JP2814845B2 - Low pressure casting method - Google Patents
Low pressure casting methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は低加圧鋳造方法に関し、
特に、注湯前に金型内に充填する不活性ガスの供給量を
制御する低加圧鋳造方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a low pressure casting method.
In particular, the present invention relates to a low pressure casting method for controlling a supply amount of an inert gas to be charged into a mold before pouring.
【０００２】[0002]
【従来の技術】低加圧鋳造は、アルミニウム合金からな
るシリンダヘッドやピストンなどの自動車部品の鋳造に
利用されている。2. Description of the Related Art Low pressure casting is used for casting automotive parts such as cylinder heads and pistons made of aluminum alloy.
【０００３】一般的な低加圧鋳造では、まず相互に密着
させた鋳型内に、不活性ガスが充填される。その後加圧
された状態で鋳型内に溶湯が満たされ、加圧された状態
で鋳型内の溶湯が凝固される。したがって、健全な鋳物
を比較的容易に製造でき、押湯が不要であるという利点
を有している。また一般に溶湯を下方から鋳型内に満た
す方法であり、鋳型内の溶湯が固まった後、溶湯に加え
る圧力を解除すると、湯口付近の未凝固の溶湯は全て元
の炉に戻るようになっているので、歩留りは極めて高
い。このような低加圧鋳造方法の特徴は、例えば特開昭
５５−７７９７０に開示されている。[0003] In general low-pressure casting, first, an inert gas is filled in a mold that is brought into close contact with each other. Thereafter, the molten metal is filled in the mold in a pressurized state, and the molten metal in the mold is solidified in a pressurized state. Therefore, there is an advantage that a sound casting can be produced relatively easily, and a riser is not required. In general, the mold is filled with the molten metal from below.When the pressure applied to the molten metal is released after the molten metal in the mold is solidified, all unsolidified molten metal near the pouring gate returns to the original furnace. Therefore, the yield is extremely high. The features of such a low pressure casting method are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-77970.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の低加
圧鋳造では、注湯する前に、密着して組み合わされた鋳
型内に、不活性ガスを充填するようになっている。しか
しながら、不活性ガスの存在を検知するのは一般に困難
であるので、注湯前に不活性ガスを充填する際、充填量
や充填速度などは確認できていない。As described above, in the conventional low-pressure casting, an inert gas is filled in a closely assembled mold before pouring. However, since it is generally difficult to detect the presence of the inert gas, when filling the inert gas before pouring, the filling amount, the filling speed, and the like have not been confirmed.
【０００５】このような問題点に鑑みてなされた本発明
は、鋳型内に供給された不活性ガスの濃度を認知するこ
とにより、不活性ガスの充填量および充填速度を管理す
る低加圧鋳造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and is directed to a low-pressure casting method for controlling a filling amount and a filling speed of an inert gas by recognizing a concentration of the inert gas supplied into a mold. The aim is to provide a method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、金型を組み合わせることにより金型内部に
形成される空間に、不活性ガスを供給する工程と、前記
金型に装着されると共に、制御手段に接続される酸素濃
度検知手段により、前記空間内の酸素濃度を測定する工
程と、前記空間に前記不活性ガスが供給され、前記酸素
濃度検知手段により検知される前記空間の酸素濃度値が
所定の値以下になると同時に、溶湯を収容する密閉され
た容器内に気体を供給することにより当該溶湯表面を加
圧して、前記容器内の溶湯を当該溶湯内に差し込まれた
給湯管を通して前記キャビティに給湯する工程と、前記
酸素濃度検知手段により検知される前記空間の酸素濃度
値が所定の値以下になると同時に、前記空間内への前記
不活性ガスの供給を停止する工程と、一定時間が経過し
た後、前記溶湯表面に加えている加圧力を解除する工程
とを有することを特徴とする低加圧鋳造方法である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a process for supplying an inert gas to a space formed inside a mold by combining the molds, and mounting the mold on the mold. Measuring the oxygen concentration in the space by oxygen concentration detection means connected to the control means, and supplying the inert gas to the space, and detecting the oxygen concentration in the space by the oxygen concentration detection means. At the same time when the oxygen concentration value becomes equal to or less than a predetermined value, the surface of the molten metal is pressurized by supplying gas into a closed container containing the molten metal, and the molten metal in the container is inserted into the molten metal. Supplying hot water to the cavity through a hot water supply pipe, and supplying the inert gas into the space at the same time as the oxygen concentration value of the space detected by the oxygen concentration detecting means becomes equal to or less than a predetermined value. A step of stopping, after a predetermined time has elapsed, a low-pressure casting method characterized by a step of releasing the pressure that is applied to the molten metal surface.
【０００７】[0007]
【作用】金型には、酸素濃度検知手段が装着されてお
り、これにより金型内の酸素濃度を検知する。不活性ガ
スを供給する工程で、金型内に不活性ガスを供給する
と、金型内の酸素濃度は低下する。したがって、金型内
の酸素濃度を測定することにより、金型内の不活性ガス
の濃度を認知する。The mold is provided with an oxygen concentration detecting means for detecting the oxygen concentration in the mold. When the inert gas is supplied into the mold in the step of supplying the inert gas, the oxygen concentration in the mold decreases. Therefore, by measuring the oxygen concentration in the mold, the concentration of the inert gas in the mold is recognized.
【０００８】[0008]
【実施例】以下に、本発明の低加圧鋳造方法の実施例
を、図面に基づいて説明する。図１に示されるように、
本実施例に係わる鋳造装置は、支持台１１上に設置され
た一組の金型１３，１５を有しており、密着した状態に
組み合わされた一組の金型内には製品形状をした空間つ
まりキャビティ１７が形成されている。また金型１３に
は、金型１３，１５内に形成されたキャビティ１７と外
部とを連通する連通孔つまりエアベント部１９が設けら
れており、エアベント部１９の金型外部側開孔部２１に
は不活性ガスの供給管２３が接続されている。この不活
性ガス供給管２３は、開閉弁２５を介して不活性ガス供
給源に接続しており、本実施例では不活性ガスボンベ２
７に接続している。したがって、ガスボンベ２７の栓２
９を開状態にすると共に開閉弁２５を開状態にすると、
ボンベ２７内の不活性ガスがキャビティ１７内に供給さ
れる。なお開閉弁２５の開閉量は制御盤３１により制御
できるようになっており、不活性ガスの供給量を制御盤
３１により制御できるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the low pressure casting method of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG.
The casting apparatus according to the present embodiment has a pair of dies 13 and 15 installed on a support base 11, and a product shape is formed in a pair of dies that are closely assembled. A space or cavity 17 is formed. The mold 13 is provided with a communication hole, that is, an air vent 19 for communicating the cavity 17 formed in the molds 13 and 15 with the outside. Is connected to an inert gas supply pipe 23. The inert gas supply pipe 23 is connected to an inert gas supply source via an on-off valve 25. In the present embodiment, the inert gas cylinder 2
7 is connected. Therefore, the stopper 2 of the gas cylinder 27
When the valve 9 is opened and the on-off valve 25 is opened,
The inert gas in the cylinder 27 is supplied into the cavity 17. The opening and closing amount of the on-off valve 25 can be controlled by the control panel 31, and the supply amount of the inert gas can be controlled by the control panel 31.
【０００９】また金型１５には、キャビティ内の酸素濃
度を測定する測定子３３が装着されており、検知した酸
素濃度の値は、測定子３３に接続している制御盤３１に
伝達するようになっている。したがって、不活性ガスな
どが供給されキャビティ１７内の酸素濃度が変化する
と、その変化した値を具体的な値として測定できる。な
お、酸素濃度測定子３３の耐熱温度は、約１０００℃で
あるので、約６８０℃のアルミニウム溶湯３５に接触し
ても破損することはない。A measuring element 33 for measuring the oxygen concentration in the cavity is mounted on the mold 15, and the detected value of the oxygen concentration is transmitted to a control panel 31 connected to the measuring element 33. It has become. Therefore, when the inert gas or the like is supplied and the oxygen concentration in the cavity 17 changes, the changed value can be measured as a specific value. Since the heat resistance temperature of the oxygen concentration measuring element 33 is about 1000 ° C., it does not break even when it comes into contact with the molten aluminum 35 at about 680 ° C.
【００１０】金型１３の下面には湯口３７が設けられて
おり、湯口３７にはフィーダ３９が接続されている。ま
たフィーダ３９には給湯管つまりストーク４１が接続さ
れ、このストーク４１は溶解炉４３内に収容されるアル
ミニウムの溶湯３５に差込まれている。そしてアルミニ
ウムの溶湯３５を収容する溶解炉４３には、蓋４５が装
着できるようになっており、この蓋４５を装着すること
により溶解炉４３を密閉できるようになっている。ただ
しこの蓋４５には接続口４９が開設されており、加圧管
４７が接続されるているので、図示しないエア供給源よ
り加圧管４７を介して溶解炉４３内にエアを供給できる
ようになっている。したがって、蓋４５を装着して溶解
炉４３を密閉した後に、加圧管４７を介して溶解炉４３
内にエアを供給すると、アルミニウム溶湯３５の溶湯面
５１が加圧され、溶湯３５に差込まれたストーク４１内
の溶湯面が押し上げられる。このようにしてストーク４
１内の溶湯面を押し上げることにより、キャビティ１７
にアルミニウム溶湯３５を満たすようになっている。ま
た加圧管４７に設けられた開閉栓５３を大気解放し、加
圧管内のエアを外部に解放すると、溶解炉４３内に加わ
った圧力が解除されるので、ストーク４１およびフィー
ダ３９内のアルミニウム溶湯３５は溶解炉４３内に戻
る。なお、このとき、密着して連接される金型１３とフ
ィーダ３９またはフィーダ３９とストーク４１とを離反
することにより、フィーダ３９およびストーク４１内の
未凝固の溶湯３５を溶解炉４３内に迅速に戻すことがで
きる。また、エア供給源および開閉栓５３は制御盤３１
に接続されており、制御盤３１によりそれぞれ制御され
ている。A gate 37 is provided on the lower surface of the mold 13, and a feeder 39 is connected to the gate 37. A hot water supply pipe or stalk 41 is connected to the feeder 39, and the stalk 41 is inserted into a molten aluminum 35 accommodated in a melting furnace 43. A lid 45 can be attached to the melting furnace 43 that accommodates the aluminum melt 35. By attaching the lid 45, the melting furnace 43 can be hermetically sealed. However, since a connection port 49 is provided in the lid 45 and the pressurizing pipe 47 is connected thereto, air can be supplied from the air supply source (not shown) into the melting furnace 43 via the pressurizing pipe 47. ing. Therefore, after closing the melting furnace 43 by attaching the lid 45, the melting furnace 43 is
When air is supplied to the inside, the melt surface 51 of the aluminum melt 35 is pressurized, and the melt surface in the stalk 41 inserted into the melt 35 is pushed up. Stoke 4 in this way
1 by pushing up the melt surface in the cavity 17.
Is filled with the molten aluminum 35. Further, when the opening and closing plug 53 provided in the pressurizing pipe 47 is released to the atmosphere and the air in the pressurizing pipe is released to the outside, the pressure applied to the melting furnace 43 is released, so that the molten aluminum in the stalk 41 and the feeder 39 is released. 35 returns to the inside of the melting furnace 43. At this time, by separating the mold 13 and the feeder 39 or the feeder 39 and the stalk 41 which are closely connected to each other, the unsolidified molten metal 35 in the feeder 39 and the stalk 41 is quickly put into the melting furnace 43. You can go back. The air supply source and the opening / closing stopper 53 are connected to the control panel 31.
And are controlled by the control panel 31 respectively.
【００１１】図２は、不活性ガスの供給開始時を原点と
する酸素濃度の変化と、溶解炉４３内の圧力の変化とを
示すグラフである。図示されるように、本実施例におい
ては不活性ガス供給開始後約１５秒後に、キャビティ１
７内の酸素濃度がほぼ０％になっている。このように酸
素濃度測定子３３により酸素濃度を随時測定できるの
で、酸素濃度が所望の値、つまり本実施例においてはほ
ぼ０％になると同時に、制御盤３１の制御により開閉弁
２５を閉じて不活性ガスの供給を停止でき、不活性ガス
の浪費を防止できる。また図２に示されるように、金型
１５に装着された酸素濃度測定子３３により測定される
酸素濃度が約７％に低下すると、溶解炉４３内が加圧さ
れ始める。つまり酸素濃度測定子３３によりキャビティ
１７内の酸素濃度が約７％と測定されると、測定結果が
制御盤３１に伝達され、この測定値を基に制御盤３１
は、図示しないエア供給源から加圧管４７を介して溶解
炉４３内にエアを供給する。この時、加圧管４７の開閉
栓５３は閉じられているので、加圧管４７内のエアが外
部に漏れることはない。そして図示されるように、加圧
開始から約１５秒後、つまり不活性ガス供給開始から約
２０秒後に、加圧力は約０．３ｋｇ／ｃｍ２に達する。
このように、溶解炉４３内を加圧すると、溶解炉４３に
収容されるアルミニウム溶湯３５の湯面５１に圧力が加
わるので、ストーク４１内の溶湯面は押し上げられ、キ
ャビティ１７は押し上げられたアルミニウム溶湯３５に
より満たされる。FIG. 2 is a graph showing a change in oxygen concentration starting from the start of the supply of the inert gas and a change in pressure in the melting furnace 43. As shown in the drawing, in this embodiment, the cavity 1 is supplied approximately 15 seconds after the start of the supply of the inert gas.
The oxygen concentration in 7 is almost 0%. As described above, the oxygen concentration can be measured at any time by the oxygen concentration measuring element 33, so that the oxygen concentration becomes a desired value, that is, almost 0% in the present embodiment, and at the same time, the on-off valve 25 is closed by The supply of the active gas can be stopped, and waste of the inert gas can be prevented. Further, as shown in FIG. 2, when the oxygen concentration measured by the oxygen concentration measuring element 33 mounted on the mold 15 decreases to about 7%, the inside of the melting furnace 43 starts to be pressurized. That is, when the oxygen concentration in the cavity 17 is measured to be about 7% by the oxygen concentration measuring element 33, the measurement result is transmitted to the control panel 31, and the control panel 31 is determined based on the measured value.
Supplies air into the melting furnace 43 from a not-shown air supply source via a pressure pipe 47. At this time, since the open / close plug 53 of the pressurizing tube 47 is closed, the air in the pressurizing tube 47 does not leak to the outside. Then, as shown, about 15 seconds after the start of pressurization, that is, about 20 seconds after the start of the supply of the inert gas, the pressure reaches about 0.3 kg / cm 2 .
Thus, when the inside of the melting furnace 43 is pressurized, pressure is applied to the molten metal surface 35 of the aluminum molten metal 35 accommodated in the melting furnace 43, so that the molten metal surface in the stalk 41 is pushed up, and the cavity 17 is pushed up by the pushed aluminum. It is filled with the molten metal 35.
【００１２】次に、本実施例の低加圧鋳造を行う装置に
より、製品を鋳造する手順を説明する。図１に示される
ように、本実施例の装置において鋳造準備が完了する
と、まずボンベ２７の栓２９を開状態にすると共に不活
性ガス供給管２３の開閉弁２５を開状態にして、不活性
ガスをキャビティ１７内に供給する。不活性ガスが供給
されると、その供給量に等しい量のエアが放出され、キ
ャビティ１７内の酸素濃度は薄くなり、図２に示される
ように、酸素濃度が約７％に低下すると、制御盤３１の
制御により、図示しないエア供給源から加圧管４７を介
して溶解炉４３内にエアが供給される。エアが供給され
溶解炉４３内が加圧されると、ストーク４１内の溶湯面
は上昇し、注湯工程が開始する。また、図示されるよう
に、不活性ガス供給開始から約１５秒経過し、キャビテ
ィ内の酸素濃度がほぼ０％になると、制御盤３１の制御
により供給管２３の開閉弁２５が閉じられ、不活性ガス
の供給が停止される。そして加圧開始から約１５秒、つ
まり不活性ガス供給開始から約２０秒経過すると、加圧
力は約０．３ｋｇ／ｃｍ２に達する。このようにして溶
解炉４３内を加圧し、キャビティ１７内に溶湯３５を満
たす。この後、キャビティ１７のアルミニウム溶湯３５
は加圧された状態で凝固する。溶湯が凝固すると、加圧
管４７の開閉栓５３を大気解放して、加圧管４７内およ
び溶解炉４３内の圧力を減じ、フィーダ３７およびスト
ーク４１内の未凝固の溶湯３５を溶解炉４３内に戻す。Next, a procedure for casting a product using the apparatus for low pressure casting according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, when the preparation for casting is completed in the apparatus of the present embodiment, first, the plug 29 of the cylinder 27 is opened, and the on-off valve 25 of the inert gas supply pipe 23 is opened. A gas is supplied into the cavity 17. When the inert gas is supplied, an amount of air equal to the supply amount is released, and the oxygen concentration in the cavity 17 is reduced. As shown in FIG. 2, when the oxygen concentration is reduced to about 7%, the control is performed. By controlling the board 31, air is supplied from the air supply source (not shown) into the melting furnace 43 via the pressure pipe 47. When air is supplied and the inside of the melting furnace 43 is pressurized, the surface of the molten metal in the stalk 41 rises, and the pouring process starts. As shown in the figure, when about 15 seconds have elapsed since the start of the supply of the inert gas and the oxygen concentration in the cavity became almost 0%, the control panel 31 controlled the on-off valve 25 of the supply pipe 23 to close, The supply of the active gas is stopped. Then, about 15 seconds after the start of pressurization, that is, about 20 seconds after the start of the supply of the inert gas, the pressure reaches about 0.3 kg / cm 2 . Thus, the inside of the melting furnace 43 is pressurized, and the cavity 17 is filled with the molten metal 35. Thereafter, the aluminum melt 35 in the cavity 17 is
Solidifies under pressure. When the molten metal is solidified, the opening and closing plug 53 of the pressure pipe 47 is released to the atmosphere, the pressure in the pressure pipe 47 and the pressure in the melting furnace 43 are reduced, and the unsolidified molten metal 35 in the feeder 37 and the stalk 41 is transferred into the melting furnace 43. return.
【００１３】なお、酸素濃度の変化は、充填する不活性
ガスの供給速度や金型の形状あるいは測定子の設置位置
の影響を受けるものであるので、各装置毎に定めるべき
ものである。また、溶解炉内の圧力の加え方も、金型の
形状等により異なるものである。Since the change in the oxygen concentration is affected by the supply speed of the inert gas to be filled, the shape of the mold, and the position of the probe, it must be determined for each apparatus. The method of applying pressure in the melting furnace also differs depending on the shape of the mold.
【００１４】[0014]
【発明の効果】このように本発明では、キャビティ内の
酸素濃度を測定することにより、不活性ガスの充填度合
を知ることができるので、所望の充填量に達すると同時
に不活性ガスの充填を停止することにより浪費を防止で
きる。また、不活性ガスの充填状態が安定するので、鋳
造品の品質を安定させることができる。さらに、不活性
ガスの充填濃度が所望の値に達すると同時に次工程に進
むことができるので、工程の動作時間を短縮でき、生産
性を向上できる。As described above, according to the present invention, the degree of filling of the inert gas can be known by measuring the oxygen concentration in the cavity. Stopping can prevent waste. Further, since the filling state of the inert gas is stabilized, the quality of the cast product can be stabilized. Further, the process can proceed to the next step as soon as the filling concentration of the inert gas reaches a desired value, so that the operation time of the step can be shortened and the productivity can be improved.
【図１】は、本発明の実施例を示す断側面図、FIG. 1 is a cross-sectional side view showing an embodiment of the present invention;
【図２】は、不活性ガスの供給開始時を原点とする酸素
濃度の変化と、溶解炉内の圧力の変化とを示すグラフで
ある。FIG. 2 is a graph showing a change in oxygen concentration and a change in pressure in a melting furnace with the origin at the start of the supply of an inert gas.
１３，１５…金型 ２３…供給管 ３
１…制御盤 ３３…酸素濃度測定子 ３５…溶湯 ４
１…ストーク ４３…溶解炉 ４５…蓋 ４
７…加圧管 ５１…溶湯面13, 15: mold 23: supply pipe 3
1 ... control panel 33 ... oxygen concentration measuring element 35 ... molten metal 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stoke 43 ... Melting furnace 45 ... Lid 4
7 ... Pressure pipe 51 ... Molten surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 18/04 B22D 18/08 501 B22D 23/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B22D 18/04 B22D 18/08 501 B22D 23/00
Claims (1)
に形成される空間に、不活性ガスを供給する工程と、 前記金型に装着されると共に、制御手段に接続される酸
素濃度検知手段により、前記空間内の酸素濃度を測定す
る工程と、 前記空間に前記不活性ガスが供給され、前記酸素濃度検
知手段により検知される前記空間の酸素濃度値が所定の
値以下になると同時に、溶湯を収容する密閉された容器
内に気体を供給することにより当該溶湯表面を加圧し
て、前記容器内の溶湯を当該溶湯内に差し込まれた給湯
管を通して前記キャビティに給湯する工程と、 前記酸素濃度検知手段により検知される前記空間の酸素
濃度値が所定の値以下になると同時に、前記空間内への
前記不活性ガスの供給を停止する工程と、 一定時間が経過した後、前記溶湯表面に加えている加圧
力を解除する工程とを有することを特徴とする低加圧鋳
造方法。A step of supplying an inert gas to a space formed inside the mold by combining the molds; and a step of attaching an inert gas to the molds and detecting oxygen concentration by an oxygen concentration detecting means connected to a control means. Measuring the oxygen concentration in the space, and supplying the inert gas to the space, and simultaneously adjusting the oxygen concentration value of the space detected by the oxygen concentration detection means to a predetermined value or less, Supplying gas to the enclosed container to pressurize the surface of the molten metal and supply the molten metal in the container to the cavity through a hot water supply pipe inserted into the molten metal; and detecting the oxygen concentration. Stopping the supply of the inert gas into the space at the same time as the oxygen concentration value in the space detected by the means becomes equal to or less than a predetermined value; Low pressure casting method characterized by a step of releasing the pressure that is applied to the surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19879092A JP2814845B2 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Low pressure casting method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0639519A JPH0639519A (en) | 1994-02-15 |
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| JP19879092A Expired - Lifetime JP2814845B2 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Low pressure casting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108941508A (en) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 哈尔滨工业大学 | A kind of lower tank lifting of large ship antigravity casting machine and retaining mechanism |
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1992
- 1992-07-24 JP JP19879092A patent/JP2814845B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0639519A (en) | 1994-02-15 |
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