JP2008055473A - Method and apparatus for manufacturing aluminum die-cast product - Google Patents

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昌典 ▲濱▼崎
Masanori Hamazaki
Kazuhiko Inoguchi
和彦 井野口
Masaya Hatanaka
雅哉 畑中
Shinji Saho
信司 佐保
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/09Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
    • B22D27/11Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of mechanical pressing devices

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for manufacturing an aluminum die-cast product with which the aluminum die-cast product having no cast defect and being sound and high quality can be manufactured by eliminating the development of shrinkage cavity or reducing it to the extremely small volume. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the aluminum die-cast product, with which the molten metal 12 filled in a die 11 under pressure is subjected to the die-casting by pressurizing a portion easily developing the cast defect through the solidification and the shrinkage in the solidifying process with a locally pressurizing pin 16, the locally pressurizing pin 16 is made to follow based on the shifting of the interface of the solidification obtained with a precalculated solidified interface shifting speed of the molten metal and continued to push in till the time point of the completing of solidification. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、気密性を要する圧力容器等の製造に用いて好適なアルミダイカスト製品の製造方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an aluminum die-cast product suitable for use in manufacturing a pressure vessel or the like that requires airtightness.

一般に、アルミダイカスト製品では、ダイカスト鋳造時において、金型に充填された溶湯の凝固速度が最も遅い部分を中心として、凝固収縮に伴う凝固収縮空間が発生することが知られている。アルミニウム合金の場合、凝固時に約6%の体積収縮が生じる。この収縮空間が製品内部に内包されることによって、集中的な引け巣が発生し、これが鋳造欠陥となる。引け巣は、鋳造部の肉厚が厚く、金型温度が高い(温度勾配が小さい)ほど、広範囲に広がる傾向がある。
上記した鋳造欠陥である引け巣は、製品が圧力容器である場合において、圧力漏れの原因となり、製品としての歩留まり低下を引き起こす大きな要因の1つとなっている。
In general, it is known that in an aluminum die-cast product, a solidification shrinkage space accompanying solidification shrinkage is generated around a portion where the solidification rate of a molten metal filled in a mold is the slowest during die casting. In the case of an aluminum alloy, a volume shrinkage of about 6% occurs during solidification. When the shrinkage space is contained in the product, a concentrated shrinkage cavity is generated, which becomes a casting defect. The shrinkage nest has a tendency to spread over a wider range as the thickness of the cast part is thicker and the mold temperature is higher (temperature gradient is smaller).
The shrinkage cavity, which is the casting defect described above, is one of the major factors that cause a pressure leak when the product is a pressure vessel and cause a decrease in the yield of the product.

鋳造時の引け巣発生を低減する技術として、充填された溶湯が凝固する直前の半凝固状態の時に、引け巣が発生し易い部位を部分的に加圧する局部加圧法が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
この特許文献2に示されたものは、油圧シリンダにより、局部加圧ピンを凝固直前に押し込んで、局部加圧ピンの圧力を検知しながら、計測スクイズ圧力が設定スクイズ圧力の所定の範囲となるまで油圧シリンダを作動させ、局部加圧ピンのストローク値を制御することにより、引け巣を減少または解消しようとするものである。
As a technique for reducing the generation of shrinkage cavities during casting, a local pressurization method is known in which a portion where shrinkage cavities are likely to occur is partially pressurized in a semi-solid state immediately before the filled molten metal solidifies (for example, Patent Documents 1 and 2).
In the one disclosed in Patent Document 2, the measurement squeeze pressure falls within a predetermined range of the set squeeze pressure while detecting the pressure of the local pressurization pin by pressing the local pressurization pin immediately before solidification by a hydraulic cylinder. By operating the hydraulic cylinder to the maximum and controlling the stroke value of the local pressure pin, the shrinkage nest is reduced or eliminated.

特開昭59−156560号公報JP 59-156560 A 特開平8−155622号公報JP-A-8-155622

しかしながら、上記特許文献2のものは、局部加圧ピンを単にタイマーで設定された時間に圧力を検知しながら押し込んでいるにすぎず、金型に充填された溶湯の凝固スピードや凝固タイミングを的確に把握して局部加圧ピンを制御しているとは云えない。
凝固収縮に伴って開口しつつある凝固収縮空間を確実に閉口させるためには、局部加圧ピンを凝固タイミングに合わせて加圧制御する必要があるが、従来の局部加圧法では、凝固スピードを的確に把握した局部加圧ピン制御がなされておらず、凝固収縮空間閉口の成功確率は低く、引け巣解消までには至っていない。
以上から、ダイカスト製圧力容器では、引け巣が原因の圧力漏れに対する歩留まりが満足できる領域には達していない状況にある。
However, in the above-mentioned Patent Document 2, the local pressure pin is simply pushed in while detecting the pressure at the time set by the timer, and the solidification speed and solidification timing of the molten metal filled in the mold are accurately determined. Therefore, it cannot be said that the local pressure pin is controlled.
In order to reliably close the coagulation / shrinkage space that is opening with the coagulation / shrinkage, it is necessary to control the pressurization of the local pressurization pin in accordance with the coagulation timing. Accurately grasping the local pressure pin control is not performed, the success probability of coagulation contraction space closing is low, and the shrinkage nest has not been resolved.
From the above, the die-cast pressure vessel is in a situation where the yield for the pressure leakage caused by the shrinkage nest is not reached.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、局部加圧ピンの押し込み動作を制御することにより、引け巣の発生を解消または極微量に低減し、鋳造欠陥のない健全で高品質なアルミダイカスト製品を製造することができる、アルミダイカスト製品の製造方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by controlling the pushing operation of the local pressure pin, the occurrence of shrinkage nests can be eliminated or reduced to a very small amount, and there is no casting defect. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing an aluminum die-cast product, which can produce a high-quality aluminum die-cast product.

上記課題を解決するために、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法および装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるアルミダイカスト製品の製造方法は、金型に加圧充填された溶湯が、凝固過程において凝固収縮することにより鋳造欠陥が生じ易い部位を、局部加圧ピンにより加圧してダイカスト鋳造するアルミダイカスト製品の製造方法において、前記局部加圧ピンを、予め算定される前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続けることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method and apparatus for producing an aluminum die-cast product of the present invention employs the following means.
That is, in the method for producing an aluminum die-cast product according to the present invention, the molten metal that has been pressure-filled in the mold is subjected to die-casting by pressurizing a portion where a casting defect is likely to occur due to solidification and shrinkage during the solidification process with a local pressure pin. In the method for producing an aluminum die cast product to be cast, the local pressure pin is made to follow based on the movement of the solidification interface obtained by the solidification interface movement speed of the molten metal calculated in advance, and continues to be pushed in until solidification is completed. And

本発明によれば、局部加圧ピンを、予め算定される溶湯の凝固界面移動速度[金型表面から最凝固遅れ部までの深さ(mm)/最凝固遅れ部の凝固完了時間(s)]によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続けるので、溶湯の凝固タイミングに合わせて局部加圧ピンを押し込むことができる。すなわち、局部加圧を必要とする部分の凝固界面移動速度を予め解析により的確に把握し、それによって得られる凝固界面の移動に追随させて局部加圧ピンを凝固完了時点まで押し込み続けることにより、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させることができる。従って、凝固収縮に伴う引け巣の発生を解消または極微量に低減することができ、鋳造欠陥のない健全なアルミダイカスト製品を製造することができる。また、これによって、ダイカスト鋳造時の歩留まりを大幅に向上し、高品質のアルミダイカスト製品を低コストで製造することができる。   According to the present invention, the local pressurizing pin is connected to the calculated solidification interface movement speed of the melt [depth from the mold surface to the most solidified delay portion (mm) / solidification completion time of the most solidified delay portion (s). ] Is followed based on the movement of the solidification interface obtained by the above and is continuously pushed in until the solidification is completed, so that the local pressure pin can be pushed in according to the solidification timing of the molten metal. That is, by accurately grasping in advance the solidification interface moving speed of the portion requiring local pressurization in advance, and following the movement of the solidification interface obtained thereby, the local pressurization pin is continuously pushed in until the solidification completion point, The coagulation contraction space (which becomes a shrinkage nest) can be reliably closed. Therefore, the generation of shrinkage cavities accompanying solidification shrinkage can be eliminated or reduced to a very small amount, and a healthy aluminum die-cast product free from casting defects can be manufactured. In addition, this makes it possible to greatly improve the yield at the time of die casting and to manufacture a high quality aluminum die cast product at a low cost.

さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミダイカスト製品の製造方法において、前記局部加圧ピンによる加圧を、前記溶湯の充填完了時より0.4〜1.4秒後に開始することを特徴とする。   Furthermore, the manufacturing method of the aluminum die-cast product of the present invention is the above-described manufacturing method of the aluminum die-cast product, wherein the pressurization by the local pressure pin is started 0.4 to 1.4 seconds after the filling of the molten metal is completed. It is characterized by doing.

本発明によれば、局部加圧ピンによる加圧を溶湯の充填完了時より0.4〜1.4秒後に開始するので、局部加圧ピンを凝固界面の移動に追随させて確実に凝固完了時点まで押し込み続けることができる。つまり、局部加圧ピンによる加圧開始が早すぎると、凝固開始前で溶湯による押し込み抵抗が小さいため、押し込み速度が大きくなり過ぎ、局部加圧ピンがストロークエンドまで押し込まれてしまい、凝固完了時点まで局部加圧ピンを押し込み続けることが困難となる。従って、溶湯の充填が完了し、凝固開始された直後(充填完了時より0.4秒後)から約1秒の間に局部加圧ピンによる加圧を開始することによって、局部加圧ピンがストロークエンドまで押し込まれることがなく、確実に凝固完了時点まで局部加圧ピンを押し込み続けることができる。これにより、引け巣の発生を解消または極微量に低減することができる。また、充填完了時より1.4秒経過すると、局部加圧ピンの押し込み部位の凝固が進行し、凝固完了時点まで局部加圧ピンを押し込み続けることが困難となってしまう。
なお、充填された溶湯の凝固開始は、ダイカスト製品の大きさや形状によらず、略同じであるため、局部加圧ピンによる加圧開始時間は、アルミダイカスト製品の種類に関係なく、上記の如く設定することができる。
According to the present invention, since the pressurization with the local pressurization pin starts 0.4 to 1.4 seconds after the completion of the filling of the molten metal, the solidification is surely completed by following the movement of the solidification interface. You can keep pushing to the point. In other words, if the pressurization start with the local pressurization pin is too early, the push-in resistance due to the molten metal is small before the start of solidification, so the push-in speed becomes too high, and the local pressurization pin is pushed into the stroke end, and the solidification is completed It becomes difficult to keep pushing the local pressurizing pin until. Therefore, by starting pressurization with the local pressurization pin within about 1 second immediately after the filling of the molten metal is completed and solidification is started (after 0.4 second from the completion of the filling), the local pressurization pin becomes The local pressure pin can be reliably pushed in until the solidification is completed without being pushed into the stroke end. Thereby, generation | occurrence | production of a shrinkage nest can be eliminated or reduced to a very small amount. In addition, when 1.4 seconds have elapsed from the completion of filling, the solidification of the pressed portion of the local pressure pin proceeds, and it becomes difficult to continue pushing the local pressure pin until the solidification completion time.
The solidification start of the molten metal is almost the same regardless of the size and shape of the die cast product, so the press start time by the local pressure pin is as described above regardless of the type of the aluminum die cast product. Can be set.

さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上述のいずれかのアルミダイカスト製品の製造方法において、前記局部加圧ピンの平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sとすることを特徴とする。   Furthermore, the aluminum die-cast product manufacturing method of the present invention is the above-described aluminum die-cast product manufacturing method, wherein the average pressing speed V of the local pressure pin is 1.2 mm / s <V <2.63 mm / It is set as s.

本発明によれば、局部加圧ピンの平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sとしているので、局部加圧ピンを凝固界面の移動に追随させて確実に凝固完了時点まで押し込み続けることができ、しかも引け巣を十分に潰せる位置まで確実に押し込むことができる。ここで、局部加圧する部位の肉厚を20mm程度とすると、最凝固遅れ部の凝固完了時間が3.8秒のため、凝固界面移動速度は、2.63mm/sであり、これを上限押し込み速度として局部加圧ピンを押し込むことによって、引け巣を十分に潰せる位置まで確実に局部加圧ピンを押し込むことができる。押し込み速度が1.2mm/s以下になると、押し込み抵抗が過大となって、局部加圧ピンの押し込みが不可となる。また、局部加圧ピンの押し込み深さが浅いほど、引け巣の潰され方が不十分となる傾向があるため、局部加圧ピンの押し込み速度をコントロールして十分な押し込み深さを確保することは、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させる上で重要な要素となる。つまり、溶湯の充填完了時点から最も凝固完了の早い部分(金型接触部分)と最凝固遅れ部分との間には凝固時間差があるため、この間に局部加圧ピンを瞬間的に押し込んでも効果はなく、上記の押し込み速度により数秒間かけて十分な深さまで押し込むことが、引け巣発生の確実な解消または減少にとって重要に要素である。   According to the present invention, since the average pressing speed V of the local pressure pin is set to 1.2 mm / s <V <2.63 mm / s, the local pressure pin is allowed to follow the movement of the solidification interface and solidify reliably. Pushing can be continued until completion, and pushing can be reliably pushed to a position where the shrinkage can be sufficiently crushed. Here, if the thickness of the part to be locally pressurized is about 20 mm, the solidification completion time of the most solidified delayed part is 3.8 seconds, so the solidification interface moving speed is 2.63 mm / s, and this is pushed into the upper limit. By pushing the local pressure pin as a speed, the local pressure pin can be surely pushed to a position where the shrinkage can be sufficiently crushed. When the indentation speed is 1.2 mm / s or less, the indentation resistance becomes excessive, and the local pressurizing pin cannot be pushed in. Also, the shallower the press-in depth of the local pressure pin, the more likely it will be that the shrinkage will be crushed. Therefore, control the press-in speed of the local pressure pin to ensure a sufficient push-in depth. Is an important factor in reliably closing the coagulation contraction space (which becomes a shrinkage nest). In other words, since there is a solidification time difference between the part where the solidification is completed (the mold contact part) and the part where the solidification is delayed most after the completion of the filling of the molten metal, even if the local pressure pin is pushed in instantaneously during this time, the effect is Rather, it is an important factor for surely eliminating or reducing the occurrence of shrinkage nests by pushing in to a sufficient depth over several seconds by the above-described pushing speed.

さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上述のいずれかのアルミダイカスト製品の製造方法において、前記アルミダイカスト製品が、圧力容器であることを特徴とする。   Furthermore, the method for producing an aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in any of the methods for producing an aluminum die-cast product described above, the aluminum die-cast product is a pressure vessel.

本発明によれば、アルミダイカスト製品が圧力容器であるので、圧力漏れの要因となる鋳造欠陥(引け巣)のない圧力容器をダイカスト鋳造により製造することができる。従って、ダイカスト鋳造時の圧力漏れに対する歩留まりを大幅に向上し、高品質の圧力容器を低コストで製造することができる。   According to the present invention, since the aluminum die-cast product is a pressure vessel, a pressure vessel having no casting defect (shrinkage cavity) that causes a pressure leak can be manufactured by die casting. Therefore, the yield against pressure leakage during die casting can be greatly improved, and a high-quality pressure vessel can be manufactured at low cost.

さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミダイカスト製品の製造方法において、前記圧力容器が、圧縮機のハウジングであることを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing an aluminum die-cast product according to the present invention is characterized in that, in the method for manufacturing an aluminum die-cast product, the pressure vessel is a housing of a compressor.

本発明によれば、圧力容器が圧縮機のハウジングであるので、引け巣の発生を解消または極微量に低減することにより、内部に封入されている冷媒ガスが漏れることのない気密性の高いハウジングを製造することができる。特に、圧縮機ハウジングの場合、ハウジングの肉厚ボス部を鋳造後に切削加工することが多く、外面はきれいであっても、内部に鋳造欠陥である引け巣が存在していると、それが切削面に露出して冷媒ガス漏れの要因となる。本発明により、引け巣の発生を解消または極微量に低減できることから、圧縮機ハウジングに最適なダイカスト鋳造法を提供することができる。   According to the present invention, since the pressure vessel is a compressor housing, a highly airtight housing in which the refrigerant gas sealed inside does not leak by eliminating or reducing the occurrence of shrinkage cavities to a very small amount. Can be manufactured. In particular, in the case of a compressor housing, the thick boss portion of the housing is often cut after casting, and even if the outer surface is clean, if there is a shrinkage cavity that is a casting defect inside, it will be cut. Exposed on the surface causes leakage of refrigerant gas. According to the present invention, the generation of shrinkage cavities can be eliminated or reduced to a very small amount, so that it is possible to provide an optimum die casting method for a compressor housing.

さらに、本発明にかかるアルミダイカスト製品の製造装置は、金型に加圧充填された溶湯が、凝固過程において凝固収縮することにより鋳造欠陥が生じ易い部位を、局部加圧ピンにより加圧してダイカスト鋳造するアルミダイカスト製品の製造装置において、前記鋳造欠陥が生じ易い部位に対応して設けられ、当該部位を局部加圧する局部加圧ピンと、前記局部加圧ピンを前記部位に向けて押し込むための押し込み手段と、前記押し込み手段を制御し、前記局部加圧ピンを予め算定される前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続ける制御部と、を備えたことを特徴とする。   Furthermore, the apparatus for producing an aluminum die-cast product according to the present invention uses a local pressure pin to press a part that is likely to cause a casting defect due to solidification and shrinkage of the molten metal that has been pressure-filled in the mold during the solidification process. In an apparatus for producing an aluminum die-cast product to be cast, a local pressure pin that is provided corresponding to a portion where the casting defect is likely to occur and locally pressurizes the portion, and a push for pushing the local pressure pin toward the portion And a controller that controls the pushing means, and causes the local pressurizing pin to follow the movement of the solidification interface obtained by the solidification interface movement speed of the melt calculated in advance, and continues to push until the solidification completion time point, It is provided with.

本発明によれば、局部加圧ピンを押し込むための押し込み手段を制御し、局部加圧ピンを予め算定される前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了まで押し込み続ける制御部を備えているので、この制御部により溶湯の凝固タイミングに合わせて局部加圧ピンを押し込むことができる。すなわち、局部加圧を必要とする部分の凝固界面移動速度を予め解析により的確に把握し、それによって得られる凝固界面の移動に追随させて局部加圧ピンを凝固完了時点まで押し込み続けることができるため、引け巣となる凝固収縮空間を確実に閉口させることができる。従って、凝固収縮に伴う引け巣の発生を解消または極微量に低減することができ、鋳造欠陥のない健全なダイカスト製品を製造することができるとともに、ダイカスト鋳造時の歩留まりを大幅に向上し、高品質のダイカスト製品を低コストで製造することができる。   According to the present invention, the pushing means for pushing the local pressure pin is controlled, and the local pressure pin is made to follow based on the movement of the solidification interface obtained by the solidification interface movement speed of the molten metal calculated in advance. Since the control part which continues pushing in until completion is provided, this control part can push in a local pressurization pin according to the solidification timing of a molten metal. That is, the solidification interface moving speed of the portion requiring local pressurization can be accurately grasped beforehand by analysis, and the local pressurization pin can be continuously pushed in until the solidification completion time by following the movement of the solidification interface obtained thereby. Therefore, it is possible to reliably close the coagulation contraction space serving as the shrinkage nest. Therefore, the generation of shrinkage cavities due to solidification shrinkage can be eliminated or reduced to a very small amount, and a healthy die-cast product free from casting defects can be manufactured, and the yield during die casting can be greatly improved, Quality die casting products can be manufactured at low cost.

さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造装置は、上記のアルミダイカスト製品の製造装置において、前記鋳造欠陥が生じ易い部位に対応して前記金型にオーバーフロー部を設け、前記オーバーフロー部に前記局部加圧ピンを押し込み可能に付設し、前記局部加圧ピンにより前記オーバーフロー部を局部加圧することを特徴とする。   Furthermore, an apparatus for manufacturing an aluminum die-cast product according to the present invention is the above-described apparatus for manufacturing an aluminum die-cast product, wherein an overflow portion is provided in the mold corresponding to a portion where the casting defect is likely to occur, and the local portion is added to the overflow portion. A pressure pin is attached so that it can be pushed in, and the overflow portion is locally pressurized by the local pressure pin.

本発明によれば、金型にオーバーフロー部を設け、このオーバーフロー部に局部加圧ピンを付設し、オーバーフロー部を局部加圧するようにしているので、ダイカスト鋳造される製品側に局部加圧による加圧痕が発生するのを防止することができる。従って、局部加圧する部位の制約を解消し、加圧痕のない、より高品質のダイカスト製品を製造することができる。   According to the present invention, an overflow part is provided in the mold, and a local pressurizing pin is attached to the overflow part so as to pressurize the overflow part locally. Indentation can be prevented from occurring. Therefore, it is possible to eliminate the restriction on the part to be locally pressurized and to manufacture a higher quality die-cast product having no pressure mark.

本発明のアルミダイカスト製品の製造方法および装置によると、金型に充填された溶湯の凝固界面の移動に追随させ、局部加圧ピンを凝固完了時点まで押し込み続けることができるため、引け巣となる凝固収縮空間を確実に閉口させることができる。従って、凝固収縮に伴う引け巣の発生を解消または極微量に低減することができ、鋳造欠陥のない健全なアルミダイカスト製品を製造することができる。また、ダイカスト鋳造時の歩留まりを大幅に向上し、高品質のアルミダイカスト製品を低コストで製造することができる。   According to the method and apparatus for producing an aluminum die-cast product of the present invention, it is possible to follow the movement of the solidification interface of the molten metal filled in the mold and continue to push the local pressure pin until the completion of solidification, resulting in a shrinkage nest. The coagulation contraction space can be closed reliably. Therefore, the generation of shrinkage cavities accompanying solidification shrinkage can be eliminated or reduced to a very small amount, and a healthy aluminum die-cast product free from casting defects can be manufactured. In addition, the yield during die casting can be greatly improved, and high-quality aluminum die-cast products can be manufactured at low cost.

以下に、本発明の一実施形態について、図1ないし図4を用いて説明する。
図1には、本実施形態にかかるアルミダイカスト製品の製造方法および装置により製造されるアルミダイカスト製品の一例が示されている。ここでは、アルミダイカスト製品として、圧縮機に用いられるハウジング1が例示されている。
ハウジング1は、アルミニウム合金ADC12(JIS)製である。ハウジング1の内部には、圧縮機構が組み込まれ、冷凍サイクルに封入されている冷媒ガスをハウジング1内に吸い込み、これを圧縮してハウジング1より外部に吐出するものであり、圧力容器として使用される。
In the following, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an example of an aluminum die-cast product manufactured by an aluminum die-cast product manufacturing method and apparatus according to this embodiment. Here, the housing 1 used for a compressor is illustrated as an aluminum die-cast product.
The housing 1 is made of an aluminum alloy ADC12 (JIS). A compression mechanism is incorporated inside the housing 1, and the refrigerant gas sealed in the refrigeration cycle is sucked into the housing 1, compressed and discharged from the housing 1, and is used as a pressure vessel. The

上記ハウジング1は、薄肉の円筒部1Aを有するカップ形形状のものであり、その外周の複数箇所には、円筒部1Aよりも数倍厚い肉厚を有するボス部1Bが一体にダイカスト鋳造されている。このボス部1Bの肉厚は、最大20mmとする。ボス部1Bは、ダイカスト鋳造後にネジ孔や貫通孔等が切削加工される部分であり、ダイカスト鋳造時に内部に凝固収縮に伴う凝固収縮空間(引け巣となる)が発生していると、切削加工によってそれが切削面に露出することとなる。これが冷媒ガス漏れの原因となるので、圧力漏れ、ガス漏れのないハウジング1を得るには、ダイカスト鋳造時の引け巣発生を解消することが不可避である。   The housing 1 has a cup shape having a thin cylindrical portion 1A, and a boss portion 1B having a thickness several times thicker than the cylindrical portion 1A is integrally die-cast at a plurality of locations on the outer periphery thereof. Yes. The boss 1B has a maximum wall thickness of 20 mm. The boss part 1B is a part in which screw holes, through holes and the like are cut after die casting, and if there is a solidification shrinkage space (which becomes a shrinkage nest) accompanying solidification shrinkage during die casting, cutting is performed. This exposes it to the cutting surface. Since this causes a refrigerant gas leak, it is inevitable to eliminate the occurrence of shrinkage cavities during die casting in order to obtain the housing 1 free from pressure leaks and gas leaks.

図2には、鋳造欠陥である引け巣が発生しないアルミダイカスト製ハウジング1を製造するためのダイカスト製造装置10の一部が示されている。
金型11は、図示省略の型締め装置により型締めされるものであり、型締め直後に真空ポンプによりキャビティー11A内が真空引きされる。金型11は、一般的なアルミダイカスト条件では、キャビティー11Aの表面温度が250℃±50℃に調節される。金型11のキャビティー11Aには、図示省略のゲート、プランジャ等を介して溶湯12が射出充填される。溶湯温度は、一般的なアルミダイカスト条件では、680℃±50℃である。溶湯12の射出は、一般にプランジャの二段モーションによって行われる。まず、低速域でロッド圧とヘッド圧を一定に設定してプランジャをゆっくり動かし、溶湯12がゲートを通過するときを狙いとして高速に切り替える。高速域では、プランジャを急激に加速し、約0.1秒でキャビティー11A内に溶湯12の充填を完了する。この高速射出速度は、一般に1.0m/s以上である。
FIG. 2 shows a part of a die-cast manufacturing apparatus 10 for manufacturing an aluminum die-cast housing 1 in which a shrinkage cavity that is a casting defect does not occur.
The mold 11 is clamped by a clamping device (not shown), and the cavity 11A is evacuated by a vacuum pump immediately after clamping. In the mold 11, the surface temperature of the cavity 11 </ b> A is adjusted to 250 ° C. ± 50 ° C. under general aluminum die casting conditions. The cavity 11A of the mold 11 is filled with the molten metal 12 via a gate, a plunger, etc. (not shown). The molten metal temperature is 680 ° C. ± 50 ° C. under general aluminum die casting conditions. The injection of the molten metal 12 is generally performed by a two-stage motion of the plunger. First, the rod pressure and the head pressure are set constant in the low speed range, the plunger is moved slowly, and the high speed switching is performed when the molten metal 12 passes through the gate. In the high speed region, the plunger is accelerated rapidly, and the filling of the molten metal 12 into the cavity 11A is completed in about 0.1 seconds. This high injection speed is generally 1.0 m / s or more.

金型11には、キャビティー11Aに連なるオーバーフロー部11Bが設けられる。このオーバーフロー部11Bは、鋳造時に鋳造欠陥である引け巣が発生しやすい部位に対応して設けられる。つまり、上記ハウジング1にあっては、円筒部1Aよりも肉厚の厚いボス部1B(肉厚20mm)に対応して複数箇所(図2には、1箇所のみが示されている。)に設けられることとなる。そして、金型11の外部側には、上記オーバーフロー部11Bに充填された溶湯12を個々に独立して加圧できる局部加圧装置13が付設される。   The mold 11 is provided with an overflow portion 11B connected to the cavity 11A. The overflow portion 11B is provided corresponding to a portion where a shrinkage cavity that is a casting defect is likely to occur during casting. That is, in the housing 1, a plurality of locations (only one location is shown in FIG. 2) corresponding to the boss portion 1B (thickness 20 mm) thicker than the cylindrical portion 1A. Will be provided. And the local pressurization apparatus 13 which can pressurize the molten metal 12 with which the said overflow part 11B was filled separately is attached to the exterior side of the metal mold | die 11. FIG.

この局部加圧装置13は、金型11に取り付けられる加圧シリンダ14と、この加圧シリンダ14のピストン15に連結されて所定範囲ストロークされる局部加圧ピン16とを備えている。局部加圧ピン16は、オーバーフロー部11Bに押し込まれるように設置されており、本実施形態では、その押し込み最大ストロークLは、例えば18mm、ピン径は、例えば9mmに設定されている。   The local pressure device 13 includes a pressure cylinder 14 attached to the mold 11 and a local pressure pin 16 connected to a piston 15 of the pressure cylinder 14 and stroked for a predetermined range. The local pressurizing pin 16 is installed so as to be pushed into the overflow part 11B. In this embodiment, the maximum pushing stroke L is set to 18 mm, for example, and the pin diameter is set to 9 mm, for example.

加圧シリンダ14は、局部加圧ピン16をオーバーフロー部11Bに押し込むためのものである。この加圧シリンダ14には、一方の室14Aに、図示省略の油圧供給源から方向切換弁17、電磁弁18、および絞り弁19を介して油が供給され、他方の室14Bから方向切換弁17を介して油が排出されるように、公知の如く油圧回路20A,20Bが接続されている。油圧回路20Bには、局部加圧ピン16のストロークをモニタするための流量計21が設けられている。   The pressure cylinder 14 is used to push the local pressure pin 16 into the overflow portion 11B. The pressure cylinder 14 is supplied with oil from one hydraulic supply source (not shown) via a direction switching valve 17, a solenoid valve 18, and a throttle valve 19 to the pressure cylinder 14 and from the other chamber 14B. As is well known, hydraulic circuits 20A and 20B are connected so that the oil is discharged through 17. The hydraulic circuit 20B is provided with a flow meter 21 for monitoring the stroke of the local pressurizing pin 16.

また、上記加圧シリンダ14の油圧回路20A,20Bに設けられている方向切換弁17、電磁弁18、絞り弁19および流量計21は、制御装置22により制御およびモニタされるようになっている。
制御装置22は、金型11のキャビティー11Aに充填された溶湯12の凝固タイミングに合わせて局部加圧ピン16をオーバーフロー部11Bに押し込むため、以下の2点をパラメータとして局部加圧ピン16の動きを制御できる構成とされている。
(1)電磁弁18を開閉する時間をタイマー設定することにより、局部加圧ピン16の始動開始時間tsを決定する。
(2)絞り弁19の開度を変えて加圧油の流量を調節することにより、局部加圧ピン16の押し込み速度Vをコントロールする。
Further, the direction switching valve 17, the electromagnetic valve 18, the throttle valve 19 and the flow meter 21 provided in the hydraulic circuits 20 </ b> A and 20 </ b> B of the pressurizing cylinder 14 are controlled and monitored by the control device 22. .
Since the control device 22 pushes the local pressure pin 16 into the overflow portion 11B in accordance with the solidification timing of the molten metal 12 filled in the cavity 11A of the mold 11, the following two points are used as parameters for the local pressure pin 16: The movement can be controlled.
(1) The start time ts of the local pressurizing pin 16 is determined by setting a timer for opening and closing the electromagnetic valve 18.
(2) The pushing speed V of the local pressurizing pin 16 is controlled by changing the opening of the throttle valve 19 and adjusting the flow rate of the pressurized oil.

上記の局部加圧装置13により、鋳造欠陥である引け巣が発生しやすい部位を局部加圧することによって、凝固収縮空間を確実に閉口させて引け巣欠陥の発生を解消するためには、欠陥の発生位置が局部加圧ピン16の押し込みにより潰せる位置にあること、および溶湯12の凝固タイミングに合わせて局部加圧ピン16の動きを適切に制御することが必要である。
図3に、解析で予測した局部加圧部の凝固閉ループ形成状況が示されている。
ここで、局部加圧ピン待機状態での凝固閉ループ形成状況を予想したところ、凝固閉ループの形成が予想された最厚肉箇所(肉厚20mm)に設置した局部加圧ピン16の直下で凝固閉ループの発生が予想され、適切に局部加圧ピン16をコントロールすれば欠陥の閉口が可能であると判断された。また、解析で予想された溶湯の充填完了時点から最も凝固完了の早い部分(金型11との接触部分)と最凝固遅れ部分との間には3.6秒の凝固時間差があり、この間に局部加圧ピン16を瞬間的に押し込んでも効果はなく、数秒間かけて局部加圧ピン16を十分な深さまで押し込む必要があることが推定された。なお、図3にも示されているように、本実施形態の場合において、溶湯12は、充填完了時点から0.2秒後に凝固開始され、凝固完了までの時間は、3.8秒である。
In order to eliminate the occurrence of the shrinkage defect by surely closing the solidification shrinkage space by locally pressurizing the portion where the shrinkage defect that is a casting defect is likely to occur by the local pressurization device 13 described above, It is necessary that the generation position is at a position where it can be crushed by pressing the local pressure pin 16 and that the movement of the local pressure pin 16 is appropriately controlled in accordance with the solidification timing of the molten metal 12.
FIG. 3 shows a solidified closed loop formation state of the local pressurization portion predicted by the analysis.
Here, when the coagulation closed loop formation state in the local pressurization pin standby state was predicted, the coagulation closed loop was formed immediately below the local pressurization pin 16 installed at the thickest part (thickness 20 mm) where the formation of the coagulation closed loop was expected. It was determined that the defect could be closed if the local pressure pin 16 was appropriately controlled. In addition, there is a difference in solidification time of 3.6 seconds between the portion of the first solidification completed (the contact portion with the mold 11) and the portion of the latest solidification delay from the point of completion of the molten metal predicted in the analysis. It was estimated that even when the local pressure pin 16 was pushed in instantaneously, there was no effect, and it was necessary to push the local pressure pin 16 to a sufficient depth over several seconds. As shown in FIG. 3, in the case of the present embodiment, the molten metal 12 starts to solidify 0.2 seconds after the completion of filling, and the time until the solidification is completed is 3.8 seconds. .

以上の解析によって、局部加圧を必要とする部分の凝固界面移動速度を予め的確に把握し、それによって得られる凝固界面の移動に追随させて局部加圧ピン16を凝固完了時点まで押し込み続けることにより、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させることができるとの知見を得ることができた。なお、溶湯12の凝固界面移動速度は、「金型表面から最凝固遅れ部までの深さ(mm)/最凝固遅れ部の凝固完了時間(s)」により算定することができる。
この知見に基づいて、上記した(1)局部加圧ピン16の始動開始時間ts、(2)局部加圧ピン16の押し込み速度V、の2つをパラメータとして局部加圧製品を試作し、その品質調査を行った。
By the above analysis, the solidification interface moving speed of the portion requiring local pressurization is accurately grasped in advance, and the local pressurization pin 16 is continuously pushed in until the solidification completion time by following the movement of the solidification interface obtained thereby. Thus, it was possible to obtain the knowledge that the coagulation contraction space (which becomes the shrinkage nest) can be closed reliably. The solidification interface moving speed of the molten metal 12 can be calculated by “depth from the mold surface to the most solidified delay portion (mm) / solidification completion time of the most solidified delay portion (s)”.
Based on this knowledge, a local pressure product was prototyped using two parameters, (1) the start time ts of the local pressure pin 16 and (2) the pressing speed V of the local pressure pin 16 as described above. A quality survey was conducted.

図4に、局部加圧試作品の品質調査が示されている。各実験条件を示すプロット点の形状(○、△、および□)でX線評価結果を、また、プロット点の模様(黒塗り、点々、および白抜き)で比重を、さらに、プロット点に付記した数字が局部加圧ピン16の平均押し込み速度Vを示している。
この結果、従来の鋳抜きピン工法(ダイカスト鋳造時にボス部1Bに鋳抜きピンを部分加圧挿入して下孔をダイカスト成形する。)に比べて、概ね改善が認められた。但し、局部加圧ピン16の押し込み深さが浅いものほど、欠陥の潰され方が不十分である。また、局部加圧ピン16の始動時間が早く、かつ押し込み速度Vが大きいものほど、ストロークエンドまで局部加圧ピン16が押し込まれる傾向にあるが、それらの中には軽微な欠陥が認められるものがある。従って、これらの条件については、量産時に安定的な品質を得るため、避けた方が望ましいと考えられる。
また、従来の鋳抜きピン工法による比重は、約2.67g/cmであったが、試作品については、いずれも2.71g/cm以上であり、改善が認められた。
FIG. 4 shows a quality survey of the local pressure prototype. The X-ray evaluation results are plotted with the shape of the plot points (○, △, and □) indicating each experimental condition, the specific gravity is added with the pattern of the plot points (black, dots, and white), and the plot points are added. These numbers indicate the average pushing speed V of the local pressure pin 16.
As a result, an improvement was generally recognized as compared with the conventional cast pin method (the die pin is formed by partially press-inserting the cast pin into the boss 1B during die casting). However, the smaller the depth of pressing of the local pressurizing pin 16 is, the less the defect is crushed. In addition, as the start time of the local pressure pin 16 is faster and the push-in speed V is larger, the local pressure pin 16 tends to be pushed to the stroke end. There is. Therefore, it is considered desirable to avoid these conditions in order to obtain stable quality during mass production.
Moreover, although the specific gravity by the conventional cast pin construction method was about 2.67 g / cm 3 , all of the prototypes were 2.71 g / cm 3 or more, and an improvement was recognized.

特に、図4中の太い実線の範囲内においては、全てX線評価で欠陥が認められず、かつ比重が2.73g/cm以上の高品質が得られることが認められた。
すなわち、局部加圧ピン16の始動時間を、溶湯12の充填完了時より0.4〜1.4秒後とすることである。つまり、局部加圧ピン16による加圧を、溶湯12の充填完了時より0.4〜1.4秒後に開始し、溶湯12の凝固完了時点(ここでは、充填完了時から3.8秒)まで局部加圧ピン16を押し込み続けることが望ましい。加圧開始が早すぎると、凝固開始前のために溶湯12による押し込み抵抗が小さく、押し込み速度が大きくなり過ぎて、局部加圧ピン16がストロークエンドまで押し込まれてしまい、凝固完了時点まで局部加圧ピン16を押し込み続けることが困難となる。一方、局部加圧ピン16による加圧開始が遅すぎると、凝固が進んでいるため、局部加圧ピン16の押し込み深さが浅くなり、欠陥の潰され方が不十分となるおそれがある。溶湯12の充填が完了し、凝固開始された直後(充填完了時より0.4秒後)から約1秒の間に局部加圧ピン16による加圧を開始することによって、局部加圧ピン16がストロークエンドまで押し込まれることがなく、確実に凝固完了時点まで局部加圧ピンを押し込み続けることができ、しかも十分な深さまで局部加圧ピン16を押し込むことができる。
In particular, within the range of the thick solid line in FIG. 4, it was confirmed that no defects were found in the X-ray evaluation, and high quality with a specific gravity of 2.73 g / cm 3 or more was obtained.
That is, the starting time of the local pressurizing pin 16 is 0.4 to 1.4 seconds after the filling of the molten metal 12 is completed. That is, the pressurization by the local pressurizing pin 16 is started 0.4 to 1.4 seconds after the completion of the filling of the molten metal 12, and when the solidification of the molten metal 12 is completed (here, 3.8 seconds from the completion of the filling). It is desirable to keep pushing the local pressure pin 16 until it reaches. If the pressurization starts too early, the indentation resistance by the molten metal 12 is small before the start of solidification, the indentation speed becomes too large, and the local pressurization pin 16 is pushed in to the stroke end, so that the local addition is completed until the solidification is completed. It becomes difficult to keep pressing the pressure pin 16. On the other hand, if the start of pressurization by the local pressurization pin 16 is too late, solidification has progressed, so that the depth of indentation of the local pressurization pin 16 becomes shallow, and there is a possibility that the method of crushing defects becomes insufficient. By starting the pressurization by the local pressurization pin 16 for about 1 second immediately after the filling of the molten metal 12 is completed and solidification is started (0.4 seconds after the completion of the filling), the local pressurization pin 16 is started. Is not pushed to the stroke end, and the local pressure pin can be surely kept pushed until the solidification is completed, and the local pressure pin 16 can be pushed to a sufficient depth.

また、局部加圧ピン16の平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sの範囲とすることが望ましい。つまり、局部加圧ピン16の平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sとすることにより、局部加圧ピン16を溶湯12の凝固界面の移動に追随させて確実に凝固完了時点まで押し込み続けながら、引け巣を十分に潰せる位置まで確実に押し込むことができる。
ここで、局部加圧するボス部1Bの肉厚を20mmとすると、最凝固遅れ部の凝固完了時間は、3.8秒である(図3参照)。従って、凝固界面移動速度は、10mm/3.8sから、2.63mm/sであり、これを上限押し込み速度Vとして局部加圧ピン16を押し込むことにより、引け巣を十分に潰せる位置まで確実に局部加圧ピン16を押し込むことができる。なお、図4において、太く実線の範囲外の部分でも、X線評価で欠陥が認められず、かつ比重が2.73g/cm以上の高品質が得られる条件はあるが、局部加圧ピン16の平均押し込み速度Vが2.63mm/sを越えると、凝固界面移動速度に対して局部加圧ピン16の押し込み速度が速すぎ、引け巣が発生する前に局部加圧ピン16がストロークエンドまで押し込まれてしまうおそれがある。従って、量産で安定的に高品質を得るためには、この条件はなるべく避けるのが望ましい。
In addition, it is desirable that the average pushing speed V of the local pressurizing pin 16 is in a range of 1.2 mm / s <V <2.63 mm / s. In other words, by setting the average pressing speed V of the local pressure pin 16 to 1.2 mm / s <V <2.63 mm / s, the local pressure pin 16 can be made to follow the movement of the solidification interface of the molten metal 12 and reliably. In this way, it can be surely pushed to the position where the shrinkage can be sufficiently crushed while continuing to push until the solidification is completed.
Here, when the thickness of the boss 1B to be locally pressurized is 20 mm, the solidification completion time of the most solidified delay portion is 3.8 seconds (see FIG. 3). Accordingly, the solidification interface moving speed is from 10 mm / 3.8 s to 2.63 mm / s, and this is used as the upper limit pushing speed V, and the local pressurizing pin 16 is pushed into the position where the shrinkage nest can be sufficiently crushed. The local pressure pin 16 can be pushed in. In FIG. 4, even in a portion outside the range of the thick solid line, there is a condition that no defect is recognized by X-ray evaluation and a high quality with a specific gravity of 2.73 g / cm 3 or more is obtained. When the average indentation speed V of 16 exceeds 2.63 mm / s, the indentation speed of the local pressurizing pin 16 is too high with respect to the solidification interface moving speed, and the local pressurizing pin 16 reaches the stroke end before shrinkage occurs. May be pushed in. Therefore, in order to stably obtain high quality in mass production, it is desirable to avoid this condition as much as possible.

また、押し込み速度Vが1.2mm/s以下になると、凝固が進行して押し込み抵抗が過大となり、局部加圧ピン16を十分な深さまで押し込むことができなくなるおそれがある。従って、この条件も量産で安定的に高品質を得るためにはなるべく避けるのが望ましい。なお、局部加圧ピン16の押し込み深さが浅いと、引け巣の潰され方が不十分となる傾向があるため、局部加圧ピン16の押し込み速度をコントロールして十分な押し込み深さを確保することは、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させる上で重要な要件となる。   On the other hand, when the indentation speed V is 1.2 mm / s or less, solidification proceeds and the indentation resistance becomes excessive, and the local pressure pin 16 may not be able to be pushed to a sufficient depth. Therefore, it is desirable to avoid this condition as much as possible in order to stably obtain high quality in mass production. In addition, if the indentation depth of the local pressure pin 16 is shallow, there is a tendency that the shrinkage nest is not crushed. Therefore, the indentation depth is controlled by controlling the indentation speed of the local pressure pin 16. This is an important requirement for reliably closing the coagulation contraction space (which becomes a shrinkage nest).

しかして、以上説明の本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、金型11に加圧充填された溶湯12が、凝固過程において凝固収縮することにより鋳造欠陥(引け巣)が生じ易い部位、すなわち圧縮機ハウジング1のボス部1Bを、局部加圧ピン16により加圧してダイカスト鋳造することができる。
この際、局部加圧ピン16を、予め算定されている前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続けるようにしているため、溶湯12の凝固タイミングに合わせて局部加圧ピン16を押し込むことができる。このため、引け巣が生じ易い部位において、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させ、引け巣の発生を抑制することができる。
Therefore, according to this embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
According to the present embodiment, the molten metal 12 pressurized and filled in the mold 11 is subjected to solidification shrinkage in the solidification process, and thus a portion where a casting defect (shrinkage) is likely to occur, that is, the boss portion 1B of the compressor housing 1 is It can be die-cast by pressing with the local pressure pin 16.
At this time, the local pressure pin 16 is made to follow based on the movement of the solidification interface obtained by the solidification interface movement speed of the molten metal calculated in advance, and is continuously pushed in until the solidification is completed. The local pressure pin 16 can be pushed in according to the solidification timing. For this reason, it is possible to reliably close the coagulation contraction space (which becomes the shrinkage nest) in a region where the shrinkage nest is likely to occur, and to suppress the occurrence of the shrinkage nest.

従って、凝固収縮に伴う引け巣の発生を解消または極微量に低減し、引け巣欠陥のない健全なハウジング1を製造することができる。また、これにより、ダイカスト鋳造時の歩留まりを大幅に向上し、高品質のハウジング1を低コストで提供することが可能となる。特に、圧力容器として使用される圧縮機ハウジング1では、引け巣が生じ易い肉厚のボス部1Bに、鋳造後にネジ孔や貫通孔を切削加工することが多い。このため、外面はきれいであっても、内部に引け巣が存在していると、それが切削面に露出して冷媒ガス漏れの要因となるが、上記の如く引け巣の発生を解消または極微量に低減できることから、冷媒漏洩の生じない気密性の高いハウジングを得ることができる。   Therefore, the generation of shrinkage cavities accompanying solidification shrinkage can be eliminated or reduced to a very small amount, and a healthy housing 1 free from shrinkage cavities can be manufactured. In addition, this makes it possible to greatly improve the yield during die casting and to provide the high-quality housing 1 at a low cost. In particular, in the compressor housing 1 used as a pressure vessel, a screw hole or a through hole is often cut after casting into a thick boss portion 1B where shrinkage cavities are likely to occur. For this reason, even if the outer surface is clean, if there is a shrinkage nest inside it, it will be exposed to the cutting surface and cause refrigerant gas leakage. Since the amount can be reduced to a very small amount, a highly airtight housing free from refrigerant leakage can be obtained.

また、局部加圧ピン16による加圧を、溶湯の充填完了時より0.4〜1.4秒後に開始するようにしているため、局部加圧ピン16を凝固界面の移動に追随させて確実に凝固完了時点まで押し込み続けることができる。従って、局部加圧ピン16による加圧開始が早すぎて、局部加圧ピン16がストロークエンドまで押し込まれてしまい、凝固完了時点まで局部加圧ピン16を押し込み続けることができなくなることがない。また、加圧開始が遅すぎて、局部加圧ピン16の押し込み深さが浅くなり、引け巣欠陥を十分に潰すことができなくなることもなく、確実に引け巣を解消または極微量に低減することができる。   In addition, since the pressurization by the local pressurization pin 16 is started 0.4 to 1.4 seconds after the completion of the filling of the molten metal, the local pressurization pin 16 is made to follow the movement of the solidification interface and surely. Can continue to be pushed in until solidification is complete. Therefore, the pressurization start by the local pressurization pin 16 is too early, and the local pressurization pin 16 is pushed to the stroke end, and the local pressurization pin 16 cannot be continuously pushed until the solidification is completed. In addition, the pressurization start is too late, and the indentation depth of the local pressurization pin 16 becomes shallow, so that the shrinkage nest defect cannot be sufficiently crushed, and the shrinkage nest is eliminated or reduced to a very small amount. be able to.

また、局部加圧ピン16の平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sとしているため、局部加圧ピン16を、溶湯12の凝固界面の移動に追随させて確実に凝固完了時点まで押し込み続けることができ、しかも引け巣を十分に潰せる位置まで確実に押し込むことができる。従って、局部加圧ピン16を、凝固界面の移動に追随させ適切な速度で、かつ数秒間かけて十分な深さまで押し込むことができる。このため、凝固収縮空間(引け巣となる)を確実に閉口させることができ、引け巣発生の確実な解消または低減を実現することができる。   Moreover, since the average pushing speed V of the local pressurizing pin 16 is set to 1.2 mm / s <V <2.63 mm / s, the local pressurizing pin 16 is made to follow the movement of the solidification interface of the molten metal 12 to be sure. In addition, it is possible to continue to push until the solidification is completed, and to push into the position where the shrinkage can be sufficiently crushed. Therefore, the local pressure pin 16 can be pushed to a sufficient depth over several seconds at an appropriate speed by following the movement of the solidification interface. For this reason, the coagulation contraction space (which becomes a shrinkage nest) can be reliably closed, and the generation or shrinkage of the shrinkage nest can be reliably eliminated.

また、鋳造欠陥(引け巣)が生じ易い部位を局部加圧するに当たって、金型11にオーバーフロー部11Bを設け、このオーバーフロー部11Bを局部加圧ピン16により加圧するようにしているため、ダイカスト鋳造される製品、すなわちハウジング1側に局部加圧による加圧痕が発生するのを防止することができる。従って、局部加圧する部位の制約を解消し、加圧痕のない、より高品質のダイカスト製品を製造することができる。 Further, when locally pressurizing a portion where a casting defect (shrinkage cavity) is likely to occur, an overflow portion 11B is provided in the mold 11 and the overflow portion 11B is pressed by the local pressurizing pin 16, so that die casting is performed. It is possible to prevent pressurization marks due to local pressurization from occurring on the product, that is, the housing 1 side. Therefore, it is possible to eliminate the restriction on the part to be locally pressurized and to manufacture a higher quality die-cast product having no pressure mark.

なお、上記の実施形態では、局部加圧ピン16を、油圧を利用した加圧シリンダ14により押し込む構成の局部加圧装置10について説明したが、局部加圧装置10は、このような油圧式のものに限定されるものではなく、電動サーボモータを用い、その回転駆動をボールネジ軸により直線運動に変換して局部加圧ピン16を押し込むようにした電動式の局部加圧装置としてもよい。
また、アルミダイカスト製品として、圧縮機のハウジング1を例示したが、これに限らず、アルミニウム合金製のシリンダ、クランクケース、あるいはトランスミッションケース等々、種々のアルミダイカスト製品に適用できることは云うまでもない。
In the above-described embodiment, the local pressurizing device 10 configured to push the local pressurizing pin 16 by the pressurizing cylinder 14 using hydraulic pressure has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electric local pressure device may be used in which an electric servomotor is used, and its rotational drive is converted into a linear motion by a ball screw shaft so as to push in the local pressure pin 16.
Further, although the compressor housing 1 has been illustrated as an aluminum die-cast product, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to various aluminum die-cast products such as an aluminum alloy cylinder, a crankcase, or a transmission case.

本発明の一実施形態に係るアルミダイカスト製品の製造方法および装置で製造されるアルミダイカスト製品(圧縮機ハウジング)の断面図である。It is sectional drawing of the aluminum die-cast product (compressor housing) manufactured with the manufacturing method and apparatus of the aluminum die-cast product which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアルミダイカスト製品の製造装置の部分概略構成図である。It is a partial schematic block diagram of the manufacturing apparatus of the aluminum die-cast product which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアルミダイカスト製品の製造方法の解析で予測した局部加圧部の凝固閉ループ形成状況の説明図である。It is explanatory drawing of the solidification closed loop formation condition of the local pressurization part estimated by the analysis of the manufacturing method of the aluminum die-casting product concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアルミダイカスト製品の製造方法による局部加圧試作品の品質調査結果の説明図である。It is explanatory drawing of the quality investigation result of the local pressurization prototype by the manufacturing method of the aluminum die-casting product which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機ハウジング(アルミダイカスト製品)
1B ボス部(鋳造欠陥が生じ易い部位)
10 ダイカスト製造装置
11 金型
11B オーバーフロー部
12 溶湯
13 局部加圧装置
14 加圧シリンダ
15 ピストン
16 局部加圧ピン
22 制御装置

1 Compressor housing (aluminum die-cast product)
1B Boss (site where casting defects are likely to occur)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Die-cast manufacturing apparatus 11 Mold 11B Overflow part 12 Molten metal 13 Local pressurization apparatus 14 Pressurization cylinder 15 Piston 16 Local pressurization pin 22 Control apparatus

Claims (7)

金型に加圧充填された溶湯が、凝固過程において凝固収縮することにより鋳造欠陥が生じ易い部位を、局部加圧ピンにより加圧してダイカスト鋳造するアルミダイカスト製品の製造方法において、
前記局部加圧ピンを、予め算定される前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続けることを特徴とするアルミダイカスト製品の製造方法。
In the method of manufacturing an aluminum die-cast product, where the molten metal pressure-filled in the mold is subjected to solidification shrinkage in the solidification process, a portion where casting defects are likely to occur is pressed with a local pressure pin and die-cast.
A method of manufacturing an aluminum die cast product, wherein the local pressurizing pin is made to follow based on movement of a solidification interface obtained by a solidification interface movement speed of the molten metal calculated in advance and is continuously pushed in until solidification is completed.
前記局部加圧ピンによる加圧を、前記溶湯の充填完了時より0.4〜1.4秒後に開始することを特徴とする請求項1に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。   The method for producing an aluminum die-cast product according to claim 1, wherein the pressurization by the local pressurization pin is started 0.4 to 1.4 seconds after the completion of the filling of the molten metal. 前記局部加圧ピンの平均押し込み速度Vを、1.2mm/s<V<2.63mm/sとすることを特徴とする請求項1または2に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。   3. The method for producing an aluminum die-cast product according to claim 1, wherein an average indentation speed V of the local pressure pin is 1.2 mm / s <V <2.63 mm / s. 前記アルミダイカスト製品が、圧力容器であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のアルミダイカスト製品の製造方法。   The method for manufacturing an aluminum die-cast product according to any one of claims 1 to 3, wherein the aluminum die-cast product is a pressure vessel. 前記圧力容器が、圧縮機のハウジングであることを特徴とする請求項4に記載のアルミダイカスト製品の製造方法。   The said pressure vessel is a housing of a compressor, The manufacturing method of the aluminum die-cast product of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 金型に加圧充填された溶湯が、凝固過程において凝固収縮することにより鋳造欠陥が生じ易い部位を、局部加圧ピンにより加圧してダイカスト鋳造するアルミダイカスト製品の製造装置において、
前記鋳造欠陥が生じ易い部位に対応して設けられ、当該部位を局部加圧する局部加圧ピンと、
前記局部加圧ピンを前記部位に向けて押し込むための押し込み手段と、
前記押し込み手段を制御し、前記局部加圧ピンを予め算定される前記溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に基づいて追随させ、凝固完了時点まで押し込み続ける制御部と、を備えたことを特徴とするアルミダイカスト製品の製造装置。
In an aluminum die casting product manufacturing apparatus in which a molten metal filled in a mold is subjected to solidification and shrinkage in the solidification process, and a portion where a casting defect is likely to occur is pressed by a local pressure pin and die-cast.
A local pressure pin that is provided corresponding to the portion where the casting defect is likely to occur, and locally pressurizes the portion;
A pushing means for pushing the local pressure pin toward the part;
A controller that controls the pushing means, and causes the local pressure pin to follow the movement of the solidification interface obtained by the solidification interface movement speed of the molten metal calculated in advance, and to keep pushing until the solidification completion time point. Aluminum die-cast product manufacturing equipment characterized by the above.
前記鋳造欠陥が生じ易い部位に対応して前記金型にオーバーフロー部を設け、
前記オーバーフロー部に前記局部加圧ピンを押し込み可能に付設し、
前記局部加圧ピンにより前記オーバーフロー部を局部加圧することを特徴とする請求項6に記載のアルミダイカスト製品の製造装置。

Corresponding to the portion where the casting defect is likely to occur, the mold is provided with an overflow portion,
Attached to the overflow part so that the local pressure pin can be pushed,
The apparatus for producing an aluminum die-cast product according to claim 6, wherein the overflow portion is locally pressurized by the local pressure pin.

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