JPH04220155A - 逃散性合金添加材を有する溶湯の差圧反重力鋳造 - Google Patents
逃散性合金添加材を有する溶湯の差圧反重力鋳造Info
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- JPH04220155A JPH04220155A JP3053137A JP5313791A JPH04220155A JP H04220155 A JPH04220155 A JP H04220155A JP 3053137 A JP3053137 A JP 3053137A JP 5313791 A JP5313791 A JP 5313791A JP H04220155 A JPH04220155 A JP H04220155A
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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
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
-
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- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/20—Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、順次しての鋳型の鋳造
作業全体を通して溶融金属（溶湯という）中の揮発によ
り散逸し易い（逃散性という）合金添加材の含有量を所
定の有効水準以上に補充及び維持するような態様での溶
湯の差圧・反重力鋳造或いは真空補助・反重力鋳造のた
めの改善された方法及び装置に関するものである。
作業全体を通して溶融金属（溶湯という）中の揮発によ
り散逸し易い（逃散性という）合金添加材の含有量を所
定の有効水準以上に補充及び維持するような態様での溶
湯の差圧・反重力鋳造或いは真空補助・反重力鋳造のた
めの改善された方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３，９００，０６４、４，３
４０，１０８及び４，６０６，３９６号に記載されるよ
うな真空・反重力鋳造法は、順次する鋳型を溶湯中に浸
漬し、そして鋳型と溶湯との間への適当な負の差圧の適
用により各鋳型内に溶湯を上方に吸い上げる期間中、溶
湯金属組成が容易に制御されそして維持されうる鋼、ア
ルミニウム及びねずみ鋳鉄の鋳造において使用されてき
た。しかし、ノジュラー鋳鉄の鋳造においては、マグネ
シウムのような非常に揮発性の、逃散性のノジュラー化
材が鋳造プロセス中溶湯中に存在する炭素の所望の球状
化をもたらすために溶湯中に必要とされる。上記の特許
に記載された真空・反重力鋳造プロセスを使用してノジ
ュラー鋳鉄部品を鋳造せんとする試みにおいて、先行技
術の研究者は、溶湯から多数の鋳型を順次鋳造するのに
必要とされる長期間にわたって溶湯中のマグネシウムの
適正濃度（即ち、少なくとも０．０２重量％）を維持す
るのに多大の困難さに直面してきた。この困難さは、マ
グネシウム含有ノジュラー化材を使用しての溶湯の最初
の処理後の溶湯からのマグネシウムの急速な蒸発による
ものである。溶湯からの逃散性のマグネシウムの定量性
のない制御不能の損失（消失としても知られる）が経時
的に起こり、マグネシウム含有量に関して組成の外れた
溶湯をもたらし、従って球状化の一貫性を損なった。
４０，１０８及び４，６０６，３９６号に記載されるよ
うな真空・反重力鋳造法は、順次する鋳型を溶湯中に浸
漬し、そして鋳型と溶湯との間への適当な負の差圧の適
用により各鋳型内に溶湯を上方に吸い上げる期間中、溶
湯金属組成が容易に制御されそして維持されうる鋼、ア
ルミニウム及びねずみ鋳鉄の鋳造において使用されてき
た。しかし、ノジュラー鋳鉄の鋳造においては、マグネ
シウムのような非常に揮発性の、逃散性のノジュラー化
材が鋳造プロセス中溶湯中に存在する炭素の所望の球状
化をもたらすために溶湯中に必要とされる。上記の特許
に記載された真空・反重力鋳造プロセスを使用してノジ
ュラー鋳鉄部品を鋳造せんとする試みにおいて、先行技
術の研究者は、溶湯から多数の鋳型を順次鋳造するのに
必要とされる長期間にわたって溶湯中のマグネシウムの
適正濃度（即ち、少なくとも０．０２重量％）を維持す
るのに多大の困難さに直面してきた。この困難さは、マ
グネシウム含有ノジュラー化材を使用しての溶湯の最初
の処理後の溶湯からのマグネシウムの急速な蒸発による
ものである。溶湯からの逃散性のマグネシウムの定量性
のない制御不能の損失（消失としても知られる）が経時
的に起こり、マグネシウム含有量に関して組成の外れた
溶湯をもたらし、従って球状化の一貫性を損なった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】順次しての多数の鋳型
を鋳造するのに必要とされる長期間にわたって溶湯組成
を信頼性をもって制御しそして維持する（即ち、マグネ
シウム含有量を所望の有効量水準以上に維持する）こと
が出来ない結果として、ノジュラー鋳鉄部品の大量生産
においての上記特許に記載された反重力鋳造方法は、今
日まで実用的でなくそして採算性もとれなかった。これ
に関して、下側に溜った溶湯プールにおける溶湯を交換
する前に少なくとも５分間鋳造作業を実施することが所
望される。この期間にわたってのマグネシウムの消失は
、マグネシウム濃度をその間維持する何らかの対策が与
えられないかぎり、０．０７５重量％にも及びうる。
を鋳造するのに必要とされる長期間にわたって溶湯組成
を信頼性をもって制御しそして維持する（即ち、マグネ
シウム含有量を所望の有効量水準以上に維持する）こと
が出来ない結果として、ノジュラー鋳鉄部品の大量生産
においての上記特許に記載された反重力鋳造方法は、今
日まで実用的でなくそして採算性もとれなかった。これ
に関して、下側に溜った溶湯プールにおける溶湯を交換
する前に少なくとも５分間鋳造作業を実施することが所
望される。この期間にわたってのマグネシウムの消失は
、マグネシウム濃度をその間維持する何らかの対策が与
えられないかぎり、０．０７５重量％にも及びうる。
【０００４】本発明の課題は、ノジュラー鋳鉄のような
溶融金属の差圧・反重力鋳造においてマグネシウムノジ
ュラー化材のような逃散性の合金添加材の含有量を特定
の溶湯からの順次しての鋳型の鋳造全体を通しての期間
中信頼性をもって制御することの出来る改善装置及び方
法を開発し、またそれに使用するに好適な鋳型を開発す
ることである。
溶融金属の差圧・反重力鋳造においてマグネシウムノジ
ュラー化材のような逃散性の合金添加材の含有量を特定
の溶湯からの順次しての鋳型の鋳造全体を通しての期間
中信頼性をもって制御することの出来る改善装置及び方
法を開発し、またそれに使用するに好適な鋳型を開発す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、型に逃散性合
金添加材を含む処理材を下側の溶湯と接触するようにそ
してそこにそれを補給しうるように配置することにより
、鋳造のための所望の有効濃度の合金添加材を維持し、
それにより溶湯からの経時的な合金添加材の損失（或い
は消失）を相殺するような、ノジュラー鋳鉄のような金
属溶湯の改善された差圧・反重力鋳造方法及び装置を開
発することに成功した。
金添加材を含む処理材を下側の溶湯と接触するようにそ
してそこにそれを補給しうるように配置することにより
、鋳造のための所望の有効濃度の合金添加材を維持し、
それにより溶湯からの経時的な合金添加材の損失（或い
は消失）を相殺するような、ノジュラー鋳鉄のような金
属溶湯の改善された差圧・反重力鋳造方法及び装置を開
発することに成功した。
【０００６】本発明また、逃散性合金添加材を含む処理
材を鋳型が溶湯中に浸漬されるときそれを溶湯中に導入
するように下方型部分に組み込むような態様で反重力式
鋳型を製造する方法を開発することに成功した。
材を鋳型が溶湯中に浸漬されるときそれを溶湯中に導入
するように下方型部分に組み込むような態様で反重力式
鋳型を製造する方法を開発することに成功した。
【０００７】本発明は、多数の鋳型に順次して溶湯を鋳
造するのに必要とされる期間にわたって急速な損失或い
は消失を受け易い逃散性添加材を含有する金属溶湯の差
圧・反重力鋳造のための改善された装置及び方法を意図
する。本発明においては、逃散性合金添加材を含む処理
材は、各鋳型の下方部分にそこが鋳造のために溶湯中に
浸漬されるとき溶湯と接触しそして溶湯の合金添加材含
有分を補給するような態様で配置される。それにより、
溶湯中の合金添加材の予備選択された有効濃度（即ち、
約０．０３〜０．０６重量％）が多数の鋳型の順次して
の鋳造全体を通して溶湯中に維持される。
造するのに必要とされる期間にわたって急速な損失或い
は消失を受け易い逃散性添加材を含有する金属溶湯の差
圧・反重力鋳造のための改善された装置及び方法を意図
する。本発明においては、逃散性合金添加材を含む処理
材は、各鋳型の下方部分にそこが鋳造のために溶湯中に
浸漬されるとき溶湯と接触しそして溶湯の合金添加材含
有分を補給するような態様で配置される。それにより、
溶湯中の合金添加材の予備選択された有効濃度（即ち、
約０．０３〜０．０６重量％）が多数の鋳型の順次して
の鋳造全体を通して溶湯中に維持される。
【０００８】好ましくは、逃散性合金添加材源は、鋳造
中溶湯に浸漬されるに適するように各鋳型の下面に配置
される。好ましくは、逃散性合金添加材源は、下方型部
分が鋳造のため溶湯中に浸漬されるとき溶湯と接触して
溶解合金添加材濃度を補充するように該下面において部
分的に埋入される。
中溶湯に浸漬されるに適するように各鋳型の下面に配置
される。好ましくは、逃散性合金添加材源は、下方型部
分が鋳造のため溶湯中に浸漬されるとき溶湯と接触して
溶解合金添加材濃度を補充するように該下面において部
分的に埋入される。
【０００９】ノジュラー鋳鉄の反重力鋳造のためには、
逃散性合金添加材源は好ましくは、各鋳型の下方部分に
、好ましくはその下面の多数の箇所に配置される固体ペ
レットの形態で配置されるマグネシウム含有ノジュラー
化材を含んでいる。ペレットは、各鋳型の鋳造中溶融鋳
鉄と接触しそして各鋳型の鋳造中溶湯中の溶解マグネシ
ウム濃度を補充する。こうして、多数の鋳型が、炭素ノ
ジュラー化目的に溶湯中の所望のマグネシウム濃度を維
持しつつ順次して鋳造されうる。
逃散性合金添加材源は好ましくは、各鋳型の下方部分に
、好ましくはその下面の多数の箇所に配置される固体ペ
レットの形態で配置されるマグネシウム含有ノジュラー
化材を含んでいる。ペレットは、各鋳型の鋳造中溶融鋳
鉄と接触しそして各鋳型の鋳造中溶湯中の溶解マグネシ
ウム濃度を補充する。こうして、多数の鋳型が、炭素ノ
ジュラー化目的に溶湯中の所望のマグネシウム濃度を維
持しつつ順次して鋳造されうる。
【００１０】本発明はまた、金属溶湯中に合金添加材を
導入するべく溶湯と接触しうる合金添加材源を表面に配
した鋳型を製造する方法を意図する。本方法に従えば、
粒状鋳型材料と硬化性バインダーの柔軟性のある混合物
が溶湯との接触表面を有する鋳型形状体を形成するよう
に形づくられる。溶湯中に導入されるべき合金添加材源
が混合物が柔軟な間に表面に部分的に埋入されそして後
バインダーが硬化されて（例えば化学的に或いは熱的に
）鋳型を剛性化しそして合金添加材源を表面に埋入状態
に保持する。
導入するべく溶湯と接触しうる合金添加材源を表面に配
した鋳型を製造する方法を意図する。本方法に従えば、
粒状鋳型材料と硬化性バインダーの柔軟性のある混合物
が溶湯との接触表面を有する鋳型形状体を形成するよう
に形づくられる。溶湯中に導入されるべき合金添加材源
が混合物が柔軟な間に表面に部分的に埋入されそして後
バインダーが硬化されて（例えば化学的に或いは熱的に
）鋳型を剛性化しそして合金添加材源を表面に埋入状態
に保持する。
【００１１】
【作用】溶湯に浸漬される型部分に逃散性の合金添加材
を配置することにより溶湯中のその成分の損失を補償し
、溶湯中の合金添加材の予備選択された有効濃度を多数
の鋳型の順次しての鋳造全体を通して溶湯中に維持する
。
を配置することにより溶湯中のその成分の損失を補償し
、溶湯中の合金添加材の予備選択された有効濃度を多数
の鋳型の順次しての鋳造全体を通して溶湯中に維持する
。
【００１２】
【実施例】図１は、型６内に吸い上げられるべき溶湯（
例えば溶融鉄）４のプール２を示し、型６は気体透過性
上方型部分８（コープ）と下方型部分１０（ドラッグ）
を有し、これら上方及び下方型部分は分割線１２におい
て結合されてその内部に型空洞１４を形成する。溶湯４
は、それを所望の鋳造温度、例えば溶融鉄に対しては約
１４２６〜１４５５℃に維持するために一つ以上の誘導
コイル（図示なし）により加熱される鋳造炉３内に収蔵
される。
例えば溶融鉄）４のプール２を示し、型６は気体透過性
上方型部分８（コープ）と下方型部分１０（ドラッグ）
を有し、これら上方及び下方型部分は分割線１２におい
て結合されてその内部に型空洞１４を形成する。溶湯４
は、それを所望の鋳造温度、例えば溶融鉄に対しては約
１４２６〜１４５５℃に維持するために一つ以上の誘導
コイル（図示なし）により加熱される鋳造炉３内に収蔵
される。
【００１３】下方型部分１０はその下面１０ａを型空洞
１４と連通する複数の湯口１６を含み、その下面１０ａ
を溶湯中に浸漬した状態で型空洞１４が上方型部分８を
通して排気されるとき型空洞１４内に溶湯を導入する。 型６の下方型部分１０は、圧縮性シール２４（例えば耐
熱ゴム、セラミックロープ等）を介して真空室２２を構
成する真空ボックス２０の開口部１８に密封着される。 シール２４は、真空ボックス２０の垂下周辺側壁２５の
下周縁に取付けられる。真空室２２は、上方型部分を包
被しそして導管２６を経由して真空源（例えば真空ポン
プ）２３と連通している。
１４と連通する複数の湯口１６を含み、その下面１０ａ
を溶湯中に浸漬した状態で型空洞１４が上方型部分８を
通して排気されるとき型空洞１４内に溶湯を導入する。 型６の下方型部分１０は、圧縮性シール２４（例えば耐
熱ゴム、セラミックロープ等）を介して真空室２２を構
成する真空ボックス２０の開口部１８に密封着される。 シール２４は、真空ボックス２０の垂下周辺側壁２５の
下周縁に取付けられる。真空室２２は、上方型部分を包
被しそして導管２６を経由して真空源（例えば真空ポン
プ）２３と連通している。
【００１４】上方型部分８は、室２２が真空に引かれる
とき鋳造空洞１４から気体を吸引することを可能とする
透気性材料（例えば樹脂結合砂）から構成される。下方
型部分１０は都合良くは、上方型部分８と同じ材料或い
は上方型部分８と適合する他の種透気性或いは不透気性
材料から構成される。下方型部分１０は、米国特許第４
，７４５，９６２号に記載されるようなシール２４を取
り巻きそしてそれを溶湯から隔離する直立土手２６を含
んでいる。
とき鋳造空洞１４から気体を吸引することを可能とする
透気性材料（例えば樹脂結合砂）から構成される。下方
型部分１０は都合良くは、上方型部分８と同じ材料或い
は上方型部分８と適合する他の種透気性或いは不透気性
材料から構成される。下方型部分１０は、米国特許第４
，７４５，９６２号に記載されるようなシール２４を取
り巻きそしてそれを溶湯から隔離する直立土手２６を含
んでいる。
【００１５】下方型部分１０は、真空ボックス２０に型
６を装着するための手段を提供する米国特許出願番号第
２８６，０５１号に記載される型式のＴ字バー押え具３
０により係合される複数の係止部２８を含んでいる。詳
しくは、下方型部分１０は、複数の係止用空洞部３２を
含み、これらはそこを上被しそして下方型部分に固着さ
れる受板４０のスロット３４を通してＴ字バー押え具３
０を受容するようになっている。Ｔ字バー支持シャフト
３６の９０度の回転（例えば空気モータ３８により）は
、Ｔ字バー押え具３０を空洞部３２を覆う受板４０の下
側に係合せしめて型６を真空ボックス２２に固設する。 真空ボックスに型を取付ける他の既知手段もまた本発明
を実施するのに使用出来る（例えば米国特許第４，６５
８，８８０号参照）。
６を装着するための手段を提供する米国特許出願番号第
２８６，０５１号に記載される型式のＴ字バー押え具３
０により係合される複数の係止部２８を含んでいる。詳
しくは、下方型部分１０は、複数の係止用空洞部３２を
含み、これらはそこを上被しそして下方型部分に固着さ
れる受板４０のスロット３４を通してＴ字バー押え具３
０を受容するようになっている。Ｔ字バー支持シャフト
３６の９０度の回転（例えば空気モータ３８により）は
、Ｔ字バー押え具３０を空洞部３２を覆う受板４０の下
側に係合せしめて型６を真空ボックス２２に固設する。 真空ボックスに型を取付ける他の既知手段もまた本発明
を実施するのに使用出来る（例えば米国特許第４，６５
８，８８０号参照）。
【００１６】上方型部分８は、それを下方型部分１０に
分割線１２の面において接着する必要性を排除するよう
に、複数のプランジャ４２により下方型部分１０と密封
係合状態に（即ち分割線１２において）押接される。プ
ランジャ４２の端における脚４４は上方型部分８の上面
を横切ってプランジャ４２の力を一層広く分散せしめて
、プランジャ端による上方型部分の貫通／穿孔を防止す
る。空圧バネ４６がプランジャ４２を下方に偏倚して、
型６が真空ボックス２２の開口部１８内に位置づけられ
るとき上方型部分８を下方型部分１０に対して弾力的に
圧接する。空圧バネ４６におけるシュレーダー弁４８が
、バネ圧の変化を必要に応じて可能ならしめ、上方型部
分８を下方型部分１０と密封係合状態に圧接するに充分
の力を適用し、また必要に応じて鋳造のための真空が引
かれるとき型６の損壊を招きうる内方への曲がりを防止
する。しかし、プランジャ４２により適用される力は、
係止部２８を破壊し、型６を真空ボックス２０の開口部
１８から離脱せしめ、或いはそこに形成されているシー
ルを破損する程に過大であってはならない。
分割線１２の面において接着する必要性を排除するよう
に、複数のプランジャ４２により下方型部分１０と密封
係合状態に（即ち分割線１２において）押接される。プ
ランジャ４２の端における脚４４は上方型部分８の上面
を横切ってプランジャ４２の力を一層広く分散せしめて
、プランジャ端による上方型部分の貫通／穿孔を防止す
る。空圧バネ４６がプランジャ４２を下方に偏倚して、
型６が真空ボックス２２の開口部１８内に位置づけられ
るとき上方型部分８を下方型部分１０に対して弾力的に
圧接する。空圧バネ４６におけるシュレーダー弁４８が
、バネ圧の変化を必要に応じて可能ならしめ、上方型部
分８を下方型部分１０と密封係合状態に圧接するに充分
の力を適用し、また必要に応じて鋳造のための真空が引
かれるとき型６の損壊を招きうる内方への曲がりを防止
する。しかし、プランジャ４２により適用される力は、
係止部２８を破壊し、型６を真空ボックス２０の開口部
１８から離脱せしめ、或いはそこに形成されているシー
ルを破損する程に過大であってはならない。
【００１７】ノジュラー鋳鉄の溶湯の鋳造の本発明の一
具体例に従えば、マグネシウム含有ノジュラー化材（処
理材）の多数の固体ペレットが各型の６の下方型部分１
０の外面に、好ましくはその下面１０ａに配置されて、
下方型部分１０における多数の部位において消耗性マグ
ネシウム合金添加材源を提供する。ペレット５０は、鋳
造中溶湯４内に各型６を浸漬している間、溶湯と接触し
そして溶湯の溶解マグネシウム含有分を鉄のノジュラー
化に有効な予備選択された水準まで補充する様に下面１
０ａに配置される。
具体例に従えば、マグネシウム含有ノジュラー化材（処
理材）の多数の固体ペレットが各型の６の下方型部分１
０の外面に、好ましくはその下面１０ａに配置されて、
下方型部分１０における多数の部位において消耗性マグ
ネシウム合金添加材源を提供する。ペレット５０は、鋳
造中溶湯４内に各型６を浸漬している間、溶湯と接触し
そして溶湯の溶解マグネシウム含有分を鉄のノジュラー
化に有効な予備選択された水準まで補充する様に下面１
０ａに配置される。
【００１８】ノジュラー鋳鉄鋳造のためには、ペレット
５０は好ましくは、約５重量％Ｍｇと、残部の等量のＦ
ｅ及びＳｉとの公称組成を有する鉄−珪素−マグネシウ
ム合金を含む。但し、他の既知のノジュラー化材、例え
ばＮｉ−Ｍｇ、Ｓｉ−Ｃａ−Ｍｇ、Ｓｉ−Ｃｅ−Ｍｇ等
も使用出来る。各型６の下面１０ａに配置されるペレッ
ト５０の数と寸法、従って量（重量）は、型内に鋳造さ
れるべき溶融鋳鉄のノジュラー化のために有効な予備選
択された水準にまで少なくとも溶湯の溶解マグネシウム
含有分を補充するように選択される。これに関して、溶
湯の少なくとも約０．０２重量％、好ましくは約０．０
３〜０．０６重量％のマグネシウム水準が充分なノジュ
ラー化のために維持されるべきである。溶湯４からの順
次しての多数（例えば２０個）の型６の真空・反重力鋳
造に必要とされる所定の時間（例えば５分間）にわたっ
ての溶湯からのマグネシウムの損失或いは消失がそれに
より相殺される。
５０は好ましくは、約５重量％Ｍｇと、残部の等量のＦ
ｅ及びＳｉとの公称組成を有する鉄−珪素−マグネシウ
ム合金を含む。但し、他の既知のノジュラー化材、例え
ばＮｉ−Ｍｇ、Ｓｉ−Ｃａ−Ｍｇ、Ｓｉ−Ｃｅ−Ｍｇ等
も使用出来る。各型６の下面１０ａに配置されるペレッ
ト５０の数と寸法、従って量（重量）は、型内に鋳造さ
れるべき溶融鋳鉄のノジュラー化のために有効な予備選
択された水準にまで少なくとも溶湯の溶解マグネシウム
含有分を補充するように選択される。これに関して、溶
湯の少なくとも約０．０２重量％、好ましくは約０．０
３〜０．０６重量％のマグネシウム水準が充分なノジュ
ラー化のために維持されるべきである。溶湯４からの順
次しての多数（例えば２０個）の型６の真空・反重力鋳
造に必要とされる所定の時間（例えば５分間）にわたっ
ての溶湯からのマグネシウムの損失或いは消失がそれに
より相殺される。
【００１９】下面１０ａにペレット５０を配置する特定
の配置模様が図２に示されるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の配置模様も使用出来、そして実
際上ペレットのすべてを下面１０ａの中央部に群集する
ことも非常に有効であることが判明した。更に本件と同
日に出願された出願に教示されるように、溶湯が湯口１
６に流入する際に溶湯を処理するために、湯口を通して
上方に吸引される溶湯に合金添加材を導入するように一
つ以上の湯口１６に近接するようにしてペレット５０選
択的に配置することも出来、それにより例えば鋳造物全
体を通しての或いは鋳造物の異なった部分に特定の合金
添加材の添加及び／或いは異なった金属学的特性を与え
るようにすることが出来る。
の配置模様が図２に示されるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の配置模様も使用出来、そして実
際上ペレットのすべてを下面１０ａの中央部に群集する
ことも非常に有効であることが判明した。更に本件と同
日に出願された出願に教示されるように、溶湯が湯口１
６に流入する際に溶湯を処理するために、湯口を通して
上方に吸引される溶湯に合金添加材を導入するように一
つ以上の湯口１６に近接するようにしてペレット５０選
択的に配置することも出来、それにより例えば鋳造物全
体を通しての或いは鋳造物の異なった部分に特定の合金
添加材の添加及び／或いは異なった金属学的特性を与え
るようにすることが出来る。
【００２０】ペレット５０は好ましくは、下方型部分１
０の製作中各型の下面に組み込まれる。例えば、既に述
べたように、上方型部分８及び下方型部分１０は樹脂結
合砂から作製されうる。知られた造型法に従えば、砂或
いは均等な粒子及び硬化性バインダー材料（例えば無機
乃至有機熱的或いは化学的硬化性可塑性樹脂）の柔軟性
のある（成形可能な）混合物が、分割表面及び型空洞に
対する所望の転写輪郭を有する或る輪郭どられた金属原
型に密接して成形されそして後硬化される。しかし、バ
インダーの完全な硬化（或いはキュワリング）前（好ま
しくはその開始前に）の混合物が柔軟な間に、ペレット
５０は例えば図１に示すように下方型部分１０の下面１
０ａに埋入される。余剰の砂が、ペレットの外周に付き
固められる。その後、砂及びバインダーの混合物が、当
業者に知られる通常の態様で硬化（例えばガス硬化）さ
れて上方及び下方型部分８、１０を剛性化する。下方型
部分１０の硬化はその下面に各ペレットの少なくとも一
面５９ａを露出せしめて保持する。その後、完全に硬化
された上方及び下方型部分８、１０は、組み立てられそ
して生成する型６が鋳造炉３内の溶湯４上方に位置づけ
られる。
０の製作中各型の下面に組み込まれる。例えば、既に述
べたように、上方型部分８及び下方型部分１０は樹脂結
合砂から作製されうる。知られた造型法に従えば、砂或
いは均等な粒子及び硬化性バインダー材料（例えば無機
乃至有機熱的或いは化学的硬化性可塑性樹脂）の柔軟性
のある（成形可能な）混合物が、分割表面及び型空洞に
対する所望の転写輪郭を有する或る輪郭どられた金属原
型に密接して成形されそして後硬化される。しかし、バ
インダーの完全な硬化（或いはキュワリング）前（好ま
しくはその開始前に）の混合物が柔軟な間に、ペレット
５０は例えば図１に示すように下方型部分１０の下面１
０ａに埋入される。余剰の砂が、ペレットの外周に付き
固められる。その後、砂及びバインダーの混合物が、当
業者に知られる通常の態様で硬化（例えばガス硬化）さ
れて上方及び下方型部分８、１０を剛性化する。下方型
部分１０の硬化はその下面に各ペレットの少なくとも一
面５９ａを露出せしめて保持する。その後、完全に硬化
された上方及び下方型部分８、１０は、組み立てられそ
して生成する型６が鋳造炉３内の溶湯４上方に位置づけ
られる。
【００２１】溶湯４は代表的に、炭素ノジュラー化目的
のために溶湯４全体を通して初期有効マグネシウム濃度
を与えるために別の保持炉或いは取鍋（図示なし）にお
いて従来方式で予備処理される。例えば、溶湯４は代表
的に、取鍋内でＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇノジュラー化材を使用
して最初処理される。この処理は、約０．０１５重量％
の溶湯内初期マグネシウム濃度を提供しよう。その後、
処理済溶湯の一回の処理分（チャージ）が、真空・反重
力鋳造技術に従って溶湯内に順次浸漬される複数の型６
の各々に鋳造を実施するために鋳造炉に移行される。
のために溶湯４全体を通して初期有効マグネシウム濃度
を与えるために別の保持炉或いは取鍋（図示なし）にお
いて従来方式で予備処理される。例えば、溶湯４は代表
的に、取鍋内でＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇノジュラー化材を使用
して最初処理される。この処理は、約０．０１５重量％
の溶湯内初期マグネシウム濃度を提供しよう。その後、
処理済溶湯の一回の処理分（チャージ）が、真空・反重
力鋳造技術に従って溶湯内に順次浸漬される複数の型６
の各々に鋳造を実施するために鋳造炉に移行される。
【００２２】各型６の反重力鋳造は、下方型部分１０の
下面１０ａを溶湯４内に浸漬するように各型とプール２
とを相対的に移動し、そして型空洞１４を排気して溶融
鋳鉄をそこに吸い上げることによりもたらされる。代表
的に、型６は、真空ボックス２０に連結される可動の支
持腕６２を作動する液圧動力シリンダ６０（概略的に示
す）を使用してプール２に向けて降下される。下方型部
分１０の下面１０ａが溶湯４内に浸漬されるとき、固体
マグネシウム含有ペレット５０は溶湯と反応して溶湯中
にマグネシウムを導入して、保持炉での最初の処理時点
から型浸漬時点までそして順次しての型の鋳造作業を通
しての間でのマグネシウムの損失分を補償する。こうし
て、溶湯中のマグネシウム含有分は補充されそして順次
しての型の鋳造作業全体を通して溶湯の炭素のノジュラ
ー化のための有効濃度範囲内に維持される。
下面１０ａを溶湯４内に浸漬するように各型とプール２
とを相対的に移動し、そして型空洞１４を排気して溶融
鋳鉄をそこに吸い上げることによりもたらされる。代表
的に、型６は、真空ボックス２０に連結される可動の支
持腕６２を作動する液圧動力シリンダ６０（概略的に示
す）を使用してプール２に向けて降下される。下方型部
分１０の下面１０ａが溶湯４内に浸漬されるとき、固体
マグネシウム含有ペレット５０は溶湯と反応して溶湯中
にマグネシウムを導入して、保持炉での最初の処理時点
から型浸漬時点までそして順次しての型の鋳造作業を通
しての間でのマグネシウムの損失分を補償する。こうし
て、溶湯中のマグネシウム含有分は補充されそして順次
しての型の鋳造作業全体を通して溶湯の炭素のノジュラ
ー化のための有効濃度範囲内に維持される。
【００２３】前述したように、各下方型１０の下面１０
ａにおけるペレット５０の形態でのマグネシウムフェリ
シリコンの量は、溶湯中の炭素のノジュラー化に有効な
水準まで溶湯中のマグネシウムの含有量を増大するよう
選択される。当業者は理解するように、溶湯４に添加さ
れるべきマグネシウムの含有量は溶湯中でのマグネシウ
ムの消失速度、鋳造される溶湯の量並びに鉄中の炭素濃
度、保持炉での最初の処理と第１型鋳造までの間隔及び
順次しての鋳造の間隔に依存しそして与えられた鋳造用
途に対して経験的に決定されうる。
ａにおけるペレット５０の形態でのマグネシウムフェリ
シリコンの量は、溶湯中の炭素のノジュラー化に有効な
水準まで溶湯中のマグネシウムの含有量を増大するよう
選択される。当業者は理解するように、溶湯４に添加さ
れるべきマグネシウムの含有量は溶湯中でのマグネシウ
ムの消失速度、鋳造される溶湯の量並びに鉄中の炭素濃
度、保持炉での最初の処理と第１型鋳造までの間隔及び
順次しての鋳造の間隔に依存しそして与えられた鋳造用
途に対して経験的に決定されうる。
【００２４】複数の型６の順次しての鋳造中、誘導コイ
ル（図示なし）が付勢されて鋳造炉３内の溶湯２を加熱
しそして所望の溶湯鋳造温度を維持する。この誘導加熱
は、溶湯中に混合作用を提供し、これは溶湯全体を通し
てのマグネシウムの分布を向上する。
ル（図示なし）が付勢されて鋳造炉３内の溶湯２を加熱
しそして所望の溶湯鋳造温度を維持する。この誘導加熱
は、溶湯中に混合作用を提供し、これは溶湯全体を通し
てのマグネシウムの分布を向上する。
【００２５】各型空洞１４の処理溶湯４による充填後そ
して湯口１６の溶湯の初期凝固後、各型は液圧シリンダ
６０により昇高されて下方型部分１０の下面１０ａをプ
ール２から取出す。湯口１６において最初に凝固を実現
する湯口の数及び寸法は、米国特許第４，３４０，１０
８号の教示に従って選択されうる。別様には、溶融鋳鉄
は、型の昇高前に湯口１６及び型空洞１４両方内で凝固
せしめられる。
して湯口１６の溶湯の初期凝固後、各型は液圧シリンダ
６０により昇高されて下方型部分１０の下面１０ａをプ
ール２から取出す。湯口１６において最初に凝固を実現
する湯口の数及び寸法は、米国特許第４，３４０，１０
８号の教示に従って選択されうる。別様には、溶融鋳鉄
は、型の昇高前に湯口１６及び型空洞１４両方内で凝固
せしめられる。
【００２６】各金属充填型６のプール２からの引き上げ
に続いて、型は、鋳物取り出しステーション（図示なし
）に移行されて、そこで真空ボックス２０と型とが分離
される。別の型が真空ボックス内の配置されそして密封
着されて、上述した工程が繰り返される。
に続いて、型は、鋳物取り出しステーション（図示なし
）に移行されて、そこで真空ボックス２０と型とが分離
される。別の型が真空ボックス内の配置されそして密封
着されて、上述した工程が繰り返される。
【００２７】こうして、本発明は、高生産鋳造用途に必
要とされる長時間にわたっての順次しての多数の型の鋳
造を可能ならしめる態様で溶湯の寿命を延長する（即ち
そのマグネシウム含有量を補充しそして制御することに
より）方法及び装置を提供する。
要とされる長時間にわたっての順次しての多数の型の鋳
造を可能ならしめる態様で溶湯の寿命を延長する（即ち
そのマグネシウム含有量を補充しそして制御することに
より）方法及び装置を提供する。
【００２８】本発明をノジュラー鋳鉄の差圧・反重力鋳
造に関して詳細に説明したが、当業者は、本発明がノジ
ュラー鋳鉄の鋳造に制限されるものでなく、何らかの理
由のために経時的に急速に失われる逃散性の或いは揮発
性の合金添加材を含有するか或いはそれで処理される他
の種金属或いは合金の差圧・反重力鋳造においてまた溶
湯中に合金添加材の有効濃度を維持する必要がある場合
に応用しうることを理解しよう。
造に関して詳細に説明したが、当業者は、本発明がノジ
ュラー鋳鉄の鋳造に制限されるものでなく、何らかの理
由のために経時的に急速に失われる逃散性の或いは揮発
性の合金添加材を含有するか或いはそれで処理される他
の種金属或いは合金の差圧・反重力鋳造においてまた溶
湯中に合金添加材の有効濃度を維持する必要がある場合
に応用しうることを理解しよう。
【００２９】
【発明の効果】ノジュラー鋳鉄のような溶融金属の差圧
・反重力鋳造においてマグネシウムノジュラー化材のよ
うな逃散性の合金添加材の含有量を特定の溶湯からの順
次しての鋳型の鋳造全体を通しての期間中信頼性をもっ
て制御する。型に逃散性合金添加材を含む処理材を下側
の溶湯と接触するようにそしてそこにそれを補給するよ
うに配置し、鋳造のための所望の有効濃度の合金添加材
を維持し、それにより溶湯からの経時的な合金添加材の
損失を補償する。
・反重力鋳造においてマグネシウムノジュラー化材のよ
うな逃散性の合金添加材の含有量を特定の溶湯からの順
次しての鋳型の鋳造全体を通しての期間中信頼性をもっ
て制御する。型に逃散性合金添加材を含む処理材を下側
の溶湯と接触するようにそしてそこにそれを補給するよ
うに配置し、鋳造のための所望の有効濃度の合金添加材
を維持し、それにより溶湯からの経時的な合金添加材の
損失を補償する。
【図１】本発明に従う真空反重力鋳造装置の側面からの
断面図である。
断面図である。
【図２】図１の矢印２−２の方向から見た型下方部分の
底面図である。
底面図である。
【符合の説明】
２ プール
３ 鋳造炉
４ 溶湯
６ 型
８ 上方型部分（コープ）
１０ 下方型部分（ドラッグ）
１２ 分割線
１４ 鋳造用空洞
１０ａ 下方型部分の下面
１６ 湯口
１８ 開口部
２０ 真空ボックス
２２ 真空室
２３ 真空源
２４ 圧縮性シール
２６ 土手
２８ 係止部
３０ Ｔ字バー押え具
３２ 係止用空洞部
３４ スロット
３６ 支持シャフト３６
３８ 空気モータ
４０ 受板
４２ プランジャ
４４ プランジャ脚
４６ 空圧バネ
５０ ペレット
６０ 液圧動力シリンダ
６２ 支持腕
Claims (16)
- 【請求項１】 溶融金属からの急速な損失を受け易い
逃散性合金添加材を含有する溶融金属の差圧・反重力鋳
造のための装置であって、 （ａ）型空洞と該型空洞を下側の溶融金属プールと連通
する湯口を有しそして溶融金属プールに浸漬される型下
方部分を備える複数の型を順次して該溶融金属プールに
浸漬するための手段と、 （ｂ）前記型が前記溶融金属プール中に浸漬されている
間、溶融金属を前記湯口を通して前記型空洞内に上方に
吸い上げるに充分の差圧を該型空洞と溶融金属プールと
の間に適用する手段と、 （ｃ）前記型の下方型部分が前記溶融金属プールに浸漬
されるとき溶融金属と接触しそして前記型の順次しての
浸漬期間全体を通して溶融金属中の前記合金添加材の濃
度を所定の有効水準以上に維持するよう前記各型の下方
型部分に配置される前記合金添加材を含む処理材とを装
備することを特徴とする差圧・反重力鋳造装置。 - 【請求項２】 処理材が下方型部分に埋入される請求
項１の装置。 - 【請求項３】 処理材が型の下面における複数の部位
に配置される請求項１の装置。 - 【請求項４】 金属がノジュラー鋳鉄からなりそして
処理材がマグネシウムを含む請求項１の装置。 - 【請求項５】 ノジュラー鋳鉄の真空補助反重力鋳造
のための装置にして、 （ａ）少なくとも型空洞を構成する透気性型上方部分と
該型空洞を型下面と連通する少なくとも一つの湯口を含
む型下方部分とを有する複数の型を、該型の下面を溶融
鋳鉄プールに浸漬して、溶融鋳鉄プールに順次浸漬する
ための手段と、 （ｂ）各型の型下方部分の外側下面に該下面が溶融鋳鉄
プールに浸漬されるとき溶融鋳鉄と接触して溶融鋳鉄中
にノジュラー化材を導入するよう該型下方部分の下面に
配置される炭素ノジュラー化材と、 （ｃ）前記型下面を溶融鋳鉄プール中に浸漬しそしてノ
ジュラー化材と溶融鋳鉄とを接触せしめるため該型とプ
ールとを相対的に移動するための手段と（ｄ）溶融鋳鉄
を前記湯口を通して前記型空洞内に上方に吸い上げるに
充分に前記型空洞を排気する手段とを装備するノジュラ
ー鋳鉄の真空補助反重力鋳造装置。 - 【請求項６】 ノジュラー化材が下面に埋入される請
求項５の装置。 - 【請求項７】 ノジュラー化材がマグネシウムを含む
請求項５の装置。 - 【請求項８】 型空洞と該型空洞と連通する湯口を有
しそして型の下側の溶融金属プールに浸漬される型下方
部分を備える型を用意し、該型と溶融金属プールとを相
対的に移動して該型下方部分を該溶融金属プールに浸漬
し、溶融金属を前記湯口を通して前記型空洞内に上方に
吸い上げるに充分の差圧を前記型空洞と溶融金属プール
との間に適用する主段階を含む溶融金属からの急速な損
失を受け易い逃散性合金添加材を含有する溶融金属の差
圧・反重力鋳造のための方法において、（ａ）前記型下
方部分に合金添加材を含む処理材を配置する段階と、 （ｂ）前記型を溶融金属プール中に浸漬するに際して処
理材と溶融金属とを接触せしめる段階とにより溶融金属
プール中の合金添加材の濃度を所定の有効水準以上に維
持することを特徴とする差圧・反重力鋳造方法。 - 【請求項９】 処理材を型の下面に埋入する段階を含
む請求項８の方法。 - 【請求項１０】 金属がノジュラー鋳鉄でありそして
処理材が炭素ノジュラー化材を含んでいる請求項８の方
法。 - 【請求項１１】 複数の型へのノジュラー鋳鉄のチャ
ージの順次しての差圧・反重力鋳造方法であって、（ａ
）型空洞と該型空洞と連通する湯口を有しそして下側の
溶融鋳鉄プールに浸漬される型下方部分を備える型を用
意し、炭素ノジュラー化材を該型下方部分の外面に該型
下方部分が溶融鋳鉄プール中に浸漬されるとき溶融鋳鉄
と接触するように配置する段階と、（ｂ）前記型と溶融
鋳鉄プールとを相対的に移動して前記型下方部分及びノ
ジュラー化材を溶融鋳鉄プールに浸漬して、複数の型の
鋳造中溶融鋳鉄から失われるノジュラー化材分を補充す
る段階と、 （ｃ）各型に対して、溶融鋳鉄を前記湯口を通して前記
型空洞内に上方に吸い上げるに充分の差圧を前記型空洞
と溶融鋳鉄プールとの間に適用する段階とを包含するノ
ジュラー鋳鉄の差圧・反重力鋳造方法。 - 【請求項１２】 ノジュラー鋳鉄の真空補助反重力鋳
造方法にして、 （ａ）少なくとも型空洞を構成する透気性型上方部分と
該型空洞を下面と連通する少なくとも一つの湯口を含む
型下方部分とを有する型を用意し、炭素ノジュラー化材
を該型下方部分の外面に該型下方部分がプール中に浸漬
されるとき溶融鋳鉄と接触するように配置する段階と、
（ｂ）前記型と溶融鋳鉄プールとを相対的に移動して前
記型下方部分の下面を溶融鋳鉄プール中に浸漬し、ノジ
ュラー化材と溶融鋳鉄とを接触せしめ、溶融鋳鉄中にノ
ジュラー化材を導入する段階と、 （ｃ）溶融鋳鉄を前記湯口を通して前記型空洞内に上方
に吸い上げるに充分に該型空洞を排気する段階とを包含
するノジュラー鋳鉄の真空補助反重力鋳造方法。 - 【請求項１３】 ノジュラー化材を型の下面に埋入す
る段階を含む請求項１２の方法。 - 【請求項１４】 ノジュラー鋳鉄の真空補助反重力鋳
造方法にして、 （ａ）揮発の結果として経時的に溶湯中での量を減じて
いくノジュラー化材を所定量溶解した溶融鋳鉄溶湯を用
意する段階と、 （ｂ）型空洞と該型空洞と連通する湯口とを備えそして
下側の溶融鋳鉄中に浸漬される型下方部分とを有する型
を溶融鋳鉄上方に配置し、固体ノジュラー化材を該型下
方部分がプール中に浸漬されるとき溶融鋳鉄と接触する
ように該型下方部分に配置する段階と、（ｃ）前記型と
溶融鋳鉄とを相対的に移動して前記型下方部分を溶湯中
に浸漬して、固体ノジュラー化材と溶融鋳鉄とを接触せ
しめ、溶融鋳鉄中の溶解ノジュラー化材の量を増大する
段階と、 （ｃ）溶融鋳鉄を前記湯口を通して前記型空洞内に上方
に吸い上げるに充分に該型空洞を排気する段階とを包含
するノジュラー鋳鉄の真空補助反重力鋳造方法。 - 【請求項１５】 金属溶湯中に合金添加材を導入する
べく溶湯と接触しうるように合金添加材源を表面に配し
た鋳型を製造する方法であって、 （ａ）粒状鋳型材料と硬化性バインダーとの柔軟性のあ
る混合物を溶湯との接触表面を有する鋳型形状体を形成
するように成形する段階と、 （ｂ）合金添加材源を前記混合物が柔軟な間に前記表面
に埋入する段階と、 （ｃ）合金添加材源を前記表面に埋入後バインダーを硬
化して前記鋳型形状体を剛性化しそして合金添加材源を
前記表面に埋入状態に保持する段階とを包含する鋳型製
造方法。 - 【請求項１６】 溶融金属との接触に際して溶融金属
中に導入するよう、合金添加材源を有する、溶融金属に
浸漬されるに適した平坦な下面を具備する反重力鋳造型
を製造する方法であって、 （ａ）粒状鋳型材料と硬化性バインダーとの柔軟性のあ
る混合物を成形して前記平坦な下面を有する鋳型形状体
を形成する段階と、 （ｂ）合金添加材源を前記混合物が柔軟な間に前記下面
に埋入する段階と、 （ｃ）合金添加材源を前記下面に埋入後バインダーを硬
化して鋳型形状体を剛性化しそして合金添加材源を前記
下面に埋入状態に保持する段階とを包含する鋳型製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/485,449 US4989662A (en) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | Differential pressure, countergravity casting of a melt with a fugative alloyant |
| US485449 | 1990-02-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220155A true JPH04220155A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=23928211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3053137A Pending JPH04220155A (ja) | 1990-02-27 | 1991-02-26 | 逃散性合金添加材を有する溶湯の差圧反重力鋳造 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4989662A (ja) |
| EP (1) | EP0444318A2 (ja) |
| JP (1) | JPH04220155A (ja) |
| BR (1) | BR9100245A (ja) |
| CA (1) | CA2030494A1 (ja) |
Cited By (1)
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