲に捕捉キャビティを、その捕捉キャビティにエアベントをそれぞれ備え、
前記スリーブから射出される溶湯を前記分流堰に突き当てることにより、前記溶湯を清浄層と不純物層とに分流し、分流された清浄層の溶湯を、前記ランナを通じて前記製品キャビティに注入し、分流された不純物層の溶湯を、前記捕捉キャビティに捕捉すると共に、前記捕捉キャビティに集まるガスを、前記エアベントを通じて外部へ排出することを特徴とするダイカスト成形方法。
In the die-cast molding method of casting by injecting the molten metal injected from the sleeve by the movement of the plunger into the product cavity of the mold through the runner of the mold,
The mold includes a shunt weir around the runner inlet, a capture cavity around the shunt weir, and an air vent in the capture cavity.
By abutting the molten metal injected from the sleeve against the diversion weir, the molten metal is divided into a clean layer and an impurity layer, and the diverted clean layer melt is injected into the product cavity through the runner, A die casting method characterized in that the molten metal in the impurity layer is captured in the capture cavity and gas collected in the capture cavity is discharged to the outside through the air vent.
前記金型は、前記エアベントの途中にガスのみの通過を許容するチルベントを含み、
前記エアベントに流れ込む溶湯だけを前記チルベントで塞ぎ止めることを特徴とする請求項1に記載のダイカスト成形方法。
The mold includes a chill vent that allows only gas to pass in the middle of the air vent,
2. The die casting method according to claim 1, wherein only the molten metal flowing into the air vent is blocked by the chill vent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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