JPH0671415A - 溶湯鍛造装置 - Google Patents

溶湯鍛造装置

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JPH0671415A
JPH0671415A JP8244892A JP8244892A JPH0671415A JP H0671415 A JPH0671415 A JP H0671415A JP 8244892 A JP8244892 A JP 8244892A JP 8244892 A JP8244892 A JP 8244892A JP H0671415 A JPH0671415 A JP H0671415A
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JP
Japan
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molten metal
plunger member
sprue
cavity
die
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Withdrawn
Application number
JP8244892A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Kakehashi
伸一郎 梯
Ichiro Kondo
一郎 近藤
Teruo Shimizu
輝夫 清水
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Publication of JPH0671415A publication Critical patent/JPH0671415A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティへの溶湯注入後、湯口部内での溶
湯凝固を促進して成形サイクルを早める。 【構成】 互いに開閉可能な可動型(1A+2A)と固定
型(1B+2B)とを具備し、これら可動型と固定型の間
に、製品形状をなすキャビティ4と、キャビティ4にゲ
ート部6を介して連通する湯口部8とが形成されている
溶湯鍛造用金型(I)と、前記湯口部8の開口部に気密的
に連結可能に設けられた鋳込みスリーブ12、およびこ
の鋳込みスリーブ12の内部に進退可能に設けられた溶
湯注入用のプランジャ14を具備する溶湯注入機構(I
I)とを備えた溶湯鍛造装置である。前記プランジャ1
4は、互いに独立して進退可能とされた外側プランジャ
部材14Aおよび内側プランジャ部材14Bとから構成
され、これらを駆動する駆動手段がそれぞれ設けられる
とともに、内側プランジャ部材14Bは、湯口部8内に
侵入可能、かつ侵入した状態で湯口部8の内壁面と内側
プランジャ部材14Bとの間に6〜15mmの間隔が空く
ように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種金属の溶湯鍛造に
使用される溶湯鍛造用金型に係わり、特に、成形サイク
ルの短縮を図るための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の溶湯鍛造装置は、溶湯鍛造用金
型と、この金型に溶湯を注入するための溶湯注入機構と
から主として構成されている。溶湯鍛造用金型は、互い
に開閉可能な可動型と固定型の間に、製品形状をなすキ
ャビティと、このキャビティにゲート部を介して連通す
る湯口部とを形成したものである。
【0003】一方、溶湯注入機構は、湯口部の開口部に
気密的に連結可能かつ溶湯充填位置に退避可能に設けら
れた鋳込みスリーブと、この鋳込みスリーブの内部に進
退可能に設けられた溶湯注入用のプランジャを具備する
もので、溶湯鍛造用金型を型閉めし、鋳込みスリーブを
金型から退避させた状態で鋳込みスリーブの内部に溶湯
を充填した後、湯口部の開口部に鋳込みスリーブを当接
させ、この鋳込みスリーブ内に配置された金属溶湯をプ
ランジャで押し出すことにより、キャビティ内に金属溶
湯を注入して固化させ、製品を成形する。
【0004】このような溶湯鍛造装置を用いれば、溶湯
が凝固する過程で溶湯をプランジャによって加圧し続け
ることが可能であるから、溶湯の凝固収縮に伴なう製品
厚肉部の収縮巣を防止する効果が得られる。この利点に
より、現在ではアルミニウム合金を始めとして多種類の
金属成形品の製造に用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶湯鍛造法
では溶湯の注入速度が比較的に低速であるから、キャビ
ティへの溶湯注入が完了する前に、金型の湯口部あるい
はゲート部で溶湯が壁面に触れて冷え、凝固して詰まる
おそれがある。この問題を回避するため、一般には湯口
部の内径を大きく設定し(60〜80mm径程度のものが
多い)、湯口部およびゲート部における注入途中での溶
湯凝固を防ぐようにしている。
【0006】しかし、湯口部の内径を大きく設定する
と、注入途中で溶湯が凝固しない半面、キャビティ内に
注入された溶湯に比して、湯口部内の溶湯の凝固が大幅
に遅くなり、湯口部内の溶湯が凝固するまで型開きを待
たなくてはならず、成形サイクルが長くなり、生産効率
が低下する欠点があった。例えば、材料がアルミニウム
合金の場合、湯口部の内径が前記のように60〜80mm
であると、製品形状にはあまり拘わらず、1サイクル1
分間程度の時間が必要だった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、溶湯注入過程では湯口部およびゲート部での溶湯凝
固を防ぎつつ、注入完了後は湯口部内の溶湯の冷却を促
進して、成形サイクルを早めることを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、互いに開閉可能な可動型と
固定型とを具備し、これら可動型と固定型の間に、製品
形状をなすキャビティと、このキャビティにゲート部を
介して連通する湯口部とが形成されている溶湯鍛造用金
型と、前記湯口部の開口部に気密的に連結可能かつ溶湯
充填位置に退避可能に設けられた鋳込みスリーブ、およ
びこの鋳込みスリーブの内部に進退可能に設けられた溶
湯注入用のプランジャを具備する溶湯注入機構とを備え
た溶湯鍛造装置において、前記溶湯注入機構のプランジ
ャは、前記鋳込みスリーブに沿って互いに独立して進退
可能とされた外側プランジャ部材および内側プランジャ
部材とから構成され、これらプランジャ部材を駆動する
駆動手段がそれぞれ設けられるとともに、前記内側プラ
ンジャ部材は、前記溶湯鍛造用金型の湯口部内に侵入可
能、かつ侵入した状態で湯口部の内壁面と内側プランジ
ャ部材との間に一定範囲の間隔が空くように設定されて
いることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明の溶湯鍛造装置では、まず退避位置にあ
る鋳込みスリーブに溶湯を充填した後、この鋳込みスリ
ーブを金型の湯口部に当接させ、さらに内側プランジャ
部材と外側プランジャ部材を共に前進させて溶湯を押し
出し、キャビティ内に溶湯を注入する。溶湯注入を終え
たら、内側プランジャ部材のみをさらに前進させ、湯口
部の内壁面と内側プランジャ部材との間に一定範囲の間
隔を空けて停止する。同時に、外側プランジャ部材を必
要に応じて後退させ、過剰の溶湯を受け入れる。
【0010】このように、湯口部内の溶湯の厚さが全部
位に亙って一定範囲となるように内側プランジャ部材を
湯口部内に侵入させることにより、溶湯の体積当たりの
金属接触面積が増大するうえ、比較的低温に保たれてい
た内側プランジャ部材の外周面が新たに溶湯と接触する
ため、湯口部内の溶湯の冷却速度が増し、湯口部内の溶
湯の凝固を促進できる。
【0011】また、凝固が特に遅い湯口部の中心付近に
内側プランジャ部材を押し込むため、この内側プランジ
ャ部材による加圧力は、プランジャ全体で溶湯を加圧す
る場合よりも、キャビティ内に効果的に伝わり、製品中
の収縮巣を防止する効果が高められる。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係る溶湯鍛造装置の一実施例
を示し、この装置は、溶湯鍛造用金型(I)と、この金型
(I)に溶湯を注入するための溶湯注入機構(II)とから
構成されている。
【0013】溶湯鍛造用金型(I)から説明すると、図中
符号1は主型であり、この主型1は、可動側主型1Aと
固定側主型1Bとから構成され、可動側主型1Aは図示
しない型開閉装置により固定側主型1Bに対し離接可能
とされている。
【0014】符号2は主型1内に収容された入子であ
り、この入子2は可動側主型1Aに固定された可動側入
子2Aと、固定側主型1Bに固定された固定側入子2B
から構成されている。可動側主型1Aと可動側入子2A
が可動型を構成し、固定側主型1Bと固定側入子2Bが
固定型を構成している。
【0015】可動側入子2Aと固定側入子2Bとの間に
は、任意の製品形状をなすキャビティ4が形成されると
ともに、このキャビティ4からゲート部6を経て、外部
に開口する湯口部8が形成されている。キャビティ4、
ゲート部6、湯口部8の形状は図示のものに限定される
ことはなく、任意に変更してよい。
【0016】湯口部8の開口部には、可動型と固定型の
それぞれに割りリング10A,10Bが固定され、これ
ら割りリング10A,10Bが合わさった状態で、溶湯
注入機構(II)により溶湯が注入されるようになってい
る。
【0017】溶湯注入機構(II)は、前記割りリング1
0A,10Bを合わせた状態でその中に気密的に挿入可
能な円筒状の鋳込みスリーブ12と、この鋳込みスリー
ブ12の内部に進退可能に配置されたプランジャ14
と、鋳込みスリーブ12を溶湯鍛造用金型(I)への挿入
位置および金型からの退避位置の間で移動させる移動機
構(図示略)とを具備したものである。
【0018】前記プランジャ14は、外径が鋳込みスリ
ーブ12の内径とほぼ等しい円筒状の外側プランジャ部
材14Aと、この外側プランジャ部材14Aの内部にほ
ほ気密的に摺動可能に配置された円柱状の内側プランジ
ャ部材14Bとからなり、これらをそれぞれ別個に駆動
するための駆動機構(図示略)が設けられている。さら
に、溶湯注入機構(II)には、鋳込みスリーブ12を割
りリング10A,10Bから引き抜いた状態で、鋳込み
スリーブ12内に金属溶湯を流し込むための溶湯供給手
段Aが別途設けられている。
【0019】内側プランジャ部材14Bは、溶湯鍛造用
金型(I)の湯口部8内に侵入可能、かつ最奥まで侵入し
た状態で湯口部8の内壁面と内側プランジャ部材14B
との間には図2に示すように全部位に亙って一定範囲の
間隔Tが空くように、その移動範囲および寸法が設定さ
れている。前記一定範囲とは、湯口部8の寸法等に応じ
て決定される値であり、例えば、湯口部8の内径が60
〜80mm程度の場合には、6〜15mmが好適である。
【0020】例えば、図示の例のように湯口部8が円柱
状の空間で、仮にその内径が80mm、奥行きが60mmで
あるとすれば、内側プランジャ部材14Bは湯口部8と
同軸に配置された円柱状をなし、その外径は50〜68
mm、湯口部8内への侵入深さは45〜54mmとされる。
【0021】この場合、内側プランジャ部材14Bと湯
口部8の内壁面の間隔Tが6mm未満であると、湯口部8
内の溶湯の凝固が早すぎて、キャビティ4内の溶湯へ加
圧力を伝達することが困難になる。一方、間隔Tが15
mm以上では、湯口部8内の溶湯の凝固が遅すぎ、本発明
の効果が得られ難くなる。
【0022】なお、湯口部8の形状が変更された場合に
は、両者の間隔を前記一定範囲に収めるために、内側プ
ランジャ部材14Bの断面形状および先端部形状を変更
すべきである。ただし、内側プランジャ部材14Bと湯
口部8の内壁面の間隔は、全ての部位で均一である必要
はなく、前記一定範囲内であれば、部分的に不均一であ
ってもよい。
【0023】なお、この溶湯鍛造用金型を、例えばアル
ミニウムまたはその合金の溶湯鍛造に使用する場合、入
子2A,2Bの材質としては、SKD61などの熱間ダ
イス鋼が好ましい。その場合、外側プランジャ部材14
Aおよび内側プランジャ部材14Bの材質としては、同
種でも構わないが、インコネル、耐熱合金などが好適で
ある。
【0024】本発明では、内側プランジャ部材14Bに
よる溶湯冷却が特に重要であるから、内側プランジャ部
材14BをOMC等の銅合金のように、外側プランジャ
部材14Aよりも熱伝導性の良好な金属で形成するとと
もに、内側プランジャ部材14Bをより積極的に冷却す
るための水冷回路のような冷却手段を設けてもよい。
【0025】上記構成からなる溶湯鍛造装置を使用する
には、まず、溶湯注入機構(II)の鋳込みスリーブ12
を溶湯鍛造用金型(I)から抜き出し、溶湯注入手段Aに
よって鋳込みスリーブ12内に溶湯Yを満たす。この
時、外側プランジャ部材14Aおよび内側プランジャ部
材14Bは共に降下させておく。
【0026】次いで、型閉めした状態の溶湯鍛造用金型
(II)の割りリング10A,10B内に鋳込みスリーブ
12を挿入し、外側プランジャ部材14Aおよび内側プ
ランジャ部材14Bを揃えた状態で上昇させ、キャビテ
ィ4内に溶湯Yを注入する。これが図1に示す状態であ
る。
【0027】溶湯を注入し終えたら、図2に示すよう
に、内側プランジャ部材14Bのみを上昇させ、内側プ
ランジャ部材14Bと湯口部8の内壁面との間隔Tが、
全部位に亙って前記一定範囲となるようにする。同時
に、溶湯の圧力上昇に応じて外側プランジャ部材14A
を下降させ、過剰の溶湯を受け入れる。
【0028】すると、湯口部8内の溶湯Yは、図1に示
す注入直後に比して、その体積当たりの金属面との接触
面積が増大するうえ、それまでは溶湯と接触せず比較的
低温に保たれていた内側プランジャ部材14Bの外周面
が新たに溶湯と接触するため、湯口部8内の溶湯の放熱
量が増し、湯口部8内の溶湯の冷却を早めてその凝固を
促進することができる。こうして溶湯Yが固化したら、
金型を開いて、製品とランナーおよびビスケット(湯口
部分)のつながった成形品を取り出せばよい。
【0029】上記のように、この装置では、溶湯注入時
の湯口部8およびゲート部6での溶湯凝固を防ぐために
湯口部8の内径を十分大きく確保したとしても、注入完
了後には内側プランジャ部材14Bの侵入によって湯口
部8内の溶湯を早く凝固させることが可能であるから、
成形サイクルを高速化して生産効率を向上することがで
きる。
【0030】また、凝固が遅い湯口部8の中心付近の溶
湯に内側プランジャ部材14Bを押し込むから、この内
側プランジャ部材14Bによる加圧力は、プランジャ全
体14A+14Bで溶湯を加圧する場合よりも、キャビ
ティ4内に効果的に伝わり、収縮巣を防止する効果がよ
り高められる。
【0031】本発明者らは、上記構成からなるアルミニ
ウム合金の溶湯鍛造装置(金型は従来と共通で、湯口部
の内径90mm)を実際に試作し、成形を試みたとこ
ろ、一体型プランジャを用いた従来装置では1成形サイ
クルに60秒程度かかったところを、2重プランジャを
用いた本発明の装置では30秒程度に短縮することがで
きた。
【0032】なお、本発明は図示の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、実際の製品形状に合わせて、装置各
部の形状や寸法を任意に変更して良い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶湯鍛造
装置では、まず退避位置にある鋳込みスリーブに溶湯を
充填した後、この鋳込みスリーブを金型の湯口部に当接
させ、さらに内側プランジャ部材と外側プランジャ部材
を共に前進させて溶湯を押し出し、キャビティ内に溶湯
を注入する。溶湯注入を終えたら、内側プランジャ部材
のみをさらに前進させ、湯口部の内壁面と内側プランジ
ャ部材との間に一定範囲の間隔を空けて停止する。同時
に、外側プランジャ部材を必要に応じて後退させ、過剰
の溶湯を受け入れる。
【0034】このように、湯口部内の溶湯の厚さが全部
位に亙って一定範囲となるように内側プランジャ部材を
湯口部内に侵入させることにより、溶湯の体積当たりの
金属接触面積が増大するうえ、比較的低温に保たれてい
た内側プランジャ部材の外周面が新たに溶湯と接触する
ため、湯口部内の溶湯の冷却速度が増す。したがって、
溶湯注入時における湯口部およびゲート部での溶湯凝固
を防ぐために湯口部の内径を大きく確保した場合にも、
注入完了後に湯口部内の溶湯の凝固を促進でき、成形サ
イクルを早めて生産効率が向上できる。
【0035】また、凝固が特に遅い湯口部の中心付近に
内側プランジャ部材を押し込むため、この内側プランジ
ャ部材による加圧力は、プランジャ全体で溶湯を加圧す
る場合よりも、キャビティ内に効果的に伝わり、製品中
の収縮巣を防止する効果が一層高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る溶湯鍛造装置の一実施例を示す縦
断面図である。
【図2】同実施例の湯口部近傍を拡大した縦断面図であ
る。
【符号の説明】
(I) 溶湯鍛造用金型 (II) 溶湯注入機構 1 主型 2 入子 4 キャビティ 6 ゲート部 8 湯口部 10A,10B 割りリング 12 鋳込みスリーブ 14A 外側プランジャ部材 14B 内側プランジャ部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに開閉可能な可動型と固定型とを具備
    し、これら可動型と固定型の間に、製品形状をなすキャ
    ビティと、このキャビティにゲート部を介して連通する
    湯口部とが形成されている溶湯鍛造用金型と、 前記湯口部の開口部に気密的に連結可能かつ溶湯充填位
    置に退避可能に設けられた鋳込みスリーブ、およびこの
    鋳込みスリーブの内部に進退可能に設けられた溶湯注入
    用のプランジャを具備する溶湯注入機構と、を備えた溶
    湯鍛造装置において、 前記溶湯注入機構のプランジャは、前記鋳込みスリーブ
    に沿って互いに独立して進退可能とされた外側プランジ
    ャ部材および内側プランジャ部材とから構成され、これ
    らプランジャ部材を駆動する駆動手段がそれぞれ設けら
    れるとともに、前記内側プランジャ部材は、前記溶湯鍛
    造用金型の湯口部内に侵入可能、かつ侵入した状態で湯
    口部の内壁面と内側プランジャ部材との間に一定範囲の
    間隔が空くように設定されていることを特徴とする溶湯
    鍛造装置。
JP8244892A 1992-04-03 1992-04-03 溶湯鍛造装置 Withdrawn JPH0671415A (ja)

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JP8244892A JPH0671415A (ja) 1992-04-03 1992-04-03 溶湯鍛造装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002316250A (ja) * 2001-04-17 2002-10-29 Ahresty Corp 低速高圧鋳造装置

Cited By (1)

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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608