JPH0798258B2 - 金属の低圧鋳造用砂型に溶融金属を供給する方法、低圧鋳造用砂型及び鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、金属の低圧鋳造の砂型
に溶融金属を供給する方法、低圧鋳造用の砂型、及び低
圧鋳造装置に関する。

【従来の技術】加圧ガス源を使用する低圧鋳造（例えば
本出願人の仏国特許出願ＦＲ−Ａ−２２９５ ８０８
号、２ ３６７ ５６６号及び２ ５５６ ９９６号参
照）は、重力による鋳造に比べ、壁が薄い、形状が複雑
である、又は寸法が大きい金属製品の製造では有利であ
る。何故ならば、溶融金属を収容する気密性鋳鍋へのガ
スの注入の結果、金属を空洞の隅々まで流動させるべく
随意に制御することができるからである。低圧鋳造装置
は、溶融金属を収容する鋳鍋と、鋳鍋内部を加圧するガ
ス源と、鋳鍋底部から上方に伸びる導入管と、該導入管
に連結し、上方に伸びる鋳込み口と、鋳込み口により貫
通される複数の段とを有する。従来の低圧鋳造装置で
は、各段は、鋳込み口に連通する単一の中間通路又は２
つの中間通路を有しており、各中間通路は、いくつかの
堰を介して複数の空洞に連通している。

【発明が解決しようとする課題】このような構造には下
記の問題がある。鋳造すべき製品が細長くて複雑な形状
を有し且つ鋳型の各段毎に前後があべこべになるように
交互に配置される場合には、堰の配置が通路に対して非
対称となり、また、所与の通路に対応する堰の数が空洞
毎に異なる場合があり、従って２つの空洞の充填が均等
でなくなるという問題がある。本発明の第１の目的は、
上記問題を解消し、金属の低圧鋳造において、各空洞を
均等に充填する方法を提供することにある。本発明の第
２の目的は、上記方法に使用される砂型を提供すること
にある。本発明の第３の目的は上記方法を実行する鋳造
装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
金属の低圧鋳造用砂型の複数の空洞に溶融金属を供給す
る方法であって、該供給が鋳込み口と、複数の中間通路
と、複数の堰とを介して実施され、同じ中間通路に連通
する全ての堰は同じ空洞に連通することを特徴とする方
法によって達成される。本発明の第２の目的は、少とも
１つの段と、該段を垂直に横切る鋳込み口とを備えてお
り、前記段が複数の空洞と、鋳込み口に連通しており該
鋳込み口から水平方向に外側に伸びる複数の中間通路
と、該空洞及び中間通路に連通する堰とを有しており、
同じ中間通路に連通する全ての堰は同じ空洞に連通する
ことを特徴とする金属の低圧鋳造用砂型によって達成さ
れる。本発明の第３の目的は、溶融金属を収容する鋳鍋
と、該鋳鍋に接続された加圧ガス源と、該鋳鍋の底部か
ら上方に伸びる導入管と、該導入管の上端の開口部を鋳
込み口の底部に当接させる手段とを有することを特徴と
する金属の低圧鋳造装置によって達成される。

【実施例】ここで、添付図面を参照しながら非限定的実
施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。図１に示し
た装置は、溶融金属２を収容する鋳鍋又はリザーバを構
成する容器１と、鋳型支持フレーム３と、砂型４とを含
む。この装置は、鋳鉄（ねずみ鋳鉄又は球状黒鉛鋳鉄）
を鋳型４で低圧鋳造するのに使用される。鋳型の内部構
造を除けば、この装置は前出のＦＲ−Ａ−２ ２９５
８０８号に記載の装置と同じである。固定鋳鍋１は、側
壁に気密的に固定され且つ適当な手段（図示せず）によ
ってロックされた上方蓋５を含む。この蓋５には孔７が
設けられており、この孔に鋳込みノズル６が挿入されて
いる。このノズル６は、孔７の直径に対応する外径を有
する管状下方部分８と、全体的に円錐台形の上方部分９
とを含み、この上方部分が大きい方の平面状底部１０を
介して孔７の周縁に気密的に当接している。このノズル
の底部１０には溝が設けられており、その中に石綿の紐
からなる密封パッキン１１が配置されている。耐熱材か
らなる導入管１２はノズル６を貫通し、鋳鍋１の底部の
近傍まで延びている。導入管１２の上方部分はノズル６
の平面状上表面の中央部に連通している。鋳鍋１は管１
４を介して加圧ガス源１３に接続されており、鋳鍋１と
圧力源１３又は大気との連通は鋳鍋外部の適当な装置１
５を介して実施される。鋳込み時の鋳鍋内の圧力はマノ
メータ１６によってモニターされる。フレーム３は、２
つのレール１９の上を走るローラ１８を底部に備えた側
柱１７を含む。側柱１７は上端部で天井部分２０を介し
て互いに接続されている。この天井部分には下向きに延
びるジャッキ２１が取付けられており、該ジャッキのピ
ストンロッド２２の下端部には当接プレート２３が枢着
されている。各側柱１７は、つば２４も有し、このつば
にコイルばね２５が当接している。水平支持プレート２
６は側柱１７のつば２４より上の部分に沿って垂直に滑
動し得る。このプレート２６は常にばね２５の上端部に
当接しており、このばねにより上向きの応力を受ける。
プレート２６に下方への圧力が全く加えられなければ、
該プレートはノズル６の上表面より上に位置する。プレ
ート２６には、ノズル６を通すのに十分な大きさの直径
を有する円形孔２７が設けられている。鋳型４は、図２
に示すように、例えば３つの段を含む多段式の片側だけ
解放された充実鋳型である。この鋳型は砂で形成されて
おり、導入管１２とほぼ同じ直径の円形断面をもつ垂直
鋳込み口２８を有する。この鋳込み口は底部が開放され
ており、この底部がノズル６の形状と合致する末広状の
円錐台形収容部２９を有する。この鋳込み口は鋳型の上
表面から幾らか距離をおいた地点まで延びる。３つの段
はいずれも同じであり、図３のような構造を有する。こ
の構造では、鋳込み口２８から４つの中間通路が水平に
延びており、そのうち２つの通路３０Ａは第１の方向に
向かって互いに平行に延び、残りの２つの通路３０Ｂは
第１の方向と反対の方向に向かって互いに平行に延びて
いる。各通路３０Ｂは通路３０Ａの延長上にある。段は
更に同一の細長い形状をした２つの空洞３１を含む。こ
れらの空洞は前後があべこべになるように互い違いに、
即ち鋳込み口の軸線Ｘ−Ｘに対して対称的に配置されて
いる。これらの空洞は鋳込み口２８の両側に存在し、各
々が３つの堰を介して溶融金属を受給する。この実施例
では、各空洞毎に鋳込み口を挟んで片側に１つの堰３２
Ａ、反対側に２つの堰３２Ｂが具備されている。堰３２
Ａは空洞を通路３０Ａに接続し、２つの堰３２Ｂは空洞
を通路３０Ａの延長上の通路３０Ｂに接続する。各通路
３０Ａ又は３０Ｂは鋳込み口を１つの空洞３１にだけ接
続する。段全体について考察すると（図３）、一方の空
洞に供給を行う堰は空洞への金属供給の必要に応じて配
置され、軸線Ｘ−Ｘから様々な距離をおいて位置し、も
う一方の空洞への供給を行う堰と向かい合う理由はな
い。通路３０Ａ及び３０Ｂは少数の堰にしか供給しない
ため、横断面積が比較的小さい。より正確には、１つの
段の中間通路３０Ａ、３０Ｂの横断面積の合計は鋳込み
口２８の横断面積より遥かに小さく、例えばその１０％
未満である。これらの通路の横断面積が変化する場合
は、これらの通路の入口の横断面積がこの条件を満たす
ようにする。この装置は下記のように操作する。フレー
ム３を鋳鍋１から離した状態で、適当な耐熱性シール３
３を鋳型４の収容部２９の底部に適用する。各空洞内に
中子（図示せず）を入れた鋳型４をプレート２６上に配
置し、該プレートの中央孔２７に対して調心する。次い
でフレーム３をレール１９上で滑動させて液状鋳鉄の鋳
鍋１の上方に移動させ、ノズル６と鋳型の収容部２９と
が向かい合うようにする。この状態でジャッキ２１を伸
ばすことにより、ばね２５の力に逆らいながらプレート
２３を介して鋳型４及び支持プレート２６を下降させ
る。この操作の結果シール３３が収容部２９の底とノズ
ル６との間で締付けられ、鋳込み口と導入管とが気密的
に接続される。次いで、装置１５の操作により鋳鍋１を
圧力源１３に接続する。その結果、鋳鉄の自由面に作用
する圧力により、鋳鉄が管１２内を上昇して鋳型の鋳込
み口２８と通路３０Ａ及び３０Ｂと空洞３１とを満た
す。前記圧力は製造すべき製品の大きさ及び形状に応じ
て決定した所定の時間にわたって維持する。その間、鋳
込み口２８は、鋳縮みを補正するための補足用液状鋳鉄
を空洞に供給するリザーバ又は湯口（ｍａｓｓｅｌｏｔ
ｔｅ）の役割を果たす。次いで、堰及び中間通路が凝固
したら装置１５の操作によって鋳鍋１内のガス圧を大気
圧に戻し、鋳込み口２８内及び管１２内の液状鋳鉄をこ
れら２つの管路から流出させて鋳鍋１内に戻す。次いで
ジャッキ２１の作用を除いて、鋳型−支持プレートアセ
ンブリ２６がばね２５の作用でノズル６から離れるよう
にし、フレーム３全体をレール１９上での滑動により鋳
鍋１から水平に移動させる。通路３０Ａ及び３０Ｂが前
述の大きさを有し且つ管１４を介して適当な流量のガス
が導入されるため、液体金属は鋳込み口２８内を高速で
上昇し、対応する通路３０Ａ及び３０Ｂを介して各空洞
への供給を個々に行うのに十分な金属静圧（Ｐｒｅｓｓ
ｉｏｎ ｍｅｔａｌｌｏｓｔａｔｉｑｕｅ）が得られ
る。このような構造では総ての空洞がその形状及び段に
関係なく均等且つ同時に充填される。また、中間通路が
細いためにその中を流れる金属の流量が制限され、従っ
て各鋳込み操作時の金属移動が最小限に抑えられると共
に、空洞の充填がより十分な制御下でより静かに実施さ
れる。そのため、鋳造製品の品質も改善される。もう１
つ留意すべきこととして、中間通路が閉塞手段として使
用されるため、金属の収率低下を伴わずに、著しく冷却
された金属の鋳鍋内への返送が回避される。これは、鋳
造条件の再現性にとって極めて有利なことである。ま
た、鋳込み口内のやや冷却した金属が次の鋳込み操作時
に鋳型の総ての空洞の間で分配されることになり、極め
て好ましい熱収支が得られる。本発明によれば、各空洞
への溶融金属の供給は、互いに同じ形状及び配置の通路
及び堰により同一の条件で実行でき、ばらつきのない鋳
造物を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳造装置を簡単に示す縦断面図であ
る。

【図２】図１の装置で使用される鋳型を図３の線ＩＩ−
ＩＩに沿った断面図で示す説明図である。

【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図であ
る。

【符号の説明】

４ 鋳型（砂型） ２８ 鋳込み口 ３０Ａ、３０Ｂ 中間通路 ３１ 空洞 ３２Ａ、３２Ｂ 堰

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属の低圧鋳造用砂型の複数の空洞に溶
   融金属を供給する方法であって、該供給が鋳込み口と、
   複数の中間通路と、複数の堰とを介して実施され、同じ
   中間通路に連通する全ての堰は同じ空洞に連通すること
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 溶融金属を総ての中間通路より上に上昇
   させるのに十分な流量で、該溶融金属を鋳込み口に送給
   することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 溶融金属圧力を総ての中間通路が凝固す
   るまで維持し、その後この圧力を緩めることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 少とも１つの段と、該段を垂直に横切る
   鋳込み口とを備えており、 前記段が複数の空洞と、鋳込み口に連通しており該鋳込
   み口から水平方向に外側に伸びる複数の中間通路と、該
   空洞及び中間通路に連通する堰とを有しており、 同じ中間通路に連通する全ての堰は同じ空洞に連通する
   ことを特徴とする金属の低圧鋳造用砂型。
5. 【請求項５】 各空洞が、鋳込み口の両側に延びる少な
   くとも２つの中間通路を介して該鋳込み口に連通するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の砂型。
6. 【請求項６】 １つの段の中間通路の入口の横断面積の
   合計が鋳込み口の横断面積より遥かに小さいことを特徴
   とする請求項４又は５に記載の砂型。
7. 【請求項７】 複数の段を有することを特徴とする請求
   項４から６のいずれか一項に記載の砂型。
8. 【請求項８】 請求項４から７のいずれか一項に記載の
   砂型を備えた低圧鋳造装置であって、溶融金属を収容す
   る鋳鍋と、該鋳鍋に接続された加圧ガス源と、該鋳鍋の
   底部から上方に伸びる導入管と、該導入管の上端の開口
   部を鋳込み口の底部に当接させる手段とを有することを
   特徴とする金属の低圧鋳造装置。