JPH0260427B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通気性を有するシエル鋳型の中に金
属溶湯の反重力式鋳造装置に関し、さらに詳しく
言えば、反重力式鋳造に使用される熱的に劣化す
る使い捨て保持中子に関する。

発明の背景 シエル鋳型を使用して反重力式に鋳造する方法
は、とくに薄肉の鋳物を製造するために採用され
ており、真空チヤンバーが通気性を有する上部部
分（いわゆる、上型）を包み囲むように前記上部
部分を有し、底に湯口、すなわち入口を設けたシ
エル鋳型を真空チヤンバーの開口に封止する工程
と、シエル鋳型の下側を下方に配置されている金
属溶湯の中に浸漬する工程と、鋳型の下側に設け
られた１つまたは複数の湯口を通つて鋳型の中に
金属溶湯を導き入れるように真空チヤンバーを排
気する工程とを備えている。このような鋳造方法
は米国特許第4340108号号にすでに開示されてお
り、この特許では鋳型は樹脂積層サンドを使用し
て上型と下型より成るシエルの形に作られていて
いて、前記上型と下型の間に鋳型キヤビテイを画
成している。このような方法により作られる鋳物
の多くは、鋳物の内側を形成するために鋳型内部
に配置される使い捨て保持中子を使用することを
必要としている。このような中子は金属溶湯によ
り包み囲まれ、最初は鋳物内に保持されている
が、最後には、たとえば、崩壊により鋳物から取
り除かれる。中子の材料の使用量を減らすととも
に、中子の取り除きを容易にするため、中空の保
持中子を使用することは公知のことである。

一般に、保持中子は、少なくとも一端に取付用
延長部を備えていて、該延長部は鋳型シエルに係
着されていて（すなわち、通常、２つのシエル・
ハーフの間の分割線に沿つて係着されていて）、
鋳型キヤビテイの中に中子を位置ぎめし、金属溶
湯が中子のまわりを流れるとき中子が移動しない
よう中子を支持する働きをしている。従来、延長
部は鋳型シエルを形成する材料の中に単に深く埋
め込まれており、熱的に安定な中子材料（たとえ
ば、石英）を使用する場合、上述のやり方は中子
を取り付けるうえで採用することができる方法で
ある。しかし、このような材料は、とくに、形状
が複雑な場合、非常に高価である。他方、樹脂積
層サンド（たとえば、ホツト・ボツクス、コール
ド・ボツクスまたはシエル）のごとき比較的安価
な中子材料はどのような所要の中子の形状にも成
形することができるので、鋳型メーカーにかなり
柔軟に選択できる。しかし、樹脂積層サンドの中
子材料は熱的に劣化するので、金属溶湯の影響の
もとでは樹脂結合剤が分解し、ガスを発生する。
このような熱的に劣化する保持中子については、
鋳造の間に樹脂結合剤の分解により発生したガス
が周囲の金属溶湯により閉じ込められるので、通
気性を有するシエルの壁を通つて鋳型キヤビテイ
から逸脱することができないことが明らかにされ
ている。このような捕捉されたガスは、好ましい
ことではないが（たとえば、内部空所または表面
あばたとして）、鋳物の中に包み込まれることに
なる。

したがつて、本発明の目的は、鋳型キヤビテイ
内で金属溶湯により取り囲まれた熱的に劣化する
保持中子から発生した分解ガスを排気するよう構
成、配置されていて、これにより出来上がつた鋳
物の中にガスが包み込まれることを回避すること
ができる上記のタイプの改良された反重力式鋳造
装置を提供することである。上記の目的と本発明
のその他の目的と特長は、以下の説明を精読する
ことにより容易に理解していただけよう。

発明の要約 上記の目的を達成するため、真空チヤンバー
と、底に入口を設けた下部部分（すなわち、下
型）に固定された通気性を有する上部部分（すな
わち、上型）を有し、真空チヤンバーに封止され
たシエル鋳型と、妨げをうけることなくガスが流
れるようにされた通路をへて真空チヤンバーにガ
スを排気する内部排気キヤビテイを有し、熱的に
劣化する通気性を有する中空の使い捨て保持中子
とより成る反重力式シエル鋳型鋳造装置が本発明
に従つて提案されたのである。さらに詳しく言え
ば、熱的に劣化する中子材料（たとえば、樹脂積
層サンド）は内部鋳型キヤビテイを画成する適切
な形状を有するシエルを形成している。中子は少
なくともその一端に取り付けの機能を行なう延長
部を備えていて、鋳造の間、排気キヤビテイ内の
圧力が排気チヤンバー内の減圧にできるだけ近づ
くよう延長部を通る通路をへて排気キヤビテイが
妨げをうけることなく排気チヤンバーに通気する
ようになつている。その結果、周囲の金属溶湯に
より中子材料が熱的に劣化することによつて発生
したガスはただちに通気性を有する中子材料を通
つて排気キヤビテイに吸引され、排気チヤンバー
に排気されるので、鋳物の中にガスが包み込まれ
ることを防止することができる。中子の排気ヤビ
テイは、中子の延長部を用意し、したがつて鋳型
シエルを通つて排気チヤンバー内の鋳型の表面に
いたる排気通路を用意することによりできるだけ
直接真空チヤンバーと連通することが好ましい。
これを実施することが不可能な場合、たとえば、
中子延長部を通つて排気キヤビテイにいたる通路
と整列した状態で鋳型シエルを通る補足的な通路
を例えば、穴あけすることにより形成されたシエ
ル内の開口をへて間接的に排気キヤビテイを通気
するようにしてもよい。通気通路に開口を設ける
にさいしては、開口が延長部を通る通路と正確に
合致する部分を正確に位置ぎめすることが必要で
あり、したがつて、延長部に開口を設けることは
補足的な処理段階である。それゆえ、上記部分の
設計が可能であれば、直接的な通気を行なうこと
が好ましい。

実施例の詳細な説明 以下、本発明の２つの実施例を図解した添付図
面を参照しながら本発明を詳細に説明する。な
お、第１図と第２図は、本発明の２つの異なつた
実施例を示したものであるが、類似または同じ構
成部材には同じ参照符号が付されている。第１図
と第２図に示されている実施例で相違している点
は、中空の中子が真空チヤンバーにどのように通
気しているか（すなわち、間接的に通気している
のか、あるいは直接的に通気しているのか）にあ
る。さらに詳しく言えば、第１図と第２図は、鋳
型６の中に導き上げられる金属溶融体、すなわ
ち、金属溶湯４の湯だめ２を開示したものであ
る。鋳型６は、分割線１２に沿つて第２の下部部
分１０に接合された（たとえば、接着剤で接着さ
れた）第１の部分８を備えているとともに、第１
の部分８と第２の部分１０との間に鋳型キヤビテ
イ１６を画成している。下部部分１０は、鋳型キ
ヤビテイ１６の中に金属溶湯を供給するため、下
側に複数の入口１４を備えている。鋳型６の下部
部分１０は真空チヤンバー２０の開口１８に沿つ
てシールされているとともに、上部部分８は真空
チヤンバー２０により包み囲まれている。真空チ
ヤンバー２０は、導管２２をへて真空源（図示せ
ず）に連絡されている。鋳型６の上部部分８は通
気性材料（たとえば、樹脂積層サンド）から構成
されているので、真空チヤンバー２０に真空を作
用させると、鋳造キヤビテイ１６からガスが吸引
されるかあるいは排気される。鋳型６の下部部分
１０は上部部分８と同じ材料から構成してもよ
く、あるいは上部部分８と適合性のある通気性の
他の材料または非通気性の他の材料から構成して
もよい。内部排気キヤビテイ２８を画成してい
て、通気性を有し熱的に劣化するシエル２６を構
成している使い捨ての中空の保持中子２４が鋳型
６の鋳造キヤビテイ１６内のほぼ中央に配置され
ていて、金属溶湯を注湯している間、完全に金属
溶湯により包み囲まれる。保持中子２４は両側に
延長部３０と３０′を備えており、延長部３０と
３０′は分割線１２に沿つて上部部分８と下部部
分１０にあらかじめ凹設されたへこみの中に収容
して鋳型６に固着されている（すなわち、接着剤
３２を使用して固定されている）。延長部３０と
３０′の中心を通つて延在する通路３４と３４′が
それぞれ排気キヤビテイ２８を延長部３０と３
０′の外端３１と３１′と連通させている。鋳物の
設計にもよるが、場合によつては、鋳造キヤビテ
イの中で中子を位置ぎめして、動かないよう中子
を拘止するにさいし、中子の延長部は１つでも十
分である。事実、設計要件を満たすため、中子の
延長部を１つだけしか使用することができない鋳
物がある。

第１図に示されている実施例では、延長部３０
と３０′の端部３１と３１′は鋳型の中に深く埋め
込まれているので、通路３４と３４′は鋳型材料
により塞がれるおそれがあり、このようなことは
本発明にとつて好ましいことではない。本発明に
おいては、通路３４と３４′をへて排気キヤビテ
イ２８と真空チヤンバー２０との間の連絡をふさ
ぐことがないようにするため、開口、すなわち穴
３６と３６′が鋳型６の上部部分８を通つて設け
られている。

第２図に示されている実施例においては、鋳型
６の上部シエル部分８は真空チヤンバー２０の開
口１８の直径より小さく成形されている。この実
施例においては、中子の延長部３０と３０′が上
部シエル部分８を通つて外端まで延在していて、
外表面３８と３８′を画成している。このように
構成することにより、通路３４と３４′を通つて
排気キヤビテイ２８を直接排気チヤンバー２０に
通気させることができる。この実施例では、延長
部３０と３０′を受け支えるよう鋳型１０の下部
に形成されたへこみ４０と４０′が十分に長く設
定されているので、通路３４と３４′をふさぐお
それがない。したがつて、排気キヤビテイ２８か
らのガスの流れに干渉するような不具合が生じる
おそれはない。

本発明に係る中空の中子は鋳造キヤビテイの中
で必ずしも水平に配置することを必要とするもの
ではなく、いろいろな向き（たとえば、垂直の向
きまたは斜めの向き）をとることができ、また本
発明の本質から逸脱しない限り、いろいろな状態
で（たとえば、頂部から吊り下げるような状態
で）鋳型に固定するようにしてもさしつかえない
ことはもちろんのことでである。２つの特定の実
施例について本発明を説明したが、本発明はこれ
らの実施例のみ限定されるものではなく、当初に
揚げた特許請求の範囲により限定された範囲内で
適宜本発明に修正または変更を加えてもさしつか
えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る反重力式シ
エル鋳型鋳造装置を切断した側面図であり、第２
図は、本発明の他の実施例に係る反重力式シエル
鋳型鋳造装置を切断した側面図である。 ［主要部分の符号の説明］、湯だめ……２、金
属溶湯……４、鋳型……６、第１の部分……８、
第２の部分……１０、分割線……１２、入口……
１４、鋳型キヤビテイ……１６、開口……１８、
真空チヤンバー……２０、導管……２２、中子…
…２４、シエル……２６、排気キヤビテイ……２
８、延長部……３０，３０′、延長部の外端……
３１，３１′、通路……３４，３４′、穴……３
６，３６′、外表面……３８，３８′、へこみ……
４０，４０′。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳型キヤビテイ１６を画成している多孔質で
   通気性を有する上部シエル８と該上部シエル８に
   固定された下部部分１０とより成る鋳型６と、前
   記下部部分１０の下方に位置している湯だめ２か
   ら前記鋳型キヤビテイ１６に金属溶湯を導き入れ
   るため、前記下部部分１０が下側に少なくとも１
   つの入口１４と、前記鋳型６からほぼ均一にガス
   を抜きだすため、前記上部シエル８の上に配置さ
   れているとともに、前記鋳型６に封止的に係着さ
   れた真空チヤンバー２０と、前記鋳型キヤビテイ
   １６内に配置されている使い捨ての中空の中子２
   ４とから成り、該中子２４が金属溶湯により包み
   囲まれて、一時的に保持されるようにされている
   金属溶湯を反重力式に鋳造する装置において、前
   記中子２４が、鋳造の間、前記金属溶湯により包
   み囲まれた前記鋳型キヤビテイ１６からガスを抜
   き出す排気キヤビテイ２８を画成している多孔質
   で通気性を有する熱的に劣化するシエル２６と、
   前記中子２４の延長部３０，３０′と、該延長部
   ３０，３０′が前記排気キヤビテイ２８の少なく
   とも一端から突出して、前記鋳型６に封止的に係
   着されていることと、鋳造の間、前記真空チヤン
   バー２８内の圧力とほぼ等しい圧力を前記排気キ
   ヤビテイ２８にゆきわたらせるよう前記排気キヤ
   ビテイ２８と前記排気チヤンバー２０を接続する
   前記延長部３０，３０′を通つて妨げをうけるこ
   となくガスを排流させる通路３４，３４′とより
   成り、前記中子２４の熱的な劣化により発生した
   ガスが前記排気キヤビテイ２８と通路３０，３
   ０′をへて前記鋳型キヤビテイ１６から前記排気
   チヤンバー２０に抜き出され、これにより金属の
   鋳物の中にガスが包み込まれることを防止するこ
   とを特徴とする金属溶湯の反重力式鋳造装置。 ２ 鋳造の間、前記真空チヤンバー２０内の圧力
   にほぼ等しい圧力を前記排気キヤビテイ２８内に
   保持するため、前記通路２８，２８′と前記真空
   チヤンバー２０とを接続する開口３６，３６′が
   前記上部シエル８に設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の反重力式鋳造
   装置。