JPH1157985A - 金型温度制御装置 - Google Patents

金型温度制御装置

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JPH1157985A
JPH1157985A JP21934297A JP21934297A JPH1157985A JP H1157985 A JPH1157985 A JP H1157985A JP 21934297 A JP21934297 A JP 21934297A JP 21934297 A JP21934297 A JP 21934297A JP H1157985 A JPH1157985 A JP H1157985A
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JP
Japan
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mold
combustion gas
temperature
temp
die
Prior art date
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Pending
Application number
JP21934297A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyoshi Matsuoka
信良 松岡
Naoki Sugio
直樹 杉尾
Kazuo Hashimoto
和夫 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1157985A publication Critical patent/JPH1157985A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造サイクル中のトラブル等による金型温度
の降下を防ぎ、均質な製品を得る。 【解決手段】 金型内に注湯された溶湯を強制冷却して
鋳物を製造するための金型温度制御装置において、金型
内に設けた複数の冷却通路と、この冷却通路に冷却水と
圧縮空気を選択的に供給する開閉手段と、金型を加熱す
るバーナーと、バーナーに燃焼ガスを供給する燃焼ガス
開閉手段と、金型の代表温度を検出する温度センサと、
注湯前の金型代表温度が所定温度になるように燃焼ガス
開閉手段を制御し、金型内の冷却通路に冷却水と圧縮空
気を供給する開閉手段をプログラム的に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重力鋳造法等の金
型鋳造装置の金型温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金型鋳造は、冷却能の高い鋳型を使用す
るため溶湯の凝固速度が大きくなり、結晶粒の細かい緻
密な鋳物を造ることができる反面、凝固部に対する未凝
固部からの溶湯の補給が困難になり、ひけ巣が発生しや
すいという特徴を持つ。従って未凝固部から凝固部への
溶湯の補給を行いやすくするよう凝固の指向性を得るこ
とが高品質な鋳物をつくるために不可欠である。このた
め、従来から金型内のキャビティに充填された溶湯が、
その凝固特性に基づいて凝固するまで金型の温度を制御
する種々の手法が提案されている。
【0003】例えば、特公平4−26935号公報で
は、溶湯をキャビティに充填した後、金型の型温度を所
定時間毎に検出し、予め設定された金型の型開き温度に
至る基準型温度冷却曲線から、前記検出された型温度の
検出時に対応する基準型温度を求め、当該検出された型
温度と前記基準温度との温度差に基づいて冷却水の水量
を選択し、冷却水を金型に供給して前記金型温度を前記
基準型温度冷却曲線に沿って金型の型開き温度まで冷却
する技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、例えば鋳造サイクル中のトラブルにより鋳造機
が停止した場合や、作業者の小休憩のため鋳造作業の中
断が発生した場合には、金型の温度が降下し、再び鋳造
を開始するときに、注湯開始時の金型温度が、管理され
るべき初期金型温度になっておらず、そのため注湯開始
時の金型温度を管理されるべき初期金型温度に昇温する
ため1〜2回の捨て打ちを行う必要があった。
【0005】また、複雑形状の製品を鋳造する場合に
は、製品の肉厚に応じた温度分布を金型に形成するた
め、複数箇所の金型温度制御が必要となるが、公知例に
示すように温度センサの情報に基づいて金型温度制御を
行う場合は、制御対象箇所毎に温度センサを設置し、温
度制御しなければならないため、複数の温度センサの保
守および取付位置管理が問題となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金型内に注湯
された溶湯を強制冷却して鋳物を製造するための金型温
度制御装置において、金型内に設けた複数の冷却通路
と、この冷却通路に冷却水と圧縮空気を選択的に供給す
る開閉手段と、金型を加熱するバーナーと、バーナーに
燃焼ガスを供給する燃焼ガス開閉手段と、金型の代表温
度を検出する温度センサと、注湯前の金型代表温度が所
定温度になるように燃焼ガス開閉手段を制御し、金型内
の冷却通路に冷却水と圧縮空気を供給する開閉手段をプ
ログラム的に制御する制御装置とを有することを特徴と
している。また本発明は好ましくは、燃焼ガス開閉手段
に、常用燃焼ガス開閉弁と金型代表温度が所定温度より
低いとき作用させる急加熱用燃焼ガス開閉弁を備えてい
ると良い。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図を参照に説明する。第1
図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。上金型1aの冷却通路2a、2b、2cおよび下金
型1bの冷却通路2d、2e,2fはキャビティ10内
に注湯された溶湯の凝固の指向性を適正に保つよう配置
されたもので、それぞれ独立して供給管3a〜3fおよ
び排出管4a〜4f(4aのみ図示)に接続する。そし
て、上記供給管3a〜3fにはそれぞれ制御装置20に
より開閉操作される冷却水開閉弁5a〜5fを介して冷
却水源30が接続されているとともに、同じく制御装置
20により開閉操作される空気開閉弁6a〜6fを介し
て圧縮空気源31が接続されている。また上記排出管4
a〜4fには、上記冷却水開閉弁5a〜5fを選択して
いる時は、冷却水を排水し、また空気開閉弁6a〜6f
が選択されている時はエアーを排気するよう、制御装置
20により開閉動作する3ポート電磁弁7a〜7f(7
aのみ図示)を接続する。
【0008】一方、上金型1aと下金型1bの背面に
は、それぞれ上金型用加熱用バーナー12aと下金型用
加熱用バーナー12bを配設し、それぞれ燃焼ガス供給
管14a、14bおよび制御装置20により開閉操作さ
れる常用燃焼ガス開閉弁15a、15bおよび急加熱用
燃焼ガス開閉弁16a、16bを介して燃焼ガス源32
に接続するとともに、上金型1aと下金型1bには例え
ば熱電対のような温度センサ13a、13bを、金型の
代表点温度を測定するように配し、制御装置20に接続
する。
【0009】次に上記のように構成された金型温度制御
装置による金型の温度制御方法を説明する。これは、金
型に溶湯を注湯開始する時の金型温度が所定温度であれ
ば、フィードバック等の金型温度をもとにした制御では
なく、製品毎に設定したプログラム制御で行った方が、
金型を望ましい温度勾配で安定して冷却でき、良好な鋳
造が可能となることに着目したものである。まず、制御
装置20は鋳造機稼動中は常に、常用燃焼ガス開閉弁1
5a、15bを作動させ、上金型用加熱用バーナー12
aと下金型用加熱用バーナー12bに燃焼ガス源32か
ら常用燃焼ガス開閉弁15a、15bを介して供給され
る燃焼ガスにより、上金型1aおよび下金型1bを加熱
する。この時、常用燃焼ガス開閉弁15a、15bを通
過するガス流量は、連続したサイクルで鋳造機を稼動さ
せた時の金型温度パターンがほぼ一定で、初期金型温度
すなわち金型に溶湯を注湯開始する時の金型の温度が、
製品毎に予め設定された温度になるように調整してお
く。
【0010】制御装置20は、上金型1aの温度を温度
センサ13aで検出し、もし上金型1aの温度が前記初
期金型温度より低いときは、急加熱用燃焼ガス開閉弁1
6aを開き、上金型用加熱用バーナー12aの火力をあ
げ、上金型1aの温度が前記初期金型温度に到達するよ
うに制御する。制御方法は周知の定置制御方法をとるこ
とができる。この結果、鋳造サイクル中のトラブルによ
り鋳造機が停止した場合や、作業者の小休憩のため鋳造
作業の中断が発生した場合でも、上金型1aの注湯開始
時の金型温度は前記初期金型温度になるように制御され
る。同様に制御装置20は、温度センサ13bおよび急
加熱用燃焼ガス開閉弁16bにより、下金型1bの注湯
開始時の金型温度を、常に前記初期金型温度に制御す
る。
【0011】そして、実際の鋳造においては、制御装置
20は、先ず、鋳造機が型締めを行うとともに、空気開
閉弁6a〜6fを開き、圧縮空気を供給管3a〜3fを
通して冷却通路2a〜2fに供給することにより管路内
の清掃を行う。この時、圧縮空気は、排出管4a〜4f
を通して、3ポート電磁弁7a〜7fをエアー排気側に
選択することにより外部に排出される。そして、鋳造機
の注湯開始とともに空気開閉弁6a〜6fを閉じ圧縮空
気の供給を停止する。
【0012】次に、注湯が完了したら、制御装置20
は、冷却水開閉弁5a〜5fを、それぞれ予め決めた時
間分だけ遅らせるか、または注湯完了直後に開き、冷却
水を供給管3a〜3fを通して、冷却通路2a〜2fに
供給することにより上金型1aおよび下金型1bの強制
冷却を開始する。なおこの時、冷却水は、排出管4a〜
4fを通して前記冷却水開閉弁5a〜5fに連動した3
ポート電磁弁7a〜7fの排水側から排出される。
【0013】次に、制御装置20は、上記冷却水開閉弁
5a〜5f毎に、予め決められた時間が経過した順に、
上記冷却水開閉弁5a〜5fを閉じるとともに、対応し
た空気開閉弁6a〜6fを開き、圧縮空気を供給管3a
〜3fを通して冷却通路2a〜2fに供給することによ
り管路内の錆の原因となる残存冷却水を排出する。な
お、各冷却水開閉弁の開時間は、金型各部から奪う熱容
量を、凝固シミュレーション等により確認して決定すれ
ばよい。
【0014】そして、キャビティ内の溶湯が完全に凝固
したと思われる時間経過したら、空気開閉弁6a〜6f
を全て閉じる。この時鋳造機は型開きを行い、金型から
製品を取り出す。以降の鋳造工程は以上の手順を繰り返
す。なお、前記では常用燃焼ガスを常時供給するとして
説明したが、金型構造、溶湯温度、初期金型温度の設定
値によっては常用燃焼ガス開閉弁は通常閉状態にしてお
き、急加熱用燃焼ガス開閉弁のみを必要に合わせて制御
してもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上金型
と下金型にそれぞれ金型用加熱用バーナーを設け、燃焼
ガス開閉弁を制御し、注湯開始時の金型の温度が常に一
定になるよう制御し、金型に形成した複数の冷却通路に
予め決められた時間、冷却水と加圧空気を選択的に供給
することにより、金型内に任意の温度勾配を形成し、キ
ャビティ内の溶湯を凝固させて鋳物を製造する金型温度
制御装置であるから、鋳造機が停止する等鋳造サイクル
の変動というトラブルに対しても、注湯開始時の温度を
ほぼ一定にして鋳造を繰り返すことができ、均質な製品
を得ることができる。
【0016】また、温度センサは上金型と下金型の代表
温度を検出するだけでよく、金型冷却制御用に複数箇所
に取り付ける必要がないので、温度センサの保守管理お
よび取付位置の調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての金型の温度制御装置
の全体構成図。
【符号の説明】
1a 上金型 1b 下金型 2a〜2f 冷却通路 5a〜5f 冷却水開閉弁 6a〜6f 空気開閉弁 12 金型用加熱用バーナー 13 温度センサ 15 常用燃焼ガス開閉弁 16 急加熱用燃焼ガス開閉弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型内に注湯された溶湯を強制冷却して
    鋳物を製造するための金型温度制御装置において、 金型内に設けた複数の冷却通路と、この冷却通路に冷却
    水と圧縮空気を選択的に供給する開閉手段と、 金型を加熱するバーナーと、バーナーに燃焼ガスを供給
    する燃焼ガス開閉手段と、 金型の代表温度を検出する温度センサと、 注湯前の金型代表温度が所定温度になるように燃焼ガス
    開閉手段を制御し、金型内の冷却通路に冷却水と圧縮空
    気を供給する開閉手段をプログラム的に制御する制御装
    置とを有することを特徴とする金型温度制御装置。
  2. 【請求項2】 燃焼ガス開閉手段は、常用燃焼ガス開閉
    弁と金型代表温度が所定温度より低いとき作用させる急
    加熱用燃焼ガス開閉弁を備えている請求項1に記載の金
    型温度制御装置。
JP21934297A 1997-08-14 1997-08-14 金型温度制御装置 Pending JPH1157985A (ja)

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JP21934297A JPH1157985A (ja) 1997-08-14 1997-08-14 金型温度制御装置

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JP21934297A JPH1157985A (ja) 1997-08-14 1997-08-14 金型温度制御装置

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JP21934297A Pending JPH1157985A (ja) 1997-08-14 1997-08-14 金型温度制御装置

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008149335A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Honda Motor Co Ltd 金型温度制御方法
KR100939709B1 (ko) 2001-10-31 2010-02-01 가부시키가이샤 아레스티 주조용 금형의 냉각장치
US8293164B2 (en) 2007-06-20 2012-10-23 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Molding die and control method thereof
JP2014502215A (ja) * 2010-11-24 2014-01-30 インダストリアル フリゴ エス.アール.エル. 金型のための一体化した余熱および冷却システム
CN108044084A (zh) * 2018-01-16 2018-05-18 福建亚亨机械股份有限公司 汇流排自动化成型设备中高度自动调节的加热机构
KR102131382B1 (ko) * 2019-04-05 2020-07-08 김인연 주조용 샌드 코어 성형 장치 및 주조용 샌드 코어 성형 방법
CN112974764A (zh) * 2021-02-07 2021-06-18 深圳市新联兴精密压铸有限公司 一种耐用型手机中板成型模具

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