JPH03124359A - マグネシウム合金砂型加圧鋳造方法 - 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〕 本発明はマグネシウム合金製の鋳物を砂型を使用して加
圧鋳造するマグネシウム合金砂型加圧鋳造方法に関する
。

〔従来技術〕

マグネシウム合金の鋳物を砂型を用いて鋳造するには、
アルミニウム合金の場合と同じように、一般的には重力
鋳造により行われている。

第２図に重力鋳造に用いる一般的な砂型を示す。

図に示すように、砂型５０は、一般的には、上型５１、
下型５２の２分割構成であり、この上型５１および下型
５２の間にキャビティ５３が形成されている。符号５４
は、このキャビティ５３に溶湯を注ぎ込む湯口、符号５
５はキャビティ５３内に注湯された溶湯が凝固する際に
収縮した分の溶湯を補う押湯である。

この砂型５０により鋳造する際は、湯口５４よリマグネ
シウム合金の溶湯を注ぎ込み、押湯５５がある程度充填
されるまで注ぐ。注湯を完了してキャビティ５３に注が
れた溶湯が凝固し収縮し始めると、押湯５５から収縮し
た分の溶湯が補充される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、マグネシウム合金の溶湯は非常に酸化しやすく
、また、水分と反応を起こしやすいため、内部欠陥が発
生しやすい。さらに、このマグネシウム合金は、凝固時
に凝固範囲の非常に大きい合金が多く、合金の比重の小
さいこととあいまって、押湯の効果が不十分となりがち
なため、内部欠陥が発生しやすい。

これらの内部欠陥を防止するため、　”８６マグネシウ
ム便覧（第４４頁〜第４６頁）あるいはマグネシウム便
覧（第９６頁〜第１０１頁）に記載されているように、
湯口から直接押湯に溶湯が流入するようにするか、押湯
に直接高温の溶湯を注ぐいわゆるさし湯を行って、押湯
部の溶湯の温度低下を防ぐ方法がとられたり、あるいは
、押湯の大きさを押湯効果を期待する鋳物の、、Ａさよ
り大きくするか、セラミックスファイバー等の断熱材を
用いて押湯の保温を行う等して、押湯効果の確保を図っ
ている。

しかしながら、上記のような内部欠陥対策が行われてい
ても、マグネシウム合金は比重が小さく、かつ、溶湯補
給限界までの時間が短いため、従来の重力式の押湯方式
では溶湯補給が充分でなく、内部欠陥を防止するには不
十分であった。

したがって、本発明は、マグネシウム合金鋳物を砂型を
用いて重力鋳造する鋳造方法において、マグネシウム合
金の注湯完了から溶湯が押湯効果の効く限界固相率に至
までの間、押湯効果を積極的に確保することにより、内
部欠陥の発生を防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明のマグネシウム合金砂
型加圧鋳造方法は、マグネシウム合金鋳物を上型と下型
で構成される砂型を用いて重力鋳造する鋳造方法におい
て、前記上型と下型に挟まれて形成されたキャビティに
連通ずる押湯部を、上型あるいは下型の湯口と離れた位
置に形成し、この押湯部にセラミックス製の筒状のスリ
ーブを内設し、このスリーブに不活゛性ガス供給装置を
接続して、この砂型の湯口からマグネシウム合金の溶湯
を注湯し、前記押湯部近傍に設置された押湯温度検出器
によって検出したキャビティ内に注湯された溶湯の温度
に基づき注湯完了を判別したら前記注湯を終了させると
ともに前記不活性ガス供給装置から前記スリーブを介し
て所定の圧力の不活性ガスを供給して押湯部の溶湯を加
圧し、この不活性ガスによる押湯の加圧を前記温度検出
器によって検出された溶湯の温度が押湯効果の効く限界
固相率の状態に至るまで行うことを特徴としている。

〔作用〕

上記本発明の方法によれば、注湯完了から限界固相率の
状態に至るまで、所定圧力の不活性ガスを押湯部に供給
して前記キャビティ内の溶湯に圧力をかけるようにして
いるので、押湯効果が、溶湯が凝固するまでの間、充分
確保できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例に係わるマグネシウム合金砂型加
圧鋳造方法を図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わるマグネシウム合金砂
型加圧鋳造方法に用いられる鋳造装置の模式断面図であ
る。

本実施例に用いられる鋳造装置は、大きく分けて、砂型
１と不活性ガス供給装置２とから構成されている。

砂型１は、上枠１０によって周囲を囲まれるようにして
造型された上型１１と、下枠１２によって周囲を囲まれ
るようにして造型された下型１３とから構成され、この
上型１１と下型１３との間に製品形状と同一形状のキャ
ビティ１４が形成されている。このキャビティ１４の一
例には水平方向に延びる湯道１５が形成され、この湯道
１５は、上型１１の頂部に開口するようにして形成され
た湯口１６と連通している。他方、キ中ビティエ４の他
側は、上型１１の頂部に開口するようにして形成された
筒状の押湯１７に連通している。上型１１内に形成され
た押湯１７の内側には筒状の酸化アルミナ系セラミック
スのスリーブ１８が埋設され、このスリーブ１８の上端
には、円錐状の加圧ブース１９が耐熱性接着剤を用いて
接続されている。

前記砂型１の上型１１の湯口１６の底には、注湯された
ことを検出する湯口温度検出器２０が設けられ、この砂
型１の上型１１の押湯１７の付は根には、キャビティ１
４内へ注湯された溶湯の温度を検出する押湯温度検出器
２１が設けられている。

不活性ガス供給装置２は、前記押湯温度検出器２１から
の温度信号に基づきキャビティ１４への注湯完了および
凝固完了を判別して、注湯開始から注湯完了までの間、
キャビティ１４の吸引排気を行う減圧指令信号を出力す
るとともに、注湯完了から凝固完了までの間、溶湯温度
により予め決定されている不活性ガスの圧力・流量を示
す加圧指令信号を出力する演算器２２と、この演算器２
２からの減圧指令信号または加圧指令信号を受けて、減
圧用または加圧用の空圧信号を出力する外部コントロー
ラ２３と、この外部コントローラ２３に配管接続された
不活性ガスボンベ２４と、前記外部コントローラ２３の
減圧用の空圧信号に基づき吸引・排気を行う減圧装置２
５と、前記外部コントローラ２３の減圧用または加圧用
の空圧信号に基づき、前記加圧ブース１９と前記減圧装
置２５との連通または加圧ブース１９と前記外部コント
ローラ２３を介しての不活性ガスボンベ２４との連通お
よびその際の不活性ガスの圧力・流量を制御するバルブ
装置２６とからなっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

注湯を行う前に、砂型１内での燃焼を防止するために、
第１図に示すように構成された制御装置２のバルブ装置
２６を切り換えて不活性ガスボンベ２４から不活性ガス
を、加圧ブース１９を介して砂型１のキャビティ１４内
へ充填しておく。

不活性ガスの充填が完了した後、湯口１６からマグネシ
ウム合金の溶湯を注湯する。湯口１６の底に設けた湯口
温度検出器２０で注湯の開始が検出されると、演算器２
２から減圧指令信号が外部コントローラ２３へ出力され
、この減圧指令信号に基づき外部コントローラ２３がバ
ルブ装置２６へ減圧用の空圧信号を送り、このバルブ装
置２６により減圧装置２５側に切り換えられるとともに
、この減圧装置２５が作動して砂型１内のガスを押湯１
７から吸引・排出する。このようにして、湯口１６から
のマグネシウム合金の溶湯の充填とともに砂型１内のガ
スが排出される。前記減圧装置２５では、１０〜１００
ｎ＋ｍＨｇ程度に減圧するが、そのまま大気に解放して
も良い。この減圧装置２５による砂型１内のガスの吸引
・排出により、湯廻り不良やガス欠陥を防止する。

マグネシウム合金の溶湯の充填が進み、押湯温度検出器
２１より溶湯の温度信号が演算器２２に入力されると、
注湯の完了と判断され外部コントローラ２３へ加圧指令
信号を出力する。外部コントローラ２３は、この加圧指
令信号に基づき、減圧装置２５の作動を停止させるとと
もに、バルブ装置２６を切り換えて、加圧ブース１９を
減圧装置２５から外部コントローラ２３を介して不活性
ガスボンベ２４へ接続させる。

押湯温度検出器２１からの溶湯温度信号に基づき演算器
２２で溶湯温度に応じた不活性ガスの圧力および流量が
求められ、この演算器２２からの信号に基づき外部コン
トローラ２３がバルブ装置２６を制御して、不活性ガス
ボンベ２４から加圧ブース１９へ供給される不活性ガス
の圧力および流量を制御する。そして、砂型１のキャビ
ティ１４内の溶湯の凝固が進み、溶湯補給限界（限界固
相率）に到ったことが演算器２２で判別されると、バル
ブ装置２６を切り換えて不活性ガスの供給を停止する。

その結果、本実施例においては、キャビティ１４内の溶
湯が凝固するまでの間、不活性ガスによる溶湯への加圧
で押湯効果が確保され、内部欠陥の少ないマグネシウム
合金の鋳造品が得られる。

また、溶湯の加圧により押湯効果を確保している０ ので、押湯１７を小さくすることができる。さらに、本
実施例においては、スリーブ１８を酸化アルミニウム系
のセラミックスで構成しているので、マグネシウム合金
の溶湯との反応することがなく、鋳造後の製品の取り出
しが容易である。

また、本実施例においては、注湯を行う前に、不活性ガ
スを充填させているので、砂型１内の燃焼を防止できる
ため燃焼による不良品の発生およびマグネシウムフラッ
シュが防止できるため品質の向上および安全性の向上が
図れる。さらに、充填中は、キャビティ１４内のガスを
積極的に吸引排出しているので、ガスによる不良を防止
できる。

注湯前のこの不活性ガスの充填も、注湯完了後の押湯の
加圧に使用する不活性ガス供給装置２をそのまま用いて
いるので、特別な装置が不要であり、装置のコストの上
昇を招くことなく注湯中のガスによる欠陥の発生を防止
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、不活性ガスによる
加圧により押湯効果を確保しているので、押湯を小さく
することができ、その結果、鋳込重量が小さくなるため
製品歩留りを向上できるという優れた効果を奏する。ま
た、砂型の過熱が起こらないためマグネシウム合金溶湯
と砂型の反応による災害を防止でき、鋳造作業の安全性
が向上するという優れた効果を奏するとともに、指向性
凝固をつけやすく、品質を確保しやすいという優れた効
果を奏する。さらに、鋳込重量が小さくできるのに伴っ
て、２大注湯を１人注湯で行なえる等、省人化、省力化
が図れるという優れた効果を奏する。さらに、凝固時間
が短くなるため鋳造サイクルの短縮化が図れ生産性が向
上するという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるマグネシウム合金砂
型加圧鋳造方法に用いる鋳造装置を示す断面図、第２図
は一般的な砂型鋳造装置を示す断面図である。 １・・・砂型 １１・・・上型 １ ２ ３・・・下型 ４・・・キャビティ ６・・・湯口 ア・・・押湯 ８・・・スリーブ ・・・不活性ガス供給装置 １・・・押湯温度検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシウム合金鋳物を上型と下型で構成される
   砂型を用いて重力鋳造する鋳造方法において、前記上型
   と下型に挟まれて形成されたキャビティに連通する押湯
   部を、上型あるいは下型の湯口と離れた位置に形成し、
   この押湯部にセラミックス製の筒状のスリーブを内設し
   、このスリーブに不活性ガス供給装置を接続して、この
   砂型の湯口からマグネシウム合金の溶湯を注湯し、前記
   押湯部近傍に設置された温度検出器によって検出したキ
   ャビティ内に注湯された溶湯の温度に基づき注湯完了を
   判別したら前記注湯を終了させるとともに前記不活性ガ
   ス供給装置から前記スリーブを介して所定の圧力の不活
   性ガスを供給して押湯部の溶湯を加圧し、この不活性ガ
   スによる押湯の加圧を前記温度検出器によって検出され
   た溶湯の温度が押湯効果の効く限界固相率の状態に至る
   まで行うことを特徴とするマグネシウム合金砂型加圧鋳
   造方法。