鑄造物品的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在通氣性鑄模中進(jìn)行鑄造而獲得期望的物品的鑄造物品的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重力澆注中的鑄造物品的制造通常使用作為通氣性鑄模的利用砂粒來造型的鑄模、所謂的砂型。若使用上述的通氣性鑄模，則在向特定形狀的型腔填充熔融金屬時(shí)，殘留的氣體(通常為空氣)從型腔表面被擠出，金屬熔液(以下，也稱作熔融金屬)遍布型腔整體，由此能夠獲得與型腔實(shí)質(zhì)相同的鑄件。鑄模的型腔通常具有澆口部、澆道部、冒口部以及產(chǎn)品部，向上述部分依次供給熔融金屬，將充滿產(chǎn)品部的熔融金屬頂端高度形成至澆口部而結(jié)束澆注。
[0003]如此一來，凝固的鑄造物品成為澆口部、澆道部、冒口部以及產(chǎn)品部作為鑄件而連結(jié)的方式。在此，冒口部是為了產(chǎn)品的穩(wěn)固化而設(shè)定的型腔，不能說是不必要的部分，但是澆口部、澆道部僅是熔融金屬到達(dá)產(chǎn)品部的路徑，原本就是不必要的部分。因此，僅是在澆口部、澆道部中填充有熔融金屬的狀態(tài)下使熔融金屬凝固，無法實(shí)現(xiàn)注入合格率的大幅的改善。另外，當(dāng)形成連結(jié)有不必要的部分的鑄件時(shí)，在作為后續(xù)工序的產(chǎn)品部的分離工序中需要與產(chǎn)品部和不必要的部分的分離作業(yè)相當(dāng)?shù)墓r(shí)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。因此，在重力饒注中，作為鑄件而存在饒口部、饒道部成為較大的問題。
[0004]日本特開2007-75862號以及日本特開2010-269345號提出解決上述那樣的問題的劃時(shí)代的方法。該方法在于，為了向作為通氣性鑄模的型腔中的一部分的所期望的型腔部分填充金屬熔液，重力澆注比通氣性鑄模的型腔(以下，有時(shí)稱作鑄模型腔。)整體的體積小且與所期望的型腔部分大致相等的體積的熔融金屬，在澆注的熔融金屬填充于所期望的型腔部分之前，從澆口部輸送氣體(壓縮氣體)而向所期望的型腔部分填充熔融金屬并使該熔融金屬凝固。根據(jù)該方法(以下，有時(shí)將日本特開2007-75862號以及日本特開2010-269345號共用而公開的方法稱作加壓鑄造法。)，根據(jù)熔融金屬頂端高度而需要的壓力由壓縮氣體補(bǔ)填，因此能夠期待幾乎不需要澆口部以及澆道部的熔融金屬。
[0005]本申請的發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)日本特開2007-75862號以及日本特開2010-269345號所記載的加壓鑄造法而進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果是，知曉有如下情況:利用氣體加壓來進(jìn)行填充的熔融金屬在氣體的供給停止的同時(shí)發(fā)生逆流，因此為了獲得正常的鑄造物品，雖無需使熔融金屬整體凝固，但至少需要在直到氣體接觸的熔融金屬部分凝固為止的期間內(nèi)繼續(xù)氣體的供給。然而，在上述的方法中，直到氣體接觸的熔融金屬部分凝固而使熔融金屬不進(jìn)行逆流為止需要花費(fèi)時(shí)間，因此從縮短制造周期的必要性出發(fā)，能夠防止熔融金屬的逆流并維持填充狀態(tài)這樣的附加手段是有效的。
[0006]作為上述的附加手段，日本特開2007-75862號以及日本特開2010-269345號公開有如下所述的例子:向氣體接觸的熔融金屬部分供給冷卻氣體而促進(jìn)凝固、進(jìn)行機(jī)械式遮擋、嵌入耐火材料顆粒、或者導(dǎo)入金屬而促進(jìn)基于熔解潛熱的凝固。任一種皆為有效的方法，但在例如輸送冷卻氣體的方法中，有時(shí)因鑄件的大小的不同而導(dǎo)致冷卻氣體的熱容量不足，有時(shí)難以在所期望的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行凝固。另外，還公開有如下例子:在澆道的上方設(shè)置向上模面開口的凹部，從該凹部貫入遮擋板而機(jī)械式遮擋熔融金屬。然而，在該方法的情況下，需要針對每個(gè)鑄模來準(zhǔn)備遮擋板，導(dǎo)致成本增加。因此，希望更簡便且能夠發(fā)揮足夠的效果的上述附加手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種鑄造物品的制造方法，在該制造方法中應(yīng)用了加壓鑄造法，其中，能夠容易地維持通過氣體的供給來實(shí)現(xiàn)的熔融金屬的填充狀態(tài)。
[0008]解決方案
[0009]鑒于上述目的而深入研究的結(jié)果是，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如下情況，從而想到本發(fā)明:在將金屬熔液澆注于通氣性鑄模而獲得鑄造物品的鑄造物品的制造方法中，利用水分來冷卻接觸有為了向所期望的型腔部分填充熔融金屬而供給的氣體的熔融金屬部分，由此能夠迅速地使熔融金屬凝固，從而能夠容易地維持熔融金屬的填充狀態(tài)。
[0010]S卩，制造鑄造物品的本發(fā)明的方法是將金屬熔液重力澆注于通氣性鑄模而獲得鑄造物品的鑄造物品的制造方法，其特征在于，所述通氣性鑄模的型腔至少具有澆口部、澆道部以及產(chǎn)品部，所述鑄造物品的制造方法包括如下所述的工序:為了向包括所述產(chǎn)品部在內(nèi)的所期望的型腔部分填充金屬熔液，從所述澆口部澆注比所述通氣性鑄模的型腔整體的體積小且與所述所期望的型腔部分大致相等的體積的熔融金屬，在澆注的熔融金屬填充于所述所期望的型腔部分之前，從所述澆口部輸送氣體而向所述所期望的型腔部分填充所述澆注的熔融金屬，與所述氣體的送氣同時(shí)、送氣的中途或者送氣之后，利用從所述通氣性鑄模的外部供給來的水分直接或間接地冷卻和所述氣體相接觸的熔融金屬部分而使熔融金屬凝固。
[0011]優(yōu)選的是，使水分與接觸有所述氣體的熔融金屬部分接觸而使熔融金屬凝固。
[0012]優(yōu)選的是，所述水分的供給是通過導(dǎo)入包含水霧在內(nèi)的氣體來進(jìn)行的。
[0013]優(yōu)選的是，所述產(chǎn)品部的型腔形成在比熔融金屬朝向所述產(chǎn)品部的型腔流入的流入口靠上方的位置。
[0014]優(yōu)選的是，所述通氣性鑄模的型腔具有冒口部，該冒口部配置在所述產(chǎn)品部與澆道部之間，并且與所述產(chǎn)品部一起構(gòu)成所期望的型腔，所述冒口部的型腔形成在比熔融金屬朝向所述冒口部的型腔流入的流入口靠上方的位置。
[0015]優(yōu)選的是，朝向所述所期望的型腔部分中的、接觸有所述氣體的熔融金屬部分的型腔，通過在與所述澆口部不同的位置形成的供給孔而供給所述水分。
[0016]優(yōu)選的是，所述供給孔是有底孔。
[0017]優(yōu)選的是，在所述供給孔的底面與接觸有所述氣體的熔融金屬部分的型腔之間夾有所述通氣性鑄模的一部分。
[0018]優(yōu)選的是，在所述供給孔的底面與接觸有所述氣體的熔融金屬部分的型腔之間夾有冷卻片。
[0019]優(yōu)選的是，將介于所述供給孔的底面與接觸有所述氣體的熔融金屬部分的型腔之間的所述通氣性鑄模的一部分或者所述冷卻片向接觸有所述氣體的熔融金屬部分?jǐn)D壓，并且利用所述水分來冷卻所述通氣性鑄模的一部分或者所述冷卻片而使熔融金屬凝固。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，在加壓鑄造法中，利用水分來冷卻接觸有被輸送的氣體的熔融金屬部分，由此能夠迅速地進(jìn)行排熱，由于能夠容易地維持澆注后的熔融金屬的填充狀態(tài)，因此對于制造周期的縮短來說是有效的技術(shù)。
【附圖說明】
[0022]圖1(a)是示出在本發(fā)明的制造方法的第一實(shí)施方式中澆注了熔融金屬之后的狀態(tài)的示意圖。
[0023]圖1(b)是示出在本發(fā)明的制造方法的第一實(shí)施方式中利用氣體壓力朝向所期望的型腔部分填充有熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0024]圖1(c)是示出在本發(fā)明的制造方法的第一實(shí)施方式中向填充的熔融金屬的后端部供給水分的狀態(tài)的示意圖。
[0025]圖1(d)是示出在本發(fā)明的制造方法的第一實(shí)施方式中利用供給的水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0026]圖2是示出在本發(fā)明的制造方法中使用的鑄模型腔的一例的示意圖。
[0027]圖3是示出通過本發(fā)明的制造方法來鑄造的、冒口部以及澆道部的一部分的鑄造方式的照片。
[0028]圖4是示出在本發(fā)明的制造方法的第二實(shí)施方式中供給水分并冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0029]圖5(a)是示出在本發(fā)明的制造方法的第三實(shí)施方式中澆注了熔融金屬之后的狀態(tài)的示意圖。
[0030]圖5(b)是示出在本發(fā)明的制造方法的第三實(shí)施方式中利用氣體壓力朝向所期望的型腔部分填充熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0031]圖5(c)是示出在本發(fā)明的制造方法的第三實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖6是示出在本發(fā)明的制造方法的第四實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0033]圖7是示出在本發(fā)明的制造方法的第五實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0034]圖8是示出在本發(fā)明的制造方法的第六實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0035]圖9是示出在本發(fā)明的制造方法的第七實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
[0036]圖10是示出在本發(fā)明的制造方法的第八實(shí)施方式中供給水分來冷卻熔融金屬的狀態(tài)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明是將金屬熔液重力澆注于通氣性鑄模而獲得鑄造物品的鑄造物品的制造方法，其中，所述通氣性鑄模的型腔至少具有澆口部、澆道部以及產(chǎn)品部，所述鑄造物品的制造方法包括如下所述的工序:為了向包括所述產(chǎn)品部在內(nèi)的所期望的型腔部分填充金屬熔液，從所述澆口部澆注比所述通氣性鑄模的型腔整體的體積小且與所述所期望的型腔部分大致相等的體積的熔融金屬，在澆注的熔融金屬填充于所述所期望的型腔部分之前，從所述澆口部輸送氣體而向所述所期望的型腔部分填充所述澆注的熔融金屬，與所述氣體的送氣同時(shí)、送氣的中途或者送氣之后，利用從所述通氣性鑄模的外部供給來的水分直接或間接地冷卻接觸有所述氣體的熔融金屬部分而使熔融金屬凝固。在所述通氣性鑄模的型腔中能夠根據(jù)需要形成冒口部。在該情況下，所述所期望的型腔部分包括所述產(chǎn)品部以及冒口部。
[0038]需要說明的是，“接觸有氣體的熔融金屬部分”是指，在澆注于鑄模型腔內(nèi)的熔融金屬中，接觸有從澆口部輸送來的氣體的所述熔融金屬的表面及其附近部分，更具體來說，是指借助輸送來的氣體填充于所期望的型腔部分的熔融金屬中的、通過被從鑄模的外部供給來的水分冷卻凝固而使填充于所期望的型腔部分的熔融金屬成為不向澆口部方向(與氣體的流動相反的方向)流動(逆流)的程度的栓狀的部分。該部分相當(dāng)于借助所述氣體而填充于所期望的型腔部分的熔融金屬的后端部。
[0039]