JP5800215B2 - 金型鋳造方法 - Google Patents
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Description
上述の実施の形態において、振動条件のうち加速度を変化させて振動を付与して鋳造して、振動計測装置7により加速度を計測し、一方、同一の鋳造条件で振動を付与しないで鋳造した。振動付与の有無に関わらず、何れの鋳造も計測、記録した冷却曲線から冷却速度を得て、冷却速度の比(B/A)を算出した。図1に、振動の加速度と冷却速度の比との関係をグラフで示した。図1から分かるように、振動の加速度が100m/s2未満では冷却速度の比(B/A)は、ほぼ1.0で変化せず、加速度が100m/s2以上になると、冷却速度の比(B/A)が1.0を超えて変化が現れる。加速度が100m/s2以上では、加速度の増加につれて、冷却速度の比(B/A)が大きくなることが分かる。
本実施の形態のアルミニウム合金において、振動の加速度を100m/s2以上の任意の値で一定として、溶湯とキャビティとが接触する界面でのキャビティ側の接触面の表面粗さを変化させて、前述の振動の加速度と同様に、振動付与の有無による冷却速度の比(B/A)を算出した。図2に、振動の加速度を、一例として、420m/s2(破線)及び860m/s2(実線)としたときの、溶湯が接触するキャビティの表面粗さと冷却速度の比との関係をグラフで示した。なお、表面粗さとは算術平均粗さ(Ra)とした。図2から分かるように、溶湯が接触するキャビティの表面粗さが1μm未満では冷却速度の比(B/A)は、ほぼ1.0で変化せず、該表面粗さが1μm以上になると、冷却速度の比(B/A)が1.0を超えて変化が現れる。該表面粗さが1μm以上では、該表面粗さが大きくなるにつれて、冷却速度の比(B/A)が大きくなることが分かる。また、該表面粗さが同じであれば、振動の加速度が大きいほうが冷却速度の比(B/A)が大きくなることが分かる。以上のことから、鋳造の際に溶湯に振動を加えながら鋳造を行う金型鋳造法において、振動付与の有無による固液共存域にある溶湯の冷却速度の比を(B/A)としたときに、溶湯が接触するキャビティの表面粗さは、(B/A)>1.0が得られる該表面粗さ以上とすればよいことが分かる。本実施の形態のアルミニウム合金においては、冷却速度の比(B/A)が1.0を超えるためには、溶湯が接触するキャビティの表面粗さを算術平均粗さ(Ra)で1μm以上とする。
振動手段としては、振動の発生源によって超音波振動式、電磁振動式及び機械振動式などのタイプがある。超音波振動式や電磁振動式のタイプは装置自体が高価であり、また鋳造用の金型のような重量物を振動させるには大型の電源装置が必要となるなど振動子や振動装置が大型化して、設備費用が嵩み製造コストが高くなる。一方、機械振動式のタイプでは、超音波振動式や電磁振動式のタイプに較べ、振動装置の構造が比較的単純なので、安価でかつ耐久性に優れ、採用して有利である。機械振動式の振動装置としては、偏心したウエイトをモータで回転運動させるタイプ、偏心したウエイトやボールを圧縮エアにより回転運動させるタイプ、シリンダ内のウエイトを圧縮エアにより直線の往復運動させるタイプなどがある。これらのうち、金型のような重量物に対して大きな加速度を与えるためには、直線の往復運動させるタイプの振動装置が有利である。従って、本発明の金型鋳造方法において、振動は直線の往復運動を行う機械振動式の振動手段によって振動を加えることが好ましい。
2:金型
3:キャビティ
4:方案部
5:振動手段
6:ベース
7:振動計測装置
8:熱電対
9:初晶
Claims (3)
- 鋳造の際に溶湯に振動を加えながら鋳造を行う金型鋳造法において、振動を加えない場合の固液共存域にある溶湯の冷却速度(A)と、振動を加えた場合の固液共存域にある溶湯の冷却速度(B)と、の冷却速度の比を(B/A)としたときに、振動の加速度を(B/A)>1.0が得られる加速度以上とし、かつ溶湯が接触するキャビティの表面粗さを(B/A)>1.0が得られる表面粗さ以上としたことを特徴とする金型鋳造法。
- 前記溶湯がアルミニウム合金からなる溶湯であって、前記振動の加速度が100〜2000m/s2、キャビティの表面粗さが算術平均粗さ(Ra)で1〜20μmであることを特徴とする請求項1に記載の金型鋳造法。
- 前記振動は直線の往復運動を行う機械振動式の振動手段によって振動を加えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金型鋳造法。
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