JPH0386363A

JPH0386363A - 溶湯鍛造方法

Info

Publication number: JPH0386363A
Application number: JP21982389A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Yasumatsu; 安松　金男
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1991-04-11
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JP2854618B2

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）この発明は、金型内に充填された溶湯をパンチで加圧し
て内部欠陥の少ない鋳物を得る溶湯鍛造方法に関する。

（従来の技術）溶湯鍛造方法は、金型内に溶融または半ＷＩ融状態（以
下、未凝固という）の金属材料を入れ、高い圧縮力を加
えて凝固させ、求める形状を得る加圧凝固法の一種で、
ブローホールやひけなどがなく、組織が微細化したよい
製品が精度よく、歩留りよく製造することのできる技術
であり、従来から広く利用されている。

（発明が解決すべき課題）ところで、溶湯鍛造方法は、金型内の未凝固の金属材料
に高い圧力を加えることが必要であるが、この圧力が金
型の型締め力より大きい場合には分割型で構成されてい
る金型を分離させたり、金属材料の漏れを生じるので、
溶湯鍛造用パンチで溶湯に加えることのできる圧力の大
きさは金型の型締め力の大きさによって制限を受ける。

また、一般に鋳物において、内部欠陥は製品の厚内部分
の中央部に生じることが多く、このような部分の近傍位
置で積極的に溶湯鍛造方法を用いることは、欠陥の少な
い鋳物製品を得るうえで望ましいものである。

この発明は、このような事情に基づいてなされたもので
、金型の型締め力による制限を回避して溶湯の加圧力の
自由度を高め、適切な大きさの圧力で溶湯を加圧できる
ようにするとともに、内部欠陥が生じる可能性の大きい
、製品の厚内部近傍位置で溶湯を加圧することによって
、欠陥の少ない鋳物製品を得ることを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、この発明は、金型に充填さ
れた溶湯をパンチで加圧する溶湯鍛造方法において、金
型内の溶湯が未凝固の状態のときに製品厚肉部近傍位置
までパンチを進出させる第１の工程と、金型のせきの溶
湯が凝固した後にパンチを大きな圧力でさらに進出させ
る第２の工程とを有し、前記第１の工程でのパンチの作
動圧力を金型の型締め力より小さく設定するとともに、
前記第２の工程でのパンチの作動圧力を金型の型締め力
より大きく設定したものである。

（作用）この発明によれば、金型内の溶湯が未凝固の状態のとき
に製品厚肉部近傍位置までパンチを進出させるので、そ
のパンチの作動圧力が小さくて済み、金型の型締め力よ
り小さい圧力でパンチの先端を製品の厚肉部に近接して
位置させることができる。

そして、かかる位置において金型のせきの溶湯が凝固し
た後にパンチを大きな圧力でさらに進出させるので、こ
の時点では金型内の溶湯の表面部分の凝固が開始してい
るから、パンチにより溶湯に加わる圧力の一部が凝固し
た溶湯の表面部分で負担される結果、前述のごとき不具
合を生じずに型締め力より大きな加圧力をパンチで溶湯
に加えることができる。

そのため、金型の型締め力による制限を回避して溶湯の
加圧力の自由度を高め、適切な圧力で溶湯を加圧できる
ようにするとともに、内部欠陥が生じる可能性の大きい
製品の厚内部近傍位置で溶湯を加圧することによって、
欠陥の少ない鋳物製品を得ることができる。

（実施例）以下、図に示す鋳造装置によりこの発明を説明するが、
この鋳造装置にはアルミニウム合金の溶湯が重力鋳造法
により供給されるものである。

まず、第１図および第２図により、鋳造装置１の全体概
略を説明する。

鋳造装置１は、チャンネル材で枠組された基台２と、こ
の基台２上に離間して立設された２つの固定プラテン３
．４を有し、これらの固定プラテン３．４の間には４本
のガイドロッド５が横架されている。

これらのガイドロッド５には、可動プラテン６が摺動可
能にはめ合わされて、前記ガイドロッド５に沿って進退
可能に構成されている。

前記固定プラテン３には、ベースプレート７を介して固
定型８が設置されており、他方の固定プラテン４には金
型開閉用油圧シリンダ（以下、金型用シリンダという）
１１が設置されている。

そして、前記可動プラテン６にはベース部材１２を介し
て可動型１３が装着されており、この可動型１３と前記
固定ｆＪ１８とで金型Ｍが構成されている。

前記固定プラテン４に装着された金型用シリンダ１１の
ピストンロッドｌｌａの先端は、連結金具６ａを介して
可動プラテン６に接続されている。

そして、前記金型用シリンダ１１へ供給された油圧によ
って、前記可動プラテン６は固定プラテン３側に進退駆
動され、前記可動プラテン６を前記固定プラテン３側に
進出させることによって、可動型１３は固定プラテン３
に設置された固定型８に衝合されて金型Ｍは溶湯の注型
が可能の状態となるものであり、逆に該可動プラテン６
を後退（固定プラテン４側に移動）させることによって
、可動型１３を固定型８から離間させて、金ｍＭからの
製品の離型ができるようになっている。

そして、第１図からあきらかなように、可動型１３が衝
合される固定型８の表面と同一平面上に位置すべく、前
記基台２に固定されたブラケット１５に溶湯鍛造用油圧
シリンダ（以下、溶鍛用シリンダという）１４が固定さ
れ、この溶鍛用シリンダ１４のピストンロッド１４ａの
先端には溶湯鍛造用パンチ（以下、単にパンチという）
１６が装着されている。

このパンチ１６は、第３図に示すように形成され、金型
Ｍにはめ合わされている。

すなわち、金ｆｆｉＭ（第３図では、固定型８を示す）
には、製品形成用のキャビティ２１と湯口２２とせき２
２ａを有し、横長形状に形成されたキャビティ２１に横
方向から直線的に連なる空間２３が形成され、この空間
２３の外端部には半割型のブツシュ２４が装着されてい
る。

前記パンチ１６は耐熱鋼製であって、等径に形成された
直線部Ｌｅａと先端はど小径に形成されたテーパ部１６
ｂとを直線的に一体に形成したもので、前記キャビティ
２１の中心輪〇−〇にほぼ一致して設置されている。

このように構成された金型Ｍによる鋳造は次のように行
なわれる。

まず、金型Ｍが開放状態において、バーナ等により金ｆ
ｆ１Ｍを適度に加熱した後、金型Ｍの表面に黒鉛等を含
有する離型材の塗付を行なう。

この後、前記パンチ１６を金型Ｍの所定の位置（第３図
の実線で示す位置）にセットする。

このとき、前記パンチ１６の直線部ｌｅａは前記ブツシ
ュ２４の透孔部２４ａに配置され、テーパ部１８ｂはキ
ャビティ２１内に突出状態になっている。

これは、キャビティ２１にアルミニウム合金の溶湯が注
型された場合に透孔部２４ａから溶湯が漏れ出すのを防
止するとともに、前記テーパ部１８ｂの先端がキャビテ
ィ２１内の製品厚肉部Ｔの近傍位置に到達するまでの移
動距離を小さくするためである。

そして、金型用シリンダ１１を作動させて可動プラテン
６を進出させ、可動型１３を固定型８に衝合させて型締
めを行なう、この型締めのなされた後は、可動型１３は
金型用シリンダ１１によって固定型８に所定の押圧力で
押圧された状態に維持され、この押圧力をこの明細書で
は型締め力という。

なお、型締め力は、このような金型用シリンダ１１のみ
ならず、種々の公知の構造によって付与することもでき
る。

この後、金型Ｍには重力鋳造法により湯口２２を経てキ
ャビティ２１に溶湯が充填される。

溶湯が金ｆｆ１Ｍに注型された後、前記パンチ１６は、
第４図に示すように作動させる。

時点Ａは、溶湯の注型の完了時点を示す０時点Ａかも０
．５秒程度経過後の時点Ｂには、溶鍛用シリンダ１４の
伸張作動が開始する。

この時点Ｂには、キャビティ２１内の溶湯は未凝固の状
態でありキャビティ２１内に溶湯が充填されていない空
間が存在するので、伸張動作が低い圧力で２〜３秒の間
行なわれる。

かかる伸張動作後の時点Ｃにおいては、溶湯がキャビテ
ィ２１内を満たすので、溶鍛用シリンダ１４の伸張動作
に伴なう圧力は急に増加する。

時点Ｃ以後は、キャビティ２１内の過剰な溶湯を湯口２
２側に押しもどしつつ溶湯に含有されている気泡を押し
つぶすことが、パンチ１６の仕事となるからである。

溶鍛用シリンダ１４によるこのような加圧状態は、０．
５〜１．０秒程度継続され、時点りとなる。

この時点Ｃから時点りまでの間において、前記溶鍛用シ
リンダ１４による溶湯の加圧力は、金型用シリンダ１１
による型締め力より小さく（例えば、５００ｋｇ／ｃ＋
＋２）設定しであるので、金型Ｍを分離させたり、溶湯
の漏れを生じるおそれはない。

以上の９時点Ａから時点りまでの工程は、この発明でい
う第１の工程に該当するものである。

時点りの後、時点Ｅまでの間、溶鍛用シリンダ１４によ
る加圧力が型締め力と等しいか若干小さい状態のまま０
．５秒程度維持する。

この時点りから時点Ｅの間には、金型Ｍに注型された溶
湯のうち、金型Ｍに接触する部分では凝固が開始し、金
型Ｍのせき２２ａの凝固が完了しており、前記パンチ１
６の先端は、第３図に仮想線で示すように製品厚内部Ｔ
の近傍位置に到達している。

したがって、時点Ｅの後、溶鍛用シリンダ１４に供給す
る油圧を高めて、溶鍛用シリンダ１４による加圧力を増
加させ、型締め力を越える大きな圧力（例えば、１５０
０ｋｇ／ｃｍ２）で前記パンチを２．５〜３．０砂径度
作動させることによって溶湯鍛造として適切な圧力で溶
湯を加圧することができる（時点Ｆ）。

時点Ｅから時点Ｆの間には、前述のように金型Ｍ内の溶
湯の表面部分の凝固が開始しているので、型締め力を越
える大きな加圧力を溶湯に加えても、金ｍＭを離間させ
たり、溶湯の漏れ出しを生じるおそれはない。

これによって、溶湯の製品厚肉部Ｔの近傍において適切
な加圧力による溶湯鍛造が行なわれ、効率よく鋳物製品
の欠陥の解消が図られる。

時点Ｆの後、このままの状態で４５〜６０秒程度冷砂径
持させた後、パンチ１６を後退させて金ＷＭから外し、
金型Ｍを開いて製品を取り出す。

以上説明したように、この実施例によれば、金型Ｍ内の
溶湯が未凝固の状態のときに製品厚肉部Ｔまでパンチ１
６を進出させるので、そのパンチ１６の作動圧力が小さ
くて済み、型締め力より小さい圧力でパンチ１６の先端
を製品厚肉部Ｔに近接して位置させることができる。

そして、かかる位置において金型Ｍのせき２２ａの溶湯
が凝固した後にパンチ１６を大きな圧力でさらに進出さ
せるので、この時点では金ｆｆ１Ｍ内の溶湯の表面部分
の凝固が開始しているから、パンチにより溶湯に加わる
圧力の一部が凝固した溶湯の表面部分で負担される結果
、前述のごとき不具合を生じずに型締め力より大きな加
圧力をパンチ１６で溶湯に加えることができる。

そのため、金型Ｍの型締め力による制限を回避して溶湯
の加圧力の自由度を高め、適切な圧力で溶湯を加圧でき
るようにするとともに、内部欠陥が生じる可能性の大き
い製品厚肉部Ｔの近傍位置で溶湯を加圧することによっ
て、欠陥の少ない鋳物製品を得ることができる。

また、以上説明した実施例は、油圧ブレーキ用のマスク
シリンダを製品として形成するものであり、この場合に
パンチ１６によって、溶湯鍛造を行なうと同時に、製品
であるブレーキ用マスタシリングのシリンダ穴用下大を
形成するものであり、マスクシリンダの製造での後加工
の工数を削減する利点を有する。

なお、この実施例においては、以上説明したようにパン
チ１６の先端を予めキャビティ２１内に位置させ、溶湯
を充填することとしたが、この発明はこれに限らず、キ
ャビティ内に溶湯を充填した後にパンチを溶湯内に進出
させることとしても同様に実施することができる。

（発明の効果）この発明は、以上説明したように構成したから、金型の
型締め力による制限を回避して溶湯の加圧力の自由度を
高め、適切な圧力で溶湯を加圧できるようにするととも
に、内部欠陥が生じる可能性の大きい製品の厚肉部近傍
位置で溶湯を加圧することによって、欠陥の少ない鋳物
製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例に関し、第１図は鋳造装置の
全体平面図、第２図は鋳造装置の側面図、第３図は第１
図の■−■線に沿う矢視図、第４図はパンチの加圧力の
変化図である。Ｍ；金型、Ｔ；製品厚肉部、８；固定型、１１；金型開閉用油圧シリンダ、１３；可動型、１４；溶湯鍛造用油圧シリンダ、１６；パンチ、２１；キャビティ、２２；　揚口、　２２ａ；　せき。

Claims

【特許請求の範囲】金型に充填された溶湯をパンチで加圧する溶湯鍛造方法
において、金型内の溶湯が未凝固の状態のときに製品厚肉部近傍位
置までパンチを進出させる第１の工程と、金型のせきの
溶湯が凝固した後にパンチを大きな圧力でさらに進出さ
せる第２の工程とを有し、前記第１の工程でのパンチの
作動圧力を金型の型締め力より小さく設定するとともに
、前記第２の工程でのパンチの作動圧力を金型の型締め
力より大きく設定したことを特徴とする溶湯鍛造方法。