本發(fā)明涉及在失蠟鑄造的原料的制作工序中使用的加壓鑄造裝置和加壓方法。

背景技術(shù)：
作為一體地精密制造金屬首飾等復(fù)雜形狀的鑄造品的方法，已知失蠟鑄造法。失蠟鑄造法主要大致分為：i)使用橡膠模的蠟?zāi)Ｖ谱鞴ば颉i)使用蠟?zāi)５蔫T模制作工序、iii)使用鑄模的最終鑄造品的鑄造工序、iv)鑄造品的完成加工工序的各階段。在“使用完成的鑄模的最終鑄造品的鑄造工序”中，使用真空加壓鑄造裝置。在此，真空意味著具有一度對(duì)內(nèi)部的壓力進(jìn)行真空排氣，與氬等稀有氣體進(jìn)行置換時(shí)的真空工序的加壓鑄造裝置，加壓意味著具有對(duì)熔解了的原料進(jìn)行加壓的工序，在本說明書中，將它們總稱為加壓鑄造裝置。在此，參照關(guān)于本發(fā)明的加壓鑄造裝置的圖1和圖2，對(duì)現(xiàn)有有代表性的加壓鑄造裝置的概要進(jìn)行說明。加壓鑄造裝置1具有用于熔化原料的熔解腔20和載置熔解后流入到的鑄模的模腔30。在熔解腔20中，配置有加入成為顆粒物后的原料并使其熔解的熔解坩堝4。把在熔解腔20內(nèi)熔解了的原料向配置在模腔30內(nèi)的鑄模2的內(nèi)部注入。但是，在寶飾用失蠟鑄造中，鑄模2內(nèi)部的液道較細(xì)且是復(fù)雜的，而且熔融了的原料的粘性非常高，因此，原料難以流入液道的深處。因此，需要使熔融了的原料以熔融原料的方式易于向鑄模2內(nèi)部的液道流入，需要對(duì)熔解腔20內(nèi)進(jìn)行加壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在寶飾用失蠟鑄造中，鑄模2例如由混合了方晶石、硅石、石膏的石膏類材料形成。當(dāng)熔融原料流入鑄模2時(shí)，構(gòu)成鑄模的石膏類材料與熔融原料發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體(下面，稱為“鑄模由來氣體”)。鑄模由來氣體是氧化氣體，因此，存在當(dāng)殘留在原料內(nèi)部時(shí)會(huì)損害原料的問題。但是，在為了使熔融了的原料以熔融原料的方式易于向鑄模2內(nèi)部的液道流入而對(duì)熔解腔20內(nèi)進(jìn)行加壓的狀態(tài)下，該鑄模由來氣體殘留在熔融原料中而不向外部排出。因此，發(fā)生當(dāng)原料在該狀態(tài)下冷卻并凝固時(shí)，產(chǎn)生在完成品的內(nèi)部出現(xiàn)孔的不合格品的問題并且成為腐蝕的原因。另一方面，當(dāng)不進(jìn)行加壓時(shí)，粘性高的熔融原料不會(huì)充分地到達(dá)鑄模2內(nèi)部的液道而易于產(chǎn)生不合格品。因此，本發(fā)明用以下加壓鑄造裝置來解決，上述加壓鑄造裝置具備：模腔，其在內(nèi)部具有包括石膏材料的鑄模；熔解腔，其在內(nèi)部具有用于熔解原料的熔解坩堝，在底部具有以與該模腔能密閉地連結(jié)的方式配置的用于從該熔解坩堝向該鑄模導(dǎo)入熔融了的原料的連通口；加壓單元，其與該熔解腔連接，向內(nèi)部導(dǎo)入稀有氣體；壓力傳感器，其檢測該熔解腔內(nèi)的壓力；以及控制裝置，其控制該加壓單元，使其通過根據(jù)該壓力傳感器的檢測壓力向該熔解腔內(nèi)導(dǎo)入稀有氣體來對(duì)注入該鑄模的原料的液面進(jìn)行加壓。另外，本發(fā)明用以下加壓鑄造裝置來解決問題，上述加壓鑄造裝置具備：模腔，其在內(nèi)部具有包括石膏材料的鑄模；熔解腔，其在內(nèi)部具有用于熔解原料的熔解坩堝，以能與該模腔密閉地連結(jié)的方式配置，在底部具有用于從該熔解坩堝向該鑄模導(dǎo)入熔融的原料的連通口；排氣單元，其與該模腔連接，能使各自的內(nèi)部氣體排氣；以及控制裝置，其控制檢測該模腔內(nèi)的壓力的壓力傳感器和該排氣單元，使得上述該排氣單元通過根據(jù)該壓力傳感器的檢測壓力使該模腔內(nèi)的氣體排氣來對(duì)注入該鑄模的原料的液面進(jìn)行加壓。另外，本發(fā)明用以下加壓方法來解決問題，上述加壓方法的特征在于，是由加壓鑄造裝置對(duì)鑄模內(nèi)的液面進(jìn)行加壓的加壓方法，具備以下工序：當(dāng)向該鑄模內(nèi)注入熔融的原料時(shí)，用該加壓單元向內(nèi)部導(dǎo)入稀有氣體而對(duì)該熔解腔進(jìn)行加壓；當(dāng)壓力傳感器的檢測壓力達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí)，以規(guī)定的時(shí)間將該熔解腔內(nèi)保持為恒定的壓力；以及在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，執(zhí)行對(duì)該熔解腔由該恒定的壓力進(jìn)一步進(jìn)行加壓的控制。另外，本發(fā)明用以下加壓方法來解決問題，上述加壓方法的特征在于，是用加壓鑄造裝置對(duì)鑄模內(nèi)的液面進(jìn)行加壓的加壓方法，具備以下工序：當(dāng)向該鑄模內(nèi)注入熔融的原料時(shí)，使模腔排氣；當(dāng)壓力傳感器的檢測壓力達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí)，以規(guī)定的時(shí)間，使該排氣單元停止并將該模腔內(nèi)保持為恒定的壓力；以及在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后再次驅(qū)動(dòng)該排氣單元并對(duì)該模腔內(nèi)的壓力從該恒定的壓力進(jìn)行進(jìn)一步減壓。根據(jù)本發(fā)明，注入鑄模的原料與石膏類材料鑄模發(fā)生反應(yīng)，能夠排出在原料內(nèi)部所產(chǎn)生的鑄模由來氣體，能夠減少完成鑄造品內(nèi)部的孔的發(fā)生。附圖說明圖1是加壓鑄造裝置的外觀圖。圖2是示出本發(fā)明的加壓鑄造裝置的熔解腔20和模腔30的內(nèi)部的圖。圖3是示出加壓鑄造裝置的加壓系統(tǒng)和減壓系統(tǒng)的配管構(gòu)成的圖。圖4是示出加壓鑄造裝置的熔解腔20和模腔30的加壓曲線的圖。附圖標(biāo)記說明1加壓鑄造機(jī)2鑄模4熔解坩堝5保護(hù)坩堝20熔解腔30模腔41加壓泵51排氣泵52控制裝置具體實(shí)施方式下面，參照?qǐng)D1至圖4說明本發(fā)明的加壓鑄造裝置1。圖1是加壓鑄造裝置1的外觀圖。圖2是示出本發(fā)明的加壓鑄造裝置1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概要圖。圖3是示出本發(fā)明的加壓鑄造裝置1的加壓系統(tǒng)(供氣系統(tǒng))和減壓系統(tǒng)(排氣系統(tǒng))的圖。圖4示出本發(fā)明的加壓鑄造裝置1的加壓曲線。加壓鑄造裝置1具有用于熔化原料的熔解腔20和載置熔解后流入到的鑄模2的模腔30。作為原料，是金、銀、黃銅等。鑄模2一般由石膏類材料形成。具體地說，是含有30％到40％的方晶石、30％到40％的硅石、20％到30％的石膏的材料。熔融了的這些原料易于與石膏類材料發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氣體。在熔解腔20中配置有加入成為顆粒物后的原料并使其熔解的熔解坩堝4和保護(hù)該熔解坩堝4的保護(hù)坩堝5。熔解腔20位于模腔30的上方，固定到加壓鑄造裝置1。在熔解腔20的上方，配置有熔解腔20的蓋22。在模腔30的下方，配置有封閉氣缸40。模腔30沿著支撐桿23a和支撐桿23b在豎直方向上可以上下升降地裝配。并且，模腔30可以在單方支撐桿23b的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)，可以配置在熔解腔20的正下的位置，也可以配置在從熔解腔20的正下向水平方向伸出的位置。在熔解腔20的內(nèi)部，配置有中空的圓筒形狀的保護(hù)坩堝5。在保護(hù)坩堝5的上面，具有比熔解坩堝4的外形大的開口5a，在保護(hù)坩堝5的底部配置有開口5b。在保護(hù)坩堝5的內(nèi)部配置有臺(tái)階，可以支撐熔解坩堝4。在熔解坩堝4的內(nèi)部，配置有用于保持原料的中空的空間，其外形是能夠插入保護(hù)坩堝5的內(nèi)部的空間的圓筒形。熔解坩堝4在上側(cè)具有廣口的開口4a，在底部側(cè)的端部具有縮小的噴嘴狀吐出口4b。熔解坩堝4從保護(hù)坩堝5的開口5a插入保護(hù)坩堝5的內(nèi)部。從保護(hù)坩堝5的開口5a插入的熔解坩堝4載置并固定在保護(hù)坩堝5的內(nèi)部的臺(tái)階面上。熔解腔20在上側(cè)具有開口20a，在底部側(cè)具有與模腔30的開口30a相對(duì)的連通口20b。在開口20a的周圍裝配有密封用襯墊20c。在模腔30的上側(cè)也具有開口30a。在開口30a的周圍也裝配有密封用襯墊30b。開口20a是用于經(jīng)由保護(hù)坩堝5的上面的開口5a向熔解坩堝4提供原料的開口。連通口20b是用于從熔解腔20內(nèi)的熔解坩堝4向模腔30釋放熔解了的原料的開口。熔解坩堝4的底部側(cè)的端部的吐出口4b與保護(hù)坩堝5的底部側(cè)的開口5b的位置對(duì)應(yīng)，在熔解坩堝4中熔融了的原料可以通過保護(hù)坩堝5的開口5b向模腔30的上部開口30a流動(dòng)。在模腔30的內(nèi)部的下側(cè)配置有鑄模升降氣缸31。在鑄模升降氣缸31的內(nèi)部，活塞32在模腔30的內(nèi)部配置為能在豎直方向升降。在活塞32的上側(cè)的面中，配置有具有平坦的面的鑄模臺(tái)座33。在鑄模臺(tái)座33上載置鑄模2。隨著活塞32的升降，鑄模2也與鑄模臺(tái)座33一起升降。在模腔30的下側(cè)配置有封閉氣缸40。封閉氣缸40具有能夠升降的封閉氣缸升降活塞44。當(dāng)封閉氣缸升降活塞44上升時(shí)，抬高模腔30。然后被抬高的模腔30與熔解腔20的下部接觸，用密封用襯墊30b塞住模腔30的開口30a。另一方面，當(dāng)使封閉氣缸40的氣缸外殼下降、使支撐桿23a和支撐桿23b向下方下降時(shí)，支撐桿23a和支撐桿23b的上部以按壓蓋22的方式下降。下降了的蓋22塞住熔解腔20的開口20a。可以是蓋22和開口20a之間由密封用襯墊20c、熔解腔20和模腔30之間由密封用襯墊30b分別密閉。原料在熔解腔20和模腔30被打開的狀態(tài)下放置在熔解坩堝4內(nèi)。并且，用蓋22塞住熔解腔20的開口20a，關(guān)閉模腔30。在保護(hù)坩堝5的外面，以包圍保護(hù)坩堝5的方式裝配有對(duì)保護(hù)坩堝5進(jìn)行加熱的感應(yīng)線圈21，熔解坩堝4和熔解坩堝4內(nèi)的原料利用對(duì)感應(yīng)線圈21通電而產(chǎn)生的磁力，根據(jù)高頻感應(yīng)加熱原理被直接加熱、熔融。在熔解腔20中，在大致中央部裝配有在豎直方向上延伸的阻擋桿24。阻擋桿24可以借助于阻擋件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在豎直方向的上下方向上升降，具有作為熔解坩堝4的吐出口4b的栓的功能。阻擋桿24的頂端在下降到豎直方向的下方的狀態(tài)下，封閉熔解坩堝4的噴嘴狀吐出口4b，另一方面，在上升到上方的狀態(tài)下，打開熔解坩堝4的噴嘴狀吐出口4b。當(dāng)阻擋桿24上升且吐出口4b被打開時(shí)，熔融的原料從吐出口4b通過模腔30的開口30a流入鑄模2。在熔解腔20中配置有加壓端口46，該處與作為加壓單元的加壓泵41和稀有氣體源42流體性地連接。此外，作為加壓單元，可以是沒有加壓泵41而僅是被加壓的稀有氣體源42，另外，也可以是內(nèi)部被稀有氣體加壓的加壓罐。稀有氣體例如是氬等。只要具有足夠控制到能將熔解腔內(nèi)加壓到規(guī)定的壓力的壓力，就可以成為加壓單元。在熔解腔20中，裝配有可以測定內(nèi)部壓力的壓力傳感器43。壓力傳感器43例如可以裝配到加壓端口46，但是只要可以檢測熔解腔20的內(nèi)部壓力，則可以裝配到任一個(gè)部位。加壓鑄造裝置1具有作為排氣單元的排氣泵51。排氣泵51有代表性地可以使用各種真空泵。排氣泵51與熔解腔20和配置在模腔30的排氣端口56分別流體性地連接。在熔解腔20和排氣泵51之間連接有閥54，在模腔30和排氣泵51之間連接有閥55。由此，可以對(duì)熔解腔20和模腔30的內(nèi)部分別單獨(dú)地排氣。在模腔30中，裝配有可以測定內(nèi)部壓力的壓力傳感器53。壓力傳感器53例如可以裝配到排氣端口56，但是只要可以檢測模腔30的內(nèi)部壓力，則可以裝配到任一個(gè)部位。加壓鑄造裝置1具有控制裝置52?？刂蒲b置52分別與作為加壓單元的泵41和排氣泵51電連接?？刂蒲b置52根據(jù)壓力傳感器43的檢測壓力向熔解腔20內(nèi)導(dǎo)入稀有氣體，由此可以對(duì)熔解腔20的內(nèi)部進(jìn)行加壓，可以控制對(duì)注入鑄模2的原料7的液面7a進(jìn)行加壓的壓力?？刂蒲b置52根據(jù)壓力傳感器53的檢測壓力使模腔30內(nèi)的氣體排出，由此可以以對(duì)注入鑄模2的原料7的液面7a進(jìn)行加壓的方式來控制排氣泵51。接著，說明使用本發(fā)明的加壓鑄造裝置1進(jìn)行鑄造以及對(duì)注入鑄模內(nèi)部的原料的加壓方法。如前所述，首先，在熔解腔20和模腔30被打開的狀態(tài)下，在熔解坩堝4內(nèi)設(shè)置熔融前的原料。并且，用蓋22塞住熔解腔20的開口20a，關(guān)閉模腔30，密閉蓋22和開口20a、熔解腔20和模腔30。并且，打開閥54和閥55，驅(qū)動(dòng)排氣泵51，對(duì)熔解腔20和模腔30的內(nèi)部進(jìn)行真空排氣。之后，向被真空排氣的熔解腔20和模腔30的內(nèi)部導(dǎo)入稀有氣體。導(dǎo)入的定時(shí)和熔解的定時(shí)可以根據(jù)鑄造工序自由地設(shè)定。接著，利用通過對(duì)感應(yīng)線圈21通電而產(chǎn)生的磁力，根據(jù)高頻感應(yīng)加熱原理加熱并熔融熔解坩堝4內(nèi)的原料。此外，原料的熔解定時(shí)可以根據(jù)鑄造工序來自由地設(shè)定。當(dāng)完全熔融后，使阻擋桿24上升，當(dāng)阻擋桿24上升并打開吐出口4b時(shí)，使熔融的原料7從吐出口4b通過模腔30的開口30a流入鑄模2。對(duì)流入的原料7的液面7a進(jìn)行加壓。存在2種對(duì)流入的原料7的液面7a進(jìn)行加壓的方法。一種是使熔解腔20的內(nèi)部壓力相對(duì)于模腔30的壓力上升的方法，另一種是使模腔30的內(nèi)部壓力相對(duì)于熔解腔20的壓力減少的方法。加壓鑄造裝置1可以兼?zhèn)湓?種功能，另外，也可以僅具有任一方的功能。只要可以對(duì)因?yàn)閴毫Σ疃魅氲脑?的液面7a進(jìn)行加壓，則具備作為加壓鑄造裝置1的功能。首先，說明前一方法，即，說明使熔解腔20的內(nèi)部的壓力相對(duì)于模腔30的壓力上升的方法。利用加壓泵41使稀有氣體向熔解腔20的內(nèi)部導(dǎo)入并對(duì)熔解腔20的內(nèi)部進(jìn)行加壓(圖4的第1加壓工序)。模腔30的壓力降低，因此，熔解腔20的內(nèi)部壓力與模腔30的壓力差變高，流入鑄模2的原料7的液面7a被加壓。此時(shí)，至少利用壓力傳感器43檢測熔解腔20內(nèi)的壓力。當(dāng)壓力傳感器43檢測到熔解腔20內(nèi)的壓力成為規(guī)定的壓力時(shí)，控制裝置52停止由加壓泵41向熔解腔20供給稀有氣體并以規(guī)定的時(shí)間停止加壓(圖4的壓力保持工序)。在該期間內(nèi)，控制裝置52以按規(guī)定的時(shí)間維持該恒定的壓力的方式控制加壓泵51。在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，控制裝置52再次重啟稀有氣體的供給，從該壓力開始進(jìn)行加壓(圖4的第2加壓工序)。接著，說明后一方法，即，說明使模腔30的壓力相對(duì)于熔解腔20的內(nèi)部壓力減少的方法。利用加壓泵41將稀有氣體導(dǎo)入熔解腔20的內(nèi)部并將熔解腔20的內(nèi)部加壓并保持為某種程度(例如，大氣壓程度)。在后一方法中，利用加壓泵41不會(huì)使壓力變化到高于此。在此，即，利用排氣泵51使模腔30的內(nèi)部氣體排出，模腔30的內(nèi)部壓力慢慢地減少(圖4的第1加壓工序)。熔解腔20的內(nèi)部壓力與模腔30的壓力差變高，流入鑄模的原料7的液面7a被加壓。此時(shí)，至少利用壓力傳感器53檢測模腔30內(nèi)的壓力。當(dāng)壓力傳感器53檢測到模腔30內(nèi)的壓力成為規(guī)定的壓力時(shí)，控制裝置52停止利用排氣泵51對(duì)模腔30的排氣并以規(guī)定的時(shí)間停止加壓(圖4的壓力保持工序)。在該期間內(nèi)，控制裝置52以按規(guī)定的時(shí)間維持該恒定的壓力的方式控制排氣泵51。在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后，控制裝置52再次重啟稀有氣體的排氣，從該壓力開始減壓(圖4的第2加壓工序)。在前面和后面的任一個(gè)方法中，“規(guī)定的壓力”和“規(guī)定的時(shí)間”均設(shè)定為由石膏類材料形成的鑄模2與原料7發(fā)生反應(yīng)而在原料內(nèi)部產(chǎn)生的鑄模由來氣體能夠從鑄模2的液面充分地排出。特別是規(guī)定的壓力被設(shè)定為比鑄模由來氣體的分壓低。當(dāng)加壓壓力超過鑄模由來氣體的分壓時(shí)，即使以規(guī)定的時(shí)間保持為恒定的壓力，鑄模由來氣體從原料排出的效果也會(huì)消失。通過這樣的設(shè)定，可以防止殘留鑄模由來氣體，并且可以適當(dāng)?shù)貙?duì)原料的液面進(jìn)行加壓。此外，優(yōu)選再次重啟稀有氣體供給的第2加壓工序的加壓速度是與第1加壓工序的加壓速度相同的速度。