JPH0716724A - 精密鋳造方法および鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コールドクルーシブル型で底のないルツボの
下方から溶解すべき母材金属の棒材を供給し、レビテー
ション溶解法により溶解して得られた溶湯を吸引してセ
ラミックシェル鋳型に注湯する精密鋳造において、ルツ
ボの内壁に途中から上向きに拡大するテーパ面を設けて
おき、溶解した金属が流下しテーパ面に触れて凝固する
ことにより、母材金属の棒材が常にルツボに係止された
状態を保って、溶解−鋳造を行なう。 【効果】 母材金属の棒材を継ぎ足すときに溶解を中断
する必要がなく、鋳造作業を連続して行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属の精密鋳造におい
て、溶解材料の供給技術を改良した鋳造方法および鋳造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばチタン合金のような、高融点で
しかも高活性な金属の精密鋳造は、溶解ルツボによる溶
湯の汚染を最少限にするため、コールドクルーシブル型
の誘導溶解ルツボを使用し、溶湯が電磁石のためルツボ
壁から離れて存在するようにした、レビテーション溶解
によることが好ましい。

【０００３】一方、精密鋳造用鋳型は、一般にワックス
モデルを複数個ツリー状に組み立て、その上にセラミッ
クシェルを形成してから脱ロウを行なって製作すること
が広く行なわれて来た。 これは、多数の鋳造品を一挙
に得られる点で能率がよいが、ツリーから個々の鋳造品
を切り離す作業に労力を要する。 この点を改善するに
は、１個または少数個の鋳造品を連続的に製造できるよ
うにすればよい。

【０００４】そこで発明者は、前記のコールドクルーシ
ブル型ルツボを用いたレビテーション溶解を行なって清
浄な溶湯をつくり、それを１個または少数個の鋳造キャ
ビティをもつ鋳型に吸引注湯する技術を開発し、すでに
提案した（特開平３−４７１７０号）。 その技術にお
いては、コールドクルーシブル型ルツボとして底のない
ものを用い、ルツボ内側断面に対応する断面形状の棒材
の形をした母材金属をルツボの下方から押し上げて供給
する。 この棒材の上端はルツボ内で溶解し、未溶解の
棒材に支持されるので、こうして得られた溶湯を吸引注
湯して、鋳造を行なう。 溶湯が消費されるに伴って棒
材を押し上げ、さらに溶解を進めることで溶湯が補給さ
れる。

【０００５】このようにして、１個ないし少数個の精密
鋳造が、ある限度内で連続的に行なえるようになった。
この限度を画するのは、いうまでもなく溶解すべき母
材金属の棒材の長さであって、１本を溶解し尽くすと、
いったん溶解と鋳造を中止しなければならない。 極力
長い棒材を用意すれば、それに応じて多数回の鋳造を続
けて行なえるが、自ら限度があるし、仮に２本以上を溶
接などで接続してみても、使用する溶解鋳造装置の方が
丈高になってしまい、これも実際的でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
問題を打破して、母材金属の棒材の新しいものを補充す
るときにも溶解および鋳造を中断する必要のない、改良
された精密鋳造の方法および装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の精密鋳造方法
は、コールドクルーシブル型ルツボを用いたレビテーシ
ョン溶解法によって金属を溶解し、溶湯を吸引してセラ
ミックシェル鋳型に注湯する精密鋳造法であって、図１
に示すように、底のないルツボ（１）を使用し、溶解す
べき母材金属をルツボの内側断面に対応する断面形状の
棒材（２）の形でルツボの下方から押し上げて供給する
鋳造方法において、図２に詳細を示すように、ルツボの
内壁に途中から上向きに拡大するテーパ面(３)を設けて
おき、溶解した金属（７）が流下しテーパ面に触れて凝
固することにより、母材金属の棒材（２）が常にルツボ
に係止された状態を保ちながら実施することを特徴とす
る。

【０００８】この方法を実施するための本発明の精密鋳
造装置は、コールドクルーシブル型のルツボ(１)、溶湯
吸い上げ用のスノート（５）をそなえたセラミック鋳型
(４)および真空吸引手段(図示してない)を本質的部分と
する精密鋳造装置であって、ルツボは底がなく、ルツボ
の内側断面に対応する断面形状の棒材（２）の形をした
母材金属をルツボの下方から支持し押し上げる供給手段
（６）をそなえてなる鋳造装置において、ルツボの内側
には途中から上向きに拡大するテーパ（３）が設けてあ
って、溶解した金属（７）が流下してテーパ面に触れて
凝固し凝固金属（８）となることにより母材金属の棒材
（２）が常にルツボに係止されるように構成したことを
特徴とする。

【０００９】

【作用】コールドクルーシブル型ルツボ中でレビテーシ
ョン溶解を行なうと、溶解した金属（７）は図１のよう
に頭の丸い柱を形成する。 鋳型（４）を下げて破線で
示した位置にスノート（５）を入れ、溶湯（７）を吸引
して鋳型内に注湯する。鋳型を引き上げたのち、吸引消
費された溶湯の量に応じて母材金属の棒材(２)を押し上
げると、溶湯の一部が動揺して柱の表面に沿って流下す
る。 流下した溶湯は図２に示すように、ルツボ内壁の
テーパ開始点近く、つまり内径が拡大しはじまる付近に
至って冷却され、そこで未溶融の母材金属と少なくとも
一部で一体になって凝固する。

【００１０】そのため母材金属の棒材は、溶湯との境界
付近で円周上にひろがる断面クサビ型の部分をもつこと
になり、これによってルツボに係止され、下方から支持
していなくても落下しない。 棒材の残りが短くなった
ならば、新しいものを補充すればよく、その間も棒材の
支持手段が溶解中の棒材の下から離れても差支えないか
ら、溶解および鋳造を中止する必要はない。 母材金属
の棒材の補充は、自動的に行なうよう装置を構成するこ
とができる。

【００１１】なお、前記の母材金属の表面を一周する断
面クサビ状の凝固部分の母材金属との融合が不完全な場
合、重さを支えきれないおそれもあるので、１本の母材
金属棒の重量その他を考慮に入れて、場合によってはこ
れをクランプする手段を用いて安全をはかった方がよい
こともある。 クランプ手段は任意であるが、たとえば
図示したような押しピンが簡便でよい。

【００１２】

【発明の効果】本発明の精密鋳造技術によれば、母材金
属の棒材の新しいものを補充するときにも、溶解および
鋳造の作業を中断する必要がなく、所望の鋳造品を得る
のに必要な限り、作業を継続できる。 大きなツリー状
の鋳型を形成することなく、１個ないし少数個の鋳型キ
ャビティを用いた連続的な鋳造を、有利に行なうことが
できる。

【００１３】従って本発明は、精密鋳造品にありがちな
多品種少量生産にも容易に対応することができて、低コ
ストの鋳造品を供給することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の精密鋳造方法の原理を説明するた
め、使用中の装置の主要部を示した縦断面図。

【図２】 図１のＡ部分の詳細図。

【符号の説明】

１ コールドクルーシブル型ルツボ ２ 母材金属の棒材 ３ ルツボ内壁テーパ面 ４ セラミック鋳型 ５ スノート ６ 供給手段 ７ 金属溶湯（溶解した金属） ８ 凝固金属

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コールドクルーシブル型ルツボを用いた
   レビテーション溶解法によって金属を溶解し、溶湯を吸
   引してセラミックシェル鋳型に注湯する精密鋳造方法で
   あって、底のないルツボを使用し、溶解すべき母材金属
   をルツボの内側断面に対応する断面形状の棒材の形でル
   ツボの下方から押し上げて供給する鋳造方法において、
   ルツボの内壁に途中から上向きに拡大するテーパを設け
   ておき、溶解した金属が流下しテーパ面に触れて凝固す
   ることにより、母材金属の棒材が常にルツボに係止され
   た状態を保ちながら実施することを特徴とする精密鋳造
   方法。
2. 【請求項２】 コールドクルーシブル型ルツボ、溶湯吸
   い上げ用のスノートをそなえたセラミック鋳型および真
   空吸引手段を本質的部分とする精密鋳造装置であって、
   ルツボは底がなく、ルツボの内側断面に対応する断面形
   状の棒材の形をした母材金属をルツボの下方から支持し
   押し上げる供給手段をそなえてなる鋳造装置において、
   ルツボの内側には途中から上向きに拡大するテーパ面が
   設けてあって、溶解した金属が流下してテーパ面に触れ
   て凝固することにより母材金属の棒材が常にルツボに係
   止されるように構成したことを特徴とする鋳造装置。
3. 【請求項３】 ルツボの下方に、母材金属の棒材を一時
   的に支持するクランプ手段を付加した請求項２の鋳造装
   置。