JPH0646603Y2 - 溶湯鍛造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、鋳造作業の作業工数を有効に低減し、併せ
て、製品品質を十分安定なものとすることができる溶湯
鍛造装置に関するものである。

（従来の技術） 従来既知の溶湯鍛造装置としては、例えば第２図に断面
図で示すものがある。

これは、キャビティ１を区画する上下の金型2,3からな
る鋳造型４と、下金型３の下面に、上端部、図では上端
面を掛脱可能ならしめたスリーブ５と、このスリーブ内
を摺動して、その内部の金属溶湯６を、キャビティ内へ
充填する一のプランジャー７と具える他、下金型３に着
脱自在に取付けられて、スリーブ内径より小さい内径を
有する湯口リング８を具え、この湯口リング８にて画成
される湯口９によって、キャビティ１とスリーブ側室10
とを連通させたものである。

ここで、スリーブ５の、下金型３からの離脱は、それを
矢印Ａで示すように、図の下方へ移動させることにより
行われ、そしてその内部への金属溶湯の注入は、スリー
ブ５の下金型３からの離脱状態で、それを矢印Ｂで示す
ように、図示しない支点の周りで、時計方向へ一定量回
動させて、図に仮想線で示す斜視姿勢とし、そこで取鍋
内の溶湯をそのスリーブ内へ注ぎ込むことにより行われ
る。

従って、スリーブ５と鋳造型４との図示のような結合
は、溶湯６を注入したそのスリーブ５を、矢印Ｂと反対
の方向へ一定量回動させた後、それが下金型３に当接す
るまで上昇させるこにより行われる。

このような装置による溶湯鍛造は、鋳造型４とスリーブ
５との、第２図（ａ）に示すような結合状態、すなわ
ち、スリーブ５の内周面と、湯口リング８より下方に位
置する下金型下端部分の内周面と、プランジャー７とに
よって画成されるスリーブ側室10を、湯口９を介してキ
ャビティ１に連通させた状態で、スリーブ５内の、たと
えばアルミニウム合金溶湯６を、プランジャー７の進出
運動に基づき、湯口９を経て、第２図（ｂ）に示すよう
にキャビティ内へ充填し、そしてそこで、プランジャー
７による加圧状態を維持したまま、溶湯６を凝固させる
ことにより行われる。

ここで、湯口リング８は、通常は鉄製のスリーブ５への
溶湯６の注入から、その溶湯６のキャビティ１への充填
までの間にそれが冷却されることに起因して、スリーブ
の内周面に形成される急冷凝固層6aの、キャビティ内へ
の入り込みを第２図（ｂ）に示すように、それの半径方
向内方への迫出し部分にて堰止めて、製品品質を向上さ
せるべく機能する。

そして、このようにして製造された製品は、上下金型2,
3の型開きの後に、プランジャー７および／または図示
しないエジェクターピンの突き上げ作動に基づき、湯口
リング８とともに鍛造型４から取出し、しかる後、第２
図（ｃ）に断面図で示すようなその製品Ｆを、図に仮想
線で示すように、製品部分Ｗとスクラップ部分Ｓとに分
離することによって使用に供される。

（考案が解決しようとする課題） ところが、かかる従来技術にあっては、製品Ｆの、鋳造
型４からの取出しに際しては、多くは鉄製の湯口リング
８を、その製品Ｆと一体的に下金型３から取り外すこと
が必須の要件となることから、たとえばアルミニウム合
金製の製品Ｆにおいて、スクラップ部分Ｓを溶解して再
利用に供する場合に、そのスクラップ部分Ｓから鉄製の
湯口リング８を取外すことが必要になるという作業工数
上の問題があった。

この考案は、従来技術のかかる問題点に着目してなされ
たものであり、製品を、Mgを含有するアルミニウム合金
製とし、その製品のスクラップ部分からの湯口リングの
取外しを不要ならしめて鋳造作業の作業工数を大きく低
減し、併せて、溶解によって減少し易い合金成分である
Mgの、各製品への含有量を十分均一なものとして製品品
質を極めて安定させることができる溶湯鍛造装置を提供
するものである。

（問題を解決するための手段） この考案の溶湯鍛造装置は、キャビティをを区画する上
下の金型からなる鋳造型と、前記下金型に上端部を掛脱
可能ならしめたスリーブと、下金型に着脱自在に配設し
た湯口リングと、この湯口リングによって区画され、前
記スリーブの内径より小さい径を有し、キャビティとス
リーブとの連通をもたらす湯口と、スリーブ内を摺動し
て、そのスリーブ内の、スクラップ材料、新規溶解材料
および使用済みの前記湯口リングを混合溶解してなるMg
含有アルミニウム合金溶湯をキャビティ内へ充填するプ
ランジャーとを具える溶湯鍛造装置において、湯口リン
グを、前記Mg含有アルミニウム合金溶湯と同系の合金で
あって、前記新規溶解材料よりもMg含有量の多い材料に
て構成したものである。

（作用） この溶湯鍛造装置では、Mgを含有するアルミニウム合金
溶湯を注湯したスリーブを下金型に掛合させた状態の下
でプランジャーを進出作動させることにより、そのスリ
ーブ内溶湯を、湯口を経てキャビティ内へ充填し、そこ
で、その溶湯を凝固させることにて製品を製造すること
ができ、しかる後、上下金型の型開きにつづくその製品
の突上げ作動に基づき、製品を湯口リングとともに鋳造
型から取り出し、さらに、その製品を、製品部分とスク
ラップ部分とに分離して、その製品部分を使用に供する
とともに、スクラップ部分を、湯口リングとともに再溶
解することにより、一連の鋳造作業を終了することがで
きる。

従ってここでは、スクラップ部分から湯口リングを取外
すことが不要になり、鋳造作業の作業工数が有利に低減
されることになる。なおここで、作業の繰り返しは、Mg
含有アルミニウム合金溶湯と同系の合金材料からなる他
の湯口リングを下金型に再装着することによって可能と
なる。

しかもここでは、湯口リングを、前記アルミニウム合金
溶湯と同系の合金であって、新規溶解材料よりもMg含有
量の多い材料にて構成することにより、新規材料、スク
ラップ部分および、使用済みその湯口リングを所定の重
量割合で混合溶解させて、所要のMg含有アルミニウム合
金溶湯とする場合に、常に一定の重量を有する、高Mg含
有量の使用済み湯口リングの作用の下で、新規材料とス
クラップ部分との間の、Mg含有量の差を十分小さくする
ことができるので、それら両者の混合割合に多少の変動
があっても、各製品のMg含有量、ひいては製品品質を極
めて安定なものとすることができる。

なお、ここにおけるMg含有アルミニウム合金溶湯は、鋳
造性にすぐれて複雑な形状の鋳物の製造を可能にする
他、製品の熱処理を可能とする特性を有する。

（実施例） 以下にこの考案を図示例に基づいて説明する。

第１図はこの考案の実施例を示す縦断面図であり、図中
11はキャビティを、12,13はそれぞれ、キャビティ11の
形成に寄与する上金型および下金型を、14は、上下の金
型12,13からなる鋳造型の全体をそれぞれ示し、15はス
リーブを示す。ここで、このスリーブ15は、鋳造型14、
ひいてはその下金型13に対して上下方向へ移動させてそ
れに対して掛脱させることができるとともに、下降姿勢
で、その上端部を、図に仮想線で示すように、時計方向
へ一定量傾動させることができる。

また16は、スリーブ15の傾動状態で、その内部へ注湯し
た所要量のMg含有アルミニウム合金溶湯を、17は、スリ
ーブ内で摺動して、そのスリーブ内の溶湯16をキャビテ
ィ内へ充填するプランジャーをそれぞれ示す。

そしてここでは、下金型13に、Mg含有アルミニウム合金
溶湯16と同系の合金材料からなる湯口リング18を、それ
に対して着脱自在に取付けるとともに、この湯口リング
18の内周面にて区画される湯口19の径を、スリーブ内径
より十分小さいものとして、この湯口19で、キャビティ
11とスリーブ15、ひいては、スリーブ内周面と、湯口リ
ング18より下方に位置する下金型下端部分の内周面と、
プランジャー７とによって画成されるスリーブ側室20と
の連通をもたす。

なお、ここにおける湯口リング18は、後に述べるスクラ
ップ部分と、新規溶解材料と、使用済みの湯口リング18
とを所要の割合で混合溶解してなるMg含有アルミニウム
合金溶湯16に比し、溶解時の酸化その他に起因して減少
される成分をより多量に含有する材料にて構成すること
が好ましく、これがため、ここでは、湯口リング18のMg
含有量を、スクラップ部分より多量のMgを含有する新規
溶解材料のそれより多くする。このことによれば、その
湯口リング18の、後述するような溶解によって、減少成
分を極めて効果的に促うことが可能となる。

このような装置を用いた溶湯鍛造は、従来例で述べたと
同様にして行うことができ、その作業では、第１図
（ａ）に仮想線で示す位置にて金属溶湯を注入されたス
リーブ15を、矢印ＢおよびＡで示す方向とは逆方向へそ
れぞれ順次に移動させることによって、図に実線で示す
ように、スリーブ15の上端面と下金型13の下面との掛合
をもたらし、次いで、スリーブ内溶湯16を、プランジャ
ー17の進出作動に基づいてキャビティ内へ、第１図
（ｂ）に示すように完全に充填し、そこで、その溶湯16
を、プランジャー17による加圧下にて冷却凝固させて製
品とする。

なおここで、スリーブ内の溶湯を上述のようにしてキャ
ビティ内へ充填するに際しては、一般的には、熱伝導率
の高い鉄にて構成されるそのスリーブ15の内周面に、そ
こへの溶湯の注入から、その溶湯16の、キャビティ内へ
の充填までの間に、その溶湯16が冷却されることに起因
して形成される急冷凝固層16aが、プランジャー17の進
出作動によって、スリーブ周面から引き剥がされてキャ
ビティ方向へ押圧されることになるも、その急冷凝固層
16aは、第１図（ｂ）に示すところから明らかなよう
に、スリーブ内径より小さい径の湯口19を区画する湯口
リング18の、半径方向内方への突出部分にてほぼ完全に
堰止められるので、それの、キャビティ内への侵入は極
めて有効に防止されることになる。これがため、製品
は、その全体にわたって十分均質なものとなり、品質の
すぐれたものとなる。

その後は、鋳造型内で製造された製品を、上下金型12,1
3の型開き、ならびに、プランジャー17のより一層の進
出作動および／または図示しないエジェクターピンの進
出作動によるその製品の突上げによって、湯口リング18
とともに、下金型13から所定の高さに持上げ、そして、
かかる持上げ状態にて、マニプレータその他により、そ
の製品および湯口リング18を鋳造型14から一体的に取出
す。

第１図（ｃ）は、このようにして取出された製品を示す
縦断面図であり、この製品Ｆは、通常は、図に仮想線で
示すように、製品部分Ｗとスクラップ部分Ｓとに分離さ
れて、製品部分Ｗは使用に供され、そして、スクラップ
部分Ｓは、それの再利用の目的の下で、湯口リング18と
ともに溶解される。

このようにここでは、スクラップ部分Ｓの溶解に際し、
金属溶湯16と同系の材料からなる湯口リング18を、スク
ラップ部分Ｓから取外すことなく、それの溶解を行うこ
とができるので、その溶解のための作業工数、ひいては
鋳造作業の作業工数が有効に低減されることになる。

なおここで、金属溶湯16をAC4C（アルミニウム合金鋳物
４種Ｃ）の、Mgを含有するアルミニウム合金溶湯とし、
湯口リング18をもまたAC4Cにて構成した場合において、
溶解によって減少される合金成分であるMgの、製品での
目標重量％を0.24％とするとともに、溶解時における新
規材料と、スクラップ部分Ｓとの混合割合を6:4とし、
さらに、Mgの、溶解時の減少率を20％とすると、従来例
におけるように、湯口リングをスクラップ部分Ｓから取
外した後に、そのスクラップ部分Ｓだけを再溶解すると
きには、下表に示すように、Mg含有率が0.34％の新規材
料6kgと、Mg含有率が0.24％のスクラップ部分4kgとを混
合することによって、所要のMg含有量の製品がもたらさ
れることになり、新規材料とスクラップ部分Ｓとの間
に、Mg含有率の0.1％の差が必要になるところ、この考
案におけるように、Mg含有アルミニウム合金溶湯16と同
系の合金材料からなる湯口リング18を用い、その湯口リ
ング18をスクラップ部分Ｓとともに溶解するときには、
これもまた下表に示すように、新規材料と、スクラップ
部分Ｓと、湯口リング18との重量比を5:4:1とし、そし
て、それらのそれぞれのMg含有率を0.30％、0.24％およ
び0.54％とすることにより、新規材料とスクラップ部分
Ｓとの間のMg含有率の差が0.06％であっても、製品のMg
含有率を目標値とすることができる。

このように、この考案における湯口リング18のMg含有率
を、溶解原料としての新規材料のそれより高いものとす
ることにより、新規材料とスクラップ部分ＳとのMg含有
率の差を十分小さくすることが可能となるので、新規材
料とスクラップ部分Ｓとの混合割合に多少の変動があっ
ても、製品の品質を、極めて安定なものとすることがで
きる。

以上のようにして一連の鋳造作業を終了した後は、次の
作業の開始に先だって、下金型13に、他の湯口リング18
を装着する。

（考案の効果） かくして、この考案によれば、製品と一体的に型抜きさ
れる湯口リングを、Mg含有アルミニウム合金溶湯、ひい
ては、その製品と同系の材料にて構成することにより、
その製品のスクラップ部分を、それの再利用の目的をも
って溶解するに際し、湯口リングをスクラップ部分とと
もに溶解することが可能となるので、従来技術における
ように、スクラップ部分から湯口リングを取り除くため
の作業工数が全く不要になり、鋳造作業の作業工数の有
効なる低減が実現されることになる。

しかも、この考案によれば、湯口リングのMg含有量を、
新規溶解材料のそれより多くすることにより、新規材
料、スクラップ部分およびそ使用済みの湯口リングを所
定の重量割合で混合溶解させて所要のMg含有アルミニウ
ム合金溶湯とするに当り、新規材料とスラップ部分との
Mg含有量の差を十分小さくすることができ、この結果と
して、それらの新規材料とスクラップ部分との混合割合
に多少の変動があっても、製品のMg含有量、ひいては製
品品質を極めて安定なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例および製品を示す縦断面図、 第２図は従来例を示す縦断面図である。 11…キャビティ、12…上金型 13…下金型、14…鋳造型 15…スリーブ、16…溶湯 16a…急冷凝固層、17…プランジャー 18…湯口リング、19…湯口 20…スリーブ側室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティ（11）を区画する上下の金型
   （12,13）からなる鋳造型（14）と、前記下金型に上端
   部を掛脱可能ならしめたスリーブ（15）と、下金型（1
   3）に着脱自在に配設した湯口リング（18）と、この湯
   口リングによって区画され、前記スリーブ（15）の内径
   より小さい径を有し、キャビティ（11）とスリーブ（1
   5）との連通をもたらす湯口（19）と、スリーブ内を摺
   動して、そのスリーブ内の、スクラップ材料、新規溶解
   材料および使用済みの前記湯口リング（18）を混合溶解
   してなるMg含有アルミニウム合金溶湯（16）をキャビテ
   ィ内へ充填するプランジャー（17）とを具える溶湯鍛造
   装置において、 湯口リング（18）を、前記Mg含有アルミニウム合金溶湯
   （16）と同系の合金であって、前記新規溶解材料よりも
   Mg含有量の多い材料にて構成してなる溶湯鍛造装置。