JPH07266020A - 低圧鋳造装置 - Google Patents

低圧鋳造装置

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JPH07266020A
JPH07266020A JP6087981A JP8798194A JPH07266020A JP H07266020 A JPH07266020 A JP H07266020A JP 6087981 A JP6087981 A JP 6087981A JP 8798194 A JP8798194 A JP 8798194A JP H07266020 A JPH07266020 A JP H07266020A
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JP
Japan
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mold
molten metal
cavity
mold cavity
sand
Prior art date
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Pending
Application number
JP6087981A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Fukumoto
康博 福本
Akihiro Nakano
昭弘 中野
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Priority to KR1019950006833A priority patent/KR950031324A/ko
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/02Use of electric or magnetic effects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッド等の鋳物の低圧鋳造装置にお
いて、湯口付近の溶湯の凝固を抑制することで鋳造欠陥
の発生を防止する。 【構成】 シリンダヘッドを鋳造する鋳型キャビティ4
の排気ポート側側壁が砂型13で構成され、他の側壁及
び上下壁は金型6〜8で構成され、鋳型キャビティ4の
側部には湯溜り部1が設けられる。溶湯保持炉から上昇
した溶湯は、湯溜り部1から砂型13に設けられた湯口
5を通って鋳型キャビティ4に流入する。砂型13の断
熱性と、湯溜り部1の溶湯の熱容量が大きいことから、
湯口5での溶湯の凝固が抑制され、押し湯の効果が最後
まで失われずに済む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダヘ
ッド等の鋳物を製造する低圧鋳造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばエンジンのアルミニウム合
金製シリンダヘッドの製造においては、上金型、下金
型、及びスライド金型からなる開閉可能とした金型の間
に吸気ポート中子、排気ポート中子及びウオータージャ
ケット中子等を組み付けて鋳型を構成し、該鋳型のキャ
ビティ内に下金型に設けた湯口から溶湯を押し上げ注入
する低圧鋳造方法が用いられている。そして、上記鋳型
ではエンジンの燃焼室の側に向けられるシリンダヘッド
の表面が下金型により得られるように構成され、該下金
型は、キャビティの冷却性を向上させて鋳造サイクルタ
イムの短縮を図り、またその部位の組織を緻密として機
械的性質の向上を図るため冷却されている。
【0003】ところで、低圧鋳造方法では、キャビティ
内の溶湯にはストーク及び湯口を通して溶湯保持炉内の
圧力がかけられ、これが押し湯の役割を果たし、鋳物に
引け欠陥等の鋳造欠陥が発生するのを防止するようにな
っている。しかし、上記のように下金型を冷却するとき
は、キャビティ内の溶湯が凝固し切らないうちに湯口部
分の溶湯が凝固して押し湯の効果が失われ、鋳物に上記
鋳造欠陥が発生するという問題が生じていた。
【0004】一方、シリンダヘッド等の低圧鋳造方法と
して、エンジンの燃焼室の側に向けられるシリンダヘッ
ドの表面が垂直に設置された側部金型により得られるよ
うに構成され、該金型に設けられた湯口から溶湯をキャ
ビティ内に注入するようにしたものが知られている(特
開昭53−43033号公報参照)。しかし、この方法
でも同じく湯口は金型に設けられ且つその金型が冷却さ
れているため、上記と同様の鋳造欠陥が発生する可能性
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みてなされたもので、シリンダヘッド等
の鋳物の低圧鋳造装置において、湯口付近の溶湯の凝固
を抑制しつつ鋳型キャビティの冷却性を向上させるこ
と、そして、それにより鋳造欠陥の発生を防止し、鋳造
サイクルタイムを短縮し、さらに必要部位の鋳造組織を
緻密とすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる低圧鋳造
装置は、鋳型キャビティを構成する側壁の一部が砂型で
構成され、その他の側壁及び上下壁が金型で構成され、
該砂型には鋳型キャビティにつながる横向きの湯口が設
けられ、溶湯保持炉から上昇した溶湯が該湯口を通って
鋳型キャビティ内へ流入するものであることを特徴とす
る。上記金型及び砂型には中子が組み付けられていても
よい。
【0007】上記低圧鋳造装置においては、好ましく
は、該砂型を挟んで鋳型キャビティの側部に溶湯保持炉
から上昇した溶湯が滞留する湯溜り部が設けられ、溶湯
保持炉から上昇した溶湯は湯溜り部から上記湯口を通っ
て鋳型キャビティ内へ流入するようにする。この場合、
上記砂型は鋳型キャビティの側壁を構成すると同時に湯
溜り部の側壁を構成することになる。また、好ましく
は、上記湯溜り部の上壁部を上記砂型と一体的に成形さ
れた耐火断熱材(砂型と同材質でよい)で構成し、さら
に、湯溜り部の上方に電磁攪拌装置等の攪拌手段を配置
し湯溜り部の溶湯を攪拌できるようにする。
【0008】また、上記砂型は、鋳型キャビティを構成
する側壁のうち鋳物の質量の小さい側の側壁として設け
られるのが好ましく、例えば上記鋳物がシリンダヘッド
であるとすると、鋳型キャビティの排気ポート側側壁を
砂型とするのがよい。
【0009】
【作用】上記低圧鋳造装置は、鋳型キャビティの側壁の
一部が砂型で構成され、そこに湯口が形成されているの
で、湯口部分の断熱性がよく、溶湯が湯口部分において
早期に凝固するようなことがない。一方、鋳型キャビテ
ィのその他の側壁及び上下壁は必要に応じ水冷される金
型で構成されているので、キャビティ全体としての冷却
性は十分に確保される。なお、高さに比べて底面の幅の
大きい偏平形状の鋳物の場合は、金型に接する部分の面
積を大きく取ることができるので、冷却性の面からは有
利であり、例えばシリンダヘッドを鋳造する場合は、エ
ンジンの燃焼室の側に向けられる表面が下金型により得
られるように鋳型キャビティの向きを設定するとよい。
【0010】また、鋳型キャビティの側部に上記のよう
な湯溜り部を設けると、そこに滞留する溶湯の大きい熱
容量のため鋳型キャビティの砂型側で溶湯の冷却がさら
に相対的に遅れ、鋳型キャビティ内の他の部分から砂型
側に向かう指向性凝固がより行われやすく、湯口部分の
溶湯の早期凝固が一層抑制される。湯溜り部の上壁部を
砂型と同様な耐火断熱材で構成すると、湯溜り部溶湯の
凝固が抑制される。そして、この上部壁を砂型と一体的
に成形することにより、本装置の部品点数を増やすこと
なく断熱性のよい湯溜り部を形成することができるよう
になる。
【0011】上記低圧鋳造装置において鋳型キャビティ
を構成する側壁のうち鋳物の質量の小さい側(シリンダ
ヘッドであれば、排気ポート側)を砂型で構成すると
き、質量が大きく熱容量の大きい側が適宜水冷される金
型により積極的に冷却されることになるので、逆にした
場合より鋳型キャビティ全体としての冷却性が向上し鋳
造サイクルタイムが短縮される。一方、砂型側は質量が
小さく熱容量の小さい側であるので、凝固が抑制される
とはいっても逆にした場合よりはやく凝固し、やはり鋳
造サイクルタイムが短縮される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1を参照して説明
する。図1はエンジンのシリンダヘッドを低圧鋳造によ
り得るための鋳造装置を示すものであり、湯溜り部1の
左右に対称的に2つの鋳型2、3が設けられ、湯溜り部
1から鋳型キャビティ4の側壁に設けられた複数の湯口
5を通して該キャビティ4内へ溶湯を流入させるように
なっている。
【0013】鋳型2は、下金型6、スライド金型7、上
金型8、吸気ポート中子9、排気ポート中子10、ウオ
ータージャケット中子11、オイルジャケット中子1
2、キャビティ4の排気ポート側の側壁を構成する砂型
13(湯溜り部1の側壁及び上部壁を兼ねる)等で構成
される。下金型6には、シリンダヘッドの燃焼室の側に
向けられる部位に対応するコア金型14が取り付けら
れ、このコア金型14と下金型6の吸気ポート側部位に
対応する箇所15には冷却水路16が形成されている。
また、上金型8にはプラグホールを成形するための鋳抜
きピン17が取り付けられ、その内部にも冷却水路16
が形成されている。
【0014】湯溜り部1は、キャビティ4の排気ポート
側の側部全長にわたり設けられるもので、上半部を砂型
13で、下半部を湯溜り部金型18で構成され、湯溜り
部1の側部に数カ所設けられる湯口5も、上半部を砂型
13で、下半部を湯溜り部金型18で構成される。そし
て、湯溜り部金型18の下部には図示しない溶湯保持炉
からのストークが接続される。また、上金型8には攪拌
用の電磁石19が取り付けられ、上金型8を組み付けた
とき湯溜り部1の上部壁、つまり砂型13の直上位置に
配置されるようになっている。
【0015】図2に砂型13の平面図(a)及び側面図
(b)を示す。この砂型13は全体として概略中空容器
を伏せたような形状で、内側に湯溜り部1が形成され、
側壁部分に排気ポート中子10の幅木部を支持する支持
部20が4箇所設けられ、それに隣接して湯口5が5箇
所設けられる。前後壁部分には湯溜り部金型18と係合
して砂型13の位置決めをするための凹部21が形成さ
れている。
【0016】さて、この低圧鋳造装置においては、下金
型6内に各種中子をセットし、さらに下型6と湯溜り部
金型18上に砂型13をセットし、続いてスライド金型
7及び上金型8を組み付け、図1の状態とする。ここで
図示しない溶湯保持炉内を加圧すると、溶湯はストーク
から湯溜り部1へ入り、湯口5を通してキャビティ4内
へ流入する。シリンダヘッドの燃焼室の側に向けられる
部位では、コア金型14が水冷されているため冷却速度
が大きく、緻密な鋳造組織を得ることができる。そのほ
か、シリンダヘッドの吸気ポート側部位及びプラグホー
ル付近も水冷により冷却速度が大きくなり、全体として
キャビティの冷却性が高くなっている。
【0017】一方、シリンダヘッドの排気ポート側部位
及び湯口付近では、砂型13の断熱性がよく、側部に熱
容量の大きい湯溜り部1があるため、シリンダヘッドの
他の部位に比べ冷却速度が小さくなっている。従って、
シリンダヘッドの排気ポート側部位は、吸気ポート側部
位に比べ質量が小さく熱容量が小さいにもかかわらず凝
固が抑制され、湯口5付近となるとさらに凝固が抑制さ
れる。また、湯溜り部1の溶湯は電磁石19によりたえ
ず攪拌され、凝固が抑制される。
【0018】このように、本実施例では、キャビティ4
の排気ポート側側壁(すなわち砂型13)に湯口5を設
け、さらにその側部に湯溜り部1を設けることにより、
シリンダヘッドの排気ポート側及び湯口5での溶湯の凝
固が抑制されるので押し湯の効果が最後まで失われるこ
とがなく、押し湯不足に基づく鋳造欠陥の発生を防止す
ることができる。また、質量が大きく熱容量の大きい吸
気ポート側を積極的に冷却してキャビティ全体としての
冷却性を向上させることができるので、鋳造サイクルタ
イムを短縮することができ、さらにシリンダヘッドの燃
焼室の側に向けられる部位を冷却して緻密な鋳造組織を
得ることもできる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、湯口付近の溶湯の凝固
を抑制して鋳造欠陥の発生を防止する一方、鋳型キャビ
ティの冷却性を向上させて鋳造サイクルタイムを短縮
し、さらに必要部位の鋳造組織を緻密にする効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の鋳造装置の断面図である。
【図2】砂型の平面図(a)及び側面図(b)である。
【符号の説明】 1 湯溜り部 4 鋳型キャビティ 5 湯口 6 下金型 7 スライド金型 8 上金型 9〜12 中子 13 砂型 18 湯溜り部金型 19 電磁石 20 排気ポート中子支持部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B22D 27/02 V F02F 1/00 K // B22D 27/04 G

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型キャビティを構成する側壁の一部が
    砂型で構成され、その他の側壁及び上下壁が金型で構成
    され、該砂型には鋳型キャビティにつながる横向きの湯
    口が設けられ、溶湯保持炉から上昇した溶湯が該湯口を
    通って鋳型キャビティ内へ流入するものであることを特
    徴とする低圧鋳造装置。
  2. 【請求項2】 上記砂型を挟んで鋳型キャビティの側部
    には溶湯保持炉から上昇した溶湯が滞留する湯溜り部が
    設けられ、上記湯口は該湯溜り部と鋳型キャビティを連
    通させるものであることを特徴とする請求項1に記載さ
    れた低圧鋳造装置。
  3. 【請求項3】 湯溜り部の上壁部が耐火断熱材で構成さ
    れ、該耐火断熱材は上記砂型と一体的に成形されたもの
    であることを特徴とする請求項2に記載された低圧鋳造
    装置。
  4. 【請求項4】 湯溜り部の溶湯を攪拌する攪拌手段が設
    けられたことを特徴とする請求項2又は3に記載された
    低圧鋳造装置。
  5. 【請求項5】 攪拌手段は電磁攪拌装置であり湯溜り部
    上方に設けられたことを特徴とする請求項4に記載され
    た低圧鋳造装置。
  6. 【請求項6】 上記砂型は、鋳型キャビティを構成する
    側壁のうち、鋳物の質量の小さい側の側壁として設けら
    れることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載さ
    れた低圧鋳造装置。
  7. 【請求項7】 上記鋳物がシリンダヘッドであり、砂型
    は鋳型キャビティの排気ポート側側壁として設けられる
    ことを特徴とする請求項6に記載された低圧鋳造装置。
JP6087981A 1994-03-30 1994-03-30 低圧鋳造装置 Pending JPH07266020A (ja)

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