JPS5970458A - 小物部品の精密鋳造方法 - Google Patents

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】 本発明は小型、微細部品の精密鋳造方法に関する。　　
　　　□ 本発明は鋳型の内部へ被加工金属材料を直接送給すると
ともに、鋳型の外部に設けられた高周波誘導子により誘
導加熱、溶解し、鋳型空洞部分に充填することにより小
型、微細部品を精度良く、効率的に鋳造する方法に関す
る。

従来の鋳造方法の中で比較的製品寸法精度が高いとされ
てきた方法としてロストワックス法、ダイキャスト法が
ある。ロストワックス法は溶湯金属を鋳型に流し込み、
溶湯が凝固、冷却後に鋳型を破壊して製品を取り出す方
法の為に、まず溶湯金属が流れ込むに十分な空洞容積、
即ち製品の大きさを必要とし、微細な形状を有する小型
製品では鋳型内部の隅々まで溶湯がまわらず鋳造ができ
なかった。更に鋳型は製品の鋳込みの都度製作しなけれ
ばならず、また鋳込み後は製品を取り出す為に鋳型を破
壊する必要があった。更に鋳型から取り出した製品は湯
道を切断、成形する等の煩雑さがあった。

一方ダイキャスト法は予熱された金型の中に、半―融状
態の被加工金属材料を圧入、凝固後、金型を開いて製品
を取り出す方法であるが、まず半溶融状態の金属が圧入
時に鋳型の途中で凝固しないだけの製品容緬（熱容量）
が必要で、微細な形状を有する小型製品では鋳型の隅々
まで半溶融状態の金属を充填させることができず、結果
的に鋳造不可能であった。また金型を予熱する為に、金
型材料の熱膨張による製品寸法精度の低下、更に半溶融
金属の熱による金型材料の性能劣化、半溶融金属の圧入
による金型表面の摩耗等の問題があった。

本発明はかかる欠点を除去したもので、その目的は小型
、微細部品を高い寸法精度で、効率的に鋳造することに
ある。以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図において、石英ガラス俸の内部に被加工材導入孔
３．鋳造製品の一部分となる空洞２を有する鋳型１．鋳
造製品の一部分となる空洞２２を有する鋳型２１を対向
して設け、前記鋳型１と鋳型２１の外周部分に高周波誘
導子３１を配設する。更に鋳型１の上端面側に被加工材
送給用ローラー４１を設けた構成に於て、高周波誘導子
３１に高周波電流を印加するとともに被加工材送給用ロ
ーラ４１を作動させ被加工金属材料５１を鋳型１の被加
工材導入孔３を経由して順次空洞２．空洞２２部分へ送
給する。被加工材導入孔３の一部、及び空洞２．２２は
高周波誘導子３１に囲まれた範囲内にある為、高周波誘
導子５１の磁路内に入った被加工金属材料５１の先端部
は電磁誘導作用により誘導電流が発生し、被加工金属材
料５１の１２Ｒ損失により発熱する。発熱を開始した被
加工金属材料５１は更に鋳型２１の空洞２２の下端まで
送給すると同時に溶解が始まる。前記の如く溶解が始ま
った被加工金属材料５１を更に被加工材送給用ローラー
４１を作動させて鋳型１．鋳型２１内に送給すると、次
第に空洞２．２２は溶解された湯５２が増加し、更に空
洞２．２２及び空洞２に近い部分の被加工材導入孔３は
湯５２で充満する。この状態に達した後は高周波誘導子
３１に印加されている高周波電流を停止し、空洞２゜２
２内に充満した湯５２が冷却凝固するのを待って第２図
に示す如く鋳型１′及び高周波誘導子３１′を上方に、
鋳型２１′を下方向にスライドさせ被加工金属材料５１
′の先端に成形された鋳造品５２′を露出させ、被加工
金属材料５１′から鋳造品５２′を分離することにより
完了する。

こや様な方法で鋳造を行なう場合、鋳型となる鋳型１．
鋳型２１の材質は石英ガラスを含め、非導電性を有する
耐熱材料であれば良く、例えば酸化アルミナ、炭化珪素
等ムライト系、アルミナ系、！グネシア系、炭珪系を用
いることができる。

鋳型１と鋳型２１９分割は鋳造品を取り出す為に行なう
、ものであり、鋳造しようとする品物の形状によっては
３分割、４分割等しても支障ないことは言うまでもない
。被加工金属材料５１は鋳型の内部への送給力ｊ容易に
できるよう線材とすることが望ましく、鋳造品が丸物で
あるならば最小径寸法ζ同等又はやや小さい径とした方
が鋳造品５２′と被加工金属材料５１′を分離する場合
に簡単に行なうことが工きる。また鋳造しようとする製
品形状が異形の場合は被加工金属材料５１に勢果的に高
周波誘導作用が起こる様に被加工金属材料５１の線径を
大きい傾向にする必要がある。しかし被加工金属材料５
１′の線径と鋳造品５２／の大きさの関係は線径く鋳造
品　であることは勿論である。

高周波誘導子３１と被加熱物である被加工金属材料５１
の位置関係は、できる限り相互に接近していた方が高周
波電流のロスが少なく、効率的に被加工金属材料５１を
加熱、溶解することが可能である。したがって高周波誘
導子３１はできるだけ鋳型１及び鋳型２１の外周に近接
させた位置に設けることが、有効である。また高周波誘
導子３１　　　′のコイル巻数１量隔は被加工材５１の
材質１寸法及び鋳造品５２′の形状、高周波電源の性能
等を勘案して設定しなければならない。

具体例として、腕時計に用いる減速軸、最小径φ０．２
０　ｍ　　最大径φ２．０ｆＨｎ　　長さ５■、最大径
　　□部分に歯切り（ｍ中０．２　　Ｚ＝１０）を有し
材質８に一５相当を鋳造する場合、被加工金属材料５１
として５Ｋ−５，φ０．２の線材を用い、鋳型１、鋳型
２１の外径φ５．長さは各々２０ｓｎとし各々鋳型１と
鋳型２１の接する部分を中心に減速軸を型どった空洞２
及び２２を設ける。高周波電源は２ＭＨｚ〜１Ｎ５ＭＨ
ｚ　　出力２ＫＷ、高周波誘導子３１のパイプ外径φ４
９巻数４巻、コイル内径φ５６５とする。この条件に於
て前述の通り加工を開始する。被加工金属材料５１であ
るφｏ、２線材は鋳型２１の空洞２２端部で送給を停止
すると同時に、１〜２秒の間に赤熱、溶解を始める。

被加工材が溶解を始めると同時に被加工金属材料５１の
送給を開始し順次溶解し約１〜２秒で鋳型１、鋳型２１
の空洞２．２２部分が充満される。

この場合溶解された湯５２がら多少のガスの発生あり、
ガスにより鋳造品質に影響がある場合は高周波誘導子３
１．鋳型１．鋳型２１．被加工材送給用ローラー４１を
全て減圧チャンバーの中に置き、発生ガスの減圧除宍を
可能とする他、減圧後に不活性ガス、例えばアルゴン、
窒素を加圧封入し、巣の極めて少ない鋳造品とすること
も可能である。更に溶解された湯５２に加圧を必要とす
る場合は被加工材送給用ローラー４１を作動させ、線材
を強制的に鋳型１の被加工材導入孔３から圧入し、湯５
２全体に加圧することも容易である。

なお第１図、第２図は鋳型１に設けた被加工材導入孔３
及び３′から被加工金属材料５１を鋳型１．２１内に送
給することになっているが、鋳造品５２′の外形形状が
大きい部分と小さい部分がある場合、又は細い径の被加
工金属材料５１を用いて鋳型１．２１の空洞２．２２を
充填するに相当の時間を要する場合等には被加工材導入
孔は鋳型１ばかりでなく、鋳型２１に設ける等、複数箇
所から被加工金属材料を鋳型内に送給することも可能で
ある。更に被加工材導入口は高周波誘導子３１及びその
他の部分の作動上、加工上の支障にならない部分に設け
れば十分であることは言うまでも無い。

以上の通り本発明は小型、微細部品を容易に鋳□造なら
しめるもので、従来の鋳造法で大きなネックとなってい
た鋳造製品容積が小さいための湯まわり性は、直接鋳型
の中に被加工金属材料を送給することにより、最小径は
φ０．　Ｉ　ＷｒＩｎ前後のものまで鋳造可能となった
他、鋳型内部での溶湯の移動が殆んど無いため、鋳型内
面の摩耗９寸法変化が極めて少なく、長期耐久性が向上
した。更に加熱部分が限定されるために、鋳型及び周辺
装置等の熱膨張、熱変形が極めて少なく、寸法精度の良
い鋳造品を得ることが可能となった。

本発明による精密鋳造方法は腕時計用部品ばかりでなく
、ダイヤルゲージ部品等計測器具類、カメラ内装部品、
電子機器内装部品等、複雑形状で且寸法精度を必要とす
る製品に使用可能であり、用途は広い。

【図面の簡単な説明】

第゛１図は本発明による鋳造方法説明図。 １・・・・・・鋳　型　　　２・・・・・・空　洞３・
・・・・・被加工材導入孔 ２１・・・鋳　型　　　２２・・・空　洞３１・・・高
周波誘導子 ４１・・・被加工材送給用ローラー ５１・・・被加工金属材料 ５２・・・湯 第２図は本発明による鋳造方法説明図 １′・・・鋳　型　　　２′・・・空　洞３′・・・被
加工材導入孔 ２１′・・・鋳　型　　２２／・・・空　洞３１’・・
・高周波誘導子 ４１′・・・被加工材送給用ローラー ５１／・・・被加工金属材料 ５２′・・・鋳造品 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゛鋳型の外部に高周波誘導子を配置し、前記高周波誘導
   子に高周波電流を印加するとともに前記鋳型の外端から
   被加工金属材料を鋳型内部に送給し、前記高周波誘導子
   に印加された高周波電流により前記被加工金属材料を誘
   導加熱、溶解し直ちに前記鋳型の空洞部分に充填するこ
   とから成ることを特徴とする小物部品の精密鋳造方法。