JP6820185B2 - Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it - Google Patents
Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6820185B2 JP6820185B2 JP2016212085A JP2016212085A JP6820185B2 JP 6820185 B2 JP6820185 B2 JP 6820185B2 JP 2016212085 A JP2016212085 A JP 2016212085A JP 2016212085 A JP2016212085 A JP 2016212085A JP 6820185 B2 JP6820185 B2 JP 6820185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- opening
- melting
- metal material
- crucible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007769 metal material Substances 0.000 title claims description 100
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 33
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 title claims description 28
- 230000006837 decompression Effects 0.000 title description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 201
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 201
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 136
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 134
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 40
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 17
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
本発明は、金属材料の溶解供給装置およびそれを用いた減圧鋳造装置の技術に関し、より詳細には、射出スリーブに開口される給湯口に配設され、金属材料を溶解させた溶湯を射出スリーブ内に供給する金属材料の溶解供給装置およびそれを用いた減圧鋳造装置。 The present invention relates to a technique of a melting and supplying device for a metal material and a vacuum casting device using the same. More specifically, the present invention is provided at a hot water supply port opened in an injection sleeve, and a molten metal in which a metal material is melted is injected into the injection sleeve. A melting and feeding device for the metal material supplied inside and a vacuum casting device using the same.
従来、溶解炉に保持した溶湯を射出スリーブ内に供給し、射出スリーブ内に挿通されたプランジャを作動させることで、金型のキャビティに溶湯を射出充填する鋳造法(ダイカスト法)が公知である。また、近年では、通常のダイカスト法では空気や酸化物等のガスを巻き込みやすいという問題があることから、湯廻り不良の改善やガスの巻き込みによる鋳巣を低減するための技術として、キャビティ内を減圧してダイカストする鋳造法(真空ダイカスト法)も提案されているところである。 Conventionally, a casting method (die casting method) is known in which molten metal held in a melting furnace is supplied into an injection sleeve and a plunger inserted into the injection sleeve is operated to inject and fill the molten metal into a mold cavity. .. Further, in recent years, since the usual die casting method has a problem that gas such as air and oxide is easily entrained, the inside of the cavity is used as a technique for improving poor circulation and reducing cavities due to gas entrainment. A casting method (vacuum die casting method) in which the pressure is reduced and die casting is also being proposed.
従来の鋳造装置としては、例えば、特許文献1に開示されるように、金型と、金型のキャビティに溶湯を射出充填する射出スリーブと、溶解炉に保持した溶湯を射出スリーブの給湯口を介して射出スリーブ内に供給する溶解供給装置等とを具備してなり、溶湯管を介して金型及び射出スリーブ等からなるダイカストマシンが溶解炉と一体接続され、溶解炉から電磁ポンプにて溶湯が汲み上げられて、溶湯管を介して射出スリーブ内に溶湯を供給する構成が提案されている。かかる構成では、溶解供給装置においてダイカストマシンと溶解炉とを溶湯管にて一体接続させることで、溶湯が大気に触れることにより溶湯温度が低下したり、また酸化皮膜や溶解ガス等が発生したりするのを防止するものである。 As a conventional casting apparatus, for example, as disclosed in Patent Document 1, a mold, an injection sleeve for injecting and filling the cavity of the mold with molten metal, and a hot water supply port of the injection sleeve for holding the molten metal in a melting furnace are provided. A die casting machine consisting of a mold, an injection sleeve, etc. is integrally connected to the melting furnace via a molten metal pipe, and is equipped with a melting and supplying device, etc., which is supplied into the injection sleeve via the melting furnace. Is pumped up and the molten metal is supplied into the injection sleeve via the molten metal pipe. In such a configuration, by integrally connecting the die casting machine and the melting furnace in the melting supply device with a molten metal pipe, the molten metal temperature drops when the molten metal comes into contact with the atmosphere, and an oxide film, dissolved gas, etc. are generated. It prevents you from doing so.
しかしながら、上述した溶解供給装置の構成では、大型の溶解炉内に保持する溶湯の表面積が広く熱拡散量が多いことから熱効率が悪く、その結果、電気やガスエネルギーの使用量が多くなってランニングコストが増大するといった問題があった。特に、休日や夜間等の装置停止時においても溶湯を保持していることが多く、そのため溶解炉の破損等に起因する湯漏れを防止する必要があり、溶解供給装置の装置構成が複雑化し、設備コストが増大するといった問題があった。また、溶解炉からの溶湯の汲み上げ時に一回の鋳造に必要な量を電磁ポンプの時間制御で計量するため、射出スリーブへの給湯精度に劣るという問題もあった。 However, in the above-mentioned configuration of the dissolution supply device, the surface area of the molten metal held in the large melting furnace is large and the amount of heat diffusion is large, so that the thermal efficiency is poor, and as a result, the amount of electricity and gas energy used increases and running. There was a problem that the cost increased. In particular, the molten metal is often retained even when the apparatus is stopped, such as on holidays or at night, so it is necessary to prevent hot water leakage due to damage to the melting furnace, etc., which complicates the equipment configuration of the dissolution supply apparatus. There was a problem that the equipment cost increased. Further, since the amount required for one casting at the time of pumping the molten metal from the melting furnace is measured by the time control of the electromagnetic pump, there is a problem that the accuracy of hot water supply to the injection sleeve is inferior.
他方、従来の溶解供給装置として、例えば、特許文献2に開示されるように、鋳造ごとに一回の鋳造に必要な量の金属材料を溶解して、一回の鋳造に必要な量の溶湯のみを供給するようにした構成も提案されている。確かに、かかる構成によれば、溶解炉内に保持する溶湯の量が少なくて済み、大型の溶解炉を用いた溶解供給装置に比べて熱効率を改善し、また装置を簡易に構成できるものであるが、給湯の際に溶解炉を傾動させて溶湯を射出スリーブに供給するものであったため、上述したように温度低下や酸化膜・溶解ガスの発生による溶湯品質の低下を十分に防ぐことはできない。
On the other hand, as a conventional melting and supplying device, for example, as disclosed in
そこで、本発明では、金属材料の溶解供給装置およびそれを用いた減圧鋳造装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、簡易な構成で高品質の溶湯を精度よく供給できる金属材料の溶解供給装置およびそれを用いた減圧鋳造装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems with respect to the melting and supplying device for metal materials and the vacuum casting device using the same, and melts and supplies metal materials capable of accurately supplying high-quality molten metal with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a vacuum casting apparatus using the apparatus.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
すなわち、請求項1においては、射出スリーブに開口される給湯口に配設され、金属材料を溶解させた溶湯を射出スリーブ内に供給する金属材料の溶解供給装置において、前記射出スリーブの側面に固設されるハウジングと、前記ハウジングに収容され、下端部に開口された注湯口が前記給湯口と連結され、高耐熱性の絶縁性素材よりなる内側坩堝部材と、高耐熱性の導電性素材よりなり前記内側坩堝部材の周面を覆うようにして配置される外側坩堝部材とが設けられる金属溶解用坩堝と、前記金属溶解用坩堝に金属材料を供給する金属材料供給部と、前記金属材料供給部にて前記金属溶解用坩堝に供給された金属材料を誘導加熱により溶解する加熱溶解部と、前記ハウジングに上下動可能に配設され、一端にて前記金属溶解用坩堝の注湯口を閉止する開閉ロッドが設けられる注湯口開閉部と、を有してなり、前記注湯口開閉部の開閉ロッドを上動させて前記金属溶解用坩堝の注湯口を開口することで、ダイカストマシンにて一回の鋳造に必要な量の溶湯を供給するものである。 That is, in claim 1, in the metal material dissolution supply device which is arranged in the hot water supply port opened in the injection sleeve and supplies the molten metal in which the metal material is dissolved into the injection sleeve, it is fixed to the side surface of the injection sleeve. The housing to be installed and the pouring port housed in the housing and opened at the lower end are connected to the hot water supply port, and are made of an inner pit member made of a highly heat-resistant insulating material and a highly heat-resistant conductive material. A metal melting pit provided with an outer pit member arranged so as to cover the peripheral surface of the inner pit member, a metal material supply unit for supplying a metal material to the metal melting pit, and a metal material supply unit. A heat-melting part that melts the metal material supplied to the metal melting pit by induction heating, and a hot-melting part that is movably arranged in the housing and closes the pouring port of the metal melting pit at one end. It has a pouring port opening / closing part provided with an opening / closing rod, and by moving the opening / closing rod of the pouring port opening / closing part upward to open the pouring port of the metal melting pit, once with a die casting machine. It supplies the amount of molten metal required for casting.
請求項2においては、前記金属溶解用坩堝は、前記注湯口に前記開閉ロッドの一端と嵌合可能な筒状受部材が配設されるものである。
In
請求項3においては、前記注湯口開閉部は、前記ハウジングの上方位置にシリンダロッドを下方に向けて配設される開閉シリンダが設けられ、前記開閉ロッドが前記開閉シリンダと接続されて前記金属溶解用坩堝の中心線上に配設されるものである。
In
請求項4においては、前記金属材料供給部は、前記ハウジングに配設され前記ハウジングの内部空間と連通される供給ダクトと、前記供給ダクトに連設され金属材料を収容して計量排出する計量装置とが設けられ、前記ハウジング内の高温ガスが前記供給ダクト及び計量装置の内部に移送可能とされるものである。 In claim 4 , the metal material supply unit includes a supply duct arranged in the housing and communicated with the internal space of the housing, and a weighing device connected to the supply duct to accommodate and discharge the metal material. Is provided so that the high temperature gas in the housing can be transferred to the inside of the supply duct and the measuring device.
請求項5においては、前記請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の溶解供給装置を用いてなるものである。
In
本発明の効果として、簡易な構成で高品質の溶湯を精度よく供給することができる。 As an effect of the present invention, a high-quality molten metal can be accurately supplied with a simple configuration.
次に、発明を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the invention will be described.
まず、本実施例の減圧鋳造装置1の全体構成について、以下に概説する。
図1に示すように、本実施例の減圧鋳造装置1は、ダイカストマシン2の金型20のキャビティ21内を減圧するとともに、溶解供給装置3にて溶解した金属材料10(溶湯11)をダイカストマシン2に供給し、減圧下のキャビティ21内に溶湯11を射出して製品を鋳造する真空ダイカスト用の鋳造装置として構成されている。
First, the overall configuration of the vacuum casting apparatus 1 of this embodiment will be outlined below.
As shown in FIG. 1, the vacuum casting apparatus 1 of this embodiment depressurizes the inside of the
金属材料10としては、アルミニウム合金又は亜鉛合金の他に、マグネシウム合金、銅又はそれらの合金、鉄系合金など任意の金属が選択される。金属材料10の形状は特に限定されず、主に粒状、ペレット状若しくはインゴット状に成形されたもの、又は形状や大きさの異なる異形片や鉄屑等を用いることができる。
As the
ダイカストマシン2は、金型20と、金型20のキャビティ21に溶湯を射出充填する射出スリーブ22と、金型20のキャビティ21内を減圧する減圧装置23等とが設けられている。金型20は、固定型20aと可動型20bと有してなり、これら両型20a・20bによってダイカスト製品を成形するためのキャビティ21が区画形成されている。
The
射出スリーブ22は、一端開口がキャビティ21に連絡され、外周上面側に後述する溶解供給装置3より溶湯11が供給される給湯口24が開口されている。また、射出スリーブ22の内部にはプランジャ25が摺動自在に挿通されており、プランジャ25が油圧シリンダ装置等の図示せぬ駆動装置に連結されている。溶湯11は、射出スリーブ22内にて金型20とプランジャ25に挟まれた部分に一時的に蓄えられる(図4等参照)。
One end of the
減圧装置23は、金型20のキャビティ21内の空気を排出して減圧するための装置であり、キャビティ21に減圧バルブ26が連通され、減圧バルブ26が真空タンク27を介して真空ポンプ28に接続されている。減圧装置23では、減圧バルブ26を開けて真空ポンプ28を作動させることで、キャビティ21内の空気が減圧バルブ26及び真空タンク27を介して機外に排出される。
The
次に、溶解供給装置3の構成について、以下に詳述する。
図2乃至図4に示すように、本実施例の溶解供給装置3は、射出スリーブ22に開口される給湯口24に配設され、金属材料10を溶解させた溶湯11を射出スリーブ22内に供給する装置であり、具体的には、射出スリーブ22の側面に固設されるハウジング4と、ハウジング4に収容され、下端部に開口された注湯口52が給湯口24と連設される金属溶解用坩堝5と、金属溶解用坩堝5に金属材料10を供給する金属材料供給装置6と、金属材料供給装置6にて金属溶解用坩堝5に供給された金属材料10を誘導加熱により溶解する加熱溶解装置7と、ハウジング4に上下動可能に配設され、一端にて金属溶解用坩堝5の注湯口52を閉止する開閉ロッド80が設けられる注湯口開閉装置8等と、を有してなり、注湯口開閉装置8の開閉ロッド80を上動させて金属溶解用坩堝5の注湯口52を開口することで、ダイカストマシンにて一回の鋳造に必要な量の溶湯11を供給するように構成されている。
Next, the configuration of the
As shown in FIGS. 2 to 4, the
ハウジング4は、壁部材40及び蓋部材41によって内部に外部空間と遮断された閉空間42が形成されるように構成されており、壁部材40及び閉空間42内に金属溶解用坩堝5及び加熱溶解装置7が配設されるとともに、蓋部材41及び閉空間42内に金属材料供給装置6及び注湯口開閉装置8が配設されている。なお、壁部材40及び蓋部材41は、金属材料10よりも高融点の高耐熱性の材料より成形され、本実施例では、後述するように壁部材40に加熱溶解装置7の誘導加熱コイル70が内設されることから、セメント材より成形されている。
The housing 4 is configured such that a
壁部材40は、後述する金属溶解用坩堝5の形状に合わせて断面すり鉢状に形成され、下端部には金属溶解用坩堝5の注湯口52及び射出スリーブ22の給湯口24と連結される連通口43が開口されている。ハウジング4は、壁部材40が固定枠型44にて射出スリーブ22の上側面に気密状に固設され、連通口43を介して上述した金属溶解用坩堝5の注湯口52及び射出スリーブ22の給湯口24が鉛直上に位置するように配置される。
The
ハウジング4には、金属溶解用坩堝5に保持した溶湯11にアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置30が配設されている。ガス供給装置30は、ガス供給源としてのボンベ31と、図示せぬバルブ等を介してタンク31に接続されるパージ用ノズル32等とが設けられている。パージ用ノズル32は、蓋部材41を介して閉空間42内に延出され、金属溶解用坩堝5が保持した溶湯11に浸漬されることで、溶湯11内に不活性ガスをパージ可能とされている。このように不活性ガス供給装置30にて溶湯11中に不活性ガスをパージ可能とすることで、溶湯11中に沈殿した水素ガスを取り除いて溶湯11を健全な状態に保つことができるとともに、溶湯11の表面に新たに酸化皮膜が発生するのを防止することができる
The housing 4 is provided with an inert
その他、本実施例のハウジング4には、湯面検出手段としての湯面検出センサ33が配設されている。湯面検出センサ33は、先端に電極や熱電対等が設けられ、図示せぬ制御装置にて電気信号として溶湯11の湯面の高さを検出できるものとして構成されており、蓋部材41を介して閉空間42内に延出されている。
In addition, the housing 4 of this embodiment is provided with a molten metal
金属溶解用坩堝5は、高耐熱性の素材よりなる断面すり鉢状の内側坩堝部材50と、同じく高耐熱性の素材よりなり内側坩堝部材50の周面を覆うようにして配置される断面すり鉢状の外側坩堝部材51とが設けられた二重坩堝構造として形成され、金属材料供給装置6にて供給された金属材料10が内側坩堝部材50に収容されるとともに、後述する加熱溶解装置7にて溶解された溶湯11が内側坩堝部材50に保持される。金属溶解用坩堝5は、セラミックスなどの絶縁性素材や銅又は黒鉛などの導電性素材などにより成形することができ、本実施例では、内側坩堝部材50は、主にアルミナやシリカなどを主成分とした絶縁性素材として、耐熱性及高融点金属に対する耐食性に優れた素材より好ましく形成され、他方、外側坩堝部材51は、主に黒鉛やカーボンなどの導電性素材として、導電性を有しかつ熱伝導率が高い素材より好ましく成形される。
The
金属溶解用坩堝5(内側坩堝部材50及び外側坩堝部材51)の下端部には、開口断面が円形の注湯口52が開口されており、上述したハウジング4(の壁部材40)の連通口43を介して射出スリーブ22の給湯口24に連結されている。本実施例の金属溶解用坩堝5は、注湯口52に後述する開閉ロッド80の一端(閉止部80a)と嵌合可能な筒状受部材53が配設されおり、筒状受部材53が金属溶解用坩堝5の注湯口52からハウジング4(の壁部材40)の連通口43に至るようにして嵌設されている。
A pouring
筒状受部材53は、セラミックスなどの絶縁性素材や銅又は黒鉛などの導電性素材などにより断面略円形の筒状体として成形され、内周面に螺旋状(雌螺子状)の凹溝53aが刻設されている(図3参照)。このように凹溝53aが刻設されることで、金属溶解用坩堝5(の内側坩堝部材50)に保持された溶湯11が筒状受部材53内を通って注湯口52から連通口43を介して落下供給される際に(図4等参照)、筒状受部材53に刻設された凹溝53aに沿って溶湯11が旋回されて、求心的な渦流により筒状受部材53からの供給速度を加速させることができる。
The
金属溶解用坩堝5は、外側坩堝部材51の外周が断熱材45にて囲繞されており、ハウジング4の閉空間42内に収容された状態で、断熱材45にてハウジング4の壁部材40と外側坩堝部材51との間隙が充填されている。このように断熱材45が配設されることで、金属溶解用坩堝5と壁部材40との間の熱伝導を遮断し、金属溶解用坩堝5の熱による後述する誘導加熱コイル70の過熱を防止することができる。
In the
金属溶解用坩堝5は、少なくともダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11よりも多い溶湯11を保持可能な容量に形成され、具体的には、予め保持される所定量の溶湯11と、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11とを合わせて保持可能な容量に形成されている。本実施例の金属溶解用坩堝5では、予め所定量の溶湯11が保持されるとともに、溶湯11を保持した状態で金属材料供給装置6より金属材料10が供給される(図5等参照)。なお、溶湯11の保持量は、用いられる金属材料10の種類や量、又はダイカストマシン2に供給される溶湯11の量などによって変更される。
The
金属材料供給装置6は、金属溶解用坩堝5に金属材料10を供給するための装置であって、具体的には、ハウジング4の蓋部材41に配設された供給ダクト60と、供給ダクト60に連設され、金属材料10を収容して計量排出する計量装置61等とが設けられており、金属溶解用坩堝5へ供給する金属材料10の供給量を任意に調整することができるように構成されている。
The metal
供給ダクト60は、断面矩形の管状に形成されており、ハウジング4の蓋部材41を貫通して閉空間42内へと延出され、開口端には計量装置61より排出された金属材料10を金属溶解用坩堝5へと供給する開口端部60aが形成されている。供給ダクト60は、開口端部60aが金属溶解用坩堝5の上方に位置するように配設されている。
The
計量装置61は、収容保持した金属材料10から、所定量の金属材料10を計量排出可能な計量機として構成されている。計量装置61より計量排出される金属材料10の供給量は、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11に相当する量の金属材料10が金属溶解用坩堝5に供給されるように設定される。ただし、金属材料10の供給量は、金属材料10の種類やダイカストマシン2に供給される溶湯11の量などによって変更して調整可能である。
The weighing
金属材料供給装置6は、供給ダクト60の内部空間とハウジング4の閉空間42とが連通されており、ハウジング4内の高温ガス(不活性ガス供給装置30にて供給される不活性ガスを含む)が供給ダクト60の開口端部60aを介して供給ダクト60及び計量装置61の内部に移送可能に構成されている。このように金属材料供給装置6の供給ダクト60とハウジング4の閉空間42とを連通させることで、溶湯11を介して高温となった不活性ガスの排熱を利用して計量装置61に保持される金属材料10を溶解しない程度の温度に予備加熱しておくことができる。
In the metal
加熱溶解装置7は、誘導加熱コイル70と、誘導加熱コイル70に接続された高周波電源71等とが設けられている。誘導加熱コイル70は、ハウジング4の壁部材40内に埋設され、金属溶解用坩堝5(内側坩堝部材50及び外側坩堝部材51)の外周に沿うように螺旋状に延設されている。誘導加熱コイル70は、内部中空の管材より形成され、内部中空に冷却水が供給されるとともに、外周面にはセラミックス等の絶縁性素材が被覆されている。
The heating and
加熱溶解装置7にて金属溶解用坩堝5に保持された金属材料10を溶解させる際には、高周波電源71から交流の高周波電流を誘導加熱コイル70に供給して、誘導加熱コイル70に交番磁束を発生させる。この交番磁束は金属材料10及び外側坩堝部材51にうず電流を誘起させるため、発生したうず電流による抵抗発熱と誘導加熱コイル70からの交番磁束によるヒステリシス損から生じる発熱によって、金属材料10が加熱されとともに、外側坩堝部材51が加熱される。このようにして金属材料10及び外側坩堝部材51が加熱されることで、金属材料10が直接及び間接に溶解される。
When the
加熱溶解装置7は、金属溶解用坩堝5に保持された金属材料10を溶解させるだけでなく、金属溶解用坩堝5に保持された溶湯11の温度制御が可能なように構成されている。加熱溶解装置7による加熱制御方法としては、例えば、ハウジング4内に設けられた図示せぬ温度センサにて検出される金属溶解用坩堝5内の溶湯11の温度が所定温度となるように高周波電源71から出力される電流周波数が制御されることで、誘導加熱コイル70による加熱状態が制御される。特に、本実施例では、金属溶解用坩堝5に溶湯11が常時保持されるため、加熱溶解装置7にて溶湯11が所望の設定温度となるように温度制御される。
The
注湯口開閉装置8は、一端にて金属溶解用坩堝5の注湯口52を閉止する開閉ロッド80と、開閉ロッド80を上下動させる開閉シリンダ81等とが設けられており、開閉シリンダ81にて開閉ロッド80を上動させることで金属溶解用坩堝5の注湯口52を開口して、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11を供給するように構成されている(図3参照)。
The pouring port opening /
開閉ロッド80は、金属溶解用坩堝5の中心線上に配設され、一端に注油口52の閉止部80aが形成されるとともに、他端がハウジング4の蓋部材41を貫通して開閉シリンダ81に接続されている。閉止部80aは、注油口52に配設された筒状受部材53の口径と略同一に形成され、筒状受部材53に閉止部80aが挿入・嵌合されることで、注油口52が閉止される。開閉シリンダ81は、接続部材82を介してハウジング4の上方位置にシリンダロッド83を下方に向けて配設されており、上下方向に伸縮自在のシリンダロッド83に開閉ロッド80の他端が接続されている。
The opening / closing
注湯口開閉装置8の動作について説明すると、まず、開閉シリンダ81が作動され、シリンダロッド81aが下方に伸張されて開閉ロッド80が下動されることで、筒状受部材53(注湯口52)に閉止部80aが嵌合されて注油口52が閉止される。かかる状態で、金属材料供給装置6にて金属溶解用坩堝5に金属材料10が供給され、加熱溶解装置7にて金属材料10が誘導加熱により溶解されて、金属溶解用坩堝5に溶湯11が保持される(図2及び図5参照)。
Explaining the operation of the pouring port opening /
一方、シリンダロッド81aが上方に伸縮されて開閉ロッド80が上動されることで、筒状受部材53(注湯口52)から閉止部80aが係脱されて注油口52が開口される。かかる状態で、金属溶解用坩堝5に保持された溶湯11が注湯口52から給湯口24を介して射出シリンダ22内へと供給される(図4及び図5参照)。このとき注湯口開閉装置8では、金属溶解用坩堝5に溶湯11を残存させつつ、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11が供給される。
On the other hand, when the cylinder rod 81a is expanded and contracted upward and the opening / closing
注湯口開閉装置8における溶湯11の供給量(残存量)は、図示せぬアクチュエータ等により開閉シリンダ81におけるシリンダロッド81aの往復作動を駆動制御することで注油口52から排出される溶湯11の量(又は金属溶解用坩堝5に残存される溶湯11の量)が調整される。なお、溶湯11の残存量は、用いられる金属材料10の種類や量、又はダイカストマシン2に供給される溶湯11の量などによって変更される。
The supply amount (residual amount) of the
次に、図5及び図6を参照しながら、本実施例の溶解供給装置3を用いた金属材料10の溶解供給方法について、以下に説明する。なお、本実施例では、金属材料10を溶解して射出スリーブ22に溶湯11を供給するまでのサイクル(以下、溶解供給サイクルという)について説明する。
Next, a method for dissolving and supplying the
ここで、金属溶解用坩堝5に予め保持される溶湯を保持用溶湯11aといい、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯を供給用溶湯11bといい、保持用溶湯11aと供給用溶湯11bとを合わせた溶湯を全溶湯11cという(図5参照)。
Here, the molten metal previously held in the
まず、金属材料供給工程S100では、金属材料供給装置6にて金属材料11が金属溶解用坩堝5に供給される。このとき、注湯口開閉装置8では、開閉シリンダ81が作動されて開閉ロッド80が下動されることで、注湯口52(筒状受部材53)が閉止され、金属溶解用坩堝5には予め保持用溶湯11aが保持されている(図5(a)参照)。なお、金属溶解用坩堝5に保持された保持用溶湯11aは、加熱溶解装置7にて加熱されて所定温度に調整され(予備加熱)、不活性ガス供給装置30にてパージ用ノズル32から保持用溶湯11a内に不活性ガスがパージされている。
First, in the metal material supply step S100, the
そして、金属材料供給装置6にて、ハウジング4内の高温ガスにて予備加熱されて計量装置61に保持された金属材料10の内、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11に相当する量の金属材料10が計量排出され、供給ダクト60の開口端部60aより排出されて、金属溶解用坩堝5の内側坩堝部材50に収容される(図5(b)参照)。
Then, in the metal
溶解工程S110では、加熱溶解装置7にて、高周波電源71が制御されることで誘導加熱コイル70により加熱状態が変更されて、金属材料10の溶解温度にまで加熱さて金属溶解用坩堝5に供給された金属材料10が溶解される。このようにして、金属溶解用坩堝5には、保持用溶湯11aとダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の供給用溶湯11bとを合わせた全溶湯11cが保持される(図5(c)参照)。
In the melting step S110, the heating and
溶湯供給工程S120では、注湯口開閉装置8にて開閉シリンダ81が作動されて開閉ロッド80が上動されることで、注湯口52(筒状受部材53)が開口され、金属溶解用坩堝5に保持された全溶湯11cの中から、保持用溶湯11aと同じ量の溶湯を残存させつつ、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯すなわち供給用溶湯11bが注湯口52から給湯口24を介して射出スリーブ22へと供給される(図5(d)参照)。射出スリーブ22への注湯が完了すると、注湯口開閉装置8の開閉ロッド80が再び下動されて、注湯口52(筒状受部材53)が閉止される。
In the molten metal supply step S120, the opening /
本実施例の溶解供給装置3では、上述した溶解供給サイクルが連続して繰り返し行われることで、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11が射出スリーブ22に連続して供給される。なお、ダイカストマシン2では、減圧装置23にて金型20のキャビティ21内が減圧された状態で、溶解供給装置3にて溶湯11が供給され、射出スリーブ22への注湯が完了した後に、プランジャ25が作動されてキャビティ21に溶湯11が射出充填される。
In the
以上のように、本実施例の金属材料10の溶解供給装置3は、射出スリーブ22に開口される給湯口24に配設され、金属材料10を溶解させた溶湯11を射出スリーブ22内に供給する金属材料10の溶解供給装置3において、射出スリーブ22の側面に固設されるハウジング4と、ハウジング4に収容され、下端部に開口された注湯口52が給湯口24と連結される金属溶解用坩堝5と、金属溶解用坩堝5に金属材料10を供給する金属材料供給装置6と、金属材料供給装置6にて金属溶解用坩堝5に供給された金属材料10を誘導加熱により溶解する加熱溶解装置7と、ハウジング4に上下動可能に配設され、一端にて金属溶解用坩堝5の注湯口52を閉止する開閉ロッド80が設けられる注湯口開閉装置8と、を有してなり、注湯口開閉装置8の開閉ロッド80を上動させて金属溶解用坩堝5の注湯口52を開口することで、ダイカストマシン2にて一回の鋳造に必要な量の溶湯11を供給するため、簡易な構成で高品質の溶湯11を精度よく供給することができるのである。
As described above, the
すなわち、本実施例の溶解供給装置3は、ダイカストマシン2の射出スリーブ22に固定された状態で溶解供給サイクルを行うものであるため、金属溶解用坩堝5内に保持する溶湯11の量が少なくて済み、大型の溶解炉を用いた従来の構成に比べて熱効率を改善し、装置を簡易に構成できることができる。また、金属溶解用坩堝5の注湯口52が射出スリーブ22の給湯口24と連結されるため、給湯の際に溶湯11が大気に触れることにより溶湯温度が低下したり、酸化皮膜や溶解ガス等が発生したりすることによる品質の低下を防いで高品質の溶湯11を供給できるとともに、開閉ロッド80を上動させて注湯口52を開口するだけで溶湯11を供給できるため、例えば、電磁ポンプを用いた汲み上げ式の給湯方法と比べても高精度で給湯することができる。
That is, since the
特に、本実施例の金属溶解用坩堝5は、注湯口52に開閉ロッド80の一端と嵌合可能な筒状受部材53が配設されるため、筒状受部材53と開閉ロッド80の一端とが嵌合することで注湯口52からの溶湯11の漏出を効果的に防止できるとともに、注湯口52を保護して装置寿命を改善することができる。
In particular, in the
また、本実施例の金属溶解用坩堝5は、高耐熱性の絶縁性素材よりなる内側坩堝部材50と、高耐熱性の導電性素材よりなり内側坩堝部材50の周面を覆うようにして配置される外側坩堝部材51とが設けられるため、金属材料10の内側坩堝部材50に収容された金属材料10を、加熱溶解装置7にて直接溶解するとともに、外側坩堝部材51の発熱に伴って高温となった内側坩堝部材50を介して間接溶解することができるため、金属材料10を効率よく溶解させることができる
Further, the
また、本実施例の注湯口開閉装置8は、ハウジング4の上方位置にシリンダロッド83を下方に向けて配設される開閉シリンダ81が設けられ、開閉ロッド80の他端が開閉シリンダ81と接続されて金属溶解用坩堝5の中心線上に配設されるため、簡易な構成で開閉ロッド80を精度よく上下動させることができる。
Further, in the pouring port opening /
また、本実施例の金属材料供給装置60は、ハウジング4に配設されハウジング4の閉空間42と連通される供給ダクト60と、供給ダクト60に連設され金属材料10を収容して計量排出する計量装置61とが設けられ、ハウジング4内の高温ガスが供給ダクト60及び計量装置61の内部に移送可能とされるため、溶湯11を介して高温となった不活性ガスの排熱を利用して計量装置61に保持される金属材料10を予備加熱することで、金属溶解用坩堝5での金属材料10の溶解時間を短縮でき、溶解供給サイクルの短縮化を図ることができる。
Further, the metal
以上、本実施例の鋳造装置1及び溶解供給装置3の構成としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
As described above, the configurations of the casting apparatus 1 and the
すなわち、上述した実施例の溶解供給装置3は、金属溶解用坩堝5が内側坩堝部材50及び外側坩堝部材51からなる二重坩堝構造として構成されるが(図2参照)、かかる金属溶解用坩堝5の形状や構成はこれに限定されず、例えば、図7に示すように、金属溶解用坩堝5が一つの坩堝部材54により構成されてもよい。かかる場合には、坩堝部材54は、主に黒鉛やカーボンなどの導電性素材として、導電性を有しかつ熱伝導率が高い素材より好ましく成形される。
That is, in the
また、上述した実施例の溶解供給装置3は、金属溶解用坩堝5の注湯口52に開閉ロッド80の一端(閉止部80a)と嵌合可能な筒状受部材53が別体として配設されるが(図2、図7参照)、かかる筒状受部材53の配置構成はこれに限定されず、例えば、図8に示すように坩堝部材54と同一素材により一体に形成されてもよく、または上述した内側坩堝部材50や外側坩堝部材51のいずれかと同一素材により一体に形成されてもよい。さらに、筒状受部材53としては、内周面に螺旋状(雌螺子状)の凹溝53aが刻設されているが(図3参照)、かかる筒状受部材の形状はこれに限定されず、凹溝53aを設けないか、若しくは筒状受部材53からの溶湯11の供給速度が加速されるために好適な形状に形成されてもよい。
Further, in the
また、上述した実施例の溶解供給装置3は、ハウジング4に金属溶解用坩堝5に保持した溶湯11に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置30を構成するパージ用ノズル32が別途設けられているが(図2参照)、かかる不活性ガス供給装置30の構成としてはこれに限定されず、例えば、パージ用ノズル32を設ける代わりに開閉ロッド80がボンベ31に接続されて、開閉ロッド80から溶湯11内に不活性ガスがパージ可能となるように構成されてもよい。
Further, the
また、上述した実施例の溶解供給装置3は、注湯口開閉装置8の開閉ロッド80が開閉シリンダ81にて上下動可能に配設されるが、かかる開閉ロッド80の動作についてはこれに限定されず、例えば、開閉ロッド80が上動される際にさらに軸周りに回転されるように構成されてもよい。かかる構成とすることで、金属溶解用坩堝5に保持された溶湯11が筒状受部材53内を通って落下供給される際に旋回されて、求心的な渦流により供給速度を加速させることができる。
Further, in the
1 減圧鋳造装置
2 ダイカストマシン
3 溶解供給装置
4 ハウジング
5 金属溶解用坩堝
6 金属材料供給装置(金属材料供供給部)
7 加熱溶解装置(加熱溶解部)
8 注湯口開閉装置(注湯口開閉部)
10 金属材料
11 溶湯
22 射出スリーブ
24 給湯口
40 壁部材
41 蓋部材
42 閉空間
43 連通口
44 固定枠型
45 断熱材
50 内側坩堝部材
51 外側坩堝部材
52 注湯口
53 筒状受部材
60 供給ダクト
60a 開口端部
61 計量装置
70 誘導加熱コイル
71 高周波電源
80 開閉ロッド
80a 閉止部
81 開閉シリンダ
82 接続部材
1
7 Heat melting device (heat melting part)
8 Pouring port opening / closing device (pouring port opening / closing part)
10
Claims (5)
前記射出スリーブの側面に固設されるハウジングと、
前記ハウジングに収容され、下端部に開口された注湯口が前記給湯口と連結され、高耐熱性の絶縁性素材よりなる内側坩堝部材と、高耐熱性の導電性素材よりなり前記内側坩堝部材の周面を覆うようにして配置される外側坩堝部材とが設けられる金属溶解用坩堝と、
前記金属溶解用坩堝に金属材料を供給する金属材料供給部と、
前記金属材料供給部にて前記金属溶解用坩堝に供給された金属材料を誘導加熱により溶解する加熱溶解部と、
前記ハウジングに上下動可能に配設され、一端にて前記金属溶解用坩堝の注湯口を閉止する開閉ロッドが設けられる注湯口開閉部と、を有してなり、
前記注湯口開閉部の開閉ロッドを上動させて前記金属溶解用坩堝の注湯口を開口することで、ダイカストマシンにて一回の鋳造に必要な量の溶湯を供給することを特徴とする金属材料の溶解供給装置。 In a metal material dissolution supply device that is arranged in a hot water supply port opened in an injection sleeve and supplies molten metal in which a metal material is dissolved into the injection sleeve.
A housing fixed to the side surface of the injection sleeve and
The inner crucible member housed in the housing and opened at the lower end is connected to the hot water supply port, and the inner crucible member is made of a highly heat-resistant insulating material and the inner crucible member is made of a highly heat-resistant conductive material. A metal melting crucible provided with an outer crucible member arranged so as to cover the peripheral surface ,
A metal material supply unit that supplies a metal material to the metal melting crucible,
A heating and melting unit that melts the metal material supplied to the metal melting crucible by induction heating in the metal material supply unit, and a heating and melting unit.
The housing is provided with a pouring port opening / closing portion that is vertically movable and is provided with an opening / closing rod that closes the pouring port of the metal melting crucible at one end.
A metal characterized in that the amount of molten metal required for one casting is supplied by a die casting machine by opening the pouring port of the metal melting crucible by moving the opening / closing rod of the pouring port opening / closing part upward. Material dissolution supply device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016212085A JP6820185B2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016212085A JP6820185B2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018069293A JP2018069293A (en) | 2018-05-10 |
JP6820185B2 true JP6820185B2 (en) | 2021-01-27 |
Family
ID=62113400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016212085A Active JP6820185B2 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6820185B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102199565B1 (en) * | 2018-08-09 | 2021-01-07 | 엘지전자 주식회사 | Melt supply devicefor die casting |
CN111570751B (en) * | 2020-06-10 | 2021-07-06 | 宝应县鑫龙铸造有限公司 | Automatic vacuum pressure casting machine |
-
2016
- 2016-10-28 JP JP2016212085A patent/JP6820185B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018069293A (en) | 2018-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4347889A (en) | Diecasting apparatus | |
CN104325107B (en) | The efficient fine vacuum former of a kind of conventional die-cast metal (aluminum, zinc, copper) alloy and method | |
JP2014188588A (en) | Automatic molten metal feeder of die casting machine | |
JP6820185B2 (en) | Dissolution supply device for metal materials and decompression casting device using it | |
TWI787369B (en) | Method and device for moulding particularly of a metallic glass | |
JP2014217890A (en) | Method and apparatus for reducing bubbles or gas pockets in metal ingot using continuous casting mold | |
JP2002508496A (en) | Melting and casting of special metals | |
JP3987373B2 (en) | Metal melting heating device | |
JP3972849B2 (en) | Semi-molten metal injection apparatus and method | |
JP2011016166A (en) | Casting apparatus | |
CN217044547U (en) | Pressure-regulating casting furnace for casting uniform segregation-free bar | |
JP2019162648A (en) | Molten metal supply device and molten metal supply method | |
CN210036246U (en) | Furnace body structure of casting furnace | |
EP1820585B1 (en) | Holding furnace for supplying fixed amount of molten metal | |
JP2010089135A (en) | Casting molten metal holding furnace | |
JP5369876B2 (en) | Small casting machine with melting function and pressure function | |
KR101242616B1 (en) | Molten metal pouring device for die casting and die casting method | |
JP4139868B2 (en) | High pressure casting method and die casting apparatus for refractory metal | |
KR102617536B1 (en) | Melting furnace-Holding furance Integrated Type Casting Apparatus Using Pressure | |
JPH05309470A (en) | Low pressure casting equipment | |
EP0457502A1 (en) | Method and apparatus for precision casting | |
JP5492356B2 (en) | Method and apparatus for dissolving and supplying metal material | |
JP2008307567A (en) | Lost wax casting device | |
CN103045876B (en) | Liquid pouring system for electric slag | |
JP3987374B2 (en) | Metal melting heating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6820185 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |