JPH10512811A - スクイズキャステイング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は高い一体性の素形状鋳物の生産のためのスクイズキャスティングに関する。金属物品を鋳造する装置は溶融金属用受け器と、金属物品を鋳造するための少なくとも１つの金型キャビティと、を有し、金型キャビティは協同するダイ部分によって構成され、ダイ部分は互いに関して移動でき、ダイ部分の分離距離は鋳造物品のために予め決定されたキャビティ容積を定めるように選択され、前記装置は、更に金型キャビティの下方ダイ部分の入口に連結された第１の端緒よ非受け器に連結された第２の端を有する導管と、金型キャビティを満たす又は実質的に満たすために溶融金属を受け器から導管を介して上方に移送するための手段と、金型キャビティの入口をシールするように設けられたシール手段とを備え、金型キャビティ内の金属の凝固中キャビティ容積をさらに減ずるためにダイ部分に圧力を付与する加圧手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 スクイズキャステイング装置及び方法 本発明はスクイズキャステイング装置及び方法に関する。 ２つのタイプのスクイズキャステイングが先行技術で知られており、そして直 接スクイズキャステイング及び間接スクイズキャステイングと称されている。両 工程は高い一体性の素形材の生産のために開発された。しかしながら、可能な最 高品質の鋳物を生産するためには、４つの重要な鋳造条件を満たす必要がある。 （ｉ）通常ろ過を伴って、綺麗な金属を金型に供給する； （ii）ろ過後ダイセットへの金属の乱れのない流れ； （iii）ダイキャビティへの金属の正確な計量； （iv）凝固中金属の完全な加圧； これらの基準に取り組むとき、間接スクイズキャステイングと直接スクイズキ ャステイングの両方の先行技術では重大な欠点と制限が明らかである。 間接スクイズキャステイングは一般的に高圧ダイキャスティングの修正又は展 開であると考えられる。液体金属が小さいピストンによってショットスリーブか ら閉鎖ダイキャビティへ押し入れられる。通常は油圧ラムによって駆動されるピ ストンが金属の凝固期間中ダイキャビティの中の金属に作用し続ける。スクイズ 圧力はピストンのボア及び油圧ラムの定格によって制限される。間接スクイズキ ャステイングの１つの方法では、金属がショットスリーブに荒々しく注がれ、金 属はゲートを通してピストンによってダイキャビティの中へ上方に静かに移動さ れ、ゲートの幅は在来の高圧ダイキャスティングに使用されるゲートよりも何倍 も大きい。ダイは鋳物を解放するために垂直方向か水平方向のいずれかに開く。 間接スクイズキャステイングの第２の方法では、金属を狭いゲートを通してダイ キャビティの中へ高速度で荒々しく注入し、金属を、ゲートをより広く開くこと によって金型の中でさらに固まらせ、ピストンを前方に移動させて凝固収縮を補 償する。 間接スクイズキャステイング工程は一般的には、短いサイクル時間で作動する 。 と言うのは、かかる工程は一般的には、高圧ダイキャスティングの実施に基づか れ、其故に、間接スクイズキャステイング工程は高い生産性の工程である。しか しながら、同じ理由で、これらの工程は在来の鋳造合金にもっとも適しており、 高強度展伸アルミニウム合金から良好な鋳造物を一貫性をもって製造することが 難しいことが分かった。在来の鋳造合金を使用して生産されたこれらの間接スク イズキャステイングでもプランジャの作用から離れた領域には幾らかの残りミク ロポロシティを含み、これは鋳物の品質にとって有害である。その上、殆どの間 接スクイズキャステイングの実施では、ダイキャビティに金属を入れる直前にに 金属をろ過することは不可能であり、従って、荒々しい金属の扱い方により溶湯 中に存在する酸化物が非金属欠陥として鋳造物品に必然的に取り込まれることに なる。かかる欠陥は鋳造金属物品の品質を、容易に計ることができず、且つ容易 に許容することができない程度まで害し且つ減ずる。 一定な大きさ及び形状の鋳造物を生産するために金属を計量することに関して 、間接スクイズキャステイング工程は鋳造キャビティを構成する閉鎖ダイを使用 する。ショットスリーブから金属の注入中及びプランジャからの金属加圧期間中 、向かい合ったダイ半部を油圧シリンダ及び大きなトグルによってしっかりと互 いに係止する。鋳造中機器の唯一移動する部品はプランジャである。鋳造形状の 複雑さを増すためにダイにサイドコアが使用される。鋳造物品の外部形態を正確 に制御することができるけれども、間接スクイズキャステイングはにくろポロシ ティの存在により、特に、プランジャから離れた鋳物の領域では、百パーセント 緻密ではない。ショットマス全体の５０％以上を構成するランナー及びワッド（ ｗａｄ）からなる過剰な金属をダイからの取り出し後に鋳物から取り除く必要が ある。 間接スクイズキャスティングだけが最高品質の鋳物の必須条件として上に記載 した四つの鋳造条件のうちの第三番目の要求、すなわちダイキャビテイへの金属 の正確な計量を、満す。 直接スクイズキャスティングは、幾つかの重要な工程において間接スクイズキ ャスティングと異なっている。従来技術において、直接スクイズキャスティング は、一般的に垂直に作動する油圧プレスでなされる。液状金属は、スプーン又は ロボット式ひしゃくからあるいは樋を下げることによって、油圧プレスの下方プ ラテンに置かれた下方ダイキャビテイに注がれ、またダイの上部分は上方プラテ ンを下方ダイキャビテイの中に移動させることによって下げられて液状金属を、 ダイキャビテイ全体を満たすように移動させる。油圧プレスからの圧力は、ダイ の上部分あるいはパンチのダイ組立体の下部分若しくは下方ダイキャビテイへの 連続的移動によってその凝固期間中金型内の金属に作用し続ける。凝固中鋳物に 作用する圧力は、油圧プレスの作動容量によってのみ決定される。直接スクイズ キャスティングは、ランナーもライザーも必要とせず、また素形状鋳物のための 金属の利用に極めて効率的である。 間接スクイズキャスティングを超えた直接スクイズキャスティングの多くの利 点は、ダイの下半部内でのパンチの移動によって鋳物の表面積の全体あるいは大 部分に圧力を加えることである。ダイの二つの半部のこの相対的な動きによって 、鋳造金属はその凝固期間全体にわたって非常に効率的に加圧され、鋳物の最も 離れた領域においてさえも圧力が加えられる。ここで、液体金属の流動性は直接 スクイズキャスティングの最重要条件ではなく、在来の鋳造合金以外の合金を使 用できる。従来の鋳造合金に加えて、鍛造合金、粒状インゴットの金属マトリッ クス複合物及び予備成形溶浸バラエテイ（preform infiltration varieties）は 、他の「鋳造しにくい」合金とともに、全て直接スクイズキャスティングを使用 して鋳造されていた。 従来技術の直接スクイズキャスティングにおいて、液状金属は乱流によって上 方から下方ダイのキャビテイに定常的に供給される。液状金属が樋装置を下流す るので、金属流路に例えばフイルターを配置することができるが、ダイに最終的 に入る金属は必然的に乱流となり、その結果鋳物内に巻き込まれるようになった より多くの酸化薄膜を形成する。 金属の計量に関するもう一つの問題は、ダイセットの二つの半部が、液状金属 の浸入を可能にするために必然的に最初広く離して設置されるという事実から生 じる。ダイ充填に関するこのような環境において、キャビテイ内への金属の計量 を行う唯一の方法は、計量炉から金属流れとのタイミングをとることあるいは与 えられた容量のひしゃくを使用することである。両方の場合において、鋳造量の 変化が起き、直接スクイズキャスティングの全体厚さのばらつきをもたらし、鋳 物許容可能な公差限度外にしてしまう。この問題を解決する一つの方法は、パン チが加圧前に下半部に入る時、過剰金属がパンチと下半部との間の隙間または窓 を通してダイセットの外へ流れることを可能にしなければならない。この方法は 上記問題に対して完全に満足のいく解決策であるとは考えられていないし、実際 に広く採用されていない。 従って、現に行われいる直接スクイズキャスティングは、重大な制限をもって おり、最高に一体の鋳物のために上に述べた必須要件の一つだけ、すなわち凝固 中に鋳造金属の充分な加圧だけを満す。もし適当な樋装置を使用するならば、イ ンライン濾過法を行うことができる。しかし、ダイセットへの液体金属用のロボ ット式ひしゃくを使用するより一般的な実施のためにはそれを実施することがで きない。従来技術で使用されている直接スクイズキャスティングは、重力ダイキ ャステイングを、閉鎖しダイ鍛造と組合せる煩わしい方法となりがちであるとい うことは認識されるであろう。本来的に低い生産性とともに問題となる鋳造金属 の品質が、直接スクイズキャスティングの工業的応用を制限している。 それ故、高品質精密鋳造法を経済的に実施可能な生産速度で高強度合金によっ て製造することができる、高生産性の直接スクイズキャスティングの必要性が存 在する。 本発明によれば、溶融金属の受け器と、金属物品を鋳造する少なくとも１つの 金型キャビティとを備え、前記金型キャビティが、協働するダイ部分によって画 定され、前記ダイ部分が互いに移動可能で、その分割距離が鋳造物品のための所 定のキャビティ容積を画定するように選択され、さらに、前記金型キャビティの 下方の前記ダイ部分の入口に接続された第１の端部および前記受け器に接続され た第２の端部を有する導管と、溶融金属を、前記受け器から、前記導管を通じて 、上方に移送して、前記金型キャビティを充填ないし実質的に充填する手段と、 前記金型キャビティへの前記入口をシールするように設けられたシール手段とを 備え、さらに、前記ダイ部分に圧力を印加し、前記金型キャビティ内の前記金属 の凝固中に、前記キャビティ容積をさらに減少させる加圧手段が設けられた金属 物品の鋳造装置を提供する。 これらの手段によって、ポロシティがないか、あるいは、ポロシティが実質的 にないスクイズキャスティングを製造して、高い生産速度で、繰り返して操作さ れ、受け入れ可能なコストで、高品質の製品を製造することのできるプロセスに おける最終的な形状に近づけることが可能になる。 好ましくは、この装置は、前記金型を開く開放手段を備えている。 好ましくは、この装置は、鋳造物品を前記金型キャビティから取り出す取り出 し手段を備えている。 好ましくは、溶融金属の前記受け器は加熱可能な炉である。 好ましくは、溶融金属の前記受け器は加熱されないリザーバである。 好ましくは、各ダイ部分がプラテンによって支持され、前記プラテンの少なく とも１つは１または２以上のタイ・バー上を摺動可能である。 好ましくは、前記導管内の溶融金属を移送する手段が、低圧気体システムであ る。 好ましくは、前記導管内の溶融金属を移送する手段が、電磁ポンプである。 好ましくは、前記導管内の溶融金属を移送する手段が、前記受け器に対して、 前記金型内に負圧を生成する真空装置である。 好ましくは、前記溶融金属が乱流を生じることなく、移送される。 好ましくは、前記シール手段が、前記導管の前記第１の端部と前記金型キャビ ティの前記入口の間を移動可能なシールゲートを備えている。 好ましくは、前記シールゲートが、漏れ止め包囲体を形成可能な不活性材料に より作られている。 好ましくは、前記シール手段が、前記金型キャビティへの前記入口を前記導管 との間で供給関係にさせるように、前記ダイ部分がその上を摺動可能なシール面 を備えている。 好ましくは、前記シール面が、漏れ止め包囲体を形成可能な不活性材料により 作られている。 好ましくは、前記シール手段が、前記金型キャビティへの前記入口より上方の 前記金型キャビティ内に位置し、下げられて、前記金型キャビティへの前記入口 をシール可能なストッパを備えている。 好ましくは、凝固中に、前記加圧手段により印加される圧力が、前記金型内の 凝固した金属を次第に変形させ、圧縮して、凝固中の収縮を補償するとともに、 収縮したキャビティの鋳物からの除去ないしは実質的な除去、すなわち、金属に 溶解したガスから残留するガスポロシティを除去ないしは実質的に除去するよう に構成されている。 好ましくは、加圧手段が、可変の操作速度を有している。 好ましくは、モニター手段が設けられ、加えられる圧力および前記加圧手段に よって生成された変位をモニターするとともに、特定の圧力および／または変位 体制を生成している。 好ましくは、この装置は、さらに、溶融金属が前記金型キャビティに入る前に 、溶融金属を濾過する濾過手段を備えている。 好ましくは、複数の金型キャビティを備えている。 好ましくは、前記下方のダイ部分がスチールのボルスター内に入れられている 。 好ましくは、上方のダイ部分がスチールの背板あるいは支持ブロック上に保持 されている。 好ましくは、前記ダイ部分が加熱／冷却手段を備えている。 好ましくは、前記ダイ部分の分割が変位トランスデューサによって決定される 。 好ましくは、前記ダイ部分の分割が圧縮可能なセパレータによって決定される 。 好ましくは、前記加圧手段が油圧プレスである。 好ましくは、前記ダイ部分が、硬化され、焼き戻しされたスチールから、１ま たは２以上の組み合ったセグメントに製造されたインプレッションブロックを備 えている。 好ましくは、前記金型キャビティの表面に、滑剤あるいは離型剤が塗布されて いる。 さらに好ましい側面において、本発明は、少なくとも１つの容積が可変の金型 キャビティを溶融金属を含んだ受け器の上方に位置させ、前記金型キャビティと 前記受け器との間を導管で接続し、前記受け器から前記導管を通じて、溶融金属 を前記金型キャビティ内に移送し、シール手段を用いて、前記金型キャビティか らの溶融金属の損失を防止する工程を有し、前記溶融金属の凝固中に、前記金型 キャビティに圧力を加えて、その容積を減少させ、それにより、凝固中の収縮を 補償した金属製品の鋳造方法を提供するものである。 好ましくは、前記圧力は固化完了後に減少される。 今、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して単に例として説明す る。 図１は、直接スクイズキャスティング装置の全体構造を示す。 図２は、図１の金型及び摺動ゲート組立体の拡大図を示す。 図３は、図２の摺動ゲート及び上方に作用する係止機構の拡大詳細図を示す。 図４は、摺動金型を有する圧縮可能なセパレータを使用する好ましい計量機構 を示す。 図５は、摺動金型及びパンチを有する変形例の計量機構を示す。 図６は、変形例のシール機構を示す。 図１は油圧プレス１を備えた直接スクイズキャスティング装置の全体組立体を 示し、その制御／操作パネル２及びポンピング炉３は油圧プレス１の下方プラテ ン４の下でほぼ中央に位置する。この実施の形態では、下方ダイ半部５は、それ 自身、鋳物の下面の形態を構成しかつ丈夫な鋼ボルスタで一緒に保持される別々 のセグメントで構成されるのがよく、ボルト、ジャッキ、レバー等によって下方 プラテン４にしっかりと保持される。パンチ即ち上方ダイ半部６は、それ自身、 別々のセグメントで構成されるのがよく、かつ、鋳物の上面の形態を構成し、下 方ダイ半部の上の上方プラテン７に、受け板即ち支持ブロックを介して直接又は 間接的に取付けられ、上方ダイ半部６を、液圧プレス１の油圧シリンダ８及びこ れと関連した油圧ポンプ８ａの作動によって、下方ダイ半部の中へ下げることが できる。ダイ部分５、６と、ダイ構造の一部であるコアとに、鋳造に備えたそれ らの正しい位置での組み立てに先立って、グラファイト滑剤又は他のダイ滑剤を 噴霧するのがよい。導管９からキャビティに入る液体金属の体積が、金型への入 口をシールするのに続いて、ダイ６の上方部分は、主油圧シリンダ８による同時 の圧縮及び締め固め後、ポロシティがない、或いは、実質的にポロシティがない 、そして所要寸法の鋳物を作るように金属計量手段を構成するために、変位トラ ン スジューサ、リミットスイッチ又は他の同様に適当な装置によって、ダイ５の下 方部分内に位置決めされる。通常、ダイは２５０℃〜３５０℃の範囲内の温度で 作動され、電気的手段又は油循環手段又は他の手段によってダイの温度を維持す るように、ダイを加熱しても良いし或いは、冷却してもよい。加熱をインプレッ ションブロックに直接加えてもよいし、或いは、上方部分、下方部分のボルスタ 、支持ブロックにそれぞれ加熱を直接加えてもよい。 図２は、導管９の上でプラテン４及び７の中央に位置したダイセット５及び６ の拡大図を示し、この導管９は炉３からの立ち上がり管９ａと、下方プラテンの 流路９ｂとからなり、摺動ゲート１０は導管９の頂部とダイキャビティ１１の底 部との間に置かれ、摺動ゲートは油圧シリンダ２２によって作動される。摺動ゲ ート１０のオリフィス１２はセラミック又は他の不活性材料で内張りされるのが よく、そして、ゲートが開いて、金属を導管９から、摺動ゲート１０のオリフィ ス１２内又は金型入口１４内の任意適当な位置に置かれた濾過媒体１３を通して 金型キャビティ１１へ上方に通させるときに導管９と整列する。下方プラテン４ 、及び、下方ダイ半部５と下方プラテン４との間の受け板の流路９ｂは不活性セ ラミック材料１５で内張りされるのがよい。材料の正確な量が金型キャビティに 流入したとき、摺動ゲート１０をオリフィス１２の直径より大きい距離だけ移動 させ、摺動ゲート１０のオリフィス１２を移動させて導管９との整列から完全に 外し、かくして、金型キャビティ１１の中の液体金属を導管９の中の液体金属か ら分離する。この段階で、ポンピング炉３の圧力を減じて、導管９の中の液体金 属の降下を可能にする。摺動ゲート１０の上面の下からの液体の除去を容易にす るために、摺動ゲート１０の下側は、ベント通路を有し、該通路は、摺動ゲート １０の更なる移動によってベント通路及び導管９の内縁が並置状態で位置決めさ れるとき、導管９の頂部への空気の進入を可能にする。摺動ゲート１０の上下の 接触面は、摩擦の影響を減じかつ摺動機構への液体金属のいかなる潜在的な浸透 をも阻止するために、摺動ゲート１０と異なる材料のものであるのがよい。 スライドゲート１０は、スライドゲート１０を金型入口１４の下端に下から押 し付けることにより、耐漏洩性シールを形成するように、そのずれた位置で固定 されることも可能である。図３に示すように、スライドゲートの傾斜面１６とそ の下にある面の傾斜部１７との相互作用により、スライドゲート１０上に上向き に作用する力を生じるさせるようにすることもできる。レバーやトグル等の機械 的動作や油圧動作を使用して金型入口１４の下端に対してスライドゲート１０を 効果的にシールするようにしてもよい。一旦、耐漏洩性シールが形成されれば、 パンチ６を介して作用する油圧ラム８の圧力を、凝固期間中ずっとキャビティ１ １内の金属に有効に加えることができる。鋳物が凝固したとき、全てのサイドコ アを引き抜くことができ、パンチ６を、主シリンダ８の逆動作又は補助シリンダ の動作により引っ込めることができ、さらに、鋳物を取り出すことができる。摺 動ゲート１０のオリフィス１２内の凝固したアルミニウムの小さなディスクを、 例えばスプラングボール機構により容易に取り除くことができ、さらに、ダイセ ットを次の鋳造のために再び組み立てることができる。このような作業方法は、 重いスチール金型やボルスタを用いたより大きなサイズの鋳物に適している。こ のようなダイ充填とシールのための構成は、例えば、ステアリング・ナックル、 ホイールハブの鋳物、軽合金ホイール等の自動車用部品や一般工業的な用途のた めの他の形状物の製造に適している。 金属計量及び金型シールのための他の実施形態が図４に示されている。この実 施形態において、ダイセットの下半分５は、***又は凹んだスライドトラック１ ８上に配置され、さらに、導管９に関して移動され、それにより、全型を、炉３ と供給状態にしたり非供給状態にしたり、同時に油圧プレス１と同軸にしたり同 軸から外れたりするようにしている。この実施形態において、金型入口１４は最 初は導管９上に位置しており、さらに、金属は、金型入口１４の下方の液体金属 流路内に設けられたフィルタ機構１３を通って、又は金型入口１４内の適当な位 置で、乱れが発生しないような方法で下から金型内に進入する。金型内に進入す る液体金属の正確な計量は、ダイの下半分５内に配置されたダイの上半分６を用 いることにより効果的に行うことができる。即ち、このダイの上半分６は、金型 キャビティ１１を形成しており、油圧プレス１の圧縮力により凝固及び締め固め の際の液体金属の収縮容積を単に補償する量だけ好ましくは調整可能で圧縮可能 なセパレータ１９の上で引き上げられる。 図４に示すように圧縮可能な支持体１９上に設ける代わりに、ダイの上半分６ を、図５に示すように、上側プラテンに直接的に又は間接的に取り付けられたそ れ自身のスライドトラック２０で所要金属計量高さに且つ下側のスライドトラッ クのすぐ上に保持するようにしてもよい。ダイの２つの半分の同期の横向きの摺 動運動は、スライドトラックと並んで動作する単一の油圧シリンダにより作動さ れ、ポンチ６は、下半分５との相互動作により或いはその逆によって移動され、 或いは、２つのダイ半分はこれらに連係して作用するシリンダにより作動され、 或いは又は、２つの半分のダイに同時に作用する一対のシリンダにより作動され てもよい。 図４と図５に示された何れかの実施形態において、必要な量の液体金属を金型 に充填した後、金型の上半分６と下半分５を、両方とも、油圧プレスのプラテン の中心に近い位置まで横向きに移動させて、導管９との供給関係から外す。この 移動の終り時に、図４のパンチ６は、上側プラテンの下側上で、テーパーキーの ようなシートや他の相互結合又は相互作用装置にしっかりと係合し、鋳物が凝固 したときにパンチのための引き抜き機構を作る。圧力が、補助の油圧又は空気ピ ストン若しくは機械的装置により、金型の下半分に有効に作用することが好まし い。これにより、金型と下側スライドトラックの間に耐漏洩性のシールが形成さ れ、金型に対して入口がシールされる。その後、油圧プレスからの圧力が、金型 セットのパンチ６に加えられ、例えば、液体金属が十分に凝固するまでパンチを 移動させて凝固収縮を補償する。その後、ダイセットが開かれ、鋳物が取り出さ れる。 図４、図５に示す実施例で説明したダイ充填及びシールの構成は、他の自動車 及び一般的なエンジニアリング部品もこの方法に適するが、例えば，自動車用の ピストン製造に適し、また、モノシリック軽合金組成又は金属マトリックス複合 構造のものであってもよい他の適用例に適する。 金型をシールする他の方法を図６に示す。図６において、シール手段の可動部 材２１はダイ６の上方部分に支持されている。ダイハーフに必要なダイ潤滑剤を 塗った後、ダイハーフは、先ず、ダイキャビティ１１が下から充填されたときに 、液体金属がダイキャビティ１１の中に計量しながら供給される。シール手段の 可動部材２１は、次いで、付帯の液圧シリンダ２３の作用によって、あるいは、 空 気圧又は機械的な装置によって下げられ、液体金属を介して、ダイ５の下半部の 金型入口１４に着座し、入口を効果的にシールして液圧プレスの加圧サイクル中 、金型からの液体の流れを防止する。金型からの金属の損失を抑える圧着連結が 確実に存在するようにする付帯の液圧シリンダ２３或いは他の空気圧又は機械的 な装置によって、シール手段の可動部分２１に圧力を及ぼすことができる。シー ルが確立すると、主油圧シリンダ８からの押し込み用圧力が、凝固中、鋳物を固 化するために適用される。凝固の後、シール手段の可動部分２１は、付帯の液圧 シリンダ２３又は空気圧ピストンの逆の動きによって、或いは機械的な装置の解 放によって引き戻され、主油圧シリンダ又はシリンダ８の戻り動作を使用してダ イセットが開かれ、鋳物が金型キャビティから取り出される。この実施例の直接 的に押し込む鋳造方法は、特に、例えばステアリングナックル、ホイール、ホイ ールセンターのような貫通孔を必要とする部品に適し、また、共通入口ゲートの 周りに配置される多キャビティを含む金型に適する。 上述した一般的な処理において、金属がダイに入る前に、パンチ６がその金属 計量位置に位置決めされる。しかしながら、ダイキャビティの中の液体金属の流 動を促進し、また、鋳造品の一層の微細なマイクロ組織を向上するために、金型 充填と同時に又は金型充填に続いてであるが金型シールに先立って、ダイキャビ ティを形成するためにダイ５の下半部の計量位置までパンチ６が下降する。この ような処理によって、また、製造時間を短縮することができ、また、特に大量の 鋳造に関して生産性を向上させることがでる。 上述した製造方法に従うことにより、素形状の及び殆ど又は全くポロシティを 含まない品物を作ることができる。金属の流れと直列にフィルターを設置するこ とによって、大きな酸化物および他の有害な固体含有物を鋳物から取除くことが でき、また高品質の鋳物が出来る。この方法により、在来の鋳造合金及び慣用あ るいあ非慣用の鋳造用組成物の合金を最終形態に近い製品まで連続的に鋳造する ことができる。また、向上した特性の金属マトリックス複合領域を作るために鋳 造中に完全に溶浸されたキャビティの中の選択的な場所におセラミック又は金属 製のプレフォームを置くことによって鋳造品の局部的な補強を行うことができる 。 特に軽合金を参照したが、上述した方法および装置を使用して、他の非鉄及び 鉄系合金、特に、金属マトリックス複合物及び半固体合金を押し込み鋳造するこ とができる。高温合金のために、少なくとも一部が例えばシアロン(sialon)のよ うな耐熱性セラミック材料で作られたダイセットを使用してもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．溶融金属の受け器と、金属物品を鋳造する少なくとも１つの金型キャビティ とを備え、前記金型キャビティが協働するダイ部分によって画定され、前記ダイ 部分が互いに移動可能で、その分割距離が鋳造物品のための所定のキャビティ容 積を画定するように選択され、さらに、前記金型キャビティの下方の前記ダイ部 分の入口に接続された第１の端部および前記受け器に接続された第２の端部を有 する導管と、溶融金属を、前記受け器から、前記導管を通じて、上方に移送して 、前記金型キャビティを充填ないし実質的に充填する手段と、前記金型キャビテ ィへの前記入口をシールするように設けられたシール手段とを備え、さらに、前 記ダイ部分に圧力を印加し、前記金型キャビティ内における前記金属の凝固中に 、前記キャビティ容積をさらに減少させる加圧手段が設けられ、前記シール手段 は、前記導管の第１の端部と前記金型キャビティの入口との間を移動可能なシー ルゲート手段を備える、金属物品の鋳造装置。 ２．前記金型を開く開放手段を更に備えている、請求の範囲第１項に記載の金属 物品の鋳造装置。 ３．鋳造物品を前記金型キャビティから取り出す取り出し手段を更に備えている 、請求の範囲第１項又は第２項に記載の金属物品の鋳造装置。 ４．溶融金属の前記受け器は加熱可能な炉である、請求の範囲第１項乃至第３項 のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装置。 ５．溶融金属の前記受け器は加熱されないリザーバである、請求の範囲第１項乃 至第４項のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装置。 ６．各ダイ部分がプラテンによって支持され、前記プラテンの少なくとも１つは １または２以上のタイ・バー上を摺動可能である、請求の範囲第１項乃至第５項 のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装置。 ７．前記導管内の溶融金属を移送する手段が、低圧気体システムである、請求の 範囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装置。 ８．前記導管内の溶融金属を移送する手段が、電磁ポンプである、請求の範囲第 １項乃至第６項のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装置。 ９．前記導管内の溶融金属を移送する手段が、前記受け器に対して、前記金型内 に負圧を生成する真空装置である、請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項 に記載の金属物品の鋳造装置。 10．前記シールゲートが、漏れ止め包囲体を形成可能な不活性材料により作られ ている、請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項に記載の金属物品の鋳造装 置。 11．前記シール手段が、前記金型キャビティへの前記入口を前記導管から遠ざか るように移動させることができるように、前記ダイ部分がその上を摺動可能であ るようなシール面を備えている、請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか１項 に記載の金属物品の鋳造装置。 12．前記シール面が、漏れ止め包囲体を形成可能な不活性材料により作られてい る、請求の範囲第１１項に記載の金属物品の鋳造装置。 13．凝固中に、前記加圧手段により印加される圧力が、前記金型内の凝固した金 属を次第に変形させ、圧縮して、凝固中の収縮を補償するとともに、収縮したキ ャビティの鋳物からの除去ないしは実質的な除去を確実に行うように、すなわち 、金属に溶解したガスから残留するガスポロシティを除去ないしは実質的に除去 するように構成されている、請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれか１項に記 載の金属物品の鋳造装置。 14．加圧手段が可変の操作速度を有する、請求の範囲第１項乃至第１３項のいず れか一項に記載の装置。 15．加えられた圧力及び凝固中前記加圧手段によってもたらされた変位量を監視 し、特定の圧力及び／又は変位レジムを発生させる監視手段を備える、請求の範 囲第１項乃至第１４項のいずれか一項に記載の装置。 16．前記金型キャビティに入るのに先立って、溶融金属を濾過する濾過手段を更 に有する、請求の範囲第１項乃至第１５項のいずれか一項に記載の装置。 17．複数の金型キャビティがある、請求の範囲第１項乃至第１６項のいずれか一 項に記載の装置。 18．前記下方ダイ部品が鋼製ボルスターに収容された、請求の範囲第１項乃至第 １７項のいずれか一項に記載の装置。 19．上方ダイ部品が鋼製受け板、或いは、支持ブロックに保持される、請求の範 囲第１項乃至第１８項のいずれか一項に記載の装置。 20．前記ダイ部品又はボルスターが加熱／冷却手段を備える、請求の範囲第１項 乃至第１９項のいずれか一項に記載の装置。 21．前記ダイ部品の分離が変位トランスデューサによって決定される、請求の範 囲第１項乃至第２０項のいずれか一項に記載の装置。 22．前記ダイ部品の分離が圧縮可能なセパレータによって決定される、請求の範 囲第１項乃至第２１項のいずれか一項に記載の装置。 23．前記加圧手段が油圧プレスである、請求の範囲第１項乃至第２２項のいずれ か一項に記載の装置。 24．前記ダイ部品が、硬化され、焼き戻しされた鋼から、１又は２以上の互いに 係止したセグメントに作られたキャビティブロックを有する、請求の範囲第１項 乃至第２３項のいずれか一項に記載の装置。 25．前記金型キャビティの表面に潤滑剤又は離型剤が塗布された、請求の範囲第 １項乃至第２４項のいずれか一項に記載の装置。 26．可変容積の少なくとも１つの金型キャビティを溶融金属を収容する受け器よ りも上に配置し、前記金型キャビティと前記受け器との間に導管を連結し、溶融 金属を、乱流なしに、前記受け器から前記導管を通じて前記金型キャビティに押 入れ、シール手段を用いて、前記金型キャビティからの溶融金属の損失を防止し 、 前記溶融金属の凝固中、前記金型キャビティに圧力を加えて、容積を減じ、 これにより、凝固中の収縮を補償する、 金属製品の鋳造方法。 27．凝固が完了した後に前記圧力を減じる、請求の範囲第２６項に記載の方法。 28．開放手段によって金型を開け、抜出し手段によって鋳造製品を取り出す、請 求の範囲第２７項に記載の方法。