(57)【要約】【課題】金型の熱変形を防止して、バリやフラッシュの発生を抑制できる金型温度制御方法を提供する。【解決手段】ダイカスト鋳造における金型の温度制御方法であって、金型１の外周部近傍に電気ヒータもしくは加熱媒体をこの金型内部に導通して金型温度を制御する加熱経路２を設け、型締めして金属溶湯を製品部（キャビティ部）１１に充填を始めるときに、金型の中央部である製品部よりも金型外周部近傍の方が温度が高くなるように、外周部温度センサ３と製品部温度センサ４からの温度情報に基づいた制御回路６からの出力によって温度調整装置５を作動させて金型温度を制御する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の固定型と可動型によって形成される製品部に金属溶湯を射出充填し、製品凝固後に金型を型開きして製品を取り出すダイカスト鋳造における金型の温度制御方法において、
前記金型の外周部近傍に、電気ヒータもしくは加熱媒体を前記金型内部に導通して金型温度を制御する加熱経路を設け、金属溶湯充填開始時に、前記金型の中央部である前記製品部よりも前記金型の外周部近傍の方が温度が高くなるように金型温度を制御することを特徴とする金型温度制御方法。
【請求項２】
金型温度を測定する温度センサを２箇所以上設けて、その一方を前記金型の外周部近傍の加熱部位に、他方を前記金型の製品部近くに配置することを特徴とする請求項１に記載の金型温度制御方法。
【請求項３】
前記金型の外周部近傍と製品部近傍との温度差が一定の温度範囲内になるように金型温度を制御することを特徴とする請求項２に記載の金型温度制御方法。
【請求項４】
前記金型温度を測定する温度センサに代えて、前記金型の歪を測定する歪センサ又は型締め時に金型に発生する応力を測定する応力センサを配置することを特徴とする請求項２に記載の金型温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型の固定型と可動型によって形成されるキャビティ部内に金属溶湯を射出充填し、製品凝固後に金型を型開きして製品を取り出すダイカスト鋳造における金型の温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＡｌ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｕなどの溶融合金を金型に高速高圧で注入し、急速凝固させるダイカスト鋳造において、溶湯温度、鋳込み時間、鋳込み圧力等の条件が、製品の品質及び不良率に大きく影響し、特に金型の温度が所定の適正温度よりも低い鋳造開始時には、湯回り不良等が多く発生する。そのための対策としては、金型温調機或いはガスバーナー等による余熱や、テスト鋳込みを行い溶湯の熱によって金型の製品部（キャビティ部）の金型温度を局所的に上昇させる方法が一般に行われている。
【０００３】
図５は、このような従来の金型の温度制御方法の一つを示している。図５において、金型１には、金属の溶湯が充填される２つの製品部（キャビティ部）１１、製品部１１への溶湯の通路であるランナ部１２及び溶湯の供給口であるビスケット部１３が形成されていると共に、製品部１１の略直下には、加熱源である外部の温度調整装置３に接続した加熱媒体経路２が埋設されており、金型１の製品部１１の温度を局所的に上昇できるようになっている。
【０００４】
しかしながら、従来よりダイカスト鋳造は金型１の中央部に配置された製品部（キャビティ部）に溶湯を充填するため、図６の金型の表面温度分布に示されるように、金型１の中央部に熱が蓄積され金型１の中央部と外周部とで約１５０℃の温度差が生じる。このため、図６のＡ−Ａ線断面である図７に示されるように、金型１の固定型１Ａと可動型１Ｂとが凸形状に熱変形し易く、バリやフラッシュが発生し易いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、金型の熱による変形を防止して、バリやフラッシュの発生を抑えることができる金型温度制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の金型温度制御方法を提供する。
請求項１に記載の金型温度制御方法は、金型の外周部近傍に電気ヒータもしくは加熱媒体を金型内部に導通して金型温度を制御する加熱経路を設け、金型の製品部への金属溶湯の充填開始時に、金型の中央部である製品部よりも外周部近傍の方が温度が高くなるように金型温度を制御するようにしたものであり、これにより、従来のように金型の固定型と可動型とが凸形状に変形することもなく、その結果、バリやフラッシュ等の発生が防止できる。
【０００７】
請求項２の金型温度制御方法は、金型温度を測定する温度センサを、少なくとも金型の外周部近傍の加熱部位と製品部近くとに配置するようにしたものであり、これにより、金型温度を正確に管理することができる。
請求項３の金型温度制御方法は、金型の外周部近傍と製品部近傍との温度差が一定の温度範囲内になるように金型温度を制御するようにしたものであり、これにより、金型の熱による変形を管理している。
【０００８】
請求項４の金型温度制御方法は、金型温度を測定する温度センサに代えて金型の歪を測定する歪センサ又は型締め時に金型に発生する応力を測定する応力センサを配置するようにしたものであり、これにより、金型温度を直接測定するのではなく、金型の歪又は金型に発生する応力を測定することによって金型の変形を予測し、金型温度を制御して、金型の凸形状の変形を防止するようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の金型温度制御方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態の金型温度制御方法を実施するための金型温度制御システムの概略の全体構成を示す図である。符号１は固定型１Ａと可動型１Ｂによって構成される金型であり、この金型１には、製品部（キャビティ部）１１、ランナ部（分岐通路）１２及びビスケット部（共通通路）１３とが形成された嵌め込み型が嵌め込まれている。図１においては、製品部１１が２つ形成されており、ビスケット部１３と２つの製品部１１をつなぐ形でランナ部１２が形成されている。したがって、金型１が型締めされたとき、金属溶湯がビスケット部１３からランナ部１２を通って製品部１１に充填される。
【００１０】
金型１の外周部近傍には、その全周に渡って金型１内部に加熱媒体を通す加熱媒体経路（加熱経路）２が埋設されており、この加熱媒体経路２は、加熱媒体の温度を調整する外部の温度調整装置５に接続している。また、金型１の外周部近傍の加熱媒体経路２に近接して外周部温度センサ３を設けると共に、金型１の中央部の製品部１１近傍にも製品部温度センサ４を設けている。この外周部温度センサ３と製品部温度センサ４とは、それぞれ制御回路６に接続していて、金型１の外周部の温度及び製品部１１の温度情報が制御回路６に入力される。制御回路６では、これらの温度情報に基づいて出力し、温度調整装置５を制御している。
【００１１】
この場合、金型１の加熱源として、加熱媒体に代えて電気ヒータを使用してもよい。また、温度センサ３，４を外周部と製品部１１とにそれぞれ１個ずつではなく、複数設けてもよい。
例えば、外周部温度センサ３の設置位置を金型表面から５ｍｍ以内の深さとし、金型１の外周部に設ける加熱媒体経路２を金型外周から２００ｍｍ以内に設置し、金型外周部と製品部との温度差が０〜１００℃以内に入るように金型の温度制御する。
なお、図１は、金型１の固定型１Ａもしくは可動型１Ｂのいずれか一方を示しており、他の型においても同じように対称的に図示したように加熱媒体経路２が形成されていて、同じように外周部温度センサ３及び製品部温度センサ４が設けられている。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態の金型温度制御方法に基づく１サイクルでの金型温度変化を示すグラフである。実線は金型の外周部の温度変化を示し、破線は金型の製品部の温度変化を示している。グラフの縦軸は金型温度を、横軸は時間を示している。このグラフから解るように、本発明の金型温度制御方法では、予め又は連続の鋳造中において金型温度の低い金型外周部を温度調整装置５を作動させて積極的に加熱し、金属溶湯の射出開始時には、金型外周部温度Ｔｂが金型製品部温度Ｔａよりも高くなる（Ｔｂ＞Ｔａ）ように、金型温度を制御している。製品部１１に溶湯が充填されるにつれ、製品部１１は溶湯の熱により急激に昇温し始め、その温度差がなくなると共に、充填終了時には、製品部温度Ｔａの方が外周部温度Ｔｂより高くなる（Ｔａ＞Ｔｂ）。Ｔａ＞Ｔｂの状態で製品が冷却・凝結が進み、完全に製品が凝結後、型開きして製品を金型１から取り出す。製品を金型１から取り出すと、製品部１１の方が降温が早く進み、ＴａとＴｂの温度がまた逆転し、Ｔｂ＞Ｔａとなるように金型外周部の温度を制御する。この状態で型締めが行われる。以上で１サイクルが終了し、このサイクルが繰り返し行われる。この場合、外周部温度Ｔｂと製品部温度Ｔａとの差が常に一定の温度範囲（例えば、０〜１００℃）内になるように、制御回路６によって温度調整装置５は制御される。
【００１３】
図３は、温度調整装置５を作動して、金型１の外周部を加熱した場合の金型１の表面温度分布を説明する図である。図において、点の密度が濃い程、温度が高いことを示している。この図から解るように、金型１の外周部の温度（約２５０℃）の方が、金型１の中央部である製品部１１の温度（約２００℃）より約５０℃程高くなっている。
【００１４】
図４は、図３のＡ−Ａ線による断面図であり、可動型１Ｂと固定型１Ａの金型の熱変形を説明する図である。この図から解るように、金型１の外周部の温度がその中央部である製品部１１の温度より高い場合には、固定型１Ａと可動型１Ｂとは断面凹形状に変形する。即ち、固定型１Ａと可動型１Ｂの互いに向き合う面の外周部が若干突出するように変形する。これによって、鋳造時のバリやフラッシュの発生が防止できる。
【００１５】
なお、上記実施形態においては、金型１に温度センサ３，４を設置して金型温度を測定し、これに基づいて温度調整装置５を制御しているが、この温度センサに代えて金型の歪を測定する歪センサ又は型締め時に金型に発生する応力を測定する応力センサを金型に設けて、これらの測定結果に基づいて制御回路６により温度調整装置５を制御するようにしてもよい。
【００１６】
以上説明したように、本発明においては、金型の外周部の温度をコントロールすることによって、金型の温度分布を安定化させることができ、金型の熱変形によるバリやフラッシュの発生を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の金型温度制御方法を実施するための金型温度制御システムの概略の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の金型温度制御方法による金型温度変化を示すグラフである。
【図３】本発明による金型の表面温度分布を示す図である。
【図４】本発明による金型の熱変形を説明する図である。
【図５】従来技術の金型温度制御システムの概略図である。
【図６】従来技術による金型の表面温度分布を示す図である。
【図７】従来技術による金型の熱変形を説明する図である。
【符号の説明】
１…金型
１Ａ…固定型
１Ｂ…可動型
１１…製品部（キャビティ部）
１２…ランナ部（分岐通路）
２…加熱媒体経路（加熱経路）
３…外周部温度センサ
４…製品部温度センサ
５…温度調整装置
６…制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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