JP2004090064A - Method for controlling temperature of die-casting mold - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型の固定型と可動型によって形成されるキャビティ部内に金属溶湯を射出充填し、製品凝固後に金型を型開きして製品を取り出すダイカスト鋳造における金型の温度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にAl,Zn,Mg,Cuなどの溶融合金を金型に高速高圧で注入し、急速凝固させるダイカスト鋳造において、溶湯温度、鋳込み時間、鋳込み圧力等の条件が、製品の品質及び不良率に大きく影響し、特に金型の温度が所定の適正温度よりも低い鋳造開始時には、湯回り不良等が多く発生する。そのための対策としては、金型温調機或いはガスバーナー等による余熱や、テスト鋳込みを行い溶湯の熱によって金型の製品部(キャビティ部)の金型温度を局所的に上昇させる方法が一般に行われている。
【0003】
図5は、このような従来の金型の温度制御方法の一つを示している。図5において、金型1には、金属の溶湯が充填される2つの製品部(キャビティ部)11、製品部11への溶湯の通路であるランナ部12及び溶湯の供給口であるビスケット部13が形成されていると共に、製品部11の略直下には、加熱源である外部の温度調整装置3に接続した加熱媒体経路2が埋設されており、金型1の製品部11の温度を局所的に上昇できるようになっている。
【0004】
しかしながら、従来よりダイカスト鋳造は金型1の中央部に配置された製品部(キャビティ部)に溶湯を充填するため、図6の金型の表面温度分布に示されるように、金型1の中央部に熱が蓄積され金型1の中央部と外周部とで約150℃の温度差が生じる。このため、図6のA−A線断面である図7に示されるように、金型1の固定型1Aと可動型1Bとが凸形状に熱変形し易く、バリやフラッシュが発生し易いという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、金型の熱による変形を防止して、バリやフラッシュの発生を抑えることができる金型温度制御方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の金型温度制御方法を提供する。
請求項1に記載の金型温度制御方法は、金型の外周部近傍に電気ヒータもしくは加熱媒体を金型内部に導通して金型温度を制御する加熱経路を設け、金型の製品部への金属溶湯の充填開始時に、金型の中央部である製品部よりも外周部近傍の方が温度が高くなるように金型温度を制御するようにしたものであり、これにより、従来のように金型の固定型と可動型とが凸形状に変形することもなく、その結果、バリやフラッシュ等の発生が防止できる。
【0007】
請求項2の金型温度制御方法は、金型温度を測定する温度センサを、少なくとも金型の外周部近傍の加熱部位と製品部近くとに配置するようにしたものであり、これにより、金型温度を正確に管理することができる。
請求項3の金型温度制御方法は、金型の外周部近傍と製品部近傍との温度差が一定の温度範囲内になるように金型温度を制御するようにしたものであり、これにより、金型の熱による変形を管理している。
【0008】
請求項4の金型温度制御方法は、金型温度を測定する温度センサに代えて金型の歪を測定する歪センサ又は型締め時に金型に発生する応力を測定する応力センサを配置するようにしたものであり、これにより、金型温度を直接測定するのではなく、金型の歪又は金型に発生する応力を測定することによって金型の変形を予測し、金型温度を制御して、金型の凸形状の変形を防止するようにしている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の金型温度制御方法について説明する。図1は、本発明の実施の形態の金型温度制御方法を実施するための金型温度制御システムの概略の全体構成を示す図である。符号1は固定型1Aと可動型1Bによって構成される金型であり、この金型1には、製品部(キャビティ部)11、ランナ部(分岐通路)12及びビスケット部(共通通路)13とが形成された嵌め込み型が嵌め込まれている。図1においては、製品部11が2つ形成されており、ビスケット部13と2つの製品部11をつなぐ形でランナ部12が形成されている。したがって、金型1が型締めされたとき、金属溶湯がビスケット部13からランナ部12を通って製品部11に充填される。
【0010】
金型1の外周部近傍には、その全周に渡って金型1内部に加熱媒体を通す加熱媒体経路(加熱経路)2が埋設されており、この加熱媒体経路2は、加熱媒体の温度を調整する外部の温度調整装置5に接続している。また、金型1の外周部近傍の加熱媒体経路2に近接して外周部温度センサ3を設けると共に、金型1の中央部の製品部11近傍にも製品部温度センサ4を設けている。この外周部温度センサ3と製品部温度センサ4とは、それぞれ制御回路6に接続していて、金型1の外周部の温度及び製品部11の温度情報が制御回路6に入力される。制御回路6では、これらの温度情報に基づいて出力し、温度調整装置5を制御している。
【0011】
この場合、金型1の加熱源として、加熱媒体に代えて電気ヒータを使用してもよい。また、温度センサ3,4を外周部と製品部11とにそれぞれ1個ずつではなく、複数設けてもよい。
例えば、外周部温度センサ3の設置位置を金型表面から5mm以内の深さとし、金型1の外周部に設ける加熱媒体経路2を金型外周から200mm以内に設置し、金型外周部と製品部との温度差が0〜100℃以内に入るように金型の温度制御する。
なお、図1は、金型1の固定型1Aもしくは可動型1Bのいずれか一方を示しており、他の型においても同じように対称的に図示したように加熱媒体経路2が形成されていて、同じように外周部温度センサ3及び製品部温度センサ4が設けられている。
【0012】
図2は、本発明の実施の形態の金型温度制御方法に基づく1サイクルでの金型温度変化を示すグラフである。実線は金型の外周部の温度変化を示し、破線は金型の製品部の温度変化を示している。グラフの縦軸は金型温度を、横軸は時間を示している。このグラフから解るように、本発明の金型温度制御方法では、予め又は連続の鋳造中において金型温度の低い金型外周部を温度調整装置5を作動させて積極的に加熱し、金属溶湯の射出開始時には、金型外周部温度Tbが金型製品部温度Taよりも高くなる(Tb>Ta)ように、金型温度を制御している。製品部11に溶湯が充填されるにつれ、製品部11は溶湯の熱により急激に昇温し始め、その温度差がなくなると共に、充填終了時には、製品部温度Taの方が外周部温度Tbより高くなる(Ta>Tb)。Ta>Tbの状態で製品が冷却・凝結が進み、完全に製品が凝結後、型開きして製品を金型1から取り出す。製品を金型1から取り出すと、製品部11の方が降温が早く進み、TaとTbの温度がまた逆転し、Tb>Taとなるように金型外周部の温度を制御する。この状態で型締めが行われる。以上で1サイクルが終了し、このサイクルが繰り返し行われる。この場合、外周部温度Tbと製品部温度Taとの差が常に一定の温度範囲(例えば、0〜100℃)内になるように、制御回路6によって温度調整装置5は制御される。
【0013】
図3は、温度調整装置5を作動して、金型1の外周部を加熱した場合の金型1の表面温度分布を説明する図である。図において、点の密度が濃い程、温度が高いことを示している。この図から解るように、金型1の外周部の温度(約250℃)の方が、金型1の中央部である製品部11の温度(約200℃)より約50℃程高くなっている。
【0014】
図4は、図3のA−A線による断面図であり、可動型1Bと固定型1Aの金型の熱変形を説明する図である。この図から解るように、金型1の外周部の温度がその中央部である製品部11の温度より高い場合には、固定型1Aと可動型1Bとは断面凹形状に変形する。即ち、固定型1Aと可動型1Bの互いに向き合う面の外周部が若干突出するように変形する。これによって、鋳造時のバリやフラッシュの発生が防止できる。
【0015】
なお、上記実施形態においては、金型1に温度センサ3,4を設置して金型温度を測定し、これに基づいて温度調整装置5を制御しているが、この温度センサに代えて金型の歪を測定する歪センサ又は型締め時に金型に発生する応力を測定する応力センサを金型に設けて、これらの測定結果に基づいて制御回路6により温度調整装置5を制御するようにしてもよい。
【0016】
以上説明したように、本発明においては、金型の外周部の温度をコントロールすることによって、金型の温度分布を安定化させることができ、金型の熱変形によるバリやフラッシュの発生を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の金型温度制御方法を実施するための金型温度制御システムの概略の全体構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の金型温度制御方法による金型温度変化を示すグラフである。
【図3】本発明による金型の表面温度分布を示す図である。
【図4】本発明による金型の熱変形を説明する図である。
【図5】従来技術の金型温度制御システムの概略図である。
【図6】従来技術による金型の表面温度分布を示す図である。
【図7】従来技術による金型の熱変形を説明する図である。
【符号の説明】
1…金型
1A…固定型
1B…可動型
11…製品部(キャビティ部)
12…ランナ部(分岐通路)
2…加熱媒体経路(加熱経路)
3…外周部温度センサ
4…製品部温度センサ
5…温度調整装置
6…制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of controlling the temperature of a mold in die casting in which a molten metal is injected and filled into a cavity formed by a fixed mold and a movable mold of a mold, and after the product is solidified, the mold is opened to take out the product.
[0002]
[Prior art]
In general, in die casting, in which a molten alloy such as Al, Zn, Mg, Cu, etc. is injected into a mold at a high speed and a high pressure and rapidly solidified, conditions such as a molten metal temperature, a casting time, and a casting pressure greatly affect the quality and defect rate of a product. In particular, at the start of casting in which the temperature of the mold is lower than a predetermined appropriate temperature, a run-out defect or the like often occurs. As a countermeasure for this, generally, a method of locally increasing the mold temperature of the product part (cavity part) of the mold by the residual heat by a mold temperature controller or a gas burner, or by test casting and the heat of the molten metal is used. Has been done.
[0003]
FIG. 5 shows one such conventional mold temperature control method. In FIG. 5, a
[0004]
However, conventionally, in the die casting, since a molten metal is filled in a product portion (cavity portion) arranged in a central portion of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mold temperature control method capable of preventing deformation of a mold due to heat and suppressing generation of burrs and flashes. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a mold temperature control method described in each claim as means for solving the above-mentioned problem.
In the mold temperature control method according to the present invention, an electric heater or a heating medium is provided near the outer periphery of the mold to provide a heating path for controlling the mold temperature by passing the heating medium into the inside of the mold. At the start of filling of the molten metal, the mold temperature is controlled so that the temperature near the outer peripheral portion is higher than the temperature at the product portion, which is the central portion of the mold. In addition, the fixed mold and the movable mold do not deform into a convex shape, and as a result, generation of burrs, flashes, and the like can be prevented.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a mold temperature control method, wherein a temperature sensor for measuring a mold temperature is arranged at least near a heating portion near an outer peripheral portion of the mold and near a product portion. Mold temperature can be controlled accurately.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a mold temperature such that a temperature difference between a vicinity of an outer peripheral portion of a mold and a vicinity of a product portion is within a predetermined temperature range. And the deformation of the mold due to heat is controlled.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mold temperature control method in which a strain sensor for measuring a strain of a mold or a stress sensor for measuring a stress generated in a mold at the time of mold clamping is disposed in place of a temperature sensor for measuring a mold temperature. Therefore, instead of directly measuring the mold temperature, the deformation of the mold is predicted by measuring the strain of the mold or the stress generated in the mold, and the mold temperature is controlled. Thus, deformation of the convex shape of the mold is prevented.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a mold temperature control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic overall configuration of a mold temperature control system for implementing a mold temperature control method according to an embodiment of the present invention.
[0010]
A heating medium path (heating path) 2 for passing a heating medium through the inside of the
[0011]
In this case, an electric heater may be used as a heating source of the
For example, the installation position of the outer
FIG. 1 shows either the
[0012]
FIG. 2 is a graph showing a mold temperature change in one cycle based on the mold temperature control method according to the embodiment of the present invention. The solid line indicates a temperature change at the outer peripheral portion of the mold, and the broken line indicates a temperature change at the product part of the mold. The vertical axis of the graph indicates mold temperature, and the horizontal axis indicates time. As can be seen from the graph, in the mold temperature control method of the present invention, the mold outer peripheral portion having a low mold temperature is actively heated by operating the
[0013]
FIG. 3 is a diagram for explaining the surface temperature distribution of the
[0014]
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3, and is a view for explaining thermal deformation of the molds of the
[0015]
In the above-described embodiment, the
[0016]
As described above, in the present invention, by controlling the temperature of the outer peripheral portion of the mold, the temperature distribution of the mold can be stabilized, and the occurrence of burrs and flashes due to thermal deformation of the mold can be reduced. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a mold temperature control system for implementing a mold temperature control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a mold temperature change by a mold temperature control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a surface temperature distribution of a mold according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating thermal deformation of a mold according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a prior art mold temperature control system.
FIG. 6 is a diagram showing a surface temperature distribution of a mold according to the related art.
FIG. 7 is a diagram illustrating thermal deformation of a mold according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
12 ... Runner part (branch passage)
2. Heating medium path (heating path)
3: outer peripheral temperature sensor 4: product temperature sensor 5: temperature adjusting device 6: control circuit
Claims (4)
前記金型の外周部近傍に、電気ヒータもしくは加熱媒体を前記金型内部に導通して金型温度を制御する加熱経路を設け、金属溶湯充填開始時に、前記金型の中央部である前記製品部よりも前記金型の外周部近傍の方が温度が高くなるように金型温度を制御することを特徴とする金型温度制御方法。Injection filling of a molten metal into a product part formed by a fixed mold and a movable mold of a mold, and a mold temperature control method in die casting in which the mold is opened and the product is taken out after solidification of the product,
In the vicinity of the outer periphery of the mold, a heating path for controlling the mold temperature by conducting an electric heater or a heating medium into the inside of the mold is provided. A mold temperature control method that controls the mold temperature such that the temperature is higher near the outer peripheral portion of the mold than at the portion.
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JP2002256788A JP2004090064A (en) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | Method for controlling temperature of die-casting mold |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2002-09-02 JP JP2002256788A patent/JP2004090064A/en active Pending
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