JPH11347706A

JPH11347706A - 差圧鋳造法

Info

Publication number: JPH11347706A
Application number: JP15337198A
Authority: JP
Inventors: Minoru Uozumi; 稔魚住; Shoichiro Nitta; 彰一郎新田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高融点材料に対して経済的に行なう差圧鋳造
法を加圧、減圧それぞれに提供し、耐久的に使用可能な
湯口部を提供し、高融点材料用に適用可能な加圧式差圧
鋳造装置を提供し、耐久性のある安定な液面検出センサ
を用いて、効果的に実施する差圧鋳造装置を提供するこ
と。【解決手段】鋳型３と湯口部１を溶湯通路部で合わ
せ、気密炉体の溶湯上の開口部に湯口部１を挿入し、湯
口部１を炉体内部に突出させ、湯口部１を溶湯４中に所
定深さに浸漬させ、気密炉内を加圧して溶湯４をキャビ
ティ３−３に充填し、湯口部１および鋳型本体接合部内
の溶湯が固相率約４０％以上の時点で鋳型本体を湯口部
１から分離し、炉外の型開き工程に移動させ、湯口部１
は気密炉体から離脱させ炉外で湯口部１の凝固溶湯４−
１を溶湯浸漬端側に押し出して除去し、ついで鋳型本体
をセットすることでつぎの鋳造に備える、工程からなる
加圧式差圧鋳造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄系材料等の高融点
材料の差圧鋳造をストークを使用しないで行う差圧式鋳
造法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶湯を鋳型に減圧、もしくは加圧して充
填する差圧鋳造は、充填が制御できるため、品質の良い
製品を鋳造するのに適する。アルミ等の低融点の合金で
は、差圧鋳造法は、シリンダヘッドのような複雑な形状
の部品を製造する主な鋳造法として使用されている。し
かし、鉄系材料のような高融点材料には、減圧を利用し
た方法が提案されているものの、実際の適用は限られて
いる。比較的に融点が低い鋳鉄では、大型の加圧式の保
持炉によるサイホン式の鋳込みが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の高融点
材料の差圧鋳造法及び装置には、つぎの問題があった。
従来、差圧鋳造の、鉄系の高融点材料への適用におい
て、鋳型と溶湯容器を連結する給湯管に耐久性のあるも
のが無く、１回毎に付け替える消耗的なものしかなかっ
た。このため、差圧鋳造の、気密炉体を使用する加圧式
への適用は見られず、鋳型の気密化のみで実施可能な減
圧式にのみ、適用されている。また、砂型等の鋳型湯口
を直接溶湯に浸漬して減圧鋳込みを行うことが実用され
ている。この場合でも、湯口部は浸漬のため通常の形状
に比べ大となり、１回毎に消耗するので、コストが高
く、また砂型のため通気性があり鋳込み時の空気の巻き
込みが生じたり、溶湯浸漬時に砂が落ちる等の問題があ
った。また、大物で高さの高い鋳造製品では、減圧法で
は高減圧によるガス欠陥発生等の問題があった。また、
Ｍｇを含む球状黒鉛鋳鉄等では、減圧による黒鉛の粗大
化等の問題もあった。鋳鉄に対しては、サイホン式の加
圧鋳込みの実例もあるが、装置内溶湯の凝固を防止する
には給湯部は大きな径の形状が必要で不要な溶湯を保持
したり、給湯系の保温装置が必要となったり、休止時の
凝固皮膜除去等、実際操業上の問題が多い。さらに、融
点の高い鋳綱等への適用は不可能であった。本発明の目
的は、高融点材料の差圧鋳造を経済的に行う差圧鋳造法
を加圧、減圧それぞれに提供すること、耐久的に使用可
能な湯口部を提供すること、高融点材料用に適用可能な
加圧式差圧鋳造装置を提供すること、耐久性のある安定
な液面検知センサを用いて、本発明をより効果的に実施
する加圧式差圧鋳造装置を提供すること、にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎの通りである。（１）鋳型本体と湯口部を溶湯通路部で合わせ、気密
炉体の溶湯上の開口部に湯口部を挿入し、該湯口部を炉
体内部に突出させ、湯口部外周で前記開口部の周囲部に
気密に当接させ、湯口部と高融点材料の溶湯を相対的に
移動させて前記湯口部を溶湯中に所定深さに浸漬させ、
気密炉内を加圧することで溶湯を鋳型本体内キャビティ
に充填し、湯口部および鋳型本体接合部内の溶湯が固相
率約４０％以上の時点で鋳型本体を湯口部から分離し、
炉外の型開き工程に移動させ、湯口部は気密炉体から離
脱させ炉外で鋳型本体接合部側から湯口部の凝固溶湯を
溶湯浸漬端側に押し出して除去し、湯口部を炉上に戻
し、ついで鋳型本体をセットすることでつぎの鋳造に備
える、工程からなる加圧式差圧鋳造法。（２）鋳型本体と湯口部を溶湯通路部で合わせ、湯口
開口部を除き鋳型本体周囲を外包部により気密に覆い、
溶湯中に湯口部を予め設定した深さまで浸漬し、前記気
密外包部を減圧し、溶湯を鋳型本体内キャビティに充填
し、湯口部および鋳型本体の接合部の溶湯が固相率約４
０％以上に達した時点で、湯口部から鋳型本体を分離
し、鋳型本体は炉外の型開き工程に移動させるととも
に、湯口部は炉から離脱させて炉外に移動し、鋳型本体
接合面側から湯口部の凝固溶湯を溶湯浸漬側に押し出す
ことで除去し、湯口部を炉に戻し、ついで鋳型本体を湯
口部上にセットしてつぎの鋳造に備える、工程からなる
減圧式差圧鋳造法。（３）内部に加熱要素を備えた気密溶湯保持容器およ
びその気密蓋と、気密蓋にベローズ等の気密弾性部材も
しくは摺動シール部で上下に移動可能の、外径が溶湯容
器より小で底面に周辺部にシール面を有した開口部を有
する鋳型受けと、鋳型受けと連結した電極もしくは光学
的手段で構成された溶湯の液面検知センサと、シリンダ
等で構成された前記鋳型受けの上下駆動手段と、前記液
面検出手段に接続された上下駆動手段の制御盤と、前記
液面検知センサと接続された気密炉圧力制御装置と、鋳
型の前記鋳型受けへの脱着手段と、からなる加圧式差圧
鋳造装置。（４）前記湯口部が、１個または複数個の貫通口を有
し、貫通口の上側は鋳型本体のキャビティに連結可能
で、内部の縦断面形状が干渉なく下方に抜ける断面形状
をなし、さらに少なくとも溶湯浸漬部の外形が下方にい
くにつれて縮小し、外形縦断面形状が干渉なく下方に抜
ける形状とされ、少なくとも溶湯接触部は内部に冷却媒
体が流動的に存在可能な空洞を有し、外部と空洞との連
結口を有し、上面に前記開口部を囲むシール部、もしく
は下面に溶湯浸漬部より大きな外形のシール部を有する
張り出し部をもち、溶湯と同種、もしくは低融点の金属
部材、金属と同等の熱伝導率を有するセラミック部材、
もしくは黒鉛部材等の気密性高熱伝導材料で構成されて
いる、（３）記載の加圧式差圧鋳造装置。（５）前記液面検知センサが、溶湯に湯口が浸漬され
たことを、鋳型、炉の気密部位内の圧力と大気との差圧
が所定値以上の時に検出する検出器からなる、（３）記
載の加圧式差圧鋳造装置。

【０００５】上記（１）、（２）、（３）の方法または
装置では、製品の種類に応じて減圧、加圧の選択が自在
でそれぞれに最適な鋳造法が提供される。鋳込み後、鋳
型（金型ともいう）と湯口部を分離し、型抜き、湯口部
清掃を行うことで、溶湯給湯管を用いることなく、湯口
部を繰り返し使用することができて経済的となり、特に
鉄系高融点材料に対しても、差圧鋳造を行うことができ
る。本発明の加圧式差圧鋳造装置は上記湯口部以外の一
般の鋳型にも適用可能で、アルミ等で実績のある低鋳並
の品質で鋳鋼等の鋳造を可能とする。また、湯口受けに
よる炉内への湯口部の侵入可能によって、鉄系溶湯に最
適な坩堝式誘導炉の使用が可能となり、炉のみを気密構
造とするコンパクトな装置が可能となった。また、溶湯
のキャビティへの経路が短く熱損失も最小にでき鋳造性
が向上する。また、固相率約４０％以上に達した時点で
鋳型本体を分離するので、溶湯の凝固物が溶湯中に落下
することがなく、それによる製品品質への悪影響はな
い。また、上記（４）の湯口部は、鉄系のような高融点
溶湯に対しても接触面に早期に凝固膜を形成し、溶湯と
の直接接触が防止され、同時に湯口部側の接触部の温度
は湯口部の材料の融点以下の低温に保たれ、溶湯による
湯口部の熱的損傷や浸食が防止される。また接触部が一
体構造で機械的な損傷も防止される。この結果、従来無
かった鉄系溶湯用の耐久湯口部を実現できる。また、湯
口部が差圧鋳造で必要な気密空間の要素として作用し、
圧漏れによる欠陥発生等が防止される。上記（５）の装
置は、閉塞空間の特徴をとらえた液面検出法を提供し、
耐久性のある安定した制御を可能とした。以上、広範囲
な鉄系製品に対して、差圧鋳造を安定的、経済的に適用
可能とした。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施例に係る差
圧鋳造方法および装置を説明する。図１〜図７に本発明
による減圧式差圧鋳造装置と、その装置を用いて実施さ
れる減圧式差圧鋳造法の工程を示す。図１において、湯
口部１には湯口１−１に半径方向外側に張り出す張り出
し部１−７を設け、上面を平面で構成し、開口部１−２
の上面周囲にシール部材１−４を配置してある。開口部
１−２は下方にいくにつれて横断面形状を広げ、縦断面
形状が干渉なく抜ける形状をなす。また、湯口１−１の
外形は下方にいくにつれて狭くなっており、縦断面形状
が干渉なく下方に抜ける形状をなす。湯口１−１は、内
部に水等の冷却媒体を保持する空間１−３を有してお
り、空間１−３は連結導管１−３１を経由し、図示しな
いシリンダ等で構成される湯口部昇降移動機構の保持部
１−６から外部供給源および排出先に連通する。また、
湯口１−１、開口部１−２の溶湯接触部位は一体構造で
あるので、接合部に隙間はない。

【０００７】液面検知センサ２はその下方に検出電極２
−１を有しており、液面検知センサ２の出力は図示しな
い湯口部材昇降移動機構の制御盤に出力される。鋳型３
は、下型３−１、上型３−２で構成され、製品キャビテ
ィ３−３を形成する。キャビティ３−３は下型３−１中
央部に設けられた湯口３−４で外部に開口する。３−５
はＯリング等で構成されたシール部材であり、下型３−
１、上型３−２の見切り面を気密シールする。キャビテ
ィ３−３の上部に設けられた３−６は細孔等で構成され
たベントであり、上型３−２の中央部に設けられた減圧
孔３−６１、上型３−２の上部に接続された減圧ホース
３−６２を経由して、図示しない外部の真空ポンプ等で
構成される減圧装置に連結する。下型３−１の下面に設
けられた３−７は気密シール溝である。また、鋳型３は
図示しない脱着機構に保持されており、昇降、移動が可
能である。以下の図において、工程に関与する部分のみ
番号を示す。同一番号は同一内容を示す。図２におい
て、４は図示しない加熱手段を有する保持炉等の炉内の
溶湯である。図４において、キャビティ３−３内部、湯
口１−１周囲に存在する４−１は凝固溶湯を示す。図５
において、５は凝固した製品を示す。図６において、６
は残湯除去装置であり、残湯除去装置６は炉外に設置さ
れ、図示しない油圧シリンダ等の駆動手段に連結した抜
きピン６−１、湯口受け６−２、で構成される。

【０００８】つぎに、減圧式差圧鋳造装置の作用および
減圧式差圧鋳造方法の各工程の作用を、図１〜図６を参
照して説明する。図１において、鋳型３は下型３−１、
上型３−２が型合わしされ、見切り面をシール部材３−
５でシールされ、これによってキャビティ３−３は湯口
３−４を除いて、大気から気密にシールされる。この金
型３を湯口部１に隙間なく密着させる。この時、湯口３
−４と湯口部開口部１−２を合わせ、下型３−１と湯口
１の上面をシール部材１−４でシールする。また、この
時、湯口部１の空間１−３には、冷却媒体である水が保
持材１−６から通水されている。湯口部昇降機構によっ
て全体を降下させ、図２に示すように溶湯４に湯口１−
１が浸漬される。検出電極２−１が溶湯４にふれ、液面
検知センサ２が溶湯面を検知し下降が停止される。湯口
の開口部１−２は溶湯４によって大気からシールされ、
内部に気密空間を形成する。図３で図示しない減圧装置
を作動させ、減圧ホース３−６２、減圧孔３−６１、ベ
ント３−６を経由してキャビティ３−３内を減圧し、溶
湯４をキャビティ３−３に吸い上げ充填する。図１０
は、その時の鋳型内圧力の変化を示す。

【０００９】図４に示すように、湯口部１の内部にある
空間１−３、連結導管１−３１には水等が通してあり、
湯口部１はそれにより冷却されており、湯口１−１の溶
湯浸漬部には凝固膜４−１が形成される。また、強力な
冷却によって、湯口部１の溶湯接触部の温度は、湯口部
１の融点以下に保たれる。金型３内部でも充填溶湯が凝
固していく。図５で湯口部分の溶湯が固相率約４０％以
上の時点で金型３のみを上昇させ、充填された溶湯を金
型３と湯口部１の境界で分断する。湯口部１の開口部１
−２内の溶湯の凝固は進行する。

【００１０】つぎに、湯口部１を溶湯４から離脱させ炉
外に持ち出し，図６に示すように残湯除去装置６にセッ
トし、湯口受け６−２で保持し、抜きピン６−１で凝固
残湯４−１を下に押し出し除去する。湯口部１の形状が
前記のような形状のため，湯口開口部１−２内溶湯が全
て凝固しても、湯口部１に妨げられることなしに押し出
すことができる。鋳型３も、図７に示すように、上下を
開き、凝固した製品５を取り出す。湯口部１は、つぎの
鋳込みのため図１の位置に戻り、全工程を終了する。

【００１１】湯口部１の浸漬深さは、溶湯によるシール
作用を確保するため、予め実験等で設定する。図５の分
離も、予め実験等で鋳込みからの経過時間で設定する。
本実施例では湯口部１、金型３は共に銅合金にした。溶
湯４はステンレス鋳鋼材で、溶湯温度は約１５５０℃
で、総鋳込み量約３kgの多数個の小物部品を鋳造した。
湯口部１の浸漬深さは、鋳込み後の湯面低下を見込み５
０mmとし、鋳込み後５秒で湯口部材１と金型３の分離を
行った。また、固相率４０％以上では、溶湯の落下が起
こらない。

【００１２】湯口部は他の金属材料でも可能であり、冷
却効果のよい、熱伝導率の高いものがよく、また、比較
的熱伝導率の低い材料では肉厚を薄く設計して使用して
もよい。さらに冷却が可能なセラミック、黒鉛材料でも
よい。また本実施例では湯口部１には鋳込み前に黒鉛系
の離型材を塗布したが、図６の残湯除去に効果があっ
た。溶湯への浸漬は、本実施例のように一定に固定して
も、鋳込み中湯面低下に合わせて降下させても良い。ま
た、本実施例では減圧を鋳型自身の気密保持で行った
が、別に鋳型全体を覆う気密用のチャンバを使用しても
良い。本実施例では金型を鋳造毎に炉外で冷却していた
が、金型にも冷却経路を設け水冷等の適用は可能であ
る。

【００１３】図８、図９は減圧式差圧鋳造法および装置
の湯口部における、他の実施例（複数個の湯口部１’、
１”が一体となった湯口部）を示す平面図である。図１
〜図７と同一番号は図１〜図７と同一内容を示す。１−
３１１、１−３１２はそれぞれ冷却媒体の導入孔、排出
孔である。取り付けボルト等は図示を省略した。図９は
図８のＡ−Ａ線での断面図である。その形状は図１の説
明と同様の内容である。

【００１４】図１１は加圧式差圧鋳造における実施例の
装置を示す。図１〜図７と同一番号は図１〜図７と同一
内容を示す。１−５は湯口部１の張り出し部１−７下面
に設けた気密接合面である。金型３は縦割になってお
り、左右型３−１’、３−２’で構成される。３−７
は、金型３の脱着部材であり、図示しないシリンダ等で
構成される昇降移動機構に接続される。気密容器９は、
誘導コイル１０−２、鉄心等で構成されるインダクタ
ー、坩堝１０−１、で構成される誘導炉体１０を内蔵し
ている。９−１は気密フランジ、９−１０は密閉空間で
ある。気密容器９の一部に設けられた加圧気体導入孔９
−２に加圧気体ホース９−３が接続されており、加圧気
体ホース９−３の加圧気体導入孔９−２に接続されてい
ない側は、図示しない加圧気体源に、同じく図示しない
加圧制御装置を経由して連結される。気密容器９の上面
にある８は気密蓋で、左右方向中央部に開口部８−１を
有しており、鋳型受け７が気密かつ摺動自在に挿入され
ることができる。鋳型受け７は、軸受け７−３で、気密
蓋８に固定された支柱８−２に対して、図示しないシリ
ンダ等の駆動手段で上下に移動可能である。鋳型受け７
は下端に、湯口部１の湯口１−１が挿入可能な開口部７
−１を有しており、その周辺に気密接合面７−２を有す
る。また、鋳型受け７の外径は、坩堝１０−１内に挿入
可能になっている。

【００１５】つぎに、加圧式の場合の実施例の方法を説
明する。図１１は、鋳込み前の、金型のセットされた状
態を示す。金型３は減圧式とは異なり、左右型３−
１’、３−２’の見切り面はシールされておらず、キャ
ビティ３−３は見切りの隙間を介して大気と連通してお
り、また湯口部１にセットされた時も金型３と湯口部１
との接合面にはシールがない。湯口部１は、鋳型受け７
の開口部７−１に湯口１−１を挿入することにより、鋳
型受け７にセットされる。この時、開口部７−１の周囲
の気密接合面７−２と、張り出し部１−７の下面の気密
接合面１−５は、気密接触する。本実施例では機械仕上
げ面のみであるが、弾性シール部材を介してもよい。こ
の結果、気密容器９の蓋８、鋳型受け７、湯口部１で密
閉空間９−１０が形成される。しかし、湯口部１の湯口
開口部１−２、キャビティ３−３を経由して、密閉空間
９−１０は大気に連通状態にある。また、湯口部１には
保持部材１−６を経由して冷却水等が供給され、冷却水
等は他の保持部材１−６から排出される。脱着装置３−
７を鋳型３、湯口部１、鋳型受け７が密着された状態で
降下させる。液面検知センサ２’が溶湯４に接し、溶湯
液面を検出し、所定の浸漬深さで停止する。湯口部１が
溶湯４に突入した後、気密容器９、気密蓋８、湯口部１
で密閉空間９−１０が形成される。

【００１６】この密閉空間９−１０に加圧気体を加圧気
体ホース９−３、加圧気体導入孔９−２、を経由して供
給し、溶湯４を湯口部１からキャビティ３−３に押上
げ、充填する。図１２はこの時の炉内圧力の上昇を示
す。このときも湯口部１には、内部の水冷効果と高熱伝
導率のため、早期に凝固膜が形成され、湯口部１の溶湯
接触部分の温度は、湯口部１の融点以下の低温に保たれ
る。

【００１７】湯口部１と鋳型３の境界の溶湯が固相率約
４０％以上になる時点で、脱着装置３−７を上昇させ、
鋳型３と湯口部１を分離し、内部の凝固溶湯を分断す
る。鋳型３は外部で脱型し製品５を取り出す。分離後、
保持部材１−６によって、湯口部１を上昇させ外部に取
り出し、図６と同様に凝固残湯を下に押しだし除去す
る。また、鋳型受け７も上昇し誘導炉外の位置に戻る。
湯口部１を再度鋳型受け７にセットすればつぎの鋳造が
可能となる。炉の加圧は鋳型３と湯口部１の分離時に解
除する。加圧式では気密容器９内で炉１０を上下しても
よいが、密閉空間９−１０の容量が大きくなり制御性が
悪化する。また、鉄系材料に対しては誘導加熱が有効
で、坩堝型の誘導炉が最適である。気密容器９の誘導加
熱を防止するため、鉄心入のインダクターを使用した。
本実施例では、加圧式のため減圧式ではガス欠陥等で適
用が難しい約１０００mmの鋳鋼部品を製造した。鋳型３
は減圧式の場合の実施例と同じく銅合金で、湯口部１も
同材であった。鋳型受け７と気密蓋８のシールはベロー
ズ等の気密弾性部材で構成してもよい。

【００１８】また、本実施例装置では、従来まったく実
績の無い鉄系材料の加圧式差圧鋳造が可能である。ま
た、鋳型受け７に入り、開口部７−１に入る湯口を持つ
鋳型であれば、消耗性の砂型でも適用可能である。ま
た、砂型、金型の混合した構成でもよい。また坩堝１０
−１内に鋳型受け７が入り込み、溶湯４と鋳型３の距離
を短縮でき、加圧条件が一定でよく、温度降下も少ない
という利点がある。図８、図９に示した湯口部の他の実
施例は、加圧式の場合にも適用可能である。加圧用では
上面のシール１−４は不要で、張り出し部１−７の下面
に気密接合部を鋳型受け７に合わせて設置すればよい。

【００１９】以上の実施例では、溶湯液面の検出は電極
等の接触式であったが、耐久性に問題がある。加圧、減
圧両方式において湯口が溶湯に接触すると加圧式では炉
側、減圧式では鋳型に気密空間が形成される。このため
湯口部の浸漬量を増加させると気密空間が圧縮され、そ
の圧力が上昇する。この圧力上昇を検出することで液面
検知を行なってもよい。その場合は、溶湯との接触部分
が湯口のみでよいので耐久性がある。図１０に減圧式、
図１２に加圧式へ適用した場合の、各々の密閉空間の圧
力を示す。実際の圧力上昇は小さいので模式的に示す。
加圧式の場合は鋳型受け７が侵入するので，圧力上昇は
減圧式の場合より大となる。図１３に、気密空間の圧力
上昇による液面検出のブロック図を示す。炉または型の
圧力と大気圧とを差圧リレー２０に導き、差圧が所定値
より大になって差圧リレー２０がＯＮとなると、液面が
所定レベルに達したとみなして、差圧リレー２０の信号
を鋳造装置制御盤２１に送り、降下停止信号を発すると
共に、加圧／減圧開始信号を発するようにしてある。大
気との差圧を測定することで大気圧の変動の影響を回避
した。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の加圧式差圧鋳造法、請求項２
の減圧式差圧鋳造法、請求項３の加圧式差圧鋳造装置に
よれば、製品の種類に応じて減圧、加圧の選択が自在
で，それぞれに最適な鋳造法が提供される。鋳込み後、
鋳型と湯口部を分離することで，とくに鉄系高融点材料
に対して型抜き、湯口清掃が容易になる。請求項４の装
置によれば、湯口部が，鉄系のような高融点溶湯に対し
ても接触面の早期に凝固膜を形成し、溶湯との直接接触
が防止され、同時に湯口部側の接触部の温度は、湯口部
の材料の融点以下の低温に保たれ、溶湯による熱的損傷
や浸食が防止される。また接触部が一体構造であるの
で、機械的な損傷も防止される。この結果、従来無かっ
た鉄系用の耐久湯口部が可能となった。また、湯口部が
差圧鋳造で必要な気密空間の要素として作用し、圧漏れ
による欠陥発生等が防止された。請求項３の加圧式差圧
鋳造装置によれば、上記湯口部以外の一般の鋳型にも適
用可能で、アルミ等で実績のある低鋳並の品質で、鋳鋼
等の鋳造を可能とした。また湯口受けによる坩堝内への
湯口部の侵入可能によって鉄系で最適な坩堝式誘導炉の
使用が可能となり、炉のみを気密構造とするコンパクト
装置が可能となった。また少量の溶解保持が可能で、生
産に見合った装置が提供できる。また、溶湯の経路が短
く熱損失も最小にでき、鋳造性が向上する。請求項５の
装置によれば、閉塞空間の圧力上昇により液面検出する
ので、センサを溶湯に接触させる場合に比べて、耐久性
のある安定した検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の減圧式差圧鋳造方法を実施する
装置の一部の断面図である。

【図２】図１の装置の、湯口部が溶湯に浸漬された状態
の断面図である。

【図３】図１の装置の、キャビティに溶湯が充填された
状態の断面図である。

【図４】図１の装置において、キャビティ内で溶湯が約
４０％凝固した状態を示す断面図である。

【図５】図１の装置において、溶湯凝固後に鋳型のみを
上昇させた状態の断面図である。

【図６】図１の装置において、溶湯凝固後に鋳型の上
型、下型を分離し、湯口部から凝固残湯を除去している
状態の断面図である。

【図７】図１の装置において、鋳造製品を鋳型から取り
外している状態の断面図である。

【図８】他の実施例における、湯口部近傍における平面
図である。

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図１０】減圧式における鋳型内空間の圧力の変化を示
すグラフである。

【図１１】本発明実施例の加圧式差圧鋳造方法を実施す
る装置の断面図である。

【図１２】加圧式の炉内の密閉空間における圧力の変化
を示すグラフである。

【図１３】圧力を検出することにより、液面を検出する
工程を示すブロック図である。

【符号の説明】

１湯口部１−１湯口１−２開口部１−３空間３鋳型３−３キャビティ３−６１減圧孔４溶湯（高融点材料）６残湯除去装置６−１抜きピン７鋳型受け８気密蓋９気密容器９−２加圧気体導入孔２０差圧リレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型本体と湯口部を溶湯通路部で合わ
せ、気密炉体の溶湯上の開口部に湯口部を挿入し、該湯
口部を炉体内部に突出させ、湯口部外周で前記開口部の
周囲部に気密に当接させ、湯口部と高融点材料の溶湯を
相対的に移動させて前記湯口部を溶湯中に所定深さに浸
漬させ、気密炉内を加圧することで溶湯を鋳型本体内キ
ャビティに充填し、湯口部および鋳型本体接合部内の溶
湯が固相率約４０％以上の時点で鋳型本体を湯口部から
分離し、炉外の型開き工程に移動させ、湯口部は気密炉
体から離脱させ炉外で鋳型本体接合部側から湯口部の凝
固溶湯を溶湯浸漬端側に押し出して除去し、湯口部を炉
上に戻し、ついで鋳型本体をセットすることでつぎの鋳
造に備える、工程からなる加圧式差圧鋳造法。
【請求項２】鋳型本体と湯口部を溶湯通路部で合わ
せ、湯口開口部を除き鋳型本体周囲を外包部により気密
に覆い、溶湯中に湯口部を予め設定した深さまで浸漬
し、前記気密外包部を減圧し、溶湯を鋳型本体内キャビ
ティに充填し、湯口部および鋳型本体の接合部の溶湯が
固相率約４０％以上に達した時点で、湯口部から鋳型本
体を分離し、鋳型本体は炉外の型開き工程に移動させる
とともに、湯口部は炉から離脱させて炉外に移動し、鋳
型本体接合面側から湯口部の凝固溶湯を溶湯浸漬側に押
し出すことで除去し、湯口部を炉に戻し、ついで鋳型本
体を湯口部上にセットしてつぎの鋳造に備える、工程か
らなる減圧式差圧鋳造法。
【請求項３】内部に加熱要素を備えた気密溶湯保持容
器およびその気密蓋と、気密蓋にベローズ等の気密弾性
部材もしくは摺動シール部で上下に移動可能の、外径が
溶湯容器より小で底面に周辺部にシール面を有した開口
部を有する鋳型受けと、鋳型受けと連結した電極もしく
は光学的手段で構成された溶湯の液面検知センサと、シ
リンダ等で構成された前記鋳型受けの上下駆動手段と、
前記液面検出手段に接続された上下駆動手段の制御盤
と、前記液面検知センサと接続された気密炉圧力制御装
置と、鋳型の前記鋳型受けへの脱着手段と、からなる加
圧式差圧鋳造装置。
【請求項４】前記湯口部が、１個または複数個の貫通
口を有し、貫通口の上側は鋳型本体のキャビティに連結
可能で、内部の縦断面形状が干渉なく下方に抜ける断面
形状をなし、さらに少なくとも溶湯浸漬部の外形が下方
にいくにつれて縮小し、外形縦断面形状が干渉なく下方
に抜ける形状とされ、少なくとも溶湯接触部は内部に冷
却媒体が流動的に存在可能な空洞を有し、外部と空洞と
の連結口を有し、上面に前記開口部を囲むシール部、も
しくは下面に溶湯浸漬部より大きな外形のシール部を有
する張り出し部をもち、溶湯と同種、もしくは低融点の
金属部材、金属と同等の熱伝導率を有するセラミック部
材、もしくは黒鉛部材等の気密性高熱伝導材料で構成さ
れている、請求項３記載の加圧式差圧鋳造装置。
【請求項５】前記液面検知センサが、溶湯に湯口が浸
漬されたことを、鋳型、炉の気密部位内の圧力と大気と
の差圧が所定値以上の時に検出する検出器からなる、請
求項３記載の加圧式差圧鋳造装置。