JPH0739993A - 鋳造用金型構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳造用金型構造を改良し、キャビティ空間内の
溶湯を直接的に加熱・冷却できるようにする。 【構成】金型１の一部にキャビティ空間５と外部とを連
通する細孔を多数有する入れ子２を配置し、入れ子２の
背面にキャビティ空間５内の溶湯を加熱又は冷却する手
段３，４を設けたことを特徴とする鋳造用金型構造。細
孔を介して溶湯を直接的に加熱・冷却することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造用金型構造に関し、
詳しくはキャビティ空間に注湯された溶湯を加熱又は冷
却することが可能な金型構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造においては、キャビティの厚肉部と
薄肉部で凝固速度が異なり、厚肉部の方が薄肉部より凝
固が遅くなる。そのために内部応力が発生し、鋳造品内
部に引け巣欠陥が発生する場合がある。そこで特開昭６
２−３３０５４号公報には、厚肉部の金型に冷却手段
を、薄肉部の金型に加熱手段を配設した金型構造が開示
されている。このようにすれば、厚肉部と薄肉部の凝固
速度を調整する指向性凝固制御を行うことができ、引け
巣欠陥が防止される。

【０００３】また金型重力鋳造法では、引け巣欠陥を抑
制するために、図５に示すように厚肉部１０１及び薄肉
部１０２からなるキャビティ空間の上部に押湯を注入す
る押湯部１０３を設置したり、冷却手段１０４で金型１
００を冷却することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが特開昭６２−
３３０５４号公報に開示された金型構造では、溶湯の加
熱・冷却は加熱手段及び冷却手段と溶湯の間に介在する
金型を介して行われるため、応答性が悪く指向性凝固制
御に限界があった。また金型重力鋳造法では、押湯部１
０３の容量を大きくすることで押湯の凝固を遅らせ、キ
ャビティ空間内の溶湯が凝固するまでの間押湯からの重
力が作用するように構成する必要がある。そのため金型
が大型となり、また押湯の凝固時間が長くなるという問
題がある。また金型を冷却しても、金型の熱容量が大き
いために局部的な、あるいは急激な型温の制御は困難で
あった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、キャビティ空間内の溶湯を直接的に加熱・
冷却できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の鋳造用金型構造は、キャビティ空間を形成する金型
の一部にキャビティ空間と外部とを連通する細孔を多数
有する入れ子を配置し、入れ子の背面にキャビティ空間
内の溶湯を加熱又は冷却する手段を設けたことを特徴と
する。

【０００７】

【作用】本発明の鋳造用金型構造では、多数の細孔を有
する入れ子が用いられ、細孔がキャビティ空間と外部と
を連通している。そして入れ子の背面には加熱・冷却手
段が設けられている。したがって加熱・冷却手段から噴
出された火炎などの加熱媒体、あるいは冷風などの冷却
媒体は、細孔を通って直接キャビティ空間内の溶湯に接
触し、溶湯を直接的に加熱又は冷却する。

【０００８】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。図１
に本発明の一実施例の金型構造を示す。この金型構造
は、複数の分割型からなる金型本体１と、多数の細孔を
有する複数の入れ子２と、加熱手段３及び冷却手段４と
から構成されている。

【０００９】金型本体１は複数の分割型から構成され、
中央にキャビティ空間５が形成されている。このキャビ
ティ空間５は、厚肉部５０と、薄肉部５１及び鋳造後切
除される押湯部５２から構成されている。そして押湯部
５２及び厚肉部５０を形成する金型本体１には、複数の
入れ子穴１０が形成されている。入れ子２は、図２に示
すように直径２ｍｍのワイヤ２０が複数本束ねられ、外
周部の溶接された溶接部２２で一体化されている。全体
形状は、一般に直径２０〜３０ｍｍ、長さ５０〜１００
ｍｍの略円柱状に形成することができるが、特に制限は
なく、今回は直径３０ｍｍ，長さ６０ｍｍとした。この
入れ子２では、ワイヤ２０どうしの間の間隙が細孔２１
となり、多数の細孔２１が形成されている。

【００１０】この入れ子２は、図３に拡大して示すよう
に金型本体１の入れ子穴１０にそれぞれ埋め込まれ、入
れ子２の一端面２３がキャビティ面１１の一部を構成し
ている。加熱手段３はガスバーナーにより形成された火
炎を噴射するものであり、約８００℃の火炎が入れ子２
の一端面２３と反対側の背面に向かって噴射される構造
である。この加熱手段３は、押湯部５２を構成する金型
本体１の入れ子穴１０に設けられている。

【００１１】冷却手段４は空気を噴出するノズルであ
り、入れ子２の背面に向かって室温の空気を噴出する。
この冷却手段４は、厚肉部５０を構成する金型本体１の
入れ子穴１０に設けられている。上記のように構成され
た本実施例の金型構造を用い、加熱手段３及び冷却手段
４を作動させながら鋳造を行った。そして押湯部５２，
上側の薄肉部５１及び厚肉部５０の溶湯の凝固時間をそ
れぞれ測定し、結果を図４に示す。

【００１２】また、比較のために図５に示す従来の金型
構造を用い、冷却手段１０４から空気を噴出して金型本
体１００を冷却しながら鋳造を行った。そして上記と同
様に押湯部１０３、上側の薄肉部１０２及び厚肉部１０
１の溶湯の凝固時間をそれぞれ測定し、結果を図４に示
す。なお、押湯部１０３の容積は実施例の押湯部５２の
容積の３．５倍であり、薄肉部１０２及び厚肉部１０１
は実施例と同一容積である。

【００１３】図４より、実施例の金型構造の方が従来よ
り凝固時間が短いことが明らかである。そして実施例の
金型構造では、指向性凝固も達成されていることが分か
る。

【００１４】

【発明の効果】したがって本発明の鋳造用金型構造によ
れば、キャビティ空間内の溶湯の加熱・冷却の制御が容
易となり、指向性凝固制御を容易に行うことができるた
め、引け巣欠陥などを一層防止することができる。その
ため鋳造組織が細かく、高強度及び高靱性の鋳造物を形
成することができる。

【００１５】また金型重力鋳造法の場合には、入れ子を
押湯部分に設けることで押湯を直接的に加熱することが
できる。したがって容量が小さくても凝固時間を遅らせ
ることができ、金型の大きさを従来に比べて小さくする
ことができる。さらに、局部的なあるいは急激な加熱・
冷却が可能となるため、従来困難であった温度制御が可
能となり鋳造の自由度が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の金型構造の断面図である。

【図２】本発明の一実施例の金型構造に用いた入れ子の
斜視図である。

【図３】本発明の一実施例の金型構造の要部を断面で示
す斜視図である。

【図４】本発明の一実施例の金型構造と従来の金型構造
を用いて鋳造した際の、金型の各部位における溶湯の凝
固時間を示すグラフである。

【図５】従来の金型構造の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１：金型本体 ２：入れ子
３：加熱手段 ４：冷却手段 ５：キャビティ空間 １
０：入れ子穴 １１：キャビティ面 ２０：ワイヤ ２
１：細孔 ５０：厚肉部 ５１：薄肉部 ５
２：押湯部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ空間を形成する金型の一部に
   該キャビティ空間と外部とを連通する細孔を多数有する
   入れ子を配置し、該入れ子の背面に該キャビティ空間内
   の溶湯を加熱又は冷却する手段を設けたことを特徴とす
   る鋳造用金型構造。