JP3371810B2 - 半溶融金属の成形方法 - Google Patents
半溶融金属の成形方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半溶融金属の成形方法に
係り、特に、竪型スリーブを用いて半溶融金属を金型キ
ャビティに射出し成形に伴って、ガス抜き弁を用いて金
型キャビティ内の空気を排出し、空気の巻き込みや湯境
などのない微細な初晶が液相中に分散した均一な組織を
有する半溶融金属の成形方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】チクソキャスト法、レオキャスト法と言
われる半溶融金属成形法は、従来の鋳造法に比べて収縮
巣や偏析が少なく、金属組織が均一で、金型寿命が長い
ことや成形サイクルが短いなどの利点があり、最近注目
されている技術である。 【０００３】同法においては、半溶融金属であるため
に、高速で射出成形してもバリが吹きにくいことから、
従来の高圧鋳造法（例えばスクイズ法）と比較して高速
で射出することも可能である。また、逆に金型キャビテ
ィ内の隅々まで充填させるために高圧鋳造法と比較して
高速で射出することも一般的に行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、成形する金属の温度が低くそのために湯合
流部にガス欠陥を含む湯境が発生し、高速で射出した場
合にその傾向が強い。また、この欠陥は、複雑な形状の
製品、大きな製品においては、発生しやすく成形品の信
頼性が低い箇所があった。 【０００５】また、竪型スリーブを有する鋳造機を用い
てキャビテイ内を減圧しながら高品質鋳造品を液体の金
属より成形しようとした場合に、減圧に伴って竪型スリ
ーブの底部のプランジャチップと竪型スリーブの接面部
の間隙より空気が混入し、鋳造製品中に巻き込まれるこ
とから、製品内部に多数のガス欠陥が発生し良品を得る
ことができなかった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明においては、上述
の課題を解決するため、本発明では、固相率が２０％〜
７０％の半溶融金属を堅型スリーブ内に挿入し、該スリ
ーブとキャビティを有する金型とを結合した後、該金型
上部端部のガス抜き通路の途中に開閉自在な弁を備えた
金型用ガス抜き弁を用いて、固相率が高い場合は射出速
度を速くするとともに、固相率が低い場合は射出速度を
遅くし、射出速度が０．５ｍ／ｓ以上では、該弁に衝突
する半溶融金属によって閉じるようにし、逆に射出速度
が０．５ｍ／ｓ未満では、弁開閉部材を該弁の後部に設
けて半溶融金属の衝突以外の外的指令により弁開閉動作
を行わせて減圧しながら高圧成形するようにした。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【作用】固相率が２０％〜７０％の半溶融金属を竪型ス
リーブに挿入し、該スリーブとキャビティを有する金型
とを結合した後、該金型キャビティからのガス抜き用の
通路の終端部に開閉自在な弁を備えた金型用ガス抜き装
置を用いて減圧しながら高圧成形するようにしたため、
複雑な形状の製品においても湯合流部にガス欠陥を含む
湯境が発生しにくく良好な組織を有する機械的性質に優
れた成形体が得られる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下図面に基づいて、本発明の実
施例について説明する。図１〜図４は本発明の実施例に
係わり、図１はガス抜き装置を示す説明図、図２はガス
抜き装置および排気装置を用いて半溶融金属を成形する
ことを示す説明図、図３は成形試験に用いたリング状金
型の正面図、図４は竪型スリーブへの半溶融金属の挿入
方法を示す説明図である。 【００１１】図１を用いてガス抜き装置５０を説明す
る。まず、ガス抜き装置５０はガス抜き弁７０とガス抜
き用通路１およびバイパス２から構成されている。ま
た、ガス抜き弁７０は、弁３、ロッド４、弁座５、ガス
排出孔６および弁ガイド７から構成されている。まず、
ガス抜き装置５０は、可動金型４２Ａと固定金型（図示
略）の両金型４２の分離面部に設けられたガス抜き用通
路１とその上端部域で軸線方向もしくは軸線方向とは異
なる方向で摺動する弁３及びガス抜き用通路１の途中か
ら弁３の側面部に迂回したガス排出用の通路であるバイ
パス２から構成され、該弁３が衝突する半溶融金属Ｍ１
によって閉じられるようになっている。 【００１２】このガス抜き装置５０を用いることによ
り、金型キャビティ４１から金型外に通じるガス排出孔
６を弁３の作用で開いておいた状態で半溶融金属Ｍ１の
射出を行い、金型キャビティ４１内のガスを排出し終わ
った時点で、金型キャビティ４１内を進みガス抜き用通
路１に入ってきた質量の大きい半溶融金属４１の慣性力
を前記弁３に直接作用させることにより、前記弁３を確
実にかつすばやく移動させて前記ガス排出孔６を前記弁
３で直接遮断し、このガス排出孔６からの半溶融金属Ｍ
１の流出を防ぎうるようにして、射出時に金型内のガス
抜きを確実に容易に行い得るようになっている。 【００１３】図２に示す半溶融金属成形装置１００は、
ガス抜き装置５０、真空発生装置である真空ポンプ３３
を有する排気装置５５および射出装置６０から構成され
ている。また、排気装置５５はストライカ１４、リミッ
トスイッチＡ１５、リミットスイッチＢ１６、タイマＡ
１７、タイマＢ１８、ソレノイドＡ３０、ソレノイドＢ
３１、配管３２、真空ポンプ３３、エア源３４および弁
開閉シリンダ３５から構成されている。さらに、射出装
置６０は、射出シリンダ１０、ピストンロッド１１、カ
ップリング１２、プランジャロッド１３、チップ１９お
よび竪型スリーブ２０から構成されている。 【００１４】射出装置６０は図示を省略した傾転用シリ
ンダによって傾転し、固定金型をかわした位置で金属容
器４０から半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ２０内に供給
可能となっている。半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ２０
内に供給した後、射出装置６０は傾転用シリンダにより
射出位置に戻され、その後、両金型４０と竪型スリーブ
２０をドッキングさせ、半溶融金属Ｍ１はチップ１９に
より金型キャビティ４１内に射出可能となっている。 【００１５】ピストンロッド１１とプランジャロッド１
３の接合部はカップリング１２により接合されており、
該カップリング１２に略Ｌ字状のストライカ１４が固設
されており、ピストンロッド１１の上下動により該スト
ライカ１４も上下動するようになっている。また、該ス
トライカ１４側端面には、リミットスイッチＡ１５とリ
ミットスイッチＢ１６が並列配置されている。そして、
該ストライカ１４の上下によりリミットスイッチＡ１５
とリミットスイッチＢ１６がけられてスイッチがＯＮ状
態となり、図２に示すごとく、リミットスイッチＢ１６
がけられることでタイマＢ１８が入るようになってい
る。さらに、リミットスイッチＡ１５がけられることで
タイマＡ１７が入るようになっている。 【００１６】まず、タイマＡ１７が入ることによりソレ
ノイドＡ３０が励磁されるとともに、タイマＢ１８が入
ることによりソレノイドＢ３１が励磁されるようになっ
ている。なお、本発明ではガス抜き弁７０を用いて減圧
しながら、竪型スリーブ２０内の半溶融金属Ｍ１を射出
成形するようにしたが、これに限定せずに所定時間経過
後に電気的に弁３を閉じるようにしてもよい。 【００１７】なお、電気的に弁３を閉じるにも関わら
ず、射出物の慣性力により閉まる弁３を有するガス抜き
装置５０を使用するのは以下の理由による。すなわち、
射出速度がスクイズ鋳造法で使用する０．２ｍ／ｓ以内
であれば射出された半溶融金属Ｍ１の慣性力により弁３
が閉じられることはほとんどないが、射出速度がこれよ
りも速くなると金型キャビティ４１内の形状によっては
半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出することがあ
る。しかしその場合でも半溶融金属Ｍ１の慣性力により
半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出するのが防止さ
れる。 【００１８】以下に本実施例の作用について説明する。 【００１９】まず、図示していない射出開始スイッチを
ＯＮとする。そうすると、射出シリンダ１０が作動しプ
ランジャロッド１３が前進して、半溶融金属Ｍ１を金型
キャビティ４１内に鋳込む。プランジャロッド１３の前
進に伴い、これと一体のストライカ１４も前進してスト
ライカ１４とリミットスイッチＡ１５の接触が解かれて
リミットスイッチＡ１５がＯＮになるとタイマＡ１７が
カウントを開始して所定の時間後にソレノイドＡ３０に
通電されることにより、弁３が上昇してガス排気孔６を
閉じ、半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出するのを
防止する。また、同様にプランジャロッド１３の前進に
伴い、これと一体のストライカ１４も前進してストライ
カ１４とリミットスイッチＢ１６との接触が解かれてリ
ミットスイッチ１６がＯＮになると、タイマＢ１８がカ
ウントを開始して所定の時間後にソレノイドＢ３１に通
電されることによりキャビテイ内のガスは配管３２を介
して真空ポンプ３３により強制的に排出される。 【００２０】図３に成形試験に使用したリング状金型８
０の図面を示す。図４は半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ
２０に挿入する状態を示す図である。本発明において
は、固相率が２０％〜７０％の半溶融金属Ｍ１を竪型ス
リーブ２０に挿入し、該竪型スリーブ２０と金型キャビ
ティ４１を有する金型４２とを結合した後、該金型キャ
ビティ４１からのガス抜き用の通路１の終端部に弁３を
備えた金型用ガス抜き装置５０を用いて減圧しながら高
圧成形する。固相率が２０％未満であると竪型スリーブ
２０とチップ１９との間隙から吸引された空気が半溶融
金属Ｍ１の中に入り込み成形した後の製品中に空気を巻
き込むことになり、液体金属を成形する時と同じように
良品が得られない。固相率が７０％以上であると上述の
ような空気の巻き込みはないが、成形そのものがうまく
できない。 【００２１】また、本発明でいう竪型スリーブ２０とは
鋳造機が据え付けられた床面に対して垂直もしくはそれ
に近い状態で成形用の金型４２にドッキングする様式の
ものをいい、竪型スリーブ４１の上昇方向と型締め方向
が平行（一般に竪型締という）もしくは直角（一般に横
型締という）の２種類がある。なお、横型スリーブにお
いては、スリーブ内の成形する金属が完全液体あるいは
半溶融金属のいずれであれ、スリーブ内の金属がスリー
ブ内面を全て充填することはできない。 【００２２】射出速度が速い場合、たとえば０．５ｍ／
ｓ以上では、該弁３に衝突する半溶融金属Ｍ１によって
確実に閉じることが可能であり、また逆に射出速度が遅
い場合、たとえば０．５ｍ／ｓ未満では弁開閉部材を弁
３の後部に設けて半溶融金属Ｍ１の衝突以外の外的指令
により弁開閉動作を行わせる。ここで外的指令による方
法は特に限定されるものではないが、チップ１９の上昇
開始からの所定時間経過後に電気的に弁を閉じるもの、
ガス抜き用通路壁面に衝突する際に発生する音波を検出
して所定以上のレベルの場合に電気的信号で弁を閉じる
もの、ガス抜き用通路の一部に設けられた溶湯検知セン
サーあるいは超音波センサーにより弁を閉じるものなど
がある。これにより、射出速度が速い場合でも、あるい
は射出速度が遅い場合においても金型キャビティ４１内
に空気を多く残した状態で成形することがなく完全な製
品が得られる。 【００２３】〔実施例〕 【００２４】 【表１】【００２５】表１に図３に示すリング状金型を使用し
て、種々の射出条件でＪＩＳＡＣ４ＣＨ合金を成形した
成形材の品質を示す。成形は図４に示すように半溶融金
属Ｍ１を竪型スリーブ２０に挿入し、その後スクイズタ
イプの射出装置６０を用いて成形を行った。成形条件
は、メタル圧力を１００ＭＰａとし、射出速度を０．１
ｍ／ｓから１．０ｍ／ｓの範囲で選択した。 【００２６】比較例５では、液相率が高いためにガス抜
き装置を使用して減圧することにより、竪型スリーブ２
０とチップ１９の間隙より空気が半溶融金属Ｍ１内に巻
き込まれることになる。比較例６では液相率が低いため
に湯が完全に合流しないために湯境を発生し、かつ外観
が良くない。比較例７ではガス抜き装置５０を使用して
減圧しても、比較例６と同様の結果を示す。比較例８、
比較例９および比較例１０では液相率は３０％、５０
％、７０％を示しているが、ガス抜き装置を使用して減
圧していないために、外観は良いが、湯の合流部におい
て湯境が発生している。比較例１１では液相率が高く、
湯境は発生していないが、収縮巣、偏析が発生し品質が
良くない。一方、発明例ではいずれも湯境も発生せず外
観、内部ともに優れた成形体が得られる。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係わる半溶融金属の成形方法では、固相率が２
０％〜７０％の半溶融金属を堅型スリーブ内に挿入し、
該スリーブとキャビティを有する金型とを結合した後、
該金型上部端部のガス抜き通路の途中に開閉自在な弁を
備えた金型用ガス抜き弁を用いて、固相率が高い場合は
射出速度を速くするとともに、固相率が低い場合は射出
速度を遅くし、射出速度が０．５ｍ／ｓ以上では、該弁
に衝突する半溶融金属によって閉じるようにし、逆に射
出速度が０．５ｍ／ｓ未満では、弁開閉部材を該弁の後
部に設けて半溶融金属の衝突以外の外的指令により弁開
閉動作を行わせて減圧しながら高圧成形することによ
り、空気巻き込み、湯境などのない微細な初晶が液相中
に分散した均一な組織を有する半溶融金属の成形体が得
られる。
係り、特に、竪型スリーブを用いて半溶融金属を金型キ
ャビティに射出し成形に伴って、ガス抜き弁を用いて金
型キャビティ内の空気を排出し、空気の巻き込みや湯境
などのない微細な初晶が液相中に分散した均一な組織を
有する半溶融金属の成形方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】チクソキャスト法、レオキャスト法と言
われる半溶融金属成形法は、従来の鋳造法に比べて収縮
巣や偏析が少なく、金属組織が均一で、金型寿命が長い
ことや成形サイクルが短いなどの利点があり、最近注目
されている技術である。 【０００３】同法においては、半溶融金属であるため
に、高速で射出成形してもバリが吹きにくいことから、
従来の高圧鋳造法（例えばスクイズ法）と比較して高速
で射出することも可能である。また、逆に金型キャビテ
ィ内の隅々まで充填させるために高圧鋳造法と比較して
高速で射出することも一般的に行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、成形する金属の温度が低くそのために湯合
流部にガス欠陥を含む湯境が発生し、高速で射出した場
合にその傾向が強い。また、この欠陥は、複雑な形状の
製品、大きな製品においては、発生しやすく成形品の信
頼性が低い箇所があった。 【０００５】また、竪型スリーブを有する鋳造機を用い
てキャビテイ内を減圧しながら高品質鋳造品を液体の金
属より成形しようとした場合に、減圧に伴って竪型スリ
ーブの底部のプランジャチップと竪型スリーブの接面部
の間隙より空気が混入し、鋳造製品中に巻き込まれるこ
とから、製品内部に多数のガス欠陥が発生し良品を得る
ことができなかった。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明においては、上述
の課題を解決するため、本発明では、固相率が２０％〜
７０％の半溶融金属を堅型スリーブ内に挿入し、該スリ
ーブとキャビティを有する金型とを結合した後、該金型
上部端部のガス抜き通路の途中に開閉自在な弁を備えた
金型用ガス抜き弁を用いて、固相率が高い場合は射出速
度を速くするとともに、固相率が低い場合は射出速度を
遅くし、射出速度が０．５ｍ／ｓ以上では、該弁に衝突
する半溶融金属によって閉じるようにし、逆に射出速度
が０．５ｍ／ｓ未満では、弁開閉部材を該弁の後部に設
けて半溶融金属の衝突以外の外的指令により弁開閉動作
を行わせて減圧しながら高圧成形するようにした。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【作用】固相率が２０％〜７０％の半溶融金属を竪型ス
リーブに挿入し、該スリーブとキャビティを有する金型
とを結合した後、該金型キャビティからのガス抜き用の
通路の終端部に開閉自在な弁を備えた金型用ガス抜き装
置を用いて減圧しながら高圧成形するようにしたため、
複雑な形状の製品においても湯合流部にガス欠陥を含む
湯境が発生しにくく良好な組織を有する機械的性質に優
れた成形体が得られる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下図面に基づいて、本発明の実
施例について説明する。図１〜図４は本発明の実施例に
係わり、図１はガス抜き装置を示す説明図、図２はガス
抜き装置および排気装置を用いて半溶融金属を成形する
ことを示す説明図、図３は成形試験に用いたリング状金
型の正面図、図４は竪型スリーブへの半溶融金属の挿入
方法を示す説明図である。 【００１１】図１を用いてガス抜き装置５０を説明す
る。まず、ガス抜き装置５０はガス抜き弁７０とガス抜
き用通路１およびバイパス２から構成されている。ま
た、ガス抜き弁７０は、弁３、ロッド４、弁座５、ガス
排出孔６および弁ガイド７から構成されている。まず、
ガス抜き装置５０は、可動金型４２Ａと固定金型（図示
略）の両金型４２の分離面部に設けられたガス抜き用通
路１とその上端部域で軸線方向もしくは軸線方向とは異
なる方向で摺動する弁３及びガス抜き用通路１の途中か
ら弁３の側面部に迂回したガス排出用の通路であるバイ
パス２から構成され、該弁３が衝突する半溶融金属Ｍ１
によって閉じられるようになっている。 【００１２】このガス抜き装置５０を用いることによ
り、金型キャビティ４１から金型外に通じるガス排出孔
６を弁３の作用で開いておいた状態で半溶融金属Ｍ１の
射出を行い、金型キャビティ４１内のガスを排出し終わ
った時点で、金型キャビティ４１内を進みガス抜き用通
路１に入ってきた質量の大きい半溶融金属４１の慣性力
を前記弁３に直接作用させることにより、前記弁３を確
実にかつすばやく移動させて前記ガス排出孔６を前記弁
３で直接遮断し、このガス排出孔６からの半溶融金属Ｍ
１の流出を防ぎうるようにして、射出時に金型内のガス
抜きを確実に容易に行い得るようになっている。 【００１３】図２に示す半溶融金属成形装置１００は、
ガス抜き装置５０、真空発生装置である真空ポンプ３３
を有する排気装置５５および射出装置６０から構成され
ている。また、排気装置５５はストライカ１４、リミッ
トスイッチＡ１５、リミットスイッチＢ１６、タイマＡ
１７、タイマＢ１８、ソレノイドＡ３０、ソレノイドＢ
３１、配管３２、真空ポンプ３３、エア源３４および弁
開閉シリンダ３５から構成されている。さらに、射出装
置６０は、射出シリンダ１０、ピストンロッド１１、カ
ップリング１２、プランジャロッド１３、チップ１９お
よび竪型スリーブ２０から構成されている。 【００１４】射出装置６０は図示を省略した傾転用シリ
ンダによって傾転し、固定金型をかわした位置で金属容
器４０から半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ２０内に供給
可能となっている。半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ２０
内に供給した後、射出装置６０は傾転用シリンダにより
射出位置に戻され、その後、両金型４０と竪型スリーブ
２０をドッキングさせ、半溶融金属Ｍ１はチップ１９に
より金型キャビティ４１内に射出可能となっている。 【００１５】ピストンロッド１１とプランジャロッド１
３の接合部はカップリング１２により接合されており、
該カップリング１２に略Ｌ字状のストライカ１４が固設
されており、ピストンロッド１１の上下動により該スト
ライカ１４も上下動するようになっている。また、該ス
トライカ１４側端面には、リミットスイッチＡ１５とリ
ミットスイッチＢ１６が並列配置されている。そして、
該ストライカ１４の上下によりリミットスイッチＡ１５
とリミットスイッチＢ１６がけられてスイッチがＯＮ状
態となり、図２に示すごとく、リミットスイッチＢ１６
がけられることでタイマＢ１８が入るようになってい
る。さらに、リミットスイッチＡ１５がけられることで
タイマＡ１７が入るようになっている。 【００１６】まず、タイマＡ１７が入ることによりソレ
ノイドＡ３０が励磁されるとともに、タイマＢ１８が入
ることによりソレノイドＢ３１が励磁されるようになっ
ている。なお、本発明ではガス抜き弁７０を用いて減圧
しながら、竪型スリーブ２０内の半溶融金属Ｍ１を射出
成形するようにしたが、これに限定せずに所定時間経過
後に電気的に弁３を閉じるようにしてもよい。 【００１７】なお、電気的に弁３を閉じるにも関わら
ず、射出物の慣性力により閉まる弁３を有するガス抜き
装置５０を使用するのは以下の理由による。すなわち、
射出速度がスクイズ鋳造法で使用する０．２ｍ／ｓ以内
であれば射出された半溶融金属Ｍ１の慣性力により弁３
が閉じられることはほとんどないが、射出速度がこれよ
りも速くなると金型キャビティ４１内の形状によっては
半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出することがあ
る。しかしその場合でも半溶融金属Ｍ１の慣性力により
半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出するのが防止さ
れる。 【００１８】以下に本実施例の作用について説明する。 【００１９】まず、図示していない射出開始スイッチを
ＯＮとする。そうすると、射出シリンダ１０が作動しプ
ランジャロッド１３が前進して、半溶融金属Ｍ１を金型
キャビティ４１内に鋳込む。プランジャロッド１３の前
進に伴い、これと一体のストライカ１４も前進してスト
ライカ１４とリミットスイッチＡ１５の接触が解かれて
リミットスイッチＡ１５がＯＮになるとタイマＡ１７が
カウントを開始して所定の時間後にソレノイドＡ３０に
通電されることにより、弁３が上昇してガス排気孔６を
閉じ、半溶融金属Ｍ１がガス排気孔６から噴出するのを
防止する。また、同様にプランジャロッド１３の前進に
伴い、これと一体のストライカ１４も前進してストライ
カ１４とリミットスイッチＢ１６との接触が解かれてリ
ミットスイッチ１６がＯＮになると、タイマＢ１８がカ
ウントを開始して所定の時間後にソレノイドＢ３１に通
電されることによりキャビテイ内のガスは配管３２を介
して真空ポンプ３３により強制的に排出される。 【００２０】図３に成形試験に使用したリング状金型８
０の図面を示す。図４は半溶融金属Ｍ１を竪型スリーブ
２０に挿入する状態を示す図である。本発明において
は、固相率が２０％〜７０％の半溶融金属Ｍ１を竪型ス
リーブ２０に挿入し、該竪型スリーブ２０と金型キャビ
ティ４１を有する金型４２とを結合した後、該金型キャ
ビティ４１からのガス抜き用の通路１の終端部に弁３を
備えた金型用ガス抜き装置５０を用いて減圧しながら高
圧成形する。固相率が２０％未満であると竪型スリーブ
２０とチップ１９との間隙から吸引された空気が半溶融
金属Ｍ１の中に入り込み成形した後の製品中に空気を巻
き込むことになり、液体金属を成形する時と同じように
良品が得られない。固相率が７０％以上であると上述の
ような空気の巻き込みはないが、成形そのものがうまく
できない。 【００２１】また、本発明でいう竪型スリーブ２０とは
鋳造機が据え付けられた床面に対して垂直もしくはそれ
に近い状態で成形用の金型４２にドッキングする様式の
ものをいい、竪型スリーブ４１の上昇方向と型締め方向
が平行（一般に竪型締という）もしくは直角（一般に横
型締という）の２種類がある。なお、横型スリーブにお
いては、スリーブ内の成形する金属が完全液体あるいは
半溶融金属のいずれであれ、スリーブ内の金属がスリー
ブ内面を全て充填することはできない。 【００２２】射出速度が速い場合、たとえば０．５ｍ／
ｓ以上では、該弁３に衝突する半溶融金属Ｍ１によって
確実に閉じることが可能であり、また逆に射出速度が遅
い場合、たとえば０．５ｍ／ｓ未満では弁開閉部材を弁
３の後部に設けて半溶融金属Ｍ１の衝突以外の外的指令
により弁開閉動作を行わせる。ここで外的指令による方
法は特に限定されるものではないが、チップ１９の上昇
開始からの所定時間経過後に電気的に弁を閉じるもの、
ガス抜き用通路壁面に衝突する際に発生する音波を検出
して所定以上のレベルの場合に電気的信号で弁を閉じる
もの、ガス抜き用通路の一部に設けられた溶湯検知セン
サーあるいは超音波センサーにより弁を閉じるものなど
がある。これにより、射出速度が速い場合でも、あるい
は射出速度が遅い場合においても金型キャビティ４１内
に空気を多く残した状態で成形することがなく完全な製
品が得られる。 【００２３】〔実施例〕 【００２４】 【表１】【００２５】表１に図３に示すリング状金型を使用し
て、種々の射出条件でＪＩＳＡＣ４ＣＨ合金を成形した
成形材の品質を示す。成形は図４に示すように半溶融金
属Ｍ１を竪型スリーブ２０に挿入し、その後スクイズタ
イプの射出装置６０を用いて成形を行った。成形条件
は、メタル圧力を１００ＭＰａとし、射出速度を０．１
ｍ／ｓから１．０ｍ／ｓの範囲で選択した。 【００２６】比較例５では、液相率が高いためにガス抜
き装置を使用して減圧することにより、竪型スリーブ２
０とチップ１９の間隙より空気が半溶融金属Ｍ１内に巻
き込まれることになる。比較例６では液相率が低いため
に湯が完全に合流しないために湯境を発生し、かつ外観
が良くない。比較例７ではガス抜き装置５０を使用して
減圧しても、比較例６と同様の結果を示す。比較例８、
比較例９および比較例１０では液相率は３０％、５０
％、７０％を示しているが、ガス抜き装置を使用して減
圧していないために、外観は良いが、湯の合流部におい
て湯境が発生している。比較例１１では液相率が高く、
湯境は発生していないが、収縮巣、偏析が発生し品質が
良くない。一方、発明例ではいずれも湯境も発生せず外
観、内部ともに優れた成形体が得られる。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係わる半溶融金属の成形方法では、固相率が２
０％〜７０％の半溶融金属を堅型スリーブ内に挿入し、
該スリーブとキャビティを有する金型とを結合した後、
該金型上部端部のガス抜き通路の途中に開閉自在な弁を
備えた金型用ガス抜き弁を用いて、固相率が高い場合は
射出速度を速くするとともに、固相率が低い場合は射出
速度を遅くし、射出速度が０．５ｍ／ｓ以上では、該弁
に衝突する半溶融金属によって閉じるようにし、逆に射
出速度が０．５ｍ／ｓ未満では、弁開閉部材を該弁の後
部に設けて半溶融金属の衝突以外の外的指令により弁開
閉動作を行わせて減圧しながら高圧成形することによ
り、空気巻き込み、湯境などのない微細な初晶が液相中
に分散した均一な組織を有する半溶融金属の成形体が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるガス抜き装置を示す説明図であ
る。 【図２】本発明に係わるガス抜き装置および排気装置を
用いて半溶融金属を成形することを示す説明図である。 【図３】本発明に係わる成形試験に用いたリング状金型
の正面図である。 【図４】竪型スリーブへの半溶融金属の挿入方法を示す
説明図である本発明に係わる半溶融金属を竪型スリーブ
に挿入する方法を示す説明図である。 【符号の説明】 １ ガス抜き用通路 ２ バイパス ３ 座 ４ ロッド ５ 弁座 ６ ガス排出孔 ７ 弁ガイド １０ 射出シリンダ １１ ピストンロッド １２ カップリング １３ プランジャロッド １４ ストライカ １５ リミットスイッチＡ １６ リミットスイッチＢ １７ タイマＡ １８ タイマＢ １９ チップ ２０ 竪型スリーブ ３０ ソレノイドＡ ３１ ソレノイドＢ ３２ 配管 ３３ 真空ポンプ ３４ エア源 ３５ 弁開閉シリンダ ４０ 金属容器 ４１ 金型キャビティ ４２ 金型 ４２Ａ 可動金型 ５０ ガス抜き装置 ５５ 排出装置 ６０ 射出装置 ７０ ガス抜き弁 ８０ リング状金型 １００ 半溶融金属成形装置 Ｍ１ 半溶融金属
る。 【図２】本発明に係わるガス抜き装置および排気装置を
用いて半溶融金属を成形することを示す説明図である。 【図３】本発明に係わる成形試験に用いたリング状金型
の正面図である。 【図４】竪型スリーブへの半溶融金属の挿入方法を示す
説明図である本発明に係わる半溶融金属を竪型スリーブ
に挿入する方法を示す説明図である。 【符号の説明】 １ ガス抜き用通路 ２ バイパス ３ 座 ４ ロッド ５ 弁座 ６ ガス排出孔 ７ 弁ガイド １０ 射出シリンダ １１ ピストンロッド １２ カップリング １３ プランジャロッド １４ ストライカ １５ リミットスイッチＡ １６ リミットスイッチＢ １７ タイマＡ １８ タイマＢ １９ チップ ２０ 竪型スリーブ ３０ ソレノイドＡ ３１ ソレノイドＢ ３２ 配管 ３３ 真空ポンプ ３４ エア源 ３５ 弁開閉シリンダ ４０ 金属容器 ４１ 金型キャビティ ４２ 金型 ４２Ａ 可動金型 ５０ ガス抜き装置 ５５ 排出装置 ６０ 射出装置 ７０ ガス抜き弁 ８０ リング状金型 １００ 半溶融金属成形装置 Ｍ１ 半溶融金属
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フロントページの続き
(72)発明者 上野 恒夫
山口県宇部市大字小串沖の山1980番地
宇部興産株式会社 宇部機械・エンジニ
アリング事業 所内
(56)参考文献 特開 平７−256421（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−279266（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−332558（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 17/00
B22D 17/14
B22D 17/22
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 固相率が２０％〜７０％の半溶融金属を
堅型スリーブ内に挿入し、該スリーブとキャビティを有
する金型とを結合した後、該金型上部端部のガス抜き通
路の途中に開閉自在な弁を備えた金型用ガス抜き弁を用
いて、固相率が高い場合は射出速度を速くするととも
に、固相率が低い場合は射出速度を遅くし、射出速度が
０．５ｍ／ｓ以上では、該弁に衝突する半溶融金属によ
って閉じるようにし、逆に射出速度が０．５ｍ／ｓ未満
では、弁開閉部材を該弁の後部に設けて半溶融金属の衝
突以外の外的指令により弁開閉動作を行わせて減圧しな
がら高圧成形することを特徴とする半溶融金属の成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15423098A JP3371810B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 半溶融金属の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15423098A JP3371810B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 半溶融金属の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347702A JPH11347702A (ja) | 1999-12-21 |
| JP3371810B2 true JP3371810B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=15579701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15423098A Expired - Fee Related JP3371810B2 (ja) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | 半溶融金属の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371810B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103273045A (zh) * | 2013-06-18 | 2013-09-04 | 邵宏 | 压气机壳流道的真空除气装备 |
-
1998
- 1998-06-03 JP JP15423098A patent/JP3371810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11347702A (ja) | 1999-12-21 |
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|---|---|---|---|
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