JPH0420699B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0420699B2 JPH0420699B2 JP58115789A JP11578983A JPH0420699B2 JP H0420699 B2 JPH0420699 B2 JP H0420699B2 JP 58115789 A JP58115789 A JP 58115789A JP 11578983 A JP11578983 A JP 11578983A JP H0420699 B2 JPH0420699 B2 JP H0420699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- mold
- cooling
- casting
- solid solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、マグネシウム合金をセラミツク・シ
エル・モールド法によりロストワツクス鋳造する
際に用いられ、特に薄肉のマグネシウム合金鋳物
の鋳造に好適な冷却方法に関するものである。
エル・モールド法によりロストワツクス鋳造する
際に用いられ、特に薄肉のマグネシウム合金鋳物
の鋳造に好適な冷却方法に関するものである。
（従来の技術）
マグネシウム合金のロストワツクス鋳造におい
ては、従来は主としてソリツドモールド法が用い
られていた。この方法は、消失模型の周囲に枠を
設け、硫酸カルシウム（CaSO4，石こう）を粘結
材とした耐火物と水により形成したスラリーをこ
の枠内に充てんし、スラリーの硬化後に消失模型
を消失させることにより鋳型内部に製品の形状の
空洞を作り、さらに焼成した後この空洞に溶けた
マグネシウム合金を鋳込むものである。
ては、従来は主としてソリツドモールド法が用い
られていた。この方法は、消失模型の周囲に枠を
設け、硫酸カルシウム（CaSO4，石こう）を粘結
材とした耐火物と水により形成したスラリーをこ
の枠内に充てんし、スラリーの硬化後に消失模型
を消失させることにより鋳型内部に製品の形状の
空洞を作り、さらに焼成した後この空洞に溶けた
マグネシウム合金を鋳込むものである。
しかしソリツドモールド法はバツクアツプの耐
火物により熱容量が大きくなるため、溶湯の鋳込
み後の冷却速度が遅くなり、結晶粒が大きく成長
してしまい機械的強度が低下するという問題があ
つた。また冷却時間が長くなるため生産性が悪い
という問題もあつた。
火物により熱容量が大きくなるため、溶湯の鋳込
み後の冷却速度が遅くなり、結晶粒が大きく成長
してしまい機械的強度が低下するという問題があ
つた。また冷却時間が長くなるため生産性が悪い
という問題もあつた。
そこでこのマグネシウム合金の鋳造にセラミツ
ク・シエル・モールド法を用いることも考えられ
る。この方法は、消失模型にスラリーと耐火物と
を付着する作業を数回繰り返して所要の厚みに
し、消失模型を消失させた後焼成してセラミツ
ク・シエル鋳型を作るものである。この方法によ
れば、ソリツド・モールド法に比べて鋳型の熱容
量が小さいため急速な冷却が可能になるものであ
る。
ク・シエル・モールド法を用いることも考えられ
る。この方法は、消失模型にスラリーと耐火物と
を付着する作業を数回繰り返して所要の厚みに
し、消失模型を消失させた後焼成してセラミツ
ク・シエル鋳型を作るものである。この方法によ
れば、ソリツド・モールド法に比べて鋳型の熱容
量が小さいため急速な冷却が可能になるものであ
る。
しかしこのような急速に冷却する方法をマグネ
シウム合金の鋳造に適用すると、特に薄い鋳物や
肉厚が不均質な鋳物の場合には、この冷却中に鋳
型や製品の薄肉部分にひび割れが発生し易く、健
全な鋳物ができないことが多く、歩止まりが極端
に悪くなるという問題があつた。これは金属の凝
固時における収縮量が鋳型の収縮量と異なるた
め、薄肉部分に応力が生じ、鋳型が硬すぎたり弾
性が不足すると、この応力が増えて割れが発生す
るものと考えられている。凝固時の相変化にとも
なう体積変化が大きくしかも凝固直後の時効硬化
前の強度が小さいマグネシウム合金ではこの傾向
は顕著であり、健全な鋳物を高い歩止まりで量産
することは非常に困難であつた。
シウム合金の鋳造に適用すると、特に薄い鋳物や
肉厚が不均質な鋳物の場合には、この冷却中に鋳
型や製品の薄肉部分にひび割れが発生し易く、健
全な鋳物ができないことが多く、歩止まりが極端
に悪くなるという問題があつた。これは金属の凝
固時における収縮量が鋳型の収縮量と異なるた
め、薄肉部分に応力が生じ、鋳型が硬すぎたり弾
性が不足すると、この応力が増えて割れが発生す
るものと考えられている。凝固時の相変化にとも
なう体積変化が大きくしかも凝固直後の時効硬化
前の強度が小さいマグネシウム合金ではこの傾向
は顕著であり、健全な鋳物を高い歩止まりで量産
することは非常に困難であつた。
（発明の解決すべき課題）
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、凝固時に鋳型の割れや製品のひび割れが発
生しにくく健全なマグネシウム合金鋳物を歩止ま
り良くかつ生産性良く量産するのに適し、特に薄
肉のマグネシウム合金の鋳造に最適なロストワツ
クス鋳造における冷却方法を提供することを目的
とする。
あり、凝固時に鋳型の割れや製品のひび割れが発
生しにくく健全なマグネシウム合金鋳物を歩止ま
り良くかつ生産性良く量産するのに適し、特に薄
肉のマグネシウム合金の鋳造に最適なロストワツ
クス鋳造における冷却方法を提供することを目的
とする。
（課題を解決する手段）
本発明によればこの目的は、溶融マグネシウム
合金をその温度よりやや低い温度に加熱したセラ
ミツク・シエル鋳型へ不活性ガス雰囲気下で鋳込
んだ後、固溶容体が発生する温度より高い所定温
度までの間鋳型に外側から冷却流体を噴きつけて
鋳型の外側から強制的に急冷し、その後固溶体温
度範囲より低い温度まで温度管理された保持炉に
おいて徐冷することを特徴とするマグネシウム合
金のロストワツクス鋳造における冷却方法により
達成される。
合金をその温度よりやや低い温度に加熱したセラ
ミツク・シエル鋳型へ不活性ガス雰囲気下で鋳込
んだ後、固溶容体が発生する温度より高い所定温
度までの間鋳型に外側から冷却流体を噴きつけて
鋳型の外側から強制的に急冷し、その後固溶体温
度範囲より低い温度まで温度管理された保持炉に
おいて徐冷することを特徴とするマグネシウム合
金のロストワツクス鋳造における冷却方法により
達成される。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の工程説明図であ
り、本実施例では合金名AZ91のマグネシウム合
金を用いる。この合金AZ91は次の組成を有する。
り、本実施例では合金名AZ91のマグネシウム合
金を用いる。この合金AZ91は次の組成を有する。
A1 8.1〜9.3％
Zn 0.4〜1.0％
Mn 0.13〜0.5％
Si 0.3％以下、
Cu 0.10％以下、
Ni 0.01％以下、
Mg 残 部
第１図において符合１０は焼成・保持炉であ
り、トンネル状に上下二段に作られた焼成炉１２
と保持炉１４とを有する。焼成炉１２は複数のガ
スバーナ１６により加熱される。保持炉１４は焼
成炉１２の高温空気の一部と外気とを、排気負圧
を利用して保持炉１４内に吸い込み、内部を所望
の温度分布にするようになつている。
り、トンネル状に上下二段に作られた焼成炉１２
と保持炉１４とを有する。焼成炉１２は複数のガ
スバーナ１６により加熱される。保持炉１４は焼
成炉１２の高温空気の一部と外気とを、排気負圧
を利用して保持炉１４内に吸い込み、内部を所望
の温度分布にするようになつている。
１８はセラミツク・シエル鋳型であつて、パレ
ツト（図示せず）に載せられ搬送装置により焼成
炉１２内をゆつくりと移送される。
ツト（図示せず）に載せられ搬送装置により焼成
炉１２内をゆつくりと移送される。
２０は鋳込み装置であり、密封可能な注湯室２
２と、取鍋２４とを有する。取鍋２４の注湯口２
６は蓋によつて密閉可能であり、また取鍋２４の
底には弁棒２８で開閉制御される弁口３０が設け
られている。注湯室２２内部は冷却装置３２、開
閉弁３４を介し真空ポンプ３６により減圧され
る。３８は六フツ化イオウ（SF6）などの不活性
ガスや、一酸化炭素（CO）、悪硫酸ガス（SO2）
などの還元ガスを収容するガスボンベであつて、
減圧弁４０、開閉弁４２を介して注湯室２２に接
続されている。また４４はこの注湯室２２に大気
を導きための開閉弁である。
２と、取鍋２４とを有する。取鍋２４の注湯口２
６は蓋によつて密閉可能であり、また取鍋２４の
底には弁棒２８で開閉制御される弁口３０が設け
られている。注湯室２２内部は冷却装置３２、開
閉弁３４を介し真空ポンプ３６により減圧され
る。３８は六フツ化イオウ（SF6）などの不活性
ガスや、一酸化炭素（CO）、悪硫酸ガス（SO2）
などの還元ガスを収容するガスボンベであつて、
減圧弁４０、開閉弁４２を介して注湯室２２に接
続されている。また４４はこの注湯室２２に大気
を導きための開閉弁である。
４８は急冷装置であり、例えばスポツトクーラ
により冷却風を注湯後の鋳型１８に当てて強制冷
却する。
により冷却風を注湯後の鋳型１８に当てて強制冷
却する。
前記マグネシウム合金の場合の鋳込み手順は次
のとおりである。シエル型１８は焼成炉１２にお
いて焼成され所定温度（約700℃）に保たれる。
一方溶解炉（図示せず）には予め合金が所定温度
（約800℃）に溶解され、その表面は精錬用フラツ
クスでカバーされて防燃対策が施されている。こ
の溶湯はヒシヤクなど適宜の手段です早く取鍋２
４に移されその表面は少量のフラツクスでカバー
され、注湯口２６が蓋で塞がれる。取鍋２４内の
溶湯温度が規定温度（740〜700℃程度）に下つた
ら、焼成炉１２で所定温度に保たれた鋳型を注湯
室２２内へ移し、その湯口が弁口３０の下に配置
される。この時この湯口にはストレーナがセツト
される。注湯室２２の鋳型出し入れ用の開口を蓋
板で閉じて密封した後、真空ポンプ３６を作動さ
せ、弁３４を開いて注湯室２２内を規定圧（大気
圧を基準として約−650mmHg）まで減圧する。
この規定圧に減圧したらポンプ３６を停止し弁３
４を閉じ、同時に弁４２を開いて減圧した還元性
ガスをボンベ３８から注湯室２２に送り込む。す
ると注湯室２２の減圧度が低下（大気圧へ近付
く）し、規定圧（約−550mmHg）になつた時に
弁棒２８を上げて弁口３０を開き速やかに鋳型１
８に溶湯を鋳込む。この時注湯室２２内が−
450mmHgになるまでに鋳込み完了するのが望ま
しい。鋳込み完了後弁４２を閉じてガス供給を停
止し、弁４４を開いて大気を導く。溶解炉から取
鍋２４に溶湯を移し、弁４４を開き大気を導入す
るまでの一連の作業は約２分以内に完了するのが
好ましい。
のとおりである。シエル型１８は焼成炉１２にお
いて焼成され所定温度（約700℃）に保たれる。
一方溶解炉（図示せず）には予め合金が所定温度
（約800℃）に溶解され、その表面は精錬用フラツ
クスでカバーされて防燃対策が施されている。こ
の溶湯はヒシヤクなど適宜の手段です早く取鍋２
４に移されその表面は少量のフラツクスでカバー
され、注湯口２６が蓋で塞がれる。取鍋２４内の
溶湯温度が規定温度（740〜700℃程度）に下つた
ら、焼成炉１２で所定温度に保たれた鋳型を注湯
室２２内へ移し、その湯口が弁口３０の下に配置
される。この時この湯口にはストレーナがセツト
される。注湯室２２の鋳型出し入れ用の開口を蓋
板で閉じて密封した後、真空ポンプ３６を作動さ
せ、弁３４を開いて注湯室２２内を規定圧（大気
圧を基準として約−650mmHg）まで減圧する。
この規定圧に減圧したらポンプ３６を停止し弁３
４を閉じ、同時に弁４２を開いて減圧した還元性
ガスをボンベ３８から注湯室２２に送り込む。す
ると注湯室２２の減圧度が低下（大気圧へ近付
く）し、規定圧（約−550mmHg）になつた時に
弁棒２８を上げて弁口３０を開き速やかに鋳型１
８に溶湯を鋳込む。この時注湯室２２内が−
450mmHgになるまでに鋳込み完了するのが望ま
しい。鋳込み完了後弁４２を閉じてガス供給を停
止し、弁４４を開いて大気を導く。溶解炉から取
鍋２４に溶湯を移し、弁４４を開き大気を導入す
るまでの一連の作業は約２分以内に完了するのが
好ましい。
次に注湯室２２の蓋板を開き、湯口をフラツク
スでカバーして急冷装置４８に移し、ここで１〜
２分間冷却風を鋳型の外側に噴きつけることによ
り急冷する。第２図はこの合金の主成分である
MgとAlとの合金の状態図であり、その固相線ａ
と溶解度線ｂとで挟まれたα固溶体の温度範囲
（図中Ｃ）よりも高い温度（570℃位、第２図中Ａ
点）まで、この急冷装置４８で急冷する。その後
保持炉１４に鋳型１８を移し、ここで200〜300℃
になるまで（第２図中Ｂ点）十分な時間（60〜90
分位）をかけて緩やかに徐冷する。第３図は冷却
時間（横軸、対数目盛）と温度（縦軸）との関係
を示す冷却特性図である。
スでカバーして急冷装置４８に移し、ここで１〜
２分間冷却風を鋳型の外側に噴きつけることによ
り急冷する。第２図はこの合金の主成分である
MgとAlとの合金の状態図であり、その固相線ａ
と溶解度線ｂとで挟まれたα固溶体の温度範囲
（図中Ｃ）よりも高い温度（570℃位、第２図中Ａ
点）まで、この急冷装置４８で急冷する。その後
保持炉１４に鋳型１８を移し、ここで200〜300℃
になるまで（第２図中Ｂ点）十分な時間（60〜90
分位）をかけて緩やかに徐冷する。第３図は冷却
時間（横軸、対数目盛）と温度（縦軸）との関係
を示す冷却特性図である。
このように合金の固溶体温度範囲（第２図中
Ｃ）より高い温度まで急冷するので、冷却工程に
要する時間を短縮でき鋳造能率が向上する。また
固溶体温度範囲Ｃでは合金の収縮量が大きいが、
ここでは徐冷されるので収縮に伴なう応力は鋳型
との間で十分に吸収されて応力が過大にならず、
薄肉の部分にもひび割れなどが発生しない。
Ｃ）より高い温度まで急冷するので、冷却工程に
要する時間を短縮でき鋳造能率が向上する。また
固溶体温度範囲Ｃでは合金の収縮量が大きいが、
ここでは徐冷されるので収縮に伴なう応力は鋳型
との間で十分に吸収されて応力が過大にならず、
薄肉の部分にもひび割れなどが発生しない。
（発明の効果）
本発明は以上のように不活性ガス雰囲気下でマ
グネシウム合金の注湯後ただちに冷却流体を鋳型
外側に噴きつけて急冷し、その後固溶体温度範囲
で徐冷するから、鋳物に大きな応力が加わらず、
鋳型との干渉により鋳物にひび割れなどが発生せ
ず、健全な鋳物を高い歩止まりで生産できる。ま
た注湯後急冷するので冷却工程全体に要する時間
も短縮でき、生産性が向上して量産にも適する。
さらにこの急冷により金属組織の微細化が図れ、
鋳物の物理的・機械的性質の向上も同時に可能と
なる。
グネシウム合金の注湯後ただちに冷却流体を鋳型
外側に噴きつけて急冷し、その後固溶体温度範囲
で徐冷するから、鋳物に大きな応力が加わらず、
鋳型との干渉により鋳物にひび割れなどが発生せ
ず、健全な鋳物を高い歩止まりで生産できる。ま
た注湯後急冷するので冷却工程全体に要する時間
も短縮でき、生産性が向上して量産にも適する。
さらにこの急冷により金属組織の微細化が図れ、
鋳物の物理的・機械的性質の向上も同時に可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例の工程説明図、第２
図は合金の状態図、第３図は冷却特性図である。 １２…保持炉、４８…急冷装置、Ｃ…固溶体温
度範囲。
図は合金の状態図、第３図は冷却特性図である。 １２…保持炉、４８…急冷装置、Ｃ…固溶体温
度範囲。
Claims (1)
- １ 溶融マグネシウム合金をその温度よりやや低
い温度に加熱したセラミツク・シエル鋳型へ不活
性ガス雰囲気下で鋳込んだ後、固溶体が発生する
温度より高い所定温度までの間鋳型に外側から冷
却流体を噴きつけて鋳型の外側から強制的に急冷
し、その後固溶体温度範囲より低い温度まで温度
管理された保持炉において徐冷することを特徴と
するマグネシウム合金のロストワツクス鋳造にお
ける冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11578983A JPS609571A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ロストワツクス鋳造における冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11578983A JPS609571A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ロストワツクス鋳造における冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609571A JPS609571A (ja) | 1985-01-18 |
| JPH0420699B2 true JPH0420699B2 (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=14671103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11578983A Granted JPS609571A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | ロストワツクス鋳造における冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609571A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142020A (ja) * | 1974-10-09 | 1976-04-09 | Hitachi Ltd | Kokinshitsuchukainoseizoho |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP11578983A patent/JPS609571A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS609571A (ja) | 1985-01-18 |
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