JPH09174218A - プランジャーチップおよび加圧成形方法 - Google Patents

プランジャーチップおよび加圧成形方法

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JPH09174218A
JPH09174218A JP7336610A JP33661095A JPH09174218A JP H09174218 A JPH09174218 A JP H09174218A JP 7336610 A JP7336610 A JP 7336610A JP 33661095 A JP33661095 A JP 33661095A JP H09174218 A JPH09174218 A JP H09174218A
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JP
Japan
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molding material
plunger tip
insulating layer
plunger
plunger chip
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Pending
Application number
JP7336610A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kaneuchi
良夫 金内
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形材料のプランジャ−チップとの接触面の
温度低下を低減し、成形材料の均熱化を図り、また、成
形材料との接触による温度上昇を低減し、プランジャ−
チップの熱膨張によるスリ−ブ内壁面とのカジリ発生を
低減することにより製品品質の安定化を達成できるプラ
ンジャ−チップを提供する。 【解決手段】 プランジャ−チップ1の上面2aに溝状
の空隙7を設け、蓋5により蓋をすることにより、空隙
7による断熱層を設ける。また、プランジャ−チップ1
を球状黒鉛鋳造品(FCD500)として、冷却水経路
4を短縮し成形材料への冷却の影響を低減する。以上の
ことにより、プランジャ−チップと成形材料との熱交換
を低減することができ課題を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアルミニウ
ム鋳造用ダイカストマシンにおいて、スリーブ内に供給
される成形材料の均熱性を高め、安定した品質の成形品
を得るための低熱伝導性のプランジャーチップに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】加圧成形技術に一般に使用されているダ
イカスト鋳造においては、まず成形材料である溶融金属
をラドルまたは電磁ポンプ等により、スリーブと呼ばれ
るシリンダーに供給する。それから、プランジャーチッ
プと呼ばれるピストンにより金型により形成されたキャ
ビティ内に射出される。この際、熱膨脹によるプランジ
ャーチップとスリーブとの間のカジリの発生を防ぐた
め、少なくともプランジャーチップには冷却手段が設け
られている。図10は、従来のプランジャーチップの平
面図である。図11は、従来のプランジャーチップの正
面図である。図12は、従来のプランジャーチップのA
−A´断面図である。図12に示されるプランジャーチ
ップ21は、円筒形の本体22と冷却水の通路であるパ
イプ23とからなる。本体22は、合金工具鋼鋼材(S
KD)等により製作され、射出力に耐えられるよう一体
型となっている。冷却水はパイプ23から本体22内に
注入され、本体22の熱を奪った後、本体22後部の孔
22bから排出される。しかし、この従来の金属一体型
のプランジャーチップ21では、成形材料をスリーブ内
に供給した際、成形材料とプランジャーチップ21の接
触面において、成形材料の急激な温度低下が起こる。こ
のため、(イ)成形材料に凝固層が発生し、キャビティ
内に射出されたとき、凝固片となって製品中に混入す
る。これにより、製品の機械的性質の低下、気密性の低
下、外観不良等を生ずることになる。さらに、少なくと
も一部に液相状態を含む、半溶融状態の成形材料をスリ
ーブ内に供給し、成形材料を各部位間で一定範囲内の温
度に制御し、キャビティ内に射出する加圧成形方法にお
いては、この従来の金属一体型のプランジャーチップ2
1では、(ロ)プランジャーチップ21の冷却から、プ
ランジャーチップ21の接触面の部分の成形材料の温度
だけが、急激に下がってしまい、成形材料を各部位間で
一定範囲内の温度に制御することが難しい。このこと
を、改善するために、図7に示されるプランジャーチッ
プ21の上面22aにセラミックなどの低熱伝導材を断
熱層として設けた構造のものもある。しかし、プランジ
ャーチップ21の接触面の部分の成形材料の温度低下は
改善されるものの、(ハ)プランジャーチップ21の上
面22aの断熱層に割れが発生し、鋳造ごとの断熱層の
交換が必要となる。これにより、生産効率の低下、コス
ト上昇が避けられない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、それ
ぞれ(イ)、(ロ)、(ハ)の問題点があった。本発明
の解決しようとする課題を、以下に示す。 (ニ)プランジャーチップとの接触面の部分の成形材料
の温度低下を低減し、成形材料内に凝固層を発生させな
い。また、成形材料を各部位間で一定範囲内の温度に制
御することを妨げないようにする。 (ホ)プランジャーチップの、成形材料との接触による
温度上昇を低減し、プランジャーチップの熱膨張による
スリーブ内壁面とのカジリの発生を防止する。 (ヘ)プランジャーチップを、強度の大きい、耐熱性、
耐久性、耐衝撃性にすぐれたものとし、本体あるいは部
分の交換をなるべく少なくする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明請求項1記載のプランジャーチップは、加圧成
形機のプランジャーチップにおいて、プランジャーチッ
プの本体内部に、少なくとも1か所の断熱層を設けるこ
とを特徴とする。請求項2記載のプランジャーチップ
は、前記請求項1記載のプランジャーチップにおいて、
前記断熱層が、空隙であることを特徴とする。請求項3
記載の加圧成形方法は、成形材料をスリーブ内に供給
し、プランジャーチップ本体内部に、少なくとも1か所
に断熱層が設けられたプランジャーチップによって、加
圧して製品キャビティ内に注入することを特徴とする。
請求項4記載の加圧成形方法は、前記請求項3記載の加
圧成形方法において、前記断熱層が、空隙であることを
特徴とする。請求項5記載の加圧成形方法は、前記請求
項3または請求項4記載の加圧成形方法において、前記
成形材料の各部位間の温度差を、±10℃に制御して成
形することを特徴とする。請求項6記載の加圧成形方法
は、前記請求項3ないし請求項5いずれか一記載の加圧
成形方法において、前記成形材料が、粒状組織をもつ半
凝固スラリーを形成することを特徴とする。請求項7記
載の加圧成形方法は、前記請求項3ないし請求項6いず
れか一記載の加圧成形方法において、前記成形材料の周
囲に導電体を周方向に複数個配置し、導電体の外部の電
磁誘導コイルにより磁場を形成し、成形材料を加熱また
は保温するとともに撹拌することを特徴とする。請求項
8記載の加圧成形方法は、前記請求項3ないし請求項6
いずれか一記載の加圧成形方法において、前記成形材料
の周囲に少なくとも一部に複数のスリットを有する導電
体配置し、導電体の外部の電磁誘導コイルにより磁場を
形成し、成形材料を加熱または保温するとともに撹拌す
ることを特徴とする。請求項9記載の加圧成形方法は、
前記請求項7または請求項8記載の加圧成形方法におい
て、前記電磁誘導コイルのコイルピッチの粗密を調整し
て、成形材料を加熱または保温するとともに撹拌するこ
とを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるプランジャ
ーチップの平面図である。図2は、本発明によるプラン
ジャーチップの正面図である。図3は、本発明によるプ
ランジャーチップのA−A´断面図である。図3に示さ
れるプランジャーチップ1は、円筒形の本体2と冷却水
の通路であるパイプ3とからなる。本体2の上面には、
円板形の蓋5が嵌められるようになっている。蓋5は、
さらボルト6によって本体2に固定される。本体2に
は、さらボルト6の雌ネジが加工されている。また、蓋
5には、さら状の座面を有したボルト孔が加工されてい
る。本体2の蓋5の取り付けられる面には、空隙である
溝状の断熱層7が加工されている。本体2の下部には、
パイプ3が挿入され、冷却水の出口である孔2bが設け
られている。本体2は球状黒鉛鋳鉄品(FCD500)
であり、強度と潤滑性にすぐれる。また、蓋5は熱間強
度にすぐれた熱間金型用合金工具鋼鋼材(SKD61)
により製作する。冷却水はパイプ3から本体2内に注入
され、本体2の熱を奪った後、本体2後部の孔2bから
排出される。
【0006】図3に示されるプランジャーチップ1は、
空隙である溝状の断熱層7により、プランジャーチップ
1と成形材料31との熱交換を低減しようとするもので
ある。このことにより、プランジャーチップ1の上面2
aと接触する部分の成形材料31の温度低下を低減し、
成形材料31内に凝固層を発生させない。また、成形材
料31を各部位間で一定範囲内の温度に制御することを
妨げない。さらに、プランジャーチップ1の、成形材料
31との接触による温度上昇を低減し、プランジャーチ
ップ1の熱膨張によるスリーブ41内壁面とのカジリの
発生を防止する。 さらに、本体2は強度と潤滑性にす
ぐれる球状黒鉛鋳鉄品(FCD500)であるので、ス
リーブ41との耐カジリ性が向上される。これにより、
従来の一体型プランジャーチップに比べて、冷却水の経
路4を小さくできる。したがって、冷却水による、上面
2aと接触する部分の成形材料31の温度低下を低減す
ることができる。蓋5は熱間強度にすぐれる熱間金型用
合金工具鋼鋼材(SKD61)でできているので、耐熱
性、耐久性、耐衝撃性にすぐれる。また、破損した場合
でもさらボルト6を取り外して簡単に交換できる。
【0007】本発明によるプランジャーチップの一実施
の形態として、横鋳込み横締め型のアルミニウム合金鋳
物鋳造用のダイカストマシンに適用されたプランジャー
チップを図4に示す。アルミニウム合金鋳物の加圧成形
方法について述べる。まず、成形材料31をラドル(図
示せず)によりスリーブ41内に供給する。そして、プ
ランジャーチップ1により成形材料31を図4に示され
る内筒部33内の加熱保温可能な位置に移動する。つぎ
に、導電体である外筒部32を介して、外部の電磁誘導
コイル34から成形材料31に誘導電流を生じさせて、
成形材料31を保温もしくは溶融状態まで加熱し撹拌す
る。このとき、成形材料31の各部位間での温度差を±
10℃の範囲内に制御する。さらに、プランジャーチッ
プ1を摺動させて、その押圧力により、成形材料31を
固定型46と可動型47により形成されたキャビティ3
7内に射出する。成形材料31が冷却され硬化した後、
可動型47を取り外して、成形品(図示せず)を得る。
また、このダイカストマシンにより粒状組織を持つ半凝
固スラリーを生成するすることももちろん可能である。
【0008】(実施例1)プランジャーチップ1のスリ
ーブ41内の成形材料31の温度低下に対する効果につ
いて、図5に示される測定箇所Cにおける温度測定の結
果に基づいて説明する。図6は、従来技術のプランジャ
ーチップ(材質FCD)と本発明によるプランジャーチ
ップ1の測定箇所Cにおける温度測定の結果(冷却曲
線)を示すグラフである。図6に示されるように、従来
品は開始10秒間の温度低下が著しい。本発明品は、ほ
ぼ一定の割合で温度が低下しているし、温度低下も従来
品に比べて少ない。したがって、成形材料31のプラン
ジャーチップ1との接触面の温度低下を低減できる。
【0009】(実施例2)電磁誘導コイル34のコイル
ピッチの粗密を調整したときの、スリーブ41内の成形
材料31の温度低下に対する効果について、図5に示さ
れる測定箇所A、A′、B、B′における温度測定の結
果に基づいて説明する。電磁誘導コイル34の出力は3
0KWで行った。図7は、上部のコイルピッチを密とした
ときの各測定箇所における温度測定の結果(冷却曲線)
を示すグラフである。図8は、下部のコイルピッチを密
としたときの各測定箇所における温度測定の結果(冷却
曲線)を示すグラフである。図9は、コイルピッチを均
等としたときの各測定箇所における温度測定の結果(冷
却曲線)を示すグラフである。
【0010】図7に示されるように、上部のコイルピッ
チを密としたときは、測定開始直後の25秒間における
A、Bの温度低下が大きい。図8に示されるように、下
部のコイルピッチを密としたときは、Bはやや温度低下
が大きいものの、A、A′、B′についてはほぼ同様に
ゆるやかな温度低下曲線を示す。図9に示されるよう
に、コイルピッチを均等としたときは、A、Bの温度低
下が、A′、B′に比べて大きい。以上のことにより、
プランジャ−チップ1との接触による温度低下の大きい
下部のコイルピッチを密としたときが、成形材料1の各
部分についての温度低下はほぼ均等であった。したがっ
て、本発明によるプランジャ−チップ1により低減され
た温度低下は、さらにコイルピッチの粗密を調整するこ
とでさらに低減され、成形材料の均熱性を高めることに
対する効果は大きくなる。
【0011】
【発明の効果】本発明による効果を、以下に示す。 (ト)プランジャーチップとの接触面の部分の成形材料
の温度低下を低減し、成形材料内に凝固層を発生させな
い。また、成形材料を各部位間で一定範囲内の温度に制
御することを妨げない。 (チ)プランジャーチップの、成形材料との接触による
温度上昇を低減し、プランジャーチップの熱膨張による
スリーブ内壁面とのカジリの発生を少なくできる。 (リ)プランジャーチップが、強度の大きい、耐熱性、
耐久性、耐衝撃性にすぐれたものとなり、本体あるいは
部分の交換が少なくすむ。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるプランジャーチップの平面図
【図2】 本発明によるプランジャーチップの正面図
【図3】 本発明によるプランジャーチップの断面図
【図4】 本発明によるプランジャーチップの実施の形
態を示した図
【図5】 実施例1の説明図
【図6】 実施例1の説明図
【図7】 実施例2の説明図
【図8】 実施例2の説明図
【図9】 実施例2の説明図
【図10】 従来例の説明図
【図11】 従来例の説明図
【図12】 従来例の説明図
【符号の説明】
1 プランジャーチップ 2 本体 2a 上面 2b 孔 3 パイプ 4 冷却水経路 5 蓋 6 さらボルト 7 空隙 31 成形材料 32 外筒部 33 内筒部 34 電磁誘導コイル 37 キャビティ 41 スリーブ 46 固定型 47 可動型
───────────────────────────────────────────────────── 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 H05B 6/10 311 H05B 6/10 311

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧成形機のプランジャーチップにおい
    て、プランジャーチップの本体内部に、少なくとも1か
    所の断熱層を設けることを特徴とするプランジャーチッ
    プ。
  2. 【請求項2】前記断熱層が、空隙であることを特徴とす
    る前記請求項1記載のプランジャーチップ。
  3. 【請求項3】成形材料をスリーブ内に供給し、プランジ
    ャーチップ本体内部に、少なくとも1か所に断熱層が設
    けられたプランジャーチップによって、加圧して製品キ
    ャビティ内に注入することを特徴とする加圧成形方法。
  4. 【請求項4】前記断熱層が、空隙であることを特徴とす
    る前記請求項3記載の加圧成形方法。
  5. 【請求項5】前記成形材料の各部位間の温度差を、±1
    0℃に制御して成形することを特徴とする前記請求項3
    または請求項4記載の加圧成形方法。
  6. 【請求項6】前記成形材料が、粒状組織をもつ半凝固ス
    ラリーを形成することを特徴とする前記請求項3ないし
    請求項5いずれか一記載の加圧成形方法。
  7. 【請求項7】前記成形材料の周囲に導電体を周方向に複
    数個配置し、導電体の外部の電磁誘導コイルにより磁場
    を形成し、成形材料を加熱または保温するとともに撹拌
    することを特徴とする前記請求項3ないし請求項6いず
    れか一記載の加圧成形方法。
  8. 【請求項8】前記成形材料の周囲に少なくとも一部に複
    数のスリットを有する導電体配置し、導電体の外部の電
    磁誘導コイルにより磁場を形成し、成形材料を加熱また
    は保温するとともに撹拌することを特徴とする前記請求
    項3ないし請求項6いずれか一記載の加圧成形方法。
  9. 【請求項9】前記電磁誘導コイルのコイルピッチの粗密
    を調整して、成形材料を加熱または保温するとともに撹
    拌することを特徴とする前記請求項7または請求項8記
    載の加圧成形方法。
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Cited By (3)

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CN104043805A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 科卢斯博知识产权有限公司 带有可移除的柱塞头的柱塞
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