JPH01133636A - 湯流れ変更鋳造方法と鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋳型内で溶湯の流れを変更させる湯流れ変更鋳
造方法とこれに使用される鋳造装置に関する。

（従来の技術） 中子を有する鋳型に溶湯を注湯すると、溶湯は中子の先
端部にあたるため、湯道のせき部で溶湯の流れが乱流化
し製品に荒れが生ずるとともに中子が局部過熱されるた
め製品に引は巣が発生しやすくなる。

そこでシリンダヘッド等の複雑な形状を有する部品を鋳
造するに際しては溶湯の流れを変更させて溶湯が直接中
子にあたらないようにすることが行われている。

このような湯流れ変更鋳造方法は、たとえば特開昭６１
−２９３６４７号公報に開示されている。

同方法は、鋳造金型の湯道に設置したあかこし金網に溶
湯の流れを変更するふたを取り付け、このふたの材質を
溶湯と同材とし、かつふたの厚さは溶湯の充填完了時に
ふたが溶けて消失する程度の寸法にするというものであ
る。

上記発明とは別に、ふたの開度を機械的に調節すること
も行われている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来例の前者では充填完了時にふたが消失するため
、鋳造のたびにふたを取り付けることが必要になシ手間
を要する。

また後者ではふたの開度調節にモータや電磁石が必要と
されるため、装置が複雑になる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
簡素な構成で鋳造のたびに特別の手間を要しない湯流れ
変更方法と鋳造装置を得ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 第一発明では、 一対の磁石の同極の反発力によって一方の磁石を湯道の
せき部に突出させた後、該湯道に溶湯を注湯し、該溶湯
により昇温によって低下し九反発力に抗して前記一方の
磁石を鋳型内に退動させる。

第二発明では、 鋳型本体に出没自在に設けられかつ湯道のせき部に突出
自在な可動磁石と、 該可動磁石を反発力によって突出方向に付勢する固定磁
石とを有し、 前記可動磁石を昇温による反発力の低下により溶湯によ
って前記鋳型本体内に退動させる。

（作　用） 第一および第二発明ともに、同極相互が互いに反発する
磁石の性質および温度が上昇すると磁束密度が減少する
磁石の性質を利用したもので、すなわち注湯初期は磁石
はほぼ常温に近く、したがって磁束密度の減少はなく、
このため−方の磁石（可動磁石）のせき部への突出量は
最大であり、この可動磁石によって溶湯の流れは変更さ
れ中子にあたることがなく、このため乱流化が抑制され
る。

注湯時間が経過するにしたがって磁石の温度が上昇し、
これとともに磁束密度が減少するため、磁石相互の反発
力が低下する。このため−方の磁石は溶湯の圧力によっ
てしだいに退動させられ、せき部の開口面積が徐々に太
きくなり、これとともに押湯効果が増大する。

注湯終了時は磁石はかなりの高温に達し、磁束密度が減
少し磁石相互の反発力も低下してｈる。この状態では溶
湯の圧力が磁石相互の反発力よりも大きく、一方の可動
磁石は溶湯によって鋳型本体内に退動させられ、この時
点ではせき部の開口面積は最大で押湯効果も最大となっ
ている。

注湯が終了すると磁石の温度が徐々に低下し、これにと
もなって磁束密度が増大するため磁石相互の反発力も増
大し、一方の可動磁石がせき部に徐々に突出する。そし
て次サイクルにおける注湯前には一方の磁石の突出量は
最大に達している。

（発明の効果） 前記のとと〈溶湯の流れの変更は磁石のみによって行わ
れ、モータ等の駆動機構を必要としないので構成が簡素
になる。

また各鋳造サイクルが完了するごとに磁石はその性質に
よって自動的に原位置に復帰するため特別の手間を要せ
ず、したがって生産性が向上する。

さらに溶湯中の鉄分が磁石の影響を受けてキャビテイ外
に偏析するので品質が向上する。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。第
１図は鋳型を示すもので、鋳型１は上型２とオーストナ
イト糸の非磁性体からなる下型３とからなり、製品キャ
ビティ４には中子５が設置されている。６は下型５に形
成された湯道である。

湯道６のせき部７における側壁には、湯道６の長手方向
と交差する方向にのびる長孔８が形成され、長孔８には
一対の磁石９．１０が設置されている。これらの磁石９
．１０は同極が相対向するように、たとえばＮ極が互い
に対向するように配置され、その一方は長孔８に出没自
在に挿入されて可動磁石９を構成し、他方は長孔８に固
定されて固定磁石１０を構成している。

こ゛れらの磁石９，１０は同極が相対向するように配置
されているので、可動磁石９は磁石９゜１０相互の反発
力により常時長孔８から突出する方向に付勢されている
。

ところで磁石相互の反発力Ｆは次式で与えられる。

Ｆ＝ｍＨ ここでｍは磁極の強さ、Ｈは磁界の強さである。

またｍ　ｏｃ　Ｂ１％Ｈｃｗ：Ｂ、という比例関係があ
る。

ここでＢ１は可動磁石９の磁束密度、Ｂ２は固定磁石１
０の磁束密度である。

上記３つの式から次の関係式が成立する。

ＦｏＣＢｌ・馬 さらに磁束密度と温度との間には第５図に示すような関
係がある。すなわち温度の上昇とともに磁束密度Ｂ１＋
　ＢＺが減少するという関係である。

以上の関係から磁石相互の反発力は温度の上昇とともに
低下することがわかる。より具体的には磁石９．１０の
磁極面付近における温度が２００℃に達すると、磁束密
度の減少がはじまる。

まだ磁石９．１０相互の反発力と磁石間の距離との関係
は第４図に示すとおりである。同図において曲線はサマ
リウム−コバルト磁石、直線はフェライト磁石を示す。

ところで注湯終了時可動磁石９は長孔８内に収納され、
可動磁石９は溶湯皮膜によっておおわれるため、可動磁
石９は突出時に同皮膜を破る必要がある。溶湯皮膜の強
度は５に一程度であるから、磁石の反発力は５に１以上
でなければならず、この点から磁石は５に１以上の反発
力を確保できるサマリウム−コバルト磁石を用いる。

つぎに上記構成に係る装置を使用しての鋳造方法につい
て述べる。

注湯初期においては、磁石９．１０は常温に近く、した
がって第３図かられかるように磁束密度の減、少はなく
、可動磁石９はせき部７に突出して溶湯の流れＡを変更
し、溶湯が中子５にあたるのを防止している。つまり溶
湯の流れの乱流化が抑止されている。また溶湯中の鉄分
は磁場の影響を受けて製品キャビテイ外に偏析し、浴湯
の清浄化が同時に行われている。

注湯が進むにつれて磁石９．１０の温度が上昇し、これ
にともなって磁束密度が徐々に減少し、磁石相互の反発
力も徐々に低下するため、可動磁石？は溶湯の圧力によ
って徐々に長孔８内に退動させられ、せき部７の開口面
積が徐々に増大する。この時点では乱流抑制効果は徐々
に減少し、代って押湯効果が漸増してぐる。

注湯終了時には磁石９．１０の温度は相対的に最大に達
し、磁束密度は最小になり、反発力も最小になっている
。この時点では第２図に示すように可動磁石９は溶湯の
圧力によって長孔８内に収納され、押湯効果が最大にな
っている。

製品取出時には、磁石の温度は徐々に下降し、これにと
もなって磁束密度は徐々に増大し、反発力も増大するた
め可動磁石９は溶湯皮膜を破ってせき部７に突出し、突
出量が徐々に増大する。

注湯前には磁石の温度は常温に達し、磁束密度は最大で
、反発力も最大に達し、可動磁石９の突出量は最大にな
っている。

なお、可動磁石９は、温度が高く後退の障害となる凝固
殻が形成されない湯道のせき部に突出するため、後退は
円滑に行われる。

また可動磁石９の先端部は溶湯の流れの変更を効果的に
するため、傾斜させるのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造装置の要部を示す略示図、 第２図は注湯終了時の状態を示す略示図、第５図は磁束
密度と温度との関係を示すグラフ、 第４図は反発力と磁石間の距離との関係を示すグラフで
ある。 ６・・・湯道 ７・・・せき部 ９・・・可動磁石 １０・・・固定磁石 第１　因 ７　で５部 ９・　ＩＴ動膳石 １０・田（朧８　　第２　図 第３図 １贋（”ｃ） 砥石間０距慧（ｍｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の磁石の同極の反発力によって一方の磁石を
   湯道のせき部に突出させた後、該湯道に溶湯を注湯し、
   該溶湯により昇温によって低下した反発力に抗して前記
   一方の磁石を鋳型内に退動させることを特徴とする湯流
   れ変更鋳造方法。
2. （２）鋳型本体に出没自在に設けられかつ湯道のせき部
   に突出自在な可動磁石と、 該可動磁石を反発力によって突出方向に付 勢する固定磁石とを有し、 前記可動磁石は昇温による反発力の低下に より溶湯によって前記鋳型本体内に退動させられること
   を特徴とする鋳造装置。