JP2009297764A - Casting device and casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳造装置に関する。特に、成形型の製品キャビティに注入された溶湯に押し込まれる加圧ピンを有する鋳造装置に関する。 The present invention relates to a casting apparatus. In particular, the present invention relates to a casting apparatus having a pressure pin that is pushed into a molten metal poured into a product cavity of a mold.
製品キャビティ内の溶湯が凝固時に収縮することから、鋳造後の製品には、いわゆる引け巣と呼ばれる未充填部が発生することがある。この引け巣を防止するために、製品キャビティ内の溶湯に加圧ピンを押し込み、凝固時の溶湯を加圧する技術が用いられている。加圧ピンは、溶湯が凝固して製品が成形された後、製品から引き抜かれる。しかしながら、溶湯が凝固時に収縮することから、加圧ピンが溶湯によって強固に把持されてしまい、加圧ピンが抜けにくくなる場合がある。この問題を解決する技術が、例えば特許文献1に開示されている。 Since the molten metal in the product cavity shrinks during solidification, an unfilled portion called a so-called shrinkage nest may occur in the product after casting. In order to prevent this shrinkage, a technique is used in which a pressure pin is pushed into the molten metal in the product cavity to pressurize the molten metal during solidification. The pressure pin is pulled out from the product after the melt has solidified and the product has been molded. However, since the molten metal contracts during solidification, the pressure pin is firmly held by the molten metal, and the pressure pin may be difficult to come off. A technique for solving this problem is disclosed in Patent Document 1, for example.
特許文献1に記載の鋳造装置では、加圧ピンの先端部に捨て置き部材が取付けられている。捨て置き部材は、加圧ピンと分離自在に取付けられている。この鋳造装置では、加圧ピンが、捨て置き部材とともに溶湯に向けて押込まれる。溶湯が凝固して製品が成形された後、捨て置き部材は製品に捨て置かれ、加圧ピンのみが製品から引き抜かれる。この鋳造装置では、溶湯が凝固時に収縮しても、加圧ピンが溶湯によって把持されず、加圧ピンが抜けにくくならないとされている。 In the casting apparatus described in Patent Document 1, a discarding member is attached to the tip of the pressure pin. The throwaway member is detachably attached to the pressure pin. In this casting apparatus, the pressure pin is pushed toward the molten metal together with the disposal member. After the molten metal solidifies and the product is molded, the discard member is discarded in the product, and only the pressure pin is pulled out of the product. In this casting apparatus, even if the molten metal contracts during solidification, the pressure pin is not gripped by the molten metal, and the pressure pin does not easily come off.
特許文献1には、捨て置き部材が鋳造金属と同種の金属材を用いて形成されていることが記載されている。この場合、捨て置き部材が溶湯内で溶融する可能性がある。捨て置き部材が溶融すると、捨て置き部材が凝固時に収縮してしまい、加圧ピンを強固に把持することとなる。これにより、加圧ピンが抜けにくくなってしまう。 Patent Document 1 describes that the discard member is formed using the same metal material as the cast metal. In this case, there is a possibility that the discarded member is melted in the molten metal. When the throwaway member melts, the throwaway member contracts during solidification, and the pressure pin is firmly held. This makes it difficult for the pressure pin to come off.
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、溶湯が凝固した後、加圧ピンを容易に引き抜くことができる技術を提供する。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and provides the technique which can draw out a pressurization pin easily after a molten metal solidifies.
本発明は、上記目的を達成するための鋳造装置を提供する。本発明の鋳造装置は、成形型と加圧ピンと付着手段を備えている。成形型は、製品キャビティを有する。加圧ピンは、製品キャビティに進退可能に設けられている。付着手段は、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる。 The present invention provides a casting apparatus for achieving the above object. The casting apparatus of the present invention includes a forming die, a pressure pin, and an attaching means. The mold has a product cavity. The pressure pin is provided in the product cavity so as to be able to advance and retract. The adhering means adheres to the pressure pin a shrinkage suppression material that suppresses shrinkage when the molten metal is solidified by melting in the molten metal.
この鋳造装置では、加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込み、凝固時の溶湯を加圧することによって、引け巣の発生を防止することができる。このとき、加圧ピンには収縮抑制材料を付着させておくことができ、加圧ピン周りの溶湯が凝固時に収縮することを抑制することができる。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。 In this casting apparatus, shrinkage cavities can be prevented from being generated by pressing the pressure pin into the molten metal in the product cavity and pressurizing the molten metal during solidification. At this time, a shrinkage suppression material can be adhered to the pressure pin, and the molten metal around the pressure pin can be prevented from shrinking during solidification. Thereby, after a molten metal solidifies and a product is shape | molded, a pressurization pin can be pulled out easily.
上記した収縮抑制材料には、溶湯材料に高濃度に含有されるほど、溶湯材料の凝固時収縮率(凝固時に収縮する度合)を低下させる収縮低下物質が、溶湯材料よりも高濃度に含有されていることが好ましい。
この構成では、収縮低下物質が加圧ピン周りの溶湯に溶融することによって、加圧ピン周りの溶湯の収縮低下物質の濃度が上昇する。この結果、加圧ピン周りの溶湯の凝固時収縮率が低下する。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。
例えば、溶湯材料の主材料がアルミニウムである場合、収縮低下物質はシリコンであることが好ましい。
シリコンは、一般的にアルミニウム合金に添加される材料であるため、鋳造後にシリコンが製品内に残留しても、製品の品質を低下させない。
The shrinkage-suppressing material described above contains a shrinkage-reducing substance that lowers the shrinkage rate during solidification (the degree of shrinkage during solidification) of the molten material at a higher concentration than the molten material, as the molten material contains a higher concentration. It is preferable.
In this configuration, the concentration of the shrinkage-reducing substance in the melt around the pressure pin is increased by melting the shrinkage-lowering substance in the melt around the pressure pin. As a result, the shrinkage rate at the time of solidification of the molten metal around the pressure pin decreases. Thereby, after a molten metal solidifies and a product is shape | molded, a pressurization pin can be pulled out easily.
For example, when the main material of the molten metal is aluminum, the shrinkage reducing substance is preferably silicon.
Since silicon is a material generally added to an aluminum alloy, even if silicon remains in the product after casting, the quality of the product is not deteriorated.
本発明は、上記した目的を達成するために、新規で有用な鋳造方法も提供する。本発明の鋳造方法は、製品キャビティに対して進退可能な加圧ピンに、溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を付着させる工程と、収縮抑制材料を付着させた加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込む工程を備える。
この鋳造方法によれば、上記した鋳造装置と同様に、収縮抑制材料によって、加圧ピン周りの溶湯が凝固時に収縮することが抑制されている。これにより、溶湯が凝固して製品が成形された後に、加圧ピンを容易に引き抜くことができる。
The present invention also provides a new and useful casting method in order to achieve the above object. The casting method of the present invention includes a step of attaching a shrinkage-suppressing material that suppresses shrinkage at the time of solidification of the molten metal by melting the molten metal on a pressure pin that can advance and retreat with respect to the product cavity, and a shrinkage-suppressing material. A step of pressing the pressed pin into the molten metal in the product cavity.
According to this casting method, similarly to the above-described casting apparatus, the shrinkage suppressing material suppresses the molten metal around the pressure pin from shrinking during solidification. Thereby, after a molten metal solidifies and a product is shape | molded, a pressurization pin can be pulled out easily.
本発明によると、加圧ピン周りの溶湯の凝固時の収縮が抑制されている。これにより、加圧ピンを引き抜く際に、製品や加圧ピンが損傷することを防止することができる。 According to the present invention, shrinkage at the time of solidification of the molten metal around the pressure pin is suppressed. Thereby, when pulling out the pressure pin, the product and the pressure pin can be prevented from being damaged.
下記の実施例の技術的な特徴について列記する。
(形態1) 収縮抑制材料は、離型剤に含まれている。
(形態2) 離型剤を加圧ピンに付着させることによって、収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる。
The technical features of the following examples are listed.
(Form 1) The shrinkage-suppressing material is contained in a release agent.
(Mode 2) The shrinkage-suppressing material is attached to the pressure pin by attaching the release agent to the pressure pin.
本発明を具現化した実施例に係る鋳造装置を図面を参照して説明する。図1は、鋳造装置10の縦断面図である。図2は、鋳造装置10に溶湯が供給される前の鋳造装置10の状態を示す縦断面図である。鋳造装置10では、アルミニウム合金の鋳造を行う。溶湯の主材料はアルミニウムであり、シリコンがおよそ9%含まれている。図1に示すように、鋳造装置10は、金型12と加圧ピン14とスプレー26を備えている。金型12は、上型16と下型18を有している。上型16の下面と下型18の上面は、製品形状に対応するように加工されている。
A casting apparatus according to an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the
加圧ピン14は、上型16に形成された貫通孔16aに挿入されている。加圧ピン14は、貫通孔16aの軸方向に移動可能に配置されている。加圧ピン14は、円柱状である。加圧ピン14の直径は、貫通孔16aの内径と略同一に形成されている。このことから、加圧ピン14と貫通孔16aとの間に溶湯が入り込まないようにされている。スプレー26は、加圧ピン14周りに向けて離型剤24を噴射して、加圧ピン14周りに離型剤24を付着させる。離型剤24は、例えば、エマルジョン系の離型剤を用いることができる。離型剤24は、溶湯の凝固時収縮を抑制する収縮抑制材料を含んでいる。収縮抑制材料は、Al−15%Si合金の粉末である。収縮抑制材料のシリコンの濃度は、溶湯材料のシリコンの濃度よりも高い。Al−15%Si合金の粉末は、その粒子径が30から60μmである。加圧ピン14周辺に付着された離型剤24は、その厚みがおよそ0.2mmである。
The
図2に示すように、上型16と下型18が合わさって形成される空間内には、中子20が挿入される。中子20は、円柱形状である。中子20は、金型12に対して、中子20の軸方向に移動可能に配置されている。上型16と下型18が合わさって形成される空間内に中子20が配置されて、製品キャビティ22が形成される。
As shown in FIG. 2, a
次に、本実施例の鋳造方法について説明する。図3は、鋳造方法の手順を示すフローチャートである。最初に、図1に示すように、上型16と下型18を離間させた状態で、スプレー26が加圧ピン14周りに向けて離型剤24を噴射して、加圧ピン14周りに離型剤24を付着させる(ステップS12)。続いて、上型16と下型18を合わせる(ステップS14)。図2に示すように、上型16と下型18とが合わさってできる空間に中子20が挿入される(ステップS16)。これにより、製品キャビティ22が形成される。形成された製品キャビティ22に、溶湯23を注入する(ステップS18)。溶湯23が注入されて所定時間(例えば、肉薄部分23bがほぼ凝固する時間)が経過すると(ステップS20でYES)、加圧ピン14を製品キャビティ22内の溶湯23に押し込む(ステップS22)。これにより、加圧ピン14が製品キャビティ22内の溶湯23の肉厚部分23aを加圧して、溶湯23の凝固時における収縮によって発生する引け巣を防止することができる。
Next, the casting method of a present Example is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the casting method. First, as shown in FIG. 1, in a state where the
加圧ピン14が溶湯に押込まれてから所定時間(例えば溶湯全体が凝固する時間)が経過すると(ステップS24)、加圧ピン14を凝固した溶湯(製品)から引き抜いて、貫通孔16a内に引込める(ステップS26)。また、製品キャビティ22に挿入された中子20を引き抜く(ステップS28)。続いて、上型16と下型18を離間し(ステップS30)、製品を金型12から取り出して(ステップS32)、鋳造を終了する。
When a predetermined time (for example, the time for the entire molten metal to solidify) elapses after the pressurizing
加圧ピン14が溶湯に接触すると、加圧ピン14に付着した収縮抑制材料が溶湯に溶融する。この結果、加圧ピン14の周りには、シリコンの濃度が溶湯材料よりも高いアルミニウム合金が存在することとなる。シリコンは、溶湯材料であるアルミニウム合金に高濃度に含有されるほど、溶湯材料の凝固時収縮率を低下させる収縮低下物質である。したがって、加圧ピン14周りの溶湯の凝固時の収縮を抑制することができる。これにより、溶湯23が凝固して、製品が成形された後に、加圧ピン14を容易に引き抜くことができる。
When the
上記した鋳造装置10では、収縮抑制材料にAl−15%Si合金を用いている。但し、収縮抑制材料に含まれるシリコンの濃度は、溶湯材料のシリコンの濃度よりも高ければよく、15%に限定されない。さらに、収縮抑制材料は、アルミニウム合金に限定されず、シリコン単体であってもよい。
In the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記した鋳造装置10では、鋳造装置10に設置されたスプレー26によって、自動的に収縮抑制材料を含む離型剤24を加圧ピン14の周りに付着させていた。しかしながら、作業者が収縮抑制材料を加圧ピン14の周りに付着させてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in the
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:鋳造装置
12:金型
14:加圧ピン
22:製品キャビティ
26:スプレー
10: Casting device 12: Mold 14: Pressure pin 22: Product cavity 26: Spray
Claims (4)
製品キャビティに対して進退可能に設けられた加圧ピンと、
溶湯に溶融することによって溶湯の凝固時における収縮を抑制する収縮抑制材料を加圧ピンに付着させる付着手段、
を備える鋳造装置。 A mold having a product cavity;
A pressure pin provided so as to be capable of moving forward and backward with respect to the product cavity;
An adhesion means for attaching a shrinkage suppression material to the pressure pin that suppresses shrinkage during solidification of the molten metal by melting in the molten metal;
A casting apparatus comprising:
収縮低下物質はシリコンであることを特徴とする請求項2に記載の鋳造装置。 The main material of the molten metal is aluminum,
The casting apparatus according to claim 2, wherein the shrinkage reducing material is silicon.
収縮抑制材料を付着させた加圧ピンを製品キャビティ内の溶湯に押し込む工程、
を備える鋳造方法。 A step of attaching a shrinkage-suppressing material that suppresses shrinkage at the time of solidification of the molten metal by melting in the molten metal to a pressure pin that can advance and retreat with respect to the product cavity;
The process of pushing the pressure pin with the shrinkage-suppressing material attached into the melt in the product cavity,
A casting method comprising:
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