[发明专利]铸造模具冷却装置和铸造模具冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造模具冷却装置和铸造模具冷却方法。

背景技术

以往，铸造模具在模具的内部具有制冷剂通路，其调节模具温度，以使填充的熔融金属恰当地冷却凝固来获得良好的成型品。铸造模具的内部冷却用的制冷剂使用例如水或油，而为了提高从模具向制冷剂的热传递，利用了所谓的沸腾热传递。例如，在专利文献1中公开了以下模具温度控制方法：在模具的一部分设置填充有制冷剂的冷却室，设置在模具外的制冷剂冷却装置与冷却室通过管相连接从而形成封闭回路，在任意设定了制冷剂的沸点之后，随着与成形加工相伴随的模具的温度变化，在温度到达制冷剂的设定沸点以上时，通过制冷剂的汽化热来冷却模具。

专利文献1：日本特开昭63－157751号公报

在模具内的制冷剂通路中的制冷剂的温度较低的情况下，由于到制冷剂在模具内部接受来自熔融金属的热而沸腾为止要耗费时间，因而难以获得沸腾热传递作用。此外，如果模具的温度差（型腔侧与制冷剂通路侧之间的温度差）增大，则对模具的热冲击增大，模具有可能劣化（龟裂、破裂等）。另一方面，如果对模具内的制冷剂通路供给预先升温到接近沸点的温度的制冷剂，则能够使制冷剂相对较快地沸腾来获得沸腾热传递作用。此外，模具的温度差也减小，因此，能够抑制模具的劣化。

但是，如果在模具的近前设置升温单元来借助高温的加热器等对制冷剂进行加热，使得在模具内的制冷剂通路中成为接近沸点的温度，则制冷剂被升温单元加热到一部分超过沸点的温度而发生水锤现象，制冷剂通路等有可能受到冲击而劣化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供一种铸造模具冷却装置和铸造模具冷却方法，其能够抑制铸造模具和制冷剂通路的劣化，并对铸造模具的内部以接近沸点的温度来供给制冷剂，从而提高冷却效率。

本发明的铸造模具冷却装置借助在制冷剂通路内流通的制冷剂来冷却铸造模具，所述铸造模具冷却装置的特征在于，其具备：加压单元，其用于对所述制冷剂进行加压，从而使所述制冷剂在预先设定的设定沸点下沸腾；模具冷却部，其设置在所述铸造模具的内部，利用由于来自所述铸造模具的热而沸腾的所述制冷剂的汽化热来冷却所述铸造模具；节流孔部，其设置于所述模具冷却部的上游侧，用于增大所述制冷剂通路的管路阻力；泵，其设置在所述加压单元的下游侧且所述节流孔部的上游侧，用于向所述节流孔部泵送被所述加压单元加压后的制冷剂；以及加热单元，其设置在所述泵的下游侧且所述节流孔部的上游侧，用于将所述制冷剂加热到接近所述设定沸点的温度。

此外，本发明的铸造模具冷却方法借助在制冷剂通路内流通的制冷剂来冷却铸造模具，所述制冷剂通路在用于冷却铸造模具的模具冷却部的上游侧设置有用于增大管路阻力的节流孔部，所述铸造模具冷却方法的特征在于，其具备：加压工序，在该加压工序中，对所述制冷剂进行加压，从而使所述制冷剂在预先设定的设定沸点下沸腾；泵送工序，在该泵送工序中，将加压后的制冷剂向所述节流孔部泵送；加热工序，在该加热工序中，将泵送的所述制冷剂在所述节流孔部的上游侧加热到接近所述设定沸点的温度；以及模具冷却工序，在该模具冷却工序中，借助通过了所述节流孔部的制冷剂在所述模具冷却部沸腾的汽化热来冷却所述铸造模具。

根据所述结构，制冷剂通过加压单元（加压工序）加压而以设定沸点沸腾，将所述制冷剂以通过加热单元（加热工序）加热到接近设定沸点的温度的状态供给至形成于铸造模具内的模具冷却部，因此，能够使制冷剂借助来自铸造模具的热迅速地成为沸腾状态，从而借助其汽化热高效地冷却铸造模具（模具冷却工序）。

此外，在模具冷却部的上游侧设置有用于增大管路阻力的节流孔部，借助泵将制冷剂泵送至节流孔部（泵送工序），因此，从泵到节流孔部为止的制冷剂通路内的制冷剂的压力比被加压单元加压得到的制冷剂的压力高。由此，泵与节流孔部之间的制冷剂的沸点比设定沸点高，因此，即使利用设置在泵与节流孔部之间的加热单元将制冷剂加热到接近设定沸点的温度，制冷剂也不会局部地或瞬间地沸腾。因此，不容易发生水锤现象等，实现了对制冷剂通路等的劣化的抑制。

此外，本发明的铸造模具冷却装置优选构成为，其具备：制冷剂温度计量单元，其用于计量被供给至所述模具冷却部的所述制冷剂的温度；以及控制单元，在由所述制冷剂温度计量单元计量得到的制冷剂温度超过所述设定沸点的情况下，该控制单元控制所述加压单元来使所述设定沸点上升。