JPH035060A - 減圧吸引鋳造用鋳型 - 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】 （技術分野） 本発明は、減圧吸引鋳造用鋳型に係り、特に溶解炉等か
ら所定の金属溶湯を直接鋳型内に吸引して鋳造する減圧
吸引鋳造法に用いられる鋳型の改良に関するものである
。

（背景技術） 近年、鋳物製造法の一つとして提案されている減圧吸引
鋳造法は、特開昭５５−７７９６８号公報等に明らかに
されているように、鋳型の通気性を利用して減圧吸引す
ることにより、鋳型のキャビティ内に所定の金属溶湯を
吸引、充満せしめて鋳造するようにしたものであって、
更に具体的には、上型と下型からなるシェル鋳型又は一
般の砂型をチャンバにて保持し、その下型部分に設けら
れた吸引孔を金属溶湯に浸漬せしめる一方、チャンバ内
を減圧して下型の吸引孔から金属溶湯を吸引せしめるこ
とにより、鋳型キャビティ内に溶湯を充満させて、目的
とする鋳物を製造する方法であり、従来の砂型鋳造プロ
セスでは製造の困難であった、薄肉で、形状が複雑な鋳
物を、比較的容易に製造し得る特徴を有している。

しかしながら、このような減圧吸引鋳造法においては、
その鋳造条件や用いられる鋳型の造型が不適切であると
、得られる鋳物に、直径１〜１０ｍｍ程度の空洞欠陥が
発生することが認められている。而して、この欠陥は、
鋳造時の空気巻込みが主原因と考えられ、また有機自硬
性鋳型を使用する場合には、有機バインダの燃焼ガスの
巻込みも関与しているものと推定される。

そこで、本発明者らは、そのような空洞欠陥の発生を防
止するだめの造型及び鋳造条件について種々のテストを
行なった結果、鋳型キャビティに中子を配置してなる鋳
型を用いて、目的とする鋳物を製造するに際して、減圧
吸引鋳造時に鋳型キャビティ内の気体を中子部を通じて
吸引すれば、溶湯が中子面に沿って鋳型キャビティ内へ
流入し、鋳物製品への気体の巻込みが効果的に抑制乃至
は阻止され得ることを見い出し、本発明を完成するに至
ったのである。

（解決課題） かかる状況下、本発明の課題とするところは、空洞欠陥
のない健全な鋳物を製造することの出来る減圧吸引鋳造
用鋳型を捉供することにある。

（解決手段） そして、本発明は、上記の課題解決のために、鋳物砂を
用いて形成された上型と下型とから構成され、且つそれ
ら両型にて形成される鋳型キャビティに中子が配置され
てなり、前記下型に設けられた吸引孔を通じて所定の金
属溶湯が前記鋳型キャビティ内に減圧吸引せしめられる
ようにした減圧吸引鋳造用鋳型において、前記上型の上
面及び鋳型キャビティ面の少なくとも何れか一方に、通
気を抑制乃至は阻止するコーティング層を形成すると共
に、前記中子を中空と為し、且つその中空部に連通ずる
中子ガス抜き孔を該上型に設けたのである。

（具体的構成・実施例） ところで、本発明で対象とする減圧吸引鋳造用鋳型は、
例えば第１図に示されるように、所定の鋳物砂を用いて
形成された上型２と下型４とから構成されてなるもので
あって、それら上型２及び下型４は、通常の造型手法に
よって成形され、生型、シェル鋳型、自硬性鋳型等の通
気性を有する鋳型である。また、それら両型にて形成さ
れる鋳型キャビティ６内には中子８が配置されており、
この中子８とそれら両型の内面との間に製品鋳造空間が
形成されている。更に、その製品鋳造空間に連通して、
一般に、複数の溶湯吸引孔１０が下型４に設けられて、
図示の如く下型４の下面に開口せしめられている。

本発明は、このような構造の減圧吸引鋳造用鋳型におい
て、その上型全体からの減圧を抑制し、中子部からの減
圧を強化しようとするものであって、そのために、先ず
、図示の如く、中子８を、中空部８ａを備えた中空中子
としたのである。そして、この中子８の中空部８ａに連
通ずる中子ガス抜き孔１２を上型２に設け、かかる上型
側からの吸引によって中子部からの排気が積極的に行な
われるようになっている。

そして、このような中子部からの減圧の強化は、更に、
上型２の上面及び鋳型キャピテイ６を形成する上型内面
の少なくとも何れか一方に、上型２の通気を抑制乃至は
阻止するコーティング層１４を形成することによって、
助長されるのである。

即ち、コーティング層１４の存在によって、減圧吸引鋳
造時に上型２の上面からの通気が抑制乃至は阻止される
ことにより、中子ガス抜き孔１２を通じての中子８の中
空部からの排気量が増大せしめられることとなるのであ
る。

なお、このコーティング層１４は、一般に、鋳型の塗型
に用いられる塗型剤にて形成することが出来るが、また
ロストワックス法に用いられるスラリーや、水ガラス等
を用いて形成することも出来、何れにしても、公知の適
当な耐火性材料を用いて、」二型２よりも気密なコーテ
ィング層１４が形成され、以て上型２の気密性を増し、
溶湯吸弓時における上型全体からの減圧が抑制されるの
である。

このような構成の鋳型を用いた減圧吸引鋳造操作は、公
知の如くして行なわれ、例えば第２図に示されるように
、減圧チャンバ１６の開口部に上記の如き構造の鋳型１
８を取り付けた後、減圧チャンバ１６を移動せしめて、
鋳型１８を構成する下型４の溶湯吸引孔１０を溶解炉２
０等の炉内に収容されている所定の金属溶湯２２中に浸
漬する一方、減圧チャンバ１６内を減圧して、上型２側
から吸引を行なうことにより、溶湯吸引孔１０を通じて
金属溶湯２２を吸い上げ、鋳型１８内の鋳造空間（６）
内に充満させて、鋳造を行なうのである。

そして、このような減圧吸引鋳造において、本発明に従
う上述の如き構造の鋳型１８は、コーティング層１４の
存在によって上型２の気密性が増大され、また中空中子
８と中子ガス抜き孔１２の存在によって、鋳型キャビテ
ィ６内のガスは中子部を通じて効果的に排気されること
となり、これによって、吸引された溶湯が中子８面に沿
って鋳型キャビティ６内へ流入して充満するようになる
ところから、得られる鋳物製品への気体巻込のが解消乃
至は阻止され、以て空洞欠陥のない健全な鋳物を製造す
ることが出来ることとなったのである。

実験例 第１図に示される如き構造のシェル鋳型を用い、その中
子（８）を中空シェル中子とすると共に、中子（８）の
中空部（８ａ）に連通ずる中子ガス抜き孔（１２）を１
０ｍｍφの大きさにおいて上型（２）に形成する一方、
上型上面に市販の塗型剤を塗布して気密のコーティング
層（１４）を形成せしめ、肉厚：　２．５　ｍｍ、製品
単重：　２．５　ｋｇの排気マニホールド試片を５個、
減圧吸引鋳造した。なお、溶湯としては、鋼種：　ＳＣ
３１３を用い、鋳込温度：　１５７５°Ｃで行なった。

また、比較のために、上型上面に塗型剤を塗布しないシ
ェル鋳型を用いて、同様な条件にて、上記試片を５個鋳
込んだ。

そして、この鋳造によって得られた１０個の排気マニホ
ールド試片について、それぞれ、γ線にて空洞欠陥調査
を行ない、その結果を、下記第１表に示した。

第１表 かかる第１表の結果から明らかなように、本発明に従っ
て、上型の上面に塗型剤の気密なコーティング層を形成
すると共に、中子を中空とし、その中空部に連通ずる中
子ガス抜き孔を設けた鋳型を用いて、減圧吸引鋳造を行
なった場合（試片Ｎｏ。

１〜５）にあっては、空洞欠陥は殆ど認められず、単に
１個の試片（Ｎｏ、５）においてのみ、直径が１ｍｍ程
度の空洞欠陥が存在するに過ぎないものであった。

これに対して、上型上面に塗型剤のコーティング層を形
成しない鋳型を用いて鋳造を行なった場合にあっては、
試片Ｎ０１６〜１０に見られるように、多くの、また直
径の大きな空洞欠陥が認められた。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う減圧吸引
鋳造用鋳型は、上型全体からの減圧を抑制し、中子部か
らの減圧を強化するようにしたものであって、これによ
り、吸引される溶湯が中子面に沿って鋳型キャビティ内
に流入し、充満するようになるところから、鋳物製品へ
の気体巻込みが効果的に抑制乃至は阻止され、以て空洞
欠陥のない健全な鋳物が有利に製造され得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う減圧吸引鋳造用鋳型の一つの実
施例を示す断面説明図であり、第２図は、そのような鋳
型を用いた減圧吸引鋳造手法を示す説明図である。 ２：上型　　　　　　　４；下型 ６：鋳型キャビティ　　８：中子 ８ａ：中空部　　　　　１０：吸引孔 ０ ：中子ガス抜き孔 ：コーティング層 ：減圧チャンバ ：溶解炉 １８：鋳型 ２２：金属溶湯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋳物砂を用いて形成された上型と下型とから構成され、
   且つそれら両型にて形成される鋳型キャビティに中子が
   配置されてなり、前記下型に設けられた吸引孔を通じて
   所定の金属溶湯が前記鋳型キャビティ内に減圧吸引せし
   められるようにした減圧吸引鋳造用鋳型において、 前記上型の上面及び鋳型キャビティ面の少なくとも何れ
   か一方に、通気を抑制乃至は阻止するコーティング層を
   形成すると共に、前記中子を中空と為し、且つその中空
   部に連通する中子ガス抜き孔を該上型に設けたことを特
   徴とする減圧吸引鋳造用鋳型。