JPS63174777A

JPS63174777A - 鋳造用金型

Info

Publication number: JPS63174777A
Application number: JP463187A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kawaguchi; 正敏川口; Nobuo Tajima; 田島　宣夫; Fushimi Hatanaka; 節美畑中; Hiroshi Yoshinaga; 宏吉永; Masahiro Inoue; 正博井上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-01-12
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1988-07-19
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH0667547B2

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】Ａ０発明の目的（１）　　産業上の利用分野本発明は鋳造用金型、特に、硬い組織の第１構成部と、
軟らかい組織の第２構成部とを有する鋳物を鋳造するた
めに用いられる金型に関する。

（２）従来の技術従来、この種金型として、第１構成部成形領域に冷却回
路を設けて、その領域を冷却水により急冷し、また第２
構成部成形領域をシェル砂等よりなるブロックより構成
して、その領域の急冷を防止するようにしたものが知ら
れている。

（３）発明が解決しようとする問題点しかしながら前記金型においては、第１および第２構成
部成形領域間の熱的遮断が積極的に行われていないため
に、両領域間相互に熱伝導が活発に行われ、またその熱
伝導率のＢ様も一定していないので、両構成部の＆Ｉｌ
織が目標とする組織から掛部れたものになるといった問
題がある。

本発明は前記に鑑み、目標とする組織を持つ第１および
第２構成部を備えた鋳物を得ることのできる前記金型を
提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成＋１１　　問題点を解決するための手段本発明は、第１
構成部成形領域と、第２構成部成形領域と、前記真領域
間に介在する断熱材と、注湯に先立って前記第１構成部
成形領域が前記第２構成部成形領域よりも低温になるよ
うに両領域を加熱し、また注湯開始に伴い前記加熱を停
止するか、または該金型への加熱用熱量を減少する加熱
回路と、注湯開始に伴い前記第１構成部成形領域を急冷
し、また第２構成部成形領域を徐冷する冷却回路とを備
えていることを特徴とする。

（２）作　用注湯前においては、第１構成部成形領域の温度が第２構
成部成形領域のそれよりも低くなるように両領域が加熱
回路により加熱され、また真領域間に断熱材が介在して
いることもあって、それらの間に明確な温度差が現れる
。

そして、注湯開始に伴い金型の加熱を停止するか、また
はその金型への加熱用熱量を減少した状態で、冷却回路
によって第１構成部成形領域を急冷し、また第２構成部
成形領域を徐冷すると、真領域間に、前記急徐冷操作な
らびに前記温度差および前記断熱材の介在に起因して明
確な温度差が現れ、これにより鋳物の第１構成部を硬い
組織に、また第２構成部を軟らかい組織にすることがで
きる。

（３）実施例第１図は鋳鉄鋳物としてのカム軸ｌを示し、そのカム軸
ｌは複数のカム部２、軸部３およびジャーナル部４を備
えている。第１構成部としての、各カム部２のノーズ部
分２ａは硬い組織、この場合はチル組織であり、第２構
成部としての、カム軸１の他の部分、即ち各カム部２０
円弧部分２ｂ。

各軸部３および各ジャーナル部４は軟らかい組織、この
場合は共晶黒鉛または片状黒鉛組織である。

第２〜第７図は、カム軸１を鋳造するための金型５を備
えた鋳造装置Ｍを示す、金型５は、第１型５．と第２型
５．とより二つ割に構成され、第１および第２型５．．
５．の合せ面５ａにより湯口６、ランナ７、ゲート８、
カム軸成形用キャビティ９および押湯口ｌＯがそれぞれ
画成される。

第１および第２型５＋、５ｇは略同−の構成を有するの
で、第１型５Ｉについて説明する。第１型５．は、湯口
６、ランナ７およびゲート８を有する本体１１と、キャ
ビティ９および押湯口１０を有し、本体１１の凹部１２
に断熱材１３．を介して嵌着された成形ブロック１４と
よりなる。

成形ブロック１４は、第２構成部成形領域として機能す
べく、カム部２のノーズ部分２ａを除く円弧部分２ｂの
全体または半分を成形する円弧部分成形地帯ａ＋＋ａｔ
（第４．第５図）、軸部３を成形する軸部成形地帯すお
よびジャーナル部４を成形するジャーナル部成形地帯Ｃ
を有する徐冷体１５と、第１構成部成形領域として機能
すべく、第１型５．の本体１１および徐冷体１５の貫通
孔１６．１７に装着されて、カム部２のノーズ部分２ａ
の全体または半分を成形するノーズ部分成形地帯ｄ＋、
ｄｉ（第５図、第６図）を有する複数の板状急冷体１Ｂ
、、１８□とよりなる。

徐冷体１５と各急冷体ＩＬ、１８ｇとの間に前記と同様
の断熱材１３□が介装されるが、徐冷体１５と急冷体１
Ｂ、、１８□とは合せ面５ａ近傍において直接接触して
いている。これにより徐冷体１５と急冷体ＩＬ、１８ｇ
との間には熱伝導が行われるが、それは大幅に抑制され
る。

本体１１および急冷体１Ｂ、、ＩＬは０．８〜４重量％
のＣｒを含有するＣｕ−Ｃｒ合金より構成され、その熱
伝導率は０．４〜０．８　ｃ　ａ　ｌ　／ｃｓ／Ｓ／℃
である。

徐冷体１５は黒鉛より構成され、その熱伝導率は０．０
０５〜０．４　ｃ　ａ　１／ａｍ／ｓ　／’ｃである。

徐冷体１５の構成材料としては、黒鉛の外にセラミック
、銅合金、鋼等を用いることが可能であるが、何れの場
合にも急冷体１８１，１８ｔよりも熱伝導率の低いもの
が良い。

断熱材１３１．１３！とじてはアルミナ繊維、シリカ繊
維等の無機繊維よりなるセラミックシートが用いられて
いる。

本体１１に冷却回路Ｃ１が設けられ、その冷却回路ＣＩ
は湯口６に沿９て本体１１に穿設された垂直な冷却水用
導入路゛１９と、成形ブロック１４に沿って本体１１に
穿設された垂直な冷却水用排出路２０と、両者１９．２
０をそれらの下部で接続すべく本体１１に穿設された水
平な連通路２１とより構成される。

また徐冷体１５に加熱回路Ｈと冷却回路Ｃｔとが設けら
れる。加熱回路Ｈは各急冷体ＬＬ、１ｓｔを挟み、且つ
合せ面５ａに接近させて徐冷体１５に穿設された一対の
垂直な挿入孔２２と、各挿入孔２２に装着された棒状ヒ
ータ２３とよりなる。また冷却回路Ｃ８は各急冷体１８
．，１８オを挟み、且つ合せ面５ａから遠去かるように
徐冷体１５に穿設された垂直な冷却水用導入および排出
路２４．２５ならびに両者をそれらの下部で接続すべく
徐冷体１５に穿設された水平な連通路２６よりなる。こ
の場合、徐冷体１５における冷却回路Ｃ富の占有体積は
小さい。

さらに、各急冷体ＩＬ、１８ｇには冷却回路Ｃ１が設け
られ、その冷却回路Ｃ１は急冷体１８１．１８□に穿設
された水平な冷却水用導入および排出路２７．２８なら
びにそれらをノーズ部分成形地帯ｄ、、ｄｔの近傍で接
続する水平な連通路２９よりなる。この場合、急冷体１
Ｂ、、１８２における冷却回路Ｃ１の占有体積は大きい
。

第１．第２型５＋、５ｔにおける加熱回路Ｈの各ヒータ
２３は加熱制御器ｃｈに接続される。その加熱制御器ｃ
ｈは注湯に先立って各ヒータ２３に通電して徐冷体１５
を加熱し、また注湯開始に伴い各ヒータ２３への通電を
停止する機能を備えている。

前記加熱時において、徐冷体１５からの熱伝導によって
急冷体１８１．ＩＬも加熱されるが、両者１５：１８．
．１８．間には断熱材１３ｇが介在しており、また両者
１５；１Ｂ１，１８１の直接接触する部分も少ないこと
もあって、前記熱伝導は大幅に抑制され、したがって急
冷体１８．。

１８□の温度は徐冷体１５に比べて低くなり、それらの
間に明確な温度差が現れる。

第１．第２型５．．５ｇにおける各冷却回路０１〜Ｃ３
の導入路１９，２４．２７および排出路２０．２５．２
８は冷却制御器ＣＣに接続される。

その冷却制御器Ｃｃは注湯開始に伴い各冷却回路Ｃｔ　
’＝　Ｃｓに冷却水を流通させて本体１１、徐冷体１５
および急冷体１Ｂ、、１Ｂ□を冷却する機能を有する。

前記冷却時において、徐冷体１５では、それ自体の熱伝
導率が低く、また冷却回路Ｃ２の占有体積が小さいこと
に起因して徐冷が行われる。一方、急冷体１８１．１８
□では、それ自体の熱伝導率が高く、また冷却回路Ｃ２
の占有体積が大きいことに起因して急冷が行われる。こ
の場合、急冷体１８、．１８□と徐冷体１５との間に断
熱材１３．が介在し、また注湯前の温度差もあって両者
１５；ＩＬ、ＩＬ間には明確な温度差が現れる。

これにより、カム軸１の各カム部２におけるノーズ部分
２ａをチル組織に、またカム軸１の他の部分を共晶黒鉛
または片状黒鉛Ｍｉ織にすることができる。

次に、前記鋳造装置Ｍによるカム軸１の鋳造作業につい
て説明する。

先ず、表Ｉに示す、ＪＩＳ　　ＦＣ２０〜ＦＣ３０相当
の鋳鉄成分の溶湯を調製する。

表　　　　■ 前記溶湯に、カム軸１が表■の組成を有するように、０
．１５重壁量のＦｅ−３ｉを添加する。

表　　　　■ 金型５は、注湯に先立って加熱回路Ｈにより加熱され、
徐冷体１５は１５０〜４５０℃に、また各急冷体１８１
．１８１は１２０℃以下にそれぞれ維持される。この金
型５に、接種後の溶湯を温度１３８０〜１４２０℃にて
注入し、カム軸ｌを鋳造する。この時の鋳込重量は５　
ｋｇである。

前記のように金型５を加熱しておくと、注湯時揚泥れ性
を良好にし、また溶湯の急激な冷却に起因したカム軸１
の割れ等を回避することができる。

注湯開始後、加熱回路Ｈによる金型５の加熱を停止し、
同時に冷却回路Ｃ２〜Ｃ１により金型５の冷却を開始し
て徐冷体１５を徐冷すると共に各急冷体ＩＬ、１８ｇを
急冷する。

この冷却操作を、カム軸ｌが凝固を終了して、その外周
全体が殻状の凝固層に変わるまで続行し、その後型開き
を行い、カム軸１を離型する。

この離型時における前記凝固層の温度は、共晶線からそ
の直下３５０℃位が良く、これによりカム軸１の熱間割
れを回避し、またカム軸１の凝固収縮に起因した金型５
の損傷を回避することができる。

カム軸１において、各ノーズ部分２ａは第８図の金属組
織を示す顕微鏡写真（１００倍）から明らかなように微
細なＦｅ５Ｃ（白色部分）を析出したチル組織となり、
他の部分、例えばジャーナル部４は、第９図の金属組織
を示す顕微鏡写真（１００倍）から明らかなように片状
黒鉛（黒線部分）を有するＭｉ織となる。

前記チル組織の各ノーズ部分２ａは耐摩耗性に優れ、ま
た前記片状黒鉛組織のジャーナル部４等は靭性を有し、
機械加工性も良好である。

本発明はカム軸に限らず、クランクシャフト、ナックル
アーム、ブレーキキャリパ等の機械部品の鋳造にも適用
され、また鋳造材としては鋳鉄に限らず普通鋳鋼および
合金鋳鋼を使用することも可能である。さらに溶湯開始
に伴い各ヒータ２３への通電量を減らして、金型５への
加熱用熱量を減少するように、加熱制御器ｃｈを構成し
てもよい。

Ｃ８発明の効果本発明によれば、第１構成部成形領域と第２構成部成形
領域との間に断熱材を介在させるので、注湯前および注
湯後の両領域の温度制御を精度良く、且つ迅速に行うこ
とができ、また両頭垣間に明確な温度差を現出させて、
硬い組織の第１構成部と、軟らかい組織の第２構成部と
を備えた鋳物を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカム軸の正面図、第２ないし第７図は鋳造装置
を示し、第２図は全体の斜視図、第３図は第２図ｍ−ｍ
矢視図、第４．第５．第６図は第３図ＩＶ−ＩＶ線、Ｖ
−Ｖ線、ｖｔ−ｖｉ線断面図、第７図は第６図■−■線
断面図、第８．第９図は金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。 ■・・・鋳物としてのカム軸、２ａ・・・第１　ｔｌｌ
ｌｌ色部てのカム部のノーズ部分、２ｂ、３．４・・・
第２構成部としてのカム部の円弧部分、軸部、ジャーナ
ル部、５・・・金型、１５・・・第２構成部成形領域と
しての徐冷体、ｔａ＋、ｉａｚ・・・第１構成部成形領
域としての急冷体、Ｃｓ、Ｃｓ・・・冷却回路、Ｈ・・
・加熱回路特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　　弁理士　　落　　合　　　　　健第１図第３図第６図Ｃ？第７図

Claims

【特許請求の範囲】

硬い組織の第１構成部と、軟らかい組織の第２構成部と
を有する鋳物を鋳造するための金型であって、第１構成
部成形領域と、第２構成部成形領域と、前記両領域間に
介在する断熱材と、注湯に先立って前記第１構成部成形
領域が前記第２構成部成形領域よりも低温になるように
両領域を加熱し、また注湯開始に伴い前記加熱を停止す
るか、または該金型への加熱用熱量を減少する加熱回路
と、注湯開始に伴い前記第１構成部成形領域を急冷し、
また第２構成部成形領域を徐冷する冷却回路とを備えて
いることを特徴とする鋳造用金型。