JPH0452068A - 加圧鋳造方法 - 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） 本発明は、鋳型内に充填された溶湯を加圧気体で加圧し
つつ鋳造する加圧鋳造方法に関する。

（従来の技術） 上記のような加圧鋳造方法は、加圧気体の加圧力が溶湯
に効果的に作用するため、エンジンにおけるアルミニウ
ム製のシリンダヘッドやシリンダブロック等の複雑な形
状の鋳造品を鋳造欠陥を生じさせることなく鋳造できる
と共に、得られた鋳造品の組織の緻密化を図ることかで
きるという利点を有している。

このため、実開昭６３−４１３５２号公報に示されるよ
うに、耐熱粒子からなる充填材中に消失模型を埋設した
後、該消失模型に対して溶湯を注入し、溶湯の充填が完
了した後、鋳型の湯口側から加圧気体を供給して鋳型内
の溶湯を加圧する鋳造方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記のように湯口側から加圧気体を供給して
溶湯を加圧する鋳造方法では、加圧気体の加圧力が溶湯
に対して均一に加わり難いため、鋳造欠陥の防止及び鋳
造品の組織の緻密化という点で必ずしも満足できるもの
ではなかった。

上記に鑑みて、本発明は、鋳造欠陥の防止及び鋳造品組
織の緻密化の一層の向上を図ることにより、健全で高強
度の鋳造品が得られるようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、キャビティ内に
充填された溶湯の表面に加圧気体を流通せしめることに
より、溶湯を表面側からも加圧するものである。

具体的に本発明か講じた解決手段は、キャビティ面に塗
型剤層が形成された鋳型のキャビティに溶湯を充填し、
該溶湯を鋳型の湯口側から加圧して鋳造する加圧鋳造方
法を対象とし、充填された溶湯と上記塗型剤層との間に
形成される微少空隙に加圧気体を流通せしめて上記溶湯
をその表面側から加圧、冷却する構成とするものである
。

（作用） 上記の構成により、キャビティに充填された溶湯とキャ
ビティ面の塗型剤層との間に形成される微少空隙に加圧
気体を流通せしめて溶湯をその表面側から加圧、冷却す
るため、溶湯は、湯口側からの加圧力に加えてその表面
側からも加圧されるので、溶湯に対する加圧力が向上す
ると共に溶湯は略均−に加圧される。また、溶湯はその
表面側から冷却されるので、溶湯の凝固時間が短縮され
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に用いられ、フランジを有す
る有底筒状のアルミニウム製鋳造品を鋳造するための加
圧鋳造装置Ａの断面構造を示している。

第１図において、１０は鋳物砂例えば珪砂６号にレジン
硬化剤を配合してなる自硬性砂により形成された固定砂
型であって、該固定砂型１０は、鋳造品と対応する形状
を有し最大径が１２０ｍｍ程度の円形断面のキャビティ
面１０ａと、該固定砂型１０の内部に溶湯を導くべく上
下方向に延びる直径が２０ｍｍ程度の湯口１０ｂと、該
湯口１０ｂの上端に形成された皿状の湯溜まり部１０ｃ
と、湯口１０ｂの下端からキャビティ面１０Ｈの下方に
延びる直径が１０ｍｍ程度の湯道１０ｄと、湯道１０ｄ
とキャビティ面１０Ｈの下端開口部とを連通させる直径
８ｍｍ程度のゲート１０ｅとを備えている。

固定砂型１０のキャビティ面１０ａと、湯口１０ｂＳ場
溜まり部１０Ｃ１湯道１０ｃｌ及びゲート１０ｅの内面
には、例えば主成分としてのけい砂及び雲母と、粘結剤
としてのフェノール樹脂と、溶剤としてのアルコールと
からなる塗型剤が塗布されて該塗型剤からなる塗型剤層
１１が形成されている。この場合、固定砂型１０が上述
のように自硬性砂で形成されているため、キャビティ面
１０ａは凹凸状であって、塗型剤層１１の表面も凹凸状
である。

固定砂型１０の湯口１０ｂの上方には、ロボットに支持
された図示しない加圧用ユニットの下端部に設けられた
昇降可能な加圧蓋１２が配置されており、該加圧蓋１２
は、圧縮空気等からなる加圧気体を加圧蓋１２の内部に
導くための加圧気体導入路（図示は省略している）を備
えている。

固定砂型１０のキャビティ１０ａ面の上方には、厚肉の
円板部１４ａと該円板部１４ａの下面に突出する円柱部
１４ｂとからなる可動砂型１４が固定砂型１０に対して
着脱自在に配設されており、可動砂型１４が固定砂型１
０にセットされると、可動砂型のキャビティ面１４ｃと
固定砂型１０のキャビティ面１０ａとによって上記鋳造
品を鋳造するためのキャビティ１５が形成される。

可動砂型１４の円柱部１４ｂの下面中央には円形断面の
凹部１４ｄが設けられており、該凹部１４ｄの下端つま
り可動砂型１４のキャビティ面１４ｃにはガラス繊維か
らなるネット１４ｅが張設されている。また、可動砂型
１４のキャビティ面１４ｃにも上記同様の成分からなる
塗型剤が塗布されて塗型剤層１６が形成されており、こ
の塗型剤層１６の表面も凹凸状である。

可動砂型１４の中心部には、キャビティ１５に圧縮空気
等の加圧気体を導入するための加圧気体供給路１８が該
可動砂型１４を上下方向に貫通して設けられ、該加圧気
体供給路１８の上流端は図示しない加圧気体供給源に接
続されていると共に、その下流端は上記凹部１４ｄ内で
開口している。

以下、上記構成の加圧鋳造装置Ａを用いて行なう加圧鋳
造方法について説明する。

まず、加圧蓋１２を上昇させた状態で、溶湯を固定砂型
１０の湯口１０ｂから注入してキャビティ１５内に充填
する。この場合、固定砂型１０のキャビティ面１０ａの
塗型剤層１１及び可動砂型１４のキャビティ面１４Ｃの
塗型剤層１６の表面は共に凹凸状であるため、キャビテ
ィ１５に充填された溶湯と両塗型剤層１１．１６の表面
との間には各々微少な空隙が形成されている。

次に、キャビティ１５内に溶湯が充填された後、固定砂
型１０の湯溜まり部１０ｃに溶湯が溜まると、加圧蓋１
２を下降させて湯口１０ｂを密封する。

次に、加圧蓋１２の加圧気体導入路から加圧蓋１２の内
部に例えば１６５気圧の加圧気体を導入して場面を加圧
する一方、加圧気体供給路１８から可動砂型１４の凹部
１４ｄに上記同様１．５気圧の加圧気体を供給する。

このようにすると、キャビティ１５内の溶湯は、固定砂
型１０の湯口１０ｂ側から加えられた加圧気体の加圧力
によって両キャビティ面１０ａ、１４Ｃ側へ押圧される
。一方、可動砂型１４の凹部１４ｄに加えられた加圧気
体は、凹部１４ｄの下端に張設されたネット１４ｅの内
部を水平方向に流通した後、可動砂型１４のキャビティ
面１４ｃの塗型剤層１６と溶湯との間に形成された微細
な空隙を上方に流通し、さらに、固定砂型１０のキャビ
ティ面１０ａの塗型剤層１１と溶湯との間に形成された
微細な空隙を下方に流通する。

このようにして、可動砂型１４の凹部１４ｄから供給さ
れた加圧気体は、溶湯の表面に沿って流通しつつ溶湯を
その内部側へ均一に押圧するので、得られる鋳造品には
鋳造欠陥が生じ難いと共に、得られた鋳造品の組織は緻
密化している。

また、溶湯は加圧気体によって加圧されると共に、流通
する加圧気体に熱を奪われ冷却されるため、凝固時間が
短縮されるので、得られる鋳造品の組織は一層緻密にな
る。

第２図〜第４図は、本発明の一実施例に用いられる他の
加圧鋳造装置Ｂを示しており、該加圧鋳造装置Ｂは、上
記の加圧鋳造装置Ａと次の点で異なっている。すなわち
、第２図及び第３図に示すように、固定砂型１０のキャ
ビティ面１０ａ及び可動砂型１４のキャビティ面１４ｃ
には、可動砂型１４の凹部１４ｄからキャビティ面１４
ｃに沿って延びた後、固定砂型１０のキャビティ面１０
ａに沿って延びる微少な三角形の断面を有する適当数の
溝１９ａ、１９ｂが形成されていると共に、固定砂型１
０のキャビティ面１４ａの下方に、該キャビティ面１０
ａの底部１０ｆの溝１９ｃと連通し下方へ延びる加圧気
体排出路２０が設けられている。

従って、本実施例の加圧鋳造装置Ｂを用い、第４図に示
すように、キャビティ１５に溶湯２２を供給した後、加
圧気体供給路１８を通って可動砂型１４の凹部１４ｄに
加圧気体を供給すると、加圧気体は四部１４ｄ下端のネ
ット１４ｅの内部を水平方向に流通した後、可動砂型１
４のキャビティ面１４ｃに形成された溝１９ｂを上方に
流通し、さらに、固定砂型１０のキャビティ面１０ａに
形成された溝１９ａを下方に流通した後、底部１０ｆの
溝１９ｃを通って加圧気体排出路２０から固定砂型１０
の外部に流出するが、加圧気体はその流通過程で、溝１
９ａ、ｂ、ｃと連通している両塗型剤層１１．１６と溶
湯２２との間の微少空隙に流入して上記同様にキャビテ
ィ１５内の溶湯を内部側へ均一に押圧する。

この加圧鋳造装置Ｂによると、加圧気体を溝１９ａ、ｂ
、ｃを介して両塗型剤層１１．１６と溶湯２２との間の
微少空隙に流通せしめることができるため、固定砂型１
０及び可動砂型１４の負荷が小さくなるので、加圧気体
の圧力を５〜７気圧程度に大きくすることができる。

尚、上記の場合、鋳型として固定砂型１０及び可動砂型
１４を用いたが、これに代えて金型を用いる場合でも、
本発明の加圧鋳造方法を適用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る加圧鋳造方法による
と、キャビティに充填された溶湯とキャビティ面の塗型
剤層との間に形成される微少空隙に加圧気体を流通せし
めて溶湯をその表面側から加圧、冷却するため、溶湯に
対する加圧力か向上すると共に溶湯を均一に加圧でき、
また溶湯の凝固時間を短縮できるので、得られる鋳造品
に鋳造欠陥が生じ難いと共に得られる鋳造品の金属組織
か緻密化する。

このため、本発明の鋳造方法によると、健全で高強度な
鋳造品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例に用いる加圧鋳造装
置を示し、第１図は−の加圧鋳造装置の縦断面図、第２
図は他の加圧鋳造装置の縦断面図、第３図及び第４図は
上記能の加圧鋳造装置の横断面図であって第３図は溶湯
の充填前、第４図は溶湯の充填後である。 １０ｂ・・・湯口 １１・・・塗型剤層 １２・・・加圧蓋 １４・・・可動砂型 １４Ｃ・・・キャビティ面 １５・・・キャビティ １６・・・塗型剤層 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ・−・溝 ２２・・・溶湯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャビティ面に塗型剤層が形成された鋳型のキャ
   ビティに溶湯を充填し、該溶湯を鋳型の湯口側から加圧
   して鋳造する加圧鋳造方法であって、充填された溶湯と
   上記塗型剤層との間に形成される微少空隙に加圧気体を
   流通せしめて上記溶湯をその表面側から加圧、冷却する
   ことを特徴とする加圧鋳造方法。