JP2010069514A - Casting method with vibration solidification, casting mold for the same method, and casting apparatus with vibration solidification - Google Patents

Casting method with vibration solidification, casting mold for the same method, and casting apparatus with vibration solidification Download PDF

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Kenji Miwa
謙治 三輪
Naoki Omura
直紀 尾村
Mitsuyoshi Yokoi
光義 横井
Masayuki Harada
雅行 原田
Hideki Furukawa
秀樹 古川
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KOTOBUKI KINZOKU KOGYO KK
KOTOBUKI METAL
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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KOTOBUKI KINZOKU KOGYO KK
KOTOBUKI METAL
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting method with vibration solidification for casting a cast product, in which generation of casting defects is suppressed by limitedly imparting mechanical vibration only to a required position of a mold or the like. <P>SOLUTION: A mold 1 used for the casting method with vibration solidification includes: a mold body 5 through which a cavity 3 and a rod insertion hole 4 are penetrated; a vibration core 6, which is housed inside the cavity 3 while holding a predetermined clearance between an inner wall face 5a of the cavity 3 and itself; a vibration rod 7, which is formed slidably through the rod insertion hole 4, one end 7a of which is connected to the vibration core 6, and the other end 7b of which is projected in the outside of the mold body 5 from the rod insertion hole 4; and a rod vibration part 8, which vibrates the vibration core 6 connected to one end 7a of the vibration rod 7 by linearly reciprocating the vibration rod 7 along the longitudinal direction. By the above composition, pressing force for transmitting vibration and pressing force for suppressing vibration, which are opposite to each other, are generated, so that mechanical vibration is limitedly imparted only to the position requiring the vibration. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動凝固鋳造法及びその鋳造金型、振動凝固鋳造装置に関するものであり、特に、アルミニウム合金等からなる鋳物製品を鋳造する際の溶湯の凝固を、金属組織が微細化するように制御し、鋳巣欠陥の発生を防止することが可能な振動凝固鋳造法及びその鋳造金型、振動凝固鋳造装置(以下、それぞれ「振動凝固鋳造法」、「金型」、「鋳造装置」と称する)に関するものである。   The present invention relates to a vibration solidification casting method, a casting mold thereof, and a vibration solidification casting apparatus. In particular, the solidification of a molten metal when casting a cast product made of an aluminum alloy or the like is made finer in a metal structure. Vibration solidification casting method and its casting mold, vibration solidification casting equipment (hereinafter referred to as “vibration solidification casting method”, “mold”, “casting equipment” respectively) For example).

従来から、高温で溶解したアルミニウム合金の溶湯を金型(金型或いは砂型等)のキャビティに充填し、液相から固相へと凝固させることによってアルミニウム合金からなる鋳物製品を鋳造することが行われている。ここで、高温で溶解された溶湯を凝固させる場合、冷却過程において「熱間割れ」や「巣」などの欠陥が集中して発生することを防止するため、微細化したマクロ結晶粒からなる金属組織を有する鋳物製品にする試みがなされている。係る微細化は、鋳物製品自体の強度及び耐圧性等の力学的特性を向上させることができる。さらに、加工面の鋳造巣欠陥の防止をすることができる。ここで、マクロ結晶粒は、一般に光学顕微鏡下で観察可能な程度の大きさの粒が一般的に認識されているものである。   Conventionally, casting of an aluminum alloy has been performed by filling a molten aluminum alloy melted at a high temperature into a cavity of a mold (such as a mold or a sand mold) and solidifying from a liquid phase to a solid phase. It has been broken. Here, when the molten metal melted at high temperature is solidified, a metal consisting of refined macro crystal grains is used to prevent the concentration of defects such as “hot cracks” and “nests” during the cooling process. Attempts have been made to make a cast product with a texture. Such refinement can improve mechanical properties such as strength and pressure resistance of the cast product itself. Furthermore, it is possible to prevent casting defects on the processed surface. Here, the macro crystal grains are generally recognized as grains having a size that can be observed under an optical microscope.

ここで、アルミニウム合金を鋳造する際に、金属組織のマクロ結晶粒を微細化する手法として、1)急冷処理、2)微細化剤の添加処理、3)振動処理の三つの手法があることが古くから知られている(非特許文献1参照)。なお、1)急冷処理は、比較的簡易に実施することが可能であるものの、それぞれの鋳物製品において、製品形状に対する各部位の肉厚の違い等によって、鋳物製品の全体が均一に微細化しないことがある。一方、2)微細化剤の添加処理は、溶湯中に結晶粒の微細化剤を投入することによって、微細化を促進することができる。   Here, when casting an aluminum alloy, there are three methods for refining the macro crystal grains of the metal structure: 1) quenching treatment, 2) addition of a finer, and 3) vibration treatment. It has been known for a long time (see Non-Patent Document 1). 1) Although the rapid cooling treatment can be carried out relatively easily, the entire cast product is not uniformly refined due to differences in the thickness of each part with respect to the product shape in each cast product. Sometimes. On the other hand, in the addition process of 2) the micronizing agent, miniaturization can be promoted by introducing the crystal grain micronizing agent into the molten metal.

ところが、全ての鋳物製品に対して所定比率の微細化剤を投入することは、係る微細化剤のコスト、及び投入作業等の煩雑な工程が増えることになる。そこで、比較的簡易な構成で形成され、かつ製造コストの増加もそれほど大きくないものとして、3)振動処理の手法がマクロ結晶粒の微細化技術のために期待されている。ここで、金型に振動を付加することにより、インゴットのような比較的単純な形状の鋳物製品を鋳造する技術は、既に開示されており、特に、金型に対して縦振動を与え、水平の振動に起因する「割れ」の鋳造不良を防止することに効果を有することが記載されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   However, injecting a predetermined ratio of the fine agent to all casting products increases the cost of the fine agent and complicated processes such as input work. Therefore, 3) a vibration processing technique is expected for a technique for refining macro crystal grains, assuming that the structure is formed with a relatively simple configuration and the increase in manufacturing cost is not so large. Here, a technique for casting a cast product having a relatively simple shape such as an ingot by applying vibration to the mold has already been disclosed. It is described that it has an effect in preventing a casting defect of “crack” due to vibration of (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

さらに、鋳物製品に発生する鋳巣欠陥を軽減するため、1)製品形状、押し湯位置または堰の位置、サイズ等を適切に配列し、凝固方向の指向性を考慮するもの、或いは溶湯を構成する合金の組成或いは溶湯に含まれる不純物の成分比率を適切に管理することが挙げられている。また、機械的な振動が結晶粒の微細化に効果があることが証明されている(非特許文献2参照)。   Furthermore, in order to reduce the defects in the cast holes that occur in the casting products, 1) the product shape, the position of the feeder or the weir, the size, etc. are arranged appropriately and the directivity in the solidification direction is considered, or the molten metal is configured It is mentioned to appropriately manage the composition of the alloy or the component ratio of impurities contained in the molten metal. In addition, it has been proved that mechanical vibration is effective in refining crystal grains (see Non-Patent Document 2).

本願出願人らは、上記課題を解決するために、溶湯の凝固の進行に応じて金型自体を振動させ、溶湯の凝固を制御する新規な振動凝固鋳造法の鋳造金型及びその鋳造法を開発し、既に特許出願を行っている(特許文献3参照)。これにより、溶湯の凝固過程において、マクロ結晶粒を微細化することが可能となり、鋳巣欠陥を軽減することが可能できる。   In order to solve the above-mentioned problems, the applicants of the present application have developed a casting mold and a casting method of a novel vibration solidification casting method in which the mold itself is vibrated in accordance with the progress of solidification of the molten metal to control the solidification of the molten metal. It has been developed and a patent application has already been filed (see Patent Document 3). Thereby, in the solidification process of a molten metal, it becomes possible to refine | miniaturize a macro crystal grain and to reduce a casting hole defect.

特開平10−156505号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-156505 特開2003−136190号公報JP 2003-136190 A 特開2006−315046号公報JP 2006-315046 A 鹿取一男・小林一典編、「現場の鋳造」、アグネ社、1969、p69Edited by Kazuo Katori and Kazunori Kobayashi, “Casting on the spot”, Agne, 1969, p69 Harold W. Kaehler、「KAISER アルミニウム鋳物」、KAISER ALUMINUM & CHEMICAL SALES,INC.、社団法人軽金属協会、昭和42年Harold W. Kaehler, “KAISER aluminum casting”, KAISER ALUMINUM & CHEMICAL SALES, INC. , Japan Light Metal Association, 1967

上記の振動凝固鋳造法及びその鋳造金型、振動凝固鋳造装置の場合、従来の金型に比べて著しく鋳巣欠陥を抑制することができる優れた効果を奏するものである。しかしながら、複雑な形状の鋳物製品を鋳造しようとする場合、上記のような金型全体を均一な振動数によって振動を与えることは、鋳物製品の品質上適さないことがあった。すなわち、ランナからキャビティに溶湯を流し込み、該キャビティ内で溶湯を冷却し、固化させることによって鋳物製品を鋳造する過程において、溶湯の凝固の進行はキャビティの各部位においてそれぞれ異なっている。例えば、先細の狭いスペースに溶湯が充填された場合、外部との接触面積が大きく、金型外部の温度の影響を受けやすく、比較的熱が奪われやすくなる。そのため、溶湯の充填完了から比較的早く凝固が完了することとなる。一方、比較的広いスペースに溶湯が充填された場合、周囲の温度の影響を比較的受けにくく、凝固の進行は比較的ゆっくりしたものとなる。これにより、一つの鋳物製品であってもキャビティの各部位によってそれぞれ凝固時間に差が生じ、鋳物製品の品質に偏りが発生する可能性があった。さらに、機械的な振動が結晶粒の微細化に効果があることが証明されているが、 機械的振動を与える方法は、主として寸法的な制限のため、装置自体が高価となり、あまり普及に至っていない。そのため、金型、鋳造装置の全体に振動を加えるのではなく、金型の一部に安価な振動装置を設け、振動中子を加振することにより、結晶粒の微細化を可能とするものが望まれていた。   In the case of the above-mentioned vibration solidification casting method, its casting mold, and vibration solidification casting apparatus, it has an excellent effect of being able to remarkably suppress the defects in the cavity as compared with the conventional mold. However, when trying to cast a casting product having a complicated shape, it is sometimes not suitable in terms of the quality of the casting product to give vibration to the entire mold as described above at a uniform frequency. That is, in the process of casting a cast product by pouring the molten metal from the runner into the cavity, cooling the molten metal in the cavity, and solidifying the molten metal, the progress of solidification of the molten metal is different in each part of the cavity. For example, when the molten metal is filled in a narrow and narrow space, the contact area with the outside is large, the temperature is easily affected by the temperature outside the mold, and heat is relatively easily taken away. For this reason, solidification is completed relatively quickly from the completion of the filling of the molten metal. On the other hand, when the molten metal is filled in a relatively wide space, the influence of the ambient temperature is relatively insensitive, and the progress of solidification becomes relatively slow. As a result, even in a single cast product, there is a possibility that a difference occurs in the solidification time depending on each part of the cavity, and the quality of the cast product may be biased. Furthermore, although mechanical vibration has been proved to be effective for crystal grain refinement, the method of applying mechanical vibration mainly due to dimensional limitations, the device itself is expensive and has become very popular. Not in. Therefore, instead of applying vibration to the entire mold and casting device, an inexpensive vibration device is provided in a part of the mold, and the vibrating core is vibrated, thereby enabling the refinement of crystal grains. Was desired.

そこで、本発明は上記実情に鑑み、マクロ結晶粒の微細化を図り、鋳巣欠陥の発生を抑制した鋳物製品を鋳造可能な金型、鋳造装置、及びそれを利用した振動凝固鋳造法の提供を課題とするものである。   Accordingly, in view of the above circumstances, the present invention provides a mold, a casting apparatus, and a vibration solidification casting method using the mold capable of casting a cast product in which macro crystal grains are miniaturized and generation of defects in a cast hole is suppressed. Is an issue.

上記の課題を解決するため、本発明の振動凝固鋳造法は、「高温で溶解した溶湯をランナを通じて金型のキャビティに流し込み、充填する溶湯充填工程と、充填された前記溶湯を前記キャビティ内で冷却し、凝固させる溶湯凝固工程と、前記溶湯凝固工程によって前記溶湯の凝固が進行する同一のタイミングで、前記キャビティに所定のクリアランスを保持して収容された振動中子を振動させる中子振動工程と」を具備するものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the vibration solidification casting method of the present invention is described as follows: “A molten metal melted at a high temperature is poured into a cavity of a mold through a runner and filled, and the filled molten metal is contained in the cavity. A melt solidification step for cooling and solidifying, and a core vibration step for vibrating the vibration core accommodated in the cavity while holding a predetermined clearance at the same timing at which the solidification of the melt proceeds by the melt solidification step. And ".

したがって、本発明の振動凝固鋳造法によれば、溶湯を充填し、キャビティ内で冷却して凝固させる際に、振動中子を振動させることより、凝固中の溶湯の振動を与える。これにより、マクロ結晶粒の微細化を図ることができる。   Therefore, according to the vibration solidification casting method of the present invention, when the molten metal is filled and cooled and solidified in the cavity, the vibrating core is vibrated to give vibration of the molten metal being solidified. Thereby, refinement | miniaturization of a macrocrystal grain can be achieved.

一方、本発明の金型は、「内部に溶湯の充填されるキャビティが形成され、前記キャビティと連通するロッド挿孔部が貫設された金型本体と、前記キャビティの内壁面に対して所定のクリアランスを保持し、前記キャビティ内で振動可能に収容された振動中子と、前記ロッド挿孔部に摺動可能に嵌設され、一端部が前記キャビティ内の前記振動中子と接続し、他端部を前記金型本体から突出させた棒状の振動ロッドと、前記振動ロッドを長手方向に沿って直線往復運動させることにより、前記一端部と接続された前記振動中子を前記キャビティ内で振動させるロッド振動手段と」を具備するものから主に構成されている。   On the other hand, the mold according to the present invention is “a mold body in which a cavity filled with a molten metal is formed and a rod insertion hole communicating with the cavity is penetrated, and a predetermined relative to an inner wall surface of the cavity. The vibration core accommodated in the cavity so as to vibrate, and the rod insertion hole is slidably fitted, and one end portion is connected to the vibration core in the cavity, A rod-shaped vibrating rod having the other end projecting from the mold body and the vibrating rod reciprocating linearly along the longitudinal direction, thereby allowing the vibrating core connected to the one end to move within the cavity. It is mainly comprised from what comprises the rod vibration means to vibrate ".

ここで、ロッド振動手段とは、例えば、金型本体から突出した振動ロッドの他端部と当接する振動伝達板と、当該振動伝達板を振動させるための振動子と、振動伝達板を振動可能に支持するバネ等の弾性素材で形成された振動伝達板支持部と等によって主に構成されるものを示すことができる。また、振動子には、例えば、圧縮空気のエア圧を利用し、円形状の内部空間に充填された金属製のボールを高速で回転させ、遠心力の伴う振動を発生可能なボールバイブレータ或いは高周波電気モータ等による振動装置等の周知の振動技術を用いることが可能である。なお、振動性能、入手容易性、及びコスト等を勘案すると、上述したボールバイブレータを使用することが好適と思われる。   Here, the rod vibration means is, for example, a vibration transmission plate that comes into contact with the other end of the vibration rod protruding from the mold body, a vibrator for vibrating the vibration transmission plate, and a vibration transmission plate that can vibrate. What is mainly comprised by the vibration-transmission board support part etc. which were formed with elastic materials, such as a spring supported by, etc. can be shown. For the vibrator, for example, a ball vibrator or a high-frequency wave capable of generating vibration accompanied by centrifugal force by rotating a metal ball filled in a circular inner space at high speed using the air pressure of compressed air. A well-known vibration technique such as a vibration device using an electric motor or the like can be used. In view of vibration performance, availability, cost, and the like, it is preferable to use the above-described ball vibrator.

一方、本発明に使用される溶湯は、高温で溶解した金属または金属合金が利用され、溶湯の金属種、合金種は特に限定されない。例えば、純アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、アルミニウム−銅合金等の従来から鋳物製品に使用可能な種々の金属または合金等を対象とすることが可能である。なお、本発明においては、一般的に溶湯に添加されるチタン、ボロン、ジルコニウム等の結晶粒微細化剤を使用しないものであっても構わない。   On the other hand, as the molten metal used in the present invention, a metal or metal alloy melted at a high temperature is used, and the metal species and alloy species of the molten metal are not particularly limited. For example, it is possible to target various metals or alloys that can be conventionally used for casting products, such as pure aluminum, aluminum alloy, magnesium, and aluminum-copper alloy. In the present invention, a crystal grain refining agent such as titanium, boron, zirconium or the like generally added to the molten metal may not be used.

一方、振動中子は、金型本体のキャビティ内に収容され、ロッド振動手段によって発生した振動を振動ロッドを介して受付け、キャビティ内で振動するものである。ここで、ロッド振動手段による振動中子の振動の幅(振幅)は、振動中子とキャビティの内壁面とのクリアランスよりも小さくなるように設定されている。例えば、非振動時に、キャビティの内壁面と振動中子の外表面とのクリアランスが2mmに設定されていた場合、最大で2mm未満の振幅の振動を発生することができる。これにより、振動時においてキャビティに振動中子が衝突することがなく、金型を破損するおそれがない。なお、振動中子は、キャビティの全ての部位に設けられる必要はなく、その形状に応じ、振動を必要とする部位及び振動を必要としない部位が決定され、当該決定に基づいて適宜配設される。これにより、キャビティ内で凝固に要するまでの時間(凝固時間)の違いによって、均一なマクロ結晶粒の微細化ができない場合であっても、個々の部位に適切な振動を凝固時に与えることにより、振動による鋳物内部での鋳巣の移動・溶湯補充を図ることができる。その結果、鋳巣欠陥の発生が抑制され、力学的特性に優れた鋳物製品の安定した製造が可能となる。   On the other hand, the vibration core is housed in the cavity of the mold body, receives vibration generated by the rod vibration means via the vibration rod, and vibrates in the cavity. Here, the vibration width (amplitude) of the vibrating core by the rod vibrating means is set to be smaller than the clearance between the vibrating core and the inner wall surface of the cavity. For example, when the clearance between the inner wall surface of the cavity and the outer surface of the vibrating core is set to 2 mm during non-vibration, vibration with an amplitude of less than 2 mm at maximum can be generated. Thereby, the vibration core does not collide with the cavity during vibration, and there is no possibility of damaging the mold. Note that the vibration core does not need to be provided in all the parts of the cavity, and a part that requires vibration and a part that does not require vibration are determined according to the shape thereof, and are arranged appropriately based on the determination. The By this, even if it is not possible to refine the uniform macro crystal grains due to the difference in the time required for solidification in the cavity (solidification time), by giving appropriate vibrations to individual parts during solidification, It is possible to move the casting cavity and refill the molten metal inside the casting by vibration. As a result, it is possible to stably produce a cast product having excellent mechanical properties by suppressing the occurrence of casting hole defects.

さらに具体的に説明すると、ロッド振動手段によって振動中子がキャビティ内で振動すると、高温で溶解した金属等の溶湯に振動が与えられる。このとき、溶湯は未だ液体の状態であり、係る振動の影響を直接受ける。その結果、溶湯の充填完了直後には、液体の溶湯に振動が伝達され、キャビティ内で溶湯の対流若しくは混合が発生する。これにより、例えば、キャビティの上下で比重若しくは密度が異なる状況が発生する場合であっても、係る振動によって各部位が不均一な金属組織となることを防ぐことできる。さらに、キャビティ内で溶湯の凝固時間に差異が生じている場合でも、特定の部位にのみ振動を与える(若しくは与えない)ことにより、各部位毎にマクロ結晶粒の微細化を進行させることができる。なお、与える振動は、ロッド振動手段の種類及び振動性能等によって適宜調整することが可能であり、低周波領域から高周波領域に至るまでの幅広い振動数(周波数)を種々の条件に応じて任意に設定することが可能となる。   More specifically, when the vibrating core vibrates in the cavity by the rod vibrating means, vibration is given to a molten metal such as metal melted at a high temperature. At this time, the molten metal is still in a liquid state and is directly affected by the vibration. As a result, immediately after the filling of the molten metal is completed, vibration is transmitted to the molten liquid, and convection or mixing of the molten metal occurs in the cavity. Thereby, for example, even when a situation where specific gravity or density differs between the upper and lower sides of the cavity, it is possible to prevent each part from becoming a non-uniform metal structure due to the vibration. Furthermore, even when there is a difference in the solidification time of the molten metal in the cavity, it is possible to advance the refinement of macro crystal grains for each part by giving (or not giving) vibration only to a specific part. . The applied vibration can be adjusted as appropriate according to the type of rod vibration means and vibration performance, and a wide range of frequencies (frequency) from the low frequency region to the high frequency region can be arbitrarily set according to various conditions. It becomes possible to set.

さらに、本発明の金型は、上記構成に加え、「前記振動ロッドを前記金型本体から前記他端部が離間する方向に付勢するロッド付勢手段をさらに具備し、前記ロッド振動手段は、前記ロッド付勢手段による前記振動ロッドの付勢方向に相対し、前記振動ロッドの前記他端部を前記金型本体に近接する方向に付勢する逆付勢手段をさらに有し、前記振動ロッドの前記他端部と前記ロッド振動手段は、前記ロッド付勢手段及び前記逆付勢手段による互いに相対する付勢力によって当接状態が保持される」ものであっても構わない。   Furthermore, the mold according to the present invention may further include “a rod urging means for urging the vibration rod in a direction in which the other end portion is separated from the mold body, in addition to the above-described configuration, , Further comprising reverse biasing means for biasing the other end portion of the vibrating rod in a direction approaching the mold body, opposite to the biasing direction of the vibrating rod by the rod biasing means, The other end portion of the rod and the rod vibration means may be held in contact with each other by urging forces facing each other by the rod urging means and the reverse urging means.

ここで、ロッド付勢手段及び逆付勢手段は、それぞれ特に限定されるものではないが、例えば、周知の「バネ」を利用するものであってもよい。これにより、振動ロッドの他端部をばねの弾性反発力によって、金型本体から離間させる方向(ロッド付勢手段に近接する方向)に付勢し、一方、逆付勢手段によって、金型本体に近接する方向に付勢することができる。   Here, the rod urging means and the reverse urging means are not particularly limited. For example, a well-known “spring” may be used. Accordingly, the other end of the vibration rod is biased in a direction away from the mold main body (a direction close to the rod biasing means) by the elastic repulsive force of the spring, and on the other hand, the mold main body is biased by the reverse biasing means. Can be urged in the direction approaching.

したがって、本発明の金型によれば、ロッド付勢手段及び逆付勢手段の付勢方向がそれぞれ相対するように設定されている。そのため、振動ロッドの他端部とロッド振動手段は、互いに対向する力によってそれぞれを押付けようとする力が働き、それぞれの付勢力が一致する点で両者の当接状態が保持されることとなる。その結果、振動ロッドとロッド振動手段との間にネジ等の固定用の部材が介在することなく、付勢力によってのみ当接状態が保持される。そのため、振動ロッドの交換、或いはロッド振動手段の不具合等による交換などを容易に行うことが可能となる。   Therefore, according to the mold of the present invention, the urging directions of the rod urging means and the reverse urging means are set to face each other. For this reason, the other end portion of the vibrating rod and the rod vibrating means are forced to press each other by the opposing forces, and the contact state between the two is maintained at the point where the respective urging forces coincide with each other. . As a result, the contact state is maintained only by the urging force without a fixing member such as a screw interposed between the vibrating rod and the rod vibrating means. Therefore, it is possible to easily perform replacement of the vibration rod or replacement due to a failure of the rod vibration means.

一方、本発明の鋳造装置は、「内部に溶湯の充填されるキャビティが形成され、前記キャビティと連通して貫設されたロッド挿孔部、及び前記キャビティの内壁面に対して所定のクリアランスを保持し、前記キャビティ内で振動可能に収容された振動中子を有する金型と、前記ロッド挿孔部に摺動可能に嵌設され、一端部が前記キャビティ内の前記振動中子と接続し、他端部を前記金型から突出させた棒状の振動ロッドと、前記振動ロッドを長手方向に沿って直線往復運動させることにより、前記一端部と接続された前記振動中子を前記キャビティ内で振動させるロッド振動手段と」を主に具備して構成されている。   On the other hand, the casting apparatus according to the present invention has the following features: “A cavity filled with molten metal is formed, and a predetermined clearance is provided with respect to a rod insertion hole portion that is provided in communication with the cavity and an inner wall surface of the cavity. A mold having a vibrating core that is held in the cavity so as to be capable of vibrating, and is slidably fitted into the rod insertion hole, and one end of the mold is connected to the vibrating core in the cavity. The rod-shaped vibrating rod having the other end projecting from the mold and the vibrating rod linearly reciprocated along the longitudinal direction, thereby allowing the vibrating core connected to the one end to move within the cavity. It mainly comprises rod vibrating means for vibrating.

したがって、本発明の鋳造装置によれば、金型に収容された振動中子をロッド振動手段によって振動させることができる。ここで、本発明の鋳造装置は、上述した金型における振動ロッド及びロッド振動手段を金型本体とは別体に構成したものであり、基本的な作用効果については上記金型と略同一である。そのため、複数の金型に対して、ロッド振動手段(上述した振動子等)は、一の構成で済む。そのため、金型の製作コストがそれほど多くならない。そのため、多品種の鋳物製品を製造する場合、ロッド振動手段等を別途構成とすることが特に有効である。   Therefore, according to the casting apparatus of the present invention, the vibrating core housed in the mold can be vibrated by the rod vibrating means. Here, the casting apparatus of the present invention is configured such that the vibrating rod and the rod vibrating means in the mold described above are configured separately from the mold body, and the basic functions and effects are substantially the same as those of the mold. is there. For this reason, the rod vibration means (vibrator and the like described above) only needs to have one configuration for a plurality of molds. Therefore, the manufacturing cost of the mold does not increase so much. Therefore, when manufacturing various types of cast products, it is particularly effective to separately configure the rod vibration means and the like.

さらに、本発明の鋳造装置は、上記構成に加え、「前記振動ロッドを前記金型本体から前記他端部が離間する方向に付勢するロッド付勢手段をさらに具備し、前記ロッド振動手段は、前記ロッド付勢手段による前記振動ロッドの付勢方向に相対し、前記振動ロッドの前記他端部を前記金型本体に近接する方向に付勢する逆付勢手段をさらに有し、前記振動ロッドの前記他端部と前記ロッド振動手段は、前記ロッド付勢手段及び前記逆付勢手段による互いに相対する付勢力によって当接状態が保持される」ものであっても構わない。   Further, the casting apparatus of the present invention further includes a rod urging means for urging the oscillating rod in a direction in which the other end portion is separated from the mold body, in addition to the above configuration. , Further comprising reverse biasing means for biasing the other end portion of the vibrating rod in a direction approaching the mold body, opposite to the biasing direction of the vibrating rod by the rod biasing means, The other end portion of the rod and the rod vibration means may be held in contact with each other by urging forces facing each other by the rod urging means and the reverse urging means.

したがって、本発明の鋳造装置によれば、振動ロッドの他端部とロッド振動手段との当接状態が互いに相対する付勢力によって保持される。これにより、前述の金型と同様の作用効果を奏する。   Therefore, according to the casting apparatus of the present invention, the contact state between the other end portion of the vibrating rod and the rod vibrating means is held by the biasing forces facing each other. Thereby, there exists an effect similar to the above-mentioned metal mold | die.

さらに、本発明の鋳造装置は、上記構成に加え、「前記振動凝固鋳造法の鋳造金型は、前記キャビティに連通する複数の前記ロッド挿孔部が貫設され、前記ロッド挿孔部にそれぞれ摺動可能に嵌設された複数の前記振動ロッドの前記他端部は、前記ロッド振動手段と接続している」ものであっても構わない。   Further, the casting apparatus according to the present invention may include, in addition to the above-described configuration, “a plurality of the rod insertion holes communicating with the cavity are provided in the casting mold of the vibration solidification casting method, The other end portions of the plurality of vibrating rods slidably fitted may be connected to the rod vibrating means.

したがって、本発明の鋳造装置によれば、鋳造金型に複数のロッド挿孔部が設けられていることにより、キャビティの各部位に対して同時に若しくは独立してそれぞれ振動を与えることが可能となる。これにより、マクロ結晶粒の微細化がさらに効率的に行われることとなる。   Therefore, according to the casting apparatus of the present invention, by providing a plurality of rod insertion holes in the casting mold, it becomes possible to apply vibrations to each part of the cavity simultaneously or independently. . Thereby, refinement | miniaturization of a macrocrystal grain will be performed still more efficiently.

本発明の効果として、キャビティ内に振動中子を収容し、これを外部のロッド振動手段等によって振動させることにより、キャビティ内の特定部位に充填された溶湯に限定して振動を加えるのことができる。その結果、鋳巣欠陥の少ない微細なマクロ結晶粒を有する金属組織の鋳造製品を製造することが可能となる。   As an effect of the present invention, a vibrating core is accommodated in the cavity, and this is vibrated by an external rod vibrating means or the like, so that the vibration is limited to the molten metal filled in a specific part in the cavity. it can. As a result, it becomes possible to manufacture a cast product having a metal structure having fine macro crystal grains with few defects in the casting hole.

以下、本発明の一実施形態である金型1及び該金型1を利用した振動凝固鋳造法2の一例について、図1及び図2に基づいて説明する。ここで、図1は第一実施形態の金型1の概略構成を示す説明図であり、図2は金型1を用いた振動凝固鋳造法2の流れの一例を示すフローチャートである。   Hereinafter, an example of a mold 1 according to an embodiment of the present invention and a vibration solidification casting method 2 using the mold 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the mold 1 of the first embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing an example of the flow of the vibration solidification casting method 2 using the mold 1.

第一実施形態の金型1は、図1等に示すように、溶湯が充填され、鋳物製品の外観形状に略一致するように型彫りされたキャビティ3を内部に有し、該キャビティ3と連通する円管状のロッド挿孔部4が貫設された金型本体5と、キャビティ3の内壁面3aに対して所定のクリアランスCを保持し、キャビティ3内で振動可能に収容された振動中子6と、ロッド挿孔部4に長手方向に沿って摺動可能に嵌設され、ロッド挿孔部4の孔径に略一致するロッド径を有し、一端部7aがキャビティ3に収容された振動中子6の一部と接続し、他端部7bがロッド挿孔部4から金型本体5の外部に突出させた棒状の振動ロッド7と、振動ロッド7を長手方向に沿って直線往復運動させることにより、一端部7aと接続された振動中子6をキャビティ3内で微小振動させるロッド振動部8とを主に具備して構成されている。ここで、ロッド振動部8が本発明のロッド振動手段に相当する。ここで、キャビティ3の内壁面3aと振動中子6とのクリアランスCは、0.1mm単位で調整することが可能であり、また摺動方向に対して数mmの範囲で摺動可能に調整することができる。また、摺動方向に直交する幅方向に対しては、所定のクリアランスCが常に保持されている。   As shown in FIG. 1 and the like, the mold 1 of the first embodiment has a cavity 3 filled with a molten metal and engraved so as to substantially match the external shape of a cast product. A predetermined clearance C is maintained with respect to the mold body 5 through which the communicating tubular rod insertion hole 4 communicates and the inner wall surface 3a of the cavity 3, and the vibration is accommodated in the cavity 3 so as to vibrate. The rod 6 and the rod insertion hole 4 are slidably fitted along the longitudinal direction, have a rod diameter substantially matching the hole diameter of the rod insertion hole 4, and one end 7 a is accommodated in the cavity 3. A rod-shaped vibrating rod 7 connected to a part of the vibrating core 6 and having the other end 7b protruding from the rod insertion hole 4 to the outside of the mold body 5, and the vibrating rod 7 are linearly reciprocated along the longitudinal direction. By moving, the vibrating core 6 connected to the one end 7a is moved into the cavity 3. In a rod vibration portion 8 to minute vibrations it is composed mainly provided. Here, the rod vibrating portion 8 corresponds to the rod vibrating means of the present invention. Here, the clearance C between the inner wall surface 3a of the cavity 3 and the vibrating core 6 can be adjusted in units of 0.1 mm and can be slid within a range of several mm in the sliding direction. can do. A predetermined clearance C is always maintained in the width direction orthogonal to the sliding direction.

ロッド振動部8についてさらに詳細に説明すると、金型本体5から突出した振動ロッド7の他端部7bと当接可能な当接面9aを有する平板状の振動伝達板9と、振動伝達板9の当接裏面9bに取設されたボールバイブレータからなる振動子10と、振動伝達板9を装置基部11に対して支持する一対の振動伝達板支持部12とを具備している。ここで、振動伝達支持部12は、バネ部材によって形成され、振動伝達板9を支持し、振動子10によって発生した振動によって自由に振動することが可能である。さらに、振動伝達板9を金型本体5の方向に付勢している(図1矢印A参照)。ここで、振動伝達板支持部12が本発明の逆付勢手段に相当する。   The rod vibration portion 8 will be described in more detail. A flat plate vibration transmission plate 9 having a contact surface 9a capable of contacting the other end portion 7b of the vibration rod 7 protruding from the mold body 5, and the vibration transmission plate 9 And a pair of vibration transmission plate support portions 12 that support the vibration transmission plate 9 with respect to the apparatus base portion 11. Here, the vibration transmission support portion 12 is formed of a spring member, supports the vibration transmission plate 9, and can freely vibrate by vibration generated by the vibrator 10. Further, the vibration transmission plate 9 is biased in the direction of the mold body 5 (see arrow A in FIG. 1). Here, the vibration transmission plate support 12 corresponds to the reverse biasing means of the present invention.

一方、振動ロッド7は、金型本体5と振動伝達板9との間に介設されるものであり、金型本体5から外部に突出した部分の周囲には、振動ロッド7の他端部7bを金型本体5から離間する方向に、換言すれば、前述の振動伝達板9を金型本体5から離間する方向に押付けるように付勢する弾性素材からなるロッド付勢部13(図1矢印B参照)を具備している。ここで、ロッド付勢部13が本発明におけるロッド付勢手段に相当する。   On the other hand, the vibration rod 7 is interposed between the mold body 5 and the vibration transmission plate 9, and the other end portion of the vibration rod 7 is disposed around the portion protruding from the mold body 5 to the outside. The rod biasing portion 13 (see FIG. 7) made of an elastic material that biases the vibration transmitting plate 9 in a direction away from the mold body 5, in other words, in a direction away from the mold body 5. 1 arrow B). Here, the rod urging portion 13 corresponds to the rod urging means in the present invention.

これにより、振動伝達板支持部12による付勢方向(矢印A)と、ロッド付勢部13による付勢方向(矢印B)がそれぞれ相対することとなり、両者の付勢力が一致する点で均衡が保たれる。すなわち、互いに相手を押しつけ合うこととなり、当接状態が保持される。このとき、振動ロッド7の他端部7bと振動伝達板9の当接面9aの間には、何らネジ等の固定手段が介在していない。そのため、当接状態を解除することも容易である。すなわち、いずれか一方の付勢力を発生する部材を排除することにより、係る付勢力の均衡が消滅する。   As a result, the urging direction (arrow A) by the vibration transmission plate support 12 and the urging direction (arrow B) by the rod urging unit 13 are opposed to each other, and the balance is achieved in that the urging forces of the two coincide. Kept. That is, the opponents are pressed against each other, and the contact state is maintained. At this time, no fixing means such as a screw is interposed between the other end 7 b of the vibration rod 7 and the contact surface 9 a of the vibration transmission plate 9. Therefore, it is easy to cancel the contact state. In other words, by eliminating the member that generates one of the urging forces, the balance of the urging forces disappears.

以下、金型1を用いた振動凝固鋳造法2の具体例について、主に図2のフローチャートに基づいて説明する。本発明の振動凝固鋳造法2は、傾斜鋳造法、縦型鋳造法、及び横型鋳造法等の周知の鋳造法のいずれについても適用することが可能である。   Hereinafter, a specific example of the vibration solidification casting method 2 using the mold 1 will be described mainly based on the flowchart of FIG. The vibration solidification casting method 2 of the present invention can be applied to any known casting method such as an inclined casting method, a vertical casting method, and a horizontal casting method.

まず、金型本体5と接続したランナ(図示しない)から高温で溶解した液状の溶湯(図示しない)をキャビティ3の中に流し込み、溶湯の充填を行う(溶湯充填工程S1)。規定量の溶湯がキャビティ3に投入され、充填が完了すると、高温で溶解した溶湯は周囲の温度差によって、徐々に熱を放出し、流動性を失うこととなる。これにより、液体から固体への凝固が進行する(溶湯凝固工程S2)。ここで、本発明の振動凝固鋳造法2は、ロッド振動部8を作動させ、金型本体5の中に収容された振動中子6を振動させる(中子振動工程S3)。なお、振動中子6の振動は、上述したように、液状の溶湯をキャビティ3に流し込み、溶湯の充填が完了した直後に行うものであっても、或いは、上記溶湯充填工程S1よりも前に予め振動中子6を振動させた状態で、溶湯の充填を行うもののいずれであっても構わない。   First, a molten molten metal (not shown) melted at a high temperature is poured into the cavity 3 from a runner (not shown) connected to the mold body 5 to fill the molten metal (melt filling step S1). When a prescribed amount of molten metal is charged into the cavity 3 and filling is completed, the molten metal melted at a high temperature gradually releases heat and loses fluidity due to a difference in ambient temperature. Thereby, the solidification from the liquid to the solid proceeds (molten solidification step S2). Here, in the vibration solidification casting method 2 of the present invention, the rod vibrating portion 8 is operated to vibrate the vibrating core 6 accommodated in the mold body 5 (core vibrating step S3). As described above, the vibration of the vibrating core 6 may be performed immediately after the molten metal is poured into the cavity 3 and the filling of the molten metal is completed, or before the molten metal filling step S1. Any one of filling the molten metal with the vibrating core 6 vibrated in advance may be used.

さらに、中子振動工程S3について詳細に説明すると、高周波電気振動モーターからなる振動子10によって所定の振動数の振動を発生させる。このとき、振動子10は、振動伝達板9の当接裏面9bに取設されているため、振動子10によって発生させた振動は、直接振動伝達板9に伝達されることとなる。このとき、振動伝達板9は、バネ部材によって形成された一対の振動伝達支持部12によって支持されているため、振動子10による振動伝達板9の振動が吸収若しくは規制されることなく、振動伝達支持部12に支持された状態で振動を継続することができる。   Further, the core vibration step S3 will be described in detail. A vibration having a predetermined frequency is generated by the vibrator 10 including a high-frequency electric vibration motor. At this time, since the vibrator 10 is installed on the contact back surface 9 b of the vibration transmission plate 9, the vibration generated by the vibrator 10 is directly transmitted to the vibration transmission plate 9. At this time, since the vibration transmission plate 9 is supported by a pair of vibration transmission support portions 12 formed by spring members, vibration transmission of the vibration transmission plate 9 by the vibrator 10 is not absorbed or restricted. The vibration can be continued while being supported by the support portion 12.

このとき、振動伝達板9の当接面9aには、振動ロッド7の他端部7bが当接し、かつロッド付勢部13によって当該当接面9aに押付けられるように付勢されている。そのため、振動伝達板9の振動は、振動ロッド7に伝達することとなる。これにより、振動ロッド7は長手方向に沿って直線往復運動をすることとなり、ロッド挿孔部4に摺動可能に嵌設されているため、一端部7aに接続した振動中子6がキャビティ3内で振動することとなる。これにより、液状の溶湯に対して振動を伝えることが可能となる。特に、互いの付勢力が相対しているため、振動伝達板9の振動によって、振動ロッド7を摺動方向(図1における紙面上下方向)に所定の振幅で繰返し移動させることができる。これにより、振動中子6によって溶湯に振動を与えることができ、液体から固体へと凝固する過程において、溶湯は振動を受けることができる。   At this time, the other end portion 7 b of the vibration rod 7 is in contact with the contact surface 9 a of the vibration transmission plate 9 and is urged by the rod urging portion 13 so as to be pressed against the contact surface 9 a. Therefore, the vibration of the vibration transmission plate 9 is transmitted to the vibration rod 7. As a result, the vibrating rod 7 reciprocates linearly along the longitudinal direction, and is slidably fitted into the rod insertion hole 4, so that the vibrating core 6 connected to the one end 7 a is connected to the cavity 3. It will vibrate within. Thereby, it becomes possible to transmit vibration to the liquid molten metal. In particular, since the urging forces are opposed to each other, the vibration rod 7 can be repeatedly moved with a predetermined amplitude in the sliding direction (the vertical direction in the drawing in FIG. 1) by the vibration of the vibration transmission plate 9. Thereby, the molten metal can be vibrated by the vibrating core 6, and the molten metal can be vibrated in the process of solidifying from liquid to solid.

その結果、金属組織のマクロ結晶粒が微細化した状態で溶湯を凝固させることが可能となる。さらに、振動中子6の配置によって、振動を与える部位と振動を与えない部位を区別することができ、従来のように金型全体に振動を与えるものと比して、より精細なマクロ結晶粒の微細化の制御を行うことが可能となる。   As a result, the molten metal can be solidified in a state where the macro crystal grains of the metal structure are refined. Furthermore, the arrangement of the vibration core 6 makes it possible to distinguish between a portion that gives vibration and a portion that does not give vibration. Compared with the conventional case that gives vibration to the entire mold, the finer crystal grains This makes it possible to control the miniaturization.

その後、振動を開始してから予め設定した時間を経過すると(例えば、振動開始から5秒等)、ロッド振動部8による振動を停止する処理を行う(振動停止工程S4)。ここで、溶湯の充填が完了し、ある程度の時間が経過すると、液状の溶湯がほぼ固体となるため、振動による効果はほどんど生じないこととなる。そのため、振動開始から所定時間を計測し、振動による影響を受けない程度に固化したときに振動を停止している。   Thereafter, when a preset time has elapsed since the start of vibration (for example, 5 seconds from the start of vibration), a process of stopping vibration by the rod vibration unit 8 is performed (vibration stop step S4). Here, when filling of the molten metal is completed and a certain amount of time has passed, the liquid molten metal becomes almost solid, so that the effect of vibration hardly occurs. Therefore, a predetermined time is measured from the start of vibration, and the vibration is stopped when solidified to such an extent that it is not affected by vibration.

その後、溶湯の凝固が完全になされたことを確認した後(凝固完了工程S5)、二つに分割可能な金型本体5を型開きする(型開工程S6)。そして、鋳造後の鋳物製品を金型本体5から型抜きして取り出す(型抜工程S7)。これにより、凝固時に振動を与え、微細化した金属組織を有する鋳物製品の鋳造が完了する。   Thereafter, after confirming that the molten metal has been completely solidified (solidification completion step S5), the mold body 5 that can be divided into two is opened (die opening step S6). Then, the cast product after casting is removed from the mold body 5 (die removal step S7). As a result, the casting of the casting product having a refined metal structure is completed during the solidification.

次に、本発明の第二実施形態の鋳造装置20について、図3に基づいて説明する。ここで、図3は第二実施形態の鋳造装置20の概略構成を示す説明図である。なお、本実施形態の鋳造装置20は、上述の第一実施形態で示した金型1と略同一の作用効果を奏するものであり、振動中子21を振動させる振動発生伝達機構部22(ロッド振動手段に相当)を金型23と別体に設けたことを特徴とするものである。   Next, the casting apparatus 20 of 2nd embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. Here, FIG. 3 is explanatory drawing which shows schematic structure of the casting apparatus 20 of 2nd embodiment. The casting apparatus 20 of the present embodiment has substantially the same function and effect as the mold 1 shown in the first embodiment, and the vibration generation transmission mechanism 22 (rod) that vibrates the vibration core 21. (Corresponding to vibration means) is provided separately from the mold 23.

第二実施形態の鋳造装置20は、図3に示すように、溶湯(図示しない)が充填され、鋳物製品の外観形状に略一致するように型彫りされたキャビティ24を内部に有し、該キャビティ24と連通する円管状のロッド挿孔部25が貫設された金型23と、キャビティ24の内壁面24aに対して所定のクリアランスCを保持し、キャビティ24内で振動可能に収容された振動中子21と、ロッド挿孔部25に長手方向に沿って摺動可能に嵌設され、ロッド挿孔部25の孔径に略一致するロッド径を有し、一端部26aがキャビティ24に収容された振動中子21の一部と接続し、他端部26bがロッド挿孔部25から金型23の外部に突出させた棒状の振動ロッド26と、振動ロッド26を長手方向に沿って直線往復運動させることにより、一端部26aと接続された振動中子21をキャビティ24内で微小振動させるための振動発生伝達機構部22とを具備して主に構成されている。ここで、振動発生伝達機構部22が本発明のロッド振動手段に相当する。   As shown in FIG. 3, the casting apparatus 20 of the second embodiment has a cavity 24 filled with a molten metal (not shown) and carved so as to substantially match the external shape of the cast product. A predetermined clearance C is maintained with respect to the mold 23 in which a circular rod insertion hole 25 communicating with the cavity 24 is provided, and the inner wall surface 24a of the cavity 24, and the cavity 24 is accommodated so as to be able to vibrate. The vibrating core 21 and the rod insertion hole 25 are fitted so as to be slidable along the longitudinal direction, have a rod diameter substantially equal to the hole diameter of the rod insertion hole 25, and one end 26 a is accommodated in the cavity 24. The rod-shaped vibrating rod 26 is connected to a part of the vibrating core 21 and the other end 26b protrudes from the rod insertion hole 25 to the outside of the mold 23, and the vibrating rod 26 is straight along the longitudinal direction. By reciprocating, The end 26a and connected to the vibrating core 21 comprises a vibration generating transmission mechanism 22 for finely oscillating in the cavity inside 24 is mainly composed. Here, the vibration generation transmission mechanism 22 corresponds to the rod vibration means of the present invention.

振動発生伝達機構部22についてさらに詳細に説明すると、金型23から突出した振動ロッド26の他端部26bと当接可能な当接面27aを有する平板状の振動伝達板27と、振動中子21を振動伝達板27及び振動ロッド26を介して振動させるための振動子28、振動伝達板27及び振動子28の間を接続し、振動子28による振動伝達板27まで伝達する一対の振動伝達ロッド棒29a,29bと、振動子28を支持する弾性素材で形成されたロッド逆付勢部30とを主に具備している。ここで、ロッド逆付勢部30はプラテン31に支持されている。ここで、ロッド逆付勢部30が本発明における逆付勢手段に相当する。   The vibration generation transmission mechanism 22 will be described in more detail. A flat vibration transmission plate 27 having a contact surface 27a that can contact the other end 26b of the vibration rod 26 protruding from the mold 23, and a vibration core. A pair of vibration transmissions for transmitting the vibration 21 to the vibration transmission plate 27 by connecting the vibrator 28 for vibrating 21 through the vibration transmission plate 27 and the vibration rod 26, the vibration transmission plate 27 and the vibrator 28. It mainly includes rod rods 29a and 29b and a rod reverse biasing portion 30 formed of an elastic material that supports the vibrator 28. Here, the rod reverse biasing portion 30 is supported by the platen 31. Here, the rod reverse biasing portion 30 corresponds to the reverse biasing means in the present invention.

さらに、第二実施形態の鋳造装置20は、金型23から他端部26bを突出させた振動ロッド26を、金型23から当該他端部26bを離間する方向(図3破線矢印参照)に付勢するバネ部材で形成されたロッド付勢部32(本発明のロッド付勢手段に相当)を具備している。一方、振動発生伝達機構部22のロッド逆付勢部30は、ロッド付勢部32の付勢方向に相対し、振動ロッド26の他端部26bを金型23に向かって近接させる方向(図3実線矢印参照)に付勢する機能を有している。これにより、相対する互いの付勢力によって、他端部26bと振動伝達板27との当接状態が保持される。   Furthermore, in the casting apparatus 20 of the second embodiment, the vibration rod 26 having the other end 26b protruding from the mold 23 is moved in the direction in which the other end 26b is separated from the mold 23 (see the broken line arrow in FIG. 3). A rod urging portion 32 (corresponding to the rod urging means of the present invention) formed of a spring member for urging is provided. On the other hand, the rod reverse biasing portion 30 of the vibration generation transmission mechanism portion 22 is opposed to the biasing direction of the rod biasing portion 32, and the direction in which the other end portion 26b of the vibration rod 26 approaches the mold 23 (see FIG. 3 (see solid line arrow). Thereby, the contact state of the other end portion 26b and the vibration transmission plate 27 is maintained by the opposing urging forces.

上記構成により、キャビティ24に充填された溶湯が凝固する過程において、振動子28によって発生した振動が、振動ロッド26を介してキャビティ24内の振動中子に伝達され、溶湯に対して振動を与えることができる。これにより、鋳物製品の金属組織におけるマクロ結晶粒の微細化を図ることができる。ここで、第二実施形態の鋳造装置20を利用した鋳物製品の鋳造は、第一実施形態の金型1を使用した場合と略同一であるため、ここでは説明を省略する。   With the above configuration, the vibration generated by the vibrator 28 is transmitted to the vibrating core in the cavity 24 through the vibrating rod 26 in the process of solidifying the molten metal filled in the cavity 24, thereby giving vibration to the molten metal. be able to. Thereby, refinement | miniaturization of the macro crystal grain in the metal structure of a cast product can be achieved. Here, casting of a cast product using the casting apparatus 20 of the second embodiment is substantially the same as the case where the mold 1 of the first embodiment is used, and thus description thereof is omitted here.

次に、本発明の第二実施形態の鋳造装置20を用いて鋳造したテストピースを利用し、本発明の振動による鋳物製品への効果について図4乃至図8を利用して説明する。ここで、鋳造したテストピースの形状は、図4に示すように、<1>テストピース先端部、<2>中央部が同径の略円柱状を呈して形成され、<3>押し湯部位が若干、<1>,<2>よりも拡径して構成されている。ここで、図4に示す形状のテストピースにおいて、<3>の部分に対しては振動を与えていない。   Next, the test piece cast using the casting apparatus 20 according to the second embodiment of the present invention is used, and the effect of the vibration of the present invention on the cast product will be described with reference to FIGS. Here, as shown in FIG. 4, the shape of the cast test piece is <1> the tip of the test piece, and <2> the central part is formed in a substantially cylindrical shape with the same diameter. Is slightly larger than <1> and <2>. Here, in the test piece having the shape shown in FIG. 4, vibration is not applied to the portion <3>.

はじめに、鋳造されたそれぞれのテストピースT1,T2の内部断面構造を示す。振動を与えない場合、図5(a)に示すように、生成されたマクロ結晶粒は比較的大きなものであり、特に、押し湯部に近づくにつれて、その組織は大きくなっていることが確認される。一方、振動を与えた場合、図5(b)に示すように、テストピースの内部断面構造は、振動を与えないものに比べ、マクロ結晶粒が細かく、微細化した金属組織であることが確認される。そのため、振動による金属組織の微細化に効果があることが示される。   First, an internal cross-sectional structure of each cast test piece T1, T2 is shown. When no vibration is applied, as shown in FIG. 5 (a), the generated macro crystal grains are relatively large, and it is confirmed that the structure becomes larger particularly as the feeder part is approached. The On the other hand, when the vibration is applied, as shown in FIG. 5B, the internal cross-sectional structure of the test piece is confirmed to have a finer and finer metal structure than that of the test piece that does not give vibration. Is done. Therefore, it is shown that there is an effect on the refinement of the metal structure by vibration.

次に、振動を与えた場合の金型に伝達される振動を加速度センサによって測定した結果を図6に示す。なお、前述したように<3>の部位には振動を与えていない。これにより、振動中子によって振動を与えた<1>,<2>の部位は、一定振幅の振動が確認されるとともに、振動を全く与えていない<3>の部位は、波形にほとんど変化が見られない。これにより、振動中子によって特定の部位のみを振動させることが可能となり、凝固の進行を制御することができる。   Next, FIG. 6 shows the result of measuring the vibration transmitted to the mold when the vibration is applied by the acceleration sensor. As described above, vibration is not applied to the portion <3>. As a result, vibrations of <1> and <2> that are given vibration by the vibrating core are confirmed to have a constant amplitude, and those of <3> that are not given vibration at all have almost no change in waveform. can not see. Thereby, it becomes possible to vibrate only a specific site | part with a vibrating core, and can control the progress of coagulation.

さらに、振動の印加及び振動条件の違いによるテストピースの上記の各部位<1>,<2>の比重を測定し、比較した結果を図7に示す。なお、比重の測定前には、予め当該テストピースを構成する元素及びその組成を、発光分析装置(島津製作所製)を利用して分光分析し、当該分析結果に基づいて、テストピースの混合物と考えた場合の計算比重(以下、「計算比重」と称す)の値を算出している。本例の場合、係る計算比重の値は、“2.6740”であった。   Furthermore, the specific gravity of each of the above-mentioned portions <1> and <2> of the test piece due to the difference in vibration application and vibration conditions was measured, and the comparison result is shown in FIG. Before measuring the specific gravity, the elements constituting the test piece and the composition thereof are analyzed in advance using a light emission analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation), and based on the analysis result, the test piece mixture and The calculated specific gravity (hereinafter referred to as “calculated specific gravity”) is calculated. In the case of this example, the value of the calculated specific gravity was “2.6740”.

また、テストピース比重の測定には、電子天秤及び当該電子天秤の比重測定キットを用い、空気中の試料の重さ、及び液体中(水中)の試料の重さをそれぞれ測定し、下記の数1により、JIS Z8807規格のアルキメデス法に基づいて、試料の密度(=比重)を算出している。ここで、ρ:試料の密度、A:空気中の重さ、B:液体中の重さ、ρ0:液体の密度を表している。また、比重を測定するための条件として、水温を25℃に保ち、その際の水の比重(=液体の密度:ρ0)を0.997071として設定している。   The test piece specific gravity is measured using an electronic balance and a specific gravity measurement kit for the electronic balance, and the weight of the sample in the air and the weight of the sample in the liquid (in water) are measured. 1, the density (= specific gravity) of the sample is calculated based on the Archimedes method of JIS Z8807 standard. Here, ρ: the density of the sample, A: the weight in the air, B: the weight in the liquid, and ρ0: the density of the liquid. Further, as a condition for measuring the specific gravity, the water temperature is kept at 25 ° C., and the specific gravity of water (= liquid density: ρ0) at that time is set as 0.997071.

また、振動なし(インバータ出力周波数=0Hz)、インバータ出力周波数=140Hz、インバータ出力周波数=208Hzの三種類の振動条件で、金型温度tを360℃及び390℃の二つの温度条件にそれぞれ設定することにより、合計6つのテストピースを鋳造した。そして、鋳造された各テストピースの上記<1>,<2>について比重を測定した。   In addition, the mold temperature t is set to two temperature conditions of 360 ° C. and 390 ° C. under three types of vibration conditions of no vibration (inverter output frequency = 0 Hz), inverter output frequency = 140 Hz, and inverter output frequency = 208 Hz. In total, six test pieces were cast. And specific gravity was measured about said <1> and <2> of each cast test piece.

図7に示すように、振動を与えていない場合(インバーター出力周波数=0Hz)、計算比重からのバラツキが大きくなることが確認された。特に、押し湯側に相当する<2>の部位の値は、計算比重から離間している。これに対し、本発明のように、振動を与えた場合(インバーター出力周波数=140Hz、208Hz)、いずれの部位においても、計算比重(2.6740)に近似する値を示し、<2>の部位であっても計算比重から大きく離れていることがなかった。したがって、各部位における比重が計算比重に近づくことにより、鋳巣欠陥が少なくなった。本願発明は十分な効果があることが示された。   As shown in FIG. 7, it was confirmed that the variation from the calculated specific gravity increases when no vibration is applied (inverter output frequency = 0 Hz). In particular, the value of the part <2> corresponding to the hot water side is far from the calculated specific gravity. On the other hand, when vibration is applied as in the present invention (inverter output frequency = 140 Hz, 208 Hz), a value approximate to the calculated specific gravity (2.6740) is shown in any part, and the part <2> Even so, it was not far from the calculated specific gravity. Accordingly, the defects in the cast holes were reduced by the specific gravity at each part approaching the calculated specific gravity. It was shown that the present invention has a sufficient effect.

さらに、図8に示すように、振動の印加によって、金型表面の転写性が良好となることが示される。ここで、図8は、金型表面の表面粗さRz、振動有りの条件で鋳造した鋳物製品の表面粗さRz、及び振動無しの条件で鋳造した鋳物製品の表面粗さRzの値(μm)を、左からそれぞれ示したものである。なお、それぞれの条件による測定数は4点としている。これによると、金型表面自体及び振動有りの条件の表面粗さRzは、比較的近似した値を示している。すなわち、金型によって鋳造される鋳物製品の製品表面は、金型とほぼ同じ表面粗さRzを有し、鋳造時における転写性(再現性)が良好なことが確認された。一方、振動無しの条件の場合、金型表面自体の表面粗さRzとは大きく離間した値を示した。すなわち、鋳造時における転写性が良好ではなく、鋳物製品の製品表面は金型表面と大きく異なっていることとなる。係る結果から、従来の振動なしの条件における鋳造(例えば、重力鋳造)では、金型表面と充填された溶湯との間に“エアーギャップ”が生じ、係る空気の層によって金型表面との間の密着性が損なわれる。金型表面の僅かな凹凸までを正確に鋳物製品の表面に表現する(転写する)ことができず、その結果として、表面粗さRzの値が大きく異なるものとなったと推定することができる。これに対し、本願発明のように、振動を与えることにより、上記エアーギャップが小さなものとなり、金型表面と溶湯との密着性が向上し、微細な凹凸までも鋳物製品の表面に正確に転写すること可能となる。すなわち、本願発明によって、鋳物製品の転写性を向上させることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 8, it is shown that transferability of the mold surface is improved by application of vibration. Here, FIG. 8 shows values of the surface roughness Rz of the mold surface, the surface roughness Rz of the casting product cast under the condition with vibration, and the surface roughness Rz of the casting product cast under the condition without vibration (μm ) Are shown from the left. The number of measurements under each condition is 4 points. According to this, the surface roughness Rz of the mold surface itself and the condition with vibration shows relatively approximate values. That is, it was confirmed that the product surface of the cast product cast by the mold has almost the same surface roughness Rz as the mold, and the transferability (reproducibility) at the time of casting is good. On the other hand, in the condition of no vibration, the surface roughness Rz of the mold surface itself showed a value far apart. That is, the transferability at the time of casting is not good, and the product surface of the cast product is greatly different from the mold surface. From these results, in conventional casting without vibration (for example, gravity casting), an “air gap” occurs between the mold surface and the molten metal, and the air layer causes a gap between the mold surface and the mold surface. The adhesion of is impaired. Even the slight unevenness of the mold surface cannot be accurately expressed (transferred) on the surface of the casting product, and as a result, it can be estimated that the value of the surface roughness Rz is greatly different. On the other hand, by applying vibration as in the present invention, the air gap becomes small, the adhesion between the mold surface and the molten metal is improved, and even fine irregularities are accurately transferred to the surface of the casting product. It becomes possible to do. That is, according to the present invention, the transferability of the cast product can be improved.

ここで、振動を与えることは、上述したように、エアーギャップを小さく(薄く)することができる。エアーギャップは、空気の層であり、係る層が溶湯と金型との間に厚く存在することは、熱伝達率の小さい空気の層による遮熱効果によって、高温の溶湯の熱を速やかに金型に伝達することが困難となる。そのため、振動により、エアーギャップの層を小さくすることにより、溶湯の熱を金型に伝達することが速やかに行われ、溶湯の冷却及び鋳物製品の凝固速度が早くなることが予想され、これにより、機械的性質の向上及び金属組織の微細化に優れた作用効果を奏すると推定される。ここで、金型温度変化及び鋳物製品の凝固速度の振動条件に基づく違いを確認するために、図9に、振動の印加による(a)金型温度、及び(b)鋳物製品の温度変化を測定したグラフ(金型温度曲線、冷却温度曲線)をそれぞれ示す。   Here, applying the vibration can make the air gap small (thin) as described above. The air gap is a layer of air, and the presence of such a layer thickly between the molten metal and the mold means that the heat of the high-temperature molten metal is quickly transferred to the metal due to the heat shielding effect of the air layer having a small heat transfer coefficient. It becomes difficult to transmit to the mold. Therefore, by reducing the air gap layer by vibration, the heat of the molten metal can be quickly transmitted to the mold, and the cooling of the molten metal and the solidification rate of the cast product are expected to be accelerated. It is presumed that there are excellent effects in improving the mechanical properties and refining the metal structure. Here, in order to confirm the difference based on the vibration conditions of the mold temperature change and the solidification rate of the casting product, FIG. 9 shows (a) the mold temperature and (b) the temperature change of the casting product due to the application of vibration. The measured graphs (mold temperature curve and cooling temperature curve) are shown respectively.

ここで、金型温度は、金型表面から6.7mm下の金型内部の位置に熱電対を設置し、オシロスコープによってキャビティに高温の溶湯が投入されてからの金型内部の温度(金型温度)を測定した結果を示したものである。このとき、金型は、約420℃に加熱して保持され、一方、キャビティに投入される溶湯は約720℃に加熱されている。振動有りの条件(図9(a)のグラフ参照)では、溶湯の投入(充填)の開始から数秒後には、約420℃に保持されていた金型温度が、投入された溶湯の熱によって徐々に上昇し、投入開始から約40s後に、ピーク値となる約454℃の金型温度を示した。一方、振動無しの条件(図9(a)のグラフ参照)では、同様に、投入開始から約40s後に、ピーク値を示すものの、その値は約445℃であり、振動有りの条件よりも低い値を示した。すなわち、振動を与えることによって、上述の金型表面と溶湯との間に生じるエアーギャップが小さくなり、該エアーギャップによる遮熱効果の影響をそれほど受けることがないため、溶湯から金型への熱の伝達が良好となる。そのため、上記グラフの結果のように、振動有りの条件の方が、ピーク値が高くなることが示された。   Here, the mold temperature is the temperature inside the mold after a thermocouple is installed at a position inside the mold 6.7 mm below the mold surface, and a high temperature molten metal is introduced into the cavity by an oscilloscope (die mold). The result of measuring (temperature) is shown. At this time, the mold is heated and held at about 420 ° C., while the molten metal charged into the cavity is heated to about 720 ° C. Under the condition with vibration (see the graph in FIG. 9A), after a few seconds from the start of filling (filling) the molten metal, the mold temperature maintained at about 420 ° C. is gradually increased by the heat of the molten metal. After about 40 s from the start of charging, a mold temperature of about 454 ° C., which becomes a peak value, was exhibited. On the other hand, in the condition without vibration (see the graph in FIG. 9A), the peak value is shown about 40 s after the start of charging, but the value is about 445 ° C., which is lower than the condition with vibration. The value is shown. In other words, by applying vibration, the air gap generated between the mold surface and the molten metal is reduced and is not significantly affected by the heat shielding effect of the air gap. Will be better transmitted. For this reason, as shown in the graph results, it was shown that the peak value was higher under the condition with vibration.

これに対し、鋳造時における鋳物製品の内部の温度変化を、図9(b)に示す。この場合、溶湯の充填されるキャビティ中に熱電対をセットし、溶湯の投入開始からの温度変化を測定したものである。ここで、金型は溶湯の投入前は予め360℃に加熱され、キャビティに投入される溶湯は720℃に加熱されている。これによると、図9(b)に示すように、溶湯を投入開始し、熱電対に溶湯が接触すると急激に温度の上昇が確認され、一気に約630℃まで昇温することが確認される。その後、僅かに温度下降が見られ、約5s〜6s後に溶湯の凝固が開始する。そして、徐々に溶湯の熱が金型に伝達され、溶湯が凝固終了温度に到達することにより、凝固が完了する。このとき、振動有りの条件の方が、振動無しの条件に比べ、凝固開始が早くなることが示された。さらに、振動有りの条件では、投入開始から約18sの時間で凝固が完了することが冷却曲線から確認されるのに対し、振動無しの条件では、投入開始から約31sの時間で凝固の完了が確認されている。さらに、40sを経過した際の鋳物製品の温度は、振動有りの条件が約475℃であるのに対し、振動無しの条件が約530℃と、55℃以上の温度差が確認された。すなわち、振動有りの条件の方が、溶湯の熱が速やかに金型に伝達し、溶湯の冷却が短時間で行われることが上記グラフから明らかになった。すなわち、振動を与えることによって、エアーギャップによる遮熱効果の影響が小さくなることが示された。   On the other hand, the temperature change inside the casting product during casting is shown in FIG. In this case, a thermocouple was set in the cavity filled with the molten metal, and the temperature change from the start of the molten metal was measured. Here, the mold is heated in advance to 360 ° C. before the molten metal is charged, and the molten metal charged in the cavity is heated to 720 ° C. According to this, as shown in FIG. 9B, when the molten metal is started to be introduced and the molten metal comes into contact with the thermocouple, a rapid increase in temperature is confirmed, and it is confirmed that the temperature rises to about 630 ° C. at a stretch. Thereafter, a slight temperature drop is observed, and the solidification of the molten metal starts after about 5 s to 6 s. Then, the heat of the molten metal is gradually transmitted to the mold, and the molten metal reaches the solidification end temperature to complete the solidification. At this time, it was shown that the solidification start earlier in the condition with vibration compared to the condition without vibration. Furthermore, in the condition with vibration, it is confirmed from the cooling curve that solidification is completed in about 18 s from the start of charging, whereas in the condition without vibration, solidification is completed in about 31 s from the start of charging. It has been confirmed. Further, the temperature of the cast product after 40 seconds passed was about 475 ° C. under the condition with vibration, and about 530 ° C. under the condition without vibration, and a temperature difference of 55 ° C. or more was confirmed. That is, from the above graph, it has been clarified that under the condition with vibration, the heat of the molten metal is quickly transferred to the mold, and the molten metal is cooled in a shorter time. That is, it was shown that the influence of the heat shielding effect by the air gap is reduced by applying vibration.

さらに、振動ロッドの他端部と振動伝達板とが互いの付勢力によってのみ保持されている。そのため、金型本体(若しくは金型)を交換する場合、或いは振動伝達板を交換等をする場合であっても、係る作業を容易に行うことが可能となる。また、複数の振動ロッドを設けた場合であっても、それぞれ振動伝達板と他端部同士を連結する必要がなく、当接状態の保持及び解除が容易に行える。   Further, the other end portion of the vibration rod and the vibration transmission plate are held only by the urging force of each other. Therefore, even when the mold body (or mold) is replaced, or when the vibration transmission plate is replaced, it is possible to easily perform such work. Further, even when a plurality of vibration rods are provided, it is not necessary to connect the vibration transmitting plate and the other end, and the contact state can be easily held and released.

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。   The present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described below. Improvements and design changes are possible.

すなわち、本実施形態の金型1または鋳造装置20において、ロッド付勢手段及び逆付勢手段として、バネ部材を用いるものを示したが、これに限定されるものではなく、ゴム製樹脂等の弾性変形可能な素材であって、振動ロッド及び振動伝達板をそれぞれ所望の付勢方向に付勢可能なものであれば構わない。   That is, in the mold 1 or the casting apparatus 20 of this embodiment, the rod urging means and the reverse urging means are shown using a spring member, but the present invention is not limited to this, and a rubber resin or the like is used. Any material that can be elastically deformed and that can bias the vibration rod and the vibration transmission plate in a desired biasing direction may be used.

さらに、キャビティに一つの振動中子を収容するものを示したがこれに限定されるものではなく、複数の振動中子を有し、それぞれに接続した振動ロッドを独立して振動させるものであっても構わない。この場合、各振動ロッドに対応して、それぞれロッド振動部(若しくは、振動発生伝達機構部)を設けても、或いは一つだけ設けるものであっても構わない。これにより、各部位に応じた適切な振動を与えることができ、凝固の進行をより精細に制御することができる。   Furthermore, although a case where a single vibrating core is accommodated in the cavity is shown, the present invention is not limited to this, and a plurality of vibrating cores are provided, and a vibrating rod connected to each of them is vibrated independently. It doesn't matter. In this case, a rod vibration part (or vibration generation transmission mechanism part) may be provided corresponding to each vibration rod, or only one may be provided. Thereby, an appropriate vibration according to each part can be given, and progress of coagulation can be controlled more finely.

第一実施形態の金型の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the metal mold | die of 1st embodiment. 金型を用いた振動凝固鋳造法の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the vibration solidification casting method using a metal mold | die. 第二実施形態の鋳造装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the casting apparatus of 2nd embodiment. テストピースの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a test piece. (a)振動を与えていないテストピースの内部断面組織を示す断面写真であり、(b)振動を与えたテストピースの内部断面組織を示す断面写真である。(A) It is a cross-sectional photograph which shows the internal cross-sectional structure | tissue of the test piece which has not given vibration, (b) It is a cross-sectional photograph which shows the internal cross-sectional structure | tissue of the test piece which gave the vibration. 金型に伝達される振動を加速度センサによって計測した波形グラフである。It is the waveform graph which measured the vibration transmitted to a metal mold | die with the acceleration sensor. 振動の印加によるテストピースの各部位の比重を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the specific gravity of each site | part of the test piece by application of a vibration. 振動の印加による表面粗さの違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference in the surface roughness by the application of a vibration. 振動の印加による(a)金型温度、(b)鋳物製品の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of (a) metal mold | die temperature and (b) casting product by application of a vibration.

符号の説明Explanation of symbols

1,23 金型(振動凝固鋳造法の鋳造金型)
2 振動凝固鋳造法
3,24 キャビティ
3a,24a 内壁面
4,25 ロッド挿孔部
5 金型本体
6,21 振動中子
7,26 振動ロッド
7a,26a 一端部
7b,26b 他端部
8 ロッド振動部(ロッド付勢手段)
9,27 振動伝達板
9a 当接面
9b 当接裏面
10,28 振動子
11 装置基部
12 振動伝達支持部(逆付勢手段)
13 ロッド付勢部
20 鋳造装置(振動凝固鋳造装置)
22 振動発生伝達機構部(
30 ロッド逆付勢部(逆付勢手段)
32 ロッド付勢部
S1 溶湯充填工程
S2 溶湯凝固工程
S3 中子振動工程
S4 振動停止工程
S5 凝固完了工程
C クリアランス
1,23 Mold (Casting mold of vibration solidification casting method)
2 Vibrating solidification casting method 3,24 Cavity 3a, 24a Inner wall surface 4,25 Rod insertion part 5 Mold body 6,21 Vibrating core 7,26 Vibrating rod 7a, 26a One end 7b, 26b The other end 8 Rod vibration Part (rod biasing means)
9, 27 Vibration transmission plate 9a Contact surface 9b Contact back surface 10, 28 Vibrator 11 Device base 12 Vibration transmission support (reverse biasing means)
13 Rod urging unit 20 Casting device (vibrating solidification casting device)
22 Vibration transmission mechanism (
30 Rod reverse biasing part (reverse biasing means)
32 Rod urging section S1 Melt filling process S2 Melt solidification process S3 Core vibration process S4 Vibration stop process
S5 Solidification completion process C Clearance

Claims (6)

高温で溶解した溶湯をランナを通じて振動凝固鋳造法の鋳造金型のキャビティに流し込み、充填する溶湯充填工程と、
充填された前記溶湯を前記キャビティ内で冷却し、凝固させる溶湯凝固工程と、
溶湯凝固工程によって前記溶湯の凝固が進行する同一のタイミングで、前記キャビティに所定のクリアランスを保持して収容された振動中子を振動させる中子振動工程と
を具備することを特徴とする振動凝固鋳造法。
A molten metal filling process in which molten metal melted at a high temperature is poured into a cavity of a casting mold of a vibration solidification casting method through a runner, and filled,
A molten metal solidification step for cooling and solidifying the filled molten metal in the cavity;
And a core vibration step of vibrating a vibration core accommodated in the cavity while maintaining a predetermined clearance at the same timing at which the molten metal solidifies in the molten metal solidification step. Casting method.
請求項1に記載の振動凝固鋳造法に使用される鋳造金型であって、
内部に溶湯の充填されるキャビティが形成され、前記キャビティと連通するロッド挿孔部が貫設された金型本体と、
前記キャビティの内壁面に対して所定のクリアランスを保持し、前記キャビティ内で振動可能に収容された振動中子と、
前記ロッド挿孔部に摺動可能に嵌設され、一端部が前記キャビティ内の前記振動中子と接続し、他端部を前記金型本体から突出させた棒状の振動ロッドと、
前記振動ロッドを長手方向に沿って直線往復運動させることにより、前記一端部と接続された前記振動中子を前記キャビティ内で振動させるロッド振動手段と
を具備することを特徴とする振動凝固鋳造法の鋳造金型。
A casting mold used in the vibration solidification casting method according to claim 1,
A mold body in which a cavity filled with a molten metal is formed and a rod insertion hole communicating with the cavity is provided,
Holding a predetermined clearance with respect to the inner wall surface of the cavity, and a vibrating core accommodated in the cavity so as to vibrate;
A rod-shaped vibrating rod that is slidably fitted in the rod insertion hole, has one end connected to the vibrating core in the cavity, and the other end protruded from the mold body,
A vibrating solidification casting method comprising: rod vibrating means for vibrating the vibrating core connected to the one end in the cavity by linearly reciprocating the vibrating rod along the longitudinal direction. Casting mold.
前記振動ロッドを前記金型本体から前記他端部が離間する方向に付勢するロッド付勢手段をさらに具備し、
前記ロッド振動手段は、
前記ロッド付勢手段による前記振動ロッドの付勢方向に相対し、前記振動ロッドの前記他端部を前記金型本体に近接する方向に付勢する逆付勢手段をさらに有し、
前記振動ロッドの前記他端部と前記ロッド振動手段は、
前記ロッド付勢手段及び前記逆付勢手段による互いに相対する付勢力によって当接状態が保持されることを特徴とする請求項2に記載の振動凝固鋳造法の鋳造金型。
Rod urging means for urging the vibrating rod in a direction in which the other end portion is separated from the mold body;
The rod vibrating means is
Reversing biasing means for biasing the other end of the vibrating rod in a direction approaching the mold body, opposite to the biasing direction of the vibrating rod by the rod biasing means,
The other end of the vibrating rod and the rod vibrating means are:
3. The casting mold of the vibration solidification casting method according to claim 2, wherein the contact state is maintained by urging forces opposite to each other by the rod urging means and the reverse urging means.
請求項1に記載の振動凝固鋳造法に使用される振動凝固鋳造装置であって、
内部に溶湯の充填されるキャビティが形成され、前記キャビティと連通して貫設されたロッド挿孔部、及び前記キャビティの内壁面に対して所定のクリアランスを保持し、前記キャビティ内で振動可能に収容された振動中子を有する振動凝固鋳造法の鋳造金型と、
前記ロッド挿孔部に摺動可能に嵌設され、一端部が前記キャビティ内の前記振動中子と接続し、他端部を前記振動凝固鋳造法の鋳造金型から突出させた棒状の振動ロッドと、
前記振動ロッドを長手方向に沿って直線往復運動させることにより、前記一端部と接続された前記振動中子を前記キャビティ内で振動させるロッド振動手段と
を具備することを特徴とする振動凝固鋳造装置。
A vibration solidification casting apparatus used in the vibration solidification casting method according to claim 1,
A cavity filled with molten metal is formed inside, and a predetermined clearance is maintained with respect to the rod insertion hole portion that is communicated with the cavity and the inner wall surface of the cavity, so that vibration can be generated in the cavity. A casting mold of a vibration solidification casting method having a housed vibrating core;
A rod-shaped vibrating rod that is slidably fitted in the rod insertion hole, has one end connected to the vibrating core in the cavity, and the other end protruded from a casting mold of the vibration solidification casting method. When,
A vibrating solidification casting apparatus comprising rod vibrating means for vibrating the vibrating core connected to the one end in the cavity by linearly reciprocating the vibrating rod along the longitudinal direction. .
前記振動ロッドを前記金型本体から前記他端部が離間する方向に付勢するロッド付勢手段をさらに具備し、
前記ロッド振動手段は、
前記ロッド付勢手段による前記振動ロッドの付勢方向に相対し、前記振動ロッドの前記他端部を前記金型本体に近接する方向に付勢する逆付勢手段をさらに有し、
前記振動ロッドの前記他端部と前記ロッド振動手段は、
前記ロッド付勢手段及び前記逆付勢手段による互いに相対する付勢力によって当接状態が保持されることを特徴とする請求項4に記載の振動凝固鋳造装置。
Rod urging means for urging the vibrating rod in a direction in which the other end portion is separated from the mold body;
The rod vibrating means is
Reversing biasing means for biasing the other end of the vibrating rod in a direction approaching the mold body, opposite to the biasing direction of the vibrating rod by the rod biasing means,
The other end of the vibrating rod and the rod vibrating means are:
5. The vibration solidification casting apparatus according to claim 4, wherein the contact state is maintained by urging forces opposed to each other by the rod urging means and the reverse urging means.
前記振動凝固鋳造法の鋳造金型は、
前記キャビティに連通する複数の前記ロッド挿孔部が貫設され、
前記ロッド挿孔部にそれぞれ摺動可能に嵌設された複数の前記振動ロッドの前記他端部は、前記ロッド振動手段と接続していることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の振動凝固鋳造装置。

The casting mold of the vibration solidification casting method is
A plurality of the rod insertion holes communicating with the cavity are provided,
The said other end part of the said some vibration rod each slidably fitted by the said rod insertion hole part is connected with the said rod vibration means, The Claim 4 or Claim 5 characterized by the above-mentioned. Vibration solidification casting equipment.

JP2008240850A 2008-09-19 2008-09-19 Casting method with vibration solidification, casting mold for the same method, and casting apparatus with vibration solidification Pending JP2010069514A (en)

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