JP2016120518A - Die cast method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイカスト方法に関する。さらに詳しくは、アルミニウムダイカストの製造技術に関するものであり、高品質(鋳造欠陥皆無)のダイカスト品を製造することができ、また、薄肉、大型一体のアルミニウムダイカスト品も製造することができる方法に関するものである。 The present invention relates to a die casting method. More specifically, the present invention relates to a manufacturing technique of aluminum die casting, and relates to a method capable of manufacturing a high-quality (no casting defect) die-cast product and also capable of manufacturing a thin-walled and large-sized aluminum die-cast product. It is.
従来のアルミニウムダイカスト法で、例えば、3mmの肉厚x500mmの幅x1000mmの長さ程度の製品(例えば、自動車用サスペンションメンバー等)を製造する場合、真空ダイカスト法が採用されている。 For example, when a product (for example, a suspension member for an automobile) having a thickness of about 3 mm, a width of about 500 mm, and a length of about 1000 mm is manufactured by a conventional aluminum die casting method, a vacuum die casting method is employed.
真空ダイカスト法では、高速高圧の射出プランジャー、均等に溶湯を供給するためのランナー、ゲート、製品キャビティ、真空吸引のための減圧ランナー、及び真空バルブなどを大型金型に配置して、型締め−射出−押し出しを行なう複雑で大掛かりな金型及びダイカスト装置(例えば、3000トンの型締め装置、3−5m/sのプランジャー射出速度)を必要とする。 In the vacuum die casting method, high-speed and high-pressure injection plungers, runners for evenly supplying molten metal, gates, product cavities, decompression runners for vacuum suction, vacuum valves, etc. are placed in a large mold and clamped. -Injecting and requiring complex and large molds and die casting devices (eg 3000 ton clamping devices, 3-5 m / s plunger injection speed) to perform extrusion.
さらに大物で薄肉の製品(例えば、2mmの肉厚x1000mmの幅x1500mmの長さのドアパネル等)を製造するためには、更なる高速高圧化、超大型の金型、ダイカスト装置(例えば、4000トンの型締め装置、5−8m/sのプランジャー射出速度)を必要とするため、実際上多大な費用が掛かり困難か不可能である。 In order to manufacture larger and thinner products (for example, door panels with a thickness of 2 mm x width of 1000 mm x length of 1500 mm, etc.), further increase in speed and pressure, ultra-large molds, die casting equipment (for example, 4000 tons) A mold clamping device (5-8 m / s plunger injection speed), which is practically expensive and difficult or impossible.
一方、従来の低速・低圧法(重力鋳造法や低圧鋳造法)、あるいは低速・高圧法(スクイーズダイカスト)で、このような薄肉大型の製品を製造することは、全く不可能である。薄肉大物のダイカストを低コストでの製造を可能にするためには、低速低圧、かつシンプルかつコンパクトな構成のダイカスト方法の発明がどうしても必要であった。 On the other hand, it is completely impossible to produce such a thin and large product by the conventional low speed / low pressure method (gravity casting method or low pressure casting method) or low speed / high pressure method (squeeze die casting). In order to enable low-cost production of thin-walled and large-sized die castings, an invention of a die casting method having a low speed, low pressure, and a simple and compact configuration is absolutely necessary.
ここで、従来ダイカストにおいて、なぜ高速高圧の真空ダイカストが必要であったかについて述べる。
(イ)充填中に凝固しないようにするために高速射出する必要がある。
(ロ)キャビティ内の空気巻き込み防止のために減圧するか、或いは真空化する必要がある。(但し、完全真空は不可能であるため、どうしても残留空気が存在する)
(ハ)高速充填で巻き込んだ空気の圧縮のために高圧化する必要がある。
(ニ)凝固収縮を補うなうために高圧加圧する必要がある。
すなわち、従来ダイカストにおいては、高速高圧にしないとダイカスト製品の品質を確保することができなかなかったのである。しかしながら、高速高圧には限界があったのである。
Here, the reason why high-speed and high-pressure vacuum die casting was necessary in conventional die casting will be described.
(A) It is necessary to inject at high speed so as not to solidify during filling.
(B) It is necessary to reduce the pressure in order to prevent air entrainment in the cavity or to make it vacuum. (However, since a complete vacuum is not possible, there is always residual air.)
(C) It is necessary to increase the pressure in order to compress the air entrained by high-speed filling.
(D) It is necessary to apply high pressure to compensate for coagulation shrinkage.
That is, in the conventional die casting, the quality of the die cast product could not be ensured unless high speed and high pressure were used. However, there was a limit to high speed and pressure.
そこで、本発明者は以下の特許文献1、特許文献2、特許文献3及び特許文献4により、ダイカスト装置及び方法を提案した。 Accordingly, the present inventor has proposed a die casting apparatus and method according to the following Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4.
特許文献1によれば、
(1)真空、射出、加圧、押し出しの機能を併せ持つインジェクターにより、ダイカスト型設備のシンプル化を実現した。
(2)断熱カプセルによる溶湯供給により温度低下をなくし、注湯量の管理容易にし、ハンドリングを容易にした。
(3)シンプルなダイカスト型構造になるため、真空リーク少ないという効果が得られた。
(4)凝固、流れ、押し出しより、ダイカスト製品内の最適位置にインジェクターを直接、複数個配置できるので、大物かつ薄肉の製品を製造することが可能になった。
(5)吸引時間が長く取れるため、リーク部位が少なくなり、高真空度を達成することが可能になった。
(6)射出加圧位置を、製品内に直接設ける構成により、湯の流動距離が短縮化され、湯まわり、引け巣防止が容易となった。
(7)また、ランナー、ゲート、オーバーフローが不要となるため、型のサイズが小さくなり、このため歩留まりが向上した。
(8)湯の流動距離が短縮化と高真空度により、低速・低圧射出が可能となり、金型とダイカスト装置がコンパクトになった。
According to Patent Document 1,
(1) Simplification of die-casting equipment has been realized with an injector that has vacuum, injection, pressurization and extrusion functions.
(2) The temperature drop was eliminated by supplying the molten metal with the heat insulating capsule, the pouring amount was easily managed, and the handling was facilitated.
(3) Since it has a simple die-casting structure, the effect of less vacuum leak was obtained.
(4) Since a plurality of injectors can be arranged directly at the optimum position in the die-cast product by solidification, flow, and extrusion, it is possible to produce a large and thin product.
(5) Since a long suction time can be taken, the number of leak sites is reduced, and a high degree of vacuum can be achieved.
(6) The structure in which the injection pressurization position is directly provided in the product shortens the flow distance of hot water, making it easy to prevent hot water and shrinkage.
(7) In addition, since the runner, gate, and overflow are unnecessary, the size of the mold is reduced, and thus the yield is improved.
(8) Due to the shortened hot water flow distance and high vacuum, low-speed and low-pressure injection became possible, and the mold and die casting equipment became compact.
特許文献2によれば、
(1)断熱カプセル、フィルターのハンドリング法を提案した。
(2)保温性塗型剤と、補助湯道リブのダイカストへの適用(超薄肉大型ダイカスト製品での適用)を提案した。
(3)ビスケット分離方法を提案した。
According to Patent Document 2,
(1) A method for handling heat-insulating capsules and filters was proposed.
(2) Proposed application of heat-retaining coating agent and auxiliary runner ribs to die casting (application in ultra-thin, large-sized die casting products).
(3) A biscuit separation method was proposed.
特許文献3によれば、叙上の特許文献1〜2における高品質アルミニウムダイカストをさらに効率的に得るために、複数射出、真空・加圧・押し出し機構を一体化した金型を、容易に交換し、また注湯など一連の工程を効率的に行い、稼動率、良品率を画期的に上げるダイカストシステム装置を提案している。すなわち、特許文献3により、
(1)射出・真空・加圧・押し出し一体コンパクト金型と、金型迅速交換装置(馬蹄型プラテン)を提案し、
(1−1)<複数射出サーボ機構、真空、押し出し機構>などの構成をすべて備えたコンパクトな金型とした。
(1−2)外段取りとしたので、配線配管、型予熱が可能になり、捨て打ちをなくし、稼働率、良品率が向上した。
(1−3)ダイカスト機本体は、金型の開閉機構のみとなるため、シンプルな構造(馬蹄型プラテンでスライド式迅速型交換、型締め力が従来法の10分の一以下であり、プラテンの変形がない)を実現した。
(2)<注湯カプセル及び保温移動装置>を事前に準備しておき、迅速に静かに供給することを提案した。すなわち、
(2−1)注湯量、注湯温度の高精度、注湯温度を安定化するために、保温カプセルにて、注湯量、温度を確認し、給湯することを提案した。
(2−2)清浄溶湯を実現するために、注湯時の落差をなくすることで、スリーブ・プランジャーとの接触・冷却をなくした。
(2−3)迅速給湯を実現するために、プランジャーの動きを利用して静かに迅速に給湯することを提案した。
According to Patent Document 3, in order to more efficiently obtain the high-quality aluminum die casting in Patent Documents 1 and 2 above, it is easy to replace the mold that integrates multiple injection, vacuum, pressurization, and extrusion mechanisms. In addition, we are proposing a die casting system device that efficiently performs a series of processes, such as pouring, to dramatically increase the operating rate and non-defective product rate. That is, according to Patent Document 3,
(1) Proposed a compact mold with injection / vacuum / pressurization / extrusion and a rapid mold changer (horse-shoe platen),
(1-1) A compact mold having all the configurations such as <multiple injection servo mechanism, vacuum, extrusion mechanism> and the like.
(1-2) Since it was set up externally, wiring piping and mold preheating became possible, discarding was eliminated, and the operating rate and non-defective rate were improved.
(1-3) Since the die casting machine main body has only a mold opening / closing mechanism, it has a simple structure (a horseshoe type platen, a slide type quick mold change, and a clamping force is one tenth or less of the conventional method. There is no deformation of).
(2) It was proposed that <poured capsule and heat transfer device> be prepared in advance and supplied quickly and quietly. That is,
(2-1) In order to stabilize the pouring amount and pouring temperature with high accuracy and the pouring temperature, it was proposed to check the pouring amount and temperature with a heat retaining capsule and supply hot water.
(2-2) In order to realize a clean molten metal, contact / cooling with the sleeve / plunger was eliminated by eliminating a drop during pouring.
(2-3) In order to realize quick hot water supply, it was proposed to supply hot water quietly and quickly using the movement of the plunger.
上記特許文献1、特許文献2及び特許文献3により、高品質かつ超薄肉大型のダイカスト製品の製造が可能となった。しかしながら、保温材を使用している点、真空機能つきインジェクターを使用している点で構成上改善すべき点があり、本発明者は、さらに以下の特許文献4に開示した発明により、さらに高品質のダイカスト製品を製造する方法を実現した。 According to Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, high-quality, ultra-thin and large-sized die-cast products can be manufactured. However, there is a point that should be improved in terms of the use of a heat insulating material and the use of an injector with a vacuum function, and the inventor has further improved the invention by the invention disclosed in Patent Document 4 below. Realized the method of manufacturing quality die casting products.
本発明者は特許文献4により、
(1)保温材なしで、スリーブ内の凝固を防ぐ方法を提案した。
竪型ダイカスト法においては、通常、低速高圧射出で、比較的小物で厚肉品が対象である。特許文献4では、大型、薄肉品をつくるべく、複数射出シリンダーを持ち、低圧を可能にする叙上の特許文献1においては必須構成要件である断熱カプセルを不要としたシンプルな構成の発明である。
保温材がない場合、注湯から射出までに時間がかかると、スリーブ内で凝固が進行し、射出トラブルや湯回り不良になるという問題がある。
The present inventor disclosed in Patent Document 4
(1) A method for preventing solidification in the sleeve without a heat insulating material was proposed.
In the vertical die casting method, the low-pressure and high-pressure injection is usually used for relatively small and thick products. Patent Document 4 is an invention of a simple configuration that has a plurality of injection cylinders and enables low pressure in order to produce a large and thin product, and does not require a heat-insulating capsule, which is an essential component in Patent Document 1 above. .
When there is no heat insulating material, if it takes a long time from pouring to injection, solidification proceeds in the sleeve, which causes a problem of injection trouble and poor hot water.
そこで、<金型開き、鋳物取りだし、清掃、離型材塗布>工程の完了後、金型を半閉じ状態(例えば、3/4くらい閉じる)に保ち、注湯治具(保温性の樋)により型の隙間より注湯する。
この注湯時には、プランジャチップを注湯量に応じて下降させ、注湯落差を極小にして湯の乱れや酸化分の発生を防止する。
注湯治具を除去後、金型をさらに閉じる。これにより従来の金型閉じストローク(例えば、600mm)を、150mm程度までに短くできるので、型閉時間が、例えば従来15秒であったのを、4秒程度(注湯治具除去+型閉時間)に短縮できるので、射出スリーブ内の溶湯の凝固が進行しにくい。
さらに、保温性のスリーブ潤滑剤や保温性のスリーブを併用することにより、さらに凝固の進行を遅くすることが可能となり、いわゆるスリーブ内面の凝固層(破断チル層)をなくすことができ、さらに複数射出も同様に、容易に可能となる。
Therefore, after completion of the <opening of mold, casting removal, cleaning, and release material application> process, the mold is kept in a semi-closed state (for example, close to about 3/4), and the mold is poured by a pouring jig (heat retaining rod). Pour hot water through the gap.
At the time of this pouring, the plunger tip is lowered according to the amount of pouring, and the pouring drop is minimized to prevent hot water turbulence and generation of oxidized components.
After removing the pouring jig, the mold is further closed. As a result, the conventional mold closing stroke (for example, 600 mm) can be shortened to about 150 mm, so that the mold closing time is conventionally 15 seconds, for example, about 4 seconds (pouring jig removal + mold closing time). ), It is difficult for the molten metal in the injection sleeve to solidify.
Further, by using a heat retaining sleeve lubricant and a heat retaining sleeve in combination, the progress of solidification can be further slowed, so-called solidified layer (break chill layer) on the inner surface of the sleeve can be eliminated, and more Ejection is easily possible as well.
また本発明者は、特許文献4により、
(2)簡易な方法で金型キャビティ内を迅速に高真空にする方法を提案した。
注湯工程の完了後、さらに金型を下降させ、隙間を少し開け(2mm程度(これは、真空シールが効力を持つ隙間))、その位置で金型を短時間保持する。その直後、真空系を開放し、金型キャビティ内を高真空に保つ。すなわち、真空DC用バルブやチルベント、あるいは真空機能を持つインジェクターをなくすることで、高真空を容易に達成することができる。また、金型隙間が2mm前後と大きくまた吸引面積も広いので、非常に短時間(例えば、1秒)で高真空を達成することができる。高真空到達後、のこりの隙間を完全に閉じ、射出を行う。
Moreover, this inventor is the patent document 4,
(2) A simple method was proposed to rapidly evacuate the mold cavity.
After completion of the pouring step, the mold is further lowered to open a gap (about 2 mm (this is a gap where the vacuum seal is effective)), and the mold is held at that position for a short time. Immediately thereafter, the vacuum system is opened and the inside of the mold cavity is kept at a high vacuum. That is, high vacuum can be easily achieved by eliminating a vacuum DC valve, a chill vent, or an injector having a vacuum function. Further, since the mold gap is as large as about 2 mm and the suction area is wide, a high vacuum can be achieved in a very short time (for example, 1 second). After reaching high vacuum, the remaining gap is completely closed and injection is performed.
特許文献4の上記(1)及び(2)のプロセスは、注湯工程の完了から射出工程までが短いストローク(例えば、〔4+1〕秒程度)で可能であり、スリーブ内の溶湯の凝固は、ほとんど問題とならなくなり、その結果、保温材による断熱カプセルは不用となり、また特殊な注湯機構や真空機構も不用となる。 The processes (1) and (2) of Patent Document 4 can be performed with a short stroke (for example, about [4 + 1] seconds) from the completion of the pouring step to the injection step, and solidification of the molten metal in the sleeve is As a result, a heat insulating capsule made of a heat insulating material becomes unnecessary, and a special pouring mechanism and a vacuum mechanism become unnecessary.
また本発明者は、特許文献4により、
(3)ビスケットからの加圧効果を確保する方法を提案した。
射出をおこなうと、フィルターを透過して清浄な溶湯が、金型キャビティ内に注入され、ビスケット部が形成される。上記(1)及び(2)のプロセスによりスリーブ内の凝固は極少にすることができるが、充填中にも凝固は若干進行するため、金型接触面で徐々に凝固殻が発生し、プランジャー加圧ストロークの抵抗となり、加圧が十分行われない場合が発生する。そこで、凝固殻を避けるべくプランジャーの先端径をビスケットより小さくして、プランジャーの先端がビスケットの内部に侵入できるようにする。これによりプランジャーの圧力を、未凝固部を通じて、製品に伝播させ、従来に比べて低圧で凝固収縮巣を防ぐことができる。従来においてはこの凝固殻(強度をもっている)を押しつぶすためにも高圧が必要であった。
また、ビスケットの位置を高くとり、いわゆる重力押湯が効く様に設定することも低圧射出を可能にする重要なポイントである。
Moreover, this inventor is the patent document 4,
(3) A method for ensuring the pressure effect from biscuits was proposed.
When the injection is performed, the molten metal that passes through the filter and is clean is injected into the mold cavity to form a biscuit portion. Solidification inside the sleeve can be minimized by the processes (1) and (2) above, but solidification progresses slightly during filling, so a solidified shell is gradually generated on the mold contact surface, and the plunger There may be a case where pressure is not sufficiently applied due to resistance of the pressure stroke. Therefore, in order to avoid the solidified shell, the tip diameter of the plunger is made smaller than that of the biscuit so that the plunger tip can enter the inside of the biscuit. As a result, the pressure of the plunger can be propagated to the product through the non-solidified portion, and the coagulation contraction can be prevented at a lower pressure than in the past. In the past, high pressure was required to crush the solidified shell (having strength).
It is also an important point that enables low pressure injection by setting the position of the biscuits high so that the so-called gravity hot water is effective.
上記(1)、(2)及び(3)のプロセスにより、特殊な保温材を使用することなく、また特殊な注湯金型機構(例えば、傾転スリーブ法)、バキュラル法(真空吸い上げ法)、低圧注湯法(MP法)などを必要とせず、さらに、高価な真空バルブやチルベントなどを不要とせず、金型の閉じるストロークを、3段階に保持することにより、竪型ダイカスト法において、容易に、低速・低圧で、大物、薄肉品を作ることができる。さらに2箇所以上の複数射出も容易に可能となる。 By the above processes (1), (2) and (3), a special pouring mold mechanism (for example, a tilting sleeve method), a baculal method (vacuum suction method) without using a special heat insulating material. In the vertical die casting method, the low pressure pouring method (MP method) or the like is not required, and further, an expensive vacuum valve or chill vent is not required, and the mold closing stroke is maintained in three stages. Large and thin products can be made easily at low speed and low pressure. Furthermore, two or more injections can be easily performed.
上述のとおり、特許文献1〜4の方式を簡単に説明した。特許文献1等においては、スリーブ保温カプセルを用いている。その保温材は高品質の溶湯を保持し、高品質のダイカスト品の製造に非常に効果があるが、保温材コストに問題があるため、上記特許文献4において、この保温材を用いずに迅速に注湯射出する発明を提案したのである。 As described above, the methods of Patent Documents 1 to 4 have been briefly described. In Patent Document 1 and the like, a sleeve heat retaining capsule is used. The heat insulating material holds a high-quality molten metal and is very effective in manufacturing a high-quality die-cast product. However, since there is a problem with the heat insulating material cost, in Patent Document 4, the heat insulating material is quickly used without using this heat insulating material. The invention of injecting molten metal into the water was proposed.
叙上の特許文献1等に開示した保温材は、保温効果、スリーブとの接触を防ぎ、溶湯の清浄度を確保するものであるが、さらに射出後の保温材破片流入の悪影響を防ぐために、薄膜化することが望ましい。
しかし、注湯時に破損する虞があり、かつ成型が難しく、その薄膜化(膜厚1mm以下)には限界がある。薄膜成型を容易に行い、かつ注湯時の破損を防止することができるダイカスト方法を提供することを目的として、本発明者は特願2013−205708号により、溶湯がスリーブ内面に接触せず凝固進行せずいわゆる凝固チル層が発生せず、またプランジャー潤滑剤と溶湯が接触しないため反応ガスが発生せず、清浄溶湯を安定的に保持することが可能となり、また保温材の量が少ないため流動に及ぼす影響を最小限にすることができる。そして薄膜密着方式により高品質なダイカスト製品を製造することが可能となる。
The heat insulating material disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 etc. is a heat insulating effect, prevents contact with the sleeve, and ensures the cleanliness of the molten metal. It is desirable to make it thinner.
However, there is a risk of breakage during pouring, and molding is difficult, and there is a limit to reducing the thickness (thickness 1 mm or less). In order to provide a die casting method capable of easily performing thin film molding and preventing breakage during pouring, the present inventor disclosed in Japanese Patent Application No. 2013-205708 that the molten metal was solidified without contacting the inner surface of the sleeve. It does not progress, so-called solidified chill layer does not occur, and the plunger lubricant does not contact the molten metal, so no reaction gas is generated, and it is possible to hold the clean molten metal stably and the amount of the heat insulating material is small. Therefore, the influence on the flow can be minimized. And it becomes possible to manufacture a high-quality die-cast product by the thin film adhesion method.
叙上の特許文献1〜4に開示したマルチ射出方式は、従来のダイカストと異なり、高品質で薄肉大型のダイカスト製品の製造が可能である。すなわち射出スリーブ内の溶湯の凝固を防止し、高真空を確保し、さらに射出スリーブを複数設置し、各スリーブからの必要流動距離を短くすることにより、薄肉大型のダイカスト製品を低速低圧(従来の1/10程度)で製造することが可能である。特許文献1〜4の発明で、それらの基本となる、あるいは関連する方法を開示している。特許文献1〜3においては、複数の溶湯保温カプセルにて溶湯を供給し、複数の射出を行う方式を開示し、特許文献4においては保温材なしの方式を開示し、特願2013−205708号においては薄膜保温材方式を開示した。 Unlike the conventional die casting, the multi-injection methods disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 to 4 can manufacture a high-quality, thin-walled and large-sized die casting product. In other words, the solidification of the molten metal in the injection sleeve is prevented, a high vacuum is secured, a plurality of injection sleeves are installed, and the required flow distance from each sleeve is shortened. (About 1/10). The inventions of Patent Literatures 1 to 4 disclose methods that are basic or related to them. Patent Documents 1 to 3 disclose a method of supplying a plurality of molten metal with a plurality of molten metal heat-insulating capsules and performing a plurality of injections. Patent Document 4 discloses a method without a heat insulating material, and Japanese Patent Application No. 2013-205708. Disclosed a thin-film insulation material method.
薄膜保温材方式は、薄膜保温材を射出スリーブ内壁に密着させ、溶湯の温度低下及び汚染を防止できるというメリットがある一方で、複数の保温材挿入、複数の注湯、金型締め、真空、取り出し、エアブロー、離型剤塗布、複数のスリーブ潤滑剤塗布のため、工程数が増えるというデメリットがあり、これら各工程を順次実施すると、サイクルタイムが長くなり製造性の良いダイカストのメリットが失われるという問題がある。 The thin film heat insulating material method has the merit that the thin film heat insulating material is brought into close contact with the inner wall of the injection sleeve and can prevent the temperature drop and contamination of the molten metal, while multiple heat insulating material insertion, multiple pouring, mold clamping, vacuum, There is a demerit that the number of processes increases due to take-out, air blow, release agent application, and multiple sleeve lubricant application, and if these processes are performed sequentially, the cycle time becomes longer and the merit of die casting with good manufacturability is lost There is a problem.
本発明者は、叙上の技術的課題に鑑みて特願2013−264618号によって改良されたダイカスト装置及び方法を提案しており、このダイカスト装置及び方法では、射出圧が従来のダイカストに比して1/10程度となるため、型締め力が大幅に低減できる。このため、当該油圧クランプ方式を適用することが可能になる。 The present inventor has proposed a die casting apparatus and method improved by Japanese Patent Application No. 2013-264618 in view of the above technical problems. In this die casting apparatus and method, the injection pressure is higher than that of conventional die casting. Therefore, the clamping force can be greatly reduced. For this reason, it becomes possible to apply the said hydraulic clamp system.
本発明者は更に、特願2013−264619号において、アンダーカットや中空のアルミダイカスト製品を容易に得ることができる砂中子と、該砂中子を用いるダイカスト方法の提供を技術的課題とし、かかる技術的課題を、ジルコン砂、クロマイト砂、アルミナ砂からなる群から選択された1種または2種以上の粒子と、無機バインダー(1〜3重量%)とを混錬準備する工程と、砂型中子を製作する造型工程を含んでなることを特徴とする1又は2以上の射出による低速低圧ダイカストで用いる砂中子の製法と、ジルコン砂、クロマイト砂、アルミナ砂からなる群から選択された1種または2種以上の粒子と、無機バインダー(1〜3重量%)とを含んでなることを特徴とする薄肉大型ダイカスト用の中子と、当該中子を用いるアルミニウムダイカスト方法であり、保温材と共に前記砂中子の製法に記載の中子を当該上型と下型との間に装入する工程、下型内に、保温材を複数の射出スリーブの内壁に密着する工程、前記保温材に溶湯を注湯する工程、上型を閉じて型締めする工程、溶湯を射出する工程、湯を凝固させる工程、湯の凝固終了後、上型を上昇させる工程、及び製品を中子と共に前記上型より押し出す工程を含んでなることを特徴とするアルミニウムダイカスト方法により解決することを提案している。 The present inventor further provided, in Japanese Patent Application No. 2013-264619, a technical problem to provide a sand core capable of easily obtaining an undercut or hollow aluminum die-cast product, and a die casting method using the sand core, A step of preparing such a technical problem by kneading one or more particles selected from the group consisting of zircon sand, chromite sand, and alumina sand, and an inorganic binder (1 to 3% by weight), and a sand mold Selected from the group consisting of zircon sand, chromite sand and alumina sand, and a method for producing a sand core used in low-speed low-pressure die casting by one or more injections, characterized in that it comprises a molding step for producing a core A core for thin-walled large-sized die castings, comprising one or more kinds of particles and an inorganic binder (1 to 3% by weight), and aluminum using the core A step of inserting the core described in the sand core manufacturing method together with the heat insulating material between the upper mold and the lower mold, and the heat insulating material in the inner wall of the plurality of injection sleeves. A step of adhering to the heat insulating material, a step of pouring the molten metal into the heat insulating material, a step of closing and clamping the upper die, a step of injecting the molten metal, a step of solidifying the hot water, a step of raising the upper die after solidification of the hot water And an aluminum die casting method characterized by comprising a step of extruding the product together with the core from the upper die.
特願2013−264619号に係るダイカスト方法の利点は、超低速、超低圧でアルミニウムダイカスト品を製造できることであるが、さらに、利点を活かして、従来の高速高圧ダイカストでは、使用が困難である砂中子を用いることができる。 The advantage of the die casting method according to Japanese Patent Application No. 2013-264619 is that an aluminum die-cast product can be manufactured at an ultra-low speed and an ultra-low pressure, but further, the advantage is that sand that is difficult to use with conventional high-speed and high-pressure die castings. A core can be used.
本発明者は、叙上の特許文献1〜4、特願2013−205708号、特願2013−264618号及び特願2013−264619号に開示された発明により、薄肉大型のダイカスト部品の鋳造を実現したが、実際のアルミニウムダイカスト製品を鋳造するにあたり、つぎのとおりの問題が発生することを認識した。 The present inventor has realized the casting of a thin and large die-cast part by the inventions disclosed in the above-mentioned patent documents 1 to 4, Japanese Patent Application Nos. 2013-205708, 2013-264618 and 2013-264619. However, it has been recognized that the following problems occur when casting an actual aluminum die-cast product.
(ア)ダイカスト製品は通常、均一な肉厚をしていないことが多く、その部位ごとの凝固時間が異なることにより、指向性凝固が達成できなくなる。すなわち、ボス形状部や肉厚部の凝固が遅くなり、プランジャーからの加圧が効かず、引け巣が発生する。特願2013−264618号及び特願2013−264619号に記載のとおりに複数プランジャーにするとこれらは改善されるが、それだけでは不可能な形状もある。
(イ)肉薄の部位が存在すると、その部位で凝固が促進され、湯回り不良となる。その肉薄の部位の湯回り対策として充填時間の短縮が必要となる。
(ウ)アルミニウム製品として、薄肉化・軽量化が重要であり、従来よりも更に薄肉の製品が要求されている。しかしながら強度や締結の必要性から均一の肉厚ではなく、部分的に薄肉、或は厚肉にせざるを得ない。
(A) A die-cast product usually does not have a uniform wall thickness, and directional coagulation cannot be achieved due to the different coagulation time for each part. That is, solidification of the boss-shaped part and the thick part is delayed, the pressure from the plunger is not effective, and a shrinkage nest is generated. When multiple plungers are used as described in Japanese Patent Application Nos. 2013-264618 and 2013-264619, these are improved, but there are some shapes that are impossible by themselves.
(A) If a thin part exists, coagulation is promoted at that part, resulting in poor hot water. It is necessary to shorten the filling time as a measure against hot water around the thin part.
(C) As an aluminum product, it is important to reduce the thickness and weight, and a thinner product is required than before. However, due to strength and necessity of fastening, the thickness is not uniform, but it must be partially thin or thick.
前記(ア)の対策において、従来のダイカスト法として、厚肉部やボス部を鋳ぬきするか、或いは形状の変更をすることが第一番目の対策となる。更に、場合によっては、その凝固遅れ部に加圧ピンを設置し、充填後加圧することにより、対策をする場合もある。しかし、形状の変更には限界があり、また加圧ピンは型構造やその制御が難しく、トラブルの原因となる。 In the countermeasure (1), as a conventional die casting method, the first countermeasure is to cast a thick-walled portion or a boss portion or to change the shape. Furthermore, depending on the case, a countermeasure may be taken by installing a pressure pin in the solidification delay portion and applying pressure after filling. However, there is a limit to the change of shape, and the pressure pin is difficult to mold and control and causes trouble.
前記(イ)及び(ウ)の肉薄部の対策として、充填速度を増加することが行われるが、これは、ダイカスト装置の複雑化、高価格化となり限界がある。また、肉薄部への湯回り対策として、保温性の良い離型剤を使用したり、金型表面に細かな凹凸をつけたり、メッシュ模様をつけたりすることもあるが、その効果は十分ではない。 As a countermeasure against the thin parts (a) and (c), the filling speed is increased. However, this is limited in that the die casting apparatus becomes complicated and expensive. In addition, as a countermeasure against hot water around thin parts, a release agent with good heat retention may be used, or fine irregularities may be provided on the mold surface, or a mesh pattern may be provided, but the effect is not sufficient.
一方、重力金型鋳造法や低圧鋳造法では、金型へのコーティングすなわち塗型が行われ、塗型の膜厚を上げ、保温性を確保し凝固を遅くするか、逆に塗型膜を薄くすることにより凝固を促進することが定性的・経験的に行われている(図8参照)。 On the other hand, in the gravity mold casting method and the low pressure casting method, coating to the mold, that is, coating, is performed, and the coating film thickness is increased, heat retention is ensured and solidification is delayed, or conversely, the coating film is applied. Accelerating coagulation by thinning is qualitatively and empirically performed (see FIG. 8).
通常の金型重力鋳造法などで使用されている塗型は、各種耐火物粉末(アルミナ、カオリン、黒鉛、雲母、耐火粘土など)にバインダーをまぜ、金型を加熱(200℃前後)した状態で、スプレイして金型表面に固定する。この塗型は比較的軟質であるが、通常、重力鋳造法などで一日から数日使用される程度の耐久性はあり、場合によっては随時補修などが行われる。しかし、鋳造を繰り返すうちに膜厚が減少し、その効果が安定持続しないという問題点がある。また、充填速度や溶湯圧力がダイカストに比べ非常に低いレベルであり、薄肉大型鋳造品を製造するには適したプロセスではない。 The coating mold used in the normal mold gravity casting method is a state in which the mold is heated (around 200 ° C.) with various refractory powders (alumina, kaolin, graphite, mica, refractory clay, etc.) mixed with a binder. Then, spray and fix it on the mold surface. This coating mold is relatively soft, but is usually durable enough to be used for one to several days by gravity casting or the like, and in some cases, repairs are performed as needed. However, there is a problem that the film thickness decreases as the casting is repeated, and the effect does not continue stably. In addition, the filling speed and the molten metal pressure are at a very low level compared to die casting, which is not a suitable process for manufacturing a thin large casting.
このような重力鋳造における塗型法を、通常ダイカストの適用することは難しい。その理由は、重力鋳造や低圧鋳造では、重力や空気圧で静かに低速で充填し、加圧力も重力程度であるのに対し、普通ダイカスト法においては、溶湯速度が高く(例えば、プランジャー速度3〜5m/s、ゲート速度50m/s)、更にアルミニウム溶湯圧力が高く(例えば、500気圧〜1000気圧)、それらの塗型膜が剥離・破壊したり、膜内の気孔部にアルミ溶湯が浸透したりすることにより、塗型の耐久性が全くないからである。 It is difficult to apply die casting to such a coating method in gravity casting. The reason is that in gravity casting or low pressure casting, filling is performed at a low speed with gravity or air pressure, and the applied pressure is about the gravity, whereas in the normal die casting method, the molten metal speed is high (for example, plunger speed 3). ~ 5m / s, gate speed 50m / s), high molten aluminum pressure (for example, 500 atm to 1000 atm), these coating films peel or break, and molten aluminum penetrates into the pores in the film This is because there is no durability of the coating mold.
このように重力金型鋳造法の塗型は、普通ダイカストにおいては全く耐久性がない。そこで、もう少し密着強度、膜強度の高いセラミック溶射の可能性が考えられるが、上記のような通常のダイカスト溶湯圧力や速度では、重力金型鋳造用塗型と同じく耐久性がない。すなわち、溶射膜はセラミックや金属をプラズマ、高速フレームなどで溶融し、金属表面に吹き付けるものであるが、溶射膜には微小な開口部が多数存在し、高圧アルミ溶湯が浸透し、アルミ離型時に、溶射膜ごと剥離してしまうからである。場合によってはセラミックの封孔処理をすることも可能ではあるが、完全には封孔できず、逆にひび割れが生じやすくなり、ひび割れ部に高圧溶湯が侵入し剥離しやすくなる。また溶射膜と金型の界面は、化学的結合力はなく、密着力は弱い。下地に金属溶射を行い、上層に保温性の良いセラミック溶射をすることも行われるが、従来の高速高圧ダイカストでの耐久性は不十分である。 Thus, the gravity mold casting method has no durability at all in ordinary die casting. Therefore, the possibility of ceramic spraying with a slightly higher adhesion strength and film strength is considered, but at the above normal die casting molten metal pressure and speed, it is not as durable as the gravity mold casting coating mold. In other words, the sprayed film melts ceramic or metal with plasma, high-speed flame, etc. and sprays it on the metal surface, but the sprayed film has many minute openings, the high-pressure aluminum melt penetrates, and the aluminum mold release This is because the sprayed film sometimes peels off. In some cases, it is possible to seal the ceramic, but it cannot be completely sealed, and cracks are liable to occur. On the contrary, the high-pressure molten metal penetrates into the cracks and peels easily. Further, the interface between the sprayed film and the mold has no chemical bonding force and weak adhesion. Although metal spraying is performed on the underlayer and ceramic spraying with good heat retention is performed on the upper layer, durability with conventional high-speed and high-pressure die casting is insufficient.
本発明の第1の態様にかかるダイカスト方法は、
(1)複数の異なる肉厚を有するアルミニウムダイカスト製品を成型するキャビティを画成する形状を有する可動金型及び固定金型からなる金型を、当該可動金型を後退させて開く開型工程と、
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に金属溶湯が保持された断熱性カプセルを収容するカプセル収容工程と、
(4)前記カプセル収容工程後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて型締する閉型工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記閉型工程後、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、前記カプセルを前記キャビティに移動させカプセルを破壊してカプセル内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とする。
The die casting method according to the first aspect of the present invention includes:
(1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) Capsule housing step of housing a heat-insulating capsule in which a molten metal is held in a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity in the sleeve When,
(4) a closed mold step of clamping the mold by moving the movable mold in the direction of the fixed mold after the capsule housing step;
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After the mold closing step, the plunger tip is advanced in the sleeve toward the cavity, the capsule is moved to the cavity, the capsule is broken, and the molten metal held in the capsule is removed. An injection process for filling the cavity;
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) The method includes an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
本発明の第2の態様に係るダイカスト方法は、
(1)複数の異なる肉厚を有するアルミニウムダイカスト製品を成型するキャビティを画成する形状を有する可動金型及び固定金型からなる金型を、当該可動金型を後退させて開く開型工程と、
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に、円筒形に成型された薄膜保温材を挿入し、当該円筒形の薄膜保温材の中に金属溶湯を注湯する工程と、
(4)前記工程で、金属溶湯の注湯完了後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて型締する閉型工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記閉型工程後、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、前記金属溶湯が充填された円筒形の薄膜保温材を前記キャビティに移動させ円筒形の薄膜保温材を破壊して当該薄膜保温材内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とする。
The die casting method according to the second aspect of the present invention comprises:
(1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) A thin-film heat insulating material molded into a cylindrical shape is inserted into a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity, and A process of pouring molten metal into a cylindrical thin film heat insulating material;
(4) In the above step, after completion of pouring of the molten metal, a closed mold step of clamping the mold by moving the movable mold in the direction of the fixed mold,
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After the mold closing step, the plunger tip is advanced toward the cavity in the sleeve, and the cylindrical thin film heat insulating material filled with the molten metal is moved to the cavity. An injection step of breaking the thin film heat insulating material and filling the cavity with the molten metal held in the thin film heat insulating material,
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) The method includes an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
本発明の第3の態様に係るダイカスト方法は、
(1)複数の異なる肉厚を有するアルミニウムダイカスト製品を成型するキャビティを画成する形状を有する可動金型及び固定金型からなる金型を、当該可動金型を後退させて開く開型工程と、
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に、前記可動金型と固定金型との間の隙間より金属溶湯を注入する収容工程と、
(4)前記工程で、金属溶湯の注湯完了後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて前記可動金型と固定金型とを微開した状態で所定の時間の間保持する工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記工程後、高真空に達した後、前記可動金型と固定金型とを完全に閉じてから、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とする。
The die casting method according to the third aspect of the present invention includes:
(1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) A space between the movable die and the fixed die is formed in a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity. A housing process for injecting molten metal;
(4) After completion of pouring of the molten metal in the step, the movable mold is moved in the direction of the fixed mold, and the movable mold and the fixed mold are held in a state of being opened for a predetermined time. Process,
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After reaching the high vacuum after the step, the movable die and the stationary die are completely closed, and then the plunger tip is advanced toward the cavity in the sleeve, An injection process for filling the cavity with molten metal;
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) The method includes an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
前記アルミニウムダイカスト製品の前記異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程の前に、前記可動金型及び前記固定金型の内表面にショットがけを行う工程を含んでなることが好ましい。
前記アルミニウムダイカスト製品の前記異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程が、前記可動金型及び前記固定金型の内表面に金属溶射膜を形成し、当該金属溶射膜上にセラミック溶射を行ってセラミック溶射膜を形成して、保温被膜を成膜する工程であることが好ましい。
Before the step of forming a heat insulation film on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the different thicknesses of the aluminum die cast product, the movable mold It is preferable that the method includes a step of performing shot scoring on the inner surface of the mold and the fixed mold.
The step of forming a heat insulation film on the surface of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a film thickness corresponding to each thickness of the different thickness of the aluminum die cast product includes the movable mold and It is preferable to form a thermal spray coating by forming a metal sprayed film on the inner surface of the fixed mold and performing ceramic spraying on the metal sprayed film to form a ceramic sprayed film.
前記金属溶射膜の膜厚は約50μmであることが好ましい。 The thickness of the metal sprayed film is preferably about 50 μm.
前記金属溶射膜はNi−Cr系であることが好ましい。 The metal sprayed film is preferably a Ni-Cr system.
前記セラミック溶射膜の膜厚は約5〜300μmであることが好ましい。 The thickness of the ceramic sprayed coating is preferably about 5 to 300 μm.
前記セラミック溶射膜はジルコニア系又はカルシア系、又はアルミナ系であることが好ましい。 The ceramic sprayed coating is preferably zirconia-based, calcia-based, or alumina-based.
本発明の第4の態様に係るダイカスト方法は、前記第1〜3の態様に係る発明において前記可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程が、
(i)湯流れ凝固シミュレーションを行い、凝固が最も遅い部位を決定する工程と、
(ii)前記工程により決定した最も遅い凝固時間と同一の凝固時間となるように、保温被膜の膜厚を決定する工程と、
(iii)前記被膜厚と熱抵抗値との相関関係より熱抵抗値を決定し、当該決定された熱抵抗値で、再度、湯流れ凝固シミュレーションを行う工程と、
(iv)成型されるべき製品の各部位の凝固時間がほぼ同一の凝固時間になることを確認する工程と、
(v)前記工程(iv)において凝固時間が異なる部位がある場合、熱抵抗値を増減させて、凝固時間を確認し、更に指向性凝固になるように変更する工程と、
(vi)前記工程(iii)のシミュレーションで得られた最適な熱抵抗値より前記被膜層の最適な膜厚を決定し、当該最適な膜厚にて金型への被膜処理を施工する工程と
を含んでなることを特徴とする。
In the die casting method according to the fourth aspect of the present invention, the step of forming a heat insulation film on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in the inventions according to the first to third aspects,
(I) performing a hot water flow solidification simulation and determining a site where solidification is slowest;
(Ii) determining the film thickness of the thermal insulation film so as to have the same solidification time as the latest solidification time determined by the above-mentioned steps;
(Iii) a step of determining a thermal resistance value from the correlation between the film thickness and the thermal resistance value, and again performing a molten metal flow solidification simulation with the determined thermal resistance value;
(Iv) confirming that the coagulation time of each part of the product to be molded is substantially the same coagulation time;
(V) if there is a part where the coagulation time is different in the step (iv), a step of increasing or decreasing the thermal resistance value, confirming the coagulation time, and further changing to become directional coagulation;
(Vi) determining an optimum film thickness of the coating layer from an optimum thermal resistance value obtained by the simulation of the step (iii), and applying a coating treatment to the mold with the optimum film thickness; It is characterized by comprising.
本発明の第1〜第4の態様に係るダイカスト方法によれば、均一な肉厚を有していない成型されるべき製品が大型かつ複雑な形状であっても、金型保温被膜による凝固制御を行うことによりダイカストを行うことができる。 According to the die-casting method according to the first to fourth aspects of the present invention, the solidification control by the mold heat insulation film even if the product to be molded which does not have a uniform thickness has a large and complicated shape. Die casting can be performed by performing the above.
[実施形態1] [Embodiment 1]
以下、本発明に係るダイカスト装置は、上述の特許文献1に開示されたダイカスト装置が好適に採用される。 Hereinafter, the die-casting device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is suitably employed as the die-casting device according to the present invention.
図1は、本発明に係るダイカスト装置の概略図である。図1(a)は、本発明のダイカスト装置の固定金型の平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線におけるダイカスト装置の断面図であり、図1(c)は、図1(a)のB−B線におけるダイカスト装置の断面図である。本発明のダイカスト装置(1)は、可動金型(2)と、可動金型(2)の下方に配される固定金型(3)と、固定金型(3)と接続して、下方に延設するメインインジェクタ(4)とサブインジェクタ(5)を備える。 FIG. 1 is a schematic view of a die casting apparatus according to the present invention. 1A is a plan view of a fixed mold of the die casting apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the die casting apparatus taken along line AA of FIG. (C) is sectional drawing of the die-cast apparatus in the BB line of Fig.1 (a). The die casting apparatus (1) of the present invention is connected to a movable mold (2), a fixed mold (3) disposed below the movable mold (2), and a fixed mold (3), A main injector (4) and a sub-injector (5).
可動金型(2)と、固定金型(3)は重なり合った状態で型締され、可動金型(2)と固定金型(3)の境界面にキャビティ(6)が形成される。キャビティ(6)は、所望のダイカスト製品の外形輪郭と略同一の形状をなす。図1に示された例においては、固定金型(3)上面に凹部(61)が形成され、可動金型(2)下面は平坦に形成され、凹部(61)の形状を定める固定金型(3)の面と、可動金型(2)下面とで、キャビティ(6)が形成されているが、本発明はこれに限られるものではなく、可動金型(2)側に凹部(61)が形成され、固定金型(3)上面を平坦に形成する形態や可動金型(2)及び固定金型(3)両方に凹部(61)を形成する形態も、所望するダイカスト製品の形状・種類に応じて、適宜採用可能である。また、図中においては、単一の金型(2,3)が示されているが、所望するダイカスト製品の形状・種類に応じて、追加の金型を用いることも本発明の技術的範囲に含まれる。 The movable mold (2) and the fixed mold (3) are clamped in an overlapping state, and a cavity (6) is formed at the boundary surface between the movable mold (2) and the fixed mold (3). The cavity (6) has substantially the same shape as the outer contour of the desired die-cast product. In the example shown in FIG. 1, a concave mold (61) is formed on the upper surface of the fixed mold (3), a lower surface of the movable mold (2) is formed flat, and a fixed mold that defines the shape of the concave section (61). Although the cavity (6) is formed by the surface of (3) and the lower surface of the movable mold (2), the present invention is not limited to this, and the recess (61 on the movable mold (2) side is provided. ) And a form in which the upper surface of the fixed mold (3) is formed flat and a form in which the concave part (61) is formed in both the movable mold (2) and the fixed mold (3) are also desired shapes of the die cast product. -It can be adopted as appropriate according to the type. Further, in the figure, a single mold (2, 3) is shown, but it is also possible to use an additional mold depending on the desired shape and type of die-cast product. include.
図1(a)に示す例においては、凹部(61)は平面視略矩形状に形成されているが、凹部(61)の平面視形状は、所望するダイカスト製品の形状に応じて、適宜定められる。
固定金型(3)上面には、凹部(61)を取り囲むようにパッキン溝が形成され、このパッキン溝に耐熱性パッキン(31)が配される。可動金型(2)と固定金型(3)が型締され、互いに圧接すると、耐熱性パッキン(31)は圧縮変形し、キャビティ(6)に対して、高いシール性を発揮することとなる。
In the example shown in FIG. 1A, the recess (61) is formed in a substantially rectangular shape in plan view, but the shape in plan view of the recess (61) is appropriately determined according to the shape of the desired die-cast product. It is done.
A packing groove is formed on the upper surface of the fixed mold (3) so as to surround the recess (61), and a heat-resistant packing (31) is arranged in the packing groove. When the movable mold (2) and the fixed mold (3) are clamped and pressed against each other, the heat-resistant packing (31) is compressed and deformed, and exhibits high sealing performance against the cavity (6). .
凹部(61)の略中央にメインインジェクタ(4)に接続する射出口(34)が形成される。また、凹部(61)の角隅部には、サブインジェクタ(5)と接続する開口部(35)が形成される。 An injection port (34) connected to the main injector (4) is formed substantially at the center of the recess (61). Moreover, the opening part (35) connected to a subinjector (5) is formed in the corner | angular corner part of a recessed part (61).
図1(b)に示す如く、メインインジェクタ(4)は、円筒形状のスリーブ(41)を備える。スリーブ(41)の上端部(411)は、固定金型(3)に固定され、射出口(34)を形成する。
スリーブ(41)は、固定金型(3)下面から下方に延出する。スリーブ(41)の下端部(412)に、アクチュエータが取付けられる。図1に示す例において、アクチュエータとして、電動サーボシリンダ(42)が用いられている。
As shown in FIG. 1B, the main injector (4) includes a cylindrical sleeve (41). An upper end portion (411) of the sleeve (41) is fixed to the fixed mold (3) to form an injection port (34).
The sleeve (41) extends downward from the lower surface of the fixed mold (3). An actuator is attached to the lower end (412) of the sleeve (41). In the example shown in FIG. 1, an electric servo cylinder (42) is used as the actuator.
スリーブ(41)内部には、プランジャチップ(43)が配される。図1(b)に示す例において、プランジャチップ(43)の上部(431)と下部(432)は、上部(431)及び下部(432)の間の中間部(433)よりも径大に形成される。図1(b)に示す例において、プランジャチップ(43)の上部(431)外周面とスリーブ(41)内周面との間には、0.05mm以上0.1mm以下の間隙が設けられる。また、プランジャチップ(43)の下部(432)外周面とスリーブ(41)の間に真空シール材(434)が配され、真空シール材(434)は、プランジャチップ(43)の下部(432)外周面とスリーブ(41)の間で圧縮変形され、高い気密シール性能を発揮する。 A plunger tip (43) is disposed inside the sleeve (41). In the example shown in FIG. 1B, the upper part (431) and the lower part (432) of the plunger tip (43) are formed larger in diameter than the intermediate part (433) between the upper part (431) and the lower part (432). Is done. In the example shown in FIG. 1B, a gap of 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is provided between the outer peripheral surface of the upper portion (431) of the plunger tip (43) and the inner peripheral surface of the sleeve (41). Further, a vacuum seal material (434) is disposed between the outer peripheral surface of the lower portion (432) of the plunger tip (43) and the sleeve (41), and the vacuum seal material (434) serves as the lower portion (432) of the plunger tip (43). It is compressed and deformed between the outer peripheral surface and the sleeve (41) and exhibits high hermetic sealing performance.
図1(b)に示す例において、電動サーボシリンダ(42)のロッド(421)の大部分は、電動サーボシリンダ本体部(422)に収容された状態であり、電動サーボシリンダ(42)のロッド(421)に接続するプランジャチップ(43)は後退位置にある。尚、本明細書において、後退位置とは、機械的動作範囲の下限位置を意味するものではなく、成型工程において、プランジャチップ(43)がキャビティから後退した状態の位置を意味する。プランジャチップ(43)は、スリーブ(41)よりも短く形成されるため、最下位置にプランジャチップ(43)があるとき、スリーブ(41)上部には空間が形成される。この形成された空間に断熱性カプセル(7)が配される。断熱性カプセル(7)はその内部に金属溶湯を収容し、金属溶湯の温度低下を防止するように高い断熱性能を発揮する。 In the example shown in FIG. 1B, most of the rod (421) of the electric servo cylinder (42) is housed in the electric servo cylinder main body (422), and the rod of the electric servo cylinder (42). The plunger tip (43) connected to (421) is in the retracted position. In this specification, the retracted position does not mean the lower limit position of the mechanical operation range, but means the position where the plunger tip (43) is retracted from the cavity in the molding process. Since the plunger tip (43) is formed shorter than the sleeve (41), when the plunger tip (43) is at the lowest position, a space is formed on the upper portion of the sleeve (41). The heat insulating capsule (7) is disposed in the formed space. The heat insulating capsule (7) accommodates the molten metal therein and exhibits high heat insulating performance so as to prevent the temperature of the molten metal from decreasing.
スリーブ(41)の内部には、吸引口(44)が設けられ、吸引口(44)は真空ポンプ等の真空発生装置(図示せず)に接続する。真空発生装置が作動すると、ダイカスト装置(1)内部のガスが、吸引口(44)を介して、ダイカスト装置(1)外部へ放出されることとなる。上述の如く、金属溶湯の冷却がないため吸引時間を十分に確保することができるのに加えて、プランジャチップ(43)の下部(432)とスリーブ(41)内周面との間には真空シール(434)が配され、高い気密シール性能を発揮するため、キャビティ(6)から多くのガスが吸引されることとなり、キャビティ(6)内を高い真空状態に保つことができる。これにより、ダイカスト製品内の気泡の形成を好適に防止することができる。上述の如く、ガスはキャビティ(6)から吸引口(44)へ流れることとなる。このガス体の流れ経路の途中に断熱性カプセル(7)が存在する。断熱カプセル(7)内部に金属溶湯が保持されているため、金属溶湯が吸引により吸引口へ吸い込まれることがない。また、断熱性カプセル(7)は、高い断熱性能を発揮するため、このガス流れに断熱性カプセル(7)が曝されても、断熱性カプセル(7)内部の金属溶湯の温度低下を招くことがない。更に、高真空下において、金属溶湯が脱ガス化され、金属溶湯を清浄化することが可能となる。 A suction port (44) is provided inside the sleeve (41), and the suction port (44) is connected to a vacuum generator (not shown) such as a vacuum pump. When the vacuum generator is activated, the gas inside the die casting apparatus (1) is released to the outside of the die casting apparatus (1) through the suction port (44). As described above, since there is no cooling of the molten metal, a sufficient suction time can be secured, and in addition, a vacuum is formed between the lower portion (432) of the plunger tip (43) and the inner peripheral surface of the sleeve (41). Since the seal (434) is arranged and exhibits high hermetic sealing performance, a large amount of gas is sucked from the cavity (6), and the inside of the cavity (6) can be kept in a high vacuum state. Thereby, formation of the bubble in a die-cast product can be prevented suitably. As described above, the gas flows from the cavity (6) to the suction port (44). A heat insulating capsule (7) exists in the middle of the flow path of the gas body. Since the molten metal is held inside the heat insulating capsule (7), the molten metal is not sucked into the suction port by suction. Further, since the heat insulating capsule (7) exhibits high heat insulating performance, even if the heat insulating capsule (7) is exposed to this gas flow, the temperature of the molten metal inside the heat insulating capsule (7) is reduced. There is no. Furthermore, the molten metal is degassed under a high vacuum, and the molten metal can be cleaned.
図2は、図1(c)に示すサブインジェクタ(5)の部分を取り出した拡大図である。サブインジェクタ(5)は、メインインジェクタ(4)と略同様の構造をなす。サブインジェクタ(5)は、円筒形状のスリーブ(51)を備える。スリーブ(51)の上端部(511)は、固定金型(3)に固定され、スリーブ(51)の内部空間は、開口部(35)を介して、キャビティ(6)と連通する。スリーブ(51)は、固定金型(3)下面から下方に延出する。スリーブ(51)の下端部(512)に、アクチュエータが取付けられる。図1及び図2に示す例において、アクチュエータとして、電動サーボシリンダ(52)が用いられている。 FIG. 2 is an enlarged view of the sub-injector (5) shown in FIG. 1 (c). The sub injector (5) has substantially the same structure as the main injector (4). The sub-injector (5) includes a cylindrical sleeve (51). The upper end (511) of the sleeve (51) is fixed to the stationary mold (3), and the internal space of the sleeve (51) communicates with the cavity (6) through the opening (35). The sleeve (51) extends downward from the lower surface of the fixed mold (3). An actuator is attached to the lower end (512) of the sleeve (51). In the example shown in FIGS. 1 and 2, an electric servo cylinder (52) is used as the actuator.
スリーブ(51)内部には、プランジャチップ(53)が配される。図1(c)及び図2に示す例において、プランジャチップ(53)の上部(531)と下部(532)は、上部(531)及び下部(532)の間の中間部(533)よりも径大に形成される。
図1(c)及び図2に示す例において、プランジャチップ(53)の上部(531)外周面とスリーブ(51)内周面の間には、0.05mm以上0.1mm以下の間隙が設けられる。また、プランジャチップ(53)の下部(532)外周面とスリーブ(51)の間に真空シール材(534)が配され、真空シール材(534)は、プランジャチップ(53)の下部(532)外周面とスリーブ(51)の間で圧縮変形され、高い気密シール性能を発揮する。
A plunger tip (53) is disposed inside the sleeve (51). In the example shown in FIG. 1C and FIG. 2, the upper portion (531) and the lower portion (532) of the plunger tip (53) have a diameter larger than the intermediate portion (533) between the upper portion (531) and the lower portion (532). Largely formed.
In the example shown in FIGS. 1C and 2, a gap of 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is provided between the outer peripheral surface of the upper portion (531) of the plunger tip (53) and the inner peripheral surface of the sleeve (51). It is done. Further, a vacuum seal material (534) is disposed between the outer peripheral surface of the lower portion (532) of the plunger tip (53) and the sleeve (51), and the vacuum seal material (534) serves as the lower portion (532) of the plunger tip (53). It is compressed and deformed between the outer peripheral surface and the sleeve (51) and exhibits high hermetic sealing performance.
スリーブ(51)の内部には、吸引口(54)が設けられ、吸引口(54)は真空ポンプ等の真空発生装置(図示せず)に接続する。真空発生装置が作動すると、ダイカスト装置(1)内部のガスが、吸引口(54)を介して、ダイカスト装置(1)外部へ放出されることとなる。上述の如く、プランジャチップ(53)の下部(532)とスリーブ(51)内周面との間には真空シール(534)が配され、高い気密シール性能を発揮するため、キャビティ(6)から多くのガスが吸引されることとなり、キャビティ(6)内を減圧することができる。これにより、ダイカスト製品内の気泡の形成を好適に防止することができる。本実施例において、メインインジェクタ(4)の吸引口(44)とサブインジェクタ(5)の吸引口のうち少なくとも一方には、減圧センサが取り付けられ、キャビティ(6)内の真空度が測定可能である。 A suction port (54) is provided inside the sleeve (51), and the suction port (54) is connected to a vacuum generator (not shown) such as a vacuum pump. When the vacuum generator is activated, the gas inside the die casting apparatus (1) is released to the outside of the die casting apparatus (1) through the suction port (54). As described above, the vacuum seal (534) is disposed between the lower portion (532) of the plunger tip (53) and the inner peripheral surface of the sleeve (51), and exhibits high hermetic sealing performance. A lot of gas is sucked, and the inside of the cavity (6) can be depressurized. Thereby, formation of the bubble in a die-cast product can be prevented suitably. In this embodiment, a decompression sensor is attached to at least one of the suction port (44) of the main injector (4) and the suction port of the sub-injector (5), and the degree of vacuum in the cavity (6) can be measured. is there.
本発明者は、図1及び図2に例証されたダイカスト装置を用いて、低速・低圧(10〜100atm程度、プランジャー速度0.1〜0.5m/s)にて、耐火物被膜による凝固制御を行うことにより、以下に詳述する複雑大型形状、薄肉形状のアルミニウムダイカスト方法を実現した。 The present inventor uses the die casting apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 to solidify with a refractory coating at low speed and low pressure (about 10 to 100 atm, plunger speed 0.1 to 0.5 m / s). By performing the control, an aluminum die casting method having a complex large shape and a thin shape, which will be described in detail below, was realized.
図1及び2を参照すると、実施形態1のダイカスト方法はつぎの工程を含んでいる。
(工程1)複数の異なる肉厚を有するアルミニウムダイカスト製品を成型するキャビティ(6)を画成する形状を有する可動金型(2)及び固定金型(3)からなる金型を、当該可動金型を後退させて開く開型工程と、
(工程2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型(2)及び固定金型(3)の表面に保温被膜(図示せず)を形成する工程と、
(工程3)前記キャビティ(6)に連通するメインインジェクタのスリーブ(51)内部に配されるプランジャチップ(53)を該スリーブ(51)内で後退させて生じた該スリーブ(51)内の空間に金属溶湯が保持された断熱性カプセル(7)を収容するカプセル収容工程と、
(工程4)前記カプセル収容工程後、可動金型(2)を前記固定型(3)の方向に移動させて型締する閉型工程と、
(工程5)前記キャビティ(6)内を減圧する真空工程と、
(工程6)前記閉型工程後、前記プランジャチップ(53)を前記スリーブ(51)内で前記キャビティ(6)の方に向かって前進させて、前記カプセル(7)を前記キャビティ(6)に移動させカプセル(7)を破壊して(潰して)カプセル(7)内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(工程7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ(6)内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(工程8)前記可動金型(2)と前記固定金型(3)を離間させた後、前記キャビティ(6)内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程。
そして、本実施形態に係るダイカスト方法では、前記アルミニウムダイカスト製品の前記異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティ(6)と接する可動金型(2)及び固定金型(3)の表面に保温被膜を形成する工程の前に、前記可動金型(2)及び前記固定金型(3)の内表面にショットがけを行う工程を含んでいる。
また、前記アルミニウムダイカスト製品の前記異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティ(6)と接する可動金型(2)及び固定金型(3)の表面に保温被膜を形成する工程が、前記可動金型(2)及び前記固定金型(3)の内表面に金属溶射膜を形成し、当該金属溶射膜上にセラミック溶射を行ってセラミック溶射膜を形成して、保温被膜を成膜する工程とする好ましい。
Referring to FIGS. 1 and 2, the die casting method of Embodiment 1 includes the following steps.
(Step 1) A movable mold (2) having a shape that defines a cavity (6) for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses, and a mold composed of a fixed mold (3), the movable mold Opening process to open the mold by retreating,
(Step 2) After the mold opening step, the movable die (2) and the fixed die (3) that are in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the different thickness of the aluminum die cast product. Forming a heat insulating film (not shown) on the surface;
(Step 3) A space in the sleeve (51) generated by retreating the plunger tip (53) disposed in the sleeve (51) of the main injector communicating with the cavity (6) in the sleeve (51) A capsule housing step for housing the heat-insulating capsule (7) in which the molten metal is held,
(Step 4) After the capsule housing step, the movable mold (2) is moved in the direction of the fixed mold (3) to clamp the mold, and
(Step 5) a vacuum step for reducing the pressure in the cavity (6);
(Step 6) After the mold closing step, the plunger tip (53) is advanced toward the cavity (6) in the sleeve (51), and the capsule (7) is moved into the cavity (6). An injection step of moving and destroying (smashing) the capsule (7) to fill the cavity with the molten metal held in the capsule (7);
(Step 7) Pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity (6);
(Step 8) An extrusion step of extruding the die-cast product formed by solidifying in the cavity (6) after separating the movable mold (2) and the fixed mold (3).
In the die casting method according to the present embodiment, the movable die (2) and the fixed die that are in contact with the cavity (6) at a thickness corresponding to each thickness of the different thicknesses of the aluminum die cast product. Before the step of forming the heat insulation film on the surface of the mold (3), the method includes a step of subjecting the inner surfaces of the movable mold (2) and the fixed mold (3) to shot.
Further, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold (2) and the fixed mold (3) in contact with the cavity (6) at a film thickness corresponding to each thickness of the different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming a metal sprayed film on the inner surfaces of the movable mold (2) and the fixed mold (3), and performing ceramic spraying on the metal sprayed film to form a ceramic sprayed film. The step of forming a heat insulating film is preferable.
すなわち、本実施形態では、
金型(2、3)の表面(例えば、SKD61材)にショットがけを行い、下地の金属溶射膜の密着性を向上させる工程と、
下地として機能する金属溶射膜を形成する工程
を含んでいる。
そして金属溶射膜としては、例えば、Ni−Cr系(膜厚50μm)が好適であり密着性・熱衝撃性が向上する。次に金属溶射膜上に表面層となるセラミック溶射膜を形成する。セラミック溶射膜としては、例えば、ジルコニア系、カルシア系、アルミナ系のセラミック(厚さ50〜300μm)が好適に採用される。このような2層の金型保温被膜(以下、保温被膜ともいう)を用いた低速低圧ダイカストプロセスで、十分な強度と耐久性、及び保温性が得られる。また離型性を向上させるためには従来の離型剤との併用も可能である。ただし、前述のように、従来のプロセスの高速高圧ダイカストへの適用は、耐久性、離型性の点から困難である。
That is, in this embodiment,
Performing a shot on the surface of the mold (2, 3) (for example, SKD61 material) to improve the adhesion of the underlying metal spray film;
It includes a step of forming a metal sprayed film that functions as a base.
As the metal sprayed film, for example, a Ni—Cr system (film thickness of 50 μm) is suitable, and adhesion and thermal shock properties are improved. Next, a ceramic sprayed film serving as a surface layer is formed on the metal sprayed film. As the ceramic sprayed film, for example, a zirconia-based, calcia-based, or alumina-based ceramic (thickness: 50 to 300 μm) is preferably employed. Sufficient strength, durability, and heat retention can be obtained by a low-speed and low-pressure die casting process using such a two-layer mold heat insulation film (hereinafter also referred to as a heat insulation film). Moreover, in order to improve mold release property, it can be used in combination with a conventional mold release agent. However, as described above, it is difficult to apply the conventional process to high-speed and high-pressure die casting from the viewpoint of durability and releasability.
ここで、この2層の金型保温被膜を用いて、例えば、アルミニウムダイカスト製品の肉厚が最大5mmで、3mm、2mm、1,5mmの異なる肉厚を有する部位への適用例について説明する。 Here, using this two-layer mold heat insulation film, for example, an application example will be described where the thickness of an aluminum die-cast product is 5 mm at the maximum and has different thicknesses of 3 mm, 2 mm, and 1,5 mm.
本実施形態のダイカスト法では、アルミニウムダイカスト製品の各部位の肉厚の凝固時間は、それぞれ、0.1秒、0.06秒、0.02秒、0.01秒である(図9参照)。 In the die casting method of the present embodiment, the solidification time of the thickness of each part of the aluminum die cast product is 0.1 seconds, 0.06 seconds, 0.02 seconds, and 0.01 seconds, respectively (see FIG. 9). .
このようにアルミニウムダイカスト製品の各部位の肉厚の凝固時間が異なるので、もっとも凝固の早い0.01秒以内に充填しないと、凝固が進み、湯回り不良となる。また、凝固の遅い5mmの部位の凝固時の収縮欠陥を防ぐため、圧力が伝播し指向性凝固となるように方案や肉厚を変更する必要がある。すなわち、もっとも薄肉の部位の湯回り不良を防ぐために高速射出(0.01秒以内に充填完了させることが必要である(例えば、プランジャーの移動速度の高速化(5−10m/s))。また厚肉の部位の収縮欠陥を防ぐため、高圧(例えば、500−1000atm)が必要となる。しかしながら、高圧化するだけでは、凝固の遅い部位への圧力伝播は困難であり、その圧力伝播経路を確保するために、薄肉部の肉厚を厚くする必要も生じることになり、薄肉・軽量を確保することができなくなる場合もある。あるいは、厚肉部を別の加圧ピンにて加圧する場合もある。すなわち従来のダイカスト法では、高速高圧のダイカスト装置が必要となり、場合よっては厚肉化、加圧ピン設置なども必要となり、軽量化が難しくなるのであるが、本実施形態の場合、最大肉厚を5mmとした場合、それより肉厚の薄い部位に保温被膜を施し、凝固時間を延ばす。 Thus, since the solidification time of the thickness of each part of an aluminum die-cast product is different, solidification progresses unless the filling is completed within 0.01 seconds, which is the fastest solidification, resulting in poor hot water. In addition, in order to prevent shrinkage defects at the time of solidification of a 5 mm portion that is slow to solidify, it is necessary to change the plan and thickness so that pressure is propagated and directional solidification occurs. That is, high-speed injection (filling must be completed within 0.01 seconds (for example, increase in moving speed of the plunger (5-10 m / s)) in order to prevent poor hot water in the thinnest part. In addition, a high pressure (for example, 500 to 1000 atm) is required to prevent shrinkage defects in the thick-walled portion, but it is difficult to propagate the pressure to the slowly solidified portion only by increasing the pressure, and the pressure propagation path It may be necessary to increase the thickness of the thin-walled portion in order to secure the thickness, and it may not be possible to secure the thin-walled / lightweight. In other words, the conventional die casting method requires a high-speed and high-pressure die-casting device, and in some cases, it is necessary to increase the thickness, install a pressure pin, etc., making it difficult to reduce the weight. For embodiments, when the maximum thickness of a 5 mm, subjected to a thermal insulation coating it from a thin portion of the thickness, extend the coagulation time.
例えば、肉厚3mmの部位では50μm被膜を施し、肉厚2mmの部位では100μm被膜を施し、肉厚1.5mmの部位では200μm被膜を施す。この被膜処理により、肉厚5〜1.5mmの各部位の凝固時間はいずれも0.1秒と同時間になる。従って、充填時間は0.1秒以内に行えば十分となり、従来法の充填時間0.01秒に対して0.1秒となり、射出速度は、10分の1の低速で十分となる。 For example, a 50 μm coating is applied to a 3 mm thick part, a 100 μm coating is applied to a 2 mm thick part, and a 200 μm coating is applied to a 1.5 mm thick part. By this coating treatment, the solidification time of each part having a thickness of 5 to 1.5 mm is the same as 0.1 second. Accordingly, it is sufficient that the filling time is 0.1 seconds or less, 0.1 seconds with respect to the conventional filling time of 0.01 seconds, and an injection speed of 1/10 is sufficient.
また、凝固時間も全肉厚部が、0.1秒となり、射出部からの温度低下を考慮すれば、遠いところの凝固は相対的に早く、近いところは凝固が遅くなり、指向性凝固が可能となり、収縮欠陥は発生しなくなる。すなわち、高圧で無理に加圧する必要がなくなる。 Also, the solidification time is 0.1 seconds for the entire thick part, and considering the temperature drop from the injection part, solidification in the far part is relatively fast, solidification is slow in the near part, and directional solidification occurs. It becomes possible and shrinkage defects will not occur. That is, it is not necessary to pressurize with high pressure.
以上より、前記2層の被膜(金型保温被膜)による凝固制御を行うことにより、低速低圧で、薄肉、肉厚変化の大きい複雑大型品のダイカストが可能となる。また、本実施形態のプロセスのポイントである、複数射出プランジャーの採用により、各プランジャーあたりの充填・加圧必要範囲が減り、射出速度や射出圧力の低減が可能になるという点も大きなメリットである。 From the above, by performing solidification control with the two-layer coating (mold heat insulation coating), it becomes possible to die-cast a complex large-sized product having a large change in thickness and thickness at a low speed and a low pressure. In addition, the use of multiple injection plungers, which is the point of the process of this embodiment, reduces the required filling and pressurizing range for each plunger, and also enables the injection speed and injection pressure to be reduced. It is.
本実施形態のダイカスト方法を実際のダイカスト品に適用する手順は以下となる(図10参照;射出プランジャーが2か所の場合)。
(i)もっとも厚肉の部位を調べる(例えば、厚さt=10mmとする)。
(ii)それより薄肉の部位(t=5,t=4,t=3,t=2mm)について、それぞれ凝固時間が同じになるように、被膜の厚みを決める(図11より、50、75、100、210μm)。
(iii)もっとも厚肉の部位の凝固時間内(0.2秒以内)に充填できるように、射出速度を決める。
The procedure for applying the die casting method of the present embodiment to an actual die casting product is as follows (see FIG. 10; two injection plungers).
(I) The thickest part is examined (for example, thickness t = 10 mm).
(Ii) The thickness of the coating is determined so that the coagulation times are the same for the thinner parts (t = 5, t = 4, t = 3, t = 2 mm) (from FIG. 11, 50 and 75). , 100, 210 μm).
(Iii) The injection speed is determined so that the thickest part can be filled within the solidification time (within 0.2 seconds).
[実施形態2]
本実施の形態において実施形態1と異なるのは、実施形態1の以下の工程である。
(工程3)前記キャビティ(6)に連通するメインインジェクタのスリーブ(51)内部に配されるプランジャチップ(53)を該スリーブ(51)内で後退させて生じた該スリーブ(51)内の空間に金属溶湯が保持された断熱性カプセル(7)を収容するカプセル収容工程。
(工程4)前記カプセル収容工程後、可動金型(2)を前記固定型(3)の方向に移動させて型締する閉型工程。
(工程5)前記キャビティ(6)内を減圧する真空工程と。
(工程6)前記閉型工程後、前記プランジャチップ(53)を前記スリーブ(51)内で前記キャビティ(6)の方に向かって前進させて、前記カプセル(7)を前記キャビティ(6)に移動させカプセル(7)を破壊して(潰して)カプセル(7)内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程。
[Embodiment 2]
The present embodiment is different from the first embodiment in the following steps of the first embodiment.
(Step 3) A space in the sleeve (51) generated by retreating the plunger tip (53) disposed in the sleeve (51) of the main injector communicating with the cavity (6) in the sleeve (51) A capsule housing step of housing the heat-insulating capsule (7) in which the molten metal is held.
(Process 4) A closed mold process in which the movable mold (2) is moved in the direction of the fixed mold (3) and clamped after the capsule housing process.
(Step 5) A vacuum step for reducing the pressure in the cavity (6).
(Step 6) After the mold closing step, the plunger tip (53) is advanced toward the cavity (6) in the sleeve (51), and the capsule (7) is moved into the cavity (6). An injection step of moving and destroying (smashing) the capsule (7) to fill the cavity with the molten metal held in the capsule (7).
すなわち、本実施形態では、
(工程3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に、円筒形に成型された薄膜保温材を挿入し、当該円筒形の薄膜保温材の中に金属溶湯を注湯する工程と、
(工程4)前記工程で、柄杓(D)を用いて金属溶湯の注湯完了後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて型締する閉型工程と(図3の(a)参照)、
(工程5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(工程6)前記閉型工程後、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、前記金属溶湯が充填された円筒形の薄膜保温材を前記キャビティに移動させ円筒形の薄膜保温材を破壊して(押し潰して)当該薄膜保温材内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と
を含んでいる。
That is, in this embodiment,
(Step 3) A thin film heat insulating material molded into a cylindrical shape is inserted into a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed inside the sleeve of the main injector communicating with the cavity, Pouring molten metal into the cylindrical thin film heat insulating material;
(Step 4) In the above step, after the pouring of the molten metal using the handle (D) is completed, the mold is closed by moving the movable mold in the direction of the fixed die ((a) of FIG. 3). reference),
(Step 5) a vacuum step for reducing the pressure in the cavity;
(Step 6) After the mold closing step, the plunger tip is advanced toward the cavity in the sleeve to move the cylindrical thin film heat insulating material filled with the molten metal to the cavity. And an injection step of filling the cavity with the molten metal held in the thin film heat insulating material.
例えば、以下の工程(1)〜(4)、すなわち、
工程(A1):セラミックペーパー(例えば、アルミナ・シリカ系のファイバーと少量のバインダーから抄造、200mm×300mm×0.2mm)を準備する、
工程(A2):円柱形治具(例えば、外径99.5φ)にセラミックペーパーを巻きつけ、上端は折り曲げる、
工程(A3):接着アルミテープにより前記セラミックペーパーを仮付けし、成型体として上部が開放した有底円筒形保温材(内径99.0φ、外径100φ)を成型する、
工程(A4):前記円柱形治具の一部をスライドさせて、円柱形治具の径を縮径し、前記円筒形保温材を取り出すことを含む。
円筒形の薄膜保温材の作成工程では、液体状の潤滑剤の余分な量はセラミックペーパーに吸収され、溶湯と反応することはなく、清浄のまま保持されることができる。もちろん、射出スリーブ(41)の内壁やプランジャー(53)との接触には(図1参照)、必要十分な潤滑剤は残留しており、潤滑性は十分に確保される。すなわち、薄膜保温材は、溶湯の保温と潤滑剤との非接触化による溶湯清浄性の2点で効果が得られる。
For example, the following steps (1) to (4), that is,
Step (A1): Prepare ceramic paper (for example, making paper from alumina / silica fiber and a small amount of binder, 200 mm × 300 mm × 0.2 mm),
Step (A2): A ceramic paper is wound around a cylindrical jig (for example, outer diameter 99.5φ), and the upper end is bent.
Step (A3): The ceramic paper is temporarily attached with an adhesive aluminum tape, and a bottomed cylindrical heat insulating material (inner diameter 99.0φ, outer diameter 100φ) having an open top is molded as a molded body.
Step (A4): including sliding a part of the columnar jig to reduce the diameter of the columnar jig and taking out the cylindrical heat insulating material.
In the manufacturing process of the cylindrical thin film heat insulating material, the excess amount of the liquid lubricant is absorbed by the ceramic paper, does not react with the molten metal, and can be kept clean. Of course, necessary and sufficient lubricant remains in contact with the inner wall of the injection sleeve (41) and the plunger (53) (see FIG. 1), and sufficient lubricity is ensured. That is, the thin film heat insulating material is effective at two points of molten metal heat retention and melt cleanliness by non-contact with the lubricant.
約700℃のアルミ溶湯を注湯する際には、アルミ接着テープが、その接着力を消失することが予想されるが、アルミ溶湯は薄膜保温材を介しているため、アルミ接着テープに直接接することなく、注湯から射出までの短時間(10数秒程度)においては十分その機能をはたすことができる。そのため、耐熱性の接着剤を使用せずに容易に、簡易な工程で高精度な円筒形の保温材を成型することができるという利点がある。またアルミ接着テープは剛性を備えているので、薄膜円筒の形状を保持し得るという利点もある。アルミ接着テープは純アルミ製であるので、射出終了後のビスケット部を再溶解し再生する場合に、不純物としての悪影響が無いという利点もある。本発明においては、アルミ接着テープ以外の、接着テープ、接着剤、両面接着テープ等も使用することができる。 When pouring a molten aluminum at about 700 ° C., it is expected that the adhesive strength of the aluminum adhesive tape will disappear. However, the molten aluminum is in direct contact with the aluminum adhesive tape because it is via a thin film heat insulating material. Therefore, the function can be sufficiently achieved in a short time (about several tens of seconds) from pouring to injection. Therefore, there is an advantage that a highly accurate cylindrical heat insulating material can be easily molded by a simple process without using a heat-resistant adhesive. In addition, since the aluminum adhesive tape has rigidity, there is an advantage that the shape of the thin film cylinder can be maintained. Since the aluminum adhesive tape is made of pure aluminum, there is also an advantage that there is no adverse effect as an impurity when the biscuit part after the injection is remelted and regenerated. In the present invention, other than the aluminum adhesive tape, an adhesive tape, an adhesive, a double-sided adhesive tape, and the like can also be used.
図3を参照すると、前記工程(3)により得られた成型体である薄膜保温材(C)は、フレキシブルであるので、薄膜保温材(C)の一部を潰すことで、薄膜保温材(C)の外径を若干収縮させ、射出スリーブ(41)内に装入し、ならし板で、射出スリーブ(41)内壁に薄膜保温材(C)を密着させることができる。その際に、アルミ接着テープがあるため、0.2mm厚のセラミックペーパーの形状保持に役に立つ。以上の工程により、容易に短時間で脆弱な薄膜成型体(C)を、射出スリーブ(IS)内壁に前記成型体(薄膜保温材(C))を密着させ得る。 Referring to FIG. 3, the thin film heat insulating material (C), which is a molded body obtained by the step (3), is flexible. Therefore, by crushing a part of the thin film heat insulating material (C), the thin film heat insulating material (C) The outer diameter of C) is slightly shrunk and inserted into the injection sleeve (41), and the thin film heat insulating material (C) can be brought into close contact with the inner wall of the injection sleeve (41) with a smoothing plate. At that time, since there is an aluminum adhesive tape, it is useful for maintaining the shape of a 0.2 mm thick ceramic paper. Through the above steps, the fragile thin film molded body (C) can be easily adhered in a short time to the inner wall of the injection sleeve (IS) (the thin film heat insulating material (C)).
以上述べた方法により、射出スリーブ(41)内壁に、脆弱な薄膜保温材(C)を密着させることができる。好適には、射出スリーブ(41)内には、既に液体のチップ潤滑剤(L)が塗布されているが、非常に少量であり、一部は薄膜保温材(C)に吸収され、アルミ溶湯と接することなく本来の潤滑機能を果たし得る。通常、潤滑剤はアルミ溶湯と直接接触し、突沸したり、溶湯に巻き込まれたりして、溶湯を汚染することになるが、本発明によれば、その虞がなく、清浄な溶湯が、温度低下することなく保持され、高品質なアルミダイカスト製品の生産が可能となる。
また、この内壁に溶湯圧で密着保持されていた保温材は、射出時には内壁部に提灯のように圧縮され破壊され(押し潰され)、スリーブに留まり、破損しないため、製品キャビティに流入することはない。したがって、高温で高清浄な溶湯が製品キャビティ内に射出される。
By the method described above, the fragile thin film heat insulating material (C) can be adhered to the inner wall of the injection sleeve (41). Preferably, a liquid chip lubricant (L) is already applied in the injection sleeve (41), but the amount is very small, and a part of the injection sleeve (41) is absorbed by the thin film heat insulating material (C). The original lubrication function can be achieved without contact. Normally, the lubricant comes into direct contact with the molten aluminum and bumps or gets caught in the molten metal, which contaminates the molten metal. It is possible to produce high-quality aluminum die-cast products that are maintained without being lowered.
Also, the heat insulating material that has been tightly held on the inner wall by the molten metal pressure is compressed and broken (crushed) like a lantern on the inner wall during injection, and remains in the sleeve and does not break, so it flows into the product cavity. There is no. Therefore, a high-temperature and highly clean molten metal is injected into the product cavity.
[実施形態3]
本実施の形態において実施形態1と異なるのは、実施形態1の以下の工程である。
(工程3)前記キャビティ(6)に連通するメインインジェクタのスリーブ(51)内部に配されるプランジャチップ(53)を該スリーブ(51)内で後退させて生じた該スリーブ(51)内の空間に金属溶湯が保持された断熱性カプセル(7)を収容するカプセル収容工程。
(工程4)前記カプセル収容工程後、可動金型(2)を前記固定型(3)の方向に移動させて型締する閉型工程。
(工程5)前記キャビティ(6)内を減圧する真空工程と。
(工程6)前記閉型工程後、前記プランジャチップ(53)を前記スリーブ(51)内で前記キャビティ(6)の方に向かって前進させて、前記カプセル(7)を前記キャビティ(6)に移動させカプセル(7)を破壊して(潰して)カプセル(7)内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程。
[Embodiment 3]
The present embodiment is different from the first embodiment in the following steps of the first embodiment.
(Step 3) A space in the sleeve (51) generated by retreating the plunger tip (53) disposed in the sleeve (51) of the main injector communicating with the cavity (6) in the sleeve (51) A capsule housing step of housing the heat-insulating capsule (7) in which the molten metal is held.
(Process 4) A closed mold process in which the movable mold (2) is moved in the direction of the fixed mold (3) and clamped after the capsule housing process.
(Step 5) A vacuum step for reducing the pressure in the cavity (6).
(Step 6) After the mold closing step, the plunger tip (53) is advanced toward the cavity (6) in the sleeve (51), and the capsule (7) is moved into the cavity (6). An injection step of moving and destroying (smashing) the capsule (7) to fill the cavity with the molten metal held in the capsule (7).
すなわち本実施形態では、図1、4〜7を参照すると、
(工程3)前記キャビティ(6)に連通するメインインジェクタのスリーブ(51)内部に配されるプランジャチップ(53)を該スリーブ(51)内で後退させて生じた該スリーブ(51)内の空間に、前記可動金型(2)と固定金型(1)との間の隙間より金属溶湯(MA)を注入する収容工程と、
(工程4)前記工程で、金属溶湯(MA)の注湯完了後、可動金型(2)を前記固定型(1)の方向に移動させて前記可動金型(2)と固定金型(1)とを微開した状態で所定の時間の間(例えば<3+1秒>)保持する工程と、
(工程5)前記キャビティ(6)内を減圧する真空工程と、
(工程6)前記工程後、高真空に達した後、前記可動金型(2)と固定金型(1)とを完全に閉じてから、前記プランジャチップ(53)を前記スリーブ(51)内で前記キャビティ(6)の方に向かって前進させて、金属溶湯(MA)を前記キャビティ(6)内に充填する射出工程とを含んでいる。
そして、本実施形態では、工程3〜6により、特殊な保温材を使用することなく、また、傾転スリーブ法、バキュラル法(真空吸い上げ法)、低圧注湯法(MP法)などの特殊な注湯金型機構を必要とせず、さらに、高価な真空バルブやチルベントなどが不要であり、金型の閉じるストロークを半開、微開、前閉の3段階に保持することにより、竪型ダイカスト法において、容易に、低速・低圧で、大物、薄肉品を作ることができる。
That is, in this embodiment, referring to FIGS.
(Step 3) A space in the sleeve (51) generated by retreating the plunger tip (53) disposed in the sleeve (51) of the main injector communicating with the cavity (6) in the sleeve (51) And a housing step of injecting molten metal (MA) from the gap between the movable mold (2) and the fixed mold (1),
(Step 4) After the pouring of the molten metal (MA) is completed in the step, the movable mold (2) is moved in the direction of the fixed mold (1), and the movable mold (2) and the fixed mold ( 1) is held for a predetermined time (for example, <3 + 1 seconds>) in a slightly opened state;
(Step 5) a vacuum step for reducing the pressure in the cavity (6);
(Step 6) After reaching the high vacuum after the step, the movable die (2) and the fixed die (1) are completely closed, and then the plunger tip (53) is placed in the sleeve (51). And an injection step of filling the cavity (6) with the molten metal (MA) by advancing toward the cavity (6).
And in this embodiment, without using a special heat insulating material by the steps 3 to 6, a special method such as a tilting sleeve method, a baculal method (vacuum suction method), a low pressure pouring method (MP method), etc. There is no need for a pouring mold mechanism, and there is no need for an expensive vacuum valve or chill vent. By holding the closing stroke of the mold in three stages: half-open, slightly open, and front-close, the vertical die casting method Can easily produce large and thin products at low speed and low pressure.
[実施形態4]
実施形態4のダイカスト方法は、実施形態1〜3それぞれの工程2において、可動金型(2)及び固定金型(3)の表面に保温被膜(図示せず)を形成する工程は、つぎの工程(i)〜工程(vi)を含んでなる。
工程(i):湯流れ凝固シミュレーションを行い、凝固の遅い部位を見つける。(できるならば、凝固の遅い部位をゲートに近い部位にするのがよい。なお射出速度を増減させ、凝固の遅い部位の凝固時間より短い時間で充填するようにする。)
工程(ii):図3よりその凝固時間と同一の凝固時間となるように、保温被膜厚を決める。
工程(iii):その被膜厚と熱抵抗値の相関図(図11)より、熱抵抗値を求め、その値で、再度、湯流れ凝固シミュレーションを行う。
工程(iv):成型されるべきダイカスト製品の各部位がほぼ同一の凝固時間になることを確認する。
工程(v):もし、凝固時間が異なる部位があるならば、熱抵抗値を増減させて、凝固時間を確認し、更に指向性凝固になるように変更する。(この場合、充填中の溶湯の温度低下があるので、射出部より遠い部位は凝固が早く、近いところは遅くなるが、更に熱抵抗値を修正して指向性凝固の度合いを向上させることも可能である)
工程(vi):前記工程(iii)のシミュレーションで得られた最適な熱抵抗値より被膜厚を決定し、金型への被膜処理を施工する。
比較的に単純な形状の場合は、実施形態1に開示した簡便な方法で、被膜厚さを決めることができるが、複雑な形状の場合は、コンピュータシミュレーションを活用した実施形態2に開示した方法で被膜厚さを決めることができる。
[Embodiment 4]
In the die casting method of the fourth embodiment, in the step 2 of each of the first to third embodiments, the step of forming a heat insulating film (not shown) on the surfaces of the movable mold (2) and the fixed mold (3) is as follows. It comprises steps (i) to (vi).
Step (i): A molten metal flow solidification simulation is performed to find a site where solidification is slow. (If possible, it is better to make the site with slow coagulation close to the gate. Note that the injection speed is increased and decreased so that the filling time is shorter than the coagulation time of the site with slow coagulation.)
Step (ii): The thermal insulation film thickness is determined so that the coagulation time is the same as the coagulation time from FIG.
Step (iii): The thermal resistance value is obtained from the correlation diagram (FIG. 11) between the film thickness and the thermal resistance value, and the molten metal flow solidification simulation is performed again using the value.
Step (iv): Confirm that each part of the die cast product to be molded has substantially the same solidification time.
Step (v): If there is a part where the coagulation time is different, the thermal resistance value is increased or decreased, the coagulation time is confirmed, and further changed to be directional coagulation. (In this case, since there is a temperature drop of the molten metal during filling, the part farther from the injection part is quickly solidified and the part near is slowed, but the thermal resistance value can be further modified to improve the degree of directional solidification. Is possible)
Step (vi): The film thickness is determined from the optimum thermal resistance value obtained by the simulation of the step (iii), and the coating treatment is applied to the mold.
In the case of a relatively simple shape, the film thickness can be determined by the simple method disclosed in Embodiment 1, but in the case of a complicated shape, the method disclosed in Embodiment 2 utilizing computer simulation. Can determine the film thickness.
以上の工程(i)〜(vi)により、最適な射出条件により良品を得ることができる。そして叙上の方法により、肉厚の変化のある複雑大型のダイカスト製品も、本プロセスにて容易に製造可能となる。 By the above steps (i) to (vi), a non-defective product can be obtained under optimum injection conditions. By the above method, a complex and large die-cast product with a change in wall thickness can be easily manufactured by this process.
本発明のダイカスト方法によれば、均一な肉厚を有していない成型されるべき製品が大型かつ複雑な形状であっても、金型保温被膜による凝固制御を行うことによりダイカストを行うことができる。 According to the die casting method of the present invention, even if a product to be molded that does not have a uniform thickness has a large and complicated shape, die casting can be performed by performing solidification control using a mold heat insulating coating. it can.
1・・・・・ダイカスト装置
100・・・ダイカスト製品
2・・・・・可動金型
3・・・・・固定金型
4・・・・・メインインジェクタ
41・・・・スリーブ
42・・・・電動サーボシリンダ
43・・・・プランジャチップ
44・・・・吸引口
5・・・・・サブインジェクタ
51・・・・スリーブ
52・・・・電動サーボシリンダ
53・・・・プランジャチップ
54・・・・吸引口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die casting apparatus 100 ... Die casting product 2 ... Movable metal mold 3 ... Fixed metal mold 4 ... Main injector 41 ... Sleeve 42 ... · Electric servo cylinder 43 ··· Plunger tip 44 · · · Suction port 5 · · · Sub-injector 51 · · · Sleeve 52 · · · Electric servo cylinder 53 · · · Plunger tip 54 · · · ..Suction port
Claims (10)
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に金属溶湯が保持された断熱性カプセルを収容するカプセル収容工程と、
(4)前記カプセル収容工程後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて型締する閉型工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記閉型工程後、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、前記カプセルを前記キャビティに移動させカプセルを破壊してカプセル内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とするダイカスト方法。 (1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) Capsule housing step of housing a heat-insulating capsule in which a molten metal is held in a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity in the sleeve When,
(4) a closed mold step of clamping the mold by moving the movable mold in the direction of the fixed mold after the capsule housing step;
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After the mold closing step, the plunger tip is advanced in the sleeve toward the cavity, the capsule is moved to the cavity, the capsule is broken, and the molten metal held in the capsule is removed. An injection process for filling the cavity;
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) A die casting method comprising: an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に、円筒形に成型された薄膜保温材を挿入し、当該円筒形の薄膜保温材の中に金属溶湯を注湯する工程と、
(4)前記工程で、金属溶湯の注湯完了後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて型締する閉型工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記閉型工程後、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、前記金属溶湯が充填された円筒形の薄膜保温材を前記キャビティに移動させ円筒形の薄膜保温材を破壊して当該薄膜保温材内に保持された金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とするダイカスト方法。 (1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) A thin-film heat insulating material molded into a cylindrical shape is inserted into a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity, and A process of pouring molten metal into a cylindrical thin film heat insulating material;
(4) In the above step, after completion of pouring of the molten metal, a closed mold step of clamping the mold by moving the movable mold in the direction of the fixed mold,
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After the mold closing step, the plunger tip is advanced toward the cavity in the sleeve, and the cylindrical thin film heat insulating material filled with the molten metal is moved to the cavity. An injection step of breaking the thin film heat insulating material and filling the cavity with the molten metal held in the thin film heat insulating material,
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) A die casting method comprising: an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
(2)前記開型工程後、アルミニウムダイカスト製品の前記複数の異なる肉厚が異なる部位の各肉厚に対応する膜厚にて前記キャビティと接する可動金型及び固定金型の表面に保温被膜を形成する工程と、
(3)前記キャビティに連通するメインインジェクタのスリーブ内部に配されるプランジャチップを該スリーブ内で後退させて生じた該スリーブ内の空間に、前記可動金型と固定金型との間の隙間より金属溶湯を注入する収容工程と、
(4)前記工程で、金属溶湯の注湯完了後、可動金型を前記固定型の方向に移動させて前記可動金型と固定金型とを微開した状態で所定の時間の間保持する工程と、
(5)前記キャビティ内を減圧する真空工程と、
(6)前記工程後、高真空に達した後、前記可動金型と固定金型とを完全に閉じてから、前記プランジャチップを前記スリーブ内で前記キャビティの方に向かって前進させて、金属溶湯を前記キャビティ内に充填する射出工程と、
(7)前記キャビティ内に充填された金属溶湯に圧力を加えるとともに前記キャビティ内で前記金属溶湯を固化させる加圧工程と、
(8)前記可動金型と前記固定金型を離間させた後、前記キャビティ内で固化して成型されたダイカスト製品を押し出す押出工程とを含んでなる
ことを特徴とするダイカスト方法。 (1) a mold opening step for opening a mold including a movable mold and a fixed mold having a shape that defines a cavity for molding a plurality of aluminum die-cast products having different thicknesses by retracting the movable mold; ,
(2) After the mold opening step, a heat insulating coating is formed on the surfaces of the movable mold and the fixed mold in contact with the cavity at a thickness corresponding to each thickness of the plurality of different thicknesses of the aluminum die cast product. Forming, and
(3) A space between the movable die and the fixed die is formed in a space in the sleeve generated by retreating a plunger tip disposed in the sleeve of the main injector communicating with the cavity. A housing process for injecting molten metal;
(4) After completion of pouring of the molten metal in the step, the movable mold is moved in the direction of the fixed mold, and the movable mold and the fixed mold are held in a state of being opened for a predetermined time. Process,
(5) a vacuum process for reducing the pressure in the cavity;
(6) After reaching the high vacuum after the step, the movable die and the stationary die are completely closed, and then the plunger tip is advanced toward the cavity in the sleeve, An injection process for filling the cavity with molten metal;
(7) A pressurizing step of applying pressure to the molten metal filled in the cavity and solidifying the molten metal in the cavity;
(8) A die casting method comprising: an extruding step of extruding a die-cast product formed by solidifying in the cavity after separating the movable mold and the fixed mold.
(i)湯流れ凝固シミュレーションを行い、凝固が最も遅い部位を決定する工程と、
(ii)前記工程により決定した最も遅い凝固時間と同一の凝固時間となるように、保温被膜の膜厚を決定する工程と、
(iii)前記被膜厚と熱抵抗値との相関関係より熱抵抗値を決定し、当該決定された熱抵抗値で、再度、湯流れ凝固シミュレーションを行う工程と、
(iv)成型されるべき製品の各部位の凝固時間がほぼ同一の凝固時間になることを確認する工程と、
(v)前記工程(iv)において凝固時間が異なる部位がある場合、熱抵抗値を増減させて、凝固時間を確認し、更に指向性凝固になるように変更する工程と、
(vi)前記工程(iii)のシミュレーションで得られた最適な熱抵抗値より前記被膜層の最適な膜厚を決定し、当該最適な膜厚にて金型への被膜処理を施工する工程と
を含んでなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のダイカスト方法。 Forming a heat insulation film on the surfaces of the movable mold and the fixed mold,
(I) performing a hot water flow solidification simulation and determining a site where solidification is slowest;
(Ii) determining the film thickness of the thermal insulation film so as to have the same solidification time as the latest solidification time determined by the above-mentioned steps;
(Iii) a step of determining a thermal resistance value from the correlation between the film thickness and the thermal resistance value, and again performing a molten metal flow solidification simulation with the determined thermal resistance value;
(Iv) confirming that the coagulation time of each part of the product to be molded is substantially the same coagulation time;
(V) if there is a part where the coagulation time is different in the step (iv), a step of increasing or decreasing the thermal resistance value, confirming the coagulation time, and further changing to become directional coagulation;
(Vi) determining an optimum film thickness of the coating layer from an optimum thermal resistance value obtained by the simulation of the step (iii), and applying a coating treatment to the mold with the optimum film thickness; The die casting method according to any one of claims 1 to 9, characterized by comprising:
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2014
- 2014-12-25 JP JP2014263643A patent/JP2016120518A/en active Pending
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