铝合金用热室铸造机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压铸(die casting)用的招合金用热室铸造机(hot chamber castingmachine)及使用铝合金用热室铸造机的压铸方法。特别是本发明的铝合金用热室铸造机为如下的热室铸造机，即，回避现有的热室铸造机所具有的问题点，还能够利用于不适合使用现有的热室铸造机而使用冷室铸造机(cold chamber casting machine)的铸造领域。
【背景技术】
[0002]对制品或零件进行造形的方法即将熔化的金属浇注到模具得到必要的形状的方法称为铸造，以该制造方法制作的制品称为“铸件(casting) ”。
[0003]铸造中的压铸为向模具(压铸模(die))通过活塞(piston)以规定压力对恪化的金属(恪态金属(molten metal))进行压入射出(铸造(cast))的制造方法。
[0004]压铸机(die casting machine)大致区分的话被分类成热室铸造机与冷室铸造机。热室铸造机、冷室铸造机都是将压铸用的金属材料熔融，将熔态金属状态的金属材料射出到成形模具进行铸造。
[0005]首先，说明现有的热室铸造机。
[0006]热室铸造机的恪解炉(melting furnace)与铸造机成一体，活塞式液压缸(piston-cylinder)射出部及导入管位于恪解炉的恪态金属中，一起被加热，因此被称为热室铸造机。熔态金属被由沉到熔解炉的熔态金属中的活塞式液压缸射出部挤出，通过导入管，到达模具而被铸造。
[0007]图6是表不现有的热室铸造机的基本构成的图。
[0008]如图6所示，热室铸造机10的熔解炉11收纳有活塞式液压缸射出部12，内部以熔态金属填满。活塞13与活塞驱动机构(未图示)连接而被驱动。在活塞式液压缸射出部12的侧面设有熔态金属吸入口 14，而且从活塞式液压缸射出部12的端部导引出射出路径15。在射出路径15的顶端附近隔着喷嘴(nozzle) 16在熔解炉11之外设置有模具17。此夕卜，射出路径15的喷嘴16的顶端的高度配设成比熔解炉11内的熔态金属面的高度高的位置。
[0009]图6所示的现有的热室铸造机10的铸造工序是以如下的顺序进行。通过活塞式液压缸射出部12的活塞13的紧压，活塞式液压缸射出部12内的熔态金属被挤出。活塞的紧压的压力通常为lOMPa到30MPa。例如压力通过未图示的油压机及/或线性马达(linearmotor)对活塞施力而产生。成为如下结构，S卩，通过活塞的紧压使熔态金属由液压缸内注入到射出路径15，经由喷嘴16射出到模具17。使模具17分离而将内部的成形完成的制品取出。也有伴随活塞13的上升，空气自喷嘴16、射出路径15开始逆流的情形，但活塞13的顶端一从熔态金属吸入口 14到达上部，这次熔解炉11中的熔态金属就由熔态金属吸入口 14流入活塞式液压缸射出部12。此外，由于喷嘴16的顶端的高度比熔解炉11的熔态金属面的高度高，因此由熔态金属吸入口 14流入的熔态金属不会自喷嘴16溢出，熔态金属被填满至活塞13的紧压面的高度。
[0010]作为熔态金属注入部分位于熔解炉内部的铸造机，有与上述基本结构不同的结构的铸造机。例如有揭示于日本国特开2004-122134号公报的铸造机。
[0011]作为记载于图6的热室铸造机10的特征有如下的点:由于将熔态金属供给至活塞式液压缸射出部12的供给工序可伴随着在熔解炉11中的活塞式液压缸射出部12的活塞运动(piston act1n)而自动地进行，因此与冷室铸造机比较，铸造周期快。
[0012]而且，在图6所示的热室铸造机中有如下的点:由于成为压铸的路径的射出部12位于熔态金属中，因此没有来自外部的空气的卷入。若空气进入则气孔(blow hole)进入压铸制品中而在制品发生不良状况，但若是热室铸造机10则空气不会进入活塞式液压缸射出部12内，因此很少发生气孔进入压铸制品中的不良状况。
[0013]再者也有如下的点:与冷室铸造机比较，由于射出压力低即可，因此不施加过度负载(transient load)给模具 17。
[0014]其次，说明现有技术中的冷室铸造机。冷室铸造机的熔解炉与铸造机分开，从熔解炉汲出1注料量(shot)份的熔态金属并将熔态金属放入位于熔解炉外的铸造机，在熔解炉外进行铸造。铸造机不配设于熔解炉中而配设在外面，不被加热，因此被称为冷室铸造机。
[0015]图7是表示现有的冷室铸造机20的基本构成的图。
[0016]如图7所示，冷室铸造机20为如下结构，S卩，在熔解炉21外配设有由套筒(sleeve) 22与柱塞(plunger) 23构成的挤压成形机(extruder) 24，在柱塞23连接有紧压装置27而运转。在套筒22的顶端设置有模具25。而且，有从熔解炉21汲出熔态金属的浇斗(ladle)26。
[0017]图7所示的现有的冷室铸造机20的铸造工序是以如下的顺序进行。如图7(a)所示，通过浇斗26汲出熔解炉21中的熔态金属，将1注料量份的熔态金属注入套筒22。接着如图7(b)所示，在将规定量的熔态金属注入套筒22后，通过柱塞23压入并塞进模具25而成形。柱塞23的紧压的压力通常为60MPa到lOOMPa。例如压力通过未图示的油压机及/或线性马达对柱塞23施力而产生。
[0018]此处，冷室铸造机20的特征有如下的点:可应对使用熔点高的金属原料的压铸。即使是使用铝合金或铜合金等熔点高的金属原料的情形，图7所示的冷室铸造机20由于熔解炉21与作为铸造机的挤压成形机24分开，因此挤压成形机24无须暴露于熔解炉21的高温，没有这些零件熔损的担心。因此使用像熔点高的金属原料或铝合金熔态金属那样使铸造机的零件熔损的材料的压铸为可能。
[0019]而且，冷室铸造机20的其他的特征有如下的点:容易应对使用大型的模具的大的东西的制品的成形。进行大的东西的成形会使铸造机本身变大，但若是像热室方式那样为在熔解炉中收纳有铸造机构的机构，则熔解炉变成非常大。关于此点，若为冷室压铸，则因熔解炉与铸造机分开，因此可抑制熔解炉的大小。
[0020]专利文献1:日本国特开2004-122134号公报
【发明内容】
[0021 ] 在现有的冷室铸造机20有缺点。
[0022]首先，在现有的冷室铸造机20中有铸造速度比较慢的问题。在现有的冷室铸造机20中需从熔解炉21以浇斗26汲出并注入到套筒22的作业。而且，为了确实地抽出后述的空气需慎重慢慢地进行柱塞23的塞进。因此发生铸造时间变长的问题。
[0023]其次，在现有的冷室铸造机20中有空气混入压铸制品中并发生气孔进入的不良状况的担心。现有的冷室铸造机20由于挤压成形机24被设置于空气中，因此无论如何空气也容易混入套筒22中，空气容易混合于所注入的熔态金属中。若空气混入熔态金属则在模具25内进行压铸的结果，成为在铸造制品中产生气包而气孔进入的结果。因此真空铸造法(vacuum casting method)或PF法(无孔法:pore-free method)等对制品的气孔的对策被订立，但都很烦杂。
[0024]其次，在现有的冷室铸造机20中有在所成形的铸造制品的内部发生金属的破裂的担心。在现有的冷室铸造机20中由于挤压成形机24被设置于空气中，因此容易被散热、冷却，在通过柱塞23挤压后残留于套筒22内的铝合金残渣冷却且有时候小的块片会形成于套筒壁面或角部，而可能在与接下来的压铸中被浇注的熔态金属完全一体化前通过柱塞23挤压且被压铸到模具。因此有在小的块片混入的状态下铸造制品被制作了的问题。而且，通常因套筒22的温度比铝合金的熔点低，因此在通过浇斗26将铝合金熔态金属供给至套筒22时铝合金熔态金属一部分凝固，在固形物成分混入熔态金属的状态下被送至模具，在该固形物成分散布于制品中的状态下进行成形。称此为通常裂断冷硬层，使制品强度不稳定。
[0025]如上述那样，在冷室铸造机有缺点，特别是若注视其铸造速度快与铸造压力低，则可以说热室铸造机为较优良的方式。
[0026]但是，在现有的热室铸造机10有大的缺点。
[0027]该缺点为在现有的热室铸造机10中有无法使用铝合金的问题。假如以熔解炉熔解铝合金，则因熔解炉11、活塞式液压缸射出部12、喷嘴16等以铁系合金做出，因此，会受到铝合金所造成的熔损，会熔解于铝合金中而失去本来的功能。不限于铁系合金，几乎所有的金属都会受到招合金的侵蚀(eros1n)，即使通过氮化、恪射(thermal spraying)等保护也无法得到能满足的结果。
[0028]因此，对热室铸造机加以改良，使用铝合金也能进行铸造的耐实用的热室铸造机被要求。
[0029]此处，已知有与图6的基本构造不同的改良型的砂型低压铸造机(sand lowpressure casting machine)。成为取代活塞方式的活塞式液压缸射出部12而使用气压挤压熔态金属的方式。而且，采用仅通过在熔解炉中竖起升液管(stalk)的筒体将成为射出路径的部分的大部分配设于熔解炉之上的构造。
[0030]图8是日本国特开2004-122134号公报所揭示的砂型低压铸造机。此外，图中的附图标记是原封不动地使用在日本国特开2004-122134号公报的图中所使用的附图标记，与本说明书中的其他的附图标记无关。
[0031]如图8所示，该制造装置是在炉本体1的内部