JPH08318357A

JPH08318357A - 鋳造用金型の離型剤塗布方法

Info

Publication number: JPH08318357A
Application number: JP12613895A
Authority: JP
Inventors: Mikinari Nozaki; 美紀也野崎; Mitsuhiro Karaki; 満尋唐木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3206368B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金型内全面にかつほぼ均一に離型剤を塗布す
る方法の提供。【構成】型閉めし、高揮発性離型剤２０を液体の状態
で型内に充填し、ついで排出し、金型の製品成形面１９
に付着して残っている高揮発性離型剤を型温を利用して
気化させ除去する、工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造用金型への離型剤の
塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軽合金鋳物の鋳造では、鋳物製品を金型
から容易に離型させるために、溶湯注湯前に金型の製品
成形面に離型剤が塗布される。離型剤は型外で離型剤攪
拌槽にて水または油と混合、攪拌されて液状離型剤とさ
れ、離型剤塗布スプレー装置から金型の製品成形面へス
プレー塗布される。スプレー塗布は、図４に示すよう
に、金型３１、３２が開いた状態でスプレーノズル３３
を挿入して行われるか、または特開昭６２−１２７１５
０号公報に開示されているように金型が閉っている状態
で金型キャビティにミスト状離型剤を供給して行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の離型剤
塗布方法にはつぎの問題があった。型開き状態での離型
剤のスプレー塗布では、離型剤飛散により型合せ面へも
離型剤が付着し、金型の合せ精度が悪くなり、鋳造され
た製品の寸法精度が低下したりバリ等が発生する。これ
を抑制するためには、型合せ面に付着した離型剤をエア
ーブローにより除去することが必要になるが、それに多
大の時間がかかり、鋳造サイクル時間が長くなる。型閉
め状態での離型剤のスプレー塗布では、ミスト供給方向
に見て裏側にある製品成形面部分には離型剤がまわり込
みにくいので製品成形面全面にしかも均一に塗布するこ
とが難しい。また、金型内を目視できないので、離型剤
の塗布量、塗布された離型剤の乾燥状態、および型面の
冷却速さ等を制御することが難しい。その結果、塗布量
が多すぎて型面が冷えすぎ乾燥が悪い場合は、高温の溶
湯が液状のまま残っている離型剤に接触したときに離型
剤が気化して発生するガスによって製品鋳物にガス欠陥
が生じ、それを防止するために塗布量を少なくしすぎる
と、離型剤による金型冷却速度が低下して離型剤が高温
の型面からはじかれ、溶湯の型面への直接接触とそれに
よる溶湯の型面への凝着が生じる。

【０００４】本発明の主目的は、型合せ面への離型剤付
着を防止でき、金型の製品成形面全面にくまなくしかも
ほぼ均一に離型剤を塗布できる、鋳造用金型の離型剤塗
布方法を提供することにある。本発明のもう一つの目的
は、上記主目的を達成するとともに、金型内を目視でき
なくても金型の製品成形面に付着した離型剤の乾燥状態
を検知、制御できる鋳造用金型の離型剤塗布方法を提供
することにある。本発明のさらにもう一つの目的は、上
記主目的を達成するとともに、金型内を目視できなくて
も金型面の冷却速さを制御できる鋳造用金型の離型剤塗
布方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の鋳造用金型の離型剤塗布方法はつぎの通りで
ある。（１）型閉めする工程と、離型剤と高揮発性の液体溶
媒とを混合させ高揮発性離型剤にして金型内に充填する
工程と、金型内から液体状態にある高揮発性離型剤を排
出する工程と、金型の製品成形面に付着して残った高揮
発性離型剤を気化させて除去する工程と、からなる鋳造
用金型の離型剤塗布方法。（２）前記高揮発性離型剤の気化、除去工程におい
て、気化した高揮発性離型剤の温度、圧力を測定して金
型内の高揮発性離型剤の揮発完了を推定する、（１）記
載の鋳造用金型の離型剤塗布方法。（３）前記離型剤と高揮発性の液体溶媒とを混合させ
高揮発性離型剤にして金型内に充填する工程において、
型温を測定し、型温が高い時には高揮発性離型剤中に占
める高揮発性液体溶媒の比率を大にする、（１）記載の
鋳造用金型の離型剤塗布方法。

【０００６】

【作用】上記（１）の鋳造用金型の離型剤塗布方法で
は、型閉め状態で離型剤が塗布されるので、型合せ面へ
の離型剤付着が防止される。また、金型内に液状離型剤
を充填することにより離型剤が型面全面に接触するの
で、金型の製品成形面全面にくまなく離型剤が塗布され
る。また、塗布後金型内の離型剤が排出されるので、付
着離型剤の型面への塗布厚さはほぼ均一である。上記
（２）の鋳造用金型の離型剤塗布方法では、気化された
高揮発性溶媒の温度、圧力を検出するので、圧力が上昇
した後低下する特性と温度が低下する特性より気化の完
了、型面付着離型剤の乾燥状態がわかり、その時点を選
定することにより溶湯注湯時点での離型剤の乾燥状態を
制御できる。したがって、乾燥が進んでいない状態で注
湯してガス欠陥が生じることが防止される。上記（３）
の鋳造用金型の離型剤塗布方法では、型温を測定して、
型温が高い時には高揮発性溶媒の比率が大とされるの
で、それだけ多く気化熱を型面から奪い、型温を速く下
げることができる。これによって、前回の鋳造サイクル
で型が高温となっていても比較的短時間に離型剤塗布に
適した温度に型面を下げることができ、鋳造サイクル時
間が短縮される。

【０００７】

【実施例】図１は本発明実施例の方法の実施に用いる鋳
造用金型の離型剤塗布装置の一例を示す。図１におい
て、軽合金製鋳物（たとえば、自動車用内燃機関のシリ
ンダブロック、ただしこれに限るものではない）を鋳造
するための金型は、少なくとも２つの部材からなり、図
示例では、固定金型１とそれに進退される可動金型２、
および上部スライドコア３、下部スライドコア４からな
っている。金型は開閉されるが、金型が閉められたとき
には金型内には製品鋳造用空間（キャビティ）が形成さ
れる。製品鋳造用空間に面する金型面（製品成形面１
９）には、軽合金（たとえば、アルミニウム合金）の溶
湯が製品鋳造用空間に注湯される前に、離型剤２０が塗
布される。離型剤は、溶湯が凝固してできた製品鋳物の
金型からの離型を良好にする機能の他、金型の温度を離
型剤塗布に適した温度（２００℃〜３００℃）にまで下
げる機能をもつ。

【０００８】製品鋳造用空間には、離型剤２０を製品鋳
造用空間に供給する離型剤供給通路２１と、気化された
離型剤を製品鋳造用空間から排出する離型剤排出通路２
２と、液状のままの離型剤を製品鋳造用空間から排出す
る液体離型剤排出通路２３と、製品鋳造用空間にエアー
ブローを吹込むエアーブロー通路２５と、が接続されて
いる。離型剤供給通路２１にはシャットオフピン５が設
けられ、離型剤排出通路２２にはシャットオフピン６が
設けられる。また、液体離型剤排出通路２３にはシャッ
トオフピン５´が設けられ、エアーブロー通路２５に接
続する通路２２にはシャットオフピン６´が設けられ
る。離型剤供給通路２１は攪拌器１０に接続されてお
り、攪拌器１０は離型剤２０と高揮発性の液体溶媒とが
供給され、攪拌器１０で混合、攪拌されて高揮発性離型
剤となって金型内に供給される。高揮発性の液体溶媒
は、型温にて揮発する液体であればその種類を問わない
が、たとえば、アルコール（たとえば、エチルアルコー
ル、メチルアルコール）、液体二酸化炭素、液体フロン
等からなる。

【０００９】攪拌器１０には離型剤タンク７が接続さ
れ、圧送ポンプ８を使って離型剤タンク７中の液体状の
離型剤が攪拌器１０に送られる。離型剤タンク７と攪拌
器１０とを結ぶ通路の途中には、離型剤流入量調整器９
が設けられている。また、攪拌器１０には、液体タンク
１１が接続されている。液体タンク１１には、高揮発性
の液体溶媒が入っており、この溶媒は自重または図示略
のポンプによって攪拌器１０に流れる。液体タンク１１
と攪拌器１０との間には液体流入量調整器１２が設けら
れる。

【００１０】液体離型剤排出通路２３は攪拌器１０に接
続していて、製品鋳造用空間から排出された液体離型剤
は攪拌器１０に戻される。液体離型剤排出通路２３の途
中には電磁弁２４が設けられる。電磁弁２４の開閉は制
御装置１５により制御される。エアーブロー通路２５は
一端が気化した離型剤の排出通路２２の１本につながっ
ていて、他端が圧縮空気源２９につながっている。エア
ーブロー通路２５には電磁弁２６が設置され、エアーブ
ロー通路２５と接続した離型剤排出通路２２には電磁弁
２７が設けられている。電磁弁２６、２７のオンオフは
制御装置１５によって制御される。エアーブローを実行
する時は電磁弁２６が開で電磁弁２７が閉とされ、その
他の時は電磁弁２６が閉で電磁弁２７が開とされる。た
だし、エアーブロー通路２５、圧縮空気源２９、電磁弁
２６、２７は設けられなくてもよい。

【００１１】離型剤排出通路２２にはろ過器１６が設け
られ、製品鋳造用空間から排出されてきた気化された高
揮発性離型剤を、離型剤成分と高揮発性溶媒とに分離す
る。ろ過器１６は粉砕器１７を介して離型剤タンク７に
接続されている。またろ過器１６は、冷却圧縮器１８を
介して、液体タンク１１に接続されている。したがっ
て、離型剤と溶媒はそれぞれ閉回路を循環する。

【００１２】製品鋳造用空間とろ過器１６とを結ぶ通路
には、温度検出器１３および圧力検出器１４とが設けら
れ、気化された高揮発性離型剤の温度、圧力を測定し、
出力する。検出器１３、１４の出力信号は、制御装置１
５（たとえば、コンピュータ）に送られる。制御装置１
５は、図２に示す制御ルーチンをもっており、ステップ
１０１で気化高揮発性離型剤の圧力Ｐ、温度Ｔを時々刻
々読込み、ステップ１０２でＰ、Ｔがいったん所定圧Ｐ
₁、所定温度Ｔ₁（たとえば、４００℃）より大になる
と、ステップ１０３に進んで気化高揮発性離型剤の圧力
Ｐ、温度Ｔを時々刻々読込み、ステップ１０４で所定圧
Ｐ₂、所定温度Ｔ₂（たとえば、３００℃）以下になる
とステップ１０５に進んで、揮発完了、注湯開始ＯＫの
信号を出す。

【００１３】また、金型には、型温を検出し出力する型
温検出器２８（たとえば、熱電対）が埋設されており、
その出力信号は制御装置１５に送られる。制御装置１５
は、図３に示す制御ルーチンをもっており、ステップ２
０１で型温Ｔ_Dを時々刻々読込み、ステップ２０２で、
高揮発性離型剤中に占める高揮発性溶媒の比率Ｒを、Ｔ
_Dが大の時程Ｒが大になるように演算し、ステップ２０
３で離型剤流入量調整器９の流量を（１−Ｒ）の比率に
なるように設定すると共に、液体流入量調整器１２の流
量の比率をＲになるように設定する。これを、高揮発性
液体が金型内に充填完了されるまでくり返す。これによ
って、型温が高い時には高揮発性溶媒の比率が増加さ
れ、気化熱を多く奪い、型温が速やかに、塗布に適した
温度領域（たとえば、約３００℃以下）にまで下がる。

【００１４】つぎに、本発明実施例の鋳造用金型の離型
剤塗布方法を説明する。まず、金型１、２、３、４を型
閉めする。シャットオフピン５、５´、６、６´は閉じ
られ、金型内は密閉状態にされる。ついで、液状または
粉状の離型剤２０と高揮発性の液体溶媒とを混合させた
高揮発性離型剤を型閉めされた金型内に、ミストにしな
いで液状のまま、充填する。より詳しくは、離型剤タン
ク７の離型剤を圧送ポンプ８を使用して、離型剤流入量
調整器９で流入量を調整しながら、攪拌器１０へ圧送
し、他方、液体タンク１１から液状の高揮発性溶媒を液
体流入量調整器１２により流入量を調整しながら、攪拌
器１０に流入させ、攪拌器１０で離型剤と高揮発性溶媒
を混合、攪拌し、高揮発性離型剤２０とする。攪拌器１
０は、金型内の離型剤温度の安定供給の役割も兼ね備
え、設定温度まで達したならシャットオフピン５および
シャットオフピン６´を開として、金型内へ高揮発性離
型剤を充填する。

【００１５】上記の攪拌器１０への離型剤、溶媒の流入
量調整においては、型温検出器２８にて金型温度を測定
して出力し、制御装置１５にて、型温Ｔ_Dが高い程、高
揮発性離型剤２０中に占める高揮発性溶媒の比率Ｒが大
になるようにＲを定め、この信号を流量調整器９、１２
に送って流量調整器９、１２を制御する。

【００１６】ついで、シャットオフピン５´を開くとと
もに電磁弁２４を開いて、金型内の液体離型剤を攪拌器
１０に戻す。さらに、シャットオフピン６´を開とした
まま電磁弁２６を開、電磁弁２７を閉にして、エアーブ
ローを実行し、金型内の液体離型剤を速やかに攪拌器１
０に戻す。ただし、エアーブローは省略してもよい。つ
いで、シャットオフピン５、５´を閉じるとともに、電
磁弁２６を閉、電磁弁２７を開にし、シャットオフピン
６、６´を開にする。この状態で、金型の製品成形面１
９に付着して残った高揮発性離型剤の高揮発性溶媒を気
化分を金型内から排出し、ろ過器１６に導く。高揮発性
のため、気化は比較的短時間に進行する。

【００１７】この時、温度検出器１３によって排気温度
Ｔを測定するとともに、圧力検出器１４により排気圧力
を測定し、出力を制御装置１５に送る。高揮発性離型剤
２０の気化量は、初期にはまだ高温の状態にある型に触
れるので大であり、したがって比較的高圧（Ｐ₁以上）
となり、やがて型温が低下すると気化量も低下して、圧
力が低下する。圧力ＰがＰ₂以下となり、温度ＴがＴ₂
以下となったところで、気化完了と推定する。

【００１８】ろ過器１６に排出された気化された高揮発
性離型剤は、ろ過器１６にて、流れに混じってきた微量
含まれている離型剤と、高揮発性溶媒とに分離される。
離型剤は粉砕器１７で粉砕されて、再び離型剤タンク７
に戻される。高揮発性溶媒は気化されているので、冷却
圧縮器１８により液化され、液体タンク１１に戻され、
回収される。

【００１９】気化完了が確認されると、シャットオフピ
ン５、５´、６、６´が閉じ、溶湯の注湯が開始され
る。一定の凝固時間後、金型を開き、製品鋳物を金型か
らとり出し、１サイクルを完了する。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の方法によれば、型閉めした状
態で離型剤を塗布するので離型剤の型合せ面への付着を
防止でき、型合せ精度を向上でき、環境を良好に保つこ
とができる。また、離型剤を液体の状態で金型内に充填
し、ついで排出するので、製品成形面全面に塗布でき、
しかもほぼ均一に塗布できる。また、高揮発性離型剤を
用いているため、瞬時に乾燥させることができ、鋳造サ
イクル時間を短縮できる。請求項２の方法によれば、揮
発した高揮発性離型剤の圧力、温度を測定して金型内の
高揮発性離型剤の揮発完了を推定するので、金型内のた
め目視できなくても、正確に揮発完了時点を推定でき
る。その結果、揮発不十分の段階で溶湯を注湯した場合
に生じる鋳物製品のガス欠陥と、揮発完了した後も注湯
開始を遅延する場合の鋳造サイクル時間の長期化と、を
防止できる。請求項３の方法によれば、型温を測定し、
型温が高い時は溶媒の比率を大にしたので、金型温をよ
り速く離型剤塗布温度に適した温度にまで下げることが
でき、鋳造サイクル時間が長くなること防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の方法を実施する装置の系統
図である。

【図２】本発明実施例の方法において用いる揮発完了を
推定する制御ルーチンのフローチャートである。

【図３】本発明実施例の方法において用いる型温に応じ
て溶媒の比率を変える制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図４】従来の型開き状態で離型剤をスプレー塗布して
いる状態の概略断面図である。

【符号の説明】

１、２金型５、５´、６、６´ シャットオフピン７離型剤タンク８圧送ポンプ９離型剤流入量調整器１０攪拌器１１液体タンク１２液体流入量調整装置１３温度検出器１４圧力検出器１５制御装置１６ろ過器１７粉砕器１８冷却圧縮器１９製品成形面２０高揮発性離型剤２４、２６、２７電磁弁２８型温検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】型閉めする工程と、離型剤と高揮発性の液体溶媒とを混合させ高揮発性離型
剤にして金型内に充填する工程と、金型内から液体状態にある高揮発性離型剤を排出する工
程と、金型の製品成形面に付着して残った高揮発性離型剤を気
化させて除去する工程と、からなる鋳造用金型の離型剤
塗布方法。
【請求項２】前記高揮発性離型剤の気化、除去工程に
おいて、気化した高揮発性離型剤の温度、圧力を測定し
て金型内の高揮発性離型剤の揮発完了を推定する、請求
項１記載の鋳造用金型の離型剤塗布方法。
【請求項３】前記離型剤と高揮発性の液体溶媒とを混
合させ高揮発性離型剤にして金型内に充填する工程にお
いて、型温を測定し、型温が高い時には高揮発性離型剤
中に占める高揮発性液体溶媒の比率を大にする、請求項
１記載の鋳造用金型の離型剤塗布方法。