JPS6213254A - 減圧鋳造鋳型の冷却方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減圧鋳造鋳型に鋳込んだ鋳物の表面冷却を速
める冷却方法に関する。

〔従来の技術〕

減圧鋳造は鋳型を真空吸引硬化し、その鋳型に溶湯類注
湯し、これが凝固するまで吸引を継続する。すなわち減
圧鋳造法は、Ｆｊ型の上下面をフィルムで気密にして鋳
型内を真空にする方法である。そのため鋳型に鋳込んだ
溶湯が凝固する以前に減圧吸引を１しめると、鋳型形状
保持のための気密性をこわすことになる。そして結果的
には鋳型成型ができず鋳物を得ることができない、減圧
鋳造凝固させる造型法の鋳型砂は、砂を固める粘結材が
全く不必要で、乾燥したさらさらしたものでよい。

汗通一般の造型では、粘結材として水分、粘土、ベント
ナイト、樹脂等を使って鋳型になる砂を固めているため
鋳物の冷却速度は減圧鋳造鋳型に比して大きい、これに
対して、減圧鋳造鋳物では大幅に冷却速度が遅くなる。

このことは、鋳物の組織や機械的性質にも大きく影響を
与える。そのため減圧鋳造鋳型で要求仕様を満たすには
管理する要因が普通鋳型に比べて複雑であった。

これらの問題点を解決するための手段として減圧鋳型内
に冷却用パイプを埋設しその中に水、空気等の冷却媒体
を流通させて冷却速度を速め普通鋳型でのそれと同等の
冷却速度を得る冷却法（特開昭５７−８５６３６）があ
る、これは金枠内に冷却パイプを埋設しておき、鋳型に
溶湯を鋳込み冷却する過程において、冷却媒体として水
または圧縮空気を通して冷却する方法である。この方法
では前述したように、減圧鋳型の砂同志が負圧のために
熱伝導度が悪く、そのため鋳型は十分な冷却効果が得ら
れない欠点があった。また水冷管表面に結露して終局的
に乾燥砂に水滴を加える悪い影響を与える結果が出てい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は次の問題点を解決することを目的とする。

ｌ）冷却媒体として水または圧縮空気を冷却パイプに通
しても真空吸引が行なわれている間は鋳型内の砂粒子の
熱伝達は悪く十分な冷却効果が得られない。

２）公知の鋳型冷却方法を簡略化し、より強力な冷却効
果の促進を図る。このために冷却媒体および冷却方法の
改善を行う、普通鋳造の場合と同等かまたはそれより優
れる効果を得るようにする。

３）冷却効果の高い冷却媒体を使用し、鋳肌とも接し得
る安全な方式にする。

４）水または空気では温度差が小さいため抜熱量が少な
いのでこれを改善する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、 （ａ）微小な通気孔を設け、そのまわりをフィルムで被
覆したパイプを減圧造型鋳型中に埋設させ、 （ｂ）溶湯鋳込後該パイプ内に充填した粒状ドライアイ
スにより鋳物表面の耐火砂を冷却する、 ことを特徴とする減圧鋳造鋳型の冷却方法である。

〔作用〕

本発明の作用は次の通りである。

イ）冷却媒体として、ドライアイスを使用するので冷却
速度の調整が容易である。減圧鋳造で鋳込んだ鋳型の冷
却に関して、普通鋳型で鋳造したちの以上に凝固時の冷
却速度のコントロールが得られる。

口）粒状ドライアイスを使って冷却管の微小通気孔を通
して吸引中の耐火砂に気化したＣＯ２を浸透させ砂粒か
ら順次冷却するため強力な冷却効果が得られる。

ハ）ドライアイスは気化してＣ０２となるので作業性、
安全性の点からも全く問題なく１本発明法では耐火砂自
体を乾式で冷却することが可能であり、工程も簡単で便
利である。

本発明の冷却方法は冷却媒体である粒状のドライアイス
を冷却パイプに詰め込むだけでよい、この場合冷却しよ
うとする品物の近傍に置くだけで気化し鋳型から熱を奪
って吸引される。そのためドライアイスによって温度が
′下がり、耐火砂全体を冷却することによって鋳物本体
の冷却を促進する。従来の冷却媒体である水および圧縮
空気に代るものとしてドライアイスは前者に比べて冷却
効果が大きい。

ドライアイスと空気の冷却媒体としての比較を示すと次
の通りである。

比熱（Ｃｐ） ＣＯ２：　０．１９９ｃａｌ／　℃／　ｇ空気：　０．
２４〜０．２５　ｃａ旦／”Ｃ／ｇ気化熱 ＣＯ２：　５６ｃａｌ／ｇ　（”Ｃ） 空気：　□ 昇華点 ＣＯ２ニー７８．５℃ 空気：　□ 公知の水または圧縮空気をパイプ中を通して砂や鋳物を
冷却する方法は、真空状態の空間を伝熱させるため、冷
却効果は著しく劣る。

本発明法では冷却パイプの任意の箇所に通気孔を設け、
しかも鋳物鋳込み完了凝固開始と同時に表面に被覆しで
あるフィルムは熱で消失し、同時に細孔を通して広範囲
にわたってドライアイスの冷媒が砂中に放出冷却される
。その時砂粒が冷却し、続いて鋳物本体が冷却される。

また冷却能を比較してみても、水や圧縮空気に比べてド
ライアイスの方がはるかに大きいことが知られてぃる。

本発明法では、普通鋳型に比し冷却のコントロールが容
易でありしかも品質的に優れるものが得られる。

第１図は冷却パイプを配した減圧鋳型の断面略図である
。吸引室２から吸引孔３を経て吸引し金型ｌ内を減圧す
る。鋳型内に冷却パイプ４が配設され、このパイプはジ
ヨイント５で結合されて自由に取外すことができるよう
な構造となっている。冷却パイプ４は当初フィルムで覆
われており、ホッパ６からドライアイス粒を装入してお
く。製品７が鋳込まれると冷却パイプ４を被覆していた
フィルムが消失し、冷却パイプ４に穿設されている小孔
からドライアイスが気化して鋳型内に浸入する。気化し
たドライアイスは砂と共に製品７を冷却し、吸引室２に
導かれ排出される。

第２図は、減圧鋳造用鋳型の耐火砂の冷却能を比較した
ものである０曲線Ａ、Ｂ、Ｃはいずれも３ｍｍ以下の粉
状ドライアイス６％と粒状ドライアイス９４％を混合し
炭酸ガス０５ｋｇ／ｃｎｉ’の圧力下で冷却パイプ内に
充填し耐火砂の冷却能を測定したものである。曲線Ａは
冷却パイプ表面から５ｍｍの位置での耐火砂の冷却温度
である。曲線Ｂは１５ｍｍの位置、曲線Ｃは５０ｍｍの
位置での耐火砂の冷却温度の測定結果を示す。また曲線
りは圧縮空気で冷却した時のパイプ表面から１０ｍｍの
位と１曲線Ｅは水で冷却した時のパイプ表面から１０ｍ
ｍの位置で測温したものである。また曲線Ｆは冷却なし
の場合を示す、この図からも耐火砂の冷却能はドライア
イスが顕著に勝っていることが分る。またドライアイス
は作業性、安全性の点からも問題もなく、管理が容易で
ある。

またドライアイスの大きさは冷却パイプ４に充填するた
め粒状のものがよく、粒の大きさは３〜２５ｍｍ位のも
のが望ましい、３ｍｍ未満のものは流動性が悪く、また
２５ｍｍ超では充填密度が低くなり冷却効果が乏しくな
る。

また冷却管外面に被覆するフィルムは溶湯を注湯するま
でドライアイス冷媒の放出を防出し、かつ低温でも容易
に溶けるものとして厚さは５０ＩＬｍ以下のものが望ま
しく、薄い被覆で十分である。

〔発明の効果〕

■従来の冷却方法として水や空気を使った方法があった
が、冷却効果は夕なく本発明の粒状ドライアイスを充填
した方法の冷却効果は顕著である。

■安全性および取扱方法についても簡単であり、耐火砂
の冷却調整が容易にできる。

■鋳物自体肉厚変動個所の均一冷却および特殊冷硬部を
もつ鋳物等に１本発明法が十分活用できる利点がある。

■冷却媒体による耐火砂の濡れもなく、しかも組織の改
良による品質の向上を図ることかでざる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却パイプを配した減圧鋳造用鋳型の断面図、
第２図は減圧鋳造用鋳型耐火砂の冷却温度測定結果を示
すグラフである。 ｌ・・・金枠　　　　　　２・・・吸引室３・・・吸引
孔　　　　　４・・・冷却パイプ５・・・ジヨイント　
　　６・・・ホッパ７・・・製品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　外周に微小な通気孔を穿設したパイプをフィルムで
   被覆し、該パイプ内に粒状ドライアイスを充填して減圧
   造型鋳型中に埋設し、溶湯鋳込後該粒状ドライアイスに
   より鋳物表面の耐火砂を冷却することを特徴とする減圧
   鋳造鋳型の冷却方法。