JP4870347B2

JP4870347B2 - Die-casting system and die-casting method

Info

Publication number: JP4870347B2
Application number: JP2004343379A
Authority: JP
Inventors: 雄一古川; 憲一鈴木; 弘昭岩堀
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2024-11-29
Also published as: JP2006150395A

Description

本発明は、ダイカスト鋳造システム及びダイカスト鋳造方法に関するものであり、特に、窒素ガスと酸素ガスの有効利用による製品品質の向上に関するものである。 The present invention relates to a die-casting system and a die-casting method, and more particularly to improvement of product quality by effective use of nitrogen gas and oxygen gas.

従来、ダイカスト鋳造方法において、溶融金属の給湯管近傍を不活性ガスで加圧して不活性ガスの濃厚雰囲気とし、酸化物皮膜発生を防止する不活性ガス給湯管吸気給湯法・装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、溶湯充填時のキャビティ内の酸素ガスをモニターし、過不足なく酸素ガスを供給するダイカスト鋳造方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
これらのダイカスト法においては、前記不活性ガスや酸素を貯蔵したボンベを個別に用意し、これらのボンベより不活性ガスや酸素を供給することとしていた。
また、前記不活性ガスのボンベの設置や交換の手間、コスト等に鑑み、大気中の窒素ガスを分離する膜分離式窒素ガス発生装置を設け、該ガス発生装置にて生成した窒素ガスを利用する構成とするものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平６−２３５１０号公報特開平１０−２９０５０号公報特開２００１−３０４１１３号公報 Conventionally, in the die-casting method, the technology related to an inert gas hot water pipe intake hot water supply method and apparatus for preventing the formation of an oxide film by pressurizing the vicinity of a molten metal hot water pipe with an inert gas to make a rich atmosphere of the inert gas is known. (For example, refer to Patent Document 1).
There is also known a die casting method for monitoring oxygen gas in a cavity during molten metal filling and supplying oxygen gas without excess or deficiency (see, for example, Patent Document 2).
In these die casting methods, cylinders storing the inert gas and oxygen are separately prepared, and the inert gas and oxygen are supplied from these cylinders.
In addition, in view of the labor and cost of installing and replacing the inert gas cylinder, a membrane separation type nitrogen gas generator for separating nitrogen gas in the atmosphere is provided, and the nitrogen gas generated by the gas generator is used. The thing made into the structure to perform is also known (for example, refer patent document 3).
JP-A-6-23510 JP-A-10-29050 JP 2001-304113 A

上記のダイカスト鋳造において、溶解・保持炉内や、金型冷却経路内に窒素ガスを供給することによれば、溶解・保持炉内の酸化物皮膜発生の抑制や、金型冷却経路の腐食防止もしくは抑制（黒錆化）を行うことができるようになる。
また、射出の前段階において、射出チップが摺動される射出スリーブ内に潤滑油を塗布した後、酸素ガスを射出スリーブ内に送風することによれば、潤滑油中の品質悪化要因ガスの燃焼が促進され、潤滑膜が強固に生成され、製品品質を向上することができるようになる。同様に、キャビティ内の潤滑油の塗布後に、酸素ガスをキャビティ内に送風することによっても、製品品質の向上を図ることができるようになる。
このように、ダイカスト鋳造において、窒素ガスや酸素ガスを有効に利用することによれば、製品品質を向上できることになる。 In the above-mentioned die casting, by supplying nitrogen gas into the melting / holding furnace and the mold cooling path, the generation of oxide film in the melting / holding furnace is suppressed and the corrosion of the mold cooling path is prevented. Alternatively, suppression (black rusting) can be performed.
Further, in the pre-injection stage, after lubricating oil is applied to the injection sleeve in which the injection tip is slid, oxygen gas is blown into the injection sleeve, so that the quality deterioration factor gas in the lubricating oil is burned. Is promoted, a lubricating film is firmly formed, and the product quality can be improved. Similarly, the product quality can be improved by blowing oxygen gas into the cavity after applying the lubricating oil in the cavity.
Thus, product quality can be improved by effectively using nitrogen gas or oxygen gas in die casting.

このことから、窒素ガスと酸素ガスのボンベを個別に用意して、各ボンベよりそれぞれ窒素ガス、酸素ガスを供給させるシステム構成が考えられるが、複数のボンベを設置する形態では設置や交換の手間、コストの問題が生じる。
尚、上記特許文献３においては、酸素ガスの有効な利用法については開示しておらず、また、分離した窒素ガスについては、ダイカストマシン増速用として用いることを想定しているにすぎない。 Therefore, a system configuration in which nitrogen gas and oxygen gas cylinders are separately prepared and nitrogen gas and oxygen gas are supplied from each cylinder is conceivable. However, in the case where a plurality of cylinders are installed, installation and replacement are troublesome. Cost problems arise.
In addition, in the said patent document 3, the effective usage method of oxygen gas is not disclosed, and it is only assumed that the separated nitrogen gas is used for speed increase of the die casting machine.

そこで、本発明は、上記のような窒素ガスと酸素ガスの有効な利用法に着目し、この有効な利用法を実施するために好適なダイカスト鋳造システムを提案するものである。 Therefore, the present invention pays attention to the above-described effective usage of nitrogen gas and oxygen gas, and proposes a die casting system suitable for implementing this effective usage.

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１に記載のごとく、ダイカストマシンと、大気中の空気を取り込んで窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置と、前記ダイカストマシンの金型の冷却回路に冷却水を供給する冷却水供給装置と、前記金型のキャビティ内に、潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置と、前記冷却水に前記窒素ガスを混入させる窒素ガス混入装置と、前記キャビティ内に塗布された潤滑剤に、前記酸素ガスを吹き付ける酸素ガス吹出装置と、を具備し、前記冷却水供給装置は、冷却水槽と、前記冷却水槽内の冷却水を金型の冷却回路へ供給するための冷却水管と、金型の冷却回路を通過した冷却水を冷却水槽へ戻すための冷却水管とを備え、金型の冷却回路を通過した冷却水を冷却水槽へ戻すための冷却水管の開口端部は、冷却水中に浸漬されており、前記空気分離装置は、前記冷却水槽の上部に配置されていて、前記冷却水槽においては、前記冷却水槽内の冷却水に前記空気分離装置にて分離された窒素ガスを供給して、冷却水の水面を窒素ガスによってシール状態とするとともに、前記冷却水の水面の上方に配置される点検口に前記酸素ガス吹出装置からの酸素ガスが吹き出される、ダイカスト鋳造システムとする。 That is, as described in claim 1, a die casting machine, an air separation device that takes air in the atmosphere and separates it into nitrogen gas and oxygen gas, and cooling that supplies cooling water to a mold cooling circuit of the die casting machine A water supply device, a lubricant application device for applying a lubricant into the cavity of the mold, a nitrogen gas mixing device for mixing the nitrogen gas into the cooling water, and a lubricant applied to the cavity. An oxygen gas blowing device for blowing the oxygen gas, and the cooling water supply device includes a cooling water tank, a cooling water pipe for supplying the cooling water in the cooling water tank to a cooling circuit of a mold, A cooling water pipe for returning the cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold to the cooling water tank, and the opening end of the cooling water pipe for returning the cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold to the cooling water tank is in the cooling water. They are immersed The air separation device is disposed at an upper portion of the cooling water tank, and in the cooling water tank, the nitrogen gas separated by the air separation device is supplied to the cooling water in the cooling water tank, and the cooling water is supplied. A die casting system in which the water surface is sealed with nitrogen gas and oxygen gas from the oxygen gas blowing device is blown out to an inspection port disposed above the water surface of the cooling water .

また、請求項２に記載のごとく、前記ダイカストマシンの射出スリーブ内に、潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置と、射出スリーブ内に塗布された潤滑剤に、前記酸素ガスを吹き付ける酸素ガス吹出装置と、を具備することとする。 In addition, as described in claim 2, a lubricant application device for applying a lubricant into an injection sleeve of the die casting machine, and an oxygen gas blowing device for spraying the oxygen gas to the lubricant applied in the injection sleeve It shall comprise.

また、請求項３に記載のごとく、前記空気分離装置により分離された窒素ガスは、溶湯保持炉内へ供給されることとする。 Further, as described in claim 3, the nitrogen gas separated by the air separation device is supplied into the molten metal holding furnace.

また、請求項４に記載のごとく、前記空気分離装置により分離された酸素ガスは、作業員の作業エリアに供給されることとする。 Further, as described in claim 4, the oxygen gas separated by the air separation device is supplied to a work area of a worker.

また、請求項５に記載のごとく、前記空気分離装置により分離された酸素ガスは、前記冷却水を貯溜する冷却水槽に設けた点検口に供給されることとする。 Further, as described in claim 5, the oxygen gas separated by the air separation device is supplied to an inspection port provided in a cooling water tank that stores the cooling water.

また、請求項６に記載のごとく、射出成型が行われないオフライン時において、前記金型の冷却回路内を窒素パージさせることとする。 Further, as described in claim 6, when the injection molding is not performed offline, the inside of the cooling circuit of the mold is purged with nitrogen.

また、請求項７に記載のごとく、空気分離装置にて大気中の空気を取り込んで窒素ガスを生成し、前記窒素ガスを冷却水に混入させ、ダイカストマシンの金型の冷却回路に窒素ガスを混入した冷却水を循環させ、前記冷却水の循環を、冷却水槽内の冷却水を金型の冷却回路へ供給するとともに、前記金型の冷却回路を通過した冷却水を、冷却水管を通じて冷却水槽へと戻すことにより行い、前記冷却水管の開口端部は、冷却水中に浸漬されており、前記空気分離装置は、前記冷却水槽の上部に配置されていて、前記冷却水槽においては、前記冷却水槽内の冷却水に前記窒素ガスを供給して、冷却水の水面を窒素ガスによってシール状態とするとともに、前記冷却水の水面の上方に配置される点検口に前記空気分離装置にて生成した酸素ガスが吹き出される、ダイカスト鋳造方法とする。 In addition, as described in claim 7, air in the atmosphere is taken in by an air separation device to generate nitrogen gas, the nitrogen gas is mixed into cooling water, and nitrogen gas is introduced into a cooling circuit of a die casting machine die. The mixed cooling water is circulated, the cooling water is circulated, the cooling water in the cooling water tank is supplied to the cooling circuit of the mold, and the cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold is cooled through the cooling water pipe. The opening end of the cooling water pipe is immersed in cooling water, and the air separation device is disposed on the cooling water tank. In the cooling water tank, the cooling water tank The nitrogen gas is supplied to the cooling water inside, the water surface of the cooling water is sealed with nitrogen gas, and the oxygen generated by the air separation device at the inspection port disposed above the water surface of the cooling water Gas It is issued can, and die-casting method.

また、請求項８に記載のごとく、空気分離装置にて大気中の空気を取り込んで酸素ガスを生成し、前記酸素ガスを金型のキャビティ内に塗布された潤滑剤に吹き付けるダイカスト鋳造方法とする。 Further, as described in claim 8, a die-casting method in which air in the atmosphere is taken in by an air separation device to generate oxygen gas, and the oxygen gas is sprayed onto the lubricant applied in the cavity of the mold. .

また、請求項９に記載のごとく、空気分離装置にて大気中の空気を取り込んで酸素ガスを生成し、前記酸素ガスをダイカストマシンの射出スリーブ内に塗布された潤滑剤に吹き付けるダイカスト鋳造方法とする。 Further, as described in claim 9, a die casting method in which air in the atmosphere is taken in by an air separation device to generate oxygen gas, and the oxygen gas is sprayed onto a lubricant applied in an injection sleeve of a die casting machine; To do.

また、請求項１０に記載のごとく、空気分離装置にて大気中の空気を取り込んで窒素ガスを生成し、前記窒素ガスを溶湯保持炉内へ供給させるダイカスト鋳造方法とする。 According to a tenth aspect of the present invention, a die casting method is provided in which air in the atmosphere is taken in by an air separation device to generate nitrogen gas, and the nitrogen gas is supplied into the molten metal holding furnace.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

即ち、請求項１、２に記載の発明では、冷却水の窒素置換により金型の冷却回路の腐食を抑制することができ、また、酸素ガスによって製品品質の向上が図られる。
また、窒素ガスと酸素ガスのボンベを個別に用意する必要がなく、管理運用面、コスト面において優れたものとなる。 That is, according to the first and second aspects of the invention, the corrosion of the cooling circuit of the mold can be suppressed by nitrogen replacement of the cooling water, and the product quality can be improved by the oxygen gas.
Further, it is not necessary to prepare a cylinder of nitrogen gas and oxygen gas separately, which is excellent in terms of management operation and cost.

また、請求項３に記載の発明では、溶湯保持炉内の溶湯の酸化物皮膜発生を抑制することができる。 Moreover, in invention of Claim 3, generation | occurrence | production of the oxide film of the molten metal in a molten metal holding furnace can be suppressed.

また、請求項４、５に記載の発明では、作業員の酸欠防止が図られ、安全面を向上させることができる。 Further, in the inventions according to claims 4 and 5, the worker can be prevented from lacking oxygen and safety can be improved.

また、請求項６に記載の発明では、窒素パージにより冷却回路表面の黒錆化を進行させることができ、オフライン時における腐食の進行を抑えることができる。 In the invention according to claim 6, black rusting of the surface of the cooling circuit can be promoted by nitrogen purge, and the progress of corrosion during off-line can be suppressed.

また、請求項７に記載の発明では、冷却水の窒素置換により金型の冷却回路の腐食の防止もしくは抑制（黒錆化）を行なうことができる。また、窒素ガスのボンベを用意する必要がなく、管理運用面、コスト面において優れたものとなる。 In the invention according to claim 7, corrosion of the cooling circuit of the mold can be prevented or suppressed (black rusting) by replacing the cooling water with nitrogen. Further, there is no need to prepare a nitrogen gas cylinder, which is excellent in terms of management operation and cost.

また、請求項８、９に記載の発明では、酸素ガスによって製品品質の向上が図られる。また、酸素ガスのボンベを用意する必要がなく、管理運用面、コスト面において優れたものとなる。 In the inventions according to claims 8 and 9, the product quality is improved by the oxygen gas. Moreover, there is no need to prepare an oxygen gas cylinder, which is excellent in terms of management operation and cost.

また、請求項１０に記載の発明では、溶湯保持炉内の溶湯の酸化物除去、酸素脱気を行うことができる。また、窒素ガスのボンベを用意する必要がなく、管理運用面、コスト面において優れたものとなる。 Moreover, in invention of Claim 10, the oxide removal and oxygen deaeration of the molten metal in a molten metal holding furnace can be performed. Further, there is no need to prepare a nitrogen gas cylinder, which is excellent in terms of management operation and cost.

本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すごとく、本発明にかかるダイカスト鋳造システム１は、ダイカストマシン２と、大気中の空気を取り込んで窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置３と、前記ダイカストマシン２の金型４の冷却回路４ａに冷却水を供給する冷却水供給装置５と、前記金型４のキャビティ４ｂ内、及び前記ダイカストマシン２の射出スリーブ４ｃに、それぞれ潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６ａ・６ｂと、前記冷却水に前記窒素ガスを混入させる窒素ガス混入装置３１ｂ（窒素ガス供給管３１ｃ）と、前記キャビティ４ｂ内及び射出スリーブ４ｃ内に塗布された潤滑剤に、それぞれ前記酸素ガスを吹き付ける酸素ガス吹出装置８ａ・８ｂと、を具備する構成としている。
尚、各装置については、下記において特別の記載がない限り、周知の技術・装置構成が適用されるものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a die casting system 1 according to the present invention includes a die casting machine 2, an air separation device 3 that takes in air in the atmosphere and separates it into nitrogen gas and oxygen gas, and a die 4 of the die casting machine 2. Coolant supply device 5 for supplying cooling water to the cooling circuit 4a, and lubricant application devices 6a and 6b for applying lubricant to the cavity 4b of the mold 4 and the injection sleeve 4c of the die casting machine 2, respectively. A nitrogen gas mixing device 31b (nitrogen gas supply pipe 31c) that mixes the nitrogen gas into the cooling water, and oxygen that blows the oxygen gas onto the lubricant applied to the cavity 4b and the injection sleeve 4c, respectively. The gas blowing devices 8a and 8b are provided.
For each device, a well-known technique / device configuration is applied unless otherwise specified below.

図１に示すごとく、前記ダイカストマシン２の金型４は、可動型４Ａと、固定型４Ｂとから構成されており、両者を付け合わせた状態でキャビティ４ｂが形成されるようになっている。
また、前記固定型４Ｂには、射出スリーブ４ｃが設けられており、溶湯保持炉７から射出スリーブ４ｃの給湯口４ｄに供給した溶湯を図示せぬ射出チップによりキャビティ４ｂ内へ射出するようになっている。 As shown in FIG. 1, the die 4 of the die casting machine 2 is composed of a movable die 4A and a fixed die 4B, and a cavity 4b is formed in a state in which both are attached.
The fixed mold 4B is provided with an injection sleeve 4c, and the molten metal supplied from the molten metal holding furnace 7 to the hot water inlet 4d of the injection sleeve 4c is injected into the cavity 4b by an injection chip (not shown). ing.

また、前記金型４においては、キャビティ４ｂの周囲を冷却する冷却回路４ａが設けられており、該冷却回路４ａには、冷却水供給装置５より冷却水が供給される。
前記冷却水供給装置５は、冷却水循環ポンプ５ａと、冷却水槽５ｂと、これら冷却水循環ポンプ５ａ及び冷却水槽５ｂと前記金型４の冷却回路４ａを連通させる冷却水管５ｃとを具備して構成される。
この構成で、冷却水槽５ｂから冷却水循環ポンプ５ａにより汲み上げられた冷却水は、冷却水管５ｃを通って金型４の冷却回路４ａを通過してキャビティ４ｂ内を冷却した後、再び冷却水槽５ｂへと戻されて再利用される。 The mold 4 is provided with a cooling circuit 4a for cooling the periphery of the cavity 4b. Cooling water is supplied to the cooling circuit 4a from the cooling water supply device 5.
The cooling water supply device 5 includes a cooling water circulation pump 5a, a cooling water tank 5b, and a cooling water pipe 5c for communicating the cooling water circulation pump 5a and the cooling water tank 5b with the cooling circuit 4a of the mold 4. The
With this configuration, the cooling water pumped up from the cooling water tank 5b by the cooling water circulation pump 5a passes through the cooling water pipe 5c, passes through the cooling circuit 4a of the mold 4 and cools the cavity 4b, and then returns to the cooling water tank 5b. It is returned and reused.

また、前記金型４の固定型４Ｂ、及び射出スリーブ４ｃには、それぞれ、キャビティ４ｂ内、射出スリーブ４ｃ内に、潤滑剤供給装置６から供給される潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布装置６ａ・６ｂが設けられている。
前記潤滑剤供給装置６は、この潤滑剤塗布装置６ａ・６ｂと、潤滑剤タンク６ｃと、これらを結ぶ潤滑剤管６ｄ・６ｅ・６ｆとを具備して構成される。
この構成で、潤滑剤タンク６ｃ内の潤滑剤は、潤滑剤塗布装置６ａ・６ｂから、キャビティ４ｂ内、射出スリーブ４ｃ内にそれぞれ塗布されるようにしている。 Further, the lubricant application device for applying the lubricant supplied from the lubricant supply device 6 to the fixed die 4B of the mold 4 and the injection sleeve 4c in the cavity 4b and the injection sleeve 4c, respectively. 6a and 6b are provided.
The lubricant supply device 6 includes the lubricant application devices 6a and 6b, a lubricant tank 6c, and lubricant tubes 6d, 6e, and 6f that connect them.
With this configuration, the lubricant in the lubricant tank 6c is applied from the lubricant application devices 6a and 6b to the cavity 4b and the injection sleeve 4c, respectively.

また、前記空気分離装置３には、大気中の空気を取り込んで窒素ガスと酸素ガスに分離する分離装置３ａと、該分離装置３ａにて分離された窒素ガスを送出するための窒素ガス送出装置３ｂと、該分離装置３ａにて分離した酸素ガスを送出するための酸素ガス送出装置３ｃが設けられている。 The air separation device 3 includes a separation device 3a that takes in air in the atmosphere and separates it into nitrogen gas and oxygen gas, and a nitrogen gas delivery device for delivering the nitrogen gas separated by the separation device 3a. 3b and an oxygen gas delivery device 3c for delivering the oxygen gas separated by the separation device 3a are provided.

前記窒素ガス送出装置３ｂから送出される窒素ガスは、窒素ガス供給管３１ａを介して、該窒素ガス供給管３１ａと前記冷却水管５ｃの接続部に設けられる窒素ガス混入装置３１ｂへ供給される。また、前記窒素ガスは、窒素ガス供給管３１ｃを介して前記冷却水槽５ｂへも供給される。
そして、前記窒素ガス混入装置３１ｂ及び窒素ガス供給管３１ｃから窒素ガスが放出され、冷却水中に窒素が混入され、ヘンリーの法則に従って、冷却水に溶存している空気の酸素分が窒素置換される。
この窒素置換、即ち、脱酸素された冷却水は、金型４の冷却回路４ａへ供給されると、防食理論的にも腐食は全く進行しなくなる。また、もし窒素置換が不十分で一部の酸素が溶存している場合には、冷却回路４ａの表面は、酸欠状態で生成する錆（黒錆）で覆われ、腐食が抑制される。 Nitrogen gas delivered from the nitrogen gas delivery device 3b is supplied via a nitrogen gas supply pipe 31a to a nitrogen gas mixing device 31b provided at the connection between the nitrogen gas supply pipe 31a and the cooling water pipe 5c. The nitrogen gas is also supplied to the cooling water tank 5b through a nitrogen gas supply pipe 31c.
And nitrogen gas is discharge | released from the said nitrogen gas mixing apparatus 31b and the nitrogen gas supply pipe | tube 31c, nitrogen is mixed in cooling water, and the oxygen content of the air dissolved in cooling water is substituted by nitrogen according to Henry's law. .
If the cooling water denitrogenated, that is, deoxygenated, is supplied to the cooling circuit 4 a of the mold 4, corrosion does not proceed at all in terms of anticorrosion theory. Further, if nitrogen substitution is insufficient and some oxygen is dissolved, the surface of the cooling circuit 4a is covered with rust (black rust) generated in an oxygen deficient state, and corrosion is suppressed.

また、休日等の射出成型が行われないオフライン時において、窒素ガスを金型４の冷却回路４ａに循環させる、即ち、窒素パージを行うことによれば、オフライン時における金型４の冷却回路４ａの腐食を防止することができる。 Further, when the injection molding is not performed such as a holiday, when the nitrogen gas is circulated to the cooling circuit 4a of the mold 4, that is, by performing the nitrogen purge, the cooling circuit 4a of the mold 4 at the offline time is performed. Corrosion of can be prevented.

以上の窒素置換及び窒素パージによる防食方法によれば、金型４の耐久性の向上が図れるとともに、長期間に渡って金型４の熱伝導率の変動を少なくできることから、品質の安定化を図ることができる。
また、この防食方法の点に関し、
（１）冷却水の窒素置換及び窒素パージを行わない場合
（２）従来の真空ポンプによる脱気処理を行った冷却水を用いた場合
（３）本発明を利用した場合、即ち、冷却水の窒素置換、及び、窒素パージを行った場合と同等の環境下、
の３つの異なる環境下において、それぞれ、金型４の材料の腐食試験を行い、図２に示すごとくの結果を得た。尚、腐食速度については、試験資料の試験前後の重量変化を、試験開始前の表面積、及び試験日数で除することによって算出した。 According to the above-described anticorrosion method by nitrogen replacement and nitrogen purge, the durability of the mold 4 can be improved, and fluctuations in the thermal conductivity of the mold 4 can be reduced over a long period of time, thereby stabilizing the quality. Can be planned.
Also, regarding this anticorrosion method,
(1) When cooling water is not purged with nitrogen and purged with nitrogen (2) When cooling water degassed by a conventional vacuum pump is used (3) When the present invention is used, that is, cooling water Under the same environment as when nitrogen replacement and nitrogen purge were performed,
In each of the three different environments, a corrosion test was performed on the material of the mold 4, and the results shown in FIG. 2 were obtained. The corrosion rate was calculated by dividing the weight change before and after the test in the test data by the surface area before the test was started and the number of test days.

（１）冷却水の窒素置換及び窒素パージを行わない場合を想定した環境下
この環境下では、腐食速度４１のようになった。この腐食速度４１は、水中の溶存酸素に起因する水中腐食４１ａと、大気中の酸素に起因する大気腐食４１ｂに分けて考えられ、酸化による赤錆の発生が確認される。 (1) Under an environment assuming that nitrogen replacement and nitrogen purge of cooling water are not performed Under this environment, the corrosion rate is 41. This corrosion rate 41 is considered to be divided into underwater corrosion 41a caused by dissolved oxygen in water and atmospheric corrosion 41b caused by atmospheric oxygen, and generation of red rust due to oxidation is confirmed.

（２）従来の真空ポンプによる脱気処理を行った冷却水を用いた場合を想定した環境下
この環境下では、腐食速度４２のようになり、上記（１）の場合と比較して、腐食速度の低下が確認された。ただし、この腐食速度の低下は、水中腐食４２ａの低下に起因するところが大きい。これは、水中の溶存酸素量が減少したことに起因するものである。 (2) Under an environment that assumes the use of cooling water that has been degassed by a conventional vacuum pump. Under this environment, the corrosion rate is 42, which is more corrosive than in the case of (1) above. A decrease in speed was confirmed. However, this decrease in the corrosion rate is largely caused by the decrease in the underwater corrosion 42a. This is due to a decrease in the amount of dissolved oxygen in the water.

（３）本発明を利用した場合を想定した環境下
この環境下では、腐食速度４３のようになり、上記（２）の場合と比較して、さらなる腐食速度の低下が確認された。この速度の低下は、（２）と比較すると大気腐食４３ａの低減が大きく寄与している。これは、冷却水の窒素置換や窒素パージによる黒錆化による効果ということができる。また、（２）の場合、上記オフライン時において真空ポンプが停止された場合では、冷却水に大気（酸素）が速やかに溶存してしまう恐れがあるが、（３）の場合は、窒素ガスが飽和状態で溶存しているため、オフライン時であっても冷却水に大気（酸素）が溶存のはごくわずかであり、この点からも、（３）は、腐食速度の低下に関して有利なものとなる。 (3) Under the environment that assumes the case of using the present invention Under this environment, the corrosion rate becomes 43, and a further decrease in the corrosion rate was confirmed as compared with the case of (2) above. This reduction in speed is greatly contributed by the reduction of atmospheric corrosion 43a as compared with (2). This can be said to be an effect of black rusting by nitrogen replacement or nitrogen purge of cooling water. In the case of (2), when the vacuum pump is stopped in the offline state, the atmosphere (oxygen) may be quickly dissolved in the cooling water. Since it is dissolved in a saturated state, the atmosphere (oxygen) dissolves very little in the cooling water even when off-line. From this point, (3) is advantageous for decreasing the corrosion rate. Become.

また、図１に示すごとく、前記窒素ガス送出装置３ｂから送出される窒素ガスは、窒素ガス供給管３１ｄを介して前記溶湯保持炉７内へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置３１ｆへも供給される。この窒素ガス供給装置３１ｆから放出される窒素ガスは、溶湯の窒素バブリング用等に利用することができ、これにより、溶湯保持炉７内の溶湯の酸化物皮膜の発生を抑制することができる。
この窒素バブリングにおいても、従来個別に用意されていた窒素ガスボンベの必要がなく、ボンベの設置に関するコストを削減することができる。 Further, as shown in FIG. 1, the nitrogen gas delivered from the nitrogen gas delivery device 3b is also supplied to a nitrogen gas supply device 31f for supplying nitrogen gas into the molten metal holding furnace 7 through a nitrogen gas supply pipe 31d. Is done. The nitrogen gas released from the nitrogen gas supply device 31f can be used for nitrogen bubbling of the molten metal, thereby suppressing the generation of the oxide film of the molten metal in the molten metal holding furnace 7.
Also in this nitrogen bubbling, there is no need for a nitrogen gas cylinder that has been separately prepared conventionally, and the cost for installing the cylinder can be reduced.

他方、前記酸素ガス送出装置３ｃから送出される酸素ガスは、酸素ガス供給管３２ａを介して前記固定型４Ｂに設けた酸素ガス吹出装置８ａへと供給され、該酸素ガス吹出装置８ａにて、キャビティ４ｂ内に酸素ガスが吹き付けられる。この酸素ガスの吹き付けは、前記潤滑剤塗布装置６ａによるキャビティ４ｂ内の潤滑剤塗布後に行われる。このタイミングは、図示せぬ制御装置により、自動制御されるようになっている。
これにより、キャビティ４ｂ内に塗布された潤滑剤中に含まれる悪性ガス（鋳造品質を悪化させる要因となるガス）の燃焼が促進され、成型品中に空洞が発生することが防止され、また、潤滑剤の塗膜表面が平滑化され、強固な膜が形成されることから、潤滑性能を向上することができる。
尚、この潤滑剤は、溶湯の射出時において、キャビティ４ｂ内及び射出スリーブ４ｃ内の断熱と焼付きによるかじり防止のために用いられるものである。 On the other hand, the oxygen gas delivered from the oxygen gas delivery device 3c is supplied to the oxygen gas blowing device 8a provided in the fixed mold 4B via the oxygen gas supply pipe 32a, and in the oxygen gas blowing device 8a, Oxygen gas is blown into the cavity 4b. This spraying of oxygen gas is performed after applying the lubricant in the cavity 4b by the lubricant applying device 6a. This timing is automatically controlled by a control device (not shown).
As a result, combustion of malignant gas (a gas that causes deterioration in casting quality) contained in the lubricant applied in the cavity 4b is promoted, and generation of cavities in the molded product is prevented, Since the surface of the coating film of the lubricant is smoothed and a strong film is formed, the lubricating performance can be improved.
The lubricant is used for heat insulation in the cavity 4b and the injection sleeve 4c and prevention of galling due to seizure during injection of the molten metal.

また、前記酸素ガス送出装置３ｃから送出される酸素ガスは、酸素ガス供給管３２ｂを介して前記射出スリーブ４ｃの給湯口４ｄの近傍に設けた酸素ガス吹出装置８ｂへと供給され、該酸素ガス吹出装置８ｂにて、射出スリーブ４ｃ内に酸素ガスが吹き付けられる。この酸素ガスの吹き付けは、前記潤滑剤塗布装置６ｂによる射出スリーブ４ｃ内の潤滑剤塗布後に行われる。このタイミングは、図示せぬ制御装置により、自動制御されるようになっている。
これにより、上述したキャビティ４ｂ内における効果と同様に、鋳造品質の向上が図られるとともに、潤滑性能の向上が図られる。
この効果を確認すべく、図３に示すごとく、射出スリーブ４ｃ内で酸素ガスを吹き付けた場合のテスト成型品２１と、酸素ガスを吹き付けない場合のテスト成型品２２を成型し、内部を比較した。その結果、テスト成型品２２については、悪性ガスの存在により、成型品に空洞２２ａ・２２ａ・・が形成されることが確認されたが、テスト成型品２１については、空洞のない緻密な成型品とすることができた。 The oxygen gas delivered from the oxygen gas delivery device 3c is supplied to the oxygen gas blowing device 8b provided in the vicinity of the hot water supply port 4d of the injection sleeve 4c via the oxygen gas supply pipe 32b. Oxygen gas is blown into the injection sleeve 4c by the blowing device 8b. This spraying of oxygen gas is performed after applying the lubricant in the injection sleeve 4c by the lubricant applying device 6b. This timing is automatically controlled by a control device (not shown).
Thereby, like the effect in the cavity 4b mentioned above, while improving the casting quality, the lubrication performance is improved.
In order to confirm this effect, as shown in FIG. 3, a test molded product 21 when oxygen gas was sprayed in the injection sleeve 4c and a test molded product 22 when oxygen gas was not sprayed were molded, and the inside was compared. . As a result, it was confirmed that the test molded product 22 was formed with cavities 22a, 22a,... Due to the presence of malignant gas, but the test molded product 21 was a dense molded product without a cavity. And was able to.

また、前記酸素ガス送出装置３ｃから送出される酸素ガスは、酸素ガス供給管３２ｃを介して作業員の作業エリアとなる地下ピット１０に設けられた酸素ガス吹出装置８ｃへと供給され、該酸素ガス吹出装置８ｃにて、地下ピット１０内に酸素ガスが吹き出される。
これにより、地下ピット１０内の酸素を十分に確保することができる。 The oxygen gas delivered from the oxygen gas delivery device 3c is supplied to the oxygen gas blowing device 8c provided in the underground pit 10 serving as a worker's work area via the oxygen gas supply pipe 32c. Oxygen gas is blown into the underground pit 10 by the gas blowing device 8c.
Thereby, oxygen in underground pit 10 is securable enough.

また、前記酸素ガス送出装置３ｃから送出される酸素ガスは、酸素ガス供給管３２ｄを介して前記冷却水槽５ｂの点検口５ｍの近傍に設けられた酸素ガス吹出装置８ｄへと供給され、該酸素ガス吹出装置８ｄにて、点検口５ｍの開口部に酸素ガスが吹き出される。
ここで、冷却水槽５ｂ内は窒素リッチの状態となっているが、点検口５ｍの開口部に酸素ガスが供給されるため、別途酸素供給装置を用いることなく、作業員が点検口５ｍより冷却水槽５ｂ内を点検等することができる。
尚、点検口５ｍは通常時は閉じられている。また、冷却水槽５ｂ内の水面は、冷却水中から浮上する窒素ガスによってシール状態となっているため、前記酸素ガス吹出装置８ｄから吹き出される酸素ガスが直接水面と接触することが妨げられ、酸素ガスが冷却水に溶解することはほとんどない。 The oxygen gas delivered from the oxygen gas delivery device 3c is supplied to the oxygen gas blowing device 8d provided near the inspection port 5m of the cooling water tank 5b via the oxygen gas supply pipe 32d. In the gas blowing device 8d, oxygen gas is blown into the opening of the inspection port 5m.
Here, the inside of the cooling water tank 5b is in a nitrogen-rich state. However, since oxygen gas is supplied to the opening of the inspection port 5m, an operator can cool the inspection water from the inspection port 5m without using a separate oxygen supply device. The inside of the water tank 5b can be inspected.
The inspection port 5m is normally closed. Further, since the water surface in the cooling water tank 5b is in a sealed state by nitrogen gas that floats from the cooling water, the oxygen gas blown out from the oxygen gas blowing device 8d is prevented from coming into direct contact with the water surface, and oxygen The gas rarely dissolves in the cooling water.

また、図４は冷却水の循環に関する装置の構成例について示すものであり、この例では、冷却水槽５ｂの上部に空気分離装置３を配置することにより、空気分離装置３と、冷却水管５ｃの点検口５ｍの近傍に設置する酸素ガス吹出装置８ｄとの距離を短くすることができ、圧力損失が削減され、酸素ガスを効率よく供給できるようになっている。また、この圧力損失の点は、地下ピット１０に設置される酸素ガス吹出装置８ｃと、空気分離装置３との関係においても考慮することが望ましい。
また、冷却水槽５ｂ内の冷却水は、冷却用循環ポンプ３２により、配管２５ｆを介して冷却装置２５へと供給され、冷却水槽５ｂ内の冷却水温度が一定となるように冷却される。
また、冷却水槽５ｂから冷却装置２５へと向う冷却水の一部は、配管２５ｇを介して前記空気分離装置３へと供給され、該冷却水に、空気分離装置３において分離された窒素ガスが混入される。このようにして、冷却水は、空気分離装置３と冷却水槽５ｂの間を循環する間に、窒素リッチ、即ち脱酸素の状態となる。尚、この場合、前記空気分離装置３は窒素ガス混入装置として機能する。
また、冷却水槽５ｂ内の冷却水は、冷却水循環ポンプ５ａによって図示せぬ金型４の冷却回路４ａへと供給される。金型４の冷却回路４ａを通過した冷却水は、冷却水管５ｃを通って冷却水槽５ｂへと戻される。尚、冷却水管５ｃの開口端部は、冷却水中へ浸漬されて気泡が発生しないようにしている。
また、図４に示される空気分離装置３、冷却水槽５ｂ、冷却装置２５、冷却水循環ポンプ５ａ、冷却用循環ポンプ３２は、一つの筐体２０の内部に収められてモジュール化される。 Moreover, FIG. 4 shows about the structural example of the apparatus regarding the circulation of a cooling water. In this example, by arrange | positioning the air separation apparatus 3 in the upper part of the cooling water tank 5b, the air separation apparatus 3 and the cooling water pipe 5c are shown. The distance to the oxygen gas blowing device 8d installed in the vicinity of the inspection port 5m can be shortened, pressure loss is reduced, and oxygen gas can be supplied efficiently. Moreover, it is desirable to consider this pressure loss also in the relationship between the oxygen gas blowing device 8c installed in the underground pit 10 and the air separation device 3.
Further, the cooling water in the cooling water tank 5b is supplied to the cooling device 25 via the piping 25f by the cooling circulation pump 32, and is cooled so that the cooling water temperature in the cooling water tank 5b becomes constant.
A part of the cooling water from the cooling water tank 5b to the cooling device 25 is supplied to the air separation device 3 through the pipe 25g, and the nitrogen gas separated in the air separation device 3 is supplied to the cooling water. It is mixed. In this way, the cooling water becomes nitrogen-rich, that is, deoxygenated while circulating between the air separation device 3 and the cooling water tank 5b. In this case, the air separation device 3 functions as a nitrogen gas mixing device.
The cooling water in the cooling water tank 5b is supplied to the cooling circuit 4a of the mold 4 (not shown) by the cooling water circulation pump 5a. The cooling water that has passed through the cooling circuit 4a of the mold 4 is returned to the cooling water tank 5b through the cooling water pipe 5c. The opening end of the cooling water pipe 5c is immersed in the cooling water so that no bubbles are generated.
Further, the air separation device 3, the cooling water tank 5 b, the cooling device 25, the cooling water circulation pump 5 a, and the cooling circulation pump 32 shown in FIG. 4 are housed in one housing 20 and modularized.

以上の説明から解るように、窒素ガスと酸素ガスの有効な利用法に着目し、この利用法を実現するためのダイカスト鋳造システム１に構成しているのである。
そして、このダイカスト鋳造システム１は、窒素ガスと酸素ガスのボンベを個別に用意して、各ガスを個別に管理するのではなく、大気中の空気を取り込んで窒素ガスと酸素ガスに分離する空気分離装置３を用い、さらに、分離された窒素ガス及び酸素ガスのそれぞれの好適な利用法を実現している点に特徴がある。
換言するならば、本発明にかかるダイカスト鋳造システム１は、窒素ガスと酸素ガスの有効な利用法をトータルに考えて、ダイカスト製品の品質面、金型４の耐久性、さらには安全面（酸欠防止）の向上を図り、さらに、そのランニングコストを抑えることができる点に特徴を有しているのである。 As can be understood from the above description, the effective use of nitrogen gas and oxygen gas is focused on, and the die-casting system 1 for realizing this use is configured.
And this die-casting system 1 does not prepare each cylinder of nitrogen gas and oxygen gas separately, and manages each gas separately, but takes air in the atmosphere and separates it into nitrogen gas and oxygen gas It is characterized in that the separator 3 is used, and further, the respective usage methods of the separated nitrogen gas and oxygen gas are realized.
In other words, the die-casting system 1 according to the present invention is based on the total effective use of nitrogen gas and oxygen gas, considering the quality of the die-cast product, the durability of the mold 4, and the safety (acid) This is characterized in that it can improve the (prevention of lack) and further reduce the running cost.

また、以上のように窒素ガスと酸素ガスの利用・供給に関してシステム化を図り、制御装置により管理することによれば、窒素ガスや酸素ガスの供給量・供給タイミングや、冷却水の循環量・温度といった値の総合的な管理が可能となり、各装置の安定した稼動や、製品の品質の向上を図ることができる。
また、この場合、上述したオフライン時における窒素パージを、自動的かつ定期的に実施させることも可能であり、このような保全を含めた上でのシステムのオートメーション化を図ることもできる。 In addition, as described above, systematization of the use and supply of nitrogen gas and oxygen gas, and management by the control device, the supply amount and supply timing of nitrogen gas and oxygen gas, the circulation amount of cooling water, Comprehensive management of values such as temperature is possible, enabling stable operation of each device and improvement of product quality.
In this case, the above-described nitrogen purge in the off-line can be automatically and periodically performed, and the system can be automated with such maintenance included.

ダイカスト鋳造システムの構成について示す図。The figure shown about the structure of a die-casting system. 腐食速度の試験結果について示す図。The figure shown about the test result of a corrosion rate. 潤滑剤に酸素ガスを吹き付けることによる効果について示す図。The figure shown about the effect by spraying oxygen gas on a lubricant. 冷却水の循環に関する装置の構成例について示す図。The figure shown about the structural example of the apparatus regarding the circulation of a cooling water.

１ダイカスト鋳造システム
２ダイカストマシン
３空気分離装置
４金型
４ａ冷却回路
４ｂキャビティ
４ｃ射出スリーブ
５冷却水循環装置
５ａ冷却水循環ポンプ
５ｂ冷却水槽
５ｍ点検口
６潤滑剤供給装置
６ａ潤滑剤塗布装置
６ｂ潤滑剤塗布装置
７溶湯保持炉
８ａ酸素ガス吹出装置
８ｂ酸素ガス吹出装置
１０地下ピット

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die-casting system 2 Die-casting machine 3 Air separation device 4 Mold 4a Cooling circuit 4b Cavity 4c Injection sleeve 5 Cooling water circulation device 5a Cooling water circulation pump 5b Cooling water tank 5m Inspection port 6 Lubricant supply device 6a Lubricant application device 6b Lubricant application Equipment 7 Molten metal holding furnace 8a Oxygen gas blowing device 8b Oxygen gas blowing device 10 Underground pit

Claims

With die casting machine,
An air separation device that takes in air in the atmosphere and separates it into nitrogen gas and oxygen gas;
A cooling water supply device for supplying cooling water to a cooling circuit of a die of the die casting machine;
A lubricant application device for applying a lubricant in the cavity of the mold;
A nitrogen gas mixing device for mixing the nitrogen gas into the cooling water;
An oxygen gas blowing device that blows the oxygen gas on the lubricant applied in the cavity, and
The cooling water supply device includes a cooling water tank, a cooling water pipe for supplying the cooling water in the cooling water tank to a cooling circuit of the mold, and a cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold is returned to the cooling water tank. A cooling water pipe,
The opening end of the cooling water pipe for returning the cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold to the cooling water tank is immersed in the cooling water ,
The air separation device is disposed at an upper portion of the cooling water tank,
In the cooling water tank,
Supplying nitrogen gas separated by the air separation device to the cooling water in the cooling water tank, and making the water surface of the cooling water sealed with nitrogen gas,
Oxygen gas from the oxygen gas blowing device is blown into an inspection port disposed above the water surface of the cooling water.
Die casting system.

A lubricant application device for applying a lubricant in the injection sleeve of the die casting machine;
An oxygen gas blowing device that blows the oxygen gas on the lubricant applied in the injection sleeve;
The die-casting system according to claim 1, comprising:

The nitrogen gas separated by the air separation device is supplied into the molten metal holding furnace.
The die-casting system according to claim 1 or 2, characterized by the above.

The oxygen gas separated by the air separation device is supplied to the work area of the worker.
The die-casting system according to any one of claims 1 to 3, wherein the die-casting system is characterized.

The oxygen gas separated by the air separation device is supplied to an inspection port provided in a cooling water tank for storing the cooling water.
The die-casting system according to any one of claims 1 to 4, wherein the die-casting system is characterized.

When the injection molding is not performed offline, the inside of the mold cooling circuit is purged with nitrogen.
The die-casting system according to any one of claims 1 to 5, wherein the die-casting system is characterized.

Atmospheric air is taken in by an air separation device to generate nitrogen gas, the nitrogen gas is mixed into cooling water, and cooling water mixed with nitrogen gas is circulated in a cooling circuit of a die casting machine mold,
Circulation of the cooling water is performed by supplying the cooling water in the cooling water tank to the cooling circuit of the mold and returning the cooling water that has passed through the cooling circuit of the mold to the cooling water tank through the cooling water pipe,
The opening end of the cooling water pipe is immersed in cooling water ,
The air separation device is disposed at an upper portion of the cooling water tank,
In the cooling water tank,
The nitrogen gas is supplied to the cooling water in the cooling water tank, and the water surface of the cooling water is sealed with nitrogen gas,
Oxygen gas generated by the air separation device is blown out to an inspection port disposed above the water surface of the cooling water.
Die casting method.

The die-casting method according to claim 7, wherein air in the atmosphere is taken in by an air separation device to generate oxygen gas, and the oxygen gas is sprayed on a lubricant applied in a cavity of a mold.

The die-casting method according to claim 7 or 8, wherein air in an atmosphere is taken in by an air separation device to generate oxygen gas, and the oxygen gas is sprayed on a lubricant applied in an injection sleeve of a die-casting machine. .

The die-casting method according to any one of claims 7 to 9, wherein air in an atmosphere is taken in by an air separator to generate nitrogen gas, and the nitrogen gas is supplied into a molten metal holding furnace.