模铸装置以及减压铸造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可制造高品质的模铸制品、利用氧气置换模铸法的模铸装置。通过使用氧气供给装置（８０）使氧气充满模腔（Ｃ）内和注射套筒（１６）内，并且用氧气吹扫模腔（Ｃ）和注射套筒（１６）内之后，使向模腔（Ｃ）可侵入外部空气的部分例如从固定模具流路（２ｃ）、移动模具流路（３ｃ）进行减压排气的辅助减压槽（ＴＢ）和第三开闭阀（ＳＶ）以及将模腔内减压的主减压槽（ＴＡ）和第一开闭阀（ＭＶ）同时并行操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模铸装置(模铸机)以及用于模铸装置的减压铸造方法。特别是，本专利技术涉及适用氧气置换模铸法的模铸装置以及在该模铸装置中的减压铸造方法。
技术介绍
作为由于模铸制品例如以铝模铸制品的品质的偏差引起的可靠性降低的一个原因，是由于在模铸制品中含有气体等。即，在高速、高压条件下注射，将注射套筒中填充(浇注)的金属溶液(熔融金属)例如铝金属溶液在注射套筒和模具的模腔内成为湍流，并且带有空气和水蒸汽等填充于气体模具的模腔中，这些气体形成气泡，使模铸制品中产生孔，从而使模铸制品的品质降低。为了克服上述问题，已知的技术为利用将相对于外部空气密封的模具的模腔内减压至真空状态的真空模铸法的模铸机进行铸造，从而，能抑制模腔内的模铸制品中含有的气体，降低由于模铸制品中含有的气体导致模铸制品品质的偏差。(例如参照专利文献1)通过使用这种真空模铸法的模铸机中，有必要使模具的模腔内在短时间内减压到非常低的压力。下面，叙述其理由。例如，通过将减压至预定低的压力的减压槽与密封的模腔连接来进行模腔内的减压，由于减压槽和模腔内的压力差为很大的范围，因此能急速地进行减压，随着该压力差变小，由于来自模腔排出的气体的流速降低，达到所期望的压力需要非常长的时间。模铸机在向套筒供给熔融金属(金属溶液)的状态下有必要使模腔内减压，若减压所需要的时间变长，则在向模腔填充前供给套筒的熔融金属可能在套筒内冷却而固化。此外，通过真空模铸法的模具的模腔内，即使从例如1.01325×105Pa的大气压能减压到例如5.33289×105Pa左右的非常低的压力，在模腔内仍稍微残留一点空气和水蒸汽等气体。这种含有残留气体的模铸制品，即使在T6处理等热处理中模铸制品不发生缺陷，在焊接时的高温条件下也会形成小气泡，并成为模铸制品中焊接部的缺陷的原因。为防止由于模腔内残留的气体而产生模铸制品的缺陷，已知的方法为将模具的模腔内的气体用氧气置换，使熔融金属和氧气发生反应(使氧化)，来防止铸造的模铸制品中产生气泡，即所谓氧气置换模铸法(例如参照专利文献2和3)。例如，在熔融金属为铝的情况下，铝和氧气发生反应，生成二氧化铝(氧化铝)Al2O3的微粒。美国专利2,785,448号特开平10-113757号公报特开平9-1306号公报
技术实现思路
氧气置换模铸法，存在的问题是；如果置换的氧气的量多，则使在模铸制品中生成很多的熔融金属氧化物，使模铸制品的品质降低。例如含有很多氧化铝(Al2O3)的铝模铸制品中，延展性等模铸制品的特性或品质降低。此外，如果置换的氧气的量多，则残留了不与熔融金属反应的氧气，使模铸制品中由于氧气产生气泡。另一方面，即使模具等在密封状态下进行减压，也很难使从密封部分泄漏而侵入模具内模腔和/或套筒的外部的空气完全没有，不易将在模具中形成的模腔内的气体用氧气完全置换。由于在模腔内残留除氧气以外的气体而使模铸制品中产生气泡。本专利技术的目的是，提供一种模铸装置(模铸机)以及减压铸造方法，所述装置和方法使成为铸造品的内部缺陷的原因的水分和氮气等气体不残留在模具的模腔以及通向模腔的气体侵入路径中，确保将模腔以及通向模腔的气体侵入路径内能用氧气置换，并且，能缩短将模腔内减压至预定的压力的时间。根据本专利技术的第一方面提供一种模铸装置，该装置是在模腔中填充金属溶液制造模铸制品的模铸装置，包括(a)规定填充金属溶液的模腔的第一模具和第二模具；(b)第一减压装置；(c)氧气供给装置；(d)在上述第一模具和/或上述第二模具中安装并且使上述第一减压装置或上述氧气供给装置与上述模腔为可连通状态或非连通状态的第一开闭阀装置；(f)与上述模腔连通并在与上述模腔连通的一侧相对的一侧上具有将上述金属溶液进行浇注的供给口的注射套筒；(g)具有自由移动地嵌入到该注射套筒的内筒之内的柱塞头，并将从上述供给口向上述注射套筒内浇注的金属溶液向上述模腔注射的注射柱塞装置；(h)将该注射柱塞装置驱动的注射汽缸装置；(i)由于对从上述模腔和/或上述注射套筒的外部可侵入外部空气的上述第一模具中的间隙(间隙)、上述第二模具中的间隙(间隙)、上述注射套筒与上述柱塞头间的间隙、上述第二模具与上述第一开闭阀装置的间隙中的至少一个间隙进行减压的第二减压装置。在上述结构的模铸装置中进行下述操作。(1)从上述供给口向上述注射套筒内开始浇注金属溶液后，到上述浇注结束以第一速度通过注射套筒向上述金属溶液的上述膜腔进行第一注射为止的期间，上述第一开闭阀装置为开状态使上述氧气供给装置与上述模腔连通，上述第二开闭阀装置为开状态，使得从上述氧气供给装置向上述模腔以及上述注射套筒内供给氧气并从上述供给口放出，使上述模腔内以及上述注射套筒内充满氧气并排出氧气以外的气体。(2)向上述模腔内以及上述注射套筒内填充上述氧气后，使上述第二开闭阀装置为闭状态，结束上述氧气的填充。(3)在上述第二开闭阀装置成为闭状态后，到以第二速度通过上述注射柱塞向上述金属溶液的上述模腔开始第二注射为止，上述第一开闭阀装置为开状态，通过开状态的上述第一开闭阀利用上述第一减压装置对上述模腔内以及上述注射套筒内进行减压。(4)上述第二开闭阀装置为闭状态后，到从上述模腔取出模铸制品为止的期间，上述第三开闭阀装置为开状态，通过上述第二减压装置对上述至少一个间隙进行减压。优选的是，该模铸装置具有控制装置。该模铸装置进行下述控制操作。(1)通过上述柱塞装置的移动从上述供给口到上述注射套筒内开始浇注金属溶液后，使上述第二开闭阀装置以及上述第一开闭阀装置的动作，使得上述氧气供给装置与上述模腔连通，从而使上述模腔以及上述注射套筒内充满氧气，并且，通过使从上述供给口放出氧气，使上述模腔内以及上述注射套筒内的氧气以外的气体排出。(2)在上述金属溶液的浇注结束后，通过驱动上述注射汽缸装置，使上述注射柱塞装置以第一速度移动，并开始将浇注在上述注射套筒内的金属溶液向上述模腔注射。(3)使上述第二开闭阀装置为闭状态，停止从上述氧气供给装置向上述模腔内以及上述注射套筒内的氧气的填充处理。(4)在上述第二开闭阀装置的关闭操作后，到以第二速度通过上述注射柱塞装置向上述金属溶液的上述模腔开始注射前为止，使上述第一开闭阀装置为开状态，并通过开状态的上述第一开闭阀装置利用上述第一减压装置对上述模腔内以及上述注射套筒内进行减压。(5)在上述第二开闭阀装置的关闭操作后，到取出模铸制品为止，使上述第三开闭阀装置为开状态，利用上述第二减压装置对从上述外部可侵入外部空气的部分进行减压。更优选的是，该模铸装置具有检测上述注射柱塞的位置的位置传感器，上述控制装置将根据上述位置传感器的位置检测值进行时间微分求得注射柱塞的移动速度，从而判断上述注射柱塞装置以上述第一速度和上述第二速度进行注射的情况。根据本专利技术的第二方面提供一种用于模铸装置的减压铸造方法，该方法是用于通过氧气置换模铸法制造模铸制品的模铸装置的减压铸造方法，包括如下工序(a)从供给口向注射套筒内开始浇注金属溶液后，到上述浇注结束并且使注射柱塞以第一速度移动将上述金属溶液注射到由模具内所规定的模腔中为止，使上述模腔以及上述注射套筒内充满氧气，并且从上述供给口放出，使得上述模腔内以及上述注射套筒内用氧气充满并且排出氧气以外的气体的氧气吹扫工序；(b)该氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模铸装置，该装置是通过在模腔中填充金属溶液制造模铸制品的模铸装置，其特征在于，其包括：规定填充金属溶液的模腔的第一模具和第二模具；第一减压装置；氧气供给装置；在上述第一模具和／或第二模具中安装，使上述第一 减压装置或上述氧气供给装置与上述模腔为可连通状态或非连通状态的第一开闭阀装置；与上述模腔连通并在与上述模腔连通的一侧相对的一侧上具有将上述金属溶液进行浇注的供给口的注射套筒；具有自由移动地嵌入到该注射套筒的内筒的柱塞头，将从 上述供给口向上述注射套筒内浇注的金属溶液向上述模腔注射的注射柱塞装置；将该注射柱塞装置驱动的注射汽缸装置；从上述模腔和／或上述注射套筒的外部有侵入外部空气的可能性，对从上述第一模具中的间隙（间隙）、上述第二模具中的间隙（间隙 ）、上述注射套筒和上述柱塞头间的间隙、上述第二模具和上述第一开闭阀装置的间隙中的至少一个间隙进行减压的第二减压装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久保田正光，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]