JP4258044B2

JP4258044B2 - 無孔質ダイキャスト装置

Info

Publication number: JP4258044B2
Application number: JP30973298A
Authority: JP
Inventors: 武夫前田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: CN1253051A; JP2000135551A; CN1086969C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧機器，自動車などをはじめ、各種産業分野の部品製作に用いる無孔質ダイキャスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイキャスト装置は、固定金型と可動金型からなる精密な金型どうしを型締めすることによってキャビティを形成し、このキャビティ内に溶湯を充填して凝固することで、高精度で鋳肌のすぐれた鋳物を大量生産できる製造装置である。その製造プロセスは、基本的に次の４つからなっている。
（１）固定金型と可動金型を型締めし、注湯口から溶解した金属（以降、溶湯という）を注湯する。（２）スリーブ内でピストンを作動させることにより、溶湯を押し込みキャビティ内に充填する。（３）溶湯を凝固させる。（４）固定金型と可動金型を型開きし、可動金型に付着した鋳物を取り出す。
【０００３】
これらのうち（２）、（３）は、鋳物の品質を決定づける最も重要なプロセスであるが、従来からピンホールや引け巣を生じるという問題があった。これに対して、金型減圧法、層流充填法、局部加圧法などの新たな手法を導入することで、上記した製品に発生するピンホールや引け巣の低減に成果を上げることができるようになってきている。例えば、金型減圧法はキャビテイ内を真空排気手段によって排気することで湯回りをよくしてガスの巻き込みによるピンホールや引け巣の防止を図り、層流充填法はピストンの作動によって低速で溶湯の充填を行い、湯口形状を工夫することで溶湯を層流状態としてガスの巻き込みによるピンホールや引け巣の防止を図り、さらに、キャビテイ内において溶湯が凝固する前にスクイズピンを押し込み、溶湯に庄力を加えることで、ピンホールや引け巣の防止を図る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクイズピンによる溶湯に対する押圧力は略一定で、その大きさは、凝固を開始した溶湯のピンホールや引け巣をつぶすのに必要な大きさのものであるので、溶湯がキャビティ内を満たした直後にスクイズピンによる押圧を行うと、溶湯の注入圧力より大きな力が逆方向にかかり、溶湯をキャビディ外へ押し出すことになる。そこで、従来は、溶湯の注入経路であるランナ部が凝固するのを待って、スクイズピンによる押圧を行うが、ここまで待つと、キャビティ内の溶湯の凝固が開始してしまい、ピンホールや引け巣が発生することがあった。
【０００５】
本発明の目的は、このような課題を解決して、ピンホールや引け巣の発生を抑制することができる無孔質ダイキャスト装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題解決のため、本発明の無孔質ダイキャスト装置においては、固定金型と可動金型とによって形成される金型と、金型内部を真空にする真空手段と、この金型内部を加圧する加圧手段とを備え、金型内部に溶湯を充填する際、前記加圧手段により加圧して溶湯を凝固する無孔質ダイキャスト装置において、前記金型内部に、冷却水路を備えたランナ部を経て溶湯が充填されると共に、前記加圧手段による圧力を制御する圧力制御手段を設け、前記加圧手段は、射出ピストンによる増圧後から、ランナ部の溶湯の凝固状態に応じて、溶湯が押し戻されない大きさで射出ピストンの増圧圧力から該圧力を増加させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図５を用いて説明する。
図１は本発明の無孔質ダイキャスト装置の概略構成を示す。図１において、１は固定金型、ｌａは固定金型のキャビティ、２は可動金型、２ａは可動金型のキャビティ、３はランナ部、４はスリーブ、４ａは注湯口、５はピストン、５ａはプランジャチップ、６は強制冷却路、７は真空吸入路、８は強制冷却路の冷却水路、９は加圧装置、９ａはシリンダ、９ｂはピストン、９ｃはスクイズピン、１０はランナ部３の冷却水路、１１は押し出しピンを設けたプレート、１１ａは可動金型内で進退するよう配置された押し出しピン、１２はベース、１３ａは射出シリンダ、１３ｂは増圧シリンダである。
【０００８】
次に、本発明の無孔質ダイキャスト装置の構成を図１を用いて説明する。金型は固定金型１と可動金型２からなっており、これらを合わせることでキャビティ１ａ、２ａを形成する。なお、可動金型２は、加圧装置９を取り付けたベース１２に固定され、この可動金型２は図示を省略したベース駆動機構により、ベース１２とともに固定金型１に密接させられたり、離されたりする。キヤビテイ１ａ、２ａにはランナ部３を経て、スリーブ４が設けられており、このスリーブ４に設けた注湯口４ａから溶湯を充填することができるようになっている。また、スリーブ４には進退可能なピストン５が嵌合してあり、注湯口４ａから溶湯を注湯した後に、このピストン５を作動させプランジャチップを介して溶湯をキャビティ１ａ、２ａ内へ押し込めるようになっている。
【０００９】
一方、両金型１、２の上部には、バルブ機能を発揮する強制冷却路６が一体に構成されている。この強制冷却路６については、キャビティ１ａ、２ａと真空吸入路７との間に介在され、通常は通路を開通しておき、溶湯がキャビテイ１ａ、２ａを満たして上がってきたら、溶湯を凝固させ通路を塞ぐことで溶湯が真空吸入路７へ侵入するのを有効に防止できるものであり、可動金型２の分割面に、図１に示すような迷路のような溝で形成されており、近傍の冷却水路８に冷却水を流すことにより、強制冷却路６内部の溶湯が冷却される。
【００１０】
また、可動金型２側のベース１２において、可動金型２分割面の反対方向にキャビティ１ａ，２ａ内部への加圧装置９を設ける。この加圧装置９は、図外の圧液注入器からシリンダ９ａに圧液を注入することで、ピストン９ｂを介してベース１２および可動金型２の挿通孔２ｃに挿入されたスクイズピン９ｃに加圧し、さらにこのスクイズピン９ｃがキャビテイ１ａ、２ａ内部に充填された溶湯を加圧する。
【００１１】
さらに、予め、加圧装置９の制御量とスクイズピン９ｃを介した溶湯への加圧力との関係を取得しておくことで、キャビティ１ａ、２ａ内の溶湯に対する所望する大きさの加圧が可能となる。特に、図６に示したような時間経過に基づいて、キャビティ１ａ、２ａ内の溶湯を加圧することが、引け巣やピンホールの抑制に効果があることが、発明者によって確認されており、具体的には、射出ピストン増圧後から０．２秒までは、キャビティ１ａ、２ａ内に注入される溶湯の増圧圧力と同じ８０ＭＰａのスクイズ圧、射出ピストン増圧後０．２秒後から１．２秒後までは、ランナ部３が半凝固状態となるので、溶湯を押し戻さない大きさの１５０ＭＰａのスクイズ圧、さらに射出ピストン増圧後１．２秒後から１２秒後までは、ランナ部３が凝固するので３００ＭＰａのスクイズ圧とする。
【００１２】
次に、本無孔質ダイキャスト装置の動作について説明する。まず、溶湯を注湯口４ａから注入した後、真空吸入路７から図示省略した真空注入器を用いて、キャビティ１ａ、１ｂ内部を排気しながら、射出シリンダ１３ａを作動させ、プランジャチップ５ａを介して溶湯をランナ部３を通過させてキャビティ１ａ、２ａ内へ押し込む。やがてキャビティ１ａ、２ａ内へ溶湯が充填され、強制冷却部６内に進入した溶湯が凝固した直後、増圧シリンダ１３ｂを作動させ、キャビティ１ａ、２ａ内の溶湯に対し８０ＭＰａの加圧を行う。これと同時に、ランナ部３の溶湯が半凝固状態となる０．２秒後までスクイズピン９ｃによる加圧を行う。圧力の大きさとしては、キャビティ１ａ、２ａ内から溶湯を押し戻さないよう、増圧シリンダ１３ｂによる加圧力と同じ８０ＭＰａとなるようスクイズピン９ｃの加圧装置９を作動させる。
【００１３】
次に、ランナ部３の溶湯が半凝固状態となる増圧開始から０．２秒後からは、スクイズピン９ｃによる加圧力を１５０ＭＰａとし、さらに、ランナ部３の溶湯が凝固状態となる増圧開始から１．２後からは、スクイズピン９ｃによる加圧力を３００ＭＰａとして、キャビティ１ａ、２ａ内の溶湯に対して加圧する。
【００１４】
このように、キャビティ１ａ、２ａ内へ注入された溶湯を押し戻さないよう、ランナ部３の溶湯の凝固状態に応じて、できるだけ大きな圧力でスクイズピン９ｃによる加圧を行うので、極めて効果的にキャビティ内に発生しようとする引け巣やピンホールを潰すことができ、高密度の鋳造品の製造が可能となる。
【００１５】
キャビティ１ａ、１ｂ内の溶湯が凝固した後、加圧装置９及び増圧シリンダによる加圧を停止し、ベース駆動機構を作動して可動金型を固定金型から離す。そして、押し出しピン１１ａを出来上がった鋳物に対して押し付けて可動金型から取り出す。
【００１６】
特に本実施例のように、予め時間経過に伴う溶湯の凝固状態を確認しておくことで、キャビティ内の圧力状態を検知する必要なく、加圧装置９による加圧力を時間的に制御するだけでよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、スクイズピンによる加圧力を可変にし、キャビティ内の溶湯の凝固状態に合わせて加圧するので、引け巣やピンホールの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す断面図である。
【図２】溶湯の注入時を示す図である。
【図３】溶湯の注入直後のスクイズを示す図である。
【図４】ランナ部の溶湯の半凝固状態時のスクイズを示す図である。
【図５】最終時のスクイズを示す図である。
【図６】キャビティ内の加圧力の時間的経過を示す図である。
【符号の説明】
１固定金型
２可動金型
７真空吸入路
９加圧手段

Claims

固定金型と可動金型とによって形成される金型と、金型内部を真空にする真空手段と、この金型内部を加圧する加圧手段とを備え、金型内部に溶湯を充填する際、前記加圧手段により加圧して溶湯を凝固する無孔質ダイキャスト装置において、前記金型内部に、冷却水路を備えたランナ部を経て溶湯が充填されると共に、前記加圧手段による圧力を制御する圧力制御手段を設け、前記加圧手段は、射出ピストンによる増圧後から、ランナ部の溶湯の凝固状態に応じて、溶湯が押し戻されない大きさで射出ピストンの増圧圧力から該圧力を増加させることを特徴とする無孔質ダイキャスト装置。