JPH02274362A

JPH02274362A - 圧力鋳造装置

Info

Publication number: JPH02274362A
Application number: JP2010464A
Authority: JP
Inventors: Jean Charbonnier; ジヤン・シヤルボニエ; Francois Goliard; フランソワ・ゴリアール; Guy Rata; ギイ・ラタ
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: FR2641721B1; JPH0675762B2; FR2641721A1; EP0379453A1

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圧力鋳造による緻密な独立鋳造塊を右する金属
部品の￥Ｊ造方法に関する。

先行技術金属部品のｖＩ造において液体金属塊が凝固するとき容
積が減少することは当業者にとり周知のことである。従
ってほとんどの鋳型には上記容積の減少すなわち収縮を
補償し、緻密な部品、すなわち何ら内ａｌｌ’２孔また
は収縮空孔を有しない部品が製造できるように、圧力鋳
造においては押し喝と呼ばれる金属の貯蔵だめとなる容
積を大きく供給側につくる。この解決法は、鋳造部品の
形状が比較的１０純な場合は適切である。しかしながら
、はとんどの場合、供給湯が鋳型空洞に達するには、潟
は注入ダクトおよび鋳込み口を通り流れる必要があり、
得られた部品の緻密さは鋳造法案の健全さによるもので
はあるが、湯の凝固が部品−鋳込みローダクト−押し潟
の順に行われる場合にのみ保証され得るものであり、従
って鋳型の設計に当っては鋳込みロダクトを大きくする
ことが必要ひあり特にこれは圧搾鋳造タイプの圧力鋳造
には実用されている方法である。

しかるに特別な配置がなされている場合においてさえ、
収縮空孔の問題は部品が独立した鋳造塊を有する場合は
依然として存在し、すなわち実際に大容積部分が比較し
て非常に小容積部分に近接して存在する場合である。実
際上、冷部速腐が部品のある点と他の点が非常に異なる
場合であって、つまり他は凝固が完結しているときでも
分離した鋳造塊内はまだ潟のままに残しており、潟が独
立され存在するために、上述の方法を用いて凝固にとも
なう収縮を補償することは不可能である。この理由から
採用される解決法は、収縮空孔現象に基づく内部空孔を
これら鋳造塊の外部変形に置き換えるように独立鋳造塊
に１１２造的な力を加えることであり、これにより部品
が確実に所望の緻密さを有するようにする。

上記鍛造的な力は、独立鋳造塊に面する鋳型の壁内に開
口を貞通しその中に可動部分を設け、これに圧力を加え
て所望の外部変形を生ずるように可動部を移動させるこ
とで生じさせる。上記部分の移動は、鋳造機械内の１部
であるかまたは外部の液圧ジヤツキつまり機械の流体力
学装置または別途の外部装置により行われる。

しかしながらこの解決法にも実際にはその周囲の事情に
よりａ造される独立鋳造塊の数にも限度がある。つまり
鋳造塊の数に等しいだけのジヤツキの数がなければなら
ず、その結果その構成は高度に複雑な鋳型および操作サ
イクルとなる。

ｌＪＪ月ｌ丞本発明は、以上の理由から、本出願人らが収縮空孔問題
を解決する簡漂な方法を探索し見出したものであるが、
これはｖｉ造部品にある独立鋳造塊の数に関係なくかつ
圧力ｖＩ造の骨組みに属するものである。

ここで使用する用語の圧力・ｔＪ造は鋳型内の金属塊を
部品に凝固成形する操作を示すものであり、１方では液
体の形で（通常の圧力Ｕ造の場合）または半液体の形で
（間接チキソホーミングの場合）のどちらかにおいて、
ピストンを用いて鋳型内に金属を圧力下で入れることに
よる。ただしこの操作は凝固の過程で、鋳型の壁に圧力
を加えるジャツギにより部品を鍛造することをともなう
（間接圧搾鋳造操作の場合）ものである。

他方では、鋳型内の空洞に直接金属を導入し、凝固の過
程で鋳型の壁に圧力を加えるジヤツキを用いて部品がＲ
造操作を受けるようにすることによるもので、ただし金
属は液体であり（直接圧搾＃！ｉ造の場合）または半液
体である（直接的チキソホーミングの場合）。

直接で６間接でも、チキソホーミングは、明らかにチキ
ソトロピー性の合金を使用するものであり、すなわら縮
退樹枝状結晶を含む構造を有する合金であり、これが特
に成形操作に適している。

本発明において本出願人らが用いる方法は、通常の圧力
鋳造、間接チキソホーミング、および間接圧搾＆８造で
あって、あるいは補助シャツ１を用いる鍛造をともなう
ものであるが、機械を用いる圧力鋳造による緻密な独立
１造塊を有する金属部品の製造方法である。この機械は
固定部および可動部より形成される鋳型を含み、これら
の隣接する而は空洞をつくり、該空洞と接続する開口が
固定部を貫通し、該開口は圧力下で少なくとも部分的に
液体である金属の供給手段をもち、機械はさらに抜き出
し板とあるいは鍛造ジヤツキを含み、金属の供給中は、
金属に加えられた圧力に基づくエネルギーの少なくとも
１部が可動締切り部材に伝達され、可動締切り部材は鋳
型の壁の全厚さにわたって設けられたハウジング内を滑
動し且つ独立鋳物塊に面して配置されており、該エネル
ギーは該締切り部材に固定された弾性システムの圧縮に
より回収され１、且つ供給を介して金属に加えられる圧
力が該システムにより加えられる圧力より小さくなると
直ちに該システムの膨張により金属の方に戻されること
を特徴とする製造方法である。

チキソホーミングまたは直接圧搾鋳造において、本発明
の方法は、機械を用いる圧力鋳造による緻密な独立鋳造
塊を有する金属部品の製造方法であって、機械は固定部
および可動部から形成されるダイス型を含み、これらの
相対する面が空洞をつくり、少なくとも部分的に液相を
有するような熱的条件下に保たれた゛金属が該空洞中に
入れられ、該機械にはさらにＲ造ジヤツキが備えられ、
これ栃はダイス型の可動部分に当てられて金属の成ｌを確実に
するため固定部に対し作用され、金属に加えられた圧力
に基づくエネルギーの少なくとも１部が可動締切り部材
に伝達され、可動締切り部材ており、該エネルギーは該
締切り部材に固定された弾性システムの圧縮により回収
され、且つ可動部を介して金属に加えられる圧力が該シ
ステムにより加えられる圧力が該システムにより加えら
れる圧力より小さくなると直ちに該システムの膨張によ
り金属の方に戻されることを特徴とするｔｆｉ　”ｚ’
ｌｔ方法である。

さらに詳細には、通常の圧力鋳造または間接チキソホー
ミングの場合の弾性システムの操作方法は次のとおりで
ある。

休止位置では弾性システムには無応力であって可動締切
り部材は下りきった位置にある。空洞が金属により充満
すると上る締切り部材に加わる圧力は増加し、その作用
で弾性システムを圧縮する。

凝固中は、独立鋳造塊は薄い固体膜に囲まれ、金属に加
わる圧力の締切り部材への伝達は止るが弾性システムの
膨張傾向がおこり膨張力が締切り部材に加わり再び下へ
元に戻す。このように供給または鍛造操作により金属に
加えられる液圧はもはや独立鋳造塊に伝達されることは
ないが、独立＆ｌ造塊が継続して受ける力は内部空孔を
なくするように働き所望の緻密さが確実に得られるよう
に働く。

本方法はチキソホーミングの場合に特に有効であり、と
いうのは凝固のさいの容積収縮が完全液体金属を用いる
方法より小さいからである。従って弾性システムの移動
距離も小さく高圧保持も容易である。さらに本方法は直
接チキソホーミングまたは圧搾鋳造にも適用できる。こ
の場合には弾性システムの作用を受ける締切り部材は鍛
造ダイス型内に配置される。上記の場合のように、ダイ
ス型の締切りが締切り部材に圧力を加え、次に弾性シス
テムを圧縮し、次にこの弾性システムが力を加え、ダイ
ス型の薄い部分の凝固が上部部分の移動を防化して独立
鋳造塊の容積収縮を補償する。

彫以上まとめると、本発明は成ｌ操作により生じるエネル
ギーを使って緻密な部品をＩｌ造することにある。本方
法の興味深い点は、先行技術の場合のような外部エネル
ギーを全く使わないこと、さらに鋳型設計も簡単で機械
にも操作サイクルにも何ら影響を与えない利点を有する
ことである。

弾性システムは公知の方法例えば可変形座金（胆ばね座
金）、］イルばねまたは流体正式シリンダーにより形成
できる。

この機械での弾性システムの場所については、異なる３
種の方法により設計できる。

！８型またはダイス型の壁内に組み込むかまたは鋳型の
抜き出し板に固定し、はとんどの加圧鋳型に見られる配
置にし部品を鋳型空洞から容易に取出しできるようにす
る。この場合の操作の仕方は、上記の場合と同じである
が、利点としては、鋳型から鋳造部品を取出寸操作にお
いて締切り部材を突出し装置として利用することができ
、これが清浄効果をあたえ、さらに金属粒子が締切り部
材用ハウジングに侵入して次の操作の動きを止める原因
となる金属粒子を排除することである。

または圧搾鋳ｉｆ１Ｍの場合に１造ジヤツキに配置する
。この利点としては、弾性システムにより独立鋳造塊が
同じ速度ですべてが凝固しないことによる締切り部材の
移動の相違を吸収することが可能である。各締切り部材
に継続して圧力を加えることが可能であるが、それに反
して弾性シス゛ｊムがない場合収縮が最小の鋳造塊のみ
が鍛造力を。

受ける。さらにこの装置を用いると鋳造塊への供給圧よ
りも高い圧を加えることが可能であり、締切り部材の移
動距離を制限せぬようにし、且つ所望の瞬間に圧を加え
ることが可能である。

実施例ここで図面を詳細に参照すると、第１図は固定部２およ
び可動部３により形成される鋳型１を示す。これらの隣
接面が輪郭をもつの空洞４をつくり、これが液体金属か
ら独立鋳造塊５を有する部品の鋳造を可能にする。液体
金属はピストン６により鋳型の固定部に設けられた聞Ｄ
　７を経て鋳型に圧入され、ここに押し湯部９が凝固す
る空間８が形成される。鋳型の可動部にハウジング１０
が設けられ、その中を可動部分１１が滑動し、これが方
向１２に加えられる圧力作用で、内部空孔が形成Ｕぬよ
うに金属が部分的に凝固した後で独立鋳造塊を形成する
部品を圧縮する。

第２図は固定部２２および可動部２３により形成される
ダイス型２１を示す。これらの相対面が空洞２４をつく
り、その中に加熱により半液体材料２５となったチキソ
トロピー性金属のビレットを四く。材料２５はジヤツキ
（図示されていない）により鋳型の可動部から固定部に
向って移動するように鋳型の可動部分に加えられた圧力
により独立鋳造塊２６を有する部分の形に挿入される。

独立鋳造塊の反対側には鋳型の可動部はハウジング２１
を有し、ハウジング内を可動締切り部材２８が滑動する
がこれは弾性システム２９に固定されており、弾性シス
テムは止め材３０により所定位置に保持されている。

鋳型の２つの部分がジヤツキの作用で相互に移動すると
、空洞内に置かれた半液体材料が圧縮される。加えられ
たエネルギーは少なくとも１部は締切り部材に伝達され
弾性システムの圧縮となって吸収される。

鋳型部の相互移動の作用下において材料により加えられ
た圧力がシステムの膨張しようとして加えられる圧力よ
り小さくなると、これは特に凝固の過程で金属の収縮に
基づき起るのであるが、直ちに該システムにより貯えら
れていたエネルギーが締切り部材に戻され、締切り部材
は接触する材料部分を押し房すようになり、従ってその
凝固過程中に材料内に生成しようとする内部空孔が起ら
ないようにさせる。

第３図および第４図は、固定部３２および可動部３３に
より形成される鋳型３１を示す。これらの隣接面が液体
金属から独立鋳造塊３５を有する部分の鋳造用空洞３４
をつくり、液体金属はピストン３６により、鋳型の固定
部に設けられた間口３７を経て鋳型に圧入され、ここに
、鋳型が充満した後に押し湯部３９が凝固する空間３８
が形成される。鋳型の可動部の壁にハウジング４０が設
けられ、その中を締切り部材４１が滑動するが、止め材
４３により所定位置に保持された弾性システム４２に対
して締切り部材は固定されている。

鋳型に金属を供給するときは、金属により加えられる圧
力のエネルギーは締切り部材に伝達され、第３図のよう
に締切り部材は上方に滑動して弾性システムを圧縮する
。弾性システムは該エネルギーを回収し、締切り部材と
ハウジングの底との間に環状空間４４を形成する。金属
の部分的凝縮後で且つピストンにより加えられる圧力が
弾性システムがその膨張しようとして加えられる圧力よ
り小さくなると直ちに、弾性システムの貯蔵したエネル
ギーが締切り部材を環状空間４４の高さまで下方に押１
ノ戻し、その作用は、その場所の金属表面に変形を与え
、凝固過程に形成された内部空孔を閉じるように働く。

第５図および第６図は、固定部５２および可動部５３に
より形成される鋳を５１を示す。これらの隣接面が液体
金属から独立鋳造塊５５を有する部分を鋳造するための
空洞５４をつくり、液体金属はピストン５６により鋳型
の固定部に設けられた開口５７を経て鋳型に圧入され、
ここに鋳型充頃後は押し湯部５９が凝固する空間５８が
形成される。鋳型の可動部にハウジング６０が設けられ
、ハウジングは独立鋳造塊に面する位置にあり且つその
中を締切り部材６１が滑動する。締切り部材は弾性シス
テム６２に固定され、弾性システムは鋳型の抜き取り板
６３内に配置され且つ止め材６４により所定位置に保持
されている。

この場合、弾性システムは鋳型の壁内に置かれないで抜
き取り板肉に置かれる点を別にすると、その操作の仕方
は第３図と第４図の場合と全く同じである。ｖＪ型内に
金属が満たされると、締切り部材は上方に滑動して第５
図に示すように環状空間６５がハウジングの底にできる。この空間は弾性シス−ｊムが膨張する
と再び締切り部材により占有される。（第６図参照）第７図および第８図は、上記と同じｌＩ！成部を示すが
さらに鍛造ジヤツキ７１が付加されており、そこに弾性
システム７２および７３が組込まれている。

鋳型内に金属を仕込むときは、可動締切り部材７４およ
び７５は上方に滑動しそれらのハウジングの底に環状空
間γ６および１１を形成するが、一方で可動締切り部材
は金属に加えられた圧力のエネルギーを弾性システムに
伝達する。（第７図参照）金属が凝固するときは、この
場合独立ｔ２Ｆ造塊１８の収縮の方が鋳造塊７９の収縮
より大きく、弾性システム７２に加えられる圧力は弾性
システム７３に加えられる圧力より早く弱まり、従って
締切り部材７４に圧縮エネルギーも早く戻ることになり
、環状空間７６も早くに再占有され、さらに金属にその
圧力を加えて且つ内部空孔をなくするが、他方の空間７
７は遅れたまま引き続き存在する。

これは各独立鋳造塊に含まれる収縮に差があるにも拘ら
ず、部分全体としては鋳造ジヤツキが圧縮効果を保持す
るようにさせる。

本発明は、圧力鋳造、チキソフォーミングまたは圧搾鋳
造により適切な緻密さの独立鋳造塊を有する部品の製造
に広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

先行技術に関する第１図は鋳型の供給装置の垂直断面図
の１部を示し、その壁に可シ」部が設けられている図、
以下は本発明に関するもであって、第２図は直接的チキ
ソフーミング鋳型の垂直断面図であり、その壁に弾性シ
ステムが備えられている図、第３図および第４図は、圧
力鋳造ｉ５型の供給装置の垂直断面図Ｃあり、その壁に
弾性システムが備えられている図で、第３図はそのシス
テムの圧縮の場合に相当し第４図はそのシステムの膨張
の場合に相当する図、第５図および第６図は、圧力鋳造
鋳型の供給装置の垂直断面図の１部を示し、これは抜き
出し板からなり、そこに弾性システムが備えられている
図で、第５図はシステムの圧縮の場合に相当し、第６図
はシステムの膨張の場合に相当する図。さらに第７図お
よび第８図は、圧力鋳造鋳型の供給装置の垂直断面図で
あり、これは抜き出し板および鍛造ジヤツキからなり、
そこに弾性システムが備えられている図で、第７図はシ
ステムの圧縮の場合に相当し第８図はシステムの膨張の
場合に相当する図である。１゛３１，５１・・・・・・鋳型、　２，２２，３２．
５２・・・・・・固定部、３１１．２３３３．５３　　
・・・・・・可動部、　４，２４，３１１．５４・・・
・・・空洞、　５，２６，３５，５５，７８．７９・・
・・・・独立鋳造塊、６３６５Ｇ・・・・・・ピストン
、　７，３７．５７・・・・・・間口、８３８５８・・
・・・・空間、　９．３９．５９・・・・・・押し湯部
、１０２７４０．６０・・・・・・ハウジング、　１２
・・・・・・方向、２１・・・・・・ダイス型、　２５
・・・・・・材料、２８．４１，６１７４．７５・・・
・・・締切り部材、２９．４２．６２，７２．７３・・
・・・・弾性システム、３０、４３．６４・・・・・・
止め材、　４４，６５，７６．７７・・・・・・環状空
間、　６３・・・・・・汰き出し板、　７１・・・・・
・鍛造ジヤツキ。図面の浄書（内容に変更なし）第１図１フ第２図 ”＞４第５図第６図第３図第４図第７図第８図 ↓ 平成２年４月１３日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機械を用いる圧力鋳造による緻密な独立鋳造塊を
有する金属部品の製造方法であつて、機械は固定部およ
び可動部から形成される鋳型を含み、これらの隣接する
面が空洞をつくり、該空洞と接続する開口が固定部を貫
通し、該開口は、圧力下で少なくとも部分的に液体であ
る金属の供給手段をもち、機械はさらに抜き出し板とあ
るいは鍛造ジャッキとを含み、鋳型への供給中は、金属
に加えられた圧力に基づくエネルギーの少なくとも１部
が可動締切り部材に伝達され、可動締切り部材は鋳型の
壁の全厚さにわたつて設けられたハウジング内を滑動し
且つ独立鋳造塊に面して配置されており、該エネルギー
は該締切り部材に固定された弾性システムの圧縮により
回収され、且つ供給を介して金属に加えられる圧力が該
システムにより加えられる圧力より小さくなると直ちに
該システムの膨張により金属の方に戻されることを特徴
とする製造方法。
（２）機械を用いる圧力鋳造による緻密な独立鋳造塊を
有する金属部品の製造方法であって、機械は固定部およ
び可動部から形成されるダイス型を含み、これらの相対
する面が空洞をつくり、少なくとも部分的に液相を有す
るような熱的条件下に保たれた金属が該空洞中に入れら
れ、該機械にはさらに鋳造ジャッキが備えられ、これは
ダイス型の可動部分に当てられて金属の成形を確実にす
るために固定部に対し作用され、金属に加えられた圧力
に基づくエネルギーの少なくとも１部が可動締切り部材
に伝達され、可動締切り部材は鋳型の壁の全厚さにわた
って設けられたハウジング内を滑動し且つ独立鋳造塊に
面して配置されており、該エネルギーは該締切り部材に
固定された弾性システムの圧縮により回収され、且つ可
動部を介して金属に加えられる圧力が該システムにより
加えられる圧力より小さくなると直ちに該システムの膨
張により金属の方に戻されることを特徴とする製造方法
。
（３）弾性システムが可変形座金、コイルばねおよび流
体圧式シリンダーより形成される群に属することを特徴
とする請求項１または２に記載の方法。
（４）弾性システムが鋳型またはダイス型の壁に固定さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の方
法。
（５）弾性システムが抜き出し板に固定されていること
を特徴とする請求項１に記載の方法。
（６）弾性システムが鍛造ジャッキに固定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の方法。