JPS62203660A - 微細な結晶組織を有する鋳物の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、微細な結晶組織を有する鋳物の製造方法に関
する。

従来の技術 金属の鋳造品は、急冷凝固させることにより二次デンド
ライト間隔が微細となり、このような微細な二次デンド
ライト間隔により機械的性質が向上することが知られて
いる。そのために、金型に溶湯を圧入後、該金型に冷却
剤を散布して、金型壁を介して浴湯を急冷凝固させる方
法が特開昭５３−５７１２８号公報に提案されている。

発明が解決しようとする間ｓ！ｑ点 しかしながら、このような従来方法によるときは＃湯の
冷却が金型壁の層を介して行われるものであり、しかも
溶湯の峡固収紬によって金型内面と溶湯の凝固部の間に
空隙が発生し、この空隙が断熱層となって浴湯の熱が金
型壁を介して除去されるのを妨げ、空隙の生じた後の浴
湯の凝固速度が低下し、二次デフドライド間隔が少くと
も５０μｍ以上でろって、好ましく微細化された組織を
有する鋳物を得難い。

問題点を解決するための平膜 本発明は微細な二次デンドライト間隔の組織を有する鋳
物を得るために、鋳型装置内に圧入された溶湯を急冷凝
固し得る新規な鋳造方法を提供するものであす、所望の
鋳物の形状に対応するキャビティー會有する主鋳型を７
ＪＩ］熱し、該主鋳型と補助的型をよむ詞型摸１ａ内に
溶湯を圧入し、前記補助鋳型内の溶湯が凝固したのち、
該凝固部分を直接に強制冷却して、前記主鋳型内の市街
を指向性凝固させることを特徴とする二次デンドライト
間隔の微細な結晶組ｆ我を有する鋳造の製造方法である
。

１乍用 加熱された主間型および補助鋳型内に溶湯を圧入し、そ
の補助４＠型内浴湯を後先的に凝固してから該補助鋳型
を除去しその凝固部分を強制的に冷却することにより主
鋳型内溶湯の熱量が補助Ｉｔ）　ｚｌで成形された凝固
部の方向に伝導して指向性凝固させる。

この工うな指向性凝固に工って凝固した金属イ１１城に
おける二次デンドライト間隙が微細化し、即ちこの二次
デンドライト間隙を一般的に５０燗以下、特に３５μｍ
以下となる。

主間型を加熱して圧入溶（寺を溶融状態に保ち、それに
１って＃１湯の湯：刺り不良を防ぎ鋳造性を良好にし、
又前記した指向性凝固を適切に行わしめることにより収
縮巣が発生し難くなる。

実施例 上記したような不発明について更に説明すると、不発明
においては、鋳物の二次デンドライト間隔の微細な組織
を必要とする部分を製品形状にほぼ等しく形成し、この
ような形状に対応するキャビティーを有する主鋳型と、
前記微細な組織を必要とする主鋳型部分と連通し℃熱移
動を図り、該主＃型部分を指向性凝固させる冷却部分を
形成するだめの補助ｇ型とを含む金型装置を用いる。

前記主鋳型は、主鋳型内の溶湯が補助鋳型に工って形成
された冷却部分によってのみ冷却され凝固するように予
め加熱される。この主＃型の加熱温度は溶湯の組成お二
び溶湯の圧入時温度によって異なるが、４００℃以上好
ましくは６００℃以上に加熱しておくことが望ましい。

殊に主鋳型の熱容量を少なくするために主間型の壁は薄
いことが適切であって、このように主Ｍ型の温［を高温
に保持しておけば、溶湯の温度は液相線温度あるいは共
晶点＠度は上であれはよく、液相ＩｖｊＩあるいは共晶
点温度工すも５０〜１００℃高めとすることで十分であ
る。加熱された主鋳型を使用するので、流動性が悪く鋳
造性の悪い合金も容易に鋳造することができ、又この主
鋳型内の浴場の凝固が指向的に進行していくので、＠果
が製品内に発生することなく健全な鋳物を得ることがで
きる。

前記補助鋳型は圧入された／８陽を素早く凝固させるた
めのもので、常温の金型あるいは鋳型内に冷却液の循張
路を有する等の冷却手段を設けた鋳型を使用することが
できる。

このような主鋳型および補助鋳型を倉む′ＩｕＩ型装置
内に溶湯を圧入すると、補助ｇ型内に圧入した溶湯は凝
固するが、主鋳型内に圧入した溶湯は溶融状態が保たれ
る。即ち上記のように補助鋳型内が凝固した後、該補助
鋳型を取り外し、ｔｊ’Ｊ　ｉ′ｉｌ’ａ凝固部分に冷
却液をスプレー散布、望ましくは高圧スプレー等で砲し
、該は面部分を１な接に冷却する。この直接の冷却によ
って主鋳型内の溶湯は、前記凝固部分によって熱を尊わ
れ、該溶湯の凝固は冷却部分より製品部分に急速に進行
し指向性凝固が達成され、しかも鋳物“の一部を直接に
冷却するものであるから、鋳型と鋳物との間に断熱空間
が発生することはなく、更に鋳型の壁を介して冷却する
ものでないから冷却速度も速く、二次デンドライト間隔
の倣、別な組織を有する鋳物を製造することができる。

上述した主鋳型としては、金型に１浪ることなく砂型、
シェル型、ロストフオーム等の鋳型を単独で、あるいは
組会わせて使用することができる。また主鋳型の加熱手
段としては、抵抗、加熱、ガス加熱の他、誘導加熱等の
公知の手段が使用できる。更に補助か１型におけるさ湯
の凝固促進のため補助観、！型に冷却液をスプレーする
ことでもできる。

次に不発明方法における好ましい一実施例について述べ
るが、これに限ることなく、特に補助ｍ型の位置のとり
方、形状などについてはいろいろに変更して実施してよ
いことは明かである。

具体的な実施態様を添付する図１６ｉについて説明する
と、本発明による方法を実施するための手順を示すのが
第１〜第３図であって、主鋳型１には加熱手段２を設け
、又補助′！Ａ型３を連設した間型装置７を形成し、こ
れらの鋳型１．３内に溶融金属４を圧入せしめ補助鋳型
造型部５を補助＃型３内で優先的に形成し、このために
補助調型３には第２図のように冷却液８を圧加する。こ
の第２図の工うに補助ｇ型３内お工びそれに連続した主
鋳小１内の一部が凝固した状態で補助Ｍｆｆ３を取外し
、こうして露出した補助鋳型造型部５部分に＠３図で示
すように引続いて直接水冷を行うことにより主鋳型１お
工びその中の熱量は上記造型部５方向に伝専し、従って
この主鋳型１内においては指向凝固金属による製品造型
部６が得られる。

上記したようなＭ型装置７は金型で構成され、主＃型１
の壁厚は一般的にＱ、　５　ｒｍ以上であって本発明者
が具体的に採用したものは１．ＯＮであった。補助鋳型
３の壁厚は一般的に１１１ＩＩ１１以上でおって、具体
的には１０ｍであった。

然してこのような鋳型Ｔを用い工具体向に実施した、Ａ
ｔ−１２％合金合金の鋳造条件は次の如くである。− 主ｌｊ型１の加熱温度　　　６００℃ 溶湯の組成および温度　　ＡＣａＡ、６５０℃製品部の
肉厚および重量　１０■１１．５Ｋｇ補助鋳型内部分の
重！　　　０．５１＜ｊ１即ち前記した第１〜第３図の
ような各過程を経しめ、第３図の過程で凝固金属９部分
にスプレーされた冷却水量は１秒間に０．５ｔであって
、このようにして主鋳型１内の溶湯を指向凝固させた。

得られた製品（主’１Ｊｆｊｌ！１で造型された部分）
についてそのｍＥ＆を開票したところ、二次デンドライ
ト間隔は１０〜２５μｍであって非常に微細な結晶組織
を得ることができ、収縮巣の発生も認められなかった。

これに対し比較のため、上記と同じ主鋳型に対し溶湯性
人後、該開型外面に冷却水をスプレーして冷却する従来
方法に工す得られたものの組織は二次デンドライト間隔
が５０〜１００μｍであす、収都果も発生していた。

即ち本発明方法によるときは非常に微細な結晶組織を有
する鋳物を得ることができ、収縮巣も発生し難いことか
らその機械的性質を適切に向上し得ることが確認された
。

「発明の効果」 以上説明したような不発明によるときは補助鋳型造型部
分を主鋳型による製品造型部分に連続成型し、この補助
鋳型造型部分を優先的に凝固せしめてから該部分を直接
に強制冷却して主鋳型内の製品造型部分に相当した溶湯
を指向性、凝固させるものであるから二次デンドライト
間隔が微細な結晶組織とされた製品を確実に得ることが
でき、父上記のように指向性凝固させるものでろるから
該製品造型部分の凝固組織に収縮巣などを発生し難くシ
、この点においても優質の製品を得しめるものであって
、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は不発明の実施態様を示すものであって、第１図は
本発明方法における注湯状態の断面的説明図、第２図は
その補助鋳型部分に対する冷却凝固過程の第１図と四様
な断面的説明図、第３図はその主＠型内製品造型部分に
対する冷却凝固過程の断面的説明図である。 然してこれらの図面において、１は王＠型、２はその加
熱手段、３は補助鋳型、４は浴融金属、５は補助鋳型造
型部、６は指向性凝固による製品造型部分、７は鋳型装
置、８は冷却液を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所望の鋳物の形状に対応するキャビティーを有する主鋳
   型を加熱し、この主鋳型と補助鋳型とを含む鋳型装置内
   に浴湯を圧入し、前記補助鋳型内の溶湯が凝固してから
   該補助鋳型を除去し、該補助鋳型造型部分を直接に強制
   冷却し、前記主鋳型内の溶湯を指向性凝固させることを
   特徴とする、二次デンドライト間隔の微細な結晶組織を
   有する鋳物の製造方法。