JP2010201444A - 酸素置換ダイカスト鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸素置換ダイカスト鋳造装置10は、キャビティ20を形成する金型12と、キャビティ20内に溶湯30を射出する射出手段(射出スリーブ24、射出チップ27、射出シリンダ)と、キャビティ20内に置換用酸素を供給する置換用酸素供給手段(酸素供給源33、酸素供給経路34、酸素置換用バルブ35、レギュレータ44,45)と、キャビティ20内に保圧用酸素を供給する保圧用酸素供給手段(酸素供給源33、迂回路37を通る酸素供給経路34、酸素保圧用バルブ38、レギュレータ44,46)と、キャビティ20内を一定圧に保持するように該キャビティ20内の酸素を排出する酸素排出手段(酸素排出経路42、酸素排出用バルブ43)とを備える。
【選択図】図1
Description
すなわち、請求項1に記載された酸素置換ダイカスト鋳造装置によると、置換用酸素供給手段により金型のキャビティ内に置換用酸素を供給することによって、キャビティ内を酸素雰囲気とした後、射出手段によりキャビティ内に溶湯(溶融金属)を射出する。このとき、溶湯と酸素との反応によりキャビティ内の酸素圧が低下するため、保圧用酸素供給手段によりキャビティ内に保圧用酸素を供給することによって、キャビティ内を保圧用酸素で保圧する。キャビティ内に対する溶湯の射出が終了に近づくにつれて、キャビティ内の気相部の容積が減少するにともないキャビティ内の圧力が上昇するため、酸素排出手段によりキャビティ内の酸素が排出されることによって、キャビティ内が一定圧に保持される。したがって、キャビティ内に2段階で酸素の供給すなわち置換用酸素の供給と保圧用酸素の供給とがなされる。置換用酸素として高圧の酸素を用いることにより、キャビティ内の酸素の置換を短時間で行うことができる。このため、生産性を向上することができる。また、保圧用酸素として低圧で溶湯と酸素との反応に応じた量の酸素を用いることにより、酸素使用量を減少し、製造コストを低減することができるとともに、窒素、二酸化炭素等のガスの巻込みを抑えることにより、製品含有ガス量を低減し、品質を向上することができる。よって、製造コストを低減しながらも生産性及び品質を向上することができる。
図1に示すように、酸素置換ダイカスト鋳造装置10は、ダイカストマシン(図示省略)に設けられた金型12を備えている。金型12は、固定ダイプレート14に設けられた固定型15と、可動ダイプレート17に設けられた可動型18とを備えている。可動ダイプレート17は、型締め装置(図示省略)により図1において左右方向に移動可能となっている。これにより、固定型15に対する可動型18の型閉じ(型締めを含む)及び型開きがなされるようになっている。固定型15に可動型18を型閉じすることにより、両型15,18間に閉鎖されたキャビティ20及び湯道22が形成される。また、固定ダイプレート14及び固定型15の下端部に、注湯口25を有する射出スリーブ24が設けられている。射出スリーブ24内には、溶湯射出用の射出チップ27が前後方向(図1において左右方向)に進退移動可能に設けられている。射出チップ27は、射出シリンダ(図示省略)に連接されており、その射出シリンダにより進退移動されるようになっている。射出シリンダにより射出チップ27が後退されることによって、射出スリーブ24の注湯口25が開放される。この状態で、ラドル29を用いて、アルミニウム合金の溶湯30が注湯口25から射出スリーブ24内に注湯すなわち流し込まれる。射出スリーブ24内に注湯された溶湯30は、射出シリンダにより射出チップ27が進出(図1において左方へ移動)されることによって、湯道22からキャビティ20内へ射出すなわち充填される。
まず、図3の時点t1で、金型12の型閉じが開始される。また同時に、酸素置換用バルブ35が開かれることにより、酸素供給源33(図1参照)の酸素(酸素ガス)が置換用酸素として、酸素供給経路34、コモン通路31を通じて、固定型15と可動型18との間に供給される(図2(A)中、矢印参照)。このように、キャビティ20内に対する置換用酸素の供給を型開き状態から行うことにより、型閉じに先立ってキャビティ20の周りに酸素雰囲気が形成されることになる。なお、図3の時点t1からt5までの時間ΔT1の間において、酸素置換用バルブ35は開状態を継続する。また、時間ΔT1は、例えば2秒(2s)である。また、酸素置換用レギュレータ45により調圧された置換用酸素の供給圧力は、例えば0.4MPaである。
図4において、比較例1は、従来の真空ダイカスト法によるものである。また、比較例2〜5は、従来の酸素置換ダイカスト法によるもので、酸素供給量を一定の制御したものである。また、比較例2は酸素供給量が0.4MPa×4sの場合、比較例3は酸素供給量が0.1MPa×4sの場合、比較例4は酸素供給量が0.1MPa×5sの場合、比較例5は酸素供給量が0.1MPa×6sの場合である。また、実施例は、実施例の酸素置換ダイカスト鋳造方法によるもので、酸素供給量を可変制御したものである。実施例は、置換用酸素供給量が0.4MPa×2sで、保圧用酸素供給量が0.05MPa×2sの場合である。また、コスト、生産性、品質の評価は○印、×印の2段階で表記され、また、トータルの評価はコスト、生産性、品質の評価の○印の数が3個のものに○印、×印の数が1個のものに△印、×印の数が2個のものに×印が付されている。
12…金型
20…キャビティ
30…溶湯
24…射出スリーブ
27…射出チップ
33…酸素供給源
34…酸素供給経路
35…酸素置換用バルブ
37…迂回路37
38…酸素保圧用バルブ
42…酸素排出経路
43…酸素排出用バルブ
44…前段用レギュレータ
45…酸素置換用レギュレータ
46…酸素保圧用レギュレータ
Claims (4)
- キャビティを形成する金型と、
前記キャビティ内に溶湯を射出する射出手段と、
前記キャビティ内に置換用酸素を供給する置換用酸素供給手段と、
前記キャビティ内に保圧用酸素を供給する保圧用酸素供給手段と、
前記キャビティ内を一定圧に保持するように該キャビティ内の酸素を排出する酸素排出手段と
を備えることを特徴とする酸素置換ダイカスト鋳造装置。 - 金型のキャビティ内に置換用酸素を供給する第1工程と、
前記キャビティ内に溶湯を射出する第2工程と、
前記キャビティ内に保圧用酸素を供給する第3工程と、
前記キャビティ内を一定圧に保持するように該キャビティ内の酸素を排出する第4工程と
を備えることを特徴とする酸素置換ダイカスト鋳造方法。 - 請求項2に記載の酸素置換ダイカスト鋳造方法であって、
前記金型が型閉じする前から前記第1工程における置換用酸素の供給を行うことを特徴とする酸素置換ダイカスト鋳造方法。 - 請求項2又は3に記載の酸素置換ダイカスト鋳造方法であって、
前記第2工程における溶湯の射出時間のうちの初期と末期とを除いた時間において、前記第3工程における保圧用酸素の供給を行うことを特徴とする酸素置換ダイカスト鋳造方法。
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