铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于与将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间而铸造出的铝合金制铸造件的冷却方法及冷却装置相关的技术领域。
【背景技术】
[0002]一般是利用内部形成有型腔和冒口空间的铸型来铸造铝合金制铸造件的。因此，铸造后的铝合金制铸造件具有与型腔相对应的产品和与冒口空间相对应的冒口部。该冒口部最终会被从产品上分离下来。作为所述产品铸造出来的例如有发动机的气缸盖、气缸体等。
[0003]所述铸造后的铝合金制铸造件(产品和冒口部)通过依次进行淬火处理(固溶化淬火处理)和时效处理来提高机械强度。
[0004]从能够容易进行的观点出发，现有的淬火处理采用的是将利用铸型铸造出的铝合金制铸造件投入贮存水中(浸在水中)的方法。
[0005]所述进行了淬火冷却后的铝合金制铸造件被放在温度维持在该铝合金制铸造件温度以上的炉中，由此来进行铝合金制铸造件的时效处理。这样就做了对已进行了淬火冷却处理的铝合金制铸造件加热这样的无用功。因此而要求简化进行时效处理的工序。
[0006]这里，专利文献I中公开了一种对具有冒口部和产品的铝合金铸件进行淬火而人工地进行时效处理的方法。即，一方面，选择性地将铝合金铸件的产品边淬火边冷却(在产品是发动机的气缸盖的情况下，通过雾状地喷射水来将该气缸盖的燃烧室一侧的面边淬火边冷却)，另一方面，将冒口部维持在较高的温度上。当产品被冷却到人工时效的温度范围或者低于该温度范围的温度时中断所述淬火，利用来自较热的冒口部的残热流对将该产品进行人工时效处理。
[0007]专利文献2中公开了以下内容。即，在由形成冒口空间的砂型模和形成型腔的一部分的金属模构成的型腔的铸型进行铸造以后，将该金属模分离，让冷却介质与由于该分离而露出的铸件表面(在产品是发动机的气缸盖的情况下，是该气缸盖的燃烧室一侧的面)接触来对铸件进行淬火处理，之后，用所述砂型模和保温材覆盖铸件，用冒口部此时所具有的热对铸件整体进行时效处理。
[0008]专利文献1:日本公表特许公报特表2004-515655号公报
[0009]专利文献2:日本公开特许公报特开2005-169498号公报
【发明内容】
[0010]一发明要解决的技术问题一
[0011]但是，在上述专利文献1、2所公开的技术内容中，在利用铸型的型腔铸造发动机的气缸盖的情况下，让冷却介质仅与该气缸盖的燃烧室一侧(与冒口相反的一侧)的面接触。但是因为气缸盖是立体构造物，所以如果这样做，气缸盖就容易变形，就会在气缸盖中与多个气缸分别相对应的部位之间产生尺寸偏差。而且，气缸盖整体也容易产生强度偏差。
[0012]本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于:在将用铸型铸造出的铝合金制铸造件后边淬火边冷却的情况下，既尽量地减少铝合金制铸造件中的产品整体的强度偏差，又尽量地减少产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差，而且能够很容易地进行铝合金制铸造件的时效处理。
[0013]一用于解决技术问题的技术方案一
[0014]为达成上述目的，在本发明中，以一种铝合金制铸造件的冷却方法为对象。该铝合金制铸造件是将铝合金熔融金属注入形成在铸型内的型腔和冒口空间内而铸造出的，且具有与该型腔相对应的产品和与该冒口空间相对应的冒口部，所述铸型由铸型本体部、第一堵塞部以及第二堵塞部构成，所述铸型本体部具有用于形成所述型腔的第一空间、用于形成所述冒口空间的第二空间、让该第一空间朝着与该第二空间一侧相反的一侧开放的第一开放部、以及让该第二空间朝着与该第一空间一侧相反的一侧开放的第二开放部，所述第一堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第一开放部而与该铸型本体部共同形成所述型腔，所述第二堵塞部通过堵塞该铸型本体部的第二开放部而与该铸型本体部共同形成所述冒口空间。该铝合金制铸造件的冷却方法包括以下工序:第一堵塞部分离工序，在用所述铸型将所述铝合金制铸造件铸造出来以后，从所述铸型本体部上将该铸型的第一堵塞部分离下来，而让该铝合金制铸造件中的所述产品的与所述冒口部一侧相反一侧的面即第一面通过所述铸型本体部的第一开放部露出来；产品一侧喷射工序，利用对着在所述第一堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第一面设置的产品一侧喷嘴对该第一面喷射雾状冷却用液体，由此将所述铝合金制铸造件边淬火边冷却；第二堵塞部分离工序，在所述产品一侧喷射工序开始以后，从所述铸型本体部上将所述铸型的第二堵塞部分离下来，而让所述铝合金制铸造件中的所述冒口部的与所述产品一侧相反一侧的面即第二面通过所述铸型本体部的第二开放部露出来；以及冒口部一侧喷射工序，利用对着在所述第二堵塞部分离工序中露出来的、所述铝合金制铸造件的第二面设置的冒口部一侧喷嘴对该第二面喷射雾状冷却用液体。所述冒口部一侧喷射工序是一个在所述产品一侧喷射工序开始后且结束前，开始对所述铝合金制铸造件的第二面进行喷射，与所述产品一侧喷射工序一起将该铝合金制铸造件边淬火边冷却的工序。
[0015]根据所述冷却方法，最初，通过对铝合金制铸造件的第一面(产品的与冒口部一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体，产品就会被从与冒口部一侧相反一侧的面开始朝着冒口部一侧冷却下去。此时，通过喷射雾状冷却用液体，就能够对铝合金制铸造件的第一面整体进行均匀的喷射。另一方面，由于存在于冒口部的热，产品的位于冒口部一侧之部分比产品的与冒口部一侧相反一侧之部分难以冷却。其结果是，在产品的与冒口部一侧相反的一侧和冒口部一侧，温度难以均匀。但是，在上述冷却方法下，因为也对铝合金制铸造件的第二面(冒口部的与产品一侧相反一侧的面)喷射雾状冷却用液体，所以通过冒口部产品的冒口部一侧之部分也被良好地冷却。因此，既能够减少铝合金制铸造件中的产品整体的强度偏差，也能够减小产品的变形，从而能够减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。通过在产品一侧喷射工序开始后且结束前开始冒口部一侧喷射工序，那么，在产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束时，就能够使产品的冒口部一侧的面的温度比产品的与冒口部一侧相反一侧的面的温度高规定温度。这样做以后，就能够利用冒口部或产品的冒口部一侧之部分残热对铝合金制铸造件进行时效处理。因此，无需为对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件进行时效处理而将它投入炉中等加热，很容易地就能够进行铝合金制铸造件的时效处理。
[0016]优选，该铝合金制铸造件的冷却方法进一步包括时效处理工序，该时效处理工序是一个在所述产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束以后，用所述铸型的第二堵塞部再次堵塞所述铸型本体部的第二开放部，在该堵塞状态下，利用该铝合金制铸造件的残热对所述铝合金制铸造件进行时效处理的工序。
[0017]这样做以后，很容易地就能够对经过了淬火冷却的铝合金制铸造件进行时效处理。也就是说，在产品一侧喷射工序和冒口部一侧喷射工序结束时，使产品的冒口部一侧的面的温度比产品的与冒口部一侧相反一侧的面的温度高规定温度，再次堵塞铸型本体部的第二开放部，由此冒口部或产品的冒口部一侧的部分的残热就不会释放到铸型本体部外侦牝能够良好地传递给产品的与冒口部一侧相反一侧的部分。因此，产品的与冒口部一侧相反一侧的部分的温度上升，铝合金制铸造件整体(特别是产品整体)的温度就大致相等，而能够在该状态下对铝合金制铸造件整体(产品整体)进行时效处理。因此，能够利用该铝合金制铸造件的残热(特别是冒口部或产品的冒口部一侧之部分的残热)很容易且适当地对铝合金制铸造件进行时效处理。其结果是，能够进一步减小经过了时效处理的铝合金制铸造件的产品整体的强度偏差，并且能够进一步减小产品中尺寸应该一样的多个部位之间的尺寸偏差。
[0018]优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴分别设置有多个，所述产品一侧喷射工序是一个边控制供向各所述产品一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该产品一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第一面喷射所述雾状冷却用液体的工序。所述冒口部一侧喷射工序是一个边控制供向各所述冒口部一侧喷嘴的空气的压力和冷却用液体的压力，边利用各个该冒口部一侧喷嘴对所述铝合金制铸造件的第二面喷射所述雾状冷却用液体的工序。
[0019]因此，利用多个产品一侧喷嘴和多个冒口部一侧喷嘴能够进一步均匀地对铝合金制铸造件的第一面整体和第二面整体喷射雾状冷却用液体。而且，通过控制对各产品一侧喷嘴和各冒口部一侧喷嘴的气压和冷却用液体的压力，就能够对铝合金制铸造件的第一面上的与各产品一侧喷嘴相对应的部位、以及铝合金制铸造件的第二面上的与各冒口部一侧喷嘴相对应的部位适当地喷射雾状冷却用液体。因此而能够对铝合金制铸造件的每个部位进行精确的冷却控制。
[0020]优选，在如上所述对供向产品一侧喷嘴和各冒口部一侧的空气的压力和冷却用液体的压力进行控制的情况下，所述铝合金制铸造件的第一面和第二面呈近似长方形。多个所述产品一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第一面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第一面的长边方向延伸的至少三列产品一侧喷嘴列上。多个所述冒口部一侧喷嘴，设置在以在所述铝合金制铸造件的第二面的宽度方向上彼此留有间隔的状态沿该第二面的长边方向延伸的至少三列冒口部一侧喷嘴列上。将供向其它产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力设定成比供向所述至少三列产品一侧喷嘴列中位于两端的产品一侧喷嘴列上的产品一侧喷嘴的冷却用液体的压力大。
[0021]因此，铝合金制铸造件的产品近似长方体，在该产品的宽度方向中间部会比与铸型接触的宽度方向两端部难以冷却。于是，通过建立上述那样的冷却用液体的压力关系，就能够对铝合金制铸造件的第一面的宽度方向中间部喷射比对宽度方向两端部还多的冷却用液体。其结果是，能够进一步均匀地对铝合金制铸造件的产品整体进行冷却。
[0022]优选，在所述铝合金制铸造件的冷却方法中，来自所述产品一侧喷嘴和所述冒口部一侧喷嘴的雾状冷却用液体的粒径在30 μ m以上且50 μ m以下。
[0023]也就是说，如