JPS5847262B2 - 加圧鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧鋳造方法の創案に係り、比較的簡易な構成
と操法により各種金属溶湯の鍛造を適切に実施すること
のできる方法を提供しようとするものである。

金属溶湯を鋳型に注入した後の凝固過程に釦いて該溶湯
に加圧力を及ぼして鋳造欠陥の少い高品質の成形体を得
る加圧鋳造法の１つとして特開昭５２−３６５２５号（
特願昭５Ｏ−１１２５３８）のような手法が本出願人に
よって提案され、その注入鍛造サイクルを短縮させると
共に鋳造組織中に酸化物などの捲き込みを防止する好捷
しい手法としてそれなりの効果を挙げつつある。

ところがこのような手法によって具体的に仔細をなした
結果によると上記した鋳型湯口部とコアとの接触部にお
ける摩耗が大きく、５００〜１５００シヨツトで好まし
い閉塞が得難いこととなり湯漏れを生ずる。

又このような溶湯鍛造の行われる合金は多様であって鋳
込温度が相当広範囲に亘り、或程アルミニウム系の合金
であるとしても例えば３０係Ｓｉ −Ａ７合金の如きは
８５０℃であるのに対し１０係Ｍｇ−Ａ１合金などでは
約７００℃であって流動性も夫々に差があり、このよう
に鋳込温度その他の条件に大きな差がある場合には種々
のトラブルを来す。

即ち上記湯口部の寸法とコアの寸法を前記した鋳込温度
８５０℃のものに適するように加工したものも上記７０
０℃のような鋳込温度の合金鋳造に利用すると熱膨張の
相違からクリアランスが異ることとなって漏洩を生じ或
いは装脱時の摩擦が犬となって好ましい作動が得られな
いこととなる。

従って適用すべき合金の種類毎に鋳型を形成しなければ
ならないようなこととなり汎用性に乏しいので鋳型の製
作準備ないし管理が煩雑であり、更には各ショット毎に
湯口部が閉塞されているかどうかを確認し難いなどの不
備が認められた。

本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ねて創案さ
れたものであって、その具体的な装置構成を添附図面に
示すものについて説明すると、基台状に形成された加熱
室１には溶湯槽１０が上方から垂下されていて該加熱室
１内に設けられた加熱手段１２により加熱され、溶解槽
１０内に装入された金属を所定の鋳込み温度として溶解
するように戒って釦り、斯かる溶解槽１０に対しては中
央部にストーク１４を取付けた型台２がその開口面をカ
バーするように施され、前記ストーク１４を溶解槽１０
内に垂下装入するように成っており、該ストーク１４の
頂部は図示のように円弧状彎曲面を以て絞られていて型
台２上に重合して位置した中型部体３の中央部底面に設
けられた湯道部体９の円錐形湯口１９に連結されている
。

斯かる中型部体３の外側には複数本のガイド杆２１が配
設され、これらのガイド杆２１にそって上型４を有する
昇降板５が上下方向にスライドさせるように戒ってあ−
す、即ちガイド杆２Ｌ ２１の上端に取付けた上部台２
２上に設けられた主シリンダ−７のロッドが前記のよう
な昇降板５と上型４との上下操作をなすものであって、
上型４には別に加圧パンチ６が配設され、その操作シリ
ンダー８は昇降板５上に取付けられていることは図示の
通りであって、前記した主シリンダ−７と共にこの操作
シリンダー８にも流体管路が連結されていて上記中型部
体３と上型４とに形成されているキャビティ１３に対し
加圧操作をなすように成っている。

又前記した型台２に対してはレギュレーター１７及びガ
ス圧メータ１６を有する高圧気体管路１１が連結されて
いて溶解槽１０内を適宜に高圧化することにより該溶解
槽１０内の溶融金属がストーク１４釦よび前記したよう
な湯口１９を介してキャビティ１３内に圧入されるよう
にされているが、前記したように円錐形としてストーク
１４と連結する側を狭小として形成された湯口１９を有
する湯道部体９は熱伝導性の良好な部材で形成され、し
かも斯かる湯道部体９には冷却水又は空気その他の冷却
用流体を流通させるための流路２９がスパイラル状に形
成され、斯かる流路２９の＝端はバルブ２４を介して管
路２６で冷却用流体圧送部に連結し、又その他端は測温
機構を有する導出管路２５と連結されている。

上記したような装置構成による接法について説明すると
、第１図に示すように上型４を降下して製品キャビティ
１３を密閉した状態で溶解槽１０内に気体管路１１から
ガスを流入させることによりこの第１図に示されるよう
にキャビティ１３内に溶湯を注入することができ、ガス
圧メータ１６がレギュレーター１７の設定圧に到達した
ときにバルブ２４を開いて湯道部体９の冷却を開始する
。

このような注入時及びその後の冷却過程の様相について
は別に第３図に釦いてＡ−Ｅを以て設層的に示す通りで
あって、同図Ａ−）Ｂのような過程を経てキャビティ１
３内が溶湯で充満されることによりメータ１６の指示が
急激に上昇する傾向を示し、レギュレーター１７の設定
圧に到達するから同図Ｃのように湯道部体９の冷却を開
始するわけで円錐状をなした湯口１９がその下部から閉
塞し、湯口１９を固体化したメタルで閉塞するがストー
ク１４に釦ける溶湯はなお溶融状態を継続し、従って溶
解槽１０に対するガス圧を開放するならば同図りのよう
にストーク１４内の溶湯は槽１０内に降下し、キャビテ
ィ１３内にトいては次第にその凝固が進行する。

この時点で加圧パンチ６をシリンダー８によって圧下す
ることによりこの第３図Ｄ−Ｅに示すようにキャビティ
１３内の溶湯に対して少くとも数ｋｇ／ｉから１０００
ｋｇ／ｆｆｌに達するような溶湯圧力を附与することが
でき、斯かる加圧条件下で凝固を完了させる。

上記したような湯口１９の凝固完了は溶湯の固相化によ
る湯口近傍の金型温度を中型部体３の内部に配設した熱
電対３０で測温するか、或いは冷却流体の出側温度を測
定することにより常に的確な把握をなすことができ、従
って加圧パンチ６による加圧鍛造タイミングも適切に選
ぶことができる。

凝固完了後はシリンダー８の加圧力を解除し、又主シリ
ンダ−７を作動させて上型４を上方に弓上げ型開きをな
すものであり、このとき第２図に示すようにキャビテイ
１３内製品はその凝固時における自己収縮によって上型
４に結着した状態で中型部体３から抜き出されることと
なるものであって、斯うくして取出されたものは前記シ
リンダー８を再び作用させることにより加圧パンチ６が
押出し機構として作用し、製品の取出しを完了すること
ができる。

この製品取出し後はキャビティ１３内の清掃ないし離型
剤の塗布などを行い、次の鋳造に供される。

なお、本発明に釦ける溶解槽１０は第１図、第２図に示
すような数十〜数百ショット分の溶湯保持容量を有する
ものだけでなく、所望により第４図に示すような１〜数
ショット分の極めて少量の溶湯保持容量を有するものも
使用されることはいう１でもない。

この場合、溶解槽１０への給湯は開閉蓋２７を通して行
ないキャビティ１３内への給湯やキャビティ内溶湯の凝
固後のストーク内溶湯の降下等の操作は、レギュレータ
１７による高圧気体が作動した１１、単に開閉蓋２７の
開閉作業のみによっても行なうことができる。

以上説明したような本発明によるときは狭搾された湯口
を有する湯道部体に対して冷却水などの冷却剤を通人し
て凝固による湯口の閉塞を図ってから加圧鋳造をなすも
のであるから湯口の摩耗は殆んど認められないこととな
り、又溶損などで多少凹凸を生じても上記した冷却凝固
による閉塞機能は殆んど影響を受けないこととなるので
それらの何れからしても耐用性の極めて高い鋳鍛造を実
施することができ、更には例え湯口を変更するような場
合にも比較的小さな湯道部体を嵌め替えるだけでよく鋳
型製作上においても煩雑さは充分に軽減し得ることとな
り、湯口の閉塞状態確認に関しても熱電対や冷却剤を利
用して的確に達成でき、しかもこの冷却剤の流量又は冷
却能を変更することにより上記閉塞状態の形成をコント
ロールし或いは鋳造合金の鋳込温度変化などに即応して
汎用性の高い鋳鍛造を行わしめ且つ鋳造サイクルの調整
をなすことが可能となり、加うるにキャビティ内成形品
に釦ける薄肉部よりも急速な凝固閉塞を図って複雑、精
密な製品の鋳造を円滑に実施し得るなどの作用効果を有
しており、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明を実施する装置のキャビティ内溶湯注入状態を
示した断面図、第２図はその製品抜き取り状態を示した
同様な断面図、第３図はその注入加圧子凝固過程を段階
的に示した説明図、第４図は本発明による別の実施態様
を示す第１図と同様な断面図である。 然してこれらの図面に釦いて、１は加熱室、２は型台、
３は中型部体、４は上型、５は昇降板、６は加圧パンチ
、７，８はシリンダー、９は湯道部体、１０は溶解槽、
１１は加圧気体管路、１３はキャビティ、１４はストー
ク、１９は湯口、。 ２４はバルブ、２６は冷却用流体管路、２９は湯道部体
内の冷却用流体流路を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ キャビティに溶湯を送入するための狭搾された湯口
   部に冷却剤を通人して該湯口部の凝固閉塞を図り、この
   湯口部の凝固閉塞を確認して前記キャビティ内溶湯に対
   する加圧パンチを作用させ溶湯の加圧子凝固を図ること
   を特徴とする加圧鋳造方法。