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JPWO2005110645A1 - Vertical casting apparatus and vertical casting method - Google Patents

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JPWO2005110645A1 JP2006513582A JP2006513582A JPWO2005110645A1 JP WO2005110645 A1 JPWO2005110645 A1 JP WO2005110645A1 JP 2006513582 A JP2006513582 A JP 2006513582A JP 2006513582 A JP2006513582 A JP 2006513582A JP WO2005110645 A1 JPWO2005110645 A1 JP WO2005110645A1
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Abstract

溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供するものである。 金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型1及び上側の可動金型2、固定金型1に形成された溶湯流入ゲート10を塞ぐ閉塞手段13、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段20を有する装置本体と、金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、鋳込手段が、装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋6を有している竪型鋳造装置やこれを用いた鋳造方法である。Efficiently filling the mold cavities with molten metal, effectively pressurizing the molten metal in the closed cavities, and can easily cast castings that do not cause shrinkage and do not involve gas The present invention provides a vertical casting apparatus that is easy to maintain and has low equipment costs, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus. Lower fixed mold 1 and upper movable mold 2 capable of forming a mold cavity, closing means 13 for closing the molten metal inflow gate 10 formed in the fixed mold 1, and the inside of the closed mold cavity A vertical casting apparatus comprising a main body having a pressurizing means 20 for pressurizing the molten metal and a casting means for supplying and filling the molten metal into the mold cavity from below. A vertical casting apparatus having a gas pressure pouring pot 6 that can be loaded and unloaded and a casting method using the vertical casting apparatus.

Description

本発明は、アルミニウム合金等の鋳造品を鋳造することができる、金型キャビテイ内へ溶湯を下方から充填する竪型鋳造装置、特にガス加圧注湯鍋を用いて金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する竪型鋳造装置やそれを用いた竪型鋳造方法に関する。   The present invention is a vertical casting apparatus capable of casting a cast product such as an aluminum alloy from below, and filling the mold cavities with molten metal from below. The present invention relates to a vertical casting apparatus for supplying and filling and a vertical casting method using the same.

軽合金製品等の鋳造品、特に強度が必要とされる部品などを鋳造する場合、溶湯鋳込時におけるガスの巻込みを防止するため、竪型鋳造装置が使用されている。   When casting a cast product such as a light alloy product, particularly a part that requires strength, a vertical casting apparatus is used in order to prevent gas entrainment during casting of the molten metal.

そして、かかる竪型鋳造装置において、酸化物の混入や、ガスの巻込みを防止しながら、溶湯保持炉から金型キャビテイに溶湯を供給する手段としては、低圧ガスを利用する事が既に知られている(特開昭58−55166号公報参照)。しかしながら、低圧ガスは溶湯を金型に定量的に供給するには有効であるが、単に低圧ガスを使用するだけでは、鋳込速度は遅く、圧力も低いので、溶湯凝固時に発生するひけ巣の防止や、薄肉製品に対して充分に対応しうるものではなかった。また、従来の装置は、装置本体に固定された溶湯保持炉に大量の溶湯が収容され、装置が大型化していた。さらに、装置本体に固定された溶湯保持炉への溶湯の補充は容易ではなく、また、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業が非常に困難であった。   In such vertical casting apparatuses, it is already known to use low-pressure gas as means for supplying molten metal from the molten metal holding furnace to the mold cavities while preventing the mixing of oxides and gas entrainment. (See JP 58-55166 A). However, the low-pressure gas is effective for quantitatively supplying the molten metal to the mold, but simply using the low-pressure gas has a low casting speed and a low pressure. It was not possible to prevent or sufficiently respond to thin-walled products. Further, in the conventional apparatus, a large amount of molten metal is accommodated in a molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and the apparatus is enlarged. Further, it is not easy to replenish the molten metal in the molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and it is very difficult to clean and lubricate the inflow gate of the apparatus main body.

また、本発明者らの一人は金型キャビテイに溶湯を供給する手段として、浸漬型の電磁ポンプを用いる方法を発明したが(特開2003−266168号公報参照。)、この装置も高速鋳込みに対応するためには電磁ポンプが大きくなって装置が大型化し実用化は難しく、その他、溶湯補充の困難性等上記と同様の問題を有していた。
特開昭58−55166号公報 特開2003−266168号公報
In addition, one of the inventors of the present invention invented a method using an immersion type electromagnetic pump as a means for supplying molten metal to a mold cavity (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266168). In order to cope with this problem, the electromagnetic pump becomes larger and the apparatus becomes larger, making it difficult to put it to practical use.
JP 58-55166 A JP 2003-266168 A

竪型鋳造装置による鋳造において、高品質の鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造するためには、溶湯を高速で金型キャビテイに充填する必要がある。また、鋳造品の不良欠陥の原因となる酸化物の混入やガスの巻き込みを防止し、凝固収縮によって発生するひけ巣を防止するためには、下方から溶湯を充填すると共に充分量の溶湯を有効に加圧して補充する必要がある。また、その際、稼働運転中のトラブルを少なくするために実用上キャビテイの構造や鋳造装置全体の構造を簡単にする必要がある。そして、作業効率やメンテナンスの容易さも非常に重要な要素である。   In casting by a vertical casting apparatus, in order to cast a high-quality casting product, particularly a thin-walled and large-sized casting product, it is necessary to fill the mold cavity with molten metal at a high speed. Also, in order to prevent the inclusion of oxides and gas entrainment that cause defective defects in castings, and to prevent shrinkage caused by solidification shrinkage, it is effective to fill the molten metal from below and use a sufficient amount of molten metal. It is necessary to replenish with pressure. At that time, in order to reduce trouble during operation, it is necessary to simplify the structure of the cavity and the structure of the entire casting apparatus. Work efficiency and ease of maintenance are also very important factors.

本発明の課題は、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to fill a mold cavity with molten metal at high speed, and effectively pressurize the molten metal in the closed cavity, thereby easily casting a cast product without generation of sink marks and without entrainment of gas. It is an object of the present invention to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究し、装置本体と装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置とすることができると共に、かかるガス加圧注湯鍋のガス圧力を高くすることによって溶湯を高速で供給することができ、酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。さらに、鋳込まれた溶湯がキャビテイ内を充填した後、かかる閉塞状態の溶湯を複数箇所で圧力伝達距離を短くして有効に加圧すると、ひけ巣の発生がなくかつ酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and by using a gas pressurized hot pot that can be attached / detached with the apparatus main body, it is possible to obtain a vertical casting apparatus that has high work efficiency and is easy to maintain and has low equipment costs. It is possible to supply the molten metal at a high speed by increasing the gas pressure of the gas pressurized hot water pan, and to find that it is possible to cast a cast product with no oxide film mixing and gas entrainment, The present invention has been completed. Furthermore, after the cast molten metal is filled in the cavity, if the molten metal in such a closed state is effectively pressurized by shortening the pressure transmission distance at a plurality of locations, there is no generation of shrinkage and the inclusion of oxide film and gas. The present inventors have found that it is possible to cast a cast product that does not involve winding, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、(1)金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有していることを特徴とする竪型鋳造装置や、(2)ガス加圧注湯鍋が装置本体に装着されることにより密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)に記載の竪型鋳造装置や、(3)ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備え、該鋳込ストークの上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(4)装置本体が鋳込ストークを備え、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(5)ガス加圧注湯鍋の容量が、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか記載の竪型鋳造装置や、(6)ガス加圧注湯鍋が、加熱手段を備えていることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(7)鋳込手段が、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(8)金型キャビテイがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙が前記ガス排出通路の近傍に設けられていることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(9)ガス加圧注湯鍋が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管を備え、該溶湯供給管の給湯口にガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられていることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載のダイカスト鋳造装置に関する。   That is, the present invention provides (1) a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having a pressurizing means for pressurizing molten metal in a mold cavity, and casting means for supplying and filling molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting means is A vertical casting apparatus having a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and (2) a gas pressurized pouring pan is mounted on the apparatus main body to form a sealed structure. The vertical casting apparatus as described in (1) above, and (3) a gas pressurized pouring pan provided with cast stalk, and an upper end portion of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure (1) or (2) characterized in that (4) The above-described (1) or (4), wherein the apparatus main body includes a casting stalk, and the upper end portion of the gas pressurized pouring pan is brought into close contact with the apparatus main body. (1) to (4), wherein the vertical casting apparatus according to (2) and (5) the capacity of the gas pressurized pouring pan is a capacity capable of accommodating the molten metal required for one casting. The vertical casting apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the vertical casting apparatus according to any one of (1) and (6) the gas pressurized hot water pouring pan is provided with heating means. (7) The above (1) to (6), wherein (7) the casting means has a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks the gas in the mold cavity and vacuum-fills the molten metal in the gas pressurized hot pot. The vertical casting apparatus according to any one of the above and (8) the mold cavity includes a gas discharge passage, and the gas The vertical casting apparatus according to any one of (1) to (7), wherein a molten metal solidification zone gap communicating with the discharge passage is provided in the vicinity of the gas discharge passage, (9) The gas pressurized pouring pan has a molten metal supply pipe communicating with an opening provided in a lower part thereof, and an openable and closable hot water supply lid having a sealing force capable of withstanding gas pressure is provided at a molten metal supply pipe. The die-casting apparatus according to any one of (1) to (8), wherein:

また、本発明は、(10)前記(1)〜(9)のいずれかに記載の竪型鋳造装置を用いる鋳造方法であって、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧することを特徴とする竪型鋳造方法や、(11)溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯をガス加圧溶湯鍋に供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることを特徴とする前記(10)に記載の竪型鋳造方法や、(12)ガス加圧注湯鍋内のガス圧を1kg/cm2以上に調整して、高速で短時間に鋳込むことを特徴とする前記(10)又は(11)に記載の竪型鋳造方法や、(13)鋳造品が、軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品であることを特徴とする前記(10)〜(12)に記載の竪型鋳造方法に関する。The present invention is also (10) a casting method using the vertical casting apparatus according to any one of (1) to (9), wherein the molten metal is poured into the mold cavities from the gas pressure pouring pot through the casting stalk. After the molten metal is filled into the cavity, the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed by the closing means, and then the molten metal in the mold cavity is pressurized by the pressing means. (11) After the molten metal inflow gate is closed with the closing means, the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan is immediately released to the atmosphere and desorbed from the apparatus main body, and the molten metal required for the next time is gas pressurized molten metal. The vertical casting method according to (10) above, wherein the gas pressure in the gas pressurized hot water pan is 1 kg / It is adjusted to cm 2 or more, in a short period of time at high speed The vertical casting method according to (10) or (11), or (13) wherein the cast product is a thin and large cast product of a light metal alloy. It is related with the vertical casting method as described in (12).

本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of the start of pouring) of the vertical casting apparatus of this invention. 本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of hot water supply) of the vertical casting apparatus of this invention. 図1のA−Aの断面図である。It is sectional drawing of AA of FIG. 本発明の竪型鋳造装置における溶湯の充填状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling state of the molten metal in the vertical casting apparatus of this invention. 図4に続く本発明の竪型鋳造装置における作動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state in the vertical casting apparatus of this invention following FIG. 本発明の竪型鋳造装置をアルミホイール生産に応用したときの金型概略縦断面図である。It is a metal mold | die schematic longitudinal cross-sectional view when the vertical casting apparatus of this invention is applied to aluminum wheel production. 本発明の他の例に係る竪型鋳造装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the vertical casting apparatus which concerns on the other example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定金型
2 可動金型
3 固定プラテン
4 可動プラテン
6 注湯鍋(ガス加圧注湯鍋)
7,16 溶湯
8 湯面
8a 給湯供給管の湯面
9 金型キャビテイ
10 円形ゲート
11 キャビテイ第1湯溜部
12 サイドゲート
13 閉塞ピン
14 加圧ステム
15 噴流
17 加圧ステム溶湯凝固ゾーン用空隙
18 加圧ステムガス排出空隙
19 キャビテイ第2湯溜部
20 加圧ピン
21 加圧ピン溶湯凝固ゾーン用空隙
22 加圧ピン外周ガス排出空隙
23 加圧ステム用ピストン
24 閉塞ピン用ピストン
25 油圧シリンダー
26a,26b,26c 圧力油入口
27 加圧ステム シールパッキング
28 閉塞ピン シールパッキング
29 加圧ステム ガス排出通路
30 加圧ピン ピストン
31 加圧ピン油圧シリンダー
32 圧力油入口
33 加圧ピン シールパッキング
34 加圧ピン ガス排出通路
35 金型シール溝
36 加圧ステム冷却水穴
37 加圧ピン冷却水穴
38 注湯鍋シールパッキング
39 ストークシールパッキング
40 鋳込ストーク
41 加圧ガス入口
42 給湯ラドル
43 外周型
44 溶湯供給管
45 給湯口スリーブ
46 給湯口
47 給湯口蓋
48 給湯口ガス部
49 ガス導出入口
9a アルミホイールのハブ部
9b アルミホイールのスポーク部
9c アルミホイールのリムフランジ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed mold 2 Movable mold 3 Fixed platen 4 Movable platen 6 Pouring pot (gas pressurizing pouring pot)
7, 16 Molten metal 8 Molten metal surface 8a Molten metal surface of hot water supply pipe 9 Mold cavity 10 Circular gate 11 Cavity first hot water reservoir 12 Side gate 13 Blocking pin 14 Pressure stem 15 Jet 17 Pressure gap for molten metal coagulation zone 18 Pressure stem gas discharge gap 19 Cavity second hot water reservoir 20 Pressure pin 21 Pressure pin molten metal solidification zone gap 22 Pressure pin outer periphery gas discharge gap 23 Pressure stem piston 24 Closure pin piston 25 Hydraulic cylinders 26a, 26b , 26c Pressure oil inlet 27 Pressure stem Seal packing 28 Closure pin Seal packing 29 Pressure stem Gas discharge passage 30 Pressure pin Piston 31 Pressure pin hydraulic cylinder 32 Pressure oil inlet 33 Pressure pin Seal packing 34 Pressure pin Gas discharge Passage 35 Mold seal groove 36 Pressure stem cooling water hole 37 Pressure pin Cooling water hole 38 Hot water pot seal packing 39 Stoke seal packing 40 Cast stalk 41 Pressurized gas inlet 42 Hot water ladle 43 Outer peripheral type 44 Molten metal supply pipe 45 Hot water inlet sleeve 46 Hot water inlet 47 Hot water outlet lid 48 Hot water inlet gas section 49 Gas outlet inlet 9a Aluminum wheel hub part 9b Aluminum wheel spoke part 9c Aluminum wheel rim flange part

本発明の竪型鋳造装置としては、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有していれば特に制限されるものではなく、本発明の竪型鋳造装置は作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置であるとと共に、本発明の竪型鋳造装置を用いると、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を好適に鋳造することができる。そして、かかる鋳造品としては特に限定されるものではないが、軽金属合金、特に凝固収縮が大きいアルミニウム合金が好ましい。アルミニウムは凝固するとき約7%収縮することから、ひけ巣の発生を防止しうる本発明の鋳造装置や鋳造方法は、アルミニウム合金等の凝固収縮が大きい軽金属合金からなる溶湯から、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造する場合に、特に有利に適用することができる。   The vertical casting apparatus of the present invention includes a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having pressurizing means for pressurizing the molten metal in the mold cavity, and casting means for supplying and filling the molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting The means is not particularly limited as long as it has a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and the vertical casting apparatus of the present invention has a high work efficiency and a low maintenance cost. When the vertical casting apparatus of the present invention is used together with the mold casting apparatus, it is possible to suitably cast a cast product that does not generate a shrinkage nest at the time of solidification and that does not involve gas, particularly a thin and large cast product. Can do. And although it does not specifically limit as this casting, A light metal alloy, especially an aluminum alloy with a large solidification shrinkage are preferable. Since aluminum shrinks by about 7% when solidified, the casting apparatus and casting method of the present invention, which can prevent the formation of shrinkage nests, are particularly thin and large-sized from molten metal made of light metal alloy such as aluminum alloy that has large solidification shrinkage. The present invention can be applied particularly advantageously when casting a cast product.

前記鋳込み手段におけるガス加圧注湯鍋としては、ガス加圧が可能な注湯鍋であって、装置本体に装脱着可能な注湯鍋であれば特に制限されるものではなく、前記ガス加圧のためにガス加圧注湯鍋を密閉構造とする必要があるが、例えば、上方が開放されたガス加圧注湯鍋に蓋を設けて密閉構造とすることもできるが、装置本体に装着することにより密閉構造を形成することが好ましい。装置本体に装着することにより密閉構造を形成する構成としては、ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備えている場合には、鋳込ストーク上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばストークの上面を金型のゲート入口の下面に押し付けて密閉構造を形成することができる。また、装置本体が鋳込ストークを備えている場合には、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばガス加圧注湯鍋の上面を固定盤下面に押し付けて密閉構造を形成したり、固定金型の固定盤の下部に設けられたシールパッキンに押し込んで密閉構造を形成したりすることができる。このとき、ガス加圧注湯鍋の上部を下部に比して小さくして、装置本体に密封しやすい形状とすることが好ましい。   The gas pressurizing pouring pot in the casting means is not particularly limited as long as it is a pouring pan capable of gas pressurization and can be attached to and detached from the apparatus main body. The gas pressurized hot water pot needs to have a sealed structure, but for example, a gas pressurized hot water pot with an open top can be provided with a lid, but the sealed structure can be formed by attaching it to the device body. It is preferable to do. As a configuration for forming a sealed structure by mounting on the apparatus main body, when the gas pressurized pouring pan has a cast stalk, the upper end of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the stalk can be pressed against the lower surface of the gate entrance of the mold to form a sealed structure. In addition, when the apparatus main body is equipped with cast stalk, the upper end of the gas pressurized pouring pan can be brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the gas pressurized pouring pan Can be pressed against the lower surface of the fixed plate to form a sealed structure, or can be pushed into a seal packing provided at the lower portion of the fixed plate of the fixed mold to form a sealed structure. At this time, it is preferable to make the upper part of the gas pressurized hot water pot smaller than the lower part and make it easy to seal the apparatus body.

このように装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、脱着した(取り外した)ガス加圧注湯鍋の上方(開放部)から溶湯を例えば給湯ラドルを用いて導入することができるので、非常に容易に溶湯の補充を行なうことができる。また、ガス加圧注湯鍋を脱着して、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業を行なうことができるので非常にメンテナンスを行いやすい。   In this way, by using a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, the molten metal can be introduced from, for example, a hot water ladle from above (opened) the gas pressurized pouring pan that has been detached (removed). The molten metal can be replenished very easily. Moreover, since the gas pressurization pouring pan can be removed and the inflow gate of the apparatus main body can be cleaned and sprayed for lubrication, it is very easy to perform maintenance.

また、ガス加圧注湯鍋は、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管(溶湯供給通路)を備えていてもよく、その場合、該溶湯供給管の給湯口には、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられる。ここで、開口が設けられるガス加圧注湯鍋の下部とは、(充満時の)溶湯鍋内の溶湯の湯面より下方の部位を意味し、より効率的に溶湯を鋳込むことができ、及び/又はストークからより効率的に溶湯を落下させることができることから、鋳込みストーク下端の下方の部位であることが好ましい。この場合、給湯時にガス加圧溶湯鍋を脱着して移動する必要は必ずしもないが、脱着して給湯する場合、その移動距離を短縮することができ、より効率的に作業を行うことができる。   The gas pressurized hot water pouring pan may be provided with a molten metal supply pipe (a molten metal supply passage) communicated with an opening provided at a lower portion thereof. An openable and closable hot water supply lid with a durable sealing force is provided. Here, the lower part of the gas pressurized hot pot provided with an opening means a part below the molten metal surface in the molten metal pot (when full), can cast the molten metal more efficiently, and Since the molten metal can be more efficiently dropped from the stalk, it is preferably a portion below the lower end of the cast stalk. In this case, it is not always necessary to remove and move the gas pressurized molten metal pan during hot water supply, but when removing and supplying hot water, the moving distance can be shortened and the work can be performed more efficiently.

かかるガス加圧注湯鍋は、加熱手段を備えていることが好ましく、これにより、凝固層の発生を抑制し、湯廻りが良好で鋳造製品の不良発生を極力抑制することが可能となる。   Such a pressurized gas pouring pan is preferably provided with a heating means, whereby it is possible to suppress the generation of a solidified layer and to suppress the occurrence of defects in the cast product as much as possible due to good hot water circulation.

また、ガス加圧注湯鍋の容量としては、装置大型化の防止やガス加圧注湯鍋の搬送の容易さの点から、例えば1〜3回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることが好ましく、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることがより好ましい。1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、各鋳込み時の注湯鍋内の溶湯量が常に一定なので圧力補正を行う必要がなく、より簡便に連続して充填を行うことができると共に、酸化物の混入やガスの巻き込みを抑制して安定した運転が可能となる。すなわち、複数回分の容量の場合には、各鋳込み時の液面レベルが異なり、圧力の微妙な調整を行なう必要があるが、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、このような微妙な調整を行なう必要がない。   Moreover, as a capacity | capacitance of a gas pressurization pouring pot, it is a capacity | capacitance which can accommodate the molten metal required, for example for 1-3 times of casting from the point of prevention of the enlargement of an apparatus and the ease of conveyance of a gas pressurization pouring pot. It is more preferable that the capacity is enough to accommodate the molten metal required for one casting. By making the capacity to accommodate the molten metal required for one casting, the amount of molten metal in the pouring pan at the time of each casting is always constant, so there is no need for pressure correction, and continuous filling is performed more simply. In addition, it is possible to suppress the mixing of oxides and entrainment of gas and to perform stable operation. That is, in the case of the capacity for multiple times, the liquid level at the time of each casting is different, and it is necessary to finely adjust the pressure, but by making the capacity that can accommodate the molten metal required for one casting There is no need to make such subtle adjustments.

また、このようなガス加圧注湯鍋の小型化は、湯面を高くしてガス部の体積を小さくできるのでガス圧の高圧化を可能にし、また、金型キャビティへの定量的な溶湯の供給や供給速度の高速化及びショットタイムラグの短縮化を可能とし、高品質な鋳造や薄肉で大型の鋳造品の鋳造が可能となる。さらに、このような注湯鍋を用いることにより、生産サイクルタイムが短くなるので、生産性も向上する。   In addition, the downsizing of such gas pressurized pouring pans enables the gas pressure to be increased because the surface of the hot metal is raised and the volume of the gas part is reduced, and the quantitative supply of molten metal to the mold cavity is possible. In addition, the supply speed can be increased and the shot time lag can be shortened, and high-quality casting and casting of a large-sized cast product with a thin wall can be performed. Furthermore, by using such a pouring pan, the production cycle time is shortened, so that the productivity is improved.

また、鋳込手段は、前記ガス加圧注湯鍋に加えて、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することが好ましい。これにより、金型キャビティへの溶湯の高速充填を可能とすると共に、金型キャビテイ内のガスを排出しガスの巻込みを防止することができる。なお、この真空吸引は、後述するガス排出通路を通じて行なうことができる。   Moreover, it is preferable that the casting means has a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks and fills the molten metal in the gas pressurization pouring pan by vacuuming the gas in the mold cavity in addition to the gas pressurization pouring pan. As a result, the mold cavity can be filled with the molten metal at a high speed, and the gas in the mold cavity can be discharged to prevent the gas from being entrained. This vacuum suction can be performed through a gas discharge passage which will be described later.

上記金型キャビテイとしては、薄肉で大型の鋳造品を鋳造することができる金型キャビテイが好ましく、キャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部を備え、該キャビテイ湯溜部が溶湯流入ゲートの上方に位置するキャビテイ第1湯溜部と、前記キャビテイ製品部のキャビテイ第1湯溜部と反対側の端部近傍上方に位置する1又は2以上のキャビテイ第2湯溜部からなるものがより好ましい。そして、キャビテイ製品部とキャビテイ第1湯溜部とはサイドゲートを介して連通し、キャビテイ第1湯溜部はキャビテイ第2湯溜部に比べて、より大きい容積を有しているものが好ましい。   As the mold cavities, mold cavities capable of casting a thin and large cast product are preferable. The mold cavities include a cavity product portion and a cavity hot water reservoir, and the cavity hot water reservoir is located above the molten metal inflow gate. It is more preferable to include a cavity first hot water reservoir, and one or more cavity second hot water reservoirs located near the end of the cavity product product portion on the side opposite to the cavity first hot water reservoir. And a cavity product part and a cavity 1st hot water reservoir communicate with each other via a side gate, and the cavity first hot water reservoir preferably has a larger volume than a cavity 2nd hot water reservoir. .

下側固定金型には、下方の注湯鍋から溶湯を充填供給するための鋳込用ストークとキャビテイ第1湯溜部との連通部が形成され、該連通部には溶湯流入ゲートが設けられている。かかる溶湯流入ゲートの形状としては特に制限されないが、加工の容易さ等からして通常断面が円形の形状が好ましく、この場合、円形溶湯流入ゲートの内径はストークの内径よりも小さくなるように構成しておくことが好ましい。このように構成しておくことにより、下方から充填供給されてくる溶湯をキャビテイ第1湯溜部内へ噴出させることができ、後述するように、鋳造製品不良の一因となるストーク内に注湯された溶湯表面にある酸化膜やストークの内面で冷却され発生するチル層(凝固層)の製品への混入を防止することができる。   The lower fixed mold is formed with a communicating portion between a casting stalk for filling and supplying molten metal from a lower pouring pot and a cavity first hot water reservoir portion, and a molten metal inflow gate is provided in the communicating portion. ing. The shape of the molten metal inflow gate is not particularly limited. However, in view of ease of processing or the like, a shape having a circular cross section is usually preferable. In this case, the inner diameter of the circular molten metal inflow gate is configured to be smaller than the inner diameter of the stalk. It is preferable to keep it. By configuring in this way, the molten metal filled and supplied from below can be ejected into the cavity first hot water reservoir, and, as will be described later, the molten metal is poured into the stalk that contributes to the defective casting product. It is possible to prevent the oxide film on the surface of the molten metal or the chill layer (solidified layer) generated by cooling on the inner surface of the stalk from entering the product.

固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段としては、溶湯流入ゲートを閉塞しうる機構を備えているものであればどのようなものでもよく、たとえば円形溶湯流入ゲートを開閉することができる該ゲート上方に配設される閉塞ピンを具体的に挙げることができ、この場合、該閉塞ピンの円形溶湯流入ゲートへの挿入部の直径を円形溶湯流入ゲート内径よりもわずかに小さくしておくことが閉塞密封性の点で好ましい。この閉塞ピンは可動金型に対して液密的に摺動自在に進退出することができるように保持することが好ましく、また、後述するように、加圧ステムが可動金型に対して液密的に摺動自在に保持される場合は、該加圧ステムの中心に同軸かつ液密的に摺動自在に閉塞ピンを設けることもできる。   The closing means for closing the molten metal inflow gate formed in the fixed mold may be any means as long as it has a mechanism capable of closing the molten metal inflow gate. For example, the circular molten metal inflow gate can be opened and closed. In this case, the diameter of the insertion portion of the closing pin into the circular molten metal inflow gate is made slightly smaller than the inner diameter of the circular molten metal inflow gate. It is preferable from the viewpoint of occlusion and sealing. It is preferable to hold the closing pin so that it can move forward and backward in a liquid-tight manner with respect to the movable die. In the case of being held slidably densely, a closing pin can be provided coaxially and slidably in a liquid-tight manner at the center of the pressure stem.

上述のように、加圧ステムおよび閉塞ピンが円形溶湯流入ゲート上方の可動金型に配設される場合、これらを退出(上昇)させた状態で形成される円形のキャビテイ第1湯溜部の入口の直径を円径溶湯流入ゲートの直径の1.4倍よりも大きくし、加圧ステムおよび閉塞ピンの退出上限時における湯溜部の天井の高さを前述した円形溶湯流入ゲートから噴出する溶湯噴流の高さよりも10mm以上高くなるように、キャビテイ第1湯溜部を構成することが好ましい。このように湯溜部の入口の直径を円形ゲート直径の1.4倍以上とした場合、溶湯噴流の高さhは、近似的に円形ゲートにおける溶湯の通過速度をv、重力の加速度をgとしたとき、h=v2/2gの計算式により求めることができるので、一般的な範囲で鋳込速度を早い速度のv=2.0m/secとしたとき、 噴流高さh=2.02/2g=0.204mm となる。As described above, when the pressurizing stem and the closing pin are disposed in the movable mold above the circular molten metal inflow gate, the circular cavity first hot water reservoir portion formed in a state in which they are retracted (raised). The diameter of the inlet is made larger than 1.4 times the diameter of the circular molten metal inflow gate, and the ceiling height of the hot water reservoir at the upper limit of the pressure stem and the closing pin is ejected from the circular molten metal inflow gate. It is preferable that the cavity first hot water reservoir is configured to be 10 mm or more higher than the height of the molten metal jet. Thus, when the diameter of the inlet of the hot water reservoir is 1.4 times or more the diameter of the circular gate, the height h of the molten metal jet is approximately v for the passage speed of the molten metal in the circular gate and g for the acceleration of gravity. when a, h = v 2 / since 2g can be determined by the equation, when a faster rate of v = 2.0 m / sec the casting speed in the general range, ejection height h = 2. 0 2 /2g=0.204 mm

即ち、天井高さを204+10=214mmにしておけば噴流が天井に衝突することなく、自由表面を形成し、溶湯表面の酸化膜が逆流することなく閉じこめられ、また、衝突によるガスの巻込みも防止できる。   In other words, if the ceiling height is set to 204 + 10 = 214 mm, the jet flow does not collide with the ceiling, the free surface is formed, the oxide film on the molten metal surface is confined without backflow, and gas entrainment due to the collision is also possible. Can be prevented.

例えば、溶湯の注湯・充填速度は製品の形状によっても異なるが、一般的に円形ゲート内の最初の通過速度は1.0〜2.4m/secが好ましく、その場合円形ゲートからの噴流高さは通常50〜300mm位になるが、キャビテイ第1湯溜部の天井の高さが溶湯噴流の高さよりも10mm以上も高くなっている場合、自由表面が形成され、湯面に残っていた酸化膜も表面に残り、そして上記湯溜部の上部に残っているガスも封じ込められたままで下降流とはならず、更にガスは加圧ステムの外周の空隙から真空で排出されるので溶湯にガスを巻込むこともない。他方、噴流速度が遅いと天井に衝突することもなく、ガスの巻込みはなくなるが、鋳込時間が長くなり、溶湯がキャビテイ製品部内を流れる速度が遅くなり、その間に冷却凝固が進み、抵抗が増加し、流速が一層低下してキャビテイ製品部内への溶湯の充填が不充分となり、加圧しても圧力伝達が悪くひけ巣の発生の可能性が大きくなる。従って、溶湯が第1湯溜部を充満し、製品部に入り始めると、鋳込速度はできるだけ早くなるように注湯鍋内のガス圧を上昇させ、鋳込速度を調整することが好ましい。この時点においては第1湯溜部には溶湯が充満しており、これが抵抗となって流入ゲートの流れがその天井に残った酸化膜やガスを巻き込むことはない。   For example, the pouring / filling speed of the molten metal varies depending on the shape of the product, but generally the initial passing speed in the circular gate is preferably 1.0 to 2.4 m / sec. The height is usually about 50 to 300 mm, but when the height of the ceiling of the first cavern is higher than the height of the molten metal jet by 10 mm or more, a free surface was formed and remained on the hot water surface. The oxide film also remains on the surface, and the gas remaining in the upper part of the hot water reservoir is still contained and does not flow downward. There is no gas involved. On the other hand, if the jet velocity is low, it will not collide with the ceiling and there will be no gas entrainment, but the casting time will be longer, the speed at which the molten metal will flow through the cavity product will become slower, and cooling solidification will progress during this time, resistance Increases, the flow velocity further decreases, and the molten product is insufficiently filled in the cavity product part, and even if the pressure is applied, the pressure transmission is poor and the possibility of occurrence of shrinkage increases. Therefore, when the molten metal fills the first hot water reservoir and begins to enter the product section, it is preferable to increase the gas pressure in the pouring pan and adjust the casting speed so that the casting speed is as fast as possible. At this time, the first hot water reservoir is filled with molten metal, and this acts as a resistance so that the flow of the inflow gate does not entrap the oxide film or gas remaining on the ceiling.

高圧ガスにより溶湯を供給する場合には、鋳込速度が早くなりキャビテイ内における溶湯の冷却凝固が少なく、その駆動力によって抵抗の大きいキャビテイ製品部の狭い所への溶湯の充填も可能になるが、仮に充填が不充分な場合が生じたとしても、その体積は小さく加圧ステム等の充分な加圧により補充充填できるので問題はない。   When supplying the molten metal with high-pressure gas, the casting speed is increased and the molten metal is less cooled and solidified in the cavity, and the driving force can fill the molten product into a narrow part of the cavity product part with high resistance. Even if the filling is insufficient, there is no problem because the volume is small and the filling can be performed by sufficient pressurization such as a pressure stem.

以上のようにキャビテイ内にキャビテイ第1湯溜部を形成することにより、閉塞ピンや加圧ステムを進出(下降)させる場合に、湯溜部の最上部に存在する酸化膜やガス巻込み層は押出されることなくキャビテイ第1湯溜部の上端に滞留し、キャビテイ製品部に混入することがない。また、注湯鍋を用いた鋳込みの場合、ストークの注湯口は注湯鍋の湯面の下に入っており、湯面で発生した酸化膜は湯面に浮いていることから、ストークに入ることはない。ストーク内湯面のわずかな酸化膜は噴流の先端にあってキャビテイ第1湯溜部に全部飛び込み、サイドゲートを介してキャビテイ製品部の方に流出することはなく、鋳造製品に酸化膜が混入することはなくなり、このため鋳造製品の不良、強度のばらつきはなくなることになる。   As described above, when the cavity first hot water reservoir is formed in the cavity, the oxide film and the gas entrainment layer present at the uppermost portion of the hot water reservoir when the closing pin and the pressure stem are advanced (lowered). Stays at the upper end of the cavity first hot water reservoir without being extruded, and does not enter the cavity product section. Also, in the case of casting using a pouring pan, the Stoke pouring spout is under the surface of the pouring pan, and the oxide film generated on the pouring surface floats on the surface of the pouring pan, so it is not possible to enter Stoke Absent. The slight oxide film on the surface of the stalk inner bath is at the tip of the jet and completely jumps into the first reservoir of the cavity and does not flow out to the cavity product section through the side gate, but the oxide film is mixed into the cast product. This eliminates defects in cast products and variations in strength.

次に、閉塞された金型キャビテイ内に充填されている溶湯を加圧することにより、凝固時にひけ巣の発生しない、しかも噴流によるガスの巻き込みのない鋳造品を鋳造することができる。閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧するための加圧手段としては、キャビテイ第1湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に設けられ、その中心に閉塞ピンを摺動自在に設けている前記加圧ステムや、キャビテイ第1湯溜部とはキャビテイ製品部を介して離れた位置にある前記キャビテイ第2湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンを具体的に例示することができる。加圧ピンは複数設けることが好ましく。またその直径は、キャビテイ第2湯溜部の深さの2/3〜1倍が好ましい。さらに、これら加圧ステムと加圧ピンは併用することが好ましい。このように、離れた位置にある加圧ステムと複数の加圧ピンとから溶湯を加圧することによって、キャビテイ内の溶湯への圧力伝達距離を短くすることにより、キャビテイ製品部に均一に圧力を伝えることができ、小さい加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することが可能となる。また、加圧ステムおよび加圧ピンを製品の形態に応じて適当な位置に配置することによって、キャビテイ製品部の溶湯の圧力伝達距離をさらに短くし、圧力伝達をより均一かつ充分なものとすると、より小さな加圧圧力でひけ巣の発生を防止することができる。   Next, by pressurizing the molten metal filled in the closed mold cavity, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification and gas is not entrained by a jet. As a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the closed mold cavity, it is slidably provided on the movable mold above the first hot water reservoir of the cavity, and a closing pin is slidable in the center. The pressurizing stem provided and the cavity first hot water reservoir are slidably disposed on the movable mold above the cavity second hot water reservoir located at a position separated from the cavity product portion. A pressure pin can be specifically exemplified. It is preferable to provide a plurality of pressure pins. The diameter is preferably 2/3 to 1 times the depth of the cavity second hot water reservoir. Further, these pressure stems and pressure pins are preferably used in combination. In this way, by pressurizing the molten metal from the pressure stem and the plurality of pressure pins located at separate positions, the pressure transmission distance to the molten metal in the cavity is shortened, so that the pressure is uniformly transmitted to the cavity product part. Therefore, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification with a small pressure. In addition, the pressure transmission distance of the molten metal in the cavity product part is further shortened by arranging the pressure stem and the pressure pin at appropriate positions according to the form of the product, and the pressure transmission is made more uniform and sufficient. In addition, it is possible to prevent the formation of a shrinkage nest with a smaller pressure.

従来の鋳造装置においては、一般に、凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造するため、加圧手段による溶湯の加圧速度を大きくし、かつ急速に加圧することが行われているが、この場合、圧力伝達が良すぎて型開き力が大きくなりバリを吹き、型締力も大きくする必要がある。しかし、反対に加圧速度を遅くすると、溶湯の凝固収縮に追いつかず、ひけ巣が発生することになる。他方、本発明によると、バリ吹きを防止しうる小さい型締力でも均一かつ充分な圧力伝達を行うことができるので、小さな加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することができる。このように本発明においては、加圧時の加圧ステムや加圧ピンの進出速度をキャビテイ製品部内の溶湯の凝固収縮速度に適応した速度になるようにプログラム制御を行う等、加圧速度を調節することにより、小さい型締力のプレス装置でバリ吹きを防止しながらひけ巣の発生を防止することができ、例えば、パスカルの原理が働かない凝固収縮中の溶湯に対する加圧力及び加圧速度を、バリの吹かない範囲で凝固速度に応じて制御することによって、従来の高圧法に比較して1/3〜1/5の小さい型締力の装置で、酸化膜、凝固層の混入やガスの巻込みのない緻密な組織の鋳造品を得ることができる。   In conventional casting apparatuses, in general, in order to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification, the pressurizing means of the molten metal by the pressurizing means is increased and rapidly pressurized. In this case, the pressure transmission is too good, the mold opening force is increased, the burr is blown, and the mold clamping force must be increased. However, if the pressurization rate is slowed down, it will not catch up with the solidification shrinkage of the molten metal, and a sinkhole will be generated. On the other hand, according to the present invention, uniform and sufficient pressure transmission can be performed even with a small mold clamping force that can prevent burrs from being blown. it can. As described above, in the present invention, the pressurization speed is controlled by performing program control so that the advancement speed of the pressurization stem and pressurization pin during pressurization becomes a speed adapted to the solidification contraction speed of the molten metal in the cavity product part. By adjusting it, it is possible to prevent the formation of sink marks while preventing burrs from being blown with a press device with a small clamping force. For example, the pressure and pressurizing speed for the molten metal during solidification shrinkage where Pascal's principle does not work Is controlled in accordance with the solidification rate within the range where burrs are not blown, so that a device with a small clamping force of 1/3 to 1/5 of the conventional high pressure method can be used. It is possible to obtain a cast product having a dense structure without gas entrainment.

また、スクイズ鋳造等の竪型鋳造法の場合、アキュラッドピン(センターピン)による加圧を早くすると鋳込みプランジャを押し下げることになるので、少し時間を遅らせて、すなわちゲート部の凝固が進み、鋳込みプランジャーへの圧力伝達が小さくなってから加圧するので、その間にキャビテイ内の溶湯の凝固も進行し、溶湯補充には大きい圧力を必要とし、場合によってはそのタイミングが合わず、ひけ巣が発生することがあるが、これに対して、本発明においては、溶湯流入ゲートの閉塞手段を備えているので、ゲート閉塞直後のまだ凝固の進行の少ない段階から加圧して溶湯を補充充填することができ、また、加圧ステムと所定の位置に配設した複数の加圧ピンによって加圧するので圧力伝達距離は短く、小さい圧力で均一かつ充分な補充充填を行うことができる。このように加圧圧力を低圧とすることができる結果、金型の型締力も小さくて済み、型締装置や金型のコストを低廉に抑えることができる。またこの鋳込速度は及び加圧開始速度がスクイズ鋳造よりも早く、薄肉鋳造も可能になり、また、溶湯の金型表面との接触維持で良好な熱伝達を保ち、冷却時間も短く、結晶も小さく、品質が向上、生産サイクルタイム短くなり、生産性も向上する。   In addition, in the case of vertical casting methods such as squeeze casting, if the pressure applied by the acurad pin (center pin) is accelerated, the casting plunger will be pushed down. Since pressure is applied after the pressure transmission to the plunger is reduced, solidification of the molten metal in the cavity progresses during that time, and a large pressure is required for replenishing the molten metal. However, in the present invention, since the present invention is provided with a means for closing the molten metal inflow gate, it is possible to replenish and fill the molten metal by pressurizing from the stage where solidification is still progressing immediately after the closed gate. In addition, since the pressure is applied by the pressure stem and a plurality of pressure pins arranged at predetermined positions, the pressure transmission distance is short, and the pressure is uniform and charged with a small pressure. It can be performed Do refill packing. As a result of the pressure being reduced in this way, the mold clamping force of the mold can be reduced, and the costs of the mold clamping device and the mold can be kept low. In addition, this casting speed and pressurization start speed are faster than squeeze casting, thin wall casting is also possible, good heat transfer is maintained by maintaining contact with the mold surface of the molten metal, cooling time is short, crystal The quality is improved, the production cycle time is shortened, and the productivity is improved.

また、本発明の竪型鋳造装置においては、金型キャビテイ内への溶湯充填時にキャビテイ内に存在するガスを排出することができるガス排出通路と、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙を有するものが好ましい。ガス排出通路としては、可動金型中を貫通しているガス排出孔と、ガス排出空隙とから構成されているものが好ましい。溶湯凝固ゾーン用空隙は、ガス排出通路の近傍に設けることが好ましく、特に加圧手段に近接していることが好ましい。かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、例えばキャビテイ内のガスをガス排出通路から排出した後に、溶湯凝固ゾーンとなる空隙で先湯を凝固させることができ、前記閉塞手段と相俟って、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができる空隙であればどのようなものでもよく、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙を単に設けておくだけで、エアベントバルブやフイルター等を配設しかつ複雑な切替弁やバルブを用いることなく、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができ、また鋳造装置の稼働に際して圧力調節等の複雑な操作も不要となり、さらに故障等の発生がないことから、本発明の鋳造装置は極めて実用的であると言える。また、ストーク上面と金型下面、あるいは注湯鍋の上面と固定盤下面とのドッキング当たり面の面積は小さく、注湯時加圧ガスが漏れない用にする圧力シールは容易にできる。   In the vertical casting apparatus of the present invention, a gas discharge passage capable of discharging the gas existing in the cavity when the molten metal is filled in the mold cavity, and a gap for the molten metal solidification zone communicated with the gas discharge passage. Those having the following are preferred. The gas discharge passage is preferably constituted by a gas discharge hole penetrating through the movable mold and a gas discharge gap. The molten metal solidification zone gap is preferably provided in the vicinity of the gas discharge passage, and particularly preferably close to the pressurizing means. As the gap for the molten metal solidification zone, for example, after discharging the gas in the cavity from the gas discharge passage, the molten metal can be solidified in the gap that becomes the molten metal solidification zone. Any air gap can be used as long as it can seal and close the inside of the cavity. Just by providing such a gap for the molten metal solidification zone, an air vent valve, a filter, etc. are provided and a complicated switching valve or The inside of the cavities can be easily sealed and closed without using a valve, and complicated operations such as pressure adjustment are not required when the casting apparatus is operated, and further, there is no occurrence of failure. The device can be said to be very practical. In addition, the area of the docking surface between the upper surface of the stalk and the lower surface of the mold, or the upper surface of the pouring pan and the lower surface of the fixed platen is small, and a pressure seal for preventing pressurized gas from leaking during pouring can be easily achieved.

具体的に、溶湯凝固ゾーン用空隙としては、前記加圧ステム及び/又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙を介してガス排出通路に連通している溶湯凝固ゾーン溶空隙を例示することができ、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、加圧ステム/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径よりも1〜5mm大きい内径で10〜40mm程度の深さ(長さ)を有する溶湯凝固ゾーンとなる空隙を具体的に例示することができる。このように、それぞれの湯溜部の外径を加圧ステム及び加圧ピンの外形よりもわずかに大きくしておくことにより、各湯溜部の外周壁に生じた凝固層が加圧ステム/加圧ピンによって製品の中に押し込まれることを防止すると共に、加圧ステム及び加圧ピンの加圧抵抗を少なくすることができる。そして、上記のように、溶湯凝固ゾーン用空隙を溶湯の温度や鋳込速度に適合した寸法に設計しておくと、溶湯が充填された時に先湯がこの空隙部分で冷却凝固しガス排出空隙に侵入することはない。   Specifically, the molten metal solidification zone gap communicates with the gas discharge passage through a gas discharge gap formed between the outer peripheral surface of the pressure stem and / or the pressure pin and the inner peripheral surface of the movable mold. The molten metal solidification zone melting void can be exemplified, and the molten metal solidification zone void is provided concentrically with the pressure stem / or the pressure pin, and from the diameter of the pressure stem and / or the pressure pin. In addition, a void that becomes a molten metal solidification zone having an inner diameter that is 1 to 5 mm larger and a depth (length) of about 10 to 40 mm can be specifically exemplified. In this way, by setting the outer diameter of each hot water pool portion to be slightly larger than the outer shape of the pressure stem and the pressure pin, the solidified layer formed on the outer peripheral wall of each hot water pool portion can be increased by the pressure stem / While being pushed into the product by the pressure pin, the pressure resistance of the pressure stem and the pressure pin can be reduced. As described above, if the gap for the molten metal solidification zone is designed to have a size that matches the temperature of the molten metal and the casting speed, the hot water is cooled and solidified in the gap when the molten metal is filled, and the gas discharge gap Never invade.

また、上記ガス排出空隙は先湯が流入しない構造や大きさのものが好ましく、例えば、ガス排出空隙としては、加圧ステム及び/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径より0.4〜1.0mm程度大きい内径のガス排出空隙を具体的に挙げることができる。そして、金型キャビテイを真空にする際、空気の侵入を防止するために、パーテイング面にはガス排出孔、及びガス排出空隙からなるガス排出通路は設けずにできればシールパッキングを設置するか、漏入空気をガス排出口に連結されたガス排出溝を設け、金型外部からの金型キャビテイへの空気の漏入を防止する。   Further, the gas discharge gap preferably has a structure or size that does not allow the hot water to flow in. For example, the gas discharge gap is provided concentrically with the pressure stem and / or the pressure pin, and the pressure stem and / or A gas discharge gap having an inner diameter that is about 0.4 to 1.0 mm larger than the diameter of the pressure pin can be specifically mentioned. When the mold cavity is evacuated, in order to prevent intrusion of air, the parting surface is not provided with gas discharge holes and gas discharge passages. A gas exhaust groove connected to the gas exhaust port is provided to prevent air from leaking into the mold cavity from outside the mold.

ところで、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構との併用による溶湯の鋳込み開始速度を最適値の1.0〜2.4m/secとすると、加圧ステムや加圧ピンの外周に近接設けられた溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙等の2段空隙部における空気抵抗が大きくなるが、加圧ピンの数及び配置を適宜選択することにより、上記溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙の設置も目的を達成することができる。すなわち、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙で冷却凝固し、溶湯凝固ゾーン空隙より狭いガス排出空隙に侵入しない構造に、当業者であれば容易に設計することができる。また、溶湯凝固ゾーン用空隙で先湯を確実に冷却凝固するために、加圧ステムや加圧ピンにベリリューム銅など熱伝導の良い材料を用い、その内部を水冷することができる構造とすることもできる。   By the way, if the casting start speed of the molten metal by the combined use of the gas pressurized pouring pan and the vacuum suction mechanism is set to an optimum value of 1.0 to 2.4 m / sec, the molten metal provided close to the outer periphery of the pressure stem and the pressure pin. The air resistance in the two-stage gaps such as the solidification zone gap and the gas discharge gap is increased, but the purpose of installing the molten metal solidification zone gap and the gas discharge gap by appropriately selecting the number and arrangement of the pressure pins. Can be achieved. That is, those skilled in the art can easily design a structure in which the hot water is cooled and solidified in the melt solidification zone gap having a two-stage gap and does not enter the gas discharge gap narrower than the melt solidification zone gap. Also, in order to cool and solidify the hot water in the gap for the molten metal solidification zone, a material with good heat conduction, such as beryllium copper, is used for the pressure stem and pressure pin, and the inside can be cooled with water. You can also.

以上、説明した本発明の竪型鋳造装置は、加圧ステム及び加圧ピン外周のガス排出系の構は簡単であり、運転中のトラブルの発生は少なくなる。また、密閉された小さい体積の注湯鍋内のガス加圧と真空吸引機構の併用で、溶湯を高速で金型キャビテイへ充填することにより、大型の薄肉製品の鋳造を可能にすると共に、溶湯の先湯は狭い溶湯凝固ゾーン空隙に流入するのでそこで凝固し停止して、ガス排出空隙通路に侵入することはない。また、キャビテイ第1湯溜部の深さを深くしたことにより、加圧ステムのストロークを長くすることができ、キャビテイ製品部内の補充充填及び凝固収縮に対して充分な体積の溶湯を加圧ステムによって圧入し、冷却速度を早くして結晶を小さくすることも加え、より緻密な組織で強度のある鋳造品を得ることができる。また、円形ゲートの内径よりもわずかに小径の閉塞ピンで円形ゲートを閉塞させ、注湯鍋内のガス圧を大気解放し、早く引き下げることによりストーク内の溶湯を早く注湯鍋に戻しストーク内での凝固固着によるトラブルの発生を防止する。   As described above, in the vertical casting apparatus of the present invention described above, the structure of the gas discharge system around the pressurization stem and the pressurization pin is simple, and the occurrence of trouble during operation is reduced. In addition, the combined use of gas pressurization and a vacuum suction mechanism in a sealed small-volume pouring pan enables filling of the molten metal into the mold cavity at a high speed, thereby enabling casting of a large thin product and The prior hot water flows into the narrow melt solidification zone gap, so that it solidifies and stops there and does not enter the gas discharge gap passage. Further, by increasing the depth of the cavity 1st hot water reservoir, the stroke of the pressurization stem can be lengthened, and a sufficient volume of molten metal for replenishment filling and solidification shrinkage in the cavity product part can be obtained. In addition, it is possible to obtain a strong casting with a finer structure by adding pressure to reduce the crystal size by increasing the cooling rate. In addition, the circular gate is closed with a closing pin slightly smaller than the inner diameter of the circular gate, the gas pressure in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal in the stalk is quickly returned to the pouring pan by lowering it quickly. Prevents troubles caused by solidification.

また、型開時、注湯鍋を機外に出すことにより、流入ゲートの掃除や、金型表面の冷却、潤滑のためのスプレー作業を容易に安全にできるようにする。   In addition, when the mold is opened, the pouring pan is taken out of the machine so that the inflow gate can be cleaned, and the mold surface can be cooled and lubricated easily and safely.

また、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構を備えた本発明の鋳込装置では、金型キャビテイに溶湯を充填するとき、キャビテイ内のガスをほぼ完全に排出すると同時に、充填後、円形ゲートを閉塞して小さな圧力で必要充分な加圧をすることができるので、従来の高圧法の1/3〜1/5の型締力で対応でき、鋳造装置のコストが大幅に安くなり、生産性も良いので、鋳造品のコストを大幅に引き下げることができる。また、溶湯を注湯鍋の湯面の下から直接供給するので酸化膜が混入することもなく、その通路が短いことによって凝固層の発生も少なく、円形ゲートの出口に適当な高さを持つキャビイテイ第1湯溜部を設けることによって、噴流が天井に衝突することもなく、ガスの巻込みをなくすとともに、わずかに残った酸化膜や凝固層をキャビテイ第1湯溜部に滞留させることができ、その結果不純物の無い緻密な組織の鋳造品を得ることができる。さらに注湯鍋が小さくガス圧を高くすることができる結果、高速の鋳込み速度を確保でき、薄肉鋳造が可能になり、注湯鍋を移動することにより、溶湯補充も容易で、設備費が安くなるだけでなく、装置の配置、運転も容易になる。   In addition, in the casting apparatus of the present invention equipped with a pressurized gas pouring pan and a vacuum suction mechanism, when filling molten metal into the mold cavity, the gas in the cavity is almost completely discharged, and at the same time, the circular gate is closed after filling. Therefore, the necessary and sufficient pressure can be applied with a small pressure, so it can be handled with a clamping force of 1/3 to 1/5 that of the conventional high pressure method, and the cost of the casting apparatus is greatly reduced, and the productivity is also high. Since it is good, the cost of the casting can be greatly reduced. In addition, since the molten metal is supplied directly from the bottom of the pouring pan, the oxide film is not mixed in, and the passage is short, so there is little generation of a solidified layer, and the cavity has an appropriate height at the exit of the circular gate. By providing the first hot water reservoir, the jet flow does not collide with the ceiling, gas entrainment can be eliminated, and a slight remaining oxide film or solidified layer can be retained in the cavity first hot water reservoir. As a result, a cast product having a dense structure free of impurities can be obtained. Furthermore, as the hot pot is small and the gas pressure can be increased, a high casting speed can be secured, thin-wall casting becomes possible, and by moving the hot pot, it is easy to replenish the molten metal and the equipment cost is reduced. In addition, the arrangement and operation of the apparatus become easy.

また、本発明の竪型鋳造方法としては、上記竪型鋳造装置を用いる鋳造方法であって、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧する竪型鋳造方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、注湯量1回分以上の溶湯を受け取ったガス加圧注湯鍋の上端を固定盤の下部に設けられたシールパッキングに押し込みシール密閉し、注湯鍋に好ましくは1kg/cm2以上のガス圧を加え、注湯鍋内の湯面を加圧して鋳込ストークを通じて溶湯を金型のキャビテイ内へ鋳込む。このとき、ガス加圧注湯鍋が溶湯供給管を備えている場合には、かかる供給管の湯面の上方から同じガス圧を同時に加えてもよい。続いて、溶湯でキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを閉塞手段で塞ぎ、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段(加圧ピン)で加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなく、かつガスの巻込みのない鋳造品、好ましくは軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品を鋳造する。Further, the vertical casting method of the present invention is a casting method using the vertical casting apparatus, in which the molten metal is cast into the mold cavity through the casting stalk from the gas pressure pouring pot, and the molten metal fills the cavity. After that, it is not particularly limited as long as it is a vertical casting method in which the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed by the closing means, and then the molten metal in the mold cavities is pressed by the pressing means. The top of the gas pressurized pouring pan that has received the molten metal for the amount of pouring once or more is pushed into the seal packing provided at the bottom of the fixed plate and sealed, and a gas pressure of 1 kg / cm 2 or more is preferably applied to the pouring pan. Pressurize the hot water surface in the hot pot and cast the molten metal into the mold cavity through casting stalk. At this time, when the gas pressurized pouring pan has a molten metal supply pipe, the same gas pressure may be simultaneously applied from above the molten metal surface of the supply pipe. Subsequently, after filling the cavity with molten metal, the molten metal inflow gate provided in the fixed mold is closed with a closing means, and then the molten metal in the mold cavity is pressurized with a pressure means (pressure pin), A cast product in which no shrinkage occurs at the time of solidification and no gas is entrained, preferably a thin and large cast product of a light metal alloy is cast.

加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第2湯溜部で減速させ、ガス排出空隙から金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の先湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填された後、1又は複数の加圧ピンを前進させて湯溜部の溶湯を加圧することが好ましく、また、複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことのよってガスの巻込みをより減少させるとともに、加圧ステムおよび複数の加圧ピンにより溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることが好ましい。この補充充填によって、溶湯の金型表面との接触は維持され、良好な熱伝達を保ち、冷却速度が早く、結晶の粗大化を防ぎ、小さな結晶の組織となる。そして、溶湯が凝固時これに対する補充充填が完了したら短い冷却時間を経て可動プラテンによって可動金型を上昇させ、これとともに持ち上げられた製品素材を加圧ステム並びに加圧ピン及び押出ピンで可動金型から押出し、さらに押出ピンで突き出して加圧ステム、加圧ピンから抜き出して製品素材を取り出すことによりひけ巣の発生やガスの巻込みがなく、緻密な組織の鋳造製品を得ることができる。また、かかる動作を毎回繰り返すために、溶湯凝固ゾーン用空隙の凝固溶湯は毎回取り除かれて、ガス排出通路に目詰まりを起こす事はない、また移動式ガス加圧注湯鍋のストーク上面と金型下面を押付けてシールする場合、接触面積は小さくシールは容易にできる。   At the retreat position of the pressure pin, the filling of the molten metal into the mold cavities is started, the flow rate of the hot water is decelerated at the cavity second hot water reservoir, and the gas in the mold cavities is discharged from the gas discharge gap. It is preferable that the molten metal solidification zone gap is cooled and solidified, and after the molten metal is filled in the mold cavity, the molten metal in the hot water reservoir is pressurized by advancing one or more pressure pins. The pressure transfer distance by reducing the gas entrainment by performing vacuum degassing from the gas discharge gaps adjacent to the plurality of molten metal solidification zones and pressurizing the molten metal with a pressure stem and a plurality of pressure pins Is preferably shortened. By this replenishment filling, the contact of the molten metal with the mold surface is maintained, good heat transfer is maintained, the cooling rate is high, the coarsening of the crystal is prevented, and a small crystal structure is formed. When the molten metal is solidified and replenishment filling is completed, the movable mold is raised by the movable platen after a short cooling time, and the product material lifted together with the movable mold is moved by the pressure stem, the pressure pin and the extrusion pin. Then, by extruding with a push pin and then withdrawing from the pressure stem and the pressure pin and taking out the product material, a cast product with a dense structure can be obtained without generation of shrinkage and gas entrainment. In addition, in order to repeat this operation every time, the molten metal in the gap for the molten metal solidification zone is removed every time, and the gas discharge passage is not clogged, and the stalk upper surface and the lower surface of the mold of the mobile gas pressurized hot water pan When sealing by pressing, the contact area is small and sealing is easy.

なお、ガス加圧注湯鍋を複数用いて鋳造することにより効率的に作業を行なうこともできるが、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯を供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることが好ましい。これにより、1つのガス加圧注湯鍋を用いて非常に効率的に鋳造を行なうことができる。また、溶湯供給管を備えたガス加圧注湯鍋を用いる場合には、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に、溶湯鍋を装置本体から脱着して又は脱着せずに、溶湯供給管の蓋を開いて次回の溶湯を供給する。なお、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に溶湯供給管の給湯口のガスを吸引して、溶湯供給管内の湯面を引き上げ、溶湯鍋内の湯面をストークの下端まで引き下げるように設計しておくことにより、ストーク内の溶湯をより早く落下させることができ、これにより、より効率的に作業を行うことができる。   Although it is possible to work efficiently by casting using a plurality of gas pressurized pouring pots, the gas pressure in the gas pressurized molten pot is immediately released to the atmosphere after the molten metal inflow gate is closed by the closing means. At the same time, it is preferable to detach from the apparatus main body, supply the necessary molten metal for the next time, and attach it again to the apparatus main body to prepare for the next casting. Thereby, it can cast very efficiently using one gas pressurization pouring pot. In addition, when using a gas pressurized pouring pan equipped with a molten metal supply pipe, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal supply pipe is covered with or without detaching the molten metal pot from the apparatus body. Open and supply the next molten metal. After closing the molten metal inflow gate with the closing means, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port of the molten metal supply pipe is sucked up to raise the molten metal surface in the molten metal supply pipe. By designing the surface so as to be pulled down to the lower end of the stalk, the molten metal in the stalk can be dropped more quickly, thereby making it possible to work more efficiently.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

図1は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)、図2は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)、図3は図1のA−A断面図、図4は溶湯の押上げ状態を示す説明図、図5は図4に続く作動状態を示す説明図である。また図1〜図5中、1は固定金型、2は可動金型、9はキャビテイ製品部、10は円形ゲート、11はキャビテイ第1湯溜部、13は閉塞ピン、14は加圧ステム、17は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ステム外周)、19はキャビテイ第2湯溜部、20は加圧ピン、21は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ピン外周)、29は加圧ステムガス排出孔、34は加圧ピンガス排出孔、40は鋳込ストーク、41は加圧ガス入口を示す。   1 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the start of pouring), FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the time of hot water supply), and FIG. A sectional view, FIG. 4 is explanatory drawing which shows the pushing-up state of a molten metal, FIG. 5 is explanatory drawing which shows the operation | movement state following FIG. 1 to 5, 1 is a fixed mold, 2 is a movable mold, 9 is a cavity product section, 10 is a circular gate, 11 is a cavity first reservoir, 13 is a closing pin, and 14 is a pressure stem. , 17 is a molten metal solidification zone gap (pressure stem outer periphery), 19 is a cavity second hot water reservoir, 20 is a pressure pin, 21 is a molten metal solidification zone gap (pressure pin outer periphery), and 29 is a pressurized stem gas discharge. The hole 34 is a pressurized pin gas discharge hole, 40 is a casting stalk, and 41 is a pressurized gas inlet.

図1〜図5に示される本発明の鋳造装置は、上下に移動して型閉型開を行うことができる、鋳造装置下部の水平な固定プラテン3に取り付けられた固定金型1と、鋳造装置上部の水平な可動プラテン4に取り付けられた可動金型2と、固定プラテン3の下方に位置するガス加圧注湯鍋6とを備えている。かかる固定金型1と可動金型2との開閉により、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とキャビテイ第2湯溜部19の他、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とを連通するサイドゲート12とを備えた金型キャビテイが形成されるようになっている。また、金型の取り付けは、型締プレス装置(図示せず)の可動プラテン4を引上げた状態で鋳込ストーク40を取り付けた固定金型1と可動金型2からなる金型のセットを装入し、固定プラテン3上に置き、可動プラテン4を可動金型2の上面に接触するまで下降させ、固定金型1を固定プラテン3に、可動金型2を可動プラテン4に取付ける。そして、ガス加圧注湯鍋6は、固定プラテン3の下部に設けられたシールパッキング38にその上端を押し込まれ、密閉される。   The casting apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 is capable of moving up and down to perform mold closing, and a fixed mold 1 attached to a horizontal fixed platen 3 at the bottom of the casting apparatus, and casting. A movable mold 2 attached to a horizontal movable platen 4 at the upper part of the apparatus and a gas pressurized hot water pan 6 positioned below the fixed platen 3 are provided. By opening and closing the fixed mold 1 and the movable mold 2, the cavity product portion 9, the cavity first hot water reservoir portion 11, the cavity second hot water reservoir portion 19, the cavity product portion 9 and the cavity first hot water reservoir portion 11. A mold cavity having a side gate 12 that communicates with each other is formed. In addition, the mold is mounted by mounting a mold set including the fixed mold 1 and the movable mold 2 to which the cast stalk 40 is attached in a state in which the movable platen 4 of the mold clamping press device (not shown) is pulled up. Then, the movable platen 4 is lowered until it contacts the upper surface of the movable mold 2, and the fixed mold 1 is attached to the fixed platen 3 and the movable mold 2 is attached to the movable platen 4. The gas pressurized hot water pouring pan 6 is hermetically sealed by pushing its upper end into a seal packing 38 provided at the lower part of the fixed platen 3.

固定金型1には、その下部に下方に延びる鋳込ストーク40が設けられており、かかる鋳込ストーク40からの溶湯を噴出させるための円形ゲート10が設けられている。加圧ガスが加圧ガス入口41から送入され、キャビテイ内が減圧されると、注湯鍋6内の溶湯7は鋳込ストーク40内を押し上げられ、固定金型1の円形ゲート10を通じてキャビテイ製品部9内に充填される。なお、この時の鋳込速度は、溶湯の円形ゲート10の通過速度が早く噴流となって上方に噴出するように、注湯鍋6内のガス圧とキャビテイ内の真空度を調整することにより制御されている。   The fixed mold 1 is provided with a cast stalk 40 that extends downward at a lower portion thereof, and a circular gate 10 for ejecting molten metal from the cast stalk 40. When the pressurized gas is fed from the pressurized gas inlet 41 and the inside of the cavity is depressurized, the molten metal 7 in the pouring pan 6 is pushed up in the casting stalk 40, and the cavity product is passed through the circular gate 10 of the fixed mold 1. The portion 9 is filled. The casting speed at this time is controlled by adjusting the gas pressure in the pouring pan 6 and the degree of vacuum in the cavity so that the passing speed of the circular gate 10 of the molten metal becomes a jet and jets upward. Has been.

また、図4に示すように、キャビテイ第1湯溜部11の入口直径d1 が円形ゲート10の径の1.4倍以上に構成され、また加圧ステム14の外形dsは湯溜部11の入口直径d1よりもわずかに小さく構成され、さらにキャビテイ第1湯溜部の天井高さは、式;h=v2/2g(式中hは噴流到達高さ、vは円形ゲート通過速度、gは重力の加速度を示す。)で計算される円形ゲート10を通過した溶湯噴流15が到達する高さhよりも高く構成されている。したがって、充填初期において噴流がキャビテイ第1湯溜部11の天井ことなく、その上部に溶湯噴流15の自由表面が形成され、この部分の下降流はなくなるので、溶湯表面にわずかに残っている酸化膜は静止状態を保ち、また湯溜部11の上部に残ったガスを溶湯16に巻込むこともなくなる結果、これら円形ゲート10を通過した溶湯噴流15の先端にあるわずかな酸化膜、ガス巻込み層は天井に残り、湯溜部11を溶湯が充填後、鋳込速度を大きくしてもその流れが天井に到達することなく、酸化膜や、ガスの巻き込みのない清浄な溶湯のみがサイドゲート12を通過してキャビテイ製品部9内に充填されることになる。In addition, as shown in FIG. 4, the inlet diameter d 1 of the cavity first hot water reservoir 11 is configured to be 1.4 times or more the diameter of the circular gate 10, and the outer diameter ds of the pressurizing stem 14 is the hot water reservoir 11. velocity h = v 2 / 2g (wherein h is the jet reaches the height, v is the circular gate passage; a is configured slightly smaller than the inlet diameter d 1, further cavity ceiling height of the first the basin are as defined in formula , G indicates the acceleration of gravity.) And is configured to be higher than the height h at which the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 reaches. Therefore, in the initial stage of filling, the jet does not form the ceiling of the cavity first hot water reservoir 11, and the free surface of the molten metal jet 15 is formed on the upper portion, and the downward flow of this portion disappears, so that the oxidation remaining slightly on the molten metal surface The film remains stationary, and the gas remaining on the upper part of the hot water reservoir 11 is not entrained in the molten metal 16. As a result, a slight oxide film and gas winding at the tip of the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 are obtained. The entrainment layer remains on the ceiling, and after the molten metal is filled in the hot water reservoir 11, the flow does not reach the ceiling even if the casting speed is increased, and only the oxide film and clean molten metal without gas entrainment are on the side. The cavity product portion 9 is filled through the gate 12.

また、円形ゲート10上方の可動金型2には、シールパッキング27を介して油圧シリンダー25が液密に配設されており、該油圧シリンダ25には、油圧により加圧ステム14をキャビテイ第1湯溜部11へ進退させることができる加圧ステム用ピストン23がシールパッキング27を介して収納されており、該加圧ステム用ピストン23には円形ゲート10を閉塞することができる閉塞ピン13を進退させることができる閉塞用ピストン24が、加圧ステム用ピストン23と同軸的に収納されている。金型キャビテイに溶湯の充填が完了した後、閉塞ピン13をピストン24によって前進させ、円形ゲート10を閉塞し、その後直ちに加圧ステム14をピストン23によって前進させ、キャビテイ製品部9内の未充填空隙の体積分及び凝固収縮体積分の溶湯をキャビテイ第1湯溜部11から加圧補給する。その時、加圧ステム14のストロークが大きいので充分量の溶湯を補充及び加圧充填することができる。   In addition, a hydraulic cylinder 25 is disposed in a liquid-tight manner on the movable mold 2 above the circular gate 10 via a seal packing 27, and a pressurizing stem 14 is attached to the hydraulic cylinder 25 by a hydraulic pressure. A pressurizing stem piston 23 that can be moved back and forth to the hot water reservoir 11 is housed via a seal packing 27, and the pressurizing stem piston 23 is provided with a closing pin 13 that can close the circular gate 10. A closing piston 24 that can be advanced and retracted is accommodated coaxially with the pressurizing stem piston 23. After filling the mold cavity with the molten metal, the closing pin 13 is advanced by the piston 24, the circular gate 10 is closed, and then the pressure stem 14 is advanced by the piston 23, and the cavity product part 9 is not yet filled. The molten metal for the void volume and the solidification shrinkage volume is pressurized and supplied from the cavity first hot water reservoir 11. At that time, since the stroke of the pressure stem 14 is large, a sufficient amount of molten metal can be replenished and pressure-filled.

加圧ステム14による加圧の際にも、ストーク内の湯面にわずかに発生する酸化膜、円形ゲート10入口で冷却されて形成される湯先表面の凝固層や噴流によって発生するガス巻込み層は、ゲート噴流15によって全部湯溜部11の最上部に集まり、加圧ステム14によって押出されることなくキャビテイ第1湯溜部11の上部に残留し、キャビテイ製品部9に流入することはなく、その結果、これらを原因とする鋳造不良は皆無になる。また、加圧ステム14の外側には、ガス排出孔29に連通するガス排出空隙18や溶湯凝固ゾーン用空隙17からなる2段空隙が設けられている。この溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18は、図5dに示されるように、溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18で形成された凝固層が製品素材と共に取り出されるので、鋳造の度に確保される。   Even during pressurization by the pressurization stem 14, an oxide film slightly generated on the molten metal surface in the stalk, a solidified layer on the molten metal surface formed by cooling at the inlet of the circular gate 10, and gas entrainment generated by a jet flow All the layers gather at the uppermost part of the hot water reservoir 11 by the gate jet 15, remain on the upper part of the cavity first hot water reservoir 11 without being pushed out by the pressure stem 14, and flow into the cavity product portion 9. As a result, there are no casting defects caused by these. Further, on the outside of the pressurization stem 14, a two-stage gap including a gas discharge gap 18 communicating with the gas discharge hole 29 and a molten metal solidification zone gap 17 is provided. As shown in FIG. 5d, the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 are taken out together with the product material since the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 is removed. Secured.

また、図1及び図2に示すように、キャビテイ製品部9の端部上方には、1又は2以上の小さなキャビテイ第2湯溜部19が形成されており、該湯溜部19の上方の可動金型には、油圧シリンダ31が配設されており、該油圧シリンダには油圧により加圧ピン20をキャビテイ第2湯溜部19へ進退させることのできる加圧ピン用ピストン30が収納されている。上記1又は2以上の加圧ピン20は型開閉方向と平行で型パーテイング面と直行する方向の軸芯を有し、シールパッキング33を介して可動金型2に液密に設けられている。そして、加圧ステム14によってキャビテイ製品部9内の補充充填を行った後、これら加圧ピン20を押出、キャビテイ第2湯溜部19を介してキャビテイ製品部9の溶湯を加圧するようになっている。また、加圧ピン20の外径はキャビテイ第2湯溜部19の入口の直径よりもわずかに小さく構成されている。これら加圧ピン20も毎回摺動するので溶湯凝固ゾーン空隙21で形成された凝固層は製品素材についた状態で図示されていない押出ピンによって押し出されガス通路穴に残らず、毎回ガスの排出通路は確保されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, one or two or more small cavity second hot water reservoirs 19 are formed above the end of the cavity product portion 9, and above the hot water reservoir 19. A hydraulic cylinder 31 is disposed in the movable mold, and a pressure pin piston 30 capable of advancing and retracting the pressure pin 20 to and from the cavity second hot water reservoir 19 by hydraulic pressure is accommodated in the hydraulic cylinder. ing. The one or more pressure pins 20 have an axial core parallel to the mold opening / closing direction and perpendicular to the mold parting surface, and are liquid-tightly provided on the movable mold 2 via a seal packing 33. Then, after replenishing and filling the cavity product part 9 by the pressurization stem 14, these pressurizing pins 20 are extruded, and the molten metal in the cavity product part 9 is pressurized via the cavity second hot water reservoir 19. ing. Further, the outer diameter of the pressure pin 20 is configured to be slightly smaller than the diameter of the inlet of the cavity second hot water reservoir 19. Since these pressurizing pins 20 also slide each time, the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 21 is pushed out by an extruding pin (not shown) attached to the product material and does not remain in the gas passage hole, but the gas discharge passage every time. Is to be secured.

次に上記説明した竪型鋳造装置の作用について説明する。型締完了後、ガス加圧注湯鍋6内に送入した加圧ガスの圧力及びキャビテイ内への真空吸引力により、注湯鍋6内の溶湯16をキャビテイ第1湯溜部11に押し上げる。溶湯16は鋳込ストーク40内を上昇し固定金型1の円形ゲート10を通過して噴出し(図4)、次いでキャビテイ製品部9に充填される。一般的に、キャビテイ製品部9内の流動抵抗があるので、加圧ピン下方のキャビテイ第2湯溜部19に溶湯が到達する前に、円形ゲート10の上部にあるキャビテイ第1湯溜部11が溶湯で充填されるが(図5a)、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙17に入ってくると、通路が狭く、溶湯の熱容量が少なく、反対に冷却面積が大きいので冷却速度が大きく、凝固が進み流動性が低下することから、溶湯の先端は溶湯凝固ゾーン用空隙17の途中で停止し、凝固してガス排出空隙18に侵入することはない。   Next, the operation of the vertical casting apparatus described above will be described. After the mold clamping is completed, the molten metal 16 in the pouring pan 6 is pushed up to the cavity first hot water reservoir 11 by the pressure of the pressurized gas fed into the gas pressurized hot pouring pan 6 and the vacuum suction force into the cavity. The molten metal 16 ascends in the casting stalk 40, passes through the circular gate 10 of the fixed mold 1, and is ejected (FIG. 4). In general, since there is a flow resistance in the cavity product portion 9, before the molten metal reaches the cavity second hot water reservoir 19 below the pressurizing pin, the cavity first hot water reservoir 11 in the upper part of the circular gate 10. Is filled with molten metal (FIG. 5a), but when the hot water enters the molten metal solidification zone gap 17 having a two-stage gap, the passage is narrow, the heat capacity of the molten metal is small, and on the contrary, the cooling area is large, so the cooling rate is high. Since the solidification progresses and the fluidity decreases, the tip of the molten metal stops in the middle of the molten metal solidification zone gap 17 and does not solidify and enter the gas discharge gap 18.

キャビテイ内の溶湯の流れが停止すると充填完了の信号として検知して、直ちに閉塞ピン13を前進させて円形ゲート10に挿入し、これを閉塞する。(図5b)。このようにキャビテイ製品部9及びキャビテイ第1湯溜部11内の溶湯がスト−クに逆流しないように閉塞した後、直ちに加圧ステム14を進出させ加圧し、キャビテイ第1湯溜部11内の半凝固状態の溶湯をキャビテイ製品部9に補充充填する(図5c)。充填が完了し冷却が始まると、溶湯16の凝固収縮が生起するため、加圧ステム14に高圧力を加えて進出させ、凝固収縮体積に応じた補充を行う。この時、溶湯と金型表面との接触は維持され、冷却速度は早く、結晶が小さくなる。また、閉塞ピン13による円形ゲート10閉塞時、閉塞ピン13と円形ゲート10との接触が仮に完全でなくても、小さい空隙に存在する溶湯は早く冷却凝固し、キャビテイ第1湯溜部を加圧しても溶湯が円形ゲート10から鋳込ストーク40を通じ注湯鍋6に逆流することはない。したがって、図2に示すように、閉塞ピン13で円形ゲート10を閉塞後、直ちに注湯鍋内のガス圧を大気解放し、危険のない圧力に下がった状態で注湯鍋6をストーク下端より低い位置まで垂直移動装置(図示せず)を用いて下降させ、鋳込ストーク40内に残っていた溶湯を注湯鍋6内に落下させる。下降させた注湯鍋6は水平移動装置(図示せず)で鋳造機外の位置まで移動させ次回に必要な溶湯を給湯ラドル42で給湯し、再び装置本体に装着し次回の鋳造に備える。   When the flow of the molten metal in the cavity stops, it is detected as a filling completion signal, and the closing pin 13 is immediately advanced and inserted into the circular gate 10 to close it. (Figure 5b). Thus, after the molten metal in the cavity product section 9 and the cavity first hot water reservoir 11 is closed so as not to flow backward to the stock, the pressurization stem 14 is immediately advanced to pressurize the interior of the cavity first hot water reservoir 11. The cavity product part 9 is replenished and filled with the molten metal in a semi-solid state (FIG. 5c). When the filling is completed and the cooling is started, solidification shrinkage of the molten metal 16 occurs. Therefore, a high pressure is applied to the pressurizing stem 14 to advance and replenishment according to the solidification shrinkage volume is performed. At this time, the contact between the molten metal and the mold surface is maintained, the cooling rate is fast, and the crystals become small. Further, when the circular gate 10 is closed by the closing pin 13, even if the contact between the closing pin 13 and the circular gate 10 is not perfect, the molten metal present in the small gap is quickly cooled and solidified, and the cavity first hot water reservoir is added. Even if pressed, the molten metal does not flow backward from the circular gate 10 to the pouring pan 6 through the cast stalk 40. Therefore, as shown in FIG. 2, after closing the circular gate 10 with the closing pin 13, the gas pressure in the pouring pan is immediately released to the atmosphere, and the pouring pan 6 is positioned below the lower end of the stalk in a state where the gas pressure has dropped to no danger. The molten metal remaining in the casting stalk 40 is dropped into the pouring pan 6 by using a vertical movement device (not shown). The lowered pouring pan 6 is moved to a position outside the casting machine by a horizontal movement device (not shown), and the molten metal necessary for the next time is supplied by the hot water supply ladle 42, and is again attached to the apparatus main body to prepare for the next casting.

加圧ステム14による補充充填の場合は、従来のダイカスト法と比較して、金型キャビテイ内の溶湯温度が高く、加圧距離も短く、圧力伝達抵抗も大幅に小さく、加圧ステム14の加圧シリンダーの力も小さくて済み、油圧シリンダー内の油圧も低い状態で進出させることができる。この加圧ステム14の進出による補充充填により、溶湯がキャビテイ製品部9及びキャビテイ第2湯溜部19を補充充填した後、加圧ピン20を進出させることになる。かかる加圧ピン20による加圧は、加圧ステム14による充填完了と共に流動抵抗が増大し油圧が上昇するので、これを検知して開始される。加圧ステム14の進出による凝固収縮体積に応じた補充は、キャビテイ製品部9の反対側の端部までは圧力伝達が難しいので、端部周辺の加圧ピン20を作動させて加圧し、全面的に凝固収縮によるひけ巣の無い緻密な組織の製品を得ることができる。キャビテイ製品部9内の溶融金属の冷却凝固が完了した後、型開きを行い可動金型2で持上げられた製品素材は各加圧ピン及び押出ピンによって押出され取り出すことができる(図5d)   In the case of refilling with the pressurizing stem 14, the molten metal temperature in the mold cavity is higher, the pressurizing distance is shorter, the pressure transmission resistance is significantly smaller than the conventional die casting method, and The force of the pressure cylinder is small, and the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder can be advanced with low pressure. By the replenishment filling by the advancement of the pressurizing stem 14, the molten metal replenishes and fills the cavity product portion 9 and the cavity second hot water reservoir 19, and then the pressurization pin 20 is advanced. The pressurization by the pressurization pin 20 is started by detecting this because the flow resistance increases and the hydraulic pressure increases with the completion of the filling by the pressurization stem 14. Replenishment according to the solidification shrinkage volume by the advancement of the pressurization stem 14 is difficult to transmit pressure to the opposite end of the cavity product part 9, so that the pressurization pin 20 around the end is actuated to pressurize the entire surface. In particular, a product with a dense structure free from shrinkage due to coagulation contraction can be obtained. After completion of the cooling and solidification of the molten metal in the cavity product section 9, the mold material is opened and the product material lifted by the movable mold 2 can be extruded and taken out by the pressure pins and the extrusion pins (FIG. 5d).

本発明の竪型鋳造装置をアルミホイールの生産に応用した場合を図6に示す。ゲート10を通過した溶湯は実施例1におけるキャビテイ湯溜部11に相当する製品アルミホイールのハブ部9aに入り、サイドゲート12に相当するアルミホイールのスポーク部9bを通過して、円周状のリムフランジ部9cに入る。このリムフランジ9cの上端円周の数ケ所にキャビテイ第2湯溜19を設け、ガス抜き、加圧を行う。その他の動作は実施例1と同じで高度な品質のアルミホイールを鋳造できると共に、更に、本方法によれば、実施例1におけるキャビテイ第1湯溜部11及びサイドゲート12は製品9(アルミホイール)の中に含まれ、余分な溶湯が少なく、また、閉塞ピンによる孔は、アルミホイールの軸孔となり、キャビテイ第1湯溜部11、すなわちハブ部9aの鋳込み重量を少なくし、冷却凝固速度を早くして、サイクルタイムを短く、鋳造の生産性を高めると共に、機械加工における軸孔加工時間を短縮する。そして、冷却速度が早いことは結晶を小さくし、アルミホイールの意匠性にとって重要な表面の美しさを発揮させることができる。   FIG. 6 shows a case where the vertical casting apparatus of the present invention is applied to the production of aluminum wheels. The molten metal that has passed through the gate 10 enters the hub portion 9a of the product aluminum wheel corresponding to the cavity hot water storage portion 11 in the first embodiment, passes through the spoke portion 9b of the aluminum wheel corresponding to the side gate 12, and has a circumferential shape. The rim flange portion 9c is entered. Cavity second hot water reservoirs 19 are provided at several locations on the circumference of the upper end of the rim flange 9c to perform degassing and pressurization. The other operations are the same as in the first embodiment, and an aluminum wheel of high quality can be cast. Further, according to this method, the cavity first hot water reservoir 11 and the side gate 12 in the first embodiment are the product 9 (aluminum wheel). ), And there is little excess molten metal, and the hole by the blocking pin becomes the shaft hole of the aluminum wheel, and the casting weight of the cavity first hot water reservoir 11, that is, the hub 9a is reduced, and the cooling solidification rate The cycle time is shortened, the casting productivity is increased, and the shaft hole machining time in machining is shortened. And a quick cooling rate can make a crystal small, and can show the beauty of the surface important for the design nature of an aluminum wheel.

また、図7に本発明の竪型鋳造装置の他の例を示す。図7に示すように、かかる本発明の竪型鋳造装置は、ガス加圧注湯鍋7が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管44を備え、溶湯供給管44の給湯口46に、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋47が設けられている。かかる竪型鋳造装置における溶湯供給管44の上部に設けられた給湯口スリーブ45には、ガス導出入口49が設けられており、ガス加圧時には、ガス加圧注湯鍋7の上方の加圧ガス入口41から加圧ガスが供給されると共に、ガス導出入口49からも同じ加圧ガスが供給され、より効率的に溶湯を供給充填することができる。そして、溶湯流入ゲート10を閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋7内のガス圧を大気解放すると共に溶湯供給管44の給湯口ガス部48のガスをガス導出入口49から真空吸引して、溶湯供給管44内の湯面8aを引き上げ、溶湯鍋7内の湯面8をストーク40の下端まで引き下げ、ストーク40内の溶湯をより早く落下させる。   FIG. 7 shows another example of the vertical casting apparatus of the present invention. As shown in FIG. 7, in the vertical casting apparatus of the present invention, the gas pressurized pouring pan 7 is provided with a molten metal supply pipe 44 that communicates with an opening provided in the lower part thereof, and a hot water supply port 46 of the molten metal supply pipe 44 is provided. An openable and closable hot water supply lid 47 having a sealing force capable of withstanding gas pressurization is provided. The hot water supply sleeve 45 provided in the upper part of the molten metal supply pipe 44 in such a vertical casting apparatus is provided with a gas outlet 49, and when the gas is pressurized, the pressurized gas inlet above the gas pressurized hot water pouring pan 7 is provided. While the pressurized gas is supplied from 41 and the same pressurized gas is supplied also from the gas outlet 49, the molten metal can be supplied and filled more efficiently. Then, after the molten metal inflow gate 10 is closed by the closing means, the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan 7 is immediately released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port gas part 48 of the molten metal supply pipe 44 is vacuumed from the gas outlet 49. Then, the molten metal surface 8a in the molten metal supply pipe 44 is pulled up, the molten metal surface 8 in the molten metal pan 7 is lowered to the lower end of the stalk 40, and the molten metal in the stalk 40 is dropped more quickly.

本発明によれば、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することができる。   According to the present invention, molten metal is filled into a mold cavity at high speed, and the molten metal in the closed cavity is effectively pressurized to easily cast a cast product that is free from shrinkage and does not involve gas. It is possible to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明は、アルミニウム合金等の鋳造品を鋳造することができる、金型キャビテイ内へ溶湯を下方から充填する竪型鋳造装置、特にガス加圧注湯鍋を用いて金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する竪型鋳造装置やそれを用いた竪型鋳造方法に関する。   The present invention is a vertical casting apparatus capable of casting a cast product such as an aluminum alloy from below, and filling the mold cavities with molten metal from below. The present invention relates to a vertical casting apparatus for supplying and filling and a vertical casting method using the same.

軽合金製品等の鋳造品、特に強度が必要とされる部品などを鋳造する場合、溶湯鋳込時におけるガスの巻込みを防止するため、竪型鋳造装置が使用されている。   When casting a cast product such as a light alloy product, particularly a part that requires strength, a vertical casting apparatus is used to prevent gas entrainment during casting of the molten metal.

そして、かかる竪型鋳造装置において、酸化物の混入や、ガスの巻込みを防止しながら、溶湯保持炉から金型キャビテイに溶湯を供給する手段としては、低圧ガスを利用する事が既に知られている(特開昭58−55166号公報参照)。しかしながら、低圧ガスは溶湯を金型に定量的に供給するには有効であるが、単に低圧ガスを使用するだけでは、鋳込速度は遅く、圧力も低いので、溶湯凝固時に発生するひけ巣の防止や、薄肉製品に対して充分に対応しうるものではなかった。また、従来の装置は、装置本体に固定された溶湯保持炉に大量の溶湯が収容され、装置が大型化していた。さらに、装置本体に固定された溶湯保持炉への溶湯の補充は容易ではなく、また、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業が非常に困難であった。   In such vertical casting apparatuses, it is already known to use low-pressure gas as means for supplying molten metal from the molten metal holding furnace to the mold cavities while preventing the mixing of oxides and gas entrainment. (See JP 58-55166 A). However, the low-pressure gas is effective for quantitatively supplying the molten metal to the mold, but simply using the low-pressure gas has a low casting speed and a low pressure. It was not possible to prevent or sufficiently respond to thin-walled products. Further, in the conventional apparatus, a large amount of molten metal is accommodated in a molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and the apparatus is enlarged. Furthermore, it is not easy to replenish the molten metal in the molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and it is very difficult to perform a spraying operation for cleaning or lubricating the inflow gate of the apparatus main body.

また、本発明者らの一人は金型キャビテイに溶湯を供給する手段として、浸漬型の電磁ポンプを用いる方法を発明したが(特開2003−266168号公報参照。)、この装置も高速鋳込みに対応するためには電磁ポンプが大きくなって装置が大型化し実用化は難しく、その他、溶湯補充の困難性等上記と同様の問題を有していた。
特開昭58−55166号公報 特開2003−266168号公報
In addition, one of the inventors of the present invention invented a method using an immersion type electromagnetic pump as a means for supplying molten metal to a mold cavity (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266168). In order to cope with this problem, the electromagnetic pump becomes larger and the apparatus becomes larger, making it difficult to put it to practical use.
JP 58-55166 A JP 2003-266168 A

竪型鋳造装置による鋳造において、高品質の鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造するためには、溶湯を高速で金型キャビテイに充填する必要がある。また、鋳造品の不良欠陥の原因となる酸化物の混入やガスの巻き込みを防止し、凝固収縮によって発生するひけ巣を防止するためには、下方から溶湯を充填すると共に充分量の溶湯を有効に加圧して補充する必要がある。また、その際、稼働運転中のトラブルを少なくするために実用上キャビテイの構造や鋳造装置全体の構造を簡単にする必要がある。そして、作業効率やメンテナンスの容易さも非常に重要な要素である。   In casting by a vertical casting apparatus, in order to cast a high-quality casting product, particularly a thin-walled and large-sized casting product, it is necessary to fill the mold cavity with molten metal at a high speed. Also, in order to prevent the inclusion of oxides and gas entrainment that cause defective defects in castings, and to prevent shrinkage caused by solidification shrinkage, it is effective to fill the molten metal from below and use a sufficient amount of molten metal. It is necessary to replenish with pressure. At that time, in order to reduce trouble during operation, it is necessary to simplify the structure of the cavity and the structure of the entire casting apparatus. Work efficiency and ease of maintenance are also very important factors.

本発明の課題は、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to fill a mold cavity with molten metal at high speed, and effectively pressurize the molten metal in the closed cavity, thereby easily casting a cast product without generation of sink marks and without entrainment of gas. It is an object of the present invention to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究し、装置本体と装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置とすることができると共に、かかるガス加圧注湯鍋のガス圧力を高くすることによって溶湯を高速で供給することができ、酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。さらに、鋳込まれた溶湯がキャビテイ内を充填した後、かかる閉塞状態の溶湯を複数箇所で圧力伝達距離を短くして有効に加圧すると、ひけ巣の発生がなくかつ酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and by using a gas pressurized hot pot that can be attached / detached with the apparatus main body, it is possible to obtain a vertical casting apparatus that has high work efficiency and is easy to maintain and has low equipment costs. It is possible to supply the molten metal at a high speed by increasing the gas pressure of the gas pressurized hot water pan, and to find that it is possible to cast a cast product with no oxide film mixing and gas entrainment, The present invention has been completed. Furthermore, after the cast molten metal is filled in the cavity, if the molten metal in such a closed state is effectively pressurized by shortening the pressure transmission distance at a plurality of locations, there is no generation of shrinkage and the inclusion of oxide film and gas. The present inventors have found that it is possible to cast a cast product that does not involve winding, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、(1)金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体から脱着して給湯する、装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有し、該ガス加圧注湯鍋の容量が、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容する容量であることを特徴とする竪型鋳造装置や、(2)ガス加圧注湯鍋が装置本体に装着されることにより密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)に記載の竪型鋳造装置や、(3)ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備え、該鋳込ストークの上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(4)装置本体が鋳込ストークを備え、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(5)ガス加圧注湯鍋が、加熱手段を備えていることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(6)鋳込手段が、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(7)金型キャビテイがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙が前記ガス排出通路の近傍に設けられていることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の竪型鋳造装置や、(8)ガス加圧注湯鍋が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管を備え、該溶湯供給管の給湯口にガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられていることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の竪型鋳造装置に関する。 That is, the present invention provides (1) a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having a pressurizing means for pressurizing molten metal in a mold cavity, and casting means for supplying and filling molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting means is A gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and that can be attached to and detached from the apparatus main body , and the capacity of the gas pressurized pouring pot is a capacity that accommodates the molten metal required for one casting. (2) A vertical casting apparatus as described in (1) above, wherein a sealed structure is formed by attaching a gas pressurized pouring pan to the apparatus main body, 3) Gas pressurized hot water pan has cast stalk, The vertical casting apparatus according to the above (1) or (2), wherein the upper end portion of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body, and (4) the apparatus main body performs the casting stalk. A vertical casting apparatus according to the above (1) or (2), or (5) a gas pressurized hot water pouring pan, wherein an upper end portion of the gas pressurized hot pouring pot is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure The vertical casting apparatus according to any one of the above (1) to (4) , characterized in that it comprises a heating means, and (6) the casting means vacuum sucks the gas in the mold cavity. And a vertical casting apparatus according to any one of the above (1) to (5) , characterized in that it has a vacuum suction mechanism that vacuum-fills the molten metal in the gas pressurized pouring pan, and (7) a mold cavity A gas discharge passage is provided, and the molten metal solidification zone gap communicating with the gas discharge passage is And vertical casting apparatus according to any one of to, characterized in that provided in the vicinity of the scan discharge passage (1) to (6), is (8) Gas pressure injection Yunabe, provided thereunder (1) to ( 1), characterized in that a molten metal supply pipe communicating with the opening is provided, and an openable and closable hot water supply lid having a sealing force capable of withstanding gas pressurization is provided at the molten metal supply pipe. 7) The vertical casting apparatus according to any one of the above.

また、本発明は、(9)金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置を用い、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧する鋳造方法であって、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯をガス加圧溶湯鍋に供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることを特徴とする竪型鋳造方法や、(10)ガス加圧注湯鍋内のガス圧を1kg/cm2以上に調整して、高速で短時間に鋳込むことを特徴とする前記(9)に記載の竪型鋳造方法や、(11)鋳造品が、軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品であることを特徴とする前記(9)又は(10)に記載の竪型鋳造方法に関する。 The present invention also includes: (9) a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity; a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold; and An apparatus main body having a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the mold cavity, and a casting means having a gas pressurizing pouring pot that can be attached to and detached from the apparatus main body to supply and fill the molten metal into the mold cavity from below. Using a vertical casting apparatus equipped with a slag, the molten metal is cast into the mold cavities from the gas pressurized pouring pan through casting stalk, and after the molten metal fills the cavities, the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed. And then pressurizing the molten metal in the mold cavity with the pressurizing means, and after closing the molten metal inflow gate with the closing means, immediately releases the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan to the atmosphere. Dress A vertical casting method characterized in that it is desorbed from the mounting body, the next required molten metal is supplied to the gas pressurization molten metal pan, and is again mounted on the apparatus main body to prepare for the next casting, or (10) gas The vertical casting method according to (9) above, characterized in that the gas pressure in the pressurized pouring pan is adjusted to 1 kg / cm 2 or more, and casting is performed at high speed in a short time, (11) The present invention relates to the vertical casting method according to (9) or (10) , wherein the casting is a thin and large casting of a light metal alloy.

本発明の竪型鋳造装置としては、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有していれば特に制限されるものではなく、本発明の竪型鋳造装置は作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置であるとと共に、本発明の竪型鋳造装置を用いると、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を好適に鋳造することができる。そして、かかる鋳造品としては特に限定されるものではないが、軽金属合金、特に凝固収縮が大きいアルミニウム合金が好ましい。アルミニウムは凝固するとき約7%収縮することから、ひけ巣の発生を防止しうる本発明の鋳造装置や鋳造方法は、アルミニウム合金等の凝固収縮が大きい軽金属合金からなる溶湯から、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造する場合に、特に有利に適用することができる。   The vertical casting apparatus of the present invention includes a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having pressurizing means for pressurizing the molten metal in the mold cavity, and casting means for supplying and filling the molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting The means is not particularly limited as long as it has a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and the vertical casting apparatus of the present invention has a high work efficiency and a low maintenance cost. When the vertical casting apparatus of the present invention is used together with the mold casting apparatus, it is possible to suitably cast a cast product that does not generate a shrinkage nest at the time of solidification and that does not involve gas, particularly a thin and large cast product. Can do. And although it does not specifically limit as this casting, A light metal alloy, especially an aluminum alloy with a large solidification shrinkage are preferable. Since aluminum shrinks by about 7% when solidified, the casting apparatus and casting method of the present invention, which can prevent the formation of shrinkage nests, are particularly thin and large-sized from molten metal made of light metal alloy such as aluminum alloy that has large solidification shrinkage. The present invention can be applied particularly advantageously when casting a cast product.

前記鋳込み手段におけるガス加圧注湯鍋としては、ガス加圧が可能な注湯鍋であって、装置本体に装脱着可能な注湯鍋であれば特に制限されるものではなく、前記ガス加圧のためにガス加圧注湯鍋を密閉構造とする必要があるが、例えば、上方が開放されたガス加圧注湯鍋に蓋を設けて密閉構造とすることもできるが、装置本体に装着することにより密閉構造を形成することが好ましい。装置本体に装着することにより密閉構造を形成する構成としては、ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備えている場合には、鋳込ストーク上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばストークの上面を金型のゲート入口の下面に押し付けて密閉構造を形成することができる。また、装置本体が鋳込ストークを備えている場合には、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばガス加圧注湯鍋の上面を固定盤下面に押し付けて密閉構造を形成したり、固定金型の固定盤の下部に設けられたシールパッキンに押し込んで密閉構造を形成したりすることができる。このとき、ガス加圧注湯鍋の上部を下部に比して小さくして、装置本体に密封しやすい形状とすることが好ましい。   The gas pressurizing pouring pot in the casting means is not particularly limited as long as it is a pouring pan capable of gas pressurization and can be attached to and detached from the apparatus main body. The gas pressurized hot water pot needs to have a sealed structure, but for example, a gas pressurized hot water pot with an open top can be provided with a lid, but the sealed structure can be formed by attaching it to the device body. It is preferable to do. As a configuration for forming a sealed structure by mounting on the apparatus main body, when the gas pressurized pouring pan has a cast stalk, the upper end of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the stalk can be pressed against the lower surface of the gate entrance of the mold to form a sealed structure. In addition, when the apparatus main body is equipped with cast stalk, the upper end of the gas pressurized pouring pan can be brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the gas pressurized pouring pan Can be pressed against the lower surface of the fixed plate to form a sealed structure, or can be pushed into a seal packing provided at the lower portion of the fixed plate of the fixed mold to form a sealed structure. At this time, it is preferable to make the upper part of the gas pressurized hot water pot smaller than the lower part and make it easy to seal the apparatus body.

このように装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、脱着した(取り外した)ガス加圧注湯鍋の上方(開放部)から溶湯を例えば給湯ラドルを用いて導入することができるので、非常に容易に溶湯の補充を行なうことができる。また、ガス加圧注湯鍋を脱着して、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業を行なうことができるので非常にメンテナンスを行いやすい。   In this way, by using a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, the molten metal can be introduced from, for example, a hot water ladle from above (opened) the gas pressurized pouring pan that has been detached (removed). The molten metal can be replenished very easily. Moreover, since the gas pressurization pouring pan can be removed and the inflow gate of the apparatus main body can be cleaned and sprayed for lubrication, it is very easy to perform maintenance.

また、ガス加圧注湯鍋は、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管(溶湯供給通路)を備えていてもよく、その場合、該溶湯供給管の給湯口には、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられる。ここで、開口が設けられるガス加圧注湯鍋の下部とは、(充満時の)溶湯鍋内の溶湯の湯面より下方の部位を意味し、より効率的に溶湯を鋳込むことができ、及び/又はストークからより効率的に溶湯を落下させることができることから、鋳込みストーク下端の下方の部位であることが好ましい。この場合、給湯時にガス加圧溶湯鍋を脱着して移動する必要は必ずしもないが、脱着して給湯する場合、その移動距離を短縮することができ、より効率的に作業を行うことができる。   The gas pressurized hot water pouring pan may be provided with a molten metal supply pipe (a molten metal supply passage) communicated with an opening provided at a lower portion thereof. An openable and closable hot water supply lid with a durable sealing force is provided. Here, the lower part of the gas pressurized hot pot provided with an opening means a part below the molten metal surface in the molten metal pot (when full), can cast the molten metal more efficiently, and Since the molten metal can be more efficiently dropped from the stalk, it is preferably a portion below the lower end of the cast stalk. In this case, it is not always necessary to remove and move the gas pressurized molten metal pan during hot water supply, but when removing and supplying hot water, the moving distance can be shortened and the work can be performed more efficiently.

かかるガス加圧注湯鍋は、加熱手段を備えていることが好ましく、これにより、凝固層の発生を抑制し、湯廻りが良好で鋳造製品の不良発生を極力抑制することが可能となる。   Such a pressurized gas pouring pan is preferably provided with a heating means, whereby it is possible to suppress the generation of a solidified layer and to suppress the occurrence of defects in the cast product as much as possible due to good hot water circulation.

また、ガス加圧注湯鍋の容量としては、装置大型化の防止やガス加圧注湯鍋の搬送の容易さの点から、例えば1〜3回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることが好ましく、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることがより好ましい。1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、各鋳込み時の注湯鍋内の溶湯量が常に一定なので圧力補正を行う必要がなく、より簡便に連続して充填を行うことができると共に、酸化物の混入やガスの巻き込みを抑制して安定した運転が可能となる。すなわち、複数回分の容量の場合には、各鋳込み時の液面レベルが異なり、圧力の微妙な調整を行なう必要があるが、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、このような微妙な調整を行なう必要がない。   Moreover, as a capacity | capacitance of a gas pressurization pouring pot, it is a capacity | capacitance which can accommodate the molten metal required, for example for 1-3 times of casting from the point of prevention of the enlargement of an apparatus and the ease of conveyance of a gas pressurization pouring pot. It is more preferable that the capacity is enough to accommodate the molten metal required for one casting. By making the capacity to accommodate the molten metal required for one casting, the amount of molten metal in the pouring pan at the time of each casting is always constant, so there is no need for pressure correction, and continuous filling is performed more simply. In addition, it is possible to suppress the mixing of oxides and entrainment of gas and to perform stable operation. That is, in the case of the capacity for multiple times, the liquid level at the time of each casting is different, and it is necessary to finely adjust the pressure, but by making the capacity that can accommodate the molten metal required for one casting There is no need to make such subtle adjustments.

また、このようなガス加圧注湯鍋の小型化は、湯面を高くしてガス部の体積を小さくできるのでガス圧の高圧化を可能にし、また、金型キャビティへの定量的な溶湯の供給や供給速度の高速化及びショットタイムラグの短縮化を可能とし、高品質な鋳造や薄肉で大型の鋳造品の鋳造が可能となる。さらに、このような注湯鍋を用いることにより、生産サイクルタイムが短くなるので、生産性も向上する。   In addition, the downsizing of such gas pressurized pouring pans enables the gas pressure to be increased because the surface of the hot metal is raised and the volume of the gas part is reduced, and the quantitative supply of molten metal to the mold cavity is possible. In addition, the supply speed can be increased and the shot time lag can be shortened, and high-quality casting and casting of a large-sized cast product with a thin wall can be performed. Furthermore, by using such a pouring pan, the production cycle time is shortened, so that the productivity is improved.

また、鋳込手段は、前記ガス加圧注湯鍋に加えて、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することが好ましい。これにより、金型キャビティへの溶湯の高速充填を可能とすると共に、金型キャビテイ内のガスを排出しガスの巻込みを防止することができる。なお、この真空吸引は、後述するガス排出通路を通じて行なうことができる。   Moreover, it is preferable that the casting means has a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks and fills the molten metal in the gas pressurization pouring pan by vacuuming the gas in the mold cavity in addition to the gas pressurization pouring pan. As a result, the mold cavity can be filled with the molten metal at a high speed, and the gas in the mold cavity can be discharged to prevent the gas from being entrained. This vacuum suction can be performed through a gas discharge passage which will be described later.

上記金型キャビテイとしては、薄肉で大型の鋳造品を鋳造することができる金型キャビテイが好ましく、キャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部を備え、該キャビテイ湯溜部が溶湯流入ゲートの上方に位置するキャビテイ第1湯溜部と、前記キャビテイ製品部のキャビテイ第1湯溜部と反対側の端部近傍上方に位置する1又は2以上のキャビテイ第2湯溜部からなるものがより好ましい。そして、キャビテイ製品部とキャビテイ第1湯溜部とはサイドゲートを介して連通し、キャビテイ第1湯溜部はキャビテイ第2湯溜部に比べて、より大きい容積を有しているものが好ましい。   As the mold cavities, mold cavities capable of casting a thin and large cast product are preferable. The mold cavities include a cavity product portion and a cavity hot water reservoir, and the cavity hot water reservoir is located above the molten metal inflow gate. It is more preferable to include a cavity first hot water reservoir, and one or more cavity second hot water reservoirs located near the end of the cavity product product portion on the side opposite to the cavity first hot water reservoir. And a cavity product part and a cavity 1st hot water reservoir communicate with each other via a side gate, and the cavity first hot water reservoir preferably has a larger volume than a cavity 2nd hot water reservoir. .

下側固定金型には、下方の注湯鍋から溶湯を充填供給するための鋳込用ストークとキャビテイ第1湯溜部との連通部が形成され、該連通部には溶湯流入ゲートが設けられている。かかる溶湯流入ゲートの形状としては特に制限されないが、加工の容易さ等からして通常断面が円形の形状が好ましく、この場合、円形溶湯流入ゲートの内径はストークの内径よりも小さくなるように構成しておくことが好ましい。このように構成しておくことにより、下方から充填供給されてくる溶湯をキャビテイ第1湯溜部内へ噴出させることができ、後述するように、鋳造製品不良の一因となるストーク内に注湯された溶湯表面にある酸化膜やストークの内面で冷却され発生するチル層(凝固層)の製品への混入を防止することができる。   The lower fixed mold is formed with a communicating portion between a casting stalk for filling and supplying molten metal from a lower pouring pot and a cavity first hot water reservoir portion, and a molten metal inflow gate is provided in the communicating portion. ing. The shape of the molten metal inflow gate is not particularly limited. However, in view of ease of processing or the like, a shape having a circular cross section is usually preferable. In this case, the inner diameter of the circular molten metal inflow gate is configured to be smaller than the inner diameter of the stalk. It is preferable to keep it. By configuring in this way, the molten metal filled and supplied from below can be ejected into the cavity first hot water reservoir, and, as will be described later, the molten metal is poured into the stalk that contributes to the defective casting product. It is possible to prevent the oxide film on the surface of the molten metal or the chill layer (solidified layer) generated by cooling on the inner surface of the stalk from entering the product.

固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段としては、溶湯流入ゲートを閉塞しうる機構を備えているものであればどのようなものでもよく、たとえば円形溶湯流入ゲートを開閉することができる該ゲート上方に配設される閉塞ピンを具体的に挙げることができ、この場合、該閉塞ピンの円形溶湯流入ゲートへの挿入部の直径を円形溶湯流入ゲート内径よりもわずかに小さくしておくことが閉塞密封性の点で好ましい。この閉塞ピンは可動金型に対して液密的に摺動自在に進退出することができるように保持することが好ましく、また、後述するように、加圧ステムが可動金型に対して液密的に摺動自在に保持される場合は、該加圧ステムの中心に同軸かつ液密的に摺動自在に閉塞ピンを設けることもできる。   The closing means for closing the molten metal inflow gate formed in the fixed mold may be any means as long as it has a mechanism capable of closing the molten metal inflow gate. For example, the circular molten metal inflow gate can be opened and closed. In this case, the diameter of the insertion portion of the closing pin into the circular molten metal inflow gate is made slightly smaller than the inner diameter of the circular molten metal inflow gate. It is preferable from the viewpoint of occlusion and sealing. It is preferable to hold the closing pin so that it can move forward and backward in a liquid-tight manner with respect to the movable mold. In the case of being held slidably densely, a closing pin can be provided coaxially and slidably in a liquid-tight manner at the center of the pressure stem.

上述のように、加圧ステムおよび閉塞ピンが円形溶湯流入ゲート上方の可動金型に配設される場合、これらを退出(上昇)させた状態で形成される円形のキャビテイ第1湯溜部の入口の直径を円径溶湯流入ゲートの直径の1.4倍よりも大きくし、加圧ステムおよび閉塞ピンの退出上限時における湯溜部の天井の高さを前述した円形溶湯流入ゲートから噴出する溶湯噴流の高さよりも10mm以上高くなるように、キャビテイ第1湯溜部を構成することが好ましい。このように湯溜部の入口の直径を円形ゲート直径の1.4倍以上とした場合、溶湯噴流の高さhは、近似的に円形ゲートにおける溶湯の通過速度をv、重力の加速度をgとしたとき、h=v2/2gの計算式により求めることができるので、一般的な範囲で鋳込速度を早い速度のv=2.0m/secとしたとき、 噴流高さh=2.02/2g=0.204mm となる。 As described above, when the pressurizing stem and the closing pin are disposed in the movable mold above the circular molten metal inflow gate, the circular cavity first hot water reservoir portion formed in a state in which they are retracted (raised). The diameter of the inlet is made larger than 1.4 times the diameter of the circular molten metal inflow gate, and the ceiling height of the hot water reservoir at the upper limit of the pressure stem and the closing pin is ejected from the circular molten metal inflow gate. It is preferable that the cavity first hot water reservoir is configured to be 10 mm or more higher than the height of the molten metal jet. Thus, when the diameter of the inlet of the hot water reservoir is 1.4 times or more the diameter of the circular gate, the height h of the molten metal jet is approximately v for the passage speed of the molten metal in the circular gate and g for the acceleration of gravity. when a, h = v 2 / since 2g can be determined by the equation, when a faster rate of v = 2.0 m / sec the casting speed in the general range, ejection height h = 2. 0 2 /2g=0.204 mm

即ち、天井高さを204+10=214mmにしておけば噴流が天井に衝突することなく、自由表面を形成し、溶湯表面の酸化膜が逆流することなく閉じこめられ、また、衝突によるガスの巻込みも防止できる。   In other words, if the ceiling height is set to 204 + 10 = 214 mm, the jet flow does not collide with the ceiling, the free surface is formed, the oxide film on the molten metal surface is confined without backflow, and gas entrainment due to the collision is also possible. Can be prevented.

例えば、溶湯の注湯・充填速度は製品の形状によっても異なるが、一般的に円形ゲート内の最初の通過速度は1.0〜2.4m/secが好ましく、その場合円形ゲートからの噴流高さは通常50〜300mm位になるが、キャビテイ第1湯溜部の天井の高さが溶湯噴流の高さよりも10mm以上も高くなっている場合、自由表面が形成され、湯面に残っていた酸化膜も表面に残り、そして上記湯溜部の上部に残っているガスも封じ込められたままで下降流とはならず、更にガスは加圧ステムの外周の空隙から真空で排出されるので溶湯にガスを巻込むこともない。他方、噴流速度が遅いと天井に衝突することもなく、ガスの巻込みはなくなるが、鋳込時間が長くなり、溶湯がキャビテイ製品部内を流れる速度が遅くなり、その間に冷却凝固が進み、抵抗が増加し、流速が一層低下してキャビテイ製品部内への溶湯の充填が不充分となり、加圧しても圧力伝達が悪くひけ巣の発生の可能性が大きくなる。従って、溶湯が第1湯溜部を充満し、製品部に入り始めると、鋳込速度はできるだけ早くなるように注湯鍋内のガス圧を上昇させ、鋳込速度を調整することが好ましい。この時点においては第1湯溜部には溶湯が充満しており、これが抵抗となって流入ゲートの流れがその天井に残った酸化膜やガスを巻き込むことはない。   For example, the pouring / filling speed of the molten metal varies depending on the shape of the product, but generally the initial passing speed in the circular gate is preferably 1.0 to 2.4 m / sec. The height is usually about 50 to 300 mm, but when the height of the ceiling of the first cavern is higher than the height of the molten metal jet by 10 mm or more, a free surface was formed and remained on the hot water surface. The oxide film also remains on the surface, and the gas remaining in the upper part of the hot water reservoir is still contained and does not flow downward. There is no gas involved. On the other hand, if the jet velocity is low, it will not collide with the ceiling and there will be no gas entrainment, but the casting time will be longer, the speed at which the molten metal will flow through the cavity product will become slower, and cooling solidification will progress during this time, resistance Increases, the flow velocity further decreases, and the molten product is insufficiently filled in the cavity product part, and even if the pressure is applied, the pressure transmission is poor and the possibility of occurrence of shrinkage increases. Therefore, when the molten metal fills the first hot water reservoir and begins to enter the product section, it is preferable to increase the gas pressure in the pouring pan and adjust the casting speed so that the casting speed is as fast as possible. At this time, the first hot water reservoir is filled with molten metal, and this acts as a resistance so that the flow of the inflow gate does not entrap the oxide film or gas remaining on the ceiling.

高圧ガスにより溶湯を供給する場合には、鋳込速度が早くなりキャビテイ内における溶湯の冷却凝固が少なく、その駆動力によって抵抗の大きいキャビテイ製品部の狭い所への溶湯の充填も可能になるが、仮に充填が不充分な場合が生じたとしても、その体積は小さく加圧ステム等の充分な加圧により補充充填できるので問題はない。   When supplying the molten metal with high-pressure gas, the casting speed is increased and the molten metal is less cooled and solidified in the cavity, and the driving force can fill the molten product into a narrow part of the cavity product part with high resistance. Even if the filling is insufficient, there is no problem because the volume is small and the filling can be performed by sufficient pressurization such as a pressure stem.

以上のようにキャビテイ内にキャビテイ第1湯溜部を形成することにより、閉塞ピンや加圧ステムを進出(下降)させる場合に、湯溜部の最上部に存在する酸化膜やガス巻込み層は押出されることなくキャビテイ第1湯溜部の上端に滞留し、キャビテイ製品部に混入することがない。また、注湯鍋を用いた鋳込みの場合、ストークの注湯口は注湯鍋の湯面の下に入っており、湯面で発生した酸化膜は湯面に浮いていることから、ストークに入ることはない。ストーク内湯面のわずかな酸化膜は噴流の先端にあってキャビテイ第1湯溜部に全部飛び込み、サイドゲートを介してキャビテイ製品部の方に流出することはなく、鋳造製品に酸化膜が混入することはなくなり、このため鋳造製品の不良、強度のばらつきはなくなることになる。   As described above, when the cavity first hot water reservoir is formed in the cavity, the oxide film and the gas entrainment layer present at the uppermost portion of the hot water reservoir when the closing pin and the pressure stem are advanced (lowered). Stays at the upper end of the cavity first hot water reservoir without being extruded, and does not enter the cavity product section. Also, in the case of casting using a pouring pan, the Stoke pouring spout is under the surface of the pouring pan, and the oxide film generated on the pouring surface floats on the surface of the pouring pan, so it is not possible to enter Stoke Absent. The slight oxide film on the surface of the stalk inner bath is at the tip of the jet and completely jumps into the first reservoir of the cavity and does not flow out to the cavity product section through the side gate, but the oxide film is mixed into the cast product. This eliminates defects in cast products and variations in strength.

次に、閉塞された金型キャビテイ内に充填されている溶湯を加圧することにより、凝固時にひけ巣の発生しない、しかも噴流によるガスの巻き込みのない鋳造品を鋳造することができる。閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧するための加圧手段としては、キャビテイ第1湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に設けられ、その中心に閉塞ピンを摺動自在に設けている前記加圧ステムや、キャビテイ第1湯溜部とはキャビテイ製品部を介して離れた位置にある前記キャビテイ第2湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンを具体的に例示することができる。加圧ピンは複数設けることが好ましく。またその直径は、キャビテイ第2湯溜部の深さの2/3〜1倍が好ましい。さらに、これら加圧ステムと加圧ピンは併用することが好ましい。このように、離れた位置にある加圧ステムと複数の加圧ピンとから溶湯を加圧することによって、キャビテイ内の溶湯への圧力伝達距離を短くすることにより、キャビテイ製品部に均一に圧力を伝えることができ、小さい加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することが可能となる。また、加圧ステムおよび加圧ピンを製品の形態に応じて適当な位置に配置することによって、キャビテイ製品部の溶湯の圧力伝達距離をさらに短くし、圧力伝達をより均一かつ充分なものとすると、より小さな加圧圧力でひけ巣の発生を防止することができる。   Next, by pressurizing the molten metal filled in the closed mold cavity, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification and gas is not entrained by a jet. As a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the closed mold cavity, it is slidably provided on the movable mold above the first hot water reservoir of the cavity, and a closing pin is slidable in the center. The pressurizing stem provided and the cavity first hot water reservoir are slidably disposed on the movable mold above the cavity second hot water reservoir located at a position separated from the cavity product portion. A pressure pin can be specifically exemplified. It is preferable to provide a plurality of pressure pins. The diameter is preferably 2/3 to 1 times the depth of the cavity second hot water reservoir. Further, these pressure stems and pressure pins are preferably used in combination. In this way, by pressurizing the molten metal from the pressure stem and the plurality of pressure pins located at separate positions, the pressure transmission distance to the molten metal in the cavity is shortened, so that the pressure is uniformly transmitted to the cavity product part. Therefore, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification with a small pressure. In addition, the pressure transmission distance of the molten metal in the cavity product part is further shortened by arranging the pressure stem and the pressure pin at appropriate positions according to the form of the product, and the pressure transmission is made more uniform and sufficient. In addition, it is possible to prevent the formation of a shrinkage nest with a smaller pressure.

従来の鋳造装置においては、一般に、凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造するため、加圧手段による溶湯の加圧速度を大きくし、かつ急速に加圧することが行われているが、この場合、圧力伝達が良すぎて型開き力が大きくなりバリを吹き、型締力も大きくする必要がある。しかし、反対に加圧速度を遅くすると、溶湯の凝固収縮に追いつかず、ひけ巣が発生することになる。他方、本発明によると、バリ吹きを防止しうる小さい型締力でも均一かつ充分な圧力伝達を行うことができるので、小さな加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することができる。このように本発明においては、加圧時の加圧ステムや加圧ピンの進出速度をキャビテイ製品部内の溶湯の凝固収縮速度に適応した速度になるようにプログラム制御を行う等、加圧速度を調節することにより、小さい型締力のプレス装置でバリ吹きを防止しながらひけ巣の発生を防止することができ、例えば、パスカルの原理が働かない凝固収縮中の溶湯に対する加圧力及び加圧速度を、バリの吹かない範囲で凝固速度に応じて制御することによって、従来の高圧法に比較して1/3〜1/5の小さい型締力の装置で、酸化膜、凝固層の混入やガスの巻込みのない緻密な組織の鋳造品を得ることができる。   In conventional casting apparatuses, in general, in order to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification, the pressurizing means of the molten metal by the pressurizing means is increased and rapidly pressurized. In this case, the pressure transmission is too good, the mold opening force is increased, the burr is blown, and the mold clamping force must be increased. However, if the pressurization rate is slowed down, it will not catch up with the solidification shrinkage of the molten metal, and a sinkhole will be generated. On the other hand, according to the present invention, uniform and sufficient pressure transmission can be performed even with a small mold clamping force that can prevent burrs from being blown. it can. As described above, in the present invention, the pressurization speed is controlled by performing program control so that the advancement speed of the pressurization stem and pressurization pin during pressurization becomes a speed adapted to the solidification contraction speed of the molten metal in the cavity product part. By adjusting it, it is possible to prevent the formation of sink marks while preventing burrs from being blown with a press device with a small clamping force. For example, the pressure and pressurizing speed for the molten metal during solidification shrinkage where Pascal's principle does not work Is controlled in accordance with the solidification rate within the range where burrs are not blown, so that a device with a small clamping force of 1/3 to 1/5 of the conventional high pressure method can be used. It is possible to obtain a cast product having a dense structure without gas entrainment.

また、スクイズ鋳造等の竪型鋳造法の場合、アキュラッドピン(センターピン)による加圧を早くすると鋳込みプランジャを押し下げることになるので、少し時間を遅らせて、すなわちゲート部の凝固が進み、鋳込みプランジャーへの圧力伝達が小さくなってから加圧するので、その間にキャビテイ内の溶湯の凝固も進行し、溶湯補充には大きい圧力を必要とし、場合によってはそのタイミングが合わず、ひけ巣が発生することがあるが、これに対して、本発明においては、溶湯流入ゲートの閉塞手段を備えているので、ゲート閉塞直後のまだ凝固の進行の少ない段階から加圧して溶湯を補充充填することができ、また、加圧ステムと所定の位置に配設した複数の加圧ピンによって加圧するので圧力伝達距離は短く、小さい圧力で均一かつ充分な補充充填を行うことができる。このように加圧圧力を低圧とすることができる結果、金型の型締力も小さくて済み、型締装置や金型のコストを低廉に抑えることができる。またこの鋳込速度は及び加圧開始速度がスクイズ鋳造よりも早く、薄肉鋳造も可能になり、また、溶湯の金型表面との接触維持で良好な熱伝達を保ち、冷却時間も短く、結晶も小さく、品質が向上、生産サイクルタイム短くなり、生産性も向上する。   In addition, in the case of vertical casting methods such as squeeze casting, if the pressure applied by the acurad pin (center pin) is accelerated, the casting plunger will be pushed down. Since pressure is applied after the pressure transmission to the plunger is reduced, solidification of the molten metal in the cavity progresses during that time, and a large pressure is required for replenishing the molten metal. However, in the present invention, since the present invention is provided with a means for closing the molten metal inflow gate, it is possible to replenish and fill the molten metal by pressurizing from the stage where solidification is still progressing immediately after the closed gate. In addition, since the pressure is applied by the pressure stem and a plurality of pressure pins arranged at predetermined positions, the pressure transmission distance is short, and the pressure is uniform and charged with a small pressure. It can be performed Do refill packing. As a result of the pressure being reduced in this way, the mold clamping force of the mold can be reduced, and the costs of the mold clamping device and the mold can be kept low. In addition, this casting speed and pressurization start speed are faster than squeeze casting, thin wall casting is also possible, good heat transfer is maintained by maintaining contact with the mold surface of the molten metal, cooling time is short, crystal The quality is improved, the production cycle time is shortened, and the productivity is improved.

また、本発明の竪型鋳造装置においては、金型キャビテイ内への溶湯充填時にキャビテイ内に存在するガスを排出することができるガス排出通路と、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙を有するものが好ましい。ガス排出通路としては、可動金型中を貫通しているガス排出孔と、ガス排出空隙とから構成されているものが好ましい。溶湯凝固ゾーン用空隙は、ガス排出通路の近傍に設けることが好ましく、特に加圧手段に近接していることが好ましい。かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、例えばキャビテイ内のガスをガス排出通路から排出した後に、溶湯凝固ゾーンとなる空隙で先湯を凝固させることができ、前記閉塞手段と相俟って、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができる空隙であればどのようなものでもよく、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙を単に設けておくだけで、エアベントバルブやフイルター等を配設しかつ複雑な切替弁やバルブを用いることなく、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができ、また鋳造装置の稼働に際して圧力調節等の複雑な操作も不要となり、さらに故障等の発生がないことから、本発明の鋳造装置は極めて実用的であると言える。また、ストーク上面と金型下面、あるいは注湯鍋の上面と固定盤下面とのドッキング当たり面の面積は小さく、注湯時加圧ガスが漏れない用にする圧力シールは容易にできる。   Further, in the vertical casting apparatus of the present invention, a gas discharge passage capable of discharging the gas existing in the cavity when the molten metal is filled in the mold cavity, and a gap for the molten metal solidification zone communicated with the gas discharge passage. Those having the following are preferred. The gas discharge passage is preferably configured by a gas discharge hole penetrating through the movable mold and a gas discharge gap. The molten metal solidification zone gap is preferably provided in the vicinity of the gas discharge passage, and particularly preferably close to the pressurizing means. As the gap for the molten metal solidification zone, for example, after discharging the gas in the cavity from the gas discharge passage, the molten metal can be solidified in the gap that becomes the molten metal solidification zone. Any air gap can be used as long as it can seal and close the inside of the cavity, and simply by providing such a gap for the molten metal solidification zone, an air vent valve, a filter, etc. are provided and a complicated switching valve or The inside of the cavities can be easily sealed and closed without using a valve, and there is no need for complicated operations such as pressure adjustment when the casting apparatus is in operation. The device can be said to be very practical. Further, the area of the docking surface between the upper surface of the stalk and the lower surface of the mold, or the upper surface of the pouring pan and the lower surface of the fixed platen is small, and a pressure seal for preventing pressurized gas from leaking during pouring can be easily achieved.

具体的に、溶湯凝固ゾーン用空隙としては、前記加圧ステム及び/又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙を介してガス排出通路に連通している溶湯凝固ゾーン溶空隙を例示することができ、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、加圧ステム/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径よりも1〜5mm大きい内径で10〜40mm程度の深さ(長さ)を有する溶湯凝固ゾーンとなる空隙を具体的に例示することができる。このように、それぞれの湯溜部の外径を加圧ステム及び加圧ピンの外形よりもわずかに大きくしておくことにより、各湯溜部の外周壁に生じた凝固層が加圧ステム/加圧ピンによって製品の中に押し込まれることを防止すると共に、加圧ステム及び加圧ピンの加圧抵抗を少なくすることができる。そして、上記のように、溶湯凝固ゾーン用空隙を溶湯の温度や鋳込速度に適合した寸法に設計しておくと、溶湯が充填された時に先湯がこの空隙部分で冷却凝固しガス排出空隙に侵入することはない。   Specifically, the molten metal solidification zone gap communicates with the gas discharge passage through a gas discharge gap formed between the outer peripheral surface of the pressure stem and / or the pressure pin and the inner peripheral surface of the movable mold. The molten metal solidification zone melting void can be exemplified, and the molten metal solidification zone void is provided concentrically with the pressure stem / or the pressure pin, and from the diameter of the pressure stem and / or the pressure pin. In addition, a void that becomes a molten metal solidification zone having an inner diameter that is 1 to 5 mm larger and a depth (length) of about 10 to 40 mm can be specifically exemplified. In this way, by setting the outer diameter of each hot water pool portion to be slightly larger than the outer shape of the pressure stem and the pressure pin, the solidified layer formed on the outer peripheral wall of each hot water pool portion can be increased by the pressure stem / While being pushed into the product by the pressure pin, the pressure resistance of the pressure stem and the pressure pin can be reduced. As described above, if the gap for the molten metal solidification zone is designed to have a size that matches the temperature of the molten metal and the casting speed, the hot water is cooled and solidified in the gap when the molten metal is filled, and the gas discharge gap Never invade.

また、上記ガス排出空隙は先湯が流入しない構造や大きさのものが好ましく、例えば、ガス排出空隙としては、加圧ステム及び/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径より0.4〜1.0mm程度大きい内径のガス排出空隙を具体的に挙げることができる。そして、金型キャビテイを真空にする際、空気の侵入を防止するために、パーテイング面にはガス排出孔、及びガス排出空隙からなるガス排出通路は設けずにできればシールパッキングを設置するか、漏入空気をガス排出口に連結されたガス排出溝を設け、金型外部からの金型キャビテイへの空気の漏入を防止する。   Further, the gas discharge gap preferably has a structure or size that does not allow the hot water to flow in. For example, the gas discharge gap is provided concentrically with the pressure stem and / or the pressure pin, and the pressure stem and / or A gas discharge gap having an inner diameter that is about 0.4 to 1.0 mm larger than the diameter of the pressure pin can be specifically mentioned. When the mold cavity is evacuated, in order to prevent intrusion of air, the parting surface is not provided with gas discharge holes and gas discharge passages. A gas exhaust groove connected to the gas exhaust port is provided to prevent air from leaking into the mold cavity from outside the mold.

ところで、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構との併用による溶湯の鋳込み開始速度を最適値の1.0〜2.4m/secとすると、加圧ステムや加圧ピンの外周に近接設けられた溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙等の2段空隙部における空気抵抗が大きくなるが、加圧ピンの数及び配置を適宜選択することにより、上記溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙の設置も目的を達成することができる。すなわち、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙で冷却凝固し、溶湯凝固ゾーン空隙より狭いガス排出空隙に侵入しない構造に、当業者であれば容易に設計することができる。また、溶湯凝固ゾーン用空隙で先湯を確実に冷却凝固するために、加圧ステムや加圧ピンにベリリューム銅など熱伝導の良い材料を用い、その内部を水冷することができる構造とすることもできる。   By the way, if the casting start speed of the molten metal by the combined use of the gas pressurized pouring pan and the vacuum suction mechanism is set to an optimum value of 1.0 to 2.4 m / sec, the molten metal provided close to the outer periphery of the pressure stem and the pressure pin. The air resistance in the two-stage gaps such as the solidification zone gap and the gas discharge gap is increased, but the purpose of installing the molten metal solidification zone gap and the gas discharge gap by appropriately selecting the number and arrangement of the pressure pins. Can be achieved. That is, those skilled in the art can easily design a structure in which the hot water is cooled and solidified in the melt solidification zone gap having a two-stage gap and does not enter the gas discharge gap narrower than the melt solidification zone gap. Also, in order to cool and solidify the hot water in the gap for the molten metal solidification zone, a material with good heat conduction, such as beryllium copper, is used for the pressure stem and pressure pin, and the inside can be cooled with water. You can also.

以上、説明した本発明の竪型鋳造装置は、加圧ステム及び加圧ピン外周のガス排出系の構は簡単であり、運転中のトラブルの発生は少なくなる。また、密閉された小さい体積の注湯鍋内のガス加圧と真空吸引機構の併用で、溶湯を高速で金型キャビテイへ充填することにより、大型の薄肉製品の鋳造を可能にすると共に、溶湯の先湯は狭い溶湯凝固ゾーン空隙に流入するのでそこで凝固し停止して、ガス排出空隙通路に侵入することはない。また、キャビテイ第1湯溜部の深さを深くしたことにより、加圧ステムのストロークを長くすることができ、キャビテイ製品部内の補充充填及び凝固収縮に対して充分な体積の溶湯を加圧ステムによって圧入し、冷却速度を早くして結晶を小さくすることも加え、より緻密な組織で強度のある鋳造品を得ることができる。また、円形ゲートの内径よりもわずかに小径の閉塞ピンで円形ゲートを閉塞させ、注湯鍋内のガス圧を大気解放し、早く引き下げることによりストーク内の溶湯を早く注湯鍋に戻しストーク内での凝固固着によるトラブルの発生を防止する。   As described above, in the vertical casting apparatus of the present invention described above, the structure of the gas discharge system around the pressure stem and the pressure pin is simple, and the occurrence of trouble during operation is reduced. In addition, by combining gas pressurization and a vacuum suction mechanism in a sealed small-volume pouring pan, it is possible to cast a large thin product by filling the mold cavity at high speed, The hot water flows into the narrow molten metal solidification zone gap, so that it solidifies and stops there and does not enter the gas discharge gap passage. In addition, by increasing the depth of the cavity 1st hot water reservoir, the stroke of the pressurization stem can be lengthened, and a sufficient volume of molten metal for refilling and coagulation shrinkage in the cavity product part can be obtained. In addition, it is possible to obtain a strong casting with a denser structure by adding pressure to reduce the crystal by increasing the cooling rate. In addition, the circular gate is closed with a closing pin slightly smaller than the inner diameter of the circular gate, the gas pressure in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal in the stalk is quickly returned to the pouring pan by lowering it quickly. Prevents troubles caused by solidification.

また、型開時、注湯鍋を機外に出すことにより、流入ゲートの掃除や、金型表面の冷却、潤滑のためのスプレー作業を容易に安全にできるようにする。   In addition, when the mold is opened, the pouring pan is taken out of the machine so that the inflow gate can be cleaned, and the mold surface can be cooled and lubricated easily and safely.

また、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構を備えた本発明の鋳込装置では、金型キャビテイに溶湯を充填するとき、キャビテイ内のガスをほぼ完全に排出すると同時に、充填後、円形ゲートを閉塞して小さな圧力で必要充分な加圧をすることができるので、従来の高圧法の1/3〜1/5の型締力で対応でき、鋳造装置のコストが大幅に安くなり、生産性も良いので、鋳造品のコストを大幅に引き下げることができる。また、溶湯を注湯鍋の湯面の下から直接供給するので酸化膜が混入することもなく、その通路が短いことによって凝固層の発生も少なく、円形ゲートの出口に適当な高さを持つキャビイテイ第1湯溜部を設けることによって、噴流が天井に衝突することもなく、ガスの巻込みをなくすとともに、わずかに残った酸化膜や凝固層をキャビテイ第1湯溜部に滞留させることができ、その結果不純物の無い緻密な組織の鋳造品を得ることができる。さらに注湯鍋が小さくガス圧を高くすることができる結果、高速の鋳込み速度を確保でき、薄肉鋳造が可能になり、注湯鍋を移動することにより、溶湯補充も容易で、設備費が安くなるだけでなく、装置の配置、運転も容易になる。   In addition, in the casting apparatus of the present invention equipped with a pressurized gas pouring pan and a vacuum suction mechanism, when filling molten metal into the mold cavity, the gas in the cavity is almost completely discharged, and at the same time, the circular gate is closed after filling. Therefore, the necessary and sufficient pressure can be applied with a small pressure, so it can be handled with a clamping force of 1/3 to 1/5 that of the conventional high pressure method, and the cost of the casting apparatus is greatly reduced, and the productivity is also high. Since it is good, the cost of the casting can be greatly reduced. In addition, since the molten metal is supplied directly from the bottom of the pouring pan, the oxide film is not mixed in, and the passage is short, so there is little generation of a solidified layer, and the cavity has an appropriate height at the exit of the circular gate. By providing the first hot water reservoir, the jet flow does not collide with the ceiling, gas entrainment can be eliminated, and a slight remaining oxide film or solidified layer can be retained in the cavity first hot water reservoir. As a result, a cast product having a dense structure free of impurities can be obtained. Furthermore, as the hot pot is small and the gas pressure can be increased, a high casting speed can be secured, thin-wall casting becomes possible, and by moving the hot pot, it is easy to replenish the molten metal and the equipment cost is reduced. In addition, the arrangement and operation of the apparatus become easy.

また、本発明の竪型鋳造方法としては、上記竪型鋳造装置を用いる鋳造方法であって、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧する竪型鋳造方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、注湯量1回分以上の溶湯を受け取ったガス加圧注湯鍋の上端を固定盤の下部に設けられたシールパッキングに押し込みシール密閉し、注湯鍋に好ましくは1kg/cm2以上のガス圧を加え、注湯鍋内の湯面を加圧して鋳込ストークを通じて溶湯を金型のキャビテイ内へ鋳込む。このとき、ガス加圧注湯鍋が溶湯供給管を備えている場合には、かかる供給管の湯面の上方から同じガス圧を同時に加えてもよい。続いて、溶湯でキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを閉塞手段で塞ぎ、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段(加圧ピン)で加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなく、かつガスの巻込みのない鋳造品、好ましくは軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品を鋳造する。 Further, the vertical casting method of the present invention is a casting method using the vertical casting apparatus, in which the molten metal is cast into the mold cavity through the casting stalk from the gas pressure pouring pot, and the molten metal fills the cavity. After that, it is not particularly limited as long as it is a vertical casting method in which the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed by the closing means, and then the molten metal in the mold cavities is pressed by the pressing means. The top of the gas pressurized pouring pan that has received the molten metal for the amount of pouring once or more is pushed into the seal packing provided at the bottom of the fixed plate and sealed, and a gas pressure of 1 kg / cm 2 or more is preferably applied to the pouring pan. Pressurize the hot water surface in the hot pot and cast the molten metal into the mold cavity through casting stalk. At this time, when the gas pressurized pouring pan has a molten metal supply pipe, the same gas pressure may be simultaneously applied from above the molten metal surface of the supply pipe. Subsequently, after filling the cavity with molten metal, the molten metal inflow gate provided in the fixed mold is closed with a closing means, and then the molten metal in the mold cavity is pressurized with a pressure means (pressure pin), A cast product in which no shrinkage occurs at the time of solidification and no gas is entrained, preferably a thin and large cast product of a light metal alloy is cast.

加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第2湯溜部で減速させ、ガス排出空隙から金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の先湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填された後、1又は複数の加圧ピンを前進させて湯溜部の溶湯を加圧することが好ましく、また、複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことのよってガスの巻込みをより減少させるとともに、加圧ステムおよび複数の加圧ピンにより溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることが好ましい。この補充充填によって、溶湯の金型表面との接触は維持され、良好な熱伝達を保ち、冷却速度が早く、結晶の粗大化を防ぎ、小さな結晶の組織となる。そして、溶湯が凝固時これに対する補充充填が完了したら短い冷却時間を経て可動プラテンによって可動金型を上昇させ、これとともに持ち上げられた製品素材を加圧ステム並びに加圧ピン及び押出ピンで可動金型から押出し、さらに押出ピンで突き出して加圧ステム、加圧ピンから抜き出して製品素材を取り出すことによりひけ巣の発生やガスの巻込みがなく、緻密な組織の鋳造製品を得ることができる。また、かかる動作を毎回繰り返すために、溶湯凝固ゾーン用空隙の凝固溶湯は毎回取り除かれて、ガス排出通路に目詰まりを起こす事はない、また移動式ガス加圧注湯鍋のストーク上面と金型下面を押付けてシールする場合、接触面積は小さくシールは容易にできる。   At the retreat position of the pressure pin, the filling of the molten metal into the mold cavities is started, the flow rate of the hot water is decelerated at the cavity second hot water reservoir, and the gas in the mold cavities is discharged from the gas discharge gap. It is preferable that the molten metal solidification zone gap is cooled and solidified, and after the molten metal is filled in the mold cavity, the molten metal in the hot water reservoir is pressurized by advancing one or more pressure pins. The pressure transfer distance by reducing the gas entrainment by performing vacuum degassing from the gas discharge gaps adjacent to the plurality of molten metal solidification zones and pressurizing the molten metal with a pressure stem and a plurality of pressure pins Is preferably shortened. By this replenishment filling, the contact of the molten metal with the mold surface is maintained, good heat transfer is maintained, the cooling rate is high, the coarsening of the crystal is prevented, and a small crystal structure is formed. When the molten metal is solidified and replenishment filling is completed, the movable mold is raised by the movable platen after a short cooling time, and the product material lifted together with the movable mold is moved by the pressure stem, the pressure pin and the extrusion pin. Then, by extruding with a push pin and then withdrawing from the pressure stem and the pressure pin and taking out the product material, a cast product with a dense structure can be obtained without generation of shrinkage and gas entrainment. In addition, in order to repeat this operation every time, the molten metal in the gap for the molten metal solidification zone is removed every time, and the gas discharge passage is not clogged, and the stalk upper surface and the lower surface of the mold of the mobile gas pressurized hot water pan When sealing by pressing, the contact area is small and sealing is easy.

なお、ガス加圧注湯鍋を複数用いて鋳造することにより効率的に作業を行なうこともできるが、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯を供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることが好ましい。これにより、1つのガス加圧注湯鍋を用いて非常に効率的に鋳造を行なうことができる。また、溶湯供給管を備えたガス加圧注湯鍋を用いる場合には、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に、溶湯鍋を装置本体から脱着して又は脱着せずに、溶湯供給管の蓋を開いて次回の溶湯を供給する。なお、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に溶湯供給管の給湯口のガスを吸引して、溶湯供給管内の湯面を引き上げ、溶湯鍋内の湯面をストークの下端まで引き下げるように設計しておくことにより、ストーク内の溶湯をより早く落下させることができ、これにより、より効率的に作業を行うことができる。   Although it is possible to work efficiently by casting using a plurality of gas pressurized pouring pots, the gas pressure in the gas pressurized molten pot is immediately released to the atmosphere after the molten metal inflow gate is closed by the closing means. At the same time, it is preferable to detach from the apparatus main body, supply the necessary molten metal for the next time, and attach it again to the apparatus main body to prepare for the next casting. Thereby, it can cast very efficiently using one gas pressurization pouring pot. In addition, when using a gas pressurized pouring pan equipped with a molten metal supply pipe, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal supply pipe is covered with or without detaching the molten metal pot from the apparatus body. Open and supply the next molten metal. After closing the molten metal inflow gate with the closing means, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port of the molten metal supply pipe is sucked up to raise the molten metal surface in the molten metal supply pipe. By designing the surface so as to be pulled down to the lower end of the stalk, the molten metal in the stalk can be dropped more quickly, thereby making it possible to work more efficiently.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

図1は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)、図2は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)、図3は図1のA−A断面図、図4は溶湯の押上げ状態を示す説明図、図5は図4に続く作動状態を示す説明図である。また図1〜図5中、1は固定金型、2は可動金型、9はキャビテイ製品部、10は円形ゲート、11はキャビテイ第1湯溜部、13は閉塞ピン、14は加圧ステム、17は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ステム外周)、19はキャビテイ第2湯溜部、20は加圧ピン、21は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ピン外周)、29は加圧ステムガス排出孔、34は加圧ピンガス排出孔、40は鋳込ストーク、41は加圧ガス入口を示す。   1 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the start of pouring), FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the time of hot water supply), and FIG. A sectional view, FIG. 4 is explanatory drawing which shows the pushing-up state of a molten metal, FIG. 5 is explanatory drawing which shows the operation | movement state following FIG. 1 to 5, 1 is a fixed mold, 2 is a movable mold, 9 is a cavity product section, 10 is a circular gate, 11 is a cavity first reservoir, 13 is a closing pin, and 14 is a pressure stem. , 17 is a molten metal solidification zone gap (pressure stem outer periphery), 19 is a cavity second hot water reservoir, 20 is a pressure pin, 21 is a molten metal solidification zone gap (pressure pin outer periphery), and 29 is a pressurized stem gas discharge. The hole 34 is a pressurized pin gas discharge hole, 40 is a casting stalk, and 41 is a pressurized gas inlet.

図1〜図5に示される本発明の鋳造装置は、上下に移動して型閉型開を行うことができる、鋳造装置下部の水平な固定プラテン3に取り付けられた固定金型1と、鋳造装置上部の水平な可動プラテン4に取り付けられた可動金型2と、固定プラテン3の下方に位置するガス加圧注湯鍋6とを備えている。かかる固定金型1と可動金型2との開閉により、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とキャビテイ第2湯溜部19の他、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とを連通するサイドゲート12とを備えた金型キャビテイが形成されるようになっている。また、金型の取り付けは、型締プレス装置(図示せず)の可動プラテン4を引上げた状態で鋳込ストーク40を取り付けた固定金型1と可動金型2からなる金型のセットを装入し、固定プラテン3上に置き、可動プラテン4を可動金型2の上面に接触するまで下降させ、固定金型1を固定プラテン3に、可動金型2を可動プラテン4に取付ける。そして、ガス加圧注湯鍋6は、固定プラテン3の下部に設けられたシールパッキング38にその上端を押し込まれ、密閉される。   The casting apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 is capable of moving up and down to perform mold closing, and a fixed mold 1 attached to a horizontal fixed platen 3 at the bottom of the casting apparatus, and casting. A movable mold 2 attached to a horizontal movable platen 4 at the upper part of the apparatus and a gas pressurized hot water pan 6 positioned below the fixed platen 3 are provided. By opening and closing the fixed mold 1 and the movable mold 2, the cavity product portion 9, the cavity first hot water reservoir portion 11, the cavity second hot water reservoir portion 19, the cavity product portion 9 and the cavity first hot water reservoir portion 11. A mold cavity having a side gate 12 that communicates with each other is formed. In addition, the mold is mounted by mounting a mold set including the fixed mold 1 and the movable mold 2 to which the cast stalk 40 is attached in a state in which the movable platen 4 of the mold clamping press device (not shown) is pulled up. Then, the movable platen 4 is lowered until it contacts the upper surface of the movable mold 2, and the fixed mold 1 is attached to the fixed platen 3 and the movable mold 2 is attached to the movable platen 4. The gas pressurized hot water pouring pan 6 is hermetically sealed by pushing its upper end into a seal packing 38 provided at the lower part of the fixed platen 3.

固定金型1には、その下部に下方に延びる鋳込ストーク40が設けられており、かかる鋳込ストーク40からの溶湯を噴出させるための円形ゲート10が設けられている。加圧ガスが加圧ガス入口41から送入され、キャビテイ内が減圧されると、注湯鍋6内の溶湯7は鋳込ストーク40内を押し上げられ、固定金型1の円形ゲート10を通じてキャビテイ製品部9内に充填される。なお、この時の鋳込速度は、溶湯の円形ゲート10の通過速度が早く噴流となって上方に噴出するように、注湯鍋6内のガス圧とキャビテイ内の真空度を調整することにより制御されている。   The fixed mold 1 is provided with a cast stalk 40 that extends downward at a lower portion thereof, and a circular gate 10 for ejecting molten metal from the cast stalk 40. When the pressurized gas is fed from the pressurized gas inlet 41 and the inside of the cavity is depressurized, the molten metal 7 in the pouring pan 6 is pushed up in the casting stalk 40, and the cavity product is passed through the circular gate 10 of the fixed mold 1. The portion 9 is filled. The casting speed at this time is controlled by adjusting the gas pressure in the pouring pan 6 and the degree of vacuum in the cavity so that the passing speed of the circular gate 10 of the molten metal becomes a jet and jets upward. Has been.

また、図4に示すように、キャビテイ第1湯溜部11の入口直径d1 が円形ゲート10の径の1.4倍以上に構成され、また加圧ステム14の外形dsは湯溜部11の入口直径d1よりもわずかに小さく構成され、さらにキャビテイ第1湯溜部の天井高さは、式;h=v2/2g(式中hは噴流到達高さ、vは円形ゲート通過速度、gは重力の加速度を示す。)で計算される円形ゲート10を通過した溶湯噴流15が到達する高さhよりも高く構成されている。したがって、充填初期において噴流がキャビテイ第1湯溜部11の天井ことなく、その上部に溶湯噴流15の自由表面が形成され、この部分の下降流はなくなるので、溶湯表面にわずかに残っている酸化膜は静止状態を保ち、また湯溜部11の上部に残ったガスを溶湯16に巻込むこともなくなる結果、これら円形ゲート10を通過した溶湯噴流15の先端にあるわずかな酸化膜、ガス巻込み層は天井に残り、湯溜部11を溶湯が充填後、鋳込速度を大きくしてもその流れが天井に到達することなく、酸化膜や、ガスの巻き込みのない清浄な溶湯のみがサイドゲート12を通過してキャビテイ製品部9内に充填されることになる。 In addition, as shown in FIG. 4, the inlet diameter d 1 of the cavity first hot water reservoir 11 is configured to be 1.4 times or more the diameter of the circular gate 10, and the outer diameter ds of the pressurizing stem 14 is the hot water reservoir 11. velocity h = v 2 / 2g (wherein h is the jet reaches the height, v is the circular gate passage; a is configured slightly smaller than the inlet diameter d 1, further cavity ceiling height of the first the basin are as defined in formula , G indicates the acceleration of gravity.), And is configured to be higher than the height h at which the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 reaches. Therefore, in the initial stage of filling, the jet does not form the ceiling of the cavity first hot water reservoir 11, and the free surface of the molten metal jet 15 is formed on the upper portion, and the downward flow of this portion disappears, so that the oxidation remaining slightly on the molten metal surface The film remains stationary, and the gas remaining on the upper part of the hot water reservoir 11 is not entrained in the molten metal 16. As a result, a slight oxide film and gas winding at the tip of the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 are obtained. The entrainment layer remains on the ceiling, and after the molten metal is filled in the hot water reservoir 11, the flow does not reach the ceiling even if the casting speed is increased, and only the oxide film and clean molten metal without gas entrainment are on the side. The cavity product portion 9 is filled through the gate 12.

また、円形ゲート10上方の可動金型2には、シールパッキング27を介して油圧シリンダー25が液密に配設されており、該油圧シリンダ25には、油圧により加圧ステム14をキャビテイ第1湯溜部11へ進退させることができる加圧ステム用ピストン23がシールパッキング27を介して収納されており、該加圧ステム用ピストン23には円形ゲート10を閉塞することができる閉塞ピン13を進退させることができる閉塞用ピストン24が、加圧ステム用ピストン23と同軸的に収納されている。金型キャビテイに溶湯の充填が完了した後、閉塞ピン13をピストン24によって前進させ、円形ゲート10を閉塞し、その後直ちに加圧ステム14をピストン23によって前進させ、キャビテイ製品部9内の未充填空隙の体積分及び凝固収縮体積分の溶湯をキャビテイ第1湯溜部11から加圧補給する。その時、加圧ステム14のストロークが大きいので充分量の溶湯を補充及び加圧充填することができる。   In addition, a hydraulic cylinder 25 is disposed in a liquid-tight manner on the movable mold 2 above the circular gate 10 via a seal packing 27, and a pressurizing stem 14 is attached to the hydraulic cylinder 25 by a hydraulic pressure. A pressurizing stem piston 23 that can be moved back and forth to the hot water reservoir 11 is housed via a seal packing 27, and the pressurizing stem piston 23 is provided with a closing pin 13 that can close the circular gate 10. A closing piston 24 that can be advanced and retracted is accommodated coaxially with the pressurizing stem piston 23. After filling the mold cavity with the molten metal, the closing pin 13 is advanced by the piston 24, the circular gate 10 is closed, and then the pressure stem 14 is advanced by the piston 23, and the cavity product part 9 is not yet filled. The molten metal for the void volume and the solidification shrinkage volume is pressurized and supplied from the cavity first hot water reservoir 11. At that time, since the stroke of the pressure stem 14 is large, a sufficient amount of molten metal can be replenished and pressure-filled.

加圧ステム14による加圧の際にも、ストーク内の湯面にわずかに発生する酸化膜、円形ゲート10入口で冷却されて形成される湯先表面の凝固層や噴流によって発生するガス巻込み層は、ゲート噴流15によって全部湯溜部11の最上部に集まり、加圧ステム14によって押出されることなくキャビテイ第1湯溜部11の上部に残留し、キャビテイ製品部9に流入することはなく、その結果、これらを原因とする鋳造不良は皆無になる。また、加圧ステム14の外側には、ガス排出孔29に連通するガス排出空隙18や溶湯凝固ゾーン用空隙17からなる2段空隙が設けられている。この溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18は、図5dに示されるように、溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18で形成された凝固層が製品素材と共に取り出されるので、鋳造の度に確保される。   Even during pressurization by the pressurization stem 14, an oxide film slightly generated on the molten metal surface in the stalk, a solidified layer on the molten metal surface formed by cooling at the inlet of the circular gate 10, and gas entrainment generated by a jet flow All the layers gather at the uppermost part of the hot water reservoir 11 by the gate jet 15, remain on the upper part of the cavity first hot water reservoir 11 without being pushed out by the pressure stem 14, and flow into the cavity product portion 9. As a result, there is no casting defect caused by these. Further, on the outside of the pressurization stem 14, a two-stage gap including a gas discharge gap 18 communicating with the gas discharge hole 29 and a molten metal solidification zone gap 17 is provided. As shown in FIG. 5d, the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 are taken out together with the product material since the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 is removed. Secured.

また、図1及び図2に示すように、キャビテイ製品部9の端部上方には、1又は2以上の小さなキャビテイ第2湯溜部19が形成されており、該湯溜部19の上方の可動金型には、油圧シリンダ31が配設されており、該油圧シリンダには油圧により加圧ピン20をキャビテイ第2湯溜部19へ進退させることのできる加圧ピン用ピストン30が収納されている。上記1又は2以上の加圧ピン20は型開閉方向と平行で型パーテイング面と直行する方向の軸芯を有し、シールパッキング33を介して可動金型2に液密に設けられている。そして、加圧ステム14によってキャビテイ製品部9内の補充充填を行った後、これら加圧ピン20を押出、キャビテイ第2湯溜部19を介してキャビテイ製品部9の溶湯を加圧するようになっている。また、加圧ピン20の外径はキャビテイ第2湯溜部19の入口の直径よりもわずかに小さく構成されている。これら加圧ピン20も毎回摺動するので溶湯凝固ゾーン空隙21で形成された凝固層は製品素材についた状態で図示されていない押出ピンによって押し出されガス通路穴に残らず、毎回ガスの排出通路は確保されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, one or two or more small cavity second hot water reservoirs 19 are formed above the end of the cavity product portion 9, and above the hot water reservoir 19. A hydraulic cylinder 31 is disposed in the movable mold, and a pressure pin piston 30 capable of advancing and retracting the pressure pin 20 to and from the cavity second hot water reservoir 19 by hydraulic pressure is accommodated in the hydraulic cylinder. ing. The one or more pressure pins 20 have an axial core parallel to the mold opening / closing direction and perpendicular to the mold parting surface, and are liquid-tightly provided on the movable mold 2 via a seal packing 33. Then, after replenishing and filling the cavity product part 9 by the pressurization stem 14, these pressurizing pins 20 are extruded, and the molten metal in the cavity product part 9 is pressurized via the cavity second hot water reservoir 19. ing. Further, the outer diameter of the pressure pin 20 is configured to be slightly smaller than the diameter of the inlet of the cavity second hot water reservoir 19. Since these pressurizing pins 20 also slide each time, the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 21 is pushed out by an extruding pin (not shown) attached to the product material and does not remain in the gas passage hole, but the gas discharge passage every time. Is to be secured.

次に上記説明した竪型鋳造装置の作用について説明する。型締完了後、ガス加圧注湯鍋6内に送入した加圧ガスの圧力及びキャビテイ内への真空吸引力により、注湯鍋6内の溶湯16をキャビテイ第1湯溜部11に押し上げる。溶湯16は鋳込ストーク40内を上昇し固定金型1の円形ゲート10を通過して噴出し(図4)、次いでキャビテイ製品部9に充填される。一般的に、キャビテイ製品部9内の流動抵抗があるので、加圧ピン下方のキャビテイ第2湯溜部19に溶湯が到達する前に、円形ゲート10の上部にあるキャビテイ第1湯溜部11が溶湯で充填されるが(図5a)、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙17に入ってくると、通路が狭く、溶湯の熱容量が少なく、反対に冷却面積が大きいので冷却速度が大きく、凝固が進み流動性が低下することから、溶湯の先端は溶湯凝固ゾーン用空隙17の途中で停止し、凝固してガス排出空隙18に侵入することはない。   Next, the operation of the vertical casting apparatus described above will be described. After the mold clamping is completed, the molten metal 16 in the pouring pan 6 is pushed up to the cavity first hot water reservoir 11 by the pressure of the pressurized gas fed into the gas pressurized hot pouring pan 6 and the vacuum suction force into the cavity. The molten metal 16 ascends in the casting stalk 40, passes through the circular gate 10 of the fixed mold 1, and is ejected (FIG. 4). In general, since there is a flow resistance in the cavity product portion 9, before the molten metal reaches the cavity second hot water reservoir 19 below the pressurizing pin, the cavity first hot water reservoir 11 in the upper part of the circular gate 10. Is filled with molten metal (FIG. 5a), but when the hot water enters the molten metal solidification zone gap 17 having a two-stage gap, the passage is narrow, the heat capacity of the molten metal is small, and on the contrary, the cooling area is large, so the cooling rate is high. Since the solidification progresses and the fluidity decreases, the tip of the molten metal stops in the middle of the molten metal solidification zone gap 17 and does not solidify and enter the gas discharge gap 18.

キャビテイ内の溶湯の流れが停止すると充填完了の信号として検知して、直ちに閉塞ピン13を前進させて円形ゲート10に挿入し、これを閉塞する。(図5b)。このようにキャビテイ製品部9及びキャビテイ第1湯溜部11内の溶湯がスト−クに逆流しないように閉塞した後、直ちに加圧ステム14を進出させ加圧し、キャビテイ第1湯溜部11内の半凝固状態の溶湯をキャビテイ製品部9に補充充填する(図5c)。充填が完了し冷却が始まると、溶湯16の凝固収縮が生起するため、加圧ステム14に高圧力を加えて進出させ、凝固収縮体積に応じた補充を行う。この時、溶湯と金型表面との接触は維持され、冷却速度は早く、結晶が小さくなる。また、閉塞ピン13による円形ゲート10閉塞時、閉塞ピン13と円形ゲート10との接触が仮に完全でなくても、小さい空隙に存在する溶湯は早く冷却凝固し、キャビテイ第1湯溜部を加圧しても溶湯が円形ゲート10から鋳込ストーク40を通じ注湯鍋6に逆流することはない。したがって、図2に示すように、閉塞ピン13で円形ゲート10を閉塞後、直ちに注湯鍋内のガス圧を大気解放し、危険のない圧力に下がった状態で注湯鍋6をストーク下端より低い位置まで垂直移動装置(図示せず)を用いて下降させ、鋳込ストーク40内に残っていた溶湯を注湯鍋6内に落下させる。下降させた注湯鍋6は水平移動装置(図示せず)で鋳造機外の位置まで移動させ次回に必要な溶湯を給湯ラドル42で給湯し、再び装置本体に装着し次回の鋳造に備える。   When the flow of the molten metal in the cavity stops, it is detected as a filling completion signal, and the closing pin 13 is immediately advanced and inserted into the circular gate 10 to close it. (Figure 5b). Thus, after the molten metal in the cavity product section 9 and the cavity first hot water reservoir 11 is closed so as not to flow backward to the stock, the pressurization stem 14 is immediately advanced to pressurize the interior of the cavity first hot water reservoir 11. The cavity product part 9 is replenished and filled with the molten metal in a semi-solid state (FIG. 5c). When the filling is completed and the cooling is started, solidification shrinkage of the molten metal 16 occurs. Therefore, a high pressure is applied to the pressurizing stem 14 to advance and replenishment according to the solidification shrinkage volume is performed. At this time, the contact between the molten metal and the mold surface is maintained, the cooling rate is fast, and the crystals become small. Further, when the circular gate 10 is closed by the closing pin 13, even if the contact between the closing pin 13 and the circular gate 10 is not perfect, the molten metal present in the small gap is quickly cooled and solidified, and the cavity first hot water reservoir is added. Even if pressed, the molten metal does not flow backward from the circular gate 10 to the pouring pan 6 through the cast stalk 40. Therefore, as shown in FIG. 2, after closing the circular gate 10 with the closing pin 13, the gas pressure in the pouring pan is immediately released to the atmosphere, and the pouring pan 6 is positioned below the lower end of the stalk in a state where the gas pressure has dropped to no danger. The molten metal remaining in the casting stalk 40 is dropped into the pouring pan 6 by using a vertical movement device (not shown). The lowered pouring pan 6 is moved to a position outside the casting machine by a horizontal movement device (not shown), and the molten metal necessary for the next time is supplied by the hot water supply ladle 42, and is again attached to the apparatus main body to prepare for the next casting.

加圧ステム14による補充充填の場合は、従来のダイカスト法と比較して、金型キャビテイ内の溶湯温度が高く、加圧距離も短く、圧力伝達抵抗も大幅に小さく、加圧ステム14の加圧シリンダーの力も小さくて済み、油圧シリンダー内の油圧も低い状態で進出させることができる。この加圧ステム14の進出による補充充填により、溶湯がキャビテイ製品部9及びキャビテイ第2湯溜部19を補充充填した後、加圧ピン20を進出させることになる。かかる加圧ピン20による加圧は、加圧ステム14による充填完了と共に流動抵抗が増大し油圧が上昇するので、これを検知して開始される。加圧ステム14の進出による凝固収縮体積に応じた補充は、キャビテイ製品部9の反対側の端部までは圧力伝達が難しいので、端部周辺の加圧ピン20を作動させて加圧し、全面的に凝固収縮によるひけ巣の無い緻密な組織の製品を得ることができる。キャビテイ製品部9内の溶融金属の冷却凝固が完了した後、型開きを行い可動金型2で持上げられた製品素材は各加圧ピン及び押出ピンによって押出され取り出すことができる(図5d)   In the case of refilling with the pressurizing stem 14, the molten metal temperature in the mold cavity is higher, the pressurizing distance is shorter, the pressure transmission resistance is significantly smaller than the conventional die casting method, and The force of the pressure cylinder is small, and the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder can be advanced with low pressure. By the replenishment filling by the advancement of the pressurizing stem 14, the molten metal replenishes and fills the cavity product portion 9 and the cavity second hot water reservoir 19, and then the pressurization pin 20 is advanced. The pressurization by the pressurization pin 20 is started by detecting this because the flow resistance increases and the hydraulic pressure increases with the completion of the filling by the pressurization stem 14. Replenishment according to the solidification shrinkage volume by the advancement of the pressurization stem 14 is difficult to transmit pressure to the opposite end of the cavity product part 9, so that the pressurization pin 20 around the end is actuated to pressurize the entire surface. In particular, a product with a dense structure free from shrinkage due to coagulation contraction can be obtained. After completion of the cooling and solidification of the molten metal in the cavity product section 9, the mold material is opened and the product material lifted by the movable mold 2 can be extruded and taken out by the pressure pins and the extrusion pins (FIG. 5d).

本発明の竪型鋳造装置をアルミホイールの生産に応用した場合を図6に示す。ゲート10を通過した溶湯は実施例1におけるキャビテイ湯溜部11に相当する製品アルミホイールのハブ部9aに入り、サイドゲート12に相当するアルミホイールのスポーク部9bを通過して、円周状のリムフランジ部9cに入る。このリムフランジ9cの上端円周の数ケ所にキャビテイ第2湯溜19を設け、ガス抜き、加圧を行う。その他の動作は実施例1と同じで高度な品質のアルミホイールを鋳造できると共に、更に、本方法によれば、実施例1におけるキャビテイ第1湯溜部11及びサイドゲート12は製品9(アルミホイール)の中に含まれ、余分な溶湯が少なく、また、閉塞ピンによる孔は、アルミホイールの軸孔となり、キャビテイ第1湯溜部11、すなわちハブ部9aの鋳込み重量を少なくし、冷却凝固速度を早くして、サイクルタイムを短く、鋳造の生産性を高めると共に、機械加工における軸孔加工時間を短縮する。そして、冷却速度が早いことは結晶を小さくし、アルミホイールの意匠性にとって重要な表面の美しさを発揮させることができる。   FIG. 6 shows a case where the vertical casting apparatus of the present invention is applied to the production of aluminum wheels. The molten metal that has passed through the gate 10 enters the hub portion 9a of the product aluminum wheel corresponding to the cavity hot water storage portion 11 in the first embodiment, passes through the spoke portion 9b of the aluminum wheel corresponding to the side gate 12, and has a circumferential shape. The rim flange portion 9c is entered. Cavity second hot water reservoirs 19 are provided at several locations on the circumference of the upper end of the rim flange 9c to perform degassing and pressurization. The other operations are the same as in the first embodiment, and an aluminum wheel of high quality can be cast. Further, according to this method, the cavity first hot water reservoir 11 and the side gate 12 in the first embodiment are the product 9 (aluminum wheel). ), And there is little excess molten metal, and the hole by the blocking pin becomes the shaft hole of the aluminum wheel, and the casting weight of the cavity first hot water reservoir 11, that is, the hub 9a is reduced, and the cooling solidification rate The cycle time is shortened, the casting productivity is increased, and the shaft hole machining time in machining is shortened. And a quick cooling rate can make a crystal small, and can show the beauty of the surface important for the design nature of an aluminum wheel.

また、図7に本発明の竪型鋳造装置の他の例を示す。図7に示すように、かかる本発明の竪型鋳造装置は、ガス加圧注湯鍋7が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管44を備え、溶湯供給管44の給湯口46に、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋47が設けられている。かかる竪型鋳造装置における溶湯供給管44の上部に設けられた給湯口スリーブ45には、ガス導出入口49が設けられており、ガス加圧時には、ガス加圧注湯鍋7の上方の加圧ガス入口41から加圧ガスが供給されると共に、ガス導出入口49からも同じ加圧ガスが供給され、より効率的に溶湯を供給充填することができる。そして、溶湯流入ゲート10を閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋7内のガス圧を大気解放すると共に溶湯供給管44の給湯口ガス部48のガスをガス導出入口49から真空吸引して、溶湯供給管44内の湯面8aを引き上げ、溶湯鍋7内の湯面8をストーク40の下端まで引き下げ、ストーク40内の溶湯をより早く落下させる。   FIG. 7 shows another example of the vertical casting apparatus of the present invention. As shown in FIG. 7, in the vertical casting apparatus of the present invention, the gas pressurized pouring pan 7 is provided with a molten metal supply pipe 44 that communicates with an opening provided in the lower part thereof, and a hot water supply port 46 of the molten metal supply pipe 44 is provided. An openable and closable hot water supply lid 47 having a sealing force capable of withstanding gas pressurization is provided. The hot water supply sleeve 45 provided in the upper part of the molten metal supply pipe 44 in such a vertical casting apparatus is provided with a gas outlet 49, and when the gas is pressurized, the pressurized gas inlet above the gas pressurized hot water pouring pan 7 is provided. While the pressurized gas is supplied from 41 and the same pressurized gas is supplied also from the gas outlet 49, the molten metal can be supplied and filled more efficiently. Then, after the molten metal inflow gate 10 is closed by the closing means, the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan 7 is immediately released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port gas part 48 of the molten metal supply pipe 44 is vacuumed from the gas outlet 49. Then, the molten metal surface 8a in the molten metal supply pipe 44 is pulled up, the molten metal surface 8 in the molten metal pan 7 is lowered to the lower end of the stalk 40, and the molten metal in the stalk 40 is dropped more quickly.

本発明によれば、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することができる。   According to the present invention, molten metal is filled into a mold cavity at high speed, and the molten metal in the closed cavity is effectively pressurized to easily cast a cast product that is free from shrinkage and does not involve gas. It is possible to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of the start of pouring) of the vertical casting apparatus of this invention. 本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of hot water supply) of the vertical casting apparatus of this invention. 図1のA−Aの断面図である。It is sectional drawing of AA of FIG. 本発明の竪型鋳造装置における溶湯の充填状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling state of the molten metal in the vertical casting apparatus of this invention. 図4に続く本発明の竪型鋳造装置における作動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state in the vertical casting apparatus of this invention following FIG. 本発明の竪型鋳造装置をアルミホイール生産に応用したときの金型概略縦断面図である。It is a metal mold | die schematic longitudinal cross-sectional view when the vertical casting apparatus of this invention is applied to aluminum wheel production. 本発明の他の例に係る竪型鋳造装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the vertical casting apparatus which concerns on the other example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定金型
2 可動金型
3 固定プラテン
4 可動プラテン
6 注湯鍋(ガス加圧注湯鍋)
7,16 溶湯
8 湯面
8a 給湯供給管の湯面
9 金型キャビテイ
10 円形ゲート
11 キャビテイ第1湯溜部
12 サイドゲート
13 閉塞ピン
14 加圧ステム
15 噴流
17 加圧ステム溶湯凝固ゾーン用空隙
18 加圧ステムガス排出空隙
19 キャビテイ第2湯溜部
20 加圧ピン
21 加圧ピン溶湯凝固ゾーン用空隙
22 加圧ピン外周ガス排出空隙
23 加圧ステム用ピストン
24 閉塞ピン用ピストン
25 油圧シリンダー
26a,26b,26c 圧力油入口
27 加圧ステム シールパッキング
28 閉塞ピン シールパッキング
29 加圧ステム ガス排出通路
30 加圧ピン ピストン
31 加圧ピン油圧シリンダー
32 圧力油入口
33 加圧ピン シールパッキング
34 加圧ピン ガス排出通路
35 金型シール溝
36 加圧ステム冷却水穴
37 加圧ピン冷却水穴
38 注湯鍋シールパッキング
39 ストークシールパッキング
40 鋳込ストーク
41 加圧ガス入口
42 給湯ラドル
43 外周型
44 溶湯供給管
45 給湯口スリーブ
46 給湯口
47 給湯口蓋
48 給湯口ガス部
49 ガス導出入口
9a アルミホイールのハブ部
9b アルミホイールのスポーク部
9c アルミホイールのリムフランジ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed mold 2 Movable mold 3 Fixed platen 4 Movable platen 6 Pouring pot (gas pressurizing pouring pot)
7, 16 Molten metal 8 Molten metal surface 8a Molten metal surface of hot water supply pipe 9 Mold cavity 10 Circular gate 11 Cavity first hot water reservoir 12 Side gate 13 Blocking pin 14 Pressure stem 15 Jet 17 Pressure gap for molten metal coagulation zone 18 Pressure stem gas discharge gap 19 Cavity second hot water reservoir 20 Pressure pin 21 Pressure pin molten metal solidification zone gap 22 Pressure pin outer periphery gas discharge gap 23 Pressure stem piston 24 Closure pin piston 25 Hydraulic cylinders 26a, 26b , 26c Pressure oil inlet 27 Pressure stem Seal packing 28 Closure pin Seal packing 29 Pressure stem Gas discharge passage 30 Pressure pin Piston 31 Pressure pin hydraulic cylinder 32 Pressure oil inlet 33 Pressure pin Seal packing 34 Pressure pin Gas discharge Passage 35 Mold seal groove 36 Pressure stem cooling water hole 37 Pressure pin Cooling water hole 38 Hot water pot seal packing 39 Stoke seal packing 40 Cast stalk 41 Pressurized gas inlet 42 Hot water ladle 43 Outer peripheral type 44 Molten metal supply pipe 45 Hot water inlet sleeve 46 Hot water inlet 47 Hot water outlet lid 48 Hot water inlet gas section 49 Gas outlet inlet 9a Aluminum wheel hub part 9b Aluminum wheel spoke part 9c Aluminum wheel rim flange part

本発明は、アルミニウム合金等の鋳造品を鋳造することができる、金型キャビテイ内へ溶湯を下方から充填する竪型鋳造装置、特にガス加圧注湯鍋を用いて金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する竪型鋳造装置やそれを用いた竪型鋳造方法に関する。   The present invention is a vertical casting apparatus capable of casting a cast product such as an aluminum alloy from below, and filling the mold cavities with molten metal from below. The present invention relates to a vertical casting apparatus for supplying and filling and a vertical casting method using the same.

軽合金製品等の鋳造品、特に強度が必要とされる部品などを鋳造する場合、溶湯鋳込時におけるガスの巻込みを防止するため、竪型鋳造装置が使用されている。   When casting a cast product such as a light alloy product, particularly a part that requires strength, a vertical casting apparatus is used to prevent gas entrainment during casting of the molten metal.

そして、かかる竪型鋳造装置において、酸化物の混入や、ガスの巻込みを防止しながら、溶湯保持炉から金型キャビテイに溶湯を供給する手段としては、低圧ガスを利用する事が既に知られている(特開昭58−55166号公報参照)。しかしながら、低圧ガスは溶湯を金型に定量的に供給するには有効であるが、単に低圧ガスを使用するだけでは、鋳込速度は遅く、圧力も低いので、溶湯凝固時に発生するひけ巣の防止や、薄肉製品に対して充分に対応しうるものではなかった。また、従来の装置は、装置本体に固定された溶湯保持炉に大量の溶湯が収容され、装置が大型化していた。さらに、装置本体に固定された溶湯保持炉への溶湯の補充は容易ではなく、また、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業が非常に困難であった。   In such vertical casting apparatuses, it is already known to use low-pressure gas as means for supplying molten metal from the molten metal holding furnace to the mold cavities while preventing the mixing of oxides and gas entrainment. (See JP 58-55166 A). However, the low-pressure gas is effective for quantitatively supplying the molten metal to the mold, but simply using the low-pressure gas has a low casting speed and a low pressure. It was not possible to prevent or sufficiently respond to thin-walled products. Further, in the conventional apparatus, a large amount of molten metal is accommodated in a molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and the apparatus is enlarged. Furthermore, it is not easy to replenish the molten metal in the molten metal holding furnace fixed to the apparatus main body, and it is very difficult to perform a spraying operation for cleaning or lubricating the inflow gate of the apparatus main body.

また、本発明者らの一人は金型キャビテイに溶湯を供給する手段として、浸漬型の電磁ポンプを用いる方法を発明したが(特開2003−266168号公報参照。)、この装置も高速鋳込みに対応するためには電磁ポンプが大きくなって装置が大型化し実用化は難しく、その他、溶湯補充の困難性等上記と同様の問題を有していた。
特開昭58−55166号公報 特開2003−266168号公報
In addition, one of the inventors of the present invention invented a method using an immersion type electromagnetic pump as a means for supplying molten metal to a mold cavity (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266168). In order to cope with this problem, the electromagnetic pump becomes larger and the apparatus becomes larger, making it difficult to put it to practical use.
JP 58-55166 A JP 2003-266168 A

竪型鋳造装置による鋳造において、高品質の鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造するためには、溶湯を高速で金型キャビテイに充填する必要がある。また、鋳造品の不良欠陥の原因となる酸化物の混入やガスの巻き込みを防止し、凝固収縮によって発生するひけ巣を防止するためには、下方から溶湯を充填すると共に充分量の溶湯を有効に加圧して補充する必要がある。また、その際、稼働運転中のトラブルを少なくするために実用上キャビテイの構造や鋳造装置全体の構造を簡単にする必要がある。そして、作業効率やメンテナンスの容易さも非常に重要な要素である。   In casting by a vertical casting apparatus, in order to cast a high-quality casting product, particularly a thin-walled and large-sized casting product, it is necessary to fill the mold cavity with molten metal at a high speed. Also, in order to prevent the inclusion of oxides and gas entrainment that cause defective defects in castings, and to prevent shrinkage caused by solidification shrinkage, it is effective to fill the molten metal from below and use a sufficient amount of molten metal. It is necessary to replenish with pressure. At that time, in order to reduce trouble during operation, it is necessary to simplify the structure of the cavity and the structure of the entire casting apparatus. Work efficiency and ease of maintenance are also very important factors.

本発明の課題は、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to fill a mold cavity with molten metal at high speed, and effectively pressurize the molten metal in the closed cavity, thereby easily casting a cast product without generation of sink marks and without entrainment of gas. It is an object of the present invention to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究し、装置本体と装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置とすることができると共に、かかるガス加圧注湯鍋のガス圧力を高くすることによって溶湯を高速で供給することができ、酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。さらに、鋳込まれた溶湯がキャビテイ内を充填した後、かかる閉塞状態の溶湯を複数箇所で圧力伝達距離を短くして有効に加圧すると、ひけ巣の発生がなくかつ酸化膜の混入及びガスの巻込みのない鋳造品を鋳造することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems, and by using a gas pressurized hot pot that can be attached / detached with the apparatus main body, it is possible to obtain a vertical casting apparatus that has high work efficiency and is easy to maintain and has low equipment costs. It is possible to supply the molten metal at a high speed by increasing the gas pressure of the gas pressurized hot water pan, and to find that it is possible to cast a cast product with no oxide film mixing and gas entrainment, The present invention has been completed. Furthermore, after the cast molten metal is filled in the cavity, if the molten metal in such a closed state is effectively pressurized by shortening the pressure transmission distance at a plurality of locations, there is no generation of shrinkage and the inclusion of oxide film and gas. The present inventors have found that it is possible to cast a cast product that does not involve winding, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、(1)金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体から脱着して給湯する、装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有し、該ガス加圧注湯鍋の容量が、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容する容量であることを特徴とする竪型鋳造装置や、(2)ガス加圧注湯鍋が装置本体に装着されることにより密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)に記載の竪型鋳造装置や、(3)ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備え、該鋳込ストークの上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(4)装置本体が鋳込ストークを備え、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の竪型鋳造装置や、(5)ガス加圧注湯鍋が、加熱手段を備えていることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の竪型鋳造装置に関する。   That is, the present invention includes (1) a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having a pressurizing means for pressurizing a molten metal in a mold cavity, and casting means for supplying and filling the molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting means is A gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and that is attached to and detached from the apparatus main body, and the capacity of the gas pressurized pouring pot is a capacity that accommodates the molten metal required for one casting. (2) A vertical casting apparatus as described in (1) above, wherein a sealed structure is formed by attaching a gas pressurized pouring pan to the apparatus main body, 3) The gas pressurized pouring pan has cast stalk, The vertical casting apparatus according to the above (1) or (2), wherein the upper end portion of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body, and (4) the apparatus main body performs the casting stalk. A vertical casting apparatus according to the above (1) or (2), or (5) a gas pressurized hot water pouring pan, wherein an upper end portion of the gas pressurized hot pouring pot is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure Is provided with a heating means, and relates to the vertical casting apparatus according to any one of (1) to (4).

また、本発明は、()金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置を用い、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧する鋳造方法であって、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯をガス加圧溶湯鍋に供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることを特徴とする竪型鋳造方法や、()ガス加圧注湯鍋内のガス圧を1kg/cm2以上に調整して、高速で短時間に鋳込むことを特徴とする前記()に記載の竪型鋳造方法や、()鋳造品が、軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品であることを特徴とする前記()又は()に記載の竪型鋳造方法に関する。 The present invention also includes ( 6 ) a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and An apparatus main body having a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the mold cavity, and a casting means having a gas pressurizing pouring pot that can be attached to and detached from the apparatus main body to supply and fill the molten metal into the mold cavity from below. Using a vertical casting apparatus equipped with a slag, the molten metal is cast into the mold cavities from the gas pressurized pouring pan through casting stalk, and after the molten metal fills the cavities, the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed. And then pressurizing the molten metal in the mold cavity with the pressurizing means, and after closing the molten metal inflow gate with the closing means, immediately releases the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan to the atmosphere. To desorb from Okimoto body, supplying molten metal required for the next to the gas press-welding Yunabe, wearing again the apparatus body, it or vertical casting method according to claim comprising the next casting (7) Gas The vertical casting method as described in ( 6 ) above, wherein the gas pressure in the pressurized pouring pan is adjusted to 1 kg / cm 2 or more and cast in a short time at a high speed, and ( 8 ) The present invention relates to the vertical casting method according to ( 6 ) or ( 7 ), wherein the casting is a light metal alloy thin-walled and large-sized casting.

本発明の竪型鋳造装置としては、金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、前記鋳込手段が、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有していれば特に制限されるものではなく、本発明の竪型鋳造装置は作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置であるとと共に、本発明の竪型鋳造装置を用いると、凝固時にひけ巣の発生がなくかつガスの巻込みのない鋳造品、特に薄肉で大型の鋳造品を好適に鋳造することができる。そして、かかる鋳造品としては特に限定されるものではないが、軽金属合金、特に凝固収縮が大きいアルミニウム合金が好ましい。アルミニウムは凝固するとき約7%収縮することから、ひけ巣の発生を防止しうる本発明の鋳造装置や鋳造方法は、アルミニウム合金等の凝固収縮が大きい軽金属合金からなる溶湯から、特に薄肉で大型の鋳造品を鋳造する場合に、特に有利に適用することができる。   The vertical casting apparatus of the present invention includes a lower fixed mold and an upper movable mold capable of forming a mold cavity, a closing means for closing a molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and a closed mold. A vertical casting apparatus comprising an apparatus main body having pressurizing means for pressurizing the molten metal in the mold cavity, and casting means for supplying and filling the molten metal into the mold cavity from below, wherein the casting The means is not particularly limited as long as it has a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, and the vertical casting apparatus of the present invention has a high work efficiency and a low maintenance cost. When the vertical casting apparatus of the present invention is used together with the mold casting apparatus, it is possible to suitably cast a cast product that does not generate a shrinkage nest at the time of solidification and that does not involve gas, particularly a thin and large cast product. Can do. And although it does not specifically limit as this casting, A light metal alloy, especially an aluminum alloy with a large solidification shrinkage are preferable. Since aluminum shrinks by about 7% when solidified, the casting apparatus and casting method of the present invention, which can prevent the formation of shrinkage nests, are particularly thin and large-sized from molten metal made of light metal alloy such as aluminum alloy that has large solidification shrinkage. The present invention can be applied particularly advantageously when casting a cast product.

前記鋳込み手段におけるガス加圧注湯鍋としては、ガス加圧が可能な注湯鍋であって、装置本体に装脱着可能な注湯鍋であれば特に制限されるものではなく、前記ガス加圧のためにガス加圧注湯鍋を密閉構造とする必要があるが、例えば、上方が開放されたガス加圧注湯鍋に蓋を設けて密閉構造とすることもできるが、装置本体に装着することにより密閉構造を形成することが好ましい。装置本体に装着することにより密閉構造を形成する構成としては、ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備えている場合には、鋳込ストーク上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばストークの上面を金型のゲート入口の下面に押し付けて密閉構造を形成することができる。また、装置本体が鋳込ストークを備えている場合には、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することができ、具体的に、例えばガス加圧注湯鍋の上面を固定盤下面に押し付けて密閉構造を形成したり、固定金型の固定盤の下部に設けられたシールパッキンに押し込んで密閉構造を形成したりすることができる。このとき、ガス加圧注湯鍋の上部を下部に比して小さくして、装置本体に密封しやすい形状とすることが好ましい。   The gas pressurizing pouring pot in the casting means is not particularly limited as long as it is a pouring pan capable of gas pressurization and can be attached to and detached from the apparatus main body. The gas pressurized hot water pot needs to have a sealed structure, but for example, a gas pressurized hot water pot with an open top can be provided with a lid, but the sealed structure can be formed by attaching it to the device body. It is preferable to do. As a configuration for forming a sealed structure by mounting on the apparatus main body, when the gas pressurized pouring pan has a cast stalk, the upper end of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the stalk can be pressed against the lower surface of the gate entrance of the mold to form a sealed structure. In addition, when the apparatus main body is equipped with cast stalk, the upper end of the gas pressurized pouring pan can be brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. Specifically, for example, the upper surface of the gas pressurized pouring pan Can be pressed against the lower surface of the fixed plate to form a sealed structure, or can be pushed into a seal packing provided at the lower portion of the fixed plate of the fixed mold to form a sealed structure. At this time, it is preferable to make the upper part of the gas pressurized hot water pot smaller than the lower part and make it easy to seal the apparatus body.

このように装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を用いることにより、脱着した(取り外した)ガス加圧注湯鍋の上方(開放部)から溶湯を例えば給湯ラドルを用いて導入することができるので、非常に容易に溶湯の補充を行なうことができる。また、ガス加圧注湯鍋を脱着して、装置本体の流入ゲートの清掃や潤滑のためのスプレー作業を行なうことができるので非常にメンテナンスを行いやすい。   In this way, by using a gas pressurized pouring pan that can be attached to and detached from the apparatus main body, the molten metal can be introduced from, for example, a hot water ladle from above (opened) the gas pressurized pouring pan that has been detached (removed). The molten metal can be replenished very easily. Moreover, since the gas pressurization pouring pan can be removed and the inflow gate of the apparatus main body can be cleaned and sprayed for lubrication, it is very easy to perform maintenance.

また、ガス加圧注湯鍋は、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管(溶湯供給通路)を備えていてもよく、その場合、該溶湯供給管の給湯口には、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられる。ここで、開口が設けられるガス加圧注湯鍋の下部とは、(充満時の)溶湯鍋内の溶湯の湯面より下方の部位を意味し、より効率的に溶湯を鋳込むことができ、及び/又はストークからより効率的に溶湯を落下させることができることから、鋳込みストーク下端の下方の部位であることが好ましい。この場合、給湯時にガス加圧溶湯鍋を脱着して移動する必要は必ずしもないが、脱着して給湯する場合、その移動距離を短縮することができ、より効率的に作業を行うことができる。   The gas pressurized hot water pouring pan may be provided with a molten metal supply pipe (a molten metal supply passage) communicated with an opening provided at a lower portion thereof. An openable and closable hot water supply lid with a durable sealing force is provided. Here, the lower part of the gas pressurized hot pot provided with an opening means a part below the molten metal surface in the molten metal pot (when full), can cast the molten metal more efficiently, and Since the molten metal can be more efficiently dropped from the stalk, it is preferably a portion below the lower end of the cast stalk. In this case, it is not always necessary to remove and move the gas pressurized molten metal pan during hot water supply, but when removing and supplying hot water, the moving distance can be shortened and the work can be performed more efficiently.

かかるガス加圧注湯鍋は、加熱手段を備えていることが好ましく、これにより、凝固層の発生を抑制し、湯廻りが良好で鋳造製品の不良発生を極力抑制することが可能となる。   Such a pressurized gas pouring pan is preferably provided with a heating means, whereby it is possible to suppress the generation of a solidified layer and to suppress the occurrence of defects in the cast product as much as possible due to good hot water circulation.

また、ガス加圧注湯鍋の容量としては、装置大型化の防止やガス加圧注湯鍋の搬送の容易さの点から、例えば1〜3回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることが好ましく、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることがより好ましい。1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、各鋳込み時の注湯鍋内の溶湯量が常に一定なので圧力補正を行う必要がなく、より簡便に連続して充填を行うことができると共に、酸化物の混入やガスの巻き込みを抑制して安定した運転が可能となる。すなわち、複数回分の容量の場合には、各鋳込み時の液面レベルが異なり、圧力の微妙な調整を行なう必要があるが、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量とすることにより、このような微妙な調整を行なう必要がない。   Moreover, as a capacity | capacitance of a gas pressurization pouring pot, it is a capacity | capacitance which can accommodate the molten metal required, for example for 1-3 times of casting from the point of prevention of the enlargement of an apparatus and the ease of conveyance of a gas pressurization pouring pot. It is more preferable that the capacity is enough to accommodate the molten metal required for one casting. By making the capacity to accommodate the molten metal required for one casting, the amount of molten metal in the pouring pan at the time of each casting is always constant, so there is no need for pressure correction, and continuous filling is performed more simply. In addition, it is possible to suppress the mixing of oxides and entrainment of gas and to perform stable operation. That is, in the case of the capacity for multiple times, the liquid level at the time of each casting is different, and it is necessary to finely adjust the pressure, but by making the capacity that can accommodate the molten metal required for one casting There is no need to make such subtle adjustments.

また、このようなガス加圧注湯鍋の小型化は、湯面を高くしてガス部の体積を小さくできるのでガス圧の高圧化を可能にし、また、金型キャビティへの定量的な溶湯の供給や供給速度の高速化及びショットタイムラグの短縮化を可能とし、高品質な鋳造や薄肉で大型の鋳造品の鋳造が可能となる。さらに、このような注湯鍋を用いることにより、生産サイクルタイムが短くなるので、生産性も向上する。   In addition, the downsizing of such gas pressurized pouring pans enables the gas pressure to be increased because the surface of the hot metal is raised and the volume of the gas part is reduced, and the quantitative supply of molten metal to the mold cavity is possible. In addition, the supply speed can be increased and the shot time lag can be shortened, and high-quality casting and casting of a large-sized cast product with a thin wall can be performed. Furthermore, by using such a pouring pan, the production cycle time is shortened, so that the productivity is improved.

また、鋳込手段は、前記ガス加圧注湯鍋に加えて、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することが好ましい。これにより、金型キャビティへの溶湯の高速充填を可能とすると共に、金型キャビテイ内のガスを排出しガスの巻込みを防止することができる。なお、この真空吸引は、後述するガス排出通路を通じて行なうことができる。   Moreover, it is preferable that the casting means has a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks and fills the molten metal in the gas pressurization pouring pan by vacuuming the gas in the mold cavity in addition to the gas pressurization pouring pan. As a result, the mold cavity can be filled with the molten metal at a high speed, and the gas in the mold cavity can be discharged to prevent the gas from being entrained. This vacuum suction can be performed through a gas discharge passage which will be described later.

上記金型キャビテイとしては、薄肉で大型の鋳造品を鋳造することができる金型キャビテイが好ましく、キャビテイ製品部とキャビテイ湯溜部を備え、該キャビテイ湯溜部が溶湯流入ゲートの上方に位置するキャビテイ第1湯溜部と、前記キャビテイ製品部のキャビテイ第1湯溜部と反対側の端部近傍上方に位置する1又は2以上のキャビテイ第2湯溜部からなるものがより好ましい。そして、キャビテイ製品部とキャビテイ第1湯溜部とはサイドゲートを介して連通し、キャビテイ第1湯溜部はキャビテイ第2湯溜部に比べて、より大きい容積を有しているものが好ましい。   As the mold cavities, mold cavities capable of casting a thin and large cast product are preferable. The mold cavities include a cavity product portion and a cavity hot water reservoir, and the cavity hot water reservoir is located above the molten metal inflow gate. It is more preferable to include a cavity first hot water reservoir, and one or more cavity second hot water reservoirs located near the end of the cavity product product portion on the side opposite to the cavity first hot water reservoir. And a cavity product part and a cavity 1st hot water reservoir communicate with each other via a side gate, and the cavity first hot water reservoir preferably has a larger volume than a cavity 2nd hot water reservoir. .

下側固定金型には、下方の注湯鍋から溶湯を充填供給するための鋳込用ストークとキャビテイ第1湯溜部との連通部が形成され、該連通部には溶湯流入ゲートが設けられている。かかる溶湯流入ゲートの形状としては特に制限されないが、加工の容易さ等からして通常断面が円形の形状が好ましく、この場合、円形溶湯流入ゲートの内径はストークの内径よりも小さくなるように構成しておくことが好ましい。このように構成しておくことにより、下方から充填供給されてくる溶湯をキャビテイ第1湯溜部内へ噴出させることができ、後述するように、鋳造製品不良の一因となるストーク内に注湯された溶湯表面にある酸化膜やストークの内面で冷却され発生するチル層(凝固層)の製品への混入を防止することができる。   The lower fixed mold is formed with a communicating portion between a casting stalk for filling and supplying molten metal from a lower pouring pot and a cavity first hot water reservoir portion, and a molten metal inflow gate is provided in the communicating portion. ing. The shape of the molten metal inflow gate is not particularly limited. However, in view of ease of processing or the like, a shape having a circular cross section is usually preferable. In this case, the inner diameter of the circular molten metal inflow gate is configured to be smaller than the inner diameter of the stalk. It is preferable to keep it. By configuring in this way, the molten metal filled and supplied from below can be ejected into the cavity first hot water reservoir, and, as will be described later, the molten metal is poured into the stalk that contributes to the defective casting product. It is possible to prevent the oxide film on the surface of the molten metal or the chill layer (solidified layer) generated by cooling on the inner surface of the stalk from entering the product.

固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段としては、溶湯流入ゲートを閉塞しうる機構を備えているものであればどのようなものでもよく、たとえば円形溶湯流入ゲートを開閉することができる該ゲート上方に配設される閉塞ピンを具体的に挙げることができ、この場合、該閉塞ピンの円形溶湯流入ゲートへの挿入部の直径を円形溶湯流入ゲート内径よりもわずかに小さくしておくことが閉塞密封性の点で好ましい。この閉塞ピンは可動金型に対して液密的に摺動自在に進退出することができるように保持することが好ましく、また、後述するように、加圧ステムが可動金型に対して液密的に摺動自在に保持される場合は、該加圧ステムの中心に同軸かつ液密的に摺動自在に閉塞ピンを設けることもできる。   The closing means for closing the molten metal inflow gate formed in the fixed mold may be any means as long as it has a mechanism capable of closing the molten metal inflow gate. For example, the circular molten metal inflow gate can be opened and closed. In this case, the diameter of the insertion portion of the closing pin into the circular molten metal inflow gate is made slightly smaller than the inner diameter of the circular molten metal inflow gate. It is preferable from the viewpoint of occlusion and sealing. It is preferable to hold the closing pin so that it can move forward and backward in a liquid-tight manner with respect to the movable mold. In the case of being held slidably densely, a closing pin can be provided coaxially and slidably in a liquid-tight manner at the center of the pressure stem.

上述のように、加圧ステムおよび閉塞ピンが円形溶湯流入ゲート上方の可動金型に配設される場合、これらを退出(上昇)させた状態で形成される円形のキャビテイ第1湯溜部の入口の直径を円径溶湯流入ゲートの直径の1.4倍よりも大きくし、加圧ステムおよび閉塞ピンの退出上限時における湯溜部の天井の高さを前述した円形溶湯流入ゲートから噴出する溶湯噴流の高さよりも10mm以上高くなるように、キャビテイ第1湯溜部を構成することが好ましい。このように湯溜部の入口の直径を円形ゲート直径の1.4倍以上とした場合、溶湯噴流の高さhは、近似的に円形ゲートにおける溶湯の通過速度をv、重力の加速度をgとしたとき、h=v2/2gの計算式により求めることができるので、一般的な範囲で鋳込速度を早い速度のv=2.0m/secとしたとき、 噴流高さh=2.02/2g=0.204mm となる。 As described above, when the pressurizing stem and the closing pin are disposed in the movable mold above the circular molten metal inflow gate, the circular cavity first hot water reservoir portion formed in a state in which they are retracted (raised). The diameter of the inlet is made larger than 1.4 times the diameter of the circular molten metal inflow gate, and the ceiling height of the hot water reservoir at the upper limit of the pressure stem and the closing pin is ejected from the circular molten metal inflow gate. It is preferable that the cavity first hot water reservoir is configured to be 10 mm or more higher than the height of the molten metal jet. Thus, when the diameter of the inlet of the hot water reservoir is 1.4 times or more the diameter of the circular gate, the height h of the molten metal jet is approximately v for the passage speed of the molten metal in the circular gate and g for the acceleration of gravity. when a, h = v 2 / since 2g can be determined by the equation, when a faster rate of v = 2.0 m / sec the casting speed in the general range, ejection height h = 2. 0 2 /2g=0.204 mm

即ち、天井高さを204+10=214mmにしておけば噴流が天井に衝突することなく、自由表面を形成し、溶湯表面の酸化膜が逆流することなく閉じこめられ、また、衝突によるガスの巻込みも防止できる。   In other words, if the ceiling height is set to 204 + 10 = 214 mm, the jet flow does not collide with the ceiling, the free surface is formed, the oxide film on the molten metal surface is confined without backflow, and gas entrainment due to the collision is also possible. Can be prevented.

例えば、溶湯の注湯・充填速度は製品の形状によっても異なるが、一般的に円形ゲート内の最初の通過速度は1.0〜2.4m/secが好ましく、その場合円形ゲートからの噴流高さは通常50〜300mm位になるが、キャビテイ第1湯溜部の天井の高さが溶湯噴流の高さよりも10mm以上も高くなっている場合、自由表面が形成され、湯面に残っていた酸化膜も表面に残り、そして上記湯溜部の上部に残っているガスも封じ込められたままで下降流とはならず、更にガスは加圧ステムの外周の空隙から真空で排出されるので溶湯にガスを巻込むこともない。他方、噴流速度が遅いと天井に衝突することもなく、ガスの巻込みはなくなるが、鋳込時間が長くなり、溶湯がキャビテイ製品部内を流れる速度が遅くなり、その間に冷却凝固が進み、抵抗が増加し、流速が一層低下してキャビテイ製品部内への溶湯の充填が不充分となり、加圧しても圧力伝達が悪くひけ巣の発生の可能性が大きくなる。従って、溶湯が第1湯溜部を充満し、製品部に入り始めると、鋳込速度はできるだけ早くなるように注湯鍋内のガス圧を上昇させ、鋳込速度を調整することが好ましい。この時点においては第1湯溜部には溶湯が充満しており、これが抵抗となって流入ゲートの流れがその天井に残った酸化膜やガスを巻き込むことはない。   For example, the pouring / filling speed of the molten metal varies depending on the shape of the product, but generally the initial passing speed in the circular gate is preferably 1.0 to 2.4 m / sec. The height is usually about 50 to 300 mm, but when the height of the ceiling of the first cavern is higher than the height of the molten metal jet by 10 mm or more, a free surface was formed and remained on the hot water surface. The oxide film also remains on the surface, and the gas remaining in the upper part of the hot water reservoir is still contained and does not flow downward. There is no gas involved. On the other hand, if the jet velocity is low, it will not collide with the ceiling and there will be no gas entrainment, but the casting time will be longer, the speed at which the molten metal will flow through the cavity product will become slower, and cooling solidification will progress during this time, resistance Increases, the flow velocity further decreases, and the molten product is insufficiently filled in the cavity product part, and even if the pressure is applied, the pressure transmission is poor and the possibility of occurrence of shrinkage increases. Therefore, when the molten metal fills the first hot water reservoir and begins to enter the product section, it is preferable to increase the gas pressure in the pouring pan and adjust the casting speed so that the casting speed is as fast as possible. At this time, the first hot water reservoir is filled with molten metal, and this acts as a resistance so that the flow of the inflow gate does not entrap the oxide film or gas remaining on the ceiling.

高圧ガスにより溶湯を供給する場合には、鋳込速度が早くなりキャビテイ内における溶湯の冷却凝固が少なく、その駆動力によって抵抗の大きいキャビテイ製品部の狭い所への溶湯の充填も可能になるが、仮に充填が不充分な場合が生じたとしても、その体積は小さく加圧ステム等の充分な加圧により補充充填できるので問題はない。   When supplying the molten metal with high-pressure gas, the casting speed is increased and the molten metal is less cooled and solidified in the cavity, and the driving force can fill the molten product into a narrow part of the cavity product part with high resistance. Even if the filling is insufficient, there is no problem because the volume is small and the filling can be performed by sufficient pressurization such as a pressure stem.

以上のようにキャビテイ内にキャビテイ第1湯溜部を形成することにより、閉塞ピンや加圧ステムを進出(下降)させる場合に、湯溜部の最上部に存在する酸化膜やガス巻込み層は押出されることなくキャビテイ第1湯溜部の上端に滞留し、キャビテイ製品部に混入することがない。また、注湯鍋を用いた鋳込みの場合、ストークの注湯口は注湯鍋の湯面の下に入っており、湯面で発生した酸化膜は湯面に浮いていることから、ストークに入ることはない。ストーク内湯面のわずかな酸化膜は噴流の先端にあってキャビテイ第1湯溜部に全部飛び込み、サイドゲートを介してキャビテイ製品部の方に流出することはなく、鋳造製品に酸化膜が混入することはなくなり、このため鋳造製品の不良、強度のばらつきはなくなることになる。   As described above, when the cavity first hot water reservoir is formed in the cavity, the oxide film and the gas entrainment layer present at the uppermost portion of the hot water reservoir when the closing pin and the pressure stem are advanced (lowered). Stays at the upper end of the cavity first hot water reservoir without being extruded, and does not enter the cavity product section. Also, in the case of casting using a pouring pan, the Stoke pouring spout is under the surface of the pouring pan, and the oxide film generated on the pouring surface floats on the surface of the pouring pan, so it is not possible to enter Stoke Absent. The slight oxide film on the surface of the stalk inner bath is at the tip of the jet and completely jumps into the first reservoir of the cavity and does not flow out to the cavity product section through the side gate, but the oxide film is mixed into the cast product. This eliminates defects in cast products and variations in strength.

次に、閉塞された金型キャビテイ内に充填されている溶湯を加圧することにより、凝固時にひけ巣の発生しない、しかも噴流によるガスの巻き込みのない鋳造品を鋳造することができる。閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧するための加圧手段としては、キャビテイ第1湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に設けられ、その中心に閉塞ピンを摺動自在に設けている前記加圧ステムや、キャビテイ第1湯溜部とはキャビテイ製品部を介して離れた位置にある前記キャビテイ第2湯溜部の上方の可動金型に摺動自在に配設された加圧ピンを具体的に例示することができる。加圧ピンは複数設けることが好ましく。またその直径は、キャビテイ第2湯溜部の深さの2/3〜1倍が好ましい。さらに、これら加圧ステムと加圧ピンは併用することが好ましい。このように、離れた位置にある加圧ステムと複数の加圧ピンとから溶湯を加圧することによって、キャビテイ内の溶湯への圧力伝達距離を短くすることにより、キャビテイ製品部に均一に圧力を伝えることができ、小さい加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することが可能となる。また、加圧ステムおよび加圧ピンを製品の形態に応じて適当な位置に配置することによって、キャビテイ製品部の溶湯の圧力伝達距離をさらに短くし、圧力伝達をより均一かつ充分なものとすると、より小さな加圧圧力でひけ巣の発生を防止することができる。   Next, by pressurizing the molten metal filled in the closed mold cavity, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification and gas is not entrained by a jet. As a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the closed mold cavity, it is slidably provided on the movable mold above the first hot water reservoir of the cavity, and a closing pin is slidable in the center. The pressurizing stem provided and the cavity first hot water reservoir are slidably disposed on the movable mold above the cavity second hot water reservoir located at a position separated from the cavity product portion. A pressure pin can be specifically exemplified. It is preferable to provide a plurality of pressure pins. The diameter is preferably 2/3 to 1 times the depth of the cavity second hot water reservoir. Further, these pressure stems and pressure pins are preferably used in combination. In this way, by pressurizing the molten metal from the pressure stem and the plurality of pressure pins located at separate positions, the pressure transmission distance to the molten metal in the cavity is shortened, so that the pressure is uniformly transmitted to the cavity product part. Therefore, it is possible to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification with a small pressure. In addition, the pressure transmission distance of the molten metal in the cavity product part is further shortened by arranging the pressure stem and the pressure pin at appropriate positions according to the form of the product, and the pressure transmission is made more uniform and sufficient. In addition, it is possible to prevent the formation of a shrinkage nest with a smaller pressure.

従来の鋳造装置においては、一般に、凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造するため、加圧手段による溶湯の加圧速度を大きくし、かつ急速に加圧することが行われているが、この場合、圧力伝達が良すぎて型開き力が大きくなりバリを吹き、型締力も大きくする必要がある。しかし、反対に加圧速度を遅くすると、溶湯の凝固収縮に追いつかず、ひけ巣が発生することになる。他方、本発明によると、バリ吹きを防止しうる小さい型締力でも均一かつ充分な圧力伝達を行うことができるので、小さな加圧圧力で凝固時にひけ巣の発生しない鋳造品を鋳造することができる。このように本発明においては、加圧時の加圧ステムや加圧ピンの進出速度をキャビテイ製品部内の溶湯の凝固収縮速度に適応した速度になるようにプログラム制御を行う等、加圧速度を調節することにより、小さい型締力のプレス装置でバリ吹きを防止しながらひけ巣の発生を防止することができ、例えば、パスカルの原理が働かない凝固収縮中の溶湯に対する加圧力及び加圧速度を、バリの吹かない範囲で凝固速度に応じて制御することによって、従来の高圧法に比較して1/3〜1/5の小さい型締力の装置で、酸化膜、凝固層の混入やガスの巻込みのない緻密な組織の鋳造品を得ることができる。   In conventional casting apparatuses, in general, in order to cast a cast product in which no shrinkage occurs during solidification, the pressurizing means of the molten metal by the pressurizing means is increased and rapidly pressurized. In this case, the pressure transmission is too good, the mold opening force is increased, the burr is blown, and the mold clamping force must be increased. However, if the pressurization rate is slowed down, it will not catch up with the solidification shrinkage of the molten metal, and a sinkhole will be generated. On the other hand, according to the present invention, uniform and sufficient pressure transmission can be performed even with a small mold clamping force that can prevent burrs from being blown. it can. As described above, in the present invention, the pressurization speed is controlled by performing program control so that the advancement speed of the pressurization stem and pressurization pin during pressurization becomes a speed adapted to the solidification contraction speed of the molten metal in the cavity product part. By adjusting it, it is possible to prevent the formation of sink marks while preventing burrs from being blown with a press device with a small clamping force. For example, the pressure and pressurizing speed for the molten metal during solidification shrinkage where Pascal's principle does not work Is controlled in accordance with the solidification rate within the range where burrs are not blown, so that a device with a small clamping force of 1/3 to 1/5 of the conventional high pressure method can be used. It is possible to obtain a cast product having a dense structure without gas entrainment.

また、スクイズ鋳造等の竪型鋳造法の場合、アキュラッドピン(センターピン)による加圧を早くすると鋳込みプランジャを押し下げることになるので、少し時間を遅らせて、すなわちゲート部の凝固が進み、鋳込みプランジャーへの圧力伝達が小さくなってから加圧するので、その間にキャビテイ内の溶湯の凝固も進行し、溶湯補充には大きい圧力を必要とし、場合によってはそのタイミングが合わず、ひけ巣が発生することがあるが、これに対して、本発明においては、溶湯流入ゲートの閉塞手段を備えているので、ゲート閉塞直後のまだ凝固の進行の少ない段階から加圧して溶湯を補充充填することができ、また、加圧ステムと所定の位置に配設した複数の加圧ピンによって加圧するので圧力伝達距離は短く、小さい圧力で均一かつ充分な補充充填を行うことができる。このように加圧圧力を低圧とすることができる結果、金型の型締力も小さくて済み、型締装置や金型のコストを低廉に抑えることができる。またこの鋳込速度は及び加圧開始速度がスクイズ鋳造よりも早く、薄肉鋳造も可能になり、また、溶湯の金型表面との接触維持で良好な熱伝達を保ち、冷却時間も短く、結晶も小さく、品質が向上、生産サイクルタイム短くなり、生産性も向上する。   In addition, in the case of vertical casting methods such as squeeze casting, if the pressure applied by the acurad pin (center pin) is accelerated, the casting plunger will be pushed down. Since pressure is applied after the pressure transmission to the plunger is reduced, solidification of the molten metal in the cavity progresses during that time, and a large pressure is required for replenishing the molten metal. However, in the present invention, since the present invention is provided with a means for closing the molten metal inflow gate, it is possible to replenish and fill the molten metal by pressurizing from the stage where solidification is still progressing immediately after the closed gate. In addition, since the pressure is applied by the pressure stem and a plurality of pressure pins arranged at predetermined positions, the pressure transmission distance is short, and the pressure is uniform and charged with a small pressure. It can be performed Do refill packing. As a result of the pressure being reduced in this way, the mold clamping force of the mold can be reduced, and the costs of the mold clamping device and the mold can be kept low. In addition, this casting speed and pressurization start speed are faster than squeeze casting, thin wall casting is also possible, good heat transfer is maintained by maintaining contact with the mold surface of the molten metal, cooling time is short, crystal The quality is improved, the production cycle time is shortened, and the productivity is improved.

また、本発明の竪型鋳造装置においては、金型キャビテイ内への溶湯充填時にキャビテイ内に存在するガスを排出することができるガス排出通路と、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙を有するものが好ましい。ガス排出通路としては、可動金型中を貫通しているガス排出孔と、ガス排出空隙とから構成されているものが好ましい。溶湯凝固ゾーン用空隙は、ガス排出通路の近傍に設けることが好ましく、特に加圧手段に近接していることが好ましい。かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、例えばキャビテイ内のガスをガス排出通路から排出した後に、溶湯凝固ゾーンとなる空隙で先湯を凝固させることができ、前記閉塞手段と相俟って、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができる空隙であればどのようなものでもよく、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙を単に設けておくだけで、エアベントバルブやフイルター等を配設しかつ複雑な切替弁やバルブを用いることなく、簡単にキャビテイ内を密封・閉塞することができ、また鋳造装置の稼働に際して圧力調節等の複雑な操作も不要となり、さらに故障等の発生がないことから、本発明の鋳造装置は極めて実用的であると言える。また、ストーク上面と金型下面、あるいは注湯鍋の上面と固定盤下面とのドッキング当たり面の面積は小さく、注湯時加圧ガスが漏れない用にする圧力シールは容易にできる。   Further, in the vertical casting apparatus of the present invention, a gas discharge passage capable of discharging the gas existing in the cavity when the molten metal is filled in the mold cavity, and a gap for the molten metal solidification zone communicated with the gas discharge passage. Those having the following are preferred. The gas discharge passage is preferably configured by a gas discharge hole penetrating through the movable mold and a gas discharge gap. The molten metal solidification zone gap is preferably provided in the vicinity of the gas discharge passage, and particularly preferably close to the pressurizing means. As the gap for the molten metal solidification zone, for example, after discharging the gas in the cavity from the gas discharge passage, the molten metal can be solidified in the gap that becomes the molten metal solidification zone. Any air gap can be used as long as it can seal and close the inside of the cavity, and simply by providing such a gap for the molten metal solidification zone, an air vent valve, a filter, etc. are provided and a complicated switching valve or The inside of the cavities can be easily sealed and closed without using a valve, and there is no need for complicated operations such as pressure adjustment when the casting apparatus is in operation. The device can be said to be very practical. Further, the area of the docking surface between the upper surface of the stalk and the lower surface of the mold, or the upper surface of the pouring pan and the lower surface of the fixed platen is small, and a pressure seal for preventing pressurized gas from leaking during pouring can be easily achieved.

具体的に、溶湯凝固ゾーン用空隙としては、前記加圧ステム及び/又は加圧ピンの外周面と可動金型内周面との間に形成されるガス排出空隙を介してガス排出通路に連通している溶湯凝固ゾーン空隙を例示することができ、かかる溶湯凝固ゾーン用空隙としては、加圧ステム/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径よりも1〜5mm大きい内径で10〜40mm程度の深さ(長さ)を有する溶湯凝固ゾーンとなる空隙を具体的に例示することができる。このように、それぞれの湯溜部の外径を加圧ステム及び加圧ピンの外形よりもわずかに大きくしておくことにより、各湯溜部の外周壁に生じた凝固層が加圧ステム/加圧ピンによって製品の中に押し込まれることを防止すると共に、加圧ステム及び加圧ピンの加圧抵抗を少なくすることができる。そして、上記のように、溶湯凝固ゾーン用空隙を溶湯の温度や鋳込速度に適合した寸法に設計しておくと、溶湯が充填された時に先湯がこの空隙部分で冷却凝固しガス排出空隙に侵入することはない。 Specifically, the molten metal solidification zone gap communicates with the gas discharge passage through a gas discharge gap formed between the outer peripheral surface of the pressure stem and / or the pressure pin and the inner peripheral surface of the movable mold. to have can be exemplified an air gap for molten metal solidification zone, as such molten metal solidification zone void, provided the pressure stem / or pressure pin coaxial with, than the diameter of the pressing stem and / or the pressure pin In addition, a gap that becomes a molten metal solidification zone having an inner diameter larger by 1 to 5 mm and a depth (length) of about 10 to 40 mm can be specifically exemplified. In this way, by setting the outer diameter of each hot water pool portion to be slightly larger than the outer shape of the pressure stem and the pressure pin, the solidified layer formed on the outer peripheral wall of each hot water pool portion can be increased by the pressure stem / While being pushed into the product by the pressure pin, the pressure resistance of the pressure stem and the pressure pin can be reduced. As described above, when the gap for the molten metal solidification zone is designed to have a size that matches the temperature of the molten metal and the casting speed, the hot water is cooled and solidified in the gap when the molten metal is filled. Never invade.

また、上記ガス排出空隙は先湯が流入しない構造や大きさのものが好ましく、例えば、ガス排出空隙としては、加圧ステム及び/又は加圧ピンと同芯に設けられ、加圧ステム及び/又は加圧ピンの直径より0.4〜1.0mm程度大きい内径のガス排出空隙を具体的に挙げることができる。そして、金型キャビテイを真空にする際、空気の侵入を防止するために、パーテイング面にはガス排出孔、及びガス排出空隙からなるガス排出通路は設けずにできればシールパッキングを設置するか、漏入空気をガス排出口に連結されたガス排出溝を設け、金型外部からの金型キャビテイへの空気の漏入を防止する。   Further, the gas discharge gap preferably has a structure or size that does not allow the hot water to flow in. For example, the gas discharge gap is provided concentrically with the pressure stem and / or the pressure pin, and the pressure stem and / or A gas discharge gap having an inner diameter that is about 0.4 to 1.0 mm larger than the diameter of the pressure pin can be specifically mentioned. When the mold cavity is evacuated, in order to prevent intrusion of air, the parting surface is not provided with gas discharge holes and gas discharge passages. A gas exhaust groove connected to the gas exhaust port is provided to prevent air from leaking into the mold cavity from outside the mold.

ところで、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構との併用による溶湯の鋳込み開始速度を最適値の1.0〜2.4m/secとすると、加圧ステムや加圧ピンの外周に近接設けられた溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙等の2段空隙部における空気抵抗が大きくなるが、加圧ピンの数及び配置を適宜選択することにより、上記溶湯凝固ゾーン用空隙やガス排出空隙の設置も目的を達成することができる。すなわち、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙で冷却凝固し、溶湯凝固ゾーン空隙より狭いガス排出空隙に侵入しない構造に、当業者であれば容易に設計することができる。また、溶湯凝固ゾーン用空隙で先湯を確実に冷却凝固するために、加圧ステムや加圧ピンにベリリューム銅など熱伝導の良い材料を用い、その内部を水冷することができる構造とすることもできる。   By the way, if the casting start speed of the molten metal by the combined use of the gas pressurized pouring pan and the vacuum suction mechanism is set to an optimum value of 1.0 to 2.4 m / sec, the molten metal provided close to the outer periphery of the pressure stem and the pressure pin. The air resistance in the two-stage gaps such as the solidification zone gap and the gas discharge gap is increased, but the purpose of installing the molten metal solidification zone gap and the gas discharge gap by appropriately selecting the number and arrangement of the pressure pins. Can be achieved. That is, those skilled in the art can easily design a structure in which the hot water is cooled and solidified in the melt solidification zone gap having a two-stage gap and does not enter the gas discharge gap narrower than the melt solidification zone gap. Also, in order to cool and solidify the hot water in the gap for the molten metal solidification zone, a material with good heat conduction, such as beryllium copper, is used for the pressure stem and pressure pin, and the inside can be cooled with water. You can also.

以上、説明した本発明の竪型鋳造装置は、加圧ステム及び加圧ピン外周のガス排出系の構は簡単であり、運転中のトラブルの発生は少なくなる。また、密閉された小さい体積の注湯鍋内のガス加圧と真空吸引機構の併用で、溶湯を高速で金型キャビテイへ充填することにより、大型の薄肉製品の鋳造を可能にすると共に、溶湯の先湯は狭い溶湯凝固ゾーン空隙に流入するのでそこで凝固し停止して、ガス排出空隙通路に侵入することはない。また、キャビテイ第1湯溜部の深さを深くしたことにより、加圧ステムのストロークを長くすることができ、キャビテイ製品部内の補充充填及び凝固収縮に対して充分な体積の溶湯を加圧ステムによって圧入し、冷却速度を早くして結晶を小さくすることも加え、より緻密な組織で強度のある鋳造品を得ることができる。また、円形ゲートの内径よりもわずかに小径の閉塞ピンで円形ゲートを閉塞させ、注湯鍋内のガス圧を大気解放し、早く引き下げることによりストーク内の溶湯を早く注湯鍋に戻しストーク内での凝固固着によるトラブルの発生を防止する。   As described above, in the vertical casting apparatus of the present invention described above, the structure of the gas discharge system around the pressure stem and the pressure pin is simple, and the occurrence of trouble during operation is reduced. In addition, by combining gas pressurization and a vacuum suction mechanism in a sealed small-volume pouring pan, it is possible to cast a large thin product by filling the mold cavity at high speed, The hot water flows into the narrow molten metal solidification zone gap, so that it solidifies and stops there and does not enter the gas discharge gap passage. In addition, by increasing the depth of the cavity 1st hot water reservoir, the stroke of the pressurization stem can be lengthened, and a sufficient volume of molten metal for refilling and coagulation shrinkage in the cavity product part can be obtained. In addition, it is possible to obtain a strong casting with a denser structure by adding pressure to reduce the crystal by increasing the cooling rate. In addition, the circular gate is closed with a closing pin slightly smaller than the inner diameter of the circular gate, the gas pressure in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal in the stalk is quickly returned to the pouring pan by lowering it quickly. Prevents troubles caused by solidification.

また、型開時、注湯鍋を機外に出すことにより、流入ゲートの掃除や、金型表面の冷却、潤滑のためのスプレー作業を容易に安全にできるようにする。   In addition, when the mold is opened, the pouring pan is taken out of the machine so that the inflow gate can be cleaned, and the mold surface can be cooled and lubricated easily and safely.

また、ガス加圧注湯鍋と真空吸引機構を備えた本発明の鋳込装置では、金型キャビテイに溶湯を充填するとき、キャビテイ内のガスをほぼ完全に排出すると同時に、充填後、円形ゲートを閉塞して小さな圧力で必要充分な加圧をすることができるので、従来の高圧法の1/3〜1/5の型締力で対応でき、鋳造装置のコストが大幅に安くなり、生産性も良いので、鋳造品のコストを大幅に引き下げることができる。また、溶湯を注湯鍋の湯面の下から直接供給するので酸化膜が混入することもなく、その通路が短いことによって凝固層の発生も少なく、円形ゲートの出口に適当な高さを持つキャビイテイ第1湯溜部を設けることによって、噴流が天井に衝突することもなく、ガスの巻込みをなくすとともに、わずかに残った酸化膜や凝固層をキャビテイ第1湯溜部に滞留させることができ、その結果不純物の無い緻密な組織の鋳造品を得ることができる。さらに注湯鍋が小さくガス圧を高くすることができる結果、高速の鋳込み速度を確保でき、薄肉鋳造が可能になり、注湯鍋を移動することにより、溶湯補充も容易で、設備費が安くなるだけでなく、装置の配置、運転も容易になる。   In addition, in the casting apparatus of the present invention equipped with a pressurized gas pouring pan and a vacuum suction mechanism, when filling molten metal into the mold cavity, the gas in the cavity is almost completely discharged, and at the same time, the circular gate is closed after filling. Therefore, the necessary and sufficient pressure can be applied with a small pressure, so it can be handled with a clamping force of 1/3 to 1/5 that of the conventional high pressure method, and the cost of the casting apparatus is greatly reduced, and the productivity is also high. Since it is good, the cost of the casting can be greatly reduced. In addition, since the molten metal is supplied directly from the bottom of the pouring pan, the oxide film is not mixed in, and the passage is short, so there is little generation of a solidified layer, and the cavity has an appropriate height at the exit of the circular gate. By providing the first hot water reservoir, the jet flow does not collide with the ceiling, gas entrainment can be eliminated, and a slight remaining oxide film or solidified layer can be retained in the cavity first hot water reservoir. As a result, a cast product having a dense structure free of impurities can be obtained. Furthermore, as the hot pot is small and the gas pressure can be increased, a high casting speed can be secured, thin-wall casting becomes possible, and by moving the hot pot, it is easy to replenish the molten metal and the equipment cost is reduced. In addition, the arrangement and operation of the apparatus become easy.

また、本発明の竪型鋳造方法としては、上記竪型鋳造装置を用いる鋳造方法であって、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧する竪型鋳造方法であれば特に制限されるものではなく、例えば、注湯量1回分以上の溶湯を受け取ったガス加圧注湯鍋の上端を固定盤の下部に設けられたシールパッキングに押し込みシール密閉し、注湯鍋に好ましくは1kg/cm2以上のガス圧を加え、注湯鍋内の湯面を加圧して鋳込ストークを通じて溶湯
を金型のキャビテイ内へ鋳込む。このとき、ガス加圧注湯鍋が溶湯供給管を備えている場合には、かかる供給管の湯面の上方から同じガス圧を同時に加えてもよい。続いて、溶湯でキャビテイ内を充填した後、固定金型に設けられている溶湯流入ゲートを閉塞手段で塞ぎ、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段(加圧ピン)で加圧して、凝固時にひけ巣の発生がなく、かつガスの巻込みのない鋳造品、好ましくは軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品を鋳造する。
Further, the vertical casting method of the present invention is a casting method using the vertical casting apparatus, in which the molten metal is cast into the mold cavity through the casting stalk from the gas pressure pouring pot, and the molten metal fills the cavity. After that, it is not particularly limited as long as it is a vertical casting method in which the molten metal inflow gate formed in the fixed mold is closed by the closing means, and then the molten metal in the mold cavities is pressed by the pressing means. The top of the gas pressurized pouring pan that has received the molten metal for the amount of pouring once or more is pushed into the seal packing provided at the bottom of the fixed plate and sealed, and a gas pressure of 1 kg / cm 2 or more is preferably applied to the pouring pan. Pressurize the hot water surface in the hot pot and cast the molten metal into the mold cavity through casting stalk. At this time, when the gas pressurized pouring pan has a molten metal supply pipe, the same gas pressure may be simultaneously applied from above the molten metal surface of the supply pipe. Subsequently, after filling the cavity with molten metal, the molten metal inflow gate provided in the fixed mold is closed with a closing means, and then the molten metal in the mold cavity is pressurized with a pressure means (pressure pin), A cast product in which no shrinkage occurs at the time of solidification and no gas is entrained, preferably a thin and large cast product of a light metal alloy is cast.

加圧ピンの後退位置で、金型キャビテイ内への溶湯の充填を開始し、先湯の流速をキャビテイ第2湯溜部で減速させ、ガス排出空隙から金型キャビテイ内のガスを排出させながら、溶湯凝固ゾーン用空隙の先湯を冷却凝固させ、金型キャビテイ内に溶湯が充填された後、1又は複数の加圧ピンを前進させて湯溜部の溶湯を加圧することが好ましく、また、複数の溶湯凝固ゾーンに隣接するガス排出空隙から真空ガス抜きを行うことのよってガスの巻込みをより減少させるとともに、加圧ステムおよび複数の加圧ピンにより溶湯を加圧することによって圧力伝達距離を短くすることが好ましい。この補充充填によって、溶湯の金型表面との接触は維持され、良好な熱伝達を保ち、冷却速度が早く、結晶の粗大化を防ぎ、小さな結晶の組織となる。そして、溶湯が凝固時これに対する補充充填が完了したら短い冷却時間を経て可動プラテンによって可動金型を上昇させ、これとともに持ち上げられた製品素材を加圧ステム並びに加圧ピン及び押出ピンで可動金型から押出し、さらに押出ピンで突き出して加圧ステム、加圧ピンから抜き出して製品素材を取り出すことによりひけ巣の発生やガスの巻込みがなく、緻密な組織の鋳造製品を得ることができる。また、かかる動作を毎回繰り返すために、溶湯凝固ゾーン用空隙の凝固溶湯は毎回取り除かれて、ガス排出通路に目詰まりを起こす事はない、また移動式ガス加圧注湯鍋のストーク上面と金型下面を押付けてシールする場合、接触面積は小さくシールは容易にできる。   At the retreat position of the pressure pin, the filling of the molten metal into the mold cavities is started, the flow rate of the hot water is decelerated at the cavity second hot water reservoir, and the gas in the mold cavities is discharged from the gas discharge gap. It is preferable that the molten metal solidification zone gap is cooled and solidified, and after the molten metal is filled in the mold cavity, the molten metal in the hot water reservoir is pressurized by advancing one or more pressure pins. The pressure transfer distance by reducing the gas entrainment by performing vacuum degassing from the gas discharge gaps adjacent to the plurality of molten metal solidification zones and pressurizing the molten metal with a pressure stem and a plurality of pressure pins Is preferably shortened. By this replenishment filling, the contact of the molten metal with the mold surface is maintained, good heat transfer is maintained, the cooling rate is high, the coarsening of the crystal is prevented, and a small crystal structure is formed. When the molten metal is solidified and replenishment filling is completed, the movable mold is raised by the movable platen after a short cooling time, and the product material lifted together with the movable mold is moved by the pressure stem, the pressure pin and the extrusion pin. Then, by extruding with a push pin and then withdrawing from the pressure stem and the pressure pin and taking out the product material, a cast product with a dense structure can be obtained without generation of shrinkage and gas entrainment. In addition, in order to repeat this operation every time, the molten metal in the gap for the molten metal solidification zone is removed every time, and the gas discharge passage is not clogged, and the stalk upper surface and the lower surface of the mold of the mobile gas pressurized hot water pan When sealing by pressing, the contact area is small and sealing is easy.

なお、ガス加圧注湯鍋を複数用いて鋳造することにより効率的に作業を行なうこともできるが、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯を供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることが好ましい。これにより、1つのガス加圧注湯鍋を用いて非常に効率的に鋳造を行なうことができる。また、溶湯供給管を備えたガス加圧注湯鍋を用いる場合には、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に、溶湯鍋を装置本体から脱着して又は脱着せずに、溶湯供給管の蓋を開いて次回の溶湯を供給する。なお、溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、注湯鍋内のガスを大気解放すると共に溶湯供給管の給湯口のガスを吸引して、溶湯供給管内の湯面を引き上げ、溶湯鍋内の湯面をストークの下端まで引き下げるように設計しておくことにより、ストーク内の溶湯をより早く落下させることができ、これにより、より効率的に作業を行うことができる。   Although it is possible to work efficiently by casting using a plurality of gas pressurized pouring pots, the gas pressure in the gas pressurized molten pot is immediately released to the atmosphere after the molten metal inflow gate is closed by the closing means. At the same time, it is preferable to detach from the apparatus main body, supply the necessary molten metal for the next time, and attach it again to the apparatus main body to prepare for the next casting. Thereby, it can cast very efficiently using one gas pressurization pouring pot. In addition, when using a gas pressurized pouring pan equipped with a molten metal supply pipe, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere, and the molten metal supply pipe is covered with or without detaching the molten metal pot from the apparatus body. Open and supply the next molten metal. After closing the molten metal inflow gate with the closing means, the gas in the pouring pan is released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port of the molten metal supply pipe is sucked up to raise the molten metal surface in the molten metal supply pipe. By designing the surface so as to be pulled down to the lower end of the stalk, the molten metal in the stalk can be dropped more quickly, thereby making it possible to work more efficiently.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

図1は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)、図2は本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)、図3は図1のA−A断面図、図4は溶湯の押上げ状態を示す説明図、図5は図4に続く作動状態を示す説明図である。また図1〜図5中、1は固定金型、2は可動金型、9はキャビテイ製品部、10は円形ゲート、11はキャビテイ第1湯溜部、13は閉塞ピン、14は加圧ステム、17は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ステム外周)、19はキャビテイ第2湯溜部、20は加圧ピン、21は溶湯凝固ゾーン用空隙(加圧ピン外周)、29は加圧ステムガス排出孔、34は加圧ピンガス排出孔、40は鋳込ストーク、41は加圧ガス入口を示す。   1 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the start of pouring), FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical casting apparatus of the present invention (at the time of hot water supply), and FIG. A sectional view, FIG. 4 is explanatory drawing which shows the pushing-up state of a molten metal, FIG. 5 is explanatory drawing which shows the operation | movement state following FIG. 1 to 5, 1 is a fixed mold, 2 is a movable mold, 9 is a cavity product section, 10 is a circular gate, 11 is a cavity first reservoir, 13 is a closing pin, and 14 is a pressure stem. , 17 is a molten metal solidification zone gap (pressure stem outer periphery), 19 is a cavity second hot water reservoir, 20 is a pressure pin, 21 is a molten metal solidification zone gap (pressure pin outer periphery), and 29 is a pressurized stem gas discharge. The hole 34 is a pressurized pin gas discharge hole, 40 is a casting stalk, and 41 is a pressurized gas inlet.

図1〜図5に示される本発明の鋳造装置は、上下に移動して型閉型開を行うことができる、鋳造装置下部の水平な固定プラテン3に取り付けられた固定金型1と、鋳造装置上部の水平な可動プラテン4に取り付けられた可動金型2と、固定プラテン3の下方に位置するガス加圧注湯鍋6とを備えている。かかる固定金型1と可動金型2との開閉により、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とキャビテイ第2湯溜部19の他、キャビテイ製品部9とキャビテイ第1湯溜部11とを連通するサイドゲート12とを備えた金型キャビテイが形成されるようになっている。また、金型の取り付けは、型締プレス装置(図示せず)の可動プラテン4を引上げた状態で鋳込ストーク40を取り付けた固定金型1と可動金型2からなる金型のセットを装入し、固定プラテン3上に置き、可動プラテン4を可動金型2の上面に接触するまで下降させ、固定金型1を固定プラテン3に、可動金型2を可動プラテン4に取付ける。そして、ガス加圧注湯鍋6は、固定プラテン3の下部に設けられたシールパッキング38にその上端を押し込まれ、密閉される。   The casting apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 is capable of moving up and down to perform mold closing, and a fixed mold 1 attached to a horizontal fixed platen 3 at the bottom of the casting apparatus, and casting. A movable mold 2 attached to a horizontal movable platen 4 at the upper part of the apparatus and a gas pressurized hot water pan 6 positioned below the fixed platen 3 are provided. By opening and closing the fixed mold 1 and the movable mold 2, the cavity product portion 9, the cavity first hot water reservoir portion 11, the cavity second hot water reservoir portion 19, the cavity product portion 9 and the cavity first hot water reservoir portion 11. A mold cavity having a side gate 12 that communicates with each other is formed. In addition, the mold is mounted by mounting a mold set including the fixed mold 1 and the movable mold 2 to which the cast stalk 40 is attached in a state in which the movable platen 4 of the mold clamping press device (not shown) is pulled up. Then, the movable platen 4 is lowered until it contacts the upper surface of the movable mold 2, and the fixed mold 1 is attached to the fixed platen 3 and the movable mold 2 is attached to the movable platen 4. The gas pressurized hot water pouring pan 6 is hermetically sealed by pushing its upper end into a seal packing 38 provided at the lower part of the fixed platen 3.

固定金型1には、その下部に下方に延びる鋳込ストーク40が設けられており、かかる鋳込ストーク40からの溶湯を噴出させるための円形ゲート10が設けられている。加圧ガスが加圧ガス入口41から送入され、キャビテイ内が減圧されると、注湯鍋6内の溶湯7は鋳込ストーク40内を押し上げられ、固定金型1の円形ゲート10を通じてキャビテイ製品部9内に充填される。なお、この時の鋳込速度は、溶湯の円形ゲート10の通過速度が早く噴流となって上方に噴出するように、注湯鍋6内のガス圧とキャビテイ内の真空度を調整することにより制御されている。   The fixed mold 1 is provided with a cast stalk 40 that extends downward at a lower portion thereof, and a circular gate 10 for ejecting molten metal from the cast stalk 40. When the pressurized gas is fed from the pressurized gas inlet 41 and the inside of the cavity is depressurized, the molten metal 7 in the pouring pan 6 is pushed up in the casting stalk 40, and the cavity product is passed through the circular gate 10 of the fixed mold 1. The portion 9 is filled. The casting speed at this time is controlled by adjusting the gas pressure in the pouring pan 6 and the degree of vacuum in the cavity so that the passing speed of the circular gate 10 of the molten metal becomes a jet and jets upward. Has been.

また、図4に示すように、キャビテイ第1湯溜部11の入口直径d1 が円形ゲート10の径の1.4倍以上に構成され、また加圧ステム14の外形dsは湯溜部11の入口直径d1よりもわずかに小さく構成され、さらにキャビテイ第1湯溜部の天井高さは、式;h=v2/2g(式中hは噴流到達高さ、vは円形ゲート通過速度、gは重力の加速度を示す。)で計算される円形ゲート10を通過した溶湯噴流15が到達する高さhよりも高く構成されている。したがって、充填初期において噴流がキャビテイ第1湯溜部11の天井ことなく、その上部に溶湯噴流15の自由表面が形成され、この部分の下降流はなくなるので、溶湯表面にわずかに残っている酸化膜は静止状態を保ち、また湯溜部11の上部に残ったガスを溶湯16に巻込むこともなくなる結果、これら円形ゲート10を通過した溶湯噴流15の先端にあるわずかな酸化膜、ガス巻込み層は天井に残り、湯溜部11を溶湯が充填後、鋳込速度を大きくしてもその流れが天井に到達することなく、酸化膜や、ガスの巻き込みのない清浄な溶湯のみがサイドゲート12を通過してキャビテイ製品部9内に充填されることになる。 In addition, as shown in FIG. 4, the inlet diameter d 1 of the cavity first hot water reservoir 11 is configured to be 1.4 times or more the diameter of the circular gate 10, and the outer diameter ds of the pressurizing stem 14 is the hot water reservoir 11. velocity h = v 2 / 2g (wherein h is the jet reaches the height, v is the circular gate passage; a is configured slightly smaller than the inlet diameter d 1, further cavity ceiling height of the first the basin are as defined in formula , G indicates the acceleration of gravity.) And is configured to be higher than the height h at which the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 reaches. Accordingly, in the initial stage of filling, the jet does not form the ceiling of the cavity first hot water reservoir 11, and the free surface of the molten metal jet 15 is formed on the upper part, and the downward flow of this part disappears, so that the oxidation remaining slightly on the molten metal surface The film remains stationary, and the gas remaining on the upper part of the hot water reservoir 11 is not entrained in the molten metal 16. As a result, a slight oxide film and gas winding at the tip of the molten metal jet 15 passing through the circular gate 10 are obtained. The entrainment layer remains on the ceiling, and after the molten metal is filled in the hot water reservoir 11, the flow does not reach the ceiling even if the casting speed is increased, and only the oxide film and clean molten metal without gas entrainment are on the side. The cavity product portion 9 is filled through the gate 12.

また、円形ゲート10上方の可動金型2には、シールパッキング27を介して油圧シリンダー25が液密に配設されており、該油圧シリンダ25には、油圧により加圧ステム14をキャビテイ第1湯溜部11へ進退させることができる加圧ステム用ピストン23がシールパッキング27を介して収納されており、該加圧ステム用ピストン23には円形ゲート10を閉塞することができる閉塞ピン13を進退させることができる閉塞用ピストン24が、加圧ステム用ピストン23と同軸的に収納されている。金型キャビテイに溶湯の充填が完了した後、閉塞ピン13をピストン24によって前進させ、円形ゲート10を閉塞し、その後直ちに加圧ステム14をピストン23によって前進させ、キャビテイ製品部9内の未充填空隙の体積分及び凝固収縮体積分の溶湯をキャビテイ第1湯溜部11から加圧補給する。その時、加圧ステム14のストロークが大きいので充分量の溶湯を補充及び加圧充填することができる。   In addition, a hydraulic cylinder 25 is disposed in a liquid-tight manner on the movable mold 2 above the circular gate 10 via a seal packing 27, and a pressurizing stem 14 is attached to the hydraulic cylinder 25 by a hydraulic pressure. A pressurizing stem piston 23 that can be moved back and forth to the hot water reservoir 11 is housed via a seal packing 27, and the pressurizing stem piston 23 is provided with a closing pin 13 that can close the circular gate 10. A closing piston 24 that can be advanced and retracted is accommodated coaxially with the pressurizing stem piston 23. After filling the mold cavity with the molten metal, the closing pin 13 is advanced by the piston 24, the circular gate 10 is closed, and then the pressure stem 14 is advanced by the piston 23, and the cavity product part 9 is not yet filled. The molten metal for the void volume and the solidification shrinkage volume is pressurized and supplied from the cavity first hot water reservoir 11. At that time, since the stroke of the pressure stem 14 is large, a sufficient amount of molten metal can be replenished and pressure-filled.

加圧ステム14による加圧の際にも、ストーク内の湯面にわずかに発生する酸化膜、円形ゲート10入口で冷却されて形成される湯先表面の凝固層や噴流によって発生するガス巻込み層は、ゲート噴流15によって全部湯溜部11の最上部に集まり、加圧ステム14によって押出されることなくキャビテイ第1湯溜部11の上部に残留し、キャビテイ製品部9に流入することはなく、その結果、これらを原因とする鋳造不良は皆無になる。また、加圧ステム14の外側には、ガス排出孔29に連通するガス排出空隙18や溶湯凝固ゾーン用空隙17からなる2段空隙が設けられている。この溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18は、図5dに示されるように、溶湯凝固ゾーン用空隙17やガス排出空隙18で形成された凝固層が製品素材と共に取り出されるので、鋳造の度に確保される。   Even during pressurization by the pressurization stem 14, an oxide film slightly generated on the molten metal surface in the stalk, a solidified layer on the molten metal surface formed by cooling at the inlet of the circular gate 10, and gas entrainment generated by a jet flow All the layers gather at the uppermost part of the hot water reservoir 11 by the gate jet 15, remain on the upper part of the cavity first hot water reservoir 11 without being pushed out by the pressure stem 14, and flow into the cavity product portion 9. As a result, there is no casting defect caused by these. Further, on the outside of the pressurization stem 14, a two-stage gap including a gas discharge gap 18 communicating with the gas discharge hole 29 and a molten metal solidification zone gap 17 is provided. As shown in FIG. 5d, the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 are taken out together with the product material since the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 17 and the gas discharge gap 18 is removed. Secured.

また、図1及び図2に示すように、キャビテイ製品部9の端部上方には、1又は2以上の小さなキャビテイ第2湯溜部19が形成されており、該湯溜部19の上方の可動金型には、油圧シリンダ31が配設されており、該油圧シリンダには油圧により加圧ピン20をキャビテイ第2湯溜部19へ進退させることのできる加圧ピン用ピストン30が収納されている。上記1又は2以上の加圧ピン20は型開閉方向と平行で型パーテイング面と直行する方向の軸芯を有し、シールパッキング33を介して可動金型2に液密に設けられている。そして、加圧ステム14によってキャビテイ製品部9内の補充充填を行った後、これら加圧ピン20を押出、キャビテイ第2湯溜部19を介してキャビテイ製品部9の溶湯を加圧するようになっている。また、加圧ピン20の外径はキャビテイ第2湯溜部19の入口の直径よりもわずかに小さく構成されている。これら加圧ピン20も毎回摺動するので溶湯凝固ゾーン空隙21で形成された凝固層は製品素材についた状態で図示されていない押出ピンによって押し出されガス通路穴に残らず、毎回ガスの排出通路は確保されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, one or two or more small cavity second hot water reservoirs 19 are formed above the end of the cavity product portion 9, and above the hot water reservoir 19. A hydraulic cylinder 31 is disposed in the movable mold, and a pressure pin piston 30 capable of advancing and retracting the pressure pin 20 to and from the cavity second hot water reservoir 19 by hydraulic pressure is accommodated in the hydraulic cylinder. ing. The one or more pressure pins 20 have an axial core parallel to the mold opening / closing direction and perpendicular to the mold parting surface, and are liquid-tightly provided on the movable mold 2 via a seal packing 33. Then, after replenishing and filling the cavity product part 9 by the pressurization stem 14, these pressurizing pins 20 are extruded, and the molten metal in the cavity product part 9 is pressurized via the cavity second hot water reservoir 19. ing. Further, the outer diameter of the pressure pin 20 is configured to be slightly smaller than the diameter of the inlet of the cavity second hot water reservoir 19. Since these pressurizing pins 20 also slide each time, the solidified layer formed by the molten metal solidification zone gap 21 is pushed out by an extruding pin (not shown) attached to the product material and does not remain in the gas passage hole, but the gas discharge passage every time. Is to be secured.

次に上記説明した竪型鋳造装置の作用について説明する。型締完了後、ガス加圧注湯鍋6内に送入した加圧ガスの圧力及びキャビテイ内への真空吸引力により、注湯鍋6内の溶湯16をキャビテイ第1湯溜部11に押し上げる。溶湯16は鋳込ストーク40内を上昇し固定金型1の円形ゲート10を通過して噴出し(図4)、次いでキャビテイ製品部9に充填される。一般的に、キャビテイ製品部9内の流動抵抗があるので、加圧ピン下方のキャビテイ第2湯溜部19に溶湯が到達する前に、円形ゲート10の上部にあるキャビテイ第1湯溜部11が溶湯で充填されるが(図5a)、先湯が2段空隙の溶湯凝固ゾーン用空隙17に入ってくると、通路が狭く、溶湯の熱容量が少なく、反対に冷却面積が大きいので冷却速度が大きく、凝固が進み流動性が低下することから、溶湯の先端は溶湯凝固ゾーン用空隙17の途中で停止し、凝固してガス排出空隙18に侵入することはない。   Next, the operation of the vertical casting apparatus described above will be described. After the mold clamping is completed, the molten metal 16 in the pouring pan 6 is pushed up to the cavity first hot water reservoir 11 by the pressure of the pressurized gas fed into the gas pressurized hot pouring pan 6 and the vacuum suction force into the cavity. The molten metal 16 ascends in the casting stalk 40, passes through the circular gate 10 of the fixed mold 1, and is ejected (FIG. 4). In general, since there is a flow resistance in the cavity product portion 9, before the molten metal reaches the cavity second hot water reservoir 19 below the pressurizing pin, the cavity first hot water reservoir 11 in the upper part of the circular gate 10. Is filled with molten metal (FIG. 5a), but when the hot water enters the molten metal solidification zone gap 17 having a two-stage gap, the passage is narrow, the heat capacity of the molten metal is small, and on the contrary, the cooling area is large, so the cooling rate is high. Since the solidification progresses and the fluidity decreases, the tip of the molten metal stops in the middle of the molten metal solidification zone gap 17 and does not solidify and enter the gas discharge gap 18.

キャビテイ内の溶湯の流れが停止すると充填完了の信号として検知して、直ちに閉塞ピン13を前進させて円形ゲート10に挿入し、これを閉塞する。(図5b)。このようにキャビテイ製品部9及びキャビテイ第1湯溜部11内の溶湯がスト−クに逆流しないように閉塞した後、直ちに加圧ステム14を進出させ加圧し、キャビテイ第1湯溜部11内の半凝固状態の溶湯をキャビテイ製品部9に補充充填する(図5c)。充填が完了し冷却が始まると、溶湯16の凝固収縮が生起するため、加圧ステム14に高圧力を加えて進出させ、凝固収縮体積に応じた補充を行う。この時、溶湯と金型表面との接触は維持され、冷却速度は早く、結晶が小さくなる。また、閉塞ピン13による円形ゲート10閉塞時、閉塞ピン13と円形ゲート10との接触が仮に完全でなくても、小さい空隙に存在する溶湯は早く冷却凝固し、キャビテイ第1湯溜部を加圧しても溶湯が円形ゲート10から鋳込ストーク40を通じ注湯鍋6に逆流することはない。したがって、図2に示すように、閉塞ピン13で円形ゲート10を閉塞後、直ちに注湯鍋内のガス圧を大気解放し、危険のない圧力に下がった状態で注湯鍋6をストーク下端より低い位置まで垂直移動装置(図示せず)を用いて下降させ、鋳込ストーク40内に残っていた溶湯を注湯鍋6内に落下させる。下降させた注湯鍋6は水平移動装置(図示せず)で鋳造機外の位置まで移動させ次回に必要な溶湯を給湯ラドル42で給湯し、再び装置本体に装着し次回の鋳造に備える。   When the flow of the molten metal in the cavity stops, it is detected as a filling completion signal, and the closing pin 13 is immediately advanced and inserted into the circular gate 10 to close it. (Figure 5b). Thus, after the molten metal in the cavity product section 9 and the cavity first hot water reservoir 11 is closed so as not to flow backward to the stock, the pressurization stem 14 is immediately advanced to pressurize the interior of the cavity first hot water reservoir 11. The cavity product part 9 is replenished and filled with the molten metal in a semi-solid state (FIG. 5c). When the filling is completed and the cooling is started, solidification shrinkage of the molten metal 16 occurs. Therefore, a high pressure is applied to the pressurizing stem 14 to advance and replenishment according to the solidification shrinkage volume is performed. At this time, the contact between the molten metal and the mold surface is maintained, the cooling rate is fast, and the crystals become small. Further, when the circular gate 10 is closed by the closing pin 13, even if the contact between the closing pin 13 and the circular gate 10 is not perfect, the molten metal present in the small gap is quickly cooled and solidified, and the cavity first hot water reservoir is added. Even if pressed, the molten metal does not flow backward from the circular gate 10 to the pouring pan 6 through the cast stalk 40. Therefore, as shown in FIG. 2, after closing the circular gate 10 with the closing pin 13, the gas pressure in the pouring pan is immediately released to the atmosphere, and the pouring pan 6 is positioned below the lower end of the stalk in a state where the gas pressure has dropped to no danger. The molten metal remaining in the casting stalk 40 is dropped into the pouring pan 6 by using a vertical movement device (not shown). The lowered pouring pan 6 is moved to a position outside the casting machine by a horizontal movement device (not shown), and the molten metal necessary for the next time is supplied by the hot water supply ladle 42, and is again attached to the apparatus main body to prepare for the next casting.

加圧ステム14による補充充填の場合は、従来のダイカスト法と比較して、金型キャビテイ内の溶湯温度が高く、加圧距離も短く、圧力伝達抵抗も大幅に小さく、加圧ステム14の加圧シリンダーの力も小さくて済み、油圧シリンダー内の油圧も低い状態で進出させることができる。この加圧ステム14の進出による補充充填により、溶湯がキャビテイ製品部9及びキャビテイ第2湯溜部19を補充充填した後、加圧ピン20を進出させることになる。かかる加圧ピン20による加圧は、加圧ステム14による充填完了と共に流動抵抗が増大し油圧が上昇するので、これを検知して開始される。加圧ステム14の進出による凝固収縮体積に応じた補充は、キャビテイ製品部9の反対側の端部までは圧力伝達が難しいので、端部周辺の加圧ピン20を作動させて加圧し、全面的に凝固収縮によるひけ巣の無い緻密な組織の製品を得ることができる。キャビテイ製品部9内の溶融金属の冷却凝固が完了した後、型開きを行い可動金型2で持上げられた製品素材は各加圧ピン及び押出ピンによって押出され取り出すことができる(図5d)   In the case of refilling with the pressurizing stem 14, the molten metal temperature in the mold cavity is higher, the pressurizing distance is shorter, the pressure transmission resistance is significantly smaller than the conventional die casting method, and The force of the pressure cylinder is small, and the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder can be advanced with low pressure. By the replenishment filling by the advancement of the pressurizing stem 14, the molten metal replenishes and fills the cavity product portion 9 and the cavity second hot water reservoir 19, and then the pressurization pin 20 is advanced. The pressurization by the pressurization pin 20 is started by detecting this because the flow resistance increases and the hydraulic pressure increases with the completion of the filling by the pressurization stem 14. Replenishment according to the solidification shrinkage volume by the advancement of the pressurization stem 14 is difficult to transmit pressure to the opposite end of the cavity product part 9, so that the pressurization pin 20 around the end is actuated to pressurize the entire surface. In particular, a product with a dense structure free from shrinkage due to coagulation contraction can be obtained. After completion of the cooling and solidification of the molten metal in the cavity product section 9, the mold material is opened and the product material lifted by the movable mold 2 can be extruded and taken out by the pressure pins and the extrusion pins (FIG. 5d).

本発明の竪型鋳造装置をアルミホイールの生産に応用した場合を図6に示す。ゲート10を通過した溶湯は実施例1におけるキャビテイ湯溜部11に相当する製品アルミホイールのハブ部9aに入り、サイドゲート12に相当するアルミホイールのスポーク部9bを通過して、円周状のリムフランジ部9cに入る。このリムフランジ9cの上端円周の数ケ所にキャビテイ第2湯溜19を設け、ガス抜き、加圧を行う。その他の動作は実施例1と同じで高度な品質のアルミホイールを鋳造できると共に、更に、本方法によれば、実施例1におけるキャビテイ第1湯溜部11及びサイドゲート12は製品9(アルミホイール)の中に含まれ、余分な溶湯が少なく、また、閉塞ピンによる孔は、アルミホイールの軸孔となり、キャビテイ第1湯溜部11、すなわちハブ部9aの鋳込み重量を少なくし、冷却凝固速度を早くして、サイクルタイムを短く、鋳造の生産性を高めると共に、機械加工における軸孔加工時間を短縮する。そして、冷却速度が早いことは結晶を小さくし、アルミホイールの意匠性にとって重要な表面の美しさを発揮させることができる。   FIG. 6 shows a case where the vertical casting apparatus of the present invention is applied to the production of aluminum wheels. The molten metal that has passed through the gate 10 enters the hub portion 9a of the product aluminum wheel corresponding to the cavity hot water storage portion 11 in the first embodiment, passes through the spoke portion 9b of the aluminum wheel corresponding to the side gate 12, and has a circumferential shape. The rim flange portion 9c is entered. Cavity second hot water reservoirs 19 are provided at several locations on the circumference of the upper end of the rim flange 9c to perform degassing and pressurization. The other operations are the same as in the first embodiment, and an aluminum wheel of high quality can be cast. Further, according to this method, the cavity first hot water reservoir 11 and the side gate 12 in the first embodiment are the product 9 (aluminum wheel). ), And there is little excess molten metal, and the hole by the blocking pin becomes the shaft hole of the aluminum wheel, and the casting weight of the cavity first hot water reservoir 11, that is, the hub 9a is reduced, and the cooling solidification rate The cycle time is shortened, the casting productivity is increased, and the shaft hole machining time in machining is shortened. And a quick cooling rate can make a crystal small, and can show the beauty of the surface important for the design nature of an aluminum wheel.

また、図7に本発明の竪型鋳造装置の他の例を示す。図7に示すように、かかる本発明の竪型鋳造装置は、ガス加圧注湯鍋7が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管44を備え、溶湯供給管44の給湯口46に、ガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋47が設けられている。かかる竪型鋳造装置における溶湯供給管44の上部に設けられた給湯口スリーブ45には、ガス導出入口49が設けられており、ガス加圧時には、ガス加圧注湯鍋7の上方の加圧ガス入口41から加圧ガスが供給されると共に、ガス導出入口49からも同じ加圧ガスが供給され、より効率的に溶湯を供給充填することができる。そして、溶湯流入ゲート10を閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋7内のガス圧を大気解放すると共に溶湯供給管44の給湯口ガス部48のガスをガス導出入口49から真空吸引して、溶湯供給管44内の湯面8aを引き上げ、溶湯鍋7内の湯面8をストーク40の下端まで引き下げ、ストーク40内の溶湯をより早く落下させる。   FIG. 7 shows another example of the vertical casting apparatus of the present invention. As shown in FIG. 7, in the vertical casting apparatus of the present invention, the gas pressurized pouring pan 7 is provided with a molten metal supply pipe 44 that communicates with an opening provided in the lower part thereof, and a hot water supply port 46 of the molten metal supply pipe 44 is provided. An openable and closable hot water supply lid 47 having a sealing force capable of withstanding gas pressurization is provided. The hot water supply sleeve 45 provided in the upper part of the molten metal supply pipe 44 in such a vertical casting apparatus is provided with a gas outlet 49, and when the gas is pressurized, the pressurized gas inlet above the gas pressurized hot water pouring pan 7 is provided. While the pressurized gas is supplied from 41 and the same pressurized gas is supplied also from the gas outlet 49, the molten metal can be supplied and filled more efficiently. Then, after the molten metal inflow gate 10 is closed by the closing means, the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan 7 is immediately released to the atmosphere and the gas in the hot water supply port gas part 48 of the molten metal supply pipe 44 is vacuumed from the gas outlet 49. Then, the molten metal surface 8a in the molten metal supply pipe 44 is pulled up, the molten metal surface 8 in the molten metal pan 7 is lowered to the lower end of the stalk 40, and the molten metal in the stalk 40 is dropped more quickly.

本発明によれば、溶湯を高速で金型キャビテイに充填し、閉塞されたキャビテイ内の溶湯を有効に加圧して、ひけ巣の発生がなくかつガスの巻き込みのない鋳造品を簡便に鋳造することのできる、作業効率がよくメンテナンスの容易な設備費の安い竪型鋳造装置及び該竪型鋳造装置を用いる竪型鋳造方法を提供することができる。   According to the present invention, molten metal is filled into a mold cavity at high speed, and the molten metal in the closed cavity is effectively pressurized to easily cast a cast product that is free from shrinkage and does not involve gas. It is possible to provide a vertical casting apparatus that has high working efficiency and is easy to maintain and has a low equipment cost, and a vertical casting method using the vertical casting apparatus.

本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(注湯開始時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of the start of pouring) of the vertical casting apparatus of this invention. 本発明の竪型鋳造装置の概略縦断面図(給湯時)である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view (at the time of hot water supply) of the vertical casting apparatus of this invention. 図1のA−Aの断面図である。It is sectional drawing of AA of FIG. 本発明の竪型鋳造装置における溶湯の充填状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filling state of the molten metal in the vertical casting apparatus of this invention. 図4に続く本発明の竪型鋳造装置における作動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state in the vertical casting apparatus of this invention following FIG. 本発明の竪型鋳造装置をアルミホイール生産に応用したときの金型概略縦断面図である。It is a metal mold | die schematic longitudinal cross-sectional view when the vertical casting apparatus of this invention is applied to aluminum wheel production. 本発明の他の例に係る竪型鋳造装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the vertical casting apparatus which concerns on the other example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定金型
2 可動金型
3 固定プラテン
4 可動プラテン
6 注湯鍋(ガス加圧注湯鍋)
7,16 溶湯
8 湯面
8a 給湯供給管の湯面
9 金型キャビテイ
10 円形ゲート
11 キャビテイ第1湯溜部
12 サイドゲート
13 閉塞ピン
14 加圧ステム
15 噴流
17 加圧ステム溶湯凝固ゾーン用空隙
18 加圧ステムガス排出空隙
19 キャビテイ第2湯溜部
20 加圧ピン
21 加圧ピン溶湯凝固ゾーン用空隙
22 加圧ピン外周ガス排出空隙
23 加圧ステム用ピストン
24 閉塞ピン用ピストン
25 油圧シリンダー
26a,26b,26c 圧力油入口
27 加圧ステム シールパッキング
28 閉塞ピン シールパッキング
29 加圧ステム ガス排出通路
30 加圧ピン ピストン
31 加圧ピン油圧シリンダー
32 圧力油入口
33 加圧ピン シールパッキング
34 加圧ピン ガス排出通路
35 金型シール溝
36 加圧ステム冷却水穴
37 加圧ピン冷却水穴
38 注湯鍋シールパッキング
39 ストークシールパッキング
40 鋳込ストーク
41 加圧ガス入口
42 給湯ラドル
43 外周型
44 溶湯供給管
45 給湯口スリーブ
46 給湯口
47 給湯口蓋
48 給湯口ガス部
49 ガス導出入口
9a アルミホイールのハブ部
9b アルミホイールのスポーク部
9c アルミホイールのリムフランジ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed mold 2 Movable mold 3 Fixed platen 4 Movable platen 6 Pouring pot (gas pressurizing pouring pot)
7, 16 Molten metal 8 Molten metal surface 8a Molten metal surface of hot water supply pipe 9 Mold cavity 10 Circular gate 11 Cavity first hot water reservoir 12 Side gate 13 Blocking pin 14 Pressure stem 15 Jet 17 Pressure gap for molten metal coagulation zone 18 Pressure stem gas discharge gap 19 Cavity second hot water reservoir 20 Pressure pin 21 Pressure pin molten metal coagulation zone gap 22 Pressure pin peripheral gas discharge gap 23 Pressure stem piston 24 Closure pin piston 25 Hydraulic cylinders 26a, 26b , 26c Pressure oil inlet 27 Pressure stem Seal packing 28 Closure pin Seal packing 29 Pressure stem Gas discharge passage 30 Pressure pin Piston 31 Pressure pin hydraulic cylinder 32 Pressure oil inlet 33 Pressure pin Seal packing 34 Pressure pin Gas discharge Passage 35 Mold seal groove 36 Pressure stem cooling water hole 37 Pressure pin Cooling water hole 38 Hot water pot seal packing 39 Stoke seal packing 40 Cast stalk 41 Pressurized gas inlet 42 Hot water ladle 43 Outer peripheral type 44 Molten metal supply pipe 45 Hot water inlet sleeve 46 Hot water inlet 47 Hot water outlet lid 48 Hot water inlet gas section 49 Gas outlet inlet 9a Aluminum wheel hub part 9b Aluminum wheel spoke part 9c Aluminum wheel rim flange part

Claims (13)

金型キャビテイを形成することができる下側の固定金型及び上側の可動金型、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを塞ぐ閉塞手段、並びに閉塞された金型キャビテイ内の溶湯を加圧する加圧手段を有する装置本体と、
前記金型キャビテイ内へ溶湯を下方から供給充填する鋳込手段とを備えた竪型鋳造装置であって、
前記鋳込手段が、前記装置本体に装脱着可能なガス加圧注湯鍋を有していることを特徴とする竪型鋳造装置。
Lower fixed mold and upper movable mold capable of forming mold cavities, closing means for closing the molten metal inflow gate formed in the fixed mold, and pressurizing the molten metal in the closed mold cavities An apparatus body having a pressurizing means;
A vertical casting apparatus comprising casting means for supplying and filling molten metal from below into the mold cavity,
The vertical casting apparatus characterized in that the casting means has a gas pressurized pouring pot that can be attached to and detached from the apparatus main body.
ガス加圧注湯鍋が装置本体に装着されることにより密閉構造を形成することを特徴とする請求項1に記載の竪型鋳造装置。 The vertical casting apparatus according to claim 1, wherein the gas pressurized pouring pan is attached to the apparatus main body to form a sealed structure. ガス加圧注湯鍋が鋳込ストークを備え、該鋳込ストークの上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の竪型鋳造装置。 The vertical casting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the gas pressurized pouring pan has cast stalk, and an upper end portion of the cast stalk is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. 装置本体が鋳込ストークを備え、ガス加圧注湯鍋の上端部を装置本体に密着させて密閉構造を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の竪型鋳造装置。 3. The vertical casting apparatus according to claim 1, wherein the apparatus main body is provided with cast stalk, and an upper end portion of the gas pressurized pouring pan is brought into close contact with the apparatus main body to form a sealed structure. ガス加圧注湯鍋の容量が、1回の鋳込みに必要な溶湯を収容可能な容量であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の竪型鋳造装置。 The vertical casting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the capacity of the pressurized gas pouring pot is a capacity capable of accommodating a molten metal required for one casting. ガス加圧注湯鍋が、加熱手段を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の竪型鋳造装置。 The vertical casting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the gas pressurized pouring pan is provided with heating means. 鋳込手段が、金型キャビテイ内のガスを真空吸引してガス加圧注湯鍋の溶湯を真空吸引充填する真空吸引機構を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の竪型鋳造装置。 The casting mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the casting means has a vacuum suction mechanism that vacuum-sucks the gas in the mold cavity and vacuum-fills the molten metal in the gas pressurized hot pot. Casting equipment. 金型キャビテイがガス排出通路を備え、該ガス排出通路に連通した溶湯凝固ゾーン用空隙が前記ガス排出通路の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の竪型鋳造装置。 The mold cavity includes a gas discharge passage, and a gap for a molten metal solidification zone connected to the gas discharge passage is provided in the vicinity of the gas discharge passage. Vertical casting equipment. ガス加圧注湯鍋が、その下部に設けられた開口に連通した溶湯供給管を備え、該溶湯供給管の給湯口にガス加圧に耐えうるシール力をもった開閉可能な給湯口蓋が設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のダイカスト鋳造装置。 The gas pressurized pouring pan has a molten metal supply pipe communicating with an opening provided in a lower part thereof, and an openable and closable hot water supply lid having a sealing force capable of withstanding gas pressure is provided at a molten metal supply pipe. The die-casting apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein 請求項1〜9のいずれかに記載の竪型鋳造装置を用いる鋳造方法であって、ガス加圧注湯鍋から鋳込ストークを通じて溶湯を金型キャビテイ内へ鋳込み、溶湯がキャビテイ内を充填した後、固定金型に形成された溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞し、その後金型キャビテイ内の溶湯を加圧手段で加圧することを特徴とする竪型鋳造方法。 A casting method using the vertical casting apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein a molten metal is cast into a mold cavity through a casting stalk from a gas pressure pouring pot, and the molten metal fills the cavity. A vertical casting method characterized in that a molten metal inflow gate formed in a fixed mold is closed by a closing means, and then the molten metal in the mold cavity is pressurized by a pressure means. 溶湯流入ゲートを閉塞手段で閉塞した後、直ちにガス加圧溶湯鍋内のガス圧を大気解放すると共に装置本体から脱着して、次回に必要な溶湯をガス加圧溶湯鍋に供給し、再び装置本体に装着して、次回の鋳造に備えることを特徴とする請求項10に記載の竪型鋳造方法。 After closing the molten metal inflow gate with the closing means, immediately release the gas pressure in the gas pressurized molten metal pan to the atmosphere and desorb it from the main body of the equipment, supply the required molten metal to the gas pressurized molten metal hot pot, and again the device The vertical casting method according to claim 10, wherein the vertical casting method is attached to the main body to prepare for the next casting. ガス加圧注湯鍋内のガス圧を1kg/cm2以上に調整して、高速で短時間に鋳込むことを特徴とする請求項10又は11に記載の竪型鋳造方法。The vertical casting method according to claim 10 or 11, wherein the gas pressure in the gas pressurizing pouring pan is adjusted to 1 kg / cm 2 or more and cast at a high speed in a short time. 鋳造品が、軽金属合金の薄肉で大型の鋳造品であることを特徴とする請求項10〜12に記載の竪型鋳造方法。
The vertical casting method according to claim 10, wherein the casting is a light metal alloy thin and large casting.
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