JP2743789B2 - 無孔質ダイキャスト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧機器，自動車など
をはじめ、各種産業分野の部品製作に用いる無孔質ダイ
キャスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイキャスト装置は、固定金型と
可動金型からなる精密な金型どうしを型締めすることに
よって金型キャビティを形成し、このキャビティ内に溶
湯を充填して凝固することで、高精度で鋳肌のすぐれた
鋳物を大量生産できる製造装置である。その製造プロセ
スは、基本的に次の４つからなっている。

【０００３】（１）固定金型と可動金型を型締めし、注
湯口から溶解した金属（以降、溶湯という）を注湯す
る。

【０００４】（２）スリーブ内でピストンを作動させる
ことにより、溶湯を押し込みキャビティ内に充填する。

【０００５】（３）溶湯を凝固させる。

【０００６】（４）固定金型と可動金型を型開きし、可
動金型に付着した鋳物を取り出す。

【０００７】これらのうち（２），（３）は、鋳物の品
質を決定づける最も重要なプロセスであるが、従来から
ピンホールや引け巣を生じるという問題があった。

【０００８】これに対して、金型減圧法，層流充填法，
局部加圧法などの新たな手法を導入することで、上記し
た製品に発生するピンホールや引け巣の低減に成果を上
げることができるようになってきている。例えば、金型
減圧法はキャビティ内を真空排気手段によって排気する
ことで湯回りをよくしてガスの巻き込みによるピンホー
ルや引け巣の防止を図り、層流充填法はピストンの作動
によって低速で溶湯の充填を行い、湯口形状を工夫する
ことで溶湯を層流状態としてガスの巻き込みによるピン
ホールや引け巣の防止を図り、局部加圧法はキャビティ
内において溶湯が最終的に凝固する部分に圧力を加える
ことで、ピンホールや引け巣の防止を図る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た局部加圧法では、特別な手段を施さずに自然にランナ
部分の溶湯が凝固するのを待って加圧するので、その間
に製品の一部までも凝固してしまい、低減したとはいえ
ピンホールや引け巣が残る。また、溶湯の充填速度を、
層流充填法のように遅くすると金型キャビティ内におい
て湯回り不良によるピンホールや引け巣を起こしやすく
なり、これとは逆に速くすると溶湯が粉霧化しやすくな
り、表面が酸化されて熱処理をしても硬度は上がるが引
張り強さが上がらない。

【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するために
創案されたものであり、ピンホールや引け巣を激減さ
せ、硬度，引張り強さが向上する鋳物製品を製造するこ
とができるダイキャスト装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定金型と可
動金型とによって形成される金型と、金型内部を真空に
する真空手段と、この金型内部を加圧する加圧手段とを
備え、金型内部に溶湯を充填させた後に、金型内加圧手
段により加圧しながら溶湯を凝固する無孔質ダイキャス
ト装置において、前記真空手段と前記金型内部とを連接
する強制冷却路と、前記金型内部へ連接したランナ部に
設けられ、溶湯を冷却する冷却手段とを備えたことを特
徴とする無孔質ダイキャスト装置である。

【００１２】

【作用】可動金型を移動−させ固定金型と型締めする。
次に注湯口から溶湯を注入し、ピストンを移動させて、
金型内部を真空排気しながら溶湯の注入を行う。そし
て、金型内部に充填された溶湯は上昇して強制冷却路に
入り、ここで冷却されて凝固して溶湯の出口を塞ぐ。さ
らに、ランナ部分を冷却して急速に溶湯を凝固させ、金
型内部を気密状態にする。この直後、金型内加圧手段に
より、金型内部に充填した溶湯に加圧する。溶湯が凝固
し鋳造が完了したら、可動金型を移動させて金型を開
き、可動金型から鋳物を取り出す。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の無孔質ダイキャスト装置の概
略構成、図２は図１のＩＩ矢視図、すなわち分割面の可
動金型側の概略構成を示す。図１，２において、１は固
定金型、１ａは固定金型のキャビティ、１ｂは固定金型
の母体、２は可動金型、２ａは可動金型のキャビティ、
２ｂは可動金型の母体、２ｃは可動金型の母体に設けら
れた挿通孔、２ｄは可動金型に設けられた挿通孔、３は
ランナ、４はスリーブ、４ａは注湯口、５はピストン、
６は強制冷却路、７は真空吸入路、８は強制冷却路６の
冷却水路、９は加圧装置、９ａはシリンダ、９ｂはピス
トン、９ｃはスクイズピン、１０はランナ３の冷却水
路、１０ａは冷却水の流入口、１０ｂは冷却水の流出
口、１１はダイベース、Ｐは固定金型と可動金型の分割
面である。

【００１４】次に、本発明の無孔質ダイキャスト装置の
構成を図１および２を用いて説明する。金型は固定金型
１と可動金型２からなっており、製品となる鋳物に空間
を形成するための中子（図示省略）を両金型１，２の分
割面Ｐ間に入れてキャビティ１ａ，２ａを形成する。キ
ャビティ１ａ，２ａにはランナ３を経て、スリーブ４が
連接してあり、このスリーブ４に設けた注湯口４ａから
溶湯を充填することができるようになっている。また、
スリーブ４には進退可能なピストン５が嵌合してあり、
注湯口４ａから溶湯を注湯した後に、このピストン５を
作動させて溶湯をキャビティ１ａ，２ａ内へ押し込める
ようになっている。

【００１５】一方、両金型１，２の上部には、バルブ機
能を発揮する強制冷却路６が一体に構成されている。こ
の強制冷却路６については、キャビティ１ａ，２ａと真
空吸入路７との間に介在され、通常は通路を開通してお
き、溶湯がキャビティ１ａ，２ａを満たして上がってき
たら、溶湯を凝固させ通路を塞ぐことで溶湯が真空吸入
路７へ侵入するのを有効に防止できるものであり、可動
金型２の分割面Ｐに、図２に示すような迷路のような溝
で形成されており、近傍の冷却水路８に冷却水を流すこ
とにより、強制冷却路６内部の溶湯が冷却される。

【００１６】また、可動金型２側の母体２ｂにおいて、
可動金型２分割面Ｐの反対方向にキャビティ１ａ，２ａ
内部への加圧装置９を設ける。この加圧装置９は、図外
の圧液注入器からシリンダ９ａに圧液を注入すること
で、ピストン９ｂを介して母体２ｂおよび可動金型２の
挿通孔２ｃ，２ｄに嵌合されたスクイズピン９ｃに加圧
し、さらにこのスクイズピン９ｃがキャビティ１ａ，２
ａ内部に充填された溶湯を加圧する。

【００１７】一方、前記キャビティ１ａ，２ａに連接さ
れたランナ３に近接して、溶湯の導入方向と直交して、
冷却水路１０が設けられる。この冷却水路１０に冷却水
を流すことにより、ランナ３内の溶湯を急速に凝固させ
て通路を塞ぎ、キャビティ１ａ，２ａ内部の気密性を得
ることができる。

【００１８】次に、この実施例によるアルミニュウムダ
イキャストの製造プロセスを図１，図２を用いて説明す
る。まず、固定金型１との間に中子を介設した状態で、
ダイベース１１方向から可動金型２に負荷を加えて、型
締めする。次に注湯口４ａからアルミニュウム合金等の
溶湯を注入し、ピストン５を移動させて、注湯口を４ａ
塞いだ後に、真空吸入路７から図外の真空吸入器を用い
て、キャビティ１ａ，２ａ内部を排気しながら、ピスト
ン５を駆動して溶湯の注入を行う。これより、注入した
溶湯はランナ３を通過して、キャビティ１ａ，２ａ内部
へ注入される。このときのキャビティ１ａ，２ａへの注
入速度は、２〜１５ｍ／ｓの範囲とすることで、上記し
た充填速度が遅すぎる時に発生していた湯回り不良や、
速すぎる時に発生していた溶湯の粉霧化による酸化は起
こらないようになる。

【００１９】そして、ピストン５の動作終了時前には、
キャビティ１ａ，２ａ内部に充填された溶湯は、さらに
上昇して強制冷却路６に入り、ここで急速に冷却されて
ある程度進んだところで凝固して溶湯の流入を塞ぐ。こ
れとほぼ同時に、冷却水路水路１０の流入口１０ａから
冷却水を注入し、溶湯を急速に凝固してランナ３部分を
塞ぎ、キャビティ１ａ，２ａ内部からの圧力の漏れを防
ぎ、キャビティ１ａ，２ａ内部を気密状態にする。この
とき、ピストン５の加圧による溶湯の注入を中止する。
この直後に、加圧装置９のシリンダ９ａに圧液を注入し
て、ピストン９ｂをスクイズピン９ｃ方向へ移動させ、
このスクイズピン９ｃがキャビティ１ａ，２ａ内部に充
填した溶湯を加圧する。

【００２０】やがて、溶湯が凝固し鋳造が完了したら、
可動金型２を移動させて型を開き、可動金型２から鋳物
を取り出す。このときには、強制冷却路６およびランナ
３部分で凝固した溶湯が、製品と固定されて凝固してい
るため、別途加工して所望する形状に製品を成形する。
さらに、溶湯の注入速度を上記した２〜１５ｍ／ｓの範
囲として溶湯の粉霧化による酸化を抑制しているため、
熱処理することにより、従来２２０ＭＰａであった製品
の引張り強さが、３２０ＭＰａと向上する。

【００２１】なお、上記実施例では、ランナ３の近傍に
溶湯の導入方向と直交して冷却水路１０を備えたが、ラ
ンナ３の近傍に任意な曲線形状で冷却水路１０を設けて
もよい。

【００２２】また、上記実施例では、冷却水路１０に冷
却媒体として水を注入したが、水よりも沸点の高いオイ
ルを使用しても、効果的にランナ部分３の溶湯を冷却す
ることができる。

【００２３】さらに、上記実施例では冷却水路１０をラ
ンナ３のキャビティ１ａ，２ａ直前に設けたが、キャビ
ティ１ａ，２ａから距離をおいて、冷却水路１０を設け
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の装置は上記のように構成されて
いるため、キャビティ内の溶湯が凝固しはじめる前に加
圧することで、溶湯に対して均一な全体加圧をすること
ができ、ピンホールや引け巣が存在しない比重の均一な
製品、特にアルミダイキャストの場合、比重約２．７５
ｇ／ｃｍ3 の製品が得られる。したがって、従来ダイキ
ャスト装置では不可能であったギヤポンプまたはモータ
のカバーの製造が可能となる。

【００２５】また、従来局部加圧法では約４００ＭＰａ
で溶湯を加圧するが、本発明では上記したように溶湯の
凝固が全く始まっておらず、局部加圧法より低い２００
〜３００ＭＰａの圧力でも溶湯全体に均一な加圧ができ
る。したがって、加圧装置をコンパクトすることがで
き、装置全体の小型化をも図ることができる。さらに、
真空手段による引張力を溶湯に加えたまま、溶湯供給箇
所であるランナ部を冷却するので、キャビティや溶湯内
に残留する空気を排出し、きわめて十分に溶湯を充填し
た状態で溶湯の供給を停止することができ、その上、真
空手段の引張力が、キャビティ内の溶湯に伝わること
で、加圧手段と協働して溶湯に均一な圧力を加えること
で、凝固前のキャビティ内の溶湯の組織の精密化が促進
するが、この際、ランナ部が冷却された溶湯で塞がれる
ことで、真空手段による引張力は溶湯に効率よく伝わ
り、さらに組織の精密化が促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無孔質ダイキャスト装置の概略構成を
示す図である。

【図２】図１のＩＩ矢視図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型と可動金型とによって形成され
   る金型と、金型内部を真空にする真空手段と、この金型
   内部を加圧する加圧手段とを備え、金型内部に溶湯を充
   填させた後に、金型内加圧手段により加圧しながら溶湯
   を凝固する無孔質ダイキャスト装置において、前記真空
   手段と前記金型内部とを連接する強制冷却路と、前記金
   型内部へ連接したランナ部に設けられ、溶湯を冷却する
   冷却手段とを備えたことを特徴とする無孔質ダイキャス
   ト装置。