JPH023658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、ステンレス鋼、鋳鉄、銅合金など
の高温の溶湯を金型に圧入する高融点金属ダイカ
スト法の改良に関するものであつて、一層詳細に
は金型のキヤビテイ各部がそれぞれ所定の温度に
制御できるように金型のキヤビテイ部、ランナ部
およびビスケツト部をそれぞれ分離しかつ挿入電
熱ヒータの熱容量も変化させて熱衝撃による金型
へのクラツク発生を軽減すると共に製品への内部
応力による割れの発生を防ぎ良品率を高めること
ができる電熱ヒータを装着した高融点金属ダイカ
スト法に関するものである。 〔従来の技術〕 今日、高融点金属ダイカスト法において、ステ
ンレス鋼、鋳鉄、銅合金などの高融点金属の溶湯
をスリーブを介して金型内キヤビテイへ圧入し鋳
物製品を得るものとしては、実用化に至つている
ものはない。従つて、現在では、良品率を高め、
鋳巣、割れ、変形などの無い製品を得る共に金型
寿命を伸ばして充分に採算の取れる高融点金属ダ
イカスト法を開発すべく種々研究が行われてい
る。 従来、溶湯をダイカストする場合、溶湯を金型
内キヤビテイに圧入するまで溶湯が凝固しないよ
うに、ガスバーナによるガス燃焼で金型を強制的
に予熱する手段を採用している。また、ダイカス
ト時において、キヤビテイ部、ランナ部およびビ
スケツト部を形成する入子式金型より大気中およ
び他の金型を構成する部品を通じてダイカスト機
本体に至る各放熱熱量に較べ、キヤビテイ部、ラ
ンナ部およびビスケツト部を形成する入子式金型
が金型内に圧入される溶湯より吸収する熱量の方
が高い場合、ダイカスト中におけるヒータによる
加熱は不要となる。しかしながら、キヤビテイ
部、ランナ部およびビスケツト部を形成する入子
式金型の放熱量が、溶湯から受ける吸熱量を上回
る場合には、ダイカストに必要な金型温度を維持
できなくなるため、ガスバーナのガス炎を金型の
側方より強制的に常時加熱する手段を採用して不
足分熱量を補つていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、ガスバーナのガス炎を予熱手段として
および常時金型を加熱する手段としてそれぞれ使
用する場合、ガス炎は使用目的以外にダイカスト
機の周辺、特にタイバーの一部を異常に温度上昇
させてしまい、さらには金型側方より加熱するた
め金型分割面（パーテイングライン）で行う作
業、例えば製品取出し、離型材塗布、金型調整な
どをガス炎による周囲大気中の温度上昇および空
気汚染などの作業環境の悪化によつて非常にやり
にくいものにしている。また、ガスバーナによる
金型の加熱およびその温度維持は、金型のキヤビ
テイ部、ランナ部およびビスケツト部の各部にお
いてその制御が容易でなく、さらにガス加熱の場
合にはキヤビテイ部、ランナ部およびビスケツト
部を形成する入子式金型の温度以上に金型側方部
の温度を保持しなければならない。従つて、型締
圧、射出圧などの繰り返し圧力を受ける金型にあ
つては、金型温度を増大させれば増大させる程歪
みの発生の少ない、より優れた高温強度を有する
材料の使用が要求され、採算面からくる金型寿命
を考えた場合、高価な金型となる結果実用化へは
一層遠くなる難点がある。さらに、金型分割面を
平面方向（ダイカスト機の長手方向）で見た場
合、寸法的に大きな金型で、公知のストリツパ方
式などを採用しその金型作動が複雑化するものな
どについては、金型を構成する部品も多くなり、
各部品間はガイドピン、リターンピンなどの手段
により密な連携を有することになる。このため、
各部品の温度差を広げることとなつて、熱膨脹量
の差による金型相互の寸法に狂いを併発し、常温
において良好な金型動作するものであつても金型
昇温後には作動不良を生じる欠点がある。 そこで、発明者等は、従来の高融点金属ダイカ
スト法の欠点を全て克服するため、キヤビテイ
部、ランナ部およびビスケツト部を形成する入子
式金型の予熱および加熱手段として、従来のガス
バーナの使用に代えて、電熱ヒータを採用し、こ
の電熱ヒータをキヤビテイ部、ビスケツト部およ
びランナ部をそれぞれ形成する入子式金型の周囲
に配置して金型自体に接着すれば、金型周囲にお
ける作業環境を悪化することなく、しかもキヤビ
テイ部、ランナ部およひせビスケツト部を形成す
る入子式金型の各部の温度制御も簡単に行い得る
ことに着目し、種々試作ならびに実験を行つた結
果、次の事項を確認した。 まず、溶湯は注湯してから射出までの時間にビ
スケツト部で温度低下を生ずるため、ビスケツト
部を加熱する必要がある。また、溶湯が高速で走
るランナ部では、溶損現象を起生するため、ビス
ケツト部よりも低温度の状態にする必要がある。
さらにキヤビテイ部においては、ランナ部より溶
湯が高速で走るため、一層溶損現象を起生し易
く、しかもキヤビテイ部内で溶湯を冷却固化させ
る必要からさらに低温度の状態にしなければなら
ない。しかし、キヤビテイ部においては、製品に
内部応力による割れが発生する危険が多いため、
必要以上に温度を下げることはできない。 従つて、多数の実験結果から、製品体積の小さ
い、例えば、ステンレス鋼の場合は、キヤビテイ
部においては260〜320℃、ランナ部においては
350〜400℃そしてビスケツト部においては400〜
450℃の各温度分布が好適であることを突き止め
た。 また、鋳鉄の場合は、キヤビテイ部250〜300
℃、ランナ部340〜380℃およびビスケツト部400
〜450℃の各温度分布が好適であることが判つた。 さらに、銅合金の場合は、キヤビテイ部190〜
240℃、ランナ部300〜340℃およびビスケツト部
360〜390℃の各温度分布が好適であることが判つ
た。 一方、溶湯よりの吸熱量も金型のキヤビテイ
部、ランナ部およびビスケツト部ではそれぞれ相
違するため、これらを考慮して各部において加熱
容量が相違する電熱ヒータをそれぞれ入子式金型
の周囲に接触するよう配置したところ、ダイカス
トにおいて必要な金型温度を充分維持しかつコン
トロール可能なことを突き止めた。また、入子式
金型以外の金型構成部品と電熱ヒータとを断熱材
を介在させて熱的に分離することにより、昇温時
間の短縮、熱損失の低減および電熱ヒータの高寿
命化をそれぞれ図ることができることが判つた。 従つて、本発明の目的は、高融点金属のダイカ
ストに際し、金型温度の適正なコントロールを行
い得ると共に良品質のダイカスト製品を容易かつ
廉価に製造し得る電熱ヒータ装着の高融点金属ダ
イカスト法を提供するにある。 〔課題を解決するための手段〕 前記の目的を達成するため、本発明において
は、入子式金型をキヤビテイ部とランナ部とビス
ケツト部とに分離し、前記入子式金型の外周部に
前記キヤビテイ部、ランナ部、ビスケツト部の各
部に対してそれぞれ加熱容量の可調整な電熱ヒー
タを装着して金型枠で保持し、これにより、前記
キヤビテイ部の温度を190〜320℃、ランナ部の温
度を300〜400℃およびビスケツト部の温度を360
〜450℃の範囲に設定することを特徴とする。 また、前記入子式金型に温度検出素子を挿通配
置すれば、金型各部の温度を適正に制御し設定す
ることができる。 なお、金型の固定に際しては、金型枠の取付板
に固定すると共に取付板を断熱材を介して機械ダ
イプレートに取付ける。また、この場合、金型外
部より金型のキヤビテイ部へ溶湯を圧入するため
の金属スリーブを金型のビスケツト部と連通させ
て挿通配置し、金型のキヤビテイ部に対し離型用
押出部材を挿通配置すれば好適である。 〔作用〕 本発明によれば、金型温度が高融点金属の種類
ならびに金型各部に対応して定まる所定温度に設
定された状態で、ダイカストが行われる。従つ
て、ダイカスト製品の品質が向上されると共に量
産化が可能となる。また、金型は設定温度に対応
した各部分に分離可能に構成されるので、金型に
クラツクが発生されることがない。 〔実施例〕 次に、本発明に係る高融点金属ダイカスト法に
つき、これを実施するダイカスト機の実施例を示
す添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。 第１図において、参照符号１０は入子式金型を
示し、この入子式金型１０は、それぞれキヤビテ
イ部１２を形成する部分１０ａと、ランナ部１４
を形成する部分１０ｂと、ビスケツト部１６を形
成する部分１０ｃとから構成されている。この入
子式金型１０の各部分１０ａ〜１０ｃはそれぞれ
分離可能に形成されしかも各部分１０ａ〜１０ｃ
はそれぞれ雄型と雌型とで構成されている。ま
た、入子式金型１０の外周部には、各部分１０ａ
〜１０ｃに対応してそれぞれ加熱容量（定格）の
相違する電熱ヒータ１８，２０を配置する。この
ようにして電熱ヒータ１８，２０を囲繞配置した
入子式金型１０は、電熱ヒータ１８，２０の外周
部に断熱材２２，２４を介在させて一対の金型枠
２６，２８に組込まれる。 このように構成された金型は、取付板３０，３
２を介して適宜機械ダイプレート（図示せず）に
固定される。この場合、電熱ヒータ１８，２０に
より金型温度を高める必要がある場合、前記取付
板３０，３２と機械ダイプレートとの間に断熱材
３４，３６を配設するのが好適である。なお、金
型温度を高く維持する必要のない場合および簡単
な金型で特に金型を構成する部品相互の温度差を
問題にしない場合などには、電熱ヒータ１８，２
０と金型枠２６，２８との間に介在させた断熱材
２２，２４を省略することができる。 また、入子式金型１０のビスケツト部１６に
は、金型を貫通して取付板３２の外側と連通させ
るための金型スリーブ３８を挿通配置し、この金
型スリーブ３８をダイカスト機の溶融金属圧入機
構を構成するプランジヤスリーブ（図示せず）に
連通させている。さらに、本実施例において、金
型のキヤビテイ部１２内で形成された製品を離型
する手段としては、固定側金型のキヤビテイ部１
２に対し押出ピン４０の一端部を臨ませ、この押
出ピン４０の他端部に押出板４２，４４を取付
け、金型の分割面４６において移動側金型を引き
離した後、前記押出板４２，４４を操作して押出
ピン４０の作用下に製品を取出すよう構成したも
のが採用されている。 上述した構成からなるダイカスト機を使用して
高融点金属のダイカストを行う場合は、溶湯金属
の種類および溶湯温度に応じて電熱ヒータ１８，
２０による金型各部１０ａ〜１０ｃの温度を適宜
設定し、金属スリーブ３８を介して溶湯を金型の
キヤビテイ部１２に圧入することにより達成す
る。この場合、金型各部１０ａ〜１０ｃにおける
電熱ヒータ１８，２０の温度制御を適正に行うた
め、キヤビテイ部１２、ランナ部１４、およびビ
スケツト部１６をそれぞれ形成する金型各部１０
ａ〜１０ｃに熱電対などの温度検出素子４８，５
０を挿通配置する（図示例では、キヤビテイ部１
２を形成する金型部分１０ａに温度検出素子４
８，５０を挿通配置した場合のみを示す）。従つ
て、これらの温度検出素子４８，５０による金型
各部１０ａ〜１０ｃの温度検出を行いながら電熱
ヒータ１８，２０の給電（電流）を制御すること
により、ダイカストに必要かつ好適な金型各部の
温度を保持することができる。 なお、実験の結果、高融点金属のダイカストに
際して、金型各部１０ａ〜１０ｃにおける設定温
度は、各材料に応じて第１表に示すように設定す
るのが好適であることが確認された。

〔発明の効果〕

本発明に係る高融点金属ダイカスト法によれ
ば、キヤビテイ部、ランナ部およびビスケツト部
を形成する入子式金型をそれぞれ分離可能に構成
し、これら金型各部に対してそれぞれ加熱容量の
調節自在な電熱ヒータを直接配設したことによ
り、高融点金属のダイカストに必要な金型温度を
適正に保持することができ、溶融金属の圧力機構
による押湯の圧力をキヤビテイ部に伝えるように
することができるため、良品質のダイカスト製品
の量産化が可能となる。しかも、前記したように
金型を構成したことにより、金型各部におけるク
ラツクの発生を防止し、金型の高寿命化を達成す
ることができる。 また、入子式金型に装着した電熱ヒータとその
外周における金型構成部品（金型枠、取付板な
ど）とを断熱材により熱的に分離する構成とした
ことにより、金型の昇温時間の短縮化、熱損失の
低減化および電熱ヒータの高寿命化を図ることが
できる。 さらに、金型と機械ダイプレートとを断熱材に
より熱的に分離する構成としたことにより、電熱
ヒータの熱量を充分に生かすことが可能となり、
昇温時間の短縮は勿論のこと、キヤビテイ容量が
小さく溶湯よりの吸熱量が充分期待できない製品
のダイカストに際しても適切な金型温度を保持し
かつ温度制御も可能になつた。 前述したように、本発明によれば、加熱の必要
がない金型構成部品（金型枠、取付板など）は、
断熱材により低温度に保持することが可能とな
り、高温強度を有する材料を特別に使用しなくて
もよいため、金型価格の低減を図ることができ
る。また、リターンピン、ガイドピンなどにより
相互に連結関係にある金型構成部品間の温度差も
少なくなるため、摺動部のクリアランスは小さく
て済み、複雑な作動をする金型も円滑な作動が達
成され、良好な離型状態を得ることができる。従
つて、本発明に係る高融点金属ダイカスト法を適
用することにより、従来予熱手段および加熱手段
としてガスバーナを採用していた場合のような作
業環境の悪化による製品の取り出し、離型材塗
布、金型調整などの作業上の不便を全て解消する
ことができる。 以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高融点金属ダイカスト法
を実施するダイカスト機の実施例を示す縦断面図
である。 １０……入子式金型、１２……キヤビテイ部、
１４……ランナ部、１６……ビスケツト部、１
８，２０……電熱ヒータ、２２，２４……断熱
材、２６，２８……金型枠、３０，３２……取付
板、３４，３６……断熱材、３８……金型スリー
ブ、４０……押出ピン、４２，４４……押出板、
４６……分割面、４８，５０……温度検出素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入子式金型をキヤビテイ部とランナ部とビス
   ケツト部とに分離し、前記入子式金型の外周部に
   前記キヤビテイ部、ランナ部、ビスケツト部の各
   部に対してそれぞれ加熱容量の可調整な電熱ヒー
   タを装着して金型枠で保持し、これにより、前記
   キヤビテイ部の温度を190〜320℃、ランナ部の温
   度を300〜400℃およびビスケツト部の温度を360
   〜450℃の範囲に設定することを特徴とする高融
   点金属ダイカスト法。 ２ 電熱ヒータと金型枠との間に断熱材を介在さ
   せる特許請求の範囲第１項記載の高融点金属ダイ
   カスト法。 ３ 入子式金型に温度検出素子を挿通配置する特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の高融点
   金属ダイカスト法。 ４ 金型枠を取付板に固定すると共に取付板を断
   熱材を介して機械ダイプレートに取付ける特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の高
   融点金属ダイカスト法。