JPH038553A - 中空鋳物およびその製造方法 - 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） この発明は、アルミニウム合金からなる靴型等の中空鋳
物及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、ゴムを素材とするズック靴あるいは長靴等の製造
時にアルミニウム（ＡＡ）合金製の靴型が用いられてい
る。

すなわち、天然ゴムを素材とする靴は、足形状を呈する
所定形状の靴型に、未加硫のゴム素材を貼着し、これを
加熱して加硫処理して製造される。このとき用いられる
靴型は、中空状のＡ１合金から作られている。なぜなら
ば、Ａ１合金製の靴型は、加硫処理時の腐蝕性雰囲気に
酎えることができ、また、比較的軽量で作業性が優れて
いるからである。

上述の従来の中空状の靴型は、鋳造により作られるが、
その製造方法は、所定寸法の外形形状を有する金型と、
これに中空を得るための中子とを組合せて鋳型を形成し
、これにＡ１合金の溶湯を鋳込んで鋳造するものである
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の中空状の靴型は、中子を用い
て製造されているため、製造コストが高くなるという欠
点があった。

このような欠点を除去するために、靴型を中実状に鋳造
することも考えられるが、この場合、その中実分だけ材
料費が嵩み、また重量ら増加するため作業性か犠牲にな
るという欠点かある。

さらに、靴型の材料には、従来、Ｓｉ含有量の少ないＡ
１合金が用いられるため、その表面硬度が充分でなく、
摩耗しやすいという問題点があった。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であって、その目的とするところは、軽量で、しかも表
面硬度か高く、かつ低コストに製造することかできる中
空鋳物およびその製造方法の堤供にある。

（課題を解決するための手段） この発明による中空鋳物は、上記目的達成のために、Ｓ
ｉ含有量８〜１７重量％を含むＡ１合金を鋳造して得ら
れた中空鋳物であること、 また、この発明にかかる製造方法は、金型のキャビティ
内にＳｉ含有量８〜１７重量％のＡ１合金の溶湯を鋳込
み、所定時間経過させてキャビティ内壁面に沿って固結
層を形成させたのち、金型を反転させて未固結の溶湯を
排出することを特徴としている。

（作用） 上記構成の第１発明においては、Ｓｔ酸成分ら析出固化
し、表面硬度か高く、さらに肉厚が均一で、かつ軽量な
中空鋳物が得られる。

また、第２発明においては、金型の湯口からＳｉ含有量
８〜１７重量％のＡ１合金の溶湯が鋳込まれた後、所定
時間が経過すると、金型のキャビテイ面壁面に沿ってＡ
１合金の固結層が形成される。そして、金型を反転する
と、内部の未固結の溶湯が湯口から排出されるため、残
った固結層により中空の鋳物が成形される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基いて説明する。

第１図は、本発明方法によって中空状の靴型を鋳造する
時に用いられる金型１の縦断面図である。

この金型１には、その内部に靴の外形形状を有するキャ
ビティ２が形成されているとともに、その上部に湯口３
が形成されている。

なお、この金型１は、周知の金型と同様に、鋳造された
鋳物を取出すことができるようにキャビティ２の長手方
向に縦割すされた二つのブロックから構成されている。

第２図は上記金型１を用いて本発明方法に従って靴型を
鋳造する工程を示す、同図（１）の第一工程では、金型
１にＡ１合金の溶湯ａを鋳込む。また同図（２）の第二
工程では、金型１に鋳込んだ溶湯ａを所定時間経過させ
て、キャビティ２の内壁面に固結層を形成させる。さら
に、第三工程として、同（２１（３）（４）に示すよう
に、金型１を反転させてキャビティ内の未固結溶湯ａを
排出させる。

この発明において鋳込まれるＡ１合金は、第３図に示さ
れるＡ１−Ｓｉ二元系状態図の共晶点近傍のＳｉを含有
するもので、そのＳＬ含有量は、好ましくは８〜１７重
量％（以下［重量Ｊを略す）で、特に好ましくは、上記
範囲中共晶点（１１，６％）以上の範囲である。

この範囲を越えるＳｉ含有量のＡ１合金の場合は、キャ
ビティ２の内壁面２ａに沿った外形形状の鋳物を得るこ
とかできない。

その理由としては、必ずしも明確に解明されていないが
、Ａ１合金中のＳｉ含有量か８％未満または１７％を越
えると、状態図に示されるように液相線と固相線間の幅
が大きいため、溶湯温度が低下した際、固結層（固化層
）が段階的に形成されず、従って、Ａ１合金の溶湯が金
型１によって冷却されたとき、キャビティ２の内壁面２
ａだけでの固結層形成が困雑であるからと考えられる。

これに対し、Ａ１合金中のＳｉ含有量が共晶点近傍の場
合は、溶湯ａが金型ｌによって冷却されると、キャビテ
ィ２の内壁面２ａがら内部に向って層状に固結層が成長
して、内壁面２ａどおりの外形形状を呈する鋳物を得る
ことができる。

特に、Ａ１合金中のＳｉ含有量が１７％以下で、かつ共
晶点を越えた範囲では、キャビティ２の内壁面２ａに最
初に析出して固化される成分がＳｉであるので、成形さ
れた鋳物表面の硬度を大きくすることができる。

第２図（３）は、金型１に溶湯ａが鋳込まれて所定時間
経過し、その内壁面２ａに靴型Ａが形成されたのち、金
型１を反転し、未固結の溶湯ａを湯口３から排出してい
る途中の状態であり、また同図（４）は、金型１を完全
に反転して未固結の全ての溶湯ａを排出した状態を示し
ている。

第二工程（２）での所定経過時間、すなわち、溶湯鋳込
みから未固結の溶湯を金型から排出するまでの待ち時間
は、金型温度、溶湯の鋳込温度、金型の冷却手段の有無
によって一様でないが、鋳込後およそ５〜２０秒である
。この時間が長くなると肉厚が厚く丈夫な靴型を得るこ
とができるが、その分だけ重量が増しコスト高及び作業
性の低い靴型となる。

一方、待ち時間が短かすぎると肉厚が薄く、軽量になる
が、肉厚が薄すぎて靴型として不適当なものとなる。

上述のようにして金型１内に得られた靴型Ａは、金型１
を分離して取出し、これを第４図（イ）の鎖線で示す位
置で切断し、すなわち、湯口３に当る部分を切除して、
第４図（ロ）に示されるような靴型Ａを得ることができ
る。

（製造例） 第１図において、靴のサイズ２５ｃｍのキャビティ２を
有する金型１（金型温度１４０〜１６０℃）にＳｉ含有
量１１．６％のＡ１合金の溶湯ａ（鋳込温度７２４　’
Ｃ）を湯口３まで鋳込んだ（第２図（２）参照）。

待ち時間１４秒後に金型１を反転し、未固結の溶湯ａを
排出したのち（第２図（３）（４）参照）、金型１を分
離して靴型Ａを取出し、湯口３に当る部分（第４図（イ
）鎖線）を切断して第４図（ロ）に示すような靴型Ａを
得た。このときの靴型の重量は６８０ｇであった。

靴型Ａの表面をハンマで打って表面硬さを調べなところ
、Ａ１合金中のＳｉ含有量が多いこと及び靴型表面への
Ｓｉ析出が多いため、従来の中子を用いて作られたＳｉ
含有量７％のＡ１合金製のものよりも硬度が高かった。

靴型Ａを縦横に切断してその肉厚を調べたところ、はぼ
均一になっており、従来の中子を用いたものと同等であ
った。

（比較例） （１）鋳込まれる溶湯ａのＡ１合金のＳｉ含有量を７％
とし、その他の条件を上記製造例と同じにして靴型Ａを
作った。その外形形状はくずれており、靴型として用い
ることはできなかった。

（２）鋳込まれる溶湯ａのＡ１合金のＳｉ含有量を１８
％とし、その他の条件を上記製造例と同じようにして鋳
物を得た。しかし、その外形形状はくずれており、靴型
として用いることはできなかった。

なお、上述の実施例及び製造例では、中空ｇ１ｈとして
靴型の例を示したが、本発明方法は置物等の工芸品、そ
の他の中空状の鋳物にも適用することができる、 （発明の効果） この発明に係る中空Ｓ物は、Ｓｉ含有量が多いため、表
面硬度が高い、従って、その鋳物が、例えば靴型として
利用されるときは、耐摩耗性に優れ、耐久性の優れたも
のとすることができる。

また、この発明方法によれば、金型に共晶点近傍のＳｉ
含有量を含むＡ１合金の溶湯を鋳込み、所定時間経過後
、未固結の溶湯を排出して中空状の鋳物を得るようにし
たので、従来のように中子を使用せずに鋳造することが
でき、低コストに製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中空鋳物の製造に用いられる金型
を示す断面図、第２図は本発明方法の工程を説明する工
程図、第３図はＡｌ−３ｔ二元系状態図、第４図は本発
明方法によって得らた靴型を一部断面した正面図である
。 １・・・金型、 ２・・・キャビティ ２ａ・・・キャビティ内壁面、 ３・・・湯口、 ａ・・・溶湯、 Ａ・・・靴型 （中空鋳物） 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉ含有量８〜１７重量％のアルミニウム合金を
   用いて鋳造した中空鋳物。
2. （２）金型のキャビティ内にＳｉ含有量８〜１７重量％
   のアルミニウム合金の溶湯を鋳 込み、所定時間経過させて上記キャビティ内壁面に沿っ
   て固結層を形成させたのち、 上記金型を反転させて未固結の溶湯を排出することを特
   徴とする中空鋳物の製造方法。