JPH0494860A - 金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置 - Google Patents
金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置Info
- Publication number
- JPH0494860A JPH0494860A JP21210590A JP21210590A JPH0494860A JP H0494860 A JPH0494860 A JP H0494860A JP 21210590 A JP21210590 A JP 21210590A JP 21210590 A JP21210590 A JP 21210590A JP H0494860 A JPH0494860 A JP H0494860A
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- JP
- Japan
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- melting
- metal
- mold
- casting
- induction heating
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- Pending
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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
（産業上の利用分野）
本発明は、とくに高融点金属や活性金属などの汚染しや
すく取扱いの厄介な金属の鋳造品を得るのに利用される
金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置に関するもので
ある。 （従来の技術） 高融点金属や活性金属の範ちゅうに入るものとして、Ｔ
ｉ 、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｌｉｅ（７）単体ないしは合金
などがあり、例えば、ＴｉおよびＴｉ合金は融点が高く
かつ活性であるため酸化物を主要な構成物としたるつぼ
で溶解すると、このるつぼと反応して金属が汚染される
。 そこで、このような汚染を避けるために、一般には水冷
した銅製るつぼ中でアーク、プラズマあるいはエレクト
ロンビーム等の高エネルギ密度熱源を用いて溶解を行っ
ている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の場合には、上記したようにしてＴ
ｉ合金等の溶解を行った後に、溶解したＴｉ合金等をニ
アネットシェイプに鋳造するときに、るつぼを傾けて金
属溶湯を鋳型内に注入する必要があることから、 ■湯回り不良：水冷銅製るつぼを用いた溶解では熱的な
損失が大きいため、湯回りに必要な溶湯過熱（スーパー
ヒート）を確保することが困難である。 ■ブローホール欠陥二Ｔｉ合金等は酸化皮膜が形成され
やすいため、るつぼから金属溶湯を注ぐときに溶湯流が
乱れてガスを巻き込みやすい。 ■歩留り悪化：通常の上注ぎ鋳造では引は巣を防止する
ために製品重量よりも重い押湯を必要とする。 などといった問題点があり、このような問題点を解決す
ることが課題となっていた。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされた
ものであって、湯回り不良や、ブローホール欠陥や１歩
留り悪化などの不具合が生じがたく、高品質の鋳造品を
安価に製造することが可能である金属の溶解鋳造方法お
よび溶解鋳造装置を提供することを目的としている。
すく取扱いの厄介な金属の鋳造品を得るのに利用される
金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置に関するもので
ある。 （従来の技術） 高融点金属や活性金属の範ちゅうに入るものとして、Ｔ
ｉ 、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｌｉｅ（７）単体ないしは合金
などがあり、例えば、ＴｉおよびＴｉ合金は融点が高く
かつ活性であるため酸化物を主要な構成物としたるつぼ
で溶解すると、このるつぼと反応して金属が汚染される
。 そこで、このような汚染を避けるために、一般には水冷
した銅製るつぼ中でアーク、プラズマあるいはエレクト
ロンビーム等の高エネルギ密度熱源を用いて溶解を行っ
ている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の場合には、上記したようにしてＴ
ｉ合金等の溶解を行った後に、溶解したＴｉ合金等をニ
アネットシェイプに鋳造するときに、るつぼを傾けて金
属溶湯を鋳型内に注入する必要があることから、 ■湯回り不良：水冷銅製るつぼを用いた溶解では熱的な
損失が大きいため、湯回りに必要な溶湯過熱（スーパー
ヒート）を確保することが困難である。 ■ブローホール欠陥二Ｔｉ合金等は酸化皮膜が形成され
やすいため、るつぼから金属溶湯を注ぐときに溶湯流が
乱れてガスを巻き込みやすい。 ■歩留り悪化：通常の上注ぎ鋳造では引は巣を防止する
ために製品重量よりも重い押湯を必要とする。 などといった問題点があり、このような問題点を解決す
ることが課題となっていた。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされた
ものであって、湯回り不良や、ブローホール欠陥や１歩
留り悪化などの不具合が生じがたく、高品質の鋳造品を
安価に製造することが可能である金属の溶解鋳造方法お
よび溶解鋳造装置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明に係わる金属の溶解鋳造方法は、導電性を有する
鋳型を誘導加熱して前記鋳型内で金属を溶解した後、誘
導加熱を停止して前記鋳型内で金属を凝固させることに
より鋳造品を得る構成としたことを特徴としており、必
要に応じて採用される実施態様においては、溶解雰囲気
を真空ないしは不活性ガスとする構成とし、同じ〈実施
態様においては、溶解雰囲気圧力を大気圧よりも高める
構成としたことを特徴としている。 また、本発明に係わる金属の溶解鋳造装置は、導電性を
有すると共に溶解された金属を所定形状に凝固させる鋳
造空間を有する鋳型と、前記鋳型を誘導加熱して当該鋳
型内で金属を溶解する誘導加熱手段をそなえた構成とし
たことを特徴としており、必要に応じて採用される実施
態様においては、導電性を有する鋳型の外部形状を円桂
状ないしは角柱状とした構成とし、同じ〈実施態様にお
いては、導電性を有する鋳型の材質を黒鉛もしくはボロ
ンジルコニウム（Ｚ ｒＢ２ ）とした構成としたこと
を特徴としており、上述した金属の溶解鋳造方法および
溶解鋳造装置の構成を前述した従来の課題を解決するた
めの手段としている。 （発明の作用） 本発明に係わる金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置
は、上述した構成を有しており、溶解された金属を所定
形状に凝固させる鋳造空間を有する鋳型は導電性を有す
するものとなっていて、誘導加熱により鋳型自体が加熱
されることから、従来の水冷銅製るつぼを用いる場合の
ような金属溶湯の温度低下が本発明では著しく小さなも
のとなり、湯回り不良が発生しがたいものとなる。また
、導電性を有する鋳型内で金属を溶解することから、る
つぼで溶解した金属を鋳型に注入する場合のようにるつ
ぼを傾けることがないため、鋳造時に金属溶湯の流れが
乱れてガスを巻き込むことによるブロー欠陥の発生もな
くなり、さらには大きな押し湯を必要としないため歩留
りが向上したものとなる。 （実施例） 第１図は本発明に係わる金属の溶解鋳造方法において実
施に使用される金属の溶解鋳造装置を示すものである。 第１図に示す金属の溶解鋳造装置１は、耐火性容器２を
そなえ、この耐火性容器２の中に導電性を有する鋳型３
を設置している。この場合、鋳型３の鋳造空間３ａは、
導電性を有する上部鋳型１３ａと同じく導電性を有する
下部鋳型１３ｂとで形成されていて、エンジンバルブの
形状をなしていると共に、上部鋳型１３ａは溶解金属母
材１０を装入するための母材空間３ｂが設けてあり、こ
の鋳型３は溶解時のつるぼを兼用するものとなっている
。 この実施例の場合、導電性を有する鋳型３（１３ａ、１
３ｂ）は黒鉛により製作されたものが用いられる。 また、耐火性容器２の上部には不活性ガス供給管４が接
続してあって、矢印Ａ方向に不活性ガスを供給すること
により溶解雰囲気を不活性ガスとすることができるよう
にしである。 さらに、耐火性容器２の外側には、誘導加熱手段として
誘導加熱コイル６が設置しである。 次に、このような構造を有する金属の溶解鋳造装置１に
よってエンジンバルブを鋳造する要領について説明する
。 まず、第１図に示すように、鋳型３に設けた母材空間３
ｂ内に、溶解金属母材（この実施例ではＴ １−Ａｎ金
属間化合物素材）１０を装入した状態として、誘導加熱
手段である誘導加熱コイル６に通電を行う。 この実施例では、溶解金属母材１０は１個のエンジンバ
ルブを鋳造するに足る重量のものとなっているため、誘
導加熱コイル４による鋳型３の加熱および金属母材１０
の溶解はごく短時間のうちに行われ、雰囲気がアルゴン
雰囲気であることも加わって汚染の機会が著しく少なく
製造効率も高いものとなっている。 そこで、溶解金属母材１０が溶解して第２図（ａ）に示
すように金属溶湯１１が鋳造空間３ａ内を充填した状態
となったときに直ちに誘導加熱コイル６による誘導加熱
を停止する。 この実施例においてるつぼ兼用の鋳型３はその外部形状
が円形となっているので、誘導加熱の停止後は外表面か
ら順次冷却されることとなり、第２図（ｂ）に示すよう
にバルブステム部分が凝固してバルブ傘部に金属溶湯が
残ったのち第２図（Ｃ）に示すように全体が凝固する。 このとき、鋳型３の中心部にバルブ傘部が位置するよう
にしていると共に母材空間３ｂで凝固が完了するように
しているので、少量の押し湯が最後に固まることとなり
、したがって押し湯量は著しく少なくて済むものとなっ
ている。 この実施例においては、第２図（ａ）に示すように金属
溶湯１１が鋳造空間３ａの全体に充填されるまで誘導加
熱を行うようにしているので、金属溶湯１１の湯回り性
が良いものとなることは当然であり、従来のごとくるつ
ぼの中で溶解したのちこのるつぼを傾けて金属溶湯を鋳
型内に注入する場合のような金属溶湯の乱れも全くない
ので、ブローホールの発生も皆無であり、高品質のエン
ジンバルブ鋳造品を製造することが可能であった。 そして、溶解雰囲気圧力を大気圧よりも高めることによ
って、金属中に含まれる水素ガス等のガス成分が発生す
るのを抑え込むことが可能になるので、品質のより一層
の向上を実現できることとなる。
鋳型を誘導加熱して前記鋳型内で金属を溶解した後、誘
導加熱を停止して前記鋳型内で金属を凝固させることに
より鋳造品を得る構成としたことを特徴としており、必
要に応じて採用される実施態様においては、溶解雰囲気
を真空ないしは不活性ガスとする構成とし、同じ〈実施
態様においては、溶解雰囲気圧力を大気圧よりも高める
構成としたことを特徴としている。 また、本発明に係わる金属の溶解鋳造装置は、導電性を
有すると共に溶解された金属を所定形状に凝固させる鋳
造空間を有する鋳型と、前記鋳型を誘導加熱して当該鋳
型内で金属を溶解する誘導加熱手段をそなえた構成とし
たことを特徴としており、必要に応じて採用される実施
態様においては、導電性を有する鋳型の外部形状を円桂
状ないしは角柱状とした構成とし、同じ〈実施態様にお
いては、導電性を有する鋳型の材質を黒鉛もしくはボロ
ンジルコニウム（Ｚ ｒＢ２ ）とした構成としたこと
を特徴としており、上述した金属の溶解鋳造方法および
溶解鋳造装置の構成を前述した従来の課題を解決するた
めの手段としている。 （発明の作用） 本発明に係わる金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置
は、上述した構成を有しており、溶解された金属を所定
形状に凝固させる鋳造空間を有する鋳型は導電性を有す
するものとなっていて、誘導加熱により鋳型自体が加熱
されることから、従来の水冷銅製るつぼを用いる場合の
ような金属溶湯の温度低下が本発明では著しく小さなも
のとなり、湯回り不良が発生しがたいものとなる。また
、導電性を有する鋳型内で金属を溶解することから、る
つぼで溶解した金属を鋳型に注入する場合のようにるつ
ぼを傾けることがないため、鋳造時に金属溶湯の流れが
乱れてガスを巻き込むことによるブロー欠陥の発生もな
くなり、さらには大きな押し湯を必要としないため歩留
りが向上したものとなる。 （実施例） 第１図は本発明に係わる金属の溶解鋳造方法において実
施に使用される金属の溶解鋳造装置を示すものである。 第１図に示す金属の溶解鋳造装置１は、耐火性容器２を
そなえ、この耐火性容器２の中に導電性を有する鋳型３
を設置している。この場合、鋳型３の鋳造空間３ａは、
導電性を有する上部鋳型１３ａと同じく導電性を有する
下部鋳型１３ｂとで形成されていて、エンジンバルブの
形状をなしていると共に、上部鋳型１３ａは溶解金属母
材１０を装入するための母材空間３ｂが設けてあり、こ
の鋳型３は溶解時のつるぼを兼用するものとなっている
。 この実施例の場合、導電性を有する鋳型３（１３ａ、１
３ｂ）は黒鉛により製作されたものが用いられる。 また、耐火性容器２の上部には不活性ガス供給管４が接
続してあって、矢印Ａ方向に不活性ガスを供給すること
により溶解雰囲気を不活性ガスとすることができるよう
にしである。 さらに、耐火性容器２の外側には、誘導加熱手段として
誘導加熱コイル６が設置しである。 次に、このような構造を有する金属の溶解鋳造装置１に
よってエンジンバルブを鋳造する要領について説明する
。 まず、第１図に示すように、鋳型３に設けた母材空間３
ｂ内に、溶解金属母材（この実施例ではＴ １−Ａｎ金
属間化合物素材）１０を装入した状態として、誘導加熱
手段である誘導加熱コイル６に通電を行う。 この実施例では、溶解金属母材１０は１個のエンジンバ
ルブを鋳造するに足る重量のものとなっているため、誘
導加熱コイル４による鋳型３の加熱および金属母材１０
の溶解はごく短時間のうちに行われ、雰囲気がアルゴン
雰囲気であることも加わって汚染の機会が著しく少なく
製造効率も高いものとなっている。 そこで、溶解金属母材１０が溶解して第２図（ａ）に示
すように金属溶湯１１が鋳造空間３ａ内を充填した状態
となったときに直ちに誘導加熱コイル６による誘導加熱
を停止する。 この実施例においてるつぼ兼用の鋳型３はその外部形状
が円形となっているので、誘導加熱の停止後は外表面か
ら順次冷却されることとなり、第２図（ｂ）に示すよう
にバルブステム部分が凝固してバルブ傘部に金属溶湯が
残ったのち第２図（Ｃ）に示すように全体が凝固する。 このとき、鋳型３の中心部にバルブ傘部が位置するよう
にしていると共に母材空間３ｂで凝固が完了するように
しているので、少量の押し湯が最後に固まることとなり
、したがって押し湯量は著しく少なくて済むものとなっ
ている。 この実施例においては、第２図（ａ）に示すように金属
溶湯１１が鋳造空間３ａの全体に充填されるまで誘導加
熱を行うようにしているので、金属溶湯１１の湯回り性
が良いものとなることは当然であり、従来のごとくるつ
ぼの中で溶解したのちこのるつぼを傾けて金属溶湯を鋳
型内に注入する場合のような金属溶湯の乱れも全くない
ので、ブローホールの発生も皆無であり、高品質のエン
ジンバルブ鋳造品を製造することが可能であった。 そして、溶解雰囲気圧力を大気圧よりも高めることによ
って、金属中に含まれる水素ガス等のガス成分が発生す
るのを抑え込むことが可能になるので、品質のより一層
の向上を実現できることとなる。
本発明に係わる金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置
は、上記した構成を有するものであるから、溶解された
金属溶湯を所定形状に凝固させる鋳造空間を有する鋳型
は導電性を有するものとなっていて、誘導加熱により鋳
型自体が加熱されることとなるので、従来の水冷銅製る
つぼを用いる場合における金属溶湯の温度低下が著しく
小さなものとなり、湯回り不良が生じないものになると
共に、導電性を有する鋳型をるつぼ兼用として金属を溶
解するようにしているので、従来のごとくるつぼで溶解
した金属を鋳型内に注入する場合のようにるつぼを傾け
ることがないため、溶解後の鋳造時に金属溶湯の流れが
乱れることが一切ないことから、ガスプロー欠陥の発生
もなく、高品質の鋳造品を安価に製造することが可能に
なるという著しく優れた効果がもたらされる。
は、上記した構成を有するものであるから、溶解された
金属溶湯を所定形状に凝固させる鋳造空間を有する鋳型
は導電性を有するものとなっていて、誘導加熱により鋳
型自体が加熱されることとなるので、従来の水冷銅製る
つぼを用いる場合における金属溶湯の温度低下が著しく
小さなものとなり、湯回り不良が生じないものになると
共に、導電性を有する鋳型をるつぼ兼用として金属を溶
解するようにしているので、従来のごとくるつぼで溶解
した金属を鋳型内に注入する場合のようにるつぼを傾け
ることがないため、溶解後の鋳造時に金属溶湯の流れが
乱れることが一切ないことから、ガスプロー欠陥の発生
もなく、高品質の鋳造品を安価に製造することが可能に
なるという著しく優れた効果がもたらされる。
第１図は本発明に係わる金属の溶解鋳造方法に用いる金
属の溶解鋳造装置の構造を例示する断面説明図、第２図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は金属の溶解鋳造過程におけるそれ
ぞれ溶解完了時、凝固進行途中時および凝固終了時を示
す断面説明図である。 １・・・金属の溶解鋳造装置、 ３・・・導電性を有する鋳型、 ３ａ・・・鋳造空間、 ６・・・誘導加熱コイル（誘導加熱手段）。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
属の溶解鋳造装置の構造を例示する断面説明図、第２図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は金属の溶解鋳造過程におけるそれ
ぞれ溶解完了時、凝固進行途中時および凝固終了時を示
す断面説明図である。 １・・・金属の溶解鋳造装置、 ３・・・導電性を有する鋳型、 ３ａ・・・鋳造空間、 ６・・・誘導加熱コイル（誘導加熱手段）。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (6)
- （１）導電性を有する鋳型を誘導加熱して前記鋳型内で
金属を溶解した後、誘導加熱を停止して前記鋳型内で金
属を凝固させることにより鋳造品を得ることを特徴とす
る金属の溶解鋳造方法。 - （２）溶解雰囲気を真空ないしは不活性ガスとする請求
項第１項に記載の金属の溶解鋳造方法。 - （３）溶解雰囲気圧力を大気圧よりも高める請求項第１
項または第２項に記載の金属の溶解鋳造方法。 - （４）導電性を有すると共に溶解された金属を所定形状
に凝固させる鋳造空間を有する鋳型と、前記鋳型を誘導
加熱して当該鋳型内で金属を溶解する誘導加熱手段をそ
なえたことを特徴とする金属の溶解鋳造装置。 - （５）導電性を有する鋳型の外部形状を円柱状ないしは
角柱状とした請求項第４項に記載の金属の溶解鋳造装置
。 - （６）導電性を有する鋳型の材質を黒鉛もしくはボロン
ジルコニウムとした請求項第４項または第５項に記載の
金属の溶解鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21210590A JPH0494860A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21210590A JPH0494860A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494860A true JPH0494860A (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16616966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21210590A Pending JPH0494860A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 金属の溶解鋳造方法および溶解鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0494860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105537527A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 江苏大学 | 一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21210590A patent/JPH0494860A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105537527A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 江苏大学 | 一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置 |
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