JPH06190528A

JPH06190528A - ダイカスト鋳造方法

Info

Publication number: JPH06190528A
Application number: JP35754092A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sekine; 克己関根; Jun Inahashi; 潤稲橋; Takuya Kodama; 卓弥児玉
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】極めて薄い肉厚の製品を鋳造する。【構成】固定側中子３と可動側中子１６の温度を、射
出する溶融金属１２の凝固開始温度域に保つ。この状態
で、溶融金属１２をキャビティ８に充填する。充填後、
固定側中子３及び可動側中子１６を溶融金属の凝固温度
以下まで冷却する。したがって、溶融金属１２は、凝固
することなく湯回りし、薄肉部を形成するキャビティ８
の部分にも充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイカスト鋳造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカスト鋳造方法に関する技術
としては、例えば実開昭６４−３２１１４号公報に示さ
れているような、金型内部に冷却媒体の循環路を形成し
た金型と、この金型に冷却媒体の供給経路を交互に切換
えることができる冷却媒体の流通変換機構とを組み合わ
せた成形用の金型を用い、金型内に充填した溶融金属を
冷却循環経路に冷却媒体（例えば水）を通して急冷凝固
させる方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にあっては、例えば冷却媒体として水を金型内に循環さ
せて金型冷却を行い、充填した溶融金属の冷却凝固を行
っているが、溶融金属は瞬時（例えば肉厚１mm程度の場
合には0.０１秒）に凝固するため、薄肉品（例えば肉厚
１〜0.５mm）の成形は困難である。また、一般に、薄肉
品を成形する場合、薄肉部に溶融金属を瞬時に充填しな
ければならないため、高速（射出速度４〜５ｍ／ｓ）、
高圧鋳造（約８００ kgf/mm²以上）が必要となり、その
ため鋳造バリの発生及び型の溶損が大きく、型の折損等
の問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に着目し
てなされたもので、超薄肉品の鋳造が可能で、バリの発
生がなく、かつ型寿命を向上させ得るダイカスト鋳造方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダイカスト鋳造方法は、金型の温度を射出
する溶融金属の凝固開始温度域の温度に保持し、金型を
この状態に維持しつつ金型キャビティ内に溶融金属を射
出して充填し、充填後、金型を射出した溶融金属の凝固
温度以下まで冷却することとした。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、金型温度を充填する溶融金
属の凝固開始温度域に加熱した後、溶融金属を充填する
ため、溶融金属は凝固することなく薄肉部分にも満たさ
れる。その後、金型を溶融金属の凝固温度以下に冷却す
ると、溶融金属は凝固する。そのため、高速，高圧鋳造
を必要とせず、薄肉品の成形が可能となる。

【０００７】

【実施例１】図１は本発明の実施例１のダイカスト鋳造
方法の実施に使用するダイカスト鋳造金型を概略的に示
す断面図である。図１において、１は固定主型、２は可
動主型で、固定主型１と可動主型２とはパーティングラ
インＰ．Ｌで分離、接合自在に構成されている。

【０００８】固定主型１には、固定側中子３、固定側当
板４、固定側断熱板５及び射出スリーブ６が固着されて
いる。固定側断熱板５は、パーティング面側に開口した
凹状に形成され、この凹部内に固定側中子３と固定側当
板４がパーティング面側から順次配置固定されている。

【０００９】固定側中子３は、セラミックス、サーメッ
ト、サイアロン、クロミア、ＷＣ、オーステナイト耐熱
鋼、耐熱合金の材質からなり、パーティング面側には、
製品部を形成するキャビティ８を構成するキャビティ部
７が形成されている。また、固定側中子３内には、中子
加熱用の固定側カートリッジヒータ９と、固定側中子３
の加熱温度を検出する固定側温度センサー１０が埋設さ
れている。

【００１０】固定側当板４には、加熱された固定側中子
３を冷却するための媒体を循環させる固定側通孔１１が
形成されている。上記冷却媒体としては耐熱オイル、例
えばバレルサーム４００が使用されている。射出スリー
ブ６には、射出スリーブ６内に注湯された溶融金属１２
をキャビティ８に充填するための射出プランジャー１３
が内装されている。１４は、鋳造機に設置されている溶
融金属１２を汲み上げて、射出スリーブ６内に注湯する
ためのラドルである。

【００１１】上記可動主型２には、分流子１５、可動側
中子１６、可動側当板１７及び可動側断熱板１８が固着
されるとともに、パーティング面にランナー１９を構成
する溝２０がキャビティ８と分流子１５との間に形成さ
れている。

【００１２】分流子１５は、射出スリーブ６から供給さ
れる溶融金属１２の流れの方向を変え、ランナー１９に
流すもので、射出スリーブ６と対応するパーティング面
側に設けられている。可動側断熱板１８は、パーティン
グ面側に開口した凹状に形成され、この凹部内に可動側
中子１６と可動側当板１７がパーティング面側から順次
配置固定されている。

【００１３】可動側中子１６は、上記固定側中子３と同
じ材質からなり、パーティング面側には、製品部を形成
するキャビティ８を構成するキャビティ部２１が形成さ
れている。また、可動側中子１６内には、中子加熱用の
可動側カートリッジヒータ２２と、可動側中子１６の加
熱温度を検出する可動側温度センサー２３が埋設されて
いる。可動側当板１７には、加熱された可動側中子１６
を冷却するための媒体を通過させる可動側通孔２４が形
成されており、冷却媒体は、固定側当板４と同様な耐熱
オイルを使用する。

【００１４】さらに、可動主型２、可動側断熱板１８、
可動側当板１７及び可動側中子１６を貫通して、キャビ
ティ８で成形した製品を金型より押し出す押し出しピン
２５が可動主型２の側から摺動自在に装着されている。
押出しピン２５の基端部は、押出板２６，２７の間に固
定されている。押出板２６，２７は、可動主型２に大し
て接近、離反自在に設けられており、鋳造機（図示省
略）から押出力を受けて矢印Ａ方向へ移動し、押出しピ
ン２５を固定側中子３方向に突き出させてキャビティ８
の製品を金型より離型させるようになっている。この押
出板２６，２７は、押出しピン２５の先端が溶融金属１
２の射出時に可動側中子１６のパーティング面と同一と
なるように、可動主型２からの離反位置が可動側型板２
８によって規制されている。この可動側型板２８は、固
定側中子３に固着されている。

【００１５】２９は、鋳造機の制御盤を示し、この制御
盤２９には、固定側加熱制御装置３０、可動側加熱制御
装置３１、固定側冷却制御装置３２及び可動側冷却制御
装置３３が接続されており、鋳造過程での加熱、冷却制
御を行えるようになっている。固定側加熱制御装置３０
には固定側カートリッジヒータ９が接続され、可動側加
熱制御装置３１には可動側カートリッジヒータ２２が接
続されている。また、固定側冷却制御装置３２には、固
定側通孔１１内への冷却媒体の供給と停止、供給量の制
御を行い、可動側冷却制御装置３３は、可動側通孔２４
への冷却媒体の供給と停止、供給量の制御を行う。さら
に、固定側加熱制御装置３０と固定側冷却制御装置３２
上には、固定側温度センサー１０が接続され、可動側加
熱制御装置３１と可動側冷却制御装置３３には、可動側
温度センサー２３が接続されており、固定側中子３及び
可動側中子１６の温度を測定しつつ温度制御が行われる
ようになっている。

【００１６】次に、上記構成のダイカスト鋳造金型を用
いた本発明の実施例１を説明する。本実施例は、溶融金
属にＡｌダイカスト用合金ＡＤＣ１２を用いた。まず、
鋳造機（図示省略）の制御盤２９により固定主型１と可
動主型２を型閉する。型閉が完了した後、制御盤２９に
より固定側加熱制御装置３０及び可動側加熱制御装置３
１を作動させて、固定側カートリッジヒータ９により固
定側中子３及び可動側カートリッジヒータ２２により可
動側中子１６を加熱上昇する。ここに、ＡＤＣ１２合金
は、凝固開始温度が５１６℃、融点が５８２℃であるた
め、５１６℃以上５８２℃以下の範囲において、半溶融
状態であり、流動性を有している。そこで、上記金型温
度を５２０℃に加熱する制御を、固定側温度センサー１
０及び可動側温度センサー２３と固定側加熱制御装置３
０及び可動側加熱制御装置３１とで行う。

【００１７】金型温度が５２０℃に到達すると、可動
側、固定側の両加熱制御装置３０，３１が制御盤２９を
作動させ、溶融したＡＤＣ１２合金をラドル１４で汲み
上げて射出スリーブ６内に充填した後、射出プランジャ
ー１３を矢印Ｂ方向に移動させ、ランナー１９を介して
キャビティ８内にＡＤＣ１２合金を充填する。

【００１８】充填が完了した後、制御盤２９が、固定
側、可動側の両加熱制御装置３０，３１を停止すると同
時に、固定側、可動側の両冷却制御装置３２，３３を作
動して冷却媒体を固定側、可動側の両通孔１１，２４に
循環させ、固定側中子３と可動側中子１６の冷却を行
う。ここで、固定側中子３と可動側中子１６の冷却温度
を５１６℃以下、例えば４００℃に設定しておけば、固
定側、可動側の両温度センサー１０，２３が、それぞれ
冷却設定温度である４００℃を検出した後、固定側、可
動側の両冷却制御装置３２，３３が制御盤２９を作動さ
せ、型開が行われる。その後、鋳造機が押出板２６，２
７を矢印Ａ方向に作動させ、押出しピン２５を介して製
品をキャビティ８から離型する。そして、上記鋳造サイ
クルが繰り返して行われる。

【００１９】本実施例によれば、金型温度をＡＤＣ１２
合金の凝固開始温度（５１６℃）以上に加熱保持できる
ため、溶融金属を充填中に凝固させることなく、キャビ
ティ８に充填させることができる。従って、超薄肉品、
例えば肉厚ｔ＝0.１mm以下の製品を鋳造することができ
る。また、射出速度を0.１ｍ／ｓ以下にできるととも
に、鋳造時の圧力を１００ kgf/mm²程度の低圧とするこ
とができるので、鋳造バリの発生、型の折損等をなくす
ことができる。

【００２０】実施例１にて用いた溶融金属は、融点が５
８２℃、凝固開始温度が５１６℃であり、射出時の金型
温度は、５２０℃に保持されているので、実施例１は、
溶融金属の凝固開始温度域の内、凝固温度以上の温度の
場合についての実施例であった。このように、凝固点以
上の温度に金型を保持していれば、溶融金属は、射出成
形時に固化することはない。

【００２１】ここで、溶融金属の凝固開始温度域の内、
凝固点温度以下の温度について考えてみる。上記実施例
１にて示したダイカスト鋳造方法を行った場合、金型の
キャビティの形状及び容積によっては、金型を溶融金属
の凝固点以下の温度に設定しても、溶融金属が射出成形
時に固化しない場合がある。これは、金型の温度が溶融
金属の凝固点付近の温度、すなわち、凝固開始温度域で
あれば、溶融金属の温度低下の速度が小さくなるためで
ある。実際には、鋳造圧力を３００ kgf/mm²、射出速度
が0.５ｍ／ｓとし、本実施例のように肉厚ｔ＝0.１mmの
製品を鋳造するキャビティ形状で、前期以外の条件を上
記実施例１と同様とし、射出時の金型の温度を、凝固開
始温度以下の温度で、凝固開始温度域である５００℃に
設定したところ、射出時に溶融金属が固化するようなこ
とはなかった。

【００２２】

【実施例２】本実施例は、溶融金属にＭｇダイカスト用
合金ＡＺ９１を使用した例を示し、図１の鋳造装置を用
いた。ＡＺ９１合金は、凝固開始温度が４６８℃、融点
が５９６℃であり、４６８℃以上５９６℃以下の範囲に
おいて半溶融状態で流動性を有する。そこで、本実施例
では、金型の加熱温度を凝固開始温度以上である４７０
℃に設定制御し、ＡＺ９１合金を充填した後の金型の冷
却温度を凝固開始温度以下である、例えば３００℃に設
定制御して鋳造した。その他の方法は、実施例１と同様
である。

【００２３】本実施例によれば、実施例１と同様に、Ａ
Ｚ９１合金を溶融した状態でキャビティに充填できるた
め、Ｍｇダイカスト用合金の超薄肉品、例えば肉厚ｔ＝
0.１mm以下の製品を鋳造することができる。その他の効
果は、実施例１と同様である。

【００２４】

【実施例３】本実施例は、溶融金属にＺｎダイカスト用
合金ＺＤＣ２を使用した例を示し、図１の鋳造装置を用
いた。ＺＤＣ２合金は、凝固開始温度が３８１℃、融点
が３８７℃であり、３８１℃以上３８７℃以下の範囲に
おいて半溶融状態で流動性を有する。本実施例では、金
型の加熱温度を凝固開始温度以上の３８２℃に設定制御
し、ＺＤＣ２合金を充填した後の金型の冷却温度を凝固
開始温度以下の３５０℃に設定制御して製品を鋳造し
た。その他の方法は、実施例１と同様である。

【００２５】本実施例によれば、ＺＤＣ２合金を溶融状
態でキャビティ充填できるため、Ｚｎダイカスト用合金
の超薄肉品、例えば肉厚ｔ＝0.１mm以下、製品を鋳造す
ることができる。その他の効果は、実施例１と同様であ
る。

【００２６】

【実施例４】本実施例は、部分的に薄肉部を有する製品
を鋳造する方法である。図２は、実施例４のダイカスト
鋳造方法の実施の使用するダイカスト鋳造金型の要部を
示す断面図である。固定側中子３のキャビティ部７と可
動側中子１６のキャビティ部２１により構成されるキャ
ビティ８には、製品の部分的薄肉部を形成する薄肉形成
部３５が設けられている。薄肉部を形成する薄肉形成部
３５が設けられている。薄肉形成部３５の付近の固定側
中子３内及び可動側中子１６内には、固定側カートリッ
ジヒータ９と冷却媒体回路である固定側通孔１１及び可
動側カートリッジヒータ２２と冷却媒体回路である可動
側通孔２４がそれぞれ設けられている。その他の構成
は、実施例１に使用した装置と同様である。

【００２７】本実施例のダイカスト鋳造方法は、薄肉形
成部３５を、固定側、可動側の両カートリッジヒータ
９，２２により極部的に加熱し、また、固定側、可動側
の両通孔１１，２４により極部的に冷却するもので、他
の工程は実施例１と同様である。

【００２８】本実施例によれば、極部的な薄肉成形がで
きる。そして、厚肉部を形成するキャビティへ充填する
溶融金属の射出圧力、射出速度で薄肉形成部３５にも充
填できるため、高速、高圧成形が不要となり、実施例１
と同様に、バリの発生、型の折損等がなくなる。

【００２９】なお、部分的薄肉形成部３５以外のキャビ
ティ８を加熱又は冷却するために、固定側中子３と可動
側中子１６内に加熱ヒータ又は冷却媒体回路のみがセッ
トされている場合でも同様な効果が得られる。

【００３０】

【実施例５】図３は、本発明の実施例５のダイカスト鋳
造方法の実施に使用するダイカスト鋳金型の要部を示す
断面図である。固定側中子３には、図１の固定側カート
リッジヒータ９に換えて、その外周に固定側高周波回路
４０が加熱手段として設けられている。また、可動側中
子１６も、固定側中子３と同様に、その外周に可動側高
周波回路４１が設けられている。固定側高周波回路４０
は固定側高周波発振制御装置４２に接続され、可動側高
周波回路４１は可動側高周波発振制御装置４２に接続さ
れている。また、固定側中子３及び可動側中子１６内に
は、冷却手段として固定側通孔１１及び可動側通孔２４
が設けられており、固定側中子３及び可動側中子１６
は、それぞれ固定側断熱板５及び可動側断熱板１８に固
定されている。その他の構成は、図１と同様である。

【００３１】本実施例のダイカスト鋳造方法は、固定側
中子３を固定側高周波回路４０で加熱し、固定側通孔１
１で冷却するとともに、可動側中子１６を可動側高周波
回路４１、可動側通孔２４で加熱、冷却するのもで、他
の工程及び作用は実施例１と同様である。

【００３２】本実施例によれば、実施例１の効果に加え
て、固定側，可動側中子３，１６を直接的に固定側、可
動側の両高周波回路４０，４１でそれぞれ加熱するため
短い時間で所定の温度に加熱できるとともに、固定側、
可動側中子３，１６内に冷却用の通孔１１，２４を設け
て直接的に冷却するため短い時間で所定の温度に冷却で
きるので、実施例１に比べて、ヒートサイクルのサイク
ルタイムが短くなる。また、冷却用の通孔１１，２４を
設ける固定側当板４、可動側当板１７が不要になるので
金型の小型化、簡略化を図ることができる。

【００３３】

【実施例６】図４は、本発明の実施例６のダイカスト鋳
造方法の実施に使用するダイカスト鋳造金型の要部を示
す断面図である。固定側中子３及び可動側中子１６は、
共に導電性サイアロンにより形成されるとともに、固定
側中子３及び可動側中子１６には、固定側加熱制御装置
４５及び可動側加熱制御装置４６がそれぞれ接続されて
いる。そして、固定側中子３及び可動側中子１６の加熱
手段として、固定側、可動側中子３，１６自体の電気抵
抗発熱による加熱が採られている。その他の構成は、図
４と同様である。

【００３４】本実施例のダイカスト鋳造方法は、固定
側、可動側中子３，１６にそれぞれ固定側、可動側加熱
制御装置４５，４６によりそれぞれ通電し、導電性サイ
アロンの電気抵抗による発熱で、固定側中子３及び可動
側中子１６を所定の温度まで加熱する。その他の工程，
作用は実施例１と同様である。

【００３５】本実施例によれば、実施例１，５の効果に
加えて、固定側、可動側中子３，１６自体が発熱体であ
るため、両中子３，１６を短い時間で所定の温度に加熱
できるとともに、実施例５と同様に両中子３，１６の冷
却時間も短く、実施例１，５に比べて、ヒートサイクル
のサイクルタイムがさらに短くなる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溶融金
属を金型キャビティ内に射出する際、金型（中子）の温
度を溶融金属の凝固開始温度と融点との間の温度に保っ
ているので、溶融金属が固化することなく、よって、薄
肉部への溶融金属の充填を完全に行うことができる。ま
た、その際の射出速度及び圧力は、低速でかつ低圧力で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１，２，３の実施に用いるダイ
カスト鋳造装置の断面図である。

【図２】本発明の実施例４の実施に用いるダイカスト鋳
造装置の要部の断面図である。

【図３】本発明の実施例５の実施に用いるダイカスト鋳
造装置の要部の断面図である。

【図４】本発明の実施例６の実施に用いるダイカスト鋳
造装置の要部の断面図である。

【符号の説明】

３固定側中子８キャビティ９固定側カートリッジヒータ 11 冷却媒体用固定側通孔 12 溶融金属 16 可動側中子 22 可動側カートリッジヒータ 24 冷却媒体用可動側通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイカスト鋳造方法において、金型の温
度を射出する溶融金属の凝固開始温度域の温度に保持
し、金型をこの状態に維持しつつ金型キャビティ内に溶
融金属を射出して充填し、充填後、金型を射出した溶融
金属の凝固温度以下まで冷却することを特徴とするダイ
カスト鋳造方法。