技術紹介 アルミニウムダイカスト局部加圧装置 アルミニウムダイカスト局部加圧装置※ Local Pressure Application Device for Aluminum Die-casting 上 原 徹 也＊１ 佐久間 文 博＊１ Tetsuya UEHARA Fumihiro SAKUMA In high-pressure die-casting, shrinkage porosities are easily generated in the thick portion of the casting. We have developed a device for suppressing the occurrence of shrinkage porosities by applying pressure to such thick portion. With use of this device, when shrinkage porosities occur, their position is deeper in the casting and they are of a smaller width. １．はじめに ライド中子を速く動作させるため，局部加圧 回路にある加圧ピンには大流量の作動圧が伝 近年，重力鋳造（G D C）により量産されてい 達し，高速での打ちこみとなり圧力が分散す た油圧制御バルブ等の高耐圧製品について， るためアルミの凝固に合わせた速度による局 低コスト化のため高圧鋳造（HPDC）による量 部加圧が困難であった． 本装置は，小流量での油圧制御を可能とす 産がおこなわれるようになってきた．高圧鋳 造の製法は厚肉部にひけ巣が発生しやすく， るために圧力・温度を補償する流量制御弁を採 内部リークによる気密不良のため直行率を悪 用することにより，キャビティへの充填直後か 化させていた．対策として，ひけ巣の発生しや ら低速での打ちこみによる部分加圧を実現で すい厚肉部に対し，溶湯の充填直後に溶湯補 きた．アルミ凝固の初期段階から加圧すること 給をおこなう，最終凝固部位の近傍に対する により，加圧位置より遠くにあるひけ巣につい 局部加圧により，ひけ巣をつぶしこみ空洞を てもつぶしこみが可能となっている．通常，一 少なくする製法が検討されている． つの油圧回路で複数のシリンダを作動させる 今回，上記課題に対し安定した品質を維持 と作動負荷の影響を受け，抵抗の低い方が先に しながら，コンパクトでシンプルな局部加圧 動く現象が起きるが，圧力・温度を補償する流 が可能となる装置を開発したので紹介する． 量制御弁の採用により，作動負荷の影響を受け ることなくアルミの凝固に合わせた速度で油 ２．局部加圧装置の特徴 圧シリンダを作動させる制御が可能となった． Fig. 1 に局部加圧装置の概要を示す。 本装置は，加圧ピン駆動用に別動力を設ける 従来装置に対し，油圧シリンダの動力にダイカ ストマシン本体の油圧回路と制御加圧用回路を Conventional: Large flow rate control Semi-solid aluminum 活用しているためコンパクト化されており，ダ イカストマシンの油圧回路上部への組み込みや High-speed pressurizing 金型上面に設置することも可能となっている． 従来装置では，ダイカストマシンの油圧回 Pressure is dispersed 路に作動油の制御装置が装着されており，ス Fig. 1 ※2015 年 8 月 31 日受付 ＊１ 生産本部 生産技術二部 － 46 － Current: Small flow rate control Semi-solid aluminum Low-speed pressurizing Pressure to concentrated locally Overview of a local pressure application device ケーヒン技報 Vol.4 (2015) ３．局部加圧装置の効果 製品のひけ巣発生位置に比べ加圧方向におい て 18 mm から 20 mm へとより深い位置となり， かつ幅が 10 mm から 5 mm へと狭くなってい Fig. 2 に従来装置と本装置で鋳造した同一 ることから，本装置による局部加圧がひけ巣 製品のリークテスト結果を示す． 対策に効果的であることがわかる． 従来装置で鋳造した製品は，リーク値の変 動が大きく，リーク圧力の平均値も高くなっ Not pressurized ているが，本装置で鋳造した製品はリーク値 Conventional Current Pressurized direction Pressurized direction の平均値が低く，リーク圧力の変動幅も狭い ことから，より安定した局部加圧とひけ巣の 18mm つぶしこみが可能となっている． 20mm 10mm Fig. 3 に従来装置と本装置の量産時におけ Small shrinkage porosities in the thick portion る加圧ストローク値の変化をショット毎（鋳 Fig. 4 造回数）の経過で示す．従来装置では，設備稼 Interspersed range of shrinkage porosities 5mm Interspersed range of shrinkage porosities Comparison of positions of shrinkage holes generated 働後に加圧ストロークに変動が発生し振れ幅 ４．まとめ は大きくなっていく傾向にあるが，本装置で は設備の稼働開始から終了まで安定した加圧 ストロークを継続していることがわかる．こ 今後，金型の命数延長に向けてさらなる鋳 れは圧力・温度を補償する流量制御弁をもちい 造圧力の低圧化とアルミの流入速度の低速化 たシンプルな構造であるため，安定した稼働 が進んでいくと考える． 状態を維持することが可能であるためと考え それにより厚肉部に発生しやすくなるひけ る．実際の量産設備においては約６ヶ月メン 巣に対し，今回開発した局部加圧装置は，効果 テナンスフリーの稼働実績となっている． 的な対策になることがわかった． F i g . 4 に局部加圧した製品の断面図を示 現在，一部の製品に対する適用事例である す．本装置により鋳造した製品のひけ巣が発 が，今後も装置の最適化を進め幅広い機種に対 生している位置は，従来装置により鋳造した しても局部加圧によるひけ巣対策を展開し生産 Conventional [Pa] 60 50 40 40 30 30 20 20 10 0 効率の向上に貢献できるようにしていきたい． Current 60 Threshold value 50 著 者 10 Average: 27 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 Average: 17 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 [Shot] Fig. 2 [mm] 25 [Shot] Comparison of leak test values Conventional [mm] 25 Stroke setting value for pressurizing 20 10 5 5 0 0 本装置の開発にあたり，我々のアイデアを 具現化してくださった株式会社ダイレクト 21 岩本様と実際の鋳造試作と分析をサポートし 1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106 113 120 127 134 141 10 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101 105 109 113 117 15 Fig. 3 上原徹也 20 15 [Shot] Current [Shot] てくださった鋳造課スタッフそして課員の皆 Comparison of stroke values of local pressure application 様に感謝します． （上原） － 47 －
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