JPH0634859U - 瞬間式溶湯鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アルミニウム合金、マグネシウム合金等によ
る鍛造製品の製造でクリーンな環境の下で順次に瞬間的
に溶湯を用意してその溶湯を金型に導入し加圧する。 【構成】 セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ
投入部２に一回分の前記合金冷材９を投入し、次いでこ
の合金冷材を前記セラミックスリーブ上方のスリーブ溶
解部に移動し、このスリーブ溶解部に前記合金冷材を数
十秒間程度保持し、ここに設けられた誘導溶解コイルで
前記合金冷材を誘導溶解により集中溶解して溶湯を形成
し、ついでこの溶湯を押し上げピストン部により押し上
げて前記スリーブ溶解部の上部に隣接して固定された金
型のキャビティ中に導入してそして加圧する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はアルミニウム合金、マグネシウム合金等による鍛造製品の製造にお いて、クリーンな環境の下で順次に瞬間的に溶湯を用意してその溶湯を金型に導 入し加圧する瞬間式溶湯鍛造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、アルミニウム合金等の溶湯鍛造は次のように実施された。第１の方式は 間接加圧法であって、この方法は別に設けた大型の合金溶解炉でアルミ等の合金 を溶解して準備した溶湯をこの溶解炉又は保持炉から金型のキャビティと連通す るシリンダ内にまず手動操作で注湯杓により注湯する。この注湯操作はその金型 が開放されている状態又は上型が除去されている状態で上方から行う。次に前記 金型の上型を閉じる。ついで、前記溶湯を前記シリンダから金型のキャビティ中 に圧入して成型した。 第２の方式は直接加圧法であって、これは前記第１の方式と同様に溶解炉又は 保持炉を経て、溶湯を直接上方から金型下型に注湯する。次に上型を重ね合わせ て前記溶湯を加圧して成型するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記各方式には以下の問題点があった。即ち、前者の方式は溶解炉及 び保持炉を別個に設置して稼動するので、この方式は溶湯の温度管理等は比較的 容易ではあるが、多大の人力を必要とするものであり、そしてその上方からの注 湯操作は手動であるために注湯量が変動し又は過剰となって材料を加熱するため のエネルギの面でも経費の無駄が嵩む。後者の方式も前者と同様に作業場の立地 として広いスペースと人力を必要とし、前者と同様にエネルギの面でも問題があ るが、さらに加圧時における上型の降下速度はそれ程には速くすることができな い。すなわち急速に上型を降下すると溶湯内に乱流が生じて酸化物等を巻き込む ことがあり、従って加工操作の作業能率を高くすることにも限界があった。

【０００４】 この考案の目的は上記課題に鑑み、省スペースかつ省エネルギで好適な作業環 境を与えると共に、少ない人手で、温度一定の溶湯の一定量を瞬間的かつ連続的 に金型に供給しそして加圧して堅牢な製品を与える瞬間式溶湯鍛造方法を提供す ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る瞬間式溶湯鍛造方法はアルミニュウム又はマグネシウム等の合 金の鍛造手段において、セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ投入部に一 回分の前記合金冷材を投入し、次いでこの合金冷材を前記セラミックスリーブ上 方のスリーブ溶解部に移動し、このスリーブ溶解部に前記合金冷材を数十秒間程 度保持し、ここに設けられた誘導溶解コイルで前記合金冷材を誘導溶解により集 中溶解して溶湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上げピストン部により押し上げ て前記スリーブ溶解部の上部に隣接して固定された金型のキャビティ中に導入し 更に加圧することに特徴を備えるものである。

【０００６】

【作用】

押し上げピストン部のシリンダトップチップの上端面又は搭載面が下死点にあ る状態で、アルミ冷材ビレット等の材料合金の一定量を自動搬送手段又は場合に よっては手動操作で、合金冷材投入口に投入して前記シリンダトップチップの上 端面上に搭載する。次に前記シリンダトップチップを上昇して前記合金冷材をス リーブ溶解部に押し上げる。このスリーブ溶解部には誘導溶解コイルがその周囲 に設けられていて、ここで前記合金冷材を直接加熱して溶解する。例えば１０秒 〜３０秒で溶解される。その溶解の後に、この溶湯を前記シリンダトップチップ により更に押し上げてその上方にある金型のキャビティに送入し、同時に圧力が 掛かる。こうして溶湯が送り込まれるから、熱損失は極少に押さえられその容量 に比して高い熱量を前記合金材料に高い熱効率で与えることができ、その損失熱 は金型が上方に隣接しているのでその予熱に有効利用される。又配湯、注湯など 距離が自動的に順次に進められ人力作業が大幅に削減される。そして合金冷材の 重量を一定にして使用することにより材料を過剰に加熱する等のエネルギ使用の 無駄も排除される。

【０００７】

【実施例】

この考案の瞬間式溶湯鍛造方法をその一実施例の設備によりその図面を参照し て以下詳細に説明する。図１はこの考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設備 における第１工程を示す部分断面略図、図２は第１図Ａ−Ａ線断面略図、図３は この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設備における第２工程を示す断面略 図、図４は図３の一部の拡大断面略図、図５はこの考案の瞬間式溶湯鍛造方法の 一実施例の設備の第３工程を示す断面略図、図６はこの考案の瞬間式溶湯鍛造方 法の一実施例の設備の第４工程を示す断面略図、図７はこの考案の瞬間式溶湯鍛 造方法の一実施例の設備の概要を示すブロック図である。

【０００８】 この考案に係る瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設備１は、図１及び図２に示 すように、例えばスリーブ投入部２、スリーブ溶解部３、注湯加圧部４及び押し 上げピストン部５等を備えている。前記スリーブ投入部２は例えば円筒状に形成 されそして上下方向に設置されるセラミックスリーブ６のスリーブ下方ゾーン７ に設けられる。前記セラミックスリーブ６は材料として窒化けい素系材料、例え ばサイアロン（商標名）が使用された。前記サイアロンが非導電性であることの 外に、この考案の設備を形成するものとして十分な強度及び耐熱性を備えること は本考案者によって初めて確認された。ここには合金冷材投入口８が設けられ、 この合金冷材投入口８を介して一定重量の合金冷材９が製造作業時において逐次 供給される。

【０００９】 前記スリーブ溶解部３は前記セラミックスリーブ６のスリーブ上方ゾーン１０ に設けられる。前記合金冷材投入口８から供給される合金冷材９はその後、ここ に送られる。前記セラミックスリーブ６の外周には層状に断熱部１１が設けられ る。この断熱部１１は材料として例えばセラミックペーパーが使用される。前記 断熱部１１の外側には誘導コイル１２が設けられる。前記誘導コイル１２には望 ましくは水冷式導体が使用される。前記誘導コイル１２にはこれに直交してフラ ックスコア１３を設ける。図７に示すように、スリーブ溶解部３において受電部 １４は少なくとも電源スイッチ１５を備えており、その他図示しないブレーカ等 を有しており、商用電源１６に接続される。インバータ１７は例えば周波数変換 器、電源変圧器等を有してなる。整合器１８は例えばバランサ、整合変圧器、力 率改善用コンデンサ等を含んで構成される。

【００１０】 前記注湯加圧部４おいて加圧体１９はダイプレート２０に固定板２１を介して 固定される。図４に示すように、例えば前記固定板２１は止めねじ２２により固 定される。前記加圧体１９の下側部２３はセラミックスリーブ６の上端部２４を しっかり固定する。金型２５は前記ダイプレート２０上に定置される。前記金型 ２５のキャビティ２６の下方通路口２７は前記注湯加圧部４の上端開口２８と合 致させる。

【００１１】 前記押し上げピストン部５はシリンダトップチップ２９、シリンダシャフト３ ０及び図示しない昇降装置からなる。前記シリンダトップチップ２９はシリンダ シャフト３０の先端に設けられ、そのチップ頂面３１が下死点３２と上死点３３ との間で上下に往復動作する。前記シリンダトップチップ２９は前記セラミック スリーブ６と同様に前記サイアロンで製作された。昇降装置は例えば油圧方式等 により稼動される。

【００１２】 この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一例の工程について説明する。第１工程にお いてアルミニウム冷材ビレット等の合金冷材９を搬送手段又はマニュアルでスリ ーブ投入部２のシリンダトップチップのチップ頂面３１が下死点３２にある状態 において合金冷材９を合金冷材投入口８に投入して前記シリンダトップチップ２ ９のチップ頂面３１上に搭載する。次いで第２工程で、前記シリンダトップチッ プ２９は上昇して前記合金冷材９をスリーブ溶解部３に移送する。ここで誘導で 直接加熱し溶解する。第３工程で溶湯は前記シリンダトップチップ２９を上死点 ３３へ向けて押し上げて前記溶湯を移送し金型２５のキャビティ２６に注湯し更 に加圧する。第４工程では金型を開放して製品３４が取り出される。その後、シ リンダトップチップ２９のチップ頂面３１を下死点３２まで下降させ次の動作の 準備に入る。

【００１３】

【考案の効果】

この考案の瞬間式溶湯鍛造方法はアルミニュウム又はマグネシウム等の合金の 鍛造手段において、セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ中空部のスリー ブ下方ゾーンに一回分の前記合金冷材を投入し、次いでこの合金冷材を前記スリ ーブ中空部のスリーブ上方ゾーンに移動し、この前記スリーブ上方ゾーンに前記 合金冷材を数十秒間程度保持し、ここに設けられた誘導溶解コイルを用いて前記 合金冷材を誘導溶解により集中溶解して溶湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上 げピストン部により押し上げて前記スリーブ上方ゾーンの上部に隣接して固定さ れた金型のキャビティ中に導入し更に加圧するものであるから、例えばＡｌ：５ ００ｇ〜１Ｋｇならば前記スリーブ溶解部中において２０〜３０秒で溶湯化する という瞬速溶解性が得られる。そして必要な時に必要な量を溶解して金型に素早 く流し込むので作業はジャストインタイムで小回りの効く作業処理をすることが でき、また同時多量溶解ではないのでので作業開始時における立ち上げ時間が実 質上不要である。そしてこの考案の装置外への放熱が殆どないので熱効率が高い ばかりでなく作業環境の温度は全く高くならないので作業環境が大幅に改善され る。さらに、炉及びその内容物の様な高温物の貯蔵、維持の必要がないので作業 上において安全性が極めて高い。

【００１４】 金型に供給される溶湯の温度は作業時間の総てに亙ってほぼ一定となり、かつ 溶湯が連続的に瞬速で溶解され従って安定した品質の溶湯鍛造製品を製造するこ とができる。 合金冷材の溶解手段として間接加熱でなく材料金属中の渦電流等による誘導加 熱式の直接加熱によっておりその効率は極めて高い。このためスリーブ溶解部は かなり小型とすることができそして金型を隣接して設けることができ作業は更に 容易なものとなる。 熱損失は極少に押さえられその容量に比して高い熱量を前記材料合金に高い熱 効率で与えることができ、そしてスリーブ溶解部における損失熱は金型が上方に 隣接しているのでその予熱に有効利用される。又配湯、注湯などが自動的で人力 作業が大幅に削減される等の産業上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設
備における第１工程を示す部分断面略図

【図２】第１図Ａ−Ａ線断面略図

【図３】この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設
備における第２工程を示す断面略図

【図４】図３の一部の拡大断面略図

【図５】この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設
備の第３工程を示す断面略図

【図６】この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設
備の第４工程を示す断面略図

【図７】この考案の瞬間式溶湯鍛造方法の一実施例の設
備の概要を示すブロック図

【符号の説明】

１ 瞬間式溶湯鍛造方法の位置実施例の設備 ２ スリーブ投入部 ３ スリーブ溶解部 ４ 注湯加圧部 ５ 押し上げピストン部 ６ セラミックスリーブ ７ スリーブ下方ゾーン ８ 合金冷材投入口 ９ 合金冷材 １０ スリーブ上方ゾーン １１ 断熱部 １２ 誘導コイル １３ フラックスコア １４ 受電部 １５ 電源スイッチ １６ 商用電源 １７ インバータ １８ 整合器 １９ 加圧体 ２０ ダイプレート ２１ 固定板 ２２ 止めねじ ２３ 加圧体下側部 ２４ スリーブ上端部 ２５ 金型 ２６ キャビティ ２７ 下方通路口 ２８ 上端開口 ２９ シリンダトップチップ ３０ シリンダシャフト ３１ チップ頂面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 27/09 Ａ 7011−4Ｅ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニュウム又はマグネシウム等の合
   金の鍛造手段において、セラミックスリーブ内に形成さ
   れたスリーブ投入部に一回分の前記合金冷材を投入し、
   次いでこの合金冷材を前記セラミックスリーブ上方のス
   リーブ溶解部に移動し、このスリーブ溶解部に前記合金
   冷材を数十秒間程度保持し、ここに設けられた誘導溶解
   コイルで前記合金冷材を誘導溶解により集中溶解して溶
   湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上げピストン部によ
   り押し上げて前記スリーブ溶解部の上部に隣接して固定
   された金型のキャビティ中に導入し更に加圧することを
   特徴とする瞬間式溶湯鍛造方法。