JPH02247062A - 酸化物混入防止鋳造方法 - 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、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耐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、マシンスペース上に固定された固定プラテンｌ
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ｌ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１
０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って、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
合する下向きの縁材皿状の金網等を下方より装入し、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
入孔にドツキングさせて鋳込動作を行なうようにした。

し作用］ 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嵌合する下向きの縁４１皿状の金網
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、本発明の詳細な説明す
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が嵌着されており、
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ｂ−，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、下向
きの縁材皿状の金網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ツキング位置と、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
２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１０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、複数個ずつの押出ビン１６．１
７が先端をホモ部相当部分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２
３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の上半小径部に対
して挿抜目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４
０〜６０ｍｍ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図に示すように、下向きの縁材
皿状のものを用いた。すなわち、金網１５は、側面が截
頭円錐頭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と直径りとの割合Ｈ／Ｄが、０．１５〜０．５の
範囲にあることが必要である。Ｈ／Ｄが大きい値はど、
湯道入口孔のテーパ内壁部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メツシュ程度のものを用い、材
質としては、溶湯ｌｌ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ｌＯ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、最初に嵌合して装着
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１
５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に嵌合した場合に、金
網の下端部１５ｃも鋳込スリーブ装入孔の天井部２０の
一部に接合して装着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嵌合する截頭円
錐頭形状の金網を、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。 特許出願人　　宇部興産株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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材皿状の金網等を、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
   した酸化物混入防止鋳造方法。