JPH1147908A - 低圧鋳造装置 - Google Patents
低圧鋳造装置Info
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- JPH1147908A JPH1147908A JP21989797A JP21989797A JPH1147908A JP H1147908 A JPH1147908 A JP H1147908A JP 21989797 A JP21989797 A JP 21989797A JP 21989797 A JP21989797 A JP 21989797A JP H1147908 A JPH1147908 A JP H1147908A
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- Japan
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- cooling
- molten metal
- low
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サイクルタイムの管理が容易で、不良品の発生
も防止できる低圧鋳造装置を提供する。 【解決手段】組み合わされて内部にキャビティ２が形成
される金型１を有し、キャビティに溶湯を低圧で充填す
る低圧鋳造装置であり、金型に設けられた複数対の金型
温度を検出する温度センサ４および金型を冷却する冷却
手段５と、各対の温度センサ４で検出された溶湯の凝固
点が本来の溶湯の凝固点よりも所定時間以上遅れて生じ
たときは、その対の冷却手段５を制御する制御手段６と
を有する。
も防止できる低圧鋳造装置を提供する。 【解決手段】組み合わされて内部にキャビティ２が形成
される金型１を有し、キャビティに溶湯を低圧で充填す
る低圧鋳造装置であり、金型に設けられた複数対の金型
温度を検出する温度センサ４および金型を冷却する冷却
手段５と、各対の温度センサ４で検出された溶湯の凝固
点が本来の溶湯の凝固点よりも所定時間以上遅れて生じ
たときは、その対の冷却手段５を制御する制御手段６と
を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばアルミニ
ウムやアルミニウム合金の鋳造に用いられる低圧鋳造装
置に関する。
ウムやアルミニウム合金の鋳造に用いられる低圧鋳造装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】低圧鋳造法は、金型内のキャビティに金
属溶湯を重力により流入させて充填し鋳物を製造する方
法で、静かに溶湯を鋳込むため空気の巻き込みが少なく
健全な鋳物を得ることができる。砂型鋳造法に比べて、
生産性が高く金型による鋳物の冷却速度が速いため結晶
粒度が細かくなり、鋳放し強度を高めることができる。
また、鋳造後に熱処理を施すことによりさらにその強度
を改良することができ、高引っ張り強度、靱性、耐圧性
を必要とする部品の鋳造に適している。
属溶湯を重力により流入させて充填し鋳物を製造する方
法で、静かに溶湯を鋳込むため空気の巻き込みが少なく
健全な鋳物を得ることができる。砂型鋳造法に比べて、
生産性が高く金型による鋳物の冷却速度が速いため結晶
粒度が細かくなり、鋳放し強度を高めることができる。
また、鋳造後に熱処理を施すことによりさらにその強度
を改良することができ、高引っ張り強度、靱性、耐圧性
を必要とする部品の鋳造に適している。
【０００３】これに加えて低圧鋳造法では、ダイカスト
法では使えなかった中子の使用が可能で、製品形状に関
する制約が少ないといった利点もある。また、ダイカス
ト法に比べると鋳造装置本体の機械的構造が単純でかつ
金型寿命も長いことから設備コストの点においても優位
にある。これらの特徴を生かして、低圧鋳造法は自動車
エンジン部品の鋳造などに広く用いられている。
法では使えなかった中子の使用が可能で、製品形状に関
する制約が少ないといった利点もある。また、ダイカス
ト法に比べると鋳造装置本体の機械的構造が単純でかつ
金型寿命も長いことから設備コストの点においても優位
にある。これらの特徴を生かして、低圧鋳造法は自動車
エンジン部品の鋳造などに広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の低
圧鋳造法でたとえばアルミニウム合金を鋳造する場合、
金属溶湯の注湯後の温度−時間曲線には、図４に示され
る初晶の凝固点Ｐ１と共晶の凝固点Ｐ２とが観察され、
そののちＥ点にて凝固が終了する。
圧鋳造法でたとえばアルミニウム合金を鋳造する場合、
金属溶湯の注湯後の温度−時間曲線には、図４に示され
る初晶の凝固点Ｐ１と共晶の凝固点Ｐ２とが観察され、
そののちＥ点にて凝固が終了する。
【０００５】ところが、季節や時間の変動によって雰囲
気温度が異なると、冷却速度が相違するため、凝固終了
までの時間、すなわち１ショットあたりのサイクルタイ
ムが相違する。したがって、製品の生産管理が困難であ
った。また、雰囲気温度が高すぎると金型が膨張し、不
良品が発生するといった問題もあった。
気温度が異なると、冷却速度が相違するため、凝固終了
までの時間、すなわち１ショットあたりのサイクルタイ
ムが相違する。したがって、製品の生産管理が困難であ
った。また、雰囲気温度が高すぎると金型が膨張し、不
良品が発生するといった問題もあった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、サイクルタイムの管理が容
易で、不良品の発生も防止できる低圧鋳造装置を提供す
ることを目的とする。
鑑みてなされたものであり、サイクルタイムの管理が容
易で、不良品の発生も防止できる低圧鋳造装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の低圧鋳造装置は、組み合わされて内
部にキャビティが形成される金型を有し、前記キャビテ
ィに溶湯を低圧で充填する低圧鋳造装置において、前記
金型に設けられた複数対の前記金型温度を検出する温度
センサおよび前記金型を冷却する冷却手段と、前記各対
の温度センサで検出された前記溶湯の凝固点が本来の溶
湯の凝固点よりも所定時間以上遅れて生じたときは、そ
の対の冷却手段を制御する制御手段とを有することを特
徴とする。
に、請求項１記載の低圧鋳造装置は、組み合わされて内
部にキャビティが形成される金型を有し、前記キャビテ
ィに溶湯を低圧で充填する低圧鋳造装置において、前記
金型に設けられた複数対の前記金型温度を検出する温度
センサおよび前記金型を冷却する冷却手段と、前記各対
の温度センサで検出された前記溶湯の凝固点が本来の溶
湯の凝固点よりも所定時間以上遅れて生じたときは、そ
の対の冷却手段を制御する制御手段とを有することを特
徴とする。
【０００８】この請求項１記載の低圧鋳造装置では、金
型の各部位に温度センサと冷却手段とを設け、この温度
センサで検出された凝固点が、本来の鋳造材料の凝固点
が生じる時間より早いか遅いかを判定する。もし、本来
の凝固時間よりも遅い場合には、金型温度が通常より高
くなっているので、その対の冷却手段を制御して金型を
冷却する。これにより、溶湯の冷却が促進されるのでサ
イクルタイムが長くなるのが防止できるとともに、金型
が冷却されるので膨張による不良品の発生も防止でき
る。
型の各部位に温度センサと冷却手段とを設け、この温度
センサで検出された凝固点が、本来の鋳造材料の凝固点
が生じる時間より早いか遅いかを判定する。もし、本来
の凝固時間よりも遅い場合には、金型温度が通常より高
くなっているので、その対の冷却手段を制御して金型を
冷却する。これにより、溶湯の冷却が促進されるのでサ
イクルタイムが長くなるのが防止できるとともに、金型
が冷却されるので膨張による不良品の発生も防止でき
る。
【０００９】より具体的には、請求項２記載の低圧鋳造
装置は、前記冷却手段は、前記金型を冷却する冷却水の
循環路と前記冷却水の循環を制御する手段とからなり、
前記制御手段は、前記温度センサで検出された前記溶湯
の凝固点が本来の溶湯の凝固点より所定時間以上遅れて
生じたときは、その対の冷却水の循環路へ冷却水を流す
よう制御することを特徴とする。
装置は、前記冷却手段は、前記金型を冷却する冷却水の
循環路と前記冷却水の循環を制御する手段とからなり、
前記制御手段は、前記温度センサで検出された前記溶湯
の凝固点が本来の溶湯の凝固点より所定時間以上遅れて
生じたときは、その対の冷却水の循環路へ冷却水を流す
よう制御することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】本発明の低圧鋳造装置によれば、凝固終
了までの時間を管理し易くなるので、サイクルタイムが
安定し生産管理の信頼性が向上する。また、金型の膨張
が抑制できるので不良品の発生も防止することができ
る。
了までの時間を管理し易くなるので、サイクルタイムが
安定し生産管理の信頼性が向上する。また、金型の膨張
が抑制できるので不良品の発生も防止することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の低圧鋳造装置の実施
形態を示す概略図、図２は同実施形態における初晶およ
び共晶の出現パターンを示す図、図３は同実施形態にお
ける初晶および共晶の出現パターン別電磁弁の開閉制御
を示すタイムチャート、図４は同実施形態に係る溶湯の
温度−時間曲線を示すグラフである。
基づいて説明する。図１は本発明の低圧鋳造装置の実施
形態を示す概略図、図２は同実施形態における初晶およ
び共晶の出現パターンを示す図、図３は同実施形態にお
ける初晶および共晶の出現パターン別電磁弁の開閉制御
を示すタイムチャート、図４は同実施形態に係る溶湯の
温度−時間曲線を示すグラフである。
【００１２】図１に示すように、本実施形態の低圧鋳造
装置１０は、組み合わすことにより内部にキャビティ２
が形成される金型１を有している。この金型１の内部に
形成されるキャビティ２が目的とする鋳物形状に形成さ
れている。金型１の下方には湯口３が開設され、ここか
らキャビティ２内へ溶湯が注入される。
装置１０は、組み合わすことにより内部にキャビティ２
が形成される金型１を有している。この金型１の内部に
形成されるキャビティ２が目的とする鋳物形状に形成さ
れている。金型１の下方には湯口３が開設され、ここか
らキャビティ２内へ溶湯が注入される。
【００１３】特に本実施形態では、金型１に温度センサ
４および冷却手段５が複数対設けられている。温度セン
サ４は、その部位の金型温度を検出し、これを制御手段
６へ出力する。一方、冷却手段５は、金型１に形成され
た冷却水の循環路５１と、冷却水の循環をＯＮ／ＯＦＦ
する電磁弁５２とを備えている。そして、水源から圧送
された冷却水は電磁弁５２を介して循環路５１に導か
れ、これにより金型１を冷却する。なお、限定はされな
いが、冷却水の温度を変更する手段を付加すれば金型１
の冷却効果がより高くなる。
４および冷却手段５が複数対設けられている。温度セン
サ４は、その部位の金型温度を検出し、これを制御手段
６へ出力する。一方、冷却手段５は、金型１に形成され
た冷却水の循環路５１と、冷却水の循環をＯＮ／ＯＦＦ
する電磁弁５２とを備えている。そして、水源から圧送
された冷却水は電磁弁５２を介して循環路５１に導か
れ、これにより金型１を冷却する。なお、限定はされな
いが、冷却水の温度を変更する手段を付加すれば金型１
の冷却効果がより高くなる。
【００１４】このような温度センサ４と冷却手段５との
セット（対）は、金型１の周囲に複数設けられており、
その部位の金型温度を制御することができる。
セット（対）は、金型１の周囲に複数設けられており、
その部位の金型温度を制御することができる。
【００１５】制御手段６は、メモリ回路、プログラム回
路およびＣＰＵなどから構成され、第１に温度センサ４
で検出された金型温度に基づいて溶湯の凝固点を検出
し、第２にこの凝固点が本来の凝固点が出現するまでの
時間よりも遅いときは冷却手段５に指令信号を出力して
金型１の冷却するものである。
路およびＣＰＵなどから構成され、第１に温度センサ４
で検出された金型温度に基づいて溶湯の凝固点を検出
し、第２にこの凝固点が本来の凝固点が出現するまでの
時間よりも遅いときは冷却手段５に指令信号を出力して
金型１の冷却するものである。
【００１６】溶湯の凝固点の検出は、温度センサ４によ
る温度変化にて行われる。すなわち、金型１に溶湯を充
填すると溶湯の温度は徐々に降下するが、溶湯が凝固を
開始すると吸熱による温度の平衡（平坦）領域が観察さ
れる。したがって、所定間隔で金型温度を検出し温度変
化を演算することで、このような温度平衡領域を検出す
ることができる。なお、制御手段６のメモリ回路には、
鋳造材料の本来の凝固温度（本実施形態のように合金の
場合は初晶温度Ｔａおよび共晶温度Ｔｂ）と、この凝固
点に至るまでの標準時間範囲を記憶させておく。本実施
形態では、初晶については、実際の到達時間をｔS 、最
小時間をｔSL、最大時間をｔSH、つまりｔSL≦ｔS ≦ｔ
SHとし、共晶については、実際の到達時間をｔK 、最小
時間をｔKL、最大時間をｔKH、つまりｔKL≦ｔK ≦ｔKH
とした。
る温度変化にて行われる。すなわち、金型１に溶湯を充
填すると溶湯の温度は徐々に降下するが、溶湯が凝固を
開始すると吸熱による温度の平衡（平坦）領域が観察さ
れる。したがって、所定間隔で金型温度を検出し温度変
化を演算することで、このような温度平衡領域を検出す
ることができる。なお、制御手段６のメモリ回路には、
鋳造材料の本来の凝固温度（本実施形態のように合金の
場合は初晶温度Ｔａおよび共晶温度Ｔｂ）と、この凝固
点に至るまでの標準時間範囲を記憶させておく。本実施
形態では、初晶については、実際の到達時間をｔS 、最
小時間をｔSL、最大時間をｔSH、つまりｔSL≦ｔS ≦ｔ
SHとし、共晶については、実際の到達時間をｔK 、最小
時間をｔKL、最大時間をｔKH、つまりｔKL≦ｔK ≦ｔKH
とした。
【００１７】次に動作を説明する。たとえばアルミニウ
ム合金を用いて低圧鋳造する場合、まずこの溶湯をキャ
ビティ２に注入する。図４に示すように、溶湯が金型で
冷却されると、最初に初晶凝固点Ｐ１が現れる。この初
晶凝固点Ｐ１を観察したら、それまでに要した時間、す
なわち初晶凝固点Ｐ１までの到達時間ｔS が最小時間ｔ
SLおよび最大時間ｔSHに比べて長いか短いかあるいは範
囲内にあるかを判断する。もし、図２のイ、ニ、ホのよ
うに実際の到達時間ｔS が最大時間ｔSHよりも長い場合
には、図３（Ａ）および（Ｃ）に示すように、初晶凝固
点近傍において、その部位の電磁弁５２を開として循環
路５１に冷却水を循環させ、その部位の金型を冷却す
る。このように標準よりも高温となった部位の金型を冷
却することで、サイクルタイムを所定時間内に管理する
ことができることになる。なお、図２のロ、ヘ、チ、
ハ、ト、リのように、実際の到達時間ｔS が最大時間ｔ
SHよりも短い場合には、初晶の凝固点Ｐ１については何
ら問題ないので、図３（Ｂ）に示すように電磁弁５２を
閉とする。
ム合金を用いて低圧鋳造する場合、まずこの溶湯をキャ
ビティ２に注入する。図４に示すように、溶湯が金型で
冷却されると、最初に初晶凝固点Ｐ１が現れる。この初
晶凝固点Ｐ１を観察したら、それまでに要した時間、す
なわち初晶凝固点Ｐ１までの到達時間ｔS が最小時間ｔ
SLおよび最大時間ｔSHに比べて長いか短いかあるいは範
囲内にあるかを判断する。もし、図２のイ、ニ、ホのよ
うに実際の到達時間ｔS が最大時間ｔSHよりも長い場合
には、図３（Ａ）および（Ｃ）に示すように、初晶凝固
点近傍において、その部位の電磁弁５２を開として循環
路５１に冷却水を循環させ、その部位の金型を冷却す
る。このように標準よりも高温となった部位の金型を冷
却することで、サイクルタイムを所定時間内に管理する
ことができることになる。なお、図２のロ、ヘ、チ、
ハ、ト、リのように、実際の到達時間ｔS が最大時間ｔ
SHよりも短い場合には、初晶の凝固点Ｐ１については何
ら問題ないので、図３（Ｂ）に示すように電磁弁５２を
閉とする。
【００１８】次に、共晶凝固点Ｐ２が観察されると、そ
れまでに要した時間、すなわち共晶凝固点Ｐ２までの到
達時間ｔk が最小時間ｔKLおよび最大時間ｔKHに比べて
長いか短いかあるいは範囲内にあるかを判断する。も
し、図２のイ、ロ、ハのように実際の到達時間ｔk が最
大時間ｔkHよりも長い場合には、図３（Ａ）および
（Ｂ）に示すように、共晶凝固点近傍において、その部
位の電磁弁５２を開として循環路５１に冷却水を循環さ
せ、その部位の金型を冷却する。このように標準よりも
高温となった部位の金型を冷却することで、サイクルタ
イムを所定時間内に管理することができることになる。
なお、図２のニ、ヘ、ト、ホ、チ、リのように、実際の
到達時間ｔk が最大時間ｔkHよりも短い場合には、共晶
の凝固点Ｐ２については何ら問題ないので、図３（Ｃ）
に示すように電磁弁５２を閉とする。
れまでに要した時間、すなわち共晶凝固点Ｐ２までの到
達時間ｔk が最小時間ｔKLおよび最大時間ｔKHに比べて
長いか短いかあるいは範囲内にあるかを判断する。も
し、図２のイ、ロ、ハのように実際の到達時間ｔk が最
大時間ｔkHよりも長い場合には、図３（Ａ）および
（Ｂ）に示すように、共晶凝固点近傍において、その部
位の電磁弁５２を開として循環路５１に冷却水を循環さ
せ、その部位の金型を冷却する。このように標準よりも
高温となった部位の金型を冷却することで、サイクルタ
イムを所定時間内に管理することができることになる。
なお、図２のニ、ヘ、ト、ホ、チ、リのように、実際の
到達時間ｔk が最大時間ｔkHよりも短い場合には、共晶
の凝固点Ｐ２については何ら問題ないので、図３（Ｃ）
に示すように電磁弁５２を閉とする。
【００１９】このように、本実施形態の低圧鋳造装置で
は、季節や時間の違いによって溶湯の凝固時間が遅れて
も、その遅れた部位を強制的に冷却することで最終的な
凝固時間Ｅを各部位で等しく制御できる。
は、季節や時間の違いによって溶湯の凝固時間が遅れて
も、その遅れた部位を強制的に冷却することで最終的な
凝固時間Ｅを各部位で等しく制御できる。
【００２０】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。たとえば、上記実施形態ではアルミニウム合金
を用いた鋳造を示したが、その他の金属や合金を用いて
も良い。
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。たとえば、上記実施形態ではアルミニウム合金
を用いた鋳造を示したが、その他の金属や合金を用いて
も良い。
【図１】本発明の低圧鋳造装置の実施形態を示す概略図
である。
である。
【図２】本発明の実施形態における初晶および共晶の出
現パターンを示す図である。
現パターンを示す図である。
【図３】本発明の実施形態における初晶および共晶の出
現パターン別電磁弁の開閉制御を示すタイムチャートで
ある。
現パターン別電磁弁の開閉制御を示すタイムチャートで
ある。
【図４】本発明の低圧鋳造装置の実施形態に係る溶湯の
温度−時間曲線を示すグラフである。
温度−時間曲線を示すグラフである。
１…金型 ２…キャビティ ３…湯口 ４…温度センサ ５…冷却手段 ５１…循環路 ５２…電磁弁 ６…制御手段 １０…低圧鋳造装置
Claims (2)
- 【請求項１】組み合わされて内部にキャビティが形成さ
れる金型を有し、前記キャビティに溶湯を低圧で充填す
る低圧鋳造装置において、 前記金型に設けられた複数対の前記金型温度を検出する
温度センサおよび前記金型を冷却する冷却手段と、 前記各対の温度センサで検出された前記溶湯の凝固点が
本来の溶湯の凝固点よりも所定時間以上遅れて生じたと
きは、その対の冷却手段を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする低圧鋳造装置。 - 【請求項２】前記冷却手段は、前記金型を冷却する冷却
水の循環路と前記冷却水の循環を制御する手段とからな
り、前記制御手段は、前記温度センサで検出された前記
溶湯の凝固点が本来の溶湯の凝固点より所定時間以上遅
れて生じたときは、その対の冷却水の循環路に冷却水を
流すように制御することを特徴とする請求項１記載の低
圧鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21989797A JPH1147908A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 低圧鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21989797A JPH1147908A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 低圧鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1147908A true JPH1147908A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16742758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21989797A Pending JPH1147908A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 低圧鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1147908A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107635696A (zh) * | 2015-05-20 | 2018-01-26 | 阿鲁斯特拉泰吉私人控股有限责任公司 | 关于制造由轻合金或类似材料制成的物品的装置的改进 |
| CN113084124A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 江苏凯特汽车部件有限公司 | 一种铸件金属型压力铸造温度场精准智能控制装置及方法 |
| CN119703012A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-03-28 | 燕山大学 | 一种测量低压铸造铸件内部冷却数据的模具及其实施方法 |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP21989797A patent/JPH1147908A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107635696A (zh) * | 2015-05-20 | 2018-01-26 | 阿鲁斯特拉泰吉私人控股有限责任公司 | 关于制造由轻合金或类似材料制成的物品的装置的改进 |
| CN113084124A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 江苏凯特汽车部件有限公司 | 一种铸件金属型压力铸造温度场精准智能控制装置及方法 |
| CN119703012A (zh) * | 2024-12-03 | 2025-03-28 | 燕山大学 | 一种测量低压铸造铸件内部冷却数据的模具及其实施方法 |
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