JPH04167956A - 銅合金金型を使用した低圧鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、銅合金金型を使用した低圧鋳造法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点） 従来、低圧鋳造法で使用する金型は、ＦｃＤ材など鉄系
金属で作られるのが一般的である。しかし鉄系金属は熱
伝導率が小さく、溶湯加圧充填後の冷却時間が長くかか
るため、生産性が悪いと共に、製品組織の粗大化を招き
、製品の強度低下、靭性劣化等の悪影響を生ずる問題が
あった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、溶湯加圧充填後の冷却時間を短縮して生産性を向上す
ると共に、製品組織の粗大化による品質の低下を防止す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するため、低圧鋳造用金型
の素材として銅合金材を使用することを要旨としている
。すなわち本発明は、熱伝導率が０．２〜０．９　ｃｄ
　／　ｃ■・武拳℃である銅合金金型を使用した低圧鋳
造法であって、給湯に先立って金型を３１０〜３５０　
’Ｃに加熱し、給湯後、上記金型の温度が３ＥｉＯ〜４
００　℃まで上昇した時、該金型の冷却を開始し、上記
金型の温度が３１０〜３５０℃まで下降した時、該金型
の冷却を停止し、しかる後、型開き及び製品の離型を行
うことを特徴としている。

（構成） 以下、本発明の実施装置の構成を一実施例に基いて詳細
に説明する。

第１図は低圧鋳造装置の要部切欠き正面図、第２図は銅
合金金型の加熱冷却構造を示す型合せ面図である。

図において、（１）は加熱室、（２）はるつぼ、（３）
は金型で、加熱室（１）及びるつぼ（２）の上には湯道
部材（６）が配設され、金型（３）はこの湯道部材（６
）上に配設されている。

金型（３）は第１型（７）と第２型（８）とによ向に延
出して画成され、第１キヤビテイ（３）の上部にはシリ
ンダ形状の第２キヤビテイ（１１）が上方に開放する形
で画成されている。

金型（３）は図示しない手段により型締め、型開きが行
われる。湯道部材（６）の中央には、ストーク（５）か
ら第１キヤビテイ（３）へ溶湯を供給する截頭円錐状の
溶湯供給孔（１２）が貫通穿設されている。

（１３）は金型（３）の上方に下向きに配設された中子
昇降シリンダ（図示せず）のピストンロッドであり、該
ピストンロッド（１３）の下端には、上半部が大径で下
半部が小径に成した段付の丸棒状の金属中子（１４）が
設けられ、金属中子（１４）の小径部は前記第１キヤビ
テイ（９）内へ遊嵌可能にされ、大径部は前記第２キヤ
ビテイ（１１）内へ挿嵌可能にされている。

なお金属中子（Ｉ４）の内空部には図示しない循環パイ
プが配設されており、冷却エヤーが供給されるようにな
っている。

金型（３）及び金型（３）の下方に位置する湯道部材（
６）は高熱伝導材である　銅合金より構成され、その熱
伝導率は０，２〜０　、９　ｃｓｌ　／　ｃｍ・戴・℃
である。

上記金型（３）における第１及び第２型（７）（８）に
は加熱回路（１５）、冷却回路（＋６）、温度センサ（
１７）及び、ノックアウト手段（１８）が設けられてお
り、それらは両型（７）（８）についてほぼ同一である
から、第１型（７）について説明する。

加熱回路（１５）は、第１型（７）の中間部において水
平に穿設さ・れた挿入孔（＋９）、該挿入孔（＋９）に
挿入保持された棒吠ヒータ（２１）とにより構成される
。

冷却回路（１６）は、第１型（７）の上部において第１
キヤビテイ（９）を対称軸として水平に穿設された一対
の排出路（２２）（２２）、その下部において同じく第
１キヤビテイ（９）を対称軸として水平に穿設された一
対の導入路（２３）（２３）及び　それらを各々接続す
べく垂直に延びるように第１型（７）に穿設された一対
の連通路（２４）（２４）を備え、各導入路（２３）に
導入された冷却エヤーを各連通路（２４）を経て、各排
出路（２２）より排出するようになっている。

加熱回路（１５）のヒータ（２１）は図示しない加熱制
御器に接続される。加熱制御器は第１キヤビテイ（９）
内への給湯に先立って加熱回路（１５）を作動、従って
ヒータ（２１）に通電して第１型（７）を加熱し、また
給湯開始後加熱回路（１５）を不作動、従ってヒータ（
２１）△、の通電を停止する機能を備えている。当然に
、第２型（８）のヒータ（２１）も加熱制御器に接続さ
れる。

冷却回路（１６）の各導入路（２３）及び各排出路（２
２）は図示しない冷却制御器に接続される。

冷却制御器は注湯開始後冷却回路（＋６）を作動、従っ
て冷却回路（１６）に冷却エヤーを流通して第１型（７
）を冷却し、第１キヤビテイ（９）壁面に接する製品の
表層を急冷して、その表層を殻状の凝固層に変える機能
を備えている。

当然に、第２型（８）の冷却回路（１６）も冷却制御器
に接続される。

温度センサ（１７）は、第１型（７）の下端邪における
第１キヤビテイ（９）壁面より数１１内部位置に設けら
れており、前記加熱制御器及び冷却制御器に接続されて
、第１型（７）の加熱及び冷却を自動制御する機能を備
えている。

当然に、第２型（８）の温度センサ（１７）も前記加熱
制御器及び冷却制御器に接続される。

ノックアウト手段（１８）は、複数のピン（２５）、そ
れらピン（２５）の一端を支持する支持板（２６）及び
その支持板（２Ｂ）に連結された作動部材（２７）を備
え、各ピン（２５）は第１キヤビテイ（９）に開口する
各挿入孔（２８）に摺合される。

（作用） 次に、上記のように構成された低圧鋳造装置によるアル
ミニウム合金鋳物の鋳造作業について、第１図ないし第
３図を参照して説明する。なお第３図は、鋳造サイクル
タイムと金型温度との関係を示すグラフである。

第１図に示す状態で、まず、金型（３）を給湯に先立っ
て加熱回路（１５）により加熱し、３３０℃前後に維持
する。この金型（３）に　アルミニウム合金の溶湯を給
湯して製品を鋳造する。前記のように金型（３）を加熱
しておくと、給湯時湯流れ性を良好にすることができる
。

第１キヤビテイ（９）内への給湯はるつぼ（２）内に圧
縮空気を供給して行い、溶湯はストーク（５）、溶湯供
給孔（１２）を経て第１キヤビテイ（９）内へ供給され
る。

給湯の開始後、加熱回路（１５）による金型（３）の加
熱を停止し、給湯後約１５秒後、金型（３）の温度が３
８０℃になったら、冷却回路（Ｉ６）による金型（３）
の冷却及び金属中子（１４）の冷却を開始する。

冷却回路（１６）の冷却作用を受けて第１キヤビテイ（
９）内の溶湯は凝固状態となり、その表層が殻状の凝固
層に変化する。冷却開始後約５０秒後　金型（３）の温
度が３３０℃前後に達したとき、冷却回路（１６）を不
作動、従って導入路（２３）への通気を停止して型開き
を行い、ノックアウト手段（１８）を作動して製品を離
型する。

そして冷却停止後約２０秒後、型締めを完了して次の給
湯を待つ。なお離型作業中に加熱回路（１５）による金
型（３）の加熱を開始し、次の給湯開始時までに型温か
３３０℃前後に達するようにする。

以上の諸工程を１サイクルとして、以後同じサイクルを
（り返すことにより、アルミニウム合金鋳物を連続的に
鋳造するものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、高熱伝導性を有する銅合
金から成る金型を使用し、かつ　４給湯後該金型を冷却
するようにしたため、従来の鉄系金型の場合と比較して
溶湯の凝固時間が大巾に短縮され、生産性が飛躍的に向
上する。

ちなみに、銅系金型を使用した場合のサイクルタイムは
、第３図及び第４図のグラフで示す如く約９０秒である
が、鉄系金型を使用した場合のサイクルタイムは約　１
４０秒である。

また、製品組織が緻密化して品質が向上する。

更に、金型を給湯に先立って加熱するため、鉄系金型よ
りも熱吸収が大きい銅系金型でも、給湯時の場流れ性が
保証される。なお実施例では金型の冷却にエヤーを使用
しているが、水を使用してもよい。また金型の予熱温度
、金型の給湯後における冷却開始温度ならびに冷却停止
温度は鋳造製品の材質、形状、重量等により異なること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は低圧鋳造装置
の要部切欠き正面図、第２図は銅合金金型の加熱、冷却
構造を示す型合せ面図、第３図は銅合金金型使用時の鋳
造サイクルタイムと金型温度との関係を示すグラフ、第
４図は銅系金型使用時の鋳造サイクルタイムとるつぼ内
圧力との関係を示すグラフである。 なお図中（２）はるつぼ、（３）は金型、（５）はスト
ーク、（９）は第１キヤビテイ、（１４）は金属中子、
（ｉｓ）は加熱回路、（＋ｅ）は冷却回路、（１７）は
温度センサである。 賽　１　因 勢２　臼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱伝導率が０．２〜０．９ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃
   である銅合金金型を使用した低圧鋳造法であって給湯に
   先立って金型を３１０〜３５０℃に加熱し、給湯後、上
   記金型の温度が３６０〜４００℃まで上昇した時、該金
   型の冷却を開始し、上記金型の温度が３１０〜３５０℃
   まで下降した時、該金型の冷却を停止し、しかる後、型
   開き及び製品の離型を行うことを特徴とする銅合金金型
   を使用した低圧鋳造法。