JPH09164465A - 竪型ダイカスト法および装置 - Google Patents

竪型ダイカスト法および装置

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JPH09164465A
JPH09164465A JP32415395A JP32415395A JPH09164465A JP H09164465 A JPH09164465 A JP H09164465A JP 32415395 A JP32415395 A JP 32415395A JP 32415395 A JP32415395 A JP 32415395A JP H09164465 A JPH09164465 A JP H09164465A
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JP
Japan
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sleeve
casting
molten metal
electromagnetic coil
casting sleeve
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JP32415395A
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English (en)
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Kiyoshi Fujino
清 藤野
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U MOLD KK
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U MOLD KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリーブ内壁に形成される凝固層の発生を防
止し,品質の良い鋳造製品を得ることができるようにし
た。 【解決手段】 竪型鋳込スリーブの外周に電磁コイルを
巻き,その誘導電流の作用によりスリーブ内壁部付近の
溶湯を加熱し,スリーブ内壁付近に形成される凝固層を
溶融した後,鋳込動作を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は,主に,竪型ダイカ
ストマシンの鋳込スリーブ(以下単にスリーブとも言
う)の保温性を重要視した竪型ダイカスト法および装置
に関するものであり,スクイズ鋳造,半凝固ビレット鋳
造のとき,無駄のない鋳込力で鋳造を行うとともに,ス
リーブ内の溶湯の外周部のチル層の混入による鋳造不良
をなくすためのものである。
【0002】
【従来の技術】従来より,スリーブは,離型剤の付着,
プランジャチップとの隙間の適正化のために,外周から
冷却を行っていた。そのために,スリーブ内の溶湯の外
周は冷却され凝固層が発生し,鋳込動作を行うとき,こ
の円筒凝固層を押しつぶすために余分の鋳込力を必要と
し,また,凝固チル層の混入による不良発生があり,ま
た,凝固層の発生を防止するために溶湯温度を必要以上
に高くし,熱消費量を多く使用し,溶湯の酸化も激し
く,不良の原因にもなっていた。
【0003】また,一方,鋳造品の結晶を小さくし,物
性を良くするために,半凝固ビレットを使用する鋳造が
行われているが,半凝固ビレットを従来のスリーブに投
入すると,外周部の凝固が急速に進行し,鋳込が困難に
なる。
【0004】ちなみに,アルミニウム合金からなる溶湯
の凝固開始温度は,合金の成分によっても変わるが,大
体620℃,凝固終了温度が570℃前後である。ま
た,チクソとも呼ばれている半溶湯金属の場合は,例え
ば,590℃近くをねらって鋳造される。しかし,スリ
ーブの温度は一般的に300℃以下なので,スリーブの
径の違いによる溶湯の熱容量の違いによっても異なる
が,溶湯表面温度はすぐ570℃以下に下がってしま
う。
【0005】一方,スリーブ内の溶湯の温度が下がり過
ぎないように,スリーブの外周面にヒータを取付け,ス
リーブ内の溶湯を加熱する方法も公知である。
【0006】
【解決すべき課題】前記したことからもわかるように,
スクイズ鋳造,半凝固ビレット鋳造の場合,スリーブ内
の溶湯または半凝固ビレットの外周を高温に維持するこ
とは重要である。特に,半凝固ビレット鋳造の場合,鋳
造に良好なビレットの温度範囲が狭く,外周は保温では
不充分であり,むしろ加熱を必要とする。また,マグネ
シウム鋳造のときも同様である。
【0007】しかしながら,スリーブ自体の温度を溶湯
より高くすることは,熱膨脹によりスリーブ内径が大き
くなり,プランジャチップとの隙間が大きくなり,溶湯
がさし込んだり,噴出したりする可能性が高く,運転困
難になる。したがって,スリーブ自体の温度を余り高く
することなく,スリーブ内の溶湯の外周を加熱する必要
がある。
【0008】その点,スリーブの外周からヒータで加熱
する従来公知の方法では,スリーブ自体の温度が上昇す
るだけでなく,スリーブ内の溶湯の全体が加熱され,そ
の分,溶湯温度が高くなり過ぎる欠点がある。
【0009】
【課題の解決手段】本発明においては,このような課題
を解決するために,スリーブの外周に電磁コイルを巻
き,これに適当な周波数の交流電流を流すことによりス
リーブ内の溶湯または半凝固ビレットの外周部に誘導電
流を流すことにより発熱させ,外周部の冷却を防止す
る。発熱範囲はスリーブ径,溶湯または半凝固ビレット
の条件によっても異なるので,その目的の範囲に適合し
た加熱ができる周波数の交流電流を選択する。
【0010】また,電磁誘導を効果的にするために,ス
リーブの材質にはセラミックを用いると良い。なお,ス
リーブをセラミックで作ると,これに通水路を設けて冷
却できず,放熱だけになる。一方,スリーブを冷却する
必要がある場合のことを考え,竪型の鋳込スリーブの外
周に軸線方向に向かって螺旋状に巻付けた電磁コイルの
断面を角筒状にし,電磁コイルの内部に冷却水を流し得
る構造にした。
【0011】また,熱伝導による弊害を極力無くし,電
磁誘導によるスリーブ内壁部付近の溶湯の加熱作用をよ
り有効にするために,鋳込スリーブの外周面と螺旋状に
巻付けた電磁コイルの内周面との間に耐熱部材を設け,
電磁コイルの上下の各断面部間に層間絶縁板を設けた
り,鋳込スリーブの外周面と鋳込スリーブの外周面に設
けた耐熱部材の内周面間に,鋳込スリーブの加熱状態に
より隙間を生じさせたり隙間をなくしたりし得るよう
に,鋳込スリーブの外径と耐熱部材の内径を定めた。
【0012】
【作用】溶湯をスリーブに注湯すると,スリーブ内面が
冷たいために溶湯のスリーブ壁面に接する外周が冷却さ
れて凝固が始まる。特に,既に外周部の凝固の進んでい
る半凝固ビレット,凝固熱がアルミニウムの約半分しか
ないマグネシウムなどは外周部の凝固が早く,固い円筒
状の凝固層を作り,プランジャチップの前進のとき,大
きい抵抗となる。
【0013】しかし,このとき,スリーブの外周に巻か
れた電磁コイルに電流を通じると,誘導電流がスリーブ
内の溶湯または半凝固ビレットの外周部に流れて発熱
し,前記の凝固層を溶融し,スリーブ内金属の内外温度
差を少なくする。そのために,鋳込のためにプランジャ
チップを前進させるとき,凝固層による抵抗は少なくな
り,プランジャ圧力を金型内に有効に伝達するととも
に,スリーブ内壁に発生するチル層がないので,従来問
題になっていた製品へのチル層混入による鋳造不良もな
くなり,良好な鋳造品を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明を実施するための装
置の1実施例を示すもので,竪型ダイカストマシンのス
リーブの部分を示したものである。1は竪型のスリー
ブ,2は固定金型である下金型,3は可動金型である上
金型,13は金型キャビティ,14は金型のゲート,1
5は直径がスリーブ1の内径と同じ鋳込用の穴,4はス
リーブ1内に摺動自在に設けたプランジャチップ,5は
プランジャ,6は溶湯,16はスリーブ1と下金型2の
ドッキング面である。スリーブ1の外周には,そのほぼ
全長にわたって溶湯加熱用の誘導電流発生装置7が配置
されている。誘導電流発生装置7の主要部分は,例え
ば,断面が角筒状の角管を螺旋状に巻いた電磁コイル8
で構成した。17は誘導電流発生用の電源である。
【0015】スリーブ1に溶湯6が注湯され,電磁コイ
ル8に適当な周波数の交流電流を通じると,スリーブ1
内の溶湯6に誘導電流が発生し,溶湯6を加熱する。す
なわち,電磁コイル8に適当な周波数の交流電流を通じ
ると,図2に模式的に示したように,電磁コイル8の回
りには,2点鎖線で示すような誘導電流18が発生し,
溶湯6には発熱状態線19で示したような発熱が生じ
る。この場合,スリーブ1の内壁部付近の溶湯6に誘導
電流18が流れるので,スリーブ1の内壁部付近の溶湯
6のみを加熱するので,その付近の溶湯6の温度のみが
高くなる。
【0016】この場合,スリーブ1の種類,スリーブ1
に注湯される溶湯6の状態などによって,溶湯6外周に
発生する凝固層の厚さが異なるので,その条件に合った
周波数の電流電源を設計,設置する。これによって,固
い凝固層円筒の形成を防止することができ,鋳込を容易
にすることができる。電磁コイル8に電流を流すのは,
スリーブ1内に溶湯6が入っている間だけで良く,その
他の時間は加熱する必要がなく,スリーブ1の温度上昇
もない。
【0017】電磁コイル8に電流を通ずると発熱するた
めに,電磁コイル8は一般に角管で製作され,その内部
の通路9に冷却水を流して冷却する。20は冷却水入
口,21は冷却水出口である。10は電磁コイル8の上
下の各断面部間に設けた層間絶縁板,11は断熱セメン
ト,12は耐熱板,17は誘導電流発生用の電源で,こ
れらによって誘導電流発生装置7は形成される。断熱セ
メント11と耐熱板12は,スリーブ1の外周面と電磁
コイル8の内周面との間に設けた耐熱部材を構成してい
る。
【0018】スリーブ1は溶湯6によって加熱され,温
度が高くなる。温度が上昇すると,スリーブ1は膨張し
て直径が少し大きくなり,誘導電流発生装置7の耐熱板
12に接触する。したがって,スリーブ1からの熱は耐
熱板12,断熱セメント11,電磁コイル8を通って通
路9の冷却水に伝えられる。このため,断熱セメント1
1の厚さ,電磁コイル8内の通路9,および,冷却水量
は,この点も考慮して設計される。強力な冷却を必要と
する場合は,電磁コイル8の途中に数ケ所の冷却水出入
口を設け,温度の低い冷却水を多量に流すこともある。
【0019】図3はプランジャチップ4,プランジャ5
が前進して溶湯6を金型キャビティ13内に充填して鋳
込を完了した状態を示す。一般に,鋳込圧力は充填完了
直前に金型内の流動抵抗が上昇して高くなる。したがっ
て,金型のゲート14の入口に適当な長さのスリーブ径
と同じ直径の円柱状の穴15を設けると,鋳込時に圧力
の上昇するのはこの範囲だけとなり,スリーブ1内に溶
湯6が存在するとき,および,スリーブ1と下金型2の
ドッキング面16の所を溶湯が通過するときは溶湯6の
圧力は低く,スリーブ1の円周方向強度をあまり大きく
する必要はなく,また,スリーブ1のドッキング力も小
さくて済むので,スリーブ1の軸方向強度もあまり大き
くする必要がない。したがって,スリーブ1に絶縁性の
良いセラミックの使用が可能になる。
【0020】
【実施例】本発明の1実施例においては,スリーブ1の
サイズ,溶湯6の状態,スリーブ1の温度等によっても
溶湯表面の冷却速度が異なるので,これらの条件に応じ
て,スリーブ1の内壁部付近の溶湯6を加熱するため
に,交流電流の周波数を800〜4000ヘルツ,好ま
しくは,1000〜3000ヘルツとし,電力を30〜
200KW程度とした。このようにして,スリーブ1の
内壁と接した表面から1〜3mm程度の所の溶湯内を発
熱部とした。
【0021】
【発明の効果】このように,本発明においては,特許請
求の範囲に示したようにしたので,鋳込スリーブ内で溶
湯の外周に固い凝固層を形成することがなく,鋳込用の
プランジャの力がスリーブ内で減ずることなく,金型内
への溶湯充填に有効に利用され,かつ,スリーブ内での
チル層がないために鋳造品内へのチル層混入がないの
で,良好な鋳造品を得ることができる。
【0022】すなわち,本発明においては,竪型の鋳込
スリーブの外周に軸線方向に向かって電磁コイルを螺旋
状に巻付けた竪型鋳込スリーブ装置を備え,電磁コイル
に誘導電流発生用の電源を連結した竪型ダイカスト装置
を用い,溶湯を鋳込スリーブ内に注湯した時,鋳込スリ
ーブ内壁部付近の溶湯に誘導電流を流すのに適した周波
数を持った交流電流を電磁コイルに流すようにしたの
で,鋳込スリーブ壁面からの冷却で凝固または半凝固に
なりかけている鋳込スリーブ内壁部付近の溶湯を再加熱
して,溶解または凝固比率の小さい状態にし,鋳込抵抗
を小さくして鋳込動作を行うことができる。
【0023】そして,鋳込スリーブにセラミック等の電
気,熱を通しにくい材料を用い,誘導電流により鋳込ス
リーブを加熱することなく,溶湯の外周面部のみを直接
加熱し,鋳込スリーブの直径変化を少なくし,鋳込スリ
ーブとプランジャチップとの間の隙間も大きくならない
ようにし,かつ,溶湯だけを温度上昇させることができ
る。したがって,鋳込スリーブ内の溶湯の外周部が冷え
すぎて凝固層ができることもなく,溶湯の外周部の温度
を適度な温度に保つことができるので,鋳込スリーブ内
の溶湯の全体の温度を最適な温度に保つことができる。
【0024】また,電磁コイルを用いたことにより,溶
湯が鋳込スリーブ内に入っている間だけ電流を流せば良
く,その他の時間は加熱する必要もなく,鋳込スリーブ
の温度上昇もない。また,鋳込スリーブの温度上昇がな
く,前記したように,鋳込スリーブとプランジャチップ
との間の隙間も大きくならないので,その隙間に溶湯が
さし込んだり,その隙間から溶湯が噴出したりすること
もなく,良好な鋳込動作が行われる。
【0025】また,鋳込スリーブの外周に螺旋状に巻付
けた電磁コイルの断面を角筒状とし,電磁コイルの内部
に冷却水の通路を設け,電磁コイルの上端部と下端部に
冷却水の出入口を設けたので,電磁コイルに電流を通じ
たとき,自分の抵抗で発熱して温度が上昇しようとした
場合,角筒状の電磁コイル内の通路に冷却水を流すこと
によって適宜冷却し,電磁コイルの温度上昇を押えるこ
とができる。
【0026】また,鋳込スリーブの外周面と螺旋状に巻
付けた電磁コイルの内周面との間に耐熱部材を設け,電
磁コイルの上下の各断面部間に層間絶縁板を設けたの
で,各位置間の熱や電流の不要な伝達を押えることがで
き,この装置を良好に作用させることができる。また,
鋳込スリーブの外周面と鋳込スリーブの外周面に設けた
耐熱部材の内周面間に,鋳込スリーブの加熱状態により
隙間を生じさせたり隙間をなくしたりし得るように,鋳
込スリーブの外径と耐熱部材の内径を定めたので,鋳込
スリーブの直径が熱により多少変化しても大丈夫であ
る。そして,鋳込スリーブの温度が比較的に低いとき
は,鋳込スリーブの外周面が外周の耐熱部材の内周面か
ら離れているので,外周から冷されることはなく,鋳込
スリーブの外周面が高熱により少し大きくなって外周の
耐熱部材の内周面に接触すれば,外部から少し冷される
ことになり,その分,鋳込スリーブの温度を適温に維持
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置の1実施例を示す
もので,下金型にドッキングした状態のスリーブ部の縦
断面図である。
【図2】本発明の電磁コイルによる誘導電流発生状態の
1例を示す図面である。
【図3】図1の実施例のプランジャが前進し,溶湯が金
型内に充填された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 スリーブ(鋳込スリーブ) 2 下金型 3 上金型 4 プランジャチップ 5 プランジャ 6 溶湯 7 誘導電流発生装置 8 電磁コイル 9 冷却水用の通路 10 層間絶縁板 11 断熱セメント 12 耐熱板 13 金型キャビティ 17 誘導電流発生用の電源 18 誘導電流 19 発熱状態線 20 冷却水入口 21 冷却水出口

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 竪型の鋳込スリーブの外周に軸線方向に
    向かって電磁コイルを螺旋状に巻付けた竪型鋳込スリー
    ブ装置を用いて鋳込動作を行うとき,溶湯を鋳込スリー
    ブ内に注湯した時,鋳込スリーブ内壁部付近の溶湯に誘
    導電流を流すのに適した周波数を持った交流電流を電磁
    コイルに流すことにより,鋳込スリーブ壁面からの冷却
    で凝固または半凝固になりかけている鋳込スリーブ内壁
    部付近の溶湯を再加熱して,溶解または凝固比率の小さ
    い状態にし,鋳込抵抗を小さくして鋳込動作を行うよう
    にした竪型ダイカスト法。
  2. 【請求項2】 電磁コイルに流す交流電流の周波数を8
    00〜4000ヘルツとした特許請求の範囲請求項1記
    載の竪型ダイカスト法。
  3. 【請求項3】 鋳込スリーブとしてセラミック等の電
    気,熱を通しにくい材料からなる鋳込スリーブを用いた
    特許請求の範囲請求項1または請求項2記載の竪型ダイ
    カスト法。
  4. 【請求項4】 竪型の鋳込スリーブの外周に軸線方向に
    向かって電磁コイルを螺旋状に巻付けた竪型鋳込スリー
    ブ装置を備え,電磁コイルに誘導電流発生用の電源を連
    結した竪型ダイカスト装置。
  5. 【請求項5】 鋳込スリーブとしてセラミック等の電
    気,熱を通しにくい材料からなる鋳込スリーブを用いた
    特許請求の範囲請求項4記載の竪型ダイカスト装置。
  6. 【請求項6】 鋳込スリーブの外周に螺旋状に巻付けた
    電磁コイルの断面を角筒状とし,電磁コイルの内部に冷
    却水の通路を設け,電磁コイルの上端部と下端部に冷却
    水の出入口を設けた特許請求の範囲請求項4または請求
    項5記載の竪型ダイカスト装置。
  7. 【請求項7】 鋳込スリーブの外周面と螺旋状に巻付け
    た電磁コイルの内周面との間に耐熱部材を設け,電磁コ
    イルの上下の各断面部間に層間絶縁板を設けた特許請求
    の範囲請求項4ないし請求項6記載の竪型ダイカスト装
    置。
  8. 【請求項8】 鋳込スリーブの外周面と鋳込スリーブの
    外周面に設けた耐熱部材の内周面間に,鋳込スリーブの
    加熱状態により隙間を生じさせたり隙間をなくしたりし
    得るように,鋳込スリーブの外径と耐熱部材の内径を定
    めた特許請求の範囲請求項4ないし請求項7記載の竪型
    ダイカスト装置。
JP32415395A 1995-12-13 1995-12-13 竪型ダイカスト法および装置 Pending JPH09164465A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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