JP2009208127A - 加圧鋳造金型及びその温度制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも一つの加熱手段14及び/又は冷却手段15と、加熱手段14及び/又は冷却手段15が配設された金型の領域を少なくとも部分的に区画する少なくとも一つの断熱層17とを具備する加圧鋳造用金型1。
加圧鋳造用金型1の温度制御方法は、断熱層17を含んで延びる仮想金型分割面21によって金型1を複数の金型要素Dtn,Dbnへ仮想的に分割する段階と、複数の金型要素Dtn,Dbnの各々に対して、指向性凝固を実現するための金型要素温度Tdnを設定する段階と、設定された金型要素温度Tdnを達成するように、加熱手段14及び/又は冷却手段15の発熱量及び/又は吸熱量を調節する段階とを含んでいる。
【選択図】図3
Description
(Tcn−Tdn)・kn=Qn/tn
但し上記式中のknは、各鋳物要素(Cn)と金型要素(Dtn,Dbn)との間の伝熱面積(Sn)に溶湯の熱伝達率を乗じた係数である。
まず、下型3及び上型2を仮想金型分割面21によって複数の金型要素Dtn,Dbnへ仮想的に分割する。このとき、仮想金型分割面21は断熱層17及び実際の金型分割面18及び19に沿って延びるように金型1を仮想的に分割する。従って、図3の実施形態における仮想的に分割された金型要素Dtn,Dbnは実際の金型要素Dtn,Dbnに、実質的に一致する。なお、第1の実施形態の金型1の下型3の場合、仮想金型分割面21は断熱層17に沿ってキャビティ11及び下型3の端縁まで延長される。
Qn=Wn(Cp・(Tcn−Ts)+QL)
抜熱量Qnは図4において鋳物要素Cnから金型要素Dtn,Dbnへ向かう3本又は2本の波形矢印で表される。鋳物要素C1からの抜熱量Q1は金型に3面で接しているのでQ1a,Q1b,Q1cの3本の波形矢印で表され、鋳物要素C2からの抜熱量Q2は金型に2面で接しているので2本の波形矢印Q2a及びQ2bで表される。
(Tcn−Tdn)・kn=Qn/tn
ここで、上記方程式中の符号knは、各鋳物要素Cnと金型要素Dtn,Dbnとの間の接触面積(伝熱面積)Snにアルミニュウム溶湯の熱伝達率を乗じた係数である。また、上記方程式を解く際、一つの鋳物要素Cnに関する複数の伝熱面の金型温度Tdnは等しいものとする。
2 上型
3 下型
14 加熱手段
15 冷却手段
17 断熱層
20 仮想鋳物分割面
21 仮想金型分割面
Cn 鋳物要素
Dtn 金型要素
Dbn 金型要素
Claims (6)
- 加圧鋳造用金型(1)であって、
該金型(1)に配設された少なくとも一つの加熱手段(14)及び/又は冷却手段(15)と、
前記加熱手段(14)及び/又は前記冷却手段(15)が配設された金型の領域を少なくとも部分的に区画する少なくとも一つの断熱層(17)とを具備することを特徴とする、加圧鋳造用金型(1)。 - 前記断熱層(17)に沿って分割可能な複数の金型要素(Dtn,Dbn)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の加圧鋳造用金型(1)。
- 前記断熱層(17)が、空気の層から形成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の加圧鋳造用金型(1)。
- 前記断熱層(17)が、セラミック材料の層から形成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の加圧鋳造用金型(1)。
- 加圧鋳造用金型(1)に配設された少なくとも一つの加熱手段(14)及び/又は冷却手段(15)と、前記加熱手段(14)及び/又は前記冷却手段(15)が配設された金型の領域を少なくとも部分的に区画する少なくとも一つの断熱層(17)とを具備する加圧鋳造用金型(1)の温度制御方法であって、
前記断熱層(17)を含んで延びる仮想金型分割面(21)によって前記金型(1)を複数の金型要素(Dtn,Dbn)へ仮想的に分割する段階と、
前記複数の金型要素(Dtn,Dbn)の各々に対して、指向性凝固を実現するための金型要素温度(Tdn)を設定する段階と、
設定された前記金型要素温度(Tdn)を達成するように、前記少なくとも一つの加熱手段(14)及び/又は冷却手段(15)の発熱量及び/又は吸熱量を調節する段階と、を含むことを特徴とする加圧鋳造用金型の温度制御方法。 - 前記金型要素温度(Tdn)を設定する段階が、
前記金型(1)により形成される鋳物(10)を、前記仮想金型分割面(21)に連続する仮想鋳物分割面(20)によって、複数の鋳物要素(Cn)へ仮想的に分割する段階と、
前記複数の鋳物要素(Cn)の各々について、溶湯の温度(Tcn)を予測する段階と、
前記複数の鋳物要素(Cn)の各々について、指向性凝固を実現するための凝固時間(tn)を設定する段階と、
前記複数の鋳物要素(Cn)の各々について、凝固するまでに必要な抜熱量(Qn)を計算する段階と、
前記複数の鋳物要素(Cn)に接する前記複数の金型要素(Dtn,Dbn)の各々について、下式から前記金型要素温度(Tdn)を求める段階と、から構成されることを特徴とする、請求項5に記載の加圧鋳造用金型(1)の温度制御方法。
(Tcn−Tdn)・kn=Qn/tn
但し上記式中のknは、各鋳物要素(Cn)と金型要素(Dtn,Dbn)との間の伝熱面積(Sn)に溶湯の熱伝達率を乗じた係数。
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