(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカスト金型のキャビティを１００ミリバール以下に真空吸引した後、真空吸引にオーバーラップさせてスリーブから反応性ガスをキャビティに吹き込み、キャビティの雰囲気圧を大気圧以上にし、反応性ガスの吹込みを継続しながらスリーブにアルミニウム合金溶湯を注入し、次いでキャビティのオーバーフロー部に開口したガス給排管を介してキャビティを再度真空吸引し、プランジャを前進させてスリーブ内から湯道を経てアルミニウム合金溶湯をキャビティに圧入することを特徴とするダイカスト方法。
【請求項２】
吸引速度５００ミリバール／秒以上でキャビティを真空吸引する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項３】
湯道を経由してキャビティを真空吸引する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項４】
湯道及びオーバーフロー部を経由してキャビティを真空吸引する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項５】
除湿した反応性ガスの吹込みによりキャビティを湿度１５％ＲＨ以下に維持する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項６】
反応性ガスの吹込みを中止した後でプランジャを前進させる請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項７】
鋳造終了まで反応性ガスの吹込みを継続する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項８】
スリーブの給湯口をプランジャチップが通過した時点でプランジャを一旦停止させる請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項９】
鋳造終了まで再度の真空吸引を継続する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項１０】
オーバーフロー部を経由してキャビティを再度真空吸引する請求項１記載のダイカスト方法。
【請求項１１】
給湯口から注入されたアルミニウム合金溶湯を収容するスリーブと、スリーブ内で前後進可能なプランジャと、スリーブから湯道を介して圧入されるキャビティを形成する相互に気密接触可能な固定金型及び可動金型をもち、固定金型と可動金型との合せ面にキャビティを取り囲む溝が形成されたダイカスト鋳型と、ピン孔に取外し自在に挿入され、可動金型を貫通してキャビティに臨む少なくとも１本のエジェクタピンと、湯道に開口する排気管及びキャビティのオーバーフロー部に開口するガス給排管が接続された真空吸引機構と、スリーブの給湯口よりもダイカスト金型側に設けられた給気口に開口するガス供給管が接続された反応性ガス供給機構とを備えるとともに、前記ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間の合せ面にキャビティを取り囲むように形成された前記溝が真空吸引機構に接続されていることを特徴とするダイカストマシーン。
【請求項１２】
オーバーフロー部に開口するガス給排管は、真空吸引機構に接続される排気管と圧縮空気噴出機構に接続される給気管に分岐している請求項１１記載のダイカストマシーン。
【請求項１３】
キャビティ内の湿度を測定する湿度計がガス給排管に設けられている請求項１１記載のダイカストマシーン。
【請求項１４】
反応性ガス供給機構からスリーブの給気口まで延びたガス供給管の途中に乾燥機が設けられている請求項１１記載のダイカストマシーン。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、巣、ブローホール等の鋳造欠陥が抑制され、構造用材料は勿論、機能材料としても使用可能なダイカスト製品を製造する方法及びダイカスト装置に関する。
通常のダイカスト法では、スリーブに注入された溶融アルミニウム溶湯又は溶融アルミニウム合金（以下、「溶湯」という）をプランジャによって金型のキャビティに圧入している。キャビティに充満している空気，水蒸気等のガスは、アルミニウム溶湯の圧入によって大半がキャビティからパージされるが、圧入後もキャビティに残留するものもある。特に薄肉製品や複雑形状をもつ製品用に設計された金型では、流体の隘路となる部分が生じ易く、キャビティからガス成分を完全に除去することは困難である。
キャビティに残留しているガスは、金型内でアルミニウム溶湯が冷却凝固するとき、アルミニウム材料の内部に巻き込まれ、巣、ブローホール等の鋳造欠陥としてダイカスト製品に持ち込まれる。その結果、得られたダイカスト製品は、強度，伸び等の機械的特性に劣り、スクロール，ピストン，シリンダブロック，連結ロッド，サスペンション部品等の機能材としての用途には不向きなものとされていた。残留ガスに起因する鋳造欠陥が抑制されると、優れた生産性をもつダイカスト法の適用対象分野が広げられる。
残留ガスによる悪影響を解消するものとして、真空ダイカスト法が知られている。真空ダイカスト法では、キャビティから空気を除去するため、アルミニウム溶湯の注入に先立ってキャビティを真空吸引している。しかし、金型の合せ目からの空気の侵入があり、スリーブ内にアルミニウム溶湯を注入する際にも空気の混入があるので、キャビティの真空度が２００〜５００ミリバールに留まり、それ以上に真空度を良くできない。真空ダイカスト法で得られた製品にあっても、普通ダイカスト製品に比較すると空気の巻込みが少なくなっているものの、依然としてガス巻込みに起因するポロシティ等の鋳造欠陥が検出され、機能材としての用途には程遠い。
真空ダイカスト法の欠点を解消するものとして、酸素ダイカスト法が開発された（特公昭５０−２１１４３号公報参照）。酸素ダイカスト法では、キャビティ内のガスを酸素に置換するため、大気圧以上の圧力で酸素をキャビティに充満させている。キャビティに送り込まれた酸素は金型の合せ目や注入口から吹き出すため、金型の合せ目や注入口から空気がキャビティに侵入することが防止される。送り込まれたキャビティ内の酸素は、アルミニウム溶湯と反応して微細なＡｌ２Ｏ３になって製品内に分散し、ダイカスト製品に悪影響を及ぼすことはない。
しかし、大気圧以上で酸素をキャビティに送り込むことによっても、キャビティから空気を完全に除去することは困難である。空気の残留は、キャビティが複雑形状をもつ場合に発生しがちである。すなわち、複雑形状をもつ金型のキャビティでは、酸素が供給されない隘路が生じ、隘路では空気，水蒸気等のガスが酸素と置換されずに残留する。この残留したガスがダイカスト製品に取り込まれ、鋳造欠陥を発生させる原因になる。
鋳造欠陥の原因となるキャビティ内の空気は、真空吸引と同時に酸素ガスを注入するとき、効率よく酸素ガスで置換される（特公昭５７−１４０号公報）。しかし、真空吸引と同時に酸素ガスを注入しても，水分の除去には有効でない。実際、製造されたダイカスト製品には、依然としてガス起因の鋳造欠陥が検出される。真空吸引後に酸素ガスを注入する方法（特公平１−４６２２４号公報）も知られているが、キャビティ内が２００〜４００ミリバール程度の減圧雰囲気に維持されるに過ぎず、ガスに起因した鋳造欠陥を十分に抑制できていない。
そこで、本発明者等は、金型のキャビティを真空吸引して１００ミリバール以下の真空度にした後、金型に酸素等の反応性ガスを吹き込み、キャビティの雰囲気圧が大気圧を越えた時点でアルミニウム合金溶湯の圧入を開始する方法を開発した（特願平１１−１５４５６６号）。１００ミリバール以下の真空度にキャビティを減圧することにより、金型内面に付着している離型剤からの水分蒸発が加速される。次いで真空状態のキャビティに反応性ガスが送り込まれるため、反応性ガスは金型の隅々まで行き渡り、キャビティに残存している空気や離型剤由来の水分等が効率よく放出される。その結果、ガス量が大幅に軽減されたダイカスト製品が得られ、ガス起因の欠陥が抑制される。また、加熱された場合でも残存ガスに起因するフクレが発生しないため、Ｔ６処理等の熱処理で機械的性質を向上させることが可能なダイカスト製品となる。
キャビティに送りまれた反応性ガスの多くは射出されたアルミニウム合金溶湯と反応して微細なＡｌ２Ｏ３となって製品内に分散し、一部はアルミニウム合金溶湯によってキャビティから押し出される。しかし、製品形状によっては、アルミニウム合金溶湯の圧入後にもキャビティに残留し、ダイカスト製品に未反応のまま取り込まれる反応性ガスもある。たとえば、複雑形状のダイカスト製品を製造する金型では複数のメタル流路が分流・合流するキャビティ形状に設計されるが、合流点近傍では双方のメタル流路を流れるメタルによって反応性ガスの押し出される経路が塞がれ、反応性ガスの逃げ場がない袋小路状になる。
キャビティに通じたバイパス通路を開いてキャビティを真空吸引する方式（特公平１−４６２２４号公報）では、次に掲げる理由から到達真空度が２００〜４００ミリバール程度に留まり、かなりの空気が残留するばがりでなく、未反応の反応性ガスも十分に放出されないため、ダイカスト製品に取り込まれるガス成分が十分に低減できない。
キャビティ内で真空吸引するため、狭いゲートを介したスリーブやランナー部分の吸引に時間がかかる。しかも、キャビティ内を最初に真空吸引しているので、減圧効果によって気化したスリーブ潤滑剤までもがキャビティに吸引され、キャビティ内の湿度が高くなる。高い湿度は、キャビティに圧入されたアルミニウム合金溶湯と水分との反応で生じる水素ガスが鋳物に取り込まれる原因となる。スリーブ潤滑剤は、一部が液状のままで吸引されることもあり、結果としてキャビティを汚染する。
また、真空吸引機構とキャビティとを弁機構で仕切っているため、アルミニウム合金溶湯の圧入終了まで真空吸引を継続すると弁の隙間からメタルが差し込む虞がある。そのため、アルミニウム合金溶湯が仕切り弁に達するまでに仕切り弁を閉じて真空吸引を中止する必要があり、アルミニウム合金溶湯の圧入中に残存ガスを最後まで吸引できず、未反応の反応性ガスがキャビティ内に残留しやすい。
更に、真空吸引及び反応性ガスの注入に同じ開口を使用しているので、真空吸引及び反応性ガスの注入を同時に行えず、真空吸引を中止した後で反応性ガスを注入することになる。そのため、この間に金型の合せ面から空気がキャビティに侵入し、残留しやすい。しかも、反応性ガスの注入口がキャビティ内にしかないため、アルミニウム合金溶湯の圧入中にスリーブ内を反応性ガスで充満できず、プランジャチップとスリーブとの隙間からキャビティに侵入する空気もある。
発明の開示
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、真空ダイカスト法及び酸素ダイカスト法の長所を活用した真空・酸素ダイカスト法において、アルミニウム溶湯の圧入時にオーバーフロー部や湯道又はスリーブを介してキャビティを再度真空吸引することにより、未反応の反応性ガスをキャビティから排気し、従来のダイカスト製品に比較して巻込みガス量を大幅に低下させ、構造材は勿論、機能部品としても使用可能なダイカスト製品を得ることを目的とする。
本発明のダイカスト法は、その目的を達成するため、ダイカスト金型のキャビティを１００ミリバール以下に真空吸引した後、真空吸引にオーバーラップさせてスリーブから反応性ガスをキャビティに吹き込み、キャビティの雰囲気圧を大気圧以上にし、反応性ガスの吹込みを継続しながらスリーブにアルミニウム合金溶湯を注入し、次いでキャビティを再度真空吸引し、プランジャを前進させてスリーブ内のアルミニウム合金溶湯をキャビティに圧入することを特徴とする。
真空吸引は吸引速度５００ミリバール／秒以上で行うことが好ましく、湯道更にはオーバーフロー部に開口した排気管を介しキャビティが真空吸引される。真空吸引にオーバーラップさせて酸素等の反応性ガスを吹き込み、キャビティを大気圧以上の雰囲気圧にする。このとき、除湿された反応性ガスを吹き込むことにより、キャビティを湿度１５％ＲＨ以下に維持することが好ましい。反応性ガスの吹込みは、プランジャを前進させる前に中止し、或いは鋳造終了まで継続させても良い。
鋳造されるアルミニウム合金溶湯は、給湯口からスリーブに注入され、プランジャの前進によってキャビティに圧入される。このとき、プランジャチップがスリーブの給湯口を通過した時点でプランジャを一旦停止させることが好ましい。
再度の真空吸引は、アルミニウム合金溶湯の注入後に開始され、鋳造終了まで継続される。再度の真空吸引では、オーバーフロー部に開口する排気管を経由してキャビティが真空吸引される。湯道を経由する真空吸引も併用できる。
この方法に使用されるダイカストマシーンは、スリーブに注入されたアルミニウム合金溶湯をダイカスト金型のキャビティに導く湯道に開口する排気管及びダイカスト金型内のオーバーフロー部に開口するガス給排管が接続された真空吸引機構と、スリーブの給湯口よりもダイカスト金型側に設けられた給気口に開口するガス供給管が接続された反応性ガス供給機構とを備えている。
ガス給排管の開口部とオーバーフロー部との間には、真空系へのメタル漏出を防止するためチルベントを設けることが好ましい。キャビティを外気と遮断する上で、ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間のキャビティを取り囲む合せ面にパッキンを挟み込む方式，ダイカスト金型の固定金型と可動金型との間の合せ面に形成したキャビティを取り囲む溝を真空吸引機構に接続する方式等が採用可能である。また、可動金型を貫通してキャビティに臨むピン孔にエジェクタピンが進退自在に設け、ピン孔内壁とエジェクタピンとの間を気密シールすることも有効である。
オーバーフロー部に開口するガス給排管は、真空吸引及び圧縮空気吹込みに兼用されるため、真空吸引機構に接続される排気管と圧縮空気噴出機構に接続される給気管に分岐している。ガス給排管には、キャビティの雰囲気圧及び湿度を測定する圧力計，湿度計等を取り付けることができる。また、反応性ガス供給機構からスリーブの給気口まで延びたガス供給管の途中に乾燥機を設けることが好ましい。
ダイカスト製品に含まれるガス成分は、普通ダイカスト法では金型キャビティに残存する空気に由来する。残存空気は、真空ダイカスト法や酸素ダイカスト法で大幅に軽減できる。しかし、キャビティの残存空気を減少しても、得られたダイカスト製品には依然としてガス起因の欠陥が避けられない。これに対し、特願平１１−１５４５６６号で提案した真空・酸素ダイカスト法では、真空吸引工程でキャビティを１００ミリバール以下の真空度にすることにより離型剤等からの水分の蒸発を促進させ、次いで真空状態のキャビティに反応性ガスを吹き込むことによりキャビティの隅々まで反応性ガスを行き渡らせている。反応性ガスの吹込みによりキャビティの雰囲気圧を大気圧以上にすると、キャビティへの外気の侵入が防止されることは勿論、離型剤から蒸発した水分が系外に持ち去られる。
真空吸引工程でキャビティを１００ミリバール以下に減圧することから、金型の合せ面や溶湯注入部，オーバーフロー部に気密性の高い構造が必要となる。気密性の高い構造は、次の反応性ガス吹込み工程で吹き込まれた反応性ガスをキャビティ内に保持し、大気圧以上の酸素雰囲気を維持する上でも有効である。吹き込まれる反応性ガスは、全部がアルミニウム合金溶湯と反応してＡｌ２Ｏ３になるものではなく、一部が未反応のままで残留する。未反応の反応性ガスは、キャビティに圧入されるアルミニウム合金溶湯によりオーバーフロー部に押し出されるが、金型のキャビティ形状によっては未反応の反応性ガスを押し出す経路がメタルによって塞がれることがある。このような場合、未反応の反応性ガスの一部が鋳物内部に取り込まれることになる。特にメタル流路が複雑に分流・合流する形状のキャビティでは、その傾向が一層強くなる。
そこで、本発明においては、オーバーフロー部及び湯道に開口したガス流路を真空吸引装置に接続し、アルミニウム合金溶湯圧入時にキャビティから反応性ガスを真空吸引し、アルミニウム合金溶湯に取り込まれる未反応の反応性ガスを大幅に軽減している。オーバーフロー部に開口したガス流路を介した真空吸引であるため、反応性ガス吹込みと真空吸引とを同時に行うことができ、且つアルミニウム合金溶湯の圧入終了まで未反応の反応性ガスを排気でき、キャビティに残留する未反応の反応性ガスが大幅に少なくなる。このとき、湯道に開口したガス流路を介して真空吸引してもよい。
真空吸引によって未反応の反応性ガスを吸引しているので、真空吸引機構につながる経路がメタルで塞がれる前に未反応の反応性ガスを真空吸引する経路が形成される。したがって、未反応の反応性ガスが閉じ込められることがなくなる。更に、アルミニウム合金溶湯が湯道に進入する前の段階では、湯道を介した真空吸引も可能である。
この点、キャビティから未反応ガスを直接に真空吸引する方式（特公平１−４６２２４号公報）では、キャビティにバイパス通路が開口しているため真空吸引工程で１００ミリバール以下の真空度に到達することができず、外気の侵入や未反応の反応性ガスの残留が避けられず、複雑形状のダイカスト製品にあっては未反応の反応性ガスに起因するガス欠陥を含む鋳物になりがちである。
発明を実施するための最良の形態
次いで、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具体的に説明する。
本発明のダイカスト法では、キャビティを真空度１００ミリバール以下の減圧雰囲気に真空吸引した後、酸素吹込みによりキャビティを大気圧以上の雰囲気圧とし、更にアルミニウム合金溶湯の圧入に際してキャビティを再度真空吸引する方式（以下、ＤＶＯプロセスという）が採用される。
このＤＶＯプロセスでは、たとえば図１に概略を示すダイカストマシーンが使用される。固定金型１０と可動金型２０との間に製品形状に対応するキャビティ３０が形成される。スリーブ４０に連通する湯道１１が固定金型１０に形成され、給湯口４１から注入されたアルミニウム合金溶湯Ｍが湯道１１を経てキャビティ３０にプランジャ４２により圧入される。湯道１１は、キャビティ３０の各部にアルミニウム合金溶湯Ｍが供給されるように製品形状に応じた複数のゲート１２（図２）を介してキャビティ３０に連通している。
キャビティ３０は、固定金型１０又は可動金型２０側に形成されたオーバーフロー部３１を備え、オーバーフロー部３１の外側にチルベント３２が設けられている。オーバーフロー部３１は、キャビティ３０内のアルミニウム合金溶湯Ｍのフローを安定化させる。チルベント３２は、図示するように固定金型１０と可動金型２０との間に形成された凹凸又は波状の合せ部であり、チルベント３２に接触するアルミニウム合金溶湯Ｍの凝固を促進させ、真空系にメタルが吸引されることを防止する。チルベント３２を設けることにより、メタルの差込みなくアルミニウム合金溶湯Ｍの注入中にキャビティ３０を真空吸引できる。
可動金型２０には、鋳造後のダイカスト鋳物を取り外すため、エジェクタピン２１が進退自在に組み込まれている。
外気に対しキャビティ３０を気密に維持するため、固定金型１０と可動金型２０との合せ面にＯリング等のパッキン５１が介装される。パッキン５１は、キャビティ３０を取り囲む溝に充填され、固定金型１０と可動金型２０との隙間から侵入しようとする空気を遮断する。エジェクタピン２１が押通されるピン孔２２にもパッキン５２が挿入され、ピン孔２２の内壁とエジェクタピン２１との間の気密性が保たれる。パッキン５１，５２を用いたシールにより、キャビティ３０を１００ミリバール以下の真空雰囲気に減圧できると共に、アルミニウム合金溶湯Ｍの注入中にも真空吸引が可能になる。
パッキン５１が装着された溝を真空吸引装置６０に接続し、該溝からも真空吸引するとき、外気侵入が一層効果的に抑制される。或いは、パッキン５１装着部以外に、キャビティ３０を取り囲む真空吸引用溝６９（図２）を固定金型１０と可動金型２０との合せ面に刻設し、真空吸引用溝６９を真空吸引機構６０に接続することもできる。
キャビティ３０を真空吸引するため、真空吸引機構６０に接続された排気管６１が湯道１１に開口している。湯道１１に臨む排気管６１の開口部には、駆動シリンダ６２で開閉作動される真空弁６３が設けられている。また、チルベント３２とパッキン５１との間で固定金型１０及び可動金型２０の合せ面に開口するガス給排管６４から分岐した排気管６５が真空弁６６を介して真空吸引機構６０に接続されている。
キャビティ３０の雰囲気圧を検出するため、圧力計６７をガス給排管６４に取り付けている。また、キャビティ３０内の湿度を管理するため、湿度計６８をガス給排管６４に取り付けることが好ましい。
ガス給排管６４は、キャビティ３０に圧縮空気を送り込むことにも使用されることから、分岐した給気管７１がチェックバルブ７２を介して圧縮空気噴出機構７０に接続されている。ダイカスト終了後に型開きした後で、ガス給排管６４に圧縮空気が吹き込まれ、真空吸引機構に付着している異物が除去される。
ＤＶＯプロセスでは、キャビティ３０を真空吸引した後で酸素等の反応性ガスを吹き込むことから、反応性ガス供給機構８０を付設している。反応性ガスは、反応性ガス供給機構８０からガス供給管８１及び給気口８２を経てスリーブ４０内に送り込まれる。ガス供給管８１には、キャビティ３０の湿度を低く維持するため反応性ガスを除湿する乾燥機８３が組み込まれている。
キャビティ３０内の雰囲気圧及び湿度は、ガス給排管６４に設けた圧力計６７及び湿度計６８で検出される。圧力計６７からの検出値は、真空吸引機構６０，圧縮空気噴出機構７０，反応性ガス供給機構８０それぞれの駆動を制御する制御系に送られ、真空吸引→酸素吹込み→真空吸引のタイミング制御に使用される。湿度計６８からの検出値が１５％ＲＨ以下となり、キャビティ３０内の圧力が大気圧以上になった時点でスリーブ４０へのアルミニウム合金溶湯Ｍの供給を開始する。
次いで、本発明に従ったＤＶＯプロセスを説明する。
固定金型１０に可動金型２０を合せて型閉めし、湯道１１を介してキャビティ３０を真空吸引する。キャビティ３０の真空吸引には、チルベント３２とパッキン５１との間の合せ面に開口したガス給排管６４も使用される。真空吸引は、圧力計６７で検出されるキャビティ３０の雰囲気圧が１００ミリバール以下になるまで継続される。このとき、スリーブ４０の給湯口４１と給気口８２との間にプランジャチップ４３を位置させ、給湯口４１からの空気侵入を防止する（図３）。湯道１１を介した真空吸引であるため、スリーブ４０からの潤滑剤は、キャビティ３０に至ることなく系外に排出される。
真空吸引では、５００ミリバール／秒以上の吸引速度に設定することが好ましい。キャビティ３０が複雑な形状をもつ場合でも、吸引速度を好ましくは５００ミリバール／秒以上に設定することにより、キャビティ３０の隅々からガスが除去される。また、５００ミリバール／秒以上の吸引速度でキャビティ３０を真空吸引すると、金型１０，２０の内面に付着している離型剤等に含まれている水分が突沸し、キャビティ３０内の水分が大幅に減少する。
真空吸引は、プランジャ４２で給湯口４１を閉塞した状態で１〜２秒程度継続させることが好ましい。この点、給湯口４１が塞がれておらず１秒未満の吸引時間である従来の真空ダイカスト法に比較して、吸引時間を比較的長く設定している。キャビティ３０は、真空吸引によって１００ミリバール以下の真空度まで減圧される。金型の内面に付着している離型剤等に含まれている水分は、真空吸引によって水蒸気となり、金型の内面から分離され系外に排出される。
しかし、真空度が１００ミリバールに達しない真空吸引では、キャビティ３０内に比較的多量の空気が残存し、後続する反応性ガス注入工程で反応性ガスにより置換されず製品に巻き込まれ、ブローホール，膨れ等の欠陥を発生させる虞がある。他方、到達真空度を１００ミリバール以下に設定すると、離型剤等に含まれている水分の蒸発が効果的に促進され、水蒸気となって系外に持ち去られる。なかでも、吸引速度５００ミリバール／秒以上の高速で真空吸引すると、突沸現象によって離型剤等の内部からも水分蒸発が加速され、残留水分が大幅に減少する。吸引速度は、真空吸引装置の能力を考慮すると８００ミリバール／秒程度が上限である。
キャビティ３０が１００ミリバール以下に真空吸引されたことをまって、給気口８２から反応性ガスをキャビティ３０に送り込む。真空吸引は、反応性ガスの注入に若干オーバーラップさせた後で停止する。このオーバーラップにより、送り込まれた反応性ガスがキャビティ３０の隅々まで行き渡ると共に、金型の合せ面からの外気侵入も抑制される。反応性ガスの注入は、圧力計６７で検出されるキャビティ３０の雰囲気圧が大気圧以上になるまで継続される。
反応性ガスの吹込みに際し、キャビティ３０内の湿度を湿度計６８で測定し、キャビティ３０の湿度が１５％ＲＨを超えないように湿度管理する。これにより、反応性ガスに随伴してキャビティ３０に持ち込まれ、アルミニウム合金溶湯Ｍとの反応によって水素ガスを発生させる水分量が少なくなる。キャビティ３０内の湿度を下げるため、乾燥機８３を通過した反応性ガスをキャビティ３０に注入することが好ましい。
キャビティ３０の雰囲気圧が大気圧以上になった後、プランジャチップ４３を給湯位置（図３）まで後退させ、給湯口４１を開放する。次いで、１回のダイカストに必要な量のアルミニウム合金溶湯Ｍをスリーブ４０に注入する。このとき、キャビティ３０が大気圧以上の雰囲気圧に維持されているので、給湯口４１から噴き出す反応性ガスによって外気の侵入が防止される。給湯口４１は、アルミニウム合金溶湯Ｍの注入完了後、プランジャ４２を前進させることによりキャビティ３０への連通状態が遮断される。
注湯後、オーバーフロー部３１を介しキャビティ３０が再度真空吸引される。再度の真空吸引には、湯道１１，排気管６１を経由する真空系も使用できる。再度の真空吸引と反応性ガスの注入は、若干オーバーラップさせることが好ましい。反応性ガスの注入は、鋳造終了後まで継続することも可能である。このオーバーラップにより、余剰の反応性ガスがキャビティ３０から排気されると共に、離型剤やスリーブ潤滑剤に由来する水分が反応性ガスに随伴されてキャビティ３０から効果的に除去される。また、反応性ガス注入後に再度真空吸引する場合（特公平１−４６２２４号公報）に生じがちな外気の侵入もなくなる。
再度真空吸引しながらプランジャ４２を前進させ、プランジャチップ４３が給湯口４１を越えて高速射出開始位置（図３）まで低速前進させる。この際、真空開始位置に達した時点で、再度の真空吸引を開始する。プランジャ４２の前進は、真空開始位置に達した時点で一旦中断しても良い。プランジャ４２の一旦停止により、真空吸引時間がその分だけ長くなるのでキャビティ３０内から排気されるガス成分や水蒸気が一層多くなる。
次いで、高速射出開始位置から射出限位置までプランジャ４２を高速前進させ、アルミニウム合金溶湯Ｍをキャビティ３０内に圧入する。このとき、キャビティ３０が真空吸引されているので、アルミニウム合金溶湯Ｍの圧入に伴って未反応の反応性ガスがキャビティ３０から効果的に除去される。特にメタル流路が複雑に分流・合流する形状のキャビティ３０でも、真空吸引機構に至る反応性ガスの流れが素早く形成される。そのため、反応性ガスの真空吸引機構に至る経路がメタルで塞がれ、反応性ガスがメタルで取り囲まれ、未反応の状態でメタルに取り込まれることがなくなる。真空吸引は、キャビティ３０をアルミニウム合金溶湯Ｍで充満させるまで継続される。
鋳造終了後、真空吸引を停止させ、型開きし、圧縮空気噴出機構７０から圧縮空気を給気管７１，ガス給排管６４に吹き出し、真空系に付着残留している異物を除去する。
このように真空吸引，反応性ガスの吹込み及び再度の真空吸引との間にタイミングを採ることによって、キャビティ３０から残留ガス及び未反応の反応性ガスが除去される。また、キャビティ３０内にある反応性ガスがアルミニウム合金溶湯Ｍと反応することにより、ガス巻込みのないダイカスト製品が製造される。得られたダイカスト製品は、ガス成分が極めて低く抑えられているため、Ｔ６処理等熱処理を施してもガス成分の膨張によるフクレが発生せず、必要強度が付与される。
実施例１：
複数のリブで内部が仕切られた薄肉箱状のキャビティ３０が形成され、部分的な冷却が可能な水冷機構を備えた金型を用いたダイカストに本発明を適用した例を説明する。
エジェクタピン２１とピン孔２２との間をパッキン５２で気密シールし、固定金型１０及び可動金型２０の合せ目をパッキン５１で気密シールしたダイカスト金型を作製し、ダイカストマシンにセットした。金型を１８０℃に加熱し、５秒間離型剤を金型の内面に塗布した。
次いで、給湯口４１をプランジャ４２で塞ぎ、排気管６１，ガス給排管６４を介してキャビティ３０及びスリーブ４０内のガスを吸引速度７００ミリバール／秒で１．５秒吸引した。真空吸引は、圧力計６７が７５ミリバールを指示するまで継続した。
真空吸引を継続しながら、反応性ガス供給機構８０からスリーブ４０に反応性ガスとして酸素を吹き込んだ。酸素吹込み開始から２秒経過した時点で真空吸引を中止し、キャビティ３０の雰囲気圧が大気圧以上になるまで酸素吹込みを継続した。
キャビティ３０の雰囲気圧が大気圧以上になったことを圧力計６７で、湿度が１５％ＲＨ以下になったことを湿度計６８で確認した後、プランジャ４２を後退させて給湯口４１を開き、アルミニウム合金溶湯Ｍをスリーブ４０に注入した。酸素の吹込みは、アルミニウム合金溶湯Ｍの注入中も継続し、スリーブ４０内がアルミニウム合金溶湯Ｍで完全に充満した後で停止し、或いは鋳造終了までの全工程を通じて酸素を吹き込み続けた。
アルミニウム合金溶湯Ｍをスリーブ４０に注入した後、プランジャ４２を高速射出開始位置（図３）まで前進させ、この状態を１秒保持した。次いで、プランジャ４２を高速前進させ、射出速度３ｍ／秒でアルミニウム合金溶湯Ｍをキャビティ３０に圧入した。アルミニウム合金溶湯Ｍの圧入中、排気管６１及びガス給排管６４を介してキャビティ３０を真空吸引し、鋳造終了後に真空吸引を中止した。
鋳造終了から２０秒経過した時点で型開きして、圧縮空気噴出機構７０から圧縮空気を吹き込んでガス給排管６４内を清掃し、エジェクタピン２１をキャビティ３０に突き出し、金型からダイカスト鋳物を取り出した。
以上に説明したＤＶＯプロセスにおける真空吸引，酸素吹込み及び再度の真空吸引のタイミングをアルミニウム合金溶湯Ｍの圧入と共に、真空吸引の開始時点からの経過時間で表１に示す。製造例３は、プランジャ４２を一旦停止させた例であり、製造例１，２に比較してスリーブ４０への溶湯注入終了からキャビティ３０への溶湯圧入開始までの時間がその分だけ長くなっている。なお、表１では、互いにオーバーラップさせることなく真空吸引，酸素吹込み及び再度の真空吸引を順次切り替えた場合を比較例として示す。
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得られたダイカスト製品に含まれているガス量をランズレー法で測定すると共に、機械的特性を測定した。
表２の測定結果にみられるように、製造例１〜３で得られたダイカスト製品は、製造例４で得られたダイカスト製品に比較してＮ２，Ｈ２等のガス量が極めて少なくなっている。伸び，引張強さ等も、製造例４よりも高い値を示した。更に、製造例１〜３のダイカスト製品は、ガス量が極めて少ないことからＴ６処理（５１０℃×３時間→水冷→１６０℃×５時間）等の熱処理を施してもフクレが発生せず、機械的特性が更に向上した。これに対し、製造例４のダイカスト製品では、鋳造時にメタルが合流した部分でＴ６処理後にフクレが観察され、若干のガス成分が取り込まれていることが判った。
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産業上の利用可能性
以上に説明したように、本発明においては、真空吸引，反応性ガスの吹込み及び再度の真空吸引をオーバーラップさせながらキャビティにアルミニウム合金溶湯を圧入し、ダイカスト製品を製造している。真空吸引ではキャビティを１００ミリバール以下の真空度に減圧することにより空気を排気し、反応性ガスの吹込みでキャビティの雰囲気圧を大気圧以上にすることによりキャビティ内の残留空気は勿論、金型内面に付着残留している水蒸気等のガス成分をキャビティから完全に除去している。更に、アルミニウム合金溶湯の圧入時に再度真空吸引することにより、キャビティに残存する未反応の反応性ガスをキャビティから除去することにより、未反応の反応性ガスがアルミニウム合金溶湯に取り込まれることを防止し、ガス成分が大幅に軽減されたダイカスト製品を得ている。このようにして得られたダイカスト製品にはガス起因の巣，ブローホール等の鋳造欠陥がなく、熱処理で強度を付与できるため生産性に優れたダイカスト法を活用して機能材としても使用可能な製品となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、真空機構，反応性ガス供給機構を組み込んだダイカストマシーンの概略図である。
図２は、同ダイカストマシーンをプランジャの軸方向から見た概略断面図である。
図３は、プランジャの動作位置を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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