JPH03234345A - 加圧付加鋳造装置 - 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〕 本発明は金属を加圧下で鋳造を行う加圧付加鋳造装置に
関する。

〔従来の技術〕

例えば、アルミニウム合金等の軽合金を鋳造する場合、
比較的大型の製品まで寸法精度および能率良く生産でき
るものとして、低圧鋳造法が広く利用されている。この
低圧鋳造法は、アルミニウム等の軽金属溶湯を密閉した
溶解炉または保持炉内で加熱保持し、低圧の不活性ガス
または空気で加圧することにより、溶湯を給湯管を通し
て鋳型キャビティに充填するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記低圧鋳造法は、複雑形状や薄肉あるいは厚肉の鋳物
や、渦流れの悪い難鋳造材を製造する場合には、鋳造欠
陥の発生を抑止することは困難である。

これを改善するものとして、予圧タンクに貯留した圧縮
ガスにより、鋳型内に注湯された溶湯を加圧して鋳造す
ることにより、従来の低圧鋳造法より高い圧力で鋳造す
る方法が提案されている。

この方法によれば、厚肉の鋳物での鋳造欠陥の発生を抑
止する効果は認められる。しかしながら、予圧タンクに
貯留した圧縮ガスにより、鋳型内に注湯された溶湯を加
圧する際、容器内を所定圧力に上昇するために長時間を
必要とし、その結果比較的薄い肉の部分においては所定
圧力に上昇する前に鋳型キャビティ内の溶湯の凝固が完
了してしまうため、鋳造欠陥の発生を完全に抑制するこ
とができないという問題点がある。

本発明は、上記問題点を解決し、鋳物厚肉部分だけでな
く、薄肉部分に発生する鋳造欠陥をも抑止し、品質に優
れた鋳物の製造が可能な鋳造装置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〕

上記目的を連取するために本発明においては、圧力容器
内に鋳型を設け、該鋳型に溶解炉または保持炉から連通
ずる給湯手段およびスライディングノズル等の給湯遮断
手段を備えた鋳造装置において、 （ａ）　　前記圧力容器に隣接して設けた圧縮流体の貯
留室と、 （ｂ）圧力容器と貯留室を連通ずる連通管と、（ｃ）　
　前記貯留室内圧縮流体の瞬時開放手段を有することを
特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す正面断面図及び第２図
は第１図の実施例の圧力制御系を示す系統図である。

第１図において、密閉構造を有する保持炉１５の中のる
つぼ工０に溶湯１１を満たし、溶湯１１中にはスライデ
ィングノズル７に連通ずる給湯管９の先端を挿入する。

保持炉１５には鋳型３のキャビティ内に溶湯１１を供給
するために使用するガス導入口１４を設け、さらに溶湯
１１の保温用ヒータ１２、るつぼ内の溶湯１１の液面を
検知するための液面計２７を設ける。スライディングノ
ズル７はベースプレー）１６の下面に取り付け、ベース
プレート１６上には鋳型３及び圧力容器６を載置する構
造とする。シリンダ８は、油圧又は空圧によりスライデ
ィングノズル７のゲートの開閉を行う。圧力容器６とベ
ースプレート１６又はベースプレートとスライディング
ノズル７の接触面にはＯリング等の気密保持機構を設け
、圧力容器６内の圧縮ガスが外気に漏洩しない構造とす
る。

またスライディングノズル７のゲート部は、スプリング
等の作用を用いて機械的にスライディングノズル７のハ
ウジング内面に押し当てることにより、圧力容器６例の
気密を保持する構造とする。

圧力容器６は内部に鋳型３を内包し、ベースプレート１
６、スライディングノズル７、圧縮ガス貯留室４及びバ
ルブ５により囲まれて外気から遮断され気密を保持する
と同時に所定の圧力に耐えることの出来る耐圧構造とす
る。圧縮ガス貯留室４は内圧を開放するためのバルブ５
を内蔵し、さらにバルブ５を開閉するためのシリンダ２
、圧縮ガスを導入する導入口１３を備えた耐圧容器とす
る。バルブ５の口径は、圧力容器６内の圧力の瞬時昇圧
を可能にするに足る、圧力容器６の断面積に対して十分
な大きさとなるように選定する。圧縮ガス貯留室４のバ
ルブ５例の端部は圧力容器６のフランジ部と接続するよ
うに配置する。

圧力容器６は製品形状の変更に伴って交換することがで
きるよう、圧縮ガス貯留室４とはボルト等で締結するこ
とが望ましい。圧力容器６の容積は鋳型形状により支配
されるが、加圧時間を短縮し加圧のための圧縮ガスの消
費を抑制する目的において、できるだけ鋳型３と圧力容
器６の内壁との間隙を小さくしデッドスペースを小とす
ることが望ましい。圧力容器６の鋳造時の設定圧力は、
製品肉厚や材質等の要素を考慮して決定しなければなら
ないが、通常１〜９．９　ｋｇ／ｃｄの範囲で加圧する
と製品の凝固過程において顕著な加圧効果を得ることが
できる。圧縮ガス貯留室４の設定圧力及び容積は、圧力
容器６の鋳造時の最終設定圧力及び圧力容器６内のデッ
ドスペース容積から決定される。

圧縮ガス貯留室４と圧力容器６の形状は特に限定されな
いが、耐圧容器であることを考慮すると第１図に示すご
とく縦型円筒形状が望ましい。鋳型３は金型又は砂型の
いずれかを使用することが出来る。

圧縮ガス貯留室４の圧力容器６と対向する位置に付属す
る盲板１９の中心部とシリンダｌのロッド先端を連結し
、シリンダ１の本体はメインフレーム２８の上板２９に
固定する。シリンダｌの伸縮に伴い圧縮ガス貯留室４及
び圧縮ガス貯留室４に連結する圧力容器６が上昇又は下
降し、シリンダ１が上昇している間に圧力容器６内への
鋳型３の設置及び鋳型３と製品の取りだしを行う。又、
シリンダ１は、少なくとも圧力容器６内を加圧した時に
圧力容器６に作用する面圧を支持し、さらにベースプレ
ート１６と圧力容器６の合わせ面から圧縮ガスが大気中
に漏洩するのを防止するだけの押し付は力を必要とする
。

以上の構成において、本発明による鋳造機は第２図の圧
力制御系を用いて制御される。まず、シリンダ１を上昇
し圧力容器６を開放し、所定の位置に鋳型３を設置した
後シリンダ１を下降し圧力容器６を密閉状態にする。シ
リンダ２を下降してパルプ５を閉にし、圧縮ガス貯留室
４に圧縮ガスを電空比例弁２４を通じて充填する。電空
比例弁２４には、制御盤１７から設定圧力に対応する電
気指令信号を与え、圧縮ガス貯留室４内の圧力を設定値
に到達するように制御する。このとき急激に圧縮ガス貯
留室４内の圧力を上昇させようとすると、実際の圧力が
設定値を行き過ぎる現象（圧力のオーバーシュート）が
発生する。付属する圧力スイッチ２０の圧力信号を制御
盤１７に入力することにより、圧力のオーバーシュート
を防止し圧力を適切に制御することが出来る。

圧縮ガス貯留室４内の圧力が設定値に到達し圧縮ガスの
充填を完了した後、鋳型３キヤビテイ内に溶湯を供給す
るためシリンダ８でスライディングノズル７を開放する
。次いで電磁弁２３を開にし、ブースタレギュレータ２
２により保持炉１５内の圧力をゆっくりと昇圧させる。

ブースタレギュレータ２２への圧力指示は電空レギュレ
ータ２１のパイロット圧力により行い、電空レギュレー
タ２１へは制御盤１７から電気信号により加圧指示を与
える。保持炉１５内の圧力上昇に伴い圧力が溶湯面に作
用し、溶湯１１は給湯管９及びスライディングノズル７
を通過して上昇し、鋳型３キヤビテイ内に充填される。

最終炉内圧力は、溶湯１１の比重及び鋳型キャビティと
溶湯液面間の落差（溶湯ヘッド）によって決まるが、溶
湯１１が給湯管９内を上昇する時にガスの巻き込みが発
生するため溶湯１１の上昇速度を適切に設定する必要が
ある。

鋳型３キヤビテイ内に溶湯１１の充填完了後直ちにシリ
ンダ８によりスライディングノズル７を閉じ、シリンダ
２のピストンを上昇させてバルブ５を開放することによ
り瞬時に圧力容器６の圧力を目標とする圧力値まで昇圧
する。鋳型３キヤビテイへの充填完了は、保持炉内の溶
湯１１の液面変化量を検知することにより求めることが
できる。

このとき、同時に電磁弁２５を開放することにより、給
湯管９の中に残留する溶湯１１をるつぼ１０にもどす。

圧力容器６内の圧力は、鋳型３キヤビテイ中の溶湯１１
が凝固を完了するまでそのまま保持し、凝固過程で鋳造
欠陥が発生するのを防止する。

溶湯の凝固完了後、電磁弁２６を開放し圧力容器６を大
気圧に戻し、シリンダ１を上昇し圧力容器６を大気に開
放して製品又は砂型と製品を取り出すことにより１サイ
クルの運転を終了する。凝固の完了は、鋳型の内部に設
定した熱転対により測定した鋳型の温度変化から知るこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上の説明の通り、本発明の、鋳型を収容した圧力容器
に隣接して圧縮流体の貯留室を設け、貯留室内の圧縮流
体を瞬時に開放する鋳造装置としたことにより、鋳型キ
ャビティ内に注湯された溶湯を凝固の進行の任意の時期
に加圧することができ、鋳物の薄肉部分においても、鋳
造欠陥の発生を抑止し、品質に優れた鋳物を製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面断面図、第２図は
本発明の圧力制御系統図をしめす。 ■　シリンダ　　　　２　バルブ用シリンダ３　鋳型　
　　　　　４　圧縮ガス貯留槽５　パルプ　　　　　６
　圧力容器 スライディングノズル　８　シリンダ 給湯管　　　　　１０　るつぼ １　溶湯　　　　　１２　ヒータ ３　ガス導入口　　１４　ガス導入口 ５　保持炉　　　　１６　ベースプレート７　制御盤　
　　　１８　加圧ガス源 ９　盲板　　　　　２０　圧力スイッチ１　電空レギュ
レータ ２　ブースタレギュレータ　　２３　電磁弁４　電空レ
ギュレータ ５　電磁弁　　　　２６　電磁弁 ７　湯面計　　　　２８　メインフレーム９　上板 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧力容器内に鋳型を設け、該鋳型に溶解炉または保持炉
   から連通する給湯手段およびスライディングノズル等の
   給湯遮断手段を備えた鋳造装置において、 （ａ）前記圧力容器に隣接して設けた圧縮流体の貯留室
   と、 （ｂ）圧力容器と貯留室を連通する連通管と、 （ｃ）前記貯留室内圧縮流体の瞬時開放手段を有するこ
   とを特徴とする加圧付加鋳造装置。