JP4265338B2 - Mold for forming semi-molten metal - Google Patents
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Description
本発明は半溶融金属の成形用金型に係り、特に、凝固物をキャビティ内に浸入させないよう、ランナー部とは別の空間部に凝固物をトラップするようにした半溶融金属の成形用金型に関するものである。 The present invention relates to a mold for molding a semi-molten metal, and in particular, a mold for molding a semi-molten metal in which the solid is trapped in a space different from the runner so that the solid does not enter the cavity. It relates to types.
従来は、特許第3246363号公報に記載のように、微細化剤を添加した液相線温度に対する過熱度が50℃未満のアルミニウム合金溶湯を、冷却治具を使用することなく直接保持容器内に注湯し、該合金の75%未満の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ30秒〜30分間保持した後、微細な球状の初晶を多数発生させることにより、簡便容易に、微細な初晶を有する半溶融金属を得て、加圧成形できることが知られている。 Conventionally, as described in Japanese Patent No. 3246363, a molten aluminum alloy having a superheat degree of less than 50 ° C. with respect to the liquidus temperature to which a micronizing agent is added is directly placed in a holding container without using a cooling jig. After pouring and holding for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a forming temperature showing a liquid phase ratio of less than 75% of the alloy, a large number of fine spherical primary crystals are generated, thereby easily and finely It is known that a semi-molten metal having primary crystals can be obtained and pressure-molded.
しかしながら、半溶融金属が持つ潜熱量が少ないために、射出スリーブ内へ半溶融金属を供給した際に、射出スリーブ内壁面に接触した半溶融金属の表層部分は急激に冷却され、いわゆる凝固層を形成しやすい。このような凝固層が製品中に混入すると、周囲の健全な半溶融金属部分と完全に融合することができず、湯境と同様の欠陥を生じることとなる。 However, since the amount of latent heat possessed by the semi-molten metal is small, when the semi-molten metal is supplied into the injection sleeve, the surface layer portion of the semi-molten metal that contacts the inner wall surface of the injection sleeve is rapidly cooled, and a so-called solidified layer is formed. Easy to form. When such a solidified layer is mixed in the product, it cannot be completely fused with the surrounding healthy semi-molten metal portion, and the same defect as the hot water boundary is generated.
このような凝固物をトラップするために、半溶融金属をキャビティ部に充填する前に射出スリーブの射出端面に、着脱自在な射出スリーブのスリーブ内径よりも小径の酸化膜トラップ部材を装着して凝固物を捕獲するようにしたものがある。
(例えば、特許文献1参照)
In order to trap such solidified matter, an oxide film trap member having a diameter smaller than the inner diameter of the removable sleeve is attached to the injection end face of the injection sleeve before the semi-molten metal is filled into the cavity. There are things that let you capture things.
(For example, see Patent Document 1)
ところが、特開2000−15429号に記載されている酸化膜トラップ部材は、半溶融金属を射出した後両金型を開放してキャビティ部から成形体を取り出す際、ビスケット部と一緒に取り出されることから、半溶融金属を用いて成形体を得ようとするとショット毎に酸化膜トラップ部材をセットしなければならず、工業的な連続運転の障害になっていた。 However, the oxide film trap member described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-15429 is taken out together with the biscuits when the mold is taken out from the cavity by opening both molds after injecting the semi-molten metal. Therefore, when trying to obtain a molded body using semi-molten metal, an oxide film trap member must be set for each shot, which has been an obstacle to industrial continuous operation.
本発明は、上述の凝固層発生の問題点に着目し、複雑な機構を用いることなく、簡便な構造により半溶融金属の射出スリーブ内で発生する凝固層の製品中への混入を防止する半溶融金属の成形用金型を提供することを目的にしたものである。 The present invention pays attention to the above-mentioned problems of solidified layer generation, and prevents the mixing of the solidified layer generated in the injection sleeve of the semi-molten metal into the product with a simple structure without using a complicated mechanism. The object is to provide a mold for forming molten metal.
このような問題を解決するために、本発明に係る第1の発明では、可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなし可動金型と固定金型の一部から形成される凝固物トラップ溝と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成した。
In order to solve such a problem, in the first invention according to the present invention, a cavity part formed between a movable mold and a fixed mold, and a horizontal casting type in which semi-molten metal is injected and filled into the cavity part. An injection sleeve, a biscuit part located in the fixed mold, a projecting part that constitutes a part of the movable mold and extends in the direction of the biscuit part, and a lower part of the movable mold. space and, the biscuit section the lower portion side of the projecting portion and the space portion and the movable mold Shi name a recessed groove connecting to trap the coagulum formed on the surface layer of the molten metal reservoir And a coagulum trap groove formed from a part of the fixed mold , and a notch arc opening that is located on the biscuit side of the coagulum trap groove and guides the coagulum to the coagulum trap groove.
第2の発明では、可動金型と固定金型間で形成されるキャビティ部と、半溶融金属を該キャビティ部に射出充填する横鋳込み式射出スリーブと、該固定金型内に位置するビスケット部と、該可動金型の一部を構成しかつ該ビスケット部の方向に延在する突設部と、該可動金型の下部域に半溶融金属の表面層に生成した凝固物をトラップし貯留するための空間部と、該突設部の下方部側に該ビスケット部と該空間部とを結ぶ凹部状の溝をなし可動金型と固定金型の一部から形成される凝固物トラップ溝と、該突設部の先端部から該突設部の下面と面一に固設されて該ビスケット部の方向に延在する欠円弧部と、該凝固物トラップ溝の該ビスケット部側に位置し凝固物を該凝固物トラップ溝に導く欠円弧開口部とで構成した。
In the second invention, a cavity formed between the movable mold and the fixed mold, a lateral casting type injection sleeve for injecting and filling a semi-molten metal into the cavity, and a biscuit part positioned in the fixed mold And a projecting portion that constitutes a part of the movable mold and extends in the direction of the biscuit portion, and traps and stores the solidified material formed in the surface layer of the semi-molten metal in the lower area of the movable mold. space and, clot trap formed from a portion on the lower side of the projecting portion of the biscuit portion and the space portion and the Shi name a recessed groove movable mold connecting stationary die for A groove, a cut arc portion that is fixed flush with the lower surface of the projecting portion from the front end portion of the projecting portion and extends in the direction of the biscuit portion, and on the biscuit portion side of the solidified trap groove And a notch arc opening for guiding the coagulum to the coagulum trap groove.
本発明では、射出スリーブ内で発生する半溶融金属表層部の凝固層が製品キャビティへ混入することを防止し、微細かつ均一な組織を有する優れた成形体が得られる。 In the present invention, the solidified layer of the semi-molten metal surface layer generated in the injection sleeve is prevented from entering the product cavity, and an excellent molded body having a fine and uniform structure can be obtained.
以下、本発明に係わる半溶融金属の成形用金型の具体的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係る可動金型に突設部を設けた横型締め横鋳込み方式に用いられる成形用金型の縦断面図、図2は図1のA−Aから見た正面図、図3は半溶融金属が射出スリーブに押され金型内に射出充填された状態を表わす縦断面図、図4は本発明に係る欠円弧部を設けた金型構造の縦断面図、図5は図4のB−Bから見た正面図である。 Hereinafter, specific embodiments of a mold for forming a semi-molten metal according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a molding die used for a horizontal clamping and horizontal casting method in which a projecting portion is provided on a movable die according to the present invention, and FIG. 2 is a front view as seen from AA in FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which a semi-molten metal is pushed into an injection sleeve by an injection sleeve, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a mold structure provided with a notched arc portion according to the present invention, and FIG. It is the front view seen from BB of FIG.
以下、図1〜図5に基づいて本発明の実施例1、実施例2を詳細に説明する。
Hereinafter, Embodiment 1 and
図1〜図3を用いて実施例1を説明する。図1と図2は半溶融金属の成形用金型などを示すもので、4は固定プラテン6に固定された固定金型、8は可動プラテン10に固定された可動金型、20は射出装置、22は射出スリーブ、24はプランジャチップ、26はプランジャロッド、28は半溶融金属の供給口である。
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 1 and 2 show a mold for forming a semi-molten metal, 4 is a fixed mold fixed to a fixed
可動金型8は図示を省略したシリンダ装置の作動により固定金型4に対して前進・後退させられるようになっており、これに応じて可動金型8は、固定金型4に対して所定の型締力で合わされた型締め状態(図1)と固定金型4から離間した型開き状態とに位置決めされる。固定金型4と可動金型8とが型締めした状態で、両金型4、8との間でキャビティ部30が形成される。
The
固定金型4には、キャビティ部30内に半溶融金属Mを高圧射出するための射出装置20が付設されている。この射出装置20は、図1に示すように、固定金型4の背面部(反可動金型8側)に段部状の刻設部を設け、ここに射出スリーブ22の外径より大きい凸状の係止部29が係止された状態で射出スリーブ22が固定されている。
The fixed
さらに射出スリーブ22内に摺動可能に嵌装されたプランジャチップ24と、このプランジャチップ24から延ばしたプランジャロッド26に連結させた射出シリンダ(図示略)とからなっている。
Further, it comprises a
射出装置20は、射出シリンダの作動でプランジャチップ24を後退位置から前進させることにより、半溶融金属Mの供給口28から射出スリーブ22内に供給された半溶融金属Mを前記キャビティ部30内に高圧射出するようになっている。
The
可動金型8には、固定金型4内に位置するビスケット部40の方向に延在する突設部50が設けられている。また、可動金型8の下部域には固定金型4の端部との間で構成される空間部54が設けられる。
The
突設部50の下方部側にビスケット部40と空間部54とを結ぶ凹部状の溝をなす凝固物トラップ溝56が設けられ、凝固物トラップ溝56のビスケット部40側に欠円弧開口部52が存在する。
A coagulated
符号46はキャビティ部30に半溶融金属Mを充填した場合、キャビティ部30内に滞留している空気を排出するためのエアーベント溝を示し、48はオーバーフロー部である。
また、符号60はエアーベント孔であり、空間部54から可動金型8の両側端部62(a、b)を挿通するエアーベント用の孔である。
上記した両金型4、8を用いて半溶融金属Mの成形を行うには、まず可動金型8を図示を略するシリンダ装置の作動により固定金型4に対して前進させ、固定金型4に可動金型8を合わせて型締力を負荷する。その後、供給口28から射出スリーブ22内に供給された予め加熱されている半溶融金属Mを、プランジャチップ24の動作によりキャビティ部30に射出充填し高圧を負荷することで製品となる成形体を得るものである。
In order to form the semi-molten metal M using both the above-described
半溶融金属Mは液相線温度に対する過熱度が50℃未満の、微細化剤を添加したアルミニウム合金溶湯を、冷却治具を使用することなく直接保持容器内に注湯し、該合金の75%未満の液相率を示す成形温度まで冷却しつつ30秒〜30分間保持し、微細な球状の初晶を多数発生させるものである。 The semi-molten metal M was poured directly into a holding container without using a cooling jig, and a molten aluminum alloy having a superheating degree with respect to the liquidus temperature of less than 50 ° C. and added with a micronizing agent was used. It is held for 30 seconds to 30 minutes while cooling to a molding temperature showing a liquid phase ratio of less than%, and a large number of fine spherical primary crystals are generated.
截頭円錐形状を有した半溶融金属Mが保持容器から細径をランナー部32側(太径をプランジャチップ24側)に向けて供給され、図1に示すように断面が円形形状をした射出スリーブ22の内壁面に接するように横向き状態になる。射出スリーブ22に供給された半溶融金属Mは、温度の低い射出スリーブ22の下側内壁面に接した部分が急冷されて温度が下がり、半溶融金属Mの表面に凝固層が生成する。
A semi-molten metal M having a frustoconical shape is supplied from a holding container with a small diameter toward the
次いでプランジャチップ24を前進させると、半溶融金属Mの下側に存在する凝固層は欠円弧状開口部52より凝固物トラップ溝56を介して空間部54に流入し確実にトラップされる。一方、凝固層を含まない半溶融金属Mの大部分は、開口部29からランナー部32を介してキャビティ部30に充填される。
Next, when the
なお、この時空間部54の内部に滞留する空気は、凝固層の侵入に伴ってエアーベント孔60を介し可動金型8の外部に排出される。
Note that the air staying inside the
また、半溶融金属Mがキャビティ部30に充填される際に、最初に充填される半溶融金属Mの先端部(図1のキャビティ部30の上端部)はキャビティ部30の内部に滞留する残留空気をエアーベント溝46を通って外部に放出させる。引続きプランジャチップ24の前進によりキャビティ部30に高圧負荷充填された半溶融金属Mの一部は、半溶融金属Mに同伴した酸化物やランナー部32とキャビティ部30内で生成した凝固層などの不純物と共にオーバーフロー部48に到達し、ここでトラップされる。
Further, when the semi-molten metal M is filled in the
図3は、図1の状態からプランジャロッド26及びプランジャチップ24が前進し、半溶融金属Mが金型内に充填された状態を表わす。キャビティ部30、ランナー部32、ビスケット部40、凝固物トラップ溝56、空間部54、及びオーバーフロー部48には、半溶融金属Mにより満たされる。この時凝固層などの不純物は凝固物トラップ溝56、空間部54、及びオーバーフロー部48の中に存在するのみで、製品となるキャビティ部30への混入は防止されている。
FIG. 3 shows a state in which the
この後、両金型4、8を冷却して半溶融金属Mを急冷固化する。次いで、可動金型8を後退させ固定金型4から離し型開きを完了する。引続き、可動金型に張り付いたままの成形体を可動金型4から脱型するため、押出機構(図示を省略)の押出板が前進し押出ピンが成形体を可動金型8から押出す。成形体は成形体搬出装置(図示略)で把持して型外へ搬出される。
Thereafter, both
その後、固定金型4と可動金型8との間に図示を省略した離型剤塗付装置と、エアー噴出ノズルなどからなるスプレイ装置が進入し、離型剤の塗付、エアーブローが順に行われて次の鋳造準備が完了する。
Thereafter, a release agent coating device (not shown) and a spray device including an air jet nozzle enter between the fixed
図4及び図5を用いて実施例2を説明する。実施例2については、すでに全体構成を図1〜図3を用いて実施例1で説明しているため、異なる部分のみについて説明する。 A second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Since the entire configuration of the second embodiment has already been described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 to 3, only different portions will be described.
実施例2の特徴は、可動金型8の一部を構成しビスケット部40の方向に延在する突設部50の先端部から、突設部50の下面と面一に固設されてビスケット部40の方向に延在する欠円弧部70を備えることである。
A feature of the second embodiment is that the biscuit is fixedly provided flush with the lower surface of the projecting
欠円弧部70を備えるため、プランジャチップ24の前進にともなって半溶融金属Mをキャビティ30に充填する際、射出スリーブ22の底部と接する半溶融金属Mの表層部にできた凝固層は、上側の凝固物を含まない健全な部分と確実に分離される。すなわち、欠円弧部70は半溶融金属Mの健全部と凝固物を含む部分とを分離し、健全部は開口部64よりランナー部32を介しキャビティ部30に充填して、また凝固物を含む部分は欠円弧開口部52から凝固物トラップ溝56を介し空間部54へ流入させる。
Since the cut-off
4 固定金型
6 固定プラテン
8 可動金型
10 可動プラテン
20 射出装置
22 射出スリーブ
24 プランジャチップ
26 プランジャロッド
28 半溶融金属の供給口
29 係止部
30 キャビティ部
32 ランナー部
40 ビスケット部
46 エアーベント溝
48 オーバーフロー部
50 突設部
52 欠円弧開口部
54 空間部
56 凝固物トラップ溝
60 エアーベント孔
62(a、b) 固定金型の両側端部
64 開口部
70 欠円弧部
4
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