JPH02503402A - 金属部品の製造方法 - 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】 技術分野： 本発明は、加圧鋳造の原理に従って金属部品を製造するための方法に関するもの で、その際に１個の金属部品にとって必要な量の溶融金属を金型に入れ、製造す べき部品の形を作り出すように金型内で上型を介して溶融金属を押退ける製造方 法に関するものである。

従来の技術： この種の方法は、鋳造とプレスとの組合せによって多くの利点をもたらし、これ についての報告が、Ｊ、Ｒ，フランクリンおよびＡ、Ａ、ダスによる「加圧鋳造 −現状の検討」　（ブリティッシュ・ファンドリマン、１９７７年Ｍ３号、１９ ８４年）４１５０〜１５２頁においてなされている。この方法の原理は、多くの 場合に予め加熱された金型に溶融金属を入れたのち多少冷却し、次いで上型を進 入させることにある。この過程で溶融金属が押退けられるが、最終的な金属部品 の成形が完了するまでの間は金型内での溶融金属の固化が生じないないようにさ れる０次いで押し下げ圧力を保持しながら溶融金属を固化させ、その後に上型を 取り除いて金属部品を型から取り出す、固化する間の圧力保持によってシワや空 隙および気孔の発生を防止しながら型内部の溶融金属を充分に密にする。しかし ながらこれによりて得られる組織は鋳造による組織と本質的に相違するものでは ない。

発明の開示： 本発明の課題は、公知技術による製造方法を改良して鍛造部品の性質を備えた金 属部品が得られるようにすることにある。

係る金属部品は緻密な組織で良好な寸法安定性を示すと共に、鋳造部品から鍛造 の特質をもりた鍛造部品へ８行していることによって特徴付けられるべきである 。しかも得られる組織は鍛造工程による場合に比べて一層緻密であり、同時に処 理時間の短縮が実現されるべきである。

本発明では、この課題を請求の範囲第１項の特徴部分に従った１汗工程によって 解決するものであり、また請求の範囲第２〜５項はその好ましい態様を示してい る０本発明の方法は、鋳造されて固化されたのちに再加熱された被加工物を出発 材とする従来の鍛造法に比べて充分に緻密な組織が得られる点で利点がある。

また冒頭に述べた公知技術による加圧鋳造の原理と比較した場合にも、鍛造品の 組織構造を呈して製品のｍ械的負荷耐力を増すような組織が得られるという利点 がある。特に、高温で塑性を示す金属が歪を受ける点に留意して寸法安定性も改 善される。

従来の加圧鋳造や鍛造法の何れにも用いられていないシールバッキングとしては 、金型および上型の強度、使用圧力および使用温度に留意して、金属組織の緻密 化を確実に生じさせるような自身の延伸変形を許容するものでなければならない 、この目的のためには、銅および銅合金が好ましいことが確認されている。金型 および上型には、被加工物が例えば可鍛アルミニウム合金の場合、公知の耐熱鋼 が使用される。

上記した例の場合、これら材料の挙動によって形状および温度の推移が悪化しな いように、被加工金属、上型を含む金型、およびシールバッキングの各材料同士 を互いに協調させることが必要になる。シールバッキングの金属材料は、上型の 圧下の際に生じる圧力の作用のもとに塑性の挙動を示すと共に、予め溶融されて いる金属によって溶解されないことが重要である。但し、シールバッキングの金 属材料は溶融金属との熱交換により自身が加熱され、それにより変形容易になる ことは有用である。

また、本発明の実施に際して、前記シールバッキングによって縁が高くされてい る金型キャビティ内を熔融金属が上型の下降によりて無圧下状態で満たすことは 特に有意義である。即ち、金型の上縁とシールバッキングとの間からの溶融金属 の流出がこれによりて回避される。このため、圧力作用は液状金属の固化が開始 されたときに始めて付与される。

図面の簡単な説明 図面には、この新規な方法の原理が示されている。これらの図面において、Ｎ１ 図は上型が液状金属中に未だ進入されていない状態における液状金属を受入れた 金型を示し、 第２図は上型によって液状金属を部分的に押退けたときの金型を示し、第３図は 受入れた金属の固化に続く圧下変形を示している。

３４１図において、金型２は、その中空キャビティの約２／３の高さまで溶融金 属１によって満たされている。温度損失と溶融金属の固化は、金型２を予備加熱 したり冷却したりすることによって広範に制御可能である。この双方の制御のた めには、当業者にとって既知の手段を用いることができる。

図から理解されるように、金型の平らな上縁面５の上には金型の開口６を囲むよ うにシールバッキング４が載置されている。

上型３は、溶融金属１の注湯後に矢印フの方向に下降される。この下降は、前記 上型３が第２図に示した位置をひとまず占めたときにそこに留まるように行われ る。この際に溶融金属１は押退けられ、シールバッキング４により縁が高くなっ ている金型キャビティ内に行きわたるが、この状態では大きな圧力にさらされる ことはない、この状態において、上型３はその金型２の上縁面５と平行な下縁面 ８によりシールバッキング４の上端面に接触する。ここで内容物の溶融金属１の 量と上型３の押し退は容積とを互いに注意深く同調させることが必要である。

特に、その縁を高くされている部分を含めた金型２の残留空間よりも多くの量の 溶融金属１が押し退けられることが確実に避けられるようにする必要がある。こ れにより、上型３を下降させたときに溶融金属１がシールバッキング４の縁を越 えて押出されることが避けられると共に、無圧なレルはぼ無圧の状態であるため バッキング４の下縁から溶融金属１が流出することもなし１゜第２図に示すよう に上型３を進入させたのち、熔融金属１が固化するまでマ寺機する。第２図にお いて、このことは溶融金属１の固化を示す短し１組ｍ線によって示唆されている 。固化が生じたのち、第３図において矢印９で示すように上型３を更に押下げる 。既に固化している金属１はここで変形を受けるため、金型２の開口６の周縁か ら先に横方向に径行変位し、その際に壁厚も減少する。この変形に際してシール バッキング４が延伸変形され、扁平にされる。この上型３の押し下げの時期は溶 融金属の固化の時点に極めて正確に同調させること力５でき、従って型の中空個 所などはプレス圧力を対応して印加することにより実際に防止することができる 。また空隙やその他の中空部分が形成されるリスク１３２図に示したような上型 ３の予設定によりて末だ液状の金属の壁厚の減少が達成されることにより比較的 大容積の場合に多く発生しがちな前述欠陥が事実上回避されるので、既に相当な 程度に少なくなっている。更にその上、はぼ無圧下におし）ての上型３の下降は 液状の金属１によって満たされるべき金型２の残留空間の壁厚力（減少するよう になされるものである。

液状の金属１の前述した固化の概念は、溶融した金属の全体としての固化をａ・ ずしも意味しない、金属１の縁部域が厚さの成る充分な大きさの分数値に相当す る分だけ固化され、圧縮変形の開始時点において芯部が未だ液状であっても、前 記変形過程の終了時点に固化されれば充分である。即ち、この固化山姥めＣよ断 面縁部領域に限られて芯部は除外され、この芯部は空隙の形成の余地を残してい るが、変形が開始されたのちは空隙の形成は起こらない、そのため、上型３の押 し下げの時期は、前述のようにどんな場合にも固化の終了が到来しないような同 化過程中の成る時点に設定されるものである。

（訂正） 補正書の写しく翻訳文）＃Ｍ出書 （特許法纂１８４条の７第１項） 平成０１年０８月１４日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．加圧鋳造の原理に従って、１個の金属部品にとって必要な量の溶融金属を金 型にλれ、製造すべき部品の形を作り出すように前記金型中において上型を介し て溶融金属を押し退ける金属部品の製造方法において、金型開口を囲んで金型キ ャビティの縁を高くするシールパッキングを備えた平らな上縁面を有する金型内 に、該金型の上縁面より下方に液面が留まるように溶融金属を入れ、 前記金型の前記上縁面の充分上方に前記パッキングによって縁を高くされたキャ ビティ中に前記溶融金属が溝たされるに充分な程度に上型を下降させ、溶融金属 が固化するまで待機し、 次いで予定された部品形状となるまで前記金属が変形され、且つ前記パッキング が延伸変形されるように、前記上型を押込むことを特徴とする金属部品の製造方 法。
2. ２．未だ高温塑性の状態にある金属の固化過程中において前記上型の下降を行う ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．前記金型の上縁面と平行な前記上型の下縁面の作用により前記パッキングが 引続く金属変形時に加圧されて扁平にされることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の方法。
4. ４．前記パッキングに銅または銅合金を用いることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の方法。
5. ５．前記溶融金属が前記パッキングによって縁を高くされた前記キャビティ内を ほぼ無圧下にて上型の下降により満たすことを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の方法。