JPH09271920A - 金型鋳造方法及び金型鋳造品 - Google Patents
金型鋳造方法及び金型鋳造品Info
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- JPH09271920A JPH09271920A JP8278996A JP8278996A JPH09271920A JP H09271920 A JPH09271920 A JP H09271920A JP 8278996 A JP8278996 A JP 8278996A JP 8278996 A JP8278996 A JP 8278996A JP H09271920 A JPH09271920 A JP H09271920A
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Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋳造法によって加工を要する突起部の気密性
が高い板状製品を得る。 【解決手段】 金型によって形成されるキャビティ中に
溶湯を充填、凝固させて突起部を有する製品を得る金型
鋳造法において、溶湯がキャビティの突起部対応部を充
填する際の湯流れを制御することにより、気体を溶湯中
に巻き込ませ、内部に分散したガス欠陥を生成させるこ
とを特徴とする金型鋳造方法である。
が高い板状製品を得る。 【解決手段】 金型によって形成されるキャビティ中に
溶湯を充填、凝固させて突起部を有する製品を得る金型
鋳造法において、溶湯がキャビティの突起部対応部を充
填する際の湯流れを制御することにより、気体を溶湯中
に巻き込ませ、内部に分散したガス欠陥を生成させるこ
とを特徴とする金型鋳造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてアルミニ
ウム合金やマグネシウム合金溶湯を金型中に充填して凝
固させ、カバー類などの気密性を要求される製品を得る
主に金型を用いた軽合金の鋳造法に関するものである。
ウム合金やマグネシウム合金溶湯を金型中に充填して凝
固させ、カバー類などの気密性を要求される製品を得る
主に金型を用いた軽合金の鋳造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳造法を用いて例えば板状の製品を製造
する場合、溶湯充填時に湯流れが乱されることもないた
め、比較的簡単に欠陥のない製品を製造することが出来
る。しかし、自動車部品等においてボルト止めするため
のボス等の突起部を有する板状の製品を鋳造する場合に
は、特に突起部において、薄肉の板状部とは湯流れ、凝
固課程等が異なってくるため、欠陥が発生しやすくな
る。このような欠陥のある突起部は気密性が悪いうえ
に、加工を行うとさらに気密性が悪化する場合があっ
た。
する場合、溶湯充填時に湯流れが乱されることもないた
め、比較的簡単に欠陥のない製品を製造することが出来
る。しかし、自動車部品等においてボルト止めするため
のボス等の突起部を有する板状の製品を鋳造する場合に
は、特に突起部において、薄肉の板状部とは湯流れ、凝
固課程等が異なってくるため、欠陥が発生しやすくな
る。このような欠陥のある突起部は気密性が悪いうえ
に、加工を行うとさらに気密性が悪化する場合があっ
た。
【０００３】鋳造法によって加工を要する突起部の気密
性が高い製品を得るための一つの方法として突起部対応
部に溶湯を十分に充填し、かつ指向性凝固を十分に進
め、内部欠陥のない製品を作ることが挙げられる。しか
し、ダイカスト鋳造法では一般に高速で溶湯を金型内に
充填するため、溶湯充填時に薄肉の板状対応部から厚肉
の突起部対応部に溶湯が充填される際、湯流れが乱れる
と共に突起部対応部内に存在する空気が抵抗となって充
填を妨げ、十分な充填が行われにくい。また、該突起部
の周囲は肉厚が突起部に対し小さいため突起部に比較し
凝固が早期に終了し、突起部への溶湯補給が困難にな
り、指向性凝固を進めることは難しい。そこで、十分に
溶湯を充填するためには金型内を減圧する方法が、そし
て指向性凝固を進めるためには突起部を冷却し周囲より
も速く凝固させようという金型冷却法が提案されてい
る。また、もうひとつの突起部の気密性を向上させる方
法として、欠陥を無くす事は困難と考え、生成する欠陥
を微細に分散させ独立させることにより気密性を確保す
る手法が考えられている。これは膜状酸化物が少ない条
件ではガス欠陥が分散して生成しやすいことを利用し
て、溶湯中に金属水素化物等によりガスを溶存させ、溶
湯が凝固する段階で溶存ガスの溶解度が低下し、溶存し
きれなくなったガスが徐々に排出され、微細に分散した
ガス欠陥を生成する特性を利用したものである。
性が高い製品を得るための一つの方法として突起部対応
部に溶湯を十分に充填し、かつ指向性凝固を十分に進
め、内部欠陥のない製品を作ることが挙げられる。しか
し、ダイカスト鋳造法では一般に高速で溶湯を金型内に
充填するため、溶湯充填時に薄肉の板状対応部から厚肉
の突起部対応部に溶湯が充填される際、湯流れが乱れる
と共に突起部対応部内に存在する空気が抵抗となって充
填を妨げ、十分な充填が行われにくい。また、該突起部
の周囲は肉厚が突起部に対し小さいため突起部に比較し
凝固が早期に終了し、突起部への溶湯補給が困難にな
り、指向性凝固を進めることは難しい。そこで、十分に
溶湯を充填するためには金型内を減圧する方法が、そし
て指向性凝固を進めるためには突起部を冷却し周囲より
も速く凝固させようという金型冷却法が提案されてい
る。また、もうひとつの突起部の気密性を向上させる方
法として、欠陥を無くす事は困難と考え、生成する欠陥
を微細に分散させ独立させることにより気密性を確保す
る手法が考えられている。これは膜状酸化物が少ない条
件ではガス欠陥が分散して生成しやすいことを利用し
て、溶湯中に金属水素化物等によりガスを溶存させ、溶
湯が凝固する段階で溶存ガスの溶解度が低下し、溶存し
きれなくなったガスが徐々に排出され、微細に分散した
ガス欠陥を生成する特性を利用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、欠陥を
無くす方針で金型内の減圧により溶湯の充填が十分に行
われ、更に十分な冷却により突起部の凝固を突起部周囲
の部位より早める指向性凝固ができたとしても、突起部
周囲の肉厚が小さい場合は溶湯充填後の溶湯の移動は難
しく、肉厚の厚い突起部の凝固に伴う凝固収縮に対する
溶湯の補給は困難であり、突起部に収縮欠陥が生成して
しまう。即ち、収縮欠陥の生成の大きな原因は溶湯補給
能力の不足であり、これを防ぐには減圧充填や金型冷却
では十分とはいえない。また、溶湯中にガスを溶存させ
る方法は、溶存しきれなくなったガスが徐々に排出され
ることが必要であり、比較的凝固の遅い重力鋳造法や低
圧鋳造法では有効に作用するが、比較的凝固の速いダイ
カスト鋳造法では溶存ガスが排出される時間的余裕が無
いことから十分な効果は得られない。また、溶湯中に金
属水素化物等を添加する必要があり、工程の複雑化等の
問題もあった。
無くす方針で金型内の減圧により溶湯の充填が十分に行
われ、更に十分な冷却により突起部の凝固を突起部周囲
の部位より早める指向性凝固ができたとしても、突起部
周囲の肉厚が小さい場合は溶湯充填後の溶湯の移動は難
しく、肉厚の厚い突起部の凝固に伴う凝固収縮に対する
溶湯の補給は困難であり、突起部に収縮欠陥が生成して
しまう。即ち、収縮欠陥の生成の大きな原因は溶湯補給
能力の不足であり、これを防ぐには減圧充填や金型冷却
では十分とはいえない。また、溶湯中にガスを溶存させ
る方法は、溶存しきれなくなったガスが徐々に排出され
ることが必要であり、比較的凝固の遅い重力鋳造法や低
圧鋳造法では有効に作用するが、比較的凝固の速いダイ
カスト鋳造法では溶存ガスが排出される時間的余裕が無
いことから十分な効果は得られない。また、溶湯中に金
属水素化物等を添加する必要があり、工程の複雑化等の
問題もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記のよう
な問題点は、突起部の欠陥を防止するために溶湯補給が
困難であるのも係わらず凝固時の収縮欠陥を無くそうと
すること、或いは凝固が速いにも係わらず溶存ガスを利
用してガス欠陥を生成しようとしていることに起因して
いることを見い出した。本発明者らはこの問題点を改善
するために種々検討を行い、ダイカスト鋳造法を用いて
高い気密性は要求されるがあまり機械的強度が必要とは
されないカバー等の部品の場合には、溶湯の充填時の湯
流れを制御し、気体を溶湯中に巻き込ませ、内部に微細
に分散したガス欠陥を発生させることにより、上記の問
題点を解決できることを見い出し、本発明に想到した。
な問題点は、突起部の欠陥を防止するために溶湯補給が
困難であるのも係わらず凝固時の収縮欠陥を無くそうと
すること、或いは凝固が速いにも係わらず溶存ガスを利
用してガス欠陥を生成しようとしていることに起因して
いることを見い出した。本発明者らはこの問題点を改善
するために種々検討を行い、ダイカスト鋳造法を用いて
高い気密性は要求されるがあまり機械的強度が必要とは
されないカバー等の部品の場合には、溶湯の充填時の湯
流れを制御し、気体を溶湯中に巻き込ませ、内部に微細
に分散したガス欠陥を発生させることにより、上記の問
題点を解決できることを見い出し、本発明に想到した。
【０００６】すなわち、本発明は金型によって形成され
るキャビティ中に溶湯を充填、凝固させて突起部を有す
る製品を得る金型鋳造法において、溶湯がキャビティの
突起部対応部を充填する際の湯流れを制御することによ
り、気体を溶湯中に巻き込ませ、内部に分散したガス欠
陥を生成させることを特長とする金型鋳造方法である。
さらに、溶湯が突起部対応部を充填する際の湯流れを制
御する方法としては、キャビティに形成される鋳造品の
突起部対応部の周囲の溶湯流入側空隙を溶湯流出側空隙
よりも大きくすることとし、特に鋳造品の突起部対応部
の周囲の溶湯流入側空隙を溶湯流出側空隙の１.５倍以
上とすると良い。ここで、空隙とは製品の肉厚に対応す
るキャビティの空間をいう。また他の溶湯が突起部対応
部を充填する際の湯流れを制御する方法としては、金型
の突起部対応部の周囲の面取りを溶湯流入側を溶湯流出
側よりも大きくすることとし、金型の突起部対応部の周
囲の面取りを溶湯流入側を溶湯流出側の２倍以上とする
と良い。
るキャビティ中に溶湯を充填、凝固させて突起部を有す
る製品を得る金型鋳造法において、溶湯がキャビティの
突起部対応部を充填する際の湯流れを制御することによ
り、気体を溶湯中に巻き込ませ、内部に分散したガス欠
陥を生成させることを特長とする金型鋳造方法である。
さらに、溶湯が突起部対応部を充填する際の湯流れを制
御する方法としては、キャビティに形成される鋳造品の
突起部対応部の周囲の溶湯流入側空隙を溶湯流出側空隙
よりも大きくすることとし、特に鋳造品の突起部対応部
の周囲の溶湯流入側空隙を溶湯流出側空隙の１.５倍以
上とすると良い。ここで、空隙とは製品の肉厚に対応す
るキャビティの空間をいう。また他の溶湯が突起部対応
部を充填する際の湯流れを制御する方法としては、金型
の突起部対応部の周囲の面取りを溶湯流入側を溶湯流出
側よりも大きくすることとし、金型の突起部対応部の周
囲の面取りを溶湯流入側を溶湯流出側の２倍以上とする
と良い。
【０００７】また、本発明に係わる鋳造品としては、突
起部周囲の溶湯流入側の肉厚を溶湯流出側の肉厚よりも
厚くした鋳造品であり、特に突起部周囲の溶湯流入側の
肉厚を溶湯流出側の肉厚の１.５倍以上とした鋳造品で
ある。また突起部周囲の立ち上がりを溶湯流入側を溶湯
流出側よりも大きくすることとし、突起部周囲の立ち上
がりを溶湯流入側を溶湯流出側の２倍以上とした鋳造品
である。ここで立ち上がりとはキャビティの突起部の周
囲の面取り部に対応した部位をいう。本発明の金型鋳造
方法によればキャビティの突起部対応部の周囲の空隙、
或いは面取りを溶湯流出側より溶湯流入側の方を大きく
設定することにより、突起部対応部に溶湯が充填される
段階で溶湯先端が広く分散する。更に分散した溶湯は空
隙、或いは面取りの小さい溶湯流出側の壁面に衝突し、
より広く分散する。この分散した溶湯は突起部対応部中
に存在した気体を巻き込みながら突起部対応部を満た
し、巻き込んだ気体を分散して充満後数秒で凝固する。
また、突起部対応部中に分散して巻き込まれているガス
は溶湯の凝固収縮に対し、それぞれが小さな球状に膨張
し大きな引け巣の生成を阻害する。その結果、突起部内
の欠陥は不連続な球状の小さな分散したガス欠陥のみと
なり、加工後においても高い気密性が保たれる。
起部周囲の溶湯流入側の肉厚を溶湯流出側の肉厚よりも
厚くした鋳造品であり、特に突起部周囲の溶湯流入側の
肉厚を溶湯流出側の肉厚の１.５倍以上とした鋳造品で
ある。また突起部周囲の立ち上がりを溶湯流入側を溶湯
流出側よりも大きくすることとし、突起部周囲の立ち上
がりを溶湯流入側を溶湯流出側の２倍以上とした鋳造品
である。ここで立ち上がりとはキャビティの突起部の周
囲の面取り部に対応した部位をいう。本発明の金型鋳造
方法によればキャビティの突起部対応部の周囲の空隙、
或いは面取りを溶湯流出側より溶湯流入側の方を大きく
設定することにより、突起部対応部に溶湯が充填される
段階で溶湯先端が広く分散する。更に分散した溶湯は空
隙、或いは面取りの小さい溶湯流出側の壁面に衝突し、
より広く分散する。この分散した溶湯は突起部対応部中
に存在した気体を巻き込みながら突起部対応部を満た
し、巻き込んだ気体を分散して充満後数秒で凝固する。
また、突起部対応部中に分散して巻き込まれているガス
は溶湯の凝固収縮に対し、それぞれが小さな球状に膨張
し大きな引け巣の生成を阻害する。その結果、突起部内
の欠陥は不連続な球状の小さな分散したガス欠陥のみと
なり、加工後においても高い気密性が保たれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図５に本実施例で製造する製品１の形状
を示す。製品１は厚さ２ｍｍの板状部２と頂部中央に穴
５、６を有する直径２０ｍｍ高さ２４ｍｍの円柱状の突
起部３、４が重なる形で配置されている。この製品１の
鋳造時の形状を図６に示す。鋳造時に溶湯は、湯口７か
らゲート８を通過し、厚さ２ｍｍの板状部２に流入す
る。板状部２から重なる形で配置された突起部３、４に
溶湯が充填される。ここで、穴５、６は鋳造後に機械加
工により形成されるために、鋳造時には形成されていな
い。この製品形状に対応する本願発明の金型のキャビテ
ィ部の形状を図１に示す。溶湯は上型９と下型１０で形
成されたキャビティ内に湯口対応部１１からゲート部１
２、板状対応部１３を経由し、突起部対応部１４に流入
する。この時溶湯流出側の空隙１５の２ｍｍに対して溶
湯流入側の空隙１５を長さ２０ｍｍ幅２０ｍｍ湯口側よ
りテーパー状に拡大し突起部対応部の周囲で空隙を６ｍ
ｍに形成したので、溶湯は気体を巻き込みながら突起部
対応部１４に流入される。この場合、製品における板部
の突起より湯口側において肉厚が厚くなるが、今回は製
品の機能上問題が無かったのでそのままとした。これは
鋳造後加工で取り除くことはもちろん可能である。
づき説明する。図５に本実施例で製造する製品１の形状
を示す。製品１は厚さ２ｍｍの板状部２と頂部中央に穴
５、６を有する直径２０ｍｍ高さ２４ｍｍの円柱状の突
起部３、４が重なる形で配置されている。この製品１の
鋳造時の形状を図６に示す。鋳造時に溶湯は、湯口７か
らゲート８を通過し、厚さ２ｍｍの板状部２に流入す
る。板状部２から重なる形で配置された突起部３、４に
溶湯が充填される。ここで、穴５、６は鋳造後に機械加
工により形成されるために、鋳造時には形成されていな
い。この製品形状に対応する本願発明の金型のキャビテ
ィ部の形状を図１に示す。溶湯は上型９と下型１０で形
成されたキャビティ内に湯口対応部１１からゲート部１
２、板状対応部１３を経由し、突起部対応部１４に流入
する。この時溶湯流出側の空隙１５の２ｍｍに対して溶
湯流入側の空隙１５を長さ２０ｍｍ幅２０ｍｍ湯口側よ
りテーパー状に拡大し突起部対応部の周囲で空隙を６ｍ
ｍに形成したので、溶湯は気体を巻き込みながら突起部
対応部１４に流入される。この場合、製品における板部
の突起より湯口側において肉厚が厚くなるが、今回は製
品の機能上問題が無かったのでそのままとした。これは
鋳造後加工で取り除くことはもちろん可能である。
【０００９】従来の金型のキャビティ部の形状を図２に
示す。溶湯は上型９と下型１０で形成されたキャビティ
内に湯口対応部１１からゲート部１２、板状対応部１３
を経由し、突起部対応部１４に流入する。この時溶湯流
出側の空隙１６と溶湯流入側の空隙１５は同じように形
成されている。本願発明の鋳造法を用いて作成した製品
と、従来法を用いて作成した製品の突起部の断面の模式
図をそれぞれ図３、図４に示す。従来法の金型では突起
部の中央に大きな引き裂いたような欠陥が生成している
のに対し、本願発明の鋳造法の金型を用いた製品は小さ
な球状の分散した欠陥形態となっている。
示す。溶湯は上型９と下型１０で形成されたキャビティ
内に湯口対応部１１からゲート部１２、板状対応部１３
を経由し、突起部対応部１４に流入する。この時溶湯流
出側の空隙１６と溶湯流入側の空隙１５は同じように形
成されている。本願発明の鋳造法を用いて作成した製品
と、従来法を用いて作成した製品の突起部の断面の模式
図をそれぞれ図３、図４に示す。従来法の金型では突起
部の中央に大きな引き裂いたような欠陥が生成している
のに対し、本願発明の鋳造法の金型を用いた製品は小さ
な球状の分散した欠陥形態となっている。
【００１０】
【発明の効果】以上の様に本発明の気密性に優れた軽合
金鋳物の金型鋳造法によれば突起部対応部内を充填する
溶湯の流れを制御することで突起部内に生成する欠陥形
態を小さな球状の分散したガス欠陥とすることができる
ので加工後に高い気密性を確保することができる。
金鋳物の金型鋳造法によれば突起部対応部内を充填する
溶湯の流れを制御することで突起部内に生成する欠陥形
態を小さな球状の分散したガス欠陥とすることができる
ので加工後に高い気密性を確保することができる。
【図１】本願発明に係わる金型のキャビティ部の断面形
状を示す。
状を示す。
【図２】従来の金型のキャビティ部の断面形状を示す。
【図３】本願発明実施例の断面形状の模式図である。
【図４】従来例の断面形状の模式図である。
【図５】実施例の製品の形状を示す。
【図６】実施例の鋳造時の形状を示す。
１ 製品、 ２ 板状部、 ３、４ 突起部、 ５、６
孔、 ７ 湯口、８ ゲート、 ９ 上型、 １０
下型、 １１ 湯口対応部、１２ ゲート部、 １３
板状対応部、 １４ 突起部対応部、１５ 溶湯流入側
空隙、 １６ 溶湯流出側空隙
孔、 ７ 湯口、８ ゲート、 ９ 上型、 １０
下型、 １１ 湯口対応部、１２ ゲート部、 １３
板状対応部、 １４ 突起部対応部、１５ 溶湯流入側
空隙、 １６ 溶湯流出側空隙
Claims (9)
- 【請求項１】 金型によって形成されるキャビティ中に
溶湯を充填、凝固させて突起部を有する製品を得る金型
鋳造法において、溶湯がキャビティの突起部対応部を充
填する際の湯流れを制御することにより、気体を溶湯中
に巻き込ませ、内部に分散したガス欠陥を生成させるこ
とを特徴とする金型鋳造方法。 - 【請求項２】 溶湯が突起部対応部を充填する際の湯流
れを制御する方法として、キャビティに形成される鋳造
品の突起部対応部の周囲の溶湯流入側空隙を溶湯流出側
空隙よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載
の金型鋳造方法。 - 【請求項３】 前記鋳造品の突起部対応部の周囲の溶湯
流入側空隙を溶湯流出側空隙の１.５倍以上とすること
を特徴とする請求項２に記載の金型鋳造方法。 - 【請求項４】 溶湯が突起部対応部を充填する際の湯流
れを制御する方法として、金型の突起部対応部の周囲の
面取りを溶湯流入側を溶湯流出側よりも大きくすること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
金型鋳造方法。 - 【請求項５】 前記金型の突起部対応部の周囲の面取り
を溶湯流入側を溶湯流出側の２倍以上とすることを特徴
とする請求項４に記載の金型鋳造方法。 - 【請求項６】 板状部と突起部を有し、前記突起部周囲
の溶湯流入側の肉厚を溶湯流出側の肉厚よりも厚くした
ことを特徴とする金型鋳造品。 - 【請求項７】 前記突起部周囲の溶湯流入側の肉厚を溶
湯流出側の肉厚の１.５倍以上としたことを特徴とする
請求項６に記載の金型鋳造品。 - 【請求項８】 板状部と突起部を有し、前記突起部周囲
の溶湯流入側の立ち上がりを溶湯流出側よりも大きくす
ることを特徴とする金型鋳造品。 - 【請求項９】 前記突起部周囲の立ち上がりを溶湯流入
側を溶湯流出側の２倍以上としたことを特徴とする請求
項８に記載の金型鋳造品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278996A JPH09271920A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 金型鋳造方法及び金型鋳造品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278996A JPH09271920A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 金型鋳造方法及び金型鋳造品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271920A true JPH09271920A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13784182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8278996A Pending JPH09271920A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | 金型鋳造方法及び金型鋳造品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09271920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023143087A (ja) * | 2022-03-25 | 2023-10-06 | 日立Astemo株式会社 | サスペンションアーム、及びサスペンションアームの製造方法 |
| JP2023183364A (ja) * | 2022-06-15 | 2023-12-27 | リョービ株式会社 | ダイカスト金型 |
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1996
- 1996-04-04 JP JP8278996A patent/JPH09271920A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023143087A (ja) * | 2022-03-25 | 2023-10-06 | 日立Astemo株式会社 | サスペンションアーム、及びサスペンションアームの製造方法 |
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