JPH04178255A - 加圧ダイカスト鋳造法およびそれによる鋳造製品の良否判別方法 - 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、加圧ダイカスト鋳造方法およびそれによる鋳
造製品の良否判別方法に関する。

〔従来の技術〕

加圧ダイカスト鋳造方法は、金型の射出口から金型キャ
ビティー内へ金属溶湯を１次加圧しながら導入し、導入
されたキャビティー内の溶湯を射出口とは別の加圧口か
ら付加的に２次加圧するこきにより緻密度の高い鋳造製
品をできるようにしたダイカスト鋳造法である。

ダイカスト鋳造製品の高品質化に対するニーズが高まっ
ており、これに対応するたｔに、特公昭５９−１３９４
２号公報には加圧効果を確実に得られるように加圧機構
部分の構成を規定したダイカスト装置が提案されている
。

しかし、上記従来の装置を用いても、鋳造条件の変動に
よって加圧効果が変動し、引け巣が発生したり、加圧付
与部分の加工代に差が生じたりするという問題があった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来の問題を解決し、鋳造条件の変動に
応じて加圧条件を制御することにより、引け巣発生を防
止した加圧ダイカスト鋳造方法およびそれによる鋳造製
品の良否判別方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本発明の加圧ダイカスト鋳
造法は、金型の射出口から金型キャビティー内へ金属溶
湯を導入後１次加圧し、上記導入されたキャビティー内
の溶湯を上記射出口とは別の加圧口から付加的に２次加
圧する加圧ダイカスト鋳造法において、金型温度および
上記１次加圧の持続時間と、上記２次加圧の開始時期お
よび加圧速度との関係を鋳造製品の引け巣発生を防止す
る最適関係として予め求めておき、鋳造中に金型温度と
上記１次加圧の持続時間とを実測し、これら実測値を用
い上記最適関係に基づいて設定した２次加圧開始時期お
よび２次加圧速度でその鋳造中の上記２次加圧を行うこ
とを特徴とする。

本発明はまた、上記目的を達成するために、金型の射出
口から金型キャビティー内へ金属溶湯を導入後１次加圧
し、上記導入されたキャビティー内の溶湯を上記射出口
とは別の加圧口から付加的に２・次加圧する加圧ダイカ
スト鋳造法において、鋳造中の金型キャビティー内溶湯
圧力の経時変化を鋳造製品の引け巣発生を防止する基準
波形として予め求めておき、鋳造中の実測波形と上記基
準波形との比較に基づいて、上記２次加圧の開始時期お
よび加圧速度を設定することを特徴とする加圧ダイカス
ト鋳造法をも提供する。

更に、本発明による鋳造製品の良否判別方法は、金型の
射出口から金型キャビティー内へ金属溶湯を導入後１次
加圧し、上記導入されたキャビティー内の溶湯を上記射
出口とは別の加圧口から付加的に２次加圧する加圧ダイ
カスト鋳造法により鋳造された製品の良否を判別する方
法おいて、鋳造中の金型キャビティー内溶湯圧力の経時
変化を鋳造製品の引け巣発生を防止する基準波形として
予め求めておき、鋳造中の実測波形と上記基準波形との
比較に基づいて、その鋳造による製品の良否を判定する
ことを特徴とする。

〔作用〕 本発明者は、金型温度および上記１次加圧の持続時間と
、上記２次加圧の開始時期および加圧速度との間に、鋳
造製品の引け巣発生を防止する最適関係があることを見
出した。本発明は予め求めたこの最適関係を利用して、
鋳造中に実測した金型温度および１次加圧持続時間に応
じて、その鋳造における２次加圧開始時期および加圧持
続時間をリアルタイムでフィードバックし、最適条件で
加圧を行うことにより、引け巣の発生を極めて効果的に
防止する。

金型温度および１次加圧持続時間の代わりに、鋳造中の
金型キャビティー内溶湯圧力の経時変化を鋳造製品の引
け巣発生を防止する基準波形として予め求めておき、鋳
造中の実測波形と上記基準波形との比較に基づいて、上
記２次加圧の開始時期および加圧速度を設定することも
できる。

更に、上記の基準波形を用いて、これと鋳造中の実測波
形との比較によりその鋳造による製品の良否を判別する
ことにより、迅速且つ的確な良否判別を行うことができ
、実操業上極めて有利である。

以下に、添付図面を参照し、実施例により本発明を更に
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図に、本発明に従って加圧鋳造を行なうための装置
の一例を示す。

金型を構成する可動型４及び固定型５が、製品形状に対
応した鋳型空間をなすキャビティ１０を規定する。

溶湯の加圧状態を知るた約の圧力センサｌは、凝固した
製品を押し出すエジェクタビン８の端面に接してエジェ
クタプレート９に設置され、鋳造時にキャビティ１０内
にかかる圧力を計測する。

圧力センサ１は、例えば歪ゲージ式で、先端が、球形状
であり、エジェクタピン８からの垂直加圧を受ける。

スクイズピン１９は、特公昭５９−１３９４２号公報に
示されるような加圧鋳造を行なうために、キャビティ１
０内の溶湯を付加的に２次加圧するビンである。スクイ
ズピン１９を動かして加圧を行なうために、油圧シリン
ダ２０、油圧配管２１及び流量制御弁１８が設けられて
いる。

第２図に、スクイズピン１９の作動状態を示す。

時間は図の右から左へ経過する。ｔは射出プランジャー
７による１次加圧開始からスクイズピン１９による加圧
開始までの時間（１次加圧持続時間）を示す。Ｐはスク
イズピン１９が作動する圧力を示ス。Ｓは、スクイズピ
ン１９の作動スピードを示したものである。本発明では
、スクイズピン１９のこれら作動条件を制御する。

スクイズピン１９の摺動速度及び変位は、変位センサ２
２により計測される。

キャビティ１０内へ溶湯１５を充填するために射出スリ
ーブ６内を密着摺動する射出プランジャー７は、射出プ
ランジャーロッド１６及び、射出シリンダ１４から伝達
された圧力を溶湯１５に負荷する。溶湯１５は、給湯口
１３から射出スリーブ６内に注入された後、射出プラン
ジャー７により射出スリーブ６内に充填される。この射
出プランジャー７にかかる圧力は、射出プランジャーロ
ッド１６に貼り付けた歪ゲージ１７により計測される。

温度センサ２は、金型温度を単数または複数計測する。

２３は、スクイズシリンダ２０の前進及び後退を制御す
る電磁弁である。流量制御弁１８は油圧の戻り側に設置
され、油圧タンク２４に接続されている。２５は油圧ポ
ンプを示す。２６は、スクイズピン１９の速度を制御す
る流量制御弁１８のコントローラである。

可動型４と固定型５により構成されたキャビティ１０に
、溶湯１５を射出プランジャー７の前進により充填し、
１次加圧する。キャビティ１０に充填された溶湯１５が
凝固収縮するため、鋳物内部に引け巣が生じる。これを
防止するため、上記射出プランジャー７による１次加圧
に加えてスクイズピン１９により付加的な２次加圧を行
なう。

第３図に示す波形は、スクイズシリンダ２０内にかかる
圧力とキャビティ１０内に加わる加圧力を計測したもの
である。図の右から左へ時間が経過する。時点■におい
て、キャビティ１０に充填された溶湯１５が射出プラン
ジ−ｒ　７により１次加圧される。時点■に至る過程（
期間ｔ）において、凝固収縮により溶湯圧力が低下する
。これを補なうタイミングｔ　（時点■）でスクイズピ
ン１９が作動しキャビティ１０内に加圧力が伝播する。

時点■において鋳造が終了し、製品取り出しのため金型
が開き、圧力が低下する。

第４１！ｌに、スクイズ加圧力が、充分伝播しない場合
のキャビティ１０内の圧力波形を示す。この圧力波形は
、大きいほど引け巣の防止効果が大きい。第５図は、こ
れを鋳造製品の比重とキャビティ１０に加わった圧力の
平均値とで示した結果である。キャビティ内圧力がある
程度以下では、その低下に伴って製品比重が低下してい
る。

このような現象は、スクイズ加圧（２次加圧）あるいは
、射出プランジャーによる加圧（１次加圧）が、溶湯の
凝固に対し不適切であり、凝固収縮による圧力低下を補
なうには不十分であることによる。

従来、上記現象は定性的にはある程度把握されていだが
、定量的な把握がなされていなかったたｔｌそれに基づ
いた鋳造の制御を行なうことができず、スクイズ加圧効
果にバラツキが生じ、引け巣発生を十分に防止できなか
った。

本発明は、この問題を解消し、金型内の凝固及び加圧状
態を鋳造中に検出し、その結果を用いてスクイズ加圧条
件をリアルタイムで制御することにより、引け巣発生を
防止する。

金型内の凝固速度は、第６図に示すように金型温度によ
り異なり、金型温度が低いほど迷いだｔ１スクイズ加加
圧度を速くしなければ、加圧が完了する前に凝固は終了
し、引け巣を防止できない。

また、金型温度が高い場合、凝固速度は、遅いたと、ス
クイズ加圧速度を遅くしなければ、凝固が完了する前に
加圧が終了し、その後凝固収縮により引け巣が生じる。

一方、射出プランジャー７の１次加圧持続時間によりキ
ャビティ１０内の圧力伝播量が異なる。

第７図に示すように、射出プランジャー７の圧力が低下
すると、キャビティ１０内の圧力も低下する。第８図に
、射出プランジャー７の１次加圧持続時間と引け巣発生
量（凝固収縮量で表示）との関係を示す。１次加圧持続
時間が長いほど引け巣発生量は少なくなる。しかしこの
関係は、第９図に示したように、更にスクイズ加圧開始
時期との関係を組み入れた考慮する必要がある。すなわ
ち、同図から分かるように、スクイズ加圧開始時期が早
過ぎたり遅過ぎたりした場合、射出プランジャー７の１
次加圧持続時間が長くても、引け巣発生量は十分に低減
しない。

したがって、金型温度と１次加圧持続時間の変動に対し
、スクイズ条件（２次加圧開始時期（スクイズタイミン
グ）、２次加圧速度（スクイズスピード））を第１０図
のように予め求めた引け巣防止のための最適曲線上で制
御することにより、キャビティ１０への圧力伝播を十分
にし、引け巣発生を防止することが必要である。

その制御手順を第１１図を参照して説明する。

（ステップｌ）ダイカストマシンの鋳造準備が完了した
ら、金型温度を計測し、さらに射出プランジャー７の１
次加圧波形を計測してこの圧力が低下するまでの時間（
１次加圧持続時間）を求める。

（ステップ２）実測した金型温度と１次加圧持続時間を
用い第１０図の最適関係曲線に基づいて、最適なスクイ
ズ条件（２次加圧速度及び２次加圧開始時期）を算出す
る。

（ステップ３）算出された２次加圧速度および２次加圧
開始時期を各制御系に入力する。すなわち、加圧開始時
期は、電磁弁２３の開閉信号により、また加圧速度は、
流量制御弁１８０開度制御信号により制御する。

第１２図に、本発明による加圧制御を行なった場合と行
なわない場合について、キャビティ内の圧力波形を模式
的に対比して示す。本発明によれば、従来法に比べ加圧
時間経通に伴う圧力低下量が著しく低減しており、十分
な加圧効果を得ることができる。

なお、第１３図に、本発明によりスクイズ加圧条件を制
御した場合、制御しない従来のスクイズ加圧法の場合、
およびスクイズ加圧を行なわない比較例について、鋳造
製品の比重のバラツキを示す。本発明による製品は、引
け巣の発生が極めて効果的に防止されている結果、従来
のスクイズ加圧法に比べて比重のバラツキが著しく低減
している。

次に、本発明の他の鋳造方法について述べる。

即ち、第４図のように計測したキャビティ内圧力波形の
平均値を求め、第１６図に示すように基準波形の値との
差ΔＰから加圧速度を変化させる量を求め制御する。つ
まり、基準波形の値に比べ圧力波形の値が小さい場合、
加圧速度を増加させ、逆に大きい場合は、加圧速度を減
少させる。本鋳造方法を用いても、上記実施例と同様の
効果が得られる。

次に良否判別方法について説明する。

キャビティ内圧力の波形を型開までの鋳造過程全体にわ
たって計測し、例えばキャビティ内の圧力平均値が予め
定杓だ基準値を満たさない場合、その鋳造により得られ
た製品を不良品と判断し層別を行なうことができる。即
ち、第４図のように計測したキャビティ内圧力波形の平
均値を求ぬ第１４図に示すように品質とキャピテイ内圧
力平均値との相関を予め求ｔた図上で、製品の良否判別
を行なう。すなわち、第１４図上で予ぬ定めた許容範囲
ならば、良品、それ以外ならば不良品と判別する。なお
、キャビティ内圧力波形の読み取り値の処理として、上
記平均値を求める以外に、第１５図に示すように、一定
時間を後における時点の圧力値を検出し、基準の値と比
較し、良否を判別してもよい。これらの方法により、製
品の良否判別を迅速かつ適確に行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、鋳造条件の変動
に応じて最適な条件で加圧を行うことができるので、引
け巣発生を極めて効果的に防止することができ、高品質
化ニーズに十分対応した鋳造製品を鋳造することができ
る。

また、本発明によれば鋳造製品の良否判別を迅速且つ的
確に行うことができるので、高い生産性で安定した高品
質を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って加圧鋳造を行うための装置の
一例を示す断面図を含む配置図、第２図は、金型キャビ
ティ内の溶湯に付加的な加圧を行うためのスクイズピン
の作動状態を示すグラフ、 第３図は、金型キャビティ内の溶湯に付加的な２次加圧
を行うためのスクイズシリンダーの圧力波形およびキャ
ビティ内の溶湯圧力波形を示すグラフ、 第４図は、スクイズ加圧が不十分なときのキャビティ内
溶湯圧力波形を模式的に示すグラフ、第５図は、キャビ
ティ内溶湯圧力平均値に対する鋳造製品の比重の変化を
示すグラフ、第６図は、種々の金型温度に対する凝固速
度を、凝固収縮量の時間変化で示すグラフ、 第７図は、射出プランジャーによる１次加圧低下とキャ
ビティ内溶湯圧力の低下とを対応させて示すグラフ、 第８図は、射出プランジャーによる１次加圧持続時間に
対する引け巣発生量（凝固収縮量で表示）の変化を示す
グラフ、 第９図は、射出プランジャーによる１次加圧持続時間を
変えた場合について、スクイズピンによる付加的な２次
加圧の開始時期（スクイズタイミング）と引け巣発生量
との関係を示すグラフ、第１０図は、種々の１次加圧持
続時間について、引け集防止のためのスクイズピンによ
る最適２次加圧速度および最適２次加圧開始時期を金型
温度の関数として示すグラフ、 第１１図は、本発明に従ってスクイズピンによる付加的
な２次加圧を制御する手順を示すフローチャート、 第１２図は、（ａ）本発明による加圧制御を行った場合
と（ｂ）この加圧制御を行わない場合について、キャピ
テイ内溶湯圧力波形を対比して示すグラフ、 第１３図は、鋳造製品の比重のばらつきを示すグラフ、 第１４図は、キャビティ内圧力平均値と鋳造品の品質と
の相関を示すグラフ、 第１５図は、キャビティ内溶湯圧力波形における圧力の
読み取り値を示すグラフ、および第１６図は、キャビテ
ィ内圧力波形の平均値と基準値との差ΔＰに対する加圧
速度の変化量の関係を示すグラフである。 １・・・圧力センサ、　　　２・・・温度センサ、４・
・・可動型、　　　　５・・・固定型、６・・・射出ス
リーブ、　　７・・・射出プランジャー、８・・・エジ
ェクタピン、 ９・・・エジェクタプレート、 ｌＯ・・・キャピテイ、　　１３・・・給湯口、１４・
・・射出シリンダ、 １５・・・金属溶湯、 １６・・・射出プランジャーロツド、 １７・・・圧力センサ、　１８・・・流量制御弁、１９
・・・スクイズピン、 ２０・・・スクイズシリンダ、 ２１・・・油圧配管、　　　２２・・・変位センサ、２
３・・・電磁弁、　　　２４・・・油圧タンク、２５・
・・油圧ポンプ、 ２６・・・流量制御弁コントローラ、 ２７・・・増幅器、　　　２８・・・ＡＤ変換器、２９
・・・ＣＰＴＪｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金型の射出口から金型キャビティー内へ金属溶湯を
   導入後１次加圧し、上記導入されたキャビティー内の溶
   湯を上記射出口とは別の加圧口から付加的に２次加圧す
   る加圧ダイカスト鋳造法において、金型温度および上記
   １次加圧の持続時間と、上記２次加圧の開始時期および
   加圧速度との関係を鋳造製品の引け巣発生を防止する最
   適関係として予め求めておき、鋳造中に金型温度と上記
   １次加圧の持続時間とを実測し、これら実測値を用い上
   記最適関係に基づいて設定した２次加圧開始時期および
   ２次加圧速度でその鋳造中の上記２次加圧を行うことを
   特徴とする加圧ダイカスト鋳造法。 ２、前記１次加圧の持続時間が設定値より短かければ、
   その時点で前記２次加圧を開始すると共に、前記設定値
   より長ければ、その設定値から前記２次加圧を開始し、
   また、前記金型温度が設定値より高ければ、前記２次加
   圧速度を遅くすると共に、前記設定値より低ければ、前
   記２次加圧速度を速くすることを特徴とする請求項１記
   載の加圧ダイカスト鋳造法。 ３、金型の射出口から金型キャビティー内へ金属溶湯を
   導入後１次加圧し、上記導入されたキャビティー内の溶
   湯を上記射出口とは別の加圧口から付加的に２次加圧す
   る加圧ダイカスト鋳造法において、鋳造中の金型キャビ
   ティー内溶湯圧力の経時変化を鋳造製品の引け巣発生を
   防止する基準波形として予め求めておき、鋳造中の実測
   波形と上記基準波形との比較に基づいて、上記２次加圧
   の開始時期および加圧速度を設定することを特徴とする
   加圧ダイカスト鋳造法。 ４、前記実測波形が前記基準波形より小さい場合は前記
   加圧速度を増加させ、前記実測波形が前記基準波形より
   大きい場合は前記加圧速度を減少させて鋳造を行うこと
   を特徴とする請求項３記載の加圧ダイカスト鋳造法。 ５、金型の射出口から金型キャビティー内へ金属溶湯を
   導入後１次加圧し、上記導入されたキャビティー内の溶
   湯を上記射出口とは別の加圧口から付加的に２次加圧す
   る加圧ダイカスト鋳造法により鋳造された製品の良否を
   判別する方法おいて、鋳造中の金型キャビティー内溶湯
   圧力の経時変化を鋳造製品の引け巣発生を防止する基準
   波形として予め求めておき、鋳造中の実測波形と上記基
   準波形との比較に基づいて、その鋳造による製品の良否
   を判定することを特徴とする加圧ダイカスト鋳造製品の
   良否判別方法。