JPH02155557A

JPH02155557A - 加圧鋳造装置

Info

Publication number: JPH02155557A
Application number: JP31084588A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ota; 厚太田; Minoru Uozumi; 稔魚住; Hirokazu Onishi; 宏和大西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-12-08
Filing date: 1988-12-08
Publication date: 1990-06-14

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、鋳造装置に関し、特にキャビティーの？８湯
を加圧して凝固させる加圧鋳造装置に関する。

【従来の技術】

高精度の鋳はだの優れた鋳物部品を造るダイカスト鋳造
装置はよく知られている。ダイカスト鋳造装置は、金型
に溶湯を圧入するために、溶湯をプランジャチップとス
リーブとの中に一旦蓄えて、その後にプランジャチップ
の移動によって溶湯を金型のキャビティーに充填するも
のである。また、低圧鋳造装置は、金型の開閉機構と、ストークを
内蔵した密閉るつぼと、保持炉と、空気圧制御装置と、
油圧制御装置とから構成され、気密性の優れた鋳物部品
が得られるものである。これら装置は、昭和５５年１０月３０日に発行された「
鋳物便覧」に詳しく説明されている。

【発明が解決しようとする課題】

然しなから、このダイカスト鋳造装置では、溶湯がプラ
ンジャチップ及びスリーブで冷却されること、及び溶湯
の熱又は溶湯のカジリにより、プランジャチップとスリ
ーブ間の摩擦抵抗が変化すること、並びにラドルによる
溶湯の注入ではノロが発生し、且つ注入されてしまうこ
と等から、凝面組織、特に共晶Ｍｉ織の微細化にバラツ
キが生じて、鋳物部品の機械的性質が劣る場合が生じる
。また、低圧鋳造装置では、キャビティーの溶湯に圧力を
加えないので、凝固がおそく、共晶組織が微細化しない
。更に、溶湯がキャビティーの空気を巻き込み、ガスホ
ールやピンホールが鋳物部品に発生しやすい。この結果
、鋳物部品の機械的性質が劣ることになる。従って、本発明の課題は、機械的性質に優れた高品質の
鋳物部品を得られるようにするために、キャビティーに
注入される溶湯が空気を極力巻き込むことがないように
することにある。

【課題を解決するための手段】

そこで、本発明の加圧鋳造装置は、鋳型に形成されたキ
ャビティーと、このキャビティーと溶解炉とを接続する
溶湯供給通路とを備えた加圧鋳造装置において、キャビ
ティー内の空気を排出する真空ポンプと、キャビティー
と溶湯供給通路との連通を開閉するゲート手段と、キャ
ビティー内の溶湯を加圧する加圧手段と、溶解炉の溶湯
に圧力を与える圧力付与手段と、溶湯を一時的に溜める
ために溶湯供給通路のゲート手段近傍に設けられたリザ
ーバとを備えたことを特徴とする。

【作用】

この手段において、ゲート手段の作動により、キャビテ
ィーと溶湯供給通路との連通が遮断される。この時、キ
ャビティー内は真空ポンプの作用によりほぼ真空状態と
されると同時に、圧力付与手段の作用で溶解炉の溶湯に
圧力（正圧又は負圧）が付与されて、溶湯は溶湯供給通
路を通ってリザーバに蓄えられる。この後、ゲート手段
を開くので、リザーバの溶湯は、キャビティー内の圧力
と溶湯に作用する圧力との差圧により、すばやく且つ空
気に極力触れることなく、キャビティーに注入される。この注入後にゲート手段を再び閉じて、加圧手段により
キャビティー内の溶湯に圧力を加えて、共晶組織の微細
化を促進する。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１図の符号ｌは下金型（鋳型）である。この下金型１
は、図示しない固定ダイプレートに固定されている。下
金型ｌには溶湯供給通路３を形成するストーク５が固定
されている。このストーク５は、溶解炉７に入れられて
いるアルミニューム合金（ＪＩＳ２０１４Ｘ−Ｔ６）の
溶湯９の中に挿入されている。この溶解炉７は、溶湯９
を溶湯供給通路３に送り込むための加圧機構１１　（圧
力付与手段）に接続されている。この加圧機構１１は、
約１．３〜１．５気圧の空気を鋳造サイクル毎に溶解炉
７に供給する装置である。下金型ｌは、上金型１３（鋳型）とでキャビティー１５
を形成する。このキャビティー１５はサスペンションの
アッパアームを形ずくるものである。このキャビティー
１５は皿部１７を介して湯口１９に連通ずる。この湯口
１９は、上金型１３にも形成された溶湯供給通路３に連
通ずる。この溶湯供給通路３の湯口１９近傍の上金型１
３内には、溶湯供給通路３と連続したリザーバ２１が形
成されている。このリザーバ２１の上部は湯口１９より
も高い位置にある。溶湯供給通路３と湯口１９との間に
は、それら間の開閉を制御するためのゲートピストン２
３　（ゲート手段）が設けられている。このゲートピス
トン２３は、筒状体となっていて、その中には、キャビ
デイ１５内の溶湯を加圧するための円柱状の加圧ピスト
ン２５　（加圧手段）が挿入されている。これらゲート
ピストン２３、及び加圧ピストン２５は図示しない駆動
装置に連結されていて、鋳込みサイクル毎に上下動をす
る。この加圧ピストン２５による加圧力は２００〜１０００
ｋｇ／ｃｊが適当である。２００ｋｇ／−以下であると
、鋳物内のガスホールをおしつぶすことが難しい。また
、１０００ｋｇ／ｃｏ！以上に圧力を上げても、共晶組
織の微細化には実質的な効果がない。更に、この加圧ピストン２５内には、ヒーター２６が埋
設されている。このヒーター２６は、加圧ピストン２５
付近の溶湯が最終凝固部となるように加圧ピストン２５
付近の溶湯を加熱するためである。下金型１と上金型１３との合わせ面２．１４の各々に形
成されたみ溝２７には、耐熱ゴムを素材とするＯリング
２９が挿入されている。このＯＩＪソング９とキャビデ
イ１５との間には、ガス抜き通路３１が穿設されている
。このガス抜き通路３１は、上金型１３を固定する可動
ダイプレート３３に形成された気体室３５に連通ずる。この気体室３５は流路３７を介して真空ポンプ３９に接
続する。この結果、キャビデイ１５内の空気、及びガス
等は、合わせ面２．１４間の隙間とガス抜き通路３１を
通って気体室３５に排出され、更に気体室３５を通って
真空ポンプ３９に吸引れる。更に金型１３に形成れれた
一対の挿入孔４１．４３は、キャビデイ１５と気体室３
５とを接続する。この挿入孔４１．４３には、押し出しビン４５が挿入さ
れている。この挿入孔４１．４３を通って、キャビデイ
１５内の空気等は真空ポンプ３９に吸引される。このキャビデイ１５内の真空度は１００〜０゜ｌｍＨｇ
とする。１００ｍＨｇ以上だと、キャビデイ１５へ溶湯
を充填するときに空気等を巻き込む恐れがある。０．１
ｆｌＨｇ以上に真空度を上げることは、上金型１３と下
金型１との合わせ面２．１４のシールが難しい。次に、この実施例の加工工程を説明する。第２図（Ａ）は真空工程の状態を示し、第２図（Ｂ）は
給湯工程の状態を示し、第２図（Ｃ）は加圧工程の状態
を示している。先ず、真空工程を説明する。ゲートピストン２３を下降
させて、湯口１９と溶湯供給通路３との連通を・遮断す
る。遮断が完了するとともに、キャビデイ１５内の空気
等は、合わせ面２．１４間の隙間とこの隙間に接続する
ガス抜き通路３１とを通り、気体室３５に至とともに、
挿入孔４１．４３を通って気体室３５に至る。この気体
室３５の空気等は流路３７を通って真空ポンプ３９に吸
引される。この結果、キャビデイ１５内は３０ｔａＨｇ
にされる。このキャビデイ１５を真空にしているときに
、溶解炉７の溶湯９は、加圧機構１１から供給される空
気圧により加圧される。この結果、溶湯９は、溶湯供給
通路３を通って、リザーバ２１に充填される。このリザ
ーバ２１への充填途中で溶湯が空気を巻き込んだとして
も、空気はリザーバ２１の上部に浮上する。この結果、
次の給湯工程で空気がキャビデイ１５に入らない。このように、真空工程が完了すると、次に給湯工程に入
る。ゲートピストン２３を速やかに上昇させる。リザー
バ２１の？溶湯は、キャビデイ１５がほぼ真空となって
いることによる高い差圧により、湯口１９、及び頭部１
７を通ってキャビデイ１５に素早く注入される。この時
、キャビデイ１５内がほぼ真空となっていることにより
、溶湯は空気を巻き込むことは殆どないことになる。この給湯工程が完了すると、次に加圧工程に入る。ゲー
トピストン２３が下降して、湯口１９と溶湯供給通路３
との連通を遮断する。と同時に加圧ピストン２５が下降
してきて、キャビデイ１５の溶湯を約６００　ｋｇ／ａ
ｊで加圧する。この加圧時、ヒーター２６で加圧ピスト
ン２５付近の溶湯を加熱する。この為、加圧ピストン２
５付近の溶湯の凝固は他の部分の溶湯よりもおくれるの
で、加圧力は、溶湯が凝固するまで十分に分散されて、
溶湯全体にいきわたる。ゲートピストン２５が下降する
とともに、加圧機構１１が溶解炉７に供給していた圧力
空気を排出することにより、リザーバ２１に残った溶湯
は溶湯供給通路３を通って溶解炉７に戻る。次に、この実施例の効果を述べる。この実施例では、キャビデイ１５内がほぼ真空にされて
、空気等が排出されていること、及び・またはリザーバ
２１に一旦溶湯が充填されるので、巻き込まれた空気は
浮上して、溶湯から脱出する。よって、溶湯には、空気が殆ど巻き込まれないので、ガ
スホール、及びピンホールの発生が生じない。この結果
、鋳造された鋳物部品の機械的性質は非常に優れる。また、加圧工程において、ヒーター２６により、加圧ピ
ストン２５付近の溶湯の凝固が最後となるようにしたこ
とにより、加圧力がキャビデイ１５の溶湯の全体に分散
さ、共晶組織の微細化がほぼ均質になる。この結果、鋳
造された鋳物部品の機械的性質は非常に優れる。ちなみち、第３図にこの実施例による鋳造部品と他の周
知の方法による部品との引張強度の強さ、及び伸び率を
比較して示す。第３図中、Ａはこの実施例による鋳物部
品あり、Ｂは高圧鋳造法による鋳物部品であり、Ｃは低
圧鋳造法による鋳物部品であり、Ｄは鍛造による鋳物部
品である。此れからも明らかなように、この実施例の鋳
物部品は、展伸加工である鍛造部品に近い引張強度を備
え、ｌ！械的性質に優れている。次に、第４図に加工可能な肉厚の薄さを他の加工法と比
較して示す。第４図中、Ｅはこの実施例による場合、Ｆ
はダイカスト法による場合、Ｇは高圧鋳造法による場合
、Ｈは低圧鋳造法の場合を示す。このようにこの実施例
では、はぼ真空のキャビデイ１５に溶湯が充填されるこ
とにより、給湯速度が早く、且つ空気の巻き込みが少な
い。この結果、ダイカスト法と同等の薄肉まで鋳造する
ことができる。以上、本発明の特定の実施例について説明をしたが、本
発明は、この実施例に限定されるものでなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。例えば、この実施例では、加圧ピストン２５がゲートピ
ストン２３の中に設けられているが、第５図に示すよう
に、加圧ピストン６１は、ゲートピストン６３の位置と
は異なり、鋳物部品の最大肉厚となる部位に配設されて
もよい。また、リザーバ２１へ溶湯を注入するために、加圧機構
１１を廃止して、基部１７とリザーバ２１との上部とを
通路で接続してもよい。この場合、溶解炉７の溶湯９は
負圧の吸引力に寄ってリザーバ２１に吸い上げられる。この結果、圧力付与手段は真空ポンプ３９となる。

【発明の効果】

以上述べたように、本発明では、はぼ真空となったキャ
ビデイに溶湯が注入されるため、空気の巻き込みによる
ガスホール等の少ない機械的性質に優れた鋳物部品を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である加圧鋳造装置の主要部断
面図、第２図（Ａ）は本発明の実施例における真空工程
を示す状態図、第２図（Ｂ）は本発明の実施例における
給湯工程を示す状態図、第２図（Ｃ）は本発明の実施例
の加圧工程を示す状態図、第３図は本発明の実施例によ
る鋳物部品と他の加工法による部品との引張強度、及び
伸び率の比較図、第４図は本発明の実施例と他の加工法
との加工可能な薄肉厚さの比較図、第５図は本発明の他
の変形例を示す断面図である。１・・・下金型（鋳型）３・・・溶湯供給通路７・・・溶解炉１１・・・加圧機構（圧力付与手段）１５・・・キャビデイ２１・・・リザーバ２３・・・ゲートピストン（ゲート手段）２５・・・加
圧ピストン（加圧手段）３９・・・真空ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳型に形成されたキャビティーと、このキャビテ
ィーと溶解炉とを接続する溶湯供給通路とを備えた加圧
鋳造装置において、前記キャビティー内の空気を排出する真空ポンプと、前
記キャビティーと前記溶湯供給通路との連通を開閉する
ゲート手段と、前記キャビティー内の溶湯を加圧する加
圧手段と、前記溶解炉の溶湯に圧力を与える圧力付与手
段と、溶湯を一時的に溜めるために溶湯供給通路の前記
ゲート手段近傍に設けられたリザーバとを備えたことを
特徴とする加圧鋳造装置。