JP4903696B2 - 鋳造物からばりおよび閉塞片を除去するための方法および装置 - Google Patents
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Description
本願は、2004年6月28日に出願された米国仮出願番号60/583,438、および2004年8月17日に出願された米国仮出願番号60/602,131の利益を主張する。これらの仮出願の両方が、全体として、本明細書中に参考として援用される。
金属鋳造物を形成するための、従来の鋳造プロセスは、所望の鋳造物の外側の特徴(例えば、シリンダヘッドまたはエンジンブロック)が内側表面に形成された、種々の型の鋳型(例えば、生砂鋳型、精密砂鋳型、または鋼ダイ)のうちの1つを使用する。砂および適切な結合材料から形成され、そして鋳造物の内側の特徴を規定する中子は、この鋳型またはダイの内部に配置される。金属鋳造物の輪郭および内側の特徴を作製するために使用される砂中子は、代表的に、取り除かれて再利用されなければならない。
本発明の種々の局面は、一般に、鋳造プロセスに関する。1つの局面において、本発明は、鋳造物内の中子への接近を得るための、ばりおよび他の閉塞片の除去を改善するための、種々の方法および装置に関する。
Claims (18)
- 金属鋳造物を製造する方法であって:
融解金属材料を鋳型に注いで、内部中子および中子開口部分を有する鋳造物を形成する工程;
該鋳造物を該鋳型から取り出す工程;
該鋳造物の該中子開口部分から閉塞片を除去し、該鋳造物からの該中子の除去および取り出しのために該中子への接近を可能にする工程;
該鋳造物の温度を、該鋳造物が熱処理されるまで、該金属のプロセス制御温度以上に維持する工程;および
該鋳造物を熱処理する工程、を包含する、方法。 - 前記鋳造物にエネルギーを付与して、該鋳造物の冷却を防止し、そして該鋳造物を少なくとも部分的に熱処理する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも前記金属の熱処理温度まで、前記鋳型を予熱する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記鋳型が予熱温度にある間に、前記融解金属を該鋳型に注ぐ工程をさらに包含する、請求項3に記載の方法。
- 前記中子開口部分から閉塞片を除去する工程が、該中子開口部分内の閉塞片を打ち抜くか、粉砕するか、穿孔するか、レーザー処理するか、または切断する工程、あるいは、該中子開口部分内の該閉塞片に流体または粒子媒体を吹き付ける工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記中子開口部分から閉塞片を除去する工程が、前記鋳造物が前記鋳型から取り外される際に、該中子開口部分内の閉塞片に、中子開口デバイスを貫入させる工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記中子開口デバイスと連絡する温度測定デバイスを使用して、前記鋳造物の温度をモニタリングする工程をさらに包含する、請求項6に記載の方法。
- 中子開口部分を有する金属鋳造物を処理するためのシステムであって:
該鋳造物を形成するための注ぎステーション;
閉塞片を中子開口部分から除くための中子開口デバイスを備える、中子開口ステーション;
該中子開口ステーションの下流にあり、そして熱処理炉を含む熱処理ステーション;および
該熱処理ステーションの前に位置決めされる少なくとも1つのプロセス温度制御ステーションであって、該鋳造物を、該金属のプロセス制御温度以上の温度に維持するためのエネルギー源を備え、該注ぎステーションと該熱処理ステーションとの間にあるプロセス温度制御ステーション、を備える、システム。 - 少なくとも前記金属の熱処理温度まで、前記鋳型を予熱するための熱源をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記中子開口デバイスが、パンチ、ミル、ドリル、レーザー、刃、または吹き付けノズルを備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記中子開口デバイスが、ピンまたは棒を備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記中子開口デバイスが、温度測定デバイスを備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記熱処理ステーションが、鋳造物排出ゾーンをさらに備え、前記鋳造物が前記熱処理炉に入る前に該鋳造物排出ゾーンを通過し、該鋳造物排出ゾーンが、該鋳造物の温度を測定するための鋳造物温度測定デバイスを含み、該鋳造物の温度が所定の排出温度未満であるか否かを決定し、そして該鋳造物をさらに評価するか、または該鋳造物を該熱処理ステーションから取り出すかを識別する、請求項8に記載のシステム。
- 前記鋳造物排出ゾーンが:
前記温度測定デバイスと通信する移動機構であって、該移動機構は、該温度測定デバイスによる前記排出温度の検出の際に、前記熱処理炉に前記鋳造物が入る前に該鋳造物排出ゾーンから該鋳造物を取り出すように適合されている、移動機構、
を備える、請求項13に記載のシステム。 - 前記プロセス制御温度ステーションが、前記エネルギー源および前記移動機構と連絡する温度感知デバイスをさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記プロセス制御温度ステーションが、前記温度感知デバイスおよび前記エネルギー源と連絡する制御器をさらに備え、該制御器が、前記鋳造物に付与されるエネルギーの量を制御する、請求項15に記載のシステム。
- 金属鋳造物を処理するためのシステムであって:
第一の熱源であって、鋳型を、少なくとも300℃の温度まで予熱するための、第一の熱源;
該融解金属を該予熱された鋳型に注ぐための注ぎステーション;
該注ぎステーションの下流の第一のプロセス制御温度ステーションであって、該第一のプロセス制御温度ステーションは、該金属が少なくとも部分的に固化して中子開口部分を有する鋳造物を形成する際に、該金属を、プロセス制御温度以上に維持するための第二の熱源を備える、第一のプロセス制御温度ステーション;
該鋳造物を該鋳型から取り出すための鋳造物取り出しステーション;
該中子開口部分から閉塞片を除くための中子開口デバイスを備える、中子開口ステーション;
該中子開口ステーションと一体的である第二のプロセス制御温度ステーションであって、該第二のプロセス制御温度ステーションは、該中子開口部分の表面がきれいにされる際に、該金属を、該プロセス制御温度以上に維持するための、第三の熱源を備える、第二のプロセス制御温度ステーション;および
熱処理ステーション、
を備える、システム。 - 前記中子開口デバイスが、パンチ、ミル、ドリル、レーザー、刃、または吹き付けノズルを備える、請求項17に記載のシステム。
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