JP4043502B1 - Aluminum die-cast product and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 高い気密性を必要とする圧力容器等のアルミダイカスト製品において、圧力漏れやガス漏れ率を低減し、その歩留まりを向上させることができるアルミダイカスト製品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 他の部分より肉厚とされた肉厚部分４に、鋳抜きピン５により鋳抜き孔２Ａが成形されるアルミダイカスト製品において、鋳抜き孔２Ａの表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層２Ｂが、一定厚さ以上設けられる。
【選択図】 図２PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum die-cast product capable of reducing the pressure leak and gas leak rate and improving the yield in an aluminum die-cast product such as a pressure vessel that requires high airtightness, and a manufacturing method thereof. And
In an aluminum die-cast product in which a cast hole 2A is formed by a cast pin 5 in a thick part 4 thicker than other parts, a dendrite secondary arm interval is formed on the surface of the cast hole 2A. The chill layer 2B having a thickness of at least 5.5 μm or less is provided with a certain thickness or more.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、圧縮機ハウジングのように高い気密性を必要とする圧力容器等に用いて好適なアルミダイカスト製品およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an aluminum die cast product suitable for use in a pressure vessel or the like that requires high airtightness, such as a compressor housing, and a method for manufacturing the same.
アルミダイカスト製品では、ダイカスト成形時に、金型に射出された溶湯の凝固収縮に伴い凝固収縮空間が発生することが知られている。アルミ合金の場合、凝固時に約６％の体積収縮が生じる。この収縮空間が製品内部に内包されることにより引け巣が発生し、これが鋳造欠陥となる。引け巣は、鋳造部の肉厚が厚く、冷却速度が小さいほど、広範囲に広がる傾向がある。
一般に、ダイカスト製品は、金型に接触する面（鋳造表面）に近い部分の冷却速度が速いため、鋳造表面にチル層と呼ばれる欠陥の少ない領域が形成されるが、肉厚部の内部は冷却速度が遅いため、凝固収縮により発生する引け巣が形成される。この引け巣は、三次元的に広がりをもって形成される場合が多い。
In an aluminum die-cast product, it is known that a solidification / shrinkage space is generated along with the solidification / shrinkage of a molten metal injected into a mold during die-casting. In the case of an aluminum alloy, a volume shrinkage of about 6% occurs during solidification. A shrinkage cavity is generated by enclosing the shrinkage space inside the product, which becomes a casting defect. The shrinkage nests tend to spread over a wider range as the cast part is thicker and the cooling rate is lower.
In general, die casting products have a high cooling rate near the surface that contacts the mold (casting surface), so a region with few defects called a chill layer is formed on the casting surface, but the inside of the thick part is cooled. Since the speed is low, a shrinkage nest formed by coagulation shrinkage is formed. This shrinkage nest is often formed with a three-dimensional spread.
例えば、圧力容器の１つである圧縮機ハウジングの場合、ハウジングの他の部分よりも肉厚とした肉厚部分に、冷媒ガスを吸入あるいは吐出するためのポート孔およびこのポート孔に配管を接続するためのフィッテングを取り付けるネジ孔等が設けられる。これらのポート孔およびネジ孔は、通常、鋳抜きピンを用いてダイカスト鋳造される鋳抜き孔が下孔とされ、鋳造のままでは寸法精度がないため、一般に０．５ｍｍ程度の切削代を以て切削加工を施している。
この際、鋳造表面には欠陥がなく外観上は奇麗であっても、内部に上記のように引け巣欠陥が発生している場合があるため、引け巣欠陥のない領域の厚さが切削代よりも小さいと、切削加工した後の切削面に引け巣欠陥が露出され、この引け巣欠陥を介してハウジングの内外あるいはポート孔とネジ孔同士がつながってしまうおそれがある。これが圧力漏れや冷媒ガス漏れが生じる原因であり、製品としての歩留まり低下の大きな要因となっている。
For example, in the case of a compressor housing, which is one of the pressure vessels, a port hole for sucking or discharging refrigerant gas and a pipe connected to this port hole are made thicker than the other parts of the housing A screw hole or the like for attaching a fitting for carrying out is provided. These port holes and screw holes are usually die-casted by using a casting pin as a lower hole, and since there is no dimensional accuracy as cast, generally cutting with a cutting allowance of about 0.5 mm is performed. Has been processed.
At this time, even if the casting surface has no defects and the appearance is beautiful, there may be a shrinkage defect inside as described above, so the thickness of the region without the shrinkage defect is the cutting allowance. If it is smaller than that, the shrinkage defect is exposed on the cut surface after the cutting process, and there is a possibility that the inside and outside of the housing or the port hole and the screw hole are connected via the shrinkage defect. This is the cause of pressure leaks and refrigerant gas leaks, and is a major factor in reducing product yield.
一方、肉厚部分における引け巣欠陥の発生を抑える方法として、局部加圧法や局部冷却法等が知られており（例えば、特許文献１参照）、局部冷却を強化することによって、引け巣欠陥の発生を抑制できることも経験的に知られている。
また、鋳抜き孔をダイカスト鋳造する鋳抜きピンにおいて、鋳抜きピン本体の内部に冷却水パイプを遊嵌することにより冷却水通路を画成し、冷却水を流通させるようにした構成の鋳抜きピンが提案されており（例えば、特許文献２参照）、シリンダブロックに設けられるボルト孔の下孔を局部冷却して鋳造するようにしたものが例示されている。
On the other hand, as a method for suppressing the occurrence of shrinkage defect in the thick portion, a local pressurization method, a local cooling method, and the like are known (for example, see Patent Document 1). It is also empirically known that the occurrence can be suppressed.
In addition, in a die-casting pin for die-casting a die-casting hole, a die-casting with a configuration in which a cooling water passage is defined by loosely fitting a cooling water pipe inside the die casting pin body so that the cooling water is circulated. A pin has been proposed (see, for example, Patent Document 2), and an example is shown in which a pilot hole of a bolt hole provided in a cylinder block is locally cooled and cast.
上記のように、引け巣欠陥の発生を抑制するには、局部冷却の強化が有効であることが当業者において認識されているところである。
しかしながら、引け巣欠陥の発生を抑えるには、冷却を如何に強化すればよいのか、冷却の強化により引け巣欠陥のない領域がどの程度形成されるのか、冷却の強化と溶湯が凝固収縮時のデンドライト樹枝の発達との相関関係はどうなのか、あるいはデンドライト樹枝の発達を如何に制御すれば圧力漏れやガス漏れの原因となる引け巣欠陥が生じないのか等については、必ずしも明らかにされていないのが現状であり、圧縮機ハウジングのように高い気密性が要求される圧力容器等の製造に当り、圧力漏れやガス漏れ率を低減し、製品の歩留まりを向上させることができる技術の確立が待望されている。
As described above, it is recognized by those skilled in the art that enhanced local cooling is effective in suppressing the occurrence of shrinkage defects.
However, in order to suppress the occurrence of shrinkage defects, how should the cooling be strengthened, how much the area without shrinkage defects will be formed by the enhanced cooling, the strengthening of cooling and the molten metal at the time of solidification shrinkage It is not always clear what the correlation with the development of dendritic tree branches is, or how the dendrite tree branching causes pressure leaks and gas leaks. However, when manufacturing pressure vessels such as compressor housings that require high airtightness, the establishment of technology that can reduce pressure leaks and gas leak rates and improve product yield is awaited. Has been.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高い気密性を必要とする圧力容器等のアルミダイカスト製品において、圧力漏れやガス漏れ率を低減し、その歩留まりを向上させることができるアルミダイカスト製品およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in aluminum die-cast products such as pressure vessels that require high airtightness, the pressure leakage and gas leakage rate are reduced, and the yield is improved. An object of the present invention is to provide an aluminum die-cast product that can be manufactured and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために、本発明のアルミダイカスト製品およびその製造方法は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるアルミダイカスト製品は、他の部分より肉厚とされた肉厚部分に、鋳抜きピンにより鋳抜き孔が成形されるアルミダイカスト製品において、前記鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層が設けられることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the aluminum die cast product and the manufacturing method thereof according to the present invention employ the following means.
That is, an aluminum die cast product according to the present invention is an aluminum die cast product in which a cast hole is formed by a cast pin in a thick portion that is thicker than other portions. A dendrite is formed on the surface of the cast hole. A chill layer having a secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is provided.
本発明者らの実験によって、局部冷却を強化することにより、溶湯が凝固収縮時のデンドライトの発達を抑制し、そのデンドライト二次アーム間隔を少なくとも５．５μｍ以下にすれば、鋳造表面に圧力漏れやガス漏れの原因となる引け巣欠陥が発生しないチル層を形成できることが見出された。本発明では、鋳抜きピンにより鋳抜き孔が成形されるアルミダイカスト製品において、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層が設けられるので、該鋳抜き孔を下孔としても、引け巣欠陥がその表面に露出することがなく、鋳抜き孔を介しての圧力漏れやガス漏れの発生を確実に抑制することができる。従って、圧力容器等の製造に際し、その歩留まりを大幅に向上させることができる。
なお、デンドライト二次アーム間隔とは、隣り合うデンドライト二次アームの中心間の距離であり、デンドライト二次アームが連続して４つ以上並んでいる部分におけるデンドライト二次アーム間隔の平均値とする。具体的には、デンドライト二次アームが４つ以上並んでいる部分を選択し、デンドライト二次アーム間隔のｎ個（ｎは４以上）分の間隔ｌを測定し、ｌ／（ｎ−１）を求める。測定を３個所以上行い、その結果の相加平均をとったものである。
Through experiments by the present inventors, by strengthening local cooling, the molten metal suppresses the development of dendrite during solidification shrinkage, and if the dendrite secondary arm spacing is at least 5.5 μm or less, pressure leaks to the casting surface. It has been found that a chill layer can be formed in which no shrinkage defect causing gas leakage occurs. In the present invention, in an aluminum die cast product in which a cast hole is formed by a cast pin, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm is provided on the surface of the cast hole. Even if the hole is used as the lower hole, the shrinkage defect is not exposed on the surface, and the occurrence of pressure leakage and gas leakage through the core hole can be reliably suppressed. Therefore, when manufacturing a pressure vessel or the like, the yield can be greatly improved.
The dendrite secondary arm interval is a distance between the centers of adjacent dendrite secondary arms, and is an average value of the dendrite secondary arm intervals in a portion where four or more dendrite secondary arms are continuously arranged. . Specifically, a portion where four or more dendrite secondary arms are arranged is selected, and an interval l of n dendritic secondary arm intervals (n is 4 or more) is measured, and l / (n-1) Ask for. Three or more measurements were taken and the arithmetic average of the results was taken.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品は、上記のアルミダイカスト製品において、前記デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層の厚さが、予め設定される前記鋳抜き孔の切削加工代よりも大きくされることを特徴とする。 Furthermore, the aluminum die-cast product of the present invention is the above-mentioned aluminum die-cast product, wherein the thickness of the chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm is less than the preset machining cost of the punched hole. Is also made larger.
本発明によれば、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層の厚さが、予め設定される鋳抜き孔の切削加工代よりも大きくされるので、鋳抜き孔を下孔として切削加工しても、その加工面を引け巣欠陥が発生していないデンドライト二次アーム間隔が５．５μｍ以下のチル層の範囲内に納めることができる。従って、引け巣欠陥が切削加工面に露出することがなく、鋳抜き孔部から直接あるいはそれに隣接するネジ孔等を介して圧力漏れやガス漏れが発生するのを確実に抑制することができる。 According to the present invention, since the thickness of the chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is made larger than the preset machining allowance for the core hole, Even if the cutting process is performed, the processed surface can be accommodated in a chill layer in which the dendrite secondary arm interval in which no shrinkage defect has occurred is 5.5 μm or less. Therefore, the shrinkage cavity defect is not exposed to the cut surface, and it is possible to reliably suppress the occurrence of pressure leak or gas leak from the cast hole portion directly or through the screw hole adjacent thereto.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品は、上記のアルミダイカスト製品において、前記切削加工代による切削加工後に、前記デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層が残されることを特徴とする。 Furthermore, the aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned aluminum die-cast product, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is left after cutting by the cutting allowance.
本発明によれば、切削加工代による切削加工後に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層が残されるので、切削加工後の製品において、鋳抜き孔の表面に引け巣欠陥が発生していないチル層を残すことができる。従って、引け巣欠陥の切削加工面への露出を確実に防止し、鋳抜き孔部から直接あるいはそれに隣接するネジ孔等を介して圧力漏れやガス漏れが発生するのを確実に抑制することができる。 According to the present invention, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is left after cutting by the cutting allowance, so in the product after cutting, there is a shrinkage defect on the surface of the core hole. A non-generated chill layer can be left. Therefore, it is possible to reliably prevent the exposure of the shrinkage defect to the cut surface and to surely suppress the occurrence of pressure leak or gas leak from the cast hole portion directly or through the screw hole adjacent thereto. it can.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品は、上述のいずれかのアルミダイカスト製品において、前記デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層の厚さが、少なくとも０．５ｍｍ以上設けられることを特徴とする。 Furthermore, the aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in any one of the above-mentioned aluminum die-cast products, the thickness of the chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is provided at least 0.5 mm or more. And
本発明によれば、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層の厚さが、少なくとも０．５ｍｍ以上設けられるので、デンドライト二次アーム間隔が５．５μｍ以下のチル層の厚さを、一般に０．５ｍｍ以下に設定されるアルミダイカスト製品の切削加工代よりも大きくすることができる。これにより、切削加工後の鋳抜き孔の表面に確実に引け巣欠陥が発生していないチル層を残すことができる。従って、引け巣欠陥が切削加工面に露出することがなく、鋳抜き孔部から直接あるいはそれに隣接するネジ孔等を介して圧力漏れやガス漏れが発生するのを確実に抑制することができる。 According to the present invention, since the thickness of the chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is provided, the thickness of the chill layer having a dendrite secondary arm interval of 5.5 μm or less is provided. Can be made larger than the machining allowance of an aluminum die-cast product, which is generally set to 0.5 mm or less. Thereby, the chill layer in which the shrinkage defect is not generated can be surely left on the surface of the punched hole after the cutting process. Therefore, the shrinkage cavity defect is not exposed to the cut surface, and it is possible to reliably suppress the occurrence of pressure leak or gas leak from the cast hole portion directly or through the screw hole adjacent thereto.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品は、上述のいずれかのアルミダイカスト製品において、前記アルミダイカスト製品が、圧力容器であることを特徴とする。 Furthermore, the aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in any of the aluminum die-cast products described above, the aluminum die-cast product is a pressure vessel.
本発明によれば、アルミダイカスト製品が圧力容器であるので、鋳抜き孔から引け巣欠陥を介して内部流体漏れが生じることのない圧力容器とすることができる。従って、アルミダイカスト製圧力容器の製造に際し、その歩留まりを大幅に向上し、低コストで高品質の圧力容器を得ることができる。 According to the present invention, since the aluminum die-cast product is a pressure vessel, it can be a pressure vessel in which internal fluid leakage does not occur through a hollow defect from a cast hole. Therefore, when manufacturing a pressure vessel made of aluminum die casting, the yield can be greatly improved, and a high-quality pressure vessel can be obtained at low cost.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品は、上記のアルミダイカスト製品において、前記圧力容器が、圧縮機ハウジングであることを特徴とする。 Furthermore, the aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned aluminum die-cast product, the pressure vessel is a compressor housing.
本発明によれば、圧力容器が圧縮機のハウジングであるので、鋳抜き孔から引け巣欠陥を介して内部の冷媒ガスが漏洩することのない気密性の高い圧縮機ハウジングとすることができる。従って、アルミダイカスト製圧縮機ハウジングの製造に際し、その歩留まりを大幅に向上し、低コストで高品質の圧縮機ハウジングを得ることができる。 According to the present invention, since the pressure vessel is a compressor housing, it is possible to provide a highly airtight compressor housing in which the internal refrigerant gas does not leak from the core hole through the shrinkage defect. Therefore, when manufacturing the aluminum die-cast compressor housing, the yield can be greatly improved, and a high-quality compressor housing can be obtained at low cost.
また、本発明にかかるアルミダイカスト製品の製造方法は、他の部分より肉厚とされた肉厚部分に、鋳抜きピンにより鋳抜き孔が成形されるアルミダイカスト製品の製造方法において、前記鋳抜きピンに、冷却媒体を流通させ、前記鋳抜き孔を局部冷却することにより、該鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を一定厚さ以上形成することを特徴とする。 The method for producing an aluminum die-cast product according to the present invention is the method for producing an aluminum die-cast product, wherein a cast hole is formed by a cast pin in a thick portion that is thicker than other portions. A cooling medium is circulated through the pin, and the core hole is locally cooled, thereby forming a chill layer having a certain thickness of at least 5.5 μm or less on the surface of the core hole. It is characterized by.
本発明によれば、ダイカスト成形時に、鋳抜きピンに冷却媒体を流通させ、鋳抜きピンによる局部冷却能力を向上させることにより、溶湯が凝固収縮時の温度勾配を大きくすることができるため、デンドライトの発達を抑制し、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。従って、鋳抜き孔を下孔として用いても、引け巣欠陥がその表面に露出することがなく、鋳抜き孔を介しての圧力漏れやガス漏れの発生を確実に抑制することができるとともに、圧力容器等のアルミダイカスト製品の製造に際し、その歩留まりを大幅に向上させることができる。 According to the present invention, when the die casting is performed, the cooling medium is circulated through the core pin, and the local cooling ability by the core pin is improved, so that the temperature gradient at the time of solidification shrinkage of the molten metal can be increased. Development can be suppressed, and a chill layer having a dendrite secondary arm spacing of at least 5.5 μm or less can be reliably formed on the surface of the core hole. Therefore, even if the punched hole is used as the pilot hole, the shrinkage defect is not exposed on the surface, and the occurrence of pressure leak and gas leak through the punched hole can be reliably suppressed, When manufacturing aluminum die-cast products such as pressure vessels, the yield can be greatly improved.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミダイカスト製品の製造方法において、前記鋳抜きピンに、中空の鋳抜きピン本体内に中心パイプを挿入した二重管構造の鋳抜きピンを用い、その中心パイプから鋳抜きピン先端部に前記冷却媒体を供給し、前記中心パイプと前記ピン本体間の冷却媒体流路へと前記冷却媒体を流通させ、前記鋳抜き孔を局部冷却することを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing method of the aluminum die-cast product of the present invention is the above-described method of manufacturing an aluminum die-cast product, wherein the core pin is inserted into a hollow core body of the hollow core and the core pin has a double pipe structure. The cooling medium is supplied from the central pipe to the tip of the core pin, the cooling medium is circulated to the cooling medium flow path between the central pipe and the pin body, and the core hole is locally cooled. It is characterized by that.
本発明によれば、鋳抜きピンに、中空の鋳抜きピン本体内に中心パイプを挿入した二重管構造の鋳抜きピンを用い、その中心パイプから鋳抜きピン先端部に冷却媒体を供給し、中心パイプとピン本体間の冷却媒体流路へと冷却媒体を流通させるため、冷却媒体流路を全周にわたり均一に形成し、冷却媒体の流量を安定化させることができるとともに、鋳抜き孔を均一に局部冷却することができる。これにより、鋳抜き孔の表面に全周にわたり均一に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。従って、鋳造されるアルミダイカスト製品の品質を安定化させ、その歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, a casting pipe having a double pipe structure in which a center pipe is inserted into a hollow casting pin body is used as the casting pin, and a cooling medium is supplied from the center pipe to the tip of the casting pin. In order to distribute the cooling medium to the cooling medium flow path between the center pipe and the pin body, the cooling medium flow path can be formed uniformly over the entire circumference, the flow rate of the cooling medium can be stabilized, and the casting hole Can be uniformly cooled locally. As a result, a chill layer having a dendrite secondary arm spacing of at least 5.5 μm or less can be reliably formed on the surface of the cast hole uniformly over the entire circumference. Therefore, the quality of the cast aluminum die-cast product can be stabilized and the yield can be improved.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミダイカスト製品の製造方法において、前記冷却媒体が、１２ｃｃ／ｓ以上の流量で流通されることを特徴とする。 Furthermore, the method for manufacturing an aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in the method for manufacturing an aluminum die-cast product, the cooling medium is circulated at a flow rate of 12 cc / s or more.
本発明によれば、冷却媒体が、１２ｃｃ／ｓ以上の流量で流通されるので、溶湯が凝固収縮時の温度勾配を十分に大きくし、デンドライトの発達を抑制することにより、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。 According to the present invention, since the cooling medium is circulated at a flow rate of 12 cc / s or more, the molten metal sufficiently increases the temperature gradient at the time of solidification shrinkage, and suppresses the development of dendrites, so In addition, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less can be reliably formed to a certain thickness or more.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上記のアルミダイカスト製品の製造方法において、前記鋳抜きピンに、中空の鋳抜きピン本体内部にピン軸方向に沿う仕切り板を挿入した仕切り板構造の鋳抜きピンを用い、前記仕切り板で仕切られた一方の冷却媒体流路から前記冷却媒体を供給し、前記他方の冷却媒体流路へと前記冷却媒体を流通させ、前記鋳抜き孔を局部冷却することを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing method of the aluminum die-cast product of the present invention is the above-described manufacturing method of the aluminum die-cast product, in which the partition plate structure is formed by inserting a partition plate along the pin axial direction inside the hollow core pin body into the core pin. The cooling medium is supplied from one cooling medium flow path partitioned by the partition plate, the cooling medium is circulated to the other cooling medium flow path, and the casting hole is localized. It is characterized by cooling.
本発明によれば、鋳抜きピンに、中空の鋳抜きピン本体内部にピン軸方向に沿う仕切り板を挿入した仕切り板構造の鋳抜きピンを用い、仕切り板で仕切られた一方の冷却媒体流路から冷却媒体を供給し、他方の冷却媒体流路へと冷却媒体を流通させるため、冷却媒体流路を均一に形成し、冷却媒体の流量を安定化させることができるとともに、冷却能力を向上させることができる。これにより、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。従って、鋳造されるアルミダイカスト製品の品質を安定化させ、その歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, a casting pin having a partition plate structure in which a partition plate extending in the pin axial direction is inserted into a hollow casting pin main body is used as the casting pin, and one cooling medium flow partitioned by the partition plate is used. Since the cooling medium is supplied from the passage and circulates to the other cooling medium flow path, the cooling medium flow path can be formed uniformly, the cooling medium flow rate can be stabilized, and the cooling capacity can be improved. Can be made. As a result, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less can be reliably formed on the surface of the cast hole with a certain thickness or more. Therefore, the quality of the cast aluminum die-cast product can be stabilized and the yield can be improved.
さらに、本発明のアルミダイカスト製品の製造方法は、上述のいずれかのアルミダイカスト製品の製造方法において、前記冷却媒体を、溶湯の射出完了と同時またはその直前に流通開始させることを特徴とする。 Furthermore, the method for producing an aluminum die-cast product of the present invention is characterized in that, in any of the above-described methods for producing an aluminum die-cast product, the cooling medium is started to flow simultaneously with or just before the completion of the injection of the molten metal.
本発明によれば、冷却媒体を、溶湯の射出完了と同時またはその直前に流通開始させるので、金型が冷えすぎて湯流れ不良を起こす等、溶湯の射出に影響を及ぼすことがなく、しかも射出完了と同時に急速冷却することができる。これにより、溶湯が凝固収縮時の温度勾配を十分大きくし、デンドライトの発達を抑制することができる。従って、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。 According to the present invention, since the cooling medium is started to flow at the same time as or immediately before the completion of the injection of the molten metal, it does not affect the injection of the molten metal, such as causing the mold to be too cold and causing a defective flow of the molten metal. Rapid cooling is possible upon completion of injection. Thereby, a molten metal can fully enlarge the temperature gradient at the time of solidification shrinkage | contraction, and can suppress the development of a dendrite. Therefore, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less can be reliably formed on the surface of the cast hole with a certain thickness or more.
本発明のアルミダイカスト製品およびその製造方法によれば、鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を確実に一定厚さ以上形成することができる。このため、鋳抜き孔を下孔としても、引け巣欠陥がその表面に露出することがなく、鋳抜き孔を介しての圧力漏れやガス漏れの発生を確実に抑制することができる。また、圧力容器等の製造に際し、その歩留まりを大幅に向上させ、低コストで高品質のアルミダイカスト製品を製造することができる。 According to the aluminum die-cast product of the present invention and the manufacturing method thereof, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less can be reliably formed on the surface of the cast hole with a certain thickness or more. For this reason, even if the cast hole is a pilot hole, the shrinkage cavity defect is not exposed on the surface, and the occurrence of pressure leak and gas leak through the cast hole can be reliably suppressed. Moreover, when manufacturing a pressure vessel etc., the yield can be improved significantly and a high-quality aluminum die-cast product can be manufactured at low cost.
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかる圧縮機ハウジング１の斜視図が示され、図２には、図１のＹ−Ｙ矢視断面図が示されている。なお、本実施形態では、アルミダイカスト製品について、気密性を必要とする圧力容器の一種である圧縮機ハウジング１を例に説明するが、本発明のアルミダイカスト製品は、これに限定されるものではない。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a compressor housing 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. In the present embodiment, the aluminum die cast product will be described by taking the compressor housing 1 which is a kind of pressure vessel requiring airtightness as an example, but the aluminum die cast product of the present invention is not limited to this. Absent.
圧縮機ハウジング１は、圧縮機の外殻を構成するもので、その内部には、図示省略の圧縮機構が組み込まれる。この圧縮機構は、圧縮機ハウジング１の外部からポート孔２を経て吸い込まれた低圧の冷媒ガスを圧縮し、その高圧冷媒ガスを圧縮機ハウジング１に設けられている図示省略のポート孔を経て外部へと吐出するものである。圧縮機ハウジング１は、冷媒ガスが吸入、圧縮、吐出される間に、外部に漏洩されないように圧縮機構の外周を覆う密閉された圧縮機収容空間を形成するものであり、圧力容器として機能する。 The compressor housing 1 constitutes an outer shell of the compressor, and a compression mechanism (not shown) is incorporated therein. The compression mechanism compresses a low-pressure refrigerant gas sucked from the outside of the compressor housing 1 through the port hole 2 and externally passes the high-pressure refrigerant gas through a port hole (not shown) provided in the compressor housing 1. To be discharged. The compressor housing 1 forms a sealed compressor housing space that covers the outer periphery of the compression mechanism so that the refrigerant gas is not leaked to the outside while the refrigerant gas is sucked, compressed, and discharged, and functions as a pressure vessel. .
上記のポート孔２は、図２に示されるように、圧縮機ハウジング１を貫通するよう設けられるものであり、このポート孔２には、図示省略の冷媒配管が接続される。
ポート孔２は、圧縮機ハウジング１の外周部に他の部分よりも肉厚とされた肉厚部分４を設け、その肉厚部分４に冷媒配管接続用フィッテングを取り付けるネジ孔３と共に設けられるのが通常である。しかし、このネジ孔３は、必ず必要とするものではなく、なくてもよい。
上記圧縮機ハウジング１は、軽量化のためアルミ合金製とされ、ダイカスト鋳造によって製造される。また、ポート孔２およびネジ孔３は、下孔がダイカスト鋳造時に鋳抜きピンにより鋳抜き孔２Ａおよび３Ａとして成形され、ダイカスト鋳造後、所定寸法に切削加工して仕上げられる。
As shown in FIG. 2, the port hole 2 is provided so as to penetrate the compressor housing 1, and a refrigerant pipe (not shown) is connected to the port hole 2.
The port hole 2 is provided with a thickened portion 4 which is thicker than the other portions on the outer peripheral portion of the compressor housing 1, and the thickened portion 4 is provided with a screw hole 3 for attaching a refrigerant pipe connecting fitting. Is normal. However, the screw hole 3 is not necessarily required and may be omitted.
The compressor housing 1 is made of an aluminum alloy for weight reduction, and is manufactured by die casting. In addition, the port hole 2 and the screw hole 3 are formed as cast holes 2A and 3A with cast pins at the time of die casting, and are finished by cutting to a predetermined dimension after die casting.
図３に、ポート孔２およびネジ孔３のための鋳抜き孔２Ａおよび３Ａを、鋳抜きピン５および６によりダイカスト鋳造する状態の概略断面図が示されている。固定金型７および可動金型８により、鋳抜き孔２Ａおよび３Ａを成形する肉厚部分４の成形空間９が形成される。この成形空間９に対して鋳抜き孔２Ａおよび３Ａを成形する鋳抜きピン５および６が固定金型７側から突出配置される。ダイカスト鋳造時、上記成形空間９に溶湯を充填することによって、鋳抜きピン５および６によりポート孔２およびネジ孔３の下孔となる鋳抜き孔２Ａおよび３Ａが成形される。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the die holes 2A and 3A for the port hole 2 and the screw hole 3 are die cast by the die pins 5 and 6. The fixed mold 7 and the movable mold 8 form a molding space 9 of the thick portion 4 for molding the punched holes 2A and 3A. Casting pins 5 and 6 for forming the casting holes 2A and 3A in the molding space 9 are arranged so as to protrude from the fixed mold 7 side. At the time of die casting, the molding space 9 is filled with the molten metal, whereby the core holes 2A and 3A which are the lower holes of the port hole 2 and the screw hole 3 are formed by the core pins 5 and 6.
ポート孔２およびネジ孔３が設けられる肉厚部分４は、他の部分よりも肉厚とされており、ダイカスト鋳造時に、溶湯の凝固収縮に伴って凝固収縮空間が発生し、内部に引け巣欠陥が生じ易い。上記のように鋳抜きピン５および６により成形された鋳抜き孔２Ａおよび３Ａを、ポート孔２およびネジ孔３に仕上げるため、その鋳造表面のチル層２Ｂを切削すると、引け巣欠陥が切削面に露出することがあり、この引け巣欠陥を介して圧縮機ハウジング１の内外、あるいはポート孔２およびネジ孔３同士が繋がってしまうことがある。これが圧縮機ハウジング１内の圧力や冷媒ガスが外部に漏洩する原因であることは、既述の通りである。 The thick portion 4 provided with the port hole 2 and the screw hole 3 is thicker than the other portions, and a solidification shrinkage space is generated along with the solidification shrinkage of the molten metal during die casting, and the shrinkage nest is formed inside. Defects are likely to occur. In order to finish the casting holes 2A and 3A formed by the casting pins 5 and 6 as described above into the port holes 2 and the screw holes 3, when the chill layer 2B on the casting surface is cut, the shrinkage defect becomes a cutting surface. In some cases, the inside and outside of the compressor housing 1 or the port hole 2 and the screw hole 3 may be connected to each other through the shrinkage defect. As described above, this is the cause of the pressure in the compressor housing 1 and the refrigerant gas leaking to the outside.
この圧力や冷媒ガスの漏洩を防止するには、鋳造表面に引け巣欠陥が発生していないチル層２Ｂを一定厚さ以上形成し、所定の切削加工代により切削加工しても、その切削面に引け巣欠陥が露出されないようにすることである。さらに、引け巣欠陥が発生していないチル層２Ｂを切削加工代以上の厚さに形成するには、鋳抜きピンにより鋳抜き孔を局部冷却することが有効と考えられる。上記鋳抜きピン５および６のうち、ネジ孔３用の鋳抜きピン６は、ピン自体が細く、内部に冷却媒体の流路を設けることが困難なため、ポート孔２を成形する比較的太い鋳抜きピン５の内部に、冷却媒体（水）を流す流路を設け、鋳抜きピン５による局部冷却能力を強化して、引け巣欠陥が発生しない領域（チル層２Ｂ）を厚くできるようにする。 In order to prevent leakage of this pressure and refrigerant gas, even if the chill layer 2B having no shrinkage defect is formed on the casting surface with a certain thickness or more and cutting is performed with a predetermined cutting allowance, It is to prevent the shrinkage defect from being exposed. Furthermore, in order to form the chill layer 2B in which no shrinkage defect has occurred to a thickness equal to or greater than the machining allowance, it is considered effective to locally cool the cast hole with a cast pin. Of the above-described cast pins 5 and 6, the cast pin 6 for the screw hole 3 is thin and the port itself 2 is relatively thick so that it is difficult to provide a cooling medium flow path inside. A flow path through which the cooling medium (water) flows is provided inside the core pin 5 to enhance the local cooling ability by the core pin 5 so that a region where the shrinkage defect does not occur (chill layer 2B) can be thickened. To do.
図４に、内部に冷却媒体（水）の流路を設けた鋳抜きピン５の構成が示されている。鋳抜きピン５は、中空とされたピン本体５Ａと、ピン本体５Ａの上部にネジ５Ｂを介して連結されたホルダ５Ｃと、ホルダ５Ｃの端部にねじ込まれたプラグ５Ｄと、ホルダ５Ｃ内の上下仕切部に一端が保持され、他端が中空のピン本体５Ａ内部の先端部で開口された中心パイプ５Ｅと、中空のピン本体５Ａと中心パイプ５Ｅとの間に形成され、冷却媒体（水）が流通される冷却媒体流路５Ｆと、ホルダ５Ｃ内の上部空間に接続された冷却媒体供給管５Ｇと、ホルダ５Ｃ内の下部空間に接続された冷却媒体排出管５Ｈと、から構成された二重管構造の鋳抜きピン５とされている。この鋳抜きピン５には、送水装置１０から冷却媒体供給管５Ｇおよび冷却媒体排出管５Ｈを介して冷却媒体（水）が設定された流量で流通可能とされている。 FIG. 4 shows a configuration of the core pin 5 in which a cooling medium (water) flow path is provided. The cast pin 5 includes a hollow pin body 5A, a holder 5C connected to the upper portion of the pin body 5A via a screw 5B, a plug 5D screwed into an end of the holder 5C, and a holder 5C. One end is held by the upper and lower partition parts, and the other end is formed between the center pipe 5E opened at the tip of the hollow pin body 5A and the hollow pin body 5A and the center pipe 5E. ) Is circulated, a cooling medium supply pipe 5G connected to the upper space in the holder 5C, and a cooling medium discharge pipe 5H connected to the lower space in the holder 5C. The cast pin 5 has a double pipe structure. A cooling medium (water) can be circulated from the water feeding device 10 to the casting pin 5 through a cooling medium supply pipe 5G and a cooling medium discharge pipe 5H at a set flow rate.
なお、上記鋳抜きピン５は、図５に示された鋳抜きピン５０によって代替可能である。この鋳抜きピン５０は、鋳抜きピン５の中心パイプ５Ｅを仕切り板５０Ｅに代え、仕切り板５０により仕切られた一方の流路を冷却媒体供給側流路５０Ｉ、他方の流路を冷却媒体排出側流路５０Ｊとした仕切り板構造の鋳抜きピンであり、他の構成は鋳抜きピン５と同様につき、同じ符号を付し説明は省略する。 The core pin 5 can be replaced by the core pin 50 shown in FIG. In the cast pin 50, the central pipe 5E of the cast pin 5 is replaced with a partition plate 50E, one flow path partitioned by the partition plate 50 is used as a cooling medium supply side flow path 50I, and the other flow path is discharged as a cooling medium. This is a casting pin having a partition plate structure as the side flow path 50J, and the other components are the same as those of the casting pin 5 and are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
つぎに、上記鋳抜きピン５または５０を用いて、ポート孔２の下孔となる鋳抜き孔２Ａの表面に、引け巣欠陥が発生していない一定厚さ以上のチル層２Ｂを形成する方法および該チル層２Ｂを備えた圧縮機ハウジング１の構成について説明する。まず、図６および図７に示す、溶湯が凝固収縮時のデンドライト樹枝の成長と温度勾配との関係を説明する。
図６および図７に示すように、溶湯の凝固は、固相側から伸びるデンドライト樹枝２０間に、凝固に伴う体積収縮を補うように液相側から溶湯が補給されながら進行する。凝固収縮空間（引け巣）を発生させないようにするには、デンドライト樹枝２０間に十分に溶湯を補給する必要があり、そのためにはデンドライト樹枝２０の発達を抑制することが重要となる。つまり、デンドライト樹枝２０が発達すると、その間に溶湯を十分に補給することができなくなり、引け巣となる凝固収縮空間Ｘ（図６参照）が発生してしまう。
Next, a method for forming a chill layer 2B having a certain thickness or more on which no shrinkage defect is generated on the surface of the cast hole 2A serving as the lower hole of the port hole 2 using the cast pin 5 or 50. And the structure of the compressor housing 1 provided with this chill layer 2B is demonstrated. First, the relationship between the growth of the dendritic tree and the temperature gradient when the molten metal is solidified and contracted as shown in FIGS. 6 and 7 will be described.
As shown in FIGS. 6 and 7, the solidification of the molten metal proceeds between the dendritic branches 20 extending from the solid phase side while the molten metal is replenished from the liquid phase side so as to compensate for the volume shrinkage accompanying solidification. In order not to generate the coagulation contraction space (shrinkage nest), it is necessary to sufficiently supply molten metal between the dendritic tree branches 20. For this purpose, it is important to suppress the development of the dendrite tree 20. That is, when the dendrite tree branch 20 develops, the molten metal cannot be sufficiently supplied during that time, and a coagulation shrinkage space X (see FIG. 6) that becomes a shrinkage nest occurs.
デンドライト樹枝２０の発達は、金型側の冷却能を向上させ、温度勾配Ｇを大きくすることによって抑制することができる。温度勾配Ｇは、次式で表すことができる。
Ｇ＝（ＴＬ−ＴＳ）／Ｌ
上記式において、ＴＬは液相線温度、ＴＳは固相線温度、Ｌはデンドライト樹枝２０の長さである。
温度勾配Ｇが小さいと（図６の場合）、デンドライト樹枝２０が発達し、その長さＬがＬ１と長くなる。一方、温度勾配Ｇを大きくすることによって（図７の場合）、デンドライト樹枝２０の発達が抑制され、その長さＬをＬ２と短くすることができる（Ｌ１＞Ｌ２）。
The development of the dendrite tree branch 20 can be suppressed by improving the cooling ability on the mold side and increasing the temperature gradient G. The temperature gradient G can be expressed by the following equation.
G = (T L −T S ) / L
In the above formula, T L is the liquidus temperature, T S is the solidus temperature, and L is the length of the dendrite tree 20.
When the temperature gradient G is small (in the case of FIG. 6), the dendrite branch 20 develops and its length L becomes as long as L1. On the other hand, by increasing the temperature gradient G (in the case of FIG. 7), the development of the dendrite tree branch 20 is suppressed, and the length L can be shortened to L2 (L1> L2).
また、温度勾配Ｇを大きくすることによって、デンドライト二次アーム２１の間隔（デンドライト・アーム・スペーシング（以下「ＤＡＳ」という。））を小さくすることができる。このＤＡＳは、図８に示すように、凝固完了後、光学顕微鏡を用いて容易に確認することができる。ＤＡＳとは、隣り合うデンドライト二次アームの中心間の距離であり、デンドライト二次アームが連続して４つ以上並んでいる部分におけるデンドライト二次アーム間隔の平均値とする。具体的には、デンドライト二次アームが４つ以上並んでいる部分を選択し、デンドライト二次アーム間隔のｎ個（ｎは４以上）分の間隔ｌを測定し、ｌ／（ｎ−１）を求める。測定を３個所以上行い、その結果の相加平均をとったものである。 Further, by increasing the temperature gradient G, the distance between the dendritic secondary arms 21 (dendritic arm spacing (hereinafter referred to as “DAS”)) can be reduced. As shown in FIG. 8, this DAS can be easily confirmed using an optical microscope after completion of solidification. DAS is the distance between the centers of adjacent dendrite secondary arms, and is the average value of the dendrite secondary arm spacing in a portion where four or more dendrite secondary arms are arranged side by side. Specifically, a portion where four or more dendrite secondary arms are arranged is selected, and an interval l corresponding to n (n is 4 or more) dendrite secondary arm intervals is measured, and l / (n−1) Ask for. Three or more measurements were taken and the arithmetic average of the results was taken.
上記の温度勾配Ｇは、金型側の冷却能を高めるほど大きくできる。従って、金型を冷却する冷却媒体の流量を増やして金型の冷却速度を高め、凝固時のデンドライト樹枝２０の発達を抑制すれば、ＤＡＳを小さくすることができ、引け巣の発生していない領域（チル層２Ｂ）の厚さを厚くすることができると考えられる。そこで、以下の実験を行った。 The temperature gradient G can be increased as the cooling ability on the mold side is increased. Therefore, if the flow rate of the cooling medium for cooling the mold is increased to increase the cooling rate of the mold and the development of the dendritic tree 20 during solidification is suppressed, the DAS can be reduced and no shrinkage is generated. It is considered that the thickness of the region (chill layer 2B) can be increased. Therefore, the following experiment was conducted.
実験は、図４に示した鋳抜きピン５を用い、冷却媒体（水）の流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）を変えながら、ポート孔２およびネジ孔３のための鋳抜き孔２Ａおよび３Ａを、鋳抜きピン５および６によりダイカスト鋳造し（図３参照）、鋳肌面（鋳造表面）から所定深さ位置のＤＡＳ（μｍ）をリニアインターセプト法によって測定するとともに、引け巣欠陥のない領域（チル層２Ｂ）の厚さｔ（ｍｍ）を測定した。測定結果は、図９に示す通りである。
なお、上記における鋳造条件は、溶湯温度が６６５℃、金型温度が２００℃、射出速度は低速が０．２ｍ／ｓ、高速が２．３ｍ／ｓである。この鋳造条件は、アルミダイカスト製ハウジング１の一般的成形条件である、溶湯温度６４０℃〜６９０℃、金型温度１５０℃〜３００℃と同等である。また、冷却媒体（水）を流す条件は、射出完了と同時に冷却媒体（水）の流通を開始し、流通時間を３秒間とした。
In the experiment, the core holes 2A and 3A for the port hole 2 and the screw hole 3 were changed while changing the flow rate V (cc / s) of the cooling medium (water) using the core pin 5 shown in FIG. Die casting is performed with the core pins 5 and 6 (see FIG. 3), the DAS (μm) at a predetermined depth position from the casting surface (casting surface) is measured by the linear intercept method, and the area without the shrinkage defect (chill) The thickness t (mm) of layer 2B) was measured. The measurement results are as shown in FIG.
The casting conditions are as follows: the molten metal temperature is 665 ° C., the mold temperature is 200 ° C., the injection speed is 0.2 m / s for the low speed, and 2.3 m / s for the high speed. This casting condition is equivalent to a melt molding temperature of 640 ° C. to 690 ° C. and a mold temperature of 150 ° C. to 300 ° C., which are general molding conditions of the aluminum die-cast housing 1. The cooling medium (water) was flowed under the condition that the cooling medium (water) started to flow as soon as the injection was completed, and the flow time was 3 seconds.
上記の実験結果を分析し、図１０に、冷却媒体（水）の流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）と引け巣欠陥のない領域の厚さｔ（ｍｍ）との関係をグラフ化して表示した。図１０に示す太い実線は、各冷却水流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）での引け巣なし領域の厚さｔ（ｍｍ）の最小値を接続したもので、この結果からも、鋳抜きピン５に流す冷却水流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）を増やし、鋳抜きピン５による冷却能を高め、凝固時の温度勾配Ｇを大きくすることにより、引け巣なし領域の厚さｔ（ｍｍ）を大きくできることが明らかとなった。特に、冷却水流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）を１２．０ｃｃ／ｓ以上とすることにより、引け巣なし領域の厚さｔ（ｍｍ）を０．８（ｍｍ）以上にできることが確認された。 The above experimental results were analyzed, and the relationship between the flow rate V (cc / s) of the cooling medium (water) and the thickness t (mm) of the region having no shrinkage defect was displayed in FIG. The thick solid line shown in FIG. 10 is connected to the minimum value of the thickness t (mm) of the shrinkage-free area at each cooling water flow rate V (cc / s). The thickness t (mm) of the shrinkage-free region can be increased by increasing the flowing cooling water flow rate V (cc / s), increasing the cooling ability by the cored pin 5, and increasing the temperature gradient G during solidification. It became clear. In particular, it was confirmed that the thickness t (mm) of the region without shrinkage can be increased to 0.8 (mm) or more by setting the cooling water flow rate V (cc / s) to 12.0 cc / s or more.
また、図１１に、引け巣が認められる鋳肌面（鋳造表面）からの深さｄ（ｍｍ）とＤＡＳ（μｍ）との関係をグラフ化して表示した。図１１に示す太い実線の領域は、破線で示した各冷却水流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）のときの成形品において、各々引け巣が認められる鋳肌面（鋳造表面）からの深さｄ（ｍｍ）、すなわち引け巣なし領域の厚さが最小値（ｔｍｉｎ）となる領域を示しており、この領域を引け巣が認められるＤＡＳの閾値（５．５〜６．９μｍ）とすることができ、引け巣が発生しないＤＡＳの条件は、５．５μｍ以下であることが明らかにされた。 In addition, FIG. 11 is a graph showing the relationship between the depth d (mm) from the casting surface (casting surface) where shrinkage cavities are observed and DAS (μm). The thick solid line region shown in FIG. 11 indicates the depth d (from the casting surface (casting surface) where shrinkage cavities are observed in the molded product at each cooling water flow rate V (cc / s) indicated by the broken line. mm), that is, a region where the thickness of the region without a shrinkage nest is a minimum value (t min ), and this region is set as a DAS threshold (5.5 to 6.9 μm) at which a shrinkage nest is recognized. It was clarified that the condition of DAS in which no shrinkage occurs was 5.5 μm or less.
以上から、溶湯が凝固収縮時のデンドライトの発達を抑制し、ＤＡＳ（デンドライト二次アーム間隔）を少なくとも５．５μｍ以下にすれば、圧縮機ハウジング１において、圧力漏れやガス漏れの原因となる引け巣欠陥が発生していないチル層２Ｂ（図２参照）を一定厚さ以上形成できることが理解される。 From the above, if the molten metal suppresses the development of dendrite during solidification shrinkage and the DAS (dendrite secondary arm interval) is at least 5.5 μm or less, it will cause pressure leakage and gas leakage in the compressor housing 1. It is understood that the chill layer 2B (see FIG. 2) in which no nest defect has occurred can be formed to a certain thickness or more.
本実施形態では、鋳抜きピン５によって鋳造されるポート孔２用の鋳抜き孔２Ａの表面に、ＤＡＳが５．５μｍ以下のチル層２Ｂを、ダイカスト鋳造後に切削加工するときの加工代よりも厚く形成した。つまり、切削加工代を通常の０．５ｍｍとした場合、ＤＡＳが５．５μｍ以下のチル層２Ｂを、０．５ｍｍ以上の厚さに形成し、切削加工後その切削面に、ＤＡＳが５．５μｍ以下のチル層２Ｂが残される構成としている。 In this embodiment, the chill layer 2B having a DAS of 5.5 μm or less on the surface of the port hole 2A for the port hole 2 cast by the core pin 5 is more than the machining allowance when cutting after die casting. It was formed thick. That is, when the machining allowance is set to a normal 0.5 mm, the chill layer 2B having a DAS of 5.5 μm or less is formed to a thickness of 0.5 mm or more. The chill layer 2B of 5 μm or less is left.
これにより、鋳抜き孔２Ａを下孔として用い、通常の切削代により切削加工しても、引け巣欠陥がその切削面に露出することがなく、鋳抜き孔２Ａを介しての圧力漏れやガス漏れの発生を確実に防止することができる。従って、圧縮機ハウジング１の製造に際し、その歩留まりを大幅に向上させ、低コストで高品質の圧縮機ハウジング１を製造することができる。
特に、鋳抜きピン５に流す冷却媒体（水）の流量Ｖ（ｃｃ／ｓ）を、１２．０ｃｃ／ｓ以上とすることによって、ＤＡＳが５．５μｍ以下の引け巣なし領域の厚さｔ（ｍｍ）を０．８（ｍｍ）以上にすることができ、圧力漏れやガス漏れの発生を確実に解消することができる。
As a result, even if the core hole 2A is used as a lower hole and cutting is performed with a normal cutting allowance, the shrinkage cavity defect is not exposed to the cutting surface, and pressure leakage and gas through the core hole 2A are prevented. The occurrence of leakage can be reliably prevented. Accordingly, when the compressor housing 1 is manufactured, the yield can be significantly improved, and the high-quality compressor housing 1 can be manufactured at a low cost.
Particularly, by setting the flow rate V (cc / s) of the cooling medium (water) flowing through the core pin 5 to 12.0 cc / s or more, the thickness t ( mm) can be made 0.8 (mm) or more, and the occurrence of pressure leakage and gas leakage can be reliably eliminated.
なお、上記実施形態では、ダイカスト鋳造時、鋳抜きピン５，５０に対して、溶湯の射出完了と同時に、冷却媒体を流通開始されているが、必ずしも同時である必要はなく、溶湯の射出完了直前、例えば射出完了の１秒程度前から冷却媒体を流通させるようにしてもよい。要するに、冷却媒体を流しっ放し、あるいは余り早い時期から冷却媒体を流通させると、金型が冷えすぎて、溶湯充填中にその一部が凝固開始し、湯流れ不良を起す等、溶湯の射出に影響を及ぼすので、かかる影響を及ぼさない範囲であれば、射出完了前に冷却媒体を流通させるようにしてもよい。
また、上記の実施形態は、本発明を圧縮機ハウジング１に適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、他の圧力容器やエンジンのアルミシリンダブロック、トランスミッションケース等をはじめとする広範なアルミダイカスト製品に適用できることは勿論であり、この場合も内部に封入されている流体の漏れを確実に解消することができる。
In the above-described embodiment, at the time of die casting, the cooling medium is started to flow simultaneously with the completion of the injection of the molten metal to the casting pins 5 and 50. However, the injection of the molten metal is not necessarily required at the same time. The cooling medium may be circulated immediately before, for example, about 1 second before the completion of injection. In short, if the cooling medium is allowed to flow away, or if the cooling medium is circulated from an earlier stage, the mold will become too cold and a part of it will start to solidify during the filling of the molten metal, resulting in poor molten metal flow. Therefore, the cooling medium may be circulated before the completion of injection as long as the influence is not exerted.
Moreover, although said embodiment demonstrated the example which applied this invention to the compressor housing 1, this invention is not limited to this, Other pressure vessels, engine aluminum cylinder blocks, transmission cases As a matter of course, the present invention can be applied to a wide range of aluminum die-cast products including the above, and also in this case, the leakage of the fluid sealed inside can be surely solved.
１ 圧縮機ハウジング
２ ポート孔
２Ａ 鋳抜き孔
２Ｂ チル層
４ 肉厚部分
５，５０ 鋳抜きピン
５Ａ ピン本体
５Ｅ 中心ピン
５Ｆ，５０Ｉ，５０Ｊ 冷却媒体流路
５０Ｅ 仕切り板
２０ デンドライト樹枝
２１ デンドライト二次アーム
ＤＡＳ デンドライト二次アーム間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor housing 2 Port hole 2A Cast-out hole 2B Chill layer 4 Thick part 5,50 Cast-out pin 5A Pin main body 5E Center pin 5F, 50I, 50J Cooling medium flow path 50E Partition plate 20 Dendrite branch 21 Dendrite secondary arm DAS Dendrite secondary arm spacing
Claims (11)
前記鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層が設けられることを特徴とするアルミダイカスト製品。 In the aluminum die-cast product in which the cast hole is formed by the cast pin in the thick part which is made thicker than other parts,
An aluminum die cast product, wherein a surface of the cast hole is provided with a chill layer having a dendrite secondary arm spacing of at least 5.5 μm or less.
前記鋳抜きピンに、冷却媒体を流通させ、前記鋳抜き孔を局部冷却することにより、該鋳抜き孔の表面に、デンドライト二次アーム間隔が少なくとも５．５μｍ以下のチル層を一定厚さ以上形成することを特徴とするアルミダイカスト製品の製造方法。 In the method of manufacturing an aluminum die cast product in which a cast hole is formed by a cast pin in a thick part which is thicker than other parts,
By passing a cooling medium through the core pin and locally cooling the core hole, a chill layer having a dendrite secondary arm interval of at least 5.5 μm or less is formed on the surface of the core hole with a certain thickness or more. A method for producing an aluminum die-cast product, characterized in that it is formed.
The method for manufacturing an aluminum die-cast product according to any one of claims 7 to 10, wherein the cooling medium is started to flow simultaneously with the completion of the injection of the molten metal or immediately before the completion.
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