JPS5954458A - 溶湯押し上げ鋳造法及び装置 - Google Patents

溶湯押し上げ鋳造法及び装置

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JPS5954458A
JPS5954458A JP16443882A JP16443882A JPS5954458A JP S5954458 A JPS5954458 A JP S5954458A JP 16443882 A JP16443882 A JP 16443882A JP 16443882 A JP16443882 A JP 16443882A JP S5954458 A JPS5954458 A JP S5954458A
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molten metal
mold
chamber
casting
hot water
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JP16443882A
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English (en)
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Tadashi Umeda
忠司 梅田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分間〕 水元E1旧−1ih湯1’I’ L、−J:げ・に鋳造
法及び装置に係り、1時にrlj−の(C”、I型内で
多数の部品を一度にで州造するのに適し2だti:1出
押し上げ鋳’t’+’Z 7i< )<び装置に関する
〔従来技術〕
密封))れ/こ四塑の底部に給湯管(スト−りとも云う
)を設けて給湯’IIの先端を溶湯中にr、2漬し、溶
湯表面にガス圧力をかけて溶湯を鋳型の中に押し上げる
鋳造法がある。この方法は、たとえば特開昭!13−8
9823号公ルに低圧鋳造法として記載されている。こ
の挿の押し七げ鋳造法においては、溶湯が鋳型内の空間
をイj油たすときにvJ型内に存在する空気がI几げ場
を失って閉じ込められ、鋳型内に空気溜が形成されてそ
の部分に溶湯が行きわたらなくなり、湯まわり不良を生
ずる欠点がある。鋳型として通気性を有する精密鋳造用
鋳型を用いた場合でも、湯まわり不良&J依然として生
ずる。
〔発明の目的〕
+、艷明の目的は、鋳型内における浴湯の湯まわり性を
向−1ニさせた溶湯押し上げ鋳造法及び装置を提供する
にある。
〔発明の概安」 ・ト尾明け、鋳型の底部に有する給湯管の先端をに2W
囲気下で溶湯中に浸漬し、溶湯押し上げ鋳造を行うこと
にある。
寮拾楊管を溶湯中へ91t’tする作業を真空中で行う
と、給湯管が溶吟中へV漬される前に鋳型内が九空排気
処理される。このため湯まわり不良の原因となるり1を
気等のガスが鋳型内に仔在しなくなり、湯1わり性が箸
し7く改善さrしる。
溶湯押し」二げωり造法&;l: 、溶湯を鋳型内の下
方から上方へと押し1−げるものである。溶湯は鋳型内
の空間を静かに1−昇していく。従って、溶湯流の乱れ
が牛IJ゛ず、鋳肌の美しい洩物が1!上られるという
効果もある。
湯まわり不良を防1ヒする他の方法として、通気性鋳型
を用い、鋳型の通気性を利用17て真空ポンプによつ〔
(−1、J 1tJj内のガスを排気しつつ溶湯を吸引
する方法が知られている、たとえば特開昭49=778
26号ン〉報滲II((J気注訪型には、ロストワック
ス法等によって作られた精密鋳造用鋳型が用いられてい
る。しかし、精密鋳造用鋳型の通気性は、鋳型を同じよ
うに作った場合でも(l!11型によってばらつきがあ
る。史に1つの匹型内Iでもイ)r竹によって通気度に
はばらつきがある。
第1図に、ロストワックス法に、しって同じ・Lうにし
て作った複数個のFN”#鋳造用jjl、j型について
、通気度を測定した結果を示す。昭和49年の第3週に
は、造型した2個の、関)すについてl[n′気IWを
1illl釘二し2/こことを示し2、第2011句に
は省υ伐し/こ51固の鋳JII丹′(−9いて通気度
を測定したことを示している。
A’iV密ガj造用、ツJ型の通気性は 、441図か
ら明らかな上つに回じ上うに作ってもかなりばらついて
いる。
第] l゛:’J 1J−1,山型間の血気I・′↓の
ばらつきを示しだものでA・・るが、これと同じことが
1つのり5型内でも生じでいる。7ケとえば飢j型にd
、肉厚が大きいところと小さいところか必ずあり、そこ
では当然、通気性にもA’ll)”JEじている。釧1
ノp内の3fh気性の悪いノーころには、依然として?
16−iわり不良が生じる。
本1汽明は、鋳型の通気性を利用して鋳型内の空((、
qのカスの排出及び溶湯の鋳込みを行うのでないから、
1容湯吸い上げ#潰法における前述の欠点を生じ/上い
本発明の各構成要件について説明する。
(イ) 真空雰囲気について。
袷、Q! T4の先瑞を溶湯中へ7’i、Rtシたとき
に訪1+、14内に空気等のガスが存在しないようにし
てオ・<必背かあり、このために給湯管を溶湯中へ浸7
1にする作業音A空剪・ノ11気でろう。
真空祢囲気の圧力は、l Q tor’r以−”トが望
′ま(−い。金属の真空溶解において通出両用されてい
る10−’torrクラスの圧力で十分に効果がある。
従って、l □−’Ic1rrzl Otorrの1l
t(J囲が望喧しい。7階に好適17(−は1 tor
r以丁である。
真空きy囲気のI[二カを10 torrにし月つ溶湯
表面を1勧JE(760to目)の圧力で加圧し7て釧
J端する場合に、IL:InJのlj型タデ間に生ずる
2P気だ甘9の太き憾は、次式に示すように13X10
−31?FFf3 となる。
鋳型空間の阿「面7端が1−2であれば、空気だまりの
厚さは0. l :3 rnmとなる。かかる堅気だ凍
りの厚さは、きひしい\」法精度が要求される精密(υ
j造においても十分にボ(−容誤差内に入るものである
しかも丈l!!+5に1吏わJする鋳型は、当然、今延
べたものよりも大きくなるやであろうから、1Qtor
rの圧力の、場外わり不良を防止するだめの真空雰囲気
のuニカとし′C十分に効果がある。
(’)  ?ii (J’衣表面加圧について。
溶湯を途中でLηを固させることfx<ILj″−ν内
の全域に鋳込むために、溶湯表面を加圧する。溶湯が鋳
型内を静かに一上封するようにするために、溶湯表面を
−(ずRの圧力でUu圧することがrイ4ましい。この
ためにぐL)Ju圧士段としでガスを用いるとよい。ガ
スとしては、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性
ガス或は窒素ガスなどが望ましい。
ガスの圧力は、()1〜1気圧が望ましい。
(ハ)♀Ia Jtすについて。
鋳型を溶湯表面を加圧するガス雰囲気中に置いて鋳造す
る場合には、通気性鋳型よりも非通気性餉県を用いるこ
とが望ましい。非〕[゛口気性肖型としてはたとえば金
型を用いることができる。非通気性(山型にすれば、溶
湯加圧ガスがヱ旧−りの通気孔を+I−f1つでWJ型
内に侵入するのを防+L、でき、従って、浴場加圧ガス
によって溶湯の湯捷わり性が損われるのを防ぐことがで
きる。
1つの溶湯通路に複数の鋳型空隙を連結して一1更に腹
が1のり11′吻を1(!造する方法においでd1湯ま
わりイぐ艮のλ′・1“策は非當に■(要な問題である
。本発明tま、この4Lうに鋳型内に複数の、鋳型空隙
を設け、複数の鋳物を一度に釣り造する方法に適用り゛
るときわめて有効である。
通気1牛ΔIJ 71+Jを用いる場合には、溶湯表面
を加圧するガスが鋳型の通気孔を通って鋤型内に入らな
いよう(に−lることか望ましい、、f?−、とえば山
型の周囲にv台閉された室を作り、そこを減圧雰囲気と
することが望ましい。
通気性搗ノ(すの周囲に減圧穿囲気を作ることによって
、鋳型内のガスの除去効果が得らスジ、且つ溶湯の鋳込
み速度の増加が図れる。
鋳型の周囲分減圧界囲気とすることによって、更に鋳型
の11.A度が降−ドしにくくなるという効果が得られ
る。
(n密鋳造においては、1000C前後の高【昔に加熱
された鋳型を用いて溶湯を;↓(j込むことが行われる
。溶湯を凝固させずに鋳型内の全域に行きわたらせるた
めには、釣造中、常にす冒Vを高温状態に1宋って:i
;−<・V−史”が、J−)る。’)Jj !−!!の
周囲の雰囲気を減圧TF囲気に保つことによって、iM
’J型に保1品効果を与えることができる。かかるWU
 !%!!保温の9ツノ:5f!:は4気1ノドζ7リ
ーILす及び非通気性1間型のどちら・を使用してもI
Ptら扛る。
鴫ノ(1]周囲のσ表用′;γ囲気の月−力は、::、
1.H型内圧力と同じように10−4〜l Q tor
rが望まし7い。
通気性四141」とし、ては、梢密鋳造用(簡型金用い
ることが′ヘラましい。
酉μJ1周囲の減圧雰囲気は、少なくとも溶湯の押し上
げが完了するまで保持しつづけることが望せしい。d湯
の押し上げが完了したならば減圧?Y囲気に保つのを中
市(〜、鋳型周囲を溶湯加圧ガスと接触さ1(ろか或は
他のガスと接触させることによって鋳型を冷却すること
が望ましい。
下部室のガスを排気することによっても鋳型内の溶湯通
路にdイ(つている未・”f固の溶湯を′、す:、型外
の溶湯容器に戻(21、溶湯の歩留りを高めることがで
きる。給湯管はζす4.51iと一体に作ってもよいし
2、判別に作って一体化してもよい。
本発明の(u3造装置は、1餐湯を入れた容器を配置θ
する1・部屓と鋳′1トリを人fLる上部ミゾとを有す
る。[部室に1.1、ドfil!”ii内を排気“する
干↓ダ及び溶湯表面を加圧する7匂めにガスを導入する
手段を有する。
上部室と−1・部室とは連通できるようになっており、
両者の間(6〕(ルプを有する。」二部′室は定盤とン
;、とからなり、蓋は支(Fによって水平力向にl1j
N回しつるようになっている。
蓋にC,開明全保時して上部室から1奢(((室に移動
する鋳型駆動手段を有する。
鋳]告装置の具体的な(11に造を、1・記タシ施例に
基づいて祝[す1する 〔究明の実施向〕 第2−41メlは本発明の一実施例による鋳造装置の1
11i1面図である。第2〜4図の↓Iりは同じもので
あり、ぞハぞれ第2図は鋳型を設)置した状4j、j4
 、第3図はdjノー硯の給湯′肯を溶湯中に浸(′1
スした鋳造開始前の状7.tl及び第4図は調造中の状
態を示している。
なお、この装置はあくまでも一例であり、本発明はこの
装置を用いたものに1沢定されるわけではない。
この装置は、溶湯を入れた容器3を収納する下jqS室
2と鋳型4を収納する上部室1とを有する。
溶湯容器3の周囲には、溶湯を加熱するためのコイル5
が設けである。下部室2には、室内のガスを除去するた
めに)を空ポンプに連結される排気管6及び室内に溶湯
加圧ガスを導入するためにガスボンベと連結される管7
が設けである。下部室1の−L端は、」二部室内に配(
θされたIJ型を降下させて下部室内の溶湯中へ給湯管
4aの先端を浸lnするために開口になっている。−上
部室には、溶湯の熱によってゲートバルブが損傷を受け
るのを’1Aj5止するために鉾熱板15が設けである
。下部室と上部室との間にはゲートバルブ8が設けであ
る。上&(へ室1は定盤1aと蓋11)とから(苛成さ
れている。
蓋1bは支柱9によって」1斗移動でき且つ水平方向に
旋回できるように支持されている。蓋1bを旋回17て
定tlKiaと合せることによ′つて上部室1ができる
。蓋1bをブー回できる溝造としたことによって鋳型の
出し入れが容易となった。蓋11〕には、上部室1内を
減圧雰囲気にするために−C(空ポンプに連結τNれる
排気管1(]及びガスを導入するためにガスボンベと連
結される管11及び」二部室を大気に開放するだめの管
12が設けである。蓋lb内には、鋳型11を1:、部
室1内に設置するために昇降シリンダー13と鋳型台1
4とω、i型締性は台15が設けである。第2〜4図で
は1つの溶湯通路に6個の鋳型ツ?ど隙が連絡され六−
精密鋳造用凸型が示されている。この鋳型はロストワッ
クス法等によって作られでいる。鋳型4全釣L−リ台1
4の上に[KCき、鋳型、結1伺は台15を1神ドさせ
ることによつ“C間型4を支持する。鋳型4は昇降シリ
ンダー13によって上ド移動される。
第3図に示された゛伏凶から♀り型4を降Fさぜ、ケー
トバルブ13 斎:開いて給湯管4aの先端を溶湯容器
3内の溶湯中へ浸漬する。この作業を行うとき下部室2
及び上部室1をそれぞれ排気管6及び10によって1’
< ”;! tJF気し10−’〜10 tprrの月
ミ力とする。ゲートバルブ8を開き、昇降/リンダ−1
3によって、’ii1.i型4を鋳型台14が定盤1a
に接触するまで降下させる。給湯管の先端が溶湯中に浸
漬された状態が第4図である。鋳型台14は定ft’A
の開]」よりも大きい大きさを汀しており1、祷型台と
定盤1aとが接触することによって、上部室1と下部室
2とが仕切られる。J、J型台14の下部側には、下部
室に導入される溶出加圧ガスが上部室1に入りこまない
ようにするためにパツキン14aが設けである。
第4図の状態において、不活性ガス等の溶湯加圧ガスを
管8を+Iil (、て下部室2に折入する。ガス圧は
0.1〜1気1+:とする。このとき」暑′S1(室2
tよ、排気管10によって継続して真空1:11気して
もよいし、排気管10のバルブを閉じてしまってもよい
下部室2にガスを導入すると、溶湯表面が加圧されて溶
湯が給湯管4a内に押し上けられ、鋳型′R隙を肖たす
。鋳型内は真空す[気され、空気等のカスが存在しなく
なっているので、溶湯は鋳型内の全域に容易に行きわた
る。湯まわシネ良は生じない。
釣込みが完了したならば、管11のバルブを開(′)で
」二部室にガスf:導入するか吠は債−12を開いて」
二部帛を大気に開放し7、:Iり型4を冷却することが
望まし、い。県に下i%li室のガス電11″’y、j
 L、9J、r型の浴湯通111内のAS絣固溶溶湯簀
器3内−\戻すことが望ましい。
鋳型内の溶湯がαj−固したなら(・−よ、給湯’i’
i−’L溶湯から引きLげ蓋]、b全旋回して第2図に
示−す状1♂)4とし、山IJ 、Jllj、 4を問
、ツジ台14から[1ゾり外−1′。この装昼螢用いて
実際に鋳造をイ〕゛つ/こ。ぞの結果について次に、庫
べる。
実施例1 インコネル713Cを次の上11.゛を坏イて’444
冒鋳造用鋳型中に鉤込んだ、。
まず下部水内の容器3中にインコネル713Cの台金丸
棒を入れた。インコネル713Cの成分組成は、クロム
12.5重t# %1 −ヒリグデン4.2重量%、ニ
オブ2.0 屯1’=%、−ノ“ルミニウム6.1重1
11%、チタン0.8 、iji 111−、 ”VO
、残部ニッケルである。
−上部’ii k lL 空排気して1〜:3 X I
 Q −2tor rの圧力とし、コイル5に′[イ流
を流して誘導Jllj熱によりインコネル713Cを再
溶解した。浴湯を16007?の温度に保持した。
精密鋳造用鋳型をロストワックス法で作り、上部室1内
に設置した。鋳型は第2〜4図に示すようにケL)型空
隙を有する部分と給湯管とを別々に作り、嵌め合いによ
って一体にした。鋳型空隙Cよ溶湯通路の両側に合計6
個設けた。鋺型空隙は、歯車形状をしており、1個の鋳
!ヘリ空隙の大きさけ約40CmJである。鋳型の肉厚
は約8mmである。
上部室及び−上部室を第3図のように配置してから、上
部室1を真空排気し’(0,5torrの圧力に保ち、
その状態でゲートバルブ8を開いて鋳型を鋳型台が定盤
に接触するまで師−ドさせた。次いで管12のバルブを
開き、」暑115室を大気に開放した。
下部室にアルゴスガス全導入し、1気圧で溶湯表面を加
圧した。溶湯表面の加圧を2分間続けたのち下部室内の
ガスを排気し、Q型内の溶湯通路にたまっている未凝固
の溶湯を排除した。
給湯管を溶湯から引き上げ、鋳型を上部室より気 取り出した。%J造された(−々物には巣や通孔が見ら
れなかった。XJ法、形状のくるいもなく湯まわりは非
常に良好であることが認められた。
実施例2 インコネル7131f:実施例1のときと同(イ・にし
7て真空再溶解し7、次の工程−杵を介て梢密釘f;告
用鋳盟に鋳造し7た。硝密鋳造用ソ」へ!4 &;l実
施例1のときと同159にして作った。↓+j型を溶湯
中へrプ漬する1での工程は、実施例1と全く回じであ
る。
本実施例では、給湯管金的湯中に浸漬してからも上部基
金0.5torrの減圧4囲気に保持した。
下部室にアルゴスガス全導入し約205気LLの圧力で
溶湯表面を加LIEした。F部室のアルゴンガスが鋳型
と1すJ貼合との隙間或は定盤と鋳に1−1台との隙間
を萌して上部室側へ漏れることが予想されたので、下部
室の」二)“jWA近傍と上部室の鋳型台近傍の圧力を
測り、差月−が1気1FになるようにF部室へ導入する
一アルゴンガス流鼠を制御した。
溶湯N1M1の加圧を2分間続けたのち、上部室のガス
をllVスし、給湯管を引き上げゲートバルブを閉じ、
次いで上部室全大気に開放した。
鋳型から鋳物ケ取り出して表nti状態を調査したが、
きわめて滑らかな肌をしており、寸法形状にもくるいが
なく謁丑わシネ良部分は見られなかった。
〔発明のり戸1′:〕 以上説明した。ノαす、本発明ンこよれば湯まわり性t
 ya シ<高めることができる。従って、寸法や形状
の梢IAjの丘6い鋳智をイ(Iることができる。
図面のl’li’i Q’t /r (’況、明第1図
?J、、 4i¥Wntj造用鋳型の通気度測定結果を
示すグラノである。1112〜4図は本発明の一実施例
による鋳1・^装置置全示すもので、第2図は鋳型を設
置1tシた状態を示す一部断面側面図、第3図は鋳造開
始MIIの因1り全示す一部断面イ1イリ面図、第4 
IIIはνj造中の状態を示す一部断面側面図である。
1・・・」二部室、2・・・F部室、3・・・溶湯容器
、4・・・鋳型、4a・・・給湯管、7・・・ガス導入
管、10・・・排気病 Im −IF/」乱 8夕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、密封された鋳型の底部に有−する給湯管の先端を浴
    場中へ凌清する段階と、前記(f4湯の表面全加圧して
    前記鋳型内へ溶調金11Pシトげる段1若とを有する鋳
    造法において、AiJ記給湯管′jf:真空雰囲気ドで
    前記溶湯中へ侵ビ#することを’l’j+C改とする溶
    湯押し上げ鋳造法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記給湯青金10
    −4〜10 torrの圧力の真空中でisi前記溶湯
    中へ浸漬することを特徴とする溶湯押し、−ヒげ鋳造法
    。 3、%許請求の範囲第1墳において、前記間をが前記給
    湯管に連通ずる1つの溶湯通路と前記通路に連結された
    複数の鋳型空隙ケ有すること全特徴とする溶湯押し上げ
    鋳造法。 4、%許請求の・i(シ囲第1項において、前記的型が
    非通気性(崗をからなることを特徴とする溶湯押し上げ
    鋳造法、 5、特1f′[請求の161\囲第4項において、前記
    非1市気性鋳型が金型からなることを特徴とする溶湯押
    し上げ藺ii’f法。 6、IPケit”j、’l^求の・li[4間第1J口
    において、前記溶湯の表面にガスj[4をかけることに
    よって+iiJ記溶湯の鋳型内への哩し七げをf工うこ
    とを特徴とする?容湯押し上げgJ貨法。 7、特1rf請求の)1顛ノ11第6項においで、前記
    カスが不活性ガスからなることを特徴とする溶湯押し上
    げ鋳造法。 8、密封された鋳型の底部に有す゛る給湯管の先yIM
    を溶湯中へ!ノ漬する段階と、AiJ記溶湯の表面をノ
    J11圧して前記鋳型内・\溶湯を押し−にける段階と
    を有する鋳造法において、前記給湯管を真空雰囲気トー
    で前記溶湯中へ浸漬し、且つ前記溶湯衆面の加/−E中
    、前記11U’Wの周囲を減圧雰IJli気に保つこと
    をl特徴とする俗湯押し上げ、西造法う 9.7待π)請求の範囲第8項において、riiJ記鋳
    ノtvが通気性鋳型からなることを特徴とする溶湯押し
    1−げ鋳造法。 10、 ’7b計1.t′を求ヅ)・(・lA四第9頃
    において、前記向気性釣りが精密、l!M清川鋳用から
    なることを2141故とする溶湯押し2トげ鋳造法。 11、特許請求の・11()間第8項において、前記給
    湯管を10 ””〜10torrの月(力の6空中で「
    )IJ記冶湯中へR(fjすることを勃敞とする溶湯押
    しトげコシj1青θ二。 12、特π+−5拍求の山(’j、囲第8頂において、
    前記が、j型のIt’d囲の)ア囲気を10−’ 〜1
    0 torrの圧力に保つことを特徴とする溶湯押し上
    げ鋳造法。 13、6H!jノlの給湯管が通過するt:?J Dを
    −に部に有する上部・、曖と、前記ド部室内に設置さり
    、た溶湯容器と、;11[配下部室内を排気する手段と
    、前記下部室内にカスを導入する手段と、^IJ記下部
    下部室方に位1けし5鋳型の給湯管が通過する開1−J
    を下部に自する上部室と、前記−(二部室の開L1と前
    記−1曲51(室の開口との間に設けられたパルプ及び
    、+?fJ M12上部室に設けられ鋳型を保持して1
    1J記七部室から前記下部室に向けて(4動する鋳型駆
    動中段とを有するものにおいて、前記上部室は鋳型が通
    過する開口を有する定盤と凶とからなり、+’+iJ記
    蓋を水平方向に旋回しうるように支持する支柱を有り、
    、、l−1,9前記善に前記ト部室内を排気Cる手段を
    有することを% 敵とする溶湯押し1−2げ鋳造装置?
    2゜ 14.特許請求の範囲第13項において、前記鋳型駆動
    手段は給湯管を通す孔をイ(する:’!’j型台と前記
    鋳型台に載せられた鋳型を押える締付台とを有(7、前
    記鋳型台の大きさく・i@記シビft’lFの開[コの
    大きさよりも大きいことを特徴とする溶湯lip L上
    げ鋳造装置。
JP16443882A 1982-09-20 1982-09-20 溶湯押し上げ鋳造法及び装置 Pending JPS5954458A (ja)

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