JP2001518847A - 精密鋳造用の方法と鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 精密鋳造品を製造するために、ガス交換法が使用される。るつぼ（１）と、少なくとも部分的に多孔性である壁部を有する鋳型（２）が、気密な容器（５）内に配置されている。鋳型キャビティ（３）を有する鋳型（２）は、鋳込み工程の前に排気され、続いて軽いガス、例えばヘリウムによって掃気処理される。鋳型キャビティ（３）を充填した後で、鋳型（２）内の溶融物の表面（１８）が第２の重いガス、例えばアルゴンによって付勢され、超過圧力にさらされる。鋳型キャビティの充填率が改善され、鋳造された物品の組織が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】 精密鋳造用の方法と鋳造装置 本発明は、少なくとも１個の多孔性の鋳型と、液状金属を鋳型に鋳込むための 装置と、真空および圧力を発生させるための装置とを備えた、精密鋳造用の鋳造 装置内で金属物品を鋳造するための方法と、この方法を実施するための鋳造装置 に関する。 精密鋳造とは、特に金、銀、プラチナ、ブロンズおよび他の金属からなる装身 具、美術工芸品、装飾品または工業用小型部品の鋳造であると理解される。るつ ぼと鋳型を容器内に配置した鋳造装置が知られている。このるつぼの内部中空室 は原料を収容するように形成され、るつぼは加熱装置、例えば電気誘導装置を備 えている。注ぎ装置としては、公知の例を使用することができる。この場合、公 知の例はストッパーを有する底注ぎ装置を備えている。るつぼの下方に鋳型が位 置決めされている。この板はガスを通す多孔性の材料からなっている。その際、 鋳型は鋳型キャビティを有し、この鋳型キャビティはたいていの場合、同じ鋳造 工程で多数の個々の部品を鋳造することができる。すなわち、鋳型キャビティは １つの湯口漏斗を有する樹木構造を有する。鋳型の製作はたいていの場合、合成 樹脂模型またはろう模型によって行われ、鋳型は一度だけしか使用できない。こ の鋳造装置において金属物品を鋳造するための方法は、複数のステップからなっ ている。先ず最初に、容器を開放した状態で、るつぼに原料が充填され、容器の 下側部分に鋳型が挿入される。その際、容器の下側部分は上側部分から分離され ている。上側の容器部分は正圧を発生させるための装置に接続され、下側の容器 部分は負圧を発生させるための装置に接続されている。鋳造工程を開始するため に、容器は気密に閉鎖され、るつぼ内の溶融工程が開始される。ストッパーを開 放することにより、液状の溶融物は落とし込みによって鋳型の鋳型キャビティ内 まで流れ、この鋳型キャビティに完全に充満する。鋳造工程の前およびまたは鋳 造工程中に、鋳型を配置した下側の容器部分は負圧にさらされる。この負圧は鋳 型材料の小孔を経て鋳型キャビティ内に達する。鋳造工程の終わりに、すなわち 鋳型キャビティが充満するときに、上側の容器室に正圧が発生するので、この圧 力は鋳型の湯口漏斗内の溶融物の表面にも作用する。鋳型の底と外周壁に作用す る負圧と、鋳型キャビティ内の溶融物に作用する正圧の組み合わせにおり、両側 が同じ圧力である鋳造方法と比べて、鋳型キャビティの充填と微細な部分の成形 が改善される。 この公知の装置による良好な鋳造結果にもかかわらず、特に複雑できゃしゃな 鋳造物品の場合に問題が生じる。液状溶融物は例えば鋳型キャビティ内にあまり 迅速に分配されない。その結果、部分的に細かい分岐部に充填されないかあるい は凝固した材料が異なる組織を有することになる。というのは、鋳型キャビティ のいろいろな範囲で、冷却速度と凝固時点が異なるからである。 そこで、本発明の課題は、鋳型キャビティの鋳造精度と充填率が高められ、鋳 造された物品の組織が改善される、方法を装置を提供することである。 この課題は方法の場合には請求項１の上位概念記載の方法において、本発明に 従い、請求項１の特徴部分に記載の特徴によって解決され、装置の場合には請求 項５の上位概念記載の装置において請求項５の特徴部分に記載の特徴によって解 決される。本発明の有利な実施形は従属請求項記載の特徴を有する。 本発明による方法に従って、鋳造工程を開始する前に、すなわち液状溶融物を 鋳型キャビティに鋳込む前に、鋳型キャビティと鋳型の周囲空間が負圧にさらさ れる。それによって、鋳型の少なくとも部分的に多孔性またはガス透過性である 壁部内の穴や通路が排気され、残っている空気または他のガスがこの多孔性の穴 から吸い出される。続いて、密度の小さな軽いガスによって鋳型キャビティと鋳 型の周囲空間が掃気処理される。これは、このガスが鋳型の壁部の小孔に侵入し て充満するという利点をもたらす。その際、軽いガスとしては、元素の周期系で 原子番号１〜１０を有し、鋳型の壁部内の小孔の流通速度ができるだけ速いガス が選択される。この群のうちの特に適したガスはヘリウムである。鋳型キャビテ ィと鋳型の周囲空間をこの軽いガスで掃気処理した後で、少なくとも鋳型キャビ ティ内に新たに負圧が発生させられ、そして液状溶融物が鋳型キャビティに充填 される。この充填工程はきわめて迅速に行われる。というのは、軽いガス、例え ばヘリウムが、鋳型の壁部の小孔を通ってきわめて容易にかつ迅速に押しのけら れて外部に流出し得るからである。この利点は、選択された軽いガスの、小孔と 毛管穴を通る高い流通速度によって生じる。鋳造工程に関しては、鋳型キャビテ ィの個々の範囲と流入する液状金属の間に部分的な正圧が発生しないので、液状 金属が迅速にかつ妨害されずに、鋳型キャビティの微細な分岐部内に流れること ができるという利点がある。それだけによって既に、成形精度が改善され、鋳造 速度が高まる。その結果、鋳型キャビティ内のすべての部分において、鋳造され た物品の組織が改善される。鋳型キャビティが液状金属で完全に充満するや否や 、鋳型キャビティの湯口範囲内の溶融物の表面が密度の大きな他の重いガスによ って付勢される。このガスは鋳型の周囲空間に対して超過圧力を有する。その際 、密度の高い重いガスとして、元素の周期系において原子番号が少なくとも７以 上のガスが選択され、いかなる場合でも重いガスは、先行する方法ステップで掃 気処理を行う軽いガスよりも大きな原子番号を有する。重いガスは同じ特性を有 する混合気でもよい。この群のうちの非常に適したガスはアルゴンである。とい うのは、アルゴンが比較的に遅い流通速度で鋳型の壁部の小孔を通って流れると いう特性を有するからである。試験の結果、一方の側をアルゴンで付勢する際、 ヘリウムで付勢する場合と比べて、鋳型の内壁と鋳型の外壁の間の圧力平衡が８ 〜１０倍ゆっくりと行われることが判った。これは、鋳型キャビティ内の液状溶 融物が高い圧力にさらされ、鋳型の周囲空間内の負圧が大幅に減少することがな いという利点をもたらす。その結果、鋳型キャビティの充填が改善され、鋳造さ れた物品の組織が改善されることになる。 本発明による方法の利点は、異なる密度を有する異なるガスのための２つの源 を備えた鋳造装置によって得られる。他の利点は、鋳型が気密な第１の容器内に 配置され、るつぼと注ぎ装置が、第１の容器から分離された第２の容器内に配置 されていることによって生じる。両容器は接続管路と制御弁を介して第１のガス 源または第２のガス源に接続され、部分的な負圧または正圧を発生するためのポ ンプと適当な制御装置が設けられている。るつぼの注ぎ口と鋳型の湯口の間の範 囲に、第３のガス室が形成されていると、この空間が比較的に小さく、それによ って鋳型の充填後湯口を介しての圧力上昇が迅速に行われ、必要なガスが少なく て済むという利点がある。この場合にも、ガス源およびまたは第１または第２の 気密な容器に至る接続装置と制御装置が設けられている。 るつぼの注ぎ口の範囲と鋳型の湯口の範囲が鋳造軸線の方向に相対的に移動可 能であると、他の利点が生じる。これは一方では、鋳型とるつぼへのアクセスを 良好にし、他方では第１または第２または第３の容器の相互の接続または分離を 可能にする。これは、るつぼを備えた機器部分または鋳型を備えた機器部分を相 対的に移動させることによって行われる。シールするために、これらの機器部分 の間には、少なくとも１個のガス封止シール形成されている。 本発明による鋳造装置の運転と、この装置における本発明による方法の使用は 好ましくは、方法を実施するための制御プログラムを含む制御装置によって行わ れる。この制御装置を介して、ガス源と気密な容器の間の適当な制御弁と制御装 置が制御される。この制御はそれ自体知られている溶融工程と鋳込み工程のチェ ックを行うこともできる。 次に、添付の図を参照して、実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。 図１は本発明による鋳造装置を概略的に示す図、 図２は第１の容器と第２の容器を備えた本発明による鋳造装置を示す図、そし て、 図３は付加的な第２のガス室を備えた本発明による鋳造装置を示す図である。 図１に示した鋳造装置は、蓋２４を有する容器５を備えている。この場合、こ の蓋２４のロック装置は図示していない。容器５には、鋳型キャビティ３を有す る鋳型２が位置決めされている。この鋳型２は金属製物品、図示した実施の形態 では装身具を鋳造するために役立つ。その際、多数の物品が湯口範囲１７を有す る中央のスプルーの周りに配置され、樹木のような形成物を形成する。鋳型２は ガスを透過する多孔性の鋳型材料からなっている。鋳型は公知のごとく、鋳型２ の製作後溶けるろう模型によって製作される。鋳型２の上方において、るつぼ１ が中間支持体上に位置決めされている。このるつぼ１は原料、すなわち溶融した 金属のための捕集室２５と、るつぼ１の底範囲に注ぎ口１４を有する。この注ぎ 口１４はストッパー１５によって閉鎖され、操作部１６を介して図示していない それ自体公知の作動機構によって開閉可能である。るつぼ１の周りには、誘導コ イルの形をした加熱装置が配置されている。この誘導コイルは図示した実施の形 態では同様に図示していないが、それ自体公知である。ストッパー１５と注ぎ口 １４と操作部１６は注ぎ装置４を形成している。容器５の内室２６は蓋２４によ って気密に閉鎖されている。内室２６は同時に、鋳型２の周囲空間を形成してい る。接続管路１９はこの内室２６と第１のガス源６、例えばヘリウムを含む圧縮 ガス容器とを接続している。この接続管路１９内には弁２２が設けられている。 この弁は作動機構を備え、制御導線２３を介して制御装置１０に接続されている 。他の接続管路１１を介して、第１の容器５の内室２６は真空ポンプ８に接続さ れている。この真空ポンプは同様に、制御導線２３を介して制御装置１０に接続 れている。接続管路１１には同様に、弁２１が組み込まれている。この弁は作動 機構と、制御装置１０に至る制御導線を備えている。真空ポンプ８は先ず最初は 、図示していない真空タンクによって補うことができる。 容器５の内室２６は他の接続管路１２を介して第２のガス源７に接続されてい る。この第２のガス源は本実施の形態ではアルゴンを含んでいる。第２のガス源 ７と第１の容器５の間には、圧縮ポンプの形をした加圧装置９と、弁２０が組み 込まれている。この加圧装置と弁は制御導線２３を介して制御装置１０に接続さ れている。 図１に示した実施の形態では、鋳型２の鋳型キャビティ３に金属が充填され、 湯口範囲１７において鋳込まれた溶融物の表面１８が見える。鋳型キャビティ３ への液状溶融物の充填は、次の方法に従って行われる。第１のステップでは、鋳 型２が容器５に挿入され、必要量の原料がるつぼ１の捕集室２５に充填される。 装身具を鋳造するために通常は、金、銀またはプラチナのような原料が使用され る。この場合、他の原料を使用することができ、例えば美術工芸品または工業的 な小型部品のような他の物品を鋳造することができる。その際、るつぼ１の容積 は５〜２０００ｃｍ³である。続いて、容器５が蓋２４によって気密に閉鎖され 、るつぼ１内にある金属が図示していない加熱装置によって溶融される。溶融工 程中または溶融工程終了後、容器５の内室２６全体が真空ポンプ８によって少な くとも１００ｍｂａｒの負圧になるように排気される。それによって、容器５の 充填時に入った空気は、内室２６と鋳型キャビティ３から排気され、鋳型２の壁 部内の小孔からも排気される。予め設定された所望な負圧に達するや否や、密度 の小さな軽いガス、本実施の形態ではヘリウムが、第１のガス源６から弁２２を 経て容器５の内室２６に入れられ、特に鋳型キャビティ３がこの軽いガスで掃気 処理される。そのために、ポンプ８を介して更に小さな負圧を維持することがで きるので、鋳型２全体の掃気処理が保証される。軽いガスであるヘリウムによる この掃気処理工程の間、このガスは鋳型２の壁部内の小孔に侵入し、この小孔に 充填される。ヘリウムが小孔や毛管穴に非常に良好に侵入し、高い流通速度を有 するので、ヘリウムが比較的に迅速に鋳型２の本体全体に浸透する。この状態に 達するや否や、弁２２が閉じられ、第１の容器５の内室２６に小さな負圧を維持 しなからストッパー１５が開放される。それによって、溶融金属が注ぎ口１４か ら鋳型２の湯口範囲１７乃至鋳型キャビティ３に充填される。今や、弁２１が同 様に閉じられ、その代わりに弁２０が開放され、重いガス、本実施の形態ではア ルゴンが容器５の内室２６に充填される。加圧装置９を介して１０００ｍｂａｒ の正圧が加えられ、この正圧が鋳型キャビティ３内の溶融物の表面１８に直接作 用する。それによって、鋳型キャビティ３内の溶融物は鋳型キャビティ３の最も 外側の範囲に押され、軽いガスであるヘリウムが鋳型キャビティ３から完全に押 し出される。その際、重いガスであるアルゴンは、鋳型２の小孔には侵入しにく く、従って先ず最初は鋳型キャビティ内の溶融物の表面１８に圧力が作用し、壁 を経て低下して背圧として作用する。鋳型キャビティ３内の溶融物が凝固するや 否や、弁２０が閉じられ、圧力平衡工程を実施した後で蓋２４を開放し、鋳型２ を容器５から取り出すことができる。それによって、新しい空の鋳型を備えた、 新たな鋳造工程のための装置が準備される。鋳造方法全体の制御は、制御装置１ ０、例えば適当な制御プログラムと入力装置を備えた制御コンピュータを介して 行われる。鋳造すべき材料と他の鋳造パラメータに依存して、プログラムひいて は鋳造方法を限界条件に適合させることができる。第１または第２のガス源６， ７で他のガスを使用する場合には、この変更も制御装置１０によって考慮される 。 図２は、図１の実施の形態に対して有利な補足を有する、精密鋳造品のための 鋳造装置の実施の形態を示している。その際、鋳造装置は２個の容器、すなわち 鋳型２を収容する第１の容器５’と、るつぼ１を収容する第２の容器１３を備え ている。両容器５’，１３は互いに気密に接続可能である。この場合、接続装置 は図示していない。第２の容器１３上には更に、蓋２４設けられている。この蓋 は同様に図示していない連結手段を介して容器１３に気密に連結可能である。容 器１３の底２７には、少なくとも１つの接続通路２８が設けられている。その際 、第２の容器１３の底２７はシール２９を介して鋳型２の上面３０に載っている 。鋳型２は図示した実施の形態では、昇降装置３１上に置かれている。鋳型２は この昇降装置によって底２７ひいては注ぎ口１４の方へあるいは底ひいては注ぎ 口から離れる方へ移動可能である。それによって、鋳型２が下降し、もはやシー ル２９に接触しないときに、接続通路２８を介して第１の容器５’の内室と第２ の容器１３の内室を互いに接続することができる。図示した実施の形態では、る つぼ１内にはまだ溶融していない原料が充填されている。すなわち、溶融工程と 鋳造工程の前の出発状態が示してある。 るつぼ１内の原料を溶融した後で、第１の容器５’と第２の容器１３の両内室 は、接続管路１１を経て真空ポンプ８によって所定の圧力まで排気される。その 際、容器５’の内室は鋳型２の周囲空間を形成する。第２の容器１３の内室と接 続通路２８を介して鋳型キャビティ３内に負圧が発生する。この接続通路は鋳型 ２の湯口範囲１７に開口している。この構造の場合、接続管路１１内に弁２１に 加えて、第２の弁３２が配置されている。この第２の弁はポンプ８と第２の容器 １３の内室を接続する。鋳型２が底２７のシール２９に接触するとき、排気のた めに両弁２１，３２が開放される。それによって、第１の容器５’と第２の容器 １３内で所望な負圧が発生し、不所望なガスが鋳型キャビティ３から吸い出され る。排気は鋳型２が下降しているときにも行うことができる。この場合、両弁の 一方２１または３２だけを開放すればよい。鋳造工程の開始の前に、鋳型２は装 置３１によってシール２９の方に移動させられる。所望な負圧に達した後で、弁 ２２が開放され、第１のガス源６から軽いガスが容器５’，１３に入れられる。 この実施の形態の場合にも、小さな密度の軽いガスとしてヘリウムが使用される 。軽いガスが鋳型２の小孔を流過し、この小孔に充填されるまでに必要とされる 時間は、鋳型２の大きさと選択された鋳型材料に依存する。小孔が掃気処理され 、ヘリウムで充填されるや否や、弁２２を閉じることによって掃気処理工程が終 了する。掃気処理工程を改善するために、付加的な弁３３を組み込むことができ る。この場合、掃気処理工程中に、弁３２が閉じられ、弁２１を介して負圧が鋳 型２の周囲空間内に発生する。そして、軽いガスであるヘリウムが第２の容器１ ３内に流れ、接続通路２８を経て鋳型キャビティ３に流れ、内側から外側に向け て鋳型２に浸透する。両変形例の場合、鋳造工程の開始前に、弁２１が閉鎖され 、弁３２を介して所定の負圧が鋳型キャビティ３内で維持される。鋳型キャビテ ィ３に液状溶融物が充填されるや否や、弁３２が閉じ、弁２０が開放する。第２ のガス源７から接続管路１２を経て、重いガス、本実施の形態ではアルゴンが、 第２の容器１３の内室に入れられ、この重いガスは接続通路２８を経て鋳型キャ ビティ３の湯口範囲１７の溶融物の表面を付勢する。第２の容器１３内には、加 圧装置９により、第１の容器５’内の鋳型２の周囲空間よりも高い圧力が発生す る。これにより、鋳型キャビティ３内の液状溶融物は鋳型キャビティ３の最も外 側の範囲内に侵入する。というのは、軽いガスであるヘリウムが大きな抵抗なし に鋳型２の小孔を経て周囲空間に流出するからである。重いガスであるアルゴン が鋳型キャビティ３の湯口範囲１７だけを付勢するので、軽いガスであるヘリウ ムが鋳型キャビティ３から容器５’内の周囲空間に流出しやすくなる。というの は、鋳型の周りに正圧が発生していないからである。 図３は、第１の容器５”と第２の容器１３との間に第３のガス室３４を形成し た、改良された実施の形態を示している。この第３のガス室３４は第２の容器１ ３の底２７と第１の容器５”の中間壁３５との間に形成されている。この中間壁 ３５は鋳型２の上面３０を、第１の容器５”内の周囲空間に対してシールする。 第１の容器５”と第２の容器１３と蓋２４は本実施の形態においても、図示して いない連結手段を介して互いに気密に連結されている。鋳造工程を開始する前に 、真空ポンプ８を用いてかつ弁２１，３２を開放することによって、６０ｍｂａ ｒの所望な負圧が両容器５”，１３の両内室に発生させられる。鋳型２の壁部の 小孔を経て、鋳型キャビティ３ひいては第３のガス室３４が排気される。それに よって、この実施の形態は、鋳型キャビティ３内に存在する空気または他のガス がいかなる場合でも外部に吸い出されるという付加的な利点がある。不所望なガ スが第３のガス室３４に再流入しないようにするために、容器１３内に同じ負圧 を発生させる必要がある。所望な負圧に達した後で、弁２２が開放され、ヘリウ ムの形態の軽いガスが第１のガス源６から管路１９を経て容器１３の内室と第３ のガス室３４に入る。管路１９と第３のガス室３４の間に付加的な接続管路３６ が設けられている。その際、弁２１が開放したままであるので、第１の容器５” 内の鋳型２の周りの周囲空間内の負圧により、ヘリウムは第３のガス室３４から 鋳型キャビティ３を経て外側へ鋳型２の周囲空間に流れる。これは鋳型２の壁部 内の小孔と毛管穴の完全な掃気処理を保証するので、鋳型はヘリウムによって完 全に充填される。この状態に達するや否や、管路１９内の弁２２が閉じ、鋳型キ ャビティ３内での液状溶融物の鋳造を既に述べたように行うことができる。鋳型 キャビティ３内に液状溶融物が充填されるや否や、アルゴンの形態の重いガスが 接続管路１２’を経て第３のガス室３４に直接供給される。これは弁２０と第２ のガス源７と加圧装置９を介して行われる。その際、第１の容器５”内の鋳型２ の周囲空間に対する所望な超過圧力、本実施の形態では３０００ｍｂａｒの超過 圧力が、第３のガス室３４にのみ発生させられる。この第３のガス室３４の容積 が小さいので、少量のアルゴンしか必要とせず、所望な超過圧力は非常に迅速に および少ないエネルギーコストで発生させることができる。鋳造装置のこの形成 は本発明による鋳造方法を最適化し、重いガスと軽いガスの消費量を最少に低減 することになる。 実施の形態に関して述べた交換ガス組み合わせのヘリウムとアルゴンの代わり に、他のいろいろな組み合わせが可能である。純粋なガスが使用されるときには 、例えば窒素とアルゴンまたはヘリウムと窒素の組み合わせが可能である。混合 ガスの場合には、軽いガスとしての窒素と重いガスとしての二酸化炭素との組み 合わせを用いることできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年３月２６日（１９９９．３．２６） 【補正内容】 上側の容器部分は正圧を発生させるための装置に接続され、下側の容器部分は負 圧を発生させるための装置に接続されている。鋳造工程を開始するために、容器 は気密に閉鎖され、るつぼ内の溶融工程が開始される。ストッパーを開放するこ とにより、液状の溶融物は落とし込みによって鋳型の鋳型キャビティ内まで流れ 、この鋳型キャビティに完全に充満する。鋳造工程の前およびまたは鋳造工程中 に、鋳型を配置した下側の容器部分は負圧にさらされる。この負圧は鋳型材料の 多孔を経て鋳型キャビティ内に達する。鋳造工程の終わりに、すなわち鋳型キャ ビティが充満するときに、上側の容器室に正圧が発生するので、この圧力は鋳型 の湯口漏斗内の溶融物の表面にも作用する。鋳型の底と外周壁に作用する負圧と 、鋳型キャビティ内の溶融物に作用する正圧の組み合わせにおり、両側が同じ圧 力である鋳造方法と比べて、鋳型キャビティの充填と微細な部分の成形が改善さ れる。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２７９９８号公報により、チタンまたは チタン合金からなる歯科用鋳物を製造するためのこのような精密鋳造装置が知ら れている。この刊行物に、鋳造工程の間鋳型の湯口側に少なくとも４〜５ｂａｒ の正圧を発生する方法と装置が記載されている。そのために、湯口側は圧力下の アルゴンの形態の重いガスによって付勢される。このような正圧は引け巣や介在 物なしにチタンまたはチタン合金を鋳造するために必要である。 この公知の装置による良好な鋳造結果にもかかわらず、特に複雑できゃしゃな 鋳造物品の場合に問題が生じる。液状溶融物は例えば鋳型キャビティ内にあまり 迅速に分配されない。その結果、部分的に細かい分岐部に充填されないかあるい は凝固した材料が異なる組織を有することになる。というのは、鋳型キャビティ のいろいろな範囲で、冷却速度と凝固時点が異なるからである。 そこで、本発明の課題は、鋳型キャビティの鋳造精度と充填率が高められ、鋳 造された物品の組織が改善される、方法を装置を提供することである。 この課題は請求項１記載の方法において、本発明に従い、請求項１の特徴によ って解決され、請求項５記載の装置において請求項５の特徴によって解決される 。本発明の有利な実施形は従属請求項記載の特徴を有する。 本発明による方法に従って、鋳造工程を開始する前に、すなわち液状溶融物を 鋳型キャビティに鋳込む前に、鋳型キャビティと鋳型の周囲空間が負圧にさらさ れる。それによって、鋳型の少なくとも部分的に多孔性またはガス透過性である 壁部内の穴や通路が排気され、残っている空気または他のガスがこの多孔性の穴 から吸い出される。続いて、密度の小さな軽いガスによって鋳型キャビティと鋳 型の周囲空間が掃気処理される。これは、このガスが鋳型の壁部の孔に侵入して 充満するという利点をもたらす。その際、軽いガスとしては、元素の周期系で原 子番号１〜１０を有し、鋳型の壁部内の小孔の流通速度ができるだけ速いガスが 選択される。この群のうちの特に適したガスはヘリウムである。鋳型キャビティ と鋳型の周囲空間をこの軽いガスで掃気処理した後で、少なくとも鋳型キャビテ ィ内に新たに負圧が発生させられ、そして液状溶融物が鋳型キャビティに充填さ れる。この充填工程はきわめて迅速に行われる。というのは、軽いガス、例えば ヘリウムが、鋳型の壁部の小孔を通ってきわめて容易にかつ迅速に押しのけられ て外部に流出し得るからである。この利点は、選択された軽いガスの、小孔と毛 管穴を通る高い流通速度によって生じる。鋳造工程に関しては、鋳型キャビティ の個々の範囲と流入する液状金属の間に部分的な正圧が発生しないので、液状金 属が迅速にかつ妨害されずに、鋳型キャビティの微細な分岐部内に流れることが できるという利点かある。それだけによって既に、成形精度が改善され、鋳造速 度が高まる。その結果、鋳型キャビティ内のすべての部分において、 請求の範囲 １．鋳造工程を開始する前に、鋳型キャビティ（３）と鋳型（２）の周囲空間内 に負圧が発生させられ、そして密度の小さな軽いガスによって鋳型キャビティ （３）と鋳型（２）の周囲空間が掃気処理され、掃気処理の間、鋳型（２）の 壁部内の小孔が少なくとも部分的に軽いガスによって充填され、続いて少なく とも鋳型キャビティ（３）内に新たに負圧が発生させられ、そして液状溶融物 が鋳型キャビティ（３）に充填され、鋳型キャビティに充満し、鋳型キャビテ ィ（３）が充満した後で、鋳型キャビティ（３）の湯口範囲（１７）内の溶融 物の表面（１８）が密度の大きな他の重いガスによって付勢され、重いガスに よって、鋳型（２）の小孔内の中空室の圧力と比べて超過圧力がガス室内に発 生させられる、少なくとも１個の多孔性の鋳型（２）と、液状金属を鋳型（２ ）に鋳込むための装置（４）と、真空および圧力を発生させるための装置とを 備えた、精密鋳造用の鋳造装置内で金属物品を鋳造するための方法。 ２．軽いガスとして、重いガスの密度が軽いガスの密度よりも少なくとも1.2倍 となるようなガスが使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．軽いガスとして、原子番号１〜１０の周期系のガス、例えばヘリウムが使用 され、重いガスとして、少なくとも７の原子番号を有する周期系のガス、例え ばアルゴンが使用され、重いガスが軽いガスよりも大きな原子番号を有するこ とを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４．鋳造工程の開始前に、重いガスに少なくとも１００ｍｂａｒの負圧が発生さ せられ、鋳造工程の終わりに、鋳型（２）の小孔の中空室内の圧力に対して少 なくとも１０ｍｂａｒの超過圧力が重いガスに発生させられることを特徴とす る請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。 ５．注ぎ装置（４）を有するるつぼ（１）と、鋳型キャビティ（３）を有する少 なくとも１個の鋳型（２）とを備え、鋳型（２）が少なくとも部分的にガスを 通す材料からなり、鋳型（２）が気密な容器（５）内に配置され、この容器（ ５）が異なるガスのための第１と第２の源（６，７）に接続され、容器（５） 内に負圧を発生させるために、ポンプ（８）に通じる接続管路（１１）が設け られ、容器（５）と第２のガス源（７）の間の接続管路（１２）内に、超過圧 力を発生するための装置（９）が配置されている、請求項１記載の方法を実施 するための鋳造装置。 ６．るつぼ（１）と注ぎ装置（４）が気密な第２の容器（１３）内に配置され、 この容器（１３）が弁（２０）と接続管路（１２）を介して、超過圧力を発生 するための装置（９）に接続されていることを特徴とする請求項５記載の鋳造 装置。 ７．るつほ（１）の注ぎ口（１４）と鋳型（２）の湯口（１７）の間に、第３の ガス室（３４）が形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の鋳 造装置。 ８．つるぼ（１）の注ぎ口（１４）の範囲と鋳型（２）の湯口（１７）の範囲が 、鋳造軸線方向に相対的に移動可能であることを特徴とする請求項５〜７のい ずれか一つに記載の鋳造装置。 ９．つるぼ（１）の注ぎ口（１４）の範囲と鋳型（２）の湯口（１７）の範囲の 間に、少なくとも１つの気密のシール（２９）が配置されていることを特徴と する請求項８記載の鋳造装置。 10．第２のガス室（３４）が接続管路（１２’）を介して超過圧力を発生させる 装置（９）に接続され、およびまたは接続管路（３６）を介して第１のガス源 （６）に接続されていることを特徴とする請求項７記載の鋳造装置。 11．請求項１記載の方法に対応する制御プログラムを有する制御装置（１０）と 、ガスのための接続管路（１１，１２，１９）内に設けられた制御弁（２０， ２１，２２，３２）を備えていることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか 一つに記載の鋳造装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１個の多孔性の鋳型（２）と、液状金属を鋳型（２）に鋳込むた めの装置（４）と、真空および圧力を発生させるための装置とを備えた、精密 鋳造用の鋳造装置内で金属物品を鋳造するための方法において、鋳造工程を開 始する前に、鋳型キャビティ（３）と鋳型（２）の周囲空間内に負圧が発生さ せられ、そして密度の小さな軽いガスによって鋳型キャビティ（３）と鋳型（ ２）の周囲空間が掃気処理され、掃気処理の間、鋳型（２）の壁部内の小孔が 少なくとも部分的に軽いガスによって充填され、続いて少なくとも鋳型キャビ ティ（３）内に新たに負圧が発生させられ、そして液状溶融物が鋳型キャビテ ィ（３）に充填され、鋳型キャビティに充満し、鋳型キャビティ（３）が充満 した後で、鋳型キャビティ（３）の湯口範囲（１７）内の溶融物の表面（１８ ）が密度の大きな他の重いガスによって付勢され、重いガスによって、鋳型（ ２）の小孔内の中空室の圧力と比べて超過圧力がガス室内に発生させられるこ とを特徴とする方法。 ２．軽いガスとして、重いガスの密度が軽いガスの密度よりも少なくとも1.2倍 となるようなガスが使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．軽いガスとして、原子番号１〜１０の周期系のガス、例えばヘリウムが使用 され、重いガスとして、少なくとも７の原子番号を有する周期系のガス、例え ばアルゴンが使用され、重いガスが軽いガスよりも大きな原子番号を有するこ とを特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４．鋳造工程の開始前に、重いガスに少なくとも１００ｍｂａｒの負圧が発生さ せられ、鋳造工程の終わりに、鋳型（２）の小孔の中空室内の圧力に対して少 なくとも１０ｍｂａｒの超過圧力が重いガスに発生させられることを特徴とす る請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。 ５．注ぎ装置（４）を有するるつぼ（２）と、鋳型キャビティ（３）を有する少 なくとも１個の鋳型（２）とを備えた、請求項１記載の方法を実施するための 鋳造装置において、鋳型（２）が少なくとも部分的にガスを通す材料からなり 、鋳型（２）が気密な容器（５）内に配置され、この容器（５）が異なるガス のための第１と第２の源（６，７）に接続され、容器（５）内に負圧を発生さ せるために、ポンプ（８）に通じる接続管路（１１）が設けられ、容器（５） と第２のガス源（７）の間の接続管路（１２）内に、超過圧力を発生するため の装置（９）が配置されていることを特徴とする鋳造装置。 ６．るつほ（１）と注ぎ装置（４）が気密な第２の容器（１３）内に配置され、 この容器（１３）が弁（２０）と接続管路（１２）を介して、超過圧力を発生 するための装置（９）に接続されていることを特徴とする請求項５記載の鋳造 装置。 ７．るつほ（１）の注ぎ口（１４）と鋳型（２）の湯口（１７）の間に、第３の ガス室（３４）が形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の鋳 造装置。 ８．つるぼ（１）の注ぎ口（１４）の範囲と鋳型（２）の湯口（１７）の範囲が 、鋳造軸線方向に相対的に移動可能であることを特徴とする請求項５〜７のい ずれか一つに記載の鋳造装置。 ９．つるぼ（１）の注ぎ口（１４）の範囲と鋳型（２）の湯口（１７）の範囲の 間に、少なくとも１つの気密のシール（２９）が配置されていることを特徴と する請求項８記載の鋳造装置。 10．第２のガス室（３４）が接続管路（１２’）を介して超過圧力を発生させる 装置（９）に接続され、およびまたは接続管路（３６）を介して第１のガス源 （６）に接続されていることを特徴とする請求項７記載の鋳造装置。 11．請求項１記載の方法に対応する制御プログラムを有する制御装置（１０）と 、ガスのための接続管路（１１，１２，１９）内に設けられた制御弁（２０， ２１，２２，３２）を備えていることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか 一つに記載の鋳造装置。