JPS5949106B2 - 低圧鋳造装置の加圧制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低圧鋳造装置に係り、特に湯の上昇速度を制
御するための加圧制御方法に関する。

従来、低圧鋳造法により製造されている鋳物は通常数Ｋ
ｐから十数に２程度の小物であるので、鋳込時間は短く
、加圧速度と鋳込速度は殆んど同一と考えてもよく、空
気、ガスあるいは酸化物などの巻込みが生じるような乱
流気味の鋳込速度とさえしなければ満足な鋳物が得られ
ていた。

られていた。

ここに、■は湯口最小断面部の溶湯速度、■は湯口およ
び製品部の体積、ａは湯口の最小部所面積およびｔは時
間を示す。

このことから従来では炉内へ圧入される空気が衝撃的に
作用して発生するスプラッシュあるいは溶湯表面の泡立
ちを防止するために一定速度で加圧すること、あるいは
注湯初期の一次加圧は圧力上昇を比較的緩慢さし二次加
圧を速くすることというような単純な圧力一時間曲線を
描く加圧制御が行われていた。

ところが、従来の鋳物に比して重量の著しい鋳物を鋳造
する際には鋳込時間も２０〜４０秒と長くなり、従来の
鋳込速度に基づいた加圧制御方法では鋳型内での溶融ア
ルミニウムが溶融アルミニウム表面に接している空気と
停滞接触する時間が長くなり、酸化物の発生および鋳物
内への酸化物巻込みが多くなり、欠陥が多くなるきいう
欠点がある。

これは、加圧速度を一定にすると、溶湯表面積が広くな
る製品のある位置においては、鋳物の単位高さ当りの体
積が増大し、この体積の増加量に相当する溶融アルミニ
ウムの供給が体積増加速度に追従できないからである。

本発明はこのような点に鑑み、欠陥の少ない鋳物を鋳造
するための加圧制御方法を提供することを目的とし、こ
の目的は鋳物の水平断面積の平均変化率に応じて加圧す
るガス体の加圧速度を変化させることによって構成され
る。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図において、溶湯を貯留するための保持炉１は蓋２
によって閉塞され、上記蓋２にはガス孔３が設けられて
いる。

また、蓋２の中央にはストーク４の上端が固着され、こ
のストーク４の下端は溶湯中に浸漬され、蓋２上には鋳
型５が載置されている。

上記鋳型５には図示する如く断面８角形の鋳型空間６が
形成されており、空間６の最上端から平均水平断面積変
化率の変化する点をそれぞれＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ点とすれば、ＤＣ間においては水平断面積変
化率は増加し、ＣＢ間においてはその変化率は変わらず
、ＢＡ間においてはその変化率は減少している。

この状態をグラフに表わすと第２図のようになり、縦軸
は空間６の高さ方向の位置を示し、横軸は平均水平断面
積変化率を示す。

なお、第１図における空間６および第２図のグラフは概
略的なものであり、実際の鋳物においてはその形状が複
雑なのでＤＣ間およびＢＡ間において、水平断面積変化
率が図に示すように常に一定ではなく増加減少する場合
がある。

今、ＤＣ間における平均水平断面積変化率（以下変化率
という）をａ、ＣＢ間における変化率をす、ＢＡ間にお
ける変化率をＣとし、ＣＢ間における最適加圧速度をＸ
とする。

なお、ＣＢ間における変化率すの値は水平断面積が高さ
が増加してもほぼ変化しないので１かあるいは１に近い
数値であり、これを基準変化率とする。

ここでＣＤ間およびＢＡ間の加圧速度をそれぞれａ／ｂ
−Ｘおよられることになる。

まず、ＣＤ間の加圧速度について説明する。

ＣＤ間における平均変化率ａが極端に大きく変として鋳
込むと、特に酸化物の生じやすいアルミニウムの鋳造に
おいては溶融アルミニウムの表面に波立ち現象が発生し
て酸化物が生じやすくなるまた、ＣＤ間の中間において
水平断面積が減少する場合（図においては示されていな
い）にはそこの場合には加圧速度を変化させなくても酸
化物の発生はみられないので加圧速度を補正する必要る
補正値としては１と１０との間の中間値を選択する。

次にＢＡ間の加圧速度について説明する。

ＢＡ間における変化率が極端に小さく変化率比なり、注
湯した溶融アルミニウムの凝固が進行し、値は０．１以
上にする必要がある。

また、ＢＡ間の中間において変化率が増加する部分が存
在する場合（図示なし）には、その部分における局部変
化変化させなくても酸化物の巻き込みはなく、したがっ
て加圧速度を補正する必要はない。

すなわち、との間の中間値を選択する。

なお、このように加圧速度の補正をしても、ストークの
断面積、空気配管の径が小さい場合には十分にその効果
が表われないので、加圧速度の補正値はストークの断面
積、空気配管の径を考慮して定めるものとし、加圧速度
の補正は、加圧制御をプログラム制御とすれば容易に行
なうことができ、他の加圧制御方法、例えば電磁弁と減
圧弁の組み合わせ方法、あるいは電磁ポンプを用いた方
法などにおいても行なうことができる。

上述したように、変化率が約１である部分（図のＣＢ間
）における最適加圧速度Ｘを基準とし、他の部分におけ
る加圧速度を上記加圧速度Ｘにその部分の変化率比（そ
の部分における変化率と基準変化率との比）を乗じた値
に設定するとともに変化率が１より犬なる部分（拡大部
分ＤＣ間）の変化率比は１と１０との中間値に設定し、
変化率が１より小なる部分（縮少部分ＢＡ間）の変化率
比は０．１と１との中間値に設定すれば、鋳物が大型化
しても、酸化物の発生鋳物内の酸化物の巻き込み現象を
防止できる。

これは、第３図の時間と溶湯表面上昇との関係を表わし
たグラフに示す如く、本発明による溶湯表面上昇は図の
実線グラフＸのようになり、一定速度で溶湯表面は上昇
し、波立ち現象あるいは酸化物の発生原因が除去される
からである。

これに対し、従来の大型鋳物における上昇は図の点線ｙ
で示す如く、上昇速度が各部分によって異なるので酸化
物の発生や波立ち現象が防止できない。

以−ト説明したように、本発明は、鋳型空間の水平断面
積の平均変化率に応じて加圧するガス体の加圧速度を変
化させるようにしたので、鋳物が大型化しても最適な一
定速度で溶湯表面を上昇させることができ、鋳造欠陥の
ない良好な鋳物を鋳造できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は低圧鋳造装置の縦断面図、第２図は第１図にお
ける鋳型空間の各部分の平均水平断面積変化率を示した
グラフおよび第３図は溶湯表面上昇状態グラフである。 １・・・・・・保持炉、２・・・・・・蓋、３・・・・
・・ガス孔、４・・・・・・ストーク、５・・・・・・
鋳型、６・・・・・・鋳型空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳型空間の水平断面積の平均的な変化率に応じて溶
   湯加圧ガス体の加圧速度を変化させるようにしたことを
   特徴とする低圧鋳造装置の加圧制御方法。