JPH02142662A - 中子を用いた金属の鋳造方法および金属製中空中子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中子を用いた金属の鋳造方法および金属製中
空中子に係わり、特に、ダイカスト、スクイズカスト等
の高圧鋳造に用いて好適な金属の鋳造方法および、金属
製中空中子に関する。

〔従来の技術〕

周知のとおり、中空や空洞穴のある鋳物を作るときに、
外形型とは別に内形面に相当する型（中子）を鋳型内に
はめ込む。この中子は鋳物砂を主体として作製されるも
のが一般的であるが、ダイカスト等の高圧鋳造において
は、この中子の強度上の制限等から金属製中子が使用さ
れることもある。通常、一連の鋳造作業の最後の段階で
この中子は除去されるが、鋳物砂製の中子の場合はそれ
をサンドブラスト等により崩壊することにより、また金
属製中子の場合は引き抜くことにより除去するもの（抜
き中子）が一般的である。

ところで、上述のように、高圧鋳造においては上記金属
製中子が使用されることがあるが、この金属製中子は上
述の如く引き抜きによって除去するものであるため形状
に大きな制限を受けることとなる。すなわち中子の引き
抜き方向に凹凸がある形状の場合には、鋳造時の引き抜
き除去は不可能である。このような場合、中子の材質に
因らず一連の鋳造作業工程中においては鋳物の中に中子
を残す方式（置き中子）を採らざるを得ない。この場合
、後の工程で中子を除去するのが一般的である。

例えば、引き抜き式の中子に換えて低融点金属の置き中
子を使用し、鋳造後には該低融点金属よりなる中子を溶
解することにより完全に除去し得るように構成された金
属製中子が提案されている（実開昭６０−４６９２８号
公報等）。また、高圧鋳造に鋳物砂製の中子を用いる場
合には、鋳肌荒れ等の原因となる溶湯差し込みを防ぐた
め中子表面にコーティング層を形成したり（特開昭６３
２６２３４号公報等）、鋳造時の一定圧に耐えうるちの
とするため鋳物砂にレジンを混入（又は被覆）して中子
を形成すること（特開昭６３−４３７４１号公報等）が
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような低融点金属製中子および鋳
物砂製中子にあっては、高圧鋳造下における強度の問題
、溶湯が中子鋳物砂内に入り込む差込み現象の問題、お
よびそれに伴う鋳肌の荒れ等の問題が残っているばかり
でなく、前記低融点金属を除去するには防上がった鋳造
物を炉などで再加熱する必要があり、またコーティング
層やレジンの混入のある鋳物砂は崩壊しにくいので、依
然として中子除去に手間とコストがかかっており、満足
し得るものは得られていない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高圧鋳造
にも十分適用することができ、かつ良好な鋳肌を得るこ
とができ、しかも鋳造後の除去に手間を要すことのない
中子を用いた金属の鋳造方法および金属製中空中子を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、中子を用いて金属を鋳造するにあたり、中子
として、金属により中空に形成されてなる金属製中空中
子を用い、鋳造後においても該中子を鋳物内に残存させ
ることを特徴とするものである。またそのとき、前記金
属製中空中子を、鋳造金属との融着性を有するもの、あ
るいは超塑性合金を超塑性成形加工したものとすると効
果的である。

〔作用〕

中子は金属製であるから中空で高圧鋳造に耐え得るもの
とすることができる。また、中空のものとすることによ
り、該金属製中空中子を鋳造製品内にそのまま残存させ
て、鋳造製品の中空部内壁を該金属製中空中子によって
構成することが可能となる。そのとき中子を、鋳造金属
との融着性を有するものとすれば、鋳造時、中子外面が
溶融して鋳造合金と一体化される。また、該金属製中空
中子を、超塑性合金を超塑性成形加工することにより形
成すれば、複雑な形状のものを比較的簡単に作製するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す型の側断
面図で、本発明をアルミニウム合金の鋳造に適用した例
を示すものである。図において符号１は固定型１．２は
可動型、３は固定型ｌに形成されたキャビティ−４は可
動型２に取り付けられた金属製中空置き中子、５は溶湯
、６はスリーブ、７はプランジャ、８はプランジャチッ
プ、９は湯口である。

本実施例において前記金属製中空置き中子（以下、“中
子”と略称する）４は、第２図にも示すように、小径部
４ａと大径部４ｂとを有した中空有底円筒状に形成され
、小径部４ａ側の端部が開口したものとなっている。ち
なみに、実施例における該中子４の外形寸法は、小径部
４ａ外径が１００φ、大径部４ｂ外径が１３０φ、全長
が５０ｍｍのものとなっている。この場合の中子４は、
アルミニウム合金（１１００系）よりなるもので、外径
ｌＯＯφ、全長１００１＠ｆｆｉ、肉厚２　、６　ｎ＋
ｍのパイプを液圧バルジ加工により成形（張出し成形）
した栖のである。これにより、該中子４の張り出し部（
大径部４ｂ）の肉厚は２　、０　ｍ＋ａとなっている。

この中子４の肉厚は、鋳造時においてその鋳造圧力に十
分に耐え得る強度を有するものとする。

次に、前記中子４を使用したアルミニウム合金の鋳造法
とともに、該中子４の作用について説明する。

第１図の如く、中子４を可動型２に取り付けた状態で両
金型１．２をセットし、プランジャ７を作動させること
により溶湯５を湯口９を介してキャビティ３内に圧入し
、鋳込みが終了したら可動型２を退去させる。本実施例
では、６５０°Ｃのアルミニウム合金（ＡＤＣＩＯ；Ａ
１合金ダイカスト１０種）を鋳込むものとしている。こ
のとき、中子４は、鋳造金属（溶湯５）と同種合金（共
にアルミニウム合金）よりなるものであるから、中子４
の外表面すなわなち鋳造金属（溶湯５）と接する部分が
鋳造金属の熱により融解する。したがって、中子４はダ
イカスト製品の中空部内壁に一体的に固着残存するもの
となり、これを以て製品の完成とする。

ここにおいて、中子４は中空に形成されたものであるか
ら、これを除去することなくダイカスト製品の所要の中
空部は確保される。これにより、中子４の除去作、業は
全く必要のないものとなり、かつ鋳肌が荒れるようなこ
とがない。さらに、このように中子４はダイカスト製品
内に残存させるものであるから、従来の引き抜きによる
方法では中子の除去が不可能となるような形状に適用す
ることも可能となり、ダイカスト製品の設計自由度を増
すことができる、という置き中子一般のメリットも勿論
保有する。

また、中子４はダイカスト製品内に残存させてダイカス
ト製品の中空部内壁を構成するものであるから、上記の
如き鋳造圧力に十分に耐え得る強度を有することを前提
に、その肉厚はなるべく小さいものとすることが望まし
い。また、中子４と鋳造金属とを互いに融着させるため
には、双方の金属（合金）が、互いに共通の構成元素を
有して構成さたものであればよく、好ましくは本実施例
の如く、鋳造金属がアルミニウム合金であれば中子４も
アルミニウム合金とする、といったように双方の金属を
同種の合金とする方が望ましい。

次に、第３図および第４図は本発明の他の実施例を示し
たもので、前実施例のものと同じ構成要素には同符号を
付してその説明を省略する。

本実施例のものでは、中子４の素材が超塑性を有した素
材から形成されたものとなっている。超塑性は周知のと
おり、特定条件の下で異常に大きな延性を示す性質で、
数百〜２０００％以上の伸び率を示すものである。本実
施例では、／Ｍ！−ＭｇＳｉ系　のアルミニウム合金と
している。ここでの中子４の外形的な寸法は、小径部外
径１００φ、大径部外径１４０φ、全長５０＋ａ＋＋＋
である。この中子４は、板厚１１ａｍのプレートを超塑
性加工により成形したもので、この場合は、いわゆるプ
ラスチックスの熱成形の如（上記プレートを高温圧空成
形することにより成形している。

本実施例に係る中子４を用いて、例えば６５０℃のアル
ミニウム合金（ＡＤＣＩＯ）の鋳造を実施すると、該中
子４は、上記実施例同様、鋳造金属と接触する部分が溶
融してダイカスト製品の中空部内壁に一体的に固着残存
する。これにより中子４の除去作業を一切省くことがで
き、かっ鋳肌が荒れることが、ない。さらに本実施例の
ものでは、中子４の素材を超塑性合金としているため、
超塑性成形加工を行うことで、より複雑な形状のものも
成形することができる。つまり、該中子４が弓抜き不能
な形状にも適用可能であることを考えれば、中子４をこ
のように超塑性加工により成形することは、極めて効果
的である。

さらに、本発明に係る中子４は、このように、ダイカス
ト製品の中空部内壁に一体となって残存するもの、すな
わち該中子４がダイカスト製品の中空部内壁を構成する
ものとなるから、この中子４の材質の選択により、ダイ
カスト製品内表面に種々の機能を持たせることも可能と
なる。例えば、この中子４に耐食性に優れた素材を選べ
ば、製品内表面を同耐食性を有したものとすることがで
きし、あるいはまた、第５図（ａ）に示すようなリブ’
１０を同図（ｂ）に示すように中子４の内部に配したも
のとすることにより、該リブ１０が高圧で鋳込まれる金
属溶湯に対する補強材として機能する。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明によれば、中子として金属製
のものを用いることによりダイカスト等の高圧鋳造に十
分に適用することができ、しかも、この金属製中子を中
空に成形して、鋳造後該中子を鋳物内に残存させるよう
にしたから、中子として、従来の引き抜きによる方法で
は除去不能な形状のものの使用も可能となり、ダイカス
ト製品の設計自由度を増すことができるようになるとい
う置き中子一般のメリｙトを有するだけでなく、切の中
子の除去作業を排除せしめ、従来、中子除去作業に要し
ていた手間とコストを削減することができ、しかも鋳肌
の荒れが生じない。またその際、中子を、鋳造金属との
融着性を有する金属により構成すれば中子と鋳造金属と
の一体化を図れるものとなり、また、超塑性合金素材を
超塑性成形加工することにより形成したものとすれば、
より隈雑な形状のものを簡単に成形することができるよ
うになり、中子製作上でも作業の簡便化が計れるものと
なる。またさらに、本発明に係る中子はダイカスト製品
の中空部内壁に一体となって残存し、結果的に、ダイカ
スト製品の中空部内壁を構成するものとなるから、この
中子の材質の選択如何、あるいは形状如何により、該中
子が設置されるダイカスト製品中空部に種々の機能を持
たせることも可能となる、等の優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す型の側断面図、第２図
は当実施例による金属製中空中子の斜視図、第３図は本
発明の他の実施例を示す型の側断面図、第４図は当実施
例による金属製中空中子の斜視図、第５図は本発明に係
る金属製中空中子の他の構成例を示したもので同図（ａ
）はリブの斜視図、同図（ｂ）はリブを配した中子の斜
視図である。 第１図 １・・・・・・固定型、　２・・・・・・可動型、　３
・・・・・・キャビティー　　４・・・・・・金属製中
空中子、　５・・・・・・溶湯、　６・・・・・・スリ
ーブ、　７・・・・・・プランジャ、９・・・・・・湯
口、　　ｌＯ・・・・・・リブ。 出願人　　スカイアルミニウム株式会社ソ 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中子を用いて金属を鋳造するにあたり、中子とし
   て、金属により中空に形成されてなる金属製中空中子を
   用い、鋳造後、該中子を鋳物内に残存させることを特徴
   とする中子を用いた金属の鋳造方法。
2. （２）請求項１記載の中子を用いた金属の鋳造方法にお
   いて、前記金属製中空中子は、鋳造金属との融着性を有
   する金属により構成されたものであることを特徴とする
   中子を用いた金属の鋳造方法。
3. （３）請求項１記載の中子を用いた金属の鋳造方法にお
   いて、前記金属製中空中子は、超塑性合金からなる金属
   素材を超塑性成形加工することにより形成したものであ
   ることを特徴とする中子を用いた金属の鋳造方法。
4. （４）超塑性合金からなる金属素材を超塑性成形加工す
   ることにより中空に形成されてなる金属製中空中子。