JP2015155101A - Casting method and casting device - Google Patents
Casting method and casting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015155101A JP2015155101A JP2014030450A JP2014030450A JP2015155101A JP 2015155101 A JP2015155101 A JP 2015155101A JP 2014030450 A JP2014030450 A JP 2014030450A JP 2014030450 A JP2014030450 A JP 2014030450A JP 2015155101 A JP2015155101 A JP 2015155101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- heat exchange
- flow path
- refrigerant
- exchange fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鋳造方法、及び、鋳造装置に関する。 The present invention relates to a casting method and a casting apparatus.
融点以上の温度となっている金属である金属溶湯を金型が有する内部空間に充填し凝固させることによって所望の形状の金属部材を成形する鋳造方法では、金型の内部に金型の温度より低い温度である熱交換流体、すなわち、冷媒を流通させ、金型及び金属溶湯を効率的に冷却する。例えば、特許文献1には、金型の温度に基づいて冷媒の流通量を制御する鋳造方法が記載されている。 In a casting method in which a metal member having a desired shape is formed by filling and solidifying a molten metal, which is a metal having a temperature equal to or higher than the melting point, into an internal space of the mold, the temperature inside the mold is higher than the temperature of the mold. A heat exchange fluid at a low temperature, that is, a refrigerant is circulated to efficiently cool the mold and the molten metal. For example, Patent Document 1 describes a casting method that controls the flow rate of refrigerant based on the temperature of a mold.
金型が有する流路を流れる液体状の冷媒は、比較的温度が低いとき対流によって金型から熱を奪い金型を冷却する。冷媒の温度が金型から奪った熱によって上昇すると、冷媒は核沸騰の状態となり、内部に気泡が発生する。さらに冷媒の温度が上昇すると、冷媒は膜沸騰の状態となり、流路を形成する内壁と冷媒との間に気体の膜が形成される。このため、膜沸騰の状態は、核沸騰の状態に比べ、金型から熱を奪う効率、すなわち、熱伝達率が小さくなり、冷媒が膜沸騰の状態に移ると、効率的に金型を冷却することができない。 The liquid refrigerant flowing through the flow path of the mold cools the mold by removing heat from the mold by convection when the temperature is relatively low. When the temperature of the refrigerant rises due to the heat taken from the mold, the refrigerant enters a state of nucleate boiling and bubbles are generated inside. When the temperature of the refrigerant further rises, the refrigerant enters a state of film boiling, and a gas film is formed between the inner wall forming the flow path and the refrigerant. For this reason, in the state of film boiling, compared to the state of nucleate boiling, the efficiency of removing heat from the mold, that is, the heat transfer coefficient is reduced, and when the refrigerant moves to the state of film boiling, the mold is efficiently cooled. Can not do it.
本発明の目的は、金型の冷却時間を短縮する鋳造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the casting method which shortens the cooling time of a metal mold | die.
本発明は、金型の内部に金属溶湯を供給する金属溶湯供給工程と、金型の温度より低い温度の熱交換流体の圧力を金型の温度に基づいて制御する熱交換流体圧力制御工程と、金属溶湯供給工程において金型の内部に金属溶湯が充填された後、熱交換流体圧力制御工程において圧力を制御された熱交換流体を金型が有する流路に供給する冷却工程と、冷却工程において金型の温度が金型の内部に充填された金属溶湯が凝固する温度まで低下した後、金型の内部から金属溶湯が凝固した金属部材を金型から取り出す取り出し工程と、を含むことを特徴とする。 The present invention includes a molten metal supply process for supplying a molten metal into a mold, and a heat exchange fluid pressure control process for controlling the pressure of a heat exchange fluid at a temperature lower than the mold temperature based on the mold temperature. A cooling process for supplying the heat exchange fluid whose pressure is controlled in the heat exchange fluid pressure control process to the flow path of the mold after the metal melt is filled in the mold in the molten metal supply process, and a cooling process And taking out the metal member solidified from the inside of the mold from the mold after the temperature of the mold is lowered to a temperature at which the molten metal filled in the mold is solidified. Features.
一般に、鋳造方法において、金型の内部が金属溶湯によって充填された後、金型の温度より低い温度の熱交換流体は、金型を冷却するため金型が有する流路に供給される。熱交換流体と金型との温度差が比較的大きいとき、熱交換流体の温度が急激に上昇し比較的熱伝達率が小さい膜沸騰の状態に移るおそれがある。しかしながら、本発明の鋳造方法では、熱交換流体が流路において比較的熱伝達率が大きい核沸騰の状態となるよう金型の温度に応じて熱交換流体の圧力を制御し、流路に供給する。これにより、熱交換流体は核沸騰の状態を維持したまま金型の熱を奪うことができる。したがって、本発明の鋳造方法では、金型を効率的に冷却することができ、金型の冷却時間を短縮することができる。 Generally, in a casting method, after the inside of a mold is filled with molten metal, a heat exchange fluid having a temperature lower than that of the mold is supplied to a flow path of the mold in order to cool the mold. When the temperature difference between the heat exchange fluid and the mold is relatively large, the temperature of the heat exchange fluid rises rapidly, and there is a risk of shifting to a film boiling state with a relatively small heat transfer coefficient. However, in the casting method of the present invention, the pressure of the heat exchange fluid is controlled according to the temperature of the mold so that the heat exchange fluid is in a nucleate boiling state with a relatively high heat transfer coefficient in the flow channel, and is supplied to the flow channel. To do. Thereby, the heat exchange fluid can take the heat of the mold while maintaining the state of nucleate boiling. Therefore, in the casting method of this invention, a metal mold | die can be cooled efficiently and the cooling time of a metal mold | die can be shortened.
また、本発明は、金属溶湯を凝固し所望の形状の金属部材を成形する鋳造装置であって、流体が流れる流路を有する金型と、流路に金型の温度より低い温度の熱交換流体を供給する熱交換流体供給部と、金型の温度を検出し検出した金型の温度に基づく信号を熱交換流体供給部に出力する温度検出部と、を備える。本発明の鋳造装置が備える熱交換流体供給部は、温度検出部が出力する金型の温度に基づいて流路に供給する熱交換流体の圧力を制御することを特徴とする。 The present invention is also a casting apparatus for solidifying a molten metal to form a metal member having a desired shape, and a heat exchange at a temperature lower than the temperature of the mold in the flow path, and a mold having a flow path through which the fluid flows. A heat exchange fluid supply unit that supplies fluid; and a temperature detection unit that detects a temperature of the mold and outputs a signal based on the detected mold temperature to the heat exchange fluid supply unit. The heat exchange fluid supply unit provided in the casting apparatus of the present invention is characterized in that the pressure of the heat exchange fluid supplied to the flow path is controlled based on the mold temperature output from the temperature detection unit.
本発明の鋳造装置では、熱交換流体供給部は、温度検出部が検出する金型の温度に基づいて、流路に供給される熱交換流体の圧力を制御する。これにより、熱交換流体と金型との温度差が比較的大きいとき、熱交換流体は核沸騰の状態を維持しつつ流路を流れることができる。したがって、本発明の鋳造装置では、金型の冷却時間を短縮することができる。 In the casting apparatus of the present invention, the heat exchange fluid supply unit controls the pressure of the heat exchange fluid supplied to the flow path based on the mold temperature detected by the temperature detection unit. Thereby, when the temperature difference between the heat exchange fluid and the mold is relatively large, the heat exchange fluid can flow through the flow path while maintaining the state of nucleate boiling. Therefore, in the casting apparatus of the present invention, the mold cooling time can be shortened.
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による鋳造方法及び鋳造装置を図1〜4に基づいて説明する。
図1に、第1実施形態による鋳造装置1の模式図を示す。鋳造装置1は、内部に金属溶湯を充填可能な空間を有する。当該空間は、充填される金属溶湯が所望の形状となるよう形成されており、供給された金属溶湯が凝固することによって所望の形状の金属部材を得ることができる。第1実施形態による鋳造方法は、いわゆる、ダイカストであり、鋳造装置1の内部に金属溶湯が圧入され所望の形状の金属部材が成形される。鋳造装置1は、金型10、金属溶湯供給部20、温度検出部40、圧力制御部50、「熱交換流体供給部」としての冷媒供給部30などから構成される。なお、図1において、紙面の上側を「天」側、紙面の下側を「地」側とする。
(First embodiment)
A casting method and casting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the schematic diagram of the casting apparatus 1 by 1st Embodiment is shown. The casting apparatus 1 has a space in which a molten metal can be filled. The space is formed so that the molten metal to be filled has a desired shape, and a metal member having a desired shape can be obtained by solidifying the supplied molten metal. The casting method according to the first embodiment is so-called die casting, and a molten metal is press-fitted into the casting apparatus 1 to form a metal member having a desired shape. The casting apparatus 1 includes a
金型10は、金属溶湯が充填される「金型の内部」としての内部空間100を有する。第1実施形態による鋳造装置1が備える金型10では、内部空間100は略直方体形状に形成されている。内部空間100は、金属溶湯供給部20の内部と連通する「金型の内部」としての連通路101に連通している。これにより、鋳造装置1によって、連通路101に対応する部位に突起が形成される略直方体形状の金属部材が成形される。しかしながら、本発明の鋳造装置において成形される金属部材の形状はこれに限定されない。金型10は、第1金型部11、第2金型部12などから構成されている。
The
第1金型部11は、内部空間100の一部を形成するよう断面が略コの字状となるよう形成されている金属部材である。第1金型部11では、地側に第1金型部11と第2金型部12とが組み合わされるとき形成される連通路101の内壁の一部となる溝状の部位が設けられている。
The
第1金型部11の内部には、第1冷媒流路111、第2冷媒流路112などが形成されている。
第1冷媒流路111は、金型10の外部に設けられる第1接続配管31を介して冷媒供給部30と接続している。
第2冷媒流路112は、第1冷媒流路111に比べ、内部空間100に近い側に形成されている。第2冷媒流路112は、圧力制御部50が設けられている第2接続配管32を介して冷媒供給部30と接続している。第1冷媒流路111及び第2冷媒流路112には、沸騰石を含み金型10の温度より低い温度の「熱交換流体」としての水が流れる。以下、第1実施形態においては、沸騰石を含む水を冷媒と呼ぶ。冷媒は、第1接続配管31内を矢印F1の方向に流れ、第1冷媒流路111に導入される。第1冷媒流路111から後述するノズル113を介して第2冷媒流路112に移動した冷媒は、第2接続配管32内を矢印F2の方向に流れる。第1冷媒流路111及び第2冷媒流路112は、特許請求の範囲に記載の「流路」に相当する。
A
The first
The
第1冷媒流路111と第2冷媒流路112との間に設けられる「流路」としての複数のノズル113は、第1冷媒流路111と第2冷媒流路112とを連通するよう設けられている。ノズル113は、図2に示すように、第1冷媒流路111を流れる冷媒を第2冷媒流路112の内部空間100側の内壁114に向けて矢印F3のように噴射する。このとき、ノズル113が噴射する水は、内壁114に対して所定の角度より大きい角度で内壁114に衝突するよう噴射される。内壁114には、親水性のコーティングが施されている。
A plurality of
第2金型部12は、内部空間100の一部を形成するよう断面が略コの字状となるよう形成されている金属部材である。第2金型部12では、地側に金属溶湯供給部20が挿入される挿入孔121が形成されている。
The
金属溶湯供給部20は、金属溶湯を金型10の内部に供給する。金属溶湯供給部20は、スリーブ21、プランジャ22などから形成される。
The molten
スリーブ21は、筒状に形成されている。スリーブ21の一方の端部は、第2金型部12の挿入孔121に挿入され、第2金型部12に対して固定されている。スリーブ21の他方の端部は、プランジャ22が挿通される開口211を有する。スリーブ21の側壁には、スリーブ21の内部に給湯される金属溶湯が通る供給口212を有する。
The
プランジャ22は、スリーブ21の内壁に摺動可能なよう設けられる。プランジャ22は、スリーブ21の内部に給湯される金属溶湯を加圧し、金型10の内部空間100及び連通路101に金属溶湯を圧入する。
The
温度検出部40は、センサー部41、出力部42などから構成されている。
センサー部41は、図2に示すように、第2冷媒流路112及び内部空間100を形成する壁体115の内部に設けられている。センサー部41は、壁体115の温度に応じた信号を金型10の外部に設けられている出力部42に出力する。
出力部42は、センサー部41が出力する信号に基づいて壁体115の温度を検出し、演算部33に出力する。
The
As shown in FIG. 2, the
The
圧力制御部50は、後述する冷媒供給部30の圧力調整部34とは別異に第2冷媒流路112を流れる冷媒の圧力を制御する。第2冷媒流路112を流れる冷媒の圧力は、圧力制御部50に接続する圧力計51によって検出される。圧力計51は、第2冷媒流路112を流れる冷媒の圧力に応じた信号を冷媒供給部30に出力する。
The
冷媒供給部30は、第1接続配管31及び第2接続配管32を介して金型10と接続している。冷媒供給部30は、演算部33、圧力調整部34などから構成されている。
The
演算部33は、温度検出部40、圧力制御部50、圧力計51、及び、圧力調整部34と電気的に接続している。演算部33は、温度検出部40が出力する壁体115の温度及び圧力計51が出力する第2冷媒流路112を流れる冷媒の圧力に基づいて第1接続配管31に供給する冷媒の圧力を演算し、圧力調整部34に当該演算結果を出力する。また、演算部33は、圧力計51が出力する第2冷媒流路112を流れる冷媒の圧力に基づいて圧力制御部50を制御する。
The
圧力調整部34は、演算部33が出力する演算結果に基づいて図示しない冷媒タンクに貯留されている冷媒を演算部33に指示された圧力に加圧し、第1接続配管31に供給する。
The
次に、鋳造装置1を用いた第1実施形態による鋳造方法について説明する。 Next, the casting method by 1st Embodiment using the casting apparatus 1 is demonstrated.
最初に、第1金型部11と第2金型部12とを組み合わせた後、金属溶湯を金属溶湯供給部20に給湯する。金属溶湯供給部20では、プランジャ22が開口211側に位置しているスリーブ21の内部に供給通路212を介して金属溶湯を給湯する。
次に、「金属溶湯供給工程」として、内部空間100及び連通路101に金属溶湯を供給する。金属溶湯供給部20において、プランジャ22を移動させスリーブ21内の金属溶湯を加圧しつつ内部空間100及び連通路101に充填する。
First, after combining the
Next, as a “metal melt supply step”, the metal melt is supplied to the
金属溶湯が内部空間100及び連通路101に充填された後、「熱交換流体圧力制御工程」として、冷媒供給部30によって冷媒を大気圧より大きい圧力に加圧する。さらに、「冷却工程」として、冷媒供給部30によって大気圧より大きい圧力に加圧された冷媒を第1冷媒流路111に供給する。第1冷媒流路111に供給された水は、ノズル113によって第2冷媒流路112の内部空間100側の内壁114に向けて噴射される。
After the molten metal is filled in the
図3に内壁114の近傍における冷媒に含まれる水の挙動を説明する模式図を示す。
第1実施形態による鋳造装置1の鋳造方法では、ノズル113から噴射される水が内壁114を濡らすよう付着している。内壁114に付着している水は、内壁114から伝わる熱によって温度が上昇し、図3(a)に示すように、核沸騰の状態となる。具体的には、内壁114のうち、特定の部位である壁面116、117、118、119のそれぞれに気泡B1が発生する。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the behavior of water contained in the refrigerant in the vicinity of the
In the casting method of the casting apparatus 1 according to the first embodiment, water sprayed from the
図3(a)の状態において、圧力制御部50によって第2冷媒流路112内を大気圧程度まで圧力を下げると水の沸点が低下する。このとき、図3(b)に示すように、水は、内壁114の全域において核沸騰の状態となり、多くの気泡が発生する。さらに、圧力制御部50側は圧力が大気圧程度まで低下しているため、内壁114に付着している水は、図3(c)に示すように、矢印F4の方向、すなわち、第2接続配管32の方向に流れる。これにより、内壁114上の気泡が強制的に除去される。
In the state of FIG. 3A, the boiling point of water decreases when the
内壁114上の核沸騰をしている水がある程度流れると、圧力制御部50によって第2冷媒流路112内の圧力を大気圧より高くする。これにより、図3(d)に示すように、ノズル113によって噴射された新たな冷媒が金型から奪った熱によって核沸騰の状態に移る。
When water undergoing nucleate boiling on the
鋳造装置1では、図3(a)から(d)に示す現象によって金型10の温度を内部空間100及び連通路101に充填されている金属溶湯が凝固する温度まで低下させる。
金属溶湯が十分に凝固した後、「取り出し工程」として、第1金型部11と第2金型部12とを分離し、成形された金属部材を金型10から取り出す。
In the casting apparatus 1, the temperature of the
After the molten metal is sufficiently solidified, as the “removal step”, the
図4に、水の温度に対する水の熱伝達率の変化を点線L1、実線L2で示す。大気圧における水は、温度が100℃になるまで水が付着している冷却対象部位の熱を対流によって奪う。対流における熱伝達率は、点線L1に示す1000〜6000W/(m2×K)程度の大きさである。温度が100℃を超えると、冷却対象部位に付着している水は、気泡が発生する核沸騰の状態となって冷却対象部位の熱を奪う。核沸騰の状態における熱伝達率は、点線L1に示す12000〜23000W/(m2×K)程度の大きさである。さらに、水の温度が上昇すると、当該部位に付着している水は、膜沸騰の状態となって冷却対象部位の熱を奪う。膜沸騰の状態における熱伝達率は、核沸騰の状態における熱伝達率に比べて低い点線L1に示す100〜1200W/(m2×K)程度の大きさとなる。
このように、冷媒に含まれる水によって冷却対象部位の温度を効率的に低下させるためには、比較的小さい熱伝達率を示す対流や膜沸騰の状態に比べ比較的大きい熱伝達率を示す核沸騰の状態を維持することが望ましい。
In FIG. 4, the change of the heat transfer coefficient of the water with respect to the temperature of water is shown by the dotted line L1 and the continuous line L2. The water at atmospheric pressure takes away the heat of the part to be cooled, to which the water is attached, by convection until the temperature reaches 100 ° C. The heat transfer coefficient in convection is about 1000 to 6000 W / (m 2 × K) indicated by the dotted line L1. When the temperature exceeds 100 ° C., the water adhering to the cooling target site becomes a state of nucleate boiling in which bubbles are generated and takes the heat of the cooling target site. The heat transfer coefficient in the nucleate boiling state is about 12000 to 23000 W / (m 2 × K) indicated by the dotted line L1. Furthermore, if the temperature of water rises, the water adhering to the said part will be in the state of film | membrane boiling, and will take the heat | fever of the cooling object site | part. The heat transfer coefficient in the film boiling state is about 100 to 1200 W / (m 2 × K) indicated by a dotted line L1 lower than the heat transfer coefficient in the nucleate boiling state.
As described above, in order to efficiently reduce the temperature of the cooling target site by the water contained in the refrigerant, a nucleus that exhibits a relatively large heat transfer coefficient compared to a convection or film boiling state that exhibits a relatively small heat transfer coefficient. It is desirable to maintain a boiling state.
第1実施形態による鋳造装置1の鋳造方法では、内壁114に付着する水の圧力を冷媒供給部30によって制御し、図4に示した大気圧における水の温度に対する熱伝達率の変化を示す点線L1を加圧条件下における水の温度に対する熱伝達率の変化を示す実線L2のようにシフトさせる。これにより、内壁114に付着する水が核沸騰の状態に留まりやすくなる。したがって、内壁114に付着している水は、比較的大きい熱伝達率を示す核沸騰の状態を維持したまま金型10の熱を奪うことができるため、金型10を効率的に冷却することができ、金型10の冷却時間を短縮することができる。
In the casting method of the casting apparatus 1 according to the first embodiment, the pressure of the water adhering to the
圧力制御部50は、内壁114に付着している水を相対的に高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう第2冷媒流路112の圧力を制御する。これにより、内壁114に付着している核沸騰の状態の水を強制的に除去し、ノズル113から噴射される比較的低温の水を内壁114に付着させる。したがって、内壁114に付着している水は、比較的大きい熱伝達率を示す核沸騰の状態を維持したまま金型10の熱を奪うことができるため、金型10をさらに効率的に冷却することができる。
The
また、第1実施形態による鋳造装置1の鋳造方法では、水は、ノズル113によって内壁114に対して所定の角度より大きな角度で内壁114に衝突するよう噴射される。ここで、所定の角度より大きな角度とは、例えば、内壁114に衝突する角度が大きい角度を指す。これにより、冷媒の衝突によって内壁114に形成される気泡が破壊されやすくなるため、内壁114上に気体の膜が形成されにくくなる。したがって、水が膜沸騰の状態に移りにくくなり、金型10をさらに効率的に冷却することができる。
In the casting method of the casting apparatus 1 according to the first embodiment, water is injected by the
また、第1実施形態による鋳造方法に用いられる冷媒には沸騰石が含まれている。これにより、水の温度上昇によって生成する気泡を小さな気泡にし、気泡が連結することによって膜が生成されにくくなる。したがって、水が膜沸騰の状態に移りにくくなり、金型10をさらに効率的に冷却することができる。
Moreover, the boiling point is contained in the refrigerant | coolant used for the casting method by 1st Embodiment. As a result, the bubbles generated by the temperature rise of the water are reduced to small bubbles, and the bubbles are not easily formed by connecting the bubbles. Therefore, it becomes difficult for water to move to the state of film boiling, and the
また、内壁114には、親水性のコーティングが施されている。これにより、内壁114に冷媒に含まれる水が付着しやすくなり、内壁114上に膜が形成されにくくなる。したがって、金型10をさらに効率的に冷却することができる。
The
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による鋳造装置を図5に基づいて説明する。第2実施形態は、第2冷媒流路を形成する金型の内部空間側の内壁の形状が第1実施形態と異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the casting apparatus by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the inner wall on the inner space side of the mold that forms the second refrigerant flow path. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第2実施形態による鋳造装置では、図5に示すように、内壁114に複数の窪み214が形成されている。複数の窪み214の一つは、当該一つの窪みと隣り合う窪みとの間の距離を距離D1とするよう形成されている。すなわち、複数の窪み214は、等間隔に形成されている。
In the casting apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of
一般に、冷媒が高温になると当該冷媒が付着する表面の形状によっては気泡が発生する箇所が偏る。気泡が偏って発生すると、複数の気泡が連結し気体の膜を冷媒が付着する表面上に形成しやすくなる。このため、冷媒が付着する表面の形状によっては冷媒の熱伝達率が低下するおそれがある。第2実施形態による鋳造装置では、内壁114に付着している水が高温になると、図5に示すように、気泡B2が複数の窪み214が設けられている部位で選択的に形成される。複数の窪み214は等間隔で形成されているため、気泡が偏って発生する場合に比べ、水は膜沸騰の状態に移りにくくなる。したがって、第2実施形態は、第1実施形態と同じ効果を奏する。
In general, when the temperature of a refrigerant becomes high, the location where bubbles are generated is biased depending on the shape of the surface to which the refrigerant adheres. When bubbles are generated unevenly, a plurality of bubbles are connected and a gas film is easily formed on the surface to which the refrigerant adheres. For this reason, there exists a possibility that the heat transfer rate of a refrigerant | coolant may fall depending on the shape of the surface to which a refrigerant | coolant adheres. In the casting apparatus according to the second embodiment, when the water adhering to the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態による鋳造装置を図6に基づいて説明する。第3実施形態は、第2冷媒流路及び金型の内部空間を形成する壁体に超音波素子が設けられている点が第1実施形態と異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the casting apparatus by 3rd Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that an ultrasonic element is provided on a wall that forms the second refrigerant flow path and the internal space of the mold. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第3実施形態による鋳造装置は、図6に示すように、壁体115の内部に「超音波振動付与部」としての超音波素子315を備える。超音波素子315は、内壁114に向けて超音波を発する。
As shown in FIG. 6, the casting apparatus according to the third embodiment includes an
第3実施形態による鋳造装置では、内壁114上に気泡B3が生成されるとき、超音波素子315が発する超音波によって気泡B3を破壊し、比較的大きな気泡が生成されにくくなる。これにより、冷媒の温度上昇によって内壁114上に膜が形成されにくくなり、水は膜沸騰の状態に移りにくくなる。したがって、第3実施形態は、第1実施形態と同じ効果を奏する。
In the casting apparatus according to the third embodiment, when the bubble B3 is generated on the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態による鋳造装置を図7に基づいて説明する。第4実施形態は、金型の外部に電源が設けられている点が第1実施形態と異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, the casting apparatus by 4th Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a power source is provided outside the mold. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第4実施形態による鋳造装置4では、図7に示すように、第1金型部11は、第1接続配管31及び第2接続配管32に接続する「流路」としての第3冷媒流路611を有している。第3冷媒流路611には、大気圧より高い圧力に加圧された冷媒が供給される。また、第3冷媒流路611の圧力は、圧力制御部50によっても高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう制御される。第3冷媒流路611を形成する内部空間100側の内壁には、親水性のコーティングが施されている。
In the casting apparatus 4 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the
また、金型10には「電位差付与手段」としての電源615が電気的に接続している。第4実施形態による鋳造装置4では、第1金型部11に電源615のプラス極が接続し、第2金型部12に電源615のマイナス極が接続する。電源615は、金型10の内部に電位差を形成する。
Further, a
第4実施形態による鋳造装置4では、金型10に電位差を設けることによって内壁114に冷媒に含まれる水を付着しやすくする。これにより、内壁114上に膜が形成されにくくなり、水は膜沸騰の状態に移りにくくなる。したがって、第4実施形態は、第1実施形態と同じ効果を奏する。
In the casting apparatus 4 according to the fourth embodiment, by providing a potential difference in the
(その他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、ダイカストによって金属部材を成形するとした。しかしながら、本発明の鋳造方法はこれに限定されない。融点より高い温度の金属を金型の内部に流し込み、所望の形状の金属部材を得ることができる鋳造方法であればよい
(Other embodiments)
(A) In the above-described embodiment, the metal member is formed by die casting. However, the casting method of the present invention is not limited to this. Any casting method may be used as long as a metal having a temperature higher than the melting point is poured into the mold to obtain a metal member having a desired shape.
(イ)第1、2、3実施形態では、第2冷媒流路の圧力は、圧力制御部によって相対的に高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう制御するとした。また、第4実施形態では、第3冷媒流路の圧力は、圧力制御部によって高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう制御するとした。しかしながら、第2冷媒流路または第3冷媒流路の圧力を高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう制御しなくてもよい。 (A) In the first, second, and third embodiments, the pressure of the second refrigerant flow path is controlled so as to repeat a relatively high pressure state and a low pressure state by the pressure control unit. In the fourth embodiment, the pressure of the third refrigerant flow path is controlled by the pressure control unit so as to repeat the high pressure state and the low pressure state. However, the pressure of the second refrigerant channel or the third refrigerant channel may not be controlled to repeat the high pressure state and the low pressure state.
(ウ)第1、2、3実施形態では、ノズルが噴射する冷媒は、第2冷媒流路を形成する内壁に対して所定の角度より大きい角度で当該内壁に衝突するよう噴射されるとした。しかしながら、第4実施形態のように、一つの冷媒流路によって冷媒を流す構成であってもよい。 (C) In the first, second, and third embodiments, the refrigerant injected by the nozzle is injected so as to collide with the inner wall at an angle larger than a predetermined angle with respect to the inner wall forming the second refrigerant flow path. . However, as in the fourth embodiment, the configuration may be such that the refrigerant flows through one refrigerant flow path.
(エ)上述の実施形態では、冷媒は沸騰石を含むとした。しかしながら、沸騰石は含まなくてもよい。 (D) In the above-described embodiment, the refrigerant includes a boiling stone. However, the boiling stone may not be included.
(オ)上述の実施形態では、第2冷媒流路または第3冷媒流路を形成する内部空間側の内壁には、親水性のコーティングが施されているとした。しかしながら、親水性のコーティングが施されていなくてもよい。 (E) In the above-described embodiment, the hydrophilic coating is applied to the inner wall on the inner space side that forms the second refrigerant channel or the third refrigerant channel. However, the hydrophilic coating may not be applied.
(カ)上述の実施形態では、金型を冷却する冷媒が流れる第1冷媒流路、第2冷媒流路、第3冷媒流路は、第1金型部が有するとした。しかしながら、第2金型部に設けられてもよい。 (F) In the above-described embodiment, the first mold part has the first refrigerant flow path, the second refrigerant flow path, and the third refrigerant flow path through which the refrigerant for cooling the mold flows. However, it may be provided in the second mold part.
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary.
1、4 ・・・鋳造装置、
10 ・・・金型、
100 ・・・内部空間(金型の内部)、
101 ・・・連通路(金型の内部)
111 ・・・第1冷媒流路(流路)、
112 ・・・第2冷媒流路(流路)、
30 ・・・熱交換流体供給部、
40 ・・・温度検出部、
611 ・・・第3冷媒流路(流路)。
1, 4 ... casting apparatus,
10 ... mold,
100 ・ ・ ・ Internal space (inside the mold),
101 ・ ・ ・ Communication passage (inside the mold)
111 ... 1st refrigerant | coolant flow path (flow path),
112 ... second refrigerant flow path (flow path),
30 ・ ・ ・ Heat exchange fluid supply unit,
40 ... temperature detector,
611... Third refrigerant flow path (flow path).
Claims (14)
前記金型の温度より低い温度の熱交換流体の圧力を前記金型の温度に基づいて制御する熱交換流体圧力制御工程と、
前記金属溶湯供給工程において前記金型の内部に金属溶湯が充填された後、前記熱交換流体圧力制御工程において圧力を制御された熱交換流体を前記金型が有する流路(111、112、113、611)に供給する冷却工程と、
前記冷却工程において前記金型の温度が前記金型の内部に充填された金属溶湯が凝固する温度まで低下した後、前記金型の内部から金属溶湯が凝固した金属部材を前記金型から取り出す取り出し工程と、
を含むことを特徴とする鋳造方法。 A molten metal supply step for supplying molten metal to the interior (100, 101) of the mold (10);
A heat exchange fluid pressure control step for controlling the pressure of the heat exchange fluid at a temperature lower than the temperature of the mold based on the temperature of the mold;
After the molten metal is filled in the mold in the molten metal supply step, the flow path (111, 112, 113) in which the mold has the heat exchange fluid whose pressure is controlled in the heat exchange fluid pressure control step. 611), and a cooling process
In the cooling step, after the temperature of the mold is lowered to a temperature at which the molten metal filled in the mold is solidified, the metal member in which the molten metal is solidified is taken out from the mold. Process,
A casting method comprising:
流体が流通可能な流路(111、112、611)を有する金型(10)と、
前記流路に前記金型の温度より低い温度の熱交換流体を供給する熱交換流体供給部(30)と、
前記金型の温度を検出し、検出した前記金型の温度に基づく信号を前記熱交換流体供給部に出力する温度検出部(40)と、
を備え、
前記熱交換流体供給部は、前記温度検出部が出力する前記金型の温度に基づいて前記流路に供給する熱交換流体の圧力を制御することを特徴とする鋳造装置。 A casting apparatus (1, 4) for solidifying a molten metal and forming a metal member of a desired shape,
A mold (10) having flow paths (111, 112, 611) through which fluid can flow;
A heat exchange fluid supply section (30) for supplying a heat exchange fluid having a temperature lower than that of the mold to the flow path;
A temperature detector (40) for detecting the temperature of the mold and outputting a signal based on the detected temperature of the mold to the heat exchange fluid supply unit;
With
The casting apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange fluid supply unit controls the pressure of the heat exchange fluid supplied to the flow path based on the temperature of the mold output from the temperature detection unit.
前記圧力制御部は、前記流路を流れる熱交換流体の圧力を相対的に高圧の状態と低圧の状態とを繰り返すよう制御することを特徴とする請求項6に記載の鋳造装置。 A pressure control part (50) for controlling the pressure of the heat exchange fluid flowing in the flow path located downstream of the flow path;
The casting apparatus according to claim 6, wherein the pressure control unit controls the pressure of the heat exchange fluid flowing through the flow path to repeat a relatively high pressure state and a low pressure state.
複数の前記窪みは、等間隔に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の鋳造装置。 A plurality of the depressions are formed,
The casting apparatus according to claim 8, wherein the plurality of depressions are formed at equal intervals.
前記流路を形成する前記金型の内壁は、親水性の表面処理が施されていることを特徴とする請求項6から13のいずれか一項に記載の鋳造装置。 14. The heat exchange fluid is water, and the inner wall of the mold that forms the flow path is subjected to a hydrophilic surface treatment. 14. Casting equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014030450A JP6191498B2 (en) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | Casting method and casting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014030450A JP6191498B2 (en) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | Casting method and casting apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015155101A true JP2015155101A (en) | 2015-08-27 |
JP6191498B2 JP6191498B2 (en) | 2017-09-06 |
Family
ID=54774763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014030450A Active JP6191498B2 (en) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | Casting method and casting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6191498B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111604486A (en) * | 2020-07-07 | 2020-09-01 | 芜湖舜富精密压铸科技有限公司 | Cold chamber die casting machine with recyclable waste heat |
WO2023273127A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 浙江凯华模具有限公司 | Cooling rod assembly for die and in-die heat-conducting tube loop structure |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05329611A (en) * | 1992-06-01 | 1993-12-14 | Mechatro Joban Internatl:Kk | Casting method |
JPH06190528A (en) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Olympus Optical Co Ltd | Die casting |
US5522448A (en) * | 1994-09-27 | 1996-06-04 | Aluminum Company Of America | Cooling insert for casting mold and associated method |
JPH09155529A (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Die cooling structure |
JP2000071056A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Toyota Motor Corp | Temperature control of die |
JP2002103024A (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-09 | Showa Denko Kk | Casting apparatus |
JP2002221080A (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Toyota Motor Corp | Water jacket structure of engine and method of making it |
JP2003136189A (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Ahresty Corp | Apparatus for cooling die-casting die |
JP2006143271A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Beverage feeder |
JP2008055709A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | Mold cooling device |
JP2008149335A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Honda Motor Co Ltd | Method for controlling temperature of die |
JP2009052757A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Wakasawan Energ Kenkyu Center | Siphon type circulation type heat pipe |
JP2010131650A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Die casting die |
JP2013039606A (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-28 | Aisin Seiki Co Ltd | Device and method of cooling die |
-
2014
- 2014-02-20 JP JP2014030450A patent/JP6191498B2/en active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05329611A (en) * | 1992-06-01 | 1993-12-14 | Mechatro Joban Internatl:Kk | Casting method |
JPH06190528A (en) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Olympus Optical Co Ltd | Die casting |
US5522448A (en) * | 1994-09-27 | 1996-06-04 | Aluminum Company Of America | Cooling insert for casting mold and associated method |
JPH09155529A (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Die cooling structure |
JP2000071056A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Toyota Motor Corp | Temperature control of die |
JP2002103024A (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-09 | Showa Denko Kk | Casting apparatus |
JP2002221080A (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Toyota Motor Corp | Water jacket structure of engine and method of making it |
JP2003136189A (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Ahresty Corp | Apparatus for cooling die-casting die |
JP2006143271A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Beverage feeder |
JP2008055709A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | Mold cooling device |
JP2008149335A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Honda Motor Co Ltd | Method for controlling temperature of die |
JP2009052757A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Wakasawan Energ Kenkyu Center | Siphon type circulation type heat pipe |
JP2010131650A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Toyota Motor Corp | Die casting die |
JP2013039606A (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-28 | Aisin Seiki Co Ltd | Device and method of cooling die |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111604486A (en) * | 2020-07-07 | 2020-09-01 | 芜湖舜富精密压铸科技有限公司 | Cold chamber die casting machine with recyclable waste heat |
CN111604486B (en) * | 2020-07-07 | 2022-04-22 | 芜湖舜富精密压铸科技有限公司 | Cold chamber die casting machine with recyclable waste heat |
WO2023273127A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 浙江凯华模具有限公司 | Cooling rod assembly for die and in-die heat-conducting tube loop structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6191498B2 (en) | 2017-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11318666B2 (en) | System for removing support structure using integrated fluid paths | |
JP6191498B2 (en) | Casting method and casting apparatus | |
JP2009274098A (en) | Sand mold for low-pressure casting and low-pressure casting apparatus utilizing the same | |
JP5726845B2 (en) | Casting mold cooling apparatus and casting mold cooling method | |
US20180133783A1 (en) | Production method using a vacuum sand casting mould | |
JP2008149372A (en) | Die for material molding, material molding method and material molding device | |
JP2008290448A (en) | Apparatus for cooling molding dies | |
JP2008155271A (en) | Method for producing casting | |
JP2016072346A (en) | Laser oscillation cooling device | |
JP2012106277A (en) | Low-pressure casting apparatus and low-pressure casting method | |
JP2010099698A (en) | Mold cooling apparatus | |
JP6017203B2 (en) | Semi-solid metal manufacturing apparatus, semi-solid forming apparatus, semi-solid metal manufacturing method and semi-solid forming method | |
JP6366008B2 (en) | Gate structure of low-pressure casting apparatus and low-pressure casting apparatus having the gate | |
JP5309684B2 (en) | Work cooling method and work cooling device | |
CN205254115U (en) | Water smoke method production metal for powder transfer device overflows | |
JP2012162079A (en) | Cooling rate and thermal gradient control to reduce bubble and void in phase change ink | |
CN103480829B (en) | Semi-solid metal and manufacturing installation thereof and manufacture method | |
KR20140129321A (en) | Continuous casting process of metal | |
KR101461708B1 (en) | Apparatus and method of controlling temperature of mold | |
JP6084118B2 (en) | Centrifugal casting method | |
Yamazaki et al. | Study on Condensation Heat Transfer on Micro Structured Surfaces (Effect on Condensation Heat Transfer of Metal Sputtering Surfaces) | |
JP5376286B2 (en) | Casting mold cooling structure | |
JP2016010813A (en) | Mold cooling method and mold cooling system | |
WO2010114019A1 (en) | Hot-top for continuous casting and method of continuous casting | |
CN103769553B (en) | A kind of adjustable crystallizer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160331 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170622 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170724 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6191498 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |