JP2007531630A - Casting manufacturing method - Google Patents

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Abstract

この発明は、重量を軽減した鋳造品を製造することを目的として、特にダイカスティングにより、軽金属合金から成る鋳造品を製造する方法に関する。このことは、モールドキャビティ（２）を金属溶融物で満たした後、周辺層を凝固させ、残った溶融物にガスを導入して、モールドキャビティ（２）から溶融物を押し出して、空洞（５）を形成することによって解決される。  The present invention relates to a method of manufacturing a cast product made of a light metal alloy, particularly by die casting, for the purpose of manufacturing a cast product with reduced weight. This is because, after filling the mold cavity (2) with the metal melt, the peripheral layer is solidified, gas is introduced into the remaining melt, and the melt is pushed out of the mold cavity (2) to form the cavity (5 ).

Description

この発明は、請求項１の上位概念にもとづく、特にダイカスティングによる、軽金属合金から成る鋳造品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a casting made of a light metal alloy, in particular by die casting, based on the superordinate concept of claim 1.

金属鋳造品を製造する際にガスを使用することは知られている。即ち、特許文献１は、ガスの逆圧を同時に作用させるダイカスティング方法を記載している。鋳造プロセスを開始する前に、鋳造用モールドの空洞と水平の圧力室とを分離して、その後鋳造用モールドの空洞にガス圧を生成させると同時に、水平の圧力室に溶融物を注ぎ込む一方、鋳造を開始する際に、空洞と水平の圧力室の空間とを繋ぐことを特徴としている。このガス圧は、溶融物の流れと関連していない。   It is known to use gas in the production of metal castings. That is, Patent Document 1 describes a die casting method in which a reverse pressure of gas is simultaneously applied. Before starting the casting process, the casting mold cavity and the horizontal pressure chamber are separated, and then gas pressure is generated in the casting mold cavity while simultaneously pouring the melt into the horizontal pressure chamber, When casting is started, the cavity and the space of the horizontal pressure chamber are connected. This gas pressure is not related to the melt flow.

特許文献２は、鋳造プロセスの間、金属溶融物の表面を液化した不活性ガスによって同時に保護する形の回転するモールドで金属を鋳造する方法を開示している。ガスは、溶融物の表面と回転するモールドの内部の両方に注入される。第一の金属の鋳造を、遠心分離によってモールド壁面に張り付けて、硬化させ、第一の外側層を形成する形で行い、その上に液化ガスの供給を開始する。それに続いて、少なくとも一つの第二の層を同様に鋳造している。更に供給された液化ガスが、完成した回転部分が得られるまで、モールド内部の空洞を満たしている。   U.S. Patent No. 6,057,836 discloses a method of casting metal in a rotating mold in a form that simultaneously protects the surface of the metal melt with a liquefied inert gas during the casting process. The gas is injected both on the surface of the melt and inside the rotating mold. The casting of the first metal is carried out in such a manner that it is applied to the mold wall surface by centrifugation and cured to form a first outer layer, and the supply of the liquefied gas is started thereon. Subsequently, at least one second layer is cast as well. Further, the supplied liquefied gas fills the cavity inside the mold until a completed rotating part is obtained.

特許文献３にもとづく殻鋳造による中空体を鋳造する方法では、残った溶融物の排出を容易にするために、鋳造ジャケットの内部に空気を導入している。空気は、鋳造ジャケットに設けられた開口部を通して、或いは溶融物と同様に供給されている。
ドイツ特許公開第３２４０２４２号明細書 ドイツ特許第２８２３１７３号明細書 ドイツ特許公開第３４０３１８６号明細書 In the method of casting a hollow body by shell casting based on Patent Literature 3, air is introduced into the casting jacket in order to facilitate the discharge of the remaining melt. Air is supplied through an opening in the casting jacket or similar to the melt.
German patent publication 3240242 German Patent No. 2823173 German Patent Publication No. 3403186

この発明の課題は、特に軽金属合金から成る鋳造品用であって、ダイカスティング法にもとづく、従来技術の欠点を防止した形の鋳造品の製造方法を開発することである。   An object of the present invention is to develop a method for producing a cast product, which is particularly for a cast product made of a light metal alloy and is based on a die casting method and which prevents the disadvantages of the prior art.

この課題の解決は、請求項の特徴によって達成される。   The solution to this problem is achieved by the features of the claims.

この場合、この発明は、ガスを注入することによって、空洞内のガス内圧を均一とした形で空洞を生成するプラスチック製品用の周知の射出成形法を出発点とする。金属溶融物が凝固する際の熱可塑性プラスチックと大きく異なる熱物性のために、この方法の金属鋳造品のダイカスティングへの簡単な転用は有り得ない。動作温度が高いだけでなく、凝固が著しく速く進行し、従って、鋳造サイクルは、非常に速く進行する。   In this case, the present invention starts from a well-known injection molding method for plastic products in which a cavity is produced by injecting a gas so that the gas pressure in the cavity is uniform. Due to the thermophysical properties that are very different from the thermoplastic when the metal melt solidifies, there is no simple diversion of this method to die casting metal castings. Not only is the operating temperature high, solidification proceeds significantly faster, so the casting cycle proceeds very quickly.

ガス注入による方法は、以下の手法により実施可能である。
・部分的な充填（ガス注入により、残った溶融物を再び鋳造室に吸い出す）
・収縮の補正
・コア部を押し出すシステム
・オーバーフロー用キャビティ
オーバーフロー用キャビティを用いた実施方法は、（粘性の小さい）金属溶融物に対して有利に働き、以下の工程によって特徴付けられる。
ａ）キャビティに溶融物を満して、モールドの二次キャビティ（オーバーフロー用キャビティ）を閉じる。
ｂ）周辺層が凝固した後、注入機によって、残った溶融物にガスを導入して、二次キャビティへの入口を開く。
ｃ）残った溶融物が、二次キャビティに到達すると、鋳造品には少なくとも一つの空洞が残る。
ｄ）キャビティから空気を抜いて、鋳造品を回収し、二次キャビティ内の物を除去する。 The method by gas injection can be implemented by the following method.
・ Partial filling (by gas injection, the remaining melt is sucked back into the casting chamber)
• Shrinkage compensation • Core extrusion system • Overflow cavity The method of implementation using the overflow cavity works favorably for (low viscosity) metal melts and is characterized by the following steps:
a) Fill the cavity with the melt and close the secondary cavity (overflow cavity) of the mold.
b) After the peripheral layer has solidified, the injector introduces gas into the remaining melt and opens the inlet to the secondary cavity.
c) When the remaining melt reaches the secondary cavity, at least one cavity remains in the casting.
d) The air is evacuated from the cavity, the casting is recovered, and the object in the secondary cavity is removed.

有利には、ガスとして窒素を使用するが、その他の如何なる不活性ガスも適している。鋳造品の出来る限り滑らかな表面（内側も）を実現するために、有利には、凝固時間の短い合金、例えば、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムの合金を使用する。局所的な再加圧によって、ひけマーク及び／又は歪みを防止することができる。   Advantageously, nitrogen is used as the gas, but any other inert gas is suitable. In order to achieve the smoothest possible surface of the casting (as well as the inside), it is advantageous to use alloys with a short solidification time, such as zinc, aluminum, magnesium. Local repressurization can prevent sink marks and / or distortion.

金属の凝固する前線部分は、ガス圧の作用の下で凝固する。このことは、滑らかに凝固した面を形成することとなる。内側表面の滑らかさによって、流動抵抗が大幅に低減されるので、この特徴は、ガスであれ、液体であれ、媒体を運ぶ管路としての殻鋳造品のその後の利用に関して非常に重要である。   The front part where the metal solidifies solidifies under the action of gas pressure. This forms a smoothly solidified surface. This feature is very important for subsequent use of the shell casting as a conduit for carrying the medium, whether gas or liquid, because the flow resistance is greatly reduced by the smoothness of the inner surface.

壁の厚い鋳造品におけるサイクルタイムの低減、材料の節約、安定性の改善、均一な圧力による型締め力の低減及び塊の集積を低減することによる歪みの最小化が実現可能である。   Reduced cycle time, material savings, improved stability, reduced clamping force with uniform pressure and minimized distortion by reducing mass accumulation in thick walled castings can be achieved.

例えば、ドアのノブやオイルフィルターの筐体などの軽量鋳造品を実現することが可能である。   For example, it is possible to realize lightweight cast products such as door knobs and oil filter housings.

以下において、図面にもとづく実施例により、この発明を詳しく記述するが、この具体的な実施構成に限定されるものではない。   In the following, the present invention will be described in detail by way of an embodiment based on the drawings, but the present invention is not limited to this specific configuration.

ダイカスティング設備の鋳造室１内に有る金属溶融物は、鋳造用ピストンを用いて、任意付加的なバルブ６（この方法は、バルブ６を使用しなくても実施可能である）を介して、モールドキャビティ２に圧入される。二次キャビティ４への別のバルブ７は閉じられている。モールドキャビティ２の内壁上に溶融物の周辺層が凝固すると直ぐに、ガス注入機３によって、窒素をモールドキャビティ２又は残っている溶融物に導入すると同時に、二次キャビティ４へのバルブ７を開く。ここで、バルブ６が閉じられる。金属溶融物として残った部分は、ガス圧のために、二次キャビティ４に押し出される。モールドキャビティ２又は鋳造品内には、少なくとも一つの空洞５が形成される。   The metal melt present in the casting chamber 1 of the die-casting equipment is transferred via an optional valve 6 (this method can be carried out without using the valve 6) using a casting piston. Press-fitted into the mold cavity 2. Another valve 7 to the secondary cavity 4 is closed. As soon as the peripheral layer of the melt solidifies on the inner wall of the mold cavity 2, the gas injector 3 introduces nitrogen into the mold cavity 2 or the remaining melt and simultaneously opens the valve 7 to the secondary cavity 4. Here, the valve 6 is closed. The portion remaining as a metal melt is extruded into the secondary cavity 4 due to gas pressure. At least one cavity 5 is formed in the mold cavity 2 or casting.

その次に、これらのキャビティ、特に空洞５から、ガス注入機３を介して空気を抜き、鋳造品をモールドから取り出して、更に処理することができる。   The cavities, in particular the cavities 5, can then be evacuated via the gas injector 3 and the castings removed from the mold for further processing.

この発明による方法の手順を示す図The figure which shows the procedure of the method by this invention

Claims (6)

金属溶融物をモールドキャビティに運び入れて、特にダイカスティングによる、軽金属合金から成る鋳造品を製造する方法において、
モールドキャビティ（２）の内壁上で周辺層が凝固した後、ガスを導入することによって、残った金属溶融物を少なくとも部分的にモールドキャビティ（２）から押し出すことを特徴とする方法。 In a method for producing a casting made of a light metal alloy by carrying a metal melt into a mold cavity, in particular by die casting,
After the peripheral layer has solidified on the inner wall of the mold cavity (2), the remaining metal melt is at least partially extruded from the mold cavity (2) by introducing gas. ガスを導入することと溶融物を押し出すことによって、鋳造品内に少なくとも一つの空洞（５）を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。   2. Method according to claim 1, characterized in that at least one cavity (5) is formed in the casting by introducing gas and extruding the melt. ガスを導入することによって、残った金属溶融物を二次キャビティ（４）に押し出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。   3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that by introducing gas, the remaining metal melt is extruded into the secondary cavity (4). ガスが窒素であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。   4. The method according to claim 1, wherein the gas is nitrogen. 請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法を実施して、鋳造品を製造する装置において、
モールドが、ガス注入機（３）と二次キャビティ（４）を備えていることを特徴とする装置。 In the apparatus which manufactures a casting by performing the method as described in any one of Claim 1 to 4,
A device characterized in that the mold comprises a gas injector (3) and a secondary cavity (4). 二次キャビティ（４）が、バルブ（７）を介して、モールドキャビティ（２）と繋がっていることを特徴とする請求項５に記載の装置。   Device according to claim 5, characterized in that the secondary cavity (4) is connected to the mold cavity (2) via a valve (7).
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