JPH079552U - 誘導溶解スリーブ - 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
る溶湯鍛鋳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金型に導入し
ついで加圧することのできる。 【構成】 アルミニュウム又はマグネシウム等の合金の
溶湯鍛造手段においてセラミックスリーブ７の下方側に
形成されそして一回分の前記合金冷材１０が投入される
スリーブ投入部２と、前記セラミックスリーブの上方側
に形成されそして前記合金冷材が移動されて数十秒間保
持されそしてここに設けられた誘導溶解コイル１３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す
るスリーブ溶解部と、前記セラミックスリーブの上端部
を金型に接するダイプレート等の下方側に堅固に固定す
る注湯加圧部４と、前記セラミックスリーブ内の下死点
と上死点の間を上下動する押し上げピストン部６を備え
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溶湯鍛鋳造製品の製 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金型 に導入しついで加圧することのできる誘導溶解スリーブ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。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、これら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 ることにも限界があった。

【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鍛鋳造製品を与える誘導溶解スリーブを提 供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る誘導溶解スリーブはアルミニュウム又はマグネシウム等の合金 の溶湯鍛造手段において、セラミックスリーブの下方側に形成されそして一回分 の前記合金冷材が投入されるスリーブ投入部と、前記セラミックスリーブの上方 側に形成されそして前記合金冷材が移動されて数十秒間保持されそしてここに設 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 成するスリーブ溶解部と、前記セラミックスリーブの上端部を金型に接するダイ プレート等の下方側に堅固に固定する注湯加圧部と、前記セラミックスリーブ内 の下死点と上死点の間を上下動する押し上げピストン部を備えることに特徴を備 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 ップチップが上昇して押し上げてその上方にある金型のキャビティに送入しつい で更に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。その損失熱は金型が上方 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】

本考案の誘導溶解スリーブ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はこの考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第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はこの考案の誘導溶解 スリーブの一実施例の第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はこの考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第３工程を示す断面略図、 図６はこの考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第４工程を示す断面略図、図７ はこの考案の誘導溶解スリーブの一実施例の概要を示すブロック図である。

【０００８】 この考案の誘導溶解スリーブ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、下方固定部５及び押し上げピストン 部６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７のスリーブ下方ゾーン８に設けられ る。前記セラミックスリーブ７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、この考案の誘導溶解スリーブ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。このスリー ブ投入部２には合金冷材投入口９が設けられる。この合金冷材投入口９を介して 合金冷材１０の一定重量が製造作業時において順次投入される。

【０００９】 前記スリーブ溶解部３は前記セラミックスリーブ７のスリーブ上方ゾーン１１ に設けられる。前記合金冷材投入口９から供給された合金冷材１０はその後、こ のスリーブ溶解部３に送られる。前記セラミックスリーブ７のスリーブ上方ゾー ン１１の外周には層状に断熱部１２が設けられる。この断熱部１２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１２の外側には誘導コイ ル１３が設けられ、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１３にはこれに直交してフラックスコア１４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１５は少なくとも電源スイッチ １６を備えており、その他に図示しないブレーカ等を有しており、商用電源１７ に結線される。インバータ１８は例えば周波数変換器、電源変圧器等を有してい る。整合器１９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は前記セラミックスリーブ７の上端部を固定するもので、加 圧体２０はダイプレート２１に固定板２２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２２は止めねじ２３により固定される。こうして前記加圧 体２０の下側部２４はセラミックスリーブ７の上端部２５をしっかり固定する。 前記下方固定部５は前記セラミックスリーブ７の下端部を固定する。下部加圧体 ２６は支持プレート２７に下部固定板２８を介して固定される。前記注湯加圧部 と同様に例えば前記加圧部固定板２８は止めねじにより固定される。金型２９は 前記ダイプレート２１上に定置される。前記金型２９のキャビティ３０の下方通 路口は前記注湯加圧部４の上端開口と一致させる。

【００１１】 前記押し上げピストン部６はシリンダトップチップ３１、シリンダシャフト３ ２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３１はシリンダ シャフト３２の上端に設けられ、そのチップ頂面３３が下死点３４と上死点３５ 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３１は前記セラミック スリーブ７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】 この考案の誘導溶解スリーブを使用する一例の鍛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１０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３３ が下死点３４にある状態において合金冷材１０を合金冷材投入口９に投入して前 記シリンダトップチップ３１のチップ頂面３３上に搭載する。次いで図３に示す 第２工程で前記シリンダトップチップ３１は上昇して前記合金冷材１０をスリー ブ溶解部３に上昇させる。ここで誘導で直接加熱し溶解し図５に示す第３工程の 状態となる。次いで、この溶湯は図６の第４工程に示すように前記シリンダトッ プチップ３１を上死点３５へ向けて押し上げて前記溶湯を移送し金型２９のキャ ビティ３０に注湯する。こうして鍛造製品が製造される。

【００１３】

【考案の効果】

この考案の誘導溶解スリーブはアルミニュウム又はマグネシウム等の合金の溶 湯鍛造手段において、セラミックスリーブの下方側に形成されそして一回分の前 記合金冷材が投入されるスリーブ投入部と、前記セラミックスリーブの上方側に 形成されそして前記合金冷材が移動されて数十秒間保持されそしてここに設けら 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す るスリーブ溶解部と、前記セラミックスリーブの上端部を金型に接するダイプレ ート等の下方側に堅固に固定する注湯加圧部と、前記セラミックスリーブ内の下 死点と上死点の間を上下動する押し上げピストン部を備えるものであるから、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 量を溶解して金型に注湯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】 金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７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３におけるそ の他の損失熱は金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】この考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第１
工程を示す部分断面略図

【図２】第１図Ａ−Ａ線断面略図

【図３】この考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第２
工程を示す断面略図

【図４】図３の一部の拡大断面略図

【図５】この考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第３
工程を示す断面略図

【図６】この考案の誘導溶解スリーブの一実施例の第４
工程を示す断面略図

【図７】この考案の誘導溶解スリーブの一実施例の概要
を示すブロック図

【符号の説明】

１ 誘導溶解スリーブ ２ スリーブ投入部 ３ スリーブ溶解部 ４ 注湯加圧部 ５ 下方固定部 ６ 押し上げピストン部 ７ セラミックスリーブ ８ スリーブ下方ゾーン ９ 合金冷材投入口 １０ 合金冷材 １１ スリーブ上方ゾーン １２ 断熱部 １３ 誘導コイル １４ フラックスコア ２０ 加圧体 ２１ ダイプレート ２２ 固定板 ２３ 止めねじ ２４ 加圧体下側部 ２５ セラミックスリーブ上端部 ２６ 下部加圧体 ２７ 支持プレート ２８ 下部固定板 ２９ 金型 ３０ キャビティ ３１ シリンダトップチップ、 ３２ シリンダシャフト ３３ チップ頂面

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
   金の溶湯鍛造手段において、セラミックスリーブの下方
   側に形成されそして一回分の前記合金冷材が投入される
   スリーブ投入部と、前記セラミックスリーブの上方側に
   形成されそして前記合金冷材が移動されて数十秒間保持
   されそして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するスリ
   ーブ溶解部と、前記セラミックスリーブの上端部を金型
   に接するダイプレート等の下方側に堅固に固定する注湯
   加圧部と、前記セラミックスリーブ内の下死点と上死点
   の間を上下動する押し上げピストン部を備えることを特
   徴とする誘導溶解スリーブ。