JPH0354026B2 - - Google Patents

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による繊維強化軽金属鋳造
片の製造方法に関する。

従来技術 繊維強化軽金属鋳造片を製造する最も重要な方
法の一つはダイカストである。しかしこのような
鋳造片の多量生産の際、空所または他の不規則性
の発生で表わされる難点が生ずることがわかつ
た。最近のダイカスト機の短いサイクル時間で、
強化繊維を常に正しい量および正しい配置でダイ
カスト鋳型へ入れることも比較的困難である。例
えばドイツ連邦共和国特許第2701421号に記載さ
れた方法では、第１の段階で比較的小さい繊維強
化鋳造片が製造されて、それから別の鋳型におい
て別の鋳造過程で、最終的な鋳造片を作るため、
前者の鋳造片のまわりに軽金属が鋳造される。こ
のような方法は比較的費用がかかる。

発明が解決しようとする課題 したがつて本発明の課題は、多量生産でも比較
的簡単なやり方で欠陥のない鋳造片の製造を可能
にするダイカストによる繊維強化軽金属鋳造片の
製造方法を見出すことにある。

課題を解決するための手段 本発明による方法は、少なくとも２つの部分か
らなる開かれた補助鋳型へ繊維材料からなる成形
体を入れ、補助鋳型を閉じ、軽金属の液相線温度
と約850℃との間の温度に補助鋳型を加熱し、こ
の温度で補助鋳型の外側輪郭に対応するダイカス
ト鋳型へ補助鋳型をはまるように入れ、続いて直
ちに圧力をかけて軽金属を満たし、軽金属の凝固
後補助鋳型をダイカスト鋳型から取出し、でき上
つた繊維強化軽金属鋳造片を補助鋳型から取出す
段階を含んでいる。

発明の効果 こうして本発明によれば、製造すべき繊維強化
軽金属鋳造片の外側輪郭に対応する精密な内側輪
郭は、補助鋳型に加工すればよく、ダイカスト鋳
型自体に加工する必要がないので、大きくて重い
ダイカスト鋳型を簡単化しかつ安価にすることが
できる。すなわち補助鋳型の外側輪郭は、その内
側輪郭に関係なく、簡単な形状とすることができ
るので、ダイカスト鋳型もそれに応じて簡単な形
状の内側輪郭をもつことができる。また特定の大
きさ範囲内にある複数の異なる形状の鋳造片用の
補助鋳型が、同じ外側輪郭をもつようにすれば、
同一のダイカスト鋳型でこれらの異なる形状の鋳
造片を製造することが可能になる。補助鋳型は、
鋳造の際ダイカスト鋳型内に支持されるので、注
入される溶湯の圧力が高くても、肉薄の補助鋳型
を使用することができる。

さらに軽金属の液相線温度と850℃との間の温
度への補助鋳型の最適な温度調節により、大きい
寸法の繊維強化軽金属鋳造片を多量に製造するこ
とができる。

なお本発明では鋳造片を開かれた補助鋳型から
取出すので、補助鋳型を破砕することなく反覆し
て使用でき、この点も鋳造片の多量生産にとつて
有利である。

こうして任意の形状、大きさおよび重量をもつ
繊維強化軽金属鋳造片を、簡単かつ安価なダイカ
スト鋳型を使用して、多量に製造することが可能
となる。

実施例 本発明によれば補助鋳型が使用され、この中へ
繊維材料からなる成形体が入れられる。補助鋳型
は製造すべき鋳造片に応じて２つまたはそれ以上
の部分からなり、公知のように溶融金属の入る開
口と空気の流出開口とを備えている。鋳造または
万一の排気の際高すぎる流速のため繊維材料がず
れるのを回避するため、多数の小さい開口が好ま
しい。補助鋳型は後でダイカスト機にある本来の
ダイカスト鋳型により支えられるので、比較的肉
薄にすることができる。

鋳造片を強化するのに役だつ繊維成形体がこの
補助鋳型へ入れられる。その際入れるとは、繊維
成形体が完成した予備成形品として鋳型へ入れら
れることも、繊維成形体の部片またはからみ合つ
た繊維が鋳型へ入れられてそこで完成した繊維成
形体に成形されることも意味する。

例えばポリメタクリル酸メチルまたはアルギン
酸塩を主成分とする一時有機結合剤の使用によつ
て、繊維成形体の構成を著しく容易にすることが
でき、この結合剤が別の方法段階を必要とするこ
となく補助鋳型の加熱の際再び破壊されることは
特に有利である。

繊維成形体は構成する繊維は、ガラス、炭素、
金属、Al₂O₃のような酸化物およびセラミツク材
料から作ることができる。これらの繊維はホイス
カ、短繊維、繊維状粒子の形でも、無端糸として
存在してもよい。

繊維成形体を補助鋳型へ入れた後、補助鋳型が
閉じられる。この過程では、小さい比重で単位容
積あたり少ない繊維割合をもつかさばつた軽い繊
維成形体を圧縮して、鋳造片における所望の繊維
密度が得られるようにするのが有利である。

繊維成形体を満たされて閉じられた補助鋳型
は、それから回分ごとにまたは連続的に動作する
予熱炉へ入れられ、そこで場合によつては保護ガ
ス中で、鋳型へ流し込まれる金属の液相線温度と
約850℃との間の温度に加熱される。650ないし
750℃の温度に加熱するのがよい。この加熱は、
場合によつては一時結合剤が完全に分解するまで
行なわれる。

所望の温度に達しかつ一時結合剤の分解した
後、補助鋳型がこの温度で補助鋳型の外側輪郭に
対応するダイカスト鋳型へはまるように入れら
れ、続いて直ちに軽金属（アルミニウム、マグネ
シウム、およびこれらの金属を含む合金）を圧力
をかけて満たされる。金属の凝固後ダイカスト鋳
型の補助鋳型が取出されて開かれ、でき上つた繊
維強化軽金属鋳造片が補助鋳型から除去される。

繊維フエルト、特に圧縮された状態のものや織
布または綱は、溶融金属の浸入に対して抵抗を及
ぼし、この抵抗に打勝つため溶融金属に圧力を加
えなければならない。溶融金属を鋳型へ押込む圧
力は、金属と繊維との間のぬれ角が小さく、繊維
包がゆるく、また繊維包への金属の浸入速度が小
さい場合には、非常に小さく数barの範囲にある
ようにできるが、逆の状態では3000barまで達す
ることもある。溶湯を通して追い出さねばならな
いガスも繊維包に含まれていると、このために付
加的な圧力を加えねばならない。鋳造前に補助鋳
型を排気する場合、閉鎖継目を例えば耐熱黒鉛膜
で密封するのがよい。

このような密封により、例えば溶湯の流入個所
およびガス流出開口も密封して、補助鋳型とダイ
カスト鋳型との間に存在することのある空所で溶
融金属が入らないようにすることができる。

補助鋳型の予熱により繊維成形体は鋳造の際最
適温度をもつので、欠陥のない鋳造を行なうこと
ができる。ダイカスト鋳型の閉鎖過程は、補助鋳
型の挿入後一般に非常に速やかに行なわれるの
で、放射による補助鋳型の冷却は限界内に保たれ
る。ダイカスト鋳型の閉鎖後、補助鋳型がそれに
より著しく冷たいダイカスト鋳型とよく接触する
ことによつて、ダイカスト鋳型の金属への熱流に
より補助鋳型の冷却はもちろん始まるが、補助鋳
型の質量のためこの冷却は衝撃的にはおこらな
い。ダイカスト機のサイクル時間は同じなので、
補助鋳型の適当な温度上昇により金属の流し込み
前の放熱を補償して、鋳造時点に繊維成形体に所
望の温度が精確に存在するようにできる。ダイカ
スト鋳型の壁を公知のように例えば急冷板で適当
に形成することによつて、補助鋳型の壁を通る放
熱を適切に制御し、それによつて溶湯の調整され
た凝固を行なうことができる。注入個所とは反対
の端部で金属の凝固が始まるように放熱が制御さ
れると、補助鋳型内で金属が完全に凝固するま
で、注入個所から鋳型内の圧力を維持することが
でき、それにより例えば空隙のような鋳造欠陥が
確実に回避され、さらに製造された軽金属鋳造片
の高い強度が得られる。しかし本発明による方法
の利点はとりわけ次の点にある。すなわち補助鋳
型の最適な温度調節によつて、繊維強化軽金属鋳
造片、特にピストンおよびピストンピン、弁ばね
受け、揺動レバー、カツプタペツト、シリンダ、
連接棒、前輪軸、横置き懸架腕や車軸のような車
輪懸架装置の部品のような自動車用の特に軽い構
造部品を欠陥なしに多量に製造することもでき
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ａ 製造すべき鋳造片の外側輪郭に対応する
   内側輪郭をもち少なくとも２つの部分からなる
   開かれた補助鋳型へ繊維材料からなる成形体を
   入れ、 Ｂ 補助鋳型を閉じ、 Ｃ 軽金属の液相線温度と約850℃との間の温度
   に補助鋳型を加熱し、 Ｄ この温度で補助鋳型の外側輪郭に対応するダ
   イカスト鋳型へ補助鋳型をはまるように入れ、
   続いて直ちに圧力をかけて軽金属を満たし、 Ｅ 軽金属の凝固後補助鋳型をダイカスト鋳型か
   ら取出して開き、 Ｆ でき上つた繊維強化金属鋳造片を補助鋳型か
   ら取出す 段階を特徴とする、繊維材料からなる成形体を使
   用してダイカストによる繊維強化軽金属鋳造片の
   製造方法。 ２ 段階Ｄにおいて溶湯の凝固するまで圧力を維
   持することを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ 補助鋳型を閉じる際成形体を圧縮することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ４ 一時有機結合剤により成形体を安定化し、段
   階Ｃで結合剤を再び破壊することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項または第３項に記載の方
   法。