铸件的制造方法、其制造设备和铸件的制作方法
【专利摘要】提供了能够容易地制造具有复杂形状的铸件以及能够提高要制造的铸件的形状自由度的铸件的制造方法、其制造设备和铸件。在通过从熔融金属槽2的液面Ma导出熔融金属M以及使已导出的熔融金属M凝固来使铸件成形时，在介于熔融金属槽2的液面Ma和其中熔融金属M凝固的凝固区域Rc之间的区域Rb内配置有由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件4a构造成的外形单元4并使已从液面Ma导出的熔融金属M经过由外形单元4确定的区域导出，以及通过使所述多个外形限定部件4a之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属M的导出而移动来改变铸件的形状。
【专利说明】铸件的制造方法、其制造设备和铸件
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸件的制造方法、其制造设备和铸件，并且特别是涉及使用自由铸造方法的铸件的制造方法、其制造设备和使用自由铸造方法制造的铸件。
【背景技术】
[0002]通常，具有复杂形状的金属制品是通过在具有呈预定形状的型腔的模具中充填熔化的金属(熔融金属)并使模具中的熔融金属凝固而制造的。
[0003]附及地，对于使用模具的铸造方法，已知铸造缺陷如凝固裂纹、缩孔或缩松可由于因从模具型腔的内壁面冷却导致的约束和凝固而产生。
[0004]关于这类问题，近年来，已在专利文献I至3中公开了与不使用模具的称为上引式连续铸造方法、自由铸造方法等的铸造方法有关的技术。这些铸造方法是将熔融金属从储存熔化的金属(熔融金属)的熔融金属槽的液面沿预定路径导出、使所导出的熔融金属凝固以及使铸件成形的方法。亦即，当从熔融金属槽的液面导出熔融金属时，熔融金属的形状由于形成在其表面上的氧化膜或表面张力而被暂时保持，并且所述方法用于通过用预定的冷却装置使已从液面导出并暂时保持形状的熔融金属凝固、通过使凝固的熔融金属与液面逐渐分离而从液面新导出熔化的金属并连续地使所导出的熔融金属凝固来使呈预定形状的铸件成形。
[0005]根据这些铸造方法，由于从熔融金属槽导出的熔融金属能连续地冷却和凝固，故可解决在模具内产生诸如缩孔的铸造缺陷的问题，并且即使在使用易于出现凝固裂纹的合金(例如6000系列锻造铝合金)的情况下也能制造高品质铸件。
[0006]引证列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利公报(特开)N0.63-199050 A (1988)
[0009]专利文献2:日本专利公报(特开)N0.2-251341 A (1990)
[0010]专利文献3:日本专利公报(特开)N0.9-248657 A (1997)
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]然而，对于专利文献I中公开的上引式连续铸造方法，存在铸件的外形由导辊限定并且所能制造的铸件局限于具有简单形状的铸件(如锥形圆棒)的问题。
[0013]另外，对于专利文献2和3中公开的自由铸造方法，存在熔融金属的出口受设置在熔融金属槽的液面上方的模型或分隔部件约束并且要制造的铸件的形状自由度低的问题。
[0014]本发明鉴于上述问题而作出，并且其目的是提供一种铸件的制造方法及其制造设备，以及利用所述制造方法和制造设备制造的铸件，所述制造方法和制造设备能够容易地制造具有复杂形状的铸件以及能够提高要制造的铸件的形状自由度。
[0015]解决问题的方案
[0016]为了实现上述目的，本发明的铸件的制造方法是这样一种铸件的制造方法，所述制造方法包括从熔融金属槽的液面导出熔融金属、使已导出的熔融金属凝固以及使铸件成形，所述制造方法包括:在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置由用于限定所述铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元并使从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元确定的区域导出，以及通过使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动来改变所述铸件的外形。
[0017]这里，上述制造方法所采用的熔融金属的形成材料的示例包括诸如铁、铝、镁、钛等的金属及其合金。此外，“熔融”除完全液相状态外还包括其中液相和固相相混合的固液共存状态。
[0018]根据上述制造方法，能通过在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元并且在使从液面导出的熔融金属经过由外形单元确定的区域导出时使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动的简单方法来自由地改变已从熔融金属槽的液面导出并在凝固之前处于软化状态的熔融金属的外形。因此，由于能在从熔融金属槽的液面导出熔融金属时如人期望地改变处于软化状态的熔融金属的外形，故能容易地制造具有复杂形状的铸件并且能提高要制造的铸件的形状自由度。
[0019]此外，根据上述制造方法，优选在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于在所述外形单元的内侧限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元且从所述液面导出的熔融金属优选经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出，并且优选通过使所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动来改变所述铸件的内形。
[0020]根据上述制造方法，能通过在介于熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元和由用于在外形单元的内侧限定铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元并且在使已从液面导出的熔融金属经过由外形单元和内形单元确定的区域导出时使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件和所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动的简单方法来改变已从熔融金属槽的液面导出并在凝固之前处于软化状态的熔融金属的外形和内形。因此，能在从熔融金属槽的液面导出熔融金属时如人期望地改变处于软化状态的熔融金属的形状，且因而能大幅提高要制造的铸件的形状自由度。
[0021]此外，根据上述制造方法，在所述多个外形限定部件之中相邻的外形限定部件可配置成彼此分离开，或者在所述多个内形限定部件之中相邻的内形限定部件可配置成彼此分离开。
[0022]根据上述制造方法，能为构成外形单元的所述多个外形限定部件和构成内形单元的所述多个内形限定部件确保移动区域，能使所述多个外形限定部件和所述多个内形限定部件根据熔融金属的导出而自由移动，并且能进一步提高要制造的铸件的形状自由度。此夕卜，同样，当相邻的外形限定部件或相邻的内形限定部件配置成彼此分离开时，通过形成在表面上的氧化膜或表面张力暂时保持各部件之间的熔融金属的形状。
[0023]此外，本发明的铸件的制造设备包括:用于储存熔融金属的熔融金属槽；用于使从所述熔融金属槽的液面导出的熔融金属凝固的冷却装置；由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元，所述外形单元配置在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过所述冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内；和用于使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动的移动装置。
[0024]这里，上述制造设备所采用的冷却装置的示例包括用于利用冷却剂等直接冷却从液面导出的熔融金属的装置、用于经由用于导出熔融金属的、由金属制成的诱导体或熔融金属的已凝固部分进行间接冷却的装置，并且可组合使用多个冷却装置。另外，上述冷却装置所使用的冷却剂的示例包括诸如空气或惰性气体的气体和诸如水的液体。
[0025]根据上述制造设备，在介于熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元，且能利用移动装置使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件移动，并且由于能通过在从熔融金属槽的液面导出熔融金属的同时使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件移动来如人期望地改变处于软化状态的熔融金属的外形，故能容易地制造具有复杂形状的铸件，并能提高要制造的铸件的形状自由度。
[0026]优选地还包括:由用于限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元，所述内形单元配置在所述外形单元的内侧以及介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过所述冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内；和用于使所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动的移动装置。
[0027]根据上述制造装置，在介于熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元和由用于在外形单元的内侧限定铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元，且能利用移动装置使所述多个外形限定部件和所述多个内形限定部件之中的至少一个部件移动，并且由于能通过在从熔融金属槽的液面导出熔融金属的同时使所述多个外形限定部件和所述多个内形限定部件之中的至少一个部件移动来如人期望地改变处于软化状态的熔融金属的形状，故能大幅提高要制造的铸件的形状自由度。
[0028]此外，根据上述制造设备，在所述多个外形限定部件之中相邻的外形限定部件可配置成彼此分离开，或者在所述多个内形限定部件之中相邻的内形限定部件可配置成彼此分离开。
[0029]再者，根据上述制造设备，至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件可与经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出的熔融金属线接触，或者至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件可与经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出的熔融金属面接触。
[0030]在至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件与经过由外形单元和内形单元确定的区域被导出的熔融金属线接触的情况下，能使构成外形单元和内形单元的外形限定部件和内形限定部件小型化，并且能通过例如减小移动装置的驱动转矩等来使整个制造设备的构架小型化。此外，在至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件与经过由外形单元和内形单元确定的区域被导出的熔融金属面接触的情况下，经过由外形单元和内形单元确定的区域被导出的熔融金属能由更大的面积支承，并且能进一步提高要制造的铸件的形状精度。
[0031]另外，本发明的铸件是通过从熔融金属槽的液面导出熔融金属并使已导出的熔融金属凝固而形成的铸件，其中在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于限定所述铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元，并且其中所述铸件是通过在从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元确定的区域被导出时所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动以改变外形而形成的。
[0032]根据上述铸件，尽管熔融金属的外形根据熔融金属的导出而改变，但凝固组织通过从熔融金属槽的液面导出的熔融金属连续地凝固而沿一个方向定向，并且尽管形状复杂但仍能有效地提闻品质。
[0033]此外，根据上述铸件，优选在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于在所述外形单元的内侧限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元，并且所述铸件优选是通过在从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出时所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动以改变内形而形成的。
[0034]根据上述铸件，熔融金属的外形和内形根据熔融金属的导出而改变，从而得到形状更加复杂的铸件。
[0035]本发明的有利效果
[0036]如从以上说明可理解，根据本发明的铸件的制造方法及其制造设备，能通过简单的方法有效地提高铸件的设计自由度，并且能提高具有复杂形状的铸件的生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0037][图1]图1是说明本发明的铸件的制造方法的竖直剖视图，并且(a)是说明从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，而(b)是说明从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图。
[0038][图2]图2是说明图1所示的铸件的制造方法的另一实施例的竖直剖视图。
[0039][图3]图3是说明图1所示的铸件的制造方法的又一实施例的竖直剖视图。
[0040][图4]图4是示出本发明的铸件的制造设备的实施例1的透视图。
[0041][图5]图5是说明利用图4所示的制造设备从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，并且(a)是其竖直剖视图，而(b)是沿图5(a)中的线Al-Al看去的箭头视图。
[0042][图6]图6是说明利用图4所示的制造设备从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图，并且(a)是其竖直剖视图，而(b)是沿图6(a)中的线Bl-Bl看去的箭头视图。
[0043][图7]图7是示出由图4所示的制造设备制造的铸件的实施例1的透视图。
[0044][图8]图8是示出本发明的铸件的制造设备的实施例2的透视图。
[0045][图9]图9是说明利用图8所示的制造设备从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，并且(a)是其竖直剖视图，而(b)是沿图9(a)中的线A2-A2看去的箭头视图。
[0046][图10]图10是说明利用图8所示的制造设备从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图，并且(a)是其竖直剖视图，而(b)是沿图10(a)中的线B2-B2看去的箭头视图。
[0047][图11]图11是示出由图8所示的制造设备制造的铸件的实施例2的透视图。
【具体实施方式】
[0048]在下文中，将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的铸件的制造方法、其制造设备和利用该制造设备制造的铸件的实施例。
[0049]铸件的制造方法的实施例
[0050]图1是说明本发明的铸件的制造方法的竖直剖视图，并且图1(a)是说明从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，而图1(b)是说明从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图。
[0051]本实施例的铸件的制造方法主要包括从熔融金属槽导出熔融金属的导出工序和使从熔融金属槽导出的熔融金属凝固和成形的成形工序，并且在要连续地进行铸造的情况下导出工序和成形工序作为一个工序执行。
[0052]首先，如图1(a)所示，具有与铸件的形状对应的基本形状(例如，具有圆形截面、多边形截面等的管状)的诱导体I与储存在熔融金属槽2中的熔融金属M相接触并且使诱导体I与熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma分离开，以由此从熔融金属槽2的液面Ma导出熔融金属M。
[0053]这里，在从熔融金属槽2的液面Ma导出的熔融金属M的周围气氛为大气气氛或氧化气氛的情况下，在已被导出的熔融金属M的表面上形成氧化膜，而在熔融金属M的周围气氛为氮气氛的情况下，在已被导出的熔融金属M的表面上形成氮化膜。此外，即使气氛是除大气气氛、氧化气氛或氮气氛以外的、其中无表面膜形成的气氛，也有表面张力作用在已被导出的熔融金属M的表面上。这样，从熔融金属槽2的液面Ma导出的熔融金属M的表面形状由氧化膜、氮化膜、表面张力等暂时保持，并且在熔融金属槽2的液面Ma和诱导体I之间形成形状被保持的处于软化状态(半凝固状态)的熔融金属Mb (下文称为“被保持的熔融金属”)。通过被保持的熔融金属Mb追循诱导体I的移动而与熔融金属槽2的液面Ma逐渐分离开并且熔融金属M追循处于半凝固状态的被保持的熔融金属Mb而从熔融金属槽2的液面Ma被导出，熔融金属M从熔融金属槽2的液面Ma被连续地导出。
[0054]接下来，如图1(b)所示，已从熔融金属槽2导出并且处于半凝固状态的被保持的熔融金属Mb利用冷却装置3凝固，并且形成处于凝固状态的熔融金属Me。
[0055]这里，在介于熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma和其中熔融金属凝固并形成处于凝固状态的熔融金属Mc的凝固区域Re之间的区域Rb (例如，约数十毫米的区域)内配置有由用于限定要制造的铸件的外形的多个外形限定部件4a构造成的外形单元4和由用于在外形单元4的内侧限定铸件的内形的多个内形限定部件5a构造成的内形单元5，并且构成外形单元4的外形限定部件4a和构成内形单元5的内形限定部件5a能够根据熔融金属M的导出而沿任何方向自由移动。
[0056]因此，从熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属M经过由外形单元4和内形单元5确定的区域被导出，并且此外，通过外形限定部件4a和内形限定部件5a根据熔融金属M的导出而沿任意方向移动以及被保持的熔融金属Mb在冷却之前的内形和外形改变，来任意改变要制造的铸件的内形和外形的厚度和形状。
[0057]此外，在所示的示例中，构成外形单元4的外形限定部件4a和构成内形单元5的内形限定部件5a的大部分浸在熔融金属M中且它们仅有一部分从熔融金属M的液面Ma突出，并且被保持的熔融金属Mb的外形和内形在位于熔融金属M的液面Ma附近的位置被限定。因此，熔融金属M可在从熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属M的最软化的位置成形。
[0058]另一方面，如图2所示，在构成外形单元4’的外形限定部件4a’和构成内形单元5’的内形限定部件5a’之中，与被保持的熔融金属Mb相接触的部分可配置成与熔融金属M的液面Ma分离开预定距离。因此，熔融金属M可在位于其中熔融金属M凝固的凝固区域Re附近的位置成形，并且可进一步提高要制造的铸件的形状精度。
[0059]此外，如图3所示，能省略由用于限定铸件的内形的多个内形限定部件5a构造成的图1所示的内形单元5，并且在介于熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma和其中熔融金属凝固并形成处于凝固状态的熔融金属Mc的凝固区域Re之间的区域Rb内仅配置由用于限定要制造的铸件的外形的多个外形限定部件4a”构造成的外形单元4”。从熔融金属槽2中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属M由此经过仅由外形单元4”确定的区域被导出，并且通过外形限定部件4a”根据熔融金属M的导出而沿任意方向移动并改变被保持的熔融金属Mb在冷却之前的外形来任意改变凝固的铸件的外形或厚度。另外，如图所示，通过使外形限定部件4a”根据熔融金属M的导出而沿任意方向移动，可任意地改变凝固的铸件在水平截面中的截面中心位置。
[0060]此外，在图1所示的实施例，已描述了采用诸如压板、导向件、辊等的夹具作为构成外形单元4的外形限定部件4a或构成内形单元5的内形限定部件5a的模式，但铸件的外形或内形也可通过喷射其量或压力受控制的流体来限定。
[0061]此外，用于导出熔融金属M的诱导体I可由与熔融金属相同的金属形成，并且可制成为所制造的铸件的一部分。另一方面，它可由与熔融金属不同种类的金属(如铁)形成，并且可通过在已制造出铸件之后从铸件上切除而再次用作诱导体。
[0062]铸件及其制造设备的实施例1
[0063]图4是示出本发明的铸件的制造设备的实施例1的透视图。此外，图5是说明利用图4所示的制造设备从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，且图5(a)是其竖直剖视图，而图5(b)是沿图5(a)中的线Al-Al看去的箭头视图。此外，图6是说明利用图4所示的制造设备从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图，且图6(a)是其竖直剖视图，而图6(b)是沿图6(a)中的线Bl-Bl看去的箭头视图。此外，图7是示出由图4所示的制造设备制造的铸件的实施例1的透视图。
[0064]图4所示的制造设备1A包括用于储存熔融金属M的熔融金属槽2A、用于使从熔融金属槽2A中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属凝固的冷却装置3A、由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件4aA构造成的外形单元4A(外形单元4A配置在介于熔融金属槽2A的液面Ma和其中熔融金属M通过冷却装置3A凝固的凝固区域之间的区域内)、由用于限定铸件的内形的多个内形限定部件5aA构造成的内形单元5A(内形单元5A相对于外形单元4A配置在内侧)、以及用于分别使所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA根据熔融金属的导出而移动的移动装置6A。另外，在所示的示例中，对于所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA之中的一部分省略了与移动装置6A的连接状态。
[0065]在实施例1的制造设备1A中，构成外形单元4A的所述多个外形限定部件4aA和构成内形单元5A的所述多个内形限定部件5aA同心地配置，在所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA之中相邻的部件在周向上等间隔地分布，并且所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA根据熔融金属M的导出而同步移动。此外，所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA的末端的一部分以从熔融金属槽2A中的熔融金属M的液面Ma突出的方式配置。
[0066]将简要说明利用图4所示的制造设备1A制造铸件的方法。首先，如图5(a)所示，具有大致圆筒形状的诱导体IA与储存在熔融金属槽2A中的熔融金属M相接触并且使诱导体IA与熔融金属槽2A中的熔融金属M的液面Ma分离开，以由此从熔融金属槽2A的液面Ma导出熔融金属M。此时，如图5(b)所示，所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA同心地配置，并且所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA沿它们各自的圆周等间隔地配置。从熔融金属槽2A中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属M经过由所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA确定的区域被导出，并且因此，在具有大致圆筒形状的诱导体IA和熔融金属槽2A中的熔融金属M的液面Ma之间形成具有大致圆形截面的被保持的熔融金属Mb。
[0067]接下来，如图6(a)所示，使诱导体IA移动成与熔融金属槽2A的液面Ma分离开，并且利用冷却装置3A使形成在诱导体IA和熔融金属槽2A的液面Ma之间的处于半凝固状态的被保持的熔融金属Mb凝固，以形成处于凝固状态的熔融金属Me。此时，所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA均通过移动装置6A(参见图4)与熔融金属M从液面Ma的导出同步地移动。
[0068]如图6(b)所示，在实施例1的制造设备1A中，所述多个外形限定部件4aA和所述多个内形限定部件5aA沿在径向上扩大的方向移动，从而得到大致椭圆形的截面形状。此夕卜，外形限定部件4aA之中的一部分的移动量大于相应的内形限定部件5aA的移动量，并且因而形成在周向上具有可变厚度的成形体。
[0069]因此，如图7所示，根据实施例1的制造设备10A，形成了实施例1的铸件Md，其上端部具有大致圆形的截面且其下端部具有大致椭圆形的截面并且其在周向上的厚度不同。
[0070]铸件及其制造设备的实施例2
[0071]图8是示出本发明的铸件的制造设备的实施例2的透视图。此外，图9是说明利用图8所示的制造设备从熔融金属槽刚刚导出熔融金属之后的状态的视图，且图9(a)是其竖直剂视图，而图9 (b)是沿图9(a)中的线A2-A2看去的箭头视图。此外，图10是利用图8所示的制造设备从熔融金属槽导出的熔融金属的一部分凝固的状态的视图，且图10(a)是其竖直剖视图，而图10(b)是沿图10(a)中的线B2-B2看去的箭头视图。此外，图11是示出由图8所示的制造设备制造的铸件的实施例2的透视图。
[0072]图8所示的实施例2的制造设备1B与图4所示的实施例1的制造设备1A的不同之处在于用于限定铸件的外形的外形限定部件4aB的模式，并且其它要素基本相同。具体地，外形限定部件4aB均由矩形板制成，并且成形体的整个外周可由外形限定部件4aB通过相邻的外形限定部件4aB的一部分彼此重叠来限定。
[0073]图8所示的制造设备1B包括用于储存熔融金属M的熔融金属槽2B、用于使从熔融金属槽2B中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属凝固的冷却装置3B、由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件4aB构造成的外形单元4B (外形单元4B配置在介于熔融金属槽2B的液面Ma和其中熔融金属M通过冷却装置3B凝固的凝固区域之间的区域内)、由用于限定铸件的内形的多个内形限定部件5aB构造成的内形单元5B(内形单元5B相对于外形单元4B配置在内侧)、以及用于分别使所述多个外形限定部件4aB和所述多个内形限定部件5aB根据熔融金属的导出而移动的移动装置6B。另外，同样，在实施例2中，与实施例I中一样，对于所述多个外形限定部件4aB和所述多个内形限定部件5aB之中的一部分省略了与移动装置6B的连接状态。
[0074]这里，如上所述，在实施例2的制造设备1B中，构成外形单元4B的外形限定部件4aB由大致矩形的板构成，并且制成为以平面方式与从液面Ma导出的熔融金属M接触。此夕卜，用于形成肋的内形限定部件5aB’设置在构成内形单元5B的内形限定部件5aB的中心部。与实施例1的制造设备1A —样，构成外形单元4B的所述多个外形部件4aB和构成内形单元5B的所述多个内形限定部件5aB同心地配置，并且所述多个外形限定部件4aB和所述多个内形限定部件5aB根据熔融金属M的导出而同步移动。此外，相邻的外形限定部件4aB的一部分配置成彼此重叠，并且因而成形体的整个外周即使在外形限定部件4aB移动时也可由外形限定部件4aB限定。
[0075]将简要说明利用图8所示的制造设备1B制造铸件的方法。首先，如图9(a)所示，具有用于形成设置在大致六角形管上的肋的连结部1B’的诱导体IB与储存在熔融金属槽2B中的熔融金属M相接触并且使诱导体IB与熔融金属槽2B中的熔融金属M的液面Ma分离开，以由此从熔融金属槽2B的液面Ma导出熔融金属M。此时，如图9(b)所示，配置了所述多个外形限定部件4aB以及所述多个内形限定部件5aB和5aB’，并且从熔融金属槽2B中的熔融金属M的液面Ma导出的熔融金属M经过由所述多个外形限定部件4aB和所述多个内形限定部件5aB确定的区域及由所述多个内形限定部件5aB’确定的区域被导出，并且因此，在诱导体IB和熔融金属槽2B中的熔融金属M的液面Ma之间形成具有大致六边形截面和肋部的被保持的熔融金属Mb。
[0076]接下来，如图10(a)所示，使诱导体IB移动成与熔融金属槽2B的液面Ma分离开，并且利用冷却装置3B使形成在诱导体IB和熔融金属槽2B的液面Ma之间的处于半凝固状态的被保持的熔融金属Mb凝固，以形成处于凝固状态的熔融金属Me。此时，所述多个外形限定部件4aB以及所述多个内形限定部件5aB和5aB’均通过移动装置6B(参见图8)与熔融金属M从液面Ma的导出同步地移动。
[0077]如图10(b)所示，在实施例2的制造设备1B中，所述多个外形限定部件4aB和所述多个内形限定部件5aB沿在径向上扩大的方向移动，从而使外周逐渐变大。另外，所述多个外形限定部件4aB比所述多个内形限定部件5aB移动得多，并且使厚度逐渐增大。此外，所述多个内形限定部件5aB’向内移动以形成肋部，并且肋部的厚度逐渐减小。
[0078]因此，如图11所示，根据实施例2的制造设备10B，制造出了实施例2的铸件Md’，其截面大致呈六边形并且其厚度随着其越接近下端部而越大，且在其里面形成有肋部，肋部的厚度随着其越接近下端部而变得越小。
[0079]至此，已参照附图详细说明了本发明的实施例，但具体构型并不受这些实施例限制，并且在本发明的要旨内的任何设计变更等都包括在本发明的范围内。
[0080]附图标记列表
[0081]I诱导体
[0082]2熔融金属槽
[0083]3冷却装置
[0084]4外形单元
[0085]4a外形限定部件
[0086]5内形单元
[0087]5a内形限定部件
[0088]M熔融金属
[0089]Ma 液面
[0090]Mb被保持的熔融金属
[0091]Mc处于凝固状态的熔融金属
[0092]Md 铸件
【权利要求】
1.一种铸件的制造方法，所述制造方法包括从熔融金属槽的液面导出熔融金属、使已导出的熔融金属凝固以及使铸件成形，所述制造方法包括: 在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置由用于限定所述铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元并使从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元确定的区域导出，以及通过使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动来改变所述铸件的外形。
2.根据权利要求1所述的铸件的制造方法，其中，在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于在所述外形单元的内侧限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元且从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出，并且通过使所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动来改变所述铸件的内形。
3.根据权利要求1或2所述的铸件的制造方法，其中，在所述多个外形限定部件之中，相邻的外形限定部件配置成彼此分离开。
4.根据权利要求2或从属于权利要求2的权利要求3所述的铸件的制造方法，其中，在所述多个内形限定部件之中，相邻的内形限定部件配置成彼此分离开。
5.一种铸件的制造设备，包括: 用于储存熔融金属的熔融金属槽； 用于使从所述熔融金属槽的液面导出的熔融金属凝固的冷却装置； 由用于限定铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元，所述外形单元配置在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过所述冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内；和 用于使所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动的移动装置。
6.根据权利要求5所述的铸件的铸造设备，还包括: 由用于限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元，所述内形单元配置在所述外形单元的内侧以及介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属通过所述冷却装置凝固的凝固区域之间的区域内；和 用于使所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动的移动装置。
7.根据权利要求5或6所述的铸件的制造设备，其中，在所述多个外形限定部件之中，相邻的外形限定部件配置成彼此分离开。
8.根据权利要求6或从属于权利要求6的权利要求7所述的铸件的制造设备，其中，在所述多个内形限定部件之中，相邻的内形限定部件配置成彼此分离开。
9.根据权利要求6所述的铸件的制造设备，其中，至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件与经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出的熔融金属线接触。
10.根据权利要求6所述的铸件的制造设备，其中，至少所述多个外形限定部件或所述多个内形限定部件与经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出的熔融金属面接触。
11.一种铸件，所述铸件通过从熔融金属槽的液面导出熔融金属并使已导出的熔融金属凝固而形成， 其中，在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于限定所述铸件的外形的多个外形限定部件构造成的外形单元，并且 其中，所述铸件是通过在从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元确定的区域被导出时所述多个外形限定部件之中的至少一个外形限定部件根据熔融金属的导出而移动以改变外形而形成的。
12.根据权利要求11所述的铸件， 其中，在介于所述熔融金属槽的液面和其中熔融金属凝固的凝固区域之间的区域内配置有由用于在所述外形单元的内侧限定所述铸件的内形的多个内形限定部件构造成的内形单元，并且 其中，所述铸件是通过在从所述液面导出的熔融金属经过由所述外形单元和所述内形单元确定的区域被导出时所述多个内形限定部件之中的至少一个内形限定部件根据熔融金属的导出而移动以改变内形而形成的。
【文档编号】B22D11/14GK104254414SQ201380014649
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】佐佐木悠, 古川雄一, 天野宪广, 八百川盾, 岩田靖, 杉山义雄 申请人:丰田自动车株式会社