JPS6336959A - 高圧鋳造における鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカスト鋳造やスクイズキャスト鋳造など
の高圧鋳造における鋳造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ダイカスト鋳造やスクイズ鋳造などの高圧鋳造において
、金型キャビティ内へ鋳込まれた溶湯が早く冷えて固化
すると、キャビティの細部まで溶湯が行き渡らず鋳造品
の品質が低下するので、冷えないように高速で鋳込むと
ともに、金型および鋳込スリーブを保温し、かつ溶腸充
填後は、溶湯を急冷して固化させる必要がある。

そこで従来、金型やスリーブの溶湯接触面に断熱材やア
スベスト、紙などを貼付けたシ離型剤を塗布したシし、
あるいは金星やスリーブの材質をセラミックにした如、
ヒータで加熱したシすることが行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような従来の保温方法のうち、セラミ
ックを用いたものは、熱伝導率が小さいのである程度の
保温効果があるが、その反面急冷効果がない。また、ヒ
ータで加熱する場合も型温を溶湯温度近くまで上昇させ
れば保温効果があるが、この場合も同じく高圧下での急
冷が困難であ）、断熱材を貼付けるものも急冷効果が得
られない。

さらに離型剤を塗布するものは、焼付き防止効果があっ
ても保温、急冷効果が顕著でない。また、アスベストを
貼付けるものは、保温効果があってもアスベスト自体が
５００℃以上の高温になると酸化してガスを発生し、溶
湯がこのガスやアスベストの燃えかすを巻き込んで製品
不良の原因となシ、また炭化した燃えかすが型に付着し
て熱伝導を妨げ充分な吸熱が行なわれないことにより急
冷効果を妨げるという問題があった。さらに紙を貼付け
るものにおいても高温下の酸化分解によシ有害物質が発
生するという問題があった。

〔問題点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、溶を独
金、属が接して形を形成する部分の内壁面に、気体を内
部に保有する薄板状体または内部が真空である薄板状体
を配して鋳造するようにした。

〔作用〕

鋳込スリーブへ供給した溶湯を金型キャビティ内へ射出
すると、注湯初期には溶湯に圧力がか＼つていないので
、溶湯は接触面積が小さくて熱伝導率が小さい中空薄板
状体の表面に接触して保温される。また、薄板状体が燃
焼などで炭化した場合はこの炭化物と中空部との断熱性
で保温される。

射出が進んで溶湯が加圧されると、この圧力で溶湯が中
空薄板状体に浸透するか中空薄状部材またはその炭化物
が押しつぶされるかして比較的温度の低い内壁面に密着
し、溶湯は速やかに吸熱されて急冷し凝固する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る鋳造方法を説明するために示すダ
イカストマシンの金型と鋳込スリーブとの縦断面図、第
２図は同じく注湯初期における金型の拡大断面図、第３
図は同じく溶湯加圧後における金型の拡大断面図である
。図において、型締状態で示す固定金量１と可動金型２
との接合面３両側にはキャビティ４が形成されておシ、
このキャビティ４の下方にくびれ部５を介して形成され
たスリーブ孔には固定スリーブ６が嵌着されている。Ｔ
は図示しないスリーブフレームに支持され一プロに対し
て着脱されるように構成されており、との鋳込スリーブ
γの内孔には、図示しない射出シリンダで進退するプラ
ンジャ８のプランジャチップ８息が嵌合されている。

そして、溶融金属が接して形が形成される部分であると
ころの金型１，２のキャビテイ４内壁面と両スリーブ６
．７の内壁面とには、内部に気体−を保有する薄板状体
の一例として示す多孔質ベーパ状の例えばアルミナシリ
カ系のセラミックファイバー９，１０が、塗布された水
溶性黒鉛等の離型剤を介して貼付けられている。

このようにしてセラミックファイバー９，１゜が貼られ
たダイカストマシンによる鋳造方法を説明する。固定ス
リーブ６に対して脱状態の鋳込スリーブ７をシリンダで
傾転させて例えばＡノの溶湯１１を注入し、鋳込スリー
ブ７を起立させてシリンダによシ固定スリーブ６に接合
する。そして、プランジャ８を射出シリンダで前進させ
ると、溶湯１１は固定スリーブ６とくびれ部５を通って
キャビティ４内へ射出される。注湯前および注湯初期に
おいて溶湯１１は鋳込スリーブ７の内壁面と金型１，２
の内壁面とのセラミックファイバー９．１０に接触する
が、この場合溶四には圧力がが＼っていないのでセラミ
ックファイバー９，１゜に浸透することがない。そして
セラミックファイバー９，１０は、多孔質で内部に空気
を保有していることによる断熱性と、接触表面積が小さ
いこととによって充分な保温性を有し、これに接触する
溶湯１１が保温される。第２図は注湯初期における金型
の状態を示している。

この状態からプランジャ８をさらに前進させると、溶湯
１１がキャビティ４内に充満してこれに圧力が加わシ、
この圧力がセラミックファイバー９の浸透圧に打ち勝っ
て内部に浸透し、第３図に示すように金型１（力の内壁
面に達する。これによって溶湯１１は冷却されている金
製１．２によって急激に熱を奪われて凝固する。

第４図は注湯開始から凝固までの溶湯の温度変化を示す
線図であって、横掘に時間をと９縦軸に温度をとって示
している。線Ａは保温材を用いない場合、線Ｂは保温材
として従来のアスベストを用いた場合、線Ｃは保温材と
して本発明のセラミックファイバーを用いた場合におけ
る溶湯の温度変化をそれぞれ示している。この場合純ア
ルミ溶湯１１の温度は７８０℃であシ、金型１，２の温
度は１７０〜２００℃である。図から明らかなように金
型だけの場合２〜３秒で下がってしまう温度まで下がる
のに、セラミックファイバーを用いた場合には１分数１
０秒か＼らないと下がらない。

アスベストを用いた場合はその中間である。

また、第５図は注湯開始から凝固までにおける金型の温
度変化を示す線図であって横軸に時間をとり縦軸に温度
をとって示している。線Ｃは保温材を用いない場合、線
りは保温材として本発明の実施例におけるセラミックフ
ァイバーを用いた場合の金型の温度変化をそれぞれ示し
ている。図から明らかなように、点Ｐの位置において溶
湯１１に高圧をかけると、溶湯１１が金型１，２に接触
して金型１，２が昇温するが、昇温後における金型１，
２による溶湯１１の急冷効果はｉｃとｉＤとにおいて同
じである。

第６図および第７図は本発明の他の実施例を説明するた
めに示す図であって、第６図は第２図に対応して示す溶
湯初期における金型の拡大断面図、第７図は第３図に対
応して示す溶湯加圧後における金型の拡大断面図である
。本実施例においては、内部に空気を保有する薄板状体
として、例えばハニカム状のセラミックファイバー１２
を用いた。

その他は前記実施例と同じである。

このように構成することによシ、金型１，２のキャビテ
ィ４内へ溶＠１１を射出すると、第６図に示す注湯初期
においては、溶湯１１に圧力がか＼っていないので、前
記実施例と同じようにセラミックファイバー１２がハニ
カム状で内部に空気を保有していることによシその断熱
性によって溶湯１１が保温される。そして、溶湯１１の
射出を続けてこれに圧力を加えると、第７図に示すよう
にセラミックファイバー１２が溶湯１１の圧力によシ押
しつぶされ、溶湯１１が金型１（２）の内壁面に達して
とれに接触し、溶湯１１の熱が金型１（２）によって急
速に奪われる。したがって溶湯１１は急冷されて凝固す
る。

次に本発明の他の実施例として、溶湯の熱によシ燃焼ま
たは熱分解する材料を、内部に空気を保有する薄板状体
に用いた場合について説明する。

す彦わち、本実施例においては上記中空の薄板状体とし
て、例えば有機バインダを用いたセラミックファイバー
や、段ボール紙、アスベストなト溶湯の熱によって炭化
しかつ溶湯の重量に耐えられるだけの強度を有するもの
が選定される。

このような燃焼また拡熱分解する材料による中空構造の
薄板材料を金型１，２の内壁面に砧付けて溶湯１１を射
出すると、注湯直後において例えばこのセラミックファ
イバーは溶！１１の熱によって燃焼して炭化するが、こ
のとき大気開放のセラミックファイバーの中空部から大
量の酸素が供給されて反応が活発に進むと同時に、反応
によって発生した有害ガスは、大気開放の中空部を通っ
て即座に外部へ除去される。このために有害ガスが溶湯
１１内に巻込まれることがない。そして、セラミックフ
ァイバーの燃焼によって形成された溶湯、金型壁面間の
中空部および中空部内の炭火物は断熱性を有し、また燃
焼によって反応熱が発生するので、溶湯１１はこの断熱
性と反応熱とで保温され、その保温効果はきわめて大き
い。さらに、燃焼による中空部にテルミット反応する金
属粉を入れれば、発熱によシ保温性がよシ向上する。

また、燃焼によってセラミックファイバーが炭化してい
るので、ｐｍｍや潤滑が促進される。このあと溶湯１１
を加圧するとセラミックファイバの炭化物が押しつぶさ
れて溶湯が金型壁面に接触することによシ急冷、凝固す
ることは前記各実施例と同じである。

なお、各実施例では内部に空気を保有する薄板状体とし
て多孔質体等のセラミックファイバーを用いた例を示し
たが、その他の中空体としてｋｌ。

Ｃｕなどの多孔質金属や、多孔質上ラミック、スポンジ
状のセラさツクなどを用いてもよい。但し、特に保温効
果を要求するときにはセラミック系のものがよく、また
、セラミックファイバー′のバインダとしては、５００
〜９００℃の高温で分解してガスを発生する有機質のも
のよシも無機質のものがよい。さらに、各実施例では多
孔質体を金型内にセットする方法として離型剤全弁して
貼付ける例を示したが、金型に合わせた成形体を作って
金型にセットしてもよいし、薄板を折曲げて七ツ：・ト
したシ、金型内壁面に塗布したシ吹き付けたりしてもよ
い。そして、保温効果および急冷効果は薄板状体の材質
、気孔率、厚さ、およびセット方法を自由に選択し、ま
た金型の材質、温度を自由に選ぶことによって制御でき
る０なお、本実施例では薄板状体の内部に保有する気体
として空気を例示したが、空気以外のガスでもよいし、
また、薄板状体の内部が真空であってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によれば高圧
鋳造における鋳造方法として、溶融金属が接して形を形
成する部分の内壁面に気体を内部に保有する薄板状体ま
たは内部が真空である薄板状体を配して鋳造するという
方法をとることによム金量への注湯初期には内部に気体
を保有するかまたは内部が真空であることによシ断熱性
を有する接触表面積の小さい中空状の薄板状体または燃
焼による中空部、中空炭化物等に溶湯が接舷して充分に
保温されるとともに、注湯が進んで溶湯が加圧されると
、その圧力により溶湯が薄板状体に浸透したシ薄板状体
や炭化物が押しつぶされたりして金型壁面に接触し急冷
されるので、保温と急冷との両方が理想的に行なわれ、
鋳造品の品質が大幅に向上する。またこの効果を失なう
ことなく金量やスリーブを充分に冷却できるので、溶湯
の焼付が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る高圧鋳造における鋳
造方法を説明するために示す図であって、第１図はダイ
カストマシンの金型と鋳込スリーブとの縦断面図、第２
図は注湯初期における金型の拡大断面図、第３図は溶湯
加圧後における金型の拡大断面図、第４図は注湯時にお
ける溶湯の温度変化線図、第５図は注湯時における金型
の温度変化線図、第６図は本発明の他の実施例を第２図
に対応して示す注湯初期における金型の拡大断面図、第
７図は同じく第３図に対応して示す溶湯加圧後における
金型の拡大断面図でおる。 １・・命・固定金型、２・ｅＩ・可動金型、４＠１１キ
ヤビテイ、７・１１１＠鋳込スリーブ、８・・・・プラ
ンジャ、９，１０，１２　　＠・・嗜セラミックファイ
バー。 特許出願人　　　　宇部興産株式会社 代理人　　山　用政樹（ほか２勿 第５図 ÷−一時用

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融金属が接して形が形成される部分の内壁面に、気体
   を内部に保有する薄板状体または内部が真空である薄板
   状体を配して鋳造することを特徴とする高圧鋳造におけ
   る鋳造方法。