铸造物品的制造方法以及透气性铸型技术

本发明专利技术提供一种铸造物品的制造方法，其使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将产品模腔与浇口部连结的浇道构成，重力浇注比铸型模腔的整体体积小且比产品模腔的体积大的金属熔液，接下来从浇口部送入气体而压入熔液流路内的金属熔液，由此将产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充产品模腔，在假定了通过气体的送入将假想的液体填充到产品模腔内而平衡了的状态时，将与成为假想的液体充满产品模腔、且残存在熔液流路内的假想的液体的液面的高度(hs)、浇道的顶部的最低部分的高度(h1)以及浇道的顶部与浇口部连接的部分的高度(h2)满足h2＞hs＞h1的状态那样的、假想的液体的体积相同的体积的金属熔液设为要浇注的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铸造物品的制造方法(以下有时称作送气加压铸造。)以及透气性铸型，其中，将比铸型模腔的整体体积小且比产品模腔的体积大的金属熔液向透气性铸型重力浇注，接下来从浇口部送入气体，压入熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推，利用金属熔液来填充所希望的模腔部分。
技术介绍
在重力浇注(以下有时称作浇注。)下的铸造物品的制造中，作为透气性铸型的使用砂子来造型的铸型、所谓的砂型是最通常使用的。若使用这样的透气性铸型(以下有时称作铸型。)，则在向特定形状的模腔填充熔液时，能够将残留的气体(通常为空气)从模腔表面挤出，在模腔整体中充满金属熔液(以下有时称作熔液)，获得与模腔实质相同的铸件。铸型的模腔通常具有浇口部、浇道部、冒口部以及产品部，上述部分被依次供给熔液。并且，在以往的技术中，在浇口部形成充满产品部的量的熔液顶面高度而浇注结束。这样凝固了的铸造物品成为浇口部、浇道部、冒口部以及产品部作为铸件而连结起来的形态。在此，冒口部是为了产品的健全化而设定的模腔，不能说是不必要的部分，但浇口部、浇道部只不过是到达产品部的熔液的路径，原本就是完全不必要的部分。因此，若是在浇口部、浇道部中填充有熔液的状态下使熔液凝固，则无法实现注入成品率的大幅改善。另外，若为连结有不必要的部分的铸件，则在作为后续工序的产品部的分离工序中需要花费与产品部和不必要的部分的分离作业相当的工时，导致生产效率的降低。因此，在重力浇注中，作为铸件而存在浇口部、浇道部的情况成为较大问题。日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号提出了解决上述那样的问题的划时代的方法。该方法是指，为了向透气性铸型的模腔(以下有时称作铸型模腔。)中的一部分、即所希望的模腔部分填充金属熔液，重力浇注比铸型模腔的整体体积小且与所希望的模腔部分几乎相等的体积的熔液，在浇注后的熔液凝固之前，从浇口部送入压缩气体而向所希望的模腔部分填充熔液使其凝固。根据该方法，根据熔液顶面高度的不同所需要的压力由压缩气体填补，因此，不言而喻，能够期待浇口部的熔液几乎不需要，而且能够期待浇道部的熔液也几乎不需要。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术人进行了用于实现日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号所记载的方法的研究，其结果是，发现了如下情况：在浇注与所希望的模腔部分相当的体积的熔液的情况下，当由于气体送气装置的动作的不稳定等导致气体的送气速度、送气压力产生不良情况时，有时送气气体的一部分会侵入产品部或者冒口部，使产品产生浇不足缺陷、缩孔缺陷。关于该现象，以下，使用附图进行说明。图8(a)～图8(c)按照工序来表示日本特开2007-75862号以及日本特开2010-269345号涉及的送气加压铸造的一个例子。铸型101是使用作为透气性铸型的湿砂型的一个例子，将由构成砂箱102的上砂箱102a保持的上铸型101a与由同样地构成砂箱102的下砂箱102b保持的下铸型101b进行合模而配置在平台103之上。铸型模腔104包括：由产品部105a与冒口部105b构成的产品模腔105；构成熔液流路106的一部分而与产品模腔105连结的水平方向的浇道107；构成熔液流路106的一部分而与浇道107连结且供熔液流下的浇口部108。图8(a)表示将所希望的模腔部分设为由产品部105a与冒口部105b构成的产品模腔105而刚刚从浇注装置(未图示)向浇口部108重力浇注与产品模腔105的体积几乎相等的体积的熔液M之后的状态。图8(b)表示接下来从浇口部108利用自气体送气装置100排出的气体G将熔液M良好地压入产品模腔105进行填充的状态。这样，在适当地进行了送气加压的情况下，在产品模腔105内充满熔液M，能够获得健全的铸造物品。然而，当在填充过程中因某些原因使气体G的送气速度、送气压力产生不良情况时，如图8(c)所示，气体G沿着浇道107的顶部，比浇道107内的熔液M抢先行进，侵入到产品模腔105，其结果是，熔液M朝向产品模腔105的压入变得不充分，存在铸造物品产生浇不足缺陷、缩孔缺陷的情况。根据本专利技术人的研究，在日本特开2007-75862号等的方法中，在保持适当的送气状态的情况下，对金属熔液赋予惯性力，成为将金属熔液塞入到浇道部的状态。这样通过足够的惯性力塞入的金属熔液在浇道部立即凝固，因此不会使送气气体比熔液抢先侵入产品模腔，而将金属熔液正常填充到产品模腔。然而，在因送气气体的压力不足等而送气状态发生了变动的情况下，有时产生送气气体比熔液早地沿着浇道的顶部而侵入产品模腔这样的问题，没有提出针对该问题的有效的解决方案。因此，在想要通过送气加压铸造来稳定地大量生产铸造物品时，需要为了适当进行送气加压而探索气体的送气条件、并且在大量生产中也维持该送气条件的严格的控制。然而，由于产品模腔存在各种大小、形状，因此，在产品模腔的大小、形状发生变更的情况下，至少在确立前述那样的严格的控制之前，有可能如前述那样在铸造物品经常产生浇不足缺陷、缩孔缺陷等不良情况。也得到如下见解：浇注量越少，换句话说，越是接近为了获得健全的铸造物品而需要的最低限度的所希望的模腔部分的体积的浇注量，越容易产生上述的不良情况，与其相比越增加浇注量而越难以产生上述的不良情况。但是，浇注量与需要相比越过剩，越引起注入成品率的降低，因此是不期望的。因此，为了确保注入成品率并且获得健全的铸造物品，需要开发采用能够防止送气气体向产品模腔侵入的不良情况那样的必要且足够的浇注量的铸造方法。因此，本专利技术的目的在于，提供铸造物品的制造方法以及透气性铸型，在基于送气加压铸造的铸造物品的制造方法中，采用能够防止送气气体的一部分向产品部或者冒口部侵入的必要并且足够的浇注量。用于解决课题的手段鉴于上述目的进行深入研究的结果是，本专利技术人从尽可能地排除送气气体的压力、流量的不足这样的控制因素的观点出发，发现了如下内容：假定将假想的液体(不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体)静态地填充到产品模腔内而平衡了的状态，采用在这样的平衡状态下成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且堵塞了所述浇道的至少一部分的状态那样的、假想的液体的体积以及熔液流路的形态，由此送气气体不会侵入产品模腔而能够进行送气加压铸造，从而想到本专利技术。即，本专利技术的铸造物品的制造方法中，使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，将比所述铸型模腔的整体体积小且比所述产品模腔的体积大的金属熔液向所述透气性铸型重力浇注，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所述产品模腔，在假定了通过送入所述气体将假想的液体(在此，假想的液体是指不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体。)填充到所述产品模腔内而平衡了的状态时，计算出成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs、所述浇道的顶部的最低部分的高度h1以及所述浇道的顶部与所述浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造物品的制造方法，其使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，向所述透气性铸型重力浇注比所述铸型模腔的整体体积小且比所述产品模腔的体积大的金属熔液，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所述产品模腔，所述铸造物品的制造方法的特征在于，在假定了通过送入所述气体将假想的液体(在此，假想的液体是指，不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体)填充到所述产品模腔内而平衡了的状态时，计算出成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs、所述浇道的顶部的最低部分的高度h1以及所述浇道的顶部与所述浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞hs＞h1的状态那样的、所述假想的液体的体积，将与所述假想的液体的体积相同的体积的金属熔液设为要浇注的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 JP 2014-037839;2014.04.01 JP 2014-075071.一种铸造物品的制造方法，其使用透气性铸型，该透气性铸型作为铸型模腔而具有产品模腔与熔液流路，所述熔液流路由供重力浇注的熔液流下的浇口部以及将所述产品模腔与所述浇口部连结的浇道构成，向所述透气性铸型重力浇注比所述铸型模腔的整体体积小且比所述产品模腔的体积大的金属熔液，接下来从所述浇口部送入气体而压入所述熔液流路内的金属熔液，由此将所述产品模腔内的金属熔液向上推而利用金属熔液来填充所述产品模腔，所述铸造物品的制造方法的特征在于，在假定了通过送入所述气体将假想的液体(在此，假想的液体是指，不会出现凝固、蒸发、膨胀、收缩、向铸型浸入以及气体的吸收、释放的液体)填充到所述产品模腔内而平衡了的状态时，计算出成为所述假想的液体充满所述产品模腔、且残存在所述熔液流路内的所述假想的液体的液面的高度hs、所述浇道的顶部的最低部分的高度h1以及所述浇道的顶部与所述浇口部连接的部分的高度h2满足h2＞hs＞h1的状态那样的、所述假想的液体的体积，将与所述假想的液体的体积相同的体积的金属熔液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王麟，藤井义正，岩永彻，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP