JPS6236536A - 鋳造用湯流れ試験液 - Google Patents
鋳造用湯流れ試験液Info
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- JPS6236536A JPS6236536A JP60176258A JP17625885A JPS6236536A JP S6236536 A JPS6236536 A JP S6236536A JP 60176258 A JP60176258 A JP 60176258A JP 17625885 A JP17625885 A JP 17625885A JP S6236536 A JPS6236536 A JP S6236536A
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- Japan
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- molten metal
- casting
- test liquid
- liquid
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0091—Powders
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (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。
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〕
本発明は鋳造用湯流れ試験液に係り、低加圧鋳造法にお
けるシミュレーション実験などの分野で利用される試験
液に関するものである。
けるシミュレーション実験などの分野で利用される試験
液に関するものである。
従来、低加圧鋳造法によるアルミ合金などの軽金属の鋳
造における湯流れ状態の可視化試験は、透明なプラスチ
ックの金型を用い、これにトレーサー粒子を混入した水
を注入し、外部から観察することにより行っている。し
かし、このような方法では、水の粘性が軽金属の溶湯の
粘性と異なることから、鋳造時と同じ圧力を掛けても湯
流れの状態を忠実に再現することはできず、湯流れなど
の挙動を正確に把握することができない問題がある。
造における湯流れ状態の可視化試験は、透明なプラスチ
ックの金型を用い、これにトレーサー粒子を混入した水
を注入し、外部から観察することにより行っている。し
かし、このような方法では、水の粘性が軽金属の溶湯の
粘性と異なることから、鋳造時と同じ圧力を掛けても湯
流れの状態を忠実に再現することはできず、湯流れなど
の挙動を正確に把握することができない問題がある。
ところで、この低加圧鋳造法は、一般の重力による鋳造
法に比べて静かに鋳込まれることから、鋳物の健全性を
主目的とする場合に適し、かつ、鋳物下部から圧力が掛
り、鋳物が凝固したこる加圧力を零に戻してパイプ内の
溶湯を降下させるので、押湯が不要であることから歩留
りが良いという特徴もある。
法に比べて静かに鋳込まれることから、鋳物の健全性を
主目的とする場合に適し、かつ、鋳物下部から圧力が掛
り、鋳物が凝固したこる加圧力を零に戻してパイプ内の
溶湯を降下させるので、押湯が不要であることから歩留
りが良いという特徴もある。
このような鋳造法で、より健全性の高い高品質の鋳造品
を得るためには、金型の設計や溶湯の加圧速度の制御仕
様を設定する必要があり、そのためには、実際の鋳造時
の湯流れの状態を正確に把握しておかなければならない
。したがって、再現性の良好なシミュレーション実験を
行なえる試験液を開発することが強く望まれる。
を得るためには、金型の設計や溶湯の加圧速度の制御仕
様を設定する必要があり、そのためには、実際の鋳造時
の湯流れの状態を正確に把握しておかなければならない
。したがって、再現性の良好なシミュレーション実験を
行なえる試験液を開発することが強く望まれる。
本発明は、上記従来技術における問題点を解消し、再’
Ｎ性の良好なシミュレーション実験を行なえるようにす
るために、／８湯と同程度の粘性を具備するように粘性
を容易に調整することができる鋳造用湯流れ試験液を提
供することを目的とする。
Ｎ性の良好なシミュレーション実験を行なえるようにす
るために、／８湯と同程度の粘性を具備するように粘性
を容易に調整することができる鋳造用湯流れ試験液を提
供することを目的とする。
本発明の特徴は、鋳造用の湯流れ状態の可視化試験をす
るために、トレーサー粒子を混入して用いる試験液であ
って、珪酸ソーダ液におけるＨ２Ｏの体積比を３０％以
−ヒとし、このＨ２Ｏの混合割合を変えることにより粘
性を変化させ、軽金属溶湯の粘性に近似させることがで
きるようにし７ている。
るために、トレーサー粒子を混入して用いる試験液であ
って、珪酸ソーダ液におけるＨ２Ｏの体積比を３０％以
−ヒとし、このＨ２Ｏの混合割合を変えることにより粘
性を変化させ、軽金属溶湯の粘性に近似させることがで
きるようにし７ている。
以下に、本発明をその実施例を基に詳細に説明する。
一般的な低加圧鋳造装置は、例えば、第２図に示すよう
に、金型１の下部中央に湯口２が開口され、これに連通
して下方に向けてバイブ３が接続され、上記の金型１が
坩堝４の上部に密着して載置されている。そして、溶湯
５を貯留する坩堝４は、ヒータ６を内蔵した鉄鍋７付き
の保持炉８に収納されている。その坩堝４の蓋体９に配
設された加圧口１０から、坩堝４内に圧縮空気を送入す
ることにより・、その場面に１ｋｇ／ｃｎ！以下の圧力
を加えると、その圧力で中央に位置し、でいるストーク
として機能する上記バイブ３に溶湯５が押し上げられ、
金型１内に徐々に注入されるように構成されている。な
お、図中１１は中子、１２はキャビティである。
に、金型１の下部中央に湯口２が開口され、これに連通
して下方に向けてバイブ３が接続され、上記の金型１が
坩堝４の上部に密着して載置されている。そして、溶湯
５を貯留する坩堝４は、ヒータ６を内蔵した鉄鍋７付き
の保持炉８に収納されている。その坩堝４の蓋体９に配
設された加圧口１０から、坩堝４内に圧縮空気を送入す
ることにより・、その場面に１ｋｇ／ｃｎ！以下の圧力
を加えると、その圧力で中央に位置し、でいるストーク
として機能する上記バイブ３に溶湯５が押し上げられ、
金型１内に徐々に注入されるように構成されている。な
お、図中１１は中子、１２はキャビティである。
このような低加圧鋳造による溶湯５の流れの状態を把握
するために行うシミ、ル−ジョン実験装置は、第１図に
示すようなものである。これは、概ね低加圧鋳造装置と
同様の構成をなし、トレーサー粒子１３を混入した試験
液５ａを蓄える容器４ａの上部に、下部中央に湯１１２
ａが設けられ、これに連通して垂下するバイブ３ａを有
し、金型１のキャビティ１２と同型のキャビティ１２，
３に、鋳造時に用いられる中子１１と同型の中子１１ａ
が設けられている透明なプラスチックの金型１ａを密閉
状態に載置している。前述した坩堝４に相当する容器４
ａに開口された加圧口１０ａから圧縮空気を送入して、
試験液５ａの液面を加圧することにより、金型１ａ内に
試験液５ａを注入し、トレーサー粒子１３の挙動を外部
から観察できるようにしたものである。
するために行うシミ、ル−ジョン実験装置は、第１図に
示すようなものである。これは、概ね低加圧鋳造装置と
同様の構成をなし、トレーサー粒子１３を混入した試験
液５ａを蓄える容器４ａの上部に、下部中央に湯１１２
ａが設けられ、これに連通して垂下するバイブ３ａを有
し、金型１のキャビティ１２と同型のキャビティ１２，
３に、鋳造時に用いられる中子１１と同型の中子１１ａ
が設けられている透明なプラスチックの金型１ａを密閉
状態に載置している。前述した坩堝４に相当する容器４
ａに開口された加圧口１０ａから圧縮空気を送入して、
試験液５ａの液面を加圧することにより、金型１ａ内に
試験液５ａを注入し、トレーサー粒子１３の挙動を外部
から観察できるようにしたものである。
この試験液５ａは、組成や温度によって様々に変化する
ｉ ｉＡ ５の粘性に十分に近似できるように、珪酸ソ
ーダ液における水の体積比を３０％以上とし、これに水
を適当な割合で混合し、そしてトレーサー粒子として例
えば後述するアルミ微粉またはポリスチレン粒子が混入
される。なお、珪酸ソーダ液における水の体積比を３０
％以上としたのは、これ以下だと珪酸ソーダ液をガラス
化しない安定した状態に保つことができないからである
。
ｉ ｉＡ ５の粘性に十分に近似できるように、珪酸ソ
ーダ液における水の体積比を３０％以上とし、これに水
を適当な割合で混合し、そしてトレーサー粒子として例
えば後述するアルミ微粉またはポリスチレン粒子が混入
される。なお、珪酸ソーダ液における水の体積比を３０
％以上としたのは、これ以下だと珪酸ソーダ液をガラス
化しない安定した状態に保つことができないからである
。
一般に粘性を有する流体の運動に相似則を通用させるた
め番、二は、流体の流れに影響を及ばず物体の形状が相
似であるばかりでなく、レイノルズ数Ｒｅ＝ Ｖ Ｌ
／ν （−ρＶｌ−／μ）が等しいことが望まし２い。
め番、二は、流体の流れに影響を及ばず物体の形状が相
似であるばかりでなく、レイノルズ数Ｒｅ＝ Ｖ Ｌ
／ν （−ρＶｌ−／μ）が等しいことが望まし２い。
なお、■＝代表流速 ■−：代表長さ、シ：動粘性係数
、ρ：原流体密度、μ：静粘性係数である。
、ρ：原流体密度、μ：静粘性係数である。
シミュレーション実験においては、キャビティー１２３
および中子１１ａの形状は鋳造時のものと同一に形成さ
れ、試験液５ａに与える加圧力も鋳造時と等しくなるよ
うに設定しうるので、■およびＬは鋳造時と等しくする
ことができる。したがって、溶湯５の流れを忠実に再現
するため、上記相似則を適用するには、試験液５ａの動
粘性係数νを溶湯５のそれと一致させればよい。
および中子１１ａの形状は鋳造時のものと同一に形成さ
れ、試験液５ａに与える加圧力も鋳造時と等しくなるよ
うに設定しうるので、■およびＬは鋳造時と等しくする
ことができる。したがって、溶湯５の流れを忠実に再現
するため、上記相似則を適用するには、試験液５ａの動
粘性係数νを溶湯５のそれと一致させればよい。
この試験液５ａは、以下に説明するように、各種珪酸ソ
ーダ液における水を種々の割合で混合することにより、
アルミ合金などの軽金属の溶湯５と同等の動粘性係数を
得ることができる。
ーダ液における水を種々の割合で混合することにより、
アルミ合金などの軽金属の溶湯５と同等の動粘性係数を
得ることができる。
第３図において、線Ａは１号（Ｈ２０含有量３０〜４０
体積％）、Ｂは２号（Ｈ２０含有量４０〜５０体積％）
、Ｃは３号（Ｈ２０含有量５０〜６０体積％）の各珪酸
ソーダ原液における、温度の変化に伴う動粘性係数の変
化で、各動粘性係数値は、５００〜５０００センチポア
ズの範囲にわたって変化する。この珪酸ソーダ原液に水
を適度に混合することにより、さらに広範囲に動粘性係
数を変化させることができる。
体積％）、Ｂは２号（Ｈ２０含有量４０〜５０体積％）
、Ｃは３号（Ｈ２０含有量５０〜６０体積％）の各珪酸
ソーダ原液における、温度の変化に伴う動粘性係数の変
化で、各動粘性係数値は、５００〜５０００センチポア
ズの範囲にわたって変化する。この珪酸ソーダ原液に水
を適度に混合することにより、さらに広範囲に動粘性係
数を変化させることができる。
上記原液中量も含水率の大きい３号珪酸ソーダ原液は、
５０〜６０体積％の水を含んでおり、例えば、第４図に
示すように、測定温度２０℃にて、水を順次添加混合す
ることにより、動粘性係数を１２０センチポアズから１
センチポアズまでの範囲で変化させることができる。し
たがって、この３号珪酸ソーダ原液に適当量の水を混合
することにより、純アルミ溶湯の６７０〜８００℃、Ａ
Ｉ−１３％Ｓｉ合金の５９０〜８００℃の範囲内におけ
る動粘性係数に等しい値ををする混合液を得ることがで
きる。
５０〜６０体積％の水を含んでおり、例えば、第４図に
示すように、測定温度２０℃にて、水を順次添加混合す
ることにより、動粘性係数を１２０センチポアズから１
センチポアズまでの範囲で変化させることができる。し
たがって、この３号珪酸ソーダ原液に適当量の水を混合
することにより、純アルミ溶湯の６７０〜８００℃、Ａ
Ｉ−１３％Ｓｉ合金の５９０〜８００℃の範囲内におけ
る動粘性係数に等しい値ををする混合液を得ることがで
きる。
例えば、純アルミ溶湯の７５０℃における動粘性係数は
、第５図に示すように １．５センチポアズであるが、
このような動粘性係数を得るためには、第４図より、温
度２０℃にて３号珪酸ソーダ原液に水を加えて、その添
加水体積パーセントを８０％とすればよいことが判る。
、第５図に示すように １．５センチポアズであるが、
このような動粘性係数を得るためには、第４図より、温
度２０℃にて３号珪酸ソーダ原液に水を加えて、その添
加水体積パーセントを８０％とすればよいことが判る。
すなわち、３号珪酸ソーダ原液の４倍の水を加えるので
ある。
ある。
また、ＡＩ−１３％Ｓｉ合金の動粘性係数は、以下に示
す如くである。
す如くである。
したがって、例えば、ＡＩ−１３％Ｓｉ合金の６００℃
における動粘性係数の値２５センチポアズを得るために
は、第４図より、温度２０℃にて添加水体積パーセント
を２０％とすればよい。
における動粘性係数の値２５センチポアズを得るために
は、第４図より、温度２０℃にて添加水体積パーセント
を２０％とすればよい。
水を混合することにより作られた混合液の比重は、概ね
１．７程度までであり、トレーサー粒子としてアルミ粉
が採用される場合には、それの比重２．７であって、混
合液より重いものとなる。しかし、アルミ粉は充分に微
小な細片であるため、重力や慣性力に基づく流体内での
沈降速度は充分に小さいことから、上記比重差はさほど
問題とならない。また、ポリスチレン粒子の場合は、比
Ｍ１゜０５であり、やや混合液より軽いが、使用前に混
合液に混入して適当に撹拌しておけば、少なくともシミ
ュレーション実験中は流体と共に浮遊し、トレーサー粒
子として充分に機能する。
１．７程度までであり、トレーサー粒子としてアルミ粉
が採用される場合には、それの比重２．７であって、混
合液より重いものとなる。しかし、アルミ粉は充分に微
小な細片であるため、重力や慣性力に基づく流体内での
沈降速度は充分に小さいことから、上記比重差はさほど
問題とならない。また、ポリスチレン粒子の場合は、比
Ｍ１゜０５であり、やや混合液より軽いが、使用前に混
合液に混入して適当に撹拌しておけば、少なくともシミ
ュレーション実験中は流体と共に浮遊し、トレーサー粒
子として充分に機能する。
ところで、溶湯５が金型１内に注入されると溶湯５の温
度は暫時低下するが、この温度の変化に伴って、前記し
たように溶湯５の動粘性係数の値も変化する。したがっ
て、再現性の良いシミュレーション実験を行うためには
、溶湯５が金型１内に注入された時点における動粘性係
数の値に等しくなるように試験液５ａを調合しなければ
ならないが、この実施例に・よれば、前記したように、
随時、珪酸ソーダ原液に水を適当な割合で混合するとい
う簡単な方法により、このような要求に応えることがで
きる。
度は暫時低下するが、この温度の変化に伴って、前記し
たように溶湯５の動粘性係数の値も変化する。したがっ
て、再現性の良いシミュレーション実験を行うためには
、溶湯５が金型１内に注入された時点における動粘性係
数の値に等しくなるように試験液５ａを調合しなければ
ならないが、この実施例に・よれば、前記したように、
随時、珪酸ソーダ原液に水を適当な割合で混合するとい
う簡単な方法により、このような要求に応えることがで
きる。
本発明は、以上の実施例の説明から分かるように、トレ
ーサー粒子を混入して用いる試験液において、珪酸ソー
ダ液における水の混合割合を変えることにより、粘性を
変化させるようにしたので、溶湯の動粘性係数と等しく
なるように、試験液を調合することによって、溶湯の湯
流れを忠実に再現したシミュレーション実験を行うこと
ができる。
ーサー粒子を混入して用いる試験液において、珪酸ソー
ダ液における水の混合割合を変えることにより、粘性を
変化させるようにしたので、溶湯の動粘性係数と等しく
なるように、試験液を調合することによって、溶湯の湯
流れを忠実に再現したシミュレーション実験を行うこと
ができる。
また、試験液の比重が従来の水よりも大きくなり、トレ
ーサー粒子の沈降速度が低下するのでその挙動が安定し
、より現実的な湯流れを観察することができる。
ーサー粒子の沈降速度が低下するのでその挙動が安定し
、より現実的な湯流れを観察することができる。
第１図は本発明が適用されるシミュレーション実験装置
の断面図、第２図は低加圧鋳造装置の一例における断面
図、第３図は１号〜３号珪酸ソーダ原液の温度の変化に
対する動粘性係数の変化を示すグラフ、第４図は２０℃
において３号珪酸ソーダ原液に水を添加することにより
変化する動粘性係数のグラフ、第５図は温度の変化に対
する純アルミニウムの静粘性係数および動粘性係数の変
化を示すグラフである。 ５−・−溶湯、５ａ−試験液、１３・−トレーサー粒子
。
の断面図、第２図は低加圧鋳造装置の一例における断面
図、第３図は１号〜３号珪酸ソーダ原液の温度の変化に
対する動粘性係数の変化を示すグラフ、第４図は２０℃
において３号珪酸ソーダ原液に水を添加することにより
変化する動粘性係数のグラフ、第５図は温度の変化に対
する純アルミニウムの静粘性係数および動粘性係数の変
化を示すグラフである。 ５−・−溶湯、５ａ−試験液、１３・−トレーサー粒子
。
Claims (1)
- （１）鋳造用の湯流れ状態の可視化試験をするために、
トレーサー粒子を混入して用いる試験液において、 珪酸ソーダ液におけるＨ＿２Ｏの体積比を３０％以上と
し、このＨ＿２Ｏの混合割合を変えることにより粘性を
変化させ、軽金属溶湯の粘性に近似させたことを特徴と
する鋳造用湯流れ試験液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176258A JPS6236536A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 鋳造用湯流れ試験液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176258A JPS6236536A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 鋳造用湯流れ試験液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236536A true JPS6236536A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0541939B2 JPH0541939B2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=16010420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176258A Granted JPS6236536A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 鋳造用湯流れ試験液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236536A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2746335A1 (fr) * | 1996-03-25 | 1997-09-26 | Pierre Merrien | Procede de simulation de remplissage de moules, specialement en coulee pilotee sous vide et pression et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| KR100682029B1 (ko) | 2005-09-07 | 2007-02-12 | 한국생산기술연구원 | 용탕충전 가시화 장치 |
| CN102384957A (zh) * | 2011-08-22 | 2012-03-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 石油井下环境模拟实验装置 |
| RU2472602C2 (ru) * | 2011-04-11 | 2013-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Устройство для моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе |
| RU2472601C2 (ru) * | 2011-04-11 | 2013-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Способ моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе |
| CN103470220A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气水合物模拟实验装置 |
| RU182841U1 (ru) * | 2017-11-21 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Лабораторная установка для моделирования гидродинамики металлического расплава в сталеразливочном ковше |
| CN114352272A (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 三向加载模拟水合物储层增产改造及开采的三维实验系统 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60176258A patent/JPS6236536A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2746335A1 (fr) * | 1996-03-25 | 1997-09-26 | Pierre Merrien | Procede de simulation de remplissage de moules, specialement en coulee pilotee sous vide et pression et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| WO1997035679A1 (fr) * | 1996-03-25 | 1997-10-02 | Pierre Laurent Merrien | Procede et dispositif de simulation de remplissage de moules de fonderie |
| KR100682029B1 (ko) | 2005-09-07 | 2007-02-12 | 한국생산기술연구원 | 용탕충전 가시화 장치 |
| RU2472602C2 (ru) * | 2011-04-11 | 2013-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Устройство для моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе |
| RU2472601C2 (ru) * | 2011-04-11 | 2013-01-20 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН | Способ моделирования гидродинамики расплава в кристаллизаторе |
| CN102384957A (zh) * | 2011-08-22 | 2012-03-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 石油井下环境模拟实验装置 |
| CN103470220A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气水合物模拟实验装置 |
| CN103470220B (zh) * | 2013-08-20 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气水合物模拟实验装置 |
| RU182841U1 (ru) * | 2017-11-21 | 2018-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Лабораторная установка для моделирования гидродинамики металлического расплава в сталеразливочном ковше |
| CN114352272A (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 三向加载模拟水合物储层增产改造及开采的三维实验系统 |
| CN114352272B (zh) * | 2020-09-28 | 2023-07-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 三向加载模拟水合物储层增产改造及开采的三维实验系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541939B2 (ja) | 1993-06-25 |
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