JP3141507B2 - ダイキャスト用の鋳造装置及び鋳造方法 - Google Patents

ダイキャスト用の鋳造装置及び鋳造方法

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JP3141507B2 JP04088066A JP8806692A JP3141507B2 JP 3141507 B2 JP3141507 B2 JP 3141507B2 JP 04088066 A JP04088066 A JP 04088066A JP 8806692 A JP8806692 A JP 8806692A JP 3141507 B2 JP3141507 B2 JP 3141507B2
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    • B22D17/20Accessories: Details
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    • B22D27/09Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
    • B22D27/11Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of mechanical pressing devices

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,ひけ巣の発生,金型の
破損等のトラブルを防止し得る,ダイキャスト用の金型
及びダイキャスト鋳造方法に関する。
【0002】
【従来技術】図4に示すごとく,従来,鋳巣の少ない高
密度のダイキャスト品を得る目的で,射出プランジャ7
の他に局部加圧プランジャ9を設けた,ダイキャスト用
の鋳造装置が知られている。上記鋳造装置は,同図に示
すごとく,固定型81と可動型82とからなる金型8内
に形成されたキャビティ80と,該キャビティ80内に
被成形物を形成する溶湯6を射出するための射出プラン
ジャ7と,キャビティ80内の上記溶湯6を局部的に加
圧するための局部加圧プランジャ9を設けた加圧シリン
ダ91を有する。
【0003】上記鋳造装置を用いてダイキャスト鋳造す
るに当たっては,上記射出プランジャ7によって,溶湯
6が,湯口801を通じてキャビティ80内に射出され
る。該溶湯6は,射出シリンダ71に設けられた給湯口
710より,該射出シリンダ71内に供給される。
【0004】一方,局部加圧プランジャ9により,キャ
ビティ80内の溶湯6を局部的に加圧する。これによ
り,ひけ巣が少なく,かつ高密度のダイキャスト品が得
られる。なお,上記局部加圧プランジャ9は,油圧切替
バルブ95,油圧パイプ951によって,加圧シリンダ
91内に作動油5が送入されることによって作動する。
【0005】ところで,上記局部加圧プランジャ9によ
り,キャビティ80内の溶湯6を局部加圧するに当たっ
ては,その加圧のタイミング及び局部加圧プランジャ9
の変位量が,ダイキャスト品の密度に大きな影響を与え
る。これにより,ひけ巣の発生量が異なることになる。
【0006】なお,上記固定型81は,固定型支持台8
11により支持された固定ブロック812で保持固定さ
れている。一方,上記可動型82は,可動型支持台9
6,97,98により支持された可動ブロック821を
介して,ピストン(図示略)の駆動力で移動するよう構
成されている。なお,図4中の符号70は射出棒,71
1はランナー,901は湯口,92及び93はエジェク
ターピン,952は作動油5の戻り用の油圧パイプを示
す。
【0007】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来技術
には,次の問題点がある。即ち,上記局部加圧プランジ
ャ9には,上記射出プランジャ7により溶湯6を射出す
る場合,図5に示すごとく,鋳造圧力の2〜3倍,例え
ば2000kgf/cm2 以上にも及ぶ高圧が加わるこ
とになる。即ち,図5に示すごとく,まず局部加圧プラ
ンジャの局部加圧力P及び射出プランジャ7の鋳造圧力
Qにつき説明する。
【0008】上記鋳造圧力Qは,射出プランジャ7によ
り溶湯6をキャビティ80内に射出する時のキャビティ
80内の圧力である。この鋳造圧力Qは,図5に示すご
とく,射出開始からその完了時までほぼ一定の約120
0kgf/cm2 である。上記局部加圧力Pは,局部加
圧プランジャ9によりキャビティ80内の溶湯6を局部
的に加圧する時のキャビティ80内の圧力である。上記
局部加圧力は,比較的高圧であるためキャビティ80内
の初期凝固(溶融)状態の溶湯6が,湯口801よりラ
ンナー711内に,押し出されてしまう。
【0009】その結果,キャビティ80内の溶湯6に充
分な局部加圧力が加わらず,ダイキャスト被成形物にひ
け巣を生ずることになる。また,上記射出プランジャ7
によりキャビティ80内に溶湯6を射出してから局部加
圧プランジャ9により局部加圧を開始するまでのタイム
ラグT0 (図5参照)が長くなった場合には,キャビテ
ィ80内の溶湯6の凝固がかなりの程度まで進行してし
まう。そのため,ひけ巣の発生防止のために,局部加圧
力Pを,図5に示すごとく,約2200kgf/cm2
以上加える場合がある。
【0010】その結果,キャビティ80内の溶湯6は,
この急激な圧力の上昇に伴ってキャビティ80内を移動
し,偏析を生ずる。そのため,この偏析の発生に伴いひ
け巣(収縮巣)が多く発生するという不具合(トラブ
ル)を生ずる。
【0011】また,ひけ巣の発生を防止するために,上
記局部加圧プランジャ9の加圧力Pを上記2200kg
f/cm2 以上に高くすると,上記固定型81,可動型
82等の金型8が破損するというトラブルを生ずる場合
がある。本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされ
たもので,ひけ巣の発生,金型8の破損等のトラブルを
防止し得る,ダイキャスト用の鋳造装置及びダイキャス
ト鋳造方法を提供しようとするものである。
【0012】本発明は,金型内に形成されたキャビティ
と,該キャビティ内に被成形物の溶湯を射出するための
射出プランジャと,上記キャビティ内の上記溶湯を局部
的に加圧するための局部加圧プランジャと,上記キャビ
ティ内の溶湯圧力を検出する圧力検出手段と,該圧力検
出手段により検出した溶湯圧力に応じて,上記局部加圧
プランジャの加圧力を多段的に制御するための加圧制御
手段とを有することを特徴とするダイキャスト用の鋳造
装置にある。
【0013】本発明において最も注目すべきことは,
ャビティ内の溶湯圧力を検出する圧力検出手段を設ける
と共に,溶湯圧力に応じて上記局部加圧プランジャの加
圧力を多段的に制御するための加圧制御手段を設けたこ
とにある。上記加圧制御手段としては,例えば実施例1
に示すごとく,減圧弁に連結したデジタル式リリーフ弁
を用いる。また,キャビティ内の溶湯圧力をコントロー
ラーにより検出し,その検出量によって,局部加圧力を
多段的に増大させるキャビティ内圧力検出手段を用い
る。即ち,上記加圧制御手段は溶湯の凝固状態に相応し
て,局部加圧力を多段的に増大するよう構成してある。
【0014】そのため,上記加圧制御手段はキャビティ
内の溶湯圧力に相応して作動すると共に,溶湯の凝固程
度を検出できるキャビティ内圧力検出手段を有する,デ
ジタル式リリーフ弁を用いる。また,加圧力を多段的に
増大させる最適な条件は,例えば4段階増大の場合,各
段階の局部加圧を加えてからの経過時間T1〜T4(図
2)及び加圧力P1〜P4(図3)を実験により求めて決
定する。
【0015】次に,ダイキャスト鋳造方法としては,金
型内のキャビティに被成形物の溶湯を所定の鋳造圧力に
射出し,その後キャビティ内の溶湯局部加圧プラン
ジャにより局部的に加圧ながら溶湯を凝固させるに当
たり,上記キャビティ内の溶湯圧力を検出して,この検
出した溶湯圧力に応じて,上記局部加圧プランジャの加
圧を,溶湯の凝固進行程度に相応して上記鋳造圧力より
も小さい圧力から徐々に増加するように多段的に制御す
ることを特徴とするダイキャスト鋳造方法がある。
【0016】上記ダイキャスト鋳造方法において最も注
目すべきことは,上記局部加圧プランジャによる局部加
圧は溶湯の凝固進行程度に相応して多段的に制御するこ
とである。即ち,溶湯の凝固速度に対応して局部加圧プ
ランジャによる局部加圧力を順次増加させてゆく。上記
凝固進行程度は,例えば局部加圧プランジャの作動量又
は溶湯の程度を検出することにより,その検出値と凝固
の進行状況との相関関係により知ることができる。
【0017】局部加圧力を多段的に制御するに当たって
は,例えばキャビティ内の溶湯の温度,圧力を検知す
る。そして,その検知量に相応して,上記加圧制御手段
によりキャビティ内の局部加圧力を高める。
【0018】
【作用及び効果】本発明のダイキャスト用の鋳造装置に
おいては,キャビティ内の溶湯圧力を検出する圧力検出
手段を有すると共に,該圧力検出手段により検出した溶
湯圧力に応じて上記局部加圧プランジャによる局部加圧
力を多段的に制御するための加圧制御手段を有する。
そのため,キャビティ内に溶湯の充填が完了してから凝
固が完了するまで,常に適正な局部加圧力を該溶湯に加
えることができる。
【0019】その結果,キャビティ内の溶湯に対して,
急激に局部加圧力を上昇させた状態で加えることがな
く,凝固中の溶湯の移動を最小限に制御できる。それ
故,溶湯の偏析,並びにひけ巣の発生を防止することが
できる。また,ひけ巣発生防止に当たり,キャビティ中
の溶湯に対して大きな局部加圧力を金型に加えることな
く,常に適正な局部加圧力のみを金型内に加えることが
できる。
【0020】そのため,固定型,可動型などの金型の破
損を防止することができる。また,ダイキャスト鋳造方
法においても同様の効果を得ることができる。それ故,
本発明によれば,ひけ巣の発生,金型の破損等のトラブ
ルを防止し得る,ダイキャスト用の金型及び鋳造方法を
提供することができる。
【0021】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例にかかるダイキャスト用の鋳造装置につ
き,図1を用いて説明する。本例の鋳造装置は,金型8
内に形成されたキャビティ80と,該キャビティ80内
に被成形物の溶湯6を射出するための射出プランジャ7
と,キャビティ80内の上記溶湯6を局部的に加圧する
ための局部加圧プランジャ2と,上記局部加圧プランジ
ャ2の加圧力を4段階に制御するための加圧制御手段1
とを有する。
【0022】加圧制御手段1は,図1に示すごとく,上
記キャビティ80内の溶湯6の圧力を逐次正確に検出で
きるキャビティ内圧力検出手段110を有する。また,
加圧制御手段1は,上記キャビティ80内の温度,圧力
のセンサに電気的に接続した,コントローラー10を有
する。これにより,キャビティ内の温度圧力に応じて,
デジタル式リリーフ弁11を作動させる。
【0023】また,加圧制御手段1には,減圧弁12及
びオイルコントロールバルブ13に連結した,デジタル
式リリーフ弁11を有する。また,デジタル式リリーフ
弁11は,作動油5を送給するための油圧ポンプ33及
び作動油タンク34に連結してある。その他は,前記従
来例と同様である。なお,図1中の符号22,23は,
エジェクターピンを示す。
【0024】次に,作用効果につき説明する。本例のダ
イキャスト用の鋳造装置を用いてキャビティ80内の溶
湯6に対して局部加圧を行うに当たっては,まず油圧ポ
ンプ33により作動油5を作動油タンク34より汲み上
げてデジタル式リリーフ弁11を介して減圧弁12内に
送入する。この時,上記キャビティ内圧力検知手段11
0の検知量に相応して,減圧弁12の開口量が制御され
決定される。
【0025】そのため,作動油5は,実線矢印で示すご
とく,その適正量が油圧タンク34よりデジタル式リリ
ーフ弁11,減圧弁12,オイルコントロールバルブ1
3,油圧パイプ41を通って,ピストン21内へ圧送さ
れる。これにより,ピストン21が実線矢印方向に移動
し,更に局部加圧プランジャ2をキャビティ80側へ押
し出すことになる。そして,キャビティ80内の溶湯6
に対して徐々に局部加圧力Pを加えることになる。その
ため,上記キャビティ内圧力検出手段110により,上
記キャビティ80内の圧力を逐次正確に検出しながら,
該キャビティ80内に上記局部加圧力Pを多段的に加え
てゆくことができる。
【0026】それ故,上記デジタル式リリーフ弁11
は,例えば後述する実施例2のごとく,4段階に上記局
部加圧力Pを制御することになる。そのため,キャビテ
ィ80内の溶湯6の充填が完了してから凝固が完了する
まで,常に適正な局部加圧力Pを多段的に徐々に溶湯6
に加えることができる。その結果,キャビティ80内の
溶湯6に対して,急激に局部加圧力Pを加えるることが
なく,凝固中の溶湯6の移動を最小限に制御できる。
【0027】それ故,溶湯6の偏析,ひけ巣の発生を防
止することができる。また,ひけ巣の発生防止に当たっ
ては,キャビティ80内の溶湯6に対して大きな局部加
圧力Pを加えない。そのため,固定型81,可動型82
などの金型の破損を防止することができる。それ故,本
例によれば,ひけ巣の発生,金型の破損等のトラブルを
防止し得る。
【0028】実施例2 本例は,図1〜図3に示すごとく,実施例1にかかるダ
イキャスト用の鋳造装置を用いて,ダイキャスト鋳造物
を鋳造する方法を示すものである。本例のダイキャスト
鋳造方法は,図1〜図3に示すごとく,金型8内のキャ
ビティ80に被成形物の溶湯6を射出し,その後キャビ
ティ80内の溶湯6に局部加圧プランジャ2により凝固
進行程度に応じて局部加圧力Pを加えながら,溶湯6を
凝固させる方法である。
【0029】上記局部加圧プランジャ2による局部加圧
力Pは,図2,図3に示すごとく,溶湯6の凝固進行程
度に相応して,4段階に制御する。即ち,図2に示すご
とく,キャビティ80内の溶湯6が初期凝固状態の第1
段階T1 においては,局部加圧力Pは約700kgf/
cm2 である。ここで第1段階T1 は1.5秒である。
【0030】また,第2段階T2 においては,局部加圧
力Pは約1200kgf/cm2 である。ここで第2段
階T2 は2.0秒である。次に,第3段階T3 において
は,局部加圧力Pは約1600kgf/cm2 である。
ここで第3段階T3 は2.5秒である。そして,第4段
階T4 においては,局部加圧力Pは約2000kgf/
cm2である。なお,加圧プランジャ2による鋳造圧力
Qは,常に約1000kgf/cm2 である。
【0031】一方,図3は,溶湯6中のひけ巣発生量V
cm3 と射出開始からの経過時間Tとの関係を示し,同
図に示すごとく,ひけ巣発生量Vは鋳造終了時,即ち第
4段階T4 において初期凝固状態の第1段階T1 の約2
倍の26cm3 であった。しかし,ひけ巣の発生は,第
1段階T1 が最も多く,その後順次減少していることが
知られる。これにより,ひけ巣の発生防止には,多段的
に局部加圧力を増加させることが有効なことが知られ
る。
【0032】即ち,局部加圧力Pは,図2,図3に示す
ごとく,局部加圧開始時からその終了時までの間に,4
段階に増加させ,最高加圧力は約2000kgf/cm
2 にしてある。これに対して,従来の局部加圧力Pは,
常時上記鋳造圧力Qの約2倍に相当する2200kgf
/cm2 以上がキャビティ8内に加えられている(図5
参照)。
【0033】そのため,キャビティ80内の溶湯6に対
して,急激に局部加圧力Pを上昇させる状態で加えるこ
とがなく,凝固中の溶湯6の移動が最小限になるよう制
御される。それ故,溶湯6の偏析,ひけ巣の発生を確実
に防止することができる。また,ひけ巣の発生防止に当
たり,キャビティ80中の溶湯6に対して2000kg
f/cm2 以上の加圧力Pをキャビティ80内に加えな
いため,固定型81,可動型82などの金型及びその付
帯設備の破損を防止することができる。
【0034】また,図2,図3に示すごとく,従来の鋳
造方法において設けていた初期のタイムラグT0 (図4
参照)を設ける必要がない。これは,本例においては,
キャビティ80内の溶湯6の急激な凝固の進行が促進し
ないためである。その結果,キャビティ80内の溶湯6
は急激な圧力の上昇に伴う影響を受けないため,キャビ
ティ80内を移動し,偏析を生ずることがない。そのた
め,溶湯6の凝固中において,ひけ巣の発生を最小限に
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1にかかるダイキャスト用の鋳造装置の
断面図。
【図2】実施例2における,射出開始からの経過時間T
と圧力との関係を示すグラフ。
【図3】実施例2における,経過時間Tとひけ巣の発生
量Vとの関係を示すグラフ。
【図4】従来のダイキャスト用の鋳造装置の断面図。
【図5】従来における,射出開始からの経過時間Tとキ
ャビティ内圧力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1...加圧制御手段, 10...コントローラー, 11...デジタル式リリーフ弁, 110...キャビティ内圧力検出手段, 12...減圧弁, 13...オイルコントロールバルブ, 2...局部加圧プランジャ, 21...ピストン, 5...作動油, 6...溶湯, 8...金型, 80...キャビティ,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横井 光義 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−92446(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 17/22 B22D 17/32 B22D 27/09

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型内に形成されたキャビティと, 該キャビティ内に被成形物の溶湯を射出するための射出
    プランジャと, 上記キャビティ内の上記溶湯を局部的に加圧するための
    局部加圧プランジャと, 上記キャビティ内の溶湯圧力を検出する圧力検出手段
    と, 該圧力検出手段により検出した溶湯圧力に応じて,上記
    局部加圧プランジャの加圧力を多段的に制御するための
    加圧制御手段とを有することを特徴とするダイキャスト
    用の鋳造装置。
  2. 【請求項2】 金型内のキャビティに被成形物の溶湯を
    所定の鋳造圧力にて射出し,その後キャビティ内の溶湯
    局部加圧プランジャにより局部的に加圧ながら溶湯
    を凝固させるに当たり, 上記キャビティ内の溶湯圧力を検出して,この検出した
    溶湯圧力に応じて,上記局部加圧プランジャの加圧を,
    溶湯の凝固進行程度に相応して上記鋳造圧力よりも小さ
    い圧力から徐々に増加するように多段的に制御すること
    を特徴とするダイキャスト鋳造方法。
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