JPH0671414A - 溶湯鍛造用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶湯鍛造において、成形品内部の収縮巣を防
止するとともに、成形品のゲート部の切断精度および切
断作業効率を高める。 【構成】 互いに開閉可能な可動型(１Ａ＋２Ａ)および
固定型(１Ｂ＋２Ｂ)を具備し、これら可動型と固定型の
間に、製品形状をなすキャビティ４と、このキャビティ
４にゲート部６を介して連通する湯口部８とが形成され
ている溶湯鍛造用金型において、前記可動型または固定
型の少なくとも一方には、前記ゲート部６の内壁面に開
口する進退路１８を形成するとともに、この進退路１８
の内部には前記ゲート部６内に出没可能に絞り部材１６
を配置し、さらにこの絞り部材１６を進退駆動するため
の駆動手段２５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種金属の溶湯鍛造に
使用される溶湯鍛造用金型に係わり、特に、製品成形後
のランナーの切断を容易化するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の溶湯鍛造用金型は、互いに開閉
可能な可動型と固定型の間に、製品形状をなすキャビテ
ィと、このキャビティにゲート部を介して連通する湯口
部とを形成したものである。そして、前記可動型と固定
型を型閉めしたうえ、前記湯口部の開口部に、溶湯注入
装置の鋳込みスリーブを当接させ、この鋳込みスリーブ
内に保持された金属溶湯をプランジャで押し出すことに
より、前記キャビティ内に金属溶湯を注入して固化さ
せ、製品を成形する。

【０００３】このような溶湯鍛造用金型を用いれば、溶
湯が凝固する過程で溶湯をプランジャにより有効に加圧
し続けることが可能であり、溶湯の凝固収縮に伴って発
生する製品の厚肉部の収縮巣を防止し得るという利点を
有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶湯の凝固
過程において溶湯を有効に加圧するには、金型のゲート
部および湯口部の断面積が大きいほど、これらの内部で
の溶湯の凝固が遅くなり、キャビティ内溶湯の加圧が容
易になって好ましいのであるが、現実には、ゲート部を
太くすれば、その分、成形後に製品のランナー(ゲート
部により成形される部分)を切断するのに多大な手間を
要し、製造コストがかかるだけでなく、ランナー切断位
置がずれて不良品を発生しやすいという問題を生じる。
すなわち、製品の収縮巣の防止効果と、ランナーの後加
工コストおよび切断精度は、互いに両立しがたい関係に
あった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、製品の収縮巣を防止するとともに、ランナーの後加
工コストを低減し、ランナー切断精度も向上し得る溶湯
鍛造用金型を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、互いに開閉可能な可動型と
固定型とを具備し、これら可動型と固定型の間に、製品
形状をなすキャビティと、このキャビティにゲート部を
介して連通する湯口部とが形成されている溶湯鍛造用金
型において、前記可動型または固定型の少なくとも一方
には、前記ゲート部の内壁面に開口する進退路を形成す
るとともに、この進退路の内部には前記ゲート部内に出
没可能に絞り部材を配置し、さらにこの絞り部材を進退
駆動するための駆動手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の溶湯鍛造用金型では、キャビティに溶
湯を注入した後、キャビティ内の溶湯が半凝固状態とな
り、かつゲート部および湯口部が未だ固化し始めない時
点において、ゲート部内の溶湯に向けて絞り部材の先端
を突き出す。これにより、ゲート部の流路断面積が狭め
られ、成形後のランナーには、絞り部材の先端に対応し
た溝が形成され、この溝を境として、ランナーを容易に
切断することが可能となる。

【０００８】また、溶湯注入時にはゲート部の断面積を
広く確保することができるから、溶湯注入後にゲート部
内で溶湯が早く凝固し、キャビティ内溶湯の加圧を阻害
するおそれもない。さらに、絞り部材をゲート部内に突
出させることにより、その分溶湯を加圧することがで
き、収縮巣を防止する効果が高められる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明に係る溶湯鍛造用金型の一実施
例を示す。図中符号１は主型であり、この主型１は、可
動側主型１Ａと固定側主型１Ｂとから構成され、可動側
主型１Ａは図示しない型開閉装置により固定側主型１Ｂ
に対し離接可能とされている。

【００１０】符号２は主型１内に収容された入子であ
り、この入子２は可動側主型１Ａに固定された可動側入
子２Ａと、固定側主型１Ｂに固定された固定側入子２Ｂ
から構成されている。可動側主型１Ａと可動側入子２Ａ
が可動型を構成し、固定側主型１Ｂと固定側入子２Ｂが
固定型を構成している。

【００１１】可動側入子２Ａと固定側入子２Ｂとの間に
は、任意の製品形状をなすキャビティ４が形成されると
ともに、このキャビティ４からゲート部６を経て、外部
に開口する湯口部８が形成されている。キャビティ４、
ゲート部６、湯口部８の形状は図示のものに限定される
ことはなく、任意に変更してよい。

【００１２】湯口部８の開口部には、可動型と固定型の
それぞれに割りリング１０Ａが固定され、これら割りリ
ング１０Ａが合わさった状態で、溶湯注入装置(図示略)
の鋳込みスリーブ１２が気密的に挿入可能となってい
る。この鋳込みスリーブ１２の内部には、進退可能にプ
ランジャ１４が内蔵されている。

【００１３】溶湯注入装置は、鋳込みスリーブ１２を割
りリング１０Ａから引き抜いた状態で、溶湯供給手段Ａ
により鋳込みスリーブ１２内に金属溶湯を流し込んだ
後、鋳込みスリーブ１２を割りリング１０Ａに挿入し、
さらにプランジャ１４を上昇させることにより、湯口部
８、ゲート部６を介してキャビティ４内に溶湯Ｙを注入
するようになっている。

【００１４】固定型入子２Ｂおよび固定型主型１Ｂの内
部に、断面が一定形状(この実施例では長方形)をなす進
退路１８が形成され、この進退路１８の先端は、ゲート
部６の内壁面に垂直に開口している。この例では、進退
路１８の長手方向が金型の開閉方向と一致して形成され
ているが、必ずしも開閉方向と一致せず、ある程度の角
度をもっていてもよい。

【００１５】進退路１８の内部には、進退路１８と断面
形状が同一な平板状の絞り部材１６が収容され、この絞
り部材１６は進退路１８に沿って摺動可能とされ、その
先端部１６Ａが図２および図３に示すようにゲート部６
内で出没可能とされている。この絞り部材１６の後端
は、図１に示すように固定側主型１Ｂ内に形成された空
洞部２０内で、結合部材２２を介してシリンダロッド２
４に連結されている。そしてこのシリンダロッド２４
は、固定側主型１Ｂ内に形成された油圧室２８内に配置
されたピストン２６に固定され、これらは油圧シリンダ
(駆動機構)２５を構成している。また、可動側主型１Ｂ
の内部には、油圧室２８に通じる油圧路(図示略)が形成
されている。

【００１６】絞り部材１６の先端部１６Ａの形状は、図
２に示すようにその厚さ方向の断面形状がゲート部６に
向けて凸をなすＶ字状とされている。そして先端部１６
Ａをゲート部６内に突き出した状態で、ゲート部６の流
路断面形状が矩形状になるように設定されている。

【００１７】先端部１６Ａをゲート部６内に最も突出さ
せた状態で、図２に示すゲート部６の実質的な流路幅Ｗ
は２〜１０mmとなるように設定されていることが望まし
い。この流路幅Ｗが２mm未満では、絞り部材１６を突出
させた際にその先端部１６Ａと対応する位置の溶湯が急
速に凝固し、製品のランナー近傍に欠陥を生じやすくな
る。また、１０mmより大では、製品成形後にランナーを
折るのに手間がかかり、本発明の効果が低減する。ただ
し、本発明は上記範囲に必ずしも限定されるものではな
い。

【００１８】絞り部材１６の最大後退位置は、キャビテ
ィ４内の溶湯の加圧効果を考慮して適宜決定すべきであ
り、絞り部材１６の先端部１６Ａがゲート部６内に若干
突き出していてもよいし、ゲート部６の内壁面から完全
に後退していてもよい。また、絞り部材１６の肉厚Ｔ
は、強度および放熱性の点から１０〜４０mm程度が好ま
しい。

【００１９】絞り部材１６の先端部１６Ａの断面角度α
は３０〜６０°が好ましい。本発明はこの範囲に限定さ
れるものではないが、この角度範囲であると、絞り部材
１６の突出抵抗が比較的小さいうえ、キャビティ４内で
半凝固状態にある溶湯を絞り部材１６の突出によって加
圧する効果が高く、絞り部材１６の先端部１６Ａの強度
も確保でき、成形後のゲート部の切断も楽であるという
種々の利点がある。

【００２０】なお、この溶湯鍛造用金型を例えばアルミ
ニウムまたはその合金の溶湯鍛造に使用する場合、入子
２Ａ,２Ｂの材質としては、ＳＫＤ６１などの熱間ダイ
ス鋼が好ましく、それに対応した絞り部材１６の材質と
しては、同一でも構わないが、Ｎｉ合金など、入子２
Ａ,２Ｂの材質よりも耐熱性良である性質を有する材質
が好適である。

【００２１】上記構成からなる溶湯鍛造用金型を使用す
るには、まず、溶湯注入装置の鋳込みスリーブ１２を溶
湯鍛造用金型から抜き出し、溶湯注入手段Ａによって鋳
込みスリーブ１２に溶湯Ｙを満たす。次いで、型閉めし
た状態の溶湯鍛造用金型の割りリング１０Ａ内に鋳込み
スリーブ１２を挿入し、プランジャ１４を上昇させてキ
ャビティ４内に溶湯Ｙを注入する。プランジャ１４はそ
のまま溶湯Ｙを加圧しつづける。この時、絞り部材１６
は後退させておく。

【００２２】キャビティ４内の溶湯が半凝固状態とな
り、かつゲート部６および湯口部８が未だ固化しない時
点になったら、油圧シリンダ２５を作動させてゲート部
６内の溶湯Ｙに向けて絞り部材１６の先端１６Ａを突き
出し、ゲート部６の断面積を狭める。絞り部材１６の突
出に伴い、溶湯Ｙにはプランジャ１４による加圧力に加
えて、絞り部材１６による加圧力が加わり、キャビティ
４内に生じた収縮巣が効果的に押し潰される。溶湯Ｙが
固化したら、金型を開いて、製品とランナーおよびビス
ケット(湯口部分)のつながった成形品を取り出す。

【００２３】こうして成形された成形品のランナーに
は、絞り部材１６の先端により深いＶ字状の溝が形成さ
れているから、ビスケットを叩くなどの方法により、こ
の溝を境としてランナーを折り、ビスケットと製品とを
容易に分断することができる。したがって、ランナー切
断作業の効率が向上できるうえ、切断位置が正確になっ
て不良品発生率が低下し、歩留まりが向上できる。ま
た、溶湯注入時にはゲート部６の断面積を広く確保する
ことができるから、溶湯注入時にゲート部６で溶湯が早
く冷え、注入過程で凝固して詰まったり、注入後にキャ
ビティ４内溶湯の加圧を阻害するおそれもない。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、他にも様々な変形例が実施可能である。図
４は本発明の他の実施例を示す要部の断面図であり、こ
の例では、絞り部材１６およびその駆動機構を固定型お
よび可動型の双方にそれぞれ設け、ゲート部６の内壁面
の両側から絞り部材１６を突出させるようにしている。
この例によれば、成形品のランナーの両面に溝が形成さ
れるから、ランナーの折り取りがいっそう容易になる。

【００２５】また、図４の実施例のもうひとつの特徴点
は、入子２Ａ,２Ｂを熱伝導性および耐熱性の良好な銅
合金(例えばＣｕ−０．１Ｚｒ−０．５Ｃｒなど)によっ
て形成する一方、ゲート部６の内壁面を構成する部分３
０Ａ,３０Ｂを、入子２Ａ,２Ｂよりも熱伝導性の低いＳ
ＫＤ６１等の鉄合金或いはセラミック等の非金属によっ
て形成したことにある。このようにすると、キャビティ
４内の溶湯Ｙの冷却速度が大きくなる一方、ゲート部６
内の溶湯Ｙの冷却速度が相対的に小さくなり、キャビテ
ィ４内の溶湯Ｙが半凝固状態で、かつゲート部６内の溶
湯Ｙは固化しない状態、すなわち絞り部材１６の突出タ
イミングに適した状態を容易に得ることができる。

【００２６】さらに、本発明の絞り部材１６の先端形状
はゲート部６の形状に合わせて変更してよいのは勿論で
あるし、絞り部材１６の駆動機構も油圧シリンダに限定
されることはない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶湯
鍛造用金型によれば、キャビティに溶湯を注入した後、
キャビティ内の溶湯が半凝固状態となり、かつゲート部
および湯口部が未だ固化し始めない時点において、ゲー
ト部内の溶湯に向けて絞り部材の先端を突き出すことに
より、ゲート部の断面積を狭めて、成形後のランナーに
絞り部材の先端に対応した溝を形成することができる。
したがって、この溝を境として、ランナーを容易かつ正
確に切断することが可能となる。

【００２８】また、溶湯注入時にはゲート部の断面積を
広く確保することができるから、溶湯注入時にゲート部
で溶湯が凝固して詰まったり、注入後にキャビティ内溶
湯の加圧を阻害するおそれもない。さらに、絞り部材を
ゲート部内に突出させることにより、その分溶湯を加圧
することができるから、収縮巣を防止する効果が高めら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶湯鍛造用金型の一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】同実施例のゲート部近傍を拡大した縦断面図で
ある。

【図３】図２中ＩＩ−ＩＩ線視断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 主型 ２ 入子 ４ キャビティ ６ ゲート部 ８ 湯口部 １０Ａ,１０Ｂ 割りリング １２ 鋳込みスリーブ １４ プランジャ １６ 絞り部材 １８ 進退路 ２５ 油圧シリンダ ３０Ａ,３０Ｂ ゲート部を構成する熱伝導性が相対的
に低い部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに開閉可能な可動型と固定型とを具備
   し、これら可動型と固定型の間に、製品形状をなすキャ
   ビティと、このキャビティにゲート部を介して連通する
   湯口部とが形成されている溶湯鍛造用金型において、 前記可動型または固定型の少なくとも一方には、前記ゲ
   ート部の内壁面に開口する進退路を形成するとともに、
   この進退路の内部には前記ゲート部内に出没可能に絞り
   部材を配置し、さらにこの絞り部材を進退駆動するため
   の駆動手段を設けたことを特徴とする溶湯鍛造用金型。