JPH04224070A - 選択的に合金添加材を導入する差圧反重力鋳造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯（溶融金属）が型
内に反重力方式で鋳造されるに際して溶湯中に１種以上
の合金添加材を選択的に導入して生成する鋳物或いはそ
の局所的領域の金属学的性質を調整する態様での溶湯の
差圧・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】真空ハウジング内に密封状態で収容され
る透気性型を使用する真空・反重力鋳造プロセスが、米
国特許第３，９００，０６４、４，３４０，１０８及び
４，６０６，３９６号に記載されている。このプロセス
は、多孔質で透気性の上方型部材（コープ）と分割線に
おいて密封係合する下方型部材（ドラッグ）を有する鋳
型を用意し、真空ハウジングの開口部を型表面にハウジ
ング内に形成される真空室が透気性上方型部材に面する
よう密封着し、下方型部材の下面を下側の溶湯中に浸漬
し、そして真空室を排気して溶湯を下方型部材における
一つ以上の細いゲート或いは湯口（ピンゲート）を通し
てそして上方型部材と下方型部材との間に形成される一
つ以上の型空洞内に上方に吸い上げる段階と関与する。

【０００３】ノジュラー鋳鉄の製造のため真空・反重力
鋳造プロセスを実施するに当って、溶湯は代表的に鋳鉄
装入物を使用して溶解炉（例えばキューポラ）において
調製され、そこに所望のベース溶湯組成を与えるように
合金材の添加が為される。例えば、ノジュラー鋳鉄の鋳
造においては、フェロマンガン（Ｆｅ−Ｍｎ）、フェロ
シリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）その他の添加材がベース鋳鉄溶
湯チャージに添加されて所望のベース溶湯組成を提供す
る。

【０００４】ひとたび所望のベース溶湯組成が実現され
ると、溶湯は、溶解炉から取鍋に移行され、ここでノジ
ュラー化材（例えばＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇのようなマグネシ
ウム含有合金）が炭素を球状化するために添加される。 その後、処理済みベース溶湯は、取鍋から鋳造容器に移
行されて、溶湯プールを形成し、ここから複数の型が所
要の時間にわたって順次真空・反重力鋳造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】異なった組成及びミク
ロ組織（例えば既知のフェライト系ノジュラー等級４０
１０或いはパーライト系ノジュラー等級５２０３に相当
するもの）を有する鋳鉄鋳物を製造するためには、所望
の異なった組成の別々のベース溶湯を調製して鋳造作業
を実施せねばならなかった。すなわち、適当な合金添加
材を添加した鋳鉄チャージを溶解容器において別々に調
製し、それを取鍋に採りそして鋳造容器からの別個のベ
ース溶湯を上述したようにして反重力鋳造せねばならな
かった。この実施法は、一つのバッチにおいてある組成
／ミクロ組織の鋳物を製造しそして別のバッチにおいて
また別の異なった組成／ミクロ組織の鋳物を製造せざる
をえず、結局各バッチ毎に異なったベース溶湯の調製と
、続いての取扱、処理及び鋳造をせねばならなかった。

【０００６】更に、鋳物は鋳造容器内の大体均質な溶湯
下側プールから順次する型を反重力充填することにより
製造されるから、現在実施されているものとしての真空
・反重力鋳造は、或る種の用途において所望されるよう
な鋳物の局所的領域において或る種の性質（例えば機械
的性質）を改質或いは向上するように一つの鋳物の異な
った部位で異なった金属学的性質を有する鋳物を意図的
にそして制御下で製造する能力を備えていない。

【０００７】本発明の課題は、鋳型の下側の溶湯とは異
なった組成を有する鋳物を製造することの出来る、異な
った使用目的に合うよう調整された様々の組成を有する
鋳物を共通の溶湯から反重力鋳造することが出来、鋳型
の下側の溶湯の凝固によって得られないミクロ組織を鋳
物中に生成することの出来る、鋳物の異なった部位或い
は領域において異なった金属学的特性を有する鋳物を製
造するような態様で鋳造中型内の溶湯組成を選択的に変
更することの出来る、溶融金属の差圧・反重力鋳造のた
めの改善装置及び方法を開発することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋳型下型（ド
ラッグ）の一つ以上のゲート（例えばピンゲート）に合
金添加材を配置し、溶湯がゲートを通して型空洞内に上
方に吸引されるに際して溶湯中に合金添加材を導入して
鋳型の下側の溶湯とは異なった組成を有する鋳物を製造
することの出来る溶融金属の差圧・反重力鋳造のための
改善装置及び方法を提供する。

【０００９】本発明は、異なった使用目的に合うよう調
整された様々の組成を有する鋳物を共通の溶湯から反重
力鋳造することが出来、それにより別個のベース溶湯の
調製、取扱、処理及び鋳造の必要性を回避することの出
来る各種溶融金属の差圧・反重力鋳造のための改善装置
及び方法を提供する。

【００１０】本発明は、型の一つ以上のゲートに合金添
加材を配置し、溶湯がゲートを通して型空洞内に上方に
吸引されるに際して溶湯中に合金添加材を導入して鋳型
の下側の溶湯の凝固によって得られないミクロ組織を鋳
物中に生成することの出来る溶融金属の差圧・反重力鋳
造のための改善装置及び方法を提供する。

【００１１】必要に応じて鋳物中に異なった或いは向上
せる性質を与えるように鋳物の異なった部位或いは領域
において異なった金属学的特性を有する鋳物を製造する
ような態様で鋳造中溶湯組成を選択的に変更することの
出来る溶融金属の差圧・反重力鋳造のための改善装置及
び方法を提供する。

【００１２】これまで為された溶解容器内及び／或いは
取鍋内でのベース溶湯への合金添加及び処理材の添加を
減じることにより溶湯汚染とスラグ混入の危険性を低減
することの出来る差圧・反重力鋳造のための改善装置及
び方法を提供する。

【００１３】本発明は、差圧・反重力鋳造中ゲートから
型空洞内への溶湯流れ行路を確認するための型空洞充填
解析方法を提供する。

【００１４】本発明は、型において型空洞に通じるゲー
ト（例えば細いピンゲート）の一つ以上に合金添加材を
配置して、型空洞内にゲートを通して上方に吸引される
溶融金属と接触してそこに合金添加材を選択的に導入す
る溶融金属の差圧・反重力鋳造のための改善装置及び方
法を提供する。それにより溶湯の組成は、溶湯が型内に
反重力鋳造されるに際して変更される。

【００１５】本発明の一具体例において、消耗性の合金
添加材源を複数のゲートの各々に配置して、合金添加材
を型空洞内にゲートを通して上方に吸引される溶湯流れ
中に導入（例えば溶解）して元の溶湯の組成とは異なっ
た組成を有する鋳物を製造する。溶湯に導入される合金
添加材は溶湯から得られるのとは別の全体的な機械的性
質／ミクロ組織を有する鋳物を提供するように選択され
うる。例えば、銅をフェライト系鋳鉄溶湯中にそれが鋳
造容器から型空洞内へと上方に吸引されるに際して導入
してパーライト系鋳鉄等級に相当するミクロ組織と実質
上改善された引張強度及び降伏強度とを有する鋳物を製
造することが出来る。

【００１６】本発明のまた別の具体例において、揮発し
易い逃散性のノジュラー化材（例えばＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ
）が、炭素球状化目的で鋳造容器から型空洞内に上方に
溶湯を吸入するに際して溶湯を処理するように複数のゲ
ートの各々に配置される。

【００１７】本発明のまた別の具体例において、合金添
加材は、鋳物の異なった部位において異なった組成従っ
てその結果としての異なった金属学的特性（例えば異な
った機械的性質／ミクロ組織）を有する鋳物を製造する
ように型空洞へのゲートの一部に配置され、他のゲート
には配置されない。例えば、銅が、増大せる強度を必要
とする鋳造特性部を構成する型空洞の局所的領域内に上
方に吸引される溶湯流れに選択的に導入され、同時にそ
うした強度を必要としない鋳造特性部を構成する型空洞
の他の領域は未処理の（即ち銅を含まない）溶湯を受け
取る。

【００１８】同様に、第１の合金添加材源を一部のゲー
トに配置し、同時に第２の合金添加材源を他のゲートに
配置して、異なった部位で異なった金属学的特性を有す
る鋳物を製造することが出来る。

【００１９】本発明の更に別の具体例において、特定の
鋳物部品を製造するように形状づけられた型は、一つ以
上の型ゲートにおいて合金添加材源を含み、他方別の鋳
物部品を製造するように形状づけられた他の型はそうし
た合金添加材源を含まないか或いは恐らくは一つ以上の
ゲートにおいて別種の合金添加材源を含んでいる。これ
ら型は、同じ下側溶湯から順次反重力鋳造されて異なっ
た最終用途に合う異なった組成を有する異なった鋳物部
品を一つの共通の溶湯から順次製造する。例えば、特定
の部品（例えば排気マニホルド）を製造するよう形状づ
けられた型が型に合金添加材を配置することなく下側の
フェライト系ノジュラー鋳鉄等級の溶湯から反重力鋳造
され、他方別の部品（例えば連結ロッド）を製造するよ
う形状づけられた他の型は、同じ溶湯から、連結ロッド
に対して所望されるパーライト系鋳鉄等級に相当するミ
クロ組織と改善された機械的性質を生成するように型空
洞内に吸入されるフェライト系鋳鉄溶湯の組成を変更す
るよう適当な合金添加材をゲートに配置して反重力鋳造
を受ける。

【００２０】本発明はまた、下側の溶湯からの差圧反重
力鋳造中ゲートから型空洞内への溶湯流れ行路を確認す
るための型空洞充填解析方法をも意図する。この型空洞
充填解析方法に従えば、鋳物の金属学的特性に影響しう
る合金添加材源が特定のゲートに配置されて、それが特
定のゲートを通して上方に吸入される溶湯中に選択的に
導入されそして他の隣り合うゲートを通して上方に吸入
される溶湯中に導入されないようにされる。溶湯が型空
洞内で凝固した後、生成する鋳物が特定のゲートにおい
ての溶湯への合金添加材の導入による鋳物の金属学的特
性の分布を観察するように検査される（例えば金相学的
に）。こうして、特定ゲートから型空洞内への溶湯の流
れ行路が決定されうる。この過程が各ゲートに対して繰
返されて全体のゲートからの型空洞内への溶湯流路を決
定する。この解析の結果は、型ゲート設計を改善しそし
て不十分なゲート設計から生じる鋳造欠陥を排除し、以
って一層高品質の鋳物を提供するのに使用することが出
来る。

【００２１】

【作用】型空洞に通じる型ゲートに合金添加材を配置し
てそこを通して下側のプールから吸入する溶湯と接触せ
しめて、溶湯プールとは異なる組成の溶湯を型空洞に充
填するか、型ごとに異なる合金添加材を配置せしめて共
通の溶湯プールから異なった特性の鋳物を製造するか、
揮発し易い逃散性の合金元素（ノジュラー化材）を配置
して型空洞への溶湯の流入直前にその損失分を補充する
か、ゲートの特定の一部のみに合金添加材を配置して、
鋳物の異なった部位において異なった組成従ってその結
果としての異なった金属学的特性（例えば異なった機械
的性質／ミクロ組織）を有する鋳物を製造する。特定ゲ
ートから型空洞内への溶湯の流れ行路を確認することに
より全体のゲートからの型空洞内への溶湯流路を決定す
る型空洞充填解析方法にも応用でき、型ゲート設計の改
善に寄与する。

【００２２】

【実施例】図１は、型６内に吸い上げられるべき溶湯（
溶融金属）４のプール２を示し、この場合型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）とを有し、これら上方及び下方型部分は分割線１
２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
炉或いは容器３内に収蔵される。

【００２３】下方型部分１０は、その下面１０ａを型空
洞１４と連通する複数のゲート（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。ゲートの代表例はピンゲートである。ゲー
ト（ピンゲート）１６は好ましくは、米国特許第４，３
４０，１０８号に呈示されそして以下に説明する目的の
ために約０．５０インチ（１２．７ｍｍ）を超えない、
好ましくは約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）を超えな
い、例えば０．１８７５インチの主寸法（例えば円形断
面ゲートに対しては直径）を有する。

【００２４】型６の下方型部分１０は、圧縮性シール２
４（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。

【００２５】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。

【００２６】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）。

【００２７】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。

【００２８】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を排気して溶湯
４をゲート１６を通して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。各型空洞１４の溶湯４による充填後そしてゲー
ト１６内で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。ゲート１６において最初に溶湯凝固
を実現するゲートの数及び寸法は、米国特許第４，３４
０，１０８号の教示に従って選択されうる。別様には、
溶湯４は型を昇高する前にゲート１６及び型空洞１４両
方内で凝固せしめるようにもできる。

【００２９】図１〜４を参照すると、本発明の第１の具
体例が、フェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯４の組成をそ
れが真空反重力鋳造プロセス中細いゲート（ピンゲート
）１６を通して型空洞１４内に上方に吸引されるに際し
て変更するものとして例示される。特には、この具体例
は、フェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯４の凝固から得ら
れるものとは異なった組成（例えば溶湯に銅を含めたこ
とにより）のみならず異なったミクロ組織（例えば、パ
ーライト系鋳鉄等級ミクロ組織）をも有する鋳物を製造
するように溶湯組成を改質することと関与する。

【００３０】溶湯４は最初、例えばキューポラ（図示な
し）のような溶解容器においてその鋳鉄チャージに適当
な合金添加材を添加することによりフェライト系鋳鉄ベ
ース溶湯として調製される。例えば、溶解容器内の１１
５０ポンドの鋳鉄に、４９ポンドの５０％Ｆｅ−Ｓｉ、
５０ポンドの鋼、２．５ポンドのＦｅ−Ｍｎ及び１ポン
ドのグラファイトの添加がなされると、既知のフェライ
ト系鋳鉄等級４０１０（例えば、総炭素＝３．６０〜４
．１０重量％、Ｍｎ＝０．２５〜０．９０重量％、Ｐ＝
０．０５重量％最大、Ｓ＝０．０２重量％最大、Ｓｉ＝
２．２０〜２．７０重量％、Ｃｒ＝０．１０重量％最大
、Ｃｕ＝０．０４重量％未満そして残部Ｆｅ）に相当す
る組成を有するフェライト系鋳鉄ベース溶湯を提供する
。

【００３１】このフェライト系鋳鉄ベース溶湯の一部（
例えば３００ポンド）取鍋（図示なし）に移行し、ここ
で溶湯をノジュラー化処理材（例えば約５重量％Ｍｇと
残部等量のＦｅ及びＳｉ）の公称組成を有するＦｅ−Ｓ
ｉ−Ｍｇ）で処理して炭素を球状化した。この目的のた
めに、フェライト系鋳鉄ベース溶湯に約０．０３〜０．
０６重量％のＭｇ含有量が代表的に与えられる。マグネ
シウムの有効保持率を増進するために処理ベース溶湯上
に被覆層として切削鋼削り屑が導入される。

【００３２】生成するフェライト系ノジュラー鋳鉄ベー
ス溶湯４（即ち３００ポンド）はその後、取鍋から鋳造
容器３に移送されてここで該溶湯４は２ポンドのＦｅ−
Ｓｉ合金添加材の添加により接種されそして溶湯温度は
そこからの順次しての型６への真空・反重力鋳造中約１
４２７℃に維持される。

【００３３】本発明のこの具体例に従えば、消耗性銅合
金添加材源５０が各ゲート１６に配置されて、真空・反
重力鋳造プロセス中溶湯流れがゲート１６を通して型空
洞１４内に上方に吸入されるに際してフェライト系ノジ
ュラー鋳鉄等級溶湯中に銅を導入する。

【００３４】詳しくは、型６は、各ゲート（ピンゲート
）１６においてその入り口に隣り合って（即ち、下方型
部分１０の下面１０ａに隣り合って）合金添加材源５０
を含んでいる。各銅合金源５０は、各ゲート１６内に下
面１０ａに隣り合って圧接あるいは楔状に挿入される銅
電線のらせん巻き体からなり、この場合らせん軸はゲー
ト軸線に同軸である（図２及び３参照）。このらせん巻
き銅合金源５０の形態及び配向は、真空・反重力鋳造プ
ロセス中フェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯流れをゲート
１６を通してプール２から型空洞１４内に上方に吸入す
ることの出来る複数の上方に開通する通路５２を提供す
ることは明らかである。

【００３５】溶湯４の流れが各ゲート１６を通して上方
に吸入されるに際して、溶湯４は、らせん巻き銅合金源
５０の通路５２を通過して、それと緊密に接触しそして
各ゲート１６を通して流れる溶湯４中に銅を選択的に導
入（溶解）する。

【００３６】本発明のこの具体例において、溶湯中に導
入される銅量は、型空洞１４内での溶湯の凝固に際して
（金属充填型６の大気冷却中）既知の鋳造状態でのパー
ライト系ノジュラー鋳鉄等級５２０３に少なくとも匹敵
する改善された引張及び降伏強度性質及びミクロ組織を
提供するように選択される（例えば約０．４重量％最小
〜０．５重量％最大）。

【００３７】鋳造実施例において、８個の鋳物（各々約
１．５〜１．６ポンドの重量を有する引張試片の形状に
ある）をフェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯から真空・反
重力鋳造した。各引張試片形状の型空洞１４は、約３ｇ
の重さのらせん巻き銅源５０を内部に配した一対のピン
ゲート１６を通して溶湯を受け取った。生成した鋳物（
引張試片）の銅濃度を測定すると約０．４重量％であっ
た。検査及び試験に際して、鋳物（引張試片）は、既知
の鋳造状態でのパーライト系ノジュラー鋳鉄等級５２０
３に相当する鋳造状態のミクロ組織（例えば５０容積％
フェライト最大、５０容積％パーライト最小、１０容積
％炭化物最大）並びに鋳造状態でのパーライト系ノジュ
ラー鋳鉄等級５２０３を超える機械的性質（以下の表１
参照）を示すことが見出された。

【００３８】

【表１】

【００３９】明らかなように、図１〜４に関連してここ
で記載した本発明の具体例は、真空・補助反重力鋳造プ
ロセス中溶湯を細いゲート（ピンゲート）を通して上方
に吸入するに際して、溶湯中に銅を選択量導入する結果
として、フェライト系ノジュラー鋳鉄（フェライト系ノ
ジュラー鋳鉄等級４０１０）から著しく向上した機械的
性質を有するパーライト系ノジュラー鋳鉄等級の鋳物を
製造するのに有効であった。更に、各らせん巻き銅源５
０は、ゲートの実質上の変更を為す必要なく、従来通り
の形状／寸法の細いゲート（ピンゲート）内に配置する
ことが出来る。特には、ゲート１６は、米国特許第４，
３４０，１０８号に従ってゲート内での溶湯の初期凝固
をもたらすに充分狭く（例えば図示の円形ゲートでは０
．１８７５インチ直径）形作ることができ、しかも鋳造
中溶湯への合金添加材（Ｃｕ）の所望の添加を実現する
ことができる。

【００４０】ここで、図５を参照すると、本発明の幾分
異なった具体例が例示され、この具体例は、鋳物の様々
の部位で異なった金属学的特性（例えば異なったミクロ
組織／機械的性質）を生成するように溶湯４中に可溶な
銅（その他の）合金添加材源５０を一部のゲート１６の
みに位置付けるものであり、合金添加材源５０は他のゲ
ート１６’には配置されない。特には、合金添加材源５
０は、型空洞１４の或る領域Ｒに銅で改質された溶湯（
即ち、所望量の銅を含有する溶湯）供給して領域Ｒでの
その凝固に際してパーライト系鋳鉄等級のミクロ組織及
び改善された機械的性質を生成するべく、領域Ｒ内のゲ
ート１６に置かれる。

【００４１】他方、型空洞１４の他方に領域Ｌは、ゲー
ト１６’（ここでは合金添加材源５０は存在しない）か
ら銅を実質上含まないフェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯
を受け入れて、その領域Ｌでの凝固に際して既知の鋳造
状態のフェライト系ノジュラー鋳鉄等級４０１０に相当
するミクロ組織（例えば４０容積％フェライト最小、６
０容積％パーライト最大、１０容積％炭化物最大）と機
械的性質（例えば、公称６０，０００ｐｓｉの引張強さ
、公称４０，０００ｐｓｉの降伏強さ及び１０％の公称
伸び）を生成する。

【００４２】型空洞１４の領域Ｒは、増大した強度を必
要とする鋳物部位に相当し、他方領域Ｌはそうした高い
強度を必要としないが一層の靭性を必要とする部位に相
当する。これにより複合性質を有する真空補助・反重力
鋳造製品が製造される。

【００４３】図５を再度参照すると、当業者は、銅合金
添加材源５０をゲート５０に配置したまま、ゲート１６
’の一つ以上に第２の消耗性合金添加材源（溶湯に可溶
な銅以外の添加材）を配置することが出来ることを理解
しよう。これにより、第１の合金添加材がゲート（ピン
ゲート）１６一つ以上を通して上方に吸入された溶湯中
に導入され、同時に第２の合金添加材がゲート１６’の
一つ以上を通して上方に吸入された溶湯中に導入される
。こうして、異なった部位で異なった金属特性を有する
鋳物がやはり本発明に従って製造されうる。

【００４４】更に、異なった部位で異なった金属学的特
性を有する鋳物が一つ以上のゲート１６を通して上方に
吸入される溶湯４中に第１の量の合金添加材を導入しそ
して同時に他方のゲート１６’の一つ以上を通して上方
に吸入される溶湯４中に第２の量の同じ合金添加材を導
入することによっても鋳造されうる。ゲート１６、１６
’に対する合金添加材源５０の位置（即ち接近度）並び
に合金添加材源の寸法と形態は、真空補助・反重力鋳造
中異なったゲート１６、１６’を通して吸引される溶湯
中に同じ添加材の異なった量の導入を実現するように変
更されうる。

【００４５】本発明のまた別の具体例に従えば、異なっ
た使用目的のために、様々の金属学的特性を有する様々
の鋳物が図１に示す装置を使用して共通の溶湯から真空
・反重力鋳造されうる。例えば、一つ以上の連結ロッド
状型空洞１４を具備しそして各ゲートに銅合金添加材源
５０を配置した複数の型が上述したようにしてフェライ
ト系ノジュラー鋳鉄溶湯４から順次真空・反重力鋳造さ
れて、鋳造状態のパーライト系ノジュラー鋳鉄等級５２
０３に少なくとも均等な鋳造ミクロ組織及び機械的性質
を有する連結ロッド鋳物を製造する。その後、一つ以上
の排気マニホルド状の型空洞を備えるが、銅合金添加材
源をゲート１６のいずれにも配さない別の複数の型が同
じ（共通の）フェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯４から順
次真空・反重力鋳造されて、鋳造状態のフェライト系ノ
ジュラー鋳鉄等級４０１０に相当する鋳造ミクロ組織及
び機械的性質を有する排気マニホルド鋳物を製造する。

【００４６】もちろん、連結ロッドを鋳造するための型
及び排気マニホルドを鋳造するための型は、両方の型式
の型が共通のフェライト系ノジュラー鋳鉄溶湯４から鋳
造されるから所望される任意の順序で鋳造されうる。

【００４７】本発明のこの具体例は、一つ或いは複数の
溶解容器／取鍋において異なったベース溶湯を調製しそ
して取扱う必要性を排除する。従って、汎用のキューポ
ラ溶湯を使用して異なった組成／ミクロ組織、従って異
なった機械的性質を有する異なった鋳物部品を製造する
ことが出来る。様々の使途向けの様々の鋳物部品の製造
が簡易化される。絶えず変化する生産スケジュールの変
更に対応するに当たっての真空・反重力鋳造プロセスの
融通性が劇的に改善される。更には、合金添加材の少な
くとも幾らかの添加が溶湯が一つ以上のゲートを通して
上方に吸引される際に為されそして溶解容器や取鍋内の
ベース溶湯に対して為されないから、汚染及びスラグ混
入の危険性が低減される。

【００４８】図１〜５は、ゲート１６内に下方型部分１
０の下面１０ａに隣り合って配置されるらせん巻きワイ
ヤとして添加材源５０を示したが、本発明はこれに限定
されない。例えば、源５０は、図６〜９に例示される他
の形態をもとりうる。図６において、添加材源５０は、
ゲート（ピンゲート）の中心に向かって伸延する多数の
周回的に離間した合金添加材針状体５１から構成される
。図７は、ゲート（ピンゲート）内にそこを通して上方
に吸引される溶湯と接触しうるように複数の離間して並
べて配列される合金添加材板５３から成る合金添加材源
５０を示す。図８においては、添加材源５０は、ゲート
と直接的に連通するためゲートと同軸にゲート周囲に配
置される固体円筒状ペレット５４として例示される。 図９において、添加材源５０は、ゲートを横切って配置
される合金添加材固体ディスク５２から構成される。ゲ
ート１６内で固体ディスク５２を使用して本発明の実施
するに当たっては、型の下面はディスクが溶解するまで
溶湯中に浸漬されそして後真空が型空洞内部に引かれて
溶湯を溶解ディスクを通ってゲートを通して上方に吸引
して、合金添加材を溶湯中に導入する。

【００４９】添加材源は珪酸ナトリウム或いは他の適当
な接着剤を使用してそれぞれのゲートに保持されうる。 別様には、これら添加材源は図６〜９に示すようにゲー
ト内に所望の態様で突出するような位置において下方型
部分１０に埋入されうる。代表的に、添加材源は、その
砂−樹脂混合物がまだ柔軟なうちに下方型部分に埋入さ
れる。その後、砂−樹脂混合物は硬化されて添加材源を
然るべく保持する。

【００５０】更に、図１〜９は各合金添加材源がそれぞ
れのゲートの入り口に隣り合って配置されるものとして
例示したが、本発明はそれに限定されるものでない。図
１０を参照すると、筒状合金添加材ゲ１５０がペレット
１５４の形態で下方型部分１１０におけるそれぞれのゲ
ート１１６の出口１１６ａに隣り合ってそして上方及び
下方型部分１０８、１１０間に形成される型空洞１１４
に面して配置されている。別法通して、図１１に示すよ
うに、合金添加材源２５０は２部材型下方部分（ドラッ
グ）２１０の分割面Ｐにおける狭いピンゲート２１６に
形成される小さなポケット２１７内に配置される。ポケ
ット２１７は、２部材型下方部分（ドラッグ）２１０の
上方部２１０内でピンゲート２１６の入口２１６ａと出
口２１６ｂとの中間に配置される。ピンゲート２１６は
、型空洞が溶湯で充填された後そこの内部で形成される
金属栓の急速な初期凝固をもたらすよう寸法づけられて
いる。ピンゲート２１６は、そこを通して上方型部分（
コープ）２０８内に形成される型空洞２１４に吸入溶湯
を供給する。合金添加材源２５０の外周はスロット２５
０ａを含んでピンゲート２１６を通しての溶湯の流路を
提供する。

【００５１】一般に、合金添加材源は、それがそこを通
して上方に吸引され利用と接触しそして溶湯に合金添加
材を選択導入するに充分ゲートと近接しているかぎり、
ゲートと直接連通することを必要とされない。例えば、
添加材源は、ゲートの入り口から離れてしかも特定のゲ
ート中に上方に吸入される溶湯流れ中に導入されるよう
にゲートに充分近接して、本件と同時に出願した特許願
（整理番号ＰＳ４００８５）に記載される態様で下方型
部分の下面に埋入するようにも為しうる。

【００５２】本発明の具体例を以上フェライト系ノジュ
ラー鋳鉄溶湯への銅の導入と関連して例示したが、当業
者は、本発明がそれに限定されるものでないことを理解
しよう。例えば、クロム、マンガン、モリブデン、マグ
ネシウム、珪素、並びに溶湯に可溶な他の元素のような
合金添加材が本発明にしたがって溶湯中に導入されうる
。一つの特定例において、各合金添加材源５０は、図１
において、鉄−珪素−マンガンノジュラー化材（約５重
量％Ｍｇそして残部等量のＦｅ及びＳｉ）から構成する
ことが出来、フェライト鋳鉄溶湯がゲート１６を通して
上方に吸引されるに際して溶湯流れにマグネシウムを導
入して、型空洞を充填する溶湯の炭素を球状化する。 溶湯のゲートを通しての上方吸入に際して溶湯にノジュ
ラー化材を導入するこの方法は、上述した出願に開示さ
れた方法に代えて或いはそれに加えて使用出来、それに
より順次して鋳造される型６の型空洞１４を充填する溶
湯の炭素をノジュラー化するための必要水準（例えば、
約０．０３〜０．０６重量％）に溶湯のマグネシウム含
有量を維持する。経時的な溶湯のマグネシウム含有量の
損失或いは消失がこれにより相殺される。

【００５３】本発明に従って溶湯中に導入されうるまた
別の合金添加材の特定例において、添加材源５０は、凝
固中フェライト（パーライト）系ノジュラー鋳鉄等級の
溶湯におけるグラファイトの核形成を促進するためのＦ
ｅ−Ｓｉ接種材から成る。特には、ある種の鋳造実施例
において、Ｆｅ−Ｓｉ接種材源５０（図８に示したよう
な円筒状固体ペレットの形態において）をフェライト系
ノジュラー鋳鉄溶湯の真空・反重力鋳造に先立って、核
ゲート１６周囲に下方型部分１０ノ下面１０ａに隣り合
って配置した。これら接種材源５０は、鋳物におけるグ
ラファイトノジュールの数、例えば平方ｍｍ当たり１６
１．３ノジュール数まで著しく増大するような量におい
てゲート１６を通して型空洞１４内に吸入される溶湯に
接種材を導入するのに有効であった。

【００５４】更に、本発明が鋳鉄の製造に限定されるも
のでなく、１種以上の合金添加材の選択的導入が幾つか
の目的のために所望される他の種金属及び合金の差圧・
反重力鋳造にも使用され得ることを理解しよう。例えば
、本発明は、アルミニウム及び鋼中にその真空・反重力
鋳造中公知の脱ガス材、脱硫材、脱スラグ材、類似の処
理材を溶解するのに使用されうる。

【００５５】上述したような差圧・反重力鋳造方法及び
装置に加えて、本発明はまた、反重力鋳造プロセス中、
ゲート１６から型空洞１４内への溶湯の流れ行路を調べ
るための溶湯型空洞充填解析方法をも意図する。例えば
、図１を参照すると、一つの合金添加材源５０がその特
定のゲートを通して上方に吸入される溶湯４中にその添
加材のみを導入するように選択されたゲートの一つに（
図示のように全部ではなく）近接して配置される。合金
添加材は、その添加材源を配置した特定ゲートにより供
給される型空洞領域に局所的な特定の金属学的な特性を
鋳物に付与するよう選択される。添加材源を配置しない
他のゲートから溶湯を受け取る鋳物部分は、この金属学
的特性を示さない。その結果、型空洞１４の充填におけ
る特定のゲート（合金添加材源を配した）の寄与がその
特定の特性が鋳物のどこに表われるかを調べる凝固鋳物
解析に基づいて決定されうる。この過程が各ゲート（或
いは互いに充分離間したゲートに対しては複数のゲート
）に対して繰り返されて、各ゲートからの型空洞内への
溶湯流れ行路を確認することが出来る。

【００５６】図１２〜１５は、単一の合金添加材源５０
をゲート１６の一つに近接して配置し、他のゲートには
配置しないことを除いて、図１に示したのと同様の装置
を使用して、自動車エンジン排気マニホルド１００、１
００’、１００”の真空・反重力鋳造へのこの方法を適
用例を示す。鋳造された排気マニホルドにおけるゲート
の位置が識別目的で図１２〜１４において番号１〜１５
が付けられている。

【００５７】図１２において、排気マニホルド１００は
、番号１のゲートの入り口周囲に下方型部分１０の下面
１０ａにおいて埋入した固体円筒状Ｆｅ−Ｓｉ接種材（
図８に示されるような）を使用して真空・反重力鋳造さ
れた。このグラファイト接種能力を有しないノジュラー
鋳鉄溶湯がその後、型空洞内に真空・反重力鋳造されそ
して凝固せしめられた。

【００５８】ゲート番号１を通して上方に吸入されたノ
ジュラー鋳鉄溶湯４は、それに近接して埋入されたＦｅ
−Ｓｉ接種材ペレットと接触して、溶湯中に接種材を導
入した。ゲート番号１において溶湯に導入された接種材
の量は、そこから溶湯を受取った型空洞領域において溶
湯凝固中グラファイトノジュールの形成を促進しそして
一次炭化物の形成を阻止するに充分であった。他のゲー
トを通して溶湯で充填された型空洞領域は実質上接種材
を含まず、その結果一次炭化物析出を伴いそしてグラフ
ァイトノジュールの形成をほとん乃至全然伴わず「白」
鋳鉄として凝固した。従って、認識可能な金属学的特性
はゲート番号１を通しての溶湯中への接種材の選択的導
入と関連する。その後、製造された排気マニホルド１０
０は、金相学的検査のために様々の位置で断面を切られ
た。

【００５９】図１２は、鋳物の断面において図示の変動
する％の一次炭化物が見出された領域を影（黒）部分と
して示す。影部分Ａは、ゲート番号１により供給されな
かった鋳物領域を示す。これら影部分Ａは、ゲート番号
１からの接種材を含有する溶湯を供給された鋳物領域を
取り囲んでいる。図１２から、ゲート番号１が鋳造排気
マニホルド１００のフランジ部分Ｆ１のみに溶湯を供給
したことが明らかである。

【００６０】図１３は、Ｆｅ−Ｓｉ接種材をゲート番号
４を通して上方に吸入される溶湯中に選択的に珪素を導
入するようにゲート番号４においてのみ配置した場合の
鋳造排気マニホルド１００’において観察された、変動
する％の炭化物を有する領域Ａ’を示す。ゲート番号４
が主に鋳造排気マニホルド１００’のフランジ領域Ｆ２
に溶湯を供給していることが明らかである。図１３はま
た、ゲート番号３、８及び／或いは９もまたこの同じフ
ランジ領域Ｆ２に溶湯を供給したことを明らかにしてい
る。ゲート番号３、８及び／或いは９からのフランジ領
域Ｆ２への溶湯の流れは関与する特定の型のゲート系統
設計中計画されそして予想されていなかった。

【００６１】図１４は、Ｆｅ−Ｓｉ接種材をゲート番号
６を通して上方に吸入される溶湯中に選択的に珪素を導
入するようにゲート番号６においてのみ配置した場合の
鋳造排気マニホルド１００”において観察された、変動
する％の一次炭化物を有する領域Ａ”を示す。

【００６２】図１２と図１４との比較から、ゲート番号
６がゲート番号１より鋳造排気マニホルド１００”のは
るかに多くの領域に給湯していることがわかる。更に、
ゲート番号６を通しての溶湯流れはゲート番号１を通し
てのフランジ領域Ｆ１に流入する溶湯と混和するに充分
有効である。

【００６３】図１５は、鋳造排気マニホルド１００”の
フランジ領域Ｆ１の長手方向断面図でありそしてフラン
ジ領域Ｆ１の背面における大量の凝集した炭化物の存在
を示す。これら凝集炭化物の存在は、ゲート番号１がゲ
ート番号６より先に溶湯をフランジ領域Ｆ１に供給し、
そしてその局所領域において（凝集炭化物が観察される
ところ）凝固がゲート番号６からの溶湯の到達前に始ま
ったことを示唆している。

【００６４】図１２〜１５を参照して上に例示した本発
明の型空洞充填解析方法は、鋳造技術者に溶融金属の真
空補助・反重力鋳造中特定のゲートから型空洞内への溶
湯流れパターンを確認するための手段を提供する。この
方法は、鋳造技術者が製造されるべき特定の鋳物に対し
て型ゲート系統設計を改善しそして最適化するのを助け
る。この方法はまた、特定の型を設計するのに必要とさ
れる開発及び試作時間を減じそして鋳物製造に対する鋳
造スケジュール方案要求を容易化する。その結果、生産
ベースでの高品質鋳物製造が改善される。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、鋳型の下側の溶湯とは異なっ
た組成を有する鋳物を製造することの出来る、異なった
使用目的に合うよう調整された様々の組成を有する鋳物
を共通の溶湯から反重力鋳造することが出来、鋳型の下
側の溶湯の凝固によって得られないミクロ組織を鋳物中
に生成することの出来る、鋳物の異なった部位或いは領
域において異なった金属学的特性を有する鋳物を製造す
るような態様で鋳造中溶湯組成を選択的に変更すること
の出来る、溶融金属の差圧・反重力鋳造のための改善装
置及び方法を提供する。一つ或いは複数の溶解容器／取
鍋において異なったベース溶湯を調製しそして取扱う必
要性を排除する。従って、汎用のキューポラ溶湯を使用
して異なった組成／ミクロ組織従って異なった機械的性
質を有する異なった鋳物部品を製造することが出来る。 様々の使途向けの様々の鋳物部品の製造が簡易化される
。絶えず変化する生産スケジュールの変更に対応するに
当たっての真空・反重力鋳造プロセスの融通性が劇的に
改善される。更には、合金添加材の少なくとも幾らかの
添加が溶湯が一つ以上のゲートを通して上方に吸引され
る際に為されそして溶解容器や取鍋内のベース溶湯に対
して為されないから、汚染及びスラグ混入の危険性が低
減される。本発明の型空洞充填解析方法は、特定のゲー
トから型空洞内への溶湯流れパターンを確認するための
手段を提供し、鋳造技術者が製造されるべき特定の鋳物
に対して型ゲート系統設計を改善しそして最適化するの
に役立つ。更に、本発明が鋳鉄の製造以外に、１種以上
の合金添加材の選択的導入が幾つかの目的のために所望
される他の種金属及び合金の差圧・反重力鋳造にも使用
されうる。例えば、本発明は、アルミニウム及び鋼中に
その真空・反重力鋳造中公知の脱ガス材、脱硫材、脱ス
ラグ材、類似の処理材を溶解するのに使用されうる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１の矢印２−２の方向から見たドラッグスラ
ブの上面図であり、下方型部分の底面に形成される湯道
及びゲートをも点線で併せて示す。

【図３】図２の３−３線に沿う拡大部分断面図である。

【図４】図１の矢印４−４の方向にとられた型下方部分
の底面図である。

【図５】本発明の別の具体例の型下方部分の底面図であ
る。

【図６】針状の合金添加材をゲートに配したゲートの底
面図である。

【図７】板状の合金添加材をゲートに配したゲートの底
面図である。

【図８】筒状の合金添加材ペレットをゲートと同軸に型
下方部分の下面に配したゲートの底面図である。

【図９】ディスク状の合金添加材をゲートに配したゲー
トの底面図である。

【図１０】合金添加材源をゲートの出口に隣り合って配
置したゲートの断面図である。

【図１１】合金添加材源を２部品下型のゲート中に形成
したポケットに配置したゲートの断面図である。

【図１２】ゲート番号１にＦｅ−Ｓｉ接種材ペレットを
配置した場合の局所的な炭化物を含まない領域を取り巻
く一次炭化物の存在を例示するよう影をつけた鋳物排気
マニホルドの上面図である。

【図１３】ゲート番号４にＦｅ−Ｓｉ接種材ペレットを
配置した場合の局所的な炭化物を含まない領域を取り巻
く一次炭化物の存在を例示するよう影をつけた鋳物排気
マニホルドの上面図である。

【図１４】ゲート番号６にＦｅ−Ｓｉ接種材ペレットを
配置した場合の局所的な炭化物を含まない領域を取り巻
く一次炭化物の存在を例示するよう影をつけた鋳物排気
マニホルドの上面図である。

【図１５】図１４の１５−１５線に沿う長手断面図であ
る。

【符合の説明】２　　プール ３　　鋳造炉（容器） 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　　型空洞 １６　　ゲート（ピンゲート） 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　　合金添加材 ５２　　通路 ６０　　液圧動力シリンダ ６２　　支持腕

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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、下側の溶融金属源と接触しうる型下方部
   分及び該型空洞を該型下方部分と連通して溶融金属源か
   ら吸引された溶融金属を該型空洞内へと供給するゲート
   を具備する型と、 （ｂ）溶融金属を前記型空洞内にゲートを通して上方に
   吸引するために前記型下方部分が溶融金属源と接触して
   いる間該型空洞と溶融金属源との間に充分の差圧を適用
   するための手段と、 （ｃ）前記型空洞内にゲートを通して上方に吸引される
   溶融金属流れと選択的に接触しそして該溶融金属流れに
   実質上選択的に導入される、前記型に前記ゲートにおい
   て配置される合金添加材とを包含する溶融金属差圧・反
   重力鋳造装置。
2. 【請求項２】　　溶融金属源が溶湯プールから成りそし
   て下方型部分が該プールに浸漬される請求項１の装置。
3. 【請求項３】　　合金添加材がゲートの入口に隣合って
   配置される請求項１の装置。
4. 【請求項４】　　合金添加材が型下方部分に止着される
   請求項３の装置。
5. 【請求項５】　　合金添加材がゲートの出口に隣合って
   配置される請求項１の装置。
6. 【請求項６】　　合金添加材が型空洞内に配置される請
   求項３の装置。
7. 【請求項７】　　合金添加材がゲート内に配置される請
   求項１の装置。
8. 【請求項８】　　型が複数のゲートを含みそして合金添
   加材が各ゲートに配置される請求項１の装置。
9. 【請求項９】　　異なった部位において異なった金属学
   的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧・
   反重力鋳造のための装置であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
   それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
   、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型と、（
   ｂ）前記第１ゲートを通して上方に吸引される溶融金属
   流れと接触して該溶融金属中に合金添加材を第２ゲート
   から離れて実質上選択的に導入するように、前記型に前
   記第１ゲートにおいて配置される合金添加材と、（ｃ）
   溶融金属を前記第１ゲートを通して上方に吸引して前記
   型空洞内の第１部分に合金添加材を導入した溶融金属を
   供給しそして第２ゲートを通して溶融金属を上方に吸引
   して前記型空洞の第２部分に合金添加材を実質上含まな
   い溶融金属を供給するように、前記型下方部分が溶融金
   属源と接触している間該型空洞と溶融金属源との間に充
   分の差圧を適用するための手段とを包含する異なった部
   位において異なった金属学的特性を有する鋳物を製造す
   るための溶融金属差圧・反重力鋳造装置。
10. 【請求項１０】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための装置であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
    それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
    、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型と、（
    ｂ）前記第１ゲートを通して上方に吸引される溶融金属
    流れと接触して該溶融金属中に第１合金添加材を実質上
    選択的に導入するように、前記型に前記第１ゲートにお
    いて配置される第１合金添加材と、 （ｃ）前記第２ゲートを通して上方に吸引される溶融金
    属流れと接触して該溶融金属中に第２合金添加材を実質
    上選択的に導入するように、前記型に前記第２ゲートに
    おいて配置される第２合金添加材と、 （ｄ）溶融金属を前記第１ゲートを通して上方に吸引し
    て前記型空洞内の第１部分に第１合金添加材を導入した
    溶融金属を供給しそして第２ゲートを通して溶融金属を
    上方に吸引して前記型空洞の第２部分に第２合金添加材
    を導入した溶融金属を供給するように、前記型下方部分
    が溶融金属源と接触している間該型空洞と溶融金属源と
    の間に充分の差圧を適用するための手段とを包含する異
    なった部位において異なった金属学的特性を有する鋳物
    を製造するための溶融金属差圧・反重力鋳造装置。
11. 【請求項１１】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための装置であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
    それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
    、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型と、（
    ｂ）前記第１ゲートを通して上方に吸引される溶融金属
    流れと接触して該溶融金属中に第１量の合金添加材を導
    入するように、前記型に前記第１ゲートにおいて配置さ
    れる第１量の合金添加材と、 （ｃ）前記第２ゲートを通して上方に吸引される溶融金
    属流れと接触して該溶融金属中に第２量の合金添加材を
    導入するように、前記型に前記第２ゲートにおいて配置
    される第２量の合金添加材と、 （ｄ）溶融金属を前記第１ゲートを通して上方に吸引し
    て前記型空洞内の第１部分に第１量の合金添加材を導入
    した溶融金属を供給しそして第２ゲートを通して溶融金
    属を上方に吸引して前記型空洞の第２部分に第２量の合
    金添加材を導入した溶融金属を供給するように、前記型
    下方部分が溶融金属源と接触している間該型空洞と溶融
    金属源との間に充分の差圧を適用するための手段とを包
    含する異なった部位において異なった金属学的特性を有
    する鋳物を製造するための溶融金属差圧・反重力鋳造装
    置。
12. 【請求項１２】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための装置であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の様々の部位を下側の溶融
    金属源と接触しうる型下面と連通する複数のゲートを具
    備する型と、 （ｂ）前記ゲートの少なくとも一つにおいて配置され、
    該ゲートを通して上方に吸引される溶融金属流れと接触
    して該溶融金属中に合金添加材を別のゲートから離れて
    実質上選択的に導入する合金添加材と、（ｃ）溶融金属
    を前記ゲートを通して上方に吸引して前記型空洞内の一
    つの部分に合金添加材を導入した溶融金属を供給しそし
    て前記別のゲートを通して溶融金属を上方に吸引して前
    記型空洞の別の部分に合金添加材を実質上含まない溶融
    金属を供給するように、前記型下方部分が溶融金属源と
    接触している間該型空洞と溶融金属源との間に充分の差
    圧を適用するための手段とを包含する異なった部位にお
    いて異なった金属学的特性を有する鋳物を製造するため
    の溶融金属差圧・反重力鋳造装置。
13. 【請求項１３】　　溶融金属の差圧・反重力鋳造方法で
    あって、 （ａ）型空洞と、該型空洞を下側の溶融金属源と接触し
    うる型下方部分と連通するゲートを具備する型を用意し
    、該型に合金添加材源を、該ゲートを通して上方に吸入
    された溶融金属が合金添加材源と接触するような該ゲー
    トに対する関係で型に合金添加材源を配置する段階と、 （ｂ）前記型と溶融金属源とを相対的に移動して前記型
    下方部分都溶融金属源とを接触する段階と、（ｃ）溶融
    金属を前記型空洞内にゲートを通して上方に吸引するた
    めに前記型下方部分が溶融金属源と接触している間該型
    空洞と溶融金属源との間に充分の差圧を適用し、前記型
    空洞内にゲートを通して上方に吸引される溶融金属に実
    質上選択的に合金添加材を導入するように溶融金属と合
    金添加材とを接触することを含む段階と（ｄ）型空洞内
    で溶融金属を凝固する段階とを包含する溶融金属差圧・
    反重力鋳造方法。
14. 【請求項１４】　　下方型にゲートの入口に近接して合
    金添加材を配置する段階を含む請求項１３の方法。
15. 【請求項１５】　　ゲートの出口に近接して合金添加材
    を配置する段階を含む請求項１３の方法。
16. 【請求項１６】　　ゲート内に合金添加材を配置する段
    階を含む請求項１３の方法。
17. 【請求項１７】　　型が複数のゲートを含みそして合金
    添加材源が各ゲートに近接して配置される請求項１３の
    方法。
18. 【請求項１８】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための方法であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
    それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
    、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型を用意
    する段階と、 （ｂ）前記第１ゲートを通して上方に吸引される溶融金
    属流れと接触して該溶融金属中に合金添加材を第２ゲー
    トから離れて実質上選択的に導入するように、前記型に
    前記第１ゲートに合金添加材を配置する段階と、（ｃ）
    前記型と溶融金属源とを相対的に移動して前記型下方部
    分都溶融金属源とを接触する段階と、（ｄ）溶融金属を
    前記第１ゲートを通して上方に吸引して前記型空洞内の
    第１部分に合金添加材を導入した溶融金属を供給しそし
    て第２ゲートを通して溶融金属を上方に吸引して前記型
    空洞の第２部分に合金添加材を実質上含まない溶融金属
    を供給するように、前記型下方部分が溶融金属源と接触
    している間該型空洞と溶融金属源との間に充分の差圧を
    適用するための段階と、（ｅ）型空洞内で溶融金属を凝
    固する段階とを包含する異なった部位において異なった
    金属学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属差
    圧・反重力鋳造装置。
19. 【請求項１９】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための方法であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
    それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
    、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型を用意
    する段階と、 （ｂ）前記第１ゲート及び第２ゲートを通して上方に吸
    引される溶融金属流れと接触して該溶融金属中に第１合
    金添加材及び第２合金添加材を実質上選択的に導入する
    ように、前記前記第１ゲートに第１合金添加材をそして
    第２ゲートに第２合金添加材を配置する段階と、（ｃ）
    前記型と溶融金属源とを相対的に移動して前記型下方部
    分都溶融金属源とを接触する段階と、（ｄ）溶融金属を
    前記第１ゲートを通して上方に吸引して前記型空洞内の
    第１部分に第１合金添加材を導入した溶融金属を供給し
    そして第２ゲートを通して溶融金属を上方に吸引して前
    記型空洞の第２部分に第２合金添加材を導入した溶融金
    属を供給するように、前記型下方部分が溶融金属源と接
    触している間該型空洞と溶融金属源との間に充分の差圧
    を適用するための段階と、（ｅ）型空洞内で溶融金属を
    凝固する段階とを包含する異なった部位において異なっ
    た金属学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属
    差圧・反重力鋳造装置。
20. 【請求項２０】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための方法であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞内の第１部分及び第２部分と
    それぞれ連通する第１ゲート及び第２ゲートとを具備し
    、型下方部分が下側の溶融金属源と接触しうる型を用意
    する段階と、 （ｂ）前記第１ゲート及び第２ゲートを通して上方に吸
    引される溶融金属流れと選択的に接触するように、前記
    前記第１ゲートに第１合金添加材をそして第２ゲートに
    第２合金添加材を配置する段階と、 （ｃ）前記型と溶融金属源とを相対的に移動して前記型
    下方部分と溶融金属源とを接触する段階と、（ｄ）溶融
    金属を前記第１ゲート及び第２ゲートを通して上方に吸
    引するように前記型下方部分が溶融金属源と接触してい
    る間該型空洞と溶融金属源との間に充分の差圧を適用し
    、第１ゲートを通して上方に吸入される溶湯と第１合金
    添加材源を接触せしめて前記型空洞内の第１部分に或る
    量の第１合金添加材を導入した溶融金属を供給しそして
    第２ゲートを通して上方に吸引される溶湯と第２合金添
    加材源を接触せしめて前記型空洞内の第２部分に異なっ
    た量の合金添加材を導入することを含む段階と、 （ｅ）型空洞内で溶融金属を凝固する段階とを包含する
    異なった部位において異なった金属学的特性を有する鋳
    物を製造するための溶融金属差圧・反重力鋳造装置。
21. 【請求項２１】　　異なった部位において異なった金属
    学的特性を有する鋳物を製造するための溶融金属の差圧
    ・反重力鋳造のための方法であって、 （ａ）型空洞と、該型空洞の異なった部分を下側の溶融
    金属源と接触しうる型下方部分と連通する複数のゲート
    を具備する型を用意する段階と、 （ｂ）前記ゲートの少なくとも一つにおいて上方に吸引
    される溶融金属流れと接触して該溶融金属中に合金添加
    材を別のゲートから離れて実質上選択的に導入するよう
    ゲートの少なくとも一つにおいて下面に合金添加材を配
    置する段階と、 （ｃ）前記型と溶融金属源とを相対的に移動して前記型
    下面と溶融金属源とを接触する段階と、（ｄ）溶融金属
    を前記ゲートの少なくとも一つを通して上方に吸引して
    前記型空洞内の一つの部分に合金添加材を導入した溶融
    金属を供給しそして別のゲートを通して溶融金属を上方
    に吸引して前記型空洞の別の部分に合金添加材を合金添
    加材を実質上含まない溶融金属を供給するように、前記
    型下方部分が溶融金属源と接触している間該型空洞と溶
    融金属源との間に充分の差圧を適用する段階と、 （ｅ）型空洞内で溶融金属を凝固する段階とを包含する
    異なった部位において異なった金属学的特性を有する鋳
    物を製造するための溶融金属差圧・反重力鋳造方法。
22. 【請求項２２】　　異なった組成を有する第１部品と第
    ２部品とを差圧・反重力鋳造する方法であって、（ａ）
    第１部品を鋳造するための第１型を用意する段階と、 （ｂ）第２部品を鋳造するための第２型を用意する段階
    と、 （ｃ）前記第１及び第２型を鋳造する共通の溶融金属源
    を用意する段階と、 （ｄ）前記第１型或いは第２型の一方に合金添加材源を
    鋳造中ゲートを通して上方に吸入される溶融金属中に合
    金添加財源を導入するように配置する段階と、（ｅ）前
    記第１型が共通の溶融金属源と接触している間前記ゲー
    トを通して該第１型の型空洞内に上方に共通溶湯金属源
    を吸引する段階と、 （ｆ）前記第２型が共通の溶融金属源と接触している間
    前記ゲートを通して該第２型の型空洞内に上方に共通溶
    湯金属源を吸引する段階とを包含し、それにより前記第
    １或いは第２型一方の型空洞内に上方に吸引される溶融
    金属が合金添加材を含有しそして前記第１或いは第２型
    他方の型空洞内に上方に吸引される溶融金属が該合金添
    加材を含有しないことを特徴とする異なった組成を有す
    る部品を差圧・反重力鋳造する方法。
23. 【請求項２３】　　型空洞溶融金属充填解析方法であっ
    て、 （ａ）型空洞と、該型空洞の異なった部分を下側の溶融
    金属源と接触しうる型下方部分と連通する複数のゲート
    を具備する型を用意する段階と、 （ｂ）前記型におけるゲートの一つに、該ゲートを通し
    て上方に吸入された溶融金属と接触して凝固に際して溶
    融金属の金属学的特性に影響するに充分量の合金添加材
    を導入するように合金添加材を配置する段階と、（ｃ）
    前記型下方部分が溶融金属源と接触している間前記ゲー
    トを通して前記型空洞内に上方に溶融金属を吸入するこ
    とにより該型空洞内に溶融金属を反重力鋳造する段階と
    、 （ｄ）前記型空洞内の溶融金属を凝固せしめて鋳物を生
    成する段階と、 （ｅ）凝固金属における合金添加材の存在に起因する金
    属学的特性を示す領域を突きとめるように鋳物を検査す
    る段階とを包含する型空洞充填解析方法。