鑄造物品的制造方法以及透氣性鑄型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鑄造物品的制造方法，其使用透氣性鑄型，該透氣性鑄型作為鑄型模腔而具有產(chǎn)品模腔與熔液流路，熔液流路由供重力澆注的熔液流下的澆口部以及將產(chǎn)品模腔與澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，重力澆注比鑄型模腔的整體體積小且比產(chǎn)品模腔的體積大的金屬熔液，接下來從澆口部送入氣體而壓入熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液來填充產(chǎn)品模腔，在假定了通過氣體的送入將假想的液體填充到產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)時(shí)，將與成為假想的液體充滿產(chǎn)品模腔、且殘存在熔液流路內(nèi)的假想的液體的液面的高度(hs)、澆道的頂部的最低部分的高度(h1)以及澆道的頂部與澆口部連接的部分的高度(h2)滿足h2＞hs＞h1的狀態(tài)那樣的、假想的液體的體積相同的體積的金屬熔液設(shè)為要澆注的量。
【專利說明】
鑄造物品的制造方法以及透氣性鑄型
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鑄造物品的制造方法(以下有時(shí)稱作送氣加壓鑄造。)以及透氣性鑄型，其中，將比鑄型模腔的整體體積小且比產(chǎn)品模腔的體積大的金屬熔液向透氣性鑄型重力澆注，接下來從澆口部送入氣體，壓入熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推，利用金屬熔液來填充所希望的模腔部分。
【背景技術(shù)】
[0002]在重力澆注(以下有時(shí)稱作澆注。)下的鑄造物品的制造中，作為透氣性鑄型的使用砂子來造型的鑄型、所謂的砂型是最通常使用的。若使用這樣的透氣性鑄型(以下有時(shí)稱作鑄型。)，則在向特定形狀的模腔填充熔液時(shí)，能夠?qū)埩舻臍怏w(通常為空氣)從模腔表面擠出，在模腔整體中充滿金屬熔液(以下有時(shí)稱作熔液)，獲得與模腔實(shí)質(zhì)相同的鑄件。鑄型的模腔通常具有澆口部、澆道部、冒口部以及產(chǎn)品部，上述部分被依次供給熔液。并且，在以往的技術(shù)中，在澆口部形成充滿產(chǎn)品部的量的熔液頂面高度而澆注結(jié)束。
[0003]這樣凝固了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)起來的形態(tài)。在此，冒口部是為了產(chǎn)品的健全化而設(shè)定的模腔，不能說是不必要的部分，但澆口部、澆道部只不過是到達(dá)產(chǎn)品部的熔液的路徑，原本就是完全不必要的部分。因此，若是在澆口部、澆道部中填充有熔液的狀態(tài)下使熔液凝固，則無法實(shí)現(xiàn)注入成品率的大幅改善。另外，若為連結(jié)有不必要的部分的鑄件，則在作為后續(xù)工序的產(chǎn)品部的分離工序中需要花費(fèi)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)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。因此，在重力澆注中，作為鑄件而存在澆口部、澆道部的情況成為較大問題。
[0004]日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)提出了解決上述那樣的問題的劃時(shí)代的方法。該方法是指，為了向透氣性鑄型的模腔(以下有時(shí)稱作鑄型模腔。)中的一部分、即所希望的模腔部分填充金屬熔液，重力澆注比鑄型模腔的整體體積小且與所希望的模腔部分幾乎相等的體積的熔液，在澆注后的熔液凝固之前，從澆口部送入壓縮氣體而向所希望的模腔部分填充熔液使其凝固。根據(jù)該方法，根據(jù)熔液頂面高度的不同所需要的壓力由壓縮氣體填補(bǔ)，因此，不言而喻，能夠期待澆口部的熔液幾乎不需要，而且能夠期待澆道部的熔液也幾乎不需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
[0006]本發(fā)明人進(jìn)行了用于實(shí)現(xiàn)日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)所記載的方法的研究，其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了如下情況:在澆注與所希望的模腔部分相當(dāng)?shù)捏w積的熔液的情況下，當(dāng)由于氣體送氣裝置的動(dòng)作的不穩(wěn)定等導(dǎo)致氣體的送氣速度、送氣壓力產(chǎn)生不良情況時(shí)，有時(shí)送氣氣體的一部分會(huì)侵入產(chǎn)品部或者冒口部，使產(chǎn)品產(chǎn)生澆不足缺陷、縮孔缺陷。關(guān)于該現(xiàn)象，以下，使用附圖進(jìn)行說明。
[0007]圖8(a)?圖8(c)按照工序來表示日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)涉及的送氣加壓鑄造的一個(gè)例子。鑄型101是使用作為透氣性鑄型的濕砂型的一個(gè)例子，將由構(gòu)成砂箱102的上砂箱102a保持的上鑄型1la與由同樣地構(gòu)成砂箱102的下砂箱102b保持的下鑄型1lb進(jìn)行合模而配置在平臺(tái)103之上。鑄型模腔104包括:由產(chǎn)品部105a與冒口部105b構(gòu)成的產(chǎn)品模腔105;構(gòu)成熔液流路106的一部分而與產(chǎn)品模腔105連結(jié)的水平方向的澆道107;構(gòu)成熔液流路106的一部分而與澆道107連結(jié)且供熔液流下的澆口部108。
[0008]圖8(a)表示將所希望的模腔部分設(shè)為由產(chǎn)品部105a與冒口部105b構(gòu)成的產(chǎn)品模腔105而剛剛從澆注裝置(未圖示)向澆口部108重力澆注與產(chǎn)品模腔105的體積幾乎相等的體積的熔液M之后的狀態(tài)。圖8 (b)表示接下來從澆口部108利用自氣體送氣裝置100排出的氣體G將熔液M良好地壓入產(chǎn)品模腔105進(jìn)行填充的狀態(tài)。這樣，在適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了送氣加壓的情況下，在產(chǎn)品模腔105內(nèi)充滿熔液M，能夠獲得健全的鑄造物品。
[0009]然而，當(dāng)在填充過程中因某些原因使氣體G的送氣速度、送氣壓力產(chǎn)生不良情況時(shí)，如圖8 (c)所示，氣體G沿著澆道107的頂部，比澆道107內(nèi)的熔液M搶先行進(jìn)，侵入到產(chǎn)品模腔105，其結(jié)果是，熔液M朝向產(chǎn)品模腔105的壓入變得不充分，存在鑄造物品產(chǎn)生澆不足缺陷、縮孔缺陷的情況。
[0010]根據(jù)本發(fā)明人的研究，在日本特開2007-75862號(hào)等的方法中，在保持適當(dāng)?shù)乃蜌鉅顟B(tài)的情況下，對金屬熔液賦予慣性力，成為將金屬熔液塞入到澆道部的狀態(tài)。這樣通過足夠的慣性力塞入的金屬熔液在澆道部立即凝固，因此不會(huì)使送氣氣體比熔液搶先侵入產(chǎn)品模腔，而將金屬熔液正常填充到產(chǎn)品模腔。然而，在因送氣氣體的壓力不足等而送氣狀態(tài)發(fā)生了變動(dòng)的情況下，有時(shí)產(chǎn)生送氣氣體比熔液早地沿著澆道的頂部而侵入產(chǎn)品模腔這樣的問題，沒有提出針對該問題的有效的解決方案。
[0011]因此，在想要通過送氣加壓鑄造來穩(wěn)定地大量生產(chǎn)鑄造物品時(shí)，需要為了適當(dāng)進(jìn)行送氣加壓而探索氣體的送氣條件、并且在大量生產(chǎn)中也維持該送氣條件的嚴(yán)格的控制。然而，由于產(chǎn)品模腔存在各種大小、形狀，因此，在產(chǎn)品模腔的大小、形狀發(fā)生變更的情況下，至少在確立前述那樣的嚴(yán)格的控制之前，有可能如前述那樣在鑄造物品經(jīng)常產(chǎn)生澆不足缺陷、縮孔缺陷等不良情況。
[0012]也得到如下見解:澆注量越少，換句話說，越是接近為了獲得健全的鑄造物品而需要的最低限度的所希望的模腔部分的體積的澆注量，越容易產(chǎn)生上述的不良情況，與其相比越增加澆注量而越難以產(chǎn)生上述的不良情況。但是，澆注量與需要相比越過剩，越引起注入成品率的降低，因此是不期望的。因此，為了確保注入成品率并且獲得健全的鑄造物品，需要開發(fā)采用能夠防止送氣氣體向產(chǎn)品模腔侵入的不良情況那樣的必要且足夠的澆注量的鑄造方法。
[0013]因此，本發(fā)明的目的在于，提供鑄造物品的制造方法以及透氣性鑄型，在基于送氣加壓鑄造的鑄造物品的制造方法中，采用能夠防止送氣氣體的一部分向產(chǎn)品部或者冒口部侵入的必要并且足夠的澆注量。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]鑒于上述目的進(jìn)行深入研究的結(jié)果是，本發(fā)明人從盡可能地排除送氣氣體的壓力、流量的不足這樣的控制因素的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容:假定將假想的液體(不會(huì)出現(xiàn)凝固、蒸發(fā)、膨脹、收縮、向鑄型浸入以及氣體的吸收、釋放的液體)靜態(tài)地填充到產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)，采用在這樣的平衡狀態(tài)下成為所述假想的液體充滿所述產(chǎn)品模腔、且堵塞了所述澆道的至少一部分的狀態(tài)那樣的、假想的液體的體積以及熔液流路的形態(tài)，由此送氣氣體不會(huì)侵入產(chǎn)品模腔而能夠進(jìn)行送氣加壓鑄造，從而想到本發(fā)明。
[0016]S卩，本發(fā)明的鑄造物品的制造方法中，使用透氣性鑄型，該透氣性鑄型作為鑄型模腔而具有產(chǎn)品模腔與熔液流路，所述熔液流路由供重力澆注的熔液流下的澆口部以及將所述產(chǎn)品模腔與所述澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，將比所述鑄型模腔的整體體積小且比所述產(chǎn)品模腔的體積大的金屬熔液向所述透氣性鑄型重力澆注，接下來從所述澆口部送入氣體而壓入所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液來填充所述產(chǎn)品模腔，在假定了通過送入所述氣體將假想的液體(在此，假想的液體是指不會(huì)出現(xiàn)凝固、蒸發(fā)、膨脹、收縮、向鑄型浸入以及氣體的吸收、釋放的液體。)填充到所述產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)時(shí)，計(jì)算出成為所述假想的液體充滿所述產(chǎn)品模腔、且殘存在所述熔液流路內(nèi)的所述假想的液體的液面的高度hs、所述澆道的頂部的最低部分的高度hi以及所述澆道的頂部與所述澆口部連接的部分的高度h2滿足h2>hs>hl的狀態(tài)那樣的、所述假想的液體的體積，設(shè)為澆注與所述假想的液體的體積相同的體積的金屬熔液的量。
[0017]優(yōu)選的是，在通過送入所述氣體而假想的液體平衡了的狀態(tài)下，使殘存在所述熔液流路內(nèi)的所述假想的液體的液面的高度hs與所述澆道的底部的最高部分的高度ht滿足hs<ht ο
[0018]本發(fā)明的透氣性鑄型具有鑄型模腔，該鑄型模腔具有產(chǎn)品模腔與熔液流路，所述熔液流路由供重力澆注的熔液流下的澆口部以及將所述產(chǎn)品模腔與所述澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，使用該透氣性鑄型，重力澆注金屬熔液，接下來從所述澆口部送入氣體而壓入所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液來填充所希望的模腔部分，所述澆道具有在所述澆道的中途形成且形成下方流的下方彎曲流路、將所述澆口部與所述下方彎曲流路的上部連結(jié)的澆口側(cè)流路以及將所述下方彎曲流路的下部與所述產(chǎn)品模腔連結(jié)的產(chǎn)品模腔側(cè)流路，在將所述產(chǎn)品模腔側(cè)流路的頂部與所述下方彎曲流路連接的部分PI的高度設(shè)為Hl以及將所述澆口側(cè)流路的頂部的最低部P2的高度設(shè)為H2時(shí)，為H1<H2。
[0019]優(yōu)選的是，在將所述澆口側(cè)流路的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3的高度設(shè)為H3時(shí)，為H1SH3。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，由于不需要進(jìn)行填充時(shí)對金屬熔液的慣性力的賦予、凝固速度的促進(jìn)等的對熔液的特性、模腔的形狀等造成較大影響的因素的嚴(yán)格控制，因此能夠穩(wěn)定地供給健全的鑄造物品。
【附圖說明】
[0022]圖1(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I中的、剛將假想的液體注入到鑄型的澆口部之后的狀態(tài)的示意圖。
[0023]圖1(b)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I中的、利用送氣氣體將假想的液體壓入產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)的示意圖。
[0024]圖1(c)是放大表示圖1(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的、產(chǎn)品模腔與澆道的連結(jié)部附近A的示意圖。
[0025]圖1(d)是放大表不與實(shí)施方式I類似的另一方式的一個(gè)例子的不意圖。
[0026]圖1(e)是放大表不與實(shí)施方式I類似的又一方式的一個(gè)例子的不意圖。
[0027]圖2(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的、利用送氣氣體將假想的液體壓入產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)的示意圖。
[0028]圖2(b)是放大表示圖2(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的、澆道與產(chǎn)品模腔的連結(jié)部附近B的示意圖。
[0029]圖3(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的、利用送氣氣體將假想的液體壓入產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)的示意圖。
[0030]圖3(b)是放大表示圖3(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路附近C的示意圖。[0031 ]圖3(c)是放大表不與實(shí)施方式3類似的另一方式的一個(gè)例子的不意圖。
[0032]圖3(d)是放大表不與實(shí)施方式3類似的又一方式的另一個(gè)例子的不意圖。
[0033]圖4(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4中的、利用送氣氣體將假想的液體壓入產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)的示意圖。
[0034]圖4(b)是放大表示圖4(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的、頂部形成得較低的澆道部分D的示意圖。
[0035]圖4(c)是示意性表示將頂部形成得較低的澆道部分形成為寬度較寬的例子的立體圖。
[0036]圖5(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5中的、利用送氣氣體將假想的液體壓入產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)的示意圖。
[0037]圖5(b)是放大表示圖5(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路附近E的示意圖。
[0038]圖6(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6中的透氣性鑄型的一個(gè)例子的示意圖。
[0039]圖6(b)是放大表示圖6(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路附近F的示意圖。
[0040]圖7(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7中的透氣性鑄型的另一個(gè)例子的示意圖。
[0041]圖7(b)是放大表示圖7(a)中的由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路附近H的示意圖。
[0042]圖8(a)是按照工序來表示日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)涉及的送氣加壓鑄造的一個(gè)例子的示意圖。
[0043]圖8(b)是按照工序來表示日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)涉及的送氣加壓鑄造的一個(gè)例子的示意圖。
[0044]圖8(c)是按照工序來表示日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)涉及的送氣加壓鑄造的一個(gè)例子的示意圖。
[0045]圖9是表示使用了圖1(a)所示的鑄型但不符合本發(fā)明的一個(gè)例子的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046][I]鑄造物品的制造方法
[0047]首先，對作為本發(fā)明的基本技術(shù)的送氣加壓鑄造法進(jìn)行說明。本發(fā)明將日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)所提出那樣的應(yīng)用氣體的鑄造物品的制造方法(送氣加壓鑄造法)作為基本技術(shù)，能應(yīng)用于這些專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)。但是，但不限于這些專利文獻(xiàn)的公開范圍。
[0048]送氣加壓鑄造法是如下的方法:從透氣性鑄型的澆口部向熔液流路內(nèi)供給金屬熔液，接下來從澆口部送入氣體，壓入熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液向所希望的模腔部分供給，利用金屬熔液來填充構(gòu)成所述所希望的模腔部分的產(chǎn)品模腔內(nèi)。此時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品模腔的配置，存在通過壓入所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液而將產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推的情況與將產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向下壓的情況，本發(fā)明的方法能夠適用于將產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推的情況、即產(chǎn)品模腔設(shè)置于比澆道高的位置的情況。
[0049]作為在本發(fā)明中應(yīng)用的透氣性鑄型，不一定限于具有冒口的鑄型。然而，冒口部是發(fā)揮伴隨著產(chǎn)品部的凝固收縮而補(bǔ)給熔液的作用的部分，因此，若凝固開始前的熔液在冒口部整體都沒有充滿，則冒口部無法充分發(fā)揮其作用，有可能導(dǎo)致產(chǎn)品部產(chǎn)生縮孔等缺陷，因此，冒口部也優(yōu)選至少在基于送氣加壓的填充的結(jié)束時(shí)刻被熔液充滿。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，以冒口部也與產(chǎn)品部同樣地被熔液充滿的方式進(jìn)行例示。以下，有時(shí)將產(chǎn)品部、或者產(chǎn)品部與冒口部配合而成的模腔稱為產(chǎn)品模腔。
[0050]透氣性鑄型通常為濕砂型、殼型、自硬性型以及其它的使用砂子來造型的鑄型，但也能夠應(yīng)用于使用陶瓷粒子、金屬粒子進(jìn)行造型的鑄型。即便是石膏等基本不具有透氣性的鑄型，通過混合透氣性材料或者部分使用透氣性材料而具有足夠的透氣性，也能夠作為透氣性鑄型來使用。另外，即使是像金屬模那樣使用了完全不具有透氣性的材料的鑄型，在設(shè)有通風(fēng)口等其它的通氣孔而具有透氣性的情況下，也能夠作為透氣性鑄型來使用。
[0051]作為金屬熔液，能夠使用鑄鐵、鑄鋼等鐵合金、鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金等在通常的鑄造物品的制造中使用的金屬材料的熔液。
[0052]根據(jù)送氣加壓鑄造法，通過從澆口部送入氣體的方法，即使是比鑄型模腔整體的體積小的體積的熔液，也能夠填充到產(chǎn)品模腔。在使用以往的透氣性鑄型的基于重力澆注的鑄造法中，為了獲得健全的產(chǎn)品，不僅在產(chǎn)品部、通常在產(chǎn)品部以外的全部模腔中都填充熔液而使其凝固的方法是不可或缺的，因此注入成品率至多為70%左右，沒有希望進(jìn)一步大幅提高。與之相對，若使用送氣加壓鑄造方法，通過重力澆注比鑄型模腔整體的體積小且比產(chǎn)品模腔大的體積的熔液，在原理上有可能使注入成品率幾乎成為100%。
[0053]但是，通過本發(fā)明人的研究可知，在以往的送氣加壓鑄造法中，如前述那樣，有可能因氣體的送氣狀態(tài)等的變動(dòng)而送氣氣體的一部分侵入產(chǎn)品模腔，因此為了補(bǔ)償該情況，并非澆注實(shí)現(xiàn)注入成品率100%那樣的與產(chǎn)品模腔的體積同等程度的熔液量，實(shí)際上澆注了在一定程度上在澆道中滯留有熔液那樣的具有富余的熔液量。
[0054]即便僅增加澆注量，若為無法充滿至澆道的頂部的量，則也存在送氣氣體的一部分侵入產(chǎn)品模腔的可能性。因此，例如，如日本特開2007-75862號(hào)(圖6?圖8)或者日本特開2010-269345號(hào)(圖8)那樣，需要使?jié)驳纼?nèi)的熔液以堵塞澆道的方式在違抗重力的狀態(tài)下凝固這樣的困難的冷卻控制。
[0055]在本發(fā)明的方法中，在送氣加壓鑄造法中，在送入有氣體的狀態(tài)下，計(jì)算出成為假想的液體(不存在凝固、蒸發(fā)、膨脹、收縮、朝向鑄型的浸入以及氣體的吸收或釋放的液體)充滿產(chǎn)品模腔、且殘存在熔液流路內(nèi)的假想的液體的液面的高度hs、澆道的頂部的最低部分的高度hi以及澆道的頂部與澆口部連接的部分的高度h2滿足h2>hs>hl的狀態(tài)那樣的、假想的液體的體積，澆注與其同體積的金屬熔液。滿足h2>hs>hl的狀態(tài)是指，例如像圖1(a)以及圖1(b)所示那樣，充滿產(chǎn)品模腔而多余的假想的液體堵塞澆道的至少一部分(在圖1(b)中為澆道27與產(chǎn)品模腔5連接的連接部附近)，但沒有充滿澆道整體的狀態(tài)。
[0056]堵塞了澆道的至少一部分的狀態(tài)是指，直至澆道的頂部的最低部分由假想的液體充滿的狀態(tài)，是在熔液流路內(nèi)不存在從澆口部的入口連通至產(chǎn)品模腔的空間的狀態(tài)。通過澆注與這樣成為堵塞了澆道的至少一部分的狀態(tài)的、假想的液體體積相同體積的熔液，從而在送入氣體的狀態(tài)下，將熔液填充到產(chǎn)品模腔內(nèi)，能夠使熔液流路內(nèi)水平且穩(wěn)定地存在有從產(chǎn)品模腔連續(xù)的熔液的液面，因此，即便在氣體的送氣流量、送氣壓力等發(fā)生變動(dòng)的情況下，由于送氣氣體相對于液面至少垂直地按壓，因此在原理上不會(huì)產(chǎn)生送氣氣體的一部分侵入產(chǎn)品模腔這樣的問題。因此，不需要進(jìn)行一邊保持利用慣性力擠入熔液而成的非平衡狀態(tài)一邊使熔液凝固這樣的操作。
[0057]如前述那樣，假想的液體除了呈堵塞了澆道的至少一部分的狀態(tài)之外，還呈沒有充滿澆道整體的狀態(tài)、換句話說在澆道的一部分具有空隙的狀態(tài)。通過將與這樣成為沒有充滿澆道整體的狀態(tài)的假想的液體體積相同體積的熔液用于澆注，能夠進(jìn)一步減少熔液的使用量，能夠提高注入成品率。
[0058]另外，在通過送入所述氣體而假想的液體平衡了的狀態(tài)下，例如像圖2(a)以及圖2
(b)所示那樣，優(yōu)選澆注與使所述澆道的底部的最高部分的高度ht滿足hs<ht這樣的量的假想的液體相同體積的熔液。這樣，通過滿足hs<ht，能夠進(jìn)一步減少熔液的使用量。
[0059][2]透氣性鑄型
[0060]本發(fā)明的透氣性鑄型具有鑄型模腔，該鑄型模腔由產(chǎn)品模腔與熔液流路構(gòu)成，所述熔液流路由供重力澆注來的熔液流下的澆口部以及將所述產(chǎn)品模腔與所述澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，例如，如圖6 (a)所示，在所述澆道的中途具有向下方彎曲而形成下方流的下方彎曲流路。本發(fā)明的透氣性鑄型適用于下述情況:重力澆注金屬熔液，接下來從澆口部送入氣體而壓入熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液填充所希望的模腔部分，特別適用于本發(fā)明的鑄造物品的制造方法。
[0061]通過所述澆道在中途具有形成下方流的所述下方彎曲流路，從而如圖6(b)所示，若具有充滿至將從所述下方彎曲流路至所述產(chǎn)品模腔連接的流路的頂部與下方彎曲流路連接的部分Pl的高度Hl的熔液量，則即使因某些原因而使?jié)驳赖捻敳慨a(chǎn)生空間，在平衡狀態(tài)下該空間也會(huì)被所述連接部Pl隔斷，由此能夠大幅減少送氣氣體的一部分侵入產(chǎn)品部或者冒口部的可能性。為了獲得該效果，需要使所述連接部Pl的高度Hl與將從所述澆口部至所述下方彎曲流路連接的澆口側(cè)流路的頂部的最低部P2的高度H2滿足Hl <H2的關(guān)系。
[0062]通過澆道在中途具有下方彎曲流路，從而澆道由下方彎曲流路、將從澆口部至下方彎曲流路的上部連接的澆口側(cè)流路、以及將從下方彎曲流路的下部至產(chǎn)品模腔連接的產(chǎn)品模腔側(cè)流路構(gòu)成。即，從澆口部側(cè)朝向產(chǎn)品模腔而按照澆口側(cè)流路、下方彎曲流路以及產(chǎn)品模腔側(cè)流路的順序來構(gòu)成澆道。在此，下方彎曲流路構(gòu)成為使來自澆口側(cè)的熔液的流動(dòng)向下方彎曲即可，可以沿鉛垂方向形成，也可以從澆口側(cè)朝向產(chǎn)品模腔側(cè)傾斜地形成。需要說明的是，在下方彎曲流路從澆口側(cè)朝向產(chǎn)品模腔側(cè)傾斜地形成的情況下，不一定需要設(shè)置產(chǎn)品模腔側(cè)流路，也可以使下方彎曲流路直接與產(chǎn)品模腔連接。
[0063]產(chǎn)品模腔側(cè)流路的頂部與下方彎曲流路連接的部分Pl的高度Hl與澆口側(cè)流路的頂部的最低部P2的高度H2之差越大越好。另外，在將所述澆口側(cè)流路的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3的高度設(shè)為H3時(shí)，優(yōu)選為Η1<(Η2+Η3)/2(參照圖6(b))，更優(yōu)選為HlSH3(參照圖7(b))。這樣，通過滿足Hl < (H2+H3)/2，進(jìn)一步滿足Hl SH3，能夠進(jìn)一步減少熔液的使用量。
[0064]以下，對本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的方式進(jìn)行說明。
[0065]透氣性鑄型優(yōu)選為，為了將規(guī)定的澆注量高效地導(dǎo)入鑄型模腔內(nèi)，澆口部具有比接受從澆注裝置流下的熔液的熔液路徑擴(kuò)徑了的澆口帽部。
[0066]從成本方面考慮，送氣氣體可以使用空氣，從防止熔液的氧化這樣的方面考慮，送氣氣體優(yōu)選使用作為非氧化性氣體的氬氣、氮?dú)?、二氧化碳等。送入的氣體的流束可以使用基于風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)等的旋風(fēng)，但使用基于壓縮機(jī)等的壓縮氣體的情況能夠在進(jìn)一步加壓的狀態(tài)下均勻地按壓熔液，在這一點(diǎn)上優(yōu)選。
[0067]用于將送入氣體用的氣體送氣裝置與澆口部連接的連接部優(yōu)選為噴嘴狀。通過設(shè)為噴嘴狀，能夠容易地使連接部與澆口部(特別是與澆口帽部連接的導(dǎo)入管部)嵌合(插入)，能夠?qū)崿F(xiàn)氣體送氣裝置的迅速連接。
[0068]作為所述噴嘴，優(yōu)選進(jìn)一步形成錐狀側(cè)面且預(yù)先使前端變細(xì)。另外，若進(jìn)一步形成與澆口部(導(dǎo)入管部)對應(yīng)的錐狀壁面，則能夠可靠地使噴嘴與澆口部(導(dǎo)入管部)嵌合。
[0069]作為使填充的熔液凝固且抑制熔液的逆流的方法，除了持續(xù)送氣加壓至被推上去的熔液不會(huì)逆流的程度的方法、從澆口部導(dǎo)入水分而促進(jìn)凝固的方法等之外，能夠應(yīng)用日本特開2007-75862號(hào)以及日本特開2010-269345號(hào)公開的方法。
[0070][3]實(shí)施方式
[0071]以下，參照附圖對各種類型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。為了容易理解本發(fā)明的要點(diǎn)，以下的實(shí)施方式使用包括產(chǎn)品模腔與熔液流路的垂直剖視圖進(jìn)行說明，但實(shí)際的鑄型模腔通常也形成在與紙面垂直的方向上。需要說明的是，以下所示的實(shí)施方式是各個(gè)類型的一個(gè)例子，并不限定于此。
[0072](實(shí)施方式I)
[0073]圖1(a)?圖1(c)按照工序假定表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的、假想的液體(液體Q)的靜態(tài)填充狀態(tài)。圖1(a)?圖1(c)是鑄型模腔4的垂直剖面，在圖1(c)中放大表示在圖1
(b)中由單點(diǎn)劃線包圍的產(chǎn)品模腔5與澆道7的連結(jié)部附近A。
[0074]實(shí)施方式I示出使用作為透氣性鑄型的濕砂型作為鑄型I的例子。鑄型I通過將由構(gòu)成砂箱2的上砂箱2a保持的上鑄型Ia與由同樣地構(gòu)成砂箱2的下砂箱2b保持的下鑄型Ib合模而配置在平臺(tái)3之上。鑄型模腔4包括:產(chǎn)品模腔5，其由產(chǎn)品部5a與設(shè)于產(chǎn)品部5a的靠澆口部8側(cè)的冒口部5b構(gòu)成；以及熔液流路6，其由朝向產(chǎn)品模腔5水平形成的澆道7以及與所述澆道7連結(jié)且供熔液流下的澆口部8構(gòu)成，所述澆道7的頂部形成為在產(chǎn)品模腔5附近朝向產(chǎn)品模腔5而向下方傾斜。需要說明的是，產(chǎn)品模腔也可以是不具有冒口的形態(tài)。以下，關(guān)于其它實(shí)施方式也是相同的。
[0075]圖1(a)假定表示剛從注入裝置9向鑄型I的澆口部8注入了液體Q之后的狀態(tài)(注入結(jié)束階段)。在此，液體Q為不存在凝固、蒸發(fā)、膨脹、收縮、向鑄型的浸入以及氣體的吸收或釋放的假想的液體，比重的值為I，大于后述的氣體G的比重。以下，對于其它實(shí)施方式也是相同的。
[0076]圖1(b)是假定如下狀態(tài)的圖:接下來，向澆口部8嵌合構(gòu)成噴出氣體的送氣裝置10的一部分的送氣噴嘴10b，將由多個(gè)箭頭線表示的送氣氣體G從送氣裝置主體1a向鑄型模腔4內(nèi)送氣，通過基于送氣氣體G的送氣壓力而靜態(tài)壓入液體Q，在產(chǎn)品模腔5內(nèi)將液體Q向上推使其充滿產(chǎn)品模腔5而保持平衡(填充平衡狀態(tài))。在此所說的靜態(tài)是指，液體Q的液面Sv(液體Q與氣體G的分界面)不會(huì)紊亂而始終保持水平(與重力方向垂直)的狀態(tài)。以下，對于其它實(shí)施方式也是相同的。在本實(shí)施方式I中，如圖1 (c)所示，液體Q充滿產(chǎn)品模腔5，直至位于澆道7內(nèi)的點(diǎn)Ps的液面Sv為止不中斷地連續(xù)填滿。
[0077]圖1(b)以及圖1(c)所示的狀態(tài)是，通過送入氣體G而使液體Q充滿產(chǎn)品模腔5、且在熔液流路6內(nèi)殘存的液體Q的液面Sv的高度hs、以及澆道7的頂部的最低部pi的高度hi滿足hs >hl的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，從澆口部8供給的送氣氣體G只要沒有特別的干擾則不會(huì)侵入產(chǎn)品模腔5。換句話說，通過使用滿足hs>hl那樣的量的液體Q，能夠使液體Q在保持平衡的狀態(tài)下穩(wěn)定存在。
[0078]在此，在不滿足hs>hl的狀態(tài)、即注入了成為hs<hl的體積的液體Q的情況下，當(dāng)想要利用送氣氣體G將液體Q向產(chǎn)品模腔5壓入時(shí)，如圖9所示，液面Sv被壓下至比澆道7的頂部的最低部Pl低的高度。液面Sv處于比pi靠下方時(shí)無法維持水平面而保持平衡狀態(tài)，因此，比重比侵入到澆道7內(nèi)的液體Q小的氣體G沿著澆道7的頂部侵入到產(chǎn)品模腔5內(nèi)。需要說明的是，在hs = hi的情況下，氣體G雖然理論上不會(huì)侵入澆道7，但現(xiàn)實(shí)中在產(chǎn)生鑄型的微量傾斜、振動(dòng)等的情況下，送氣氣體G會(huì)侵入澆道7，因此并不優(yōu)選。
[0079]與之相對，若像圖1(a)?圖1 (C)那樣注入滿足hs>hl的體積的液體Q，則在液體Q充滿產(chǎn)品模腔5之后，液面Sv位于比澆道7的最低部pi靠上方的位置。而且，比重比液體Q小的氣體G不會(huì)侵入到液體Q內(nèi)，氣體G也不會(huì)到達(dá)產(chǎn)品模腔5。
[0080]在圖1(c)所示的實(shí)施方式I中，澆道7的頂部的最低部pi位于與產(chǎn)品模腔5連接的連接點(diǎn)，位于比與澆口部8連接的連接點(diǎn)P2靠下方的位置。即，在將澆道7與澆口部8的連接點(diǎn)P2的高度設(shè)為h2時(shí)，成為h2>hl。因此，液面Sv不一定需要位于比p2高的位置，而能夠位于澆道27內(nèi)。即，能夠設(shè)為h2>hs>hl，能夠減少液體Q的體積，因此是優(yōu)選的。
[0081]考慮到實(shí)際的送氣加壓鑄造，優(yōu)選使液面Sv的高度hs是相對于pi的高度hi略微具有富余的高度。優(yōu)選的是，hl+lmmOisOil+25mm。以下，對于實(shí)施方式2?實(shí)施方式5也是相同的。需要說明的是，在滿足hs>hl、但液面Sv僅比澆道7的頂部的最低部pi的高度稍高的情況下，例如在液面Sv的高度hs是滿足hl+lmm>hs>hl那樣的高度的情況下，優(yōu)選在實(shí)際的送氣加壓鑄造中，通過增大送氣初期的送氣壓力的增加速度而向金屬熔液賦予較大慣性力，將熔液向產(chǎn)品模腔填充。
[0082]需要說明的是，高度基準(zhǔn)面L可以設(shè)定為鑄型模腔4的最底部以下的位置的任意的水平面，在本實(shí)施方式I中設(shè)為平臺(tái)3的上表面，其它實(shí)施方式也是相同的。
[0083]送氣加壓鑄造中的實(shí)際的金屬熔液的澆注量在圖1(b)所示的假定為液體Q充滿產(chǎn)品模腔5的平衡狀態(tài)下與從產(chǎn)品模腔5至液面Sv連續(xù)的液體Q所占的體積相等即可。換句話說，在所述平衡狀態(tài)下，計(jì)算出液體Q的體積，將與其體積相同的體積的金屬熔液設(shè)為澆注量，由此能夠不會(huì)發(fā)水氣體G侵入產(chǎn)品模腔5地通過送氣加壓鑄造法穩(wěn)定地進(jìn)行鑄造物品的制造。
[0084]需要說明的是，在實(shí)施方式I中，設(shè)于鑄型I的澆道7的頂部的、朝向產(chǎn)品模腔5向下方傾斜的部分如圖1(c)所示形成為與產(chǎn)品模腔5直接連接，但所述傾斜部分不一定需要形成為與產(chǎn)品模腔5直接連接。例如，如圖1(d)所示，也可以形成為，在澆道7的中間部附近形成所述傾斜部分，使從所述傾斜部分的最低部(澆道7的頂部的最低部pi)至產(chǎn)品模腔5的頂部的高度與所述傾斜部分的最低部的高度hi相同。另外，如圖1(e)所示，也可以取代在澆道7的中間部附近形成的所述傾斜部分，而設(shè)置垂直地形成的階梯差。
[0085]在實(shí)施方式I中，在圖1(a)?圖1(c)中，通過鑄型模腔4的垂直剖面進(jìn)行了說明，但由于實(shí)際的鑄型模腔4在與紙面垂直的方向上也具有寬度，即成為三維的立體形狀，因此，具體來說，根據(jù)鑄型模腔4的設(shè)計(jì)圖、基于計(jì)算機(jī)的鑄造模擬的模型的尺寸等來求出液體Q的體積，澆注與該體積相當(dāng)?shù)慕饘偃垡?。在?shí)際的制造中，通常使用熔液的重量而不是體積。在這種情況下，將求出的液體Q的體積與想要澆注的熔液的比重(密度)之積設(shè)為金屬熔液的澆注重量。以下，其它實(shí)施方式也是相同的。
[0086](實(shí)施方式2)
[0087]圖2(a)以及圖2(b)假定表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的液體Q的填充平衡狀態(tài)。實(shí)施方式2中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)除了鑄型11的澆道17從澆口部18朝向產(chǎn)品模腔5向下方傾斜以外，與實(shí)施方式I相同。另外，將液體Q注入鑄型后直至通過基于送氣氣體G的送氣壓力靜態(tài)壓入液體Q、而在產(chǎn)品模腔5內(nèi)將液體Q向上推使其充滿產(chǎn)品模腔5為止的工序也與實(shí)施方式I相同。
[0088]圖2(a)是鑄型模腔14的垂直剖面，在圖2(b)中放大表示由單點(diǎn)劃線包圍的、澆道17與產(chǎn)品模腔5的連結(jié)部附近B ο在本實(shí)施方式2中，液體Q充滿產(chǎn)品模腔5，直至位于澆道17內(nèi)的點(diǎn)Ps的液面Sv為止不中斷地連續(xù)填滿。需要說明的是，在圖2(a)以及圖2(b)中，示出了澆道17整體傾斜的形態(tài)，但澆道17的澆口部18側(cè)的一部分或者產(chǎn)品模腔5側(cè)的一部分也可以形成為水平。
[0089]與實(shí)施方式I相同，在實(shí)施方式2中，也將液體Q的體積設(shè)為使形成熔液流路16的澆道17的頂部的最低部pl的高度hi與液面Sv的高度hs的關(guān)系滿足hs>hl的體積，從而能夠防止送氣氣體G向產(chǎn)品模腔5侵入。與實(shí)施方式I相同，在實(shí)施方式2中，也使?jié)驳?7的頂部的最低部Pl位于與產(chǎn)品模腔5連接的連接點(diǎn)，并位于比與澆口部18連接的連接點(diǎn)p2靠下方的位置，成為h2>hl。因此，在實(shí)施方式2中，液面Sv也不一定需要位于比連接點(diǎn)p2高的位置。因此，液面Sv能夠位于澆道17內(nèi)，即設(shè)為h2>hs>hl，并能夠減少液體Q的體積，是優(yōu)選的。
[0090]由圖2(b)明確可知，通過以使所述澆道17的底部的最高高度ht滿足hs<ht的方式設(shè)定液體Q的體積，能夠進(jìn)一步減少液體Q的體積。需要說明的是，在實(shí)施方式2中，澆道17的底部的最高高度是指，澆道17的底部的與澆口部18連接的連接點(diǎn)pt的高度。
[0091]在送氣加壓鑄造中的實(shí)際的金屬熔液的澆注時(shí)，在假定為圖2(a)所示的液體Q充滿產(chǎn)品模腔5的平衡狀態(tài)下，澆注與從產(chǎn)品模腔5至液面Sv連續(xù)的液體Q所占的體積相當(dāng)?shù)慕饘偃垡骸?br>[0092](實(shí)施方式3)
[0093]圖3(a)以及圖3(b)假定表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的液體Q的填充平衡狀態(tài)。實(shí)施方式3中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)除了鑄型21的澆道27在其中途具有向下方彎曲而形成下方流的下方彎曲流路27c以外，與實(shí)施方式I相同。另外，將液體Q注入鑄型后直至通過基于送氣氣體G的送氣壓力靜態(tài)壓入液體Q而在產(chǎn)品模腔5內(nèi)將液體Q向上推使其充滿產(chǎn)品模腔5為止的工序也與實(shí)施方式I相同。
[0094]圖3(a)是鑄型模腔24的垂直剖面，在圖3(b)中放大表示由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路27c附近Cο在本實(shí)施方式3中，液體Q充滿產(chǎn)品模腔5，直至位于澆道27內(nèi)的點(diǎn)ps的液面Sv為止不中斷地連續(xù)填滿。
[0095]在將澆道27的相對于下方彎曲流路27c而言處于產(chǎn)品模腔5側(cè)的水平方向的部分設(shè)為澆道27a、將相對于下方彎曲流路27c而言處于澆口部8側(cè)的水平方向的部分設(shè)為澆道27b時(shí)，澆道27的頂部的最低部pi成為澆道27a的頂部的最低部。需要說明的是，在圖3(a)以及圖3(b)中，例示出澆道27a的頂部朝向產(chǎn)品模腔5向上方傾斜的形態(tài)，因此pi是澆道27a與下方彎曲流路27c的連接點(diǎn)，但如圖3(c)所示，在采用澆道27a的頂部朝向產(chǎn)品模腔5向下方傾斜的形態(tài)的情況下，澆道27a的頂部的最低部PI成為與產(chǎn)品模腔5連接的連接點(diǎn)p4的位置。另外，如圖3(d)所示，在采用澆道27a的頂部形成為水平的形態(tài)的情況下，澆道27a的頂部的最低部Pl成為澆道27a與下方彎曲流路27c的連接點(diǎn)或者與產(chǎn)品模腔5的連接點(diǎn)p4的位置。
[0096]這樣，在具有下方彎曲流路27c的實(shí)施方式3中，也將液體Q的體積設(shè)為使形成熔液流路26的澆道27的頂部的最低部pi的高度hi與液面Sv的高度hs的關(guān)系滿足hs>hl的體積，從而能夠防止送氣氣體G向產(chǎn)品模腔5侵入。與實(shí)施方式I以及實(shí)施方式2相同，能夠?qū)⒁好鍿v設(shè)為澆道27內(nèi)的、滿足h2 >hs >hl的位置，能夠減少液體Q的體積。
[0097]特別是在將澆道27b的底部與下方彎曲流路27c的連接點(diǎn)p3的高度設(shè)為h3時(shí)，在h3>hl的情況下，能夠使液面Sv的高度hs為比pi靠上方且p3以下的位置、即h3彡hs>hl。在這種情況下，由于在澆道27b內(nèi)不存在液面Sv，因此能夠進(jìn)一步減少液體Q，因此是最優(yōu)選的方式。
[0098]在送氣加壓鑄造中的實(shí)際的金屬熔液的澆注時(shí)，在假定為圖3(a)所示的液體Q充滿了產(chǎn)品模腔5的平衡狀態(tài)下，澆注與從產(chǎn)品模腔5至液面Sv連續(xù)的液體Q所占的體積相當(dāng)?shù)慕饘偃垡骸?br>[0099](實(shí)施方式4)
[0100]圖4(a)以及圖4(b)假定表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的液體Q的填充平衡狀態(tài)。實(shí)施方式4中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)除了鑄型31的澆道37的頂部在澆道37的中間附近形成得比其它部分低以外，與實(shí)施方式I相同。另外，將液體Q注入鑄型后直至通過基于送氣氣體G的送氣壓力靜態(tài)壓入液體Q而在產(chǎn)品模腔5內(nèi)將液體Q向上推使其充滿產(chǎn)品模腔5為止的工序也與實(shí)施方式I相同。
[0101]圖4(a)是鑄型模腔34的垂直剖面，在圖4(b)中放大表示由單點(diǎn)劃線包圍的、澆道37的中間附近的頂部形成得較低的部分Dο在本實(shí)施方式4中，液體Q充滿產(chǎn)品模腔5，直至位于澆道37內(nèi)的點(diǎn)ps的液面Sv為止不中斷地連續(xù)填滿。
[0102]與實(shí)施方式2相同，在實(shí)施方式4中，也將液體Q的體積設(shè)為使形成熔液流路36的澆道37的頂部的最低部pi的高度hi與液面Sv的高度hs的關(guān)系滿足hs>hl的體積，從而能夠防止送氣氣體G向產(chǎn)品模腔5侵入。在實(shí)施方式4中，澆道37的頂部的最低部pi位于澆道37的中間附近的頂部形成得較低的部分，如前述的實(shí)施方式I?實(shí)施方式3那樣，位于比與澆口部8連接的連接點(diǎn)P2靠下方的位置。即，在將澆道37與澆□部8的連接點(diǎn)p2的高度設(shè)為h2時(shí)，成為h2>hl。因此，在實(shí)施方式4中，液面Sv不一定需要位于比p2高的位置。因此，液面Sv能夠處于澆道37內(nèi)，即能夠設(shè)為h2>hs>hl，能夠減少液體Q的體積，是優(yōu)選的。
[0103]通過在澆道37的中間附近將頂部形成得較低，能夠在實(shí)際的鑄造中促進(jìn)該部分的熔液的凝固，盡早停止來自產(chǎn)品模腔5的熔液的逆流。另外，澆道37的頂部形成得較低的部分如圖4(c)所示也可以形成為寬度較寬。需要說明的是，圖4(c)所示的寬度較寬的形狀是一個(gè)例子，但不限于此。這樣，通過將澆道37的局部形成為寬度較寬，由此即使在將頂部形成得較低的情況下也不會(huì)使流路的截面積變小，因此能夠在不阻礙流動(dòng)的情況下供給熔液。
[0104]在送氣加壓鑄造中的實(shí)際的金屬熔液的澆注時(shí)，在假定為圖4(a)所示的液體Q充滿產(chǎn)品模腔5的平衡狀態(tài)下，澆注與從產(chǎn)品模腔5至液面Sv連續(xù)的液體Q所占的體積相當(dāng)?shù)慕饘偃垡骸?br>[0105](實(shí)施方式5)
[0106]圖5(a)以及圖5(b)假定表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的液體Q的填充平衡狀態(tài)。實(shí)施方式5中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)除了鑄型41的澆道47在其中途具有向下方彎曲的下方彎曲流路47c以及僅頂部朝向產(chǎn)品模腔5向下方傾斜的部分以外，與實(shí)施方式I相同。另外，將液體Q注入鑄型后直至通過基于送氣氣體G的送氣壓力靜態(tài)壓入液體Q而在產(chǎn)品模腔5內(nèi)將液體Q向上推使其充滿產(chǎn)品模腔5為止的工序也與實(shí)施方式I相同。
[0107]圖5(a)是鑄型模腔44的垂直剖面，在圖5(a)中放大表示由單點(diǎn)劃線包圍的下方彎曲流路47c附近Eο在本實(shí)施方式5中，液體Q充滿產(chǎn)品模腔5，直至位于澆道47內(nèi)的點(diǎn)ps的液面Sv為止不中斷地連續(xù)填滿。
[0108]在將澆道47的、相對于下方彎曲流路47c而言位于產(chǎn)品模腔5側(cè)的水平方向的部分設(shè)為澆道47a、將相對于下方彎曲流路47c而言位于澆口部18側(cè)的水平方向的部分設(shè)為澆道47b時(shí)，澆道47的頂部的最低部pi成為澆道47a的頂部的最低部。
[0109]這樣，在具有下方彎曲流路47c的實(shí)施方式5中，也將液體Q的體積設(shè)為使形成熔液流路46的澆道47的頂部的最低部pi的高度hi與液面Sv的高度hs的關(guān)系滿足hs>hl的體積，從而能夠防止送氣氣體G向產(chǎn)品模腔5侵入。與實(shí)施方式I?實(shí)施方式4相同，能夠?qū)⒁好鍿v設(shè)為饒道47內(nèi)的、滿足h2 > hs > hi的位置，能夠減少液體Q的體積。
[0110]相對于實(shí)施方式3而言，在實(shí)施方式5中，澆道47b與澆道47c的連接部附近的頂部分形成得較低，且澆道47b形成得較薄，因此能夠在實(shí)際的鑄造中促進(jìn)該部分的熔液的凝固，從而盡早停止來自產(chǎn)品模腔5的熔液的逆流。需要說明的是，澆道47b的頂部形成得較低的部分也可以與實(shí)施方式4的情況同樣地形成為寬度較寬。
[0111]在送氣加壓鑄造中的實(shí)際的金屬熔液的澆注時(shí)，在假定為圖5(a)所示的液體Q充滿產(chǎn)品模腔5的平衡狀態(tài)下，澆注與從產(chǎn)品模腔5至液面Sv連續(xù)的液體Q所占的體積相當(dāng)?shù)慕饘偃垡骸?br>[0112](實(shí)施方式6)
[0113]圖6(a)以及圖6(b)表示本發(fā)明的實(shí)施方式6涉及的透氣性鑄型的一個(gè)例子。實(shí)施方式4中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)是鑄型51的澆道57在其中途具有向下方彎曲的下方彎曲流路9、且與圖3(d)所示的透氣性鑄型相同的結(jié)構(gòu)。
[0114]在實(shí)施方式6中的透氣性鑄型中，在澆道57的中途沿大致鉛垂方向形成有形成下方流的下方彎曲流路9。下方彎曲流路9的上部與向澆口部8延伸的澆道57b連接，下方彎曲流路9的下部與向產(chǎn)品模腔5延伸的澆道57a連接。其結(jié)果是，澆道57被劃分為位于比下方彎曲流路9靠產(chǎn)品模腔5側(cè)的水平方向的澆道57a、位于比下方彎曲流路9靠澆口部側(cè)的水平方向的澆道57b以及下方彎曲流路9。需要說明的是，在圖6(a)以及圖6(b)中，示出了下方彎曲流路9沿大致鉛垂方向形成的形態(tài)，但下方彎曲流路9也可以形成為從澆口部8側(cè)朝向產(chǎn)品模腔5側(cè)傾斜的流路。該情況在實(shí)施方式7中也是相同的。
[0115]在將連接從下方彎曲流路9至產(chǎn)品模腔5的流路、即澆道57a的頂部與下方彎曲流路連接的部分Pl的高度設(shè)為H1、以及將連接從澆口部8至下方彎曲流路的水平方向的澆道57b的頂部的最低部P2的高度設(shè)為H2時(shí)，滿足H1<H2。通過形成滿足H1<H2那樣的下方彎曲流路9，即使在由于該氣體的送氣壓力、流量的變動(dòng)等而使送氣氣體以沿著澆道57b的頂部的方式搶先朝向產(chǎn)品模腔5的情況下，也能夠利用下方彎曲流路9進(jìn)行阻斷而提前抑制送氣氣體行進(jìn)。與之相對，在不形成下方彎曲流路9、例如圖8(a)所示那樣具有沿水平方向呈直線延伸的澆道的以往的透氣性鑄型中，當(dāng)想要削減充滿澆道的熔液時(shí)，不得不使熔液在違抗重力的形狀的狀態(tài)下在澆道的中途凝固，因此不得不裝入送氣壓力的高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、熔液的迅速冷卻機(jī)構(gòu)。
[0116]另外，在將澆口側(cè)的水平方向的澆道57b的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3的高度設(shè)為H3時(shí)，如圖6(b)所示，優(yōu)選滿足Η1<(Η2+Η3)/2。
[0117]圖6(a)以及圖6(b)示出澆道57b的頂部形成以同樣的高度單調(diào)地形成水平的形狀的例子，但本發(fā)明的透氣性鑄型不限于這樣形狀的澆道，可以使?jié)驳?7b的頂部朝斜上方向或者斜下方向傾斜或者具有階梯差、彎曲，也可以使?jié)驳?7b本身朝上方向或者下方向傾斜。
[0118]下方彎曲流路9可以位于水平方向的澆道57的中途的任意位置，但越是盡可能地接近產(chǎn)品模腔5地設(shè)置，越能夠?qū)沧⒘吭O(shè)定得更少，是優(yōu)選的。該情況在實(shí)施方式7中也是相同的。
[0119](實(shí)施方式7)
[0120]圖7(a)以及圖7(b)表示本發(fā)明的實(shí)施方式7涉及的透氣性鑄型的一個(gè)例子。實(shí)施方式5中的透氣性鑄型的基本結(jié)構(gòu)除了以使產(chǎn)品模腔5側(cè)的澆道67a的頂部與下方彎曲流路連接的部分Pl的高度Hl和澆口側(cè)的澆道67b的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3的高度H3滿足HKH3的方式形成下方彎曲流路69以外，與實(shí)施方式6的透氣性鑄型相同。實(shí)施方式7表示本發(fā)明的透氣性鑄型的更優(yōu)選的方式。
[0121 ]在該方式中，在使?jié)驳?7a的頂部與下方彎曲流路連接的部分PI和澆口側(cè)的澆道67b的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3位于相同的高度、例如位于相同的分型面上而成為Hl =H3的情況下，具有上鑄型Ia與下鑄型Ib的合模較為容易這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0122]在使?jié)驳?7a的頂部與下方彎曲流路連接的部分Pl位于比澆口側(cè)的澆道67b的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3靠下方的位置而如圖7(b)所示那樣成為H1<H3的情況下，能夠使在下方彎曲流路69內(nèi)被氣體壓下的液面位于比最低部P3靠下方的位置，能夠可靠地降低在澆道67b中殘留的澆注量，因此是更優(yōu)選的方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鑄造物品的制造方法，其使用透氣性鑄型，該透氣性鑄型作為鑄型模腔而具有產(chǎn)品模腔與熔液流路，所述熔液流路由供重力澆注的熔液流下的澆口部以及將所述產(chǎn)品模腔與所述澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，向所述透氣性鑄型重力澆注比所述鑄型模腔的整體體積小且比所述產(chǎn)品模腔的體積大的金屬熔液，接下來從所述澆口部送入氣體而壓入所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液來填充所述產(chǎn)品模腔， 所述鑄造物品的制造方法的特征在于， 在假定了通過送入所述氣體將假想的液體(在此，假想的液體是指，不會(huì)出現(xiàn)凝固、蒸發(fā)、膨脹、收縮、向鑄型浸入以及氣體的吸收、釋放的液體)填充到所述產(chǎn)品模腔內(nèi)而平衡了的狀態(tài)時(shí)， 計(jì)算出成為所述假想的液體充滿所述產(chǎn)品模腔、且殘存在所述熔液流路內(nèi)的所述假想的液體的液面的高度hs、所述澆道的頂部的最低部分的高度hi以及所述澆道的頂部與所述澆口部連接的部分的高度h2滿足h2>hs>hl的狀態(tài)那樣的、所述假想的液體的體積， 將與所述假想的液體的體積相同的體積的金屬熔液設(shè)為要澆注的量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造物品的制造方法，其特征在于， 在通過送入所述氣體而假想的液體平衡了的狀態(tài)下，計(jì)算出所述澆道的底部的最高部分的高度ht滿足hs<ht那樣的所述假想的液體的體積，將與所述假想的液體的體積相同的體積的金屬熔液設(shè)為要澆注的量。3.一種透氣性鑄型，其具有鑄型模腔，該鑄型模腔具有產(chǎn)品模腔與熔液流路，所述熔液流路具有由供重力澆注的熔液流下的澆口部以及將所述產(chǎn)品模腔與所述澆口部連結(jié)的澆道構(gòu)成，使用該透氣性鑄型，重力澆注金屬熔液，接下來從所述澆口部送入氣體而壓入所述熔液流路內(nèi)的金屬熔液，由此將所述產(chǎn)品模腔內(nèi)的金屬熔液向上推而利用金屬熔液來填充所希望的模腔部分， 所述透氣性鑄型的特征在于， 所述澆道具有:下方彎曲流路，其在所述澆道的中途形成且形成下方流;澆口側(cè)流路，其將所述澆口部與所述下方彎曲流路的上部連結(jié)；以及產(chǎn)品模腔側(cè)流路，其將所述下方彎曲流路的下部與所述產(chǎn)品模腔連結(jié)， 在將所述產(chǎn)品模腔側(cè)流路的頂部與所述下方彎曲流路連接的部分Pl的高度設(shè)為Hl以及將所述澆口側(cè)流路的頂部的最低部P2的高度設(shè)為H2時(shí)，為Hl < H2。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透氣性鑄型，其特征在于， 在將所述澆口側(cè)流路的底部與所述下方彎曲流路連接的部分P3的高度設(shè)為H3時(shí)，為Hl彡H3。
【文檔編號(hào)】B22C9/08GK106061650SQ201480076485
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】王麟, 藤井義正, 巖永徹
【申請人】日立金屬株式會(huì)社