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JP2002011561A - 軽金属鋳物、特にマグネシウムまたはマグネシウム合金製部品の製造方法および装置 - Google Patents

軽金属鋳物、特にマグネシウムまたはマグネシウム合金製部品の製造方法および装置

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JP2002011561A JP2001149918A JP2001149918A JP2002011561A JP 2002011561 A JP2002011561 A JP 2002011561A JP 2001149918 A JP2001149918 A JP 2001149918A JP 2001149918 A JP2001149918 A JP 2001149918A JP 2002011561 A JP2002011561 A JP 2002011561A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は軽金属鋳物品をの製造するための実
用的で高機能な、かつ従来法に必要とされるよりも単純
な技術によって実現し得る方法、およびその方法を実施
するための装置を提供することである。 【解決手段】 外部に対して気密な密閉系中で実施さ
れ、液体金属の加熱を湯口システムに隣接した溶融装置
下部において行い、型側から弁座下部までの間で液体金
属を温度約６３０°Ｃの溶融状態から固化状態へ移行さ
せ、保護ガスの供給および回収を差圧システムによって
行う製造方法によって達成される。この方法を実施する
ための装置としては、溶融装置の容器内１に、予備溶融
炉１６から逆止弁１７を介して液体金属を供給する、外
部に対して気密に設けた金属導管を配置する。保護ガス
の供給および回収のため溶融装置の容器に差圧システム
９を結合し、さらに固体原料金属を供給するため溶融装
置の容器に外部に対して気密なゲート装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軽金属鋳物、特にマ
グネシウムおよびマグネシウム合金製部品の製造方法お
よびその方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧鋳造製品、特にマグネシウム加圧鋳
造製品を製造する方法と装置は DE-OS44 31 865 により
公知である。この方法では液体金属を計量チャンバーに
導き、加圧した気体を導入して、その作用により液体金
属を予め真空にした鋳型に圧入する。この方法およびそ
れを実施するための装置には、原型の製作に用いられる
気体の圧縮比が量産には適合しない欠点がある。またこ
の装置においては、型と溶融ルツボとの温度の関係が実
用上好ましくなく、溶融ルツボと注湯部分の間に必要と
される温度差が極めて大きいため、複雑な技術を用いな
い限り実現不可能であり、特にシール要素の過熱が生じ
やすい。上記 DE-OS 44 31 865 に記載されている開放
容器は、特にアルゴンを使用した場合、保護ガス被覆を
形成することができないため、軽金属製部品の原型製作
から量産に至るまで使用することができない。また量産
の際に必要となる液体金属の追加もこの方法では不可能
である。DE-OS 44 31 865 で用いられている、溶融ルツ
ボに内蔵された、たとえばカートリッジ状の発熱体で
は、必要とされる溶融金属の固化が不可能である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】したがって本発明の目的
は、軽金属鋳物部品を製造するための実用的で高機能
な、かつ比較的単純な技術によって実現し得る方法、お
よびその方法を実施するための装置を提供することであ
る。この目的は特許請求項１に記載の特徴によって達成
され、本発明による方法の好ましい実施例は請求項２〜
14に記載されている。
【０００４】
【発明の実施の形態】以下本発明の方法とその実施のた
めの装置を、好ましい実施例の一つに基づき更に詳細に
説明する。図１は全システムの模式図であって、軽金属
鋳物部品を製造するための、外部に対して耐圧的に密閉
されたシステムの構造を原理的に示している。本発明に
よれば、軽金属鋳物部品の製造に用いられる金属、たと
えばマグネシウムまたはマグネシウム合金は、注湯レト
ルト 1 内で発熱体 2 により約６３０°Ｃに加熱され
る。注湯レトルト 1 の形状は湯口システム 4 に向かっ
て絞られるように形成されている。湯口システム 4 に
至る下部において発熱体 2 が注湯レトルト 1の周囲に
配置されている。注湯レトルト 1 の形状およびその下
部の発熱体 2 の配置により、溶解および注湯に必要な
温度関係を実現することができ、注湯レトルト 1 を円
錐形に形成し架台 5 上に配置することにより、材料の
固化に距離と熱エネルギー伝達を実現することができ
る。発熱体 2 としては抵抗発熱体、赤外線発熱体、あ
るいは誘導加熱装置を利用することができる。絞り込ま
れた形状の注湯レトルト１は架台 5 上に置かれ、その
際注湯レトルト 1 の出口開口部は架台 5 の開口部に重
ねられ、バルブユニット 3 により閉止される。架台 5
の下部には高さ方向および垂直面内に移動可能で真空装
置 20 に結合された鋳型 19 が配置される。排気の後、
バルブ制御機構 12 により機械的結合部品 13 を介して
バルブユニット 3 を開口部から離し、鋳型 19 へ液体
金属を流入させる。注湯レトルト 1 への液体金属の供
給、特に軽金属鋳物の量産に必要な補給は予備溶融炉 1
6 からの金属導管 18 によって行われる。また逆止弁 1
7 により液体金属の逆流や圧力差の消失が防止される。
ここで逆止弁 17 は金属導管 18 と共に予備溶融炉 16
内に設置してもよく、あるいは金属導管 18 と共に注湯
レトルト 1 内に配置してもよいが、逆止弁 17 を注湯
レトルト 1 内に配置することは、金属導管 18 内の圧
力が自由である利点がある。閉鎖システム内の保護ガス
の供給は保護ガス導管 8 を介して圧力変換器 （Drucku
bersetzer） 9 によりなされる。圧力変換器 9 は保護
ガスを供給し、製造工程が終了した後にこれを逆送す
る。保護ガス導管 8 には圧力を一定に保つための制御
ユニットが設けられる。気密でない箇所からのガスの漏
洩による圧力低下が発生した場合は保護ガス計量装置 1
0、たとえば保護ガスボンベによって補償される。バル
ブ制御機構 12は空気圧式としても液圧式としても形成
することができる。バルブストッパー 14 によりバルブ
ユニット 3 を「パルス状」に（短時間）開くことがで
き、これにより軽金属鋳物中の空孔の形成を防止するこ
とができる。
【０００５】図２に示した模式図は注湯ユニットの第１
の変形例である。注湯レトルト 1として形成された溶融
装置の下方に向かって絞られた部分には発熱体 2 が設
けられる。鋳型 19 に向かう注湯レトルト 1 の出口部
分はバルブユニット 3 により閉止される。排気装置 20
による排気の終了後、バルブ制御機構 12 とバルブス
トッパー 14 によりバルブユニット 3 が短時間で開
き、金属が鋳型 19 に流入する。注湯レトルト 1 内に
おける金属損失のため、鋳造される各部品のための金属
を準備する際には部品の数倍の量の金属が必要となる。
液体金属が湯口システム 4 に供給された後、架台 5 に
よる熱エネルギーの除去により、また鋳型19 が自動的
に湯口システム 4 から引き離されることにより固化プ
ロセスが進行する。注湯レトルト 1 は注湯ユニットの
内部にあって断熱材 6 により囲まれている。温度セン
サー 7 により溶融物の温度が測定され、それに応じた
信号がバルブ制御機構 12 に伝達される。
【０００６】図３は本発明の装置における鋳型および差
圧システムの実施例の第２の変形例を示している。
【０００７】この変形例においては、注湯レトルト 1
は円筒形であり、その下部に発熱体2 が配置されてい
る。固化に必要な湯口システム 4 と鋳型 19 との温度
差は断熱材 6 と、液体金属注入後の鋳型 19 の引き離
しにより実現される。この変形例においては保護ガスの
供給は、それ自体は公知であるブロワータンク 21 およ
び保護ガスの圧入および吸引のためのポンプシステム 2
2 から成る差圧システムにより行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム全体の模式図である。
【図２】注湯ユニットの第１の変形例である注湯レトル
トの模式図である。
【図３】第２の変形例である鋳型と差圧システムの模式
図である。
【符号の説明】
1 注湯レトルト 2 発熱体 3 バルブユニット 4 湯口システム 5 架台 6 断熱材 7 温度センサー 8 保護ガス導管 9 圧力変換器 10 保護ガス追加供給装置 11 ゲート装置 12 バルブ制御機構 13 結合部品 14 バルブストッパー 15 バルブパッキン 16 予備溶融炉 17 逆止弁 18 金属導管 19 鋳型 20 排気装置 21 ブロワータンク 22 ポンプシステム

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体金属を計量容器に導き、これに加圧
    した気体を圧入することにより前記液体金属を予め排気
    した鋳型に圧入する軽金属、特にマグネシウムまたはマ
    グネシウム合金から成る鋳物部品の製造方法であって、
    外部に対して気密な密閉系中で実施され、液体金属の加
    熱を湯口システム (4) に隣接した溶融装置下部におい
    て行うこと、型側から弁座下部までの間で液体金属を温
    度約６３０°Ｃの溶融状態から固化状態へ移行させるこ
    と、および保護ガスの供給および回収を差圧システムに
    よって行うことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記密閉系内において、固体軽金属の追
    加供給を、外気と溶融装置内との圧力差が作用している
    ゲート装置 (11) を通じて行うことを特徴とする、請求
    項１の方法。
  3. 【請求項３】 軽金属の供給を液体金属として金属導管
    (18) を通じ、あるいは固体金属としてゲート装置 (1
    1) を通じて行うことを特徴とする、請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 供給される軽金属の量を製造すべき軽金
    属部品の量の数倍とすることを特徴とする、請求項１、
    ２、および３の方法。
  5. 【請求項５】 溶融軽金属の固化を型装置の引き離しに
    よって行わせることを特徴とする、請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 保護ガスの供給および回収を圧力変換器
    (9) および発生する圧力損失を補償する保護ガス追加
    供給装置 (10) により行うことを特徴とする、請求項１
    の方法。
  7. 【請求項７】 固化の過程を、注湯レトルト (1) を上
    昇させ次に処理すべき部品の型の側へ移動させることこ
    とによって行わせることを特徴とする、請求項１の方
    法。
  8. 【請求項８】 溶融装置の容器内に、予備溶融炉 (16)
    から逆止弁 (17) を介して液体金属を供給する、外部に
    対して気密に設けた金属導管 (18) を配置すること、溶
    融装置の容器に差圧システムを結合すること、および溶
    融装置の容器に外部に対して気密なゲート装置 (11) を
    設けることを特徴とする、請求項１の方法を実施するた
    めの装置。
  9. 【請求項９】 前記差圧システムが圧力変換器 (9) と
    その下流に設けられ圧力損失を補償する保護ガス追加供
    給装置 (10) とから成ることを特徴とする、請求項８の
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記差圧システムがブロワータンク
    (21) とそれに属するポンプシステム (22) とから成る
    ことを特徴とする、請求項８の装置。
  11. 【請求項１１】 湯口システム (4) に向かって絞られ
    た形状の注湯レトルト (1) に、予備溶融炉 (16) から
    逆止弁 (17) を経て液体金属を供給する金属導管 (18)
    を気密に挿入すること、前記注湯レトルト (1) に圧力
    変換器 (9) を結合し、同圧力変換器 (9) に圧力損失を
    補償する保護ガス追加供給装置 (10)を結合すること、
    前記注湯レトルト (1) に固体軽金属を輸送するための
    ゲート装置 (11) を気密に設置すること、および液体金
    属の輸送を制御するためのバルブ制御機構 (12) に供給
    を極めて短時間で行うことのできるバルブストッパー
    (14) を備えることを特徴とする、請求項８の装置。
  12. 【請求項１２】 前記バルブ制御機構が空気圧式または
    液圧式のシステムにより動作し、同システムを液圧、空
    気圧または電磁力により駆動されるバルブストッパー
    (14) に結合することを特徴とする、請求項８の装置。
  13. 【請求項１３】 液体金属の固化を冷却した断熱流路に
    おいて行い、溶融装置と型装置との間に断熱層 (6) を
    配置することを特徴とする、請求項８の装置。
  14. 【請求項１４】 溶融装置の容器の下部に逆止弁 (17)
    を設けたことを特徴とする、請求項８および９の装置。
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