JPH06509027A - ダイカスト機による鋳造物の製造方法 - 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】 ダイカスト機による鋳造物の製造方法 この発明は、請求項１の前提部にもとづくダイカスト機による鋳造物の製造方法 に関する。

ダイカスト工程の際に金属溶湯は、均熱炉から配湯されて充填室へ入れられ、そ こから鋳造プランジャによって、後の鋳造品の形態を決定するための中空型部へ 「鋳込まれる」。

ダイカストはまさに複雑な形態の工作物の製造に特に経済的な方法であり、通常 は高い生産効率すなわち鋳造品の高い収量を可能とする。しかし充填室すなわち 中空型部の中に含まれる気体その他の不純物が、鋳造の間に金属溶湯たとえばア ルミニウムの中に混入し、このため空洞のある不純な組織が生じる。これが鋳造 品の品質を全体として損ない、場合によっては再加工（たとえば調質）を不可能 とすることがあるということが問題点として常に存在する。

充填室への金属溶湯の注入は、この充填室と均熱炉との間に調節可能な圧力差を 付与することによって行うことができる。この場合、均熱炉に過圧か与えられて いると溶湯は充填室の中へ押し込まれ、一方充填室中に真空が与えられている場 合は溶湯は吸入管を通じてその中へ吸入される（ドイツ特許出願公開環１４　５ ８　１５１号）。まさにこの最後に挙げた方法により、十分な真空化時間によっ て、鋳造品の中への不純物の混入や、なお存在する残留酸素による酸化粒子の形 成を、僅かな量に低下させることができる。

この発明の課題は、この種の方法を用いて、高い生産効率を保ちつつ、さらに鋳 造品の品質を向上させることができるようにすることにある。

これは、請求項１に記載しであるように、この発明にもとづく方法によって可能 である。請求項８は、このために特に適したダイカスト機の構造を記載している 。

配湯段階と注湯段階とに関し、均熱炉および、または充填室において、本発明に より提案される圧力の進行により、鋳造品に所望の品質を得ることができる。

すでにドイツ特許第３０　４１　３４０号明細書には、冷加圧室型ダイカスト機 を用いて、ガスや空洞や酸化物の少ない鋳造品を製造するための方法が記載され ている。しかし、この場合は、鋳造プランジャと鋳造型との間のシリンダ状の空 間にさらに真空をかけ、これが中空型部へかけられた真空と共に働き、鋳造型の 中で溶湯注入段階の終了まで全面的に保持される。しかし請求項１による本発明 の方法についての示唆は、この公知の技術からは導き出すことができない。

この発明のさらなる構成は、他の請求項から明らかとなる。以下に説明する実施 例は、この方法の実施のために使用されるダイカスト機の構造を略図で示し、ま た配湯段階と注湯段階とにおける圧力の変化を明らかにするものである。添付の 図面において、図１は、水平方向の充填室を備えて、充填室内の負圧により金属 溶湯を配湯するダイカスト機を示し、 図２は、配湯段階および注湯段階における充填室内の圧力変化を示し、 図３は、配湯段階および注湯段階における充填室内の圧力変化の変形例を示し、 図４は、水平方向の充填室を備えて、均熱炉内の過圧により金属溶湯を配湯する ダイカスト機を示し、 図５は、配湯段階および注湯段階における均熱炉内と充填室内との圧力変化を示 し、そして 図６は、均熱炉内と充填室内との圧力変化の他の例を示す。

図１には二つの半型体２．３を備えたダイカスト機ｌが示され、その分離面４に 中空型部５が加工しである。溶湯６は、溶融温度以上の温度に保たれかつ温度調 節可能な均熱炉７から、加熱可能な吸入管８と水平方向に配置された充填室９と を通して、中空部５の中に達する。詳細には描かれていない器具を用いて移動す ることができる（矢印１０）プランジャ捧１３は、その先端側に、充填室９の中 で案内される鋳造プランジャ１４を備えている。このプランジャは、金属溶湯６ か配湯されて導入された後に、この溶湯を充填室９の中空型部５の中へ押し込む 。

充填室９への吸入管８の接続部に直径方向に対向して、充填室へ弁１５が連通し ている。この弁は、供給管Ｉ６によって、開閉弁１７および圧力調整弁１８を介 して、不活性ガス（たとえば窒素、アルゴン）を満たしたタンク体１９に連通し ている。

半型体２．３へ接続された別の弁２１が、４ボートの切り換え弁２３の領域で分 岐する（管路２２．ｌ、２２．２）供給管２２を介して、所定の負圧のもとにあ る（真空■、■）タンク容器２４．２５に連通している。のみならず４ボートの 切り換え弁２３は、さらに、周囲（大気圧）に連通ずる接続部２６を備えている 。

このように構成されたダイカスト機ｌにより、充填室９の中で配湯段階および注 湯段階における圧力変化を達成することができ、こ圧力変化についての選択可能 なバリエーションを、図２と図３とに示す（ｐ／を線図）。このとき、均熱炉７ の中へ常にほぼ大気圧が導入されている。

図２のとおり、充填室９への金属溶湯６の配湯は、はぼ３０から５０ミリバール （絶対圧）の比較的高度の負圧（真空Ｉ）を加えることによって行われる。この とき、への時点で配湯過程が終了し、真空ＩＩ（４ボートの切り換え弁２３の操 作による）に切り換えられ、この切り換えほぼはＢの時点で達成される。Ｃにお いて鋳造プランジャ１４が運動を始める。この運動段階はＦの時点まで続き、充 填室における残りの容積か完全に満たされる。この段階で０時点において改めて 真空Ｉへ切り換えられ、この切り換えはＥて達成され、この真空■は中空型部５ にもかかる。これ以後は、均熱炉７からの金属溶湯の追加流は発生することがで きない。これは、鋳造プランジャ１４か吸入管の接続部をちょうど通り越してい るためである。

およそ７５０から８５０ミリバール（絶対圧）の範囲の真空■の状態であった後 に、真空■は再び３０から５０ミリバール（絶対圧）の本来のレベルに達する。

Ｆ時点て鋳造プランジャ１４は注湯段階を開始する（中空型部５への金属溶湯６ の注入）。この注湯過程はＧて終了し、そして４ボートの切り換え弁２３は周囲 圧力（接続部２６）に切り換わる。

圧力変化の他の例を図３に示す。主な相違点は、金属溶湯の注入口の大きさく口 径）か同じである限り、より長い時間をかけててはあるか、はぼ６５０から７５ ０ミリバール（絶対圧）の領域にある、より度合いの低い真空■で配湯か行われ ることにある。その後この真空■は、充填室９の中の金属溶湯のレベルを保持す るために必要な真空■（図２の例に相当）とされる。これは、少なくとも、鋳造 プランジャ１４がＣの時点で充填室での充填段階を開始し、その後に吸入管の接 続部を通り過ぎるまでの間にわたり維持される。Ｄを開始点として、図２の例と 同様の経過か反覆される。

真空■を得るには、たとえば、半型体２．３に接続した弁２１を通して極めて高 度の真空■を導入し、一方間時に充填室９に連通ずる弁１５を介して乾燥しかつ 浄化した空気または不活性ガス（たとえば窒素、アルゴン）を供給する。このよ うにして、必要があれば、図２．３の真空■も作ることができる。その場合は、 タンク容器２５は不必要となろう。対応する圧力変化は、圧力調整弁１８によっ て得ることができる。

鋳造プランジャの運動の制御は、たとえば充填室９の中または中空型部５の近く に配置された、従来公知の圧力スイッチ、圧力測定装置、あるいは温度センサと の組合せによって行うことができる。

図２の例にしたがって配湯段階の間に圧力を進行させることの利点は、充填室９ および中空型部５をきわめて急速に清掃やガス抜きすることができ、のみならず 配湯過程を比較的迅速に終了させることができる点にある。生じる可能性がある シールの問題は、図３の例による圧力の進行によって避けられる。再実施例は共 通の利点を存しており、その利点は、充填室９と中空型部５とを特に簡単に不活 性ガスで洗浄可能で、しかも、金属溶湯６が比較的静かな状態にあるため、充填 室９と鋳造プランジャ１４との磨耗を僅かに抑えることができることにある。

図４のダイカスト機２７は、ある程度の範囲で図１に示されるものと一致してい るため、構造と機能が同じ要素には同じ参照番号を施している。主な相違点は、 金属溶湯６の配湯が、充填室９への真空の導入によってではなく、調節可能な過 圧の導入によって行われることにある。この過圧は、均熱炉における密閉状態の 中空室２８が、開閉弁３１および圧力調整弁３０を備えた供給管２９を介してタ ンク体１９と連通していることによって導入される。この配湯の際には、金属溶 湯６がその中に浸漬した立て管３３の中へ上昇し、そしてこの立て管に接続した 充填室９に達するようにする。

配湯過程および注湯過程の間における圧力の進行は、二つの実施例として図５と 図６とに示されている。これらのｐ／を線図に記載された時点ＣとＦは、図２お よび図３の例に対応して、鋳造プランジャ１４のそれぞれの運動開始を示す。す なわち、まず充填室の全容積を金属溶湯６て満たしくＣ）、続く注湯段階におい て金属溶湯６を一度に中空型部５の中へ押し込む（Ｆ）。Ｂ、Ｅ、Ｇの点は、そ れぞれ、新しく設定した圧力レベルに到達した時点か、あるいは注湯段階の終わ りに到達した時点を表す。

図５、図６の両実施例に共通する点は、充填室９への金属溶湯６の注入および配 湯と、これに続く一定の充填高さの保持とが、均熱炉３４と充填室９とに導入さ れた圧力の相互作用によって行われることにある。

図５から明らかなように、均熱炉の中空室２８で充填段階および配湯段階か終了 （Ａ）するまでは、大気圧より約０．４バール上の過圧ｐ、が設定される。所望 の充填高さに達すると、より度合いの低い圧力水準ｐ、（大気圧より約０．１５ −０．２５バール上）に減少され、これは金属溶湯６の液位を保つのに十分なも のである。

この間、充填室９自体は大気圧■のもとにある（４ボートの切り換え弁２３の接 続部２６）。所定の時点りて均熱炉の中空室２８の中の圧力は大気圧ｐ、に減少 し、一方間時に切り換え弁２３の切り換え位置か変化されることにより、中空型 部５と充填室９とに、上記の例からすでに知られた高度の真空Ｉが導入される。

これ以後は、均熱炉７からの金属溶湯の追加流は発生することができない。これ は、鋳造プランジャ１４が吸入管の接続部をちょうど通り越しているためである 。

図６の実施例における圧力の進行は、その当初においては上記のものに相当する 。ただし充填段階および配湯段階の終わり（時点Ａ）には、均熱炉３４の中の中 空室２８は大気圧ｐ、のみを受ける。

これと同時に充填室９の中では、上記の諸例から知られる手段によって真空■が 導入される。このため、図５の例と同様に、最終的には金属溶湯の液位の維持に 必要な圧力差Δｐが再び存在する。その場合に時点りては、均熱炉の中空室２８ 内の圧力レベルを維持した状態のもとて、充填室９の中に高度の真空Ｉが導入さ れる。

充填段階および配湯段階の終了は、公知の方法にしたがい、時間的にコントロー ルするかあるいは適切なセンサ（溶湯接点、熱電素子）を用いることによって、 制御することができる。その場合に鋳造プランジャ１４の運動は、充填段階およ び配湯段階の時間的関連によってか、あるいは従来から同様に公知の圧力スイッ チまたは圧力測定装置を介することによって、開始される。充填室９または中空 型部５における所望の負圧の設定もまた、型半体２．３に接続された弁２１によ り負圧を交互に導入するか、あるいはノズル１５を介してタンク体１９からの乾 燥した空気または不活性ガスを供給することによって、可能となる。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．貯蔵容器から充填室への溶融金属の導入が、両者間における調節可能な圧力 差によって行われ、充填段階および配湯段階の後に、充填室側の鋳造プランジャ が金属溶湯を中空型部へ押し込む、ダイカスト機による鋳造物の製造方法であっ て、充填段階および配湯段階の終了（時点Ａ）の後に、充填室（９）内の金属溶 湯レベルの保持に必要な程度まで圧力差を減少し、この減少させた圧力差（Δｐ ）を、充填室容積の完全な充填のために、鋳造プランジャ運動にもとづき設定可 能な時間にわたって維持し、 続いて注湯段階の開始前（時点Ｆ）に圧力差を大きくすることを特徴とするダイ カスト機による鋳造物の製造方法。
2. ２．充填室（９）および中空型部（５）に度合いの異なる負圧（Ｉ、ＩＩ）を導 入し、貯蔵容器（７）には常にほぼ大気圧の圧力を導入することを特徴とする請 求項１に記載のダイカスト機による鋳造物の製造方法。
3. ３．充填段階および配湯段階の間に３０から５０ミリバール（絶対圧）の範囲の 高度の真空１を導入し、鋳造プランジャの運動の開始前にほぼ７５０から８５０ ミリバール（絶対圧）の範囲のより度合いの低い真空ＩＩを導入し、中空型部５ への金属溶湯の注入のための鋳造プランジャ１４による注湯段階の前の時点に、 改めて高度の真空Ｉを導入することを特徴とする請求項２に記載のダイカスト機 による鋳造物の製造方法。
4. ４．充填段階および配湯段階の間に、６５０から７５０ミリバール（絶対圧）の 範囲の比較的度合いの低い真空ＩＩＩを導入することを特徴とする請求項３に記 載のダイカスト機による鋳造物の製造方法。
5. ５．金属溶湯の貯蔵容器（３４）の中へ導入される圧力と、充填室（９）の中へ 導入される圧力との相互作用によって、圧力差を発生させることを特徴とする請 求項１記載のダイカスト機による鋳造物の製造方法。
6. ６．充填段階および配湯段階の間に約４００ミリバールの過圧Ｐ１を貯蔵容器内 に導入し、これに続いて鋳造プランジャの運動開始前に約１５０から２５０ミリ バールの過圧ｐ２へ減圧し、さらに、注湯段階の開始前の充填室（９）内に約３ ０から５０ミリバール（絶対圧）の高度の真空Ｉを導入すると同時に、貯蔵容器 内をさらに大気圧ｐ■へ減圧することを特徴とする請求項５に記載のダイカスト 機による鋳造物の製造方法。
7. ７．充填段階および配湯段階の間に約４００ミリバールの過圧Ｐ１を貯蔵容器内 に導入し、これに続いて貯蔵容器内を大気圧ｐ■へ減圧すると同時に、鋳造プラ ンジャの運動開始前の充填室（８）内に約７５０から８５０ミリバール（絶対圧 ）の真空ＩＩを導入し、さらにこれに続き鋳造プランジャ（１４）が注湯段階を 開始する時点の前に充填室（９）に約３０から５０ミリバール（絶対圧）の高度 の真空ＩＩを導入することを特徴とする請求項５に記載のダイカスト機による鋳 造物の製造方法。
8. ８．請求項１に記載の方法を実施するためのダイカスト機であり、型半体（２、 ３）を有し、この型半体の分離面（４）に中空型部（５）が加工されており、金 属溶湯（６）が、均熱炉（７、３４）として構成された貯蔵容器から、吸入管ま たは立て管（８、３３）を介して、中空型部（５）に連通する充填室（９）へと 達するように構成されたダイカスト機において、充填室（９）への吸入管または 立て管（８、３３）の接続部に対応した領域に弁（１５）が設置されており、こ の弁が、開閉弁（１７）と圧力調整弁（１８）とを備えた供給管（１６）を介し て、乾燥した空気または不活性ガスを満たしたタンク体（１９）に連通されてお り、型半体（２、３）に接続する弁（２１）が、４ポートの切り換え弁（２３） の領域で導管（２２．１、２２．２）に分岐する供給管（２２）を介して、設定 可能な負圧（真空Ｉ、ＩＩ）下にあるタンク容器（２４、２５）と連結されてい ることを特徴とするダイカスト機。
9. ９．均熱炉において金属溶湯（６）よりも上方に存在する中空室（２８）もが、 中間部に挿入された開閉弁および圧力制御弁（３１、３０）を介してタンク体（ １９）に連通されていることを特徴とする請求項８に記載のダイカスト機。