JP2004122146A - 厚肉製品の高圧鋳造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミニウム合金等のダイカスト鋳造において、金型からの湯飛び不具合を防止し、かつ、充分に昇圧、加圧出来て内部品質に優れた製品を得る鋳造方法の提供を目的とする。
【解決手段】アルミニウム合金等の溶湯を用いて、ダイガスト鋳造する場合に、溶湯がキャビティ内に射出充填され、製品表面部分にチル層を充分に形成させた後に加圧すれば、金型からの湯飛びを防止しつつ、加圧圧力を高くすることが出来ることに着目し、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、このキャビティ内に金型の鋳込口からスリーブ内に投入された溶湯をプランジャーチップで射出し成形する高圧鋳造方法において、溶湯のキャビティ内充填後、２段階以上に分けて昇圧鋳造する。
【選択図】 図２
【解決手段】アルミニウム合金等の溶湯を用いて、ダイガスト鋳造する場合に、溶湯がキャビティ内に射出充填され、製品表面部分にチル層を充分に形成させた後に加圧すれば、金型からの湯飛びを防止しつつ、加圧圧力を高くすることが出来ることに着目し、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、このキャビティ内に金型の鋳込口からスリーブ内に投入された溶湯をプランジャーチップで射出し成形する高圧鋳造方法において、溶湯のキャビティ内充填後、２段階以上に分けて昇圧鋳造する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のブレーキ制御部品ボディのように、内部に作動油が密封され、高圧制御される製品をアルミニウム合金等を用いて高圧鋳造する場合における鋳造時の金型からの湯飛びを抑え、かつ、内部品質に優れた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的厚肉で高気密、高強度が要求される製品をアルミニウム合金等を用いて高圧鋳造する方法として、固定型と可動型を略水平方向に開閉自在に配置した横締め型下部からキャビティ内に垂直方向に射出する竪て鋳込み方法が採用されている。
【０００３】
このような鋳造方法例を図１に示す模式図で説明する。
固定型１と可動型２とが略水平に配置され、ダイカストマシンに取り付けられ、水平方向に開閉制御されている。
固定型１と可動型２とが閉じることにより、鋳込口３、その上にランナーゲート４を通して製品形状に合わせたキャビティ５が形成される。
金型の下部に略円筒形状の竪型スリーブ６が配置され、その内部にプランジャーチップ７が摺接内装されている。
プランジャーチップ７は、プランジャーロッド８の先端に連結され、後端のカップリング９にてピストンロッド１０につながれている。
ピストンロッド１０は、射出シリンダー１１にて上昇、下降制御され、鋳造時に溶湯をキャビティ内に充填後にさらに、昇圧、加圧制御される。
【０００４】
竪型スリーブ６は、金型の鋳込口３と係脱可能になっていて、図１は結合した状態を示す。
図示を省略したが、竪型スリーブが金型の鋳込口３から外れ、傾斜した状態でアルミニウム合金等の溶湯が竪型スリーブ内に投入されると、図１に示すようにほぼ、垂直状態に移動し、金型の鋳込口に結合される。
次に、プランジャーチップ７が射出シリンダーにて上昇し、溶湯が金型の鋳込口３がランナーゲート４を通過してキャビティ５内に射出される。
溶湯がキャビティ内に鋳込まれると、溶湯の表面部が金型に触れ、急冷され、チル層（冷却凝固膜層）が形成され、さらに冷却が進行し、溶湯内部が凝固する。
この溶湯の凝固過程において、充分に加圧しないと製品の内部に凝固収縮巣等の欠陥が発生しやすくなる。
【０００５】
そこで、図３に示すようにキャビティ内に溶湯が充填後に、所定の圧力Ｈ０までプランジャーチップを介して加圧する必要がある。
ところが、この加圧圧力Ｈ０が高くなると固定型と可動型の合わせ面や、図１に示すように、キャビティ内に溶湯が充填される際のキャビティ内のガス抜きのために、チルベルト等のエアーベント１２が金型の分離面に設けられているが、この部分より外部に、湯飛びが発生するという不具合が生じ、充分に加圧できない。
その結果、特に厚肉製品の場合に内部にひけ巣（凝固収縮巣）が発生しやすいという技術的課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に有する技術的課題に鑑みて、アルミニウム合金等のダイカスト鋳造において、金型からの湯飛び不具合を防止し、かつ、充分に昇圧、加圧出来て内部品質に優れた製品を得る鋳造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウム合金等の溶湯を用いて、ダイカスト鋳造する場合に、溶湯がキャビティ内に射出充填され、製品表面部分にチル層を充分に形成させた後に加圧すれば、金型からの湯飛びを防止しつつ、加圧圧力を高くすることが出来ることに着目し、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、このキャビティ内に金型の鋳込口からスリーブ内に投入された溶湯をプランジャーチップで射出し成形する高圧鋳造方法において、溶湯のキャビティ内充填後、２段階以上に分けて昇圧鋳造することを技術的要旨とした。
【０００８】
製品一般部の肉厚が２０ｍｍ以上、特に４０ｍｍ以上の場合に、製品表面に充分にチル層を形成させた後に昇圧、加圧しないと金型合わせ面等からの湯飛び不具合が発生しやすいが、上記のように２段階以上に分けて昇圧すると、第１段階目に湯飛びが発生しない範囲にて昇圧し、製品表面にチル層を形成させ、その後に第２段階目、あるいは第３段階目と、複数のステップに分けて昇圧することで金型からの湯飛びを防止しつつ、溶湯の内部凝固過程において充分に加圧することができるように作用し、内部欠陥のない内部品質に優れた鋳造製品が得られる。
【０００９】
一般部肉厚２０ｍｍ以上の厚肉製品で内部加工した場合に、高気密、高強度が要求される製品の場合には、いわゆる横締め型、竪鋳込みタイプのダイカストマシンが適用される場合が多く、請求項２記載の発明のように、固定型と可動型とが略水平に対向して配置された横締め型に対して、竪型スリーブに注湯し、プランジャーチップで垂直方向に下から上に向けてキャビティ内に射出充填後２段階以上に分けて昇圧、加圧するのがよい。
【００１０】
例えば、２段階に分けて昇圧する場合には、請求項３記載の発明のように、溶湯を竪型スリーブ内に投入し、プランジャーチップで垂直方向に金型のキャビティ内に射出充填し、最終加圧力の１／４〜３／４の範囲にて第１段階加圧し、そのまま所定の時間加圧維持後に最終加圧力まで昇圧するのがよい。
【００１１】
上記のような昇圧、加圧の仕方の例を図２に基づいて説明する。
横軸に時間軸、縦軸に圧力軸をとると、ｔ０にてプランジャーチップが上昇しはじめ、ｔ１にて溶湯がキャビティ内に充填完了し、さらに、昇圧し、キャビティ内の製品（以下、メタルという）にメタル圧が印加され、圧力Ｈ１の状態にてそのまま、ｔ秒間保持し、その後に最終メタル圧をＨ２まで昇圧する。
この場合に、圧力Ｈ１は、金型から湯飛びが発生しない範囲で高い方が良く、ｔ秒間にて表面にチル層を形成させ、その後に内部品質が確保されるＨ２まで昇圧加圧することになるが、湯飛びが発生しにくくなっているので、従来の１段昇圧に比較して高圧に設定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
いわゆる、３５０ＴＯＮプレス横型締め竪鋳込みダイカストマシンを用いて、製品の一般肉厚が約４０ｍｍの厚肉鋳造製品を用いて、製品（一般肉厚４０ｍｍとは極く部分的に厚肉の製品を除く意味である）を対象に鋳造した場合に、図２に示す昇圧グラフにてＨ１＝５０ＭＰａ、ｔ＝２秒、Ｈ２＝９０ＭＰａの条件設定にて連続１００ケ鋳造した結果、全てひけ巣のない内部品質に優れた製品が得られた。
なお、比較のために図３に示す昇圧グラフでＨ０＝８０ＭＰａの条件設定で上記と同製品を鋳造しようとしたが、湯飛びが多く、途中で鋳造を中止せざるを得なかった。
一方、Ｈ０＝５０ＭＰａの条件設定で鋳造すると湯飛びは発生しなかったが、製品中央部内部に直径１〜２ｍｍのひけ巣が発生した。
【００１３】
【発明の効果】
本発明においては、溶湯を金型キャビティ内に充填後、２段階以上に分けてステップ昇圧したので、溶湯がキャビティ内の金型表面にて冷却凝固し、チル層が形成された後に、さらに昇圧され、チル層で金型からの湯飛び不具合を防止でき、かつ、従来以上に昇圧最終加圧できるので、より内部品質が安定して優れた鋳造製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型に竪型スリーブを用いて鋳造する場合の構造例を示す。
【図２】本発明に係る鋳造例におけるメタル圧昇圧曲線例を示す。
【図３】従来の鋳造法におけるメタル昇圧曲線例を示す。
【符号の説明】
１ 固定型
２ 可動型
３ 鋳込口
４ ランナーゲート
５ キャビティ
６ スリーブ
７ プランジャーチップ
８ プランジャーロッド
９ カップリング
１０ ピストンロッド
１１ 射出シリンダー
１２ エアーベント
１００ 溶湯
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のブレーキ制御部品ボディのように、内部に作動油が密封され、高圧制御される製品をアルミニウム合金等を用いて高圧鋳造する場合における鋳造時の金型からの湯飛びを抑え、かつ、内部品質に優れた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的厚肉で高気密、高強度が要求される製品をアルミニウム合金等を用いて高圧鋳造する方法として、固定型と可動型を略水平方向に開閉自在に配置した横締め型下部からキャビティ内に垂直方向に射出する竪て鋳込み方法が採用されている。
【０００３】
このような鋳造方法例を図１に示す模式図で説明する。
固定型１と可動型２とが略水平に配置され、ダイカストマシンに取り付けられ、水平方向に開閉制御されている。
固定型１と可動型２とが閉じることにより、鋳込口３、その上にランナーゲート４を通して製品形状に合わせたキャビティ５が形成される。
金型の下部に略円筒形状の竪型スリーブ６が配置され、その内部にプランジャーチップ７が摺接内装されている。
プランジャーチップ７は、プランジャーロッド８の先端に連結され、後端のカップリング９にてピストンロッド１０につながれている。
ピストンロッド１０は、射出シリンダー１１にて上昇、下降制御され、鋳造時に溶湯をキャビティ内に充填後にさらに、昇圧、加圧制御される。
【０００４】
竪型スリーブ６は、金型の鋳込口３と係脱可能になっていて、図１は結合した状態を示す。
図示を省略したが、竪型スリーブが金型の鋳込口３から外れ、傾斜した状態でアルミニウム合金等の溶湯が竪型スリーブ内に投入されると、図１に示すようにほぼ、垂直状態に移動し、金型の鋳込口に結合される。
次に、プランジャーチップ７が射出シリンダーにて上昇し、溶湯が金型の鋳込口３がランナーゲート４を通過してキャビティ５内に射出される。
溶湯がキャビティ内に鋳込まれると、溶湯の表面部が金型に触れ、急冷され、チル層（冷却凝固膜層）が形成され、さらに冷却が進行し、溶湯内部が凝固する。
この溶湯の凝固過程において、充分に加圧しないと製品の内部に凝固収縮巣等の欠陥が発生しやすくなる。
【０００５】
そこで、図３に示すようにキャビティ内に溶湯が充填後に、所定の圧力Ｈ０までプランジャーチップを介して加圧する必要がある。
ところが、この加圧圧力Ｈ０が高くなると固定型と可動型の合わせ面や、図１に示すように、キャビティ内に溶湯が充填される際のキャビティ内のガス抜きのために、チルベルト等のエアーベント１２が金型の分離面に設けられているが、この部分より外部に、湯飛びが発生するという不具合が生じ、充分に加圧できない。
その結果、特に厚肉製品の場合に内部にひけ巣（凝固収縮巣）が発生しやすいという技術的課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に有する技術的課題に鑑みて、アルミニウム合金等のダイカスト鋳造において、金型からの湯飛び不具合を防止し、かつ、充分に昇圧、加圧出来て内部品質に優れた製品を得る鋳造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウム合金等の溶湯を用いて、ダイカスト鋳造する場合に、溶湯がキャビティ内に射出充填され、製品表面部分にチル層を充分に形成させた後に加圧すれば、金型からの湯飛びを防止しつつ、加圧圧力を高くすることが出来ることに着目し、固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、このキャビティ内に金型の鋳込口からスリーブ内に投入された溶湯をプランジャーチップで射出し成形する高圧鋳造方法において、溶湯のキャビティ内充填後、２段階以上に分けて昇圧鋳造することを技術的要旨とした。
【０００８】
製品一般部の肉厚が２０ｍｍ以上、特に４０ｍｍ以上の場合に、製品表面に充分にチル層を形成させた後に昇圧、加圧しないと金型合わせ面等からの湯飛び不具合が発生しやすいが、上記のように２段階以上に分けて昇圧すると、第１段階目に湯飛びが発生しない範囲にて昇圧し、製品表面にチル層を形成させ、その後に第２段階目、あるいは第３段階目と、複数のステップに分けて昇圧することで金型からの湯飛びを防止しつつ、溶湯の内部凝固過程において充分に加圧することができるように作用し、内部欠陥のない内部品質に優れた鋳造製品が得られる。
【０００９】
一般部肉厚２０ｍｍ以上の厚肉製品で内部加工した場合に、高気密、高強度が要求される製品の場合には、いわゆる横締め型、竪鋳込みタイプのダイカストマシンが適用される場合が多く、請求項２記載の発明のように、固定型と可動型とが略水平に対向して配置された横締め型に対して、竪型スリーブに注湯し、プランジャーチップで垂直方向に下から上に向けてキャビティ内に射出充填後２段階以上に分けて昇圧、加圧するのがよい。
【００１０】
例えば、２段階に分けて昇圧する場合には、請求項３記載の発明のように、溶湯を竪型スリーブ内に投入し、プランジャーチップで垂直方向に金型のキャビティ内に射出充填し、最終加圧力の１／４〜３／４の範囲にて第１段階加圧し、そのまま所定の時間加圧維持後に最終加圧力まで昇圧するのがよい。
【００１１】
上記のような昇圧、加圧の仕方の例を図２に基づいて説明する。
横軸に時間軸、縦軸に圧力軸をとると、ｔ０にてプランジャーチップが上昇しはじめ、ｔ１にて溶湯がキャビティ内に充填完了し、さらに、昇圧し、キャビティ内の製品（以下、メタルという）にメタル圧が印加され、圧力Ｈ１の状態にてそのまま、ｔ秒間保持し、その後に最終メタル圧をＨ２まで昇圧する。
この場合に、圧力Ｈ１は、金型から湯飛びが発生しない範囲で高い方が良く、ｔ秒間にて表面にチル層を形成させ、その後に内部品質が確保されるＨ２まで昇圧加圧することになるが、湯飛びが発生しにくくなっているので、従来の１段昇圧に比較して高圧に設定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
いわゆる、３５０ＴＯＮプレス横型締め竪鋳込みダイカストマシンを用いて、製品の一般肉厚が約４０ｍｍの厚肉鋳造製品を用いて、製品（一般肉厚４０ｍｍとは極く部分的に厚肉の製品を除く意味である）を対象に鋳造した場合に、図２に示す昇圧グラフにてＨ１＝５０ＭＰａ、ｔ＝２秒、Ｈ２＝９０ＭＰａの条件設定にて連続１００ケ鋳造した結果、全てひけ巣のない内部品質に優れた製品が得られた。
なお、比較のために図３に示す昇圧グラフでＨ０＝８０ＭＰａの条件設定で上記と同製品を鋳造しようとしたが、湯飛びが多く、途中で鋳造を中止せざるを得なかった。
一方、Ｈ０＝５０ＭＰａの条件設定で鋳造すると湯飛びは発生しなかったが、製品中央部内部に直径１〜２ｍｍのひけ巣が発生した。
【００１３】
【発明の効果】
本発明においては、溶湯を金型キャビティ内に充填後、２段階以上に分けてステップ昇圧したので、溶湯がキャビティ内の金型表面にて冷却凝固し、チル層が形成された後に、さらに昇圧され、チル層で金型からの湯飛び不具合を防止でき、かつ、従来以上に昇圧最終加圧できるので、より内部品質が安定して優れた鋳造製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金型に竪型スリーブを用いて鋳造する場合の構造例を示す。
【図２】本発明に係る鋳造例におけるメタル圧昇圧曲線例を示す。
【図３】従来の鋳造法におけるメタル昇圧曲線例を示す。
【符号の説明】
１ 固定型
２ 可動型
３ 鋳込口
４ ランナーゲート
５ キャビティ
６ スリーブ
７ プランジャーチップ
８ プランジャーロッド
９ カップリング
１０ ピストンロッド
１１ 射出シリンダー
１２ エアーベント
１００ 溶湯
Claims (3)
- 固定型と可動型とを組み合わせてキャビティを形成し、このキャビティ内に金型の鋳込口からスリーブ内に投入された溶湯をプランジャーチップで射出し成形する高圧鋳造方法において、溶湯のキャビティ内充填後、２段階以上に分けて昇圧鋳造したことを特徴とする高圧鋳造方法。
- 固定型と可動型とが略水平に対向して配置された横締め型に対して、竪型スリーブ内に注湯し、プランジャーチップで垂直方向に下から上に向けて射出鋳造することを特徴とする請求項１記載の高圧鋳造法。
- 溶湯を竪型スリーブ内に投入し、プランジャーチップで垂直方向に金型のキャビティ内に射出充填し、最終加圧力の１／４〜３／４の範囲にて第１段階加圧し、そのまま所定の時間加圧維持後に最終加圧力まで昇圧することを特徴とする請求項２記載の高圧鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002286989A JP2004122146A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 厚肉製品の高圧鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002286989A JP2004122146A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 厚肉製品の高圧鋳造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004122146A true JP2004122146A (ja) | 2004-04-22 |
Family
ID=32279925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002286989A Withdrawn JP2004122146A (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 厚肉製品の高圧鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004122146A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090702A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Hitachi Metals Precision, Ltd. | コンプレッサ羽根車およびその製造方法 |
| CN100462566C (zh) * | 2007-11-29 | 2009-02-18 | 北京航空航天大学 | 叶片沿周向非均匀分布的大小叶片叶轮及压气机 |
| JP2009525878A (ja) * | 2006-02-09 | 2009-07-16 | オトクリトエ・アクツィオネルノエ・オブシェストヴォ・“ノボシビルスキー・ザヴォド・キムコンツェントラトヴ” | 消失鋳造型を使い圧力下で凝固させて鋳造する方法およびそれを実施する装置 |
| JP2011000597A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Ube Kosan Wheel Kk | 加圧鋳造方法 |
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-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002286989A patent/JP2004122146A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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