JPH1029037A - 鋳造方法及び鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】引け巣によって発生する巣穴や凹みを抑えた成
形品を提供することを目的とする。 【解決手段】鋳造枠２内に第１鋳造領域１２と第２鋳造
領域１３を形成した。これにより、その鋳造枠２内に溶
湯を流して第１鋳造領域１２の溶湯が凝固する際の温度
冷却勾配が緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋳造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のアルミ鋳造反転金型を制
作するための鋳造枠の断面図を示す。図５において、ア
ルミ鋳造反転型の制作は鉄製の鋳造枠２０内にセラミッ
クよりなる鋳型２１をセットする。そして、鋳型２１を
セットした鋳造枠２０内にアルミを流し凝固させること
によりアルミ鋳造反転金型２２が成形される

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に成形されるアルミ鋳造反転金型２２は、中央部が薄く
外側部が厚い。その結果、でき上がったアルミ鋳造反転
金型２２は、肉薄の中央部に巣穴や凹みが生じていた。
これは、アルミが凝固する時、鋳造枠に接している部分
から凝固が始まり、最後に中央部が凝固するため、凝固
収縮による溶湯不足が引け巣を中央部に集中させ、さら
に外周部に分散して発生させるからである。

【０００４】そして、アルミ鋳造反転金型２２に巣穴が
ある場合には該金型２２を使用しての射出成形時の製品
の品質向上を図るうえで問題となる。また、成形される
アルミ鋳造反転金型２２に凹みが生じた場合には該凹み
の穴を埋める作業を行わなければならない。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的は、引け巣によ
って発生する巣穴や凹みを抑えた成形品を作ることがで
きる鋳造方法及び鋳造装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、鋳造枠内に成形製品部と
非成形製品部を形成し、その鋳造枠内に溶湯を流し該成
形製品部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾配を緩和させ
るようにした鋳造方法をその要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、鋳造枠内に成形
製品部と非成形製品部を形成するとともに、鋳造枠の上
部に注ぎ口が前記非成形製品部に連通する押湯蓋を配設
し、押湯蓋の注ぎ口から溶湯を前記鋳造枠の高さ以上に
注ぎ、前記成形製品部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾
配を緩和させるとともに、該成形製品部の凝固時の凝固
収縮による溶湯不足を補充するようにした鋳造方法をそ
の要旨とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、鋳造枠内に成形
製品部と非成形製品部を形成した鋳造装置をその要旨と
する。請求項４に記載の発明は、鋳造枠内に成形製品部
と非成形製品部を形成するとともに、鋳造枠の上部に注
ぎ口が前記非成形製品部に連通する押湯蓋を配設した鋳
造装置をその要旨とする。

【０００９】従って、請求項１に記載の発明によれば、
成形製品部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾配が緩和さ
れる。請求項２に記載の発明によれば、成形製品部の溶
湯が凝固する際の温度冷却勾配は緩和されるとともに、
押湯蓋の注ぎ口にある溶湯の自重によって成形製品部の
凝固時の凝固収縮による溶湯不足は補充される。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、鋳造枠内
に溶湯を流したとき、成形製品部の溶湯が凝固する際の
温度冷却勾配が緩和される。請求項４に記載の発明によ
れば、押湯蓋の注ぎ口から溶湯を鋳造枠の高さ以上に注
いだとき、成形製品部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾
配は緩和させるとともに、成形製品部の凝固時の凝固収
縮による溶湯不足は補充される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
一形態を図１〜図４に従って説明する。図１はアルミ鋳
造反転金型を制作するための鋳造装置１を示している。
この鋳造装置１は鋳造枠２とその上部に配設した押湯蓋
３から構成されている。

【００１２】鋳造枠２は鉄により形成され、四角形状の
鋳造領域を形成している。図３に示したように、その鋳
造領域の片側半分にはセラミック（本実施形態では、多
孔質のムライト）よりなる鋳型４がセットされている。
鋳型の表面にはその中央部に周囲よりも盛り上がった凸
部４ａが形成されている。また、鋳造領域のもう半分に
はケイ酸カルシウムよりなる耐火物により平面状に形成
されたボード５がセットされている。

【００１３】一方、押湯蓋３は、図２に示すように、耐
火物により四角柱状で同形状に形成された第１の蓋部６
と第２の蓋部７から構成されている。第１及び第２の蓋
部６，７の側面には、その四隅に面と直交するように貫
通孔６ａ，７ａが形成されている。その貫通孔６ａ，７
ａには、第１の蓋部と第２の蓋部６，７を連結する連結
軸８が挿入されている。連結軸８の両端部には、雄ネジ
８ａが形成されている。従って、第１及び第２の蓋部
６，７の側面から突出した連結軸８の両端からナット９
で締め付けることにより、第１の蓋部６と第２の蓋部７
はその側面同士を合わせて固定される。これによって、
押湯蓋３が形成される。

【００１４】図２，３に示すように、第１及び第２の蓋
部６，７には、それぞれが向き合っている側面の端部に
平断面半円状の凹部１０がそれぞれ形成されている。凹
部１０は、第１凹部１０ａと第２凹部１０ｂと第３凹部
１０ｃとからなっている。第１凹部１０ａの内径は、第
３凹部１０ｃの内径よりも大きくなっていて、第２凹部
１０ｂはその内径が第１凹部１０ａの内径から第３凹部
１０ｃの内径に連続的に小さくなっている。そして、そ
の凹部１０は、第１の蓋部６と第２の蓋部７の側面を合
わせて押湯蓋３とした時に、図１に示すような円形状の
注ぎ口としての押湯口１１を形成し、押湯蓋３の上部と
下部を連通させている。

【００１５】第１の蓋部６と第２の蓋部７とから押湯蓋
３を形成した後、この押湯蓋３を前記鋳造枠２の上に配
設する。この時、図１，３に示すように、前記押湯蓋３
の押湯口１１は鋳造枠２内のボード５がセットされた領
域に連通している。そして、鋳造枠内であって押湯蓋の
底面と前記鋳型及び焼結材とに囲まれた空間に、成形製
品部としての第１鋳造領域１２と非成形製品部としての
第２鋳造領域１３とを形成している。第１鋳造領域１２
は、鋳型４と押湯蓋３の底面とに囲まれた領域であり、
アルミ鋳造反転金型を鋳造する。鋳型４の中央部には凸
部４ａが形成されているため、第１鋳造領域１２はその
中央部が肉薄部となり、その周囲は肉厚部となってい
る。第２鋳造領域１３は、ボード５と押湯蓋３の底面と
に囲まれた領域であり、非製品部を鋳造する。また、押
湯蓋３の前記押湯口１１は第２鋳造領域１２に連通して
いる。

【００１６】次に、上記のような鋳造装置１を用いたア
ルミ鋳造反転金型の鋳造方法を説明する。図４に示すよ
うに、溶湯としての溶融したアルミを押湯口１１から各
鋳造領域１２，１３がすべて満たされ、さらに押湯口１
１まで一杯となるまで流し込む。この後、一定時間この
状態で保持する間に溶融したアルミは、第１鋳造領域１
２から凝固し始める。これは、第１鋳造領域１２が第２
鋳造領域１３に比べて、薄肉部が存在するためにその領
域が小くなっていることと、押湯口１１にある溶融した
アルミが第２鋳造領域１３側に位置しているからであ
る。そして、この第１鋳造領域１２における溶融したア
ルミが凝固する場合において、鋳造領域全体の溶融した
アルミの温度冷却勾配は、第２鋳造領域１３の溶湯の存
在及び押湯口１１の溶湯の存在により第１鋳造領域１２
のみの場合よりも緩やかになっている。即ち、溶融した
アルミは鋳造枠２に接している部分から徐々に凝固して
いく。従って、薄肉部が最後に凝固することはなくな
る。また、温度勾配が緩やかになった場合においても溶
融したアルミが凝固する場合には、凝固収縮によって溶
湯不足となる部分が生じる。この部分には、押湯口１１
内のアルミの自重によって溶融したアルミが補充され
る。

【００１７】このように、第１鋳造領域１２内におい
て、溶融したアルミは徐々に凝固し、さらに溶湯不足の
部分には溶融したアルミを補充しながらアルミが凝固す
る。従って、第１鋳造領域１２で鋳造されるアルミ鋳造
反転金型１４には引け巣の発生による巣穴や凹みが生じ
なくなる。

【００１８】各鋳造領域１２，１３と押湯口１１内のア
ルミが完全に凝固した後、押湯蓋３を構成する第１の蓋
部６と第２の蓋部７を固定していたナット９を外し、第
１の蓋部６と第２の蓋部７を分割する。さらに、鋳造枠
２も外して得たアルミを第１鋳造領域１２の部分と他の
部分とを切り離す。これによりアルミ鋳造反転金型１４
を単体で得ることができる。ここで、第１の蓋部６と第
２の蓋部７は、再び使用することができ、切り取った部
分のアルミは再び溶融して再利用することができる。

【００１９】次に、上記のような実施形態における特徴
的な作用効果を以下に述べる。 （１）本実施形態では、鋳造枠２内にアルミ鋳造反転金
型の製品部を鋳造する第１鋳造領域１２と非製品部を鋳
造する第２鋳造領域１３を設けている。これにより、第
１及び第２鋳造領域１２，１３に満たした溶融アルミ
は、その凝固時における温度冷却勾配を緩やかにするこ
とができる。従って、溶融アルミは徐々に凝固するた
め、第１鋳造領域１２で鋳造されるアルミ鋳造反転金型
１４の薄肉部に発生する巣穴や凹みを抑えることができ
る。

【００２０】（２）本実施形態では、鋳造枠２内にアル
ミ鋳造反転金型の製品部を鋳造する第１鋳造領域１２と
非製品部を鋳造する第２鋳造領域１３を設け、鋳造枠２
の上部に第２鋳造領域１３に連通する押湯口１１を備え
た押湯蓋３を配設している。これにより、第１及び第２
鋳造領域１２，１３と押湯口１１内に満たした溶融アル
ミは、その凝固時における温度冷却勾配を緩やかにする
ことができる。さらに、第１鋳造領域１２内のアルミが
凝固する際に生じる溶湯不足部分に、押湯口１１内のア
ルミの自重によって溶融したアルミが押されて供給され
ながら、第１鋳造領域１２内のアルミは凝固する。従っ
て、第１鋳造領域１２で鋳造されるアルミ鋳造反転金型
１４に引け巣を発生させることがなく、巣穴や凹みの発
生を抑えることができる。

【００２１】（３）本実施形態において、押湯蓋３は第
１の蓋部６と第２の蓋部７とから構成されていることに
より、アルミが凝固した後にその押湯蓋３を壊すことな
く凝固したアルミを得ることができる。従って、押湯蓋
３は再度利用することができる。

【００２２】尚、この発明は、次のような別の実施形態
に具体化することができる。 （１）上記実施形態では、溶融したアルミを押湯口１１
が一杯となるまで流し込んでいるが、鋳造枠２の高さよ
りも高くなるまで流し込めばどの位置まで流し込んでも
よい。ただし、押湯口１１に流し込まれたアルミの自重
によって第１鋳造領域１２に生じた溶湯不足部分に溶融
したアルミを供給するため、一杯まで入れた方が自重は
大きくなって引け巣を無くす効果は大きい。

【００２３】（２）上記実施形態で、鋳型４はセラミッ
クによって形成されているが、これに限られることはな
く、例えば砂、金属等によって形成してもよい。 （３）上記実施形態では、ボード５はケイ酸カルシウム
よりなる耐火物によって形成されているが、耐火物の材
料はこれに限られることはない。

【００２４】（４）上記実施形態では、鋳型４にはその
中央部に凸部４ａが形成されているが、鋳型４の表面形
状はこれに限られることはない。 （５）上記実施形態では、第１及び第２の蓋部６，７に
貫通孔６ａ，７ａを形成し、この貫通孔６ａ，７ａに両
端部に雄ネジ８ａを形成した連結軸８を挿入して第１及
び第２の蓋部６，７を固定している。これを第１又は第
２の蓋部６，７のいづれか一方の蓋部に連結軸８を固定
して、もう一方の蓋部のみをナット９で固定するように
してもよい。

【００２５】（６）上記実施形態では、押湯蓋３の押湯
口１１は円形状であるが、形状はこれに限られることは
なく、例えば楕円形、四角形状としてもよい。 （７）上記実施形態では、第１及び第２の蓋部６，７の
四隅、つまり片側に２つづつ貫通孔６ａ，７ａを形成し
ているが、片側に１つづつ形成してしてもよい。この場
合、貫通孔に挿入される連結軸は計２本となる。

【００２６】（８）上記実施形態では、溶湯として溶融
したアルミを使用したが、これに限られることはなく、
例えば亜鉛、マグネシウム等の非鉄金属であってもよ
い。以上、この発明の実施の各形態について説明した
が、各形態から把握できる請求項以外の技術思想につい
て、以下にそれらの効果とともに記載する。

【００２７】（１）請求項２に記載の鋳造方法におい
て、押湯蓋３は、第１の蓋部６と第２の蓋部７から構成
されることを特徴とする鋳造方法。これにより、溶湯が
凝固した後に、押湯蓋３を壊すことなく製品を得る。ま
た、押湯蓋３は再度利用される。

【００２８】（２）請求項４に記載の鋳造装置におい
て、押湯蓋３は、第１の蓋部６と第２の蓋部６から構成
されることを特徴とする鋳造方法。これにより、溶湯が
凝固した後に、押湯蓋３を壊すことなく製品を得る。ま
た、押湯蓋３は再度利用される。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、引
け巣によって発生する巣穴や凹みを抑えた成形品を作る
ことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の鋳造装置を示す斜視図。

【図２】本実施形態の押湯蓋を示す斜視図。

【図３】Ａ−Ａ断面図。

【図４】本実施形態の鋳造装置に溶融したアルミを流し
込んだ場合の断面図。

【図５】従来の鋳造枠の断面図。

【符号の説明】

２…鋳造枠、３…押湯蓋、１１…注ぎ口としての押湯
口、１２…成形製品部としての第１鋳造領域、１３…非
成形製品部としての第２鋳造領域。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造枠（２）内に成形製品部（１２）と
   非成形製品部（１３）を形成し、その鋳造枠（２）内に
   溶湯を流し該成形製品部（１２）の溶湯が凝固する際の
   温度冷却勾配を緩和させるようにした鋳造方法。
2. 【請求項２】 鋳造枠（２）内に成形製品部（１２）と
   非成形製品部（１３）を形成するとともに、鋳造枠
   （２）の上部に注ぎ口（１１）が前記非成形製品部（１
   ３）に連通する押湯蓋（３）を配設し、押湯蓋（３）の
   注ぎ口（１１）から溶湯を前記鋳造枠（２）の高さ以上
   に注ぎ、前記成形製品部（１２）の溶湯が凝固する際の
   温度冷却勾配を緩和させるとともに、該成形製品部（１
   ２）の凝固時の凝固収縮による溶湯不足を補充するよう
   にした鋳造方法。
3. 【請求項３】 鋳造枠（２）内に成形製品部（１２）と
   非成形製品部（１３）を形成した鋳造装置。
4. 【請求項４】 鋳造枠（２）内に成形製品部（１２）と
   非成形製品部（１３）を形成するとともに、鋳造枠
   （２）の上部に注ぎ口（１１）が前記非成形製品部（１
   ３）に連通する押湯蓋（３）を配設した鋳造装置。