JPH0237953A

JPH0237953A - 鋳抜きピンを用いた鋳造装置

Info

Publication number: JPH0237953A
Application number: JP18975588A
Authority: JP
Inventors: Akio Kawase; 川瀬　昭雄; Kiyoshi Shibata; 清柴田; Shigeo Kaiho; 海保　重男
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1990-02-07
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0724928B2

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］本発明はダイカスト鋳造法、例えば、低圧鋳造法等のよ
うに金型を用いて製品を鋳造する鋳造方法および装置に
関し、−層詳細には、熱伝導率の異なる材質から夫々鋳
抜きピンを構成し、材質の熱伝導率の高低に応じて夫々
の鋳抜きピンを渦ロヘ指向させて熱伝導率が低くなるよ
うに配置することによって、バランスのよい溶湯の指向
性凝固を促進し、製品組織に発生する鋳造欠陥を防止す
ると共に、鋳抜きピンの耐久性を向上させることを可能
とする鋳抜きピンを用いた鋳造方法および装置に関する
。

［発明の背景コダイカスト鋳造法のように、金型内に画成される製品キ
ャビティに溶湯を充填して製品を鋳造する場合、製品の
ボルト孔等の孔部を成形するためには鋳抜きビンが用い
られる。また、この鋳抜きビンは製品の軽量化を目的と
して、慣用的に使用されている。

従来、このような鋳抜きピンは鉄鋼材料の中、熱間工具
鋼（例えば、ＪＩＳ　　５ＫＤ６１）をその材質として
製造され、さらに、焼入れ、焼戻し等の熱処理を施した
後、軟窒化処理（タフトライド処理）を施して耐熱性、
耐摩耗性を付与した上で使用している。金型内において
鋳抜きビンは高温の溶湯に浸漬されることから、溶湯の
高熱に直接曝されるからである。

このような鋳抜きピンを使用し、例えば、アルミニウム
合金からなる溶湯から製品を鋳造する場合、鋳抜きビン
の材質である熱間工具鋼と溶湯との親和性が良好である
ために、鋳抜きビンの表面にアルミニウムとの合金層が
形成され、やがては鋳造品との間に焼付が発生するに至
る。

また、鋳抜きビンと溶湯が接触する部位近辺では鋳抜き
ビン自体の温度が上昇するために、溶湯の凝固が遅延し
、キャビティ全体の溶湯凝固の進行とのアンバランスが
生ずる結果、引巣や引割れ等の鋳造欠陥が生ずるという
不都合が屡発生する。

［発明の目的］本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、夫々熱伝導率の異なる材質からなる鋳抜きピン
を用いると共に、キャビティにおいて湯口から離間した
部位には熱伝導率の大きな材質からなる鋳抜きピンを配
置し、湯口に近接した部位には熱伝導率の小さな材質か
らなる鋳抜きピンを配置することによって、湯口に指向
した溶湯のバランスのよい凝固を促進させ、引巣等の鋳
造欠陥等の発生を防止すると共に、鋳抜きピン自体の耐
用寿命の向上を可能とする鋳抜きビンを用いた鋳造方法
および装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］前記の目的を達成するために、本発明は金型内に画成さ
れたキャビティに溶湯を加圧充填して鋳造品を得る鋳造
法において、鋳抜きピンのようにキャビティに臨入して
鋳抜き孔等を形成する部材を熱伝導の異なる複数の材質
毎に製作し、これら各部材を湯口に指向して順次材質の
熱伝導率が低くなるよう金型内に配置し、前記部材の熱
伝導率の違いによって溶湯の凝固時間を規制しながら全
体として湯口を指向した凝固を促進させて鋳造品を得る
ことを特徴とする。

また、本発明は金型内に画成されたキャビティに溶湯を
加圧充填して鋳造品を得る鋳造装置であって、夫々熱伝
導率の異なる材質からなる複数の鋳抜きピンを備え、熱
伝導率の高い材質からなる鋳抜きビンを湯口から離れた
部位に配置すると共に、熱伝導率の低い材質からなる鋳
抜きビンを湯口に近づけて配置し、全体として湯口に指
向して熱伝導率が順次低くなるように選択して鋳抜きピ
ンを配置したことを特徴とする。

［実施態様］次に、本発明に係る鋳抜きピンを用いた鋳造方法および
装置について好適な実施態様を挙げ、この鋳造方法を実
施するための金型との関連において添付の図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本発明に係る鋳造方法
を実施するためのダイカスト鋳造用金型を示す。このダ
イカスト鋳造用金型１０は固定型１２と、固定型１２に
対向するように変位自在な可動型１４と、前記固定型１
２、可動型１４に対して摺動自在に嵌合する一組の摺動
型１６ａ、１６ｂとから基本的に構成される。この場合
、前記固定型１２、可動型１４、摺動型１６ａ、１６ｂ
の互いの対向面によりシリンダブロックの形状に対応し
た製品キャビティ１８が画成されている。

先ず、固定型１２は固定型本体２０と、この固定型本体
２０に装着され製品キャビティ１８の一部を画成するキ
ャビティ型２２とを含む。前記固定型本体２０の一端側
には孔部２４が穿設され、この孔部２４に射出スリーブ
２６の一端が嵌挿される。この射出スリーブ２６には図
示しないアクチュエー夕の駆動作用下に当該射出スリー
ブ２６に摺動自在に嵌合する射出プランジャ２８が設け
られている。また、前記射出スリーブ２６の所定位置に
は溶湯を補給するための給湯用孔部３０が画成されてい
る。

一方、前記キャビティ型２２には製品キャビティ１８に
おいてシリンダブロックのボルト孔に対応する位置に臨
むように複数の段付孔部３２ａ１３２ｂが穿設され、こ
の場合、段付孔部３２ａは射出スリーブ２６の中空部に
連通するランナ３４から最も離間した位置に設けられ、
これに対し段付孔部３２ｂはランナ３４に最も近い位置
に設けられているものである。これら役付孔部３２ａ、
３２ｂには鋳抜きピンが装着される。この鋳抜きピンの
詳細については後述する。なお、キャビティ型２２の製
品キャビティ１８側に膨出する先端部にはシリンダヘッ
ドのシリンダスリーブ３５が設置されている。

次いで、摺動型１６ａ、１６ｂは図示しないアクチュエ
ータに接続されており、このアクチュエータの駆動作用
下に進退変位自在に構成されるものである。この場合、
摺動型１６ａと固定型１２のキャビティ型２２とにより
製品キャビティ１８の一部と射出スリーブ２６の内部を
連通する前記ランナ３４が画成される。

一方、可動型１４は可動型本体３６と、この可動型本体
３６に装着され製品キャビティ１８の一部を画成するキ
ャビティ型３８とを含む。当該可動型本体３６は図示し
ないアクチュエータに連結され変位自在に構成されるも
のである。前記キャビティ型３８にも製品キャビティ１
８に対して臨む役付孔部４０ａ、４０ｂが穿設されてお
り、これら段付孔部４０ａ、４０ｂの中、段付孔部４０
ａは当該キャビティ型３８にあってランナ３４から離間
した位置に設けられ、役付孔部４０ｂはランナ３４に近
接した位置に設けられるものである。

本発明に係る鋳造方法を実施するためのダイカスト鋳造
用金型は基本的には以上のように構成されるものであり
、次に、当該鋳造方法について以下詳細に説明する。

第２図に示すように、固定型１２のキャビティ型２２に
設けられた段付孔部３２　ａ　、　３２　ｂに装着され
る鋳抜きピン４２．４４および可動型１４のキャビティ
型３８に穿設した役付孔部４０ａ、４０ｂに装着される
鋳抜きピン４６．４８は表１に示す材質から所定の形状
に製作されるものである。

すなわち、表１および第２図を対照することにより容易
に諒解されるように、製品キャビティ１８に連通ずる湯
口としてのランナ３４から最も離れた位置において製品
キャビティ１８に臨入する鋳抜きピン４２にはタングス
テン合金を材質として選択し、これら鋳抜きピン４２．
４４．４６．４８の中で最も熱伝導率を大きく設定する
。この場合、タングステン合金としては、例えば、三菱
金属株式会社製商品名アンビロイ１１５０を用いると好
適である。このような鋳抜きピン４２に対して鋳抜きピ
ン４４は製品キャビティ１８においてランナ３４に最も
近い位置に配置されるものであり、その材質としては熱
伝導率が低いチタン合金（Ｔｉ−６ＡＩ−４Ｖ）を用い
る。前記鋳抜きピン４２．４４の間に配置する鋳抜きピ
ン４６．４８には材質として熱間工具鋼を選択する。こ
のように、全体としてランナ３４から離れた部位の鋳抜
きピンはど熱伝導率が高くなるように配置する。

なお、チタン合金に代替してチタン合金と同等の熱伝導
率を有するセラミック材料であるサイアロン（熱伝導率
０．０１４／ｃａｔ　−ｃｍ−３・ｔ）を、また、タン
グステン合金に代替してモリブデン合金（熱伝導率０．
３２７／ｃａｌ　−ａｍ−３・ｔ）を用いても略同等の
効果が得られるものである。

そこで、射出スリーブ２６に形成した給湯用孔部３０か
ら溶湯を給湯し、図示しないアクチュエータの駆動作用
下に射出プランジャ２８を変位させることによって溶湯
をランナ３４を介して製品キャビティ１８内に充填する
。この時、鋳造条件としては、アルミニウム合金溶湯の
温度が６６０℃であり、射出プランジャ２８で加圧する
その圧力が９００ｋｇ／ａｍ２である。

アルミニウム溶湯が製品キャビティ１８内に充填された
時、通常、ランナ３４に対向するキャビティ型２２の部
位と摺動型１６ｂは射出プランジャ２６内に給湯されて
いた溶湯の熱を受けて加温されている状態にある。一方
、キャビティ型２２．２８のランナ３４から離れている
部位および摺動型１６ａはさほど射出プランジャ２８内
の溶湯の熱の影響を受は難い。従って、製品キャビティ
１８内の溶湯はランナ３４から離れた部位から当該ラン
ナ３４に指向してその凝固が進行していく傾向がある。

そこで、製品キャビティ１８において湯口から最も離れ
た部位に嵌入している鋳抜きピン４２は熱伝導性が良好
なタングステン合金からなるため、溶湯の保有熱が当該
鋳抜きピン４２を介して奪われ、この部位付近の凝固を
最先に進行させる。次いで、製品キャビティ１８におい
てランナ３４に向かう途上に嵌入している鋳抜きピン４
６．４８はタングステン合金よりも熱伝導性の劣る熱間
工具鋼からなるため、その溶湯に対する凝固促進効果は
鋳抜きピン４２はどではない。従って、指向性凝固が一
層促進され、第２図に示すように、製品キャビティ１８
内の溶湯凝固は、矢印で示すように、ランナ３４から最
も離れた部位から順次ランナ３４を指向して進行してい
く。このため、特定部位に凝固遅れが発生せず、この凝
固遅れに起因する引巣、引割れ等の鋳造欠陥のない品位
の良好な製品を得ることが出来る。そして、最も低い熱
伝導率の材質からなるチタン合金製の鋳抜きピン４４は
溶湯から保有熱を急速に奪取することがないため、ラン
ナ３４に最も近い部位近辺において湯回り性を悪化させ
ることなく、この部分の溶湯は終局的な段階で凝固する
に至る。

ところで、以上のような鋳造条件下で当該ダイカスト鋳
造用金型１０を連続的に稼動してシリンダブロックを鋳
造した結果、鋳抜きピン４２．４４．４６．４８は２０
．０００シヨツトの連続鋳造に耐え得ることが判明した
。これに対し、同一の鋳造条件下で鋳抜きピンを全て熱
間工具鋼の５ＫＤ６１で製作し、これらの鋳抜きピンを
用いて連続的に１０．０００回鋳造ショットを行い、こ
の時の鋳抜きピンの耐久寿命の結果を表２に表す。

註：×印は鋳抜きピンが使用不能となり交換したことを
示すこのように、例えば、ランナ３４付近に熱間工具鋼から
なる鋳抜きピンを配置すると２０００回ショットしか耐
えられなかった。

以上のことから、逆に製品キャビティ１８において鋳抜
きピンの材質を夫々異ならせ、本実施態様の如くバラン
スよくランナ３４に向けて指向性凝固を進行させていく
と、同じ熱間工具鋼の鋳抜きピンでもその配置場所によ
っては２０．０００回の鋳造サイクルに耐えるというこ
とが実験則的に明らかとなる。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、異なる熱伝導率の材質
から鋳抜きピンを夫々構成し、溶湯の凝固方向を一定方
向に指向させるべく熱伝導率の高い鋳抜きピンを湯口か
ら離れた部位に配置し、熱伝導率の低い鋳抜きピンを湯
口に近づけて配置している。鋳抜きピンの熱伝導性の違
いにより溶湯の保有熱を奪う効率が異なることから、溶
湯の指向性凝固が促進され、従って、凝固遅れ等に起因
する鋳造欠陥が防止出来、高品質の鋳造品を得ることが
出来、併せて鋳抜きビンの耐久性を向上させる効果が得
られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造方法を実施するためのダイカ
スト鋳造用金型の縦断面図、第２図は第１図におけるダ
イカスト鋳造用金型に鋳抜きビンを装着して鋳造を行っ
た時の一部省略縦断面図である。３５・・・シリンダスリーブ　３６・・・可動型本体３
８・・・キャビティ型　　　４０ａ、４０ｂ・・・段付
孔部４２．４４．４６．４８・・・鋳抜きビン１０・・
・鋳造用金型１４・・・可動型１８・・・製品キャビティ２２・・・キャビティ型２８・・・射出プランジャ３２ａ、３２ｂ・・・段付孔部１２・・・固定型１６ａ、１６ｂ−・・摺動型２０・・・固定型本体２６・・・射出スリーブ３０・・・給湯用孔部３４・・・ランナ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型内に画成されたキャビティに溶湯を加圧充填
して鋳造品を得る鋳造法において、鋳抜きピンのように
キャビティに臨入して鋳抜き孔等を形成する部材を熱伝
導の異なる複数の材質毎に製作し、これら各部材を湯口
に指向して順次材質の熱伝導率が低くなるよう金型内に
配置し、前記部材の熱伝導率の違いによって溶湯の凝固
時間を規制しながら全体として湯口を指向した凝固を促
進させて鋳造品を得ることを特徴とする鋳抜きピンを用
いた鋳造方法。
（２）金型内に画成されたキャビティに溶湯を加圧充填
して鋳造品を得る鋳造装置であって、夫々熱伝導率の異
なる材質からなる複数の鋳抜きピンを備え、熱伝導率の
高い材質からなる鋳抜きピンを湯口から離れた部位に配
置すると共に、熱伝導率の低い材質からなる鋳抜きピン
を湯口に近づけて配置し、全体として湯口に指向して熱
伝導率が順次低くなるように選択して鋳抜きピンを配置
したことを特徴とする鋳造装置。