JPH0459165A - 薄肉砂型鋳物の製造方法 - 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］ 本発明は、薄肉砂型鋳物の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、車両等の部品では軽量化が要求されてあり、砂型
鋳物においても薄肉化が進められている。

第５図および第６図は、薄肉の鋳物を製造するための鋳
型の一例を示している。図中、１は鋳物砂からなる鋳型
を示してあり、鋳型１は、上型２と下型３とから構成さ
れている。上型２と下型３は、図に示すように一体化さ
れている。鋳型１には、湯口４か形成されてあり、湯口
４の下端（こは湯道５か形成されている。湯道５の両端
には堰６か形成されており、堰６は、製品形状部７に接
続されている。製品形状部７の上方には、押湯８か位置
している。

このような鋳型１を用いた鋳造においては、溶湯が湯口
４から注湯され、溶湯は湯道５および堰６を通過して製
品形状部７に至る。製品形状部７に流入した溶湯のうち
余剰のものは、製品形状部７から１押湯８に押上げられ
る。押湯８は、鋳型１内の溶湯に静圧を与え、鋳物の凝
固収縮に対して溶湯を補給する。

しかし、砂型による鋳造において薄肉製品を製造する場
合は、薄肉部位を通過する際に溶湯の冷却が促進される
ため、湯じわ、湯まわり不良か発生しやすく、下記のよ
うな対策が必要となる。

（イ）溶湯の温度を上昇させ、溶湯の流動性を高める。

■　湯道系の断面積を大きくし、溶湯の注湯時の流路抵
抗を小さくする。

（／）　　鋳型の温度を上昇させ、溶湯の流動性を高め
る。

これらの対策によって、鋳型の製品形状部における薄肉
部分への溶湯の流入が容易になり、薄肉の鋳物の製造か
可能となる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記の対策にはつぎのような問題か存在
する。

（イ）溶湯の湿度を上昇させ、溶湯の流動性を高める場
合は、温度の上昇をさせるための多量のエネルキーか必
要となり、鋳造コストか高くなる。また、溶湯の温度を
必要以上に上昇させると、引は性か強くなり、これに起
因する鋳造欠陥か生じるという問題がある。

（２）湯口、堰等の湯道系の断面積を大きくし、溶湯の
流れを向上させる場合は、鋳造品に層性上げ跡が増７Ｊ
Ｏし、鋳造品の仕上げ工数か大となる。また、湯口数を
増加させる場合は、渦流れのバラツキか発生しやすくな
り、湯境、引は等の鋳造欠陥の発生を招きやすい。さら
に、この場合は、湯口系方案か大きくなり、その分だけ
鋳造品の歩留りも悪くなる。

ｎ　　鋳型の温度を上昇させ、溶湯の流動性を高める場
合は、型温を上昇させすぎると、冷却速度か遅れ、その
結果として鋳造品の組織か粗くなり、強度的に劣る鋳物
かできてしまう。

なお、本発明に関連する先行技術として、溶湯の凝固前
に成形部材をキャヒイテイ内に突出させて溶湯を加圧す
る技術（特開昭６０−４６８５６号公報、特開昭６４−
４８６５５号公報）か知られている。しかし、本公報に
開示されている方法によって薄肉の鋳物を製造しようと
する場合は、鋳型の製品形成部が狭い状態で注湯される
ので、溶湯がここを通過する際に鋳型に多くの熱を奪わ
れてしまい、凝固が著しく促進される。そのため、加圧
をかけても、凝固した部位に湯じわ、湯まわり不良が発
生し、所望の鋳造品を得ることかてきない。したかって
、この方法による場合は箸しく厚肉の薄い鋳造品の製造
は不可能である。

本発明は、上記の問題に看目し、溶湯の温度を上昇させ
たり、湯道系の断面積を大にすることなく薄肉の鋳物を
製造することか可能な薄肉砂型鋳物の製造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係る薄肉砂型鋳物の製造方法は
、砂でつくられた鋳型を使用して鋳造を行なう方法にお
いて、前記鋳型の上型を下型に対して昇降可能に配置し
、前記上型を上昇させた状態て該上型と下型との間に溶
湯を注湯し、該溶湯が所定の高さまで上昇したことを検
知して上型を下降させ、該上型の下降によって溶湯を加
圧することにより薄肉部を形成する方法から成る。

［作　　用］ このように構成された薄肉砂型鋳物の製造方法において
は、上型が下型に対して昇降可能に配置され、上型が上
昇している状態で溶湯の注湯が行なわれる。この場合、
上型は上昇しているので、溶湯が流れる流路の断面積が
大に確保でき、溶湯の鋳型による冷却か抑制される。す
なわち、実際の製品形状部は狭いにもかかわらず、上型
が上昇している状態では、この狭い部分の流路断面積か
大となり、この部分を通過する際の溶湯の冷却は従来に
比べて大幅に抑制される。そして、溶湯か所定の高ざま
で上昇すると、これが検知され、上型が下降される。上
型が下降することによって溶湯か加圧され、薄肉部分へ
の溶湯の流入か確実に行なわれ、かつ緻密で引は等の欠
陥のない薄肉の鋳造品か製造可能となる。

［実施例］ 以下に、本考案に係る薄肉砂型鋳物の製造方法の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示している
。図中、１１は鋳型を示しており、鋳型１１は鋳物砂か
らなる上型１２と下型１３とから構成されている。上型
１２と下型１３とは、上下方向に分離可能となっている
。上型と下型１３とは、一対の昇降手段１４を介して連
結されている。昇降手段１４は、たとえば油圧シリンダ
から構成されている。上型１２は、昇降手段１４の伸縮
作動によって下型１３に対して昇降するようになってい
る。

鋳型１１には、湯道１５が形成されており、湯道１５の
下端には堰１６が形成されている。堰１６は、製品形状
部１７に接続されている。製品形状部１７の上方には、
湯道１８が位置している。なお、湯道１５の上端部は、
オーバフロ一部１９に形成されている。湯口２２は、オ
ーバーフロ一部１９と連なる位置に配置されている。

押湯１８には、溶湯が所定の高さまで上昇したことを検
知する検出手段２０が配置されている。検出手段２０は
、たとえば溶湯との接触を感知して作動するタッチセン
サから構成されている。検出手段２０からの信号は、制
御手段２１に人力されるようになっている。制御手段２
１は、検出手段２０から溶湯が所定の位置まで上昇した
旨の信号を受けると、油圧発生装置（図示路）を作動さ
せ、昇降手段１４によって上型１２を下降させる機能を
有する。

なお、本実施例では昇降手段１４を油圧シリンダから構
成したが、電気信号によって直接作動する電動アクチュ
エータ等から構成してもよい。さらに、検出手段２０も
タッチセンサだけでなく、温度の変化から溶湯の位置を
検知する熱電対等から構成してもよい。

つぎに、本発明に係る薄肉砂型鋳物の製造方法の手順に
ついて説明する。

まず、上型１２が下型１３対して上昇している状態で上
型１２と下型１３との間に溶湯Ｍか注湯される。

この場合、製品形状部１７における溶湯Ｍが流れる流路
の断面積が大に確保され、溶湯Ｍの鋳型１１による冷却
が抑制される。つまり、第２図の製品形状部１７が正規
の大きさであるが、注湯の際には上型１２が昇降手段１
４によって押上げられているので、製品形状部１７の流
路断面積は、第１図の如く大に確保される。そのため、
製品形状部１７を通過する際の溶湯の冷却は、従来に比
べて大幅に抑制される。

溶湯Ｍの高さが所定の高さに達すると、検出手段２０に
よって溶湯Ｍの上昇が検知され、検出手段２０からその
旨の信号が制御手段２１に出力される。

制御手段２１に溶ＩＭが所定の高さに達した旨の信号が
入力されると、制御手段２１によって油圧発生装置（図
示路）が駆動され、昇降手段１４としての油圧シリンダ
のロッドが収縮される。これによって、上型１２の下降
が開始され、製品形状部１７がゼロになる地点で上型１
２の下降が停止される。この過程においては、正規に必
要とする以外の溶湯Ｍは、オーバフロ一部１９および押
湯１８に押し出される。

第２図は、上型１２の下降が完了し、余分な溶湯Ｍを製
品形状部１７から押し出して正規な肉厚となった鋳型の
状態を示している。注湯された溶湯Ｍは、この状態で凝
固させられるため、製品形状部１７と連結され堰１６に
よって形成される鋳造部がなくなり、製品形状部１７に
よる鋳造品と湯道１５との分離が可能となる。また、上
型１２の下降時には、溶湯Ｍが加圧されているので、薄
肉部分への溶湯Ｍの流入が容易になり、欠陥のない薄肉
の鋳造品が製造される。

なお、本方法の場合は、溶湯Ｍは全周方向から製品形状
部１７に流入することになり、堰１６の付近の局部加熱
が回避され、ひげの発生しにくい良好な鋳造品が得られ
る。

また、オーバフロ一部１９へ押出された余分な溶湯は、
押湯として使用され、しかも上述したように上型１２自
体によって溶湯を加圧するため、溶湯Ｍ中に含有されて
いるガス等による鋳造欠陥の発生は、押湯からの十分な
溶湯補給と加圧とによって防止することが可能となり、
高品質の製品か１ｑられる。

したがって、たとえばマグネシウム合金鋳物を砂型鋳造
する際の一般的な鋳物肉厚は、４＃が限界とされている
が、本発明による場合は、ざらに薄肉の鋳造が可能とな
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る薄肉砂型鋳物の製造
方法によるときは、鋳型の上型を下型に対して昇降可能
に配置し、上型を上昇させた状態で上型と下型との間に
溶湯を注湯し、溶湯が所定の高ざまで上昇したことを検
知して上型を下降させ、上型の下降によって溶湯を加圧
するようにしたので、溶湯の温度を上昇させたり、湯道
系の断面積を大にしたり、鋳型の温度を上昇させること
なく、薄肉で高品質な鋳造品の製造が可能となる。

また、上型が加工完了した位置では、堰をなくすことが
可能となるので、堰跡のない鋳造品の製造が達成できる
。そのため、従来から行なっていた鋳造品（製品形状部
）と湯道によって形成される鋳造部分との切断作業およ
び切断面の仕上げ作業が不要となり、人的工数等の経費
を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る薄肉砂型鋳物の製造方
法に用いられる鋳型の上型上昇時の断面図、 第２図は第１図に示す鋳型の上型下降時の断面図、 第３図は第１図に示す鋳型の平面図、 第４図は第３図の側面図、 第５図は従来の鋳型の平面図、 第６図は第５図の鋳型の断面図、 である。 １１・・・・・・鋳型 １２・・・・・・上型 １３・・・・・・下型 １４・・・・・・昇降手段 １５・・・・・・湯道 １６・・・・・・堰 １７・・・・・・製品形状部 １８・・・・・・押湯 ２０・・・・・・検知手段 ２１・・・・・・制御手段 第３ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、砂でつくられた鋳型を使用して鋳造を行なう方法に
   おいて、前記鋳型の上型を下型に対して昇降可能に配置
   し、前記上型を上昇させた状態で該上型と下型との間に
   溶湯を注湯し、該溶湯が所定の高さまで上昇したことを
   検知して上型を下降させ、該上型の下降によつて溶湯を
   加圧することにより薄肉部を形成することを特徴とする
   薄肉砂型鋳物の製造方法。