JPH0718464Y2 - 差圧鋳造装置 - Google Patents
差圧鋳造装置Info
- Publication number
- JPH0718464Y2 JPH0718464Y2 JP15783388U JP15783388U JPH0718464Y2 JP H0718464 Y2 JPH0718464 Y2 JP H0718464Y2 JP 15783388 U JP15783388 U JP 15783388U JP 15783388 U JP15783388 U JP 15783388U JP H0718464 Y2 JPH0718464 Y2 JP H0718464Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- container
- casting
- pipe
- differential pressure
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は圧力差によって溶湯を鋳型の下方からキャビテ
ィに注湯して鋳造する装置、いわゆる差圧鋳造装置に関
する。
ィに注湯して鋳造する装置、いわゆる差圧鋳造装置に関
する。
＜従来の技術＞ 一般に高品質鋳造品の製造に当っては差圧鋳造法が利用
されている。この差圧鋳造法は低圧鋳造方や吸引鋳造法
に代表されるが、以下にそれらを簡単に説明する。
されている。この差圧鋳造法は低圧鋳造方や吸引鋳造法
に代表されるが、以下にそれらを簡単に説明する。
低圧鋳造法は、密閉された保熱炉や溶解炉内の溶湯面に
通常１気圧以下の圧力を加え、炉上に配置された鋳型へ
湯口管（ストーク）を介して溶湯を押し上げ、キャビテ
ィへ注湯することにより鋳造する方法である。
通常１気圧以下の圧力を加え、炉上に配置された鋳型へ
湯口管（ストーク）を介して溶湯を押し上げ、キャビテ
ィへ注湯することにより鋳造する方法である。
一方、吸引鋳造法は、鋳型を減圧可能なチャンバ内に入
れてキャビティを負圧にし、下方より炉内の溶湯を湯口
管を介して吸引しキャビティに溶湯を注湯することによ
り鋳造する方法である。
れてキャビティを負圧にし、下方より炉内の溶湯を湯口
管を介して吸引しキャビティに溶湯を注湯することによ
り鋳造する方法である。
このような差圧鋳造法では、溶湯中に深く浸漬した湯口
管を通じて、溶湯が下から上へと連続移動して鋳型内に
注湯されるため、空気や溶湯表面に浮遊するノロやフラ
ックスの鋳型内への巻き込みが殆んど無くなり、また鋳
型内で溶湯が凝固する間も下方の溶湯と連結しているの
で、凝固収縮時の溶湯補強もスムースに行なわれ、その
うえ指向性凝固が行なわれるので健全な、気密性に優れ
た鋳物ができる。しかも圧力調整によって静かに注湯出
来るため、シェル中子等の砂中子が使用でき、形状の複
雑な鋳物が製造できるという利点も有する。
管を通じて、溶湯が下から上へと連続移動して鋳型内に
注湯されるため、空気や溶湯表面に浮遊するノロやフラ
ックスの鋳型内への巻き込みが殆んど無くなり、また鋳
型内で溶湯が凝固する間も下方の溶湯と連結しているの
で、凝固収縮時の溶湯補強もスムースに行なわれ、その
うえ指向性凝固が行なわれるので健全な、気密性に優れ
た鋳物ができる。しかも圧力調整によって静かに注湯出
来るため、シェル中子等の砂中子が使用でき、形状の複
雑な鋳物が製造できるという利点も有する。
こうした差圧鋳造法においては湯口管に割れ、溶損等が
生じて気密性を失うとキャビティに溶湯が保持されずに
流出するなどの問題が生じる。溶湯が融点の低いアルミ
ニウム、マグネシウム等であれば湯口管の材料の選択は
容易であるが、溶湯が融点の高い鋳鉄、鋳鋼等の場合に
は、溶湯温度において充分な耐熱性（耐溶損性及び耐熱
衝撃性）を有する湯口管材料は得られにくい。
生じて気密性を失うとキャビティに溶湯が保持されずに
流出するなどの問題が生じる。溶湯が融点の低いアルミ
ニウム、マグネシウム等であれば湯口管の材料の選択は
容易であるが、溶湯が融点の高い鋳鉄、鋳鋼等の場合に
は、溶湯温度において充分な耐熱性（耐溶損性及び耐熱
衝撃性）を有する湯口管材料は得られにくい。
従って融点の高い溶湯を用いて差圧鋳造を行なう場合、
湯口管のある程度の溶損は避けられないことから、従来
より湯口管としては溶湯と同系の金属で幾分厚めに製作
されたものが使用されてきた。
湯口管のある程度の溶損は避けられないことから、従来
より湯口管としては溶湯と同系の金属で幾分厚めに製作
されたものが使用されてきた。
一方、それに代わるものとして、全く溶損の虞れの無い
セラミックスで構成した湯口管が特開昭63-132762号公
報等で提案されている。
セラミックスで構成した湯口管が特開昭63-132762号公
報等で提案されている。
＜考案が解決しようとする課題＞ しかしながら、溶湯と同系の材料で且つ厚めに製作され
た湯口管には以下のような問題があった。即ち、湯口管
を溶湯中に浸漬すると一時的にその近傍の溶湯が冷却さ
れるので、湯口管の肉厚が厚いほど鋳込初期の湯温が下
がり湯まわりに支障をきたす。このため湯まわりを確保
するため溶湯温度を高くして鋳込みを行なうが高熱にな
った分、溶損も促進される。その結果、必要凝固時間に
対して溶損が先に起こってしまう。以上のことから湯口
管の厚さと溶湯温度の非常に限定された条件のもとでし
か鋳造を行なえず、それでもなお鋳造不良を皆無にする
ことはできなかった。
た湯口管には以下のような問題があった。即ち、湯口管
を溶湯中に浸漬すると一時的にその近傍の溶湯が冷却さ
れるので、湯口管の肉厚が厚いほど鋳込初期の湯温が下
がり湯まわりに支障をきたす。このため湯まわりを確保
するため溶湯温度を高くして鋳込みを行なうが高熱にな
った分、溶損も促進される。その結果、必要凝固時間に
対して溶損が先に起こってしまう。以上のことから湯口
管の厚さと溶湯温度の非常に限定された条件のもとでし
か鋳造を行なえず、それでもなお鋳造不良を皆無にする
ことはできなかった。
一方、上記特開昭63-132762号公報開示されているよう
なセラミックス製湯口管を使用すれば確かに溶損の問題
は起こり得ないが、湯口管が非常に高価となりしかも繰
り返し使用し得ないものであるから、生産コストの著し
い上昇を招く。また熱衝撃に弱いため割れが生じやすく
気密性確保の信頼性に乏しいことからも到底採用するこ
とはできない。
なセラミックス製湯口管を使用すれば確かに溶損の問題
は起こり得ないが、湯口管が非常に高価となりしかも繰
り返し使用し得ないものであるから、生産コストの著し
い上昇を招く。また熱衝撃に弱いため割れが生じやすく
気密性確保の信頼性に乏しいことからも到底採用するこ
とはできない。
本考案は上記問題を解決する目的でなされたものであ
り、その解決しようとする課題は、溶湯と同系の材料で
作る湯口管の肉厚を強いて厚めにしなくとも湯口管の溶
損が防止され確実に鋳造を行うことのできる差圧鋳造装
置を提供することである。
り、その解決しようとする課題は、溶湯と同系の材料で
作る湯口管の肉厚を強いて厚めにしなくとも湯口管の溶
損が防止され確実に鋳造を行うことのできる差圧鋳造装
置を提供することである。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するための本考案の差圧鋳造装置は、大
容器内の溶湯に小容器が浸漬され、該小容器には大容器
内の溶湯を導入する通湯孔が設けられ、そして小容器内
の溶湯に浸漬される湯口管が溶湯と同系の材料で出来て
いることを特徴とする。
容器内の溶湯に小容器が浸漬され、該小容器には大容器
内の溶湯を導入する通湯孔が設けられ、そして小容器内
の溶湯に浸漬される湯口管が溶湯と同系の材料で出来て
いることを特徴とする。
即ち本考案の差圧鋳造装置は、鋳型と、その下方に配置
された溶湯容器と、鋳型キャビティ内を減圧するか若し
くは溶湯容器内を加圧する手段と、溶湯をキャビティ内
に導く湯口管とからなる鋳造装置において、溶湯容器を
外側容器と内側容器の二重構造とし、内側容器には通湯
孔を穿設して溶湯が上記両容器内を移動できるようにす
るとともに、溶湯と同系の材料で作られた湯口管を内側
容器内の溶湯に浸漬させるようにしたことを特徴とす
る。
された溶湯容器と、鋳型キャビティ内を減圧するか若し
くは溶湯容器内を加圧する手段と、溶湯をキャビティ内
に導く湯口管とからなる鋳造装置において、溶湯容器を
外側容器と内側容器の二重構造とし、内側容器には通湯
孔を穿設して溶湯が上記両容器内を移動できるようにす
るとともに、溶湯と同系の材料で作られた湯口管を内側
容器内の溶湯に浸漬させるようにしたことを特徴とす
る。
小容器（内側容器）及び通湯口の大きさは、湯口管を浸
漬した時、その近傍の溶湯が適当な温度降下と早急な温
度回復を示すよう選択するのが好ましい。なお湯口管は
従来より使用されているものに比べ肉厚を薄くすること
が重要である。
漬した時、その近傍の溶湯が適当な温度降下と早急な温
度回復を示すよう選択するのが好ましい。なお湯口管は
従来より使用されているものに比べ肉厚を薄くすること
が重要である。
＜作用＞ 以上のように構成すると、小容器内の溶湯は熱容量が小
さいために、湯口管を浸漬するとその近傍の湯温降下が
著しくなる。したがって湯口管には凝固層が形成され
る。
さいために、湯口管を浸漬するとその近傍の湯温降下が
著しくなる。したがって湯口管には凝固層が形成され
る。
注湯を開始すると大容器から高温の溶湯が補充されるの
で溶湯の温度回復も早い。湯口管を厚くしないで湯口管
の熱容量を小さくしておくことも温度回復に役立つ。
で溶湯の温度回復も早い。湯口管を厚くしないで湯口管
の熱容量を小さくしておくことも温度回復に役立つ。
上記凝固層は湯口管の溶損を遅らせ十分な注湯−凝固時
間を与えるので鋳造を良好に行うことができる。
間を与えるので鋳造を良好に行うことができる。
＜実施例＞ 以下、本考案の差圧鋳造装置を、一実施例の吸引鋳造装
置により説明するが、これにより本発明は何ら限定され
るものではない。
置により説明するが、これにより本発明は何ら限定され
るものではない。
本装置では第１図に示すように、上型１と下型２よりな
る通気性の鋳造３は定盤４上に設置され、気密チャンバ
５で覆われている。該チャンバ５には図示しない減圧手
段に連結された排気管６が設けられており、これにより
キャビティ７を減圧できるようになっている。キャビテ
ィ７への注湯は定盤４に貫通させたストーク８を通じて
下方に配置された溶湯容器９内の溶湯15を吸引すること
により行なわれる。
る通気性の鋳造３は定盤４上に設置され、気密チャンバ
５で覆われている。該チャンバ５には図示しない減圧手
段に連結された排気管６が設けられており、これにより
キャビティ７を減圧できるようになっている。キャビテ
ィ７への注湯は定盤４に貫通させたストーク８を通じて
下方に配置された溶湯容器９内の溶湯15を吸引すること
により行なわれる。
溶湯容器は、大容器（大ルツボ）11の外周をコイル10で
囲んでなる容量300kgの高周波炉９と、その内部に付設
された小容器（容量30kgのマグネシアを主成分とする小
ルツボ）12とから概略構成されている。小容器12は図示
しない支持部材により大容器11内の溶湯14にほぼ90％没
するように浸漬されており、小容器12の底には、大容器
11内の溶湯14が流入できるようにφ70の通湯孔が設けら
れている。ストーク８の先端は小容器12内の溶湯15に浸
漬されており、小容器12内の溶湯15を吸引すると、上記
通湯口より大容器11から溶湯14が補充される。
囲んでなる容量300kgの高周波炉９と、その内部に付設
された小容器（容量30kgのマグネシアを主成分とする小
ルツボ）12とから概略構成されている。小容器12は図示
しない支持部材により大容器11内の溶湯14にほぼ90％没
するように浸漬されており、小容器12の底には、大容器
11内の溶湯14が流入できるようにφ70の通湯孔が設けら
れている。ストーク８の先端は小容器12内の溶湯15に浸
漬されており、小容器12内の溶湯15を吸引すると、上記
通湯口より大容器11から溶湯14が補充される。
溶湯14、15は耐熱鋳鋼SCH21（0.3％Ｃ−20％Ni−25％Cr
−残Fe）を溶解したものであり、ストーク８は上記溶湯
材料と同系の材料（0.08％Ｃ−残Fe）でできた内径60mm
×肉厚2.3mm×長さ400mmの一般市販鉄パイプである。上
記装置及び溶湯を用いて、最小肉厚3mmで重量20kgの製
品を、減圧速度100mmHg/sec、最終圧−600mmHgの条件で
鋳造する場合、上記2.3mm肉厚のパイプの場合の湯まわ
りを確保するための鋳込み下限温度は1500℃が必要で、
一方必要凝固時間は50secである。
−残Fe）を溶解したものであり、ストーク８は上記溶湯
材料と同系の材料（0.08％Ｃ−残Fe）でできた内径60mm
×肉厚2.3mm×長さ400mmの一般市販鉄パイプである。上
記装置及び溶湯を用いて、最小肉厚3mmで重量20kgの製
品を、減圧速度100mmHg/sec、最終圧−600mmHgの条件で
鋳造する場合、上記2.3mm肉厚のパイプの場合の湯まわ
りを確保するための鋳込み下限温度は1500℃が必要で、
一方必要凝固時間は50secである。
小容器12を使用しない場合の（従来の）ストークの肉厚
と溶損時間の関係を示した第３図から、50secの鋳造時
間に対しては従来の装置、即ち2.3mm鉄パイプのみでは3
0secで溶損してしまうのでストークの肉厚が4mm以上必
要であることが分かる。しかし4mm厚のパイプによる鋳
造ではパイプ熱容量が大きくなって初期鋳込み温度が低
下し、湯まわり不良が発生するため、溶湯の温度を幾分
高くしておく必要がある。これでは注湯−凝固が完了す
るまでにストークが溶損してしまう。
と溶損時間の関係を示した第３図から、50secの鋳造時
間に対しては従来の装置、即ち2.3mm鉄パイプのみでは3
0secで溶損してしまうのでストークの肉厚が4mm以上必
要であることが分かる。しかし4mm厚のパイプによる鋳
造ではパイプ熱容量が大きくなって初期鋳込み温度が低
下し、湯まわり不良が発生するため、溶湯の温度を幾分
高くしておく必要がある。これでは注湯−凝固が完了す
るまでにストークが溶損してしまう。
本実施例ではこの鋳込み初期の流入溶湯の湯温低下を防
ぐため、ストーク８の厚さをを2.3mmとしている。小容
器12内の溶湯15は小容器12で大量の溶湯14と熱的に分離
されており且つ熱容量が小さいことから、鋳造に際しス
トーク８を小容器12内の溶湯15に浸漬すると、ストーク
８の浸漬部分に約5mm厚の凝固層16が形成される。こう
した小容器12中のＡ部の溶湯の温度変化を第２図に示
す。この状態で減圧手段を作動させ前記条件で鋳造を行
なう時、キャビティ７へ鋳込まれる溶湯は小容器12内の
溶湯は通湯口より流入する溶湯で補充されるので第２図
で示した温度低下は流入溶湯ですみたかに回復し大容器
11内の溶湯14と同一となる。従ってほぼ所望温度の溶湯
を鋳込むことができるとともに、凝固層16が形成された
ことで鋳造時間が確保される。
ぐため、ストーク８の厚さをを2.3mmとしている。小容
器12内の溶湯15は小容器12で大量の溶湯14と熱的に分離
されており且つ熱容量が小さいことから、鋳造に際しス
トーク８を小容器12内の溶湯15に浸漬すると、ストーク
８の浸漬部分に約5mm厚の凝固層16が形成される。こう
した小容器12中のＡ部の溶湯の温度変化を第２図に示
す。この状態で減圧手段を作動させ前記条件で鋳造を行
なう時、キャビティ７へ鋳込まれる溶湯は小容器12内の
溶湯は通湯口より流入する溶湯で補充されるので第２図
で示した温度低下は流入溶湯ですみたかに回復し大容器
11内の溶湯14と同一となる。従ってほぼ所望温度の溶湯
を鋳込むことができるとともに、凝固層16が形成された
ことで鋳造時間が確保される。
＜考案の効果＞ 以上の如く、本考案の鋳造装置では、通湯孔を有する小
容器を溶湯に浸漬し、該小容器内の溶湯に湯口管を浸漬
するようにしたので、以下のような効果を奏する。
容器を溶湯に浸漬し、該小容器内の溶湯に湯口管を浸漬
するようにしたので、以下のような効果を奏する。
まず湯口管の溶損が起こりにくくなり、充分な注湯−凝
固時間が確保できる。従って鋳造不良を防ぐことがで
き、歩留まりが向上する。
固時間が確保できる。従って鋳造不良を防ぐことがで
き、歩留まりが向上する。
また湯口管として安価なパイプが使用できる。
そのうえ湯口管の厚さや溶湯温度の管理を厳密に行う必
要が無くなる。
要が無くなる。
しかも溶湯表面のスラグ除去は小容器の所だけでよくな
り、小容器の脱着自在化により更に容易となる。
り、小容器の脱着自在化により更に容易となる。
即ち本考案の装置は作業製の向上や生産コストの低減に
寄与できる。
寄与できる。
第１図は本考案の一実施例の低圧鋳造装置を示す断面
図、 第２図は該装置に係る湯口管近傍の溶湯温度変化を示す
グラフ、 第３図は溶湯と同系材料でできた湯口管の肉厚と溶損時
間の関係を示すグラフである。 図中、 ３……鋳型、８……ストーク 11……大容器、12……小容器 13……通湯孔、14……大容器内の溶湯 15……小容器内の溶湯、16……凝固層
図、 第２図は該装置に係る湯口管近傍の溶湯温度変化を示す
グラフ、 第３図は溶湯と同系材料でできた湯口管の肉厚と溶損時
間の関係を示すグラフである。 図中、 ３……鋳型、８……ストーク 11……大容器、12……小容器 13……通湯孔、14……大容器内の溶湯 15……小容器内の溶湯、16……凝固層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 結城 勇 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−104457（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】大容器内の溶湯に小容器が浸漬され、該小
容器には大容器内の溶湯を導入する通湯孔が設けられ、
そして小容器内の溶湯に浸漬される湯口管が溶湯と同系
の材料で出来ていることを特徴とする差圧鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783388U JPH0718464Y2 (ja) | 1988-12-03 | 1988-12-03 | 差圧鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783388U JPH0718464Y2 (ja) | 1988-12-03 | 1988-12-03 | 差圧鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0281752U JPH0281752U (ja) | 1990-06-25 |
| JPH0718464Y2 true JPH0718464Y2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=31437623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15783388U Expired - Lifetime JPH0718464Y2 (ja) | 1988-12-03 | 1988-12-03 | 差圧鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718464Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820450B1 (ko) * | 2006-08-11 | 2008-04-10 | 현대자동차주식회사 | 멀티 합금 주입이 가능한 저압 주조 장치 |
| JP7333625B2 (ja) * | 2020-04-03 | 2023-08-25 | 株式会社トウネツ | 低圧鋳造用溶湯保持炉 |
-
1988
- 1988-12-03 JP JP15783388U patent/JPH0718464Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0281752U (ja) | 1990-06-25 |
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