JPH01210167A - カムシャフトの鋳造方法 - Google Patents
カムシャフトの鋳造方法Info
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- JPH01210167A JPH01210167A JP3380088A JP3380088A JPH01210167A JP H01210167 A JPH01210167 A JP H01210167A JP 3380088 A JP3380088 A JP 3380088A JP 3380088 A JP3380088 A JP 3380088A JP H01210167 A JPH01210167 A JP H01210167A
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- Japan
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- mold
- die
- camshaft
- molten metal
- casting
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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。
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）
本発明はカムシャフトを金型を用いて鋳造する方法に関
する。
する。
（従来の技術）
従来、金型を用いた鋳造法として金型に温度勾配を付し
、これにより指向性凝固を狙ったものが知られているが
、鋳物の離型タイミングについては何ら考案がなされて
いない（実開昭６１−８２７４６号公報参照）。
、これにより指向性凝固を狙ったものが知られているが
、鋳物の離型タイミングについては何ら考案がなされて
いない（実開昭６１−８２７４６号公報参照）。
即ち金型を用いてカムシャフトを効率よく鋳造する場合
、金型の高い熱伝導率、カムシャフトの形態等に起因し
て、カムシャフトの凝固収縮速度が部分的に急激に速め
られて、カムシャフトの一部が金型による拘束を受け、
その結果熱間割れを起したり、金型に変形、摩耗等の損
傷が生じるという問題がある。
、金型の高い熱伝導率、カムシャフトの形態等に起因し
て、カムシャフトの凝固収縮速度が部分的に急激に速め
られて、カムシャフトの一部が金型による拘束を受け、
その結果熱間割れを起したり、金型に変形、摩耗等の損
傷が生じるという問題がある。
そこで本出願人は先に、金型のキャビティ内に溶湯を充
填した後、溶湯の表層が殻状の凝固層になったとき離型
を行う方法を提案した。
填した後、溶湯の表層が殻状の凝固層になったとき離型
を行う方法を提案した。
（発明が解決しようとする課題）
上述した方法によれば、熱間割れ及び金型の変形や摩耗
等を回避できるが、カムシャフトを鋳造 ・する場
合には、カムシャフト自体が硬度及び耐摩耗性に優れた
ものであることが要求される。
等を回避できるが、カムシャフトを鋳造 ・する場
合には、カムシャフト自体が硬度及び耐摩耗性に優れた
ものであることが要求される。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決すべく本発明は、金型からの離型タイミ
ングを溶湯表層が殻状の凝固層となる時点とし、更に溶
湯成分を鋳鉄材にＮｉを１．５〜４．０ｗｔ！（、Ｃｒ
を０．５〜１．Ｏｗｔ！ｋ 、 Ｍｏを０．５〜１．Ｏ
ｗｔ！に添加したものとした。
ングを溶湯表層が殻状の凝固層となる時点とし、更に溶
湯成分を鋳鉄材にＮｉを１．５〜４．０ｗｔ！（、Ｃｒ
を０．５〜１．Ｏｗｔ！ｋ 、 Ｍｏを０．５〜１．Ｏ
ｗｔ！に添加したものとした。
（作用） ・
カムシャフト内部が完全に凝固する前に離型することで
カムシャフトの熱間割れ等を防止することができ、また
溶湯中にＮｉ、Ｃｒ及びＭｏを所定量添加することで微
細組織の耐摩耗性に優れたカムシャフトが得られる。
カムシャフトの熱間割れ等を防止することができ、また
溶湯中にＮｉ、Ｃｒ及びＭｏを所定量添加することで微
細組織の耐摩耗性に優れたカムシャフトが得られる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明方法を実施する鋳造装置の斜視図、第２
図は第１図のＩＩ −ＩＩ線矢視図、第３図は第２図の
ＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、第４図は本発明方法によっ
て製造されるカムシャフトを示す図である。
図は第１図のＩＩ −ＩＩ線矢視図、第３図は第２図の
ＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、第４図は本発明方法によっ
て製造されるカムシャフトを示す図である。
鋳造装置は一対の金型１，１と、これら金型１．１に付
設した加熱回路８，８、冷却回路９゜９及びノックアウ
ト手段１０．１０からなる。ここで金型１．１、加熱回
路８．８、冷却回路９゜９及びノックアウト手段１０．
１０は左右一対設けられ、いずれも路間−であるため、
以下に一方のみについて説明する。
設した加熱回路８，８、冷却回路９゜９及びノックアウ
ト手段１０．１０からなる。ここで金型１．１、加熱回
路８．８、冷却回路９゜９及びノックアウト手段１０．
１０は左右一対設けられ、いずれも路間−であるため、
以下に一方のみについて説明する。
先ず、金型１は０．８〜４．Ｏｗｔ％ＦのＣ「を含有す
るＣｕ−Ｃｒ合金（熱伝導率は０．４〜Ｇ、８ ｃａｊ
２／ｃｍ−ｓ・℃）にて構成され、合せ面には湯口３、
ランナ４、ゲート５、カムシャフト成形用キャビティ６
及びガス抜き孔７がそれぞれ形成されている。
るＣｕ−Ｃｒ合金（熱伝導率は０．４〜Ｇ、８ ｃａｊ
２／ｃｍ−ｓ・℃）にて構成され、合せ面には湯口３、
ランナ４、ゲート５、カムシャフト成形用キャビティ６
及びガス抜き孔７がそれぞれ形成されている。
加熱回路８は、金型１に穿設された複数の挿入孔１１と
、各挿入孔１１に挿入係持された棒状ヒータ１２とより
構成される。各挿入孔１１は、その一部が金型１におい
てカムシャフト２の各軸部２ａを成形する部分に接近す
るように配設される。
、各挿入孔１１に挿入係持された棒状ヒータ１２とより
構成される。各挿入孔１１は、その一部が金型１におい
てカムシャフト２の各軸部２ａを成形する部分に接近す
るように配設される。
冷却回路９は、金型１の上部において水平に穿設された
導入路１４、その中間部において水平に穿設された排出
路１５およびそれらを接続すべく互いに交差して水平お
よび垂直に延びるように金型１に穿設された複数の連通
路１６ａ、１６ｂを備え、導入路１４に導入された冷却
水を各連通路１６ａ、１６ｂを経て排出路１５より排出
するようになっている。導入路１４、排出路１５および
水平な各連通路１６ａは、それらの一部が金型１におい
てカムシャフト２のチル部であるカム部２ｂのノーズｎ
を成形する部分に接近するように配設される。
導入路１４、その中間部において水平に穿設された排出
路１５およびそれらを接続すべく互いに交差して水平お
よび垂直に延びるように金型１に穿設された複数の連通
路１６ａ、１６ｂを備え、導入路１４に導入された冷却
水を各連通路１６ａ、１６ｂを経て排出路１５より排出
するようになっている。導入路１４、排出路１５および
水平な各連通路１６ａは、それらの一部が金型１におい
てカムシャフト２のチル部であるカム部２ｂのノーズｎ
を成形する部分に接近するように配設される。
加熱回路８の各ヒータ１２は加熱制御器Ｃｈｉに接続さ
れる。その加熱制御器Ｃｈｉは注湯に先立って加熱回路
８を作動、したがって各ヒータ１２に通電して金型１を
加熱し、また注湯開始後加熱回路８を不作動、したがり
て各ヒータ１２への通電を停止する機能を備えている。
れる。その加熱制御器Ｃｈｉは注湯に先立って加熱回路
８を作動、したがって各ヒータ１２に通電して金型１を
加熱し、また注湯開始後加熱回路８を不作動、したがり
て各ヒータ１２への通電を停止する機能を備えている。
前記加熱時において、各ヒータ１２が金型１の、ノーズ
ｎを成形する部分よりも離間しているので、その部分の
温度は他の部分よりも低温になる。
ｎを成形する部分よりも離間しているので、その部分の
温度は他の部分よりも低温になる。
冷却回路９の導入路１４および排出路１５は冷却制御器
Ｃｃｌに接続される。その冷却制御器ＣＣ１は注湯開始
後冷却回路９を作動、したがって冷却回路９に冷却水を
流通して金型１を冷却し、その金型１に接するカムシャ
フト２の表層を急冷してその表層を殻状の凝固層に変え
る機能を備えている。
Ｃｃｌに接続される。その冷却制御器ＣＣ１は注湯開始
後冷却回路９を作動、したがって冷却回路９に冷却水を
流通して金型１を冷却し、その金型１に接するカムシャ
フト２の表層を急冷してその表層を殻状の凝固層に変え
る機能を備えている。
前記冷却時において、導入路１４、排出路１５および水
平な各連通路１６ａが金型１の、ノーズｎを成形する部
分に接近しており、また加熱段階ではその部分が他の部
分より低温であることもあって、ノーズｎを急速に冷却
してそのチル化を確実に達成することができる。
平な各連通路１６ａが金型１の、ノーズｎを成形する部
分に接近しており、また加熱段階ではその部分が他の部
分より低温であることもあって、ノーズｎを急速に冷却
してそのチル化を確実に達成することができる。
ノックアウト手段１０は、複数のピン１７、それらピン
１７の一端を支持する支持板１８およびその支持板１８
に連結された作動部材１９を備え、各ピン１７は金型１
に形成された湯口３、ランナ４およびキャビティ６に開
口する各挿入孔２０に摺合され、各挿入孔２０の開口部
はカムシャフト２の各ジャーナル２Ｃを成形する部分に
配設される。
１７の一端を支持する支持板１８およびその支持板１８
に連結された作動部材１９を備え、各ピン１７は金型１
に形成された湯口３、ランナ４およびキャビティ６に開
口する各挿入孔２０に摺合され、各挿入孔２０の開口部
はカムシャフト２の各ジャーナル２Ｃを成形する部分に
配設される。
次に、前記金型鋳造装置によるカムシャフト２の鋳造作
業について説明する。
業について説明する。
先ず、［表］に示す、ＪＩＳ ＦＣ２０〜ＦＣ３０相当
の鋳鉄成分の溶湯を調整する。
の鋳鉄成分の溶湯を調整する。
［表］
前記鋳鉄は、第５図のＦｅ−Ｃ系平衡状態図において斜
線の成分範囲Ａにあり、共晶線Ｌｅｔは前記成分範囲Ａ
と略１１５０℃にて交差している。
線の成分範囲Ａにあり、共晶線Ｌｅｔは前記成分範囲Ａ
と略１１５０℃にて交差している。
また前記溶湯を金型１内に注湯するに先立ち、所定量の
Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏを接種する。具体的にはＮｉについ
ては１．５〜４．Ｏｗｔ！ｋ 、 Ｃｒについては０．
５〜１、Ｏｗｔ！ｔ 、Ｍｏについては０．５〜１．Ｏ
ｗｔ％；とする。
Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏを接種する。具体的にはＮｉについ
ては１．５〜４．Ｏｗｔ！ｋ 、 Ｃｒについては０．
５〜１、Ｏｗｔ！ｔ 、Ｍｏについては０．５〜１．Ｏ
ｗｔ％；とする。
Ｎｉを上記の割合としたのは、１．５ ｗｔ零未満であ
ると微細チル組織の形成及びマトリックスの強化に効果
がなく、４ｗｔ９ｇを超えて添加しても上記効果の向上
は認められないことにより、Ｃ「及びＭｏを上記の割合
としたのは、これらを添加することで炭化クロム及び炭
化モリブデンの量を増加せしめ、微細なセメンタイト（
Ｆｅ３Ｃ）による強化を更に向上させるためであり、両
者とも０．５ ｗｔ！に未満では上記炭化物の析出強化
による硬度の確保が十分でなく、１．Ｏｗｔ＆を超える
と後の切削加工が困難となることによる。
ると微細チル組織の形成及びマトリックスの強化に効果
がなく、４ｗｔ９ｇを超えて添加しても上記効果の向上
は認められないことにより、Ｃ「及びＭｏを上記の割合
としたのは、これらを添加することで炭化クロム及び炭
化モリブデンの量を増加せしめ、微細なセメンタイト（
Ｆｅ３Ｃ）による強化を更に向上させるためであり、両
者とも０．５ ｗｔ！に未満では上記炭化物の析出強化
による硬度の確保が十分でなく、１．Ｏｗｔ＆を超える
と後の切削加工が困難となることによる。
一方、金型１は、注湯に先立って加熱回路８により加熱
され、軸部２ａを成形する部分は略４５０℃に、またノ
ーズｎを成形する部分は略１５０℃にそれぞれ維持され
る。この金型１に、接種後の溶湯を温度１３８０〜１４
２０℃にて注入し、カムシャフト２を鋳造する。この時
の鋳込重量は５ｋｇである。
され、軸部２ａを成形する部分は略４５０℃に、またノ
ーズｎを成形する部分は略１５０℃にそれぞれ維持され
る。この金型１に、接種後の溶湯を温度１３８０〜１４
２０℃にて注入し、カムシャフト２を鋳造する。この時
の鋳込重量は５ｋｇである。
前記のように金型１を加熱しておくと、注湯時湯液れ性
を良好にし、また溶湯の急激な冷却に起因したカムシャ
フト２の割れ等を回避することができる。
を良好にし、また溶湯の急激な冷却に起因したカムシャ
フト２の割れ等を回避することができる。
また、注湯開始後、加熱回路８による金型１の加熱を停
止し、同時に冷却回路９により金型１の冷却を開始する
。
止し、同時に冷却回路９により金型１の冷却を開始する
。
第６図は金型１に接するカムシャフト２の表層温度の降
下を、注湯後の経過時間との関係で示したものである。
下を、注湯後の経過時間との関係で示したものである。
金型１の冷却作用を受けてカムシャフト２の表層が急冷
され、その表層温度が、点ａ１で示す約１１５０℃（共
晶線Ｌｅｔ）まで降下すると、カムシャフト２は凝固状
態となり、その表層が殻状の凝固層に変化する。
され、その表層温度が、点ａ１で示す約１１５０℃（共
晶線Ｌｅｔ）まで降下すると、カムシャフト２は凝固状
態となり、その表層が殻状の凝固層に変化する。
この場合、表層温度が点ｂ１で示す７００℃を下回ると
、カムシャフト２に熱間割れを生じる。また表層温度が
点Ｃ１で示す８００℃を下回ると、カムシャフト２の凝
固収縮に起因して金型１に対するカムシャフト２の密着
等が発生して金型に変形、摩耗等の損傷を生じる。
、カムシャフト２に熱間割れを生じる。また表層温度が
点Ｃ１で示す８００℃を下回ると、カムシャフト２の凝
固収縮に起因して金型１に対するカムシャフト２の密着
等が発生して金型に変形、摩耗等の損傷を生じる。
そこで、注湯後約３〜約８秒後カムシャフト２の表層温
度が点ｄ１で示す９５０℃から点ｅ１で示す８５０℃に
達したとき、型開きを行い、ノックアウト手段１０を作
動してカムシャフト２を離型する。
度が点ｄ１で示す９５０℃から点ｅ１で示す８５０℃に
達したとき、型開きを行い、ノックアウト手段１０を作
動してカムシャフト２を離型する。
前記手法により得られたカムシャフト２は熱間割れを生
じておらず、また金型１にも何等損傷を生じていない。
じておらず、また金型１にも何等損傷を生じていない。
その上、カムシャフト２は殻状の凝固層により覆われて
いるので離型に際し変形することもない。
いるので離型に際し変形することもない。
さらに、各カム部２ｂのノーズｎは、それを成形する金
型１の部分が比較的低温に加熱されており、また冷却段
階では急速に冷却されるので確実にチル化されている。
型１の部分が比較的低温に加熱されており、また冷却段
階では急速に冷却されるので確実にチル化されている。
即ち、ＪＩＳ ＦＣ２０〜Ｆ０３０相当の鋳鉄よりなる
鋳鉄鋳物の離型最適範囲は、その表層温度が１１５０〜
８００℃、したがって共晶線Ｌｅｔとその直下３５０℃
との間にあるときといえる。
鋳鉄鋳物の離型最適範囲は、その表層温度が１１５０〜
８００℃、したがって共晶線Ｌｅｔとその直下３５０℃
との間にあるときといえる。
（発明の効果）
第７図及び第８図は本発明方法によって鋳造したカムシ
ャフトと従来法によって鋳造したカムシャフト（Ｎｉ、
Ｃｒ、 Ｍｏを所定の割合で添加していない）との硬
度及び摩耗量を比較したグラフであり、これらのグラフ
から明らかなように本発明によれば、優れた品質のカム
シャフトを得ることができる。
ャフトと従来法によって鋳造したカムシャフト（Ｎｉ、
Ｃｒ、 Ｍｏを所定の割合で添加していない）との硬
度及び摩耗量を比較したグラフであり、これらのグラフ
から明らかなように本発明によれば、優れた品質のカム
シャフトを得ることができる。
更に本発明にあってはカムシャフトの表層が殻状の凝固
層になったとき離型を行うので、離型に際し凝固層の保
形能を得て正常なカムシャフトを得るとともに金型の損
傷を防止してその延命を図ることができ、且つ離型を高
温領域で行うので生産能率を向上させることができる。
層になったとき離型を行うので、離型に際し凝固層の保
形能を得て正常なカムシャフトを得るとともに金型の損
傷を防止してその延命を図ることができ、且つ離型を高
温領域で行うので生産能率を向上させることができる。
第１図は鋳造装置の斜視図、第２図は第１図！！−ＩＩ
線矢視図、第３図は第２図ＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、
第４図はカムシャフトを示す図、第５図はＦｅ−Ｃ系平
衡状態図、第６図は注湯後の経過時間とカムシャフトの
表層温度との関係を示すグラフ、第７図及び第８図は本
発明方法によって鋳造したカムシャフトと従来法によっ
て鋳造したカムシャフトとを硬度及び摩耗量において比
較したグラフである。 尚、図面中、１は金型、２はカムシャフト、６はキャビ
ティ、８は加熱回路、９は冷却回路、１０はノックアウ
ト手段である。 第１図 第３図 第５図 Ｃ（を量％） 胃婆泥 巴 Ｌｒ＞ＯＬｒ＞０ ＊田の−ｇ
線矢視図、第３図は第２図ＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、
第４図はカムシャフトを示す図、第５図はＦｅ−Ｃ系平
衡状態図、第６図は注湯後の経過時間とカムシャフトの
表層温度との関係を示すグラフ、第７図及び第８図は本
発明方法によって鋳造したカムシャフトと従来法によっ
て鋳造したカムシャフトとを硬度及び摩耗量において比
較したグラフである。 尚、図面中、１は金型、２はカムシャフト、６はキャビ
ティ、８は加熱回路、９は冷却回路、１０はノックアウ
ト手段である。 第１図 第３図 第５図 Ｃ（を量％） 胃婆泥 巴 Ｌｒ＞ＯＬｒ＞０ ＊田の−ｇ
Claims (1)
- 熱伝導性に優れた金型のキャビティ内に溶湯を注入し、
キャビティ表面に接する溶湯の表層が冷却されて殻状の
凝固層を形成した時点で離型するようにした鋳造方法に
おいて、前記溶湯成分は鋳鉄材にＮｉを１．５〜４．０
ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０ｗｔ％、Ｍｏを０．５〜
１．０ｗｔ％添加したものであることを特徴とするカム
シャフトの鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033800A JPH0736948B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | カムシャフトの鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033800A JPH0736948B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | カムシャフトの鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01210167A true JPH01210167A (ja) | 1989-08-23 |
| JPH0736948B2 JPH0736948B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=12396549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63033800A Expired - Fee Related JPH0736948B2 (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | カムシャフトの鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736948B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174775A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-19 | Honda Motor Co Ltd | 金型鋳造法および金型鋳造装置 |
-
1988
- 1988-02-16 JP JP63033800A patent/JPH0736948B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174775A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-19 | Honda Motor Co Ltd | 金型鋳造法および金型鋳造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0736948B2 (ja) | 1995-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |