JPH0455774B2 - - Google Patents
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- JPH0455774B2 JPH0455774B2 JP62207779A JP20777987A JPH0455774B2 JP H0455774 B2 JPH0455774 B2 JP H0455774B2 JP 62207779 A JP62207779 A JP 62207779A JP 20777987 A JP20777987 A JP 20777987A JP H0455774 B2 JPH0455774 B2 JP H0455774B2
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- Japan
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- cooling
- mold
- upper mold
- cavity
- casting
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は軽合金鋳物の低圧鋳造方法に関し、一
層詳細には、熱伝導率の異なる材質の部材を組み
合わせ所定の方向に熱伝導率の勾配を持つよう構
成した鋳型を用い、さらに、前記鋳型部材毎に設
定した冷却条件に基づいて前記部材の冷却ブロツ
クに冷却媒体を制御して供給し、キヤビテイ内の
溶湯に強制冷却を施すと共に、積極的に溶湯に対
して指向性凝固を行わせることにより、鋳造欠陥
のない高品質の鋳造品を得ることが可能な、しか
も、鋳造サイクルを短縮することを可能とした軽
合金鋳物の低圧鋳造方法に関する。 ［発明の背景］ 一般に、例えば、自動車部品等を大量生産する
場合、低圧鋳造法が広汎に利用されている。この
低圧鋳造法ではアルミニウム合金等の軽合金を溶
融させた溶湯を密封容器に入れ、比較的低圧の圧
力気体、通常は、圧縮空気で前記溶湯の表面を加
圧し給湯管を介して前記溶湯を金型内に画成され
る製品に対応したキヤビテイ内に充填して鋳造品
を製造する。 そこで、一般的に低圧鋳造法に用いられる低圧
鋳造装置の概略構成を第１図に例示する。 第１図において、鋳造装置２は鋳造用金型４と
給湯部６とから基本的に構成される。前記鋳造用
金型４は上型８、下型１０および前記上型８、下
型１０に嵌合して設置される横型１２ａ，１２ｂ
から構成され、これら上型８、下型１０および横
型１２ａ，１２ｂにより製品形状に対応したキヤ
ビテイ１３が画成される。この場合、固定ダイベ
ース１４に設置される下型１０には湯口１５が設
けられ、一方、上型８は加圧シリンダ１６により
上下方向に変位自在な可動ダイベース１８に装着
される。また、横型１２ａ，１２ｂにはシリンダ
１９ａ，１９ｂが連結され、この横型１２ａ，１
２ｂは前記シリンダ１９ａ，１９ｂの作用下に型
開きの際、水平方向に移動可能である。 なお、給湯部６を構成する密閉容器としての保
温炉２０内には溶湯が貯留される坩堝２２が設置
され、この坩堝２２の外周には保温用のヒータ２
３が設けられている。前記坩堝２２内には給湯管
２４が挿入され、この給湯管２４の端部は湯口１
５に連結されると共に、保温炉２０には圧縮空気
給排管２５が配設されている。 以上のような構成において、前記圧縮空気給排
管２５を通じて保温炉２０内に所定圧の圧縮空気
が送給されると、坩堝２２内に貯留される溶湯は
その表面を加圧され、給湯管２４を経て湯口１５
から鋳造用金型４内に画成されたキヤビテイ１３
内に注入される。前記キヤビテイ１３内に溶湯を
充填した状態を所定圧力で保持した後、保温炉２
０内の圧縮空気給排管２５を通じて抜き取り、所
定時間キヤビテイ内に充填された溶湯を冷却させ
る。このような鋳造工程の１作業サイクル（第２
図参照）で所定の形状を有する鋳造品が得られ
る。 ところで、前記低圧鋳造法において、鋳造欠陥
等のない良好な組織を有する高品質の製品を鋳造
するためには、キヤビテイ内に充填される溶湯の
凝固を迅速に進行させ、且つこの溶湯にキヤビテ
イ内の端部から湯口を指向して徐々に凝固が進
む、所謂、指向性凝固を行わせることが必要であ
る。この指向性凝固を行わせることにより鋳造品
の組織に引巣等の鋳造欠陥が発生するのを防止す
るのがその理由である。 従来、低圧鋳造法においては、キヤビテイ内に
充填される溶湯の指向性凝固を行わせるために金
型温度を制御する方法が種々試みられている。と
ころが、金型温度は第２図に示すような鋳造工程
の１作業サイクル内において周期的に変動し、ま
た、キヤビテイは一般に鋳造品の厚肉部と薄肉部
が混在する複雑な形状に対応しており、このため
指向性凝固を行わせるための温度制御が非常に困
難性を伴い、例えば、前記薄肉部に相当する部位
に湯回り不良が発生し易い等、些程に実効のある
制御を行うことが出来なかつた。 そこで、従来は、一般に鋳造サイクルを適宜調
整し、金型温度を予め定めた温度範囲内になるよ
うキヤビテイ内に給湯する溶湯の加圧時間を長く
し、その後、溶湯の凝固を比較的長い時間で自然
に進行させることで鋳造欠陥を防止している。然
しながら、実際には、例えば、鋳造品の比較的厚
肉な部位に引巣等の鋳造欠陥が発生し易く、ま
た、鋳造サイクルがそれだけ長くなることにより
鋳造効率が些程に向上しないという問題点が指摘
されている。 ［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、キヤビテイ面を有する金型部材
と、前記金型部材に併設される冷却ブロツクとか
らなる金型の夫々に熱伝導率の異なる材質を用い
熱伝導率がキヤビテイ端部から湯口に向かつて低
くなるように鋳型を構成し、且つ前記冷却ブロツ
クに画成される冷却孔に冷却媒体を当該金型毎の
冷却条件で適宜その送給開始時間を上型から下型
に指向して順次遅延させて制御することにより、
キヤビテイに充填された溶湯に強制冷却を施すと
共に、指向性凝固を積極的に促進させ、これによ
り引巣等の鋳造欠陥を防止し、且つ鋳造工程の１
作業サイクルを短縮し、その生産性を向上させる
ことを可能とするとともに、前記冷却条件の設定
が容易となる軽合金鋳物の低圧鋳造方法を提供す
ることを目的とする。 ［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、密閉
容器内に貯溜される軽合金の溶湯表面を流体の圧
力下に加圧し、前記溶湯を給湯管を介して湯口か
ら鋳型内に画成されたキヤビテイに下方向から充
填して鋳造品を得る軽合金鋳物の低圧鋳造方法に
おいて、 銅合金系材質からなる上型と、前記上型よりも
熱伝導率が低い炭素工具鋼系材質からなる下型
と、上型、下型間に嵌合し、上型および下型の中
間の熱伝導率を有する銅合金系材質からなる摺動
型とで鋳型のキヤビテイを画成し、前記キヤビテ
イの内壁に前記溶湯を当接させた後、水からなる
冷却媒体により所定の冷却条件に基づいて前記上
型の冷却を開始し、次いで、所定時間経過後、水
からなる冷却媒体により所定の冷却条件に基づい
て前記摺動型の冷却を開始し、さらに、所定時間
経過後、水または空気からなる冷却媒体により所
定の冷却条件に基づいて前記下型の冷却を開始す
ることにより、鋳造品を得ることを特徴とする。 ［実施態様］ 次に、本発明に係る軽合金鋳物の低圧鋳造方法
についてそれを実施する装置との関連で好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。 第３図において、参照符号３０は鋳造装置本体
を示す。この鋳造装置本体３０を構成する鋳造用
金型３２は下型３４と、この下型３４の上方に配
置される上型３６および前記下型３４と上型３６
に摺動自在に嵌合するよう配設される摺動型３８
ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂとから基本的に
構成され、これら上型３６、下型３４および摺動
型３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂによりキヤビ
テイ４２が画成される。この場合、前記キヤビテ
イ４２は自動車等の内燃機関を構成するシリンダ
ヘツドを鋳造するのに対応した形状を呈してい
る。なお、後述するように、前記下型３４、上型
３６および摺動型３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０
ｂは夫々熱伝導率の異なる別種の金属材料を用い
て上型３６から下型３４へ向かつて順に熱伝導率
が低くなるよう構成される。 そこで、前記下型３４にはその所定部位に段付
孔部４４が形成され、この段付孔部４４に前記キ
ヤビテイ４２と連通する湯口４５が画成されたノ
ズル４６が装着される。前記ノズル４６には前記
キヤビテイ４２に溶湯を送給するためのストーク
４７が連結され、このストーク４７は下型３４の
下方に設置される図示しない保温炉内に配設され
て溶湯が貯留される坩堝内に嵌入される。また、
下型３４内部には冷却用媒体が導入される冷却孔
４８が形成され、この場合、前記冷却孔４８は下
型３４のキヤビテイ４２に面する所定部位に設置
された入子４９内にまで延在している。 一方、上型３６は図示しないシリンダ等を含む
アクチユエータに連結され、鉛直方向に変位自在
な可動ダイベース５０にボルト等を介して固定さ
れる。この可動ダイベース５０と上型３６の間に
は冷却用媒体が導入される複数の冷却孔５２ａ乃
至５２ｄが画成された冷却用ブロツク５４が介装
される。 さらに、図から諒解されるように、キヤビテイ
４２におけるシリンダヘツドの各構成部分の中、
バルブガイドが挿通されるための孔部が形成され
た比較的肉厚な部位の冷却を促進するために、冷
し金５４ａ，５４ｂが可動ダイベース５０、上型
３６を貫通する孔５６ａ，５６ｂに挿入される。
前記冷し金５４ａ，５４ｂの内部には冷却用媒体
が充填される通路５８ａ，５８ｂが形成されてい
る。一方、鋳造用金型３２を型開きした後、鋳造
品を取り出すための押出ピン６０が可動ダイベー
ス５０、冷却用ブロツク５４並びに上型３６を貫
通する孔６２に挿入される。この押出ピン６０は
その基端部が取付部材６４に装着されると共に先
端部はキヤビテイ４２に臨む。 次いで、前記下型３４、上型３６の間に変位自
在に摺動型３８ａ，３８ｂおよび摺動型４０ａ，
４０ｂが嵌合される。この摺動型３８ａ，３８ｂ
および４０ａ，４０ｂには夫々冷却ブロツク７０
ａ，７０ｂおよび７１ａ，７１ｂが装着され、こ
の冷却ブロツク７０ａ，７０ｂおよび７１ａ，７
１ｂは連結部材７２ａ，７２ｂおよび７３ａ，７
３ｂを介して図示しないシリンダ等のアクチユエ
ータに連結される。この場合、前記冷却ブロツク
７０ａ，７０ｂおよび７１ａ，７１ｂは熱伝導性
の優れた金属材料から形成されるものであり、冷
却ブロツク７０ａ，７０ｂには互いに連通し冷却
用媒体が導入される冷却孔７４ａ乃至７４ｃが形
成され、同様に冷却ブロツク７１ａ，７１ｂにも
冷却孔７６乃至７６ｃが形成される。また、摺動
型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂには夫々
ガス抜きのための孔７８ａ，７８ｂが形成され
る。 なお、図中、参照符号８０ａ乃至８０ｆは砂中
子を示し、この砂中子の中、砂中子８０ｂおよび
８０ｃはシリンダヘツドの吸気路および排気路を
形成し、さらに、砂中子８０ａ，８０ｄ乃至８０
ｆは冷却水を通流させるウオータジヤケツトを形
成するためのものである。 以上のように構成される鋳造用金型３２を用い
て行う本発明に係る軽合金鋳物の低圧鋳造方法に
ついて以下説明する。 鋳造に先立つて、この実施態様にあつては前記
鋳造用金型３２を構成する各金型部材は第１表に
示す材質から選択構成されているものとする。
層詳細には、熱伝導率の異なる材質の部材を組み
合わせ所定の方向に熱伝導率の勾配を持つよう構
成した鋳型を用い、さらに、前記鋳型部材毎に設
定した冷却条件に基づいて前記部材の冷却ブロツ
クに冷却媒体を制御して供給し、キヤビテイ内の
溶湯に強制冷却を施すと共に、積極的に溶湯に対
して指向性凝固を行わせることにより、鋳造欠陥
のない高品質の鋳造品を得ることが可能な、しか
も、鋳造サイクルを短縮することを可能とした軽
合金鋳物の低圧鋳造方法に関する。 ［発明の背景］ 一般に、例えば、自動車部品等を大量生産する
場合、低圧鋳造法が広汎に利用されている。この
低圧鋳造法ではアルミニウム合金等の軽合金を溶
融させた溶湯を密封容器に入れ、比較的低圧の圧
力気体、通常は、圧縮空気で前記溶湯の表面を加
圧し給湯管を介して前記溶湯を金型内に画成され
る製品に対応したキヤビテイ内に充填して鋳造品
を製造する。 そこで、一般的に低圧鋳造法に用いられる低圧
鋳造装置の概略構成を第１図に例示する。 第１図において、鋳造装置２は鋳造用金型４と
給湯部６とから基本的に構成される。前記鋳造用
金型４は上型８、下型１０および前記上型８、下
型１０に嵌合して設置される横型１２ａ，１２ｂ
から構成され、これら上型８、下型１０および横
型１２ａ，１２ｂにより製品形状に対応したキヤ
ビテイ１３が画成される。この場合、固定ダイベ
ース１４に設置される下型１０には湯口１５が設
けられ、一方、上型８は加圧シリンダ１６により
上下方向に変位自在な可動ダイベース１８に装着
される。また、横型１２ａ，１２ｂにはシリンダ
１９ａ，１９ｂが連結され、この横型１２ａ，１
２ｂは前記シリンダ１９ａ，１９ｂの作用下に型
開きの際、水平方向に移動可能である。 なお、給湯部６を構成する密閉容器としての保
温炉２０内には溶湯が貯留される坩堝２２が設置
され、この坩堝２２の外周には保温用のヒータ２
３が設けられている。前記坩堝２２内には給湯管
２４が挿入され、この給湯管２４の端部は湯口１
５に連結されると共に、保温炉２０には圧縮空気
給排管２５が配設されている。 以上のような構成において、前記圧縮空気給排
管２５を通じて保温炉２０内に所定圧の圧縮空気
が送給されると、坩堝２２内に貯留される溶湯は
その表面を加圧され、給湯管２４を経て湯口１５
から鋳造用金型４内に画成されたキヤビテイ１３
内に注入される。前記キヤビテイ１３内に溶湯を
充填した状態を所定圧力で保持した後、保温炉２
０内の圧縮空気給排管２５を通じて抜き取り、所
定時間キヤビテイ内に充填された溶湯を冷却させ
る。このような鋳造工程の１作業サイクル（第２
図参照）で所定の形状を有する鋳造品が得られ
る。 ところで、前記低圧鋳造法において、鋳造欠陥
等のない良好な組織を有する高品質の製品を鋳造
するためには、キヤビテイ内に充填される溶湯の
凝固を迅速に進行させ、且つこの溶湯にキヤビテ
イ内の端部から湯口を指向して徐々に凝固が進
む、所謂、指向性凝固を行わせることが必要であ
る。この指向性凝固を行わせることにより鋳造品
の組織に引巣等の鋳造欠陥が発生するのを防止す
るのがその理由である。 従来、低圧鋳造法においては、キヤビテイ内に
充填される溶湯の指向性凝固を行わせるために金
型温度を制御する方法が種々試みられている。と
ころが、金型温度は第２図に示すような鋳造工程
の１作業サイクル内において周期的に変動し、ま
た、キヤビテイは一般に鋳造品の厚肉部と薄肉部
が混在する複雑な形状に対応しており、このため
指向性凝固を行わせるための温度制御が非常に困
難性を伴い、例えば、前記薄肉部に相当する部位
に湯回り不良が発生し易い等、些程に実効のある
制御を行うことが出来なかつた。 そこで、従来は、一般に鋳造サイクルを適宜調
整し、金型温度を予め定めた温度範囲内になるよ
うキヤビテイ内に給湯する溶湯の加圧時間を長く
し、その後、溶湯の凝固を比較的長い時間で自然
に進行させることで鋳造欠陥を防止している。然
しながら、実際には、例えば、鋳造品の比較的厚
肉な部位に引巣等の鋳造欠陥が発生し易く、ま
た、鋳造サイクルがそれだけ長くなることにより
鋳造効率が些程に向上しないという問題点が指摘
されている。 ［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、キヤビテイ面を有する金型部材
と、前記金型部材に併設される冷却ブロツクとか
らなる金型の夫々に熱伝導率の異なる材質を用い
熱伝導率がキヤビテイ端部から湯口に向かつて低
くなるように鋳型を構成し、且つ前記冷却ブロツ
クに画成される冷却孔に冷却媒体を当該金型毎の
冷却条件で適宜その送給開始時間を上型から下型
に指向して順次遅延させて制御することにより、
キヤビテイに充填された溶湯に強制冷却を施すと
共に、指向性凝固を積極的に促進させ、これによ
り引巣等の鋳造欠陥を防止し、且つ鋳造工程の１
作業サイクルを短縮し、その生産性を向上させる
ことを可能とするとともに、前記冷却条件の設定
が容易となる軽合金鋳物の低圧鋳造方法を提供す
ることを目的とする。 ［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、密閉
容器内に貯溜される軽合金の溶湯表面を流体の圧
力下に加圧し、前記溶湯を給湯管を介して湯口か
ら鋳型内に画成されたキヤビテイに下方向から充
填して鋳造品を得る軽合金鋳物の低圧鋳造方法に
おいて、 銅合金系材質からなる上型と、前記上型よりも
熱伝導率が低い炭素工具鋼系材質からなる下型
と、上型、下型間に嵌合し、上型および下型の中
間の熱伝導率を有する銅合金系材質からなる摺動
型とで鋳型のキヤビテイを画成し、前記キヤビテ
イの内壁に前記溶湯を当接させた後、水からなる
冷却媒体により所定の冷却条件に基づいて前記上
型の冷却を開始し、次いで、所定時間経過後、水
からなる冷却媒体により所定の冷却条件に基づい
て前記摺動型の冷却を開始し、さらに、所定時間
経過後、水または空気からなる冷却媒体により所
定の冷却条件に基づいて前記下型の冷却を開始す
ることにより、鋳造品を得ることを特徴とする。 ［実施態様］ 次に、本発明に係る軽合金鋳物の低圧鋳造方法
についてそれを実施する装置との関連で好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。 第３図において、参照符号３０は鋳造装置本体
を示す。この鋳造装置本体３０を構成する鋳造用
金型３２は下型３４と、この下型３４の上方に配
置される上型３６および前記下型３４と上型３６
に摺動自在に嵌合するよう配設される摺動型３８
ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂとから基本的に
構成され、これら上型３６、下型３４および摺動
型３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂによりキヤビ
テイ４２が画成される。この場合、前記キヤビテ
イ４２は自動車等の内燃機関を構成するシリンダ
ヘツドを鋳造するのに対応した形状を呈してい
る。なお、後述するように、前記下型３４、上型
３６および摺動型３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０
ｂは夫々熱伝導率の異なる別種の金属材料を用い
て上型３６から下型３４へ向かつて順に熱伝導率
が低くなるよう構成される。 そこで、前記下型３４にはその所定部位に段付
孔部４４が形成され、この段付孔部４４に前記キ
ヤビテイ４２と連通する湯口４５が画成されたノ
ズル４６が装着される。前記ノズル４６には前記
キヤビテイ４２に溶湯を送給するためのストーク
４７が連結され、このストーク４７は下型３４の
下方に設置される図示しない保温炉内に配設され
て溶湯が貯留される坩堝内に嵌入される。また、
下型３４内部には冷却用媒体が導入される冷却孔
４８が形成され、この場合、前記冷却孔４８は下
型３４のキヤビテイ４２に面する所定部位に設置
された入子４９内にまで延在している。 一方、上型３６は図示しないシリンダ等を含む
アクチユエータに連結され、鉛直方向に変位自在
な可動ダイベース５０にボルト等を介して固定さ
れる。この可動ダイベース５０と上型３６の間に
は冷却用媒体が導入される複数の冷却孔５２ａ乃
至５２ｄが画成された冷却用ブロツク５４が介装
される。 さらに、図から諒解されるように、キヤビテイ
４２におけるシリンダヘツドの各構成部分の中、
バルブガイドが挿通されるための孔部が形成され
た比較的肉厚な部位の冷却を促進するために、冷
し金５４ａ，５４ｂが可動ダイベース５０、上型
３６を貫通する孔５６ａ，５６ｂに挿入される。
前記冷し金５４ａ，５４ｂの内部には冷却用媒体
が充填される通路５８ａ，５８ｂが形成されてい
る。一方、鋳造用金型３２を型開きした後、鋳造
品を取り出すための押出ピン６０が可動ダイベー
ス５０、冷却用ブロツク５４並びに上型３６を貫
通する孔６２に挿入される。この押出ピン６０は
その基端部が取付部材６４に装着されると共に先
端部はキヤビテイ４２に臨む。 次いで、前記下型３４、上型３６の間に変位自
在に摺動型３８ａ，３８ｂおよび摺動型４０ａ，
４０ｂが嵌合される。この摺動型３８ａ，３８ｂ
および４０ａ，４０ｂには夫々冷却ブロツク７０
ａ，７０ｂおよび７１ａ，７１ｂが装着され、こ
の冷却ブロツク７０ａ，７０ｂおよび７１ａ，７
１ｂは連結部材７２ａ，７２ｂおよび７３ａ，７
３ｂを介して図示しないシリンダ等のアクチユエ
ータに連結される。この場合、前記冷却ブロツク
７０ａ，７０ｂおよび７１ａ，７１ｂは熱伝導性
の優れた金属材料から形成されるものであり、冷
却ブロツク７０ａ，７０ｂには互いに連通し冷却
用媒体が導入される冷却孔７４ａ乃至７４ｃが形
成され、同様に冷却ブロツク７１ａ，７１ｂにも
冷却孔７６乃至７６ｃが形成される。また、摺動
型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂには夫々
ガス抜きのための孔７８ａ，７８ｂが形成され
る。 なお、図中、参照符号８０ａ乃至８０ｆは砂中
子を示し、この砂中子の中、砂中子８０ｂおよび
８０ｃはシリンダヘツドの吸気路および排気路を
形成し、さらに、砂中子８０ａ，８０ｄ乃至８０
ｆは冷却水を通流させるウオータジヤケツトを形
成するためのものである。 以上のように構成される鋳造用金型３２を用い
て行う本発明に係る軽合金鋳物の低圧鋳造方法に
ついて以下説明する。 鋳造に先立つて、この実施態様にあつては前記
鋳造用金型３２を構成する各金型部材は第１表に
示す材質から選択構成されているものとする。
【表】
そこで、前記のように構成される鋳造用金型３
２内に画成されるキヤビテイ４２の所定部位に砂
中子８０ａ乃至８０ｆを配置する。この場合、前
記砂中子８０ａ乃至８０ｆはその素材として、例
えば、レジンコーテツドサンド等を用い所定の成
形用金型を使用して成形したものを用いる。次い
で、図示しないシリンダを駆動して上型３６と摺
動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂを下型
３４に対し近接変位させて型締めを行う。 次に、JIS AC2B相当のアルミニウム合金を溶
融させた溶湯をストーク４７を介してノズル４６
に形成された湯口４５から前記キヤビテイ４２内
に充填する。この場合、鋳造条件としてはアルミ
ニウム合金からなる溶湯の温度を680℃、加圧圧
力0.28Kg／cm2、鋳造サイクル時間140秒を設定す
る。すなわち、図示しない坩堝内に貯留されるア
ルミニウム合金溶湯の温度を680℃に保ち、この
溶湯表面を圧縮空気で加圧することにより溶湯を
スーク４７を介して湯口４５からキヤビテイ４２
内に充填し、0.28Kg／cm2の圧力で加圧保持する。 そこで、第２表に表すような閣合金の冷却条件
に基づいて、記加圧開始後各金型毎に時間をずら
して冷朽媒体を供給する。
２内に画成されるキヤビテイ４２の所定部位に砂
中子８０ａ乃至８０ｆを配置する。この場合、前
記砂中子８０ａ乃至８０ｆはその素材として、例
えば、レジンコーテツドサンド等を用い所定の成
形用金型を使用して成形したものを用いる。次い
で、図示しないシリンダを駆動して上型３６と摺
動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂを下型
３４に対し近接変位させて型締めを行う。 次に、JIS AC2B相当のアルミニウム合金を溶
融させた溶湯をストーク４７を介してノズル４６
に形成された湯口４５から前記キヤビテイ４２内
に充填する。この場合、鋳造条件としてはアルミ
ニウム合金からなる溶湯の温度を680℃、加圧圧
力0.28Kg／cm2、鋳造サイクル時間140秒を設定す
る。すなわち、図示しない坩堝内に貯留されるア
ルミニウム合金溶湯の温度を680℃に保ち、この
溶湯表面を圧縮空気で加圧することにより溶湯を
スーク４７を介して湯口４５からキヤビテイ４２
内に充填し、0.28Kg／cm2の圧力で加圧保持する。 そこで、第２表に表すような閣合金の冷却条件
に基づいて、記加圧開始後各金型毎に時間をずら
して冷朽媒体を供給する。
【表】
すなわち、先ず、キヤビテイ４２内に溶湯を充
填し、0.28Kg／cm2の圧力で加圧を開始した時点か
ら10秒後に、上型３６と可動ダイベース５０の間
に介装される冷却ブロツク５４に成された冷却孔
５２ａ乃至５２ｄに冷却媒体としての水を図示し
ない冷却水供給源から送給する。このため、前記
冷却用ブロツク５４を介して上型３６はこれ以後
冷却されることになる。 次に、前記加圧開始時から30秒経過した後、摺
動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂに装着
される冷却ブロツク７０ａ，７０ｂおよび７１
ａ，７１ｂに形成された冷却孔７４ａ乃至７４ｃ
および７６ａ乃至７６ｃに冷却媒体としての水を
図示しない冷却水供給源から送給する。この場
合、上型３６と摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂとで画成される薄肉なキヤビテイ４２
の部位に過冷却によつて湯回り不良が発生するの
を防止するために、前記冷却孔７４ａおよび７６
ａの流量を若干少なく設定しておくと好適であ
る。これに対し摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂと砂中子８０ｂ，８０ｃで画成される
厚肉な部位に凝固遅れが生ずることを回避するた
めに、冷却孔７４ｂ，７４ｃおよび７６ｂ，７６
ｃには冷却孔７４ａおよび７６ａに供給される流
量よりも多く冷却水を送給しておく。この結果、
摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂは冷
却ブロツク７０ａ，７０ｂおび７１ａ，７１ｂの
冷却作用下に冷却されることになる。 ここでさらに、加圧開始から40秒経過した後、
下型３４に形成された冷却孔４８に冷却媒体とし
てエアを図示しない供給源から送給し、当該下型
３４を冷却させる。 上述のように、本実施態様では、鋳造用金型３
２を熱伝導率が下型３４へ向かつて順次低くなる
よう異なる材質の金型部材を用いて構成すると共
に、各金型部材毎に冷却条件を異ならせて当該金
型部材を冷却し、キヤビテイ４２内に充填された
溶湯を凝固させている。この場合、上型３６は、
第１表に示すように、最も熱伝導率の高いクロム
銅合金系の材質を用いて構成しているために、冷
却ブロツク５４の冷却孔５２ａ乃至５２ｄに導入
される水の冷却作用が当該冷却ブロツク５４の高
い熱伝導性により効果的に上型３６に伝えられ
る。しかも、冷却開始時期を最も速く設定してい
ることと相俟つて、上型３６と砂中子８０ａに面
した溶湯の厚肉の部位は最先に凝固するため、凝
固遅れを原因とする引巣等の鋳造欠陥が回避され
る。 一方、摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４
０ｂは前記上型３６の材質に次いで熱伝導率の高
いベリウム青銅系の材質を用いて構成すると共
に、上型３６の冷却開始の10秒後に冷却される。
また、下型３４にあつては最も熱伝導率の低い炭
素工具鋼系の材質を用い、第２表に示すように、
冷却開始時も最後に設定し、且つ冷却媒体として
水に比して冷却効果の低いエアを選択している。
このため、各金型材質の熱伝導率を選択的に組み
合わせ熱引き性に勾配を持たせていると共に、各
金型部材毎に冷却条件を変えてこの熱引き性をさ
らに促進させている結果、キヤビテイ４２内に充
填される溶湯に対する冷却効果に金型部材毎に差
異が生じ、全体として溶湯は上型３６から摺動型
３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂ、下型３４
の方向に向かつて順次指向性を有しながら好適に
凝固が進行し、良好な組織の鋳造品が得られる。 また、前記摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂにおいて、冷却孔７４ａ，７６ａに供
給する水の流量を冷却孔７４ｂ，７４ｃおび７６
ｂ，７６ｃに供給される流量に比べて若干抑制し
ているため、上型３６と摺動型３８ａ，３８ｂお
よび４０ａ，４０ｂにより形成される薄肉部が過
冷却により湯回り不良に至ることがない。 このようにして、所定時間冷却を継続した後、
図示しない坩堝内の圧縮空気を抜いて型開きを行
い、鋳造品としてのシリンダヘツドを得る。本実
施態様においては、各金型の材質の違いおよび強
制冷却の効果により、実際、鋳造サイクルが140
秒となり、従来の1/2以下の非常に短い時間に短
縮出来るという実積が得られた。 ［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、熱伝導率の異
なる材質を用いた各種金型部材を組み合わせて熱
伝導率が所定方向を指向して低くなるように鋳型
を構成し、且つこれら各金型部材毎に冷却開始時
および冷却媒体等の冷却条件を異ならせて設定
し、鋳型内に画成されるキヤビテイに充填される
溶湯の凝固が端部から湯口を指向して進行すべく
指向性凝固を積極的に促進させている。このた
め、キヤビテイ内に充填される溶湯の適切な凝固
が行われ、内部に引巣等の鋳造欠陥が発生するこ
となく、良好なしかも品質の優れた鋳造品を得る
ことが可能となる利点が得られる。また、前記冷
却条件を鋳造品の形状に合わせて細かく設定する
ことにより、その薄肉部の湯回り不良、厚肉部の
凝固遅れ等の不都合が防止出来、複雑な形状の鋳
造品の製造にも対応出来るという効果が得られ
る。さらに、金型に対する強制冷却により凝固自
体が促進されるため、鋳造サイクルが短縮化され
る結果鋳造工程の効率が一層向上するという効果
を奏するものである。 さらにまた、本発明では、キヤビテイを画成す
る金型部材である上型、摺動型および下型の熱伝
導率を異なるように設定しているため、これだけ
でも指向性凝固を実現することが可能となる。従
つて、例えば、金型部材の材質を選択することに
より、ラフな指向性を設定し、次いで、冷却媒体
の選択、流量の調整、冷却開示時間の設定等によ
つて細かい指向性の設定を行うことで、冷却条件
の設定が容易なものとなる。 以上、本発明に
ついて好適な実施態様を挙げて説明したが、本発
明はこの実施態様に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
填し、0.28Kg／cm2の圧力で加圧を開始した時点か
ら10秒後に、上型３６と可動ダイベース５０の間
に介装される冷却ブロツク５４に成された冷却孔
５２ａ乃至５２ｄに冷却媒体としての水を図示し
ない冷却水供給源から送給する。このため、前記
冷却用ブロツク５４を介して上型３６はこれ以後
冷却されることになる。 次に、前記加圧開始時から30秒経過した後、摺
動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂに装着
される冷却ブロツク７０ａ，７０ｂおよび７１
ａ，７１ｂに形成された冷却孔７４ａ乃至７４ｃ
および７６ａ乃至７６ｃに冷却媒体としての水を
図示しない冷却水供給源から送給する。この場
合、上型３６と摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂとで画成される薄肉なキヤビテイ４２
の部位に過冷却によつて湯回り不良が発生するの
を防止するために、前記冷却孔７４ａおよび７６
ａの流量を若干少なく設定しておくと好適であ
る。これに対し摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂと砂中子８０ｂ，８０ｃで画成される
厚肉な部位に凝固遅れが生ずることを回避するた
めに、冷却孔７４ｂ，７４ｃおよび７６ｂ，７６
ｃには冷却孔７４ａおよび７６ａに供給される流
量よりも多く冷却水を送給しておく。この結果、
摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂは冷
却ブロツク７０ａ，７０ｂおび７１ａ，７１ｂの
冷却作用下に冷却されることになる。 ここでさらに、加圧開始から40秒経過した後、
下型３４に形成された冷却孔４８に冷却媒体とし
てエアを図示しない供給源から送給し、当該下型
３４を冷却させる。 上述のように、本実施態様では、鋳造用金型３
２を熱伝導率が下型３４へ向かつて順次低くなる
よう異なる材質の金型部材を用いて構成すると共
に、各金型部材毎に冷却条件を異ならせて当該金
型部材を冷却し、キヤビテイ４２内に充填された
溶湯を凝固させている。この場合、上型３６は、
第１表に示すように、最も熱伝導率の高いクロム
銅合金系の材質を用いて構成しているために、冷
却ブロツク５４の冷却孔５２ａ乃至５２ｄに導入
される水の冷却作用が当該冷却ブロツク５４の高
い熱伝導性により効果的に上型３６に伝えられ
る。しかも、冷却開始時期を最も速く設定してい
ることと相俟つて、上型３６と砂中子８０ａに面
した溶湯の厚肉の部位は最先に凝固するため、凝
固遅れを原因とする引巣等の鋳造欠陥が回避され
る。 一方、摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４
０ｂは前記上型３６の材質に次いで熱伝導率の高
いベリウム青銅系の材質を用いて構成すると共
に、上型３６の冷却開始の10秒後に冷却される。
また、下型３４にあつては最も熱伝導率の低い炭
素工具鋼系の材質を用い、第２表に示すように、
冷却開始時も最後に設定し、且つ冷却媒体として
水に比して冷却効果の低いエアを選択している。
このため、各金型材質の熱伝導率を選択的に組み
合わせ熱引き性に勾配を持たせていると共に、各
金型部材毎に冷却条件を変えてこの熱引き性をさ
らに促進させている結果、キヤビテイ４２内に充
填される溶湯に対する冷却効果に金型部材毎に差
異が生じ、全体として溶湯は上型３６から摺動型
３８ａ，３８ｂおよび４０ａ，４０ｂ、下型３４
の方向に向かつて順次指向性を有しながら好適に
凝固が進行し、良好な組織の鋳造品が得られる。 また、前記摺動型３８ａ，３８ｂおよび４０
ａ，４０ｂにおいて、冷却孔７４ａ，７６ａに供
給する水の流量を冷却孔７４ｂ，７４ｃおび７６
ｂ，７６ｃに供給される流量に比べて若干抑制し
ているため、上型３６と摺動型３８ａ，３８ｂお
よび４０ａ，４０ｂにより形成される薄肉部が過
冷却により湯回り不良に至ることがない。 このようにして、所定時間冷却を継続した後、
図示しない坩堝内の圧縮空気を抜いて型開きを行
い、鋳造品としてのシリンダヘツドを得る。本実
施態様においては、各金型の材質の違いおよび強
制冷却の効果により、実際、鋳造サイクルが140
秒となり、従来の1/2以下の非常に短い時間に短
縮出来るという実積が得られた。 ［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、熱伝導率の異
なる材質を用いた各種金型部材を組み合わせて熱
伝導率が所定方向を指向して低くなるように鋳型
を構成し、且つこれら各金型部材毎に冷却開始時
および冷却媒体等の冷却条件を異ならせて設定
し、鋳型内に画成されるキヤビテイに充填される
溶湯の凝固が端部から湯口を指向して進行すべく
指向性凝固を積極的に促進させている。このた
め、キヤビテイ内に充填される溶湯の適切な凝固
が行われ、内部に引巣等の鋳造欠陥が発生するこ
となく、良好なしかも品質の優れた鋳造品を得る
ことが可能となる利点が得られる。また、前記冷
却条件を鋳造品の形状に合わせて細かく設定する
ことにより、その薄肉部の湯回り不良、厚肉部の
凝固遅れ等の不都合が防止出来、複雑な形状の鋳
造品の製造にも対応出来るという効果が得られ
る。さらに、金型に対する強制冷却により凝固自
体が促進されるため、鋳造サイクルが短縮化され
る結果鋳造工程の効率が一層向上するという効果
を奏するものである。 さらにまた、本発明では、キヤビテイを画成す
る金型部材である上型、摺動型および下型の熱伝
導率を異なるように設定しているため、これだけ
でも指向性凝固を実現することが可能となる。従
つて、例えば、金型部材の材質を選択することに
より、ラフな指向性を設定し、次いで、冷却媒体
の選択、流量の調整、冷却開示時間の設定等によ
つて細かい指向性の設定を行うことで、冷却条件
の設定が容易なものとなる。 以上、本発明に
ついて好適な実施態様を挙げて説明したが、本発
明はこの実施態様に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
第１図は従来技術に係る低圧鋳造方法に用いら
れる鋳造装置の概略的な構成を示す縦断面図、第
２図は従来技術に係る低圧鋳造方法の鋳造サイク
ルの一例を示すグラフ、第３図は本発明に係る軽
合金鋳物の低圧鋳造方法に用いられる鋳造用金型
を説明する概略縦断面図である。 ３０……鋳造装置本体、３２……鋳造用金型、
３４……下型、３６……上型、３８ａ，３８ｂ，
４０ａ，４０ｂ……摺動型、４２……キヤビテ
イ、４５……湯口、４７……ストーク、５４……
冷却ブロツク、６０……押出ピン、７０ａ，７０
ｂ，７１ａ，７１ｂ……冷却ブロツク。
れる鋳造装置の概略的な構成を示す縦断面図、第
２図は従来技術に係る低圧鋳造方法の鋳造サイク
ルの一例を示すグラフ、第３図は本発明に係る軽
合金鋳物の低圧鋳造方法に用いられる鋳造用金型
を説明する概略縦断面図である。 ３０……鋳造装置本体、３２……鋳造用金型、
３４……下型、３６……上型、３８ａ，３８ｂ，
４０ａ，４０ｂ……摺動型、４２……キヤビテ
イ、４５……湯口、４７……ストーク、５４……
冷却ブロツク、６０……押出ピン、７０ａ，７０
ｂ，７１ａ，７１ｂ……冷却ブロツク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 密閉容器内に貯溜される軽合金の溶湯表面を
流体の圧力下に加圧し、前記溶湯を給湯管を介し
て湯口から鋳型内に画成されたキヤビテイに下方
向から充填して鋳造品を得る軽合金鋳物の低圧鋳
造方法において、 銅合金系材質からなる上型と、前記上型よりも
熱伝導率が低い炭素工具鋼系材質からなる下型
と、上型、下型間に嵌合し、上型および下型の中
間の熱伝導率を有する銅合金系材質からなる摺動
型とで鋳型のキヤビテイを画成し、前記キヤビテ
イの内壁に前記溶湯を当接させた後、水からなる
冷却媒体により所定の冷却条件に基づいて前記上
型の冷却を開始し、次いで、所定時間経過後、水
からなる冷却媒体により所定の冷却条件に基づい
て前記摺動型の冷却を開始し、さらに、所定時間
経過後、水または空気からなる冷却媒体により所
定の冷却条件に基づいて前記下型の冷却を開始す
ることにより、鋳造品を得ることを特徴とする軽
合金鋳物の低圧鋳造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、 少なくとも上型および摺動型は、冷却媒体を導
入するための冷却孔が形成された冷却ブロツクを
介して温度制御されることを特徴とする軽合金鋳
物の低圧鋳造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20777987A JPS6453757A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Low pressure casting method for light alloy castings |
| US07/233,144 US4875518A (en) | 1987-08-21 | 1988-08-17 | Method of and apparatus for low-pressure casting of light metal alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20777987A JPS6453757A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Low pressure casting method for light alloy castings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6453757A JPS6453757A (en) | 1989-03-01 |
| JPH0455774B2 true JPH0455774B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=16545377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20777987A Granted JPS6453757A (en) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | Low pressure casting method for light alloy castings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6453757A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5339764B2 (ja) | 2007-04-19 | 2013-11-13 | 本田技研工業株式会社 | 鋳造方法 |
| CN115608934A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-17 | 北京航空材料研究院股份有限公司 | 用于制造超小缩孔铸锭的铸模、铸造方法以及制得的铸锭 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124566A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Hitachi Metals Ltd | Method for controlling cooling of die in die casting |
| JPS59225853A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-18 | Toyota Motor Corp | 金型の冷却装置 |
| JPH0315237Y2 (ja) * | 1984-12-03 | 1991-04-03 |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP20777987A patent/JPS6453757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6453757A (en) | 1989-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |