JP2006289393A - Sprue insert for casting mold, casting mold provided with the sprue insert, and casting apparatus provided with the casting mold - Google Patents

Sprue insert for casting mold, casting mold provided with the sprue insert, and casting apparatus provided with the casting mold Download PDF

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Yasuyuki Morioka
泰行 森岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new configuration considering problems on a ceramic raw material working and on shocking resistance with respect to a sprue insert applying the ceramic raw material. <P>SOLUTION: The sprue insert 20 is provided in a molten metal inlet of the casting mold, and is composed of: a cylindrical upper side gate insert 20A constituted of the ceramic raw material; and a cylindrical lower side gate insert 20B connected to the lower part of the upper side gate insert 20A at the upper part thereof. A packing 22 is inserted between the upper side gate insert 20A and the lower side gate insert 20B. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸引鋳造法や低圧鋳造法に利用される鋳造用金型に関するものであり、より
詳しくは、鋳造用金型の湯口入子の構造に関するものである。
The present invention relates to a casting mold used in a suction casting method and a low pressure casting method, and more particularly to a structure of a gate insert of a casting mold.

従来、吸引鋳造法や低圧鋳造法といった差圧鋳造法で用いられる鋳造用金型の湯口入子においては、溶湯金属に対する耐溶損性や耐摩耗性を考慮してセラミック素材が適用されるようになっており、このセラミック素材を適用した湯口入子に関する技術も周知となっている(例えば、特許文献1、2参照。)。
これらの文献でも開示されるように、湯口入子は、セラミック素材からなる内筒と、金属製の外筒とを多重構造として一体的に構成されるものであり、前記内筒が溶湯金属を通過させる通路として機能する構成となっている。
Conventionally, in the mold entrance of the casting mold used in the differential pressure casting method such as the suction casting method and the low pressure casting method, the ceramic material is applied in consideration of the resistance to erosion and wear resistance to the molten metal. The technology relating to the entrance of the gate using this ceramic material is also well known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
As disclosed in these documents, the pouring gate insert is integrally configured as a multiple structure of an inner cylinder made of a ceramic material and a metal outer cylinder, and the inner cylinder is made of molten metal. It has a structure that functions as a passage to be passed.

また、湯口入子をセラミック素材にて構成するほか、湯口入子にセラミック粉末を含むコーティング材(塗型材)を噴き付けて、湯口入子の表面をコーティングし、溶損を防止することも行われていた。
実開平5−76660号公報 実開平5−13641号公報
In addition to making the gate entrance made of ceramic material, the coating material (molding material) containing ceramic powder is sprayed onto the entrance entrance to coat the surface of the entrance entrance to prevent melting damage. It was broken.
Japanese Utility Model Publication No. 5-76660 Japanese Utility Model Publication No. 5-13641

しかし、従来の湯口入子の構成のように、多重構造の一体型に構成する場合には、溶湯金属の漏えいを防止するために、外筒との間のクリアランスを厳密に設定しなければならない等、セラミック素材からなる内筒には高精度の加工が要求されるものであった。また、硬質なセラミック素材の複雑・高精度な加工にはコストがかかってしまうものであった。
また、セラミック素材で内筒を構成する場合、サイズが大きくなると、熱衝撃や物理的衝撃によって破損しやすくなるという欠点があった。
However, in the case of a multi-structured one-piece structure, such as a conventional gate entrance structure, in order to prevent the molten metal from leaking, the clearance with the outer cylinder must be set strictly. For example, an inner cylinder made of a ceramic material requires high-precision processing. In addition, complicated and high-precision processing of hard ceramic materials is costly.
Further, in the case where the inner cylinder is formed of a ceramic material, there is a drawback that when the size is increased, the inner cylinder is easily damaged by a thermal shock or a physical shock.

他方、上記の湯口入子の表面のコーティングは、溶湯金属と接触し、摩耗することから、数十ショットごとにコーティング材の塗布作業が必要とされていた。そして、この塗布作業のために装置を停止させる必要があり、製造効率が低下するという問題があった。   On the other hand, since the coating on the surface of the above-mentioned gate entrance comes into contact with the molten metal and wears out, it is necessary to apply a coating material every several tens of shots. And it was necessary to stop an apparatus for this application | coating operation | work, and there existed a problem that manufacturing efficiency fell.

そこで、本発明は、セラミック素材を適用した湯口入子につき、セラミック素材の加工の問題や、耐衝撃性の問題に鑑みた新規な構成を提案する。   Therefore, the present invention proposes a novel configuration in consideration of the problem of processing of the ceramic material and the problem of impact resistance with respect to the gate entrance to which the ceramic material is applied.

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1に記載のごとく、鋳造用金型の溶湯金属入口に設けられる湯口入子であって、セラミック素材で構成される筒型の上側堰入子と、上部が前記上側堰入子の下部に接続される筒型の下側堰入子と、から構成される鋳造用金型の湯口入子とするものである。   That is, as described in claim 1, a pouring gate insert provided at a molten metal inlet of a casting mold, a cylindrical upper weir insert made of a ceramic material, and an upper portion of the upper weir insert And a bottom dam insert of a cylindrical mold connected to the lower portion of the mold.

また、請求項2に記載のごとく、前記上側堰入子と前記下側堰入子の間には、パッキンが挟装される構成とする。   Further, as described in claim 2, a packing is sandwiched between the upper weir insert and the lower weir insert.

また、請求項3に記載のごとく、前記パッキンは、熱膨張性を有することとする。   In addition, as described in claim 3, the packing has thermal expansibility.

また、請求項4に記載のごとく、前記上側堰入子の上下貫通穴は、上開口部から下側方向の所定の深さの位置にある中途部にかけて内径が小さくなるように構成され、前記中途部から下開口部にかけて内径が大きくなるように構成されることとする。   Further, as described in claim 4, the upper and lower through-holes of the upper weir insert are configured such that the inner diameter decreases from the upper opening to a midway portion at a predetermined depth in the lower direction, Suppose that it is comprised so that an internal diameter may become large from a middle part to a lower opening part.

また、請求項5に記載のごとく、前記湯口入子を備える鋳造用金型とする。   Moreover, it is set as the casting metal mold | die provided with the said gate entrance as described in Claim 5.

また、請求項6に記載のごとく、請求項6に記載の鋳造用金型を備える鋳造装置であって、溶湯金属を差圧により前記湯口入子を介して前記鋳造用金型のキャビティ内へと供給するための差圧調整装置と、前記鋳造用金型の可動型及び固定型に設ける冷却回路に冷却剤を供給するための冷却装置と、前記可動型を移動させ、凝固した製品を前記固定型から脱型させるアクチュエータと、前記差圧調整装置、冷却装置、及び、アクチュエータの動作制御を行う制御装置と、を具備する構成とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a casting apparatus comprising the casting mold according to the sixth aspect, wherein the molten metal is introduced into the cavity of the casting mold through the gate insert by a differential pressure. A differential pressure adjusting device for supplying the cooling mold, a cooling device for supplying a coolant to a cooling circuit provided in the movable mold and the fixed mold of the casting mold, and moving the movable mold to solidify the solidified product. An actuator that is removed from the fixed mold, a differential pressure adjusting device, a cooling device, and a control device that controls the operation of the actuator are provided.

また、請求項7に記載のごとく、前記制御装置は、前記上側堰入子の中途部よりも上側の範囲で溶湯金属を凝固させるべく、前記冷却装置による冷却制御を行うとともに、前記中途部よりも上側の範囲で溶湯金属が凝固した際に、前記差圧調整装置による溶湯金属の前記キャビティ内への供給を停止させることとする。   Further, as described in claim 7, the control device performs cooling control by the cooling device so as to solidify the molten metal in a range above the midway portion of the upper weir insert, and from the midway portion. When the molten metal solidifies in the upper range, the supply of the molten metal into the cavity by the differential pressure adjusting device is stopped.

以上の請求項1に記載の発明では、上側堰入子のみがセラミック素材で構成されるため、湯口入子全体がセラミック素材で構成される場合と比較して、セラミック素材で構成される部位の小型化が図られ、熱衝撃や、物理的衝撃によるセラミック素材の破損といった不具合の発生確率を低減することができる。つまり、衝撃に弱いというセラミック素材の欠点を克服できる。また、下側堰入子を金属製とすることによれば、該下側堰入子について、加工コストも低くおさえつつ、高精度の加工を実施できる。   In the invention described in claim 1 above, since only the upper weir insert is made of a ceramic material, compared to the case where the entire gate entrance is made of a ceramic material, Miniaturization can be achieved, and the probability of occurrence of problems such as thermal shock and damage to ceramic materials due to physical shock can be reduced. In other words, it can overcome the disadvantages of ceramic materials that are vulnerable to impact. Further, if the lower weir insert is made of metal, the lower weir insert can be processed with high accuracy while keeping the processing cost low.

また、請求項2に記載の発明では、湯口入子を通過する溶湯金属が、上側堰入子と下側堰入子の接合部から外部へ漏えいすることを防止できる。   Moreover, in invention of Claim 2, it can prevent that the molten metal which passes a gate spigot leaks outside from the junction part of an upper weir insert and a lower weir insert.

また、請求項3に記載の発明では、高温環境下における密閉性を向上させることができ、溶湯金属の漏えいを確実に防止できる。   Moreover, in invention of Claim 3, the sealing property in a high temperature environment can be improved, and the leak of a molten metal can be prevented reliably.

また、請求項4に記載の発明では、前記中途部よりも上側の範囲で溶湯金属を凝固させることとすれば、上側堰入子と下側堰入子の見切り部となる接合部は、製品堰部よりも下方の位置となるので、前記接合部に溶湯金属が差し込まれ、差し込まれた部位が脱型の際にちぎれ落ち、製品堰部が損傷することや、離型抵抗が高まるといった不具合を防止できる。   Further, in the invention according to claim 4, if the molten metal is solidified in a range above the midway part, the joint part that becomes a parting part of the upper weir piece and the lower weir piece is a product. Since the position is lower than the weir part, the molten metal is inserted into the joint part, the inserted part is torn off at the time of demolding, the product weir part is damaged, and the mold release resistance is increased. Can be prevented.

また、請求項5に記載の発明では、前記上側堰入子はセラミック素材で構成されることから、製品堰部は上側堰入子から抜けやすくなり、湯口入子全体を金属製とする場合と比較して、早期に脱型を実施できる。   Further, in the invention according to claim 5, since the upper weir insert is made of a ceramic material, the product weir portion is easily removed from the upper weir insert, and the entire gate entrance is made of metal. In comparison, demolding can be performed at an early stage.

また、請求項6に記載の発明では、前記制御装置による自動制御によって、製品の成形、冷却、脱型の一連の鋳造工程を行うことができる。   In the invention according to claim 6, a series of casting processes of product forming, cooling, and demolding can be performed by automatic control by the control device.

また、請求項7に記載の発明では、前記中途部よりも上の範囲において溶湯金属の凝固が行われることから、上側堰入子内に構成される製品堰部を上側へ抜き出すことが可能となる。   Further, in the invention according to claim 7, since the molten metal is solidified in the range above the midway part, the product weir part configured in the upper weir insert can be extracted upward. Become.

図1に示すごとく、本発明に係る鋳造用金型1は、可動型11と固定型12とから構成されており、両者を付け合わせた状態において内部にキャビティ13が形成されるようになっている。
また、前記固定型12の下部中央部には筒状の湯口入子20が設けられている。該湯口入子20には、図において上下方向に貫通する上下貫通穴20aが設けられており、該上下貫通穴20aを通って、溶湯金属16がキャビティ13内へ供給される。
また、前記可動型11、固定型12の内部には、冷却装置26から冷却剤が供給される冷却回路17・17が設けられており、溶湯金属16の供給完了後に、溶湯金属16を冷却、凝固させるようにしている。また、この溶湯金属16の凝固は、図において上側から下側へと順次進行され、前記湯口入子20の上下貫通穴20a内の溶湯金属16が最後に凝固されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a casting mold 1 according to the present invention is composed of a movable mold 11 and a fixed mold 12, and a cavity 13 is formed inside when both are attached. .
A cylindrical gate 20 is provided at the lower center of the fixed mold 12. The gate insert 20 is provided with an upper and lower through hole 20a penetrating in the vertical direction in the figure, and the molten metal 16 is supplied into the cavity 13 through the upper and lower through hole 20a.
Further, cooling circuits 17 and 17 to which a coolant is supplied from a cooling device 26 are provided inside the movable mold 11 and the fixed mold 12, and after the supply of the molten metal 16 is completed, the molten metal 16 is cooled. It is trying to solidify. Further, the solidification of the molten metal 16 proceeds sequentially from the upper side to the lower side in the figure, and the molten metal 16 in the upper and lower through holes 20a of the pouring gate insert 20 is finally solidified.

また、図1に示すごとく、本発明に係る鋳造用金型1は、例えば、低圧鋳造法を行う鋳造装置10に設置される。
この鋳造装置10には、溶湯金属16を収容する溶湯保持炉2が設けられており、該溶湯保持炉2内に高圧空気供給源となる差圧調整装置25より高圧空気を供給し、該高圧空気によってストーク3(湯口管)内の溶湯金属16を上方へと押し上げる。押し上げられた溶湯金属16は、前記湯口入子20を介してキャビティ13内へと供給される。
また、鋳造装置10にはアクチュエータ4が設けられており、該アクチュエータ4によって前記可動型11が図において上下方向に移動されるようになっている。
尚、本発明に係る鋳造用金型1は、低圧鋳造法のほか、吸引鋳造法といった他の差圧鋳造法にも適用可能である。
Moreover, as shown in FIG. 1, the casting mold 1 according to the present invention is installed in, for example, a casting apparatus 10 that performs a low-pressure casting method.
The casting apparatus 10 is provided with a molten metal holding furnace 2 for containing a molten metal 16, and high pressure air is supplied into the molten metal holding furnace 2 from a differential pressure adjusting device 25 serving as a high pressure air supply source. The molten metal 16 in the stalk 3 (pouring pipe) is pushed upward by air. The molten metal 16 pushed up is supplied into the cavity 13 through the gate insert 20.
The casting apparatus 10 is provided with an actuator 4, and the movable mold 11 is moved in the vertical direction in the figure by the actuator 4.
The casting mold 1 according to the present invention can be applied to other differential pressure casting methods such as a suction casting method in addition to the low pressure casting method.

また、図2に示すごとく、鋳造用金型1の溶湯金属入口に設けられる湯口入子20は、固定型12に図において上下方向に設けた貫通孔12aに取り付けられ、チタン酸アルミ等のセラミック素材で構成される筒型の上側堰入子20Aと、上部が前記上側堰入子20Aの下部に接続され、下部が前記ストーク3の下部と接続される筒型の下側堰入子20Bと、から構成されている。
また、前記下側堰入子20Bは、固定型12の下面12uと、溶湯保持炉2の保持炉上蓋18の上面18uの間に挟装される構成となっている。
Further, as shown in FIG. 2, a gate entrance 20 provided at the molten metal entrance of the casting mold 1 is attached to a through hole 12a provided in the vertical direction in the figure in the fixed mold 12 and is made of ceramic such as aluminum titanate. A cylindrical upper weir 20 </ b> A composed of a material, and a cylindrical lower weir 20 </ b> B whose upper part is connected to the lower part of the upper weir 20 </ b> A and whose lower part is connected to the lower part of the stalk 3. , Is composed of.
The lower weir insert 20 </ b> B is configured to be sandwiched between the lower surface 12 u of the fixed mold 12 and the upper surface 18 u of the holding furnace upper lid 18 of the molten metal holding furnace 2.

この湯口入子20の構成では、上側堰入子20Aのみがセラミック素材で構成されるため、湯口入子20全体がセラミック素材で構成される場合と比較して、セラミック素材で構成される部位の小型化が図られ、熱衝撃や、物理的衝撃によるセラミック素材の破損といった不具合の発生確率を低減することができる。つまり、衝撃に弱いというセラミック素材の欠点を克服できるのである。   In this configuration of the gate entrance 20, only the upper weir insert 20 </ b> A is made of a ceramic material, and therefore, compared to the case where the entire gate entrance 20 is made of a ceramic material, Miniaturization can be achieved, and the probability of occurrence of problems such as thermal shock and damage to ceramic materials due to physical shock can be reduced. In other words, it can overcome the disadvantages of ceramic materials that are vulnerable to impact.

また、前記上側堰入子20Aを構成するセラミック素材は、高耐久性のチタン酸アルミや、アルミナ等のセラミック素材を用いる他、溶湯金属と結合しにくい耐溶損性を有し(濡れ性が悪いこと)、かつ、耐摩耗性に優れた、高耐久性のクロミア(クロム酸化物)を適用することも考えられる。これにより、上側堰入子20Aの溶湯金属への溶損を防止することができる。
尚、下側堰入子20Bについては、例えば、鋳造用金型の金属と同じ塑性の鋼材を用いることが考えられるが、特に、限定するものではない。
The ceramic material constituting the upper weir insert 20A uses a highly durable ceramic material such as aluminum titanate or alumina, and has resistance to erosion that is difficult to bond with molten metal (poor wettability). It is also conceivable to apply highly durable chromia (chromium oxide) having excellent wear resistance. Thereby, the melting damage to the molten metal of the upper weir insert 20A can be prevented.
For the lower weir insert 20B, for example, it is conceivable to use the same plastic steel as the metal of the casting mold, but it is not particularly limited.

また、前記上側堰入子20Aの内側表面の表面粗さは、十点平均粗さ(Rz)において、略10μm以下となるように設定される。
このような表面粗さに設定することによって、上側堰入子20Aの内側表面と、溶湯金属16との間に生じる摩擦が低減される。この摩擦の低減により、図1に示すごとく、溶湯金属16の供給工程では、上側堰入子20Aの内側表面の摩耗の進行が抑制される。
また、図4(b)に示すごとく、溶湯金属凝固後の製品16Aの脱型の際には、製品堰部16aと上側堰入子20Aの間に生じる摩擦が低減されるので、いわゆる離型抵抗を低下させることができ、製品堰部16aの表面が剥がれ落ちるなどの不具合が防止される。
尚、表面粗さを所定の値に設定するための具体的な研磨方法については、特別な方法に限定されるものではなく、セラミック素材表面の研磨に好適な研磨方法が適用されるものとする。
The surface roughness of the inner surface of the upper weir 20A is set to be approximately 10 μm or less in terms of the ten-point average roughness (Rz).
By setting such surface roughness, the friction generated between the inner surface of the upper weir 20 A and the molten metal 16 is reduced. By reducing the friction, as shown in FIG. 1, the progress of wear on the inner surface of the upper weir 20 </ b> A is suppressed in the supplying process of the molten metal 16.
Further, as shown in FIG. 4B, since the friction generated between the product weir 16a and the upper weir 20A is reduced at the time of releasing the product 16A after the molten metal is solidified, so-called mold release is achieved. The resistance can be reduced, and problems such as peeling off the surface of the product weir 16a are prevented.
The specific polishing method for setting the surface roughness to a predetermined value is not limited to a special method, and a polishing method suitable for polishing the ceramic material surface is applied. .

また、図2に示すごとく、前記上側堰入子20Aの下部には、前記固定型12の下面12uに対向するフランジ部20fが設けられ、前記下側堰入子20Bの上部には、前記フランジ部20fの周囲を囲み、前記フランジ部20fと前記下面12uの間に環状の空間20kを形成するフランジ収容部20sが設けられ、前記環状の空間20kには、熱膨張性のあるパッキン22が挟装される構成としている。つまり、前記上側堰入子20Aと前記下側堰入子20Bの間には、パッキン22が挟装される構成となっている。
また、図2に示すごとく、前記下側堰入子20Bの下部には、保持炉上蓋18の上面18uに当着されるフランジ部20gが設けられ、該フランジ部20gによって、保持炉上蓋18と下側堰入子20Bの間の隙間が密閉される構成としている。
Further, as shown in FIG. 2, a flange portion 20f facing the lower surface 12u of the fixed mold 12 is provided at the lower portion of the upper weir 20A, and the flange at the upper portion of the lower weir 20B. A flange accommodating portion 20s that surrounds the periphery of the portion 20f and forms an annular space 20k between the flange portion 20f and the lower surface 12u is provided, and a packing 22 having a thermal expansion property is sandwiched in the annular space 20k. It is configured to be worn. That is, the packing 22 is sandwiched between the upper weir 20 A and the lower weir 20 B.
Further, as shown in FIG. 2, a flange portion 20g to be attached to the upper surface 18u of the holding furnace upper lid 18 is provided at the lower portion of the lower weir 20B, and the holding furnace upper lid 18 and the flange portion 20g are provided. The gap between the lower weir inserts 20B is sealed.

この構成では、前記パッキン22により、湯口入子20を通過する溶湯金属16が、上側堰入子20Aと下側堰入子20Bの接合部20vから外部へ漏えいすることを防止できる。また、上側堰入子20Aから伝わる熱によって膨張する、熱膨張性のあるパッキン22を用いることにより、高温環境下における前記空間20kの密閉性を向上させることができ、溶湯金属16の漏えいを確実に防止できる。
尚、前記パッキン22の材質については特に限定されるものではないが、上側堰入子20Aから伝わる熱によって膨張し、前記空間20kの隙間を埋めることで接合部20vから外部への溶湯金属16の漏えいを防止するとともに、十分な耐熱性能を有するものが望ましい。
In this configuration, the packing 22 can prevent the molten metal 16 passing through the gate insert 20 from leaking to the outside from the joint portion 20v of the upper weir insert 20A and the lower weir insert 20B. Further, by using the thermally expandable packing 22 that is expanded by the heat transmitted from the upper weir 20A, the sealing property of the space 20k in a high temperature environment can be improved, and the molten metal 16 can be surely leaked. Can be prevented.
The material of the packing 22 is not particularly limited, but expands due to heat transmitted from the upper weir 20A, and fills the gap of the space 20k, so that the molten metal 16 from the joint 20v to the outside is expanded. It is desirable to prevent leakage and have sufficient heat resistance.

また、仮に、湯口入子20を上下二分割とすることなく、全体をセラミック素材にて構成した場合には、前記下側堰入子20Bのフランジ収容部20s、及び、フランジ部20gにつき、溶湯金属16の漏えいを防止すべく高精度の加工が要求され、硬質なセラミック素材の高精度の加工には高いコストがかかるという問題がある。
この点、本発明の構成のように、湯口入子20を上下二分割に構成し、さらに、下側堰入子20Bを金属製とすることによれば、該下側堰入子20Bについて、加工コストも低くおさえつつ高精度の加工を実施でき、コストの問題を回避できる。
Moreover, if the whole is made of a ceramic material without dividing the gate entrance 20 into upper and lower parts, the molten metal is provided for the flange accommodating portion 20s and the flange portion 20g of the lower weir insert 20B. There is a problem that high-precision processing is required to prevent the metal 16 from leaking, and high-precision processing of a hard ceramic material is expensive.
In this regard, as in the configuration of the present invention, the gate entrance 20 is divided into two parts, and the lower weir insert 20B is made of metal. High-precision machining can be performed while keeping the machining cost low, and cost problems can be avoided.

尚、前記フランジ収容部20sの形状については、図3(a)に示すごとく、直立する壁面を有する構成とする他、図3(b)に示すごとく、前記パッキン22を固定型12の下面12uとの間で挟み込む水平部20tを有する段付き形状としてもよい。また、この他、前記接合部20vにパッキン22が挟装される構成としてもよい。   As shown in FIG. 3A, the shape of the flange accommodating portion 20s is such that it has an upright wall surface, and the packing 22 is connected to the lower surface 12u of the fixed mold 12 as shown in FIG. It is good also as a stepped shape which has the horizontal part 20t pinched | interposed between. In addition, the packing 22 may be sandwiched between the joints 20v.

また、図2及び図3(a)に示すごとく、前記上側堰入子20Aの上下貫通穴20aは、上開口部20xから下側方向の所定の深さDの位置にある中途部20cにかけて内径が次第に小さくなるように構成され、前記中途部20cから下開口部20uにかけて内径が次第に大きくなるように構成され、前記下開口部20uに前記下側堰入子20Bの上開口部20yが当着されることとしている。尚、前記所定の深さDは、特に限定するものではないが、図4(a)に示す製品堰部16aを形成する関係上、例えば、上側堰入子20Aの上下全体の長さにおける2/3以上を確保する等、十分な深さを設定することが好適である。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3A, the upper and lower through holes 20a of the upper weir 20A have an inner diameter extending from the upper opening 20x to a midway portion 20c at a predetermined depth D in the lower direction. Is configured such that the inner diameter gradually increases from the midway portion 20c to the lower opening portion 20u, and the upper opening portion 20y of the lower weir insert 20B is attached to the lower opening portion 20u. It is going to be done. The predetermined depth D is not particularly limited. For example, the predetermined depth D is 2 in the overall length of the upper weir 20A in terms of forming the product weir 16a shown in FIG. It is preferable to set a sufficient depth such as ensuring / 3 or more.

この構成において、図4(a)に示すごとく、前記中途部20cよりも上側の範囲で溶湯金属16を凝固させることとすれば、上側堰入子20Aと下側堰入子20Bの見切り部となる接合部20vは、製品堰部16aよりも下方の位置となるので、前記接合部20vに溶湯金属16が差し込まれ、この差し込まれた部位が脱型の際にちぎれ落ちて製品堰部16aが損傷することや、離型抵抗が高まるといった不具合を防止できる。
尚、前記上開口部20x(図3(a)参照)から中途部20cの間に前記接合部20vを配置するのは、脱型の際に製品堰部16aがちぎれる可能性があるため好ましくないといえる。
In this configuration, as shown in FIG. 4 (a), if the molten metal 16 is solidified in the range above the midway portion 20c, the parting portions of the upper weir piece 20A and the lower weir piece 20B Since the joining portion 20v is located below the product weir portion 16a, the molten metal 16 is inserted into the joining portion 20v, and the inserted portion is torn off during demolding, so that the product weir portion 16a is formed. Problems such as damage and increased mold release resistance can be prevented.
Note that it is not preferable to dispose the joint 20v between the upper opening 20x (see FIG. 3A) and the midway portion 20c because the product weir 16a may be broken at the time of demolding. It can be said.

また、図4(b)に示すごとく、前記上側堰入子20Aはセラミック素材で構成されることから、製品堰部16aは上側堰入子20Aから抜けやすくなり、湯口入子全体を金属製とする場合と比較して、早期に脱型を実施できるようになる。
つまり、製品堰部16aについては、凝固が完了する時期が最も遅く、製品堰部16aを破損させることなく脱型を行うには、製品堰部16aの凝固を完了するまで待機しなければならないが、上述のように製品堰部16aの表面と上側堰入子20Aとの間の摩擦を低減することによれば、前記摩擦が大きい場合と比較して待機時間を短縮した場合でも製品堰部16aの破損を低減できるのである。
例えば、従来では、鋳造工程を開始してから脱型までに要する時間がトータルで300秒程であり、前記待機時間については30秒程も要し、鋳造時間短縮のボトルネックとなっていたが、本発明によれば、前記待機時間を略半分の15秒程に短縮でき、トータルで15秒の短縮を図ることができるようになる。
以上のように、待機時間を短縮することにより、早期の脱型が可能となり、この脱型の早期化によって、一ショット毎の鋳造時間が短縮され、製造効率の向上が図られる。
Further, as shown in FIG. 4B, since the upper weir 20A is made of a ceramic material, the product weir 16a can be easily removed from the upper weir 20A, and the entire gate entrance is made of metal. Demolding can be carried out at an early stage as compared with the case of doing so.
That is, the product dam 16a has the latest time to complete solidification, and in order to perform demolding without damaging the product dam 16a, it is necessary to wait until the solidification of the product dam 16a is completed. As described above, by reducing the friction between the surface of the product weir 16a and the upper weir 20A, the product weir 16a can be used even when the waiting time is shortened compared to the case where the friction is large. Can be reduced.
For example, in the past, the time required from the start of the casting process to demolding is about 300 seconds in total, and the waiting time is about 30 seconds, which has become a bottleneck for shortening the casting time. According to the present invention, the waiting time can be shortened to about half of 15 seconds, and a total reduction of 15 seconds can be achieved.
As described above, by shortening the standby time, it is possible to perform early mold release, and by this early mold release, the casting time for each shot is shortened and the production efficiency is improved.

また、前記上側堰入子20Aのセラミック素材は高い耐久性を有するため、従来のコーティング材(塗型材)の噴き付けによるもののように、コーティング材の塗布作業が頻繁に発生することもなく、製造効率の向上が図られる(いわゆるMTBFの改善につながる)。   Further, since the ceramic material of the upper weir 20A has high durability, the coating material is not frequently applied as in the case of the conventional spraying of the coating material (coating material). Efficiency is improved (leading to improvement of so-called MTBF).

また、図1は、以上の湯口入子20を設けた鋳造用金型1を備える鋳造装置10の一構成例を示したものであり、溶湯金属16を差圧により前記湯口入子20を介して鋳造用金型1のキャビティ13内へと供給するための差圧調整装置25と、前記鋳造用金型1の可動型11及び固定型12に設ける冷却回路17・17に冷却剤を供給するための冷却装置26と、前記可動型11を移動させ製品16Aを前記固定型12から脱型させるアクチュエータ4と、前記差圧調整装置25、冷却装置26、及び、アクチュエータ4の動作制御を行う制御装置30と、を具備する構成としている。この構成により、前記制御装置30による自動制御によって、製品16Aの成形、冷却、脱型の一連の鋳造工程を行うことができる。   FIG. 1 shows an example of the configuration of a casting apparatus 10 provided with a casting mold 1 provided with the above-described gate entrance 20. The molten metal 16 is fed through the gate entrance 20 by a differential pressure. Then, the coolant is supplied to the differential pressure adjusting device 25 for supplying the casting mold 1 into the cavity 13 and the cooling circuits 17 and 17 provided in the movable mold 11 and the fixed mold 12 of the casting mold 1. For controlling the operation of the cooling device 26, the actuator 4 for moving the movable die 11 and releasing the product 16A from the fixed die 12, the differential pressure adjusting device 25, the cooling device 26, and the actuator 4. And a device 30. With this configuration, a series of casting steps of molding, cooling, and demolding of the product 16A can be performed by automatic control by the control device 30.

そして、前記制御装置30は、前記上側堰入子20Aの中途部20cよりも上側の範囲で溶湯金属16を凝固させるべく前記冷却装置26による冷却制御を行うとともに、前記上側堰入子20Aにおける前記中途部20cよりも上側の範囲で溶湯金属16が凝固した際に、前記差圧調整装置25による溶湯金属16の前記キャビティ13内への供給を停止させることとしている。この制御装置30による制御によって、前記中途部20cよりも上の範囲において溶湯金属16の凝固が行われることから、上側堰入子20A内に構成される製品堰部16aを上側へ抜き出すことが可能となる(図4(b)参照)。
尚、制御装置30による溶湯金属16の凝固の有無の判断は、冷却装置26による溶湯金属16の冷却時間を基準として判断することや、別途センサーを設けて上側堰入子20Aにおける凝固の有無を検知して判断することなどが考えられ、特に具体的な方法に限定されるものではない。
And the said control apparatus 30 performs cooling control by the said cooling device 26 in order to solidify the molten metal 16 in the range above the middle part 20c of the said upper weir insert 20A, and the said in the said upper weir insert 20A When the molten metal 16 solidifies in the range above the midway portion 20c, the supply of the molten metal 16 into the cavity 13 by the differential pressure adjusting device 25 is stopped. Since the molten metal 16 is solidified in the range above the midway portion 20c by the control by the control device 30, the product weir portion 16a configured in the upper weir insert 20A can be extracted upward. (See FIG. 4B).
Whether the molten metal 16 is solidified by the control device 30 is determined based on the cooling time of the molten metal 16 by the cooling device 26, or a separate sensor is provided to determine whether the upper weir 20A is solidified. It is conceivable to detect and judge, and is not limited to a specific method.

本発明に係る湯口入子を備える鋳造用金型、及び、鋳造装置の構成について示す図。The figure shown about the metal mold | die for casting provided with the gate insert concerning this invention, and the structure of a casting apparatus. 本発明に係る湯口入子の構成について示す側面断面図。Side surface sectional drawing shown about the structure of the entrance gate which concerns on this invention. (a)は、下側堰入子のフランジ収容部の第一の構成例について示す図。(b)は、同じく第二の構成例について示す図。(A) is a figure shown about the 1st structural example of the flange accommodating part of a lower weir insert. (B) is a figure similarly shown about a 2nd structural example. (a)は、上側堰入子の中途部よりも上側において製品堰部が凝固されることについて示す図。(b)は、製品堰部が脱型される状態について示す図。(A) is a figure which shows that a product dam part is solidified above the middle part of an upper dam insert. (B) is a figure shown about the state from which a product dam part is demolded.

符号の説明Explanation of symbols

12 固定型
20 湯口入子
20A 上側堰入子
20B 下側堰入子
22 パッキン
20c 中途部
12 Fixed type 20 Mouth insert 20A Upper weir insert 20B Lower weir insert 22 Packing 20c Midway

Claims (7)

鋳造用金型の溶湯金属入口に設けられる湯口入子であって、
セラミック素材で構成される筒型の上側堰入子と、上部が前記上側堰入子の下部に接続される筒型の下側堰入子と、から構成される鋳造用金型の湯口入子。
A pouring gate provided at the molten metal inlet of the casting mold,
A casting mold gate insert composed of a cylindrical upper weir insert composed of a ceramic material and a cylindrical lower weir insert connected to the lower portion of the upper weir insert. .
前記上側堰入子と前記下側堰入子の間には、パッキンが挟装される、請求項1に記載の鋳造用金型の湯口入子。   The pouring gate insert for a casting mold according to claim 1, wherein a packing is interposed between the upper weir insert and the lower weir insert. 前記パッキンは、熱膨張性を有する、ことを特徴とする、請求項2に記載の鋳造用金型の湯口入子。   The gate of the casting mold according to claim 2, wherein the packing has a thermal expansion property. 前記上側堰入子の上下貫通穴は、上開口部から下側方向の所定の深さの位置にある中途部にかけて内径が小さくなるように構成され、前記中途部から下開口部にかけて内径が大きくなるように構成される、ことを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の鋳造用金型の湯口入子。   The upper and lower through-holes of the upper weir insert are configured such that the inner diameter decreases from the upper opening to a midway portion at a predetermined depth in the lower direction, and the inner diameter increases from the midway portion to the lower opening. The pouring gate insert for a casting mold according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising: 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の鋳造用金型の湯口入子を備える鋳造用金型。   A casting mold comprising the pouring gate insert of the casting mold according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載の鋳造用金型を備える鋳造装置であって、
溶湯金属を差圧により前記湯口入子を介して前記鋳造用金型のキャビティ内へと供給するための差圧調整装置と、
前記鋳造用金型の可動型及び固定型に設ける冷却回路に冷却剤を供給するための冷却装置と、
前記可動型を移動させ、凝固した製品を前記固定型から脱型させるアクチュエータと、
前記差圧調整装置、冷却装置、及び、アクチュエータの動作制御を行う制御装置と、
を具備する鋳造用金型を備える鋳造装置。
A casting apparatus comprising the casting mold according to claim 5,
A differential pressure adjusting device for supplying the molten metal into the cavity of the casting mold through the gate insert by a differential pressure;
A cooling device for supplying a coolant to a cooling circuit provided in the movable mold and the stationary mold of the casting mold;
An actuator that moves the movable mold and demolds the solidified product from the fixed mold;
A controller for controlling the operation of the differential pressure adjusting device, the cooling device, and the actuator;
A casting apparatus comprising a casting mold comprising:
前記制御装置は、前記上側堰入子の中途部よりも上側の範囲で溶湯金属を凝固させるべく、前記冷却装置による冷却制御を行うとともに、前記中途部よりも上側の範囲で溶湯金属が凝固した際に、前記差圧調整装置による溶湯金属の前記キャビティ内への供給を停止させる、ことを特徴とする、請求項6に記載の鋳造用金型を備える鋳造装置。   The control device performs cooling control by the cooling device so as to solidify the molten metal in a range above the midway part of the upper weir insert, and the molten metal solidifies in the range above the midway part. At the time, supply of the molten metal into the cavity by the differential pressure adjusting device is stopped. The casting device having the casting mold according to claim 6.
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