JPH0289552A - 横型高圧鋳造方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は熱′処理可能な高強度鋳物の製造を可能にする
横型高圧鋳造方法に関する。

［従来の技術］ アルミニウム合金の鋳造等に使用されるダイカスト鋳造
法は、アルミニウム合金の鋳物部品を大量に高精度で製
造することができる生産性が高い鋳造方法としてよく知
られている。しかしながら、このダイカスト鋳造法は溶
湯を金型キャビティ内に高速で加圧鋳造するために、金
型キャビティ内のガスが十分に排出されず、製品内部に
巻き込まれやすいという難点がある。このように、ガス
の巻き込みが発生すると、鋳造製品を後工程で熱処理し
た場合に、膨れが発生するという問題点がある。

このため、熱処理を要する高強度鋳物に対しては、ガス
の巻き込みを極力防止するため、Ｐ、Ｆ。

ダイカスト法、Ｇ、Ｆ、ダイカスト法又は低速充填ダイ
カスト法等が開発されている。

しかしながら、例えば、低速充填ダイカスト法において
は、プランジャーチップによる充填速度、即ち、チップ
の移動速度を遅くしているため、スリーブ内の溶湯滞留
時間が長くなり、溶湯が冷えてスリーブ内に凝固層が生
じる場合がある。そうすると、得られた鋳物を熱処理し
た場合に膨れが発生し、強度の低下が著しくなるという
問題点がある。

このスリーブ内の凝固層の生成に関して、従来、種々の
検討及び対策がなされており［軽金属、３４巻（１９８
４年）３８９頁及び５２５頁、ダイカスト８２巻（１９
８５年）２３頁］、これらの対策を要約すると、■スリ
ーブ充填率を高くすること、■スリーブ径を大きくする
ことが望ましいとされている。

しかしながら、このような対策を実施しても、特に低速
充填法の場合には、プランジャーチップの移動速度が遅
いため、スリーブ内での溶湯の滞留時間が長くなり、溶
湯の温度低下を回避することはできない。

このため、近時の溶湯鋳造においては、スリーブの冷却
を実施しないようにして、溶湯温度の低下を防止してい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように、スリーブを冷却しない場合
には、鋳造サイクルタイムを普通ダイカストと同様のも
のにすると、スリーブ温度が３００乃至４００°Ｃと高
くなり、スリーブとチップとの間にかじりが生じて射出
（溶湯注入）が不安定になりやすい。このため、スリー
ブを冷却しない鋳造方法は、鋳造製品の品質に悪影響を
及ぼしやすい。

また、スリーブを冷却しないため、生産性が極めて低い
という難点もある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
スリーブ内での溶湯の冷却による凝固層の発生を確実に
防止することができると共に、高品質の鋳物製品を高生
産性で製造することができる横型高圧鋳造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る横型高圧鋳造方法は、キャビティが設けら
れた分割鋳型にその軸方向を実質的に水平にして取付け
られたスリーブを介して加圧溶湯を前記キャビティ内に
供給する横型高圧鋳造方法において、前記スリーブを冷
却する冷却水供給配管に流量制御弁及び電磁開閉弁を設
け、溶湯の注入開始後、前記電磁開閉弁を開にすると共
に、冷却水通水中は前記流量制御弁により冷却水流量を
０．５乃至１００ｃｃ／分に制御することを特徴とする
。

［作用］ 本発明においては、電磁開閉弁を溶湯の注入開始後に開
にし、分割鋳型の型開き前等、所定時間経過した時点で
閉にすることにより、スリーブに対し、溶湯の注入開始
後から鋳型の型開き前進等の期間、冷却水を供給して冷
却する。しかも、この冷却水の流速は流量制御弁により
従来より低い０．５乃至１００ｃｃ／分に制御する。

これにより、冷却によりスリーブの温度が低くなり過ぎ
ることが防止され、スリーブ内での溶湯の凝固層発生も
回避される。また、生産性の劣化も回避され、高品質の
鋳物製品が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図は本発明の実施例方法を示す模式図である。分割
金型の固定側の金型１は固定プラテン４に固定設置され
ている。この金型１内にはプラテン４を挿通するスリー
ブ２がその軸方向を水平にして挿入されて設置されてお
り、プラテン４の先端は、金型１内に内設された湯道に
連結され、この湯道を介して金型１内のキャビティ（い
ずれも図示せず）に連通している。スリーブ２はプラテ
ン４に設けられた水平の射出用孔６を挿通して金型１の
内部に導入されており、スリーブ２の外周面とプラテン
４の射出用孔６との間に配設されたスリーブ支持具７に
よりプラテン４に固定されている。

スリーブ２の上部周壁には、給湯口５が開設されており
、この給湯口５を介して取鍋８内の溶湯がスリーブ２内
に供給されるようになっている。

また、スリーブ２内にはプランジャーチップ３が挿入さ
れており、給湯口５を介してスリーブ２内に供給された
溶湯はチップ３を前進駆動することにより金型１内の湯
道及びキャビティ内に圧入されるようになっている。

而して、スリーブ２を冷却する管路１４がこの先端をス
リーブ２の外周部近傍の冷却水路（図示せず）に連通さ
せ、基端を適宜の冷却水供給源に連通させて設置されて
いる。これにより、この管路１４を介して冷却水を供給
することによって、スリーブ２を水冷することが可能で
ある。

この冷却水管路１４には、流量計を備えた流量制御弁９
と、電磁開閉弁１０とが介装されている。

この流量制御弁９は、管路１４を通流する冷却水の流量
を０．５乃至１００ｃｃ／分に制御する。また、電磁開
閉弁１０はその開閉動作により管路１４を開き又は遮断
する。

射出指令リレー１１には、鋳造工程を制御している制御
装置（図示せず）から射出開始く溶湯注入開始）時に射
出指令信号が与えられるようになっている。射出指令リ
レー１１はこの射出指令信号を入力すると、遅延タイマ
１２に電磁開閉弁１０に対する開信号を出力する。遅延
タイマ１２はこの開信号を入力すると、一定時間経過し
た後、電磁開閉弁１０に対して開信号を出力し、電磁開
閉弁１０を開にする。一方、遅延タイマ１２からの開信
号は保持タイマ１３にも入力され、保持タイマ１３はこ
の開信号が入力された後、所定時間経過した時点で電磁
弁１０に閉信号を出力して電磁弁１０を閉にし、冷却水
の供給を停止する。

本実施例方法においては、先ず、取鍋８からアルミニウ
ム合金溶湯を給湯口５を介してスリーブ２内に供給し、
チップ３を前進させてこの溶湯を金型１内の湯道及びキ
ャビティ内に押込み、溶湯に圧力を印加しつつこの溶湯
をキャビティ内に注入する。

この場合に、プランジャーチップ３の前進移動を開始さ
せる射出指令信号が射出指令リレー１１に入力されると
、射出指令リレー１１は電磁弁１０の開信号を遅延リレ
ー１２に出力する、遅延リレー１２は一定時間遅れた後
、電磁開閉弁１０を開にする。これにより、冷却水は管
路１４を通流してスリーブ２に供給され、スリーブ２を
冷却する。この冷却水の流量は流量制御弁９により溶湯
の注入速度等に基いて定まる所定の流量に制御される。

そして、更に、所定時間経過して溶湯か凝固した後、分
割鋳型の型開き時点の直前で保持タイマ１３により電磁
開閉弁１０を閉にして、冷却水の供給を停止する。

従って、本実施例方法においては、射出開始後、一定時
間遅延した後、スリーブ２が冷却水により冷却され、型
開き前までこの冷却水による冷却が継続される。また、
この冷却水の流量は０．５乃至１００ｃｃ／分に制御さ
れる。この冷却水流量が０．５ｃｃ／分未満であるとス
リーブ２の冷却効果か小さく、１００ｃｃ／分を超える
とスリーブ２の温度が低くなり過ぎてスリーブ２内で溶
湯が凝固しやすくなる。このように、本実施例では、溶
湯が射出されてスリーブ２が高温になる期間のみ、冷却
水により所定の適正な流量（冷却強度）でスリーブ２を
冷却するから、スリーブ温度は適正な温度に保持され、
スリーブ２内での溶湯の凝固及びスリーブ２とチップ３
とのかじりの双方が防止される。

従来スリーブ２を水冷却する場合は、鋳造作業中常時冷
却水を１．００ｃｃ／分乃至１０ｐ／分の高流量で流し
てスリーブを冷却していた。この場合のスリーブの温度
は５０乃至１００℃であった。第２図は横軸に凝固開始
時間及び凝固終了時間をとり、縦軸にスリーブ内壁面か
ら上方へ向かう距離りをとって、スリーブ内の位置と凝
固開始及び終了時間との関係を示すグラフ図である。第
２図中に示すようにスリーブ２は内径が７５ｍｍの円筒
状をなし、溶湯の充填率（第２図中充填部分を斜線にて
示す）は４５％である。

第２図には、スリーブ温度が２００°Ｃ（○）の場合と
、５０°Ｃ（△）の場合において、夫々実線及び破線に
より凝固開始時間及び凝固終了時間を示した。なお、こ
の第２図のデータはチップ３により射出しない状態でス
リーブ内の溶湯温度を測定したものである。

この第２図から明らかなように従来のようにスリーブ温
度が５０°Ｃの場合は、注湯後凝固か開始されるまでの
時間は血かに１乃至２秒であり、射出途中にてスリーブ
２内で凝固か開始されてしまうことがわかる。これに対
し、スリーブ温度が２００°Ｃの場合は、凝固開始迄に
２乃至５秒間かかり、スリ・−ブ２内での凝固を十分に
回避できることがわかる。本願発明者等の実験結果によ
ると、このようなスリーブ内での凝固層発生を防止する
ためには、スリーブ２の温度を１５０℃以上、好ましく
は２００℃以上に保持することが望ましい。一方、スリ
ーブ温度が３００°Ｃを超えると前述の如くスリーブ２
とチップ３との間でかじりが生じやすくなる。

而して、本発明においては、前述の如く、電磁開閉弁１
０の開閉制御及び流量制御弁９の流量制御を行っている
から、スリーブ２の温度を上述の範囲に高精度で制御す
ることができる。

また、スリーブ温度は、従来、溶湯注入後、型開きによ
って鋳造製品を取出した後に著しく低下する。このため
、本実施例においては、型開き前に冷却水を停止してス
リーブ２の降温を防止する。

上述の如くして本実施例により製造された鋳造製品は、
スリーブ内で発生する凝固層を含まないから、後工程で
熱処理しても膨れ等が発生せず、極めて高品質である。

実際に、上述の方法で、ＡＤＣ１２合金によりシリンダ
ブロックを鋳造し、鋳造後に５００　’Ｃに４時間加熱
し、更に、１７０℃に１０時間加熱する熱処理を施した
結果、この熱処理工程において、膨れは発生せず、また
、引張強度σ８は３０Ｋｇｆ／７、伸びδは５％と、優
れた強度を有するシリンダブロックが得られた。

［発明の効果］ 本発明によれば、スリーブ冷却水を電磁開閉弁の開閉制
御及び流量制御弁の流量制御により高精度で制御してス
リーブ温度を所望の範囲に調節するから、スリーブ内で
の凝固層の生成が防止されて、膨れ等が発生しない熱処
理用高強度鋳物製品を製造することができると共に、ス
リーブとチップとの間のかじりも防止でき、安定して溶
湯を注入することができる。従って、本発明により、高
品質の鋳物製品を高生産性で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法を説明する模式図、第２図
は凝固特性を示すグラフ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャビティが設けられた分割鋳型にその軸方向を
   実質的に水平にして取付けられたスリーブを介して加圧
   溶湯を前記キャビティ内に供給する横型高圧鋳造方法に
   おいて、前記スリーブを冷却する冷却水供給配管に流量
   制御弁及び電磁開閉弁を設け、溶湯の注入開始後、前記
   電磁開閉弁を開にすると共に、冷却水通水中は前記流量
   制御弁により冷却水流量を０．５乃至１００ｃｃ／分に
   制御することを特徴とする横型高圧鋳造方法。