JPH0722815B2 - 酸化物混入防止鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用ホイール等を鋳込成形する竪鋳込型ダ
イカストマシンによる製品への酸化物混入防止を目的と
した鋳造方法に関するものである。

［従来の技術］ 自動車用アルミホイール等の車両用ホイールは、ダイカ
スト鋳造技術により製造される。

第５図は従来におけるこの種のダイカストマシンの金型
と鋳込装置との左半分を右半分に対し45゜位相ずらして
示す概略縦断面図であって、これを同図に基づいて説明
すると、マシンスベース上に固定された固定プラテン１
には、中心部に円筒状の凸部を有する固定金型２が装着
されており、また図示しない型締シリンダに支持されて
上下動する可動プラテン３には、中心部に低い凸部を有
する可動金型４が装着されている。５は両金型2,4間へ
円周方向を４等分する位置から水平方向へ移動自在に挿
入された４個の中子であって、可動プラテン側に支持さ
れたシリンダ６のピストンロッド７に固定されており、
油圧によるピストンロッド７の進退により水平方向へ進
退するように構成されている。そして、両方の金型2,4
と、閉じられた中子５とによってキャビティ８が形成さ
れている。固定プラテン１と固定金型２とに形成された
スリーブ孔には、鋳込スリーブ９が下方から挿抜自在に
挿入されており、この鋳込スリーブ９には、図示しない
鋳込シリンダによって進退するプランジャチップ10が進
退自在に嵌合されている。11は鋳込スリーブ９をスリー
ブ孔から抜いた状態でこれに注入された溶湯である。

キャビティ８は、成形品としてのディスクホイルの相当
部として、環形板状のディスク部相当部分8aと、その外
周部から下方へ向かう筒状のリム部相当部分8bとで形成
されている。そして、本発明の発明者らは、リム部相当
部分8bの下端１箇所にガス抜き装置12をガス抜き溝13を
介し接続して成形を試みてみた。このガス抜き装置12
は、例えば、特公昭48−46386号公報，特公昭59−309号
公報および特公昭59−310号公報などで公知のものであ
る。このガス抜き溝13に接続された弁室を開閉する排気
弁を備えたものであって、この排気弁は、溶湯11の射出
中、開いていてキャビティ８内のガスを機外へ排出する
ように通過させ、溶湯11が排気弁に達したときには、こ
の溶湯11の慣性力で閉じるように構成されている。

以上のように構成されていることにより、溶湯11を供給
した鋳込スリーブ９を固定金型２のスリーブ孔に挿入
し、ガス抜き装置12の排気弁を開いたのちプランジャチ
ップ10を前進させると、溶湯11は鋳込スリーブ９内を押
上げられてディスク部相当部分8aに達し、この溶湯11
は、ディスク部相当部分8aを放射状に流れたのち、リム
部相当部分8bを自重で垂下する。キャビティ８内のガス
は、ガス抜き装置12の開いている排気弁を通って大気へ
排出される。溶湯11が排気弁に達すると、溶湯11の慣性
力で排気弁が閉じ、溶湯11の流出が遮断される。このよ
うにして溶湯11を充填したのち、溶湯11の固化，冷却を
待って型開し、中子５を開いて成形品を取出す。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記した装置を用いて、例えば、アルミ
ニウム合金の溶湯を鋳込スリーブ内でプランジャによっ
て押上げて金型のキャビティ内に充填する場合、溶湯表
面の酸化物および溶湯内の異物も一緒に充填されると、
製品の引張強さが低下するなどの問題があった。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために、本発明では、鋳込
スリーブ装入孔の天井部に鋳込スリーブの内径より小径
でかつ上側が小径になっているテーパ状の湯道を設けた
金型を用いて鋳造する場合に、湯道入口孔の内壁部に嵌
合する下向きの縁付皿状の金網を下方より装入し、この
内壁部に下方より押付けて内壁との間の摩擦力で保持
し、その後溶湯を入れた鋳込スリーブを鋳込スリーブ装
入孔にドッキングさせて鋳込動作を行なうようにした。

［作用］ この発明では、鋳込スリーブ装入孔上部のテーパ状の湯
道入口孔の内壁部に接合されるテーパ面部を有し、前記
湯道入口孔に横断配置可能とされた酸化物捕集用金網
を、円板状の移動台に載せて鋳込スリーブ装入孔内に下
方より装入し、テーパ状の湯道入口孔の内壁部に下方よ
り押付けて、湯道入口孔の内壁部と金網のテーパ面部と
の間の摩擦力で保持した後、型締を行なう。

つぎに、溶湯を注入している鋳込スリーブの上端部を鋳
込スリーブ装入孔内に取付けた後、鋳込スリーブ内の溶
湯を、プランジャチップの前進によって金型キャビティ
内へ充填する。このとき、溶湯表面の酸化物および溶湯
内の異物は金型キャビティ内へ入る直前で金網により捕
獲除去され、清浄になった溶湯のみがキャビティ内へ鋳
込まれる。鋳込んだ溶湯が凝固したら、型開時に製品を
ビスケットと切断分離するが、その際に、金網はビスケ
ットの一部として残る。この金網は、金網の前で捕獲さ
れた酸化物を含んだビスケットとともに取出し、そのビ
スケットとともに廃棄するか、または、ビスケットを再
溶融した時に取出して再び使用する。

［実施例］ 第１図は本発明の方法を実施するための装置の１実施例
を示す縦断面図、第２図〜第４図はそれぞれ金網の他の
実施例を示す縦断面図である。

以下、第１図〜第４図を用いて、本発明の実施例を説明
する。なお、第５図と同一部分は、第５図の符号と同一
符号を付し、その説明を省略する。

本発明の方法を実施する装置において、機体側に固定さ
れた下金型である固定金型２のスリーブ孔1aには、円筒
状に形成された固定スリーブ18が装着されており、この
固定スリーブ18の内孔には、図示しない鋳込シリンダ側
に支持された円筒状の鋳込スリーブ９が挿抜自在に嵌合
されている。さらに、鋳込スリーブ９の内孔には、鋳込
シリンダのピストンロッドに連結されたプランジャ７の
頭部であるプランジャチップ10が進退自在に嵌合されて
いる。鋳込スリーブ装入孔の天井中央部には、鋳込スリ
ーブ９の内径よりも小径で、金型キャビティに通じる上
側が小径になっているテーパ状の湯道13が設けられてい
る。このテーパ状の湯道13の下部入口部には、後記する
ように、鋳込スリーブ９取付前に、テーパ面15aを有
し、湯道入口孔に横断配置可能とされた酸化物捕集用金
網15を、下方より押込んで設置しうるようにしている。
鋳込装置の鋳込スリーブ９やプランジャ７等は、固定金
型２の下部に設けられている鋳込スリーブ装入孔の中の
鋳込スリーブドッキング位置と、固定金型２の下方で、
かつ、側方の給湯位置との間で移動可能に設けられてい
る。

固定金型２の上方には、中央部を下方へ向かって凸状に
形成された上金型としての可動金型４が、固定金型２に
対して型合わせされたり型開きされたりするように上下
動自在に支持されている。また、可動金型４と固定金型
との外周部間には、周方向へ４個に分割された中子５
が、放射方向へ進退自在に形成されて介装されている。

可動金型４の内孔大径部4a内には、図示しない押出シリ
ンダ側の昇降板に支持ピン14を介して支持された押出板
25が上下方向へ摺動自在に嵌合されており、昇降板と押
出板10とには、複数個ずつ押出ピン16,17が先端をボス
部相当部分8cないしはディスク部相当部分8aとリム部相
当部分8bとにそれぞれ臨ませて基端を支持されている。

可動金型４の中心部に穿設されたピン孔4bには、図示し
ないピン突出用シリンダ側に基端を支持されたピン23が
摺動自在に装入されており、キャビティ８内に溶湯11を
充填し終わる前の通常の時は、ピン23の先端面がキャビ
ティ８の内面と一致した位置にあり、溶湯充填完了時近
くの押湯作用時には、ピン23はキャビティ８内に突出さ
れてその下端部は湯道13の小径部に対して挿抜自在に設
けられている。そして、このピン23は湯道13へ挿入部径
を湯道13の小径部径よりわずかに小さく形成されてお
り、例えば小径部8cの内径を40〜60mmとした場合、ピン
23の外径は、これよりも例えば１〜5mm小さく形成され
ている。また、ピン23には、その軸心部を先端近くまで
延びる冷却水通路23aがその後端側を図示していない冷
水源に接続されて設けられており、ピン23およびその周
囲を冷却するように構成されている。なお、16と17は押
出ピンである。

つぎに、以上のように構成された竪型締竪鋳込のダイカ
ストマシンを用いた鋳造方法を説明する。

まず、可動金型４と固定金型２の型締を行なう前に金網
15の取付けを行なう。金網15としては、例えば、第２
図，第３図および第４図に示すようなものを用いた。す
なわち、金網15は、側面が截頭円錐状またはこれに類似
した形状を有し、さらに、金網周辺端部のテーパ部15a
が湯道入口孔のテーパ内壁部13aに嵌合するように形成
されたものであって、高さＨと直径Ｄとの割合H/Dが、
0.15〜0.5の範囲にあることが必要である。H/Dが大きい
値ほど、湯道入口孔のテーパ内壁面13aへ確実に装着で
き、逆に、小さい値の時は、装着した後も金網が回転し
て脱落しやすく、金網の役目を果さないことがある。ま
た、例えば、網目は10〜12メッシュ程度のものを用い、
材質としては、溶湯11の融点より高く、錆の出ない亜鉛
引きの鉄やステンレス製のものを用いるとよい。このよ
うな金網15を、例えば、図示しない円板状の移動台に載
せて湯道入口孔に下方より装入し、その湯道入口孔の内
壁部13aに下方より押付けて、湯道入口孔の内壁面13aと
金網15のテーパ部15aとの摩擦力で保持する。

つぎに、上下両金型2,4の型締を行なう。こうした状態
下で、溶湯11を鋳込スリーブ９内に注入し、鋳込スリー
ブ９を固定スリーブ18の内孔に装入して接合し、例え
ば、隣合った中子５の接合面で、かつ、可動金型４との
接合面部に設け、キャビティ８の上端部に連通させて設
けた図示しないガス抜き装置の排気弁を開いて真空吸引
している状態でプランジャチップ10を前進させると、キ
ャビティ８内へ溶湯11が鋳込まれて充填される。このと
き、金網15は、溶湯11を通すが酸化物は通さず捕獲除去
できる。また、金網15は湯道入口孔のテーパ形状を有し
た内壁部13aに、最初に接合して接着したままの状態で
残ることになる。

鋳込終了の直前または直後に、プランジャチップ10に押
圧力を作用させ続けた状態で、ピン23を下降させてその
下端部を湯道13内の溶湯11へ突っ込むと、溶湯11がピン
23で排除されてキャビティ８内に流れるので、押湯の作
用をして溶湯11がキャビティ８の隅々にまで行き渡る。
キャビティ８内の溶湯11が固化して製品となったのち、
ピン23を後退させて可動金型４を上昇させると、製品は
可動金型４に着いて上昇するが、このとき、湯道13の小
径部の内周面には、薄肉円筒状の固化物が形成されて残
っているので、固定スリーブ18内に残っているビスケッ
トと称する固化物は、この薄肉円筒部から切断される。
型開き後は、中子５を開いて昇降板を下降させると、押
出ピン16,17が下降し、製品がキャビティ８から押出さ
れる。

アルミニウムのインゴットを溶解したときに、アルミニ
ウム溶湯11の表面部は空気と接触して酸化物を生じる
が、もし金網15などでこの酸化物を除去しないで、アル
ミニウム溶湯11と一緒にキャビティ８に充填してしまう
と、混入量の程度によって引張強さが顕著に低下する傾
向が見うけられるが、本発明においては、湯道入口のテ
ーパ孔の内壁部13aに嵌合して装着された金網15を用い
てアルミニウム酸化物が除去されるため、金網15を通過
した溶湯11は清浄で、かつ、引張強さも所望の強度が得
られる。

なお、キャビティ８内に鋳込んだ溶湯11が凝固したら、
型開時に製品とビスケットを切断分離するが、その際に
金網はビスケットの一部として残る。この金網は、金網
の前で捕獲された酸化物を含んだビスケットとともに取
出し、そのままビスケットとともに廃棄するか、また
は、ビスケットを再溶融した時に取出して再び使用する
こともできる。

前記した金網15については、これに限定されるものでな
く、例えば、セラミックやグラスファイバなどの無機物
で加工された網やパンチングメタルなどを用いることも
可能である。また、金網15の形状については、第３図に
示すように、湯道入口孔の内壁部13aに金網15を嵌合さ
せた時、嵌合面における摩擦力をより強くするために、
金網15のテーパ部15aと溶湯11の通過部15bの接合部を凸
型形状にし、金網15自身にスプリング力を付加させて装
着した時に、金網15が湯道入口孔の内壁部13aにより強
く押付けられるため、脱落しないようにすることもでき
る。

さらに、第４図に示すように、第３図に示したスプリン
グ機能を付加した形状の金網15を用い、さらに、下端部
15cを外側に向かって折曲げた構造にすることによっ
て、湯道入口孔の内壁部13aに装着した場合に、金網の
下端部15cも鋳込スリーブ装入孔の天井部20の一部に接
合して保持されるために接触面積が増え、より摩擦力を
増大させた金網15の取付けができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、前記した適宜な
条件を有した金網を用いれば、鋳型内に極めて清浄な溶
湯を供給することができ、酸化物の混入のない所望の鋳
造製品を得ることができる。

さらに、湯道入口のテーパ孔の内壁部に装着される截頭
円錐状の金網を、例えば、円板状の移動台に載せて鋳込
スリーブ装入孔内に下方より装入し、湯道入口のテーパ
孔の内壁部に下方より押付けて、湯道入口孔の内壁間と
前記金網のテーパ面部との摩擦力で容易に保持でき、か
つ、鋳込時でも何ら支障なく溶湯をキャビティ内へ充填
できる。なお、金網は鋳込後にビスケットとともに容易
に取出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の１実施例
を示す縦断面図、第２図，第３図および第４図は金網の
側面図を示す他の実施例、第５図は本発明に類した方法
を実施するための従来の装置の１例を示す縦断面図であ
る。 ２……固定金型、４……可動金型、 ５……中子、７……プランジャ、 ８……キャビティ、９……鋳込スリーブ、 10……プランジャチップ、 11……溶湯、13……湯道、 13a……湯道入口孔の内壁部、 15……金網、18……固定スリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳込スリーブ装入孔の天井部に鋳込スリー
   ブ内径より小径でかつ上側が小径になっているテーパ状
   の湯道を設けた金型を用いて鋳造する場合に、湯道入口
   孔の内壁部に接合されるテーパ面部を有し、前記湯道入
   口孔に横断配置可能とされた酸化物捕集用金網を、下方
   より装入し、この内壁部に下方より押付けて内壁と前記
   金網のテーパ面部との間の摩擦力で保持し、その後溶湯
   を入れた鋳込スリーブを鋳込スリーブ装入孔にドッキン
   グさせて鋳込動作を行なうようにした酸化物混入防止鋳
   造方法。