JPH0335865A - 精密鋳造方法および精密鋳造装置 - Google Patents
精密鋳造方法および精密鋳造装置Info
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- JPH0335865A JPH0335865A JP17163089A JP17163089A JPH0335865A JP H0335865 A JPH0335865 A JP H0335865A JP 17163089 A JP17163089 A JP 17163089A JP 17163089 A JP17163089 A JP 17163089A JP H0335865 A JPH0335865 A JP H0335865A
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- magnetic field
- mold
- precision casting
- molten metal
- casting
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、精密鋳造品を製造するのに利用され、とくに
活性金属を素材とする精密鋳造品を製造するのに適した
精密鋳造方法および精密鋳造装置に関するものである。 （従来の技術） 従来、精密鋳造品を製造するにあたっては、ロストフッ
クス法に代表されるセラミックシェル精密鋳造法が一般
に行われており、このような精密鋳造法に関しては、例
えば、「改訂４版 金属便覧」 昭和５７年１２月２０
日発行 社団法人日本金属学会編の第１５１３頁〜第１
５１８頁に記載されている。 （発明が解決しようとする課題） このような精密鋳造法は、寸法精度が良好で鋳造品の肌
も美しく、品質的に優れた鋳造品を得ることができる鋳
造方法であるが、一般には適用製品が小さいために鋳造
能率および所要工数に問題がある。 また、薄肉部分の多い鋳造品に適用する場合には湯回り
を良くするための工夫が必要であり、鋳型を高温に加熱
したり真空吸引鋳造を併用したりするなどの繁雑な工程
を必要とすることが多いという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題に着目してなされたも
ので１寸法精度が良好で鋳肌も美しく品質的に優れた鋳
造品を得ることができるセラミックシェル精密鋳造法の
利点をそのまま十分に活用し、さらには薄肉部分が存在
する鋳造品を製造する場合であっても湯回りを良くする
ことが可能であるため鋳型の予熱温度を大幅に低減する
ことが可能であり、また設備費が高価につく真空吸引鋳
造を必ずしも併用する必要がなく、付帯設備の簡素化と
工程管理の精密化を実現することが可能である精密鋳造
方法および精密鋳造装置を提供することを目的としてい
る。
活性金属を素材とする精密鋳造品を製造するのに適した
精密鋳造方法および精密鋳造装置に関するものである。 （従来の技術） 従来、精密鋳造品を製造するにあたっては、ロストフッ
クス法に代表されるセラミックシェル精密鋳造法が一般
に行われており、このような精密鋳造法に関しては、例
えば、「改訂４版 金属便覧」 昭和５７年１２月２０
日発行 社団法人日本金属学会編の第１５１３頁〜第１
５１８頁に記載されている。 （発明が解決しようとする課題） このような精密鋳造法は、寸法精度が良好で鋳造品の肌
も美しく、品質的に優れた鋳造品を得ることができる鋳
造方法であるが、一般には適用製品が小さいために鋳造
能率および所要工数に問題がある。 また、薄肉部分の多い鋳造品に適用する場合には湯回り
を良くするための工夫が必要であり、鋳型を高温に加熱
したり真空吸引鋳造を併用したりするなどの繁雑な工程
を必要とすることが多いという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題に着目してなされたも
ので１寸法精度が良好で鋳肌も美しく品質的に優れた鋳
造品を得ることができるセラミックシェル精密鋳造法の
利点をそのまま十分に活用し、さらには薄肉部分が存在
する鋳造品を製造する場合であっても湯回りを良くする
ことが可能であるため鋳型の予熱温度を大幅に低減する
ことが可能であり、また設備費が高価につく真空吸引鋳
造を必ずしも併用する必要がなく、付帯設備の簡素化と
工程管理の精密化を実現することが可能である精密鋳造
方法および精密鋳造装置を提供することを目的としてい
る。
（課題を解決するための手段）
本発明に係わる精密鋳造方法は、ロストワックス法に代
表されるセラミックシェル鋳型を用いる精密鋳造方法で
あって、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解
金属母材を誘導磁場により溶解して同じく誘導磁場内に
配設した鋳型の鋳造空間に鋳造する構成としたことを特
徴としている。 本発明に係わる精密鋳造方法は、ロストワックス法に代
表されるセラミックシェル鋳型を用いるものであり、イ
ンベストメント鋳造法などとも称されるものである。 そして、このセラミックシェル鋳型の押湯ないしは湯道
相当部に溶解金属母材を配設した状態にして、この溶解
金属母材を誘導磁場により溶解する。このとき、溶解雰
囲気はアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気ないしは減
圧（真空を含む、）雰囲気とすることがより望ましく、
鋳物が活性金属を素材とする場合にはこのような制御雰
囲気とすることがとくに望ましい。 次に、ここで溶解された金属母材は、同じく誘導磁場内
に配設した鋳型の鋳造空間に落下し、この鋳造空間内で
鋳造される。このとき、鋳型の鋳造空間に落下した後も
誘導磁場により加熱することによって、例えば鋳造空間
内の鋳型壁面で凝固した鋳込金属も再溶解されて湯回り
性は著しく良好なものとなり、薄肉部分が多い鋳造品で
あってもその形状を高精密度なものとすることが可能で
ある。そしてまた、湯回り性が良いため、ｖＩｙＪ、予
熱温度も大幅に低減でき、真空吸引鋳造を必ずしも併用
しなくともよいものとなる。 そして、本Ｒ１明の実施態様にあっては、誘導磁場を形
成するための電力供給量を溶解金属母材１ｋｇあたり５
ｋｗ以上となるようにし、鋳型の押湯ないしは湯道相当
部に配設した溶解金属母材の溶解を迅速なものにすると
共に、鋳型の鋳造空間内に落下した溶融金属の湯回り性
がより一層良好なものとなるようにすることがとくに望
ましい。 本発明に係わる精密鋳造装置は、鋳造空間と前記鋳造空
間に連通ずる押湯ないしは湯道相当部を有するセラミッ
クシェル鋳型と、前記セラミックシェル鋳型の外側に配
設されて前記鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した
溶解金属母材を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解
金属母材が溶解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を
誘導磁場により加熱する誘導磁場形成用コイルを備えた
構成としたことを特徴としている。 本発明に係わる精密鋳造装置において、鋳造空間と前記
鋳造空間に連通ずる押湯ないしは湯道相当部を有するセ
ラミックシェル鋳型としては、鋳造空間を１つだけ有す
る単一型のセラミックシェル鋳型とすることができるほ
か、鋳造空間を複数有していて複数個の鋳造品を同時に
鋳造するのに適したアッセンブリー鋳型とすることもで
きる。 そして、このセラミックシェル鋳型の外側に配設されて
前記鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属
母材を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材
が溶解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を誘導磁場
により加熱する誘導磁場形成用コイルとしては、溶解金
属母材１ｋｇあたり５ｋｗ以上の誘導磁場を出力する容
量のものとして、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設
した溶解金属母材の溶解を迅速なものにすると共に、鋳
造空間内に落下した溶解金属の湯回り性がより一層良好
なものとなるようにすることがとくに望ましい。 また、前記誘導磁場形成用コイルはセラミックシェル鋳
型の外形に沿ってその鋳型包絡線形状にあわせて整形し
であるものとすることも必要に応じて望ましく、さらに
はセラミックシェル鋳型の外側でかつ磁場形成用誘導コ
イルの内側に磁気集中体を配設した構成とすることも必
要に応じて望ましく、この場合の磁気集中体としては例
えば円周方向に絶縁分割された複数のセグメントにより
構成され、各セグメントは水冷構造となっているものと
することも必要に応じて望ましく、このような磁気集中
体の配設によって、より小型の鋳造品の素材となる小重
量の溶解金属母材の溶解を効率良く行うことができるよ
うになる。 さらにまた、セラミックシェル鋳型の押湯ないしは湯道
相当部に配設した溶解金属母材の溶解雰囲気がアルゴン
や窒素等の不活性ガス雰囲気ないしは減圧雰囲気となる
ように、セラミックシェル鋳型の外側を耐火物容器等で
取り囲むようになすことも必要に応じて望ましい。 （発明の作用） 本発明に係わる精密鋳造方法および精密鋳造装置は、上
記した構成を有するものであるから、セラミックシェル
鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属母材
が誘導加熱されて溶解した際に、押湯ないしは湯道相、
当部のすぐ近くにある鋳型の鋳造空間に落下することと
なるので、溶解金属母材がいわゆる活性金属に属するも
のであっても、外部汚染を生ずる機会が箸しく少ないも
のとなる。 そして、鋳型の鋳造空間に落下した溶解金属はさらに誘
導磁場によって加熱されるため、十分な湯回り性が確保
されると共に押湯効果も著しく改善される。したがって
、湯回り性が十分良好であるため１鋳型の予熱湿度を低
下させ、または鋳型の予熱を省略し、さらには真空吸引
鋳造を併用しなくとも、溶解金属のとくに薄肉部分への
充満も良好なものとなり１寸法績度および形状精度が著
しく良好であると共に鋳肌もすこぶる良好であって１品
質的に優れた鋳造品が短時間のうちに効率よく鋳造され
るようになる。 （実施例） 裏凰負ユ この実施例では、第１図に示す精密鋳造装置を用いて小
型のタービンホイールを鋳造した場合を示す。 この精密鋳造装置１は、ガス供給配管２ａを接続した耐
火物製鋳型台２の上に、タービン形状の鋳造空間３ａと
、この鋳造空間３ａの直上の押湯相当部５ｂ（ないしは
従来の湯道相当部）を有するセラミックシェル鋳型３を
配設すると共に、前記耐火物製鋳型台２の上面側で且つ
前記セラミックシェル鋳型３の外側に耐火物製容器４を
設置し、この耐火物製容器４の上部にはガス排出口４ａ
を設けていると共に上部には観察口４ｂおよびこれを覆
う位置に観察窓５を設け、この耐火物製容器４の外側に
は誘導磁場形成用コイル７を配設して、前記セラミ−、
クシエル鋳型３の押湯相当部３ｂ（ないしは従来の湯道
相当部）に配設した溶解金属母材６を誘導磁場により溶
解すると共に前記溶解金属母材６が溶解して前記鋳造空
間３ａに落下した溶解金属を同じく誘導磁場により加熱
することができるようにした構造としており、この際、
誘導磁場形成用コイル７はセラミックシェル鋳型３の外
形に沿った鋳型包路線形状にあわせて整形したものを用
いている。 このような精密鋳造装置１を用いて精密鋳造を行うに際
し、第１表に示す成分のＮｉ基耐熱合金よりなる溶解金
属母材６を用い、この溶解金属母材６をセラミックシェ
ル鋳型３の押雇相当部３ｂに配設した。 次に、セラミックシェル鋳型３の外側に耐火物製容器４
および誘導磁場形成用コイル７を位置させた状態にして
、耐火物製鋳型台２に接続したガス供給配管２ａよりＡ
ｒガスを供給すると共にガス排出口４ａよりＡｒガスを
排出して、溶解雰囲気をＡｒ雰囲気とし、次いで誘導磁
場形成用コイル７に周波数８０００Ｈｚ、最大出力６０
ｋｗの高周波電源を供給した。 この通電の結果、通電開始後約３０秒経過したところで
溶解金属母材６は鋳造空間３ａ内に溶は落ちた。 引続いて、誘導磁場形成用コイル７に５秒間通電するこ
とによって、鋳造空間３ａ内で一部凝固した金属を再溶
解し、溶融金属を鋳造空間３ａの細部、とくにタービン
ブレードの羽根先端の部分にまで完全に満たした状態に
して高周波電源の供給を停止した。 この精ｖＢ鋳造において、溶解金属母材６の重量は２４
０ｇ、鋳造品の重量は２００ｇであって、鋳造歩留りは
８３％と１通常の精密鋳造により製造する場合の歩留り
である４０〜５０％に比べて著しく高いものであった。 また、得られた鋳造品は、その薄肉部の隅々まで所定の
形状通りに精度良く鋳造成形されており、引は巣などの
不良発生の全くない良好な鋳造品を得ることができた。 実施例２ この実施例では、第２図に示す精密鋳造装置を用いてデ
ィーゼルエンジン用のプレコン１＜−）ジョンチャバ−
を鋳造した場合を示す。 この精密鋳造装置１１は、ガス供給配管１２ａを接続し
た耐火物製鋳型台１２の上に、ホットチャンバー形状の
鋳造空間１３．ａと、この鋳造空間ｉ３ａの直上の押湯
相当部１３ｂ（ないしは従来の湯道相当部）を有するセ
ラミックシェル鋳型１３を配設すると共に、前記耐火物
製鋳型台１２の上面側で且つ前記セラミックシェル鋳型
１３の外周側に磁気集中体１８を設置し、このセラミッ
クシェル鋳型１３および磁気集中体１８の上部には耐火
物製上蓋１４を設置すると共にこれらの間でガス排出口
１４ａを設け、この耐火物製上蓋１４には観察口１４ｂ
およびこれを覆う位置に観察窓１５を設け、前記磁気集
中体１８の外周側には誘導磁場形成用コイル１７を配設
して、前記セラミックシェル鋳型１３の押湯相当部１３
ｂ（ないしは湯道相当部）に配設した溶解金属母材１６
を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材１６
が溶解して前記鋳造空間１３ａに落下した溶解金属を同
じく誘導磁場により加熱することができるようにした構
造としている。 この実施例における一精密鋳造装置ｉｔでは、鋳造品で
あるホットチャンバーが外径３０ｍｍ、単重６０ｇと小
さいので、これを能率よく溶解するために磁気集中体１
８を用いている。この磁気集中体１８は、第３図に示す
ように、円周方向に絶縁体１９により絶縁分割された複
数の銅製セグメント１８ａ・・・１８ｈからなり、各セ
グメント１８ａ・・・１８ｈが冷却水供給配管２０およ
び冷却水排出配管２１を通して流される冷却水によって
冷却される水冷構造をなすものである。そして、この磁
気集中体１８は、大電流が流れる誘導磁場形成用コイル
１７の内部に配設されて互いに絶縁されたセグメント１
８ａ◆・１８ｈに表皮交番電流が流れることを利用した
もので、第３図に示すように、コイル電流Ｉｃと、セグ
メント内篭流Ｉｓと、溶解母材表皮電流Ｉｆとが形成さ
れ、それぞれのセグメン）１８ａ・・・１８ｈにおいて
流れるセグメント内篭流Ｉｓによって磁気集中体１８の
内部に高密度の磁場が形成されて径の小さい小重量の溶
解金属母材１６であってもこれを効率良く溶解すること
ができるようになる。 このような精密鋳造装置１１を用いて精密鋳造を行うに
際し、第２表に示す成分の高Ｃｒ系耐熱鋳鋼よりなる溶
解金属母材１６を用い、この溶解金属母材１６をセラミ
ックシェル鋳型１３の押湯相当部１３ｂに配設した。 次に、セラミックシェル鋳型１３の外側に磁気集中体１
８および誘導磁場形成用コイル１７を位置させた状態に
して、耐火物製鋳型台１２に接続したガス供給管１２ａ
よりＮＺガスを供給すると共にガス排出口１４ａ・より
Ｎ２ガスを排出して、溶解雰囲気をＮ２雰囲気とし、か
つまた磁気集中体１８の内部に冷却水を流した状態にし
て、誘導磁場形成用コイル１７に周波数８０００Ｈｚ
、最大出力６０ｋｗの高周波電源を供給した。 この通電の結果１通電開始後約１４秒経過したところで
溶解金属母材１６は鋳造空間１３ａ内に溶は落ちた。 引続いて、誘導磁場形成用コイル１７に３秒間通電する
ことによって、鋳造空間１３ａ内で一部凝固した金属を
再溶解し、溶融金属を鋳造空間１３ａの細部にまで完全
に満たした状態にして高周波電源の供給を停止した。 この精密鋳造において、製品の鋳造歩留りは８０％であ
り１通常の精密鋳造により製造する場合に比べてかなり
高いものにすることができた。また、得られた鋳造品は
、その隅々まで所定の形状通りに精度良く鋳造成形され
ており、引は巣などの不具合の発生が全くない良好な鋳
造品を得ることができた。
表されるセラミックシェル鋳型を用いる精密鋳造方法で
あって、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解
金属母材を誘導磁場により溶解して同じく誘導磁場内に
配設した鋳型の鋳造空間に鋳造する構成としたことを特
徴としている。 本発明に係わる精密鋳造方法は、ロストワックス法に代
表されるセラミックシェル鋳型を用いるものであり、イ
ンベストメント鋳造法などとも称されるものである。 そして、このセラミックシェル鋳型の押湯ないしは湯道
相当部に溶解金属母材を配設した状態にして、この溶解
金属母材を誘導磁場により溶解する。このとき、溶解雰
囲気はアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気ないしは減
圧（真空を含む、）雰囲気とすることがより望ましく、
鋳物が活性金属を素材とする場合にはこのような制御雰
囲気とすることがとくに望ましい。 次に、ここで溶解された金属母材は、同じく誘導磁場内
に配設した鋳型の鋳造空間に落下し、この鋳造空間内で
鋳造される。このとき、鋳型の鋳造空間に落下した後も
誘導磁場により加熱することによって、例えば鋳造空間
内の鋳型壁面で凝固した鋳込金属も再溶解されて湯回り
性は著しく良好なものとなり、薄肉部分が多い鋳造品で
あってもその形状を高精密度なものとすることが可能で
ある。そしてまた、湯回り性が良いため、ｖＩｙＪ、予
熱温度も大幅に低減でき、真空吸引鋳造を必ずしも併用
しなくともよいものとなる。 そして、本Ｒ１明の実施態様にあっては、誘導磁場を形
成するための電力供給量を溶解金属母材１ｋｇあたり５
ｋｗ以上となるようにし、鋳型の押湯ないしは湯道相当
部に配設した溶解金属母材の溶解を迅速なものにすると
共に、鋳型の鋳造空間内に落下した溶融金属の湯回り性
がより一層良好なものとなるようにすることがとくに望
ましい。 本発明に係わる精密鋳造装置は、鋳造空間と前記鋳造空
間に連通ずる押湯ないしは湯道相当部を有するセラミッ
クシェル鋳型と、前記セラミックシェル鋳型の外側に配
設されて前記鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した
溶解金属母材を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解
金属母材が溶解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を
誘導磁場により加熱する誘導磁場形成用コイルを備えた
構成としたことを特徴としている。 本発明に係わる精密鋳造装置において、鋳造空間と前記
鋳造空間に連通ずる押湯ないしは湯道相当部を有するセ
ラミックシェル鋳型としては、鋳造空間を１つだけ有す
る単一型のセラミックシェル鋳型とすることができるほ
か、鋳造空間を複数有していて複数個の鋳造品を同時に
鋳造するのに適したアッセンブリー鋳型とすることもで
きる。 そして、このセラミックシェル鋳型の外側に配設されて
前記鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属
母材を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材
が溶解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を誘導磁場
により加熱する誘導磁場形成用コイルとしては、溶解金
属母材１ｋｇあたり５ｋｗ以上の誘導磁場を出力する容
量のものとして、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設
した溶解金属母材の溶解を迅速なものにすると共に、鋳
造空間内に落下した溶解金属の湯回り性がより一層良好
なものとなるようにすることがとくに望ましい。 また、前記誘導磁場形成用コイルはセラミックシェル鋳
型の外形に沿ってその鋳型包絡線形状にあわせて整形し
であるものとすることも必要に応じて望ましく、さらに
はセラミックシェル鋳型の外側でかつ磁場形成用誘導コ
イルの内側に磁気集中体を配設した構成とすることも必
要に応じて望ましく、この場合の磁気集中体としては例
えば円周方向に絶縁分割された複数のセグメントにより
構成され、各セグメントは水冷構造となっているものと
することも必要に応じて望ましく、このような磁気集中
体の配設によって、より小型の鋳造品の素材となる小重
量の溶解金属母材の溶解を効率良く行うことができるよ
うになる。 さらにまた、セラミックシェル鋳型の押湯ないしは湯道
相当部に配設した溶解金属母材の溶解雰囲気がアルゴン
や窒素等の不活性ガス雰囲気ないしは減圧雰囲気となる
ように、セラミックシェル鋳型の外側を耐火物容器等で
取り囲むようになすことも必要に応じて望ましい。 （発明の作用） 本発明に係わる精密鋳造方法および精密鋳造装置は、上
記した構成を有するものであるから、セラミックシェル
鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属母材
が誘導加熱されて溶解した際に、押湯ないしは湯道相、
当部のすぐ近くにある鋳型の鋳造空間に落下することと
なるので、溶解金属母材がいわゆる活性金属に属するも
のであっても、外部汚染を生ずる機会が箸しく少ないも
のとなる。 そして、鋳型の鋳造空間に落下した溶解金属はさらに誘
導磁場によって加熱されるため、十分な湯回り性が確保
されると共に押湯効果も著しく改善される。したがって
、湯回り性が十分良好であるため１鋳型の予熱湿度を低
下させ、または鋳型の予熱を省略し、さらには真空吸引
鋳造を併用しなくとも、溶解金属のとくに薄肉部分への
充満も良好なものとなり１寸法績度および形状精度が著
しく良好であると共に鋳肌もすこぶる良好であって１品
質的に優れた鋳造品が短時間のうちに効率よく鋳造され
るようになる。 （実施例） 裏凰負ユ この実施例では、第１図に示す精密鋳造装置を用いて小
型のタービンホイールを鋳造した場合を示す。 この精密鋳造装置１は、ガス供給配管２ａを接続した耐
火物製鋳型台２の上に、タービン形状の鋳造空間３ａと
、この鋳造空間３ａの直上の押湯相当部５ｂ（ないしは
従来の湯道相当部）を有するセラミックシェル鋳型３を
配設すると共に、前記耐火物製鋳型台２の上面側で且つ
前記セラミックシェル鋳型３の外側に耐火物製容器４を
設置し、この耐火物製容器４の上部にはガス排出口４ａ
を設けていると共に上部には観察口４ｂおよびこれを覆
う位置に観察窓５を設け、この耐火物製容器４の外側に
は誘導磁場形成用コイル７を配設して、前記セラミ−、
クシエル鋳型３の押湯相当部３ｂ（ないしは従来の湯道
相当部）に配設した溶解金属母材６を誘導磁場により溶
解すると共に前記溶解金属母材６が溶解して前記鋳造空
間３ａに落下した溶解金属を同じく誘導磁場により加熱
することができるようにした構造としており、この際、
誘導磁場形成用コイル７はセラミックシェル鋳型３の外
形に沿った鋳型包路線形状にあわせて整形したものを用
いている。 このような精密鋳造装置１を用いて精密鋳造を行うに際
し、第１表に示す成分のＮｉ基耐熱合金よりなる溶解金
属母材６を用い、この溶解金属母材６をセラミックシェ
ル鋳型３の押雇相当部３ｂに配設した。 次に、セラミックシェル鋳型３の外側に耐火物製容器４
および誘導磁場形成用コイル７を位置させた状態にして
、耐火物製鋳型台２に接続したガス供給配管２ａよりＡ
ｒガスを供給すると共にガス排出口４ａよりＡｒガスを
排出して、溶解雰囲気をＡｒ雰囲気とし、次いで誘導磁
場形成用コイル７に周波数８０００Ｈｚ、最大出力６０
ｋｗの高周波電源を供給した。 この通電の結果、通電開始後約３０秒経過したところで
溶解金属母材６は鋳造空間３ａ内に溶は落ちた。 引続いて、誘導磁場形成用コイル７に５秒間通電するこ
とによって、鋳造空間３ａ内で一部凝固した金属を再溶
解し、溶融金属を鋳造空間３ａの細部、とくにタービン
ブレードの羽根先端の部分にまで完全に満たした状態に
して高周波電源の供給を停止した。 この精ｖＢ鋳造において、溶解金属母材６の重量は２４
０ｇ、鋳造品の重量は２００ｇであって、鋳造歩留りは
８３％と１通常の精密鋳造により製造する場合の歩留り
である４０〜５０％に比べて著しく高いものであった。 また、得られた鋳造品は、その薄肉部の隅々まで所定の
形状通りに精度良く鋳造成形されており、引は巣などの
不良発生の全くない良好な鋳造品を得ることができた。 実施例２ この実施例では、第２図に示す精密鋳造装置を用いてデ
ィーゼルエンジン用のプレコン１＜−）ジョンチャバ−
を鋳造した場合を示す。 この精密鋳造装置１１は、ガス供給配管１２ａを接続し
た耐火物製鋳型台１２の上に、ホットチャンバー形状の
鋳造空間１３．ａと、この鋳造空間ｉ３ａの直上の押湯
相当部１３ｂ（ないしは従来の湯道相当部）を有するセ
ラミックシェル鋳型１３を配設すると共に、前記耐火物
製鋳型台１２の上面側で且つ前記セラミックシェル鋳型
１３の外周側に磁気集中体１８を設置し、このセラミッ
クシェル鋳型１３および磁気集中体１８の上部には耐火
物製上蓋１４を設置すると共にこれらの間でガス排出口
１４ａを設け、この耐火物製上蓋１４には観察口１４ｂ
およびこれを覆う位置に観察窓１５を設け、前記磁気集
中体１８の外周側には誘導磁場形成用コイル１７を配設
して、前記セラミックシェル鋳型１３の押湯相当部１３
ｂ（ないしは湯道相当部）に配設した溶解金属母材１６
を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材１６
が溶解して前記鋳造空間１３ａに落下した溶解金属を同
じく誘導磁場により加熱することができるようにした構
造としている。 この実施例における一精密鋳造装置ｉｔでは、鋳造品で
あるホットチャンバーが外径３０ｍｍ、単重６０ｇと小
さいので、これを能率よく溶解するために磁気集中体１
８を用いている。この磁気集中体１８は、第３図に示す
ように、円周方向に絶縁体１９により絶縁分割された複
数の銅製セグメント１８ａ・・・１８ｈからなり、各セ
グメント１８ａ・・・１８ｈが冷却水供給配管２０およ
び冷却水排出配管２１を通して流される冷却水によって
冷却される水冷構造をなすものである。そして、この磁
気集中体１８は、大電流が流れる誘導磁場形成用コイル
１７の内部に配設されて互いに絶縁されたセグメント１
８ａ◆・１８ｈに表皮交番電流が流れることを利用した
もので、第３図に示すように、コイル電流Ｉｃと、セグ
メント内篭流Ｉｓと、溶解母材表皮電流Ｉｆとが形成さ
れ、それぞれのセグメン）１８ａ・・・１８ｈにおいて
流れるセグメント内篭流Ｉｓによって磁気集中体１８の
内部に高密度の磁場が形成されて径の小さい小重量の溶
解金属母材１６であってもこれを効率良く溶解すること
ができるようになる。 このような精密鋳造装置１１を用いて精密鋳造を行うに
際し、第２表に示す成分の高Ｃｒ系耐熱鋳鋼よりなる溶
解金属母材１６を用い、この溶解金属母材１６をセラミ
ックシェル鋳型１３の押湯相当部１３ｂに配設した。 次に、セラミックシェル鋳型１３の外側に磁気集中体１
８および誘導磁場形成用コイル１７を位置させた状態に
して、耐火物製鋳型台１２に接続したガス供給管１２ａ
よりＮＺガスを供給すると共にガス排出口１４ａ・より
Ｎ２ガスを排出して、溶解雰囲気をＮ２雰囲気とし、か
つまた磁気集中体１８の内部に冷却水を流した状態にし
て、誘導磁場形成用コイル１７に周波数８０００Ｈｚ
、最大出力６０ｋｗの高周波電源を供給した。 この通電の結果１通電開始後約１４秒経過したところで
溶解金属母材１６は鋳造空間１３ａ内に溶は落ちた。 引続いて、誘導磁場形成用コイル１７に３秒間通電する
ことによって、鋳造空間１３ａ内で一部凝固した金属を
再溶解し、溶融金属を鋳造空間１３ａの細部にまで完全
に満たした状態にして高周波電源の供給を停止した。 この精密鋳造において、製品の鋳造歩留りは８０％であ
り１通常の精密鋳造により製造する場合に比べてかなり
高いものにすることができた。また、得られた鋳造品は
、その隅々まで所定の形状通りに精度良く鋳造成形され
ており、引は巣などの不具合の発生が全くない良好な鋳
造品を得ることができた。
本発明に係わる精密鋳造方法は、ロストワックス法じ代
表されるセラミックシェル鋳型を用いる精密鋳造方法で
あって、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解
金属母材を誘導磁場により溶解して同じく誘導磁場内に
配設した鋳型の鋳造空間に鋳造する構成とし、このよう
な精密鋳造方法の実施に直接使Ｉｆする本発明に係わる
精密鋳造装置は、ｆｔ造室空間前記鋳造空間に連通ずる
押湯ないしは湯道相当部を有するセラミックシェル鋳型
と、前記セラミックシェル鋳型の外側に配設されて前記
鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属母材
を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材が溶
解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を誘導磁場によ
り加熱する誘導磁場形成用コイルを備えた構成としたも
のであるから、寸法精度が良好で鋳肌も美しく品質的に
優れた鋳造品を得ることができるセラミックシェル鋳造
法の利点をそのまま十二分に活用したうえで、さらには
溶解金属母材の汚染を可及的に防止することができるた
め、不純物等による素材特性の低下を可及的に防止する
ことができると共に、薄肉部分が存在する鋳造品を製造
する場合であっても暦回り性をかなり良好なものとする
ことが可能であるため、鋳型の予熱温度を大幅に低下し
たり予熱そのものを不要としたりすることが可能であり
、また設備費が高価につく真空吸引鋳造を必ずしも併用
する必要がないため、付帯設備の簡素化と工程管理の精
密化を実現することができ、素材の機械的特性や寸法精
度等の品質的に優れた鋳造品が短時間のうちに効率良く
鋳造成形されるようになるという著しく優れた効果がも
たらされる。
表されるセラミックシェル鋳型を用いる精密鋳造方法で
あって、鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解
金属母材を誘導磁場により溶解して同じく誘導磁場内に
配設した鋳型の鋳造空間に鋳造する構成とし、このよう
な精密鋳造方法の実施に直接使Ｉｆする本発明に係わる
精密鋳造装置は、ｆｔ造室空間前記鋳造空間に連通ずる
押湯ないしは湯道相当部を有するセラミックシェル鋳型
と、前記セラミックシェル鋳型の外側に配設されて前記
鋳型の押湯ないしは湯道相当部に配設した溶解金属母材
を誘導磁場により溶解すると共に前記溶解金属母材が溶
解して前記鋳造空間に落下した溶解金属を誘導磁場によ
り加熱する誘導磁場形成用コイルを備えた構成としたも
のであるから、寸法精度が良好で鋳肌も美しく品質的に
優れた鋳造品を得ることができるセラミックシェル鋳造
法の利点をそのまま十二分に活用したうえで、さらには
溶解金属母材の汚染を可及的に防止することができるた
め、不純物等による素材特性の低下を可及的に防止する
ことができると共に、薄肉部分が存在する鋳造品を製造
する場合であっても暦回り性をかなり良好なものとする
ことが可能であるため、鋳型の予熱温度を大幅に低下し
たり予熱そのものを不要としたりすることが可能であり
、また設備費が高価につく真空吸引鋳造を必ずしも併用
する必要がないため、付帯設備の簡素化と工程管理の精
密化を実現することができ、素材の機械的特性や寸法精
度等の品質的に優れた鋳造品が短時間のうちに効率良く
鋳造成形されるようになるという著しく優れた効果がも
たらされる。
第１図は本発明の実施例１で用いた精密鋳造装置の縦断
面説明図、第２図は本発明の実施例２で用いた精密鋳造
装置の縦断面説明図、第３図は第２図の精密鋳造装置の
磁気集中体の平面説明図である。 １．１１・・・精密鋳造装置。 ３．１３・・・セラミックシェル鋳型。 ３ａ、１３ａ・・・鋳造空間、 ３ｂ 、１３ｂ・・・押湯相当部（ないしは湯道相当部
）。 ６．１６・・・溶解金属母材。 ７．１７・・・誘導磁場形成用コイル、１８・・・磁気
集中体。
面説明図、第２図は本発明の実施例２で用いた精密鋳造
装置の縦断面説明図、第３図は第２図の精密鋳造装置の
磁気集中体の平面説明図である。 １．１１・・・精密鋳造装置。 ３．１３・・・セラミックシェル鋳型。 ３ａ、１３ａ・・・鋳造空間、 ３ｂ 、１３ｂ・・・押湯相当部（ないしは湯道相当部
）。 ６．１６・・・溶解金属母材。 ７．１７・・・誘導磁場形成用コイル、１８・・・磁気
集中体。
Claims (9)
- （１）ロストワックス法に代表されるセラミックシェル
鋳型を用いる精密鋳造方法であって、鋳型の押湯ないし
は湯道相当部に配設した溶解金属母材を誘導磁場により
溶解して同じく誘導磁場内に配設した鋳型の鋳造空間に
鋳造することを特徴とする精密鋳造方法、 - （２）溶解雰囲気をアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲
気ないしは減圧雰囲気とする請求項第（１）項に記載の
精密鋳造方法。 - （３）誘導磁場を形成するための電力供給量を溶解金属
母材１ｋｇあたり５ｋｗ以上とする請求項第（１）項ま
たは第（２）項に記載の精密鋳造方法。 - （４）鋳造空間と前記鋳造空間に連通する押湯ないしは
湯道相当部を有するセラミックシェル鋳型と、前記セラ
ミックシェル鋳型の外側に配設されて前記鋳型の押湯な
いしは湯道相当部に配設した溶解金属母材を誘導磁場に
より溶解すると共に前記溶解金属母材が溶解して前記鋳
造空間に落下した溶解金属を誘導磁場により加熱する誘
導磁場形成用コイルを備えたことを特徴とする精密鋳造
装置。 - （５）セラミックシェル鋳型は、複数の鋳造空間を有す
るアッセンブリー鋳型である請求項第（４）項に記載の
精密鋳造装置。 - （６）誘導磁場形成用コイルは溶解金属母材１ｋｇあた
り５ｋｗ以上の誘導磁場を出力する容量をもつものであ
る請求項第（４）項または第（５）項に記載の精密鋳造
装置。 - （７）誘導磁場形成用コイルはセラミックシェル鋳型の
鋳型包絡線形状にあわせて整形してある請求項第（４）
項、第（５）項または第（６）項のいずれかに記載の精
密鋳造装置。 - （８）セラミックシェル鋳型の外側でかつ磁場形成用誘
導コイルの内側に磁気集中体を配設した請求項第（４）
項、第（５）項、第（６）項または第（７）項のいずれ
かに記載の精密鋳造装置。 - （９）磁気集中体は、円周方向に絶縁分割された複数の
セグメントにより構成され、各セグメントは水冷構造と
なっている請求項第（８）項に記載の精密鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17163089A JPH0335865A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | 精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17163089A JPH0335865A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | 精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335865A true JPH0335865A (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=15926750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17163089A Pending JPH0335865A (ja) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | 精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0335865A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6234521B1 (en) | 1996-04-08 | 2001-05-22 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag inflator and an airbag apparatus |
| US6540256B2 (en) | 1997-12-26 | 2003-04-01 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag gas generator and an airbag apparatus |
| US8056608B2 (en) | 2008-04-25 | 2011-11-15 | Goodwin Plc | Method of mitigating against thermal contraction induced cracking during casting of a super Ni alloy |
| JP2015178671A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-10-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 自動車用ターボチャージャのタービンホイール及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-07-03 JP JP17163089A patent/JPH0335865A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6234521B1 (en) | 1996-04-08 | 2001-05-22 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag inflator and an airbag apparatus |
| US6409214B2 (en) | 1996-04-08 | 2002-06-25 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag inflator and an airbag apparatus |
| US6540256B2 (en) | 1997-12-26 | 2003-04-01 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag gas generator and an airbag apparatus |
| US8056608B2 (en) | 2008-04-25 | 2011-11-15 | Goodwin Plc | Method of mitigating against thermal contraction induced cracking during casting of a super Ni alloy |
| JP2015178671A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-10-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 自動車用ターボチャージャのタービンホイール及びその製造方法 |
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