CN102712041A - 倾斜式重力铸造装置 - Google Patents

Abstract

一种倾斜式重力铸造装置，具备：铸模3，其能在倒设状态和从该倒设状态立起大体90度后的立设状态之间倾动；浇口模具7，其形成有将熔融金属向成形品的型腔2导引的浇口71；碗状部件4，其贮存熔融金属且随着所述铸模3的倾动而向所述浇口71注入熔融金属，其中，为了无需冒口、无需降低倾斜速度以及能够向铸模内的熔融金属适当地进行气体加压，具备：遮蔽单元8，其设置于所述浇口71与型腔2之间，能够开放及遮蔽所述浇口71；气体口9，其设置于所述立设状态的所述铸模3的上部，抑制所述熔融金属向所述铸模3的外部流出并且仅气体能够通过；和气体供给单元91，其能够向所述气体口9供给高压气体。

Description

倾斜式重力铸造装置

技术领域

本发明涉及向铸模注入熔融金属而形成成形品的铸造装置，特别涉及与铸模的倾动相应地将碗状部件内的熔融金属注入铸模并使其凝固而得到成形品的倾斜式重力铸造装置。

背景技术

从设置于铸模的上部的浇口仅靠熔融金属的重力向铸模内注入熔融金属而进行铸造的重力铸造装置，能够加快铸造时的冷却速度，能够进行铸件表面、尺寸精度良好的致密的铸件制作，特别是耐压性和/或机械性质。一方面，这样的重力铸造装置需要在成形品的上部形成补偿凝固时的体积减少的冒口，在成形品的凝固时间以外还需要使该冒口冷却凝固的时间。此外，由于形成冒口，需要更大的熔融金属量、熔化费用，而且还额外需要冒口切断的加工费。

另一方面，作为几乎不需要冒口的铸造装置，可举出低压铸造法装置。该低压铸造装置，将熔融金属装入密闭的容器，用一个气压以下的较小压力的气体向该熔融金属面加压，将熔融金属向与重力相反方向通过供给管而推起，向在其上设置的铸模内注入而形成成形品（非专利文献1）。由此，由于向熔融金属施加压力而将其推起，因此凝固时的体积减少少、不需要冒口。

但是，低压铸造装置从铸模的下侧将熔融金属推起，因此将供给管设置于铸模的下侧而进行加压，所以无法在铸模的下侧设置冷却装置加快铸造时的冷却速度，与重力铸造装置相比较成形品的强度容易变弱。

于是，提出了在将熔融金属注入铸模内后，向铸模内供给气体而向铸模内的熔融金属加压的重力铸造装置。该重力铸造装置是如例如图12所示那样，在形成于铸模100的浇口101固定有漏斗装置102，在该漏斗装置102中贮存熔融金属103，在铸模100倾斜时将熔融金属103经浇口101向铸模100的型腔104注入的形式的倾动式重力铸造装置105，漏斗装置102具备供给高压气体的气体供给单元106（例如专利文献1、专利文献2）。由此，在将漏斗装置102内的熔融金属103注入铸模100的型腔104内后，向漏斗装置102供给高压气体，从而经浇口101对型腔104内的熔融金属103进行气体加压，因此可实现不需要冒口的重力铸造装置105。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008－100275号公报；

专利文献2：日本特开2008－100276号公报；

非专利文献1：“鋳物の現場技術”、千岩健児著、日刊工業新聞社、1980年11月5日发行、P270～P271

发明内容

发明所要解决的问题

但是，上述重力铸造装置105从供给熔融金属103的浇口101进行气体加压，所以气体加压时的流速等的调整困难。此外，因为是在从浇口101一边供给熔融金属103一边排出空气的铸造装置，所以当熔融金属103的供给速度过快时熔融金属103会覆盖浇口101、型腔104的空气有可能无法排出，因此需要降低倾斜速度。

于是，本发明的目的是提供一种无需冒口的倾斜式重力铸造装置，其无需降低倾斜速度，就能够适当地向铸模内的熔融金属进行气体加压。

用于解决问题的技术方案

本发明的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，具备：铸模，其形成成形成形品的型腔，能够在倒设状态和从该倒设状态立起大体90度后的立设状态之间倾动；浇口模具，其形成有将熔融金属向所述型腔导引的浇口；碗状部件，其贮存熔融金属并且随着所述铸模的倾动而向所述浇口注入熔融金属；遮蔽单元，其设置于所述浇口与所述铸模的型腔之间，能够开放及遮蔽所述浇口；气体口，其设置于所述立设状态的所述铸模的上部，具备抑制所述熔融金属向所述铸模的外部流出并且气体能够通过的气体阀；和气体供给单元，其能够向所述气体口供给高压气体。

此外，本发明的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，还具备能够冷却所述铸模的冷却单元。

此外，本发明的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，所述气体口，互相一定隔开地具备多个。

此外，本发明的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，所述成形品是车轮。

此外，本发明的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，所述浇口至少能够分离为多个。

发明的效果

根据本发明的倾斜式重力铸造装置，在碗状部件经浇口将熔融金属向铸模供给后，由遮蔽单元遮蔽浇口，由气体供给单元从气体口向铸模内供给高压气体，从而可对铸模内的熔融金属进行气体加压。由此，不需要设置冒口，所以可将铸造时间缩短使冒口冷却凝固的时间量，可使成形品的制造成本下降。此外，可削减用于形成冒口的熔融金属量、熔化费用、将冒口切断的加工费。

此外，在使铸模倾动而从碗状部件向铸模内注入熔融金属时，型腔内的空气可经气体口向外部排出，所以浇口只要能够注入熔融金属即可，可加快倾斜速度。

另外，根据本发明的倾斜式重力铸造装置，可通过冷却单元冷却注入到铸模内的熔融金属，所以可进一步提高成形品的硬度。此外，通过能够如上述那样进行冷却，可缩短凝固时间，可进一步降低铸造成本。

此外，根据本发明的倾斜式重力铸造装置，所述气体口互相隔开一定间隔地具备多个，所以可更加均匀地向熔融金属进行气体加压。因此，还可抑制气体口附近的熔融金属凹陷凝固这样的不良情况。

此外，根据本发明的倾斜式重力铸造装置，成形品是环状的车轮，所以在现有的重力铸造装置中难以均匀地进行气体加压，但是与浇口不同地另行隔开一定间隔地设置有多个气体口，所以可向熔融金属均匀地进行气体加压。

另外，根据本发明的倾斜式重力铸造装置，浇口能够分离为多个，所以即使在例如熔融金属过多而在浇口内凝固了那样的情况下，也可通过将浇口分离而简单地除去。

附图说明

图1是表示本发明的重力铸造装置的一例的剖视图。

图2是为了说明浇口模具、遮蔽单元及上部模具的构成而将跟前侧一半用铅垂面切断的立体图。

图3是表示在图2的立体图中遮蔽单元封闭了浇口的状态的立体图。

图4是为了说明侧部模具及下部模具的构成而将跟前侧一半用铅垂面切断的立体图。

图5是说明设置于气体口的气体阀的立体图和剖视图。

图6是表示浇口朝向侧方开口的倒设状态的倾斜式重力铸造装置的剖视图。

图7是表示使倾动装置运动而使倾斜式重力铸造装置倾斜的途中的状态的剖视图。

图8是表示浇口朝向上方开口的立设状态的倾斜式重力铸造装置的剖视图。

图9说明使遮蔽单元滑动而关闭了浇口金属件的浇口的状态。

图10是说明将上部模具、侧部模具及下部模具分别拉开而将成形品取出的状态的剖视图。

图11是说明分割了浇口模具的状态的剖视图。

图12是表示现有的重力铸造装置的一例的剖视图。

具体实施方式

下面，参照各附图来说明倾斜式重力铸造装置1的优选实施方式。在本实施方式中，以铸造铝合金制的车轮（tyre wheel）（成形品6）的倾斜式重力铸造装置1为例进行说明，但是，倾斜式重力铸造装置1也可以是铸造例如汽车的发动机气缸等其它部件的装置。如图1所示，倾斜式重力铸造装置1具备：铸模3，其通过液压缸将多个可拆卸的金属件结合，形成成形成形品6的型腔2，可倾动为倒设状态和从该倒设状态大体90度抬起后的立设状态；贮存例如铝合金等熔融金属5的碗状部件4；形成于立设状态的铸模3的上部，形成有接受熔融金属5的浇口71的浇口模具7；能够将该浇口71开放及遮蔽的遮蔽单元8；在立设状态的铸模3的上部与浇口71不同地另行形成的气体口9；和使高压气体从该气体口9流入铸模3内的气体供给单元91。

铸模3包括上部模具31、下部模具33及可分割为四个的侧部模具32。该上部模具31、下部模具33及侧部模具32由未图示的液压起重机控制各自的运动，控制液压起重机，使得在形成铸模3时使各模具互相紧密接触。此外，该铸模3按每个液压起重机固定于未图示的倾动装置，至少可倾动到90度为止。

如图1和图2所示，上部模具31形成为碗状，使得外表面31a成形车轮（成形品6）的轮辋的内周面和轮盘（disk）的内侧面的形状。而且，在该上部模具31的上端固定有浇口模具7，该浇口模具7形成有可注入熔融金属5的浇口71，在该浇口模具7还固定有碗状部件4。此外，在上部模具31的上部，隔开预定间隔地环状配置有气体口9。

如图1及图4所示，下部模具33，形成为上侧成形车轮（成形品6）的轮盘的外侧面的形状，通过在中央***设置的轮毂孔形成部33a及在该轮毂孔形成部33a的周围设置的车轮固定用螺栓孔形成部33b而与上部模具31接合。此外，在该下部模具33中，在内部设有空冷式的冷却单元33c，在铸造时可冷却熔融金属5。侧部模具32是内周成形车轮（成形品6）的轮辋的外周面的形状的大体圆筒形状，且大体相等地分割为四个部件。该侧部模具32的下部与下部模具33的外周抵接而固定。

如图1所示，碗状部件4形成为碗状，在将铸模3保持为立设状态时，在铸模3的上部模具31的上端以90度倾斜的状态固定。此外，如图2和图7所示，浇口模具7是设有接受熔融金属5向铸模3内的型腔2导引熔融金属5的浇口71的金属部件。如图11所示，该浇口模具7可进一步分割为上部件72、中部件73及下部件74这三个，这些部件由例如螺栓来固定而形成。此外，浇口模具7由螺栓固定于上部模具31。通过能够这样分割为三个，如图11所示，即使在例如熔融金属5过多而在浇口71内凝固了那样的情况下，也可通过将浇口模具7分离而简单地除去。

而且，如图1、图2及图9所示，遮蔽单元8是在该浇口模具7与铸模3的型腔2之间以能够滑动的方式设置的金属部件，具有：可连结未图示的遮蔽单元滑动用液压起重机85的连结部81；在中央形成有与浇口模具7的浇口71连通的贯通孔84的主体部82；和可在该贯通孔84与浇口模具7的浇口71互相整合的状态下固定的止动件83。当使用遮蔽单元滑动用液压起重机85拉曳该遮蔽单元8时，如图2所示，将遮蔽单元8拉出直至止动件83与浇口模具7的内周面抵接的位置。此时，成为遮蔽单元8的贯通孔84与浇口模具7的浇口71互相整合的状态，所以从浇口模具7到型腔2为止连通。因此，可将浇口模具7从碗状部件4接受的熔融金属5向型腔2导引。另一方面，当使用遮蔽单元滑动用液压起重机85推入遮蔽单元8时，如图3所示，浇口模具7的浇口71被遮蔽。由此，型腔2不会与浇口71连通，型腔2内的气体不会从浇口71流出。

再有，该遮蔽单元8与浇口模具7的下部件74抵接的面形成为，朝通孔84稍下降倾斜，使得贯通孔84附近最凹陷。此外，浇口模具7的下部件74的与遮蔽单元8抵接的面也朝浇口71稍倾斜，使得浇口71附近最鼓起。通过如上述那样地构成，在使遮蔽单元8滑动而遮蔽了浇口模具7的浇口71时，遮蔽单元8与浇口模具7的下部件74更牢固地紧贴，可防止熔融金属5进入遮蔽单元8与浇口模具7之间。

如图1所示，气体口9是与浇口模具7不同地另行在上部模具31形成的、连通外部和型腔2的细长孔。在该气体口9的型腔2侧设有使气体通过且抑制熔融金属5向外部流出的气体阀92。如图5所示，气体阀92是有底的圆筒形状的金属零件，在底部形成有多个宽度窄的槽92a。空气等气体可自由地通过该槽92a，但是，铝合金等的熔融金属5，表面张力大，难以在其他物体上附着，所以对于通过槽92a进行阻碍，熔融金属5不会通过该气体阀92。气体供给单元91经气体口9将例如氦气和/或氩气等稀有气体或者空气以高压向型腔2供给。

在使用如上述那样构成的倾斜式重力铸造装置1形成铸件时，首先，控制未图示的液压起重机而将铸模3保持为倒设状态。这里，倒设状态意指使铸模3倾斜使得设有浇口71的部分朝向侧面的状态，保持浇口71与型腔2相比位于下方。此时，碗状部件4在上部开放的状态下固定于浇口模具7。此外，遮蔽单元8保持浇口模具7的浇口71为开放状态。接下来，用未图示的铸杓将管理为预定温度的铝合金的熔融金属5向碗状部件4灌注并贮存熔融金属5。

而且，接下来控制未图示的倾动装置使铸模3缓缓倾动到立设状态为止。如图7所示，在碗状部件4中贮存的熔融金属5通过浇口模具7的浇口71，进而通过遮蔽单元8的贯通孔84而注入型腔2内，当成为立设状态时如图8所示那样熔融金属5在型腔2内充满。

而且，接下来，如图9所示，控制遮蔽单元滑动用液压起重器85将遮蔽单元8压入，将浇口模具7的浇口71与型腔2之间遮蔽。然后，如图1所示，在形成于上部模具31的全部气体口9连接气体供给管，控制气体供给单元91向型腔2内供给高压气体。而且，接下来，使设置于下部模具33的冷却单元33c工作将型腔2内的熔融金属5冷却。

当熔融金属5冷却而凝固时，控制未图示的液压起重机，将上部模具31从成形品6向上方拉离，将侧部模具32向四个方向拉离。接着，可通过将该成形品6从下部模具33取下而得到成形品6。

如上所述，根据本实施方式的倾斜式重力铸造装置1，在使铸模3倾动而从碗状部件4向浇口71注入熔融金属5时，型腔2内的空气可经气体口9向外部排出，因此只要能从浇口71注入熔融金属5即可，可向整个浇口71注入熔融金属5，所以可加快铸模3的倾斜速度。此外，通过由气体供给单元91从气体口9向型腔2内供给高压气体，可对型腔2内的熔融金属5进行气体加压，无需设置冒口。因此，可使铸造时间缩短使冒口冷却凝固的时间量，可使成形品6的制造成本下降。此外，可削减用于形成冒口的熔融金属量、熔化费用、将冒口切断的加工费。

而且，注入到铸模3内的熔融金属5可由形成于下部模具33的空冷式的冷却单元33c冷却，因此可提高成形品6的硬度，可用较少的材料且较轻的重量来铸造发挥所需强度的成形品6。而且，通过能如上述那样冷却，可缩短凝固时间，可进一步降低铸造成本。

在上部模具31中，环状地以一定间隔连续设置气体口9，因此可向熔融金属5更均匀地进行气体加压，还可抑制气体口9附近的熔融金属5凹陷凝固这样的不良情况。

再有，本发明的实施方式不限于上述方式，当然可在不脱离本发明的思想范围的范围内进行适当变化。

产业上的应用可能性

本发明所涉及的倾斜式重力铸造装置1适于用作例如铸造铝合金成型件的铸造装置。

附图标记说明：

1    倾斜式重力铸造装置

2    型腔

3    铸模

4    碗状部件

5    熔融金属

6    成形品

7    浇口模具

8    遮蔽单元

9    气体口

33c  冷却单元

71   浇口

Claims (5)

1.一种倾斜式重力铸造装置，其特征在于，具备：

铸模，其形成成形成形品的型腔，能够在倒设状态和从该倒设状态立起大体90度后的立设状态之间倾动；

浇口模具，其形成有将熔融金属向所述型腔导引的浇口；

碗状部件，其贮存熔融金属并且随着所述模具的倾动而向所述浇口注入熔融金属；

遮蔽单元，其设置于所述浇口与所述铸模的型腔之间，能够开放及遮蔽所述浇口；

气体口，其设置于所述立设状态的所述铸模的上部，具备抑制所述熔融金属向所述铸模的外部流出并且气体能够通过的气体阀；和

气体供给单元，其能够向所述气体口供给高压气体。

2.根据权利要求1所述的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，

还具备能够冷却所述铸模的冷却单元。

3.根据权利要求1或2所述的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，

所述气体口，互相一定隔开地具备多个。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，

所述成形品是车轮。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的倾斜式重力铸造装置，其特征在于，

所述浇口至少能够分离为多个。

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