JP4675474B2 - Mold for casting - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種部品の鋳造に用いられる鋳造用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用ホイールの鋳造に用いられる鋳造用金型の場合、湯口に近いキャビティの部分は他の部分に比べて肉厚が厚いため、キャビティに充填された溶湯を効率良く冷却する必要がある。
【0003】
そのため、従来は、図6に示すように、湯口入子1を包囲する下型2の部分に環状の冷却溝11を設け、キャビティ5aの反対側に開口した冷却溝11の環状の開口部11aを平板状の密閉蓋12cにより気密に溶接し、この冷却溝11に冷却空気を流して冷却していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成のものでは、鋳造時の冷熱により密閉蓋12cの溶接部に応力が加わり、特に溶接部Aの部分で早期に割れが発生する場合がある。その場合、冷却溝11を流れている冷却空気が割れ部から洩れ、この漏れた冷却空気が湯口入子1と下型2の嵌合隙間を通ってキャビティ5a内に充てんされた溶湯の中に混入し、これにより溶湯の凝固後に巣孔等が発生するという問題があった。
【0005】
本発明の目的は、密閉蓋を改良することにより、密閉蓋の溶接部において早期に割れが発生することを無くすことにより、溶湯の凝固後に巣孔等が発生しない鋳造用金型を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、次の手段を用いるものである。
【0007】
即ち、各金型により構成されたキャビティを有する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填された溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティの反対側の面に開口部を有する冷却溝と、前記冷却溝の開口部に気密に溶接された密閉蓋を有するものにおいて、
前記密閉蓋を、前記冷却溝の内側方向又は外側方向に湾曲状に突出して形成したことを特徴とする。
【0008】
上記の手段によれば、冷却溝に気密に溶接される密閉蓋が、冷却溝の内側方向又は外側方向に湾曲状に突出して形成されているため、鋳造時の冷熱により密閉蓋の溶接部に応力が加わっても、湾曲部が応力を吸収して溶接部に加わる応力は小さくなるので、密閉蓋の溶接部における割れの発生は抑えられる。
【0009】
更に、密閉蓋の溶接工程で必要であった溶接残留応力を除去するための溶接部の後熱は、密閉蓋の湾曲部の応力吸収作用によって溶接残留応力が小さくなるので不要となり、後熱を省略することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図5に基づいて説明する。
【0011】
図1において、1はアルミ合金の溶湯が注入される湯口を形成する湯口入子で、湯口入子1の上方の外周部には下型2が嵌合配置され、下型2の上方の外周部には横型3が嵌合配置されており、横型3の上部には上型4が嵌合され、この上型4の型部は横型3の内側に配置されている。これ等の下型2、横型3及び上型4によって、車両用ホイールのディスク部を形成するキャビティ5aとリム部を形成するキャビティ5bが構成されている。
【0012】
湯口入子1の外周に近い位置にある下型2の内部には、湯口を包囲するように環状の冷却溝11が形成されており、冷却溝11には冷却空気が後述の経路により流されるようになっている。なお、冷却溝11の先端は冷却効果を上げるため、キャビティ5a側にできるだけ近づけるように配設されているが、金型の熱応力に対する強度上の問題から、キャビティ5aに接した下型2の表面より少なくとも10mmは離されている。
【0013】
下型2に設けられた環状の冷却溝11は、図2に示すように、キャビティ5aの反対側方向の下型2の下面に開口しており、この開口した環状の開口部11aには、横断面形状が冷却溝11の内側方向に突出して湾曲状に形成された環状の密閉蓋12aが気密に溶接されている。図においてBは溶接部を示す(第1実施例)。
【0014】
なお、13は冷却溝11の冷却空気の取入口で、15は取入口13に冷却空気を送る送風機である。
【0015】
また、図3に示すように、冷却溝11の開口部11aには、上記とは逆に、横断面形状が冷却溝11の外側方向に突出して湾曲状に形成された環状の密閉蓋12bが気密に溶接されたものでも良い(第2実施例)。
【0016】
なお、下型2の材質は、通常用いられる合金工具鋼(SKD61)より成り、下型2に設けられる冷却溝11として、溝幅が18mmのものが用いられている。また、冷却溝11の開口部11aを密閉する密閉蓋は、従来の密閉蓋12c及び本発明の密閉蓋12a,12b共に肉厚4mmのステンレス鋼(SUS304L)より成り、本発明の密閉蓋12aと12bの湾曲部深さは5mmのものが用いられている。
【0017】
ところで、冷却溝11を流れる冷却空気は、図4に示すように、冷却空気の取入口13より導入され、冷却溝11を矢印で示すように流れながら、それぞれの排出口14から外部へ排出されるようになっている。図中の6は、車両用ホイールが取り付けられるボルト穴である。
【0018】
次に、本発明品と従来品について、鋳造時の冷熱による密閉蓋溶接部の耐久寿命について比較を行った。
【0019】
但し、鋳造時の冷熱は、図5(b)に示すように、1サイクルが6分間の鋳造において、図5(a)に示す湯口入子1の上部に近い下型2のP部の温度が、480℃から550℃まで変化する鋳造用金型について行った。
【0020】
その結果、従来の密閉蓋12cの場合は、目標寿命2万サイクルに対し、0.5万サイクル位から溶接部A(図6参照)に割れが発生し始めたが、本発明の密閉蓋12a及び12bの場合は、約3万サイクルまで溶接部Bの割れは発生しておらず、目標寿命(金型の償却寿命)を十分に満足するレベルにあることが判った。
【0021】
上記のように、本発明の密閉蓋12a及び12bの溶接部の耐久寿命が大幅に向上したのは、密閉蓋12a及び12bが湾曲状に形成されているため、鋳造時の冷熱によって密閉蓋12a又は12bの溶接部に加わる応力は、湾曲部で吸収されて小さくなるからである。
【0022】
ところで、従来の密閉蓋12cの場合、冷却溝11への溶接は予熱、アルゴン溶接、後熱、徐冷の4工程が必要であったが、本発明の密閉蓋12a及び12bの場合、冷却溝11の溶接は予熱、アルゴン溶接、徐冷の3工程で良く、400℃で1時間行っていた後熱が不要となるという付随効果が得られた。
【0023】
この理由は、この密閉蓋12a及び12bの場合、湾曲部の応力吸収作用により、アルゴン溶接で溶接部に付加される残留応力が従来の密閉蓋12cの場合に比べて大幅に小さくなり、それにより、溶接残留応力を除去するために必要であった後熱が、必要でなくなったものと考えられる。
【0024】
次に、本実施例では、鋳造部品として車両用ホイールを取り上げ、且つ環状の冷却溝が下型に設けられたものについて説明したが、キャビティに充填された溶湯を冷却する金型に設けられた冷却溝を有する鋳造用金型であるならば、鋳造部品の種類や金型の種類や冷却溝の形状に関係なく適用することができる。
【0025】
また、本実施例では、冷却溝に流す冷却媒体として冷却空気を用いたが、必要に応じ冷却空気に代えて冷却水を用いても良く、この場合は、送風機に代えて送水ポンプが用いられる。
【0026】
【発明の効果】
本発明の鋳造用金型は、以上説明したように構成されているため、密閉蓋の溶接部の鋳造時における割れの発生が抑えられるので、それに伴い溶湯の凝固後における巣孔等の鋳造欠陥の発生が防止され、更に、密閉蓋の溶接部の後熱が不要となるので、溶接コストも低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋳造用金型の実施例を示す縦断面図で、図4のX−X線断面図である。
【図2】第1実施例の要部拡大図である。
【図3】第2実施例の要部拡大図である。
【図4】図1における冷却溝の底面図である。
【図5】鋳造時の金型温度の変化を示すもので、(a)は金型の測温部位を示す図、(b)は鋳造1サイクルの金型温度変化のパターン図である。
【図6】従来の鋳造用金型の要部拡大図である。
【符号の説明】
2 下型
3 横型
4 上型
5a キャビティ(ディスク部)
5b キャビティ(リム部)
11 冷却溝
11a 開口部
12a,12b 密閉蓋
A,B 溶接部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a casting mold used for casting various parts.
[0002]
[Prior art]
In the case of a casting mold used for casting a vehicle wheel, the cavity portion close to the gate is thicker than the other portions, so it is necessary to efficiently cool the molten metal filled in the cavity.
[0003]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, an
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, stress is applied to the welded portion of the sealing
[0005]
An object of the present invention is to provide a casting mold that does not generate burrows or the like after solidification of a molten metal by improving the sealing lid and eliminating the occurrence of early cracks in the welded portion of the sealing lid. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the following means in order to achieve the above object.
[0007]
That is, a casting mold having a cavity constituted by each mold, provided in a mold for cooling the molten metal filled in the cavity, and having an opening on the opposite surface of the cavity In having a groove and a sealing lid hermetically welded to the opening of the cooling groove,
The sealing lid is formed so as to protrude in a curved shape toward the inner side or the outer side of the cooling groove.
[0008]
According to the above means, the sealing lid that is airtightly welded to the cooling groove is formed so as to protrude in a curved shape inward or outward of the cooling groove. Even when stress is applied to the welded portion, the bending portion absorbs the stress and the stress applied to the welded portion is reduced, so that the occurrence of cracks in the welded portion of the sealing lid can be suppressed.
[0009]
Furthermore, the post-heating of the weld to remove the welding residual stress, which was necessary in the sealing lid welding process, becomes unnecessary because the welding residual stress is reduced by the stress absorption action of the curved portion of the sealing lid. Can be omitted.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
[0011]
In FIG. 1,
[0012]
An
[0013]
As shown in FIG. 2, the
[0014]
[0015]
In addition, as shown in FIG. 3, the
[0016]
In addition, the material of the lower mold |
[0017]
By the way, as shown in FIG. 4, the cooling air flowing through the
[0018]
Next, the present invention product and the conventional product were compared in terms of the endurance life of the sealed lid welded part due to cold heat during casting.
[0019]
However, as shown in FIG. 5 (b), the cold heat at the time of casting is the temperature of the P part of the
[0020]
As a result, in the case of the
[0021]
As described above, the durable life of the welded portion of the sealing
[0022]
By the way, in the case of the
[0023]
The reason for this is that, in the case of the sealing
[0024]
Next, in the present embodiment, the vehicle wheel was taken up as a cast part and the annular cooling groove was provided in the lower mold, but it was provided in the mold for cooling the molten metal filled in the cavity. If it is a casting mold having a cooling groove, it can be applied regardless of the type of casting part, the type of mold and the shape of the cooling groove.
[0025]
In the present embodiment, cooling air is used as a cooling medium flowing in the cooling groove. However, cooling water may be used instead of the cooling air if necessary, and in this case, a water pump is used instead of the blower. .
[0026]
【The invention's effect】
Since the casting mold of the present invention is configured as described above, the occurrence of cracks during the casting of the welded portion of the hermetic lid can be suppressed, and accordingly, casting defects such as burrows after solidification of the molten metal. Is prevented, and further, the post-heating of the welded portion of the sealing lid becomes unnecessary, so that the welding cost is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a casting mold according to the present invention, and is a sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a second embodiment.
4 is a bottom view of the cooling groove in FIG. 1. FIG.
FIGS. 5A and 5B show changes in mold temperature during casting, where FIG. 5A is a view showing a temperature measuring portion of the mold, and FIG. 5B is a pattern diagram showing changes in mold temperature in one cycle of casting.
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of a conventional casting mold.
[Explanation of symbols]
2
5b Cavity (rim part)
11
Claims (1)
前記密閉蓋を、前記冷却溝の内側方向又は外側方向に湾曲状に突出して形成したことを特徴とする鋳造用金型。A casting mold having a cavity constituted by each mold, provided in a mold for cooling the molten metal filled in the cavity, and a cooling groove having an opening on the opposite surface of the cavity; In what has a hermetic lid hermetically welded to the opening of the cooling groove,
A casting mold, wherein the sealing lid is formed so as to protrude in a curved shape toward the inner side or the outer side of the cooling groove.
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