JPH1015654A - Method for casting cast product - Google Patents

Method for casting cast product

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JPH1015654A
JPH1015654A JP18802796A JP18802796A JPH1015654A JP H1015654 A JPH1015654 A JP H1015654A JP 18802796 A JP18802796 A JP 18802796A JP 18802796 A JP18802796 A JP 18802796A JP H1015654 A JPH1015654 A JP H1015654A
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JP
Japan
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molten metal
casting
cavity
mold
pressurizing
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Application number
JP18802796A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Yamada
美廣 山田
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting method which can obtain a casting excellent in the casting precision without needing specially high toughness of a metallic mold and a casting machine, etc. SOLUTION: Molten metal 10 is filled into a cavity 5 formed in the metallic mold 1 under the atmosphere (casting process). After this casting process, the molten metal is solidified by pressing according to the degree of solidification of the molten metal in the cavity 5 of the metallic mold 1 (pressing process). In the pressing process, at the time of starting the solidification of the molten metal 10 near the surface of the cavity 5 in the metallic mold 1, the molten metal 10 is pressed at 2-5kg/cm<2> press, and at the time of starting the solidification of the molten metal in the cavity 5 forming a thick part of the casting in the condition of holding this state, the molten metal 10 is pressed at 10-25kg/cm<2> pressure. The press of the molten metal is executed by inserting piston rods 21, 22 in the pressing device 15 into a feeder head 14 of the molten metal 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ン等の製造に施用して良好な鋳物の鋳造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for casting a good casting which is applied to the manufacture of a piston for an internal combustion engine and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、効率を高めるために、シリンダ内
に燃料を直接噴射する形式の内燃機関が開発されてお
り、この内燃機関には、凹凸形状の頂面を有するピスト
ンが採用される。前記ピストンは頂面の凹凸形状を精度
よく鋳出すために、加圧鋳造法によって形成される。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to improve efficiency, an internal combustion engine of a type in which fuel is directly injected into a cylinder has been developed. In this internal combustion engine, a piston having an uneven top surface is employed. The piston is formed by a pressure casting method in order to accurately cast the uneven shape of the top surface.

【0003】前記加圧鋳造法は、例えば特開昭57−5
0266号公報に示されるように、鋳物のキャビティを
形成した金型内に大気圧以上の圧力で溶融金属(溶湯)
を充填し、その後、更に高圧力を加えて溶湯を加圧凝固
させることによって製品を得るようにしてある。
The above pressure casting method is disclosed in, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 0266, molten metal (molten metal) is placed in a mold having a cavity formed therein at a pressure higher than atmospheric pressure.
And then applying a higher pressure to solidify the molten metal under pressure to obtain a product.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
例にあっては、圧力を加えつつ溶湯を充填すると共に、
30kg/cm2 以上の高圧力で加圧するから、金型の
剛性を高くする必要があることはもとより、鋳造機全体
の剛性を高くする必要があり、鋳造機全体が大型化し、
高価となる虞がある。
However, in the above conventional example, the molten metal is filled while applying pressure,
Since pressure is applied at a high pressure of 30 kg / cm2 or more, not only the rigidity of the mold needs to be increased, but also the rigidity of the entire casting machine needs to be increased.
It may be expensive.

【0005】本発明は上記従来の実情に鑑みて案出され
たもので、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要
がなく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能な鋳造
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional circumstances, and does not require a particularly high rigidity of a mold, a casting machine, and the like, and a casting method capable of obtaining a casting with excellent casting accuracy. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明は、金型に形成したキャビティ内に溶湯を大気圧で
充填する鋳込工程と、この鋳込工程の後に、前記金型の
キャビティ内を溶湯の凝固の程度に応じて加圧して溶湯
を凝固させる加圧工程と、からなる構成にしてある。
Accordingly, the present invention is directed to a casting step of filling a cavity formed in a mold with a molten metal at atmospheric pressure, and, after the casting step, a step of filling the mold with the molten metal. A pressurizing step of pressurizing the inside of the cavity in accordance with the degree of solidification of the molten metal to solidify the molten metal.

【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明の構成のうち、前記溶湯の加圧工程が、前記金
型のキャビティ表面近傍の溶湯が凝固し始めた時、2〜
5kg/cm2 の圧力で加圧する第1段階と、その後、
鋳物の厚肉部分を形成するキャビティ内の溶湯が凝固し
始めた時、10〜25kg/cm2 の圧力で加圧する第
2段階と、からなる構成にしてある。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the step of pressurizing the molten metal is performed when the molten metal near the cavity surface of the mold starts to solidify.
A first stage of pressurizing at a pressure of 5 kg / cm2, and then
When the molten metal in the cavity forming the thick part of the casting starts to solidify, a second stage of applying a pressure of 10 to 25 kg / cm @ 2 is provided.

【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項1乃
至請求項2記載の発明の構成のうち、前記溶湯の加圧工
程が、溶湯の押湯に挿入されるピストンロッドによって
行われるようにしてある。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the step of pressurizing the molten metal is performed by a piston rod inserted into a riser of the molten metal. It is.

【0009】また、請求項4記載の発明は、請求項1乃
至請求項2記載の発明の構成のうち、前記溶湯の加圧工
程が、溶湯の押湯に作用する空気圧によって行われるよ
うにしてある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the invention, the step of pressurizing the molten metal is performed by air pressure acting on a riser of the molten metal. is there.

【0010】また、請求項5記載の発明は、請求項1乃
至請求項4記載の発明の構成のうち、前記キャビティを
形成した金型が、上型と、湯口を形成した下型とを有
し、前記上型が焼結金属材で形成された構成にしてあ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, the mold having the cavity has an upper mold and a lower mold having a gate. The upper die is made of a sintered metal material.

【0011】ここで、前記鋳込工程においては、金型に
形成したキャビティ内への溶湯(溶融金属)の充填は大
気圧の下で行われ、格別加圧されない。即ち、通常の所
謂重力鋳造の鋳造方案が採用され、キャビティ内に充填
された溶湯に与えられる力は、キャビティよりも上側に
位置する湯口内の溶湯に作用する重力よってのみ与えら
れる。
Here, in the casting step, the filling of the molten metal (molten metal) into the cavity formed in the mold is performed under atmospheric pressure, and no special pressurization is performed. That is, an ordinary so-called gravity casting method is adopted, and the force given to the molten metal filled in the cavity is given only by the gravity acting on the molten metal in the gate located above the cavity.

【0012】前記鋳込工程の後の加圧工程は、押湯に所
定の圧力を加えることによって行われるのを可とする。
尚、請求項4記載の発明において溶湯の中子を加圧する
空気は、大気のほか、各種の不活性ガス等を含むもので
ある。
The pressing step after the casting step can be performed by applying a predetermined pressure to the feeder.
In the invention described in claim 4, the air for pressurizing the core of the molten metal includes various inert gases and the like in addition to the atmosphere.

【0013】前記加圧工程の開始は、前記金型のキャビ
ティ表面近傍の溶湯が凝固し始めた時であり、この開始
時期はキャビティの表面近傍に極めて薄い凝固層が形成
されるか、或いは凝固層ができない所謂粥状凝固で、固
液共存相の状態が好ましく、具体的には、鋳込工程の終
了時からの経過時間(例えば鋳込工程の終了直後から5
秒程度の間)によって決定可能である。尚、請求項2記
載の発明において加圧工程を2段階にした場合の各段階
の加圧開始時期も同様であって、特に、第2段階の加圧
を開始するところの、鋳物の厚肉部分を形成するキャビ
ティ内の溶湯が凝固し始めた時は、このキャビティの表
面近傍に極めて薄い凝固層が形成されるか或いは固液共
存相の状態であり、これもまた基準時期からの経過時間
によって決定可能である。
The start of the pressurizing step is when the molten metal near the cavity surface of the mold has started to solidify, and the start timing is when an extremely thin solidified layer is formed near the cavity surface or the solidification occurs. It is a so-called porosity solidification in which a layer is not formed, and a state of a solid-liquid coexisting phase is preferable.
(On the order of seconds). The same applies to the pressurization start timing of each stage when the pressurization step is made into two stages in the invention according to the second aspect. When the molten metal in the cavity that forms the part begins to solidify, an extremely thin solidified layer is formed near the surface of the cavity or in a solid-liquid coexisting phase, which is also the time elapsed from the reference time. Can be determined by

【0014】また、前記加圧工程は、加圧開始の後、溶
湯の凝固の程度に応じて高い圧力で加圧される。尚、溶
湯の凝固の程度に応じた圧力とは、溶湯の凝固の程度に
応じて逓増する必要はなく、段階的に増加する圧力で加
圧可能である。
In the pressurizing step, after the pressurization is started, a high pressure is applied according to the degree of solidification of the molten metal. The pressure according to the degree of solidification of the molten metal does not need to be gradually increased according to the degree of solidification of the molten metal, and can be increased by a stepwise increasing pressure.

【0015】したがって、前記加圧工程が溶湯の凝固の
程度に応じた圧力で行われるから、即ち、溶湯の殆どが
液相の状態では比較的低い圧力で加圧されて、溶湯が高
い圧力で加圧される時には溶湯の一部は特に金型のキャ
ビティ表面近傍において凝固しているから、これによっ
て、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要がな
く、鋳造精度の優れた鋳物を得ることができる。
Therefore, since the pressurizing step is performed at a pressure corresponding to the degree of solidification of the molten metal, that is, when most of the molten metal is in a liquid phase, it is pressurized at a relatively low pressure, and the molten metal is pressurized at a high pressure. When pressurized, part of the molten metal is solidified particularly near the cavity surface of the mold, so that it is not necessary to increase the rigidity of the mold and the casting machine, etc. Obtainable.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を内燃
機関用ピストンの鋳造方法に適用した態様として、図面
に基づいて詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as embodiments applied to a method of casting a piston for an internal combustion engine.

【0017】図1は本発明の実施の形態を内燃機関用ピ
ストンの鋳造方法に適用するための装置を示す断面摸式
図、図2は図1のA−A線断面図である。図において1
は金型で、この金型1は上型2と、下型3と、中子4と
を有している。前記金型1内には鋳物粗材としての内燃
機関用ピストン(以下、ピストンと称す)のキャビティ
5が形成してある。6は前記上型2と下型3との間に配
置されたリング金型である。7はピストンのピン孔部分
を形成するピン中子で、このピン中子7はその先端が下
型3内からキャビティ5内に突出している。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an apparatus for applying an embodiment of the present invention to a method for casting a piston for an internal combustion engine, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 in the figure
Is a mold, and the mold 1 has an upper mold 2, a lower mold 3, and a core 4. In the mold 1, a cavity 5 of a piston for an internal combustion engine (hereinafter, referred to as a piston) as a casting material is formed. Reference numeral 6 denotes a ring mold disposed between the upper mold 2 and the lower mold 3. Reference numeral 7 denotes a pin core forming a pin hole portion of the piston, and the tip of the pin core 7 projects from the lower mold 3 into the cavity 5.

【0018】前記上型2は、ピストンの冠面部分を形成
するように賦形されており、耐熱性を有するステンレス
鋼やダイス鋼の粉体を用いて、直径が20μ程度の気孔
を有するポーラス状に焼結成形してある。尚、この実施
の形態において、前記上型2のキャビティ5を形成する
表面には、ケイ藻土質等の塗型は施されていない。
The upper die 2 is shaped so as to form a crown portion of a piston. The upper die 2 is made of a heat-resistant powder of stainless steel or die steel and has pores having a diameter of about 20 μm. It is sintered into a shape. In this embodiment, the surface of the upper mold 2 forming the cavity 5 is not coated with diatomaceous earth or the like.

【0019】前記下型3には、前記キャビティ5内に連
通する湯口8が形成してある。前記湯口8は、とりべ9
等から溶湯10を受ける漏斗状の湯だまり11と、この
湯だまり11に連通する縦湯口12と、この縦湯口12
とキャビティ5内とを連通する湯道13及び図外の堰か
ら構成してある。前記湯口8の湯だまり11は通常の重
力鋳造の場合と同様に、キャビティ5よりも上側に配置
してある。また、前記下型3内には、ピストン(鋳物)
の肉厚部分を形成するキャビティ5に臨んで、押湯14
が形成してある。
A gate 8 communicating with the cavity 5 is formed in the lower mold 3. The gate 8 is a ladle 9
Funnel-shaped pool 11 for receiving molten metal 10 from the like, a vertical gate 12 communicating with the pool 11, and a vertical gate 12
And a runner 13 communicating with the inside of the cavity 5 and a weir (not shown). The basin 11 of the gate 8 is disposed above the cavity 5 as in the case of ordinary gravity casting. Further, a piston (cast) is provided in the lower mold 3.
Facing the cavity 5 forming the thick part of the feeder 14
Is formed.

【0020】15は加圧装置である。この加圧装置15
は、架台16上に摺動可能に設けられたスライダ17
と、このスライダ17を摺動させる第1シリンダ装置1
8と、前記スライダ17に固定された第2シリンダ装置
19とを有している。
Reference numeral 15 denotes a pressurizing device. This pressurizing device 15
Is a slider 17 slidably provided on a gantry 16.
And the first cylinder device 1 for sliding the slider 17
8 and a second cylinder device 19 fixed to the slider 17.

【0021】前記第1シリンダ装置18は架台16上に
取付けられている。この第1シリンダ装置18は進退動
作可能なロッド20を備えており、このロッド20はス
ライダ17に連結してある。したがって、前記第1シリ
ンダ装置18はロッド20の進退動作でスライダ17を
移動可能である。
The first cylinder device 18 is mounted on a gantry 16. The first cylinder device 18 includes a rod 20 that can move forward and backward, and the rod 20 is connected to the slider 17. Therefore, the first cylinder device 18 can move the slider 17 by the reciprocating operation of the rod 20.

【0022】前記第2シリンダ装置19は、進退動作す
るロッド21及びこのロッド21を案内する案内筒22
を備えており、この案内筒22はロッド21を包蔵した
状態で金型1の側板23を貫通して、金型1内に延びて
いる。尚、前記ロッド21は第2シリンダ装置19に対
して進退動作可能であるが、前記案内筒22は第2シリ
ンダ装置に対して一体的に固定してある。
The second cylinder device 19 includes a rod 21 that moves forward and backward and a guide cylinder 22 that guides the rod 21.
The guide tube 22 extends through the side plate 23 of the mold 1 while enclosing the rod 21 and extends into the mold 1. The rod 21 can move forward and backward with respect to the second cylinder device 19, but the guide cylinder 22 is integrally fixed to the second cylinder device.

【0023】前記第2シリンダ装置19のロッド21及
び案内筒22は、常態にあっては、図2に示すようにそ
れらの先端21a,22aがキャビティ5内に充填され
る溶湯10の押湯14に臨んでおり、前記第1シリンダ
装置18及び第2シリンダ装置19が作動することによ
って溶湯10の押湯14に挿入可能である。したがっ
て、前記ロッド21及び案内筒22は溶湯10の押湯1
4に挿入されるピストンロッドとして機能することにな
る。
In the normal state, the rod 21 and the guide cylinder 22 of the second cylinder device 19 have their tips 21a, 22a at their ends 21a, 22a as shown in FIG. When the first cylinder device 18 and the second cylinder device 19 are operated, the molten metal 10 can be inserted into the feeder 14. Accordingly, the rod 21 and the guide cylinder 22 are used to hold the feeder 1 of the molten metal 10.
4 will function as a piston rod to be inserted.

【0024】斯かる構成の装置において、溶湯10がと
りべ9等から湯口8に注がれ、金型1のキャビティ5内
に充填される(鋳込工程)。前記キャビティ5内への溶
湯10の充填、即ち鋳込工程は、大気圧の下で行われ
る。したがって、キャビティ5内に充填された溶湯10
に与えられる力は、キャビティ5よりも上側に位置する
湯口8内の溶湯に作用する重力よってのみ与えられるこ
とになる。
In the apparatus having such a configuration, the molten metal 10 is poured into the gate 8 from the ladle 9 or the like, and is filled in the cavity 5 of the mold 1 (casting step). The filling of the molten metal 10 into the cavity 5, that is, the casting step is performed under atmospheric pressure. Therefore, the molten metal 10 filled in the cavity 5
Is applied only by gravity acting on the molten metal in the gate 8 located above the cavity 5.

【0025】次に、前記鋳込工程の後に、前記金型1の
キャビティ5内を溶湯の凝固の程度に応じて加圧して溶
湯を凝固させる(加圧工程)。この加圧工程はこの実施
の形態においてつぎの如くである。
Next, after the casting step, the inside of the cavity 5 of the mold 1 is pressurized according to the degree of solidification of the molten metal to solidify the molten metal (pressing step). This pressurizing step is as follows in this embodiment.

【0026】即ち、まず第1段階として、前記金型1の
キャビティ5表面近傍の溶湯10が凝固し始めた時、溶
湯10を2〜5kg/cm2 の圧力で加圧する。この第
1段階の加圧開始時期は、キャビティ5の表面近傍に極
めて薄い凝固層が形成されるか、或いは凝固層ができな
い所謂粥状凝固で、固液共存相の状態の時で、具体的に
は鋳込工程完了後から5秒程度の間に開始される。ま
た、第1段階の加圧は、加圧装置15の第1シリンダ装
置18を作動させ、スライダ17を第2シリンダ装置1
9と共に押圧し、第2シリンダ装置19のロッド21及
び案内筒22を溶湯10の押湯14に挿入して行われる
(図3参照)。この場合の加圧速度は、1cm/秒程度
の緩速度で行われる。
First, as a first step, when the molten metal 10 near the surface of the cavity 5 of the mold 1 starts to solidify, the molten metal 10 is pressurized at a pressure of 2 to 5 kg / cm 2. The first stage pressurization start time is a time when a very thin solidified layer is formed in the vicinity of the surface of the cavity 5 or a so-called porridge solidification in which a solidified layer cannot be formed, in a state of a solid-liquid coexisting phase. Is started about 5 seconds after the completion of the casting step. In the first stage pressurization, the first cylinder device 18 of the pressurizing device 15 is operated, and the slider 17 is moved to the second cylinder device 1.
9, the rod 21 and the guide cylinder 22 of the second cylinder device 19 are inserted into the riser 14 of the molten metal 10 (see FIG. 3). The pressurizing speed in this case is a slow speed of about 1 cm / sec.

【0027】次に、第2段階として、前記第1段階の加
圧状態を保持した状態で、ピストン(鋳物)の厚肉部分
を形成するキャビティ5内の溶湯が凝固し始めた時、溶
湯10を10〜25kg/cm2 の圧力で加圧する。こ
の第2段階の加圧開始時期は、ピストン(鋳物)の厚肉
部分を形成するキャビティ5の表面近傍に極めて薄い凝
固層が形成されるか、或いは凝固層ができない所謂粥状
凝固で、固液共存相の状態の時で、具体的には第1段階
の加圧の後10秒程度の間に開始される。また、第2段
階の加圧は、加圧装置15の第2シリンダ装置19を作
動させ、この第2シリンダ装置19のロッド21を溶湯
10の押湯14に挿入して行われる(図4参照)。この
場合の加圧速度は、第1段階の加圧速度と同じか或いは
これよりも早い速度で行われる。
Next, as a second stage, when the molten metal in the cavity 5 forming the thick part of the piston (casting) starts to solidify while maintaining the pressurized state of the first stage, the molten metal 10 At a pressure of 10 to 25 kg / cm @ 2. The pressurization start time in the second stage is a so-called porosity solidification in which an extremely thin solidified layer is formed in the vicinity of the surface of the cavity 5 forming the thick part of the piston (casting) or the solidified layer is not formed. In the state of the liquid coexistence phase, specifically, it is started within about 10 seconds after the first stage pressurization. The second stage pressurization is performed by operating the second cylinder device 19 of the pressurizing device 15 and inserting the rod 21 of the second cylinder device 19 into the feeder 14 of the molten metal 10 (see FIG. 4). ). The pressurizing speed in this case is the same as or faster than the pressurizing speed in the first stage.

【0028】この場合に、前記押湯14は、従来からの
鋳造方案が教えるところによって、キャビティ5内の溶
湯10が凝固するときの収縮によってピストン(製品)
に空洞が生ずることを防止するために設けられている。
したがって、前記押湯14は、空洞の発生しやすいとこ
ろ、即ちピストン(鋳物)の肉厚部分を形成するキャビ
ティ5に臨んで設けられており、この押湯14は鋳物の
キャビティ5内よりも後に凝固するから、この押湯14
内に挿入されるピストンロッド、即ちロッド21及び案
内筒22によってキャビティ5内の溶湯10が効果的に
加圧されるのである。
In this case, according to the teachings of the conventional casting method, the feeder 14 is made to have a piston (product) by contraction when the molten metal 10 in the cavity 5 solidifies.
Is provided in order to prevent a cavity from being formed.
Therefore, the feeder 14 is provided facing a place where a cavity is likely to occur, that is, the cavity 5 forming the thick part of the piston (casting), and the feeder 14 is provided later than in the cavity 5 of the casting. Because it solidifies, this 14
The molten metal 10 in the cavity 5 is effectively pressurized by the piston rod, ie, the rod 21 and the guide cylinder 22 inserted therein.

【0029】尚、前記鋳込工程及び加圧工程において、
キャビティ5内の空気の一部または全部は、ポーラス状
に形成された上型2の気孔から排出される。
In the casting step and the pressing step,
Part or all of the air in the cavity 5 is discharged from the pores of the upper mold 2 formed in a porous shape.

【0030】したがって、前記加圧工程が溶湯10の凝
固に応じた圧力で行われるから、即ち、溶湯10の殆ど
が液相の状態では比較的低い圧力で加圧されて、溶湯1
0が高い圧力で加圧される時には溶湯10の一部は特に
金型1のキャビティ5の表面近傍において凝固している
から、これによって、金型10及び鋳造機等の剛性を格
別高くする必要がなく、鋳造精度の優れた鋳物を得るこ
とができる。
Therefore, the pressurizing step is performed at a pressure corresponding to the solidification of the molten metal 10, that is, when the molten metal 10 is mostly in a liquid phase, it is pressurized at a relatively low pressure, and
When 0 is pressurized with a high pressure, a part of the molten metal 10 is solidified particularly in the vicinity of the surface of the cavity 5 of the mold 1, so that the rigidity of the mold 10 and the casting machine needs to be particularly high. And a casting with excellent casting accuracy can be obtained.

【0031】また、前記上型2を焼結金属材料で形成し
たことにより、鋳込工程及び加圧工程においてキャビテ
ィ5内の空気が上型2の気孔から排出可能であるから、
ブローホール等の鋳造欠陥を生じることを未然に防止で
きると共に、前記上型2による賦形の精度、即ちピスト
ンの冠面形状の精度が高い鋳物を得ることができる。加
えて、前記上型2には塗型を用いないから、塗の厚さの
ばらつきによる形状精度のばらつきも有利に回避でき
る。
Further, since the upper mold 2 is formed of a sintered metal material, air in the cavity 5 can be discharged from the pores of the upper mold 2 in the casting step and the pressurizing step.
It is possible to prevent a casting defect such as a blow hole from occurring, and to obtain a casting with high accuracy of shaping by the upper die 2, that is, high accuracy of the crown shape of the piston. In addition, since a coating die is not used for the upper mold 2, variation in shape accuracy due to variation in coating thickness can be advantageously avoided.

【0032】図5及び図6は本発明の別の実施の形態を
適用する装置の図面で、この実施の形態が前記実施の形
態と変わるところは、溶湯の加圧工程を溶湯の押湯に作
用する空気圧によって行うようにした点である。尚、説
明にあたり、前記実施の形態と同一構成部分には同一符
号を付し、その重複する説明を省略する。
FIGS. 5 and 6 are drawings of an apparatus to which another embodiment of the present invention is applied. This embodiment is different from the above-described embodiment in that a step of pressurizing the molten metal is performed by using a riser of the molten metal. The point is that the air pressure is applied. In the description, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

【0033】即ち、本発明を適用するための装置は、溶
湯10の押湯14を対称位置に2箇所設け、この押湯1
4の上部に中空状の空気導入中子31を設けてある。こ
の空気導入中子31は上型2の外周に設けたリング中子
32に取付けられ(図6参照)、その上端を平板状のア
ダプタ33に固定してある。尚、34は押湯14を設け
るための押湯中子である。
That is, in the apparatus for applying the present invention, the feeder 14 of the molten metal 10 is provided at two symmetrical positions,
A hollow air-introduction core 31 is provided on the upper part of the tube 4. The air introducing core 31 is attached to a ring core 32 provided on the outer periphery of the upper die 2 (see FIG. 6), and the upper end thereof is fixed to a flat adapter 33. Reference numeral 34 denotes a feeder core for providing the feeder 14.

【0034】前記アダプタ33には空気導入中子32の
中空部に臨み、カプラ35がねじ込み固定してある。前
記カプラ35には配管36が連結されており、この配管
36は図外の圧縮機に連通している。また、前記配管3
6の途中にはバルブ37が設けてある。
A coupler 35 is screwed and fixed to the adapter 33 so as to face the hollow portion of the air introducing core 32. A pipe 36 is connected to the coupler 35, and the pipe 36 communicates with a compressor (not shown). In addition, the pipe 3
A valve 37 is provided in the middle of 6.

【0035】斯かる構成によれば、金型1のキャビティ
5内に溶湯10が充填される鋳込工程は前記実施の形態
と同様であり、大気圧の下で、図外の湯口から充填され
る。次に、前記鋳込工程の後、配管36の途中に設けた
バルブ37を所定量開いて図外の圧縮機から空気を空気
導入中子31の中空内部に導き、押湯14の上面を加圧
して溶湯10を凝固させる(加圧工程)。この場合も、
前記実施の形態と同様に、溶湯10を2〜5kg/cm
2 で加圧する第1段階と、10〜25kg/cm2 で加
圧する第2段階を以て加圧される。
According to such a configuration, the casting process in which the molten metal 10 is filled in the cavity 5 of the mold 1 is the same as in the above-described embodiment, and is filled from a gate (not shown) under atmospheric pressure. You. Next, after the casting step, the valve 37 provided in the middle of the pipe 36 is opened by a predetermined amount to guide air from a compressor (not shown) into the hollow inside of the air introducing core 31, and the upper surface of the feeder 14 is added. The molten metal 10 is solidified by pressing (pressurizing step). Again,
In the same manner as in the above embodiment, the molten metal 10 is supplied at 2 to 5 kg / cm.
2 and a second step of applying a pressure of 10 to 25 kg / cm @ 2.

【0036】したがって、この実施の形態においては、
前記実施の形態で述べたと同様の作用効果が得られるの
に加え、溶湯10を加圧するに際して、シリンダ装置等
の機械的に摺動する部分がないから、耐久性に優れ、保
守が容易な鋳造機とすることができる。
Therefore, in this embodiment,
In addition to providing the same functions and effects as described in the above embodiment, there is no mechanically sliding part such as a cylinder device when the molten metal 10 is pressurized, so that the casting is excellent in durability and easy to maintain. Machine.

【0037】以上、実施の形態を図面に基づいて説明し
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
Although the embodiment has been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and can be changed without departing from the spirit of the invention.

【0038】例えば、図1及び図2に示す実施の形態に
おいて、第1シリンダ装置18及び第2シリンダ装置1
9を用いて溶湯10を加圧するようにしたが、シリンダ
装置を1個として、このシリンダ装置のロッドを押湯1
4内に進退動作させるようにしてもよい。
For example, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the first cylinder device 18 and the second cylinder device 1
Although the molten metal 10 is pressurized by using the cylinder 9, the rod of this cylinder device is connected to the feeder 1 by using one cylinder device.
4 may be moved forward and backward.

【0039】また、図5及び図6に示す実施の形態にお
いて、溶湯10の押湯14を対称位置に2箇所設けた
が、押湯14を1箇所に設ける構成としてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the feeder 14 of the molten metal 10 is provided at two symmetrical positions, but the feeder 14 may be provided at one position.

【0040】また、キャビティ5内の溶湯10を2段階
で加圧する実施の形態について述べたが、溶湯の凝固に
応じて連続的に増圧してもよい。
Although the embodiment in which the molten metal 10 in the cavity 5 is pressurized in two stages has been described, the pressure may be continuously increased in accordance with the solidification of the molten metal.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要が
なく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能な鋳造方
法が得られる。
As described above in detail, according to the present invention, there is no need to particularly increase the rigidity of a mold and a casting machine, and a casting method capable of obtaining a casting with excellent casting accuracy. Is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を内燃機関用ピストンの鋳
造方法に適用するための装置を示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an apparatus for applying an embodiment of the present invention to a method for casting a piston for an internal combustion engine.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】加圧装置で第1段階の加圧をした状態を示す図
面である。
FIG. 3 is a view showing a state where a first-stage pressurization is performed by a pressurizing device.

【図4】加圧装置で第2段階の加圧をした状態を示す図
面である。
FIG. 4 is a view showing a state where a second-stage pressurization is performed by a pressurizing device.

【図5】本発明の別の実施例を示す図2と同様の図面で
ある。
FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the present invention.

【図6】空気導入中子を取付けた状態のリング中子の平
面図である。
FIG. 6 is a plan view of the ring core with the air introduction core attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金型 2 上型 3 下型 5 キャビティ 10 溶湯 14 押湯 21 ロッド(ピストンロッド) 22 案内筒(ピストンロッド) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die 2 Upper mold 3 Lower mold 5 Cavity 10 Melt 14 Feeder 21 Rod (piston rod) 22 Guide cylinder (piston rod)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金型に形成したキャビティ内に溶湯を大
気圧で充填する鋳込工程と、該鋳込工程後に、前記金型
のキャビティ内を溶湯の凝固の程度に応じて加圧して溶
湯を凝固させる加圧工程と、からなることを特徴とする
鋳物の鋳造方法。
1. A casting step of filling a cavity formed in a mold with a molten metal at atmospheric pressure, and after the casting step, pressurizing the cavity of the mold according to the degree of solidification of the molten metal. And a pressurizing step for solidifying the casting.
【請求項2】 前記溶湯の加圧工程は、前記金型のキャ
ビティ表面近傍の溶湯が凝固し始めた時、2〜5kg/
cm2 の圧力で加圧する第1段階と、その後、鋳物の厚
肉部分を形成するキャビティ内の溶湯が凝固し始めた
時、10〜25kg/cm2 の圧力で加圧する第2段階
とからなることを特徴とする、請求項1記載の鋳物の鋳
造方法。
2. The step of pressurizing the molten metal, wherein when the molten metal near the cavity surface of the mold starts to solidify, 2-5 kg /
a first stage of pressurizing at a pressure of 10 cm2 / cm2 and a second stage of pressing at a pressure of 10 to 25 kg / cm2 when the molten metal in the cavity forming the thick part of the casting starts to solidify. The method for casting a casting according to claim 1, wherein the casting is characterized in that:
【請求項3】 前記溶湯の加圧工程は、前記溶湯の押湯
に挿入されるピストンロッドによって行われることを特
徴とする、請求項1乃至請求項2記載の鋳物の鋳造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of pressurizing the molten metal is performed by a piston rod inserted into a riser of the molten metal.
【請求項4】 前記溶湯の加圧工程は、前記溶湯の押湯
に作用する空気圧によって行われることを特徴とする、
請求項1乃至請求項2記載の鋳物の鋳造方法。
4. The step of pressurizing the molten metal is performed by air pressure acting on a riser of the molten metal.
The method for casting a casting according to claim 1.
【請求項5】 前記キャビティを形成した金型が、上型
と、湯口を形成した下型とを有し、前記上型が焼結金属
材で形成されてなることを特徴とする、請求項1乃至請
求項4記載の鋳物の鋳造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the mold having the cavity includes an upper mold and a lower mold having a gate, and the upper mold is formed of a sintered metal material. The method for casting a casting according to any one of claims 1 to 4.
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