JPH02303671A

JPH02303671A - 加圧鋳造方法

Info

Publication number: JPH02303671A
Application number: JP1122216A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Noguchi; 野口　啓一郎; Koichi Hori; 幸一堀; Masahiko Shibahara; 芝原　雅彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: US5297610A; JP2857415B2

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、加圧鋳造方法に関し、特に、加圧気体の加圧
力によって溶融状態の鋳造用材料に圧力を加え、押し渦
効果を高める加圧鋳造方法に関する。

（従来の技術）前記の加圧鋳造方法としては、実開昭６３−４１３５２
号公報に示されるように、耐熱粒子体中に形成された成
形用キャビティと連通し且つ前記耐熱粒子体の上端面に
開口する湯口部に、溶融状態の鋳造用材料を供給した後
、前記湯口部を含むまわりの耐熱粒子体上に、蓋体と該
蓋体の周縁から延びる周縁フランジ部と該周縁フランジ
部の下方開口部に設けたシール部材とにより形成され、
且つ、加圧源に接続された圧力室を有する加圧蓋を湯口
部を覆うように被せ、その後、前記加圧源から前記圧力
室に加圧気体を供給し、この加圧気体の加圧力によって
湯口部の溶融状態の鋳造用材料に圧力を加えるものが知
られている。

（発明が解決しようとする課題）しかるに、前記の加圧鋳造方法は、加圧蓋の圧力室に加
圧気体を供給してシール部材を湯口部形状に添わせて変
形させ、シール部材により直接湯口部の溶融状態の鋳造
用材料を加圧するものであるため、シール部材が鋳造用
材料の熱で損傷し、加圧気体が耐熱粒子体中を通って外
部に洩れるという問題があり、信頼性に乏しいという欠
点があった。

このように従来の加圧鋳造方法は、加圧蓋の圧力室に供
給する加圧気体が外部に洩れるため、溶融状態の鋳造用
材料を十分に加圧することができないので、成形キャビ
ティ内の鋳造用材料に対して十分な押し渦効果を作用さ
せることができない。

このため、鋳造品に巣が生じたり、或いは、鋳造品の組
織が粗密になったりするという問題がある。

前記に鑑みて、本発明は、簡単な構成でありながら、加
圧蓋の内部空間のシール性を確保し、これにより、鋳造
用材料を確実に加圧できるようにすることを目的とする
。

（課題を解決するための手段）前記の目的を達成するため、本発明は、加圧蓋の周縁フ
ランジ部を湯口部の鋳造用材料に没入させ、この状態で
加圧蓋の内部空間に加圧力を供給するものである。

具体的に本発明の講じた解決手段は、耐熱粒子体中に形
成された成形用キャビティと連通し且つ前記耐熱粒子体
の上方に開口する湯口部に、溶融状態の鋳造用材料を注
入した後、前記湯口部の鋳造用材料に、蓋体と該蓋体の
周縁から下方に突出する周縁フランジ部とからなり下方
に開口する内部空間が加圧源に連通接続された加圧蓋の
前記周縁フランジ部を没入させ、しかる後、前記加圧源
から前記加圧蓋の内部空間に加圧気体を供給して、この
加圧気体の加圧力によって溶融状態の鋳造用材料に圧力
を加える構成とするものである。

（作用）前記の構成により、加圧蓋の周縁フランジ部が湯口部の
鋳造用材料に没入されると、加圧蓋の蓋体と、蓋体の周
縁から下方に突出する周縁フランジ部と、湯口部の鋳造
用材料とにより密封状態の空間が形成され、この密封空
間は蓋体と周縁フランジ部とにより形成される加圧蓋の
内部空間と連通している。この状態で、加圧蓋の内部空
間に加圧気体を供給すると、加圧気体の加圧力は外部へ
洩れることなく密封空間に作用するので、溶融状態の鋳
造用材料に十分な圧力が作用する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に用いる加圧鋳造装置Ａ
１の断面構造を示し、育底筒状の鋳造用容器１０が、ベ
ース１１の上面に載置されており、この鋳造用容器１０
の内部には、非粘結性の乾燥鋳物砂よりなる耐熱粒子体
１２が収納されている。

また、鋳造用容器１０の底部１０ａには多数の通気孔１
０ｂが設けられており、鋳造用容器１０の内部は通気孔
１０ｂを介して、ベース１１の内部に設けられた減圧エ
ア通路１１ａと連通している。

鋳造用容器１０の上部には、中央孔１４ａを有する板状
のフレーム１４が着脱自在に設けられ、フレーム１４は
中央孔１４ａの周縁部において加圧ユニット１６を支持
している。加圧ユニット１６は、筒状のケーシング１８
の内部においてエアシリンダー２０を、ケーシング１８
の外部において加圧エアを貯溜するためのアキュムレー
タ２２を各々備えており、アキュムレータ２２は加圧源
としての図示していない圧縮機に接続されている。

また、加圧ユニット１６は、一端部が圧力調整弁２４を
介してアキュムレータ２２に接続された加圧エア供給路
２６を有しており、この加圧供給路２６の他端部及びエ
アシリンダー２０のピストンロッド２０ａは各々フレー
ム１４の中央孔１４ａの内部へ延びている。

フレーム１４の中央孔１４ａ及びその下方には、蓋体２
８ａと、蓋体２８ｇの下面周縁部から下方へ突出する周
縁フランジ部２８ｂとからなる加圧蓋２８が配置されて
いる。加圧蓋２８は蓋体２８ａ上面においてエアシリン
ダー２０のピストンロッド２０ａに支持されており、エ
アシリンダー２０を駆動することにより加圧蓋２８は昇
降可能である。また、蓋体２８ａと周縁フランジ部２８
ｂとにより形成された内部空間２８ｃは、蓋体２８ａの
内部を貫通して設けられたエア通路２８ｄを介して加圧
エア供給路２６の他端部と連通しており、加圧蓋２８の
内部空間２８ｃには、加圧エア供給路２６及びエア通路
２８ｄを通じてアキュムレータ２２から加圧気体として
の加圧エアを供給することができる。さらに、周縁フラ
ンジ部２８ｂの先端にはセメント製の耐熱性を存するシ
ール材２８ｅが接着されている。

第２図に示すように、耐熱粒子体１２の内部には、成形
用キャビティ３２を形成するための発泡ポリスチレン等
よりなる消失性模型３４が、その上端部３４ａを耐熱粒
子体１２から上方へ突出させた状態で埋設されている。

この場合、消失性模型３４の埋設部３４ｂの周面には予
め塗型剤３６が塗布されている。

消失性模型３４を耐熱粒子体１２の内部に埋設する方法
としては、減圧エア通路１１ａを通じて鋳造用容器１０
の内部を減圧して耐熱粒子体１２を流動させながら、消
失性模型３４を耐熱粒子体１２の内部へ挿入する方法、
及び、鋳造用容器１０の内部に消失性模型３４を収納し
た状態で上方から耐熱粒子体１２を充填する方法等を採
用できるが、いずれの方法によっても、消失性模型３４
の埋設後に鋳造用容器１０を振動して耐熱粒子体１２を
締め固めることが好ましい。

耐熱粒子体１２の上面における消失性模型３４の外方に
は、粘結性の鋳物砂により筒状に形成された湯口部材３
８が配置されている。湯口部材３８の中空部は上方が拡
開した湯口部４０を構成しており、また、湯口部材３８
上端部の内径は加圧Ｍ２Ｂの周縁フランジ部２８ｂの外
径よりも若干径大に形成されている。

湯口部材３８の外方には、金属製筒状のスリーブ４２が
、その内周面が湯口部材３８の外周面に当接した状態で
配置されており、これにより、湯口部材３８はスリーブ
４２によって保持されている。また、スリーブ４２の下
端部から下・方へ突出する突出部４２ａが耐熱粒子体１
２の内部に嵌入されると共に、スリーブ４２の下端部か
ら外方へ拡がる拡開部４２ｂが耐熱粒子体１２の上面に
当接しており、これらにより、スリーブ４２ひいては湯
口部材３８は耐熱粒子体１２によって保持されている。

次に、第１図及び第２図に基き、本発明の第１実施例つ
まり前記の加圧鋳造装置Ａ１を用いて加圧鋳造する方法
について説明する。

まず、第２図に示すように、消失性模型３４を耐熱粒子
体１２の内部に埋設して締め固めた後、湯口部４０に溶
融状態の鋳造用材料４４を供給する。このようにすると
、消失性模型３４は燃焼して消失し、その跡に塗型剤３
６によって囲繞された成形用キャビティ３２が形成され
る。また、消失性模型３４の燃焼により生じたガスは、
耐熱粒子体１２の内部を通って減圧エア通路１１ａがら
鋳造用容器１０の外部へ流出する。

次に、第１図に示すように、鋳造用材料４４を湯口部４
０へ供給後速やかに、好ましくは鋳造用材料４４の供給
完了後１０秒以内に、エアシリンダー２０を駆動して加
圧蓋２８を下降させ、加圧蓋２８の周縁フランジ部２８
ｂを鋳造用材料４４の上部周縁に没入させる。このよう
にすると、鋳造用材料４４の上部周縁は、加圧Ｍ２８の
周縁フランジ部２８ｂによって急速に冷却されるため、
シール材２８ｅに密着しながら凝固するので、周縁フラ
ンジ部２８ｂの没入後備かな時間の後、例えば没入約７
秒後に、加圧蓋２８の蓋体２８ａ１周縁フランジ部２８
ｂ及び鋳造用材料４４上面によって形成される内部空間
は密封状態になる。

次に、加圧蓋２８の内部空間２８ｃにアキュムレータ２
２から例えば４気圧の加圧エアを供給し、加圧エアの供
給開始後、約２０秒間この加圧状態を維持する。このよ
うにすると、加圧蓋２８の蓋体２８ａ、周縁フランジ部
２８ｂ及び鋳造用材料４４上面によって形成される密封
空間が加圧エアによって加圧されるため、この加圧力に
よって溶融状態の鋳造用材料４４に十分な圧力が作用し
て押し渦効果が高められ、その後、鋳造用材料４４が凝
固するので、引は巣やピンホールの無い製品が得られる
。

次に、加圧蓋２８の内部空間２８ｃへの加圧エアの供給
を停止すると共に加圧′Ｍ２８を上昇させ、その後、耐
熱粒子体１２中から製品を取り出す。

この場合、凝固した鋳造用材料４４がシール材２８ｅに
密着しているので、シール材２８ｅは加圧蓋２８の周縁
フランジ部２８ｂの先端から離脱して鋳造用材料４４中
に残留する。

第３図及び第４図は前記第１実施例の第１変形例に用い
る加圧鋳造装置Ａ２を示す。

加圧鋳造装置Ａ２は、加圧蓋２８の周縁フランジ部２８
ｂの先端にシール材２８ｅが接着されておらず、また、
湯口部材３８の上端面には深さ５ｍｍ程度の環状溝３８
ａが周設されている。

さらに、加圧蓋２８の周囲に筒状の押え部材４６が配設
され、この押え部材４６の上面は押え部材抑圧用シリン
ダー４８に支持されている。これにより、押え部材４６
は、湯口部材３８の上端面に対して接近及び離反が可能
である。

以下、本発明の第１実施例の第１変形例つまり前記の加
圧鋳造装置Ａ２を用いて加圧鋳造する方法について説明
する。

まず、湯口部４０つまり湯口部材３８及び環状溝３８ａ
の各々の内部に、溶融状態の鋳造用材料４４を充填する
。このようにすると、環状溝３８ａ内部の鋳造用材料４
４は、湯口部材３８内部の鋳造用材料４４よりも少量で
あるため、速やかに冷却されるので、早く温度が低下す
る。

そして、環状溝３８ａ内の鋳造用材料４４が、鋳造用材
料４４の凝固完了温度である５００〜５５０℃の上下５
０℃程度の温度になったとき、加圧蓋２８を下降させて
、周縁フランジ部２８ｂを環状溝３８ａ内の鋳造用材料
４４中に没入させる。

このようにすると、鋳造用材料４４は、前記温度領域で
は凝固が完了した直後の状態、つまり、凝固しているが
、高温のため変形性を有している状態であるので、周縁
フランジ部２８ｂの先端の形状に追従し易い。このため
、加圧蓋２８を押圧すると、周縁フランジ部２８ｂを鋳
造用材料４４中に没入できる一方、鋳造用材料４４は、
一応凝固が完了しているので、周縁フランジ部２８ｂの
先端には付着しない。

この状態で、加圧蓋２８の内部空間２８ｃに加圧エアを
供給すると、湯口部材３８内部の溶融状態の鋳造用材料
４４は、加圧エアの加圧力によって加圧され、成形用キ
ャビティ３２内の鋳造用材料４４に押し渦効果が作用し
、凝固する。このように周縁フランジ部２８ｂを凝固完
了直後の鋳造用材料４４に没入させると、凸状周縁部２
８ｂの没入直後に加圧エアの供給ができるので時間の節
約ができる。

次に、第４図に示すように、押え部材４６によって環状
溝３８ａで凝固している鋳造用材料４４を押圧する一方
、エアシリンダー２０を駆動して加圧蓋２８を上昇させ
る。

このようにすると、鋳造用材料４４は、加圧蓋２８の周
縁フランジ部２８ｂに付着していないし、押え部材４６
によって押圧されているので、周縁フランジ部２８ｂは
、鋳造用材料４４からスムーズに離脱する。その結果、
第４図に示すように、鋳造用材料４４に周縁フランジ部
２８ｂの跡４４ａが残る。

なお、この場合、周縁フランジ部２８ｂの先端傾斜面を
垂直方向に対して１０度以上傾斜させておくと、鋳造用
材料４４からの離脱が一層容易になる。

前記第１変形例では、凝固した鋳造用材料４４から周縁
フランジ部２８ｂを容易に離脱させるために、■環状溝
３８ａの深さを５ｍｍ程度とする手段、■鋳造用材料４
４が凝固完了直後のときに、加圧蓋２８の周縁フランジ
部２８ｂを没入させる手段、及び、■押え部材４６で凝
固後の鋳造用材料４４を押圧しながら加圧蓋２８を上昇
させる手段をすべて採用したが、これに代えて、いずれ
かの１つの手段のみを採用してもよい。

第５図は前記第１実施例の第２変形例に用いる加圧鋳造
装置Ａ３の断面構造を示し、湯口部材３８の上端面には
、前記加圧鋳造装置Ａ２の環状溝３８ａよりも、かなり
大きい断面積を有する環状溝３８ｂが設けられている。

この加圧鋳造袋ｆｔＡ３を用いて鋳造するには、湯口部
４０つまり湯口部材３８及び環状溝３８ｂのそれぞれの
内部に、溶融状態の鋳造用材料４４を充填した直後、加
圧蓋２８の周縁フランジ部２８ｂを環状溝３８ｂの内部
に没入させる。

このようにすると、環状溝３８ｂ内部の鋳造用材料４４
ｂは、湯口部材３８によって冷却されているので、周縁
フランジ部２８ｂを没入したときには半凝固状態である
。このため、加圧Ｍ２Ｂを押圧すると、周縁フランジ部
２８ｂは容易に鋳造用材用４４ｂ中に没入できる。

また、周縁フランジ部２８ｂが湯口部材３８内部の鋳造
用材料４４ｃと直接接触しないため、湯口部材３８内の
鋳造用材料４４ｃの温度が低下し難いので、鋳造用材料
４４ｃの成形用キャビティ３２への充填性が向上すると
共に、高温の鋳造用材料４４ｃの熱が加圧蓋２８を通じ
て加圧ユニット１６に伝わり難く、エアシリンダー２０
等の機器を損傷することがない。

なお、加圧蓋２８の周縁フランジ部２８ｂの先端にシー
ル材２８ｅを接着しないで、周縁フランジ部２８ｂをす
べて金属製で構成してもよい。このようにすると、環状
溝３８ｂ内の鋳造用材料４４ｂがより速やかに凝固する
ので、加圧蓋２８の内部空間２８ｃへ加圧エアを供給す
るタイミングを早くすることができる。

第６図は本発明の第２実施例に用いる加圧鋳造装置Ａ４
の断面構造を示す。

加圧鋳造装置Ａ４は、鋳造用容器１０の外部で予め造型
した砂型５０を用いるものである。すなわち、まず、粘
結性の鋳物砂によって上型５２と下型５４とを各々造型
し、これら上型５２及び下型５４の内面に、鋳造用材料
４４が砂型５０の壁部へ差し込むのを防止するための塗
型剤５６を塗布し、その後、上型５２と下型５４を組み
付けて砂型５０を製造する。次に、この砂型５０を消失
性模型３゛４の場合と同様に、耐熱粒子体１２の内部に
埋設したものである。

この加圧鋳造装置Ａ４を用いる場合も、前記各実施例及
び変形例と同様の方法によって加圧鋳造することができ
る。

（発明の効果）以上説明したように、本発明に係る加圧鋳造方法による
と、加圧蓋の周縁フランジ部を湯口部に注入された鋳造
用材料中に没入させて、加圧蓋の蓋体、周縁フランジ部
及び鋳造用材料によって密封空間を形成し、その後、加
圧蓋の内部空間ひいては前記密封空間に加圧エアを供給
するので、加圧エアの加圧力によって溶融状態の鋳造用
材料を確実に加圧することができる。このように、本発
明によると、簡単な構成でありながら、加圧蓋の内部空
間のシール性を確保した状態で、加圧エアによって溶融
状態の鋳造用材料を加圧することができるので、鋳造用
材料の押し渦効果を十分に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に用いる加圧鋳
造装置の断面図であって、第１図は加圧力供給後の全体
構成、第２図は鋳造用材料注入前′　の一部分を各々示
し、第３図及び第４図は第１変形例に用いる加圧鋳造装
置の断面図であって、第３図は加圧蓋を下降させた状態
、第４図は加圧蓋を上昇させた状態を各々示し、第５図
は第２変形例に用いる加圧鋳造装置の断面図、第６図は
第２実施例に用いる加圧鋳造装置の断面図である。Ａｔ、Ａ２．Ａ３．Ａ４・・・加圧鋳造装置１２・・・
耐熱粒子体２８・・・加圧蓋２８ａ・・・蓋体２８ｂ・・・周縁フランジ部２８ｃ・・・内部空間３２・・・成形用キャビティ４０・・・湯口部４４・・・鋳造用材料第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）耐熱粒子体中に形成された成形用キャビティと連
通し且つ前記耐熱粒子体の上方に開口する湯口部に、溶
融状態の鋳造用材料を注入した後、前記湯口部の鋳造用
材料に、蓋体と該蓋体の周縁から下方に突出する周縁フ
ランジ部とからなり下方に開口する内部空間が加圧源に
連通接続された加圧蓋の前記周縁フランジ部を没入させ
、しかる後、前記加圧源から前記加圧蓋の内部空間に加
圧気体を供給して、この加圧気体の加圧力によって溶融
状態の鋳造用材料に圧力を加えることを特徴とする加圧
鋳造方法。