JPH0517815A - 鋳物の熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳物の熱処理に使用されるエネルギーの節約
を図るとともに鋳物品質を向上させる。 【構成】 金型１内に注入された溶融アルミニュームを
金型１内で溶体化処理に必要な温度（約５００°Ｃ）に
まで自然放熱により冷却させる。次に、前記アルミニュ
ーム（鋳物）を金型１の上型２で拘束したまま水に浸し
て冷却する。これによって、従来のように鋳物を溶体化
処理に必要な温度まで加熱する必要がなくなりエネルギ
ーの節約が図れる。また、鋳物を上型２で拘束したまま
水冷するため鋳物に不均一な塑性歪みが生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造された後の鋳物の
熱処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は鋳造ラインで鋳造された鋳物を鋳
型から取り出して室温にまで自然放熱により冷却した
後、熱処理ラインに運搬してここで所定の熱処理を施し
ている。ここでアルミニウム合金製の鋳物に対する熱処
理は、溶体化処理とこの溶体化処理の後に引き続き行わ
れる時効処理とがある。溶体化処理は、図３に示すよう
に、前記鋳物を室温から５００°Ｃ程度の温度にまで加
熱してこの温度に長時間保持した後にこの鋳物を水に浸
して冷却している。これによって、合金成分がアルミニ
ウム内に均一に固溶してその析出が阻止される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶体化処理方法によると、鋳物を室温から５００°Ｃ程
度の温度にまで加熱し、さらにこの温度に長時間保持す
る必要があるために、多大のエネルギーが必要とされ
る。また、この溶体化処理では、前述のように鋳物を水
に浸して急冷するため鋳物の肉厚が異なる部分では冷却
の速度が異なり、これに起因して金属の収縮率が異なっ
て不均一な塑性歪みが生じ、また残留応力も大きくな
る。本発明の技術的課題は、鋳型に注入された溶融金属
を鋳型内で自然放熱により所定温度にまで冷却し、引き
続きこの金属を水冷すことにより、熱処理に使用される
エネルギーの節約を図るとともに、鋳物を鋳型で拘束し
たまま水冷することにより、水冷時に不均一な塑性歪み
が生じないようにして品質の向上を図るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下に
示す工程を有する鋳物の熱処理方法によって解決され
る。即ち、本発明に係る鋳物の熱処理方法は、金属を所
定温度から水冷する熱処理方法において、鋳型内に注入
された溶融金属を鋳型内で前記所定温度にまで自然放熱
により冷却させた後、前記金属を前記鋳型で拘束したま
ま水冷することを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明によると、従来のように鋳物を常温から
熱処理に必要な所定温度にまで加熱する必要がなく、ま
たこの温度に長時間保持する必要もないためにエネルギ
ーの節約が図れる。さらに、水冷時に鋳物の収縮率が部
分的に異なったとしても、この鋳物は鋳型で拘束されて
いるために不均一な塑性歪みが生じ難い。このため残留
応力が低減する。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本実施例に係る鋳物（アルミディスクホ
イール）の熱処理方法を実現するための装置の全体図で
ある。鋳造に使用される金型１は、上型２と下型４およ
び横型６，８とから構成される。上型２はアルミディス
クホイールの内側を成形するための略円筒状の可動型で
あり、その上面２ａが治具１２を介して油圧シリンダー
１４のピストンロッド１４ａに連結されている。この油
圧シリンダー１４はピストンロッド１４ａが下方向に延
出できるような構造で走行レール２０上に載置されてお
り、移動装置（図示されていない）によって前記走行レ
ール２０上を図中左右方向に移動できるようになってい
る。この構造によって、上型２は油圧シリンダー１４の
ストローク分だけ昇降が可能であり、さらに走行レール
２０に沿って水平方向の移動が可能となっている。下型
４は、アルミディスクホイールの意匠面を成形するため
の有底円筒状の固定型であり、この型の底部中央に意匠
成形面４ａが設けられている。この下型４の外側面には
油圧シリンダー１６，１８が中心を挟んで対向して取り
付けられており、この油圧シリンダー１６，１８のピス
トンロッド１６ａ，１８ａが下型４の壁面を貫通して内
側まで延びている。そしてこのピストンロッド１６ａ，
１８ａの先端に前記横型６，８が各々連結されている。

【０００７】二台の横型６，８は、アルミディスクホイ
ールのリムの部分を成形するための可動型であり、平面
円弧形状をして前記下型４の意匠成形面４ａを周囲から
囲むように両者６，８が離れた状態で配置されている。
そして前記油圧シリンダー１６，１８が駆動されてピス
トンロッド１６ａ，１８ａが延出するとこの二台の横型
６，８は水平方向（下型４の半径方向内側）に移動して
両者６，８の端部が当接し、前記意匠成形面４ａを囲む
環状の型となる。そしてこの横型６，８の内側面にリム
の成形面６ａ，８ａが設けられている。上記構造の金型
１は、下型４の中心に上型２の中心が一致した状態でそ
の上型２が下限位置まで下降し、さらに横型６，８が前
述のように環状にセットされた状態で型締めが完了して
内部にキャビティ１０が画成される。そして、このキャ
ビティ１０に図示されいない注湯機から溶融アルミニュ
ーム１１が注入される。なお、金型１内に注入されたア
ルミニューム１１の温度は図示されていない温度計によ
って監視できるようになっている。金型１の上型２が走
行レール２０に沿って移動できる範囲内には、上型２お
よびこの上型２に拘束されているアルミディスクホイー
ル鋳物１１を水冷するための水槽３０が設置されてい
る。

【０００８】次に本実施例に係る鋳物（アルミディスク
ホイール鋳物１１）の熱処理方法について説明する。図
２は各工程における温度変化の様子を表した図である。
先ず、移動装置によって上型２の中心を下型４の中心に
一致させた状態で、油圧シリンダー１４，１６，１８が
駆動されることにより金型１の型締めが行われる。金型
１の型締めが完了した段階で、注湯機から金型１のキャ
ビティ１０内に溶融アルミニューム１１が注入される。
溶融アルミニューム１１の注入が完了すると、この後は
前記溶融アルミニュームの温度監視を行いながらこの溶
融アルミニューム１１を自然に放熱させることにより冷
却する。この自然放熱によりアルミニューム１１の温度
が溶体化処理に必要な温度（約５００°Ｃ）にまで低下
したら油圧シリンダー１６，１８を駆動させて横型６，
８を半径方向外側の移動させて型開きを行う。ここでア
ルミニュームの融点は６６０°Ｃであるために、金型１
内のアルミニュームは自然放熱による冷却の過程で凝固
する。さらにアルミニュームは凝固する過程で収縮する
ために上型２に対して半径方向外側から締めつける力が
発生して、このアルミニューム１１は上型２に固定され
る。

【０００９】金型１の型開きが行われると、次に油圧シ
リンダー１４がピストンロッド１４ａを収納する方向に
駆動されて上型２および上型２に固定されているアルミ
ニューム（アルミディスクホイール鋳物１１）を上昇さ
せる。そしてこの状態で移動装置が駆動されて油圧シリ
ンダー１４，上型２およびアルミディスクホイール鋳物
１１が水槽３０の上まで運搬される。ここで再び油圧シ
リンダー１４がピストンロッド１４ａを延出する方向に
駆動されて上型２およびアルミディスクホイール鋳物１
１が下降して、両者２，１１が水槽３０内の水に浸され
て冷却される。アルミディスクホイール鋳物１１は約５
００°Ｃの温度から水温まで冷却される過程で、さらに
半径方向内側に不均一に収縮しようとするが上型２に拘
束されているために、全体的にほぼ等しい塑性歪みを生
じる。したがって水冷が終了して、このアルミディスク
ホイール鋳物１１が上型２から取り出される際には、ア
ルミディスクホイール鋳物１１の各部の収縮量はほぼ等
しくなり、残留応力が低減する。上型２から取り出され
たアルミディスクホイール鋳物１１は、従来のように熱
処理ラインまで運搬されここで時効処理が施される。

【００１０】

【発明の効果】本発明によると、水冷前にこの鋳物を所
定温度にまで加熱する必要がないため、熱処理に必要と
されるエネルギーが大幅に節約される。さらに水冷時に
鋳物に不均一な塑性歪みがほとんど発生しないために鋳
物の残留応力が低減して製品の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る鋳物の熱処理方法を実現するた
めの装置の全体図である。

【図２】本実施例に係る鋳物の熱処理方法における各工
程における温度変化の様子を表した図である。

【図３】従来の鋳物の熱処理方法における各工程におけ
る温度変化の様子を表した図である。

【符号の説明】

２ 上型（鋳型） ４ 下型（鋳型） ６，８ 横型（鋳型） １１ アルミディスクホイール鋳物 ３０ 水槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属を所定温度から水冷する熱処理方法
   において、 鋳型内に注入された溶融金属を鋳型内で前記所定温度に
   まで自然放熱により冷却させた後、前記金属を前記鋳型
   で拘束したまま水冷することを特徴とする鋳物の熱処理
   方法。