(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス加工等によって成形した第１次成形部品の一部に、鋳ぐるみによって第２次成形部品を鋳造する際に、両者の密着性を向上できる鋳造方法を提供することにある。【解決手段】成形した第１次成形部品としての筒状部材１０の一端部を挿入した成形型２０のキャビティ２２内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品としての角部材を鋳造し、筒状部材１０の一端部に角部材を一体化する際に、該筒状部材１０の一部を、成形型２０のキャビティ２２内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形した第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品を鋳造し、前記第１次成形部品の一部に第２次成形品を一体化する際に、
該第１次成形部品の一部を、前記成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
成形型として、溶湯が注湯されるゲートがキャビティの天井部に開口されている重力鋳造用成形型を用い、前記ゲートの近傍に第１次成形部品の一部を挿入する請求項１記載の鋳造方法。
【請求項３】
成形型として、第１次成形部品の一部が挿入された近傍のキャビティの内壁面近傍にヒータが設けられた成形型を用いる請求項１又は請求項２記載の鋳造方法。
【請求項４】
成形型のキャビティ内に挿入した第１成形部品の先端部に、鍔状部を形成する請求項１〜３のいずれか一項記載の鋳造方法。
【請求項５】
成形型のキャビティ内に挿入した第１成形部品の先端部に形成した鍔状部のキャビティ内方側端面に、前記鍔状部の厚さよりも薄い薄筒状部を形成し、前記薄筒状部がキャビティ内に注湯した直後の溶湯と接触するように、第１成形部品の先端部を位置調整する請求項１〜３のいずれか一項記載の鋳造方法。
【請求項６】
第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に、溶湯の表面に形成された酸化被膜を還元する還元性化合物を存在させて溶湯を注湯する請求項１〜５のいずれか一項記載の鋳造方法。
【請求項７】
第１次成形部品として、アルミニウム又はその合金から成る第１次成形部品を用いると共に、溶湯として、アルミニウム又はその合金から成る溶湯を用い、且つ還元性化合物として、Ｍｇ3Ｎ2を用いる請求項６記載の鋳造方法。
【請求項８】
第１次成形部品として、筒状部材を用い、前記筒状部材のキャビティ内の開口部から内孔を通じて前記筒状部材の内方への溶湯の進入を防止できるように、前記開口端近傍の内孔を閉塞部材によって閉塞する請求項１〜７のいずれか一項記載の鋳造方法。
【請求項９】
成形した第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品を鋳造し、前記第１次成形部品の一部に第２次成形品を一体化して得た鋳造部品であって、
該鋳造部品が、前記第１次成形部品の一部を、前記成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入し一体化して形成されたことを特徴とする鋳造部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳造方法及び鋳造部品に関し、更に詳細には成形した第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品を鋳造し、前記第１次成形部品の一部に第２次成形品を一体化する鋳造方法及び鋳造部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示す矩形状部品は、４本の第１次成形部品としての筒状部材１０の各端部が、矩形状部品の角部を形成する第２次成形部品としての角部材１２と一体化されている。
従来、筒状部材１０の一端部と角部材１２との一体化は、予め成形した角部材１２にドリル等で孔開け加工した孔内に、筒状部材１０の一端部を打ち込む打ち込み加工等によって行っていた。しかし、かかる孔開け加工等の操作は、煩雑で且つ作業効率が劣る。
このため、筒状部材１０の一端部を挿入した、角部材１２を鋳造する成形型のキャビティ内に挿入し、溶湯を注湯する鋳ぐるみによってなされる場合がある（鋳ぐるみについては、下記特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２２１５２号公報                  （〔０００７〕〜〔００１２〕、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プレス加工等によって成形した４本の第１次成形部品としての筒状部材１０の各端部に、鋳ぐるみによって第２次成形部品としての角部材１２を鋳造することによって、４本の筒状部材１０の各端部と角部材１２とを容易に一体化でき、図４に示す矩形状部品を得ることができる。
しかし、プレス加工等によって成形した筒状部材１０の一端部と、鋳造して得た角部材１２とは、その密着性が低下し易く、最終的に得た矩形状部品は強度等の機械的特性も問題となり易いことが判明した。
そこで、本発明の課題は、プレス加工等によって成形した第１次成形部品の一部に、鋳ぐるみによって第２次成形部品を鋳造する際に、両者の密着性を向上できる鋳造方法及び鋳造部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、成形型のキャビティ内に挿入された第１次成形部品の一部の表面に対する溶湯の流れ性を向上することによって、第１次成形部品の一部と第２次成形部品との密着性を向上できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、成形した第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品を鋳造し、前記第１次成形部品の一部に第２次成形品を一体化する際に、該第１次成形部品の一部を、前記成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入することを特徴とする鋳造方法にある。
また、本発明は、成形した第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に溶湯を注湯する鋳ぐるみによって第２次成形品を鋳造し、前記第１次成形部品の一部に第２次成形品を一体化して得た鋳造部品であって、該鋳造部品が、前記第１次成形部品の一部を、前記成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入し一体化して形成されたことを特徴とする鋳造部品にある。
【０００５】
かかる本発明において、成形型として、溶湯が注湯されるゲートがキャビティの天井部に開口されている重力鋳造用成形型を用い、前記ゲートの近傍に第１次成形部品の一部を挿入することによって、キャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固する箇所の近傍に第１次成形部品の一部を位置できる。
特に、成形型として、第１次成形部品の一部が挿入された近傍のキャビティの内壁面近傍にヒータが設けられた成形型を用いることによって、キャビティの任意の箇所に、溶湯の凝固が最も遅くなる箇所を形成できる。
【０００６】
更に、成形型のキャビティ内に挿入した第１成形部品の先端部に、鍔状部を形成することによって、第１次成形部品の一部と第２次成形部品との密着を更に向上できる。
かかる鍔状部のキャビティ内方側端面に、前記鍔状部の厚さよりも薄い薄筒状部を形成し、前記薄筒状部がキャビティ内に注湯した直後の溶湯と接触するように、第１成形部品の先端部を位置調整することにより、薄筒状部がキャビティ内に注湯した溶湯によって一部が溶け、第１次成形部品の一部と第２次成形部品との密着性を更に一層向上できる。
また、第１次成形部品の一部を挿入した成形型のキャビティ内に、溶湯の表面に形成された酸化被膜を還元する還元性化合物を存在させて溶湯を注湯することによって、溶湯の湯回り性を著しく向上でき、成形型のキャビティ内に挿入された第１次成形部品の一部の表面に対する溶湯の流れ性も向上できる。
【０００７】
かかる第１次成形部品として、アルミニウム又はその合金から成る第１次成形部品を用いると共に、溶湯として、アルミニウム又はその合金から成る溶湯を用い、且つ還元性化合物として、Ｍｇ3Ｎ2を用いることによって、成形型のキャビティ内に挿入された第１次成形部品の一部の表面に対する溶湯の流れ性を著しく向上できる。成形型のキャビティ内に挿入された第１次成形部品の一部の表面に形成された酸化被膜及び溶湯の表面に形成された酸化被膜を除去でき、溶湯の湯回り性及び第１次成形部品の一部の表面に対する溶湯の濡れ性を向上できるからである。
尚、第１次成形部品として、筒状部材を用い、前記筒状部材のキャビティ内の開口部から内孔を通じて前記筒状部材の内方への溶湯の進入を防止できるように、前記開口端近傍の内孔を閉塞部材によって閉塞することによって、第１次成形部品と第２次成形部品とから成る最終製品の軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、第１次成形部品の一部を、成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入する。このため、成形型のキャビティ内に挿入された第１次成形部品の一部は、その表面が、キャビティ内に充填された溶湯のうち、最も長く液相状態が保持される溶湯部分と長時間接触でき、キャビティ内に充填された溶湯によって形成された第２次成形部品と充分に密着できる。その結果、強度等の機械的特性に優れた第１次成形部品と第２次成形品とから成る最終製品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、例えば、図４に示す矩形状部品を構成する第１次成形部品としてのアルミニウム又はその合金から成る筒状部材１０の一端部と、矩形状部品の角部を形成する第２次成形部品としてのアルミニウム又はその合金から成る角部材１２とを一体化する際に、切削加工、押出加工、プレス加工等によって形成した筒状部材１０の一端部を、角部材１２を鋳造する成形型のキャビティ内に挿入し、このキャビティ内にアルミニウム又はその合金から成る溶湯を注湯する鋳ぐるみによって行う。
かかる鋳ぐるみでは、筒状部材１０の一端部を、角部材１２を鋳造する成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入して行う。この様に、筒状部材１０の一端部を、キャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所の近傍に挿入することによって、筒状部材１０の一端部の表面と、キャビティ内に充填された溶湯のうち、最も長く液相状態が保持される溶湯部分とを長時間接触させることができ、筒状部材１０の一端部と角部材１２とを密着できる。
【００１０】
ここで、角部材１２を鋳造する成形型のキャビティ内に注湯された溶湯が最も遅く凝固される箇所としては、図１に示す様に、溶湯が注湯されるゲート２４がキャビティ２２の天井部に開口されている重力鋳造用成形型２０を用いる場合は、ゲート２４の近傍である。ゲート２４からは、溶湯がキャビティ２２内に注湯されるため、ゲート２４の近傍の溶湯は、キャビティ２２内に充填された溶湯のうち最も遅く凝固するからである。
このため、筒状部材１０の一端部を、図１に示す様に、ゲート２４の近傍に挿入することによって、キャビティ２２内に挿入された筒状部材１０の一端部は、その表面が、キャビティ２２内に充填された溶湯のうち、最も長く液相状態が保持される溶湯部分と長時間接触でき、キャビティ２２内に充填された溶湯により形成された角部材１２と密着できる。
【００１１】
また、キャビティ２２内に挿入した筒状部材１０の一端部に、図１に示す様に、鍔状部２６を形成することによって、筒状部材１０の一端部と角部材１２とは凹凸嵌合し、両者の密着性を更に向上できる。
更に、図１に示すキャビティ２２内に溶湯が注湯された際に、キャビティ２２内に挿入された筒状部材１０の一端部の開口部から内孔１０ａを通じて筒状部材１０の内方への溶湯の進入を防止すべく、開口端近傍の内孔１０ａを閉塞部材２８によって閉塞する。筒状部材１０が溶湯によって閉塞されることを防止し、筒状部材１０と角部材１２とから成る最終製品の軽量化を図ることができる。
【００１２】
図１に示す様に、筒状部材１０の一端部を、図１に示す様に、ゲート２４の近傍に挿入しても、筒状部材１０の一端部の表面と、液相状態の溶湯部分との密着性が不充分である場合には、図２に示す様に、ゲート２４の近傍に位置するキャビティ２２の内壁面近傍にヒータ３０，３０を設けることによって、ゲート２４の近傍に充填された溶湯の冷却を更に遅らせることができる。
また、筒状部材１０の一端部をゲート２４の近傍に挿入し難い場合には、筒状部材１０の一端部を挿入し易い箇所のキャビティの内壁面近傍にヒータ３０，３０を設けることによって、筒状部材１０の一端部を挿入した箇所近傍に充填された溶湯の冷却を充分に遅らせることができる。
この様に、キャビティの任意の箇所の内壁面近傍にヒータ３０，３０を設けることによって、キャビティ２２の任意の箇所に充填された溶湯の凝固をが最も遅くなる箇所を形成できる。
【００１３】
図１及び図２に示す筒状部材１０の一端部に形成された鍔状部２６は、ゲート２４から注湯される溶湯に直接接触しない位置に配設されている。かかる鍔状部２６のキャビティ内方側端面に、図３に示す様に、鍔状部２６の厚さよりも薄い薄筒状部３２を形成する。この薄筒状部３２は、その少なくとも一部がゲート２４からキャビティ２２内に注湯した直後の溶湯と接触するように、ゲート２４の下方に位置している。このため、薄筒状部３２は、キャビティ２２に注湯された直後の高温の溶湯と接触し、薄筒状部３２の一部が溶け、筒状部材１０の一端部と角部材１２との密着性を更に一層向上できる。
【００１４】
また、図１〜図３に示す、筒状部材１０の一端部を挿入した成形型２０のキャビティ２２内に、溶湯の表面に形成された酸化被膜を還元する還元性化合物を存在させて溶湯を注湯することによって、溶湯の湯回り性を著しく向上でき、成形型２０のキャビティ２２内に挿入された筒状部材１０の一端部の表面に対する溶湯の流れ性も向上できる。
かかる還元性化合物としては、Ｍｇ3Ｎ2を好適に用いることができる。この還元性化合物であるＭｇ3Ｎ2を筒状部材１０の一端部を挿入した成形型２０のキャビティ２２内に存在させて注湯することによって、アルミニウム又はその合金から成る筒状部材１０の一端部の表面及びアルミニウム又はその合金から成る溶湯の表面に形成された酸化被膜を除去でき、溶湯の湯回り性及び筒状部材１０の一端部の表面に対する溶湯の濡れ性を向上できる。このため、成形型２０のキャビティ２２内に挿入された筒状部材１０の一端部の表面に対する溶湯の流れ性を著しく向上でき、筒状部材１０の一端部と角部材１２とを充分に密着できる。
尚、筒状部材１０の一端部を挿入した成形型２０のキャビティ２２内に、還元性化合物であるＭｇ3Ｎ2を存在させるには、例えば特開２００１−３３３５６７号公報に記載されている方法を採用できる。
【００１５】
図４に示す矩形状部品は、４本の筒状部材１０の各一端部を、角部材１２を鋳造する成形型２０のキャビティ２２内に挿入し、キャビティ２２内に溶湯を充填することによって得ることができる。この矩形状部品の四隅を形成する角部材１２は、同時に鋳造してもよく、別々に鋳造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る鋳造方法の一例を説明する断面図である。
【図２】本発明に係る鋳造方法の他の例を説明する断面図である。
【図３】本発明に係る鋳造方法の他の例を説明する断面図である。
【図４】第１次成形部品としての筒状部材の各端部が、矩形状部品の角部を形成する第２次成形部品としての角部材と一体化されている矩形状部品の部分断面平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  筒状部材（第１成形部品）
１０ａ  内孔
１２  角部材（第２成形部品）
２０  成形型
２２  キャビティ
２４  ゲート
２６  鍔状部
２８  充填部材
３０  ヒータ
３２        薄筒状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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