JP2009195970A - Low pressure casting method and low pressure casting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧鋳造方法および低圧鋳造装置に関し、さらに詳しくは、溶湯が保持された保持炉内に加圧流体を供給することにより、ストークを介して溶湯を押し上げ、保持炉の上方に配置された鋳型内に溶湯を注湯する低圧鋳造方法、および、溶湯を保持する保持炉と、該保持炉の上に配置された鋳型と、該鋳型に設けられ保持炉に保持された溶湯に下端が浸漬されるストークと、保持炉内に加圧流体を供給して前記ストークを介して溶湯を押し上げ鋳型内に充填する溶湯押し上げ手段とを有する低圧鋳造装置に関するものである。 The present invention relates to a low-pressure casting method and a low-pressure casting apparatus, and more specifically, by supplying a pressurized fluid into a holding furnace in which the molten metal is held, the molten metal is pushed up via stalk and disposed above the holding furnace. A low pressure casting method for pouring molten metal into the mold, a holding furnace for holding the molten metal, a mold disposed on the holding furnace, and a molten metal provided in the mold and held in the holding furnace has a lower end. The present invention relates to a low pressure casting apparatus having a stalk to be immersed, and a molten metal push-up means for supplying a pressurized fluid into a holding furnace and pushing up the molten metal through the stalk to fill a mold.
たとえば自動車のエンジンシリンダヘッドなどのようなアルミニウム合金からなる製品(粗形材を含む)を鋳造するための一つの手法として、低圧鋳造法が特に広く用いられている。低圧鋳造法では一般に、溶湯を保持した保持炉の上に鋳型を配置し、鋳型に設けられたストークの下端を保持炉の溶湯内に浸漬し、保持炉内部を加圧することによりストークを介して溶湯を鋳型へ押し上げて充填し、保圧して溶湯を凝固させて所定形状の製品を成形している。 For example, a low-pressure casting method is widely used as one method for casting a product (including a rough shape) made of an aluminum alloy such as an engine cylinder head of an automobile. Generally, in the low pressure casting method, a mold is placed on a holding furnace holding a molten metal, the lower end of the stalk provided on the mold is immersed in the molten metal of the holding furnace, and the inside of the holding furnace is pressurized through the stalk. The molten metal is pushed up into the mold and filled, and the molten metal is solidified by holding the molten metal to form a product having a predetermined shape.
このような低圧鋳造法の従来の技術として、特許文献1が知られている。特許文献1は、鋳型へ送入する溶湯の温度を一定にすると共に、溶湯の送入圧力を所定のパターンに沿って変化させて均質鋳造することを目的とした鋳造方法及び鋳造装置に関するものである(0001)。
特許文献1には、保持炉中へ投入してある送入装置を介して、鋳型へ溶湯を送る方法において、前記送入装置の送入槽の内側上部へ不活性ガスを圧入して、鋳型内へ溶湯を圧入するに際し、圧入開始時の湯面を一定に保つと共に、溶湯圧力を予め定めた加圧パターンにより送湯し、さらに、鋳型への送湯温度と圧力を制御することなどを特徴とした鋳造方法が開示されている。
In
また、特許文献1には、保持炉内へ送入装置を投入設置し、前記送入装置の送入槽内へ定湯面とする為の仕切り壁を設け、該仕切り壁で仕切られた加圧室内へ、鋳型への送入筒を挿入設置すると共に、前記加圧室の一側へ溶湯の流入手段を設け、上部へ加圧手段を設置し、さらに、送入筒に加熱手段を設けたことなどを特徴とする鋳造装置が開示されている。
In
ところで、鋳型内に充填された溶湯が凝固するときには、鋳造欠陥となる収縮孔やガスによる気孔などが発生する。そこで、キャビティ内の湯口から遠い部分から湯口に向かって溶湯の凝固を順次進行させて収縮孔やガスによる気孔を湯口に集める手法として、指向性凝固を行わせることが従来から知られている。そして、一般に、特に注湯を行う初期においては鋳型やストークの温度が溶湯よりも低いことから、注湯の初期に鋳型内に充填される溶湯の温度は低くなり、注湯の後期に鋳型内に充填される溶湯の温度は高い状態に維持される、すなわち、注湯の開始時と完了時とでは溶湯の温度差が生じている。この温度差は、注湯初期に充填された低温の溶湯が湯口から遠い位置に流動して凝固し、注湯完了時の溶湯が高温で凝固が遅れるために、上述したように溶湯の指向性凝固を図るのに有効となる。 By the way, when the molten metal filled in the mold is solidified, shrinkage holes that become casting defects or gas pores are generated. In view of this, it has been conventionally known that directional solidification is performed as a technique for collecting the shrinkage holes and gas pores in the pouring gate by sequentially advancing the solidification of the molten metal from the portion far from the pouring gate in the cavity toward the pouring gate. In general, the temperature of the mold and stalk is lower than that of the molten metal, particularly in the initial stage of pouring, so that the temperature of the molten metal filled in the mold becomes lower in the initial stage of pouring, and in the mold later in the pouring. The temperature of the molten metal filled in is maintained at a high level, that is, there is a temperature difference between the molten metal at the start and completion of the pouring. This temperature difference is due to the fact that the low temperature molten metal filled in the initial stage of pouring flows to a position far from the pouring gate and solidifies, and the molten metal at the time of pouring is hot and solidification is delayed. Effective for coagulation.
上記特許文献1にあっては、鋳型へ送入する溶湯の温度を一定にすることを目的としたものであり、上述したように、溶湯の注湯開始時と注湯完了時とにおける温度差は、鋳型やストークの温度によるだけであり、温度差が不十分な場合には溶湯の指向性凝固を図ることができず、鋳造品の内部に凝固収縮に伴う欠陥が発生することがあり、歩留まりを向上させることが困難であるという問題があった。
The above-mentioned
そして、このような温度差の不足による欠陥を防止するために、保持炉からストークを介して鋳型に注湯される溶湯の温度を高くしたり、溶湯の加圧時間を延長することが必要であった。溶湯の温度を高くすると凝固するまでに時間がかかり、一成形サイクルが長くなり、溶湯を設定温度に保持するためのエネルギが増加するなど、効率を向上させることが困難となるという問題があった。また、溶湯の加圧時間を延長する場合でも、一成形サイクルが長くなり、溶湯を加圧するためのエネルギが増加するなど、効率を向上させることが困難となるという問題があった。 In order to prevent such defects due to lack of temperature difference, it is necessary to increase the temperature of the molten metal poured from the holding furnace to the mold through the stalk or to extend the pressurizing time of the molten metal. there were. When the temperature of the molten metal is increased, it takes time to solidify, and one molding cycle becomes longer, and there is a problem that it is difficult to improve efficiency, such as increasing energy for maintaining the molten metal at a set temperature. . Moreover, even when the molten metal pressurization time is extended, there is a problem that it is difficult to improve efficiency, for example, one molding cycle becomes longer and energy for pressurizing the molten metal increases.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、確実に溶湯の指向性凝固を図り、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる低圧鋳造方法および低圧鋳造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The low-pressure casting method and the low-pressure casting apparatus are capable of reliably directional solidification of a molten metal with a simple configuration and efficiently forming a defect-free casting. The purpose is to provide.
請求項1の低圧鋳造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、溶湯が保持された保持炉内に加圧流体を供給することにより、ストークを介して溶湯を押し上げ、保持炉の上方に配置された鋳型内に溶湯を注湯する低圧鋳造方法であって、異なる温度の溶湯を用意し、注湯初期に低温の溶湯を鋳型内に供給し、注湯の途中から高温の溶湯を鋳型内に供給することを特徴とするものである。
また、請求項2の低圧鋳造装置に係る発明は、上記目的を達成するため、溶湯を保持する保持炉と、該保持炉の上に配置された鋳型と、該鋳型に設けられ保持炉に保持された溶湯に下端が浸漬されるストークと、保持炉内に加圧流体を供給して前記ストークを介して溶湯を押し上げ鋳型内に充填する溶湯押し上げ手段とを有する低圧鋳造装置であって、前記保持炉は、異なる温度の溶湯をそれぞれ保持し得るよう構成されており、前記ストークは、その下端が前記保持炉に保持された異なる温度の溶湯にそれぞれ浸漬されるよう、下方部分が分岐して構成されており、前記溶湯押し上げ手段は、前記保持炉内に保持された異なる温度の溶湯のうち、最初に低温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給し、続いて、高温の溶湯を押し上げ鋳型内に供給するものであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the low pressure casting method according to the first aspect of the present invention supplies the pressurized fluid into the holding furnace in which the molten metal is held, thereby pushing up the molten metal through the stalk and above the holding furnace. This is a low-pressure casting method in which molten metal is poured into a mold that has been placed. Prepare molten metal at different temperatures, supply low-temperature molten metal into the mold at the beginning of pouring, and then heat the molten metal from the middle of the molten metal to the mold. It is characterized by being supplied inside.
In order to achieve the above object, a low pressure casting apparatus according to a second aspect of the invention provides a holding furnace for holding a molten metal, a mold disposed on the holding furnace, and a holding furnace provided in the mold. A low-pressure casting apparatus comprising: a stalk whose lower end is immersed in the molten metal; and a molten metal push-up means for supplying a pressurized fluid into a holding furnace to push up the molten metal through the stalk and filling the mold. The holding furnace is configured to be able to hold molten metal at different temperatures, and the lower portion of the stalk is branched so that the lower end of the stalk is immersed in the molten metal at different temperatures held in the holding furnace. The molten metal push-up means first pushes up the low-temperature molten metal held in the holding furnace and supplies it into the mold, and then pushes up the high-temperature molten metal in the mold. To supply It is to being a shall.
請求項1の発明では、異なる温度の溶湯を用意して、注湯初期に低温の溶湯を鋳型内へ供給し、注湯の途中から高温の溶湯を鋳型内へ切り替え供給するという簡単な構成により、注湯初期に供給された低温の溶湯が鋳型内の湯口から遠い位置に流動して凝固を開始し、注湯の途中から切り替え供給された高温の溶湯が鋳型内の湯口に向かって順次凝固する指向性凝固が確実に図られる。そのため、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる低圧鋳造方法を提供することができる。
また、請求項2の発明では、保持炉に保持された異なる温度の溶湯に分岐したストークの下端をそれぞれ浸漬して、溶湯押し上げ手段により、保持炉内に保持された異なる温度の溶湯のうち、最初に低温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給し、続いて、低温の溶湯から切り替えて高温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給する。これにより、最初に供給された低温の溶湯が鋳型内の湯口から遠い位置に流動して凝固を開始し、注湯の途中から切り替え供給された高温の溶湯が鋳型内の湯口に向かって順次凝固する指向性凝固が確実に図られる。そのため、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる低圧鋳造装置を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, the molten metal having different temperatures is prepared, the low-temperature molten metal is supplied into the mold in the initial stage of pouring, and the high-temperature molten metal is switched and supplied from the middle of the molten metal into the mold. The low-temperature molten metal supplied at the beginning of pouring flows to a position far from the pouring gate in the mold to start solidification, and the hot molten metal switched and fed from the middle of pouring gradually solidifies toward the pouring gate in the mold. Directional coagulation is ensured. Therefore, it is possible to provide a low-pressure casting method that can efficiently form a defect-free casting.
Moreover, in invention of
(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に相当し、(3)項が請求項2に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, the invention that is claimed to be claimable in the present application (hereinafter referred to as “claimable invention”. The claimable invention is at least the “present invention” to the invention described in the claims. Some aspects of the present invention, including subordinate concept inventions of the present invention, superordinate concepts of the present invention, or inventions of different concepts) will be illustrated and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. In each of the following items, item (1) corresponds to claim 1, and item (3) corresponds to claim 2.
(1) 溶湯が保持された保持炉内に加圧流体を供給することにより、ストークを介して溶湯を押し上げ、保持炉の上方に配置された鋳型内に溶湯を注湯する低圧鋳造方法であって、
異なる温度の溶湯を用意し、
注湯初期に低温の溶湯を鋳型内に供給し、注湯の途中から高温の溶湯を鋳型内に供給することを特徴とする低圧鋳造方法。
(1) A low pressure casting method in which a pressurized fluid is supplied into a holding furnace in which the molten metal is held to push up the molten metal through stalk and to pour the molten metal into a mold disposed above the holding furnace. And
Prepare molten metal at different temperatures,
A low-pressure casting method characterized in that a low-temperature molten metal is supplied into a mold at an initial stage of pouring, and a high-temperature molten metal is supplied into the mold from the middle of pouring.
(1)項に記載の発明では、異なる温度の溶湯を用意して、注湯初期に低温の溶湯を鋳型内へ供給し、注湯の途中から高温の溶湯を鋳型内へ切り替え供給することにより、注湯初期に供給された低温の溶湯が鋳型内の湯口から遠い位置に流動して凝固を開始し、注湯の途中から切り替え供給された高温の溶湯が鋳型内の湯口に向かって順次凝固するため、指向性凝固を確実に図ることができ、したがって、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる。 In the invention described in the item (1), by preparing melts with different temperatures, supplying a low-temperature melt into the mold in the initial stage of pouring, and switching and feeding the high-temperature melt into the mold from the middle of the pouring The low-temperature molten metal supplied at the beginning of pouring flows to a position far from the pouring gate in the mold to start solidification, and the hot molten metal switched and fed from the middle of pouring gradually solidifies toward the pouring gate in the mold. Therefore, directional solidification can be achieved with certainty, and therefore, a casting having no defect can be efficiently formed.
(2) 前記保持炉を、低温側保持炉と高温側保持炉とに分割構成するとともに、
前記ストークを、その下方部分が各溶湯保持炉内の異なる温度の溶湯にそれぞれ浸漬され、且つ、その上方が合流して前記鋳型に接続されるよう構成し、
高温側保持炉に加圧流体を供給した状態で、低温側保持炉内に加圧流体を供給して、低温側保持炉から鋳型に低温の溶湯を押し上げ供給し、続いて、注湯の途中から低温側保持炉内に加圧流体を供給した状態で、高温側保持炉内に加圧流体を供給して、高温側保持炉から鋳型に高温の溶湯を押し上げ供給することを特徴とする(1)項に記載の低圧鋳造方法。
(2) The holding furnace is divided into a low temperature side holding furnace and a high temperature side holding furnace,
The lower part of the stalk is immersed in molten metal at different temperatures in each molten metal holding furnace, and the upper part thereof is joined and connected to the mold,
With the pressurized fluid supplied to the high temperature side holding furnace, the pressurized fluid is supplied into the low temperature side holding furnace, and the low temperature molten metal is pushed up and supplied from the low temperature side holding furnace to the mold. The pressurized fluid is supplied into the low temperature side holding furnace from the high temperature side holding furnace, and the high temperature molten metal is pushed up and supplied from the high temperature side holding furnace to the mold. The low-pressure casting method according to item 1).
(2)項の発明では、(1)項に記載の発明において、保持炉を、低温側保持炉と高温側保持炉とに分割構成し、また、ストークを、その下方部分が各溶湯保持炉内の異なる温度の溶湯にそれぞれ浸漬され、且つ、その上方が合流して前記鋳型に接続されるよう構成して、高温側保持炉に加圧流体を供給した状態で、低温側保持炉内に加圧流体を供給して、低温側保持炉から鋳型に低温の溶湯を押し上げ供給し、続いて、注湯の途中から低温側保持炉内に加圧流体を供給した状態で、高温側保持炉内に加圧流体を供給して、高温側保持炉から鋳型に高温の溶湯を押し上げ供給することにより、指向性凝固を確実に図ることができ、したがって、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる。 In the invention of the item (2), in the invention described in the item (1), the holding furnace is divided into a low-temperature side holding furnace and a high-temperature side holding furnace, and the stalk has a lower portion of each molten metal holding furnace. In the state where the pressurized fluid is supplied to the high temperature side holding furnace, it is soaked in the molten metal at different temperatures, and the upper part thereof is joined and connected to the mold. The pressurized fluid is supplied, the low temperature molten metal is pushed up and supplied from the low temperature holding furnace to the mold, and then the pressurized fluid is supplied into the low temperature holding furnace from the middle of pouring. By supplying a pressurized fluid into the mold and pushing and feeding the high-temperature molten metal from the high-temperature side holding furnace to the mold, the directional solidification can be surely achieved, and therefore, a defect-free casting is efficiently formed. be able to.
(3) 溶湯を保持する保持炉と、該保持炉の上に配置された鋳型と、該鋳型に設けられ保持炉に保持された溶湯に下端が浸漬されるストークと、保持炉内に加圧流体を供給して前記ストークを介して溶湯を押し上げ鋳型内に充填する溶湯押し上げ手段とを有する低圧鋳造装置であって、
前記保持炉は、異なる温度の溶湯をそれぞれ保持し得るよう構成されており、
前記ストークは、その下端が前記保持炉に保持された異なる温度の溶湯にそれぞれ浸漬されるよう、下方部分が分岐して構成されており、
前記溶湯押し上げ手段は、前記保持炉内に保持された異なる温度の溶湯のうち、最初に低温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給し、続いて、高温の溶湯を押し上げ鋳型内に供給するものであることを特徴とする低圧鋳造装置。
(3) A holding furnace for holding the molten metal, a mold disposed on the holding furnace, stalk having a lower end immersed in the molten metal provided in the mold and held in the holding furnace, and pressurizing in the holding furnace A low-pressure casting apparatus having a molten metal push-up means for supplying a fluid and pushing up the molten metal through the stalk to fill the mold,
The holding furnace is configured to hold molten metal at different temperatures,
The stalk is configured such that the lower part branches so that the lower end thereof is immersed in molten metal of different temperatures held in the holding furnace, respectively.
The molten metal push-up means first pushes up a low-temperature molten metal held in the holding furnace and supplies it into the mold, and then pushes up the high-temperature molten metal into the mold. A low pressure casting apparatus characterized by being.
(3)項の発明では、保持炉に保持された異なる温度の溶湯に分岐したストークの下端をそれぞれ浸漬して、溶湯押し上げ手段により、保持炉内に保持された異なる温度の溶湯のうち、最初に低温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給し、続いて、低温の溶湯から切り替えて高温の溶湯を押し上げ鋳型内に供給する。これにより、最初に供給された低温の溶湯が鋳型内の湯口から遠い位置に流動して凝固を開始し、注湯の途中から切り替え供給された高温の溶湯が鋳型内の湯口に向かって順次凝固する指向性凝固が確実に図られる。そのため、欠陥のない鋳造品を効率よく成形することができる。 In the invention of the item (3), the lower ends of the stalks branched into the melts of different temperatures held in the holding furnace are respectively immersed, and among the melts of different temperatures held in the holding furnace by the molten metal push-up means, Then, the low temperature molten metal is pushed up and supplied into the mold, and then the low temperature molten metal is switched to supply the high temperature molten metal into the mold. As a result, the initially supplied low-temperature molten metal flows to a position far from the pouring gate in the mold to start solidification, and the hot molten metal switched and supplied from the middle of pouring gradually solidifies toward the pouring gate in the mold. Directional coagulation is ensured. Therefore, it is possible to efficiently mold a cast product having no defect.
(4) 前記保持炉は、その内部に隔壁が設けられていることにより、低温側保持炉と高温側保持炉とに分割構成されていることを特徴とする(3)項に記載の低圧鋳造装置。 (4) The low pressure casting according to (3), wherein the holding furnace is divided into a low temperature side holding furnace and a high temperature side holding furnace because a partition wall is provided therein. apparatus.
(4)項の発明では、(3)項に記載の発明において、保持炉の内部に隔壁を設けて低温側保持炉と高温側保持炉とに分割構成することにより、異なる温度の溶湯を確実に分けてそれぞれ保持することができる。 In the invention of the item (4), in the invention described in the item (3), a partition wall is provided inside the holding furnace and divided into a low-temperature side holding furnace and a high-temperature side holding furnace, so that molten metals having different temperatures can be reliably obtained. Can be held separately.
最初に、本発明による低圧鋳造装置の実施の一形態を、図1に基づいて説明する。同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の低圧鋳造装置は、概略、溶湯Mを保持する保持炉1と、この保持炉1の上に配置された鋳型2と、この鋳型2に設けられ保持炉1に保持された溶湯Mに下端が浸漬されるストーク3と、保持炉1内に加圧流体を供給してストーク3を介して溶湯Mを押し上げ鋳型2内に充填する溶湯押し上げ手段4とを備えている。
そして、この実施の形態における保持炉1は、その内部に隔壁10が設けられていることにより、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bとに分割構成されており、異なる温度の溶湯MA,MBをそれぞれ保持し得るよう構成されている。
また、ストーク3は、その下端が低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ保持された異なる温度の溶湯MA,MBに浸漬されるよう、下方部分3A,3Bが分岐して構成されている。
溶湯押し上げ手段4は、保持炉1内に保持された異なる温度の溶湯MA,MBのうち、最初に低温の溶湯MAを押し上げて鋳型2内に供給し、続いて、低温の溶湯MAから切り替えて高温の溶湯MBを押し上げ鋳型2内に供給するものである。
First, an embodiment of a low-pressure casting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The same reference numerals indicate similar or corresponding parts.
The low pressure casting apparatus of the present invention generally includes a holding
And the holding
Further, the
The molten metal push-up means 4 first pushes up the low-temperature molten metal MA among the molten metals MA and MB held in the holding
この実施の形態では、保持炉1の下方には、隔壁10により分割構成された低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bとに対応して、加熱手段11A,11Bがそれぞれ設けられている。加熱手段11A,11Bの出力は、低温溶湯MAと高温溶湯MBを設定された温度にそれぞれ保持することができるよう設定されている。そして、異なる温度の溶湯Mとして、低温溶湯MAと高温溶湯MBが用意され、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ保持される。保持炉1の上部開口は、支持台12が設けられており、閉塞されている。保持炉1には、溶解炉から供給される溶湯Mを供給するための給湯口も備えている。低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bの上方には、それぞれ溶湯押し上げ手段4が接続される給気部4A,4Bが設けられている。
In this embodiment, heating means 11A and 11B are respectively provided below the holding
鋳型2は、支持台12上に取り付けられる下型20と、下型20に対して開閉移動される上型21とにより構成されている。下型20と上型21を閉じた状態における鋳型2の内部には、成形する鋳造品の形状に応じたキャビティ22が形成される。下型20には、キャビティ22とストーク3とを連通する湯口23が形成されている。
The
ストーク3は、その下方部分が低温側保持炉1Aと高温側保持炉1B内にそれぞれ配置されるよう3A,3Bの2つ(この実施の形態の場合)に分岐して構成されており、上方部分3Cが合流して単一となるよう構成されている。各下方部分3A,3Bの下端は、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ保持された溶湯MA,MB内に浸漬されるよう位置している。また上方部分3Cは鋳型2のキャビティ22の湯口23に接続されている。
The
溶湯押し上げ手段4は、空気や不活性ガスなどの気体からなる加圧流体40を給気部4A,4Bから低温側保持炉1Aと高温側保持炉1B内へそれぞれ圧力および容積制御可能に圧送するもので、加圧流体40の圧送および停止を任意のタイミングで切り替えることができるよう構成されている。加圧流体40を圧送する圧力および容積を調整することにより、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bに保持された低温溶湯MAと高温溶湯MBがストーク3の下方部分3A,3Bから押し上げられる高さ(容積)やキャビティ22内への溶湯Mの供給圧力などを調整することができる。この溶湯押し上げ手段4による加圧流体40の圧送および停止と、圧送する際の圧力および容積の調整を制御することにより、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ保持された低温溶湯MAと高温溶湯MBを任意のタイミングでキャビティ22内へ押し上げ供給することができる。この制御については後に詳述する。
The molten metal push-up means 4 pumps the
なお、本発明は、この実施の形態に限定されることはない。たとえば、単一の保持炉1内に隔壁10を設けて低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bを形成することなく、保持炉を低温溶湯用保持炉と、高温溶湯用保持炉との個別に設けることもできる。また、異なる温度の溶湯Mを保持する保持炉1は、低温と高温の2つの温度区分に分けた溶湯に限定されることなく、低温と高温の間の中温の溶湯を保持するなど、より多くの段階的な温度区分に、あるいは、溶湯を連続した異なる温度に変化させて保持することができるよう構成することもできる。
Note that the present invention is not limited to this embodiment. For example, without providing the
次に、本発明の低圧鋳造方法の実施の一形態を、上述したように構成された低圧鋳造装置を用いる場合によって、図1〜4に基づいてその作動とともに詳細に説明する。
本発明は、概略、溶湯Mが保持された保持炉1内に加圧流体40を供給することにより、ストーク3を介して溶湯Mを押し上げ、保持炉1の上方に配置された鋳型2内に溶湯Mを注湯する低圧鋳造方法であって、異なる温度の溶湯MA,MBを用意し、この異なる温度の溶湯MA,MBのうち、注湯初期に低温溶湯MAを鋳型2内に供給し、注湯の途中から高温溶湯MBを鋳型2内に供給するものである。
そして、この実施の形態では、保持炉1を、異なる温度の溶湯MA,MBをそれぞれ保持し得るように、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bに分割構成するとともに、ストーク3を、その下方部分3A,3Bが低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bの内の異なる温度の溶湯MA,MBにそれぞれ浸漬され、且つ、その上方部分3Cが合流して鋳型2のキャビティ22に接続されるよう構成しておき、高温側保持炉1Bに加圧流体40を所定の圧力で供給した状態で、低温側保持炉1A内に加圧流体40を供給して、低温側保持炉1Aから鋳型2内のキャビティ22に低温の溶湯MAを押し上げ供給し、続いて、注湯の途中から低温側保持炉1B内に加圧流体40を所定の圧力で供給した状態で、高温側保持炉1B内に加圧流体40を供給して、高温側保持炉1Bから鋳型2のキャビティ22に高温の溶湯MBを押し上げ供給するものである。
Next, an embodiment of the low-pressure casting method of the present invention will be described in detail together with its operation based on FIGS. 1 to 4 depending on the case of using the low-pressure casting apparatus configured as described above.
In the present invention, generally, the
In this embodiment, the holding
鋳造品を鋳造するにあたり、最初の上述したように構成された鋳造装置を用意し、低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ溶湯Mを供給して、加熱手段11A,11Bにより設定された温度で低温溶湯MAと高温溶湯MBとして保持する。そして、図1および図4の時間Aに示すように、溶湯押し上げ手段4によって吸気部4A,4Bを介して低温側保持炉1Aと高温側保持炉1Bにそれぞれ加圧流体40を均等に供給して、低温溶湯MAと高温溶湯MBをストークの分岐部(合流部)3Dの少し下方までそれぞれ押し上げておく。
In casting a cast product, a casting apparatus having the above-described configuration is prepared, and the molten metal M is supplied to the low temperature
また、鋳型2は、下型11Aに上型11Bを近接させて型閉じしておく。このとき、鋳型2は、たとえば、下型11Aが470〜500℃で、上型11Bが270〜300℃となっている。なお、保持炉1に保持された溶湯Mの温度は、材質などによって異なるが、たとえば、材質Aの場合には低温溶湯MAが670〜690℃で高温溶湯MBが700〜730℃に、材質Bの場合には低温溶湯MAが650〜670℃で高温溶湯MBが680〜710℃に、材質Cの場合には低温溶湯MAが680〜700℃で高温溶湯MBが710〜740℃に保持されている。いずれの材質の場合にも、低温溶湯MAが20℃の範囲で、高温溶湯MBが30℃の範囲であり、さらに、低温溶湯MAと高温溶湯MBとが10〜60℃の温度差で、好ましくは30〜40℃の温度差で設定されている。
In addition, the
この状態から、図2および図4の時間Bに示すように、溶湯押し上げ手段4によって低温側保持炉1A内に加圧流体40を供給して、低温側保持炉1Aから鋳型2内のキャビティ22に低温の溶湯MAを所定量押し上げ供給する。このとき、低温溶湯MAがストーク3の低温側の下方部分3Aから高温側の下方部分3Bに流入しないように、高温側保持炉1Bには、低圧溶湯MAの押し上げ圧力に抗して、高温溶湯MBが分岐点(合流点)3Dまで押し上げ維持されるような圧力で加圧流体40が供給されている。これにより、図4の(b)に示すように、鋳型2のキャビティ22に低温溶湯MAが確実に最初に充填されることとなる。
From this state, as shown at time B in FIGS. 2 and 4, the
続いて、図3および図4の時間Cに示すように、溶湯押し上げ手段4によって低温側保持炉1Aから高温側保持炉1B内へと加圧流体40を切り替え供給して、高温側保持炉1Bから鋳型2内のキャビティ22に高温の溶湯MBを所定量押し上げ供給する。このとき、高温溶湯MBがストーク3の高温側の下方部分3Bから低温側の下方部分3Aに流入しないように、低温側保持炉1Aには、高温溶湯MBの押し上げ圧力に抗して、低温溶湯MAが分岐点(合流点)3Dまで押し上げ維持されるような圧力で加圧流体40が供給されている。これにより、図4の(c)に示すように、鋳型2のキャビティ22には、先に充填された低温溶湯MAに続いて、途中から高温溶湯MBが確実に切り替え充填されることとなる。
Subsequently, as shown at time C in FIGS. 3 and 4, the
そして、図4の(d)および時間Dに示すように、所定量の高温溶湯MBを鋳型2のキャビティ22に充填するのが完了すると、溶湯Mが凝固して鋳造品が成形されるまで、溶湯押し上げ手段4によって低温側保持炉1Aと高温側保持炉1B内へ加圧流体40をほぼ均等な圧力で加圧して保圧を行う。
Then, as shown in FIG. 4D and time D, when the filling of the predetermined amount of high-temperature molten metal MB into the
このとき、鋳型2のキャビティ22では、高温溶湯MBが途中から供給されることによって、先に供給された低温溶湯MAがキャビティ内の湯口23から遠い部分に向かって流動する。そして、低温溶湯MAは、その温度が後に供給される高温溶湯MBよりも低い温度で保持されており、さらに低い温度の鋳型2のキャビティ22に接することにより、キャビティ22内の湯口23から遠い部分(先端部分)で確実に温度が低下して凝固を開始する。そして、注湯時の途中で、低温溶湯MAから続いて高温溶湯MBが切り替え供給されることにより、キャビティ22内に充填される溶湯の凝固は、キャビティ22内の先端部分から湯口23に向かって短時間で順次進行する。そのため、鋳造品の収縮孔やガスによる気孔が湯口23に集められる指向性凝固が確実に図られることとなり、鋳造欠陥を防止して歩留まりを向上させることができるとともに、一成形サイクルにかかる時間が長くなることがなく効率を向上させることができる。
At this time, in the
1:保持炉、 2:鋳型、 3:ストーク、 3A,3B:ストークの分岐した下方部分、 4:溶湯押し上げ手段、 10:隔壁、 11A:低温側保持炉、 11B:高温側保持炉、 22:キャビティ、 23:湯口、 40:加圧流体
1: Holding furnace, 2: Mold, 3: Stoke, 3A, 3B: Lower part where Stoke branched, 4: Melt push-up means, 10: Partition, 11A: Low temperature side holding furnace, 11B: High temperature side holding furnace, 22: Cavity, 23: gate, 40: pressurized fluid
Claims (2)
異なる温度の溶湯を用意し、
注湯初期に低温の溶湯を鋳型内に供給し、注湯の途中から高温の溶湯を鋳型内に供給することを特徴とする低圧鋳造方法。 A low pressure casting method in which a pressurized fluid is supplied into a holding furnace in which the molten metal is held to push up the molten metal through stalk, and the molten metal is poured into a mold disposed above the holding furnace,
Prepare molten metal at different temperatures,
A low-pressure casting method characterized in that a low-temperature molten metal is supplied into a mold at an initial stage of pouring, and a high-temperature molten metal is supplied into the mold from the middle of pouring.
前記保持炉は、異なる温度の溶湯をそれぞれ保持し得るよう構成されており、
前記ストークは、その下端が前記保持炉に保持された異なる温度の溶湯にそれぞれ浸漬されるよう、下方部分が分岐して構成されており、
前記溶湯押し上げ手段は、前記保持炉内に保持された異なる温度の溶湯のうち、最初に低温の溶湯を押し上げて鋳型内に供給し、続いて、高温の溶湯を押し上げ鋳型内に供給するものであることを特徴とする低圧鋳造装置。
A holding furnace for holding molten metal, a mold disposed on the holding furnace, stalk having a lower end immersed in the molten metal provided in the mold and held in the holding furnace, and supplying pressurized fluid into the holding furnace And a low pressure casting apparatus having a molten metal push-up means for pushing up the molten metal through the stalk and filling the mold,
The holding furnace is configured to hold molten metal at different temperatures,
The stalk is configured such that the lower part branches so that the lower end thereof is immersed in molten metal of different temperatures held in the holding furnace, respectively.
The molten metal push-up means first pushes up a low-temperature molten metal held in the holding furnace and supplies it into the mold, and then pushes up the high-temperature molten metal into the mold. A low pressure casting apparatus characterized by being.
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