專利名稱：模鑄裝置以及減壓鑄造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及模鑄裝置(模鑄機)以及用于模鑄裝置的減壓鑄造方法。
特別是，本發(fā)明涉及適用氧氣置換模鑄法的模鑄裝置以及在該模鑄裝置中的減壓鑄造方法。
背景技術：
作為由于模鑄制品例如以鋁模鑄制品的品質的偏差引起的可靠性降低的一個原因，是由于在模鑄制品中含有氣體等。即，在高速、高壓條件下注射，將注射套筒中填充(澆注)的金屬溶液(熔融金屬)例如鋁金屬溶液在注射套筒和模具的模腔內成為湍流，并且?guī)в锌諝夂退羝忍畛溆跉怏w模具的模腔中，這些氣體形成氣泡，使模鑄制品中產生孔，從而使模鑄制品的品質降低。
為了克服上述問題，已知的技術為利用將相對于外部空氣密封的模具的模腔內減壓至真空狀態(tài)的真空模鑄法的模鑄機進行鑄造，從而，能抑制模腔內的模鑄制品中含有的氣體，降低由于模鑄制品中含有的氣體導致模鑄制品品質的偏差。(例如參照專利文獻1)通過使用這種真空模鑄法的模鑄機中，有必要使模具的模腔內在短時間內減壓到非常低的壓力。下面，敘述其理由。
例如，通過將減壓至預定低的壓力的減壓槽與密封的模腔連接來進行模腔內的減壓，由于減壓槽和模腔內的壓力差為很大的范圍，因此能急速地進行減壓，隨著該壓力差變小，由于來自模腔排出的氣體的流速降低，達到所期望的壓力需要非常長的時間。模鑄機在向套筒供給熔融金屬(金屬溶液)的狀態(tài)下有必要使模腔內減壓，若減壓所需要的時間變長，則在向模腔填充前供給套筒的熔融金屬可能在套筒內冷卻而固化。
此外，通過真空模鑄法的模具的模腔內，即使從例如1.01325×105Pa的大氣壓能減壓到例如5.33289×105Pa左右的非常低的壓力，在模腔內仍稍微殘留一點空氣和水蒸汽等氣體。這種含有殘留氣體的模鑄制品，即使在T6處理等熱處理中模鑄制品不發(fā)生缺陷，在焊接時的高溫條件下也會形成小氣泡，并成為模鑄制品中焊接部的缺陷的原因。
為防止由于模腔內殘留的氣體而產生模鑄制品的缺陷，已知的方法為將模具的模腔內的氣體用氧氣置換，使熔融金屬和氧氣發(fā)生反應(使氧化)，來防止鑄造的模鑄制品中產生氣泡，即所謂氧氣置換模鑄法(例如參照專利文獻2和3)。
例如，在熔融金屬為鋁的情況下，鋁和氧氣發(fā)生反應，生成二氧化鋁(氧化鋁)Al2O3的微粒。
美國專利2,785,448號[專利文獻2]特開平10-113757號公報[專利文獻3]特開平9-1306號公報發(fā)明內容氧氣置換模鑄法，存在的問題是；如果置換的氧氣的量多，則使在模鑄制品中生成很多的熔融金屬氧化物，使模鑄制品的品質降低。例如含有很多氧化鋁(Al2O3)的鋁模鑄制品中，延展性等模鑄制品的特性或品質降低。此外，如果置換的氧氣的量多，則殘留了不與熔融金屬反應的氧氣，使模鑄制品中由于氧氣產生氣泡。
另一方面，即使模具等在密封狀態(tài)下進行減壓，也很難使從密封部分泄漏而侵入模具內模腔和/或套筒的外部的空氣完全沒有，不易將在模具中形成的模腔內的氣體用氧氣完全置換。由于在模腔內殘留除氧氣以外的氣體而使模鑄制品中產生氣泡。
本發(fā)明的目的是，提供一種模鑄裝置(模鑄機)以及減壓鑄造方法，所述裝置和方法使成為鑄造品的內部缺陷的原因的水分和氮氣等氣體不殘留在模具的模腔以及通向模腔的氣體侵入路徑中，確保將模腔以及通向模腔的氣體侵入路徑內能用氧氣置換，并且，能縮短將模腔內減壓至預定的壓力的時間。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供一種模鑄裝置，該裝置是在模腔中填充金屬溶液制造模鑄制品的模鑄裝置，包括(a)規(guī)定填充金屬溶液的模腔的第一模具和第二模具；(b)第一減壓裝置；(c)氧氣供給裝置；(d)在上述第一模具和/或上述第二模具中安裝并且使上述第一減壓裝置或上述氧氣供給裝置與上述模腔為可連通狀態(tài)或非連通狀態(tài)的第一開閉閥裝置；(f)與上述模腔連通并在與上述模腔連通的一側相對的一側上具有將上述金屬溶液進行澆注的供給口的注射套筒；(g)具有自由移動地嵌入到該注射套筒的內筒之內的柱塞頭，并將從上述供給口向上述注射套筒內澆注的金屬溶液向上述模腔注射的注射柱塞裝置；(h)將該注射柱塞裝置驅動的注射汽缸裝置；(i)由于對從上述模腔和/或上述注射套筒的外部可侵入外部空氣的上述第一模具中的間隙(間隙)、上述第二模具中的間隙(間隙)、上述注射套筒與上述柱塞頭間的間隙、上述第二模具與上述第一開閉閥裝置的間隙中的至少一個間隙進行減壓的第二減壓裝置。
在上述結構的模鑄裝置中進行下述操作。
(1)從上述供給口向上述注射套筒內開始澆注金屬溶液后，到上述澆注結束以第一速度通過注射套筒向上述金屬溶液的上述膜腔進行第一注射為止的期間，上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)使上述氧氣供給裝置與上述模腔連通，上述第二開閉閥裝置為開狀態(tài)，使得從上述氧氣供給裝置向上述模腔以及上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體。
(2)向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥裝置為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充。
(3)在上述第二開閉閥裝置成為閉狀態(tài)后，到以第二速度通過上述注射柱塞向上述金屬溶液的上述模腔開始第二注射為止，上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥利用上述第一減壓裝置對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓。
(4)上述第二開閉閥裝置為閉狀態(tài)后，到從上述模腔取出模鑄制品為止的期間，上述第三開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過上述第二減壓裝置對上述至少一個間隙進行減壓。
優(yōu)選的是，該模鑄裝置具有控制裝置。
該模鑄裝置進行下述控制操作。
(1)通過上述柱塞裝置的移動從上述供給口到上述注射套筒內開始澆注金屬溶液后，使上述第二開閉閥裝置以及上述第一開閉閥裝置的動作，使得上述氧氣供給裝置與上述模腔連通，從而使上述模腔以及上述注射套筒內充滿氧氣，并且，通過使從上述供給口放出氧氣，使上述模腔內以及上述注射套筒內的氧氣以外的氣體排出。
(2)在上述金屬溶液的澆注結束后，通過驅動上述注射汽缸裝置，使上述注射柱塞裝置以第一速度移動，并開始將澆注在上述注射套筒內的金屬溶液向上述模腔注射。
(3)使上述第二開閉閥裝置為閉狀態(tài)，停止從上述氧氣供給裝置向上述模腔內以及上述注射套筒內的氧氣的填充處理。
(4)在上述第二開閉閥裝置的關閉操作后，到以第二速度通過上述注射柱塞裝置向上述金屬溶液的上述模腔開始注射前為止，使上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，并通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥裝置利用上述第一減壓裝置對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓。
(5)在上述第二開閉閥裝置的關閉操作后，到取出模鑄制品為止，使上述第三開閉閥裝置為開狀態(tài)，利用上述第二減壓裝置對從上述外部可侵入外部空氣的部分進行減壓。
更優(yōu)選的是，該模鑄裝置具有檢測上述注射柱塞的位置的位置傳感器，上述控制裝置將根據(jù)上述位置傳感器的位置檢測值進行時間微分求得注射柱塞的移動速度，從而判斷上述注射柱塞裝置以上述第一速度和上述第二速度進行注射的情況。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供一種用于模鑄裝置的減壓鑄造方法，該方法是用于通過氧氣置換模鑄法制造模鑄制品的模鑄裝置的減壓鑄造方法，包括如下工序(a)從供給口向注射套筒內開始澆注金屬溶液后，到上述澆注結束并且使注射柱塞以第一速度移動將上述金屬溶液注射到由模具內所規(guī)定的模腔中為止，使上述模腔以及上述注射套筒內充滿氧氣，并且從上述供給口放出，使得上述模腔內以及上述注射套筒內用氧氣充滿并且排出氧氣以外的氣體的氧氣吹掃工序；(b)該氧氣填充結束后，到使上述注射柱塞以第二速度移動開始將上述金屬溶液注射到上述模腔之前為止，對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓的第一減壓工序；以及(c)在上述氧氣填充結束后，到模鑄制品取出之前為止，對上述模鑄裝置中的從上述模腔和/或上述套筒的從外部可侵入外部空氣的部分進行減壓的第二減壓工序。
根據(jù)本發(fā)明，利用第一減壓裝置通過減壓操作對模具內的模腔內施加減壓排氣，并利用第二減壓裝置通過減壓操作，將成為模腔內、注射套筒內等的模鑄制造中的危害的來自套筒和/或模腔的外部的外部空氣等氣體排出。其結果是能制造高品質的模鑄制品。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過減壓氧氣置換模鑄法提供適量的氧氣，能制造高品質的模鑄制品。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于能將一系列的動作連續(xù)而短時間地進行，不會引起向注射套筒內的澆注的金屬溶液大幅度地溫度降低，能制造高品質的模鑄制品。
根據(jù)本發(fā)明，具有延長用于制造模鑄制品的壽命的效果。
在本發(fā)明中，將含有模具內的模腔的模鑄裝置的模鑄處理中使用的封閉空間內用氧氣充滿，然后由于從通過第二減壓裝置將來自第一模具例如固定模具的固定模具流路、第二模具例如移動模具的移動模具流路以及柱塞頭的槽和套筒的內周面之間形成的流路通過第二減壓進行排氣，所以能確保在含有模腔的封閉空間內的各個角落進行氧氣置換，此外，確保氣體侵入路徑內也能用氧氣置換。
此外在本發(fā)明中，確保含有模腔的模鑄裝置的模鑄處理中使用的封閉空間內也用氧氣置換后，通過用第二減壓裝置對上述封閉空間內繼續(xù)排氣，使外部空氣等成為模鑄制造中的危害的氣體不能侵入模腔內、套筒內等中。
此外，在本發(fā)明中，由于第二減壓裝置與第一減壓裝置同時進行動作，在能縮短減壓所需要的時間的同時，也能使通過氧氣置換法填充并且在模腔內殘存的氧氣非常地少。


圖1是表示本發(fā)明實施方式所述的模鑄裝置的結構圖。
圖2是圖1說明的模鑄裝置中，以固定模具和移動模具為中心的局部放大圖，是表示t0時～t3時刻為止的模鑄裝置的動作圖。
圖3是將圖1說明的模鑄裝置的操作以時間序列表示的工序圖(流程圖)。
圖4～圖12是說明圖3中說明的各工程中的模鑄裝置的主要部分的操作狀態(tài)圖。
具體實施例方式
參照

本發(fā)明的模鑄裝置(模鑄機)以及減壓鑄造方法的優(yōu)選模鑄裝置的結構說明本發(fā)明一實施方式的模鑄裝置的結構。
圖1是表示本發(fā)明一實施方式所涉及的模鑄裝置的模具周邊的結構的剖面圖。
本實施方式的模鑄裝置1包括固定模具2、相對于固定模具2移動的移動模具3、注射裝置10、控制器30、主減壓槽TA、輔助減壓槽TB、切斷閥(止回閥)60和氧氣供給裝置80。
控制器30是進行下述詳細說明的模鑄裝置1的各種控制的部分，通過使用運算處理裝置例如計算機來實現(xiàn)。
注射裝置10包括油壓缸11、活塞桿12、連接器13、注射柱塞17和注射套筒16。
油壓缸11通過預定壓力的油(動作油)進行驅動，在圖1所示的狀態(tài)中，使活塞桿12左右移動。
注射柱塞17包括柱塞桿14和柱塞頭15。
連接器13連接與油壓缸11連接的活塞桿12和柱塞桿14。
注射套筒16由圓筒狀耐熱、耐壓部件制成，在注射套筒16中設置有供給口16h，其用于向移動柱塞頭15的注射套筒16的內筒內澆注金屬溶液(溶解金屬)。注射套筒16的供給口16h的相反側與模腔C連通，該模腔在固定模具2中固定，并由固定模具2和移動模具來規(guī)定。
柱塞桿14的前端與柱塞頭15連接，柱塞頭15在注射套筒16的內筒內中自由移動地嵌入。
柱塞頭15的外周面和注射套筒16的內周面之間相對于外部的外部空氣密封成氣密狀態(tài)。利用柱塞頭15通過供給口16h向模腔C側的前方移動，使注射套筒16相對于外部封閉。
圖2是圖1說明的模鑄裝置1中的固定模具2、移動模具3及其外圍部分放大圖。
圖1和圖2說明的固定模具2以及移動模具3為合模狀態(tài)。固定模具2例如在圖中未示出的合模裝置(合模機)的固定模板(模板)中固定，移動模具在圖中未示出的合模裝置的固定墊板中固定。例如，通過トグル機構等向固定墊板以預定的力按壓移動墊板，將固定模具2和移動模具3合模。
如果組合固定模具2和移動模具3，則就規(guī)定了模腔C，該模腔C通過填充熔融金屬來制造模鑄制品。
固定模具2包括內部固定模具2a和包圍內部固定模具2a的外部固定模具2b，所述內部固定模具2a與移動模具3的內部移動模具3a組合規(guī)定模腔C，在內部固定模具2a和外部固定模具2b的接合面的角落的間隙(間隙)中規(guī)定固定模具流路2c。固定模具2沿著周邊與移動模具3連接，截面具有環(huán)狀的分割面2f。此外，在與內部固定模具2a的外部固定模具2b相接觸的面相對的一側上，具有規(guī)定模腔C的模腔面2d和閥移動空間面2e，該空間面2e規(guī)定容許切斷閥60的閥體62移動的閥移動空間Sp。
從方向A觀察固定模具2，截面例如幾乎為圓形，固定模具流路2c由虛線圖解所示，內部固定模具2a和外部固定模具2b的角落部分成為環(huán)狀。
在固定模具2上，固定與模腔C連通的注射套筒16。固定模具2與注射套筒16之間相對于外部密封。
移動模具3包括內部移動模具3a和包圍內部移動模具3a的外部移動模具3b，所述內部移動模具3a與固定模具2的內部固定模具2a組合來規(guī)定模腔C，在內部移動模具3a和外部移動模具3b的接合面的角落的間隙中規(guī)定移動模具流路3c。移動模具3沿著周邊與固定模具2接觸，并且與固定模具2的模腔面2d相對，截面具有環(huán)狀的分割面3f。
移動模具3從方向A觀察，其截面例如幾乎為圓形，移動模具流路3c由虛線圖解所示，位于內部移動模具3a和外部移動模具3b的角落部分并成為環(huán)狀。
固定模具2的內部固定模具2a的模腔面2d與移動模具3的分割面3f之間形成(規(guī)定)用于鑄造鑄造品的模腔C。
在固定模具2的周邊的環(huán)狀的分割面2f和與該分割面2f相對的移動模具3的分割面3f的周邊環(huán)狀部分之間，即，外部固定模具2b和外部移動模具3b的分割面的接合面上，設置有密封構件SL，所述密封構件SL將這些分割面2f和分割面3f之間密封為氣密狀態(tài)以使外部空氣不侵入到模腔C中。
密封構件SL例如由硅橡膠形成，從方向A觀察為環(huán)狀的O型環(huán)。
在移動模具3上設置切斷閥60。
切斷閥60包括利用來自控制器30的控制信號30SC進行控制動作的電磁制動器61、與固定模具2的內部固定模具2a的閥移動空間面2e相鄰的閥體62、閥軸63和閥座構件64。
閥座構件64為包括使閥軸63嵌入的第一貫通孔64a和可將閥軸63以間隙配合狀態(tài)移動的第二貫通孔64b的圓筒狀構件，并埋到移動模具3的內部移動模具3a和外部移動模具3b中。在閥座構件64與移動模具3的外部移動模具3b之間在與軸方向正交的方向上設置第二密封構件SL2例如硅橡膠制的O環(huán)。
閥座構件64的閥座面64f在與移動模具3的分割面3f一致的位置上配置。
在移動模具3和閥座構件64上形成與閥座構件64的第二貫通孔64b連通的排氣路徑52。排氣路徑52與排氣管51連接，排氣管51通過對應于來自控制器30的控制信號30SA控制的第一開閉閥MV與主減壓槽TA連接。
閥軸63嵌入到閥座構件64的第一貫通孔64a中，并根據(jù)對應于來自控制器30的控制信號30SC而動作的電磁制動器61向圖2所示的直動方向L移動。
固定模具2的內部固定模具2a的閥移動空間面2e和移動模具3的外部移動模具3b的分割面3f之間，形成能使設置在閥軸63的前端部的閥體62移動的閥移動空間Sp。
閥移動空間Sp與模腔C連通。模腔C在閥體62從閥座構件64離開時，通過閥移動空間Sp、閥座構件64的第二貫通孔64b和排氣路徑52而與排氣管51連通。
在閥軸63的前端部設置的閥體62，通過在閥移動空間Sp內從內部固定模具2a的閥移動空間面2e向閥座構件64側移動，與閥座構件64的閥座面64f接觸并且將第二貫通孔64b封閉。由此關閉連接模腔C、排氣路徑52和排氣管51的排氣路徑。反之，與閥座構件64的閥座面64f接觸的閥體62通過向固定模具2的內部固定模具2a的閥移動空間面2e側移動，開放連接模腔C和排氣管51的排氣路徑。
進行上述閥體62的移動(開閉操作)的電磁制動器61接收來自控制器30的控制指令30SC而被驅動。
多個推桿65將內部移動模具3a和外部移動模具3b貫通，設置成可相對于移動模具3移動。
在模鑄裝置1操作的最終工序中，通過將推桿65向模腔C擠壓，能取出由模腔C鑄造的模鑄制品。推桿65嵌入移動模具3中形成的貫通孔中，推桿65和移動模具3之間密封為氣密狀態(tài)以使來自其外部的外部空氣不能侵入到模腔C中。
如圖1、圖2圖解所示，為檢測柱塞桿14的移動位置和移動速度，即，為檢測柱塞頭15的移動位置和移動速度，設置位置檢測傳感器35。由此，例如在柱塞桿14的周邊，沿著軸向以一定間距形成磁極。位置檢測傳感器35例如檢測出移動的柱塞桿14的磁極變化，將該磁極變化轉換成脈沖信號輸出。位置檢測傳感器35將檢測信號35s向控制器30輸出。
控制器30基于位置檢測傳感器35的檢測信號35s，從注射柱塞17(或注射套筒16內的柱塞頭15)的位置以及位置的時間變化(時間微分)算出移動速度。
控制器30從位置檢測傳感器35的讀取，能識別后述的第一速度例如低速下的注射位置、第二速度例如高速下的注射位置，或者能識別低速注射開始時刻或高速注射時刻。
主減壓槽TA通過第一開閉閥MV與排氣管51連接。主減壓槽TA將排氣管51、排氣路徑52、第二貫通孔64b和閥移動空間Sp連通，將包含在移動模具3和固定模具2之間形成的模腔C的封閉空間內減壓排氣。
第一開閉閥MV根據(jù)來自控制器30的控制指令30SA進行開閉。
主減壓槽TA與真空泵50A連接，主減壓槽TA內通過真空泵50A減壓至預定的壓力。例如如果通過控制器30啟動真空泵50A，則真空泵50A將主減壓槽TA內為了維持成預定的真空狀態(tài)，例如自動進行開閉操作。主減壓槽TA內在下述模鑄裝置1的動作之前通過真空泵50A減壓至預定的壓力(幾乎為真空狀態(tài))。
氧氣供給裝置80通過第二開閉閥GV與排氣管51和主減壓槽TA之間的連接路徑53連接。
第二開閉閥GV根據(jù)來自控制器30的控制指令30SD進行開閉。如果在第一開閉閥MV關閉的狀態(tài)下打開第二開閉閥GV，則將來自氧氣供給裝置80的氧氣O2通過排氣管51、排氣路徑52、第二貫通孔64b和閥移動空間Sp供給到模腔C中。
閥移動空間Sp、模腔C和注射套筒16內的空間相互連通，這些構成封閉空間。
在固定模具2的外部固定模具2b的分割面2f和移動模具3的外部移動模具3b分割面3f的接合面通過密封構件SL相對于外部的外部空氣密封。柱塞頭15越過供給口16h時，通過將注射套筒16的內部向左側移動而將套筒16的供給口16h閉塞，并且，在將切斷閥60關閉的狀態(tài)下，將由閥移動空間Sp、模腔C、和套筒16的內部構成的封閉空間從外部密封。
然而，分割面2f、3f之間、閥座構件64與移動模具3之間、推桿65與移動模具3之間、柱塞頭15與套筒16之間等相對于外部空氣難以完全密封，通過這些密封部位的外部空氣，侵入到由閥移動空間Sp、模腔C和套筒16的內部構成的封閉空間，可妨礙使該封閉空間成為高真空。
此外，外部空氣可從固定模具2中的內部固定模具2a與外部固定模具2b之間的間隙(間隙)，和移動模具3中的內部固定模具3a與外部固定模具3b之間的間隙、分割面2f、3f之間、閥座構件64與移動模具3之間、推桿65和移動模具3之間侵入。即，這些部分成為外部空氣向由閥移動空間Sp、模腔C、和套筒16的內部空間構成的封閉空間侵入的侵入路徑。柱塞頭15和套筒16之間也同樣成為外部空氣的侵入路徑。
此外，在這些侵入路徑中易于殘留空氣和水蒸氣等減壓鑄造中不需要的氣體。
為此，本實施方式中，在固定模具2中，形成由內部固定模具2a與外部固定模具2b之間很小的間隙形成的固定模具流路2c，固定模具流路2c與第一輔助排氣管90連接，可進行排氣。
同樣地，在移動模具3中，形成由內部移動模具3a和外部移動模具3b之間很小的間隙形成的移動模具流路3c，移動模具流路3c也與第二輔助排氣管91連接，可進行排氣。
輔助排氣管90和91通過第三開閉閥SV與輔助減壓槽TB連接。
第三開閉閥SV對應于控制器30的控制信號30SB進行開閉。
注射套筒16的內周面嵌合的柱塞頭15的模腔C側的外周面幾乎到一大半形成槽15h。該槽15h從柱塞頭15的一大半的外周面與內部的穴連通，該穴進一步與柱塞桿14內形成的管路連通，該管路通過第三開閉閥SV與輔助減壓槽TB連接。
槽15h通過柱塞頭15的周邊與套筒16的內周嵌合，形成侵入套筒16的內部空間、模腔C和閥移動空間Sp內的氣體的輔助排氣流路。
輔助減壓槽TB通過固定模具2的內部固定模具2a與外部固定模具2b之間的固定模具流路2c、移動模具3的內部移動模具3a與外部移動模具3b之間的移動模具流路3c、和在柱塞頭15和柱塞桿14中形成的槽15h與套筒16的內周面之間形成的流路，對注射套筒16的內部空間、模腔C和閥移動空間Sp構成的封閉空間的氣體進行減壓并排氣。
第三開閉閥SV通過來自控制器30的控制信號30SB進行開閉。
輔助減壓槽TB與真空泵50B連接，輔助減壓槽TB內通過真空泵50B減壓至預定的壓力。例如如果通過控制器30操作真空泵50B，則為使真空泵50B將輔助減壓槽TB內維持成預定的減壓狀態(tài)例如優(yōu)選幾乎為真空狀態(tài)，例如自動進行開閉操作。因此，在模鑄裝置1的操作前，通過真空泵50B將輔助減壓槽TB內減壓至預定的壓力(幾乎為真空狀態(tài))。
優(yōu)選的是，在排氣管51與第一開閉閥MV之間的連接路徑53中設置第一開閥OV1，在第一、第二輔助排氣管90、91與第三開閉閥SV之間的管路上設置第二開閥OV2。這些開閥OV1、OV2是用于使模具內成為大氣壓狀態(tài)的開閉閥，在通常操作時為關閉。在金屬溶液向模腔C的填充結束后，使這些第一開閥OV1、第二開閥OV2為開放狀態(tài)，模具內成為大氣壓狀態(tài)，故打開氣壓差變小的模具就變得容易了。
而且，為進一步提高第一開閥OV1的上述效果，希望在第一開閥OV1開放的同時，將切斷閥60也開放。
第一開閥OV1、第二開閥OV2和切斷閥60的上述控制操作優(yōu)選能通過控制器30進行。
下面，記述上述構成要素與本發(fā)明的術語的對應關系。
固定模具2對應于本發(fā)明的第一模具，移動模具3對應于本發(fā)明的第二模具。氧氣供給裝置80和第二開閉閥GV對應于本發(fā)明的氧氣供給裝置。
主減壓槽TA相當于本發(fā)明的第一減壓槽，主減壓槽TA和第一開閉閥MV對應于本發(fā)明的第一減壓裝置。
在移動模具3中安裝的切斷閥60對應于本發(fā)明的第一開閉閥裝置。
具有供給口16h的注射套筒16對應于本發(fā)明的注射套筒。
由柱塞桿14和柱塞頭15構成的注射柱塞17對應于本發(fā)明的注射柱塞裝置。
油壓缸11、活塞桿12對應于本發(fā)明的注射缸裝置。
輔助減壓槽TB相當于本發(fā)明的第二減壓槽，第三開閉閥SV、排氣管90、排氣管91、槽15h和柱塞桿14內的管路等對應于本發(fā)明的第二減壓裝置。
控制器30對應于本發(fā)明的控制裝置。
模鑄裝置的操作方法、減壓鑄造方法參照圖3～圖12，說明模鑄裝置1的操作方法和減壓鑄造方法。
圖3是模鑄裝置1的操作形式為根據(jù)時間序列說明的流程圖。
圖4～圖12是說明圖3中說明的各工序的模鑄裝置1的主要部分的操作狀態(tài)的圖。
下述模鑄裝置1中的操作相當于本發(fā)明的實施方式的減壓鑄造方法的一部分。
在本實施方式中，模鑄裝置1的下述可自動控制的主要控制操作由控制器30進行。
圖3根據(jù)時間序列來說明模鑄裝置1的全部操作、切斷閥60的操作狀態(tài)、表示氧氣供給系統(tǒng)的操作狀態(tài)的氧氣供給裝置80和第二開閉閥GV的操作狀態(tài)、表示主減壓系統(tǒng)的操作狀態(tài)的主減壓槽TA和第一開閉閥MV的操作狀態(tài)和表示輔助減壓系統(tǒng)的操作狀態(tài)的輔助減壓槽TB和第三開閉閥SV操作狀態(tài)。
此外，圖3中的t0時～t16時刻，為便于說明以等間隔來說明，實際上不限于等間隔。同樣，時間間隔T1～T4的長度也不限于說明的比例尺。
t0時、初期狀態(tài)、圖2圖2表示模鑄裝置1的t0時的初期狀態(tài)。
在t0時的初期狀態(tài)中，控制器30處于停止。在該模鑄裝置1的初期狀態(tài)中，第一開閉閥MV、第二開閉閥GV、第三開閉閥SV分別為“關閉”狀態(tài)。第一開閥OV1、第二開閥OV2也為閉狀態(tài)。第一、第二真空泵50A、50B也處于停止。
在此初期狀態(tài)中，沒有從氧氣供給裝置80向模腔C供給氧氣，沒有通過主減壓槽TA進行模腔C內的減壓操作，也沒有通過輔助減壓槽TB進行模腔C內的減壓操作。在此初期狀態(tài)中，注射套筒16的內部空間和與注射套筒16連通的模腔C暴露在外部空氣(大氣)中。
切斷閥60也處于斷電狀態(tài)(de-energise)。即，切斷閥60的閥體62落座于閥座構件64上，切斷閥60處于關閉。
柱塞頭15位于注射套筒16的供給口16h的右側，供給口16h處于開口。
t1時刻合模操作(圖3、S1-1)、圖2在t1時刻，例如通過使用圖中未示出的合模裝置進行圖2所示的固定模具2和移動模具3的合模。由此，在固定模具2和移動模具3之間規(guī)定填充金屬溶液ML的模腔C。
由于套筒16的供給口16h處于開口，因此為可從供給口16h進行金屬溶液ML的澆注的狀態(tài)。
t2時刻主減壓系統(tǒng)和輔助減壓系統(tǒng)的準備在t2時刻，控制器30使第一真空泵50A操作。由此，第一真空泵50A使主減壓系統(tǒng)的主減壓槽TA內成為接近真空狀態(tài)的狀態(tài)(幾乎為真空狀態(tài))。當然，優(yōu)選為真空狀態(tài)。
之后，到利用控制器30停止該操作為止，為維持主減壓槽TA內為預定的真空狀態(tài)，優(yōu)選第一真空泵50A進行自動的開閉操作。同樣地，在t2時刻，控制器30使第二真空泵50B操作。由此，第二真空泵50B使輔助減壓系統(tǒng)的輔助減壓槽TB內成為接近真空狀態(tài)的狀態(tài)。之后，到利用控制器30停止該操作為止，為維持輔助減壓槽TB內為預定的真空狀態(tài)，優(yōu)選第二真空泵50B進行自動的開閉操作。
在t3時刻澆注開始前為止繼續(xù)進行第一真空泵50A的操作。同樣地，在t3時刻澆注開始前為止繼續(xù)進行第二真空泵50B的操作。由此，使主減壓槽TA在t2時刻～t3時刻期間處于十分接近真空狀態(tài)的狀態(tài)。同樣地，使輔助減壓槽TB在t2時刻～t3時刻期間處于十分接近真空狀態(tài)的狀態(tài)。
在t2時刻，第一開閉閥MV和第二開閉閥GV都處于閉狀態(tài)，模腔的減壓操作還沒有進行。
因此，控制器30只在減壓操作準備的必要期間，使第一真空泵50A和第二真空泵50B工作。
除根據(jù)上述控制器30進行第一真空泵50A和第二真空泵50B的啟動和停止之外，還可以根據(jù)模鑄裝置1的操作者手動進行。在本實施方式中，說明可以控制器30驅動第一真空泵50A和第二真空泵50B時的情況。
t3時刻開始澆注(S1-2)、圖4在t3時刻，開始從注射套筒的供給口16h向注射套筒16內澆注金屬溶液。
t4時刻開始氧氣供給(S1-2)、圖4在t4時刻，控制器30檢測到從供給口16h向注射套筒16的內部開始金屬溶液ML的澆注作業(yè)時，將閉狀態(tài)的切斷閥60通電為開狀態(tài)的控制信號30SC向電磁制動器61輸出。此外，控制器30將閉狀態(tài)的第二開閉閥GV通電為開狀態(tài)的控制信號30SD輸出。
由此，如圖4說明所示，切斷閥60內的閥體62從閥座構件64的支承狀態(tài)向閥移動空間Sp內移動，切斷閥60成為開狀態(tài)。其結果，第二貫通孔64b和閥移動空間Sp成為連通狀態(tài)。因此，從氧氣供給裝置80經過第二開閉閥GV和排氣路徑52通到第二貫通孔64b，將氧氣填充到閥移動空間Sp、模腔C和注射套筒16的內部空間。
通過向模腔C和注射套筒16內填充氧氣，將向注射套筒16內澆注的金屬溶液ML的表面氧化，開始進行氧氣置換模鑄法。即，從氧氣供給裝置80向模腔C供給的氧氣O2，通過模腔C通到注射套筒16的內部空間，從供給口16h向注射套筒16的外部放出。
在此狀態(tài)中，通過氧氣O2充滿由閥移動空間Sp、模腔C和注射套筒16的內部空間構成的封閉空間的同時，通過從供給口16h放出的氧氣，將向閥移動空間Sp、模腔C和注射套筒16內侵入(殘留)的外部空氣氣體等的成為模鑄處理害處的氣體向注射套筒16的外部排出。由此，氧氣殘留在模腔C等內，也進行給予模鑄制品的品質等有害處影響的氣體的凈化。
例如，將圖中未示出的注射套筒16的供給口16h附近配設的溫度傳感器的檢測信號向控制器30輸入，控制器30檢測出溫度傳感器的檢測信號的急劇變化能檢測出向注射套筒16內開始澆注金屬溶液ML?；蛘?，根據(jù)來自模鑄裝置1操作者的指示，控制器30能檢測知道金屬溶液ML的注入。
而且，開始向模腔C和注射套筒16內供給來自氧氣供給裝置80的氧氣O2可以在金屬溶液ML向注射套筒16內部空間的澆注開始前或澆注中或者澆注開始之后的任一種情況。
t5時刻澆注結束(S1-3)、圖4在t5時刻，為了制造一個模鑄制品，在向注射套筒16內澆注所必要量的金屬溶液ML時，就結束澆注作業(yè)。
從澆注開始到澆注結束的時間T1根據(jù)向注射套筒16內澆注的金屬溶液ML的量來規(guī)定，而不是一定的。
由于結束此澆注，注射套筒16的供給口16h部分附近的注射套筒16的內部幾乎由金屬溶液ML堵住。但是，即使在此狀態(tài)，第二開閉閥GV為開狀態(tài)，并且依然持續(xù)來自氧氣供給裝置80的氧氣的填充處理。
t6時刻開始低速注射(S1-4)、圖5在t6時刻，檢測到澆注作業(yè)結束時，控制器30驅動油壓缸11使活塞桿12低速驅動。其結果，如圖5說明所示，與圖2所示的活塞桿12通過連接器13連接的柱塞桿14的前端連接的柱塞頭15以低速在套筒16內移動。
基于位置檢測傳感器35的檢測信號S35，控制器30算出柱塞桿14或柱塞頭15的移動的位置和移動速度，用于驅動上述油壓缸11。移動速度通過控制器30對位置進行時間微分來求得。
通過柱塞頭15的低速移動，注射套筒16內導入的金屬溶液ML受到壓力，使該金屬溶液ML不只在注射套筒16內的縱向上，而且在截面方向上也逐漸擴大。
此時，第三開閉SV為開狀態(tài)，繼續(xù)從氧氣供給裝置80向模腔C填充氧氣。
t7時刻氧氣供給停止(S2-2)、圖6在t7時刻，t6時刻的柱塞桿14(或柱塞頭15)開始低速注射后經過預定時間后(t6時刻～t7時刻期間)，在金屬溶液ML在注射套筒16內成為充滿狀態(tài)時，控制器30輸出將第二開閉閥GV斷電而成為閉狀態(tài)的控制信號30SD，使第二開閉閥GV為閉狀態(tài)而停止從氧氣供給裝置80向模腔C填充氧氣。由此，結束通過氧氣供給裝置80向模腔C和注射套筒16內的氧氣的填充處理。
此外控制器30將切斷閥60斷電，使切斷閥60為閉狀態(tài)，即，閥體62通過與閥座構件64接觸，使閥體62和閥座構件64的間隙為封閉狀態(tài)。
由于防止注射套筒16內澆注的金屬溶液ML的氧化，以及為防止金屬溶液ML的溫度降低，故希望從t4時刻到t7時刻的一定時間(期間)T2盡可能地短。
作為氧氣置換模鑄法，從供給口16h開始澆注金屬溶液ML之后，優(yōu)選只在使柱塞桿14(或柱塞頭15)向模腔C側注射前進期間的短時間內使氧氣置換。
t8時刻停止主減壓系統(tǒng)和輔助減壓系統(tǒng)的準備操作、圖6通過控制器30使第二開閉閥GV為閉狀態(tài)，停止通過氧氣供給裝置80向模腔C以及注射套筒16內填充氧氣后，在t8時刻，控制器30停止第一真空泵50A并且停止主減壓槽TA內的減壓操作。同樣地，控制器30停止第二真空泵50B的操作并且停止輔助減壓槽TB內的減壓操作。
通過以上的減壓準備操作，使主減壓槽TA以及輔助減壓槽TB處于十分低的壓力狀態(tài)，優(yōu)選的是，減壓至幾乎真空的狀態(tài)。
此外，停止第一真空泵50A以及第二真空泵50B，使主減壓槽TA以及輔助減壓槽TB的壓力狀態(tài)達到充分的低壓，優(yōu)選的是，達到至幾乎真空的狀態(tài)。這種時刻在以前任意的時刻，也可以分別獨立地進行停止操作。
t9時刻供給口16h的封閉(S1-5)、圖7在t9時刻，控制器30在監(jiān)視位置檢測傳感器35的檢測信號S35的同時，驅動油壓缸11，將柱塞頭15越過注射套筒16的供給口16h，使柱塞頭15(柱塞桿14)低速注射，直至供給口16h為封閉狀態(tài)。其結果，如圖7說明所示，供給口16h附近的注射套筒16內受到柱塞頭15的壓力的金屬溶液ML也向注射套筒16的內壁方向擴大，使注射套筒16成為堵塞的狀態(tài)。因此，閥移動空間Sp、模腔C以及未填充金屬溶液ML的注射套筒16內通過金屬溶液ML以及柱塞頭15而成為相對于注射套筒16的外部為密封狀態(tài)。其結果，不會有來自供給口16h外部的空氣侵入。
t10時刻主減壓系統(tǒng)減壓開始、圖8在供給口16h封閉后，在t10時刻，控制器30將使第一開閉閥MV為開狀態(tài)的控制信號30SA向第一開閉閥MV輸出。實際上，在t9時刻進行供給口16h的封閉操作的t9時刻后，控制器30在經過實際上由金屬溶液ML而使供給口16h附近的注射套筒16內成為封閉狀態(tài)的預定的時間T4后，使第一開閉閥MV為開狀態(tài)。
然后控制器30使切斷閥60為開狀態(tài)。由此，閥體62從閥座構件64離開。
根據(jù)上述操作，通過排氣管51、排氣路徑52、第二貫通孔64b、閥體62和閥座構件64之間的空隙，真空狀態(tài)或幾乎真空狀態(tài)的主減壓槽TA將注射套筒16中未填充金屬溶液ML的內部空間、與此內部空間連接的模腔C、閥移動空間Sp以及排氣路徑52等封閉空間所規(guī)定的主減壓系統(tǒng)內逐漸減壓。通過該減壓操作，將封閉空間內填充的氧氣也向外部逐漸排出。
該減壓操作在本說明書中稱為第一減壓操作。在t13時刻高速注射后，進一步繼續(xù)到t14時刻填充結束后的t15時刻。
t11時刻輔助減壓系統(tǒng)操作開始、圖9在t9時刻的供給口16h封閉后，在t11時刻，控制器30向第三開閉閥SV輸出使第三開閉閥SV為開狀態(tài)的控制信號30SB。
實際上，在t9時刻進行供給口16h的封閉操作后，控制器30在經過實際上由金屬溶液ML而使供給口16h附近的注射套筒16內成為封閉狀態(tài)的預定的時間T3后，使第三開閉閥SV為開狀態(tài)。
其結果，利用真空狀態(tài)或幾乎真空狀態(tài)的輔助減壓槽TB，通過排氣管90將固定模具流路2c內逐漸減壓并排氣，通過排氣管91將移動模具流路3c內逐漸減壓并排氣，通過柱塞頭15的槽15h以及柱塞桿14的內部管將注射套筒16內逐漸減壓并排氣。
即，不用說利用從氧氣供給裝置80向模腔C以及注射套筒16內供給(填充)氧氣并通過排氣管90在固定模具流路2c中殘留的氧氣，通過排氣管91在移動模具流路3c以及槽15h中殘留的氧氣，即使利用上述氧氣吹掃也在排氣管90、固定模具流路2c、、排氣管91、移動模具流路3c以及槽15h等中殘留的氧氣，或者在其后這些場所中侵入的外部空氣等給予模鑄中害處影響的微小氣體，通過輔助減壓槽TB向外部逐漸排出。
利用輔助減壓槽TB通過氣體排出操作，使固定模具流路2c、移動模具流路3c等中不存在外部空氣，并且，這些部分也不侵入外部空氣。
該減壓操作在本說明書中稱為第二減壓操作。繼續(xù)到t16時刻模鑄制品取出操作之前的t15時刻為止。
上述例子中，通過主減壓槽TA結束的第一減壓操作的時刻以及通過輔助減壓槽TB結束的第二減壓操作的時刻，為相同的t15時刻。
在上述例子中，在敘述將主減壓系統(tǒng)(第一減壓系統(tǒng))的減壓操作(第一減壓操作)先進行、輔助減壓系統(tǒng)(第二減壓系統(tǒng))的減壓操作(第二減壓操作)后進行的情況時(預定時間T4＞T3)，在供給口16h封閉后的情況下，也能使預定時間T3＝T4。
或者，控制器30也能使通過第一開閉閥MV的開啟操作開始主減壓系統(tǒng)的減壓和通過第三開閉閥SV的開啟操作開始輔助減壓系統(tǒng)的減壓同時進行。
與上述相反，也能先進行輔助減壓系統(tǒng)的開始減壓，后進行主減壓系統(tǒng)的開始減壓(預定時間T3＞T4)。
t12時刻主減壓系統(tǒng)的部分操作停止、圖10在t10時刻，經過主減壓系統(tǒng)的操作開始后的預定時間T5后，并且，在t13時刻的高速注射前的t12時刻，控制器30向電磁制動器61輸出使切斷閥60為閉狀態(tài)的控制信號30SC，使切斷閥60為閉狀態(tài)，即閥體62落座于閥座構件64上。
其結果，如圖10說明所示，切斷閥60成為閉狀態(tài)，閥移動空間Sp和排氣路徑52之間成為不連通。但是，由于第一開閉閥MV為開狀態(tài)，通過主減壓槽TA繼續(xù)進行排氣路徑52、第二貫通孔64b的減壓操作。
在t13時刻的高速注射前，切斷閥60處于閉狀態(tài)是為了能防止通過高速注射以高速并且高壓狀態(tài)向模腔C中導入的金屬溶液ML向閥移動空間Sp、第二貫通孔64b等引入。另一方面，即使輔助減壓系統(tǒng)操作，也不存在上述擔心，因此使輔助減壓系統(tǒng)的操作繼續(xù)。
在t10時刻～t12時刻或t11時刻～t12時刻期間，主減壓系統(tǒng)和輔助減壓系統(tǒng)并行操作。
通過主減壓系統(tǒng)的操作，模腔C內的氧氣和外部空氣(若存在)經過閥移動空間Sp、第二貫通孔64b和排氣路徑52向外部排出，另一方面，通過主減壓系統(tǒng)的初期操作，通過將從氧氣供給裝置80向模腔C等內部中填充的氧氣充滿到模腔C內、以及注射套筒16內等的封閉空間的各個角落來提高氧氣置換模鑄法的效果。此外，通過輔助減壓系統(tǒng)的操作，通過排氣管90、排氣管91等將外部空氣從固定模具流路2c、移動模具流路3c以及槽15h等排出。
由此，根據(jù)主減壓系統(tǒng)和輔助減壓系統(tǒng)的并行操作，將在模鑄裝置1中給予模鑄處理害處影響的氣體，在模鑄裝置的到達之處中持續(xù)排出，并且，使之不能從外部侵入。
t13時刻高速注射(S1-6)、圖11在t13時刻，控制器30通過驅動油壓缸11使活塞桿12在圖解的狀態(tài)中以高速向左側移動。其結果，與柱塞桿14連接的柱塞頭15將注射套筒16內以高速向模腔C移動。
其結果，向注射套筒16中澆注的金屬溶液ML從注射套筒16內向模腔C內急速地填充。通過金屬溶液ML的高速注入，模腔C的高速模腔C內的壓力在t13時刻以后急劇地變高。
柱塞頭15以使注射套筒16內移動的狀態(tài)維持預定距離。由此，使模腔C內維持在壓力高的狀態(tài)。
在模腔C中填充的金屬溶液ML充滿模腔C中，制成期望的模鑄制品。
t14時刻填充結束(S1-7)、圖11向模腔C中以高速注射填充金屬溶液ML之后，在經過預定時間的t14時刻，結束填充。
t15時刻主減壓系統(tǒng)完全停止、輔助減壓系統(tǒng)操作結束、圖12填充結束后，在t15時刻，控制器30向第一開閉閥MV輸出使第一開閉閥MV為閉狀態(tài)的控制信號30SA。其結果，如圖12中說明所示，第一開閉閥MV成為閉狀態(tài)，結束來自主減壓槽TA的減壓操作。
另外控制器30向第三開閉閥SV輸出使第三開閉閥SV為閉狀態(tài)的控制信號30SB。其結果，如圖12說明所示，第一開閉閥MV和第三開閉閥SV成為閉狀態(tài)，通過輔助減壓槽TB，結束經過排氣管90的固定模具流路2c的減壓操作、經過排氣管91的移動模具流路3c的減壓操作、以及經過柱塞頭15的槽15h和柱塞桿14的注射套筒16內的減壓操作。
從初期狀態(tài)到上述t15時刻為止，第一開閥OV1和第二開閥OV2處于閉狀態(tài)。
優(yōu)選的是，經過t15時刻的預定時間后，冷卻模腔C內的模鑄制品后可以取出，即，t15時刻的金屬溶液向模腔C的填充結束后，并且在t16時刻之前，結束模鑄處理后，例如，控制器30使第一開閥OV1和第二開閥OV2處于開放狀態(tài)。其結果，模具內成為大氣壓狀態(tài)，因此氣壓差變小，t16時刻的模具打開操作變得容易。
為進一步提高第一開閥OV1的上述效果，希望在開放第一開閥OV1的同時，控制器30也將切斷閥60開放。
t16時刻取出模鑄制品(S1-8)在經過t15時刻的預定時間后，冷卻并且可取出模腔C內的模鑄制品，解除固定模具2和移動模具3的合模狀態(tài)，通過按壓推桿65取出模腔C內的模鑄制品。
根據(jù)以上所述的本發(fā)明的實施方式，利用主減壓系統(tǒng)通過減壓操作施加模腔C內的排氣，通過利用輔助減壓系統(tǒng)的減壓操作，排除模腔C內、注射套筒16內、閥移動空間Sp等中給予模鑄中害處影響的氣體，能制造高品質的模鑄制品。
另外，根據(jù)本實施方式，利用減壓氧氣置換模鑄法通過供給適當?shù)难鯕猓苤圃旄咂焚|的模鑄制品。
此外，本實施方式能將一系列的操作連續(xù)而短時間地進行，所以注射套筒16內澆注的金屬溶液ML不發(fā)生大幅度地溫度降低，能制造高品質的模鑄制品。
根據(jù)本實施方式，具有在壽命延長方面的效果。
根據(jù)本實施方式，將含有模腔C的封閉空間內充滿氧氣后，由于利用輔助減壓槽TB通過減壓從固定模具2的固定模具流路2c、移動模具3的移動模具流路3c和柱塞頭15的槽15h與套筒16的內周面之間形成的流路進行排氣，所以確實地用氧氣置換含有模腔C的封閉空間內的各個角落，另外，也確實地能用氧氣置換氣體侵入路徑內的氣體。
并且在確實地用氧氣置換含有模腔C的封閉空間之后，還利用輔助減壓槽TB通過繼續(xù)進行上述封閉空間內的排氣以使模腔C內不侵入空氣等不需要的氣體。
此外，利用輔助減壓槽TB和主減壓槽TA雙方進行模腔C內、套筒內、間隙(間隙)等的減壓，所以在縮短減壓所需的時間的同時，也能使模腔C內殘留的氧氣非常地少。
在實施本發(fā)明的模鑄裝置和減壓鑄造方法時，不限于上述例示的實施方式，能進行各種各樣的變形方式。
在上述實施方式中，說明了本發(fā)明的主減壓裝置和輔助減壓裝置是由主減壓槽TA和輔助減壓槽TB構成的情況，也可以不用槽，可為通過真空泵等直接進行減壓的結構。
使輔助減壓槽TB動作并且進行模腔C的減壓處理的部分不限于上述的固定模具流路2c、移動模具流路3c、柱塞頭15的槽15h等，也可以適用外部空氣可侵入到模腔C等中的其他的部分。作為這樣的其他部分，例如，移動模具3和在移動模具3中安裝的切斷閥60之間的間隙，例如閥座構件64和外部移動模具3b之間的間隙。
作為本發(fā)明的實施方式的模鑄裝置中的操作的示例，在說明將金屬溶液ML低速注射之后高速注射的情況，在本發(fā)明的實施方式的模鑄裝置中，金屬溶液ML的注射方法或柱塞頭15的移動速度不限于上述兩階段的移動速度，例如，可以只為一種移動速度，或者能通過三階段切換的移動速度等、或以適宜的移動速度向模腔內注射金屬溶液。
利用在本發(fā)明的實施方式的模鑄裝置中的控制器30的上述控制操作，例如，切斷閥60的開閉操作切換、第一～第三開閉閥MV、GV、SV開閉切換控制等，之后應該進行的模鑄裝置全部的狀態(tài)例如柱塞頭15的移動位置以及移動速度等，能根據(jù)事先決定的條件進行。這種決定的條件，例如，在控制器30內的存儲器中預先登錄。由此，控制器30如上述例示那樣，不能識別柱塞頭15或金屬溶液ML的低速注射、高速注射等操作狀態(tài)，通過參照位置檢測傳感器35的讀取和/或位置檢測傳感器35的檢測值以及其變化，能進行與上述相同的控制操作。
而且，對應本發(fā)明的第一開閉閥裝置的切斷閥60，可以不只是安裝在移動模具3上，也可以安裝在固定模具2上。優(yōu)選的是，切斷閥60可安裝在移動模具3和固定模具2上。由此，可縮短模腔的減壓時間。
此外，用于相同的用途，也可以使主減壓槽TA和輔助減壓槽TB為共通的一個槽。由此，模鑄裝置的設備變得簡單，能使模鑄裝置設備的價格低廉。
另外，代替油壓缸11，可使用其它的液壓媒體的驅動手段，例如，使用以水壓為媒體的驅動手段使活塞桿12向左右移動。
不限于上述例示，能通過電動驅動器使活塞桿12移動。
權利要求
1.一種模鑄裝置，該裝置是通過在模腔中填充金屬溶液制造模鑄制品的模鑄裝置，其特征在于，其包括規(guī)定填充金屬溶液的模腔的第一模具和第二模具；第一減壓裝置；氧氣供給裝置；在上述第一模具和/或第二模具中安裝，使上述第一減壓裝置或上述氧氣供給裝置與上述模腔為可連通狀態(tài)或非連通狀態(tài)的第一開閉閥裝置；與上述模腔連通并在與上述模腔連通的一側相對的一側上具有將上述金屬溶液進行澆注的供給口的注射套筒；具有自由移動地嵌入到該注射套筒的內筒的柱塞頭，將從上述供給口向上述注射套筒內澆注的金屬溶液向上述模腔注射的注射柱塞裝置；將該注射柱塞裝置驅動的注射汽缸裝置；從上述模腔和/或上述注射套筒的外部有侵入外部空氣的可能性，對從上述第一模具中的間隙(間隙)、上述第二模具中的間隙(間隙)、上述注射套筒和上述柱塞頭間的間隙、上述第二模具和上述第一開閉閥裝置的間隙中的至少一個間隙進行減壓的第二減壓裝置。
2.如權利要求1所述的模鑄裝置，其特征在于上述第一減壓裝置包括第一減壓槽和第一開閉閥，上述氧氣供給裝置包括氧氣供給裝置和第二開閉閥，上述第二減壓裝置包括第二減壓槽和第三開閉閥。
3.如權利要求2所述的模鑄裝置，其特征在于從上述供給口向上述注射套筒內開始澆注金屬溶液后，上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)使上述氧氣供給裝置與上述模腔連通，上述第二開閉閥為開狀態(tài)，使得從上述氧氣供給裝置向上述模腔以及上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體；向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充；在上述第二開閉閥成為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充金屬溶液結束為止的第一期間，上述第一減壓裝置內的第一開閉閥為開狀態(tài)，通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥裝置利用上述第一減壓槽對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；上述第二開閉閥為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液結束為止的第二期間，上述第二減壓裝置的第三開閉閥為開狀態(tài)，利用上述第二減壓槽對上述間隙進行減壓。
4.如權利要求2所述的模鑄裝置，其特征在于從上述供給口向上述注射套筒內開始澆注金屬溶液后，到上述澆注結束并且以第一速度通過注射柱塞向上述膜腔進行上述金屬溶液的第一注射為止的期間，上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)使上述氧氣供給裝置與上述模腔連通，上述第二開閉閥為開狀態(tài)，使得從上述氧氣供給裝置向上述模腔以及上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體；向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充；在上述第二開閉閥成為閉狀態(tài)后，到以第二速度通過上述注射柱塞向上述模腔開始上述金屬溶液的第二注射為止，上述第一減壓裝置的第一開閉閥為開狀態(tài)，通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥裝置利用上述第一減壓槽對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；上述第二開閉閥為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充金屬溶液的處理結束為止期間，上述第二減壓裝置的第三開閉閥為開狀態(tài)，通過上述第二減壓槽對上述間隙進行減壓。
5.如權利要求3或4所述的模鑄裝置，其特征在于，上述第二速度比第一速度快。
6.如權利要求3或4所述的模鑄裝置，其特征在于，上述第一速度和第二速度相等。
7.如權利要求3、5或6任一項所述的模鑄裝置，其特征在于，該模鑄裝置還具有控制裝置，該控制裝置進行下述操作通過上述柱塞裝置的移動從上述供給口到上述注射套筒內開始澆注金屬溶液后，使上述第一開閉閥裝置動作，使上述模腔以及上述注射套筒內充滿氧氣，并且，使氧氣從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內的氧氣以外的氣體排出；在上述金屬溶液的澆注結束后，驅動上述注射汽缸裝置，使上述注射柱塞裝置以第一速度移動，將在上述注射套筒內澆注的金屬溶液開始向上述模腔注射；在將上述模腔內以及上述注射套筒內用上述氧氣填充后，使上述第二開閉閥為閉狀態(tài)，停止上述氧氣的填充；在上述第二開閉閥為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液結束為止的第一期間，使上述第一減壓裝置內的第一開閉閥為開狀態(tài)，并通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥裝置利用上述第一減壓槽對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；在上述第二開閉閥為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充的上述金屬溶液結束為止的第二期間，使上述第二減壓裝置的第三開閉閥為開狀態(tài)，利用上述第二減壓槽對上述至少一個間隙進行減壓。
8.如權利要求3、5或6任一項所述的模鑄裝置，其特征在于，該模鑄裝置還具有控制裝置，該控制裝置進行下述操作在上述澆注結束并且以第一速度通過上述柱塞裝置向上述模腔進行上述金屬溶液的第一注射為止的期間，使上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，使上述氧氣供給裝置與上述模腔連通，使上述第二開閉閥為開狀態(tài)，使從上述氧氣供給裝置向上述模腔以及上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體；向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充；在上述第二開閉閥成為閉狀態(tài)后，到以第二速度通過上述注射柱塞向上述模腔開始上述金屬溶液的第二注射為止，上述第一減壓裝置內的第一開閉閥為開狀態(tài)，通過開狀態(tài)的上述第一開閉閥裝置利用上述第一減壓槽對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；在上述第二開閉閥為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液的處理結束為止期間，上述第二減壓裝置的第三開閉閥為開狀態(tài)，利用上述第二減壓槽對上述至少一個間隙進行減壓。
9.如權利要求7或8所述的模鑄裝置，其特征在于，該模鑄裝置具有檢測上述注射柱塞的位置的位置傳感器，上述控制裝置參照對上述位置傳感器的檢測值進行微分求得的移動速度，判斷上述注射柱塞裝置以上述第一速度或上述第二速度進行注射。
10.如權利要求1～9任一項所述的模鑄裝置，其特征在于，上述第一模具是固定模具，包括內部固定模具、包圍該內部固定模具的外部固定模具以及在所述內部固定模具與所述外部固定模具之間的間隙形成的固定模具流路；上述第二模具是移動模具，包括內部移動模具、包圍該內部移動模具的外部移動模具以及在上述內部移動模具與上述外部移動模具之間的間隙形成的移動模具流路，上述第二減壓裝置動作地與上述固定模具流路和上述移動模具流路連接。
11.一種用于模鑄裝置的減壓鑄造方法，該方法用于通過氧氣置換模鑄法制造模鑄制品的模鑄裝置，其特征在于，包括如下工序從供給口向注射套筒內開始澆注金屬溶液后，到上述澆注結束并且使注射柱塞以第一速度移動將上述金屬溶液注射到模具內規(guī)定的模腔中之前為止，使上述模腔以及上述注射套筒內充滿氧氣，并且從上述供給口放出，使得上述模腔內以及上述注射套筒內用氧氣充滿并且使氧氣以外的氣體排出的氧氣吹掃工序；該氧氣的填充結束后，到使上述注射柱塞以第二速度移動開始將上述金屬溶液注射到上述模腔之前為止，對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓的第一減壓工序；在上述氧氣的填充結束后，到模鑄制品取出之前為止，對上述模鑄裝置中的上述模腔和/或上述套筒中的從其外部可侵入外部空氣的部分進行減壓的第二減壓工序。
12.如權利要求11所述的減壓鑄造方法，其特征在于，在上述氧氣吹掃工序中，在上述模腔與氧氣供給裝置之間以及上述模腔與第一減壓裝置之間設置的第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，使上述氧氣供給裝置與上述模腔處于可連通狀態(tài)，使在上述第一開閉閥裝置與上述氧氣供給裝置之間設置的第二開閉閥裝置處于開狀態(tài)，從上述氧氣供給裝置通過上述第一開閉閥裝置向上述模腔和上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體，在向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥裝置為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充；在上述第一減壓工序中，在上述第二開閉閥裝置成為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液結束為止的第一期間，上述第一減壓裝置與上述模腔之間設置的上述第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過該開狀態(tài)的上述第一開閉閥利用上述第一減壓裝置對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；在上述第二減壓工序中，在上述第二開閉閥裝置成為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液結束為止的第二期間，上述第二減壓裝置與上述可侵入外部空氣的部分之間設置的第三開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過上述第二減壓裝置對從上述外部可侵入外部空氣的部分進行減壓。
13.如權利要求11所述的減壓鑄造方法，其特征在于，在上述氧氣吹掃工序中，在上述模腔和氧氣供給裝置之間以及上述模腔與第一減壓裝置之間設置的第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，使上述氧氣供給裝置與上述模腔處于可連通狀態(tài)；使在上述第一開閉閥裝置與上述氧氣供給裝置之間設置的第二開閉閥裝置處于開狀態(tài)，從上述氧氣供給裝置通過上述第一開閉閥裝置向上述模腔和上述注射套筒內供給氧氣并從上述供給口放出，使上述模腔內以及上述注射套筒內充滿氧氣并排出氧氣以外的氣體，在向上述模腔內以及上述注射套筒內填充上述氧氣后，使上述第二開閉閥裝置為閉狀態(tài)，結束上述氧氣的填充；在上述第一減壓工序中，在上述第二開閉閥裝置成為閉狀態(tài)后，到以第二速度通過上述注射柱塞向上述模腔開始上述金屬溶液的第二注射為止，使上述第一減壓裝置與上述模腔之間設置的第一開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過該開狀態(tài)的第一開閉閥利用上述第一減壓裝置對上述模腔內以及上述注射套筒內進行減壓；在上述第二減壓工序中，在上述第二開閉閥裝置成為閉狀態(tài)后，到向上述模腔內填充上述金屬溶液結束為止的期間，使上述第二減壓裝置和上述可侵入外部空氣的部分之間設置的第三開閉閥裝置為開狀態(tài)，通過上述第二減壓裝置對從上述外部可侵入外部空氣的部分進行減壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可制造高品質的模鑄制品、利用氧氣置換模鑄法的模鑄裝置。通過使用氧氣供給裝置(80)使氧氣充滿模腔(C)內和注射套筒(16)內，并且用氧氣吹掃模腔(C)和注射套筒(16)內之后，使向模腔(C)可侵入外部空氣的部分例如從固定模具流路(2c)、移動模具流路(3c)進行減壓排氣的輔助減壓槽(TB)和第三開閉閥(SV)以及將模腔內減壓的主減壓槽(TA)和第一開閉閥(MV)同時并行操作。
文檔編號B22D17/00GK1701878SQ20051008174
公開日2005年11月30日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權日2004年4月20日
發(fā)明者久保田正光 申請人:東芝機械株式會社