JPH0429462B2 - - Google Patents
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- JPH0429462B2 JPH0429462B2 JP62168373A JP16837387A JPH0429462B2 JP H0429462 B2 JPH0429462 B2 JP H0429462B2 JP 62168373 A JP62168373 A JP 62168373A JP 16837387 A JP16837387 A JP 16837387A JP H0429462 B2 JPH0429462 B2 JP H0429462B2
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Description
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は例えば軽合金鋳物を製造する場合に適
用する加圧鋳造方法および装置に係り、特に加圧
溶湯のキヤビテイ内での流速制御技術を改良した
加圧鋳造方法および装置に関する。 （従来の技術） 従来、高品質の軽合金鋳物を製造する場合等に
おいて、溶湯を収容した炉内に空気あるいは不活
性ガスを供給して炉内の溶湯を加圧し、これによ
り溶湯を金型のキヤビテイ内に供給する低圧鋳造
法が広く採用されている。 第３図はこのような鋳造方法の実施に用いられ
る従来の加圧鋳造装置を示している。 第３図に示すように、加圧気体供給口１ａを有
する密閉型の炉１内にるつぼ２が設置され、その
るつぼ２内と炉１上に配置した金型４のキヤビテ
イ４ａ，４ｂ，４ｃとが導入管５を介して接続さ
れている。 鋳造時は加圧気体供給口１ａから加圧気体を炉
１内に吹込み、その加圧力により溶湯３を導入管
５を介して金型４のキヤビテイ４ａ，４ｂ，４ｃ
に圧送する。 ところで、よく知られているように、金型を用
いて鋳造する場合、金型と溶湯の界面で熱移動が
起り、溶湯はキヤビテイの内面に凝固層を形成し
ながら上昇して行く。この凝固層の厚さδは、次
の(1)式で表わされるように鋳物の断面積（キヤビ
テイの断面積）、溶湯の温度、金型の温度、溶湯
の上昇速度等の関数となる。 Ｄ：鋳物の断面積 λ：凝固層の熱伝導率 θ1：凝固層の温度 θ2：（溶湯の温度−凝固温度） ｃ：比熱 ｖ：流速 この凝固層がある一定の厚さになると、キヤビ
テイ内で溶湯の流れが停止し、鋳物を形成できな
くなつてしまう。 第４図は鋳物の断面積と溶湯の流れが停止する
臨界の流速との関係を示した実験データである。
一方、流速は炉内の圧力の単位時間当りの増加率
（以下加圧速度という）とは次の(2)式の関係にあ
る。 ｕ＝Pν×（V0＋Ｖ）＋Ｖ／｛（γ／1000）
×（Ｈ＋Ｖ／Ａ）×（V0＋Ｖ）＋Ｖ｝×Ｈ ｕ：溶湯の流速 Ｈ：充填高さ Pν：加圧速度 Ａ：炉内の溶湯の加圧面積 V0：炉内の空間体積 Ｖ：充填体積 γ：溶湯の比重 このため断面積の変動の少ない一般の鋳物で
は、鋳物の代表的な断面積から第４図を用いて溶
湯の停止の起きない流速Ｖを求め、さらに(2)式を
用いて炉内への加圧速度を設定してやればよい。 しかしながら、断面積の変動の大きな鋳物で
は、一定の加圧速度で鋳造した場合、特にキヤビ
テイの断面積の急変部において、第５図に矢印で
示すように溶湯に渦が生じ易い。このような渦が
生じると、鋳物製品に酸化物の巻き込みや空気巻
き込みによるガス欠陥などが生じる。このため、
断面積の急変部においては、加圧速度を変化さ
せ、渦を生じさせないような流速に変化させる必
要がある。 断面積の変化部分で加圧速度を変化させる方法
として、例えば第３図に示すように、金型４のキ
ヤビテイ断面積が変化する部分の近傍に熱電対６
ａ，６ｂを設け、この熱電対６ａ，６ｂにより溶
湯が断面積変化部分に到達したことを検出し、加
圧速度を変化させる方法が一般に行なわれてい
る。 このような、従来の加圧鋳造技術による実験結
果を以下に示す。 第６図は実験に使用した金型の概要図である。
上段のキヤビテイ４ｃ（断面積の大きな部分）と
その下段のキヤビテイ４ｂ（断面積の小さな部分）
との断面積の比S2／S1を1.5〜10.0またキヤビテ
イ４ｂの断面積S1を154mm2〜616mm2に変化させ、純
アルミニウムの溶湯を鋳込んだ、加圧速度はキヤ
ビテイ４ｃの断面積に応じ、第４図および(2)式を
用いて設定した。圧力切換は断面積変化部分の近
傍に設けた熱電対６ｂからの信号により行なつ
た。また、圧力切換後の加圧速度は0.02Kg／cm2／
secで一定とした。 下記の第１表に実験結果を示す。
用する加圧鋳造方法および装置に係り、特に加圧
溶湯のキヤビテイ内での流速制御技術を改良した
加圧鋳造方法および装置に関する。 （従来の技術） 従来、高品質の軽合金鋳物を製造する場合等に
おいて、溶湯を収容した炉内に空気あるいは不活
性ガスを供給して炉内の溶湯を加圧し、これによ
り溶湯を金型のキヤビテイ内に供給する低圧鋳造
法が広く採用されている。 第３図はこのような鋳造方法の実施に用いられ
る従来の加圧鋳造装置を示している。 第３図に示すように、加圧気体供給口１ａを有
する密閉型の炉１内にるつぼ２が設置され、その
るつぼ２内と炉１上に配置した金型４のキヤビテ
イ４ａ，４ｂ，４ｃとが導入管５を介して接続さ
れている。 鋳造時は加圧気体供給口１ａから加圧気体を炉
１内に吹込み、その加圧力により溶湯３を導入管
５を介して金型４のキヤビテイ４ａ，４ｂ，４ｃ
に圧送する。 ところで、よく知られているように、金型を用
いて鋳造する場合、金型と溶湯の界面で熱移動が
起り、溶湯はキヤビテイの内面に凝固層を形成し
ながら上昇して行く。この凝固層の厚さδは、次
の(1)式で表わされるように鋳物の断面積（キヤビ
テイの断面積）、溶湯の温度、金型の温度、溶湯
の上昇速度等の関数となる。 Ｄ：鋳物の断面積 λ：凝固層の熱伝導率 θ1：凝固層の温度 θ2：（溶湯の温度−凝固温度） ｃ：比熱 ｖ：流速 この凝固層がある一定の厚さになると、キヤビ
テイ内で溶湯の流れが停止し、鋳物を形成できな
くなつてしまう。 第４図は鋳物の断面積と溶湯の流れが停止する
臨界の流速との関係を示した実験データである。
一方、流速は炉内の圧力の単位時間当りの増加率
（以下加圧速度という）とは次の(2)式の関係にあ
る。 ｕ＝Pν×（V0＋Ｖ）＋Ｖ／｛（γ／1000）
×（Ｈ＋Ｖ／Ａ）×（V0＋Ｖ）＋Ｖ｝×Ｈ ｕ：溶湯の流速 Ｈ：充填高さ Pν：加圧速度 Ａ：炉内の溶湯の加圧面積 V0：炉内の空間体積 Ｖ：充填体積 γ：溶湯の比重 このため断面積の変動の少ない一般の鋳物で
は、鋳物の代表的な断面積から第４図を用いて溶
湯の停止の起きない流速Ｖを求め、さらに(2)式を
用いて炉内への加圧速度を設定してやればよい。 しかしながら、断面積の変動の大きな鋳物で
は、一定の加圧速度で鋳造した場合、特にキヤビ
テイの断面積の急変部において、第５図に矢印で
示すように溶湯に渦が生じ易い。このような渦が
生じると、鋳物製品に酸化物の巻き込みや空気巻
き込みによるガス欠陥などが生じる。このため、
断面積の急変部においては、加圧速度を変化さ
せ、渦を生じさせないような流速に変化させる必
要がある。 断面積の変化部分で加圧速度を変化させる方法
として、例えば第３図に示すように、金型４のキ
ヤビテイ断面積が変化する部分の近傍に熱電対６
ａ，６ｂを設け、この熱電対６ａ，６ｂにより溶
湯が断面積変化部分に到達したことを検出し、加
圧速度を変化させる方法が一般に行なわれてい
る。 このような、従来の加圧鋳造技術による実験結
果を以下に示す。 第６図は実験に使用した金型の概要図である。
上段のキヤビテイ４ｃ（断面積の大きな部分）と
その下段のキヤビテイ４ｂ（断面積の小さな部分）
との断面積の比S2／S1を1.5〜10.0またキヤビテ
イ４ｂの断面積S1を154mm2〜616mm2に変化させ、純
アルミニウムの溶湯を鋳込んだ、加圧速度はキヤ
ビテイ４ｃの断面積に応じ、第４図および(2)式を
用いて設定した。圧力切換は断面積変化部分の近
傍に設けた熱電対６ｂからの信号により行なつ
た。また、圧力切換後の加圧速度は0.02Kg／cm2／
secで一定とした。 下記の第１表に実験結果を示す。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る加圧鋳造方法は、溶湯を炉内から
鋳型に圧送し、その鋳型内での溶湯の流動速度を
キヤビテイの断面積の変化に対応させて制御する
加圧鋳造方法において、溶湯自身から発せられる
赤外線を鋳型内に埋設した赤外線センサに入力す
ることにより、その溶湯のキヤビテイ断面積変化
部への近接および通過を検出し、その検出値に基
づいて溶湯の流動速度を変化させることを特徴と
する。 また、本発明に係る加圧鋳造装置は、溶湯を収
容する炉と、この炉内で溶湯を加圧する加圧手段
と、断面積が異なるキヤビテイを有する鋳型と、
前記炉と鋳型とを連通し、加圧溶湯を鋳型に供給
する溶湯導入管と、前記鋳型内のキヤビテイ断面
積変化部近傍に埋設され当該位置に近接および通
過する溶湯自身の発する赤外線を検出する赤外線
センサと、このセンサに接続して設けられ、溶湯
の炉内加圧力を変化させることにより、キヤビテ
イの断面変化に対応した溶湯の流動速度を設定す
る圧力制御装置とを具備してなることを特徴とす
る。 （作用） 本発明によれば、キヤビテイ断面積変化部分に
溶湯が近接および通過することを、溶湯から発せ
られる赤外線の入力によつて検出するので、検出
時間の遅れがなく、溶湯の速度制御が鋭敏に、か
つ確実に行なえるようになる。つまり、本発明
は、溶湯自身から発せられる赤外線を一定個所に
設置した赤外線センサによつて検知するものであ
るから、溶湯が赤外線センサから離間した位置に
あるときは同センサによつて検出される赤外線量
は少なく、溶湯が赤外線センサに接近するに従つ
て検出される赤外線量は次第に増大し、センサ位
置に達した後は検出される赤外線量は略一定とな
る。よつて、本発明では、溶湯自身から発せられ
る赤外線の赤外線センサへの入光量の増大によつ
てセンサ位置への溶湯の近接が検出でき、入光量
の一定化によつて通過が検出できるので、溶湯の
断面積変化部への近接および通過を適確に、かつ
瞬時に検知して、溶湯の加圧速度がよりきめ細か
く制御できるようになる。したがつて、溶湯の流
動速度が適正に行なえ、ガス欠点等のない高品質
の鋳物の製造が可能となる。 （実施例） 以下、本発明を低圧鋳造装置に適用した一実施
例について、第１図〜第３図を参照して説明す
る。 まず、加圧鋳造装置の構成について説明する。 第１図Ａに示すように、圧縮空気導入管１１ａ
を有する密閉型の炉１１内にるつぼ１２を収納
し、このるつぼ１２にアルミニウム溶湯（以下、
単に溶湯という）１３を収容している。 炉１１の上方にアルミニウム鋳造用鋳型として
の金型１４を設置している。金型１４に横断面積
の異なるキヤビテイ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを縦
方向に連続的に形成したものである。この金型１
４のキヤビテイ１５ａとるつぼ１２とを導入管１
６で連通させ、このるつぼ１２内の溶湯１３の表
面に加圧力を作用させることにより、導入管１６
を介して溶湯１３を金型１４のキヤビテイ１５ａ
に導入するようにしている。 金型１４には、溶湯１３のキヤビテイ断面積変
化部分への近接および通過を検出するための検出
器として第１、第２の赤外線センサ１７，１８を
設けている。第１の赤外線センサ１７は断面積の
大きい最下部のキヤビテイ（第１の大断面積部）
１５ａの上端部近傍に配置し、溶湯１３が断面積
の小さい中間の第２のキヤビテイ（小断面積部）
１５ｂに近接し、その部分を通過することを検出
するものである。また、第２の赤外線センサ１８
は小断面積部１５ｂの上端部近傍に配置し、溶湯
１３が断面積の大きい最上部のキヤビテイ（第２
の大断面積部）１５ｃに近接し、その部分を通過
することを検出するものである。 第２図に赤外線センサ１７，１８の構成を詳細
に示している。なお、第１の赤外線センサ１７と
第２の赤外線センサ１８とは略同一構成であるか
ら、第２の赤外線センサ１８のみ説明する。 第２図に示すように、金型１４の外側からキヤ
ビテイ１５ｂに亘つて取付孔１９をあけ、この取
付孔１９に赤外線センサ１８を埋設している。赤
外線センサ１８は、筒状のホルダ２０内に窓部材
２１、集光用のレンズ２２および光フアイバ２３
を同軸的に収納したもので、金型１４にナツト２
４を介して固定してある。 窓部材２１は凸形状をなし、ホルダ２０ととも
にキヤビテイの小断面積部１５ｂの周壁の一部を
形成している。この窓部材２１は耐熱性および透
明度の高い素材、例えば石英ガラスまたはサフア
イア単結晶によつて構成し、溶湯通過時の熱に対
する機械的強度が高く、かつ入光量の大きいもの
としている。 集光用レンズ２２は例えば球状で、窓部材２１
に隣接して配置し、その窓部材２１からの光を効
率よく、かつ均一に集光するようにしている。 光フアイバ２３は保持チユーブ２５を介してホ
ルダ２０内に挿着し、止ねじ２０ａによつて固定
したもので、挿入端部がレンズ２２に隣接し、こ
のレンズ２２で集光した光を金型１４内から外部
へ導通させるものである。この光フアイバ２３の
外端部には、ガイドチユーブ２６で保持した光ケ
ーブル２７を接続している。 この光フアイバ２３の保持チユーブ２５外周側
には、光フアイバ２３の熱劣化を防止するための
冷却用空気通路２８を形成している。この空気通
路２８は二重構造で、内側通路部２８ａがホルダ
２０の外端部に設けた空気入口ノズル２９を介し
て、図示しない給気装置に接続され、外側通路部
２８ｂが内側通路部２８ａとホルダ２０内端側で
連通し、かつ出口孔３０により大気に開口してい
る。 なお、ホルダ２０と金型１４との間にも空隙３
１をあけ、これらの間の熱伝達の減少を図つてい
る。 しかして、光ケーブル２７は第１図Ａに示すよ
うに、溶湯加圧用の圧力制御装置３２に接続して
いる。 圧力制御装置３２は、サージタンク３３から導
出した通気管３４に減圧弁３５を介して径の異な
る複数の通気枝管３６を分岐接続し、その各通気
枝管３６にそれぞれ電磁弁３７を設け、さらに通
気枝管３６を統合して絞り弁３８および逆止弁３
９を介して炉１１の圧縮空気導入口１１ａに圧縮
空気を導入するようにしたものである。そして、
電磁弁３７に赤外線フアイバユニツト４０および
CPUコントロールユニツト４１を介して光ケー
ブル２７を接続している。 次に、鋳造方法を説明する。鋳造開始時には、
減圧弁３５および適宜の電磁弁３７が開き、サー
ジタンク３３内の圧縮空気が多数の通気枝管３６
のうち選択されたものを通り、さらに絞り弁３８
および逆止弁３９を順次に介して炉１１内に供給
される。これにより、炉１１内の圧力が上昇し、
溶湯１３が押し上げられる。押し上げられた溶湯
１３は導入管１６を介して大断面積部である最下
段の第１のキヤビテイ１５ａ内に導かれる。この
とき、第４図に示す関係に基づき、溶湯１３の流
速は第１のキヤビテイ１５ａ内において凝固によ
り溶湯１３の流れが停止することのないように制
御する。この流速の設定は圧縮空気による炉１１
内の加圧速度を適宜に設定することによりなされ
る。 そして、溶湯１３が第１のキヤビテイ１５ａ内
をほぼ完全に満たし、小断面積部である第２のキ
ヤビテイ１５ｂ内に流入する場合、およびこの第
２のキヤビテイ１５ｂから大断面積部である第３
のキヤビテイ１５ｃに流入する場合には、それぞ
れ溶湯の近接および通過が第１、第２の各赤外線
センサ１７，１８によつて検知される。 この検知作用を、第２図に示す第２の赤外線セ
ンサ１８について説明する。 即ち、溶湯１３からは高熱に基づいて赤外線Ａ
が発せられる。この赤外線Ａはキヤビテイ１５ｂ
内面で反射し、溶湯流通方向（上方）に放出さ
れ、窓部材２１を通過し、レンズ２２で集光され
て光フアイバ２３に入る。その後、赤外線フアイ
バユニツト４０で電気信号に変換され、CPUコ
ントロールユニツト４１からの指示により多数の
通気枝管３６の各電磁弁３７のうち、開放される
電磁弁３７の組合せが変化し、炉１１内の加圧速
度が制御される。この作用を第１図Ｂに示す。第
１のキヤビテイ１５ａから第２のキヤビテイ１５
ｂへの流動時は、溶湯１３が凝固による流れ停止
を起さない所定の流速に上昇する。一方、溶湯１
３が小断面積の第２のキヤビテイ１５ｂ内をほぼ
完全に満たし、大断面積の第３のキヤビテイ１５
ｃ内に流入する場合には、第２の赤外線センサ１
８の検出により、電磁弁３７の組合せが再度変化
し、炉１１内の加圧速度が小となる。このため、
溶湯１３は乱流を生じない小さな流速で第３のキ
ヤビテイ１５ｃ内に流入する。そして、溶湯１３
が第３のキヤビテイ１５ｃ内を完全に満たし、溶
湯１３の凝固が完了した後、炉１１内への圧縮空
気の供給が停止し、以上で鋳造が終了する。 上記実施例によれば、溶湯１３が第１のキヤビ
テイ１５ａから小断面積の第２のキヤビテイ１５
ｂ内に流入するときには、その速度を上昇させ
て、溶湯１３が速い流速で上昇するようにしたの
で、凝固による湯流れ停止を生ずることがない。
また、溶湯１３が小断面積の第２のキヤビテイ１
５ｂから大断面積の第３のキヤビテイ１５ｃ内に
流入する際にはその流速を低下させて、溶湯１３
が低い流速で第３のキヤビテイ１５ｃ内に流入す
るようにしたので、溶湯１３への酸化物巻込みや
空気巻込みが防止されガス欠陥の発生等が有効に
防止される。特に、上記実施例では、溶湯１３自
身から発せられる赤外線の光フアイバ２３への入
光量の増大によつてセンサ位置への溶湯１３の近
接が検出され、入光量の一定化によつて通過が検
出される。したがつて、溶湯１３の近接および通
過を適確に、かつ瞬時に検知するため、溶湯１３
が小断面積部または大断面積部内に流入する時点
に対する時間的遅れを殆ど生じることなく加圧速
度の制御が行なわれる。よつて溶湯１３は当初か
ら適切な流速で各キヤビテイ１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ内に流入するようになり、湯流れ停止、ガス
欠陥等の発生をより確実に防止して、高品質の鋳
物を形成することができる。下記第２表は従来例
を説明した第１表に対応する上記実施例における
実験結果を示すものである。
鋳型に圧送し、その鋳型内での溶湯の流動速度を
キヤビテイの断面積の変化に対応させて制御する
加圧鋳造方法において、溶湯自身から発せられる
赤外線を鋳型内に埋設した赤外線センサに入力す
ることにより、その溶湯のキヤビテイ断面積変化
部への近接および通過を検出し、その検出値に基
づいて溶湯の流動速度を変化させることを特徴と
する。 また、本発明に係る加圧鋳造装置は、溶湯を収
容する炉と、この炉内で溶湯を加圧する加圧手段
と、断面積が異なるキヤビテイを有する鋳型と、
前記炉と鋳型とを連通し、加圧溶湯を鋳型に供給
する溶湯導入管と、前記鋳型内のキヤビテイ断面
積変化部近傍に埋設され当該位置に近接および通
過する溶湯自身の発する赤外線を検出する赤外線
センサと、このセンサに接続して設けられ、溶湯
の炉内加圧力を変化させることにより、キヤビテ
イの断面変化に対応した溶湯の流動速度を設定す
る圧力制御装置とを具備してなることを特徴とす
る。 （作用） 本発明によれば、キヤビテイ断面積変化部分に
溶湯が近接および通過することを、溶湯から発せ
られる赤外線の入力によつて検出するので、検出
時間の遅れがなく、溶湯の速度制御が鋭敏に、か
つ確実に行なえるようになる。つまり、本発明
は、溶湯自身から発せられる赤外線を一定個所に
設置した赤外線センサによつて検知するものであ
るから、溶湯が赤外線センサから離間した位置に
あるときは同センサによつて検出される赤外線量
は少なく、溶湯が赤外線センサに接近するに従つ
て検出される赤外線量は次第に増大し、センサ位
置に達した後は検出される赤外線量は略一定とな
る。よつて、本発明では、溶湯自身から発せられ
る赤外線の赤外線センサへの入光量の増大によつ
てセンサ位置への溶湯の近接が検出でき、入光量
の一定化によつて通過が検出できるので、溶湯の
断面積変化部への近接および通過を適確に、かつ
瞬時に検知して、溶湯の加圧速度がよりきめ細か
く制御できるようになる。したがつて、溶湯の流
動速度が適正に行なえ、ガス欠点等のない高品質
の鋳物の製造が可能となる。 （実施例） 以下、本発明を低圧鋳造装置に適用した一実施
例について、第１図〜第３図を参照して説明す
る。 まず、加圧鋳造装置の構成について説明する。 第１図Ａに示すように、圧縮空気導入管１１ａ
を有する密閉型の炉１１内にるつぼ１２を収納
し、このるつぼ１２にアルミニウム溶湯（以下、
単に溶湯という）１３を収容している。 炉１１の上方にアルミニウム鋳造用鋳型として
の金型１４を設置している。金型１４に横断面積
の異なるキヤビテイ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを縦
方向に連続的に形成したものである。この金型１
４のキヤビテイ１５ａとるつぼ１２とを導入管１
６で連通させ、このるつぼ１２内の溶湯１３の表
面に加圧力を作用させることにより、導入管１６
を介して溶湯１３を金型１４のキヤビテイ１５ａ
に導入するようにしている。 金型１４には、溶湯１３のキヤビテイ断面積変
化部分への近接および通過を検出するための検出
器として第１、第２の赤外線センサ１７，１８を
設けている。第１の赤外線センサ１７は断面積の
大きい最下部のキヤビテイ（第１の大断面積部）
１５ａの上端部近傍に配置し、溶湯１３が断面積
の小さい中間の第２のキヤビテイ（小断面積部）
１５ｂに近接し、その部分を通過することを検出
するものである。また、第２の赤外線センサ１８
は小断面積部１５ｂの上端部近傍に配置し、溶湯
１３が断面積の大きい最上部のキヤビテイ（第２
の大断面積部）１５ｃに近接し、その部分を通過
することを検出するものである。 第２図に赤外線センサ１７，１８の構成を詳細
に示している。なお、第１の赤外線センサ１７と
第２の赤外線センサ１８とは略同一構成であるか
ら、第２の赤外線センサ１８のみ説明する。 第２図に示すように、金型１４の外側からキヤ
ビテイ１５ｂに亘つて取付孔１９をあけ、この取
付孔１９に赤外線センサ１８を埋設している。赤
外線センサ１８は、筒状のホルダ２０内に窓部材
２１、集光用のレンズ２２および光フアイバ２３
を同軸的に収納したもので、金型１４にナツト２
４を介して固定してある。 窓部材２１は凸形状をなし、ホルダ２０ととも
にキヤビテイの小断面積部１５ｂの周壁の一部を
形成している。この窓部材２１は耐熱性および透
明度の高い素材、例えば石英ガラスまたはサフア
イア単結晶によつて構成し、溶湯通過時の熱に対
する機械的強度が高く、かつ入光量の大きいもの
としている。 集光用レンズ２２は例えば球状で、窓部材２１
に隣接して配置し、その窓部材２１からの光を効
率よく、かつ均一に集光するようにしている。 光フアイバ２３は保持チユーブ２５を介してホ
ルダ２０内に挿着し、止ねじ２０ａによつて固定
したもので、挿入端部がレンズ２２に隣接し、こ
のレンズ２２で集光した光を金型１４内から外部
へ導通させるものである。この光フアイバ２３の
外端部には、ガイドチユーブ２６で保持した光ケ
ーブル２７を接続している。 この光フアイバ２３の保持チユーブ２５外周側
には、光フアイバ２３の熱劣化を防止するための
冷却用空気通路２８を形成している。この空気通
路２８は二重構造で、内側通路部２８ａがホルダ
２０の外端部に設けた空気入口ノズル２９を介し
て、図示しない給気装置に接続され、外側通路部
２８ｂが内側通路部２８ａとホルダ２０内端側で
連通し、かつ出口孔３０により大気に開口してい
る。 なお、ホルダ２０と金型１４との間にも空隙３
１をあけ、これらの間の熱伝達の減少を図つてい
る。 しかして、光ケーブル２７は第１図Ａに示すよ
うに、溶湯加圧用の圧力制御装置３２に接続して
いる。 圧力制御装置３２は、サージタンク３３から導
出した通気管３４に減圧弁３５を介して径の異な
る複数の通気枝管３６を分岐接続し、その各通気
枝管３６にそれぞれ電磁弁３７を設け、さらに通
気枝管３６を統合して絞り弁３８および逆止弁３
９を介して炉１１の圧縮空気導入口１１ａに圧縮
空気を導入するようにしたものである。そして、
電磁弁３７に赤外線フアイバユニツト４０および
CPUコントロールユニツト４１を介して光ケー
ブル２７を接続している。 次に、鋳造方法を説明する。鋳造開始時には、
減圧弁３５および適宜の電磁弁３７が開き、サー
ジタンク３３内の圧縮空気が多数の通気枝管３６
のうち選択されたものを通り、さらに絞り弁３８
および逆止弁３９を順次に介して炉１１内に供給
される。これにより、炉１１内の圧力が上昇し、
溶湯１３が押し上げられる。押し上げられた溶湯
１３は導入管１６を介して大断面積部である最下
段の第１のキヤビテイ１５ａ内に導かれる。この
とき、第４図に示す関係に基づき、溶湯１３の流
速は第１のキヤビテイ１５ａ内において凝固によ
り溶湯１３の流れが停止することのないように制
御する。この流速の設定は圧縮空気による炉１１
内の加圧速度を適宜に設定することによりなされ
る。 そして、溶湯１３が第１のキヤビテイ１５ａ内
をほぼ完全に満たし、小断面積部である第２のキ
ヤビテイ１５ｂ内に流入する場合、およびこの第
２のキヤビテイ１５ｂから大断面積部である第３
のキヤビテイ１５ｃに流入する場合には、それぞ
れ溶湯の近接および通過が第１、第２の各赤外線
センサ１７，１８によつて検知される。 この検知作用を、第２図に示す第２の赤外線セ
ンサ１８について説明する。 即ち、溶湯１３からは高熱に基づいて赤外線Ａ
が発せられる。この赤外線Ａはキヤビテイ１５ｂ
内面で反射し、溶湯流通方向（上方）に放出さ
れ、窓部材２１を通過し、レンズ２２で集光され
て光フアイバ２３に入る。その後、赤外線フアイ
バユニツト４０で電気信号に変換され、CPUコ
ントロールユニツト４１からの指示により多数の
通気枝管３６の各電磁弁３７のうち、開放される
電磁弁３７の組合せが変化し、炉１１内の加圧速
度が制御される。この作用を第１図Ｂに示す。第
１のキヤビテイ１５ａから第２のキヤビテイ１５
ｂへの流動時は、溶湯１３が凝固による流れ停止
を起さない所定の流速に上昇する。一方、溶湯１
３が小断面積の第２のキヤビテイ１５ｂ内をほぼ
完全に満たし、大断面積の第３のキヤビテイ１５
ｃ内に流入する場合には、第２の赤外線センサ１
８の検出により、電磁弁３７の組合せが再度変化
し、炉１１内の加圧速度が小となる。このため、
溶湯１３は乱流を生じない小さな流速で第３のキ
ヤビテイ１５ｃ内に流入する。そして、溶湯１３
が第３のキヤビテイ１５ｃ内を完全に満たし、溶
湯１３の凝固が完了した後、炉１１内への圧縮空
気の供給が停止し、以上で鋳造が終了する。 上記実施例によれば、溶湯１３が第１のキヤビ
テイ１５ａから小断面積の第２のキヤビテイ１５
ｂ内に流入するときには、その速度を上昇させ
て、溶湯１３が速い流速で上昇するようにしたの
で、凝固による湯流れ停止を生ずることがない。
また、溶湯１３が小断面積の第２のキヤビテイ１
５ｂから大断面積の第３のキヤビテイ１５ｃ内に
流入する際にはその流速を低下させて、溶湯１３
が低い流速で第３のキヤビテイ１５ｃ内に流入す
るようにしたので、溶湯１３への酸化物巻込みや
空気巻込みが防止されガス欠陥の発生等が有効に
防止される。特に、上記実施例では、溶湯１３自
身から発せられる赤外線の光フアイバ２３への入
光量の増大によつてセンサ位置への溶湯１３の近
接が検出され、入光量の一定化によつて通過が検
出される。したがつて、溶湯１３の近接および通
過を適確に、かつ瞬時に検知するため、溶湯１３
が小断面積部または大断面積部内に流入する時点
に対する時間的遅れを殆ど生じることなく加圧速
度の制御が行なわれる。よつて溶湯１３は当初か
ら適切な流速で各キヤビテイ１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ内に流入するようになり、湯流れ停止、ガス
欠陥等の発生をより確実に防止して、高品質の鋳
物を形成することができる。下記第２表は従来例
を説明した第１表に対応する上記実施例における
実験結果を示すものである。
以上説明したように、本発明によれば、キヤビ
テイの断面積が変化する部分への溶湯の近接およ
び通過を、溶湯からの赤外線受光手段によつて瞬
時に検出するので、正確かつ迅速な圧力切換が行
なえ、高品質の軽合金鋳物を製造することができ
るようになる。
テイの断面積が変化する部分への溶湯の近接およ
び通過を、溶湯からの赤外線受光手段によつて瞬
時に検出するので、正確かつ迅速な圧力切換が行
なえ、高品質の軽合金鋳物を製造することができ
るようになる。
第１図Ａは本発明に係る加圧鋳造装置の一実施
例を示す構成図、第１図Ｂは第１図Ａの金型内に
おける溶湯の加圧速度制御状態を示すグラフ、第
２図は第１図に示す光学的検出手段を拡大して示
す断面図、第３図は従来例を示す構成図、第４図
は湯流れ臨界速度の傾向を示すグラフ、第５図は
溶湯の乱れを示す部分断面図、第６図は従来例に
おける問題点を示すために用いた金型の断面図、
第７図は従来例における実験結果を示すグラフで
ある。 １１……炉、１３……溶湯、１４……金型、１
５ａ，１５ｂ，１５ｃ……キヤビテイ、１７，１
８……赤外線センサ、２１……窓部材、２３……
光フアイバ。
例を示す構成図、第１図Ｂは第１図Ａの金型内に
おける溶湯の加圧速度制御状態を示すグラフ、第
２図は第１図に示す光学的検出手段を拡大して示
す断面図、第３図は従来例を示す構成図、第４図
は湯流れ臨界速度の傾向を示すグラフ、第５図は
溶湯の乱れを示す部分断面図、第６図は従来例に
おける問題点を示すために用いた金型の断面図、
第７図は従来例における実験結果を示すグラフで
ある。 １１……炉、１３……溶湯、１４……金型、１
５ａ，１５ｂ，１５ｃ……キヤビテイ、１７，１
８……赤外線センサ、２１……窓部材、２３……
光フアイバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶湯を炉内から鋳型に圧送し、その鋳型内で
の溶湯の流動速度をキヤビテイの断面積の変化に
対応させて制御する加圧鋳造方法において、溶湯
自身から発せられる赤外線を鋳型内に埋設した赤
外線センサに入力することにより、その溶湯のキ
ヤビテイ断面積変化部への近接および通過を検出
し、その検出値に基づいて溶湯の流動速度を変化
させることを特徴とする加圧鋳造方法。 ２ 溶湯を収容する炉と、この炉内で溶湯を加圧
する加圧手段と、断面積が異なるキヤビテイを有
する鋳型と、前記炉と鋳型とを連通し、加圧溶湯
を鋳型に供給する溶湯導入管と、前記鋳型内のキ
ヤビテイ断面積変化部近傍に埋設され当該位置に
近接および通過する溶湯自身の発する赤外線を検
出する赤外線センサと、このセンサに接続して設
けられ、溶湯の炉内加圧力を変化させることによ
り、キヤビテイの断面変化に対応した溶湯の流動
速度を設定する圧力制御装置とを具備してなるこ
とを特徴とする加圧鋳造装置。 ３ 赤外線センサは鋳型内のキヤビテイに面した
部位に設けられた耐熱性材料からなる透明な窓部
材と、この窓部材を通してキヤビテイ内の溶湯自
身から発せられる赤外線を球状の集光レンズを介
して入光する光フアイバとを有する特許請求の範
囲第２項記載の加圧鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837387A JPS6415260A (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Method and apparatus for pressurized-casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837387A JPS6415260A (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Method and apparatus for pressurized-casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6415260A JPS6415260A (en) | 1989-01-19 |
| JPH0429462B2 true JPH0429462B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=15866893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16837387A Granted JPS6415260A (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Method and apparatus for pressurized-casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6415260A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2676190B1 (fr) * | 1991-05-10 | 1996-01-05 | Solvay | Procede pour le moulage d'un noyau fusible. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384755A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-15 | Toshiba Corp | 加圧鋳造方法および装置 |
-
1987
- 1987-07-06 JP JP16837387A patent/JPS6415260A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6415260A (en) | 1989-01-19 |
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Legal Events
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