JPS644870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂型中子を用いた鋳物の排砂性を向上
させたアルミニウム合金鋳物の製造方法に関す
る。

一般に、内燃機関用部品であるシリンダブロツ
ク、シリンダヘツド等を製造する場合、吸排気ポ
ート、ウオータジヤケツト等を形成するため砂型
中子を鋳型内に組付けアルミニウム合金溶湯を注
湯充填して鋳造を行う。斯かる砂型中子は通常尿
素樹脂砂等のレジンサンドで造型し、又鋳型内へ
組付けるための中子幅木部を一体に造型し、中子
表被には耐圧コーテイングを施こす。

また、鋳造後に於ては焼入れ等の熱処理工程、
中子を取り出すための排砂処理工程等の各種処理
工程を経る。

従来、斯かる鋳造後の処理方法として挙げられ
るのは、例えば先ず鋳型から取り出した鋳物の湯
口を切断除去し、この後当該鋳物に振動を与え、
内在する中子砂にクラツクを発生させることによ
り排出する排砂処理工程を経、その空該鋳物を熱
処理工程に移送し加熱焼入れ処理を行う方法があ
る。

しかしながら、この方法は鋳造後排砂のために
冷却した鋳物を再度高温に加熱して焼入れするた
め、加熱のための場所、設備、加熱エネルギ等が
必要であり、生産効率上、経済上好ましくない。

また、他の方法として斯かる再加熱を排除する
ため鋳造後鋳物の温度を降下させないで直ちに水
中に浸漬し焼入れを行う方法がある。

しかしながら、斯かる方法は中子幅木部から中
子内部に冷却水が浸透し（通常、中子重量の数十
パーセント程度）、排砂時に砂粒間の水により砂
粒の振動エネルギが吸収される。この結果振動を
加えても砂粒の緩みが生じにくくなり中子の排砂
性が著しく低下する。特に残留中子はドリル等で
孔を明け再度振動させなければ排出できずこの種
作業の作業性を大きく悪化させる要因となつてい
る。

本発明は斯かる事情に鑑み、鋳造後再加熱の必
要なく、しかも排砂性を向上せしめることにより
生産性を大幅に向上せしめることができるアルミ
ニウム合金鋳物の製造方法の提供を目的とするも
のである。

本発明は斯かる目的を達するため砂型中子を用
いて鋳造するアルミニウム合金鋳物の製造方法に
適用し、その具体的方法は、先ず鋳造時に中子幅
木部を溶湯にて製品部と一体に鋳包せて鋳造し、
この後鋳物の温度を降下させないで水中にて熱処
理（焼入れ）を行う。次いで前記中子幅木部を切
断除去し、この後に製品部に振動を与え排砂を行
うようにしたものである。

以下には本発明を更に具体化した好適な実施例
を挙げ図面を参照して詳述する。

図面に於て、第１図は本発明に係るアルミニウ
ム合金鋳物の製造方法に用いるダイカスト鋳造装
置の縦断構成図、第２図は鋳造後における鋳物の
縦断面図、第３図は熱処理後中子幅木部を切断除
去した状態を示す鋳物の縦断面図である。

先ず、本発明を明確にするため第１図を参照し
て鋳造装置１の概略構成について説明する。装置
１は内燃機関用シリンダヘツドの鋳造を目的と
し、基台２上に設けた下型（固定型）３、この上
方に位置する上型（可動型）４、及び当該下型３
と上型４の間に位置する左型（摺動型）５と右型
（摺動型）６から構成し、斯かる各型にて囲まれ
たキヤビテイ７が形成される。

また、下型３と右型６の間には当該キヤビテイ
７と連通するランナ８を形成し、更に、下型３下
部にはランナ８と連通するスリーブ９を設けると
ともに型スリーブ９内には摺動自在なプランジヤ
１０を嵌挿し、溶湯はプランジヤ１０の上動によ
りキヤビテイ７内に加圧充填せしめられる。

一方、キヤビテイ７内には予じめ中子造型機に
よつて造型し中子表被に耐圧コーテイングを施し
た吸気ポート形成用の左側の砂型中子１１、排気
ポート形成用の右側の砂型中子１２が組付けてあ
る。

これら中子１１及び１２は例えばフエノールレ
ジン量1.6％の硅砂を使用して造型したもので、
各中子１１及び１２の両端には中子幅木部１３
ａ，１３ｂ、及び１４ａ，１４ｂが一体に造型し
てある。そして砂型中子１１は左型５に形成した
凹状の受部１５、及び下型３に形成した凹状の受
部１６に前記幅木部１３ａ及び１３ｂをそれぞれ
嵌合せしめるとともに、砂型中子１２は右型６に
形成した凹状の受部１７、及び下型３に形成した
凹状の受部１８に前記幅木部１４ａ及び１４ｂを
それぞれ嵌合せしめることにより組付けを行う。

また、各中子幅木部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，
１４ｂとこれらが嵌合する各受部１５，１６，１
７，１８の間には注湯時に溶湯を強制的に流入さ
せるため所定のクリアランスＳが略嵌合面全面に
亘つて存在するよう各中子幅木部又は受部の形状
が選定され、必要により溝状の切欠等を形成す
る。なお、中子１１及び１２の下型３側の各端部
にはバルブシート１９及び２０を外嵌せしめワー
ク（シリンダヘツド）に直接鋳込むことができる
ようにしてある。

次に、本発明に係るアルミニウム合金鋳物の製
造方法について、第１図乃至第３図を参照し順を
追つて説明する。

先ず、前記鋳造装置１にてダイカスト鋳造を行
う。具体的にはアルミニウム合金溶湯を例えば鋳
造条件として鋳込圧260Kg／cm²、ゲート速度0.2
ｍ／secのもとにキヤビテイ７内に加圧充填する。
この際中子幅木部も前記クリアランスＳのため溶
湯にて強制的に鋳包せて鋳造する。

そして、斯かる鋳造後、型開きし鋳型から取り
出した鋳物は第２図の符号２１で示されるように
湯口２１ａ、製品部２１ｂ、中子幅木部を覆う合
金被覆層２１ｃ…が一体化されている。なお、こ
の被覆層２１ｃ…は当該中子幅木部全面を前記ク
リアランスＳに相当する厚さを有する鋳物合金で
覆つて形成されることになる。

次いで、第２図に示す鋳物２１を温度が降下し
ないうち、具体的には鋳物温度が略350℃に於て
冷却水中に浸漬し焼入れ熱処理を行う。この際、
前記被覆層２１ｃ…により中子幅木部１３ａ，１
３ｂ，１４ａ，１４ｂへの冷却水の浸透は完全に
阻止され、当該被覆層２１ｃ…は効果的な防水作
用を呈することになる。

この後、不要な湯口２１ａを切断除去するとと
もに、中子幅木部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４
ｂを各切断除去し第３図に示す製品部２１ｂのみ
を得る。なお、中子幅木部の切断は同時にこれを
覆つた鋳造合金２１ｃも切断することになる。

そして、製品部２１ｂを所定時間振動せしめて
中子１１及び１２を崩壊し外部に排出することに
より所要の排砂処理を行う。

第４図には以上の実施例における製品部２１ｂ
の振動時間対中子排砂率の関係を従来方法と比較
して示し、その効果は歴然としている。

即ち、冒頭に述べた従来方法によるものは中子
内部に水分が中子重量に対し23％程度浸透してお
り、ワークを６分間振動させても中子排砂率が64
％程度であり、更にドリル等で孔を明けつつ振動
をくり返さなければならない。

これに対し、本発明方法によればワークを10秒
間振動させるのみで中子排砂率が88％となり略完
全に抜き取ることができる。

よつて、振動時間を大幅に短縮しつつ、しかも
排砂率を大きく向上せしめることができるため、
熱処理が効率よく行い得るとともに、排砂性を格
段と向上せしめ得るため、この種製造工程の作業
性の大幅な向上と、コスト低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアルミニウム合金鋳物の
製造方法に用いるダイカスト鋳造装置、第２図は
鋳造後における鋳物の縦断面図、第３図は熱処理
後中子幅木部を切断除去した状態を示す鋳物の縦
断面図、第４図はワーク振動時間対中子排砂率の
関係を示す特性図である。 尚図面中、１１，１２は砂型中子、１３ａ，１
３ｂ，１４ａ，１４ｂは中子幅木部、２１はアル
ミニウム合金鋳物、２１ｂは製品部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 砂型中子を用いて鋳造するアルミニウム合金
   鋳物の製造方法において、鋳造時に中子幅木部を
   溶湯にて製品部と一体に鋳包せて鋳造して幅木部
   全面をアルミニウム合金被覆層で覆い、この後鋳
   物の温度を降下させないで水中にて熱処理し、こ
   の後前記中子幅木部を切断除去し、この後製品部
   に振動を与えて砂型中子の排出を行うことを特徴
   とするアルミニウム合金鋳物の製造方法。