JP2867298B2

JP2867298B2 - 銅合金金型を使用した低圧鋳造法

Info

Publication number: JP2867298B2
Application number: JP29667590A
Authority: JP
Inventors: 順一友永; 正信土田; 佐吉川澄; 哲司松井; 慶二谷口
Original assignee: Shinto Kogyo KK
Current assignee: Shinto Industrial Co Ltd
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH04167956A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、銅合金金型を使用した低圧鋳造法に関す
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）従来、低圧鋳造法で使用する金型は、FCD材など鉄系
金属で作られるのが一般的である。しかし鉄系金属は熱
伝導率が小さく、溶湯加圧充填後の冷却時間が長くかか
るため、生産性が悪いと共に、製品組織の粗大化を招
き、製品の強度低下、靭性劣化等の悪影響を生ずる問題
があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、溶湯加圧充填後の冷却時間を短縮して生産性を向上
すると共に、製品組織の粗大化による品質の低下を防止
することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するため、低圧鋳造用金
型の素材として銅合金材を使用することを要旨としてい
る。すなわち本発明は、熱伝導率が0.2〜0.9cal/cm・se
c・℃である銅合金金型を使用した低圧鋳造法であっ
て、給湯に先立って金型を310〜350℃に加熱し、給湯
後、上記金型の温度が360〜400℃まで上昇した時、該金
型の冷却を開始し、上記金型の温度が310〜350℃まで下
降した時、該金型の冷却を停止し、しかる後、型開き及
び製品の離型を行うことを特徴としている。

（構成）以下、本発明の実施装置の構成を一実施例に基いて詳
細に説明する。

第１図は低圧鋳造装置の要部切欠き正面図、第２図は
銅合金金型の加熱冷却構造を示す型合せ面図である。

図において、（１）は加熱室、（２）はるつぼ、
（３）は金型で、加熱室（１）及びるつぼ（２）の上部
には型台（４）が設けられ、型台（４）からはストーク
（５）が垂設されている。型台（４）上には湯道部材
（６）が配設され、金型（３）はこの湯道部材（６）上
に配設されている。

金型（３）は第１型（７）と第２型（８）とにより二
つ割りに構成され、各型（７）（８）の合せ面には製品
成形用の第１キャビティ（９）が上下方向に延出して画
成され、第１キャビティ（９）の上部にはシリンダ形状
の第２キャビティ（11）が上方に開放する形で画成され
ている。

金型（３）は図示しない手段により型締め、型開きが
行われる。湯道部材（６）の中央には、ストーク（５）
から第１キャビティ（９）へ溶湯を供給する截頭円錐状
の溶湯供給孔（12）が貫通穿設されている。

（13）は金型（３）の上方に下向きに配設された中子
昇降シリンダ（図示せず）のピストンロッドであり、該
ピストンロッド（13）の下端には、上半部が大径で下半
部が小径に成した段付の丸棒状の金属中子（14）が設け
られ、金属中子（14）の小径部は前記第１キャビティ
（９）内へ遊嵌可能にされ、大径部は前記第２キャビテ
ィ（11）内へ挿嵌可能にされている。

なお金属中子（14）の内空部には図示しない循環パイ
プが配設されており、冷却エヤーが供給されるようにな
っている。

金型（３）及び金型（３）の下方に位置する湯道部材
（６）は高熱伝導材である銅合金より構成され、その熱
伝導率は0.2〜0.9cal/cm・sec・℃である。

上記金型（３）における第１及び第２型（７）（８）
には加熱回路（15）、冷却回路（16）、温度センサ（1
7）及び、ノックアウト手段（18）が設けられており、
それらは両型（７）（８）についてほぼ同一であるか
ら、第１型（７）について説明する。

加熱回路（15）は、第１型（７）の中間部において水
平に穿設された挿入孔（19）、該挿入孔（19）に挿入保
持された棒状ヒータ（21）とにより構成される。

冷却回路（16）は、第１型（７）の上部において第１
キャビティ（９）を対称軸として水平に穿設された一対
の排出路（22）（22）、その下部において同じく第１キ
ャビティ（９）を対称軸として水平に穿設された一対の
導入路（23）（23）及びそれらを各々接続すべく垂直に
延びるように第１型（７）に穿設された一対の連通路
（24）（24）を備え、各導入路（23）に導入された冷却
エヤーを各連通路（24）を経て、各排出路（22）より排
出するようになっている。

加熱回路（15）のヒータ（21）は図示しない加熱制御
器に接続される。加熱制御器は第１キャビティ（９）内
への給湯に先立って加熱回路（15）を作動、従ってヒー
タ（21）に通電して第１型（７）を加熱し、また給湯開
始後加熱回路（15）を不作動、従ってヒータ（21）への
通電を停止する機能を備えている。当然に、第２型
（８）のヒータ（21）も加熱制御器に接続される。

冷却回路（16）の各導入路（23）及び各排出路（22）
は図示しない冷却制御器に接続される。

冷却制御器は注湯開始後冷却回路（16）を作動、従っ
て冷却回路（16）に冷却エヤーを流通して第１型（７）
を冷却し、第１キャビティ（９）壁面に接する製品の表
層を急冷して、その表層を殻状の凝固層に変える機能を
備えている。

当然に、第２型（８）の冷却回路（16）も冷却制御器
に接続される。

温度センサ（17）は、第１型（７）の下端部における
第１キャビティ（９）壁面より数mm内部位置に設けられ
ており、前記加熱制御器及び冷却制御器に接続されて、
第１型（７）の加熱及び冷却を自動制御する機能を備え
ている。

当然に、第２型（８）の温度センサ（17）も前記加熱
制御器及び冷却制御器に接続される。

ノックアウト手段（18）は、複数のピン（25）、それ
らピン（25）の一端を支持する支持板（26）及びその支
持板（26）に連結された作動部材（27）を備え、各ピン
（25）は第１キャビティ（９）に開口する各挿入孔（2
8）に摺合される。

（作用）次に、上記のように構成された低圧鋳造装置によるア
ルミニウム合金鋳物の鋳造作業について、第１図ないし
第３図を参照して説明する。なお第３図は、鋳造サイク
ルタイムと金型温度との関係を示すグラフである。

第１図に示す状態で、まず、金型（３）を給湯に先立
って加熱回路（15）により加熱し、330℃前後に維持す
る。この金型（３）にアルミニウム合金の溶湯を給湯し
て製品を鋳造する。前記のように金型（３）を加熱して
おくと、給湯時湯流れ性を良好にすることができる。

第１キャビティ（９）内への給湯はるつぼ（２）内に
圧縮空気を供給して行い、溶湯はストーク（５）、溶湯
供給孔（12）を経て第１キャビティ（９）内へ供給され
る。

給湯の開始後、加熱回路（15）による金型（３）の加
熱を停止し、給湯後約15秒後、金型（３）の温度が380
℃になったら、冷却回路（16）による金型（３）の冷却
及び金属中子（14）の冷却を開始する。

冷却回路（16）の冷却作用を受けて第１キャビティ
（９）内の溶湯は凝固状態となり、その表層が殻状の凝
固層に変化する。冷却開始後約50秒後金型（３）の温度
が330℃前後に達したとき、冷却回路（16）を不作動、
従って導入路（23）への通気を停止して型開きを行い、
ノックアウト手段（18）を作動して製品を離型する。

そして冷却停止後約20秒後、型締めを完了して次の給
湯を待つ。なお離型作業中に加熱回路（15）による金型
（３）の加熱を開始し、次の給湯開始時までに型温が33
0℃前後に達するようにする。

以上の諸工程を１サイクルとして、以後同じサイクル
をくり返すことにより、アルミニウム合金鋳物を連続的
に鋳造するものである。

（発明の効果）上記のような本発明によれば、高熱伝導性を有する銅
合金から成る金型を使用し、かつ給湯後該金型を冷却す
るようにしたため、従来の鉄系金型の場合と比較して溶
湯の凝固時間が大巾に短縮され、生産性が飛躍的に向上
する。

ちなみに、銅系金型を使用した場合のサイクルタイム
は、第３図及び第４図のグラフで示す如く約90秒である
が、鉄系金型を使用した場合のサイクルタイムは約140
秒である。

また、製品組織が緻密化して品質が向上する。

更に、金型を給湯に先立って加熱するため、鉄系金型
よりも熱吸収が大きい銅系金型でも、給湯時の湯流れ性
が保証される。なお実施例では金型の冷却にエヤーを使
用しているが、水を使用してもよい。また金型の予熱温
度、金型の給湯後における冷却開始温度ならびに冷却停
止温度は鋳造製品の材質、形状、重量等により異なるこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は低圧鋳造装置
の要部切欠き正面図、第２図は銅合金金型の加熱、冷却
構造を示す型合せ面図、第３図は銅合金金型使用時の鋳
造サイクルタイムと金型温度との関係を示すグラフ、第
４図は銅系金型使用時の鋳造サイクルタイムとるつぼ内
圧力との関係を示すグラフである。なお図中（２）はるつぼ、（３）は金型、（５）はスト
ーク、（９）は第１キャビティ、（14）は金属中子、
（15）は加熱回路、（16）は冷却回路、（17）は温度セ
ンサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−61565（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−207614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 17/22,18/04,27/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱伝導率が0.2〜0.9cal/cm・sec・℃であ
る銅合金金型を使用した低圧鋳造法であって給湯に先立
って金型を310〜350℃に加熱し、給湯後、上記金型の温
度が360〜400℃まで上昇した時、該金型の冷却を開始
し、上記金型の温度が310〜350℃まで下降した時、該金
型の冷却を停止し、しかる後、型開き及び製品の離型を
行うことを特徴とする銅合金金型を使用した低圧鋳造
法。