WO2001051237A1

WO2001051237A1 - Procede de coulee sous pression et machine de coulee sous pression

Info

Publication number: WO2001051237A1
Application number: PCT/JP2001/000071
Authority: WO
Inventors: Yukio Kuramasu; Osamu Yoshida; Yoshihiro Tajima; Takaaki Ikari
Original assignee: Nippon Light Metal Co., Ltd.
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2001-07-19
Also published as: JP3994735B2; CN1394153A; AU2001225478A1; KR100828896B1; CN1197672C; MY130713A; US20030041993A1; EP1252949A1; KR20020086890A; CN1296160C; EP1252949B1; EP1252949A4; CN1600475A; US6648054B2

Description

明細書

ダイカスト方法及びダイカストマシーン発明の背景

本発明は、巣、ブローホール等の铸造欠陥が抑制され、構造用材料は勿論、機能材料としても使用可能なダイ力スト製品を製造する方法及びダイ力スト装置に関する。通常のダイカスト法では、スリーブに注入された溶融アルミ二ゥム溶湯又は溶融アルミニウム合金（以下、「溶湯」という）をプランジャによつて金型のキヤビティに圧入している。キヤビティに充満している空気，水蒸気等のガスは、アルミ二ゥム溶湯の圧入によって大半がキヤビティからパージされるが、圧入後もキヤビティに残留するものもある。特に薄肉製品や複雑形状をもつ製品用に設計された金型では、流体の隘路となる部分が生じ易く、キヤビティからガス成分を完全に除去することは困難である。キヤビティに残留しているガスは、金型内でアルミ二ゥム溶湯が冷却凝固するとき、アルミニウム材料の内部に巻き込まれ、巣、ブローホール等の铸造欠陥としてダイ力スト製品に持ち込まれる。その結果、得られたダイカスト製品は、強度. 伸び等の機械的特性に劣り、スクロール，ピストン，シリンダブロック，連結ロッド，サスペンション部品等の機能材としての用途には不向きなものとされていた。残留ガスに起因する銬造欠陥が抑制されると、優れた生産性をもつダイカスト法の適用対象分野が広げられる。

残留ガスによる悪影響を解消するものとして、真空ダイカスト法が知られている。真空ダイカスト法では、キヤビティから空気を除去するため、アルミ二ゥム溶湯の注入に先立ってキヤビティを真空吸引している。しかし、金型の合せ目からの空気の侵入があり、スリーブ内にアルミニウム溶湯を注入する際にも空気の混入があるので、キヤビティの真空度が 200〜5 00ミリバールに留まり、それ以上に真空度を良くできない。真空ダイ力スト法で得られた製品にあっても、普通ダイ力スト製品に比較すると空気の巻込みが少なくなっているものの、依然としてガス巻込みに起因するポロシティ等の铸造欠陥が検出され、機能材としての用途には程遠い。

真空ダイカスト法の欠点を解消するものとして、酸素ダイカスト法が開発された（特公昭 50— 21 143号公報参照）。酸素ダイカスト法では、キヤビティ内のガスを酸素に置換するため、大気圧以上の圧力で酸素をキャビティに充満させている。キヤビティに送り込まれた酸素は金型の合せ目や注入口から吹き出すため、金型の合せ目や注入口から空気がキヤビティに侵入することが防止される。送り込まれたキヤビティ内の酸素は、アルミ二ゥム溶湯と反応して微細な AI2O3になって製品内に分散し、ダイカスト製品に悪影響を及ぼすことはない。

しかし、大気圧以上で酸素をキヤビティに送り込むことによつても、キャビティから空気を完全に除去することは困難である。空気の残留は、キャビティが複雑形状をもつ場合に発生しがちである。すなわち、複雑形状をもつ金型のキヤビティでは、酸素が供給されない隘路が生じ、隘路では空気. 水蒸気等のガスが酸素と置換されずに残留する。この残留したガスがダイカスト製品に取り込まれ、铸造欠陥を発生させる原因になる。铸造欠陥の原因となるキヤビティ内の空気は、真空吸引と同時に酸素ガスを注入するとき、効率よく酸素ガスで置換される（特公昭 57— 140号公報）。しかし、真空吸引と同時に酸素ガスを注入しても，水分の除去には有効でない。実際、製造されたダイカスト製品には、依然としてガス起因の踌造欠陥が検出される。真空吸引後に酸素ガスを注入する方法（特公平 1一 46224号公報）も知られている力；、キヤビティ内が 200〜400ミリバール程度の減圧雰囲気に維持されるに過ぎず、ガスに起因した铸造欠陥を十分に抑制できていない。

そこで、本発明者等は、金型のキヤビティを真空吸引して 100ミリバール以下の真空度にした後、金型に酸素等の反応性ガスを吹き込み、キヤビティの雰囲気圧が大気圧を越えた時点でアルミ二ゥム合金溶湯の圧入を開始する方法を開発した（特願平 11一 154566号）。 100ミリバール以下の真空度にキヤビティを減圧することにより、金型内面に付着している離型剤からの水分蒸発が加速される。次いで真空状態のキヤビティに反応性ガスが送り込まれるため、反応性ガスは金型の隅々まで行き渡り、キヤビティに残存している空気や離型剤由来の水分等が効率よく放出される。その結果、ガス量が大幅に軽減されたダイカスト製品が得られ、ガス起因の欠陥が抑制される。また、加熱された場合でも残存ガスに起因するフクレが発生しないため、 T 6処理等の熱処理で機械的性質を向上させることが可能なダイカスト製品となる。

キヤビティに送りまれた反応性ガスの多くは射出されたアルミニウム合金溶湯と反応して微細な A1203となって製品内に分散し、一部はアルミニゥム合金溶湯によってキヤビティから押し出される。しかし、製品形状によっては、アルミニウム合金溶湯の圧入後にもキヤビティに残留し、ダイカスト製品に未反応のまま取り込まれる反応性ガスもある。たとえば、複雑形状のダイ力スト製品を製造する金型では複数のメタル流路が分流，合流するキヤビティ形状に設計されるが、合流点近傍では双方のメタル流路を流れるメタルによつて反応性ガスの押し出される経路が塞がれ、反応性ガスの逃げ場がない袋小路状になる。

キヤビティに通じたバイパス通路を開いてキヤビティを真空吸引する方式（特公平 1一 46224号公報）では、次に掲げる理由から到達真空度が 2 00〜400ミリバール程度に留まり、かなりの空気が残留するばかりでなく、未反応の反応性ガスも十分に放出されないため、ダイカスト製品に取り込まれるガス成分が十分に低減できない。

キヤビティ内で真空吸引するため、狭いゲートを介したスリ一ブゃランナ一部分の吸引に時間がかかる。しかも、キヤビティ内を最初に真空吸引しているので、減圧効果によって気化したスリ一ブ潤滑剤までもがキヤビティに吸引され、キヤビティ内の湿度が高くなる。高い湿度は、キヤビティに圧入されたアルミニゥム合金溶湯と水分との反応で生じる水素ガスが铸物に取り込まれる原因となる。スリーブ潤滑剤は、一部が液状のままで吸引されることもあり、結果としてキヤビティを汚染する。また、真空吸引機構とキヤビティとを弁機構で仕切っているため、アルミ二ゥム合金溶湯の圧入終了まで真空吸引を継続すると弁の隙間からメタルが差し込む虞がある。そのため、アルミニウム合金溶湯が仕切り弁に達するまでに仕切り弁を閉じて真空吸引を中止する必要があり、アルミ二ゥム合金溶湯の圧入中に残存ガスを最後まで吸引できず、未反応の反応性ガスがキヤビティ内に残留しやすい。

更に、真空吸引及び反応性ガスの注入に同じ開口を使用しているので、真空吸引及び反応性ガスの注入を同時に行えず、真空吸引を中止した後で反応性ガスを注入することになる。そのため、この間に金型の合せ面から空気がキヤビティに侵入し、残留しやすい。しかも、反応性ガスの注入口がキヤビティ内にしかないため、アルミニゥ厶合金溶湯の圧入中にスリ一ブ内を反応性ガスで充満できず、プランジャチップとスリーブとの隙間からキヤビティに侵入する空気もある。発明の開示

本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、真空ダイカスト法及び酸素ダイ力スト法の長所を活用した真空 ·酸素ダイ力スト法において、アルミ二ゥム溶湯の圧入時にオーバーフロー部や湯道又はスリーブを介してキヤビティを再度真空吸引することにより、未反応の反応性ガスをキヤビティから排気し、従来のダイカスト製品に比較して巻込みガス量を大幅に低下させ、構造材は勿論、機能部品としても使用可能なダイカスト製品を得ることを目的とする。

本発明のダイカスト法は、その目的を達成するため、ダイカスト金型のキヤビティを 100ミリバール以下に真空吸引した後、真空吸引にオーバ一ラップさせてスリーブから反応性ガスをキヤビティに吹き込み、キヤビティの雰囲気圧を大気圧以上にし、反応性ガスの吹込みを継続しながらスリーブにアルミニゥム合金溶湯を注入し、次いでキヤビティを再度真空吸引し、プランジャを前進させてスリーブ内のアルミニゥム合金溶湯をキヤビティに圧入することを特徴とする。真空吸引は吸引速度 500ミリバール/秒以上で行うことが好ましく、湯道更にはオーバ一フロー部に開口した排気管を介しキヤビティが真空吸引される。真空吸引にオーバーラップさせて酸素等の反応性ガスを吹き込み、キヤビティを大気圧以上の雰囲気圧にする。このとき、除湿された反応性ガスを吹き込むことにより、キヤビティを湿度 15%RH以下に維持することが好ましい。反応性ガスの吹込みは、ブランジャを前進させる前に中止し、或いは铸造終了まで継続させても良い。

铸造されるアルミニゥム合金溶湯は、給湯口からスリーブに注入され、プランジャの前進によってキヤビティに圧入される。このとき、プランジャチップがスリーブの給湯口を通過した時点でブランジャを一旦停止させることが好ましい。

再度の真空吸引は、アルミニウム合金溶湯の注入後に開始され、铸造終了まで継続される。再度の真空吸引では、オーバーフロー部に開口する排気管を経由してキヤビティが真空吸引される。湯道を経由する真空吸引も併用できる。

この方法に使用されるダイカストマシーンは、スリーブに注入されたァルミニゥム合金溶湯をダイカスト金型のキヤビティに導く湯道に開口する排気管及びダイ力ス卜金型内のオーバ一フロー部に開口するガス給排管が接続された真空吸引機構と、スリーブの給湯口よりもダイカスト金型側に設けられた給気口に開口するガス供給管が接続された反応性ガス供給機構とを備えている。

ガス給排管の開口部とオーバーフ口一部との間には、真空系へのメ夕ル漏出を防止するためチルベントを設けることが好ましい。キヤビティを外気と遮断する上で、ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間のキヤビティを取り囲む合せ面にパッキンを挟み込む方式，ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間の合せ面に形成したキヤビティを取り囲む溝を真空吸引機構に接続する方式等が採用可能である。また、可動金型を貫通してキヤビティに臨むピン孔にェジヱクタピンが進退自在に設け、ピン孔内壁とェジ： Lクタピンとの間を気密シールすることも有効である。オーバーフロー部に開口するガス給排管は、真空吸引及び圧縮空気吹込みに兼用されるため、真空吸引機構に接続される排気管と圧縮空気噴出機構に接続される給気管に分岐している。ガス給排管には、キヤビティの雰囲気圧及び湿度を測定する圧力計，湿度計等を取り付けることができる。また、反応性ガス供給機構からスリーブの給気口まで延びたガス供給管の途中に乾燥機を設けることが好ましい。ダイカスト製品に含まれるガス成分は、普通ダイカスト法では金型キヤビティに残存する空気に由来する。残存空気は、真空ダイカスト法や酸素ダイカスト法で大幅に軽減できる。しかし、キヤビティの残存空気を減少しても、得られたダイカスト製品には依然としてガス起因の欠陥が避けられない。これに対し、特願平 11一 154566号で提案した真空 ·酸素ダイカスト法では、真空吸引工程でキヤビティを 100ミリバール以下の真空度にすることにより離型剤等からの水分の蒸発を促進させ、次いで真空状態のキヤビティに反応性ガスを吹き込むことによりキャビティの隅々まで反応性ガスを行き渡らせている。反応性ガスの吹込みによりキヤビティの雰囲気圧を大気圧以上にすると、キヤビティへの外気の侵入が防止されることは勿論、離型剤から蒸発した水分が系外に持ち去られる。

真空吸引工程でキヤビティを 100ミリバール以下に減圧することから、金型の合せ面や溶湯注入部，オーバ一フロー部に気密性の高い構造が必要となる。気密性の高い構造は、次の反応性ガス吹込み工程で吹き込まれた反応性ガスをキヤビティ内に保持し、大気圧以上の酸素雰囲気を維持する上でも有効である。吹き込まれる反応性ガスは、全部がアルミニウム合金溶湯と反応して A1₂0₃になるものではなく、一部が未反応のままで残留する。未反応の反応性ガスは、キヤビティに圧入されるアルミニウム合金溶湯によりオーバ一フロー部に押し出されるが、金型のキヤビティ形状によっては未反応の反応性ガスを押し出す経路がメタルによって塞がれることがある。このような場合、未反応の反応性ガスの一部が踌物内部に取り込まれることになる。特にメタル流路が複雑に分流 ·合流する形状のキヤビティでは、その傾向が一層強くなる。

そこで、本発明においては、オーバ一フロー部及び湯道に開口したガス流路を真空吸引装置に接続し、アルミニウム合金溶湯圧入時にキヤビティから反応性ガスを真空吸引し、アルミニウム合金溶湯に取り込まれる未反応の反応性ガスを大幅に軽減している。オーバ一フロー部に開口したガス流路を介した真空吸引であるため、反応性ガス吹込みと真空吸引とを同時に行うことができ、且つアルミ二ゥム合金溶湯の圧入終了まで未反応の反応性ガスを排気でき、キヤビティに残留する未反応の反応性ガスが大幅に少なくなる。このとき、湯道に開口したガス流路を介して真空吸引してもよい。

真空吸引によって未反応の反応性ガスを吸引しているので、真空吸引機構につながる経路がメタルで塞がれる前に未反応の反応性ガスを真空吸引する経路が形成される。したがって、未反応の反応性ガスが閉じ込められることがなくなる。更に、アルミニウム合金溶湯が湯道に進入する前の段階では、湯道を介した真空吸引も可能である。

この点、キヤビティから未反応ガスを直接に真空吸引する方式（特公平 1— 462 24号公報）では、キヤビティにバイパス通路が開口しているため真空吸引工程で 100ミリバール以下の真空度に到達することができず、外気の侵入や未反応の反応性ガスの残留が避けられず、複雑形状のダイカスト製品にあっては未反応の反応性ガスに起因するガス欠陥を含む铸物になりがちである。図面の簡単な説明

図 1は、真空機構，反応性ガス供給機構を組み込んだダイカストマシーンの概略図である。

図 2は、同ダイカストマシーンをプランジャの軸方向から見た概略断面図である。

図 3は、プランジャの動作位置を説明する図である。発明を実施するための最良の形態

次いで、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具体的に説明する。本発明のダイカスト法では、キヤビティを真空度 100ミリバール以下の減圧雰囲気に真空吸引した後、酸素吹込みによりキヤビティを大気圧以上の雰囲気圧とし、更にアルミニウム合金溶湯の圧入に際してキヤビティを再度真空吸引する方式（以下、 D V Oプロセスという）が採用される。

この D V Oプロセスでは、たとえば図 1に概略を示すダイ力ストマシーンが使用される。固定金型 1 0と可動金型 2 0との間に製品形状に対応するキヤビティ 3 0が形成される。スリーブ 4 0に連通する湯道 1 1が固定金型 1 0に形成され、給湯口 4 1から注入されたアルミニウム合金溶湯 Mが湯道 1 1を経てキヤビティ 3 0にプランジャ 4 2により圧入される。湯道 1 1は、キヤビティ 3 0の各部にアルミニウム合金溶湯 Mが供給されるように製品形状に応じた複数のゲート 1 2 (図 2 ) を介してキヤビティ 3 0に連通している。

キヤビティ 3 0は、固定金型 1 0又は可動金型 2 0側に形成されたオーバーフロー部 3 1を備え、オーバーフロー部 3 1の外側にチルベント 3 2が設けられている。オーバーフロー部 3 1は、キヤビティ 3 0内のアルミニウム合金溶湯 Mのフローを安定化させる。チルベント 3 2は、図示するように固定金型 1 0と可動金型 2 0との間に形成された凹凸又は波状の合せ部であり、チルベント 3 2に接触するアルミニウム合金溶湯 Mの凝固を促進させ、真空系にメタルが吸引されることを防止する。チルベント 3 2を設けることにより、メタルの差込みなくアルミニゥム合金溶湯 Mの注入中にキヤビティ 3 0を真空吸引できる。

可動金型 2 0には、銬造後のダイカスト铸物を取り外すため、ェジヱクタピン 2 1が進退自在に組み込まれている。

外気に対しキヤビティ 3 0を気密に維持するため、固定金型 1 0と可動金型 2 0との合せ面に 0リング等のパッキン 5 1が介装される。パッキン 5 1は、キヤビティ 3 0を取り囲む溝に充填され、固定金型 1 0と可動金型 2 0との隙間から侵入しょうとする空気を遮断する。ェジヱクタピン 2 1が押通されるピン孔 2 2 にもパッキン 5 2が揷入され、ピン孔 2 2の内壁とェジヱクタピン 2 1との間の気密性が保たれる。パッキン 5 1 , 5 2を用いたシールにより、キヤビティ 3 0 を 100ミリバール以下の真空雰囲気に減圧できると共に、アルミニウム合金溶湯 Mの注入中にも真空吸引が可能になる。

パッキン 5 1が装着された溝を真空吸引装置 6 0に接続し、該溝からも真空吸引するとき、外気侵入が一層効果的に抑制される。或いは、パッキン 5 1装着部以外に、キヤビティ 3 0を取り囲む真空吸引用溝 6 9 (図 2 ) を固定金型 1 0と可動金型 2 0との合せ面に刻設し、真空吸引用溝 6 9を真空吸引機構 6 0に接続することもできる。

キヤビティ 3 0を真空吸引するため、真空吸引機構 6 0に接続された排気管 6 1が湯道 1 1に開口している。湯道 1 1に臨む排気管 6 1の開口部には、駆動シリンダ 6 2で開閉作動される真空弁 6 3が設けられている。また、チルベント 3 2とパッキン 5 1との間で固定金型 1 0及び可動金型 2 0の合せ面に開口するガス給排管 6 4から分岐した排気管 6 5が真空弁 6 6を介して真空吸引機構 6 0に接続されている。

キヤビティ 3 0の雰囲気圧を検出するため、圧力計 6 7をガス給排管 6 4に取り付けている。また、キヤビティ 3 0内の湿度を管理するため、湿度計 6 8をガス給排管 6 4に取り付けることが好ましい。

ガス給排管 6 4は、キヤビティ 3◦に圧縮空気を送り込むことにも使用されることから、分岐した給気管 7 1がチヱックバルブ 7 2を介して圧縮空気噴出機構 7 0に接続されている。ダイカスト終了後に型開きした後で、ガス給排管 6 4に圧縮空気が吹き込まれ、真空吸引機構に付着している異物が除去される。

D V Oプロセスでは、キヤビティ 3 0を真空吸引した後で酸素等の反応性ガスを吹き込むことから、反応性ガス供給機構 8 0を付設している。反応性ガスは、反応性ガス供給機構 8 0からガス供給管 8 1及び給気口 8 2を経てスリーブ 4 0 内に送り込まれる。ガス供給管 8 1には、キヤビティ 3 0の湿度を低く維持するため反応性ガスを除湿する乾燥機 8 3が組み込まれている。

キヤビティ 3 0内の雰囲気圧及び湿度は、ガス給排管 6 4に設けた圧力計 6 7 及び湿度計 6 8で検出される。圧力計 6 7からの検出値は、真空吸引機構 6 0 , 圧縮空気噴出機構 7 0 , 反応性ガス供給機構 8 0それぞれの駆動を制御する制御系に送られ、真空吸引→酸素吹込み→真空吸引のタイミング制御に使用される。湿度計 6 8からの検出値が 15%RH以下となり、キヤビティ 3 0内の圧力が大気圧以上になつた時点でスリーブ 4 0へのアルミ二ゥム合金溶湯 Mの供給を開始する。次いで、本発明に従った D V〇プロセスを説明する。

固定金型 1 0に可動金型 2 0を合せて型閉めし、湯道 1 1を介してキヤビティ 3 0を真空吸引する。キヤビティ 3 0の真空吸引には、チルベント 3 2とパツキン 5 1との間の合せ面に開口したガス給排管 6 4も使用される。真空吸引は、圧力計 6 7で検出されるキヤビティ 3 0の雰囲気圧が 100ミリバール以下になるまで継続される。このとき、スリーブ 4 0の給湯口 4 1と給気口 8 2との間にブランジャチップ 4 3を位置させ、給湯口 4 1からの空気侵入を防止する（図 3 ) 。湯道 1 1を介した真空吸引であるため、スリーブ 4 0からの潤滑剤は、キヤビティ 3 0に至ることなく系外に排出される。

真空吸引では、 500ミリバール秒以上の吸引速度に設定することが好ましい。キヤビティ 3 0が複雑な形状をもつ場合でも、吸引速度を好ましくは 500ミリバール秒以上に設定することにより、キヤビティ 3 0の隅々からガスが除去される。また、 500ミリバール秒以上の吸引速度でキヤビティ 3 0を真空吸引すると、金型 1 0 , 2 0の内面に付着している離型剤等に含まれている水分が突沸し、キヤビティ 3 0内の水分が大幅に減少する。

真空吸引は、プランジャ 4 2で給湯口 4 1を閉塞した状態で:!〜 2秒程度継続させることが好ましい。この点、給湯口 4 1が塞がれておらず 1秒未満の吸引時間である従来の真空ダイカスト法に比較して、吸引時間を比較的長く設定している。キヤビティ 3 0は、真空吸引によって 100ミリバール以下の真空度まで減圧される。金型の内面に付着している離型剤等に含まれている水分は、真空吸引によつて水蒸気となり、金型の内面から分離され系外に排出される。

しかし、真空度が 100ミリバールに達しない真空吸引では、キヤビティ 3 0内に比較的多量の空気が残存し、後続する反応性ガス注入工程で反応性ガスにより置換されず製品に巻き込まれ、ブローホール. 膨れ等の欠陥を発生させる虞がある。他方、到達真空度を 100ミリバール以下に設定すると、離型剤等に含まれている水分の蒸発が効果的に促進され、水蒸気となって系外に持ち去られる。なかでも、吸引速度 500ミリバール Z秒以上の高速で真空吸引すると、突沸現象によつて離型剤等の内部からも水分蒸発が加速され、残留水分が大幅に減少する。吸引速度は、真空吸引装置の能力を考慮すると 800ミリバール/秒程度が上限である。

キヤビティ 3 0が 100ミリバール以下に真空吸引されたことをまって、給気口 8 2から反応性ガスをキヤビティ 3 0に送り込む。真空吸引は、反応性ガスの注入に若干オーバ一ラップさせた後で停止する。このオーバーラップにより、送り込まれた反応性ガスがキヤビティ 3 0の隅々まで行き渡ると共に、金型の台せ面からの外気侵入も抑制される。反応性ガスの注入は、圧力計 6 7で検出されるキャビティ 3 0の雰囲気圧が大気圧以上になるまで継続される。

反応性ガスの吹込みに際し、キヤビティ 3 0内の湿度を湿度計 6 8で測定し、キヤビティ 3 0の湿度が 15%RHを超えないように湿度管理する。これにより、反応性ガスに随伴してキヤビティ 3 0に持ち込まれ、アルミニウム合金溶湯 Mとの反応によって水素ガスを発生させる水分量が少なくなる。キヤビティ 3 0内の湿度を下げるため、乾燥機 8 3を通過した反応性ガスをキヤビティ 3 0に注入することが好ましい。

キヤビティ 3 0の雰囲気圧が大気圧以上になった後、プランジャチップ 4 3を給湯位置（図 3 ) まで後退させ、給湯口 4 1を開放する。次いで、 1回のダイ力ストに必要な量のアルミニウム合金溶湯 Mをスリーブ 4 0に注入する。このとき、キヤビティ 3 0が大気圧以上の雰囲気圧に維持されているので、給湯口 4 1から噴き出す反応性ガスによって外気の侵入が防止される。給湯口 4 1は、アルミ二ゥム合金溶湯 Mの注入完了後、プランジャ 4 2を前進させることによりキヤビティ 3 0への連通状態が遮断される。

注湯後、オーバーフロー部 3 1を介しキヤビティ 3 0が再度真空吸引される。再度の真空吸引には、湯道 1 1，排気管 6 1を経由する真空系も使用できる。再度の真空吸引と反応性ガスの注入は、若干オーバ一ラップさせることが好ましい。反応性ガスの注入は、铸造終了後まで継続することも可能である。このオーバーラップにより、余剰の反応性ガスがキヤビティ 3 0から排気されると共に、離型剤ゃスリーブ潤滑剤に由来する水分が反応性ガスに随伴されてキヤビティ 3 0から効果的に除去される。また、反応性ガス注入後に再度真空吸引する場合（特公平 1一 46224号公報）に生じがちな外気の侵入もなくなる。

再度真空吸引しながらプランジャ 4 2を前進させ、プランジャチップ 4 3が給湯口 4 1を越えて高速射出開始位置（図 3 ) まで低速前進させる。この際、真空開始位置に達した時点で、再度の真空吸引を開始する。プランジャ 4 2の前進は、真空開始位置に達した時点で一旦中断しても良い。プランジャ 4 2の一旦停止により、真空吸引時間がその分だけ長くなるのでキヤビティ 3 0内から排気されるガス成分や水蒸気が一層多くなる。

次いで、高速射出開始位置から射出限位置までプランジャ 4 2を高速前進させ、アルミニウム合金溶湯 Mをキヤビティ 3 0内に圧入する。このとき、キヤビティ 3 0が真空吸引されているので、アルミニウム合金溶湯 Mの圧入に伴って未反応の反応性ガスがキヤビティ 3 0から効果的に除去される。特にメタル流路が複雑に分流 ·合流する形状のキヤビティ 3 0でも、真空吸引機構に至る反応性ガスの流れが素早く形成される。そのため、反応性ガスの真空吸引機構に至る経路がメタルで塞がれ、反応性ガスがメタルで取り囲まれ、未反応の状態でメタルに取り込まれることがなくなる。真空吸引は、キヤビティ 3 0をアルミニウム合金溶湯 Mで充満させるまで継続される。

铸造終了後、真空吸引を停止させ、型開きし、圧縮空気噴出機構 7 0から圧縮空気を給気管 7 1 , ガス給排管 6 4に吹き出し、真空系に付着残留している異物を除去する。

このように真空吸引，反応性ガスの吹込み及び再度の真空吸引との間にタイミングを採ることによって、キヤビティ 3 0から残留ガス及び未反応の反応性ガスが除去される。また、キヤビティ 3 0内にある反応性ガスがアルミニウム合金溶湯 Mと反応することにより、ガス巻込みのないダイカスト製品が製造される。得られたダイカスト製品は、ガス成分が極めて低く抑えられているため、 T6処理等熱処理を施してもガス成分の膨張によるフクレが発生せず、必要強度が付与される。実施例 1 ：

複数のリブで内部が仕切られた薄肉箱状のキヤビティ 3 0が形成され、部分的な冷却が可能な水冷機構を備えた金型を用いたダイカストに本発明を適用した例を説明する。ェジェクタピン 2 1とピン孔 2 2との間をパッキン 5 2で気密シールし、固定金型 1 0及び可動金型 2 0の合せ目をパッキン 5 1で気密シールしたダイカスト金型を作製し、ダイカストマシンにセットした。金型を 180°Cに加熱し、 5秒間離型剤を金型の内面に塗布した。

次いで、給湯口 4 1をプランジャ 4 2で塞ぎ、排気管 6 1 , ガス給排管 6 4を介してキヤビティ 3 0及びスリーブ 4 0内のガスを吸引速度 700ミリバール/秒で 1.5秒吸引した。真空吸引は、圧力計 6 7が 75ミリバールを指示するまで継続した。

真空吸弓 Iを継続しながら、反応性ガス供給機構 8 0からスリーブ 4 0に反応性ガスとして酸素を吹き込んだ。酸素吹込み開始から 2秒経過した時点で真空吸引を中止し、キヤビティ 3 0の雰囲気圧が大気圧以上になるまで酸素吹込みを継続した。

キヤビティ 3 0の雰囲気圧が大気圧以上になったことを圧力計 6 7で、湿度が 1 5%RH以下になったことを湿度計 6 8で確認した後、プランジャ 4 2を後退させて給湯口 4 1を開き、アルミニウム合金溶湯 Mをスリーブ 4 0に注入した。酸素の吹込みは、アルミニウム合金溶湯 Mの注入中も継続し、スリーブ 4 0内がアルミニゥム合金溶湯 Mで完全に充満した後で停止し、或いは铸造終了までの全工程を通じて酸素を吹き込み続けた。

アルミニウム合金溶湯 Mをスリーブ 4 0に注入した後、プランジャ 4 2を高速射出開始位置（図 3 ) まで前進させ、この状態を 1秒保持した。次いで、プランジャ 4 2を高速前進させ、射出速度 3m/秒でアルミニウム合金溶湯 Mをキヤビティ 3 0に圧入した。アルミニウム合金溶湯 Mの圧入中、排気管 6 1及びガス給排管 6 4を介してキヤビティ 3 0を真空吸引し、铸造終了後に真空吸引を中止した。铸造終了から 20秒経過した時点で型開きして、圧縮空気噴出機構 7 0から圧縮空気を吹き込んでガス給排管 6 4内を清掃し、ェジヱクタピン 2 1をキヤビティ 3 0に突き出し、金型からダイカスト铸物を取り出した。

以上に説明した D V Oプロセスにおける真空吸引，酸素吹込み及び再度の真空吸引のタイミングをアルミニウム合金溶湯 Mの圧入と共に、真空吸引の開始時点からの経過時間で表 1に示す。製造例 3は、プランジャ 4 2を一旦停止させた例であり、製造例 1 , 2に比較してスリーブ 4 0への溶湯注入終了からキヤビティ 3 0への溶湯圧入開始までの時間がその分だけ長くなっている。なお、表 1では、互いにオーバ一ラップさせることなく真空吸引，酸素吹込み及び再度の真空吸引を順次切り替えた場合を比較例として示す。表 1 ：各铸造段階の経過時間（秒）

経過時間は、真空吸引の開始時点から起算得られたダイカスト製品に含まれているガス量をランズレー法で測定すると共に、機械的特性を測定した。

表 2の測定結果にみられるように、製造例 1〜3で得られたダイカスト製品は、製造例 4で得られたダイカスト製品に比較して Ν₂, Η2等のガス量が極めて少なくなっている。伸び，引張強さ等も、製造例 4よりも高い値を示した。更に、製造例 1〜3のダイカスト製品は、ガス量が極めて少ないことから Τ6処理（510°C x 3 時間→水冷— 160°C x 5時間）等の熱処理を施してもフクレが発生せず、機械的特性が更に向上した。これに対し、製造例 4のダイカスト製品では、铸造時にメタルが合流した部分で T6処理後にフクレが観察され、若干のガス成分が取り込まれていることが判った。表 2 ：製造条件の相違がダイカスト材及び T6材の物性に及ぼす影響

産業上の利用可能性

以上に説明したように、本発明においては、真空吸引，反応性ガスの吹込み及び再度の真空吸引をォ一バーラップさせながらキヤビティにアルミニウム合金溶湯を圧入し、ダイカスト製品を製造している。真空吸引ではキヤビティを 100ミリバール以下の真空度に減圧することにより空気を排気し、反応性ガスの吹込みでキャビティの雰囲気圧を大気圧以上にすることによりキヤビティ内の残留空気は勿論、金型内面に付着残留している水蒸気等のガス成分をキヤビティから完全に除去している。更に、アルミニウム合金溶湯の圧入時に再度真空吸引することにより、キヤビティに残存する未反応の反応性ガスをキヤビティから除去することにより、未反応の反応性ガスがアルミニウム合金溶湯に取り込まれることを防止し、ガス成分が大幅に軽減されたダイカスト製品を得ている。このようにして得られたダイカスト製品にはガス起因の巣，ブローホール等の铸造欠陥がなく、熱処理で強度を付与できるため生産性に優れたダイカスト法を活用して機能材としても使用可能な製品となる。

Claims

請求の範囲

I. ダイカスト金型のキヤビティを 100ミリバール以下に真空吸引した後、真空吸引にオーバーラップさせてスリーブから反応性ガスをキヤビティに吹き込み、キヤビティの雰囲気圧を大気圧以上にし、反応性ガスの吹込みを継続しながらスリーブにアルミニウム合金溶湯を注入し、次いでキヤビティのオーバーフロー部に開口したガス給排管を介してキヤビティを再度真空吸引し、プランジャを前進させてスリーブ内から湯道を経てアルミニウム合金溶湯をキヤビティに圧入することを特徴とするダイカスト方法。

2. 吸引速度 500 ミリバール/秒以上でキヤビティを真空吸引する請求項 1記載のダイカスト方法。

3. 湯道を経由してキヤビティを真空吸引する請求項 1記載のダイカスト方法。

4. 湯道及びオーバ一フロー部を経由してキヤビティを真空吸引する請求項 1 記載のダイカスト方法。

5. 除湿した反応性ガスの吹込みによりキヤビティを湿度 15%RH 以下に維持する請求項 1記載のダイカスト方法。

6. 反応性ガスの吹込みを中止した後でプランジャを前進させる請求項 1記載のダイカスト方法。

7. 铸造終了まで反応性ガスの吹込みを継続する請求項 1記載のダイカスト方法。

8. スリ一ブの給湯口をブランジャチップが通過した時点でブランジャを一旦停止させる請求項 1記載のダイカスト方法。

9. 铸造終了まで再度の真空吸引を継続する請求項 1記載のダイカスト方法。

10. オーバ一フロー部を経由してキヤビティを再度真空吸引する請求項 1記載のダイカスト方法。

II. 給湯口から注入されたアルミニウム合金溶湯を収容するスリーブと、スリーブ内で前後進可能なプランジャと、スリーブから湯道を介して圧入されるキヤビティを形成する相互に気密接触可能な固定金型及び可動金型をもち、固定金型と可動金型との合せ面にチルベント及び Z又は溝が必要に応じて形成されたダイカスト铸型と、ピン孔に取外し自在に挿入され、可動金型を貫通してキャビティに臨む少なくとも 1本のェジヱクタピンと、湯道に開口する排気管及びキヤビティのオーバ一フロー部に開口するガス給排管が接続された真空吸引機構と、スリーブの給湯口よりもダイカスト金型側に設けられた給気口に開口するガス供給管が接続された反応性ガス供給機構とを備えていることを特徴とするダイカストマシーン。

12. キヤビティを取り囲むダイカスト金型の固定金型及び可動金型の合せ面にパッキンが挟み込まれている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

13. ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間の合せ面にキヤビティを取り囲む溝が形成され、該溝が真空吸引機構に接続されている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

14. 可動金型を貫通してキヤビティに臨むピン孔にェジヱクタピンが進退自在に設けられ、ピン孔内壁とェジ Xクタピンとの間が気密シールされている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

15. オーバーフロー部に開口するガス給排管は、真空吸引機構に接続される排気管と圧縮空気噴出機構に接続される給気管に分岐している請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

16. キヤビティの雰囲気圧を測定する圧力計がガス給排管に設けられている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

17. キヤビティ内の湿度を測定する湿度計がガス給排管に設けられている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。

18. 反応性ガス供給機構からスリーブの給気口まで延びたガス供給管の途中に乾燥機が設けられている請求項 1 1記載のダイカストマシーン。