JPH0696186B2

JPH0696186B2 - 金型鋳造法および金型鋳造装置

Info

Publication number: JPH0696186B2
Application number: JP62183151A
Authority: JP
Inventors: 弘奥西; 正敏川口; 宏吉永
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1987-07-22
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPS6427761A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金型鋳造法およびその方法の実施に用いられる
金型鋳造装置に関する。

（従来の技術）従来、金型鋳造法として金型に温度勾配を付し、これに
より指向性凝固を狙ったものが知られているが、鋳物の
離型タイミングについては何ら工夫がなされていない
（実開昭61−82746号公報参照）。

また鋳鉄、鋳鋼の鋳造は、シェル型、金型を用いた重力
鋳造を行っているのが通常である。Al合金材の鋳造にお
いてはLPDC（低圧鋳造）、溶湯鋳造等、圧力を用いてい
るのが一般的である。

（発明が解決しようとする問題点）前記方法によれば、金型を用いて鋳造する場合、シェル
型、砂型と違い、その金型の高い熱伝導率、鋳物の形態
などに起因して、鋳物の凝固収縮速度が部分的に速めら
て、鋳物の一部が金型による拘束を受け、その結果鋳物
が熱間割れを起したり、金型に変形、摩耗等の損傷が生
じるという問題がある。

また、シェル型、砂型を用いた鋳鉄、鋳鋼の鋳造の場
合、キャビテイへ溶湯を給湯する時、給湯速度は精度良
く制御出来ないので、給湯速度が速くなると、キャビテ
イ内のガスの巻き込みによる巣の発生と酸化物の巻き込
みが発生し、品質の良い鋳物を得る事が困難である。逆
に給湯速度を遅くすると巣の発生等の欠陥はなくなる
が、湯の充填性は悪くなり、品質の良い鋳物を得ること
が出来ない。

また、金型を用いて重力鋳造を行う場合、前記と同様に
給湯速度は精度良く制御出来ず、速い時は、ガス、酸化
物等の欠陥が発生し、遅いと湯の充填性が悪くなる。そ
こで湯の充填性を向上するため型を予熱して鋳造する
と、今度は冷却が遅くなり、なかなか凝固しないで冷却
時間がかかり生産性が低下する。

また、Al合金材の金型鋳造の場合も、前記と同様に、ガ
ス、酸化物等の巻き込みが発生し、良好な品質の鋳物を
得る事が出来ない。また、金型材に高熱伝導の材料を巣
に適用した場合には、前記のように鋳物の凝固収縮速度
が速くなり、鋳物の一部が金型に拘束されて、鋳物が熱
間割れを起したり、金型に変形、摩耗等の損傷という問
題が発生する。

本発明は上記に鑑み、鋳物が熱間割れを起す前に離型
し、正常な鋳物を得ると共に鋳物の凝固収縮に起因した
金型の損傷を回避し得る前記金型鋳造法およびその方法
の実施に用いられる金型鋳造装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段）本発明に係る金型鋳造法は、低圧鋳造金型の溶湯供給路
からキャビテイに溶湯を充填したのち、キャビテイに隣
接する溶湯供給路箇所を急冷して該箇所の溶湯を凝固さ
せ、次いで、押湯部に設けた圧力手段によって型開き前
までキャビテイ内の溶湯に圧力をかけつつキャビテイ壁
面に接する溶湯の表層を急冷し、該溶湯の表層が殻状の
凝固層になったときに離型するようにしたことを特徴と
する。

また本発明に係る金型鋳造装置は、鋳物を鋳造する金型
に第１、第２の冷却回路と加熱回路とを設け、前記加熱
回路に加熱制御器を、また前記第１、第２冷却回路に第
１、第２の冷却制御器をそれぞれ接続し、前記加熱制御
器は給湯に先立って前記加熱回路を作動して前記金型を
加熱し、また給湯開始後前記加熱回路を不作動にする
か、または該加熱回路の出力を低下する機能を備え、前
記第１冷却制御器は給湯開始後前記第１冷却回路を作動
してキャビテイに隣接する溶湯供給路箇所を急冷し該箇
所の溶湯を凝固させる機能を備え、前記第２冷却制御器
は給湯開始後前記第２冷却回路を作動して前記金型を冷
却し、キャビテイ壁面に接する前記鋳物の表層を急冷し
て該表層を殻状の凝固層に変える機能を備え、更にキャ
ビテイ内の溶湯に圧力をかける圧力手段を設けたことを
特徴とする。

（作用）キャビテイに隣接する溶湯供給路箇所の溶湯を凝固さ
せ、キャビテイ内の溶湯に圧力をかけるので内部欠陥の
ない良好な品質の鋳造品が得られる。鋳物の表層が殻状
の凝固層になったとき離型を行うと、前記凝固層により
保形された正常な鋳物を得ることができ、また鋳物の凝
固収縮量も少なくないので金型を損傷することもない。

この際、加圧手段による加圧を型開き前まで行うので、
引け巣等の凝固収縮による不具合を一層効果的に防止出
来る。

前記金型鋳造装置によれば、前記鋳造法を容易、且つ確
実に実施することができる。特に、給湯に先立って金型
を加熱するように構成してあるので、湯流れ性を良好に
し、また溶湯の急激な冷却を起因した鋳物の割れ等を回
避することができる。

（実施例） I.鋳鉄鋳物の鋳造第１図は金型鋳造装置１の要部断面正面図、第２図は金
型及び湯道部材部分の拡大断面図、第３図は第２図のII
I矢視図を示し、金型鋳造装置１は第４図に示す鋳鉄鋳
物としてのカム軸２を鋳造するために用いられる。

１は金型鋳造装置、３は加熱室、５は溶解槽、７は金型
で、加熱室３及び溶解槽５の上部には型台９が設けら
れ、型台９からはストーク11が垂設されている。型台９
上には湯道部材13が配設され、金型７はこの湯道部材13
上に配設されている。

金型７は第１型15と第２型17とにより二つ割りに構成さ
れ、各型15,17の合せ面にはカム軸成形用のキャビテイ1
9が上下方向に延出して画成され、キャビテイ19の上部
には上方に開放状のシリンダ21が画成されている。金型
７は不図示の手段により型締め、型開きが行われる。

湯道部材13は金型７と同様に第１型22と第２型23とによ
り二つ割りに構成され、各型22,23は夫々シリンダ25に
より型締め、型開きが行われる。各型22,23の合せ面に
はストーク11からキャビテイ19へ溶湯を供給する截頭円
錐状の溶湯供給孔27が形成されている。従って、実施例
ではこの溶湯供給孔27がキャビテイ19に隣接する溶湯供
給路箇所を構成している。

29は加圧シリンダで、加圧シリンダ29は金型７の上方に
配設されている。加圧シリンダ29のピストンロッド下端
には加圧ピストン31が設けられ、加圧ピストン31は前記
シリンダ21に嵌装されている。

そして、このシリンダ21内が押湯部として構成されてい
る。

金型７及び金型７の下方に位置する湯道部材13の内側部
分33は高熱伝導材からなり、実施例では0.8〜４重量％
のCrを含有するCu−Cr合金より構成され、その熱伝導率
は0.4〜0.8cal/cm/s/℃である。シリンダ25に連結され
る湯道部材13の外側部分35は鋼製である。

湯道部材13の内側部分33には冷却回路37が設けられてい
る。

冷却回路37は水平方向に延出し互いに交差して直線的に
延出する複数の水路39と、溶湯供給孔27の周囲に環状に
形成された水路41とを備え、冷却水は不図示の供給口か
ら水路39,41に供給され、排出口から排出されるように
なっている。

冷却回路37は冷却制御器43に接続される。冷却制御器43
はキャビテイ19内へ溶湯を充填したのち、水路39,41に
冷却水を流通して湯道部材13を冷却し、溶湯供給孔27内
に位置する溶湯を急速に凝固させる機能を備える。

第１及び第２型15,17には加熱回路45、冷却回路47およ
びノックアウト手段49が設けられており、それらは両型
15,17について略同一であるから第１型15について説明
する。

加熱回路45は、第１型15に穿設された複数の挿入孔51
と、各挿入孔51に挿入保持された棒状ヒータ53とにより
構成される。各挿入孔51は、その一部が第１型15におい
てカム軸２の各軸部2aを形成する部分に接近するように
配設される。

冷却回路47は、第１型15の上部において水平に穿設され
た導入路55、その中間部において水平に穿設された排出
路57およびそれらを接続すべく互いに交差して水平およ
び垂直に延びるように第１型15に穿設された複数の連通
路59,61を備え、導入路55に導入された冷却水を各連通
路59,61を経て排出路57より排出するようになってい
る。導入路55、排出路57および水平な各連通路59は、そ
れらの一部が第１型15においてカム軸２のチル部である
カム部2bのノーズｎを成形する部分に接近するように配
設される。

加熱回路45の各ヒータ53は加熱制御器63に接続される。
加熱制御器63はキャビテイ19内への給湯に先立って加熱
回路45を作動、したがって各ヒータ53に通電して第１型
15を加熱し、また給湯開始後加熱回路45を不作動、した
がって各ヒータ53への通電を停止する機能を備えてい
る。

前記加熱時において、各ヒータ53が第１型15のノーズｎ
を成形する部分よりも離間しているので、その部分の温
度は他の部分よりも低温になる。当然に、第２型17の各
ヒータ53も加熱制御器63に接続される。

冷却回路47の導入路55および排出路57は冷却制御器65に
接続される。冷却制御器65は注湯開始後冷却回路47を作
動、したがって冷却回路47に冷却水を流通して第１型15
を冷却し、キャビテイ19壁面に接するカム軸２の表層を
急冷してその表層を殻状の凝固層に変える機能を備えて
いる。

前記冷却時において、導入路55、排出路57および水平な
各連通路59が第１型15のノーズｎを成形する部分に接近
しており、また加熱段階ではその部分が他の部分よりも
低温であることもあって、ノーズｎを急速に冷却してそ
のチル化を確実に達成することができる。当然に、第２
型17の冷却回路47も冷却制御器65に接続される。

ノックアウト手段49は、複数のピン67、それらピン67の
一端を支持する支持板69およびその支持板69に連結され
た作動部材71を備え、各ピン67はキャビティ19に開口す
る各挿入孔73に摺合される。キャビティ19において、各
挿入孔73の開口部はカム軸２の各ジャーナル2cを成形す
る部分に配設される。

次に、前記金型鋳造装置１によるカム軸２の鋳造作業に
ついて説明する。

先ず、表Ｉに示す、JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分の溶
湯を調製する。

前記鋳鉄は、第５図のFe−Ｃ系平衡状態図において斜線
の成分範囲A₁にあり、共晶線Le1は前記成分範囲A₁と略1
150℃にて交差している。

前記溶湯には、カム軸２が軸IIの組成を有するように、
0.15重量％のFe−Siが添加される。

金型７は、給湯に先立って加熱回路45により加熱され、
軸部2aを成形する部分は100〜150℃に、またノーズｎを
成形する部分は50〜100℃にそれぞれ維持される。この
金型７に接種後の溶湯を温度1380〜1420℃にて給湯し、
カム軸２を鋳造する。この時の鋳込重量は5kgである。

前記のように金型７を加熱しておくと、給湯時湯流れ性
を良好にし、また溶湯の急激な冷却に起因したカム軸２
の割れ等を回避することができる。

キャビテイ19内への給湯は溶解槽５内に圧縮空気を供給
して行い、溶湯はストーク35、溶湯供給孔27を経てキャ
ビテイ19内に供給される。この場合、溶湯面を加圧スト
ーク35を通して溶湯を給湯するので、溶湯速度を0.6〜
1.5kg/secの範囲で一定に制御でき、ガスの巻き込みに
よる巣及び酸化物等の巻き込みによる鋳造欠陥の発生を
防止できる。

給湯の開始後、加熱回路45による金型７の加熱を停止
し、ノーズｎについては、給湯完了と同時に、又軸部2a
については給湯完了後、軸部2aの型温が160〜180℃にな
ったら冷却を開始する。

そして、キャビテイ19内に溶湯を充填したのち、冷却回
路37により湯道部材13を冷却し、溶湯供給孔27の周囲を
冷却して溶湯供給孔27内の溶湯をまず優先的に凝固さ
せ、冷却回路37による冷却は型開き前まで行う。

溶湯供給孔27内の溶湯を凝固させたのち、加圧シリンダ
29を作動させて加圧ピストン31によりキャビテイ19内を
0.8〜1.2kg/cm²の範囲の圧力で加圧し、この加圧は型開
き前まで行う。ストーク11内の溶湯は溶湯供給孔27内の
溶湯を凝固させたのち溶解槽５内に戻す。

尚、実施例では加圧ピストン31を銅合金を用いて構成
し、内部の冷却路に冷却水を供給して該加圧ピストン31
を冷却しているが、冷却路を設けず加圧ピストン31先部
にセラミック材を付設してもよい。

第６図はキャビテイ19壁面に接するカム軸２の表層温度
の降下を、給湯後の経過時間との関係で示したものであ
る。

冷却回路47の冷却作用を受けてカム軸２の表層が急冷さ
れ、その表層温度が、点a₁で示す約1150℃（共晶線Le
1）まで降下すると、カム軸２は凝固状態となり、その
表層が殻状の凝固層に変化する。

この場合、表層温度が点b₁で示す700℃を下回ると、カ
ム軸２に熱間割れを生じる。また表層温度が点c₁で示す
800℃を下回ると、カム軸２の凝固収縮に起因して金型
７に対するカム軸２の密着等が発生して金型７に変形、
摩耗等の損傷を生じる。

そこで、給湯後約３〜約８秒後カム軸２の表層温度が点
d₁で示す950℃から点e₁で示す850℃に達したとき、型開
きを行い、ノックアウト手段49を作動してカム軸２を離
型する。

前記手法により得られたカム軸２は熱間割れを生じてお
らず、また金型７にも何等損傷を生じていない。

また、溶湯表層の急冷は圧力をかけつつ行われるので、
内部欠陥のない良好な品質の鋳造品を得られる。

その上、カム軸２は殻状の凝固層により覆われているの
で離型に際し変形することもない。

さらに、各カム部2bのノーズｎは、それを成形する金型
７の部分が比較的低温に加熱されており、また冷却段階
では急速に冷却されるので確実にチル化されている。

前記JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄よりなる鋳鉄鋳物の離型
最適範囲は、その表層温度が1150〜800℃、したがって
共晶線Le1とその直下350℃との間にあるときであるが、
実験の結果、球状黒鋳鉄等の他の鋳鉄を用いた鋳鉄鋳物
の場合にも同様のことを言えることが判明している。

II.鋼鋳物の鋳造第７図は金型鋳造装置101の要部断面正面図、第８図は
金型及び湯道部材部分の拡大断面図、第９図は第８図の
IX矢視図を示し、金型鋳造装置101は第10図に示す鋼鋳
物としてのカム軸102を鋳造するために用いられる。

103は加熱室、105は溶解槽、107は金型、109は型台、11
3は湯道部材で、金型は第１型115と第２型117とからな
り、第１型115と第２型117の合せ面によりカム軸成形用
のキャビテイ119が上下方向に延出して画成され、キャ
ビテイ119の上部には上方に開放状のシリンダ121が画成
されている。

湯道部材113にはストーク111の内部に連通しキャビテイ
119への溶湯供給路を構成する截頭円錐状の溶湯供給孔1
27が形成されている。

加圧シリンダ129は金型107の上方に配設され、加圧ピス
トン131は前記シリンダ121に嵌装されている。

金型107及び湯道部材113は前記実施例と同様の部材から
なる。

湯道部材113の内側部分133には冷却回路137が設けられ
ている。

冷却回路137は水平方向に延出し互いに交差して直線的
に延出する複数の水路139と、溶湯供給孔127の周囲に環
状に形成された水路141とを備え、冷却水は不図示の供
給口から水路139,141に供給され、排出口から排出され
るようになっている。

冷却回路137は冷却制御器143に接続される。冷却制御器
143はキャビテイ119内に溶湯を充填後、水路139,141に
冷却水を流通して湯道部材113を冷却し、溶湯供給孔127
内に位置する溶湯を急速に凝固させる機能を備える。

第１および第２型115,117には加熱回路145、冷却回路14
7およびノックアウト手段149が設けられており、それら
両型115,117について同一であるから第１型115について
説明する。

加熱回路145は、第１型115に穿設された複数の挿入孔15
1と、各挿入孔151に挿入保持された棒状ヒータ153とよ
り構成される。

各ヒータ153は加熱制御器163に接続される。その加熱制
御器163は給湯に先立って加熱回路145を作動、したがっ
て各ヒータ153に通電して第１型115を加熱し、また給湯
開始後加熱回路145を不作動、したがって各ヒータ153へ
の通電を停止する機能を備えている。当然に、第２型11
7の各ヒータ153も加熱制御器163に接続される。

冷却回路147は第１型115の上部に穿設された水平な導入
路155、その下部に穿設された水平な排出路157およびそ
れらを接続すべく第１型115に穿設された複数の垂直な
連通路161を備え、導入路155に導入された冷却水を各連
通路161を流通させて排出路157より排出するようになっ
ている。

導入路155および排出路157は冷却制御器165に接続され
る。その冷却制御器165は給湯開始後冷却回路147を作
動、したがって冷却回路147に冷却水を流通させて第１
型115を冷却し、キャビテイ119壁面に接するカム軸102
の合金を急冷してその表層を殻状の凝固層に変える機能
を備えている。当然に、第２型117の冷却回路17も冷却
制御器165に接続される。

ノックアウト手段149は、複数のピン167、それらピン16
7の一端を支持する支持板169およびその支持板169に連
結された作動部材171を備え、各ピン167は第１型115に
形成されてたキャビティ119に開口する各挿入孔173に摺
合される。

次に、前記金型鋳造合金鋳物101によるカム軸102の鋳造
作業について説明する。

装入主原料として、50〜70重量％のスクラップ材（鋼）
および50〜60重量５のリターン材を高周波溶解炉に装入
して溶解し、それに、Ｃ、Fe−Cr、Fe−Mo、Fe−Ｖ等の
副原料を添加して表IIIに示す合金工具鋼（JIS SKD−1
1）相当の合金鋳鋼成分の溶湯を調製する。

前記合金鋳鋼は、第５図のFe−Ｃ系平衡状態図において
斜線の成分範囲A₂にあり、固相線Lsは前記成分範囲A₂と
略1250℃にて交差している。

溶鋼をアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中に昇温し、
1500〜1530℃0.2重量％のCa−Siを添加する１次脱酸お
よび1650〜1670℃で0.1重量％のAlを添加する２次脱酸
を行う。

金型107は、給湯に先立って加熱回路145により50〜180
℃に加熱されている。この金型107に、脱酸後の溶鋼を
温度1630〜1670℃にて給湯し、カム軸102を鋳造する。
この時の鋳込重量は5.0kgである。

前記のように金型107を加熱しておくと、給湯時湯流れ
性を良好にし、また溶鋼の急激な冷却に起因したカム軸
102の割れ等を回避することができる。

キャビテイ119内への給湯は溶解槽105内に圧縮空気を供
給して行い、溶湯はストーク111、溶湯供給孔127を経て
キャビテイ119内に0.6〜1.5kg/secの充填速度で供給さ
れる。

給湯の開始後、加熱回路145による金型107の加熱を停止
し、キャビティ部の型温が270〜300℃になったら冷却回
路147による金型107の冷却を開始する。

そして、キャビテイ119内に溶湯を充填したのち、冷却
回路137により湯道部材113を冷却し、溶湯供給孔127の
周囲を冷却して溶湯供給孔127内の溶湯をまず優先的に
凝固させ、冷却回路137による冷却は型開き前まで行
う。

溶湯給孔127内の溶湯を凝固させたのち、加圧シリンダ1
29を作動させて加圧ピストン131によりキャビテイ119内
を0.8〜1.2kg/cm²の範囲の圧力で加圧し、この加圧は型
開き前まで行う。

第11図はキャビテイ119の壁面に接するカム軸102の表層
温度の降下を、給湯後の経過時間との関係で示したもの
である。

冷却回路147の冷却作用を受けてカム軸102の表層が急冷
され、その表層温度が、点a₂で示す約1250℃（固相線L
s）まで降下すると、カム軸102は凝固状態となり、その
表層が殻状の凝固層に変化する。

この場合、表層温度が点b₂で示す950℃を下回ると、カ
ム軸102に熱間割れを生じる。また表層温度が点c₂で示
す1000℃を下回ると、カム軸102の急速で且つ大きさ凝
固収縮に起因して金型107に対するカム軸102の密着等が
発生して金型107に変形、摩耗等の損傷を生じる。

そこで、給湯後約４〜約５秒後カム軸102の表層温度が
点d₂で示す1200℃から点e₂で示す1100℃に達したとき、
型開きを行い、ノックアウト手段149を作動してカム軸1
02を離型する。

前記手段により得られたカム軸102は熱間割れを生じて
おらず、また金型107にも何等損傷を生じていない。

その上、カム軸102は殻状の凝固層により覆われている
ので離型に際し変形することもない。

前記合金鋳鋼よりなる鋼鋳物の離型最適範囲は、その表
層温度が1250〜1000℃、したがって固相線Lsとの直下25
0℃との間にあるときであるが、実験の結果、普通鋳鋼
の場合にも同様のことを言えることが判明している。

前記装入原料としては、前記合金工具鋼相当のものに限
らず、スクラップ材およびリターン材を主原料とし、こ
れに副原料としてC,Ni,Cr,Mo,V,Co,Ti,Si,Al等の合金元
素を単独または複合して添加し、0.4〜0.8重量％のＣを
含有するように調製されるものが用いられる。

III.アルミニウム合金鋳物の鋳造アルミニウム合金鋳物としてのカム軸の鋳造には前記鋼
鋳物の金型鋳造装置101が用いられる。

鋳造作業に当っては、先ず、表IVに示す、JIS ADC12相
当のアルミニウム合金成分の溶湯を調整する。

前記アルミニウム合金は、第12図のAl−Si系平衡状態図
において斜線の成分範囲A₃にあり、共晶線Le2は前記成
分範囲A₃と580℃にて交差している。

金型107は、給湯に先立って加熱回路145により100〜140
℃に加熱されている。この金型107にアルミニウム合金
の溶湯を温度700〜740℃にて給湯し、カム軸102を鋳造
する。この時の鋳込重量は2.0kgである。

前記のように金型107を加熱しておくと、注湯時湯流れ
性を良好にし、また溶湯の急激な冷却に起因したカム軸
102の割れ等を回避することができる。

キャビテイ119への給湯は溶解槽105内に圧縮空気を供給
して行い、溶湯はストーク135、溶湯供給孔127を経てキ
ャビテイ119内に0.3〜0.8m/secの充填速度で供給され
る。

給湯の開始後、加熱回路145による金型107の加熱を停止
し、キャビティ部の型温が150〜180℃になったら、冷却
回路147による金型107の冷却を開始する。

そして、キャビテイ119内に溶湯を充填したのち、冷却
回路137により溶湯供給孔127内の溶湯をまず優先的に凝
固させ、冷却回路137による冷却は型開き前まで行う。

溶湯供給孔127内の溶湯を凝固させたのち、加圧シリン
ダ129を作動させて加圧ピストン131によりキャビテイ11
9内を0.2〜0.5kg/cm²の範囲の圧力で加圧し、この加圧
は型開き前まで行う。

第13図はキャビテイ119壁面に接するカム軸102の表層温
度の降下を、給湯後の経過時間との関係で示したもので
ある。

冷却回路147の冷却作用を受けてカム軸102の表層が急冷
され、その表層温度が、点a₃で示す約580℃（共晶線Le
2）まで降下すると、カム軸102は凝固状態となり、その
表層が殻状の凝固層に変化する。

この場合、合金鋳物が点b₃で示す280℃を下回ると、カ
ム軸102に熱間割れを生じるおそれがある。また表層温
度が点c₃で示す350℃を下回ると、カム軸102の急速で且
つ大きな凝固収縮に起因して金型107に対するカム軸102
の密着等が発生して金型107に溶損等の損傷を生じるお
それがある。

そこで、給湯後約4.5秒後カム軸102の表層温度が点d₃で
示す500℃に達したとき、型開きを行い、ノックアウト
手段149を作動してカム軸102を離型する。

前記合金よりなる鋳物の離型最適範囲は、その表層温度
が約580℃、したがって共晶線Le2とその直下230℃との
間にあるときであるが、実験の結果、Al−Cu系、Al−Zn
系等のアルミニウム合金の場合も同様のことを言えるこ
とが判明している。

尚実施例においては、加圧シリンダ29,129によりキャビ
テイ19,119内の溶湯を加圧した場合について説明した
が、押湯により圧力をかけてキャビテイ19,119内の溶湯
の表層を凝固させてもよい。

また、前記各鋳造作業において、加熱制御器63,163に、
溶湯開始後加熱回路45,145の出力を低下、したがって各
ヒータ53,153への通電量を減少するような機能を持たせ
てもよい。

また、溶湯をキャビテイ19,119の下方から上方に供給す
る場合について説明したが、溶湯の供給方向は任意で水
平方向から、或いは上方からキャビテイ19,119内に供給
してもよい。

また、実施例ではキャビテイ19,119に隣接する溶湯供給
路箇所を急冷するため、金型7,107とは別体の湯道部材1
3,113を設けた場合について説明したが、湯道部材13,11
3を設けず、金型7,107によりキャビテイ19,119に隣接す
る溶湯供給路箇所を急冷してもよい。更に、急冷を行わ
ずキャビテイ19,119に溶湯を充填したのち、湯道部材1
3,113を可動させてキャビテイ19,119に隣接する溶湯供
給路箇所を閉塞し、押湯或いは加圧を行いつつ、キャビ
テイ19,119の壁面に接する溶湯の表層を急冷し、該溶湯
の表層が殻状の凝固層になったときに離型するようにし
てもよい。

また、本発明はカム軸に限らず、クランクシャフト、ブ
レーキキャリパ、ナックルアーム等の各種機械部品の鋳
造に適用される。

（発明の効果）本発明金型鋳造法によれば、圧力手段によって型開き前
まで圧力をかけつつ鋳物の合金を急冷し、表層が殻状の
凝固層になったとき離型を行うので、離型に際し凝固層
の保形能を得て正常な鋳物を得ると共に金型の損傷を防
止してその延命を図ることができる。また離型を鋳物の
高温領域で行うので生産能率を向上させることができ
る。

本発明金型鋳造装置によれば、前記金型鋳造法を容易、
且つ確実に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１ないし第３図は鋳鉄鋳物用金型鋳造装置を示し、第
１図は金型鋳造装置１の要部断面正面図、第２図は金型
及び湯道部材部分の拡大断面図、第３図は第２図のIII
矢視図、第４図はカム軸の正面図、第５図はFe−Ｃ系平
衡状態図、第６図は鋳鉄鋳物において、給湯後の経過時
間とカム軸の表層温度との関係を示すグラフ、第７ない
し第９図は鋼鋳物用金型鋳造装置を示し、第７図は金型
鋳造装置101の要部断面正面図、第８図は金型及び湯道
部材部分の拡大断面図、第９図は第８図のIX矢視図、第
10図はカム軸の正面図、第11図は鋼鋳物において、給湯
後の経過時間とカム軸の表層温度との関係を示すグラ
フ、第12図はAl−Si系平衡状態図、第13図はアルミニウ
ム合金鋳物において、給湯後の経過時間とカム軸の表層
温度との関係を示すグラフである。尚、図中2,102は鋳鉄鋳物、鋼鋳物としてのカム軸、5,1
05は溶解槽、7,107は金型、11,111はストーク、19,119
はキャビテイ、29,129は加圧シリンダ、37,47,137,147
は冷却回路、45,145は加熱回路、Le1,Le2は共晶線、Ls
は固相線である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−71632（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−92826（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−44365（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳物を低圧鋳造金型を用いて鋳造するに際
して、溶湯供給路からキャビティに溶湯を充填したの
ち、キャビティに隣接する溶湯供給路箇所を急冷して該
箇所の溶湯を凝固させ、次いで押湯部に設けた圧力手段
によって型開き前までキャビティ内の溶湯に圧力をかけ
つつキャビティ壁面に接する溶湯の表層を急冷し、該溶
湯の表層が殻状の凝固層になったときに離型するように
したことを特徴とする金型鋳造法。
【請求項２】前記鋳物は鋳鉄鋳物であり、前記離型は、
前記鋳鉄鋳物の表層温度が共晶線とその直下350℃との
間にあるとき行われる、特許請求の範囲第１項記載の金
型鋳造法。
【請求項３】前記鋳物は鋼鋳物であり、前記離型は、前
記鋼鋳物の表層温度が固相線とその直下250℃との間に
あるとき行われる、特許請求の範囲第１項記載の金型鋳
造法。
【請求項４】前記鋳物はアルミニウム合金鋳物であり、
離型は、前記アルミニウム合金鋳物の表層温度が共晶線
とその直下230℃との間にあるとき行われる、特許請求
の範囲第１項記載の金型鋳造法。
【請求項５】鋳物を低圧鋳造する金型に第１、第２の冷
却回路と加熱回路とを設け、前記加熱回路に加熱制御器
を、また前記第１、第２冷却回路に第１、第２の冷却制
御器をそれぞれ接続し、前記加熱制御器は溶湯に先立っ
て前記加熱回路を作動して前記金型を加熱し、また給湯
開始後前記加熱回路を不作動にするか、または該加熱回
路の出力を低下する機能を備え、前記第１冷却制御器は
溶湯開始後前記第１冷却回路を作動してキャビティに隣
接する溶湯供給路箇所を急冷し該箇所の溶湯を凝固させ
る機能を備え、前記第２冷却制御器は溶湯開始後前記第
２冷却回路を作動して前記金型を冷却し、キャビティ壁
面に接する前記鋳物の表層を急冷して該表層を殻状の凝
固層に変える機能を備え、更にキャビティ内の溶湯に圧
力をかける圧力手段を押湯部に設けたことを特徴とする
金型鋳造装置。