专利名称：轻合金制铸件的制造方法
技术领域：
本发明涉及使用铸型铸造铝合金、镁合金等的轻合金制铸件的制造方法。
背景技术：
一般来讲，铝合金制铸件或镁合金制铸件，以提高强度等的机械特性为目的而实施热处理。
作为上述的热处理，T6处理(固溶处理后实施人工时效硬化处理的热处理)是有效的。铝合金制铸件的T6处理是，例如在500℃左右实施8～10小时的固溶处理之后，在180℃左右的温度下实施5～10小时的时效硬化处理。该时效硬化处理由于是将铝合金制铸件搁置于加热炉(时效炉)内进行的，故此，当然需要作为热处理炉的加热炉，还存在着降低生产效率、增大能耗的问题。
作为使用铸型铸造铝合金制铸件的方法，例如有，日本专利第3068185号(对应的美国专利第5297611号、及专利第5477906号)公报公开的以下方法。
即，在使用由金属型和砂型构成的铸型，铸造铝合金制V型发动机的汽缸体铸件，该铸型与汽缸体的燃烧室侧对应的部分是由金属型、其它部分是由砂型构成，在由这些金属型和砂型构成的型腔以及冒口部之间，安装经由密封机构的横浇道。将铝合金熔液通过横浇道、开放状态的密封机构以及冒口部。从下方往型腔内浇注。接着，闭塞密封机构，将由金属型和砂型构成的铸件整体翻转。在该熔液凝固之后，先分离金属型，使用液体冷却介质冷却该分离部分的铸件面，对其施予有向性凝固的方法。
然而，该专利中公开的方法需要翻转铸型整体，因此存在着铸造装置复杂化的问题，又，该方法对于铸造后实施的固溶处理(淬火)以及时效处理没有任何的记载和启示。故此，例如对铝合金制铸件的强度，存在着不能获得充分的机械特性的问题。
另外，以往的其它方法还有，一种如日本公开专利公报特开平8-225903号所揭示的方法，即，将铝合金熔液以49MPa以上的浇铸压力加压充填于金属型内，使其凝固；凝固结束后，从金属型中取出、而立即浸渍在水中，实施淬火；淬火之后，实施人工时效处理的方法。
该方法是全部使用金属型进行铸造的方法，而且，上述的热处理(淬火处理、时效硬化处理)是从金属型中取出制品(铸件)后的处理。因此当实施人工时效处理时，必然需要时效炉，推断会加大能耗。
发明内容
为此，本发明的目的在于，提供一种轻合金制铸件的制造方法，解决在上面举出的以往技术中存在的问题点。
本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征在于，包括以下步骤准备备有砂型和金属型的铸型，其中，所述砂型具有与冒口对应的部分(以下，有时简称为“冒口部”)，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置于所述铸型，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；向所述铸型的型腔内浇注轻合金熔液；从轻合金制铸件分离所述金属型；使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面(以下，有时简称为“离型表面”)接触，从而对所述表面施予淬火处理；以及利用所述冒口带有的热量，对所述铸件施予规定时间的时效处理。
通过本发明，在不需要任何热处理炉(时效炉)的情况下，可以实施T6处理，可以获得拉伸强度等的机械特性优异的轻合金制铸件。
参照附图，通过阅读下面所述的详细说明，可使本发明的上述及其他目的、详细内容、以及优点更清楚。
图1是对应本发明的一实施例的铸型剖面图，是表示由金属型和砂型构成的铸型。
图2是对应本发明第1实施例的制造工序流程图。
图3是浇注轻合金熔液后的铸型剖面图。
图4是轻合金熔液凝固后的铸型剖视图。
图5是将金属型分离后的铸型剖面图。
图6是对原样保持带有砂型的铸件的露出表面，进行急速冷却时的剖面图。
图7是为了进行时效处理，覆盖有砂型和保温单元的铸件的剖面图。
图8是将金属型分离后的、铸件各部位的温度变化图。
图9是本发明第1实施例制造的铸件、和以往的铸件的各拉伸强度的对比图。
图10是本发明第1实施例制造的铸件、和以往的铸件的各0.2％屈服强度的对比图。
图11是本发明第1实施例制造的铸件、和以往的铸件的各断裂伸长率的对比图。
图12是对应本发明第2实施例的制造工序流程图。
图13是对原样保持带有砂型的铸件，进行急速冷却时的剖面图。
图14是对原样保持带有砂型的铸件，进行缓慢冷却时的剖面图。
图15是为了进行时效处理，覆盖有砂型和保温单元的铸件的剖面图。
图16是表示将金属型分离后的铸件各部位的温度变化图。
图17是对应本发明第3实施例的制造工序流程图。
图18是对原样保持带有砂型的铸件，进行急速冷却时的剖面图。
图19是对原样保持带有砂型的铸件装上冷却导板之后，进行急速冷却时的剖面图。
图20是将原样保持带有砂型的铸件浸渍于水中、使砂型溃散时的剖面图。
图21是为了进行时效处理，覆盖有保温单元的铸件的剖面图。
图22是将金属型分离后的、铸件各部位的温度变化图。
图23是对应本发明第4实施例的制造工序流程图。
图24是将原样保持带有砂型的铸件载置在升降装置上时的剖面图。
图25是将原样保持带有砂型的铸件浸渍于水中，进行淬火处理时的剖面图。
图26是将金属型分离后的、铸件各部位的温度变变化图。
具体实施例方式
作为本发明的最佳实施方式，下面通过铝合金(例如有日本工业规格(JIS)规定的AC4B)制的汽缸盖制造来详细说明本发明。但是，本制造方法也可适用于镁合金或其他轻合金制的汽缸盖的制造方法。
如图1，用于制造汽缸盖的铸型的剖面图所示，铸型由多个砂型1～5、型芯6以及金属型7构成。由多个砂型1～5中的砂型1、2以及3形成与冒口对应的空间部分8(即，冒口部)。在该冒口部8的汽缸盖汽缸排列方向(长度方向)的端部，形成有注入铝合金熔液或镁合金熔液等轻合金熔液用的直浇口9(gate)。
由多个砂型1～5中的砂型3、4、5以及与冒口部8离开配置的金属型7形成型腔10。在该型腔10内配置由砂型造型的上述型芯6。并且，通过砂型3中形成的多个流道11(为了图示方便，在附图中只表示了1个流道)，位于上侧的冒口部8是与位于下侧的型腔10连通连接。
又，由金属型7形成的轻合金制铸件的表面与汽缸盖的燃烧室侧表面相对应。
下面，参照图2～图7，详细说明使用所述铸型(参照图1)制造轻合金制铸件的具体流程。
如图2所示，轻合金制铸件是通过依次经由铸型准备工序S1、浇注工序S2、金属型分离工序S3、淬火处理工序S4和时效处理工序S5来进行制造。
首先在铸型准备工序S1中，将型砂与粘结剂混合后进行砂型1～5的造型，再与金属型7组合，制成具有上述图1所示结构的铸型。
其次，如图3所示，在浇注工序S2中，将轻合金熔液12(即，铝合金熔液)从直浇口9经由冒口部8和流道11浇注到型腔10中。并且，在轻合金熔液12凝固后，如图4所示，形成由汽缸盖部13和冒口14构成的铸件。
接着，在金属型分离工序S3中，如图5所示，在浇注后留下砂型1～5和型芯6的状态下，只将金属型7分离。
又，在淬火处理工序S4中，如图6所示，将作为冷却介质的冷却水15喷射在分离金属型7后的铸件被露出的表面(离型表面)上，该表面是汽缸盖的与燃烧室侧对应的表面。这样，对铸件进行急速冷却，而对汽缸盖部13施予淬火处理。
此时，将淬火温度设定为480～530℃(铝合金制铸件的场合)，将从多个喷嘴16的冷却水15喷射到分离金属型7后的铸件被露出的汽缸盖部13的表面上，在约1分钟的短时间内使其急速冷却到300℃以下。
这样，将作为冷却介质的水15持续喷射规定时间之后，停止喷射。
由于从喷嘴16喷射到汽缸盖部13的水15要流下，因此，在冷却工位(cooling station)ST1设置有承接该水15的戽斗17。
停止喷射水15的时序设定如下在后续的时效处理中，将汽缸盖部13的铸件表面被露出的近旁部分(以下，有时简称为“铸件露出近部”)的温度以及冒口近部的温度，能够通过来自铸件冒口14的热传导而回热至时效处理温度(例如，铝合金制铸件的场合，该温度为160～240℃)的时序。图6中，铸件露出近部以A、冒口近部以B表示。
然后，在时效处理工序S5中，如图7所示，在铸件的汽缸盖部13和冒口14上覆盖有所述砂型1～5的状态下，将由玻璃棉成形体构成的隔热材料18附置到铸件表面露出邻近的砂型5上。隔热材料18是作为保温单元使用的。利用冒口14带有的热量，将铸件整体在所述时效处理温度(例如，铝合金制铸件的场合，该温度为160～240℃)下保持规定时间(例如1～2小时)，这样，实施时效硬化处理。
如图7所示，在铸件外周留下砂型1～5的状态下，将汽缸盖部13、冒口14和砂型1～5载置在隔热材料18上，从而铸件就与外界隔热。铸件露出近部A以及冒口近部B接受来自冒口14的热，可升温至时效处理有效的温度。通过在均热状态下保持规定时间而实施时效处理，特别是针对铸件露出近部A来说，通过淬火处理工序S3中的淬火处理、和时效处理工序S5中的时效处理的两种处理，结果对铸件露出近部A就成为实施了T6处理。
图8表示铝合金(AC4B)制铸件的各部位的温度变化。如该图所示，将淬火处理工序S4中的冷却水15的喷射(喷淋)时间设定为约20分钟，可使铸件露出近部A的温度Ta下降至100℃以下，使冒口近部B的温度Tb下降至150℃以下，又使冒口14的温度Tc下降至300℃附近。在时效处理工序S5中，可将所述各部位的温度保持在160～240℃的温度范围内。
下面，将上述实施例中制造的铝合金(AC4B)制铸件的机械特性(拉伸强度、0.2％屈服强度、及断裂伸长率)，与下述以往的方法制造的铝合金制铸件的各机械特性进行比较。
以往的第一种方法是，使用与图1相同铸型，在浇注之后，不分离任何铸型放置而制得铸件的方法。以往的第二种方法是，使用与图1相同铸型，在浇注之后，分离所有铸型、实施水冷而制得铸件的方法。
图9、图10和图11分别表示了拉伸强度、0.2％屈服强度、以及断裂伸长率的各比较结果，其中，X表示由上述以往的第一种方法制造的铸件，Y表示由上述以往的第二种方法制造的铸件，Z表示由本发明的上述实施方式制造的铸件。
在图9、图10和图11中，分别标记了汽缸盖中的各特性的要求值，对拉伸强度的要求值是206MPa、对0.2％屈服强度的要求值是190MPa、以及对断裂伸长率的要求值是0.25％。
从图9和图10可以看出，由本发明上述实施方式制造的铸件的、铸件露出近部A(以及冒口近部B)的拉伸强度和0.2％屈服强度都满足要求值，并优于由上述两种以往的方法制造的铸件的各值。
又，从图11可以看出，由本发明上述实施方式制造的铸件的、铸件露出近部A(以及冒口近部B)的断裂伸长率，虽然比由上述两种以往的方法制造的铸件的各值差，但充分满足用作汽缸盖的要求值。
这样，本发明上述实施方式(第1实施例)的轻合金制铸件的制造方法，包括铸型准备工序S1，准备备有砂型1～5和金属型7的铸型，其中，由砂型1～5形成冒口部8，金属型7是离开冒口部8地被配置，并由砂型1～5和金属型7形成型腔10；浇注工序S2，将轻合金熔液12向所述型腔10内浇注；金属型分离工序S3，浇注后将金属型7分离；淬火处理工序S4，将急速冷却用的冷却介质(即，水15)喷吐在分离金属型7分离之后的铸件表面上而实施铸件的淬火处理，持续冷却规定时间，然后，停止喷吐冷却介质；以及，时效处理工序S5，淬火处理后，用所述砂型1～5和保温单元(隔热材料18)覆盖铸件、利用冒口14带有的热量在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
再说，在铸型准备工序S1中，使用砂型1～5和金属型7，准备具有型腔10的铸型。在浇注工序S2中，将轻合金熔液12浇注在型腔10中。在后续的金属型分离工序S3中，浇注后、以留有砂型1～5的状态下，只将金属型7分离(离型)。在后续淬火处理工序S4中，将冷却介质(即，水15)喷射在分离金属型7之后的铸件表面上，对铸件进行淬火，接着，持续喷射规定时间，然后停止喷射。在后续时效处理工序S5中，使用保温单元(隔热材料18)覆盖铸件的分离金属型7的部分，利用冒口14带有的热量、在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
这样，分离金属型7之后，通过冷却介质(即，水15)的急速冷却，对铸件进行淬火处理。铸件是被砂型1～5和隔热材料18覆盖，这可容易实施时效硬化处理。并且，时效处理可有效利用冒口14带有的热量来实施。故此，不需要任何的热处理炉(时效炉)，又在抑制能量的情况下可实施T6处理。这可大幅度提高拉伸强度等的机械特性。
再有，因设置了冒口部8，故在铸件内部不会形成空洞、缩孔或气孔等的缺陷，并且，使用后的砂型1～5和型芯6在其溃散后、当然可以再次利用。
在上述第1实施例中，作为保温单元使用了隔热材料18。即，当隔热材料18用来保温单元时，不需要消耗电力，可有助于节能化。
根据本实施方式，代替隔热材料18，低温加热器也可作为保温单元使用。
在上述第1实施例中，对于铝合金制铸件进行的淬火处理的淬火温度设定为480～530℃。在进行时效处理时，铸件被设定在160～240℃的温度范围内保持1～2小时。这样可以确保制造后的铸件的重要部分(汽缸盖部13)具有充分的拉伸强度和屈服强度。
还有，在上述铝合金制铸件的汽缸盖(即，汽缸盖部13)中，用金属型7形成的铸件表面与汽缸盖的燃烧室侧表面相对应，与金属型7相接的汽缸盖的燃烧室侧表面层部分的合金熔液要比砂型1～5的部分的熔液更快地凝固，因此该表面层部分的金属组织细密，而且尺寸精度高。并且，由于铸件的金属组织细密，通过实施T6处理，可以提高其机械特性。由此，铸件具有良好的耐热疲劳开裂性，这有用于汽缸盖的燃烧室侧表面层部分在发动机作动时的反复加热和冷却。
下面参照图12～图16详细说明使用所述铸型(参照图1)制造轻合金制铸件的第2实施例。
如图12所示，本发明第2实施例的轻合金制铸件是通过依次经由铸型准备工序S11、浇注工序S12、金属型分离工序S13、淬火处理工序S14、缓慢冷却工序S15和时效处理工序S16来进行制造。
铸型准备工序S11、浇注工序S12和金属型分离工序S13是与上述第1实施例相同的方法实施。
下一步，在淬火处理工序S14中，如图13所示，将急速冷却用的作为冷却介质的冷却水15喷射在分离金属型7之后的汽缸盖13的表面上，该汽缸盖表面是燃烧室侧的表面。急速冷却铸件的必要部分(分离金属型7之后的铸件的表面部分)，从而进行局部性淬火处理。
此时，将淬火温度设定为480～530℃(铝合金制铸件的场合)，将从多个喷嘴16的水15喷射在分离金属型7而铸型表面被露出的、汽缸盖部13的燃烧室侧的汽缸盖部13表面上，急速冷却到300℃以下，对汽缸盖部13进行淬火处理。
在此，由于从喷嘴16喷射在汽缸盖部13上的水15要流下，因此，在淬火工位(quenchingstation)ST2设置有承接该水15的戽斗17。
下一步，在缓慢冷却工序S15中，如图14所示，将作为缓慢冷却用的冷却介质的雾状的水、即雾水19喷射在铸件表面上，该喷射持续规定时间之后，停止喷射。
停止喷射该雾水19的时序设定如下在后续的时效处理中，将邻近汽缸盖部13燃烧室的铸件露出近部A的温度、以及邻近冒口14的冒口近部B的温度，通过来自冒口14的热传导，能够回升至时效处理温度(即，铝合金制铸件的场合，该温度为160～240℃)的时序。
在该第2实施例中，将淬火处理工序S14中的水15的喷射时间设定为约5分钟，将缓慢冷却工序S15中的雾水19的喷射时间设定为约30分钟。这样可使铸件露出近部A的温度Ta下降至100℃以下，使冒口近部B的温度Tb下降至150℃以下，又使冒口14的温度Tc下降至300℃附近。
下一步，在时效处理工序S16中，如图15所示，使用所述砂型1～5、和作为保温单元而由玻璃棉成形体制成的隔热材料18，覆盖铸件的汽缸盖部13和冒口14。然后，利用冒口14带有的热量，将铸件整体在所述的时效处理温度(即，铝合金制铸件的场合，该温度为160～240℃)保持规定时间(即，1～2小时)，这样实施时效硬化处理。
如图15所示，在铸件外周留下砂型1～5的状态下，将汽缸盖部13、冒口14和砂型1～5载置在隔热材料18上，从而铸件就与外界隔热，铸件露出近部A以及冒口近部B接受来自冒口14传导的热，温度可回升至时效有效的温度范围内。通过在均热状态下保持规定时间而实施的时效处理，特别是针对铸件露出近部A来说，通过淬火处理工序S14中的淬火处理、和时效处理工序S16中的时效处理的两种处理，成为实施了T6处理的结果。
图16表示由该第2实施例制造的铝合金制铸件的各部位的温度变化。如该图所示，将淬火处理工序S14中的水15的喷射时间和缓慢冷却工序S15中的雾水19的喷射时间的总和时间设定为约35分钟，在缓慢冷却工序S15结束时，可使铸件露出近部A的温度Ta下降至150℃以下，使冒口近部B的温度Tb下降至180℃以下，又使冒口14的温度Tc下降至300℃附近。这样，在时效处理工序S16中，可将所述各部位的温度保持在160～240℃的温度范围内。
这样，第2实施例的轻合金制铸件的制造方法，包括铸型准备工序S11，准备备有砂型1～5和金属型7的铸型，其中，由砂型1～5形成冒口部8，金属型7是离开冒口部8地被配置，并由砂型1～5和金属型7形成型腔10；浇注工序S12，将轻合金熔液12向所述型腔10内浇注；金属型分离工序S13，浇注后将金属型7分离；淬火处理工序S14，将急速冷却用的冷却介质(即，水15)喷吐在分离金属型7之后的铸件表面上、使铸件淬火；缓慢冷却工序S15，淬火后，对所述铸件表面喷吐缓慢冷却用的冷却介质(即，雾水19)，持续冷却规定时间，然后，停止冷却；以及，时效处理工序S16，由所述砂型1～5和保温单元(隔热材料18)覆盖铸件，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。向上述铸件表面喷射的急速冷却用的冷却介质和缓慢冷却用的冷却介质都设定为水。在淬火处理工序S14中喷射冷却水15，在缓慢冷却工序S15中喷射雾水19。又，通过从冷却水15的喷射变更为雾水19的喷射，可以将铸件各部位的温度控制在有效地实施时效的温度范围(参照图16的Td)。
根据第2实施例的上述构成，在铸型准备工序S11中，使用砂型1～5和金属型7，准备具有型腔10的铸型。在浇注工序S12中，将轻合金熔液12浇注在型腔10中。在后续的金属型分离工序S13中，浇注后、以留有砂型1～5的状态下，只将金属型7分离(离型)。在后续的淬火处理工序S14中，将急速冷却用的冷却介质(即，水15)喷射在分离金属型7之后的铸件表面上，对铸件进行淬火处理。在后续的缓慢冷却工序S15中，对铸件的所述表面喷射缓慢冷却用的冷却介质(即，雾水19)，持续冷却规定时间，然后停止喷射。在后续的时效处理工序S16中，使用保温单元(隔热材料18)覆盖铸件(例如，汽缸盖部13)，将由砂型1～5和隔热材料18围绕的所述铸件整体，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下可以保持规定时间。
这样，分离金属型7之后，通过冷却介质(即，水15)的急速冷却，对分离金属型7之后的铸件表面部分进行淬火处理。再有，铸件是被砂型1～5和保温单元(隔热材料18)覆盖，易于实施时效硬化处理。还有，时效处理可有效利用冒口14带有的热量来实施。故此，不需要任何的热处理炉(时效炉)、又不消耗能量而可以实施T6处理。这可大幅度提高拉伸强度等的机械特性。
还有，在缓慢冷却工序S15中，作为该冷却介质可以使用雾水或空气(风)。但在第2实施例所示的是雾水19的喷射。在此场合，喷射在铸件表面上的雾水19被汽化。其结果不需要设置固定的冷却工位，可在铸件的搬送中缓慢冷却。这是有利于提高省空间化和生产效率。
在该第2实施例中，关于其它方面，因与前述第1实施例的场合具有大致相同的作用及效果，故在图12～图16中，对于与前图相同的部分标以同一符号，省略其详细的说明。
下面参照图17～图22详细说明使用所述铸型(参照图1)制造轻合金制铸件的第3实施例。
如图17所示，本发明第3实施例的轻合金制铸件是通过依次经由铸型准备工序S21、浇注工序S22、金属型分离工序S23、淬火处理工序S24、浸渍工序S25和时效处理工序S27来进行制造。另外，也可在浸渍工序S25与时效处理工序S27之间添加吹气工序S26。
铸型准备工序S21、浇注工序S22和金属型分离工序S23是与上述第1实施例相同的方法实施。
下一步，在淬火处理工序S24中，如图18所示，将作为冷却介质的水15喷射在汽缸盖13的表面上，该汽缸盖是将金属型7分离之后的，换言说，该汽缸盖表面是燃烧室侧的表面。因此铸件的必要部分被局部冷却，而进行淬火。
此时，将淬火温度设定为480～530℃(铝合金制铸件的场合)，将从多个喷嘴16的水15喷射在分离金属型7而铸型表面被露出的、汽缸盖部13的燃烧室侧的表面上，急速冷却到300℃以下，对汽缸盖部13进行淬火处理。
又，如图19所示，在上述的喷嘴16与砂型1～5及汽缸盖部13之间也可插装导板20，该导板20用于将水15只向汽缸盖部13的燃烧室侧的一面引导，而防止水15直接向砂型5喷射。
在此，由于从喷嘴16喷射在汽缸盖部13上的水15要流下，因此，在淬火工位ST2设置有承接该水15的戽斗17。
下一步，在浸渍工序S25中，如图20所示，一旦将砂型1～5、型芯6和铸件整体浸渍于槽21中预先储存的水22内，这样，在对铸件的汽缸盖部13和冒口14进行冷却的同时，使砂型1～5和型芯6在水中溃散。
当进行该操作时，为了避免水蒸汽爆发，待冒口14已凝固之后，开始浸渍，浸渍时间设定为数秒钟。
在该第3实施例中，将淬火处理工序S24的时间和浸渍工序S25的时间的总和时间设定为约5分钟。
并且，将冒口14、铸件露出近部A以及冒口近部B以保持着规定的温度差的状态下进行浸渍。该铸件露出近部A是汽缸盖部13的燃烧室侧的部分，该冒口近部B是汽缸盖部13的邻近于冒口14一侧的部分。
当浸渍铸件时，为了使砂型1～5和型芯6满意地溃散，在砂型1～5的造型中优选使用水溶性粘结剂。在该第3实施例中，作为水溶性粘结剂使用了硫酸镁水合物。
浸渍数秒钟之后，从槽21的水22中取出铸件的汽缸盖部13和冒口14，这样，冒口14的热量就逐渐传导到汽缸盖部13的铸件露出近部A和冒口近部B。
然后，在吹气工序S26中，向从水中取出的汽缸盖部13和冒口14喷射空气，将沾附在其上面的水22除去。另外，通过冒口14的热量铸件露出近部A以及冒口近部B的温度就逐渐上升，可以使所述沾附的水22自然干燥。因此，在该场合下，可以省略吹气工序S26。
下一步，在时效处理工序S27中，如图21所示，使用作为保温单元而由玻璃棉成形体制成的隔热材料18、23，完全覆盖实施了吹气的汽缸盖部13和冒口14。然后，利用冒口14保有的热量将铸件整体(即，汽缸盖部13和冒口14)在时效处理温度之下保持规定时间，这样，实施时效硬化处理。
该时效处理是将铝合金制铸件在160～240℃的温度范围内、保持1～2小时来进行的。该温度(即，铸件温度)是通过调整从水22中取出铸件的时间来设定。
如图21所示，由于隔热材料18、23围住着铸件整体，因此铸件就与外界隔热。铸件露出近部A以及冒口近部B接受来自冒口14传导的热，温度可回升至时效有效的温度范围内。通过在均热状态下保持规定时间而实施的时效处理，特别是针对铸件露出近部A来说，通过淬火处理工序S24中的淬火、和时效处理工序S27中的时效处理的两种处理，成为实施了T6处理的结果。
图22表示由该第3实施例制造的铝合金制铸件的各部位的温度变化。如该图所示，在淬火处理工序S24中，冷却时间设定为约5分钟，其后，将铸件浸渍于水中，可使铸件露出近部A的温度Ta下降至100℃以下，使冒口近部B的温度Tb下降至150℃以下，又使冒口14的温度Tc下降至300℃附近。然后，在时效处理工序S27中，可将所述各部位的温度保持在160～240℃的温度范围内。
这样，第3实施例的轻合金制铸件的制造方法，包括铸型准备工序S21，备有砂型1～5和金属型7的铸型，其中，砂型1～5是使用水溶性粘结剂造型的，该砂型1～5形成冒口部8(参照图1)，金属型7是离开冒口部8地被配置，并由砂型1～5和金属型7形成型腔10；浇注工序S22，将轻合金熔液12向所述型腔10内浇注；金属型分离工序S23，浇注后将金属型7分离；淬火处理工序S24，将冷却介质(即，水15)喷吐在分离金属型7之后的铸件表面上、使铸件淬火；浸渍工序S25，将所述砂型1～5和铸件(即，汽缸盖部13和冒口14)浸渍在水22中使铸件冷却、同时使砂型1～5和型芯6溃散；以及，时效处理工序S27，从水22中取出铸件后，由保温单元(即，隔热材料18、23)覆盖铸件，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
根据第3实施例的上述构成，在铸型准备工序S21中，就使用含有水溶性粘结剂的砂型1～5和金属型7，准备具有型腔10的铸型。在浇注工序S22中，将轻合金熔液12浇注在型腔10中。在后续的分离工序S23中，浇注后、以留有砂型1～5的状态下，只将金属型7分离(离型)。在后续淬火处理工序S24中，将冷却介质(即，水15)喷射在分离金属型7之后的铸件表面上，对铸件进行淬火处理。在后续浸渍工序S25中，将砂型1～5和铸件浸渍在水22中、使铸件冷却，同时使由水溶性粘结剂造型后的砂型1～5和型芯6溃散。在后续时效处理工序S27中，将铸件从水22中取出后，使用保温单元(即，隔热材料18、23)覆盖铸件，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
这样，分离金属型7之后，通过冷却介质(即，水15)的急速冷却，对分离金属型7之后的铸件离型表面的部分实施淬火处理。再有，将铸件浸渍于水中、再从水中取出后，使用保温单元(即，隔热材料18、23)覆盖铸件，就可以容易地实施时效硬化处理。还有，分离金属型7之后的铸件离型表面的部分被冷却得越快，该部分的金属组织就越细密。又，时效处理可有效利用冒口14带有的热量来实施。故此，不需要任何的热处理炉(时效炉)、又不消耗能量而可以实施T6处理。这可大幅度提高拉伸强度等的机械特性。
还有，在浸渍工序S25中，通过将砂型1～5和铸件(即，汽缸盖部13和冒口14)浸渍在水中，可使由水溶性粘结剂造型的砂型1～5和型芯6溃散分离。并且，通过浸渍除去冒口14带有的剩余热量，可以有效地缩短从淬火处理工序S24到时效处理工序S27的铸件的冷却时间。
在该第3实施例中，关于其它方面，也是与前述实施例的场合具有大致相同的作用及效果，故在图17～图22中，对于与前图相同的部分标以同一符号，省略其详细说明。
下面参照图23～图26详细说明使用所述铸型(参照图1)制造轻合金制铸件的第4实施例。
如图23所示，本发明第4实施例的轻合金制铸件是通过依次经由铸型准备工序S31、浇注工序S32、金属型分离工序S33、淬火处理工序S34和时效处理工序S35来进行制造。
铸型准备工序S31、浇注工序S32和金属型分离工序S33是与上述第1实施例相同的方法实施。
下一步，在淬火处理工序S34中，使用图24所示的升降装置26，如图25所示，将砂型1～5、型芯6和铸件整体浸渍于槽24中预先储存的高温水25内，在砂型1～5和型芯6不溃散的情况下、对铸件的汽缸盖部13和冒口14进行冷却。特别是，分离金属型7而铸型表面被露出的、汽缸盖部的燃烧室侧的表面是，使用高温水25，被急速冷却，这样实施淬火处理。
此时，将淬火温度设定为480～530℃(铝合金制铸件的场合)，使槽24内的高温水15，与分离金属型7而铸型表面被露出的、汽缸盖部的燃烧室侧的表面接触，急速冷却到300℃以下，对汽缸盖部13进行淬火处理。
图24所示的升降装置26，包括固定于槽24的一侧壁、沿上下方向延伸的多个导杆27；沿着该导杆27配置的由油压缸等构成的驱动缸体28；配设于该驱动缸体28的活塞杆29上端部、沿所述多个导杆27的方向上下移动的支承架30；配置于该支承架30的与槽24对应一侧的支承构件31；水平安装于该支承构件31下部的台座32；以及，固定在台座32的一对止动块33、33。如图24所示，由机械手夹持砂型1～5、型芯6和铸件整体，不错位地载置在台座32上的一对止动块33、33之间。然后，将由驱动缸体28的活塞杆29和导杆27进行引导的台座32向下移动。这样，如图25所示，将砂型1～5、型芯6和铸件整体浸渍在高温水25中。
在该淬火处理工序S34中，冷却介质使用了高温水25(高温水25是100℃以下)，并且，待冒口14凝固后、开始浸渍，浸渍时间设定为约15分钟以内。以不使高温水25通过砂型1～5浸入到铸件的状态下、进行浸渍。高温水的温度优选在90～99℃温度范围内。通过使用高温水，当淬火时可以防止在汽缸盖部上产生大的温度差，从而不会留下高的残留应力。
砂型1～5和型芯6含有非水溶性的硬化性粘结剂，采用冷芯盒造型法进行造型。该硬化性粘结剂由主材料的酚醛树脂和硬化剂的聚异氰酸酯组成，使用胺气(amine gas)进行硬化的。利用该材料造型的砂型的话，即使与水接触也不会溃散。
另外，作为非水溶性的硬化性粘结剂，也可采用主材料的酚醛树脂和含有硬化剂的六甲撑四胺的热硬化性粘结剂，但是，优选使用上述的气体硬化性粘结剂。这是因为在常温下使用胺气进行硬化时，可以提高砂型的尺寸精度，也可以缩短造型时间，所以优选。
接着，从浸渍开始时刻经过规定时间(约15分钟)之后，使驱动缸体28作动上升台座32，而从槽24中取出砂型1～5、型芯6和铸件，用机械手将砂型1～5、型芯6和铸件搬送到后续的时效处理工序。在将砂型1～5、型芯6和铸件浸渍在高温水25中的期间，基本上防止水通过砂型1～5浸入到铸件而引起冷却。浸渍后，将带有砂型1～5的铸件的汽缸盖部13和冒口14从槽24的高温水25中取出的话，冒口14的热量就逐渐地传导到汽缸盖部13的铸件露出近部A和冒口近部B。
下一步，在时效处理工序S35中，如图7所示的第1实施例相同，使用所述砂型1～5和隔热材料18(即，玻璃棉成形体)，覆盖从水中取出的汽缸盖部13和冒口14。然后，利用冒口14带有的热量，将铸件整体(即，汽缸盖部13和冒口14)在时效处理温度之下、保持规定时间，这样实施时效硬化处理。
该时效处理是将铝合金制铸件在160～240℃的温度范围内、保持1～2小时来进行的(该温度、时间是铝合金制铸件的场合)。该温度(即，铸件温度)是通过调整从高温水25中取出铸件时间来进行设定。
然后，通过使用砂型1～5和隔热材料18将铸件整体围住，就可使铸件与外界隔热。铸件露出近部A以及冒口近部B接受来自冒口14传导的热，温度可回升至时效有效的温度范围内。通过在均热状态下保持规定时间而实施的时效处理，特别是针对铸件露出近部A来说，通过淬火处理工序S34中的淬火处理、和时效处理工序S35中的时效处理的两种处理，成为实施了T6处理的结果。
图26表示由该第4实施例制造的铝合金制铸件的各部位的温度变化。如该图所示，在淬火处理工序S34中，浸渍时间设定为约15分钟，可使铸件露出近部A的温度Ta下降至100℃左右，冒口近部B的温度Tb下降至150℃左右，又使冒口14的温度Tc下降至400℃附近。并且，在其后的时效处理工序S35中，可将所述各部位的温度收敛到、并保持在160～240℃的温度范围内。
这样，第4实施例的轻合金制铸件的制造方法，包括铸型准备工序S31，备有砂型1～5和金属型7的铸型，其中，砂型1～5是使用非水溶性粘结剂造型的，该砂型1～5形成冒口部8，金属型7是离开冒口部8地被配置，并由砂型1～5和金属型7形成型腔10；浇注工序S32，将轻合金熔液12向所述型腔10内浇注；金属型分离工序S33，浇注后、将金属型7分离；淬火处理工序S34，将所述砂型1～5和铸件(即，汽缸盖部13、冒口14)浸渍于高温水25中、使铸件的分离金属型7之后的表面冷却；以及，时效处理工序S35，从高温水25中取出砂型1～5和铸件之后，由砂型1～5和保温单元(即，隔热材料18)覆盖铸件，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
根据第4实施例的上述构成，在铸型准备工序S31中，使用含有非水溶性的硬化性粘结剂的砂型1～5、和金属型7，准备具有型腔10的铸型。在浇注工序S32中，将轻合金熔液12浇注在型腔10中。在后续的金属型分离工序S33中，以留有砂型1～5的状态下，只将金属型7分离(离型)。在后续淬火处理工序S34中，在高温水25中对砂型1～5和铸件整体进行冷却，同时使分离金属型7之后的铸件表面急速冷却而进行淬火处理。在后续时效处理工序S35中，从高温水25中取出砂型1～5和铸件之后，使用保温单元(即，隔热材料18)覆盖铸件的分离金属型7之后被露出的部分，利用冒口14带有的热量，在时效处理温度之下将铸件整体保持规定时间。
这样，分离金属型7之后，通过将铸件浸渍于高温水25中，对分离金属型7之后的铸件离型表面的部分实施淬火处理。再有，将铸件从水中取出后，使用砂型1～5和保温单元(即，隔热材料18)覆盖铸件，就可容易地实现时效硬化处理。还有，分离金属型7之后的铸件离型表面的部分被冷却得越快，该部分的金属组织就越细密。又，时效处理可有效利用冒口14带有的热量来实施。故此，不需要任何的热处理炉(时效炉)、又不消耗能量而可以实施T6处理。这可大幅度提高拉伸强度等的机械特性。
还有，在淬火处理工序S34中，通过将砂型1～5和铸件浸渍在高温水25中，可以除去冒口14带有的剩余热量，故可以有效地缩短自淬火处理工序S34至时效处理工序S35的铸件的冷却时间。
在该第4实施例中，关于其它方面，也是与前述实施例的场合具有大致相同的作用及效果，故在图23～图26中，对于与前图相同的部分标以同一符号，省略其详细说明。
在上述实施例中，作为轻合金使用了由日本工业规格(JIS)规定的AC4B铝合金。但是，以取代该铝合金，也可使用其它的铝合金、镁合金(比如有JIS MC1)等。
在轻合金制铸件由镁合金制成的场合，淬火处理前或浸渍前的铸件温度优选在380～390℃的范围内。在时效处理时，优选将铸件在220～260℃温度范围内保持1～2小时。
作为制造铸造制品的例子，在上述实施例都采用了汽缸盖。但本发明不限定于该制品。本发明的方法可以适用于各种轻合金制铸件的制造，只要是通过实施上述实施例所示的淬火处理和时效硬化处理，就可以提高铸件重要部分的机械特性。从而可提高铸件的使用性能。
另外，就本发明的构件与上述实施例对应的部件、材料等加以说明。冷却介质是与冷却水15，急速冷却用的冷却介质是与水15，缓慢冷却用的冷却介质是与雾水19，保温单元是与隔热材料18、23，水溶性粘结剂是与硫酸镁水合物各对应的。当然，本发明的构件不只限定于上述部件、材料等。
根据本发明，由具有冒口对应部分的砂型和金属型形成型腔。浇注后，仅将金属型分离，然后，使用冷却介质将分离金属型后的铸件表面局部冷却，来进行淬火处理(包括固溶处理)。其后，通过有效利用所述冒口带有的热量来进行时效处理。由此，不需要任何热处理炉(即，时效炉)，可以实施T6处理，从而可充分提高拉伸强度、0.2％屈服强度等的机械特性。
如上所述，本发明的轻合金制铸件是通过以下步骤制成的。即，准备备有砂型和金属型的铸型，其中，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置于所述铸型，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；向所述铸型的型腔内浇注轻合金熔液；从轻合金制铸件分离所述金属型；使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面(离型表面)接触，从而对所述表面施予淬火处理；以及，利用所述冒口带有的热量，对所述铸件施予规定时间的时效处理。
特别是，本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征在于，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述铸型的型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面(离型表面)接触、而急速冷却所述铸件；以及，时效处理工序，使用保温单元覆盖所述离型表面，利用所述冒口带有的热量对由所述砂型和所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。
本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征还在于，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，将冷却介质喷吐在所述分离金属型之后的铸件的表面(离型表面)上、而急速冷却所述铸件，在持续将所述冷却介质喷吐规定时间之后，停止喷吐所述冷却介质；以及，时效处理工序，使用保温单元覆盖所述离型表面，利用所述冒口带有的热量对由所述砂型和所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。
本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征另外在于，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，使急速冷却用的冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面(离型表面)接触、而急速冷却所述铸件；缓慢冷却工序，在急速冷却之后，将缓慢冷却用的冷却介质喷吐在所述铸件表面上，将所述铸件持续冷却规定时间，然后，停止喷吐所述缓慢冷却用的冷却介质；以及，时效处理工序，使用保温单元覆盖所述离型表面，利用所述冒口带有的热量对由所述砂型和所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。
本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征又在于，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型含有水溶性粘结剂、并具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述铸型的型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面接触、而急速冷却所述铸件；浸渍工序，将粘附有所述砂型的所述铸件浸渍在水中，使所述铸件冷却、并且使所述砂型溃散；以及，时效处理工序，从所述水中取出所述铸件后，使用保温单元覆盖所述铸件，利用所述冒口带有的热量对由所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。
本发明的轻合金制铸件的制造方法的特征还另外在于，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型含有非水溶性的硬化性粘结剂、并具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，将粘附有所述砂型的所述铸件浸渍在水中，使所述铸件表面急速冷却；以及，时效处理工序，从所述水中取出所述铸件后，使用保温单元覆盖所述分离金属型之后的铸件的表面，利用所述冒口带有的热量对由所述砂型和所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。
根据本发明，浇注后，仅将金属型分离，使用冷却介质使金属型分离后的铸件表面局部骤冷，以致进行淬火处理(包括固溶处理)，然后，有效利用冒口带有的热量来进行时效硬化处理。由此，不需要任何热处理炉(时效炉)而能够实施T6处理，可以获得拉伸强度等的机械特性优良的轻合金制铸件。
再有，在实施缓慢冷却的工序中，作为缓慢冷却用的冷却介质可使用雾水或冷却风。当在铸件表面上喷射雾水时，雾水就被气化。由此，不需要固定的冷却工位，可在铸件的搬送中缓慢冷却，可以实现省空间化、并可以提高生产效率。
本发明的轻合金制铸件的制造方法，特别适用于铝合金制或镁合金制的汽缸盖的制造。在采用本发明的方法进行汽缸盖制造时，将与金属型接触形成的铸件表面是与汽缸盖的燃烧室表面相对应的。
在采用本发明的方法进行汽缸盖制造时，汽缸盖的燃烧室表面是与金属型接触，金属熔液就比砂型的部分更快地凝固，不仅使金属组织细密，而且使铸件的尺寸精度更高。加上，由于金属组织细密，通过实施T6处理，可以提高其机械特性，因此，耐热疲劳开裂性也好。这是有利于在发动机运行中的汽缸盖的燃烧室的反复加热和冷却。
在汽缸盖采用由铝合金制成的场合下，优选使用日本工业规格(JIS H5202)AC4B所表示的铝合金。该铝合金AC4B是含有Cu2.0～4.0％、Si7.0～10.0％、Mg0.6％以下、Zn1.0％以下、Fe1.2％以下、Mn0.8％以下、Ni0.5％以下、Ti0.2％以下、其余为Al的合金。
在汽缸盖采用由镁合金制成的场合下，优选使用日本工业规格(JIS H5203)MC1所表示的镁合金。该镁合金是含有Al5.3～6.7％、Zn2.5～3.5％、Mn0.15～0.6％、Si0.30％以下、Cu0.10％以下、Ni0.01％以下、其余为Mg的合金，相当于镁合金铸件牌号1类的合金。
时效处理温度根据轻合金铸件的合金种类和化学成分来决定，通过选定淬火处理之后(其后实施缓慢冷却的场合是缓慢冷却之后)的、与冷却介质接触的时间或喷射冷却介质至停止的时间来设定。或者通过选定自浸渍至从水中取出铸件的时间来设定。该时间受到铸件的种类、形状、大小或构造的影响，还受到冒口的大小(即，其带有的热量)、冷却介质的种类、接触区域或喷吐量等的影响。又，时效处理时的保持时间被设定成以该时效处理温度使拉伸强度等的机械特性为最佳的状态。
轻合金制铸件由铝合金制成的场合下，淬火处理时的铸件的淬火温度优选在480～530℃的范围。当进行时效处理时，优选将铸件在160～240℃的温度范围内保持1～2小时。若淬火温度低于480℃，则固溶处理不充分，若超过530℃，则引起铸件软化，难以保持铸件形状。又，时效处理的温度若低于160℃，则时效处理需要长时间，若超过240℃，则成为过时效，使强度下降。再有，时效处理时间在上述的温度范围内至少需要1小时，如果将铸件保持2小时，就可以得到充分的时效处理效果(即，效果几乎达到饱和状态)。
淬火处理后(其后实施缓慢冷却的场合是缓慢冷却之后)的、与冷却介质的接触的时间或喷射冷却介质至停止的时间是，由下面条件设定。即，在后续的时效处理中，通过利用冒口带有的热量引起的回热，使铸件整体(除冒口)的温度能够达到处于上述时效处理温度的范围之内。对于自浸渍至从水中取出铸件的时间也是同样，利用冒口带有的热量引起的回热，使铸件整体(除冒口)的温度能处于上述时效处理温度的范围内。
作为砂型和型芯的造型中使用的粘结剂，可使用水溶性粘结剂，也可使用非水溶性粘结剂的气体硬化性粘结剂或热硬化性粘结剂。
再说，在浸渍工序中，为了使砂型溃散，需要使用水溶性粘结剂对砂型进行造型。作为这种水溶性粘结剂，可以采用至少一种选自硫酸镁水合物、硫酸铝水合物、硫酸钠水合物、硫酸镍水合物和硫酸锰水合物中的无机硫酸化合物。从确保稳定的铸型强度的观点考虑，优选使用主要含有硫酸镁水合物的粘结剂。
在浸渍铸件进行淬火处理时，为了不使砂型溃散，需要使用非水溶性的硬化性粘结剂对砂型进行造型。作为这种非水溶性粘结剂，优选通过胺气硬化的气体硬化性粘结剂，该粘结剂是由主材料的酚醛树脂和硬化剂的聚异氰酸酯组成。
作为保温单元，可以使用隔热材料或低温加热器。作为隔热材料，可使用玻璃棉成形体或石膏板等。
如上所述，就本发明通过实施例和参照有关附图进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在不脱离上面内容的范围内变更实施，均包含在本发明的技术范围内。另外，在说明书中的“以上”和“以下”皆包括本数，例如，“X以上”指“等于X或者大于X”，“X以下”指“等于X或者小于X”，“超过”、“超出”、“未满”以及“不足”皆不包括本数。还有，在上面所述的冒口包括半凝固状态的，即，在冒口内部仍然含有液态部分的冒口。因此，冒口带有的热量包括从液态转化到固态时发生的潜热。
权利要求
1.一种轻合金制铸件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤准备备有砂型和金属型的铸型，其中，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置于所述铸型，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；向所述铸型的型腔内浇注轻合金熔液；从轻合金制铸件分离所述金属型；使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面接触，从而对所述表面施予淬火处理；以及利用所述冒口带有的热量，对所述铸件施予规定时间的时效处理。
2.如权利要求1所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，在所述时效处理的步骤，使用保温单元覆盖所述分离金属型之后的铸件的表面，从而利用所述冒口带有的热量来对所述铸件施予时效处理。
3.如权利要求2所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述冷却介质是被喷吐在所述分离金属型之后的铸件的表面上。
4.如权利要求3所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述冷却介质为急速冷却用的冷却介质，还包括以下步骤所述喷吐急速冷却用的冷却介质的步骤之后，将缓慢冷却用的另一种冷却介质喷吐在所述分离金属型之后的铸件的表面上。
5.如权利要求4所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述急速冷却用的冷却介质为水，所述缓慢冷却用的冷却介质为雾水或空气。
6.如权利要求3所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述砂型含有水溶性粘结剂，还包括以下步骤向所述分离金属型之后的铸件的表面喷吐所述冷却介质的步骤之后，将粘附有所述砂型的所述铸件浸渍在水中，使铸件冷却、并且使所述砂型溃散。
7.如权利要求6所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，在所述时效处理的步骤，从水中取出所述铸件后，使用保温材料覆盖所述铸件整体，从而利用所述冒口带有的热量来对所述铸件施予时效处理。
8.如权利要求1所述的轻合金制铸件的制造方法，其中所述砂型含有非水溶性粘结剂；在所述对所述表面施予淬火处理的步骤，将粘附有所述砂型的所述铸件浸渍在水中，使所述分离金属型之后的铸件的表面接触于水，从而对该表面进行淬火；在所述时效处理的步骤，使用保温单元覆盖所述分离金属型之后的铸件的表面，从而利用所述冒口带有的热量来对所述铸件施予时效处理。
9.如权利要求8所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述非水溶性粘结剂含有气体硬化性粘结剂，该气体硬化性粘结剂由主材料的酚醛树脂和硬化剂的聚异氰酸酯组成。
10.如权利要求9所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述砂型是通过胺气硬化的。
11.如权利要求2所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述保温单元为隔热部件。
12.如权利要求1所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述轻合金制铸件是由铝合金制成的。
13.如权利要求12所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述淬火处理的淬火温度为480～530℃。
14.如权利要求12所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，在所述时效处理的步骤，将所述铸件在160～240℃的温度下保持1～2小时。
15.如权利要求1所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述轻合金制铸件是发动机的汽缸盖，与金属型接触形成的所述铸件的表面是与发动机的燃烧室表面相对应。
16.如权利要求1所述的轻合金制铸件的制造方法，其中，所述冷却介质为水。
全文摘要
一种轻合金制铸件的制造方法，包括铸型准备工序，准备备有砂型和金属型的铸型，所述砂型具有与冒口对应的部分，所述金属型为离开所述与冒口对应的部分地被配置在所述铸型上，并且由所述砂型和金属型形成所述铸型的型腔；浇注工序，向所述型腔内浇注轻合金熔液；金属型分离工序，从轻合金制铸件分离所述金属型；淬火处理工序，使冷却介质与所述分离金属型之后的铸件的表面接触、而急速冷却所述铸件；以及，时效处理工序，使用保温单元覆盖所述分离金属型之后的铸件的表面，利用所述冒口带有的热量对由所述砂型和所述保温单元围绕的所述铸件整体在时效温度下保持规定时间。通过上述制造方法，就不需要任何热处理炉或时效炉，可对轻合金制铸件实施T6处理，从而可以充分提高铸件产品的拉伸强度等的机械特性。
文档编号B22C9/22GK1618550SQ20041009574
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年11月19日
发明者益田勉, 福本康博 申请人:马自达汽车株式会社