JP2001105110A - Metal molding method and metal molding apparatus - Google Patents
Metal molding method and metal molding apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、金属単体や合金
などを溶融させて、適宜な金型内に射出して成形するた
めの金属成形方法及び成形装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal forming method and a metal forming apparatus for melting a simple metal or an alloy and injecting it into an appropriate mold to form the metal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、種々の装置や製品において、堅牢
化や軽量化、耐食性、振動吸収性などを図るために有効
な素材として、マグネシウム合金をはじめとして、種々
の合金あるいは金属単体が各種装置や各種製品のケーシ
ング、主要部品などに利用されるに至っている。この種
の金属や合金を成形する方法として、チクソモールディ
ング法と称される方法やダイキャスト法などがある。2. Description of the Related Art In recent years, various kinds of devices or products, such as magnesium alloys and various alloys or simple metals, have been used as materials effective in improving stiffness, weight reduction, corrosion resistance, vibration absorption and the like in various devices and products. It has been used for casings and main parts of various products. As a method for forming this kind of metal or alloy, there is a method called a thixomolding method or a die casting method.
【０００３】ダイキャスト法は、金属あるいは合金の溶
湯を用いるもので、ダイキャストマシンの溶湯中に射出
系をセットして金型内に射出する方法である。この方法
では、成形材料を加圧する構造や方法に起因する問題
で、収縮率の問題や、ひけやひけ割れ、気泡の巻き込み
を起こしやすい。The die casting method uses a metal or alloy melt, and is a method in which an injection system is set in a melt of a die casting machine and injected into a mold. This method is liable to cause problems such as shrinkage, sink marks, cracks, and entrapment of bubbles due to the structure and method of pressing the molding material.
【０００４】これら鋳造品の近年の用途ではより精巧な
加工品であることが要求されるようになっており、この
ためダイキャスト法の欠陥を取り除くことができるとさ
れるチクソモールディング法が採用されるようになっ
た。このチクソモールディング法の従来の方法は、マグ
ネシウム合金などの成形材料をチップ化し、加熱された
シリンダの後方のホッパより供給し、スクリュの回転に
よって前方に搬送すると同時に加熱して、所定の固相率
を備えたいわゆるチクソトロピー現象を呈したスラリ状
とし、この金属スラリをスクリュの高速前進運動によっ
てシリンダ先端のノズルから金型内に射出して成形する
ようにしたものである。[0004] In recent years, these cast products have been required to be more sophisticated processed products. For this reason, a thixomolding method, which is considered to be able to remove defects of the die casting method, has been adopted. It became so. In the conventional method of this thixomolding method, a molding material such as a magnesium alloy is chipped, supplied from a hopper behind a heated cylinder, transported forward by rotation of a screw, and heated at the same time to obtain a predetermined solid phase ratio. The metal slurry is formed by injecting the metal slurry from a nozzle at the tip of a cylinder into a mold by a high-speed forward movement of a screw.
【０００５】この従来のチクソモールディング法では、
成形材料を加熱して金属スラリを得るようにしており、
成形材料としてチップ化した金属、合金を供給する必要
がある。このため、成形の際に発生した不良品をリサイ
クルする場合には、不良品をチップ状に再形成して供給
する必要があり、手間がかかる。また、温度や圧力、時
間など鋳造条件に関する制御が難しく、所期の諸特性の
製品を得ることが難しい。In this conventional thixomolding method,
The molding material is heated to obtain a metal slurry,
It is necessary to supply chipped metals and alloys as molding materials. For this reason, when recycling a defective product generated during molding, it is necessary to re-form and supply the defective product in a chip shape, which is troublesome. Further, it is difficult to control casting conditions such as temperature, pressure, and time, and it is difficult to obtain a product having desired characteristics.
【０００６】そこで、成形材料を予め溶融し、これを降
温させて金属スラリとすることにより、不良品のリサイ
クルを容易に行なえるようにした、合金製品の製造方法
及び装置が開発されている（特開平９−１０３８５９号
公報）。この製造方法は、合金溶湯を降温させることに
よりチクロトロピー状態化させ、このチクロトロピー状
態化した合金を射出装置に導入し、この射出装置から射
出することにより鋳型内へ該合金を供給するようにした
ものである。Therefore, a method and an apparatus for manufacturing an alloy product have been developed in which a molding material is melted in advance, and the temperature is reduced to form a metal slurry so that defective products can be easily recycled. JP-A-9-103859). In this production method, the molten alloy is cooled to a cyclotropic state by lowering the temperature, the alloy in the cyclotropic state is introduced into an injection device, and the alloy is supplied into a mold by injection from the injection device. It is.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平９−１０３８５９号公報に記載された合金製品
の製造方法及び装置では、チクソトロピー状態化させて
成形加工に供しなければならないから、次のような問題
がある。However, in the method and apparatus for manufacturing an alloy product described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-103859, it is necessary to bring the alloy product into a thixotropy state and provide it for forming. Problem.
【０００８】材料金属をチクソトロピー状態化させるた
めには、一度溶融させた溶湯を降温させなければならな
いから、適宜なチクソトロピー状態を得るための温度制
御が難しい。しかも、圧力や時間などを制御することも
必要となり、従来のチクソモールディング法が備えてい
た鋳造条件の制御の困難さは依然と残存することにな
る。In order to bring the material metal into a thixotropic state, it is necessary to lower the temperature of the molten metal once melted, so that it is difficult to control the temperature to obtain an appropriate thixotropic state. In addition, it is necessary to control pressure, time, and the like, and the difficulty of controlling the casting conditions provided in the conventional thixomolding method still remains.
【０００９】そこで、この発明は、溶融槽内で、金属単
体の場合は液相の下限近くの温度領域で、合金金属の場
合は液相下限領域または、液相と固相が混在する領域に
温度を制御しながら溶融金属を攪拌して、固相金属の樹
枝状結晶を微細結晶に粉砕均一分散化して鋳造条件の制
御を容易に行なえるようにすると共に、収縮率の低下な
どを防止して、製品である加工品に発生するひけやひけ
割れを抑制した金属成形方法及び金属成形装置を提供す
ることを目的としている。Accordingly, the present invention provides a method for controlling the temperature of a molten metal in a temperature range near the lower limit of the liquid phase in the case of a simple metal, in the range of the lower limit of the liquid phase in the case of an alloy metal, or in a range where a liquid phase and a solid phase are mixed. The molten metal is agitated while controlling the temperature, and the dendritic crystals of the solid-phase metal are pulverized and dispersed uniformly into fine crystals so that the casting conditions can be easily controlled and a decrease in the shrinkage rate is prevented. It is another object of the present invention to provide a metal forming method and a metal forming apparatus which suppress sink marks and cracks generated in a processed product which is a product.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの技術的手段として、この発明に係る金属成形方法
は、金属単体や合金を、金型を介して成形することによ
って所望の形状の鋳造品を成形する金属成形方法におい
て、材料金属を加熱溶融して金属溶湯を製造し、前記金
属溶湯を射出工程に供給し、前記射出工程で、前記供給
された金属溶湯を射出して金型に供給することを特徴と
している。Means for Solving the Problems As a technical means for achieving the above object, a metal forming method according to the present invention is a method for forming a desired shape by forming a metal simple substance or an alloy through a mold. In a metal forming method for forming a casting, a material metal is heated and melted to produce a molten metal, and the molten metal is supplied to an injection step. In the injection step, the supplied molten metal is injected to mold. It is characterized by being supplied to.
【００１１】すなわち、金属溶湯の状態で前記射出工程
を介して金型に材料金属を供給する。金型へ供給される
際には射出工程によって適宜加圧された状態で行なわれ
るから、収縮率を低下させることができ、ひけやひけ割
れを抑制することができる。このため、所望した形状の
製品を得ることができる。That is, the material metal is supplied to the mold through the injection step in the state of the molten metal. When it is supplied to the mold, it is performed in a state where it is appropriately pressurized by the injection step, so that the shrinkage can be reduced, and sink marks and cracks can be suppressed. Therefore, a product having a desired shape can be obtained.
【００１２】しかも、金属溶湯の状態で金型に供給され
るため、チクソトロピー状態化させるための温度制御に
比べれば、複雑な制御を要しない。Moreover, since the molten metal is supplied to the mold in a state of molten metal, complicated control is not required as compared with temperature control for bringing into a thixotropic state.
【００１３】また、請求項２の発明に係る金属成形方法
は、金属単体や合金を、金型を介して成形することによ
って所望の形状の鋳造品を成形する金属成形方法におい
て、材料金属を加熱溶融して金属溶湯を製造し、前記金
属溶湯を加圧工程に供給し、金属溶湯を加圧しながら前
記加圧工程から射出工程に圧送すると共に、該射出工程
を閉鎖系とし、前記射出工程で、前記供給された金属溶
湯を射出して金型に供給することを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a metal forming method for forming a casting having a desired shape by forming a single metal or an alloy through a mold. The molten metal is produced by melting, the molten metal is supplied to a pressurizing step, and the molten metal is pressurized and fed from the pressurizing step to an injection step while pressurizing the molten metal, and the injection step is closed. The method is characterized in that the supplied molten metal is injected and supplied to a mold.
【００１４】前記加圧工程を介して射出工程に金属溶湯
を供給する。射出工程に金属溶湯が供給された状態で、
該射出工程を閉鎖系とするために加圧工程によって加圧
と射出工程の閉成とが行なわれる。このため、該射出工
程には所定の量の金属溶湯が供給されたことになり、材
料金属が計量されたことになる。そして、射出工程から
金型へ供給される際には、適宜加圧された状態で行なわ
れるから、収縮率を低下させることができ、ひけやひけ
割れを抑制することができる。このため、所望した形状
の製品を得ることができる。The molten metal is supplied to the injection step through the pressurizing step. With the molten metal supplied to the injection process,
In order to make the injection step a closed system, pressurization and closing of the injection step are performed by a pressure step. Therefore, a predetermined amount of the molten metal is supplied to the injection step, and the material metal is measured. Then, when the material is supplied from the injection step to the mold, it is performed under an appropriately pressurized state, so that the shrinkage rate can be reduced, and sink marks and cracks can be suppressed. Therefore, a product having a desired shape can be obtained.
【００１５】また、請求項３の発明に係る金属成形方法
は、前記金属溶湯の製造を撹拌しながら行なうことを特
徴としている。Further, a metal forming method according to a third aspect of the present invention is characterized in that the production of the molten metal is performed while stirring.
【００１６】材料金属が合金である場合には、それらの
比重の相違よって組成が均一とならないおそれがある。
また、液相、固相の混在状態では、流動性を妨げる樹枝
状結晶が発生するおそれがあるため、金属溶湯の状態で
撹拌することによって組成および組織を均一とする。If the material metal is an alloy, the composition may not be uniform due to the difference in specific gravity.
Further, in a mixed state of a liquid phase and a solid phase, a dendritic crystal that hinders fluidity may be generated. Therefore, the composition and the structure are made uniform by stirring in a molten metal state.
【００１７】また、請求項４の発明に係る金属成形装置
は、金属単体や合金を、金型を介して成形することによ
って所望の形状の鋳造品を成形する金属成形装置におい
て、材料金属を加熱溶融した金属溶湯を貯留させる溶湯
槽と、前記溶湯槽から金属溶湯を供給される射出手段と
からなり、前記射出手段で金属溶湯を射出して金型に供
給することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a metal forming apparatus for forming a casting having a desired shape by forming a single metal or an alloy through a mold. It comprises a molten metal tank for storing the molten molten metal and injection means for supplying the molten metal from the molten metal tank. The injection means injects the molten metal and supplies the molten metal to a mold.
【００１８】前記溶湯槽に材料金属を供給するから、例
えば不良品が成形された場合には、該不良品を供給する
ことができ、リサイクルが容易となる。溶湯槽で溶融さ
れた金属溶湯が前記射出手段に供給され、該射出手段か
ら金型に射出される際には適宜に加圧されているから、
収縮率を低下させて製品にひけやひけ割れを生ぜず、所
望した形状の製品を得ることができる。Since the material metal is supplied to the molten metal tank, for example, when a defective product is formed, the defective product can be supplied, and the recycling becomes easy. Since the molten metal melted in the molten metal tank is supplied to the injection means and is appropriately pressurized when injected into the mold from the injection means,
A product having a desired shape can be obtained without reducing shrinkage and causing sink marks and cracks in the product.
【００１９】しかも、材料金属を溶融させた状態で金型
に供給するため、温度制御などの鋳造条件の制御が複雑
とならない。In addition, since the material metal is supplied to the mold in a molten state, control of casting conditions such as temperature control does not become complicated.
【００２０】また、請求項５の発明に係る金属成形装置
は、金属単体や合金を、金型を介して成形することによ
って所望の形状の鋳造品を成形する金属成形装置におい
て、材料金属を加熱溶融した金属溶湯を貯留させる溶湯
槽と、前記溶湯槽から金属溶湯を供給される加圧手段
と、前記加圧手段によって加圧されて金属溶湯を供給さ
れる射出手段とからなり、前記射出手段で金属溶湯を射
出して金型に供給することを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a metal forming apparatus for forming a casting having a desired shape by forming a single metal or an alloy through a mold. A molten metal tank for storing the molten molten metal; a pressurizing unit supplied with the molten metal from the molten metal bath; and an injection unit supplied with the molten metal by being pressurized by the pressurizing unit. And injects the molten metal into the mold.
【００２１】溶湯槽で溶融された金属溶湯が、前記加圧
手段から前記射出手段に供給する際に、適宜に加圧され
て供給される。この供給の終期において該加圧手段によ
って射出手段の供給口が閉塞される。そして、射出手段
によって金属溶湯が射出されて金型に供給される。この
際、射出手段によって金属溶湯が適宜に加圧されるか
ら、収縮率を低下させることができ、ひけやひけ割れを
抑制し、所望した形状の製品を得ることができる。な
お、金属溶湯の状態で金型に供給されるから、鋳造条件
の制御が複雑となることがない。When the molten metal melted in the molten metal bath is supplied from the pressurizing means to the injection means, it is appropriately pressurized and supplied. At the end of this supply, the supply port of the injection means is closed by the pressurizing means. Then, the molten metal is injected by the injection means and supplied to the mold. At this time, since the molten metal is appropriately pressurized by the injection means, the shrinkage rate can be reduced, sink marks and cracks can be suppressed, and a product having a desired shape can be obtained. Since the molten metal is supplied to the mold, the control of the casting conditions does not become complicated.
【００２２】また、請求項６の発明に係る金属成形装置
は、前記溶湯槽に撹拌手段を設けたことを特徴としてい
る。Further, the metal forming apparatus according to the invention of claim 6 is characterized in that a stirring means is provided in the molten metal tank.
【００２３】材料金属が合金である場合には、それらの
比重によって組成が均一とならないため、また流動性を
阻害する樹枝状結晶の発生を微細化し分散させるため
に、溶湯槽で撹拌することにより、該組成および組織を
均一化することができる。When the material metal is an alloy, the composition is not uniform due to their specific gravities, and in order to finely disperse and disperse dendritic crystals that inhibit fluidity, stirring is performed in a molten metal tank. The composition and the structure can be made uniform.
【００２４】また、請求項７の発明に係る金属成形装置
は、前記加圧手段をピストン−シリンダ装置で構成した
ことを特徴とし、請求項８の発明に係る金属成形装置
は、前記射出手段をピストン−シリンダ装置で構成した
ことを特徴としている。The metal forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that the pressurizing means is constituted by a piston-cylinder device. It is characterized by comprising a piston-cylinder device.
【００２５】ピストン−シリンダ装置を使用することに
より、金属溶湯の給送を確実に行なうことができ、加圧
手段や射出手段を確実に動作させることができると共
に、これらの動作の制御を容易に行なうことができる。By using the piston-cylinder device, the molten metal can be reliably fed, the pressurizing means and the injection means can be reliably operated, and the control of these operations can be easily performed. Can do it.
【００２６】また、請求項９の発明に係る金属成形装置
は、前記射出手段の吐出口に対向して受け板を配設し、
射出手段から射出された金属溶湯を該受け板で受けるこ
とを特徴とし、請求項１０の発明に係る金属成形装置
は、前記射出手段の吐出口の下方に受皿を配設し、射出
手段から射出されて落下した金属溶湯を該受皿で受ける
ことを特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, in the metal forming apparatus, a receiving plate is provided so as to face a discharge port of the injection means.
The metal forming apparatus according to the invention according to claim 10, wherein a molten metal injected from the injection means is received by the receiving plate, a saucer is disposed below a discharge port of the injection means, and the metal is injected from the injection means. The molten metal that has fallen and dropped is received by the tray.
【００２７】材料金属によっては、例えばマグネシウム
合金などでは、成形条件によっては加熱された状態で大
気にさらされることによって発火するおそれがある。射
出手段の吐出口は大気に開放された部分であり、金属溶
湯が金型に供給されている状態では、吐出口から該金属
溶湯が大気に漏れることはないが、ノズル離しなど吐出
口が金型から離隔した際には吐出口が大気に開放され、
余剰の金属溶湯が漏れる場合がある。また、吐出口を金
型から離していわゆる空打ちを行なう場合、この排出さ
れた金属溶湯が大気にさらされて発火するおそれがあ
る。このため、前記受け板によって余剰の金属溶湯や空
打ちによって排出された金属溶湯を受けて、飛散するの
を防止すると共に、該受け板との接触によって金属溶湯
の保有熱を放散させる。また、落下した金属溶湯は前記
受皿に受けられて、飛散防止と受皿による冷却が行なわ
れる。Depending on the material metal, for example, a magnesium alloy or the like may be ignited by being exposed to the atmosphere in a heated state depending on molding conditions. The discharge port of the injection means is a part opened to the atmosphere. When the molten metal is supplied to the mold, the molten metal does not leak to the atmosphere from the discharge port. When separated from the mold, the discharge port is opened to the atmosphere,
Excess molten metal may leak. When the discharge port is separated from the mold and the so-called blanking is performed, the discharged molten metal may be exposed to the atmosphere and ignite. For this reason, the receiving plate receives the surplus molten metal or the molten metal discharged by blanking and prevents the molten metal from being scattered, and dissipates the retained heat of the molten metal by contact with the receiving plate. Further, the dropped metal melt is received by the tray, and is prevented from scattering and cooled by the tray.
【００２８】そして、請求項１１の発明に係る金属成形
装置は、前記受け板と受皿の一方又は双方を熱伝導性の
良好な金属によって形成したことを特徴としている。The metal forming apparatus according to the invention of claim 11 is characterized in that one or both of the receiving plate and the receiving plate are formed of a metal having good thermal conductivity.
【００２９】受け板と受皿とを、熱伝導性が良好な金属
によって成形することにより、金属溶湯を確実に冷却す
ることができ、発火を極力防止することができる。By forming the receiving plate and the receiving plate with a metal having good thermal conductivity, the molten metal can be cooled reliably and ignition can be prevented as much as possible.
【００３０】[0030]
【発明の実施の形態】以下、図示した好ましい実施の形
態に基づいて、この発明に係る金属成形方法及び金属成
形装置を具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a metal forming method and a metal forming apparatus according to the present invention will be specifically described based on the illustrated preferred embodiments.
【００３１】図１は、この発明に係る金属成形装置１の
一実施形態の構造の概略を示す図で、この金属成形装置
１はマグネシウム合金を成形加工するのに適したもので
ある。金属マグネシウムなどの材料金属はインゴットの
状態で溶湯槽２に供給される。溶湯槽２の上部には、蓋
体３がヒンジ部3aによって開閉自在に設けられている。
また、溶湯槽２の壁部には図示しない加熱ヒータが埋設
されており、投入された材料金属はこのヒータによって
加熱されて溶融される。溶湯槽２の下部には溶湯槽２の
内部に連通した排出管４が設けられており、溶融された
金属溶湯はこの排出管４から溶湯槽２の外部に排出され
る。この排出管４は、金属溶湯がその流動性によって自
重によって流れるように、適宜に傾斜させてあることが
望ましい。また、溶湯槽２には図示しない撹拌装置が設
けられており、金属溶湯を撹拌するようにしてある。FIG. 1 is a view schematically showing the structure of an embodiment of a metal forming apparatus 1 according to the present invention. The metal forming apparatus 1 is suitable for forming a magnesium alloy. Material metal such as metallic magnesium is supplied to the molten metal tank 2 in an ingot state. A lid 3 is provided at an upper portion of the molten metal tank 2 so as to be freely opened and closed by a hinge 3a.
A heater (not shown) is buried in the wall of the molten metal tank 2, and the supplied material metal is heated and melted by the heater. A discharge pipe 4 communicating with the inside of the molten metal tank 2 is provided at a lower portion of the molten metal tank 2, and the molten metal melt is discharged from the molten metal pipe 2 to the outside of the molten metal tank 2. The discharge pipe 4 is desirably appropriately inclined so that the molten metal flows under its own weight due to its fluidity. Further, a stirring device (not shown) is provided in the molten metal tank 2 so as to stir the molten metal.
【００３２】前記排出管４の先端部は、ほぼ鉛直方向を
長手方向として配設された加圧手段としてのピストン−
シリンダ装置からなる押込みシリンダ６に連通させてあ
る。したがって、溶湯槽２から流出した金属溶湯はこの
押込みシリンダ６に流入することになる。この押込みシ
リンダ６の外周の適宜位置には適宜数の加熱ヒータ７が
設けられており、押込みシリンダ６の内部の金属溶湯を
加熱して固相が形成されないようにしてある。この押込
みシリンダ６は上下方向に摺動するピストン6aを有して
おり、押込みシリンダ６の吐出口は下端部に形成されて
おり、ピストン6aの下降によって金属溶湯が吐出口から
排出されるようにしてある。なお、ピストン6aは押込み
シリンダ６の上部に取り付けられた駆動シリンダ８によ
って昇降動作するようにしてある。そして、ピストン6a
の先端部はほぼ円錐形状に形成されている。A distal end of the discharge pipe 4 is provided with a piston as a pressurizing means which is disposed with a substantially vertical direction as a longitudinal direction.
It is communicated with a pushing cylinder 6 composed of a cylinder device. Therefore, the molten metal flowing out of the molten metal tank 2 flows into the pushing cylinder 6. An appropriate number of heaters 7 are provided at appropriate positions on the outer periphery of the pushing cylinder 6 to heat the molten metal inside the pushing cylinder 6 so that a solid phase is not formed. The pushing cylinder 6 has a piston 6a which slides in a vertical direction, and a discharge port of the pushing cylinder 6 is formed at a lower end portion, so that the molten metal is discharged from the discharge port by lowering the piston 6a. It is. The piston 6a is moved up and down by a drive cylinder 8 mounted on the upper part of the pushing cylinder 6. And piston 6a
Is formed in a substantially conical shape.
【００３３】押込みシリンダ６の下方には、射出手段と
してのピストン−シリンダ装置からなる射出シリンダ10
がほぼ水平方向を長手方向として配設されている。この
射出シリンダ10の先端部にはノズル11が、これらの内部
を連通させて接続されている。そして、前記押込みシリ
ンダ６の吐出口は、この射出シリンダ10の先端部であっ
てノズル11との接続部近傍に接続され、これら押込みシ
リンダ６の内部と射出シリンダ10の内部とを連通させて
ある。これら押込みシリンダ６と射出シリンダ10は、フ
ランジ部6b、10a によって接続されている。射出シリン
ダ10のフランジ部10a のフランジ面側の内周縁部は、押
込みシリンダ６の前記ピストン6aの先端部の円錐形と合
致する円錐形に形成されており、ピストン6aの先端がフ
ランジ部10a の内周縁部と合致することにより、押込み
シリンダ６と射出シリンダ10との連通が確実に遮断され
るようにしてある。Below the pushing cylinder 6, an injection cylinder 10 comprising a piston-cylinder device as injection means is provided.
Are disposed with the substantially horizontal direction as the longitudinal direction. A nozzle 11 is connected to the tip of the injection cylinder 10 so as to communicate the inside of the nozzle. The discharge port of the pushing cylinder 6 is connected to the distal end portion of the injection cylinder 10 near the connecting portion with the nozzle 11, and communicates the inside of the pushing cylinder 6 with the inside of the injection cylinder 10. . The pushing cylinder 6 and the injection cylinder 10 are connected by flange portions 6b and 10a. The inner peripheral edge of the flange surface side of the flange portion 10a of the injection cylinder 10 is formed in a conical shape that matches the conical shape of the distal end portion of the piston 6a of the pushing cylinder 6, and the distal end of the piston 6a is By matching the inner peripheral edge, the communication between the pushing cylinder 6 and the injection cylinder 10 is reliably shut off.
【００３４】前記射出シリンダ10の外周には適宜数の加
熱ヒータ12が設けられており、射出シリンダ10の内部に
供給された金属溶湯を加熱して固相が生じないようにし
てある。この射出シリンダ10のピストン10b は、駆動シ
リンダ13の動力によってほぼ水平方向へ往復移動するよ
うにしてあり、最前方まで移動した状態で、前記押込み
シリンダ６との接続部を通過してノズル11の後方に達す
る。An appropriate number of heaters 12 are provided on the outer periphery of the injection cylinder 10 so as to heat the molten metal supplied to the inside of the injection cylinder 10 so that no solid phase is generated. The piston 10b of the injection cylinder 10 reciprocates in a substantially horizontal direction by the power of the drive cylinder 13, and moves to the forefront, passes through the connection with the pushing cylinder 6, and moves the nozzle 11b. Reach behind.
【００３５】前記溶湯槽２には、収容された金属溶湯の
液面上に不活性ガスを充填してあり、金属溶湯が空気と
接触することを防止している。また、前記射出シリンダ
10の後部にはガス室14が設けられており、このガス室14
にも不活性ガスが充填されて、射出シリンダ10の圧力に
よって射出シリンダ10の後部から金属溶湯が漏洩した場
合に、該金属溶湯が空気と接触することを防止してい
る。The molten metal tank 2 is filled with an inert gas on the liquid surface of the contained molten metal to prevent the molten metal from coming into contact with air. The injection cylinder
The gas chamber 14 is provided at the rear of the gas chamber 14.
When the molten metal leaks from the rear of the injection cylinder 10 due to the pressure of the injection cylinder 10, the molten metal is prevented from coming into contact with air.
【００３６】また、前記ノズル11の射出口が臨んだ位置
には、図２に示すように、受け板16が設けられている。
この受け板16はノズル11の射出域に対して進退自在に設
けられており、進入した状態で該受け板16にはノズル11
から射出された金属溶湯が当るようにしてある。また、
退避した状態では、該ノズル11と図示しない金型のスプ
ルーとの接続の支障とならないようにしてある。この受
け板16は、射出されて衝突した金属溶湯が上方へ飛散す
ることなく下方に案内されるように、上部がノズル11側
となるように適宜に傾斜させてある。また、衝突した金
属溶湯が上方へ飛散しないように、上端部がノズル11の
方向へ僅かに折曲されている。A receiving plate 16 is provided at a position facing the injection port of the nozzle 11, as shown in FIG.
The receiving plate 16 is provided so as to be able to advance and retreat with respect to the emission area of the nozzle 11.
From the molten metal injected from the furnace. Also,
In the retracted state, connection between the nozzle 11 and a sprue of a mold (not shown) is not hindered. The receiving plate 16 is appropriately inclined so that the upper portion thereof is located on the nozzle 11 side so that the injected and collided metal melt is guided downward without being scattered upward. The upper end is slightly bent in the direction of the nozzle 11 so that the colliding metal melt does not fly upward.
【００３７】他方、受け板16の下方には受皿17が配され
ており、受け板16に衝突して該受け板16から落下する金
属溶湯が該受皿17によって受けられるようにしてある。
また、受皿17には皿板18が収容されており、金属溶湯は
この皿板18に落下するようにしてある。On the other hand, a saucer 17 is arranged below the receiving plate 16, so that the molten metal that collides with the receiving plate 16 and falls from the receiving plate 16 can be received by the receiving plate 17.
Further, a tray plate 18 is accommodated in the receiving tray 17, and the molten metal falls on the plate 18.
【００３８】そして、前記受け板16と皿板18は、熱伝導
性の良好な材料によって形成されて、これらに接触した
金属溶湯の熱を迅速に放散するようことができるように
してある。The receiving plate 16 and the plate 18 are made of a material having good thermal conductivity so that the heat of the molten metal in contact with them can be quickly dissipated.
【００３９】以上により構成されたこの発明の実施形態
に係る金属成形装置の動作を、以下に説明する。The operation of the metal forming apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
【００４０】溶湯槽２の蓋体３を開放し、インゴットの
状態の材料金属を溶湯槽２に供給する。供給された材料
金属は溶湯槽２内で加熱されて溶融し、金属溶湯とな
る。また、溶湯槽２内の金属溶湯は撹拌装置によって撹
拌されているため、比重の異なる材料金属を供給した場
合でもこれらが金属溶湯となった状態で混成され、均一
な組成が得られる。そして、この金属溶湯は前記排出管
４を通って押込みシリンダ６に流入することができるこ
とになる。The lid 3 of the molten metal tank 2 is opened, and material metal in an ingot state is supplied to the molten metal tank 2. The supplied material metal is heated and melted in the molten metal tank 2 to become a molten metal. Further, since the molten metal in the molten metal tank 2 is stirred by the stirring device, even when material metals having different specific gravities are supplied, they are mixed in a state of being a molten metal and a uniform composition can be obtained. Then, the molten metal can flow into the pushing cylinder 6 through the discharge pipe 4.
【００４１】図示しない金型への射出が終了した状態で
は、前記押込みシリンダ６のピストン6aは下降して、そ
の先端がフランジ部10a に当接して押込みシリンダ６と
射出シリンダ10との連通が遮断された状態にある。ま
た、射出シリンダ10のピストン10b は最前部まで前進し
てその先端がノズル11の後方に達しており、ノズル11に
は射出されなかった余剰の金属溶湯が残留している。し
かも、ノズル11内の先端の金属溶湯はより低温の金型に
接して降温され、流動性が適宜に失われてノズル11を適
宜に閉塞した状態にある。When the injection into the mold (not shown) has been completed, the piston 6a of the pushing cylinder 6 is lowered, and the tip of the piston 6a contacts the flange portion 10a to interrupt the communication between the pushing cylinder 6 and the injection cylinder 10. It is in the state that was done. In addition, the piston 10b of the injection cylinder 10 advances to the forefront, and its tip reaches the rear of the nozzle 11, and the nozzle 11 has surplus molten metal that has not been injected. In addition, the molten metal at the tip in the nozzle 11 is in contact with the lower-temperature mold and is cooled, so that the fluidity is appropriately lost and the nozzle 11 is appropriately closed.
【００４２】この状態で、前記押込みシリンダ６のピス
トン6aを上昇させながら、射出シリンダ10のピストン10
a を後退させる。ピストン6aの上昇によって押込みシリ
ンダ６の内部と射出シリンダ10の内部とが連通するか
ら、射出シリンダ10の内部は押込みシリンダ６を介して
溶湯槽２と連通することになる。ピストン6aの上昇によ
って溶湯槽２内の金属溶湯が吸引され、排出管４を通っ
て押込みシリンダ６に供給される。また、ピストン10a
の後退によって押込みシリンダ６内の金属溶湯が射出シ
リンダ10に給送される。なお、押込みシリンダ６と射出
シリンダ10は、それぞれ加熱ヒータ７、12で加熱されて
おり、温度が保持される。In this state, the piston 6a of the injection cylinder 10 is
Retreat a. Since the inside of the pushing cylinder 6 and the inside of the injection cylinder 10 communicate with each other by the rise of the piston 6 a, the inside of the injection cylinder 10 communicates with the molten metal tank 2 via the pushing cylinder 6. The molten metal in the molten metal tank 2 is sucked by the rise of the piston 6 a and supplied to the pushing cylinder 6 through the discharge pipe 4. Also, piston 10a
By the retreat, the molten metal in the pushing cylinder 6 is fed to the injection cylinder 10. The pushing cylinder 6 and the injection cylinder 10 are heated by heaters 7 and 12, respectively, and the temperature is maintained.
【００４３】ピストン10b が所定の位置まで後退した状
態で、所定の量の金属溶湯が射出シリンダ10に充填され
たことになる。すなわち、図示しない金型に射出すべき
量の金属溶湯が計量されて、射出シリンダ10に充填され
た状態となる。したがって、ピストン10b の進退移動の
移動量を変更することにより金属溶湯の射出量を変更す
ることができる。With the piston 10b retracted to the predetermined position, a predetermined amount of the molten metal is filled in the injection cylinder 10. That is, the amount of the molten metal to be injected into the mold (not shown) is measured and the injection cylinder 10 is filled. Therefore, the injection amount of the molten metal can be changed by changing the amount of movement of the piston 10b.
【００４４】そして、前記ピストン6aを下降させる。こ
のピストン6aの下降によって押込みシリンダ６内の金属
溶湯が加圧されて、一部が溶湯槽２に戻される。ピスト
ン6aが排出管４との接続部を通過した後には、加圧され
た金属溶湯は射出シリンダ10に押込まれる。射出シリン
ダ10のピストン10b はこの圧力を受けて必要に応じて後
退し、充填された金属溶湯を所定の量に調整する。しか
も、この圧力を受けて射出シリンダ10の内部の金属溶湯
が加圧される。また、射出シリンダ10の内部の圧力とピ
ストン6aの押込み圧力とが均衡した後は、押込みシリン
ダ６内の金属溶湯は、該押込みシリンダ６の内壁とピス
トン6aの外周面との間の間隙を通って溶湯槽２に戻され
るようにしてある。Then, the piston 6a is lowered. As the piston 6a descends, the molten metal in the pushing cylinder 6 is pressurized and partly returned to the molten metal tank 2. After the piston 6a passes through the connection with the discharge pipe 4, the pressurized molten metal is pushed into the injection cylinder 10. Upon receiving this pressure, the piston 10b of the injection cylinder 10 retreats as necessary, and adjusts the charged molten metal to a predetermined amount. In addition, the molten metal inside the injection cylinder 10 is pressurized by receiving this pressure. After the pressure inside the injection cylinder 10 and the pushing pressure of the piston 6a are balanced, the molten metal in the pushing cylinder 6 passes through the gap between the inner wall of the pushing cylinder 6 and the outer peripheral surface of the piston 6a. To be returned to the molten metal tank 2.
【００４５】前記ピストン6aが最下部まで下降すると、
その円錐形状の先端が射出シリンダ10のフランジ部10a
の内周形状を形成した円錐形と合致して、押込みシリン
ダ６の内部と射出シリンダ10の内部との連通が遮断され
る。他方、ノズル11の先端部は余剰の流動性を適宜に失
った金属溶湯で閉塞されているから、射出シリンダ10は
閉塞された状態となる。この状態で、ノズル11を図示し
ない金型に接触させて、ピストン10b を前進させると、
ノズル11を閉塞している固化金属が金型内の受け溝内に
吹き飛ばされ、次いで、溶融金属がノズル11の先端から
金型通路内に射出されて、成形が行われる。所定の量の
金属溶湯が供給されたならば、金型を冷却して供給され
た金属溶湯を凝固させ、型開きを行なって成形品を金型
から排出させれば、所望の形状の鋳造品を得ることがで
きる。When the piston 6a descends to the lowermost position,
The tip of the conical shape is the flange 10a of the injection cylinder 10.
The communication between the inside of the pushing cylinder 6 and the inside of the injection cylinder 10 is cut off. On the other hand, since the tip of the nozzle 11 is closed with the molten metal that has appropriately lost excess fluidity, the injection cylinder 10 is in a closed state. In this state, when the nozzle 11 is brought into contact with a mold (not shown) and the piston 10b is advanced,
The solidified metal closing the nozzle 11 is blown off into the receiving groove in the mold, and then the molten metal is injected from the tip of the nozzle 11 into the mold passage to perform molding. When a predetermined amount of molten metal is supplied, the mold is cooled to solidify the supplied molten metal, the mold is opened, and the molded product is discharged from the mold. Can be obtained.
【００４６】ノズル11を金型に接触させない状態で、空
打ちによって射出された金属溶湯は、受け板16に衝突し
て、飛散するのが防止されると共に、該受け板16を介し
て熱が放散されて冷却される。このため、材料金属が金
属マグネシウムのように発火点の低い材料であっても、
自然発火することが極力防止される。また、受け板16に
衝突して落下した金属溶湯は前記受皿17で受けられ、皿
板18に接触することによってさらに熱の放散が促進され
て、冷却される。In a state in which the nozzle 11 is not in contact with the mold, the molten metal injected by blanking is prevented from colliding with the receiving plate 16 and being scattered. Dissipated and cooled. For this reason, even if the material metal is a material having a low ignition point, such as metallic magnesium,
Spontaneous ignition is prevented as much as possible. Further, the molten metal which has collided with the receiving plate 16 and falls is received by the receiving plate 17 and contacts the plate 18 to further promote the dissipation of heat and is cooled.
【００４７】上述した実施形態では、溶湯槽２と射出シ
リンダ10との間に押込みシリンダ６を設けた構造につい
て説明したが、溶湯槽２と射出シリンダ10とを連通させ
た構造であっても構わない。斯かる構造とした場合に
は、溶湯槽２と射出シリンダ10との間にバルブを設け、
射出時にはこのバルブを閉成して溶湯槽２と射出シリン
ダ10との連通を遮断させる。In the above-described embodiment, the structure in which the pushing cylinder 6 is provided between the molten metal tank 2 and the injection cylinder 10 has been described. However, a structure in which the molten metal tank 2 and the injection cylinder 10 are communicated may be used. Absent. In the case of such a structure, a valve is provided between the molten metal tank 2 and the injection cylinder 10,
At the time of injection, this valve is closed to shut off the communication between the melt tank 2 and the injection cylinder 10.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る金
属成形方法及び金属成形装置によれば、溶湯の状態で金
型に材料金属を供給するから、材料金属をチクソトロピ
ー状態化する必要がなく、温度管理が簡便となり鋳造条
件の制御が簡略化される。しかも、材料金属がノズルか
ら射出される際には該材料金属は加圧された状態である
から、収縮率を小さくすることができ、成形品にひけや
ひけ割れが発生するのを抑制し、気泡の巻き込みを起こ
しにくい。したがって、容易に所望の形状寸法の製品を
成形加工することができる。As described above, according to the metal forming method and the metal forming apparatus according to the present invention, since the material metal is supplied to the mold in a molten state, it is not necessary to put the material metal into a thixotropic state. In addition, temperature control is simplified, and control of casting conditions is simplified. Moreover, when the material metal is injected from the nozzle, the material metal is in a pressurized state, so that the shrinkage can be reduced, and the occurrence of sink marks and cracks in the molded product is suppressed, Less likely to entrap air bubbles. Therefore, a product having a desired shape and size can be easily formed.
【００４９】また、請求項２の発明に係る金属成形方法
または請求項５の発明に係る金属成形装置によれば、射
出工程における射出手段に金属溶湯を供給する際には加
圧工程における加圧手段によって加圧されて供給される
から、射出手段に所望の量の金属溶湯を供給でき、容易
に計量することができる。しかも、確実に加圧された状
態となると共に、射出手段によっても加圧されるから、
収縮率を小さくして、ひけやひけ割れの発生が確実に抑
制される。According to the metal forming method according to the second aspect of the invention or the metal forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention, when the molten metal is supplied to the injection means in the injection step, the pressure in the pressing step is increased. Since the molten metal is supplied under pressure by the means, a desired amount of the molten metal can be supplied to the injection means and can be easily measured. Moreover, since it is reliably pressurized and also pressurized by the injection means,
By reducing the shrinkage, the occurrence of sink marks and cracks is reliably suppressed.
【００５０】また、請求項３の発明に係る金属成形方法
または請求項６の発明に係る金属成形装置によれば、溶
湯槽内で金属溶湯が撹拌されるから、材料金属に合金を
利用する場合に、その組成金属を確実に混成して、組成
の均一な合金とすることができる。According to the metal forming method according to the third aspect of the invention or the metal forming apparatus according to the sixth aspect of the present invention, since the molten metal is agitated in the molten metal tank, an alloy is used as the material metal. In addition, the composition metal can be surely mixed to form an alloy having a uniform composition.
【００５１】また、請求項７または請求項８の発明に係
る金属成形装置によれば、ピストン−シリンダ装置を使
用することによって、構造が簡単となり、材料金属を確
実に加圧することができる。According to the metal forming apparatus according to the seventh or eighth aspect of the present invention, the use of the piston-cylinder apparatus simplifies the structure and allows the material metal to be reliably pressed.
【００５２】また、請求項９または請求項１０の発明に
係る金属成形装置によれば、余剰の金属溶湯や空打ちに
よってノズルから排出された金属溶湯を迅速に冷却でき
るので、金属溶湯がマグネシウム合金のような発火点の
低い材料であっても自然発火することが防止される。According to the metal forming apparatus according to the ninth or tenth aspect of the present invention, the excess molten metal or the molten metal discharged from the nozzle due to the blanking can be rapidly cooled. It is possible to prevent spontaneous ignition even with a material having a low ignition point as described above.
【００５３】さらに、請求項１１の発明に係る金属成形
装置によれば、余剰の金属溶湯や空打ちによってノズル
から排出された金属溶湯をさらに迅速に冷却できる。Further, according to the metal forming apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to more quickly cool the excess molten metal and the molten metal discharged from the nozzle by the blanking.
【図１】この発明に係る金属成形装置の構造を説明する
ための図で、一部を鉛直方向の面で切断した一部断面図
である。FIG. 1 is a view for explaining a structure of a metal forming apparatus according to the present invention, and is a partial cross-sectional view partially cut along a vertical surface.
【図２】図１に示す金属成形装置の要部を拡大した一部
断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a main part of the metal forming apparatus shown in FIG.
１ 金属成形装置 ２ 溶湯槽 ４ 排出管 ６ 押込みシリンダ（加圧手段） ７ 加熱ヒータ 10 射出シリンダ 11 ノズル 12 加熱ヒータ 16 受け板 17 受皿 18 皿板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal forming apparatus 2 Molten tank 4 Discharge pipe 6 Push-in cylinder (pressurizing means) 7 Heater 10 Injection cylinder 11 Nozzle 12 Heater 16 Receiving plate 17 Receiving plate 18 Plate plate
Claims (11)
ることによって所望の形状の鋳造品を成形する金属成形
方法において、 材料金属を加熱溶融して金属溶湯を製造し、 前記金属溶湯を射出工程に供給し、 前記射出工程で、前記供給された金属溶湯を射出して金
型に供給することを特徴とする金属成形方法。1. A metal forming method for forming a casting having a desired shape by forming a metal simple substance or an alloy through a mold, wherein a molten metal is produced by heating and melting a material metal. Is supplied to an injection step, and in the injection step, the supplied molten metal is injected and supplied to a mold.
ることによって所望の形状の鋳造品を成形する金属成形
方法において、 材料金属を加熱溶融して金属溶湯を製造し、 前記金属溶湯を加圧工程に供給し、 金属溶湯を加圧しながら前記加圧工程から射出工程に圧
送すると共に、該射出工程を閉鎖系とし、 前記射出工程で、前記供給された金属溶湯を射出して金
型に供給することを特徴とする金属成形方法。2. A metal forming method for forming a casting having a desired shape by forming a metal simple substance or an alloy through a mold, wherein a material metal is heated and melted to produce a molten metal. Is supplied to the pressurizing step, and while the metal melt is pressurized, the pressure is fed from the pressurizing step to the injection step, and the injection step is set as a closed system. A metal forming method characterized in that the method is supplied to a mold.
うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金
属成形方法。3. The metal forming method according to claim 1, wherein the production of the molten metal is performed while stirring.
ることによって所望の形状の鋳造品を成形する金属成形
装置において、 材料金属を加熱溶融した金属溶湯を貯留させる溶湯槽
と、 前記溶湯槽から金属溶湯を供給される射出手段とからな
り、 前記射出手段で金属溶湯を射出して金型に供給すること
を特徴とする金属成形装置。4. A metal forming apparatus for forming a casting having a desired shape by forming a single metal or an alloy through a mold, comprising: a molten metal tank for storing a molten metal obtained by heating and melting a material metal; A metal forming apparatus comprising: injection means for supplying a molten metal from a molten metal tank, wherein the injection means injects the molten metal and supplies the molten metal to a mold.
ることによって所望の形状の鋳造品を成形する金属成形
装置において、 材料金属を加熱溶融した金属溶湯を貯留させる溶湯槽
と、 前記溶湯槽から金属溶湯を供給される加圧手段と、 前記加圧手段によって加圧されて金属溶湯を供給される
と共に、該加圧手段によって金属溶湯の供給口が閉塞さ
れる射出手段とからなり、 前記射出手段で金属溶湯を射出して金型に供給すること
を特徴とする金属成形装置。5. A metal forming apparatus for forming a casting having a desired shape by forming a metal simple substance or an alloy through a mold, comprising: a molten metal tank for storing a molten metal obtained by heating and melting a material metal; A pressurizing means for supplying the molten metal from the molten metal tank; and an injection means for supplying the molten metal by being pressurized by the pressurizing means and closing a supply port of the molten metal by the pressurizing means. A metal forming apparatus characterized in that a molten metal is injected by the injection means and supplied to a mold.
徴とする請求項４または請求項５に記載の金属成形装
置。6. The metal forming apparatus according to claim 4, wherein a stirring means is provided in the molten metal tank.
で構成したことを特徴とする請求項５に記載の金属成形
装置。7. The metal forming apparatus according to claim 5, wherein said pressurizing means is constituted by a piston-cylinder device.
で構成したことを特徴とする請求項４ないし請求項７の
いずれかに記載の金属成形装置。8. The metal forming apparatus according to claim 4, wherein said injection means comprises a piston-cylinder device.
を配設し、射出手段から射出された金属溶湯を該受け板
で受けることを特徴とする請求項４ないし請求項８のい
ずれかに記載の金属成形装置。9. The apparatus according to claim 4, wherein a receiving plate is disposed opposite to a discharge port of the injection means, and the molten metal injected from the injection means is received by the receiving plate. A metal forming apparatus according to any one of the above.
配設し、射出手段から射出されて落下した金属溶湯を該
受皿で受けることを特徴とする請求項４ないし請求項９
のいずれかに記載の金属成形装置。10. A saucer is disposed below a discharge port of the injection means, and the molten metal ejected from the ejection means and dropped is received by the saucer.
The metal forming apparatus according to any one of the above.
伝導性の良好な金属によって形成したことを特徴とする
請求項４ないし請求項１０のいずれかに記載の金属成形
装置。11. The metal forming apparatus according to claim 4, wherein one or both of the receiving plate and the receiving plate are formed of a metal having good heat conductivity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28922599A JP2001105110A (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Metal molding method and metal molding apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001105110A (en) |
-
1999
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