JPS59500167A - アルミニウムをベ−スとする部材の冷剛鋳型による鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アルミニウムをベースとする 部材の冷剛鋳型による鋳造法 本発現は冶金学分野の鋳造部門に係り、より特定的には冷渕鋳型（ｃｏｑｕｉｌ ｌｅ　）内での金属の滞留時間を量適化して行うアルミニウム全ペースとする部 材の冷、１ｌ１１鋳型による鋳造法罠係る。

アルミニウムとその合金との種々の底形技術の中、所定形状を有する閉鎖された 金属鋳型（ｃｏａｕｉｌｌａ　）内に浴滋会ｍＶ鋳込み、熱の一部を大気中に排 除しながらこの金属を特定時間放置して凝固させ１次いで前記鋳型を開放して成 形された部材？取出し、最後に該鋳型を再び鋳造作業を行い得る状態にした後閉 鎖する技術は当業者に良く知られているっこの技術では、前述の操作７行う都度 鋳型内知金莫乞滞留させておくべき世間を正確罠把握しなければならないという 問題が鋳造工に課せらｎる。実際、最大の効果ケ得ようとすれば１部材が適切な 凝固状１：（到達した時点より成る程度遅れて喘型乞開放てると装置の生型能力 が減退するであろうし、逆′／′Ｃ澗型ア早く開放し￥さ゛ると部材が未だ完全 に凝固していたいつ・又は少なくとも十分な熱的及び栽誠的安定性乞得ていない ことになり得、その場合は部材の廃棄もやむ？得ないような欠陥が生じるであろ うことを知らていなければならない。

従って金属が鋳型内に滞留すべき時間は、鋳造を正しく活用する上での重要な条 件と言えよう〇 確かＫこの時間は、使用する鋳型のタイプと、その裏張ジと、彊型冷却法即ち自 然冷却又は強制冷却のいずれかと、Ｊ込み合金の組成及び温度とに依存するが、 これら遣々の、ｏラメータが決まってしまうと、部材の運洸梼造疋使用し得る量 適の鋳型内金属滞留時間の決定法の発見が重要であると思われ、この方法は、何 らかの補正手段によシあるパラメータが変化させられている装置にも適用可能で ある。

先行反術の方法の大部分は一定した滞留時間を取入れることによりこの問題ｔ− 解決しようというものであった。この滞留ｓｐ　１４ｊＩは勿論早すぎる型抜き （ｄｅｍｏｕｌａｇ＝　）に起因する事故を完全て回避すべく計算されてはいる がｊめで大まかである。実際疋はニジ沢されフζ時間て合わせて調整されたタイ マー全涛込み開始時て渇海さゼるだはでよい。このような方法は鋳型の温度変化 子考互していないという重大な欠点を有する。実際、一連の部材の涛造上開始す る場合、置型は褐込み時点では比較的低い＠Ｔ子有しているが、讐造作業の都度 金１によってもたらさ九７ヒ拠の一部と保持するため、新たに鋳込みを行う毎に 鋳型の温度がミ斬増しやがて平衡値に達する。この場合鋳型は定格状態にあると 言う。同様に、故意又は偶発的な一時的停止が、起き孔と涜呈の温度ｖ″：、： 、降下の後再び平衡値ｆ達する頌同がある。

一定の滞留時間を用いる方法では１荊述の如き変゛ヒう鳴１されず、その渭果部 材の冷却条件と凝１条件とがヒ、シ：てなり、従って得られた部材の品質に大き な不均一性が生じろ。

この他に、型抜き温度に基づいて最適滞留群間を決定する方法がある。この場合 は充填後鋳型の温度が部材取出し用の特定温度垣を下回るまで降下するのを待つ 。

また、前述の２つの考えを組合せる方法、即ち充填時において鋳型の温度が窄゛ 芝していない間は滞留時間を一定にする考えに従い、鋳型が定格状方におかれた ら型抜き温度を規進とする考えに従う方法もある。

この１袋の方法シま鋳込み暗闘を減少イしめ、且つ定格状態への設定も減る１度 促進するが、金属３込み開始ユ点、′（おシャる鋳型の初期温度の変化と、１シ 〕捉固基間とを完全′こ）工考窓していない。

このような理由り）ら、Ｘ出願人は、前述の先行技術の方法ではこの変化が正確 には考息されておらず従って品スと生デ性とて関する最適条件が実現されないと いう確認の下に、アルミニウムをベースとする部材を冷凱１鋳型内で鋳造する方 法を研究し開発した。二の方法は冷、削鋳型内に溶層金属を鋳込み、この金属が 凝固するよう全体を冷却し、次いで鋳型を開放して鋳造される方法であって、冷 剛壊型内での金属滞留時間が鋳込み開始時点での塙型＠度に関連していることを 特徴とする。

即ち本発明の方法は先行技術による方法中の成るものと同根に、一定した滞留時 間という観念から離れ温度の観念に近づいている。しかし乍らこの場合の温度は 鋳型の初期温度、即ち鋳込み開始時の温度であって、型抜きの温度ではない。但 しこの型抜き温度も本発明の方法の＄定住用条件には含まれる。

鋳型の初期温度を考窯に入れると実際の凝固時間がより良く把損される。何故た ち、実際、低温の鋳型内に鋳込めば腿固時間が高温の済〒１に鋳込む場合より短 縮されるであろうことは明白だからである、従って初期温度を基ｊとすれば、凝 固を１果にするの又必要な時間をより正ｌｃ測定することができ、従って冷剛澗 型内での今羽−Ｍ留時間を最適であるよう決定し得る。

また、初期温度と１固時間との間（（存在する開票を明らかにする必要もある。

この関係は以下の如き実＞艮より１認した。

の中央に配置して、複数の試験片グループを鋳造した。別に２つの熱電対を鋳型 の甲追ぎ枠（ｃｈａｐｅｓ　）中、試捩片甲大部のレベルと内部瞳面から２　ｆ Ｌ　ｅれ定部位とに配置しておいた。その結果鋳〒の初期温度と凝固時間とを同 時ンて記念することができた。凝固は温度一時間曲泳の傾斜変化が認められる時 点で完了していた。しかし乍ら、押湯（ｍａｓｓａＬｏｔｔｅｓ　）　が部材を 支持し得る程十分な耐性を得るまで待つ必要があることρ・ら部材を凝固完了直 後には型抜きし得ないため、この凝固時間に補正係数を適用した。換言すれば間 層の滞留時開は凝固時間のに倍に等しい。ｋは合金の組成と成形される部材のタ イプとに応じ１乃至１．５の間の唾である。

前述の潰１１定を充填時の鋳型温度を様々に変えて行った。こｎ又は１みとを際 々に変えながら、例えば空気又は水の循環による強制釣冷即芸這などヤスえた刃 型疋関しても５大して１うい得た。

このようパ（シて温度と溜１時ｉ聞との間７）相互、詞係を示す表が得られる。

従って：Ａ造りｎ＋が全でわかっていれば、刃型り）３η期温度を記録し、次い でこ几らの衰を３照する疋・汀で、ｔう−帯留時間を知ることができる。

従って不発明の方法は、冷則鋳型内における金属滞留時間が、鋳込み開始時の鋳 型温度を測定し次いでこの測定値を予め作底しておいた温度一時間相互関係表て 照合することにより決定されることを特徴とする。

この方法は実際には一連の部材を得るのに必要な連羨的鋳造作業の全てに使用さ れる。しかし乍ら１作実開始時期又は鋳型には、鋳型の温度をできるだけ急速に 上昇させるようにしな（てはならない。

確かに、前述の最適化された方法はこの温度上昇期間を短縮せしめるが、比較的 冷い鋳型に対する１適滞音時間を適用すると、温度が徐々に降下する定路状態に ある鋳型と異なり、鋳型の温度が未だ上昇しつつある間７Ｃ型抜き時点が来ると いう事実から、この温度上昇は更に促進され得る。従って温度上昇を促進させた ければ、金工に・よりもたらされる鳥を全面的に回収するようにし、従って鋳型 温度が濃１名７Ｃ運した時点で初めて型抜きを行うようにしたげればならない。

従って不発明の方法は鋼込み開始時点での鋳型温度が比攻ヨ９低い作業開始又は 再開期間の間は鋳型温度が最高に達するまでゑ適滞留時間を延長することをも特 徴とする。

更に、鋳造作業を何回か連続的に繰返すと鋳型が漸次加熱されて行き、その結果 凝固時間が長くなり、従って部材の９賊的性質が低下する。鋳型の温度は次の２ つの方法、即ち鋳込み後の澗型茅鎖時間を延長するか、又は温度が使用する合金 の言類に応じた限界値より下に下がらない限Ｆ？型抜き後ｇ〕鋳皇閉鎖を禁止す ることによって制限し得る。

このような方法は簡単な手段によって実施し得るが、機械化及び高度の自動化も 可能である。実際、利用される機能（・−以下の如く一役的なものである。

一鋳込み開始時点ｔ。と温度が１大値を通過する時点ｔｍ（導関数ゼロ）とを決 定子べく温ＸＫ化を検出する、−鋳型の初期温度Ｔ。を記云し、温度一時間の相 互関係暑記入した索引表の温度全ててこの初期温度を照合し、：斎留詩間Δｔを 決定する、 一時点ｔ。でタイマーをてットしΔｔ）て合Ｏせてニ１１する、一温度を連続的 に側御して温度Ｔ　＞、ｔスＤ′″：）こニビ越えろと型抜きも鋳型の閉頭も行 い得ないような垣の温度を得る。

一時点１ｍ、１．＝１０＋△ｔで調型開閉ジヤツキの″ｉ電気弁　ｅｌａｃ”ｕ ｒｏｖａａｎｅｓ　）を操作し、ＴＮＴ、Ｊの場合は鋳型の開放を阻止する。

前述の如き桓々のｄ雁は王として以下の機運を含む毒制御装置により遂行し得る 。

一マイクロプロセッサと側辺装置とを備えたチャー）　（ｃａｒｉａ）、−アナ ログ−デジタル変換器。

一相互関係表記録用磁気媒体。

一組込ま几たメモリ同又はマイクロプロセッサｈｆで配置されたプログラム、 □制御箱。

この装置は前記変換器を介して鋳型上の熱電対に接読され。

且つ制蟇箱を介して前記ジヤツキの電気弁に接浸される、空気又は他の任意の流 体の循環により冷却される鋳型の場合は、所望の温度に応じたこれら泥沼の流ｆ Ｚ”Ｊ茅機、泪がこのｊλに組込まれ得る。

不発明は次の芙施夕ｊコ）らより良く理解されよう。

ρ）ら５０個のメ検片タイプ部７に連読円）Ｃ調造した。

波初の”　ｓ　！ＦＡの部材７ｃ関してン工鋳皇の初期温度を３’５０℃禾調に 礒押し、鋳型を開放するｇＪＫ鋳皇温度か設太垣ビ通過するまで待つ方法を使用 する。これには１０分を要した。

次て、滞留時間として係数に、＝１．５を乗じた凝固時間を用い、１３個の部材 を鋳造した。調型７Ｉ期温度に応じたこの富ヱ萼１間の値は次の通りであった。

これら１３個の部材の鋳造には１３．５分かかった。

戻りの部材に関しては型抜き温度を４３０℃に制限した。この場合の生産ピッチ は１０個【付き１３分の割合である。

Ｘ発明：・ま特にアルミニウム塚簗でり用し帯、１力てよ１）ｆｆｌいは低圧力 下もしくは圧力下で冷４１」真型Ｃ型込めする二とにより、一連ｆ）部材を厳小 の廃棄率とより大ぎい生デゴ話力とをもって県費したい場合にいつでも土用し得 る。

国際調査報沓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アルミニウムをベースとする部材を冷Ｊｌ鋳型で連続的に鋳造する方法で あって、各部材毎（（金属を令聞１ｊ鋳型内に鋳込み、この金属を確実に層面さ せるべ（滞留させた後読部材の取出しを行うものであり、滞１時間を短縮させる べく、この時間を鋳込時に、この時点での冷剛鋳型温度を測定し且つその値を予 め作成しておいた温度一時間相互関係表に照合することにより決定することを特 徴とする鋳造法。 ２一連の部材の鋳造作業を開始又は再開する時、冷則繁型の温度が比較的低い場 合は、この冷潟１鋳型温度が最大直に達するまで前記滞留時間を延長することを 特徴とする請求の範囲１に記載の鋳造法。