JPH073854U - 高速加圧鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アルミニウム合金、マグネシウム合金等によ
る鍛造製品の製造において、クリーンな環境下で順次に
短時間で溶湯を用意してその溶湯を可動型の上昇してい
る固定型に導入しついで可動型を降下して加圧する。 【構成】 セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ
投入部に一回分の合金冷材を投入し、次いでこの合金冷
材をセラミックスリーブ上方のスリーブ溶解部に移動
し、このスリーブ溶解部に合金冷材を数十秒間程度保持
し、ここに設けられた誘導溶解コイル１２で合金冷材を
誘導溶解により集中溶解して溶湯を形成し、ついでこの
溶湯を押し上げピストン部により押し上げてスリーブ溶
解部の上部に隣接して固定されそして可動型２９が上昇
状態にある固定型２５中に導入しついで可動型２９を降
下して固定型２５と合致させ溶湯を加圧する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はアルミニウム合金、マグネシウム合金等による鍛造製品の製造にお いて、クリーンな環境下で順次に短時間で溶湯を用意してその溶湯を可動型の上 昇している固定型に導入しついで可動型を降下して加圧する高速加圧鋳造方法に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、アルミニウム合金等の溶湯鍛鋳造は次のように実施された。第１の方法 は間接加圧法であって、この方法は別に設けた大型の合金溶解炉でアルミ等の合 金を溶解して準備した溶湯をこの溶解炉又は保持炉から金型のキャビティと連通 するシリンダ内にまず手動操作で注湯杓により注湯する。この注湯操作はその金 型が開放されている状態又は上型が除去されている状態で上方から行う。次に前 記金型の上型を閉じる。ついで、前記溶湯を前記シリンダから金型のキャビティ 中に圧入して成型した。 第２の方法は直接加圧法であって、これは前記第１の方法と同様に溶解炉又は 保持炉を経て、溶湯を直接上方から金型固定型に注湯する。次に可動型を重ね合 わせて前記溶湯を加圧して成型するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の各方法には以下の問題点があった。即ち、これらの方法は 溶解炉及び保持炉を別個に設置して稼動するので、この方法は作業環境の温度が 上昇しまた維持管理に多大の人力を必要とし、そして金型への上方からの注湯操 作は手動であるために一回一回の注湯量が変動し又は過剰となって材料を加熱す るためのエネルギの面でも経費の無駄が嵩み、従って加工操作の作業能率を高く することに限界があった。

【０００４】 この考案の目的は上記課題に鑑み、省スペースかつ省エネルギで好適な作業環 境を与えると共に、少ない人手で、温度一定の溶湯の一定量を瞬間的かつ連続的 に金型に供給しそして加圧して堅牢な製品を与える高速加圧鋳造方法を提供する ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る高速加圧鋳造方法はアルミニュウム又はマグネシウム等の合金 の鍛造手段において、セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ投入部に一回 分の前記合金冷材を投入し、次いでこの合金冷材を前記セラミックスリーブ上方 のスリーブ溶解部に移動し、このスリーブ溶解部に前記合金冷材を数十秒間程度 保持し、ここに設けられた誘導溶解コイルで前記合金冷材を誘導溶解により集中 溶解して溶湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上げピストン部により押し上げて 前記スリーブ溶解部の上部に隣接して固定されそして可動型が上昇状態にある固 定型中に導入しついで前記可動型を降下して前記固定型と合致させ前記溶湯を加 圧することに特徴を備えるものである。

【０００６】

【作用】

押し上げピストン部のシリンダトップチップの上端面又は搭載面が下死点にあ る状態で、例えばアルミ冷材ビレット等の合金冷材の一定量を自動搬送手段又は 場合によっては手動操作で、スリーブ投入部の合金冷材投入口に投入して前記シ リンダトップチップの上端面上に搭載する。次に前記シリンダトップチップを上 昇して前記合金冷材をスリーブ溶解部に押し上げる。このスリーブ溶解部には誘 導溶解コイルがその周囲に設けられていて、ここで前記合金冷材を直接加熱して 溶解する。例えば１０秒〜３０秒で溶解される。その溶解の後に、この溶湯を前 記シリンダトップチップにより更に押し上げてその上方にあり、可動型が上昇状 態にある固定型のキャビティに送入し、ついで前記可動型を降下して前記固定型 と合致させ前記溶湯を加圧する。熱損失は極少に押さえられその容量に比して高 い熱量を前記合金材料に高い熱効率で与えることができる。その損失熱は固定型 及び可動型が上方に隣接しているのでその予熱に有効利用される。又配湯、注湯 などの距離が不要なので人力作業が大幅に削減される。そして合金冷材の重量を 一定にして使用することにより材料を過剰に加熱する等のエネルギ使用の無駄も 排除される。

【０００７】

【実施例】

この考案の高速加圧鋳造方法をその一実施例の設備によりその図面を参照して 以下詳細に説明する。図１はこの考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備にお ける第１工程を示す部分断面略図、図２は第１図Ａ−Ａ線断面略図、図３はこの 考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備における第２工程を示す断面略図、図 ４は図３の一部の拡大断面略図、図５はこの考案の高速加圧鋳造方法の一実施例 の設備の第３工程を示す断面略図、図６はこの考案の高速加圧鋳造方法の一実施 例の設備の第４工程を示す断面略図、図７はこの考案の高速加圧鋳造方法の一実 施例の設備の概要を示すブロック図、図８はこの考案の高速加圧鋳造方法の一実 施例の設備の第５工程を示す断面略図、図９はこの考案の高速加圧鋳造方法の一 実施例の設備の第６工程を示す断面略図である。

【０００８】 この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備１は図１及び図２に示すように 例えばスリーブ投入部２、スリーブ溶解部３、注湯加圧部４及び押し上げピスト ン部５等を備えている。前記スリーブ投入部２は例えば円筒状に形成されそして 上下方向に設置されるセラミックスリーブ６のスリーブ下方ゾーン７に設けられ る。前記セラミックスリーブ６は材料として窒化けい素系材料、例えばサイアロ ン（商標名）を使用した。前記サイアロンの使用はこの材料が非導電性であるこ との外に、この考案の設備を形成するものとして十分な強度及び耐熱性を備える ことが本考案者によって初めて確認されたからである。スリーブ投入部２には合 金冷材投入口８が設けられる。この合金冷材投入口８を介して合金冷材９の一定 量が製造作業時において逐次供給される。

【０００９】 前記スリーブ溶解部３は前記セラミックスリーブ６のスリーブ上方ゾーン１０ に設けられる。前記合金冷材投入口８から供給された合金冷材９はその後、この スリーブ溶解部に送られる。前記セラミックスリーブ６のスリーブ上方ゾーン１ ０の外周には層状に断熱部１１が設けられる。この断熱部１１は材料として例え ばセラミックペーパー等が使用される。前記断熱部１１の外側には誘導コイル１ ２が設けられる。前記誘導コイル１２には望ましくは水冷式導体が使用される。 前記誘導コイル１２にはこれに直交してフラックスコア１３を設ける。図７に示 すように、スリーブ溶解部３において受電部１４は少なくとも電源スイッチ１５ を備えており、その他図示しないブレーカ等を有しており、商用電源１６に接続 される。インバータ１７は例えば周波数変換器、電源変圧器等を有してなる。整 合器１８は例えばバランサ、整合変圧器、力率改善用コンデンサ等を含んで構成 される。

【００１０】 前記注湯加圧部４おいて加圧体１９はダイプレート２０に固定板２１を介して 固定される。図４に示すように、例えば前記固定板２１は止めねじ２２により固 定される。前記加圧体１９の下側部２３はセラミックスリーブ６の上端部２４を しっかり固定する。固定型２５は前記ダイプレート２０上に定置される。前記固 定型２５のキャビティ２６の下方通路口２７は前記注湯加圧部４の上端開口２８ と一致させる。可動型２９は隆起状に形成され上下動可能に設けられる。

【００１１】 前記押し上げピストン部５はシリンダトップチップ３０、シリンダシャフト３ １及び図示しない昇降装置からなる。前記シリンダトップチップ３０はシリンダ シャフト３１の上端に設けられ、そのチップ頂面３２が下死点３３と上死点３４ との間で上下に往復動作する。前記シリンダトップチップ３０は前記セラミック スリーブ６と同様に前記サイアロンで製作された。昇降装置は例えば油圧方式等 により稼動される。

【００１２】 この考案の高速加圧鋳造方法の一例の鋳造工程について説明する。図１に示す 第１工程においてアルミニウム冷材ビレット等の合金冷材９を搬送手段又はマニ ュアルでスリーブ投入部２のシリンダトップチップのチップ頂面３２が下死点３ ３にある状態において合金冷材９を合金冷材投入口８に投入して前記シリンダト ップチップ３０のチップ頂面３２上に搭載する。次いで図２に示す第２工程で前 記シリンダトップチップ３０は上昇して前記合金冷材９をスリーブ溶解部３に移 送する。ここで誘導で直接加熱し溶解する。図５に示す第３工程で溶湯は前記シ リンダトップチップ３０を上死点３４へ向けて押し上げて前記溶湯を移送し固定 型２５のキャビティ２７に注湯する。図６に示す第４工程では溶湯は固定型２５ に注湯された状態となる。次いで可動型９が図８に示すように降下されて前記溶 湯が加圧される。ついで図９に示すように可動型２９が上昇して鋳造製品３５が 取り出される。その後、シリンダトップチップ３０のチップ頂面３２を下死点３ ３まで下降させ次の動作の準備に入る。

【００１３】

【考案の効果】

この考案の高速加圧鋳造方法はアルミニュウム又はマグネシウム等の合金の鍛 鋳造手段において、セラミックスリーブ内に形成されたスリーブ中空部のスリー ブ下方ゾーンに一回分の前記合金冷材を投入し、次いでこの合金冷材を前記スリ ーブ中空部のスリーブ上方ゾーンに移動し、この前記スリーブ上方ゾーンに前記 合金冷材を数十秒間程度保持し、ここに設けられた誘導溶解コイルを用いて前記 合金冷材を誘導溶解により集中溶解して溶湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上 げピストン部により押し上げて前記スリーブ上方ゾーンの上部に隣接して固定さ れた固定型のキャビティ中に導入し次いで可動型を降下して前記溶湯を加圧する ものであるから、例えばＡｌ：５００ｇ〜１Ｋｇならば前記スリーブ溶解部中に おいて２０〜３０秒で溶湯化するという瞬速溶解性が得られる。そして必要な時 に過剰でない必要な量を溶解して固定型に素早く流し込みそして可動型を降下す るので作業はジャストインタイムで小回りの効く作業処理をすることができ、ま た同時多量溶解ではないので作業開始時における立ち上げ時間が実質上不要であ る。そしてこの考案の装置外への放熱が殆どないので熱効率が高いばかりでなく 作業環境の温度は全く高くならず作業環境が大幅に改善される。さらに、炉及び その溶湯たる高温合金の貯蔵、維持の必要がないので作業上においても高度の安 全性が維持される。

【００１４】 固定型に供給される溶湯の温度は作業時間の総てに亙ってほぼ一定となり、か つその溶湯は連続的に瞬速で溶解され従って安定した品質の溶湯鍛造製品を製造 することができる。 合金冷材の溶解手段として間接加熱でなく材料金属中の渦電流等による誘導加 熱式の直接加熱によっておりその効率は極めて高い。このためスリーブ溶解部は かなり小型とすることができそして金型を隣接して設けることができ作業は更に 容易なものとなる。そし前記スリーブ６は導電性ではないのでそれ自体は全く発 熱することがなく、熱損失は極少に押さえられその容量に比して高い熱量を前記 材料合金に高い熱効率で与えることができ、そしてスリーブ溶解部におけるその 他の損失熱は固定型及び可動型が上方に隣接されているのでその予熱にも有効利 用される。又配湯、注湯などが自動的にもなされるの人力作業が大幅に削減され る等の産業上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
における第１工程を示す部分断面略図

【図２】この考案の高速加圧鋳造方法の第１図Ａ−Ａ線
断面略図

【図３】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例設備の
第２工程を示す断面略図

【図４】この考案の高速加圧鋳造方法の図３の一部の拡
大断面略図

【図５】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
の第３工程を示す断面略図

【図６】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
の第４工程を示す断面略図

【図７】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
の概要を示すブロック図

【図８】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
の第５工程を示す断面略図

【図９】この考案の高速加圧鋳造方法の一実施例の設備
の第６工程を示す断面略図

【符号の説明】

１ 高速加圧鋳造方法の一実施例の設備 ２ スリーブ投入部 ３ スリーブ溶解部 ４ 注湯加圧部 ５ 押し上げピストン部 ６ セラミックスリーブ ７ スリーブ下方ゾーン ８ 合金冷材投入口 ９ 合金冷材 １０ スリーブ上方ゾーン １１ 断熱部 １２ 誘導コイル １３ フラックスコア １９ 加圧体 ２０ ダイプレート ２１ 固定板 ２２ 止めねじ ２３ 加圧体下側部 ２４ スリーブ上端部 ２５ 固定型 ２６ キャビティ ２９ 可動型 ３０ シリンダトップチップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニュウム又はマグネシウム等の合
   金の鍛造手段において、セラミックスリーブ内に形成さ
   れたスリーブ投入部に一回分の前記合金冷材を投入し、
   次いでこの合金冷材を前記セラミックスリーブ上方のス
   リーブ溶解部に移動し、このスリーブ溶解部に前記合金
   冷材を数十秒間程度保持し、ここに設けられた誘導溶解
   コイルで前記合金冷材を誘導溶解により集中溶解して溶
   湯を形成し、ついでこの溶湯を押し上げピストン部によ
   り押し上げて前記スリーブ溶解部の上部に隣接して固定
   されそして可動型が上昇状態にある固定型中に導入しつ
   いで前記可動型を降下して前記固定型と合致させ前記溶
   湯を加圧することを特徴とする高速加圧鋳造方法。