JP2003505254A - 鋳造物用の熱処理および砂除去 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鋳造物（１３、５３）の熱処理およびそこからコア（５４）を除去するシステムおよび方法。鋳造物（１３、５３）は、最初は、それらの既知のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標にて、位置合わせ位置で位置している。鋳造物（１３、５３）は、一連のノズルステーション（４１、６３）を通り、各々は、ノズルステーション（４１、６３）を通っている鋳造物の既知の位置合わせ位置に対応する現在位置で、一連のノズル（４２、６４、６４’）が取り付けられている。ノズル（４２、６４、６４’）は、鋳造物（１３、５３）を熱処理するために、および鋳造物（１３、５３）からの除去のために砂コア（５４）を取り除くために、鋳造物（１３、５３）に加熱流体を適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願の相互参照） 本願は、１９９９年７月２９日に出願された米国暫定特許出願第６０／１４６
，３９０号、１９９９年８月２６日に出願された米国暫定特許出願第６０／１５
０，９０１号、および２０００年５月１０日に出願された米国暫定特許出願第６
０／２０２，７４０号の特典を請求する。

【０００２】 （技術分野） 本発明は、一般に、冶金鋳造方法に関し、さらに具体的には、鋳造物から砂コ
アを除去して鋳造物を熱処理する方法および装置に関する。

【０００３】 （発明の背景） 金属鋳造物を形成する伝統的な鋳造方法は、例えば、鋳鉄のフラスコ型鋳型ま
たは砂型（これは、ダイスとも呼ばれる）を使用し、これは、その内面に、所望
鋳造物の外部特徴（例えば、円筒ヘッド）が形成されている。砂および適当なバ
インダー材料から構成された砂コアおよびこの鋳造物の内部特徴の規定は、この
ダイス内に設置される。砂コアは、一般に、これらの金属鋳造物内で、輪郭およ
び内部特徴を生じるように使用され、この鋳造工程が完了した後、これらの鋳造
物からコアの砂材料を除去し再生することは、必要不可欠である。その用途に依
存して、この砂コアおよび／または砂型用のバインダーは、もし使用するなら、
フェノール樹脂バインダー、フェノールウレタン「コールドボックス」バインダ
ー、または他の適当な有機バインダー材料から構成され得る。このダイスは、次
いで、溶融した金属合金で満たされる。この合金が固化したとき、この鋳造物は
、一般に、このダイスから除去され、次いで、熱処理用や砂コアからの砂の再生
用および熟成用の処理炉に移動される。熱処理および熟成は、金属合金が異なる
用途に適した異なる物理的特性を備えるように、これらを調整する工程である。

【０００４】 先行技術の一部に従って、一旦、この鋳造物が形成されると、一般に、この金
属鋳造物を熱処理して砂コアから十分に純粋な砂を再生するために、いくつかの
際だって異なる工程を実行しなければならない。第一工程は、この鋳造物から砂
コアの一部を分離する。この砂コアは、典型的には、１つの手段または組み合わ
せた手段によって、この鋳造物から分離される。例えば、砂は、この鋳造物から
彫り離され得るか、または鋳造物は、物理的に振盪または振動されて、この砂コ
アを粉砕し、砂を除去し得る。一旦、この砂が鋳造物から除去されると、一般に
、引き続いた工程において、この鋳造物の熱処理および熟成が実行される。この
鋳造物は、典型的には、鋳造物を強化または硬化するのが望ましいなら、熱処理
される。追加工程は、この鋳造物から分離された砂を精製することからなる。こ
の精製工程は、典型的には、１つの手段または組み合わせた手段によって、実行
される。これらは、この砂を覆うバインダーを焼くこと、砂を研磨すること、お
よび砂の一部を篩いに通すことを包含し得る。従って、砂の一部は、十分に純粋
な砂が再生されるまで、再度、再生工程にかけられる。

【０００５】 従って、業界では、さらに効率的な方法および付随した装置（これは、さらに
効率的な熱処理、砂コア除去、および砂コアからの十分に純粋な砂の再生を可能
にする）が引き続いて必要とされているように、鋳造物を熱処理してそこから砂
コア材料を再生する工程を高めることが望まれている。

【０００６】 （発明の要旨） 簡単に記述すると、本発明は、例えば、冶金工場で使用し鋳造工程中に使用す
る砂コアを除去する熱処理鋳造のシステムおよび方法を包含する。本発明は、高
圧流体媒体を使用して砂コアの砂を効率的に除去し再生して鋳造物のダイス内（
ｉｎ−ｄｉｅ）熱処理をする複数の実施形態を包含する。

【０００７】 砂コア除去用および鋳造物熱処理用の本発明の１実施形態では、溶融金属は、
ダイスに鋳込まれるが、該ダイスは、該鋳造物がダイス内で形成されるにつれて
、該金属の温度を熱処理温度近くで維持するために、典型的には、予備加熱され
ている。該鋳造物は、次いで、それらのダイスから除去され、各々、サドル上の
規定位置で設置され、該サドルは、既知のｘ軸、ｙ軸およびｚの軸および配向を
有する。各サドルは、一般に、該砂コアにより形成された鋳造物のコア開口部が
既知の位置合わせ位置で配向または整列されるように、該鋳造物のｘ座標、ｙ座
標およびｚ座標を既知の位置合わせ位置または配向で位置付けて、固定した配向
または位置で該鋳造物を収容するように構成されている。該サドルは、さらに、
該鋳造物をそれらの既知の位置合わせ位置で案内し維持するのを助ける位置合わ
せ装置を含むことができる。

【０００８】 各サドルは、その中に鋳造物が位置していて、熱処理用およびコア除去用、ま
た、砂コアの潜在的再生用の熱処理ステーションの熱処理炉またはチャンバを通
って移動される。該熱処理用の熱処理ステーションに通している間、一連のノズ
ル（これは、鋳造物の位置と整列して固定または設定されたｘ座標、ｙ座標およ
びｚ座標を備えている）は、高圧の加熱流体媒体（例えば、空気、水または熱媒
油）を該鋳造物上およびその中に向ける。該流体流れは、該砂コアが該熱処理ス
テーションで壊れるにつれて、該鋳造物の内部空洞から該砂コアの該砂を取り除
き、また、その除去を助ける傾向にある。典型的には、該ノズルは、一連のノズ
ルステーションで配列されており、該ノズルステーションは、該熱処理チャンバ
を通って、連続的に位置しており、各ノズルステーションの該ノズルは、該鋳造
物の該コア開口部の既知位置に対応している規定配列で配向されており、そして
各ノズルアセンブリは、制御システムまたはステーションにより、遠隔操作でき
る。

【０００９】 本発明の別の実施形態では、該鋳造物は、該鋳造物の「ダイス内」熱処理のた
めに、それらのダイス内に残ることができる。該ダイスは、典型的には、該鋳造
物が固化している間、該鋳造物を該ダイス内で部分的に熱処理するために、該鋳
造物の該溶融金属をそこに鋳込んで、該金属を該鋳造物用の熱処理温度近くまで
維持する前に、予備加熱される。その後、該ダイスは、その中のそれらの鋳造物
と共に、典型的には、位置合わせした配向または位置で位置付けられるかまたは
設置され、それらのｘ座標、ｙ座標およびｚ座標は、その中にある該鋳造物を熱
処理し該砂コアを除去するために、既知である。

【００１０】 熱処理するために、また、該鋳造物の該砂コアを除去し再生するために、該ダ
イスおよび鋳造物は、一般に、熱処理ステーションの熱処理炉に通される。該熱
処理ステーションは、さらに、複数のノズルステーションを含み、各々は、そこ
に高圧流体を適用するために、該ダイスおよび鋳造物の既知位置に対応する規定
様式で配向または位置している一連のノズルを有する。該ノズルステーションは
また、ロボット作動したノズルを含み、該ノズルは、該鋳造物から該砂コアを取
り除くために該鋳造物にアクセスするための該ダイス内のダイスアクセス開口部
または装置の位置または配向に対応する種々の適用位置へと、該ダイスの周りの
規定経路に沿って、移動する。あるいは、該熱処理ステーションはまた、その中
で該鋳造物を熱処理するためにそれらの温度を高めるように、該ダイスまたは鋳
型パックにエネルギーを供給する代替エネルギー源（例えば、誘導または放射エ
ネルギー源）または酸素チャンバを含むことができる。その後、該鋳造物は、そ
れらのダイスから除去されて、引き続いたコア除去ステーションまたは工程に通
され、該鋳造物から該砂コアをさらに除去し、また、潜在的に再生する。

【００１１】 さらなる実施形態では、該ダイスは、規定温度まで予備加熱される。その後、
該ダイスに溶融金属を鋳込むにつれて、該ダイスは、加熱され続けて、それらが
該ダイスから鋳造物を除去することなく固化されるにつれて、該鋳造物を熱処理
する。該ダイスは、次いで、該鋳造物を急冷してそこから該砂コアを除去するた
めに、急冷ステーションに移動できる。この実施形態では、該ダイスは、一般に
、該鋳込みステーションまたはそれに隣接して、既知の固定位置または配向で維
持される。該ダイスは、典型的には、そのダイスアクセス開口部と整列して、該
ダイスの周りに位置している一連のノズルから加熱流体を適用することにより、
加熱される。該ノズルは、さらに、引き続いて、該ダイスを加熱して該ダイス内
の該鋳造物を熱処理するために、該ダイスの位置または配向に従って設定した一
連のノズル位置間で、該ダイスの周りで移動される。

【００１２】 本発明の種々の目的、特徴および利点は、添付の図面と併せて、本明細書を読
んで理解すると、明らかとなる。

【００１３】 （発明の詳細な説明） 今ここで、図面（ここで、同じ番号は、数枚の図面を通じて、同じ部分を意味
する）をさらに詳細に参照すると、図１は、一般に、冶金鋳造工程を図示してい
る。鋳造工程は、当業者に周知であり、そして伝統的な鋳造工程は、参照する目
的のために、少しだけ記述している。

【００１４】 図１および２で図示されているように、本発明によれば、溶融金属または金属
合金Ｍは、鋳造物１３（図３）を形成する鋳込みまたは鋳造ステーション１２（
例えば、シリンダーヘッドまたは自動エンジンブロック）で、ダイス１１に鋳込
まれる。典型的には、鋳造コアは、各ダイス内で形成されている鋳造物内で、中
空空洞および／または鋳造細部またはコアプリントを作成するために、収容また
は設置されている。ダイス１１の各々は、典型的にフラスコ型鋳型であり、そし
て当該技術分野で公知であるように、そこからの鋳造物の開放および除去を容易
にするために二枚貝の貝殻様式の設計を有していて、鋳鉄のような金属または他
の材料から形成できる。このダイスはまた、生砂型の鋳型であり得、これは、バ
インダー（例えば、フェノール樹脂、または当該技術分野で公知な他の適当な有
機バインダー材料）と混合した砂材料から形成されている。同様に、この鋳造コ
アは、典型的には、砂コアを含み、これは、砂材料および適当なバインダー（例
えば、フェノール樹脂、フェノールウレタン「コールドボックス」バインダー、
または従来公知の他の適当な有機バインダー材料）から形成されている。

【００１５】 図３で図示しているように、各ダイス１１は、一般に、一連の側壁１４、頂壁
（上壁）１６および下壁（底壁）１７を含み、これらは、内部空洞１８を規定し
ており、その中では、溶融金属Ｍが受容される。内部空洞１８は、一般に、最終
鋳造物の形状または構成を規定するために、このダイス内で形成される鋳造物１
３の内部特徴を作り出すレリーフパターンで形成される。鋳込み開口部１９は、
一般に、図１および２で示すように、このダイスに溶融金属Ｍを鋳込むかまたは
導入できるように、各ダイスの上壁または頂部１６で形成され、そして内部空洞
１８と連絡している。得られた鋳造物は、このダイスの内部空洞の特徴を有する
が、その中では、追加のコア開口部またはアクセス開口部２１も形成され、この
場所で、これらの砂コアは、これらのダイス内に位置している。

【００１６】 ダイス１１を予備加熱するために、鋳込みステーション２２に隣接して、加熱
要素（例えば、熱風送風機または他の適当なガスまたは電気燃料ヒーター機構２
２）もまた、設けられている。あるいは、これらのダイスは、ダイスを加熱する
加熱源または加熱要素を備えることができる。例えば、これらのダイスは、この
鋳造物に隣接した空洞を含むことができ、これらの空洞内では、ダイスを加熱す
るために、加熱媒体（例えば、熱媒油）が収容されている。典型的には、これら
のダイスは、この鋳造物を形成するのに使用される金属または合金に依存して、
所望温度まで予備加熱される。例えば、アルミニウムについては、これらのダイ
スは、約４００〜６００℃の範囲まで予備加熱される。鋳造物を形成するために
種々の金属合金および他の金属を予備加熱するのに必要な様々な予備加熱温度は
、当業者に周知であり、そして４００℃〜６００℃以上および以下の広範囲の温
度を含むことができる。これらのダイスの予備加熱は、この溶融金属がダイス内
に鋳込まれて固化するにつれて、熱損失を最小にするために、これらの鋳造物の
金属を熱処理温度またはその近くで維持するのを助け、その後、これらのダイス
は、これらの鋳造物を熱処理するために、引き続いた処理ステーションに移動さ
れる。

【００１７】 図１で示すように、一旦、この溶融金属または金属合金がダイスに鋳込まれて
少なくとも部分的に固化して鋳造物になると、このダイスおよび鋳造物は、ダイ
ス移動機構２５により、鋳込みステーション１２から除去されて、装填ステーシ
ョン２６へと移動される。このダイス移動機構は、ダイスを鋳込みステーション
から装填ステーションへと移動するために、ダイス移動ロボット（図示せず）、
ウインチまたは他の型の従来公知の移動機構を含むことができる。本発明の第一
実施形態では、この鋳造物を形成するために、このダイス内で、溶融金属Ｍが固
化した後、鋳造物１３（図３）は、例えば、ロボットアームまたは類似の機構に
より、装填ステーション２６（図１）にて、そのダイス１１から除去され、その
既知のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標と共に、規定の位置合わせ位置で、サドル２
７内に設置される。結果として、これらの鋳造物のコア開口部２１（図３）は、
同様に、これらの鋳造物から砂コアを除去する既知位置で、配向または整列され
る。

【００１８】 図３で図示しているように、各サドルは、一般に、バスケットまたはキャリヤ
ーであり、これは、典型的には、金属材料から形成され、そして鋳造物１３が収
容される開放鋳造チャンバまたはレセプタクル３１を規定するように、基部２８
および一連の側壁２９を有し、それらのコア開口部またはアクセス開口部は、露
出されている。これらの鋳造物は、一般に、それらのサドル２７のレセプタクル
３１内に設置するとき、既知の位置合わせ配向または位置で固定される。それに
加えて、図３で示すように、サドル２７は、さらに、位置決め装置３２を含むこ
とができ、これは、これらの鋳造物をサドル２７内でのそれらの所望の位置合わ
せ位置で案内し維持するために、各サドルの基部および／または壁２８および２
９に取り付けられている。これらの位置決め装置は、例えば、図３で示すように
、案内ピン３３を含むことができ、または例えば、図３で破線で示すノッチまた
は溝を含むことができ、または鋳造物を所望の位置合わせ位置または配向に案内
するか向ける他の類似の装置を含むことができる。典型的には、案内ピン３３は
、金属材料（例えば、鋳鉄、または高い耐熱性を有する類似の材料）から形成さ
れ、このサドルの基部またはいずれかの側壁に取り付けられる。対応するロケー
タまたは案内開口部３６（これは、破線で示されている）は、一般に、例えば、
これらのダイスの底部または側壁に取り付けられた案内ピンを使用することによ
り、または分解性の砂コア型材料を使用することを介して、この鋳造工程中にて
、この鋳造物に形成される。これらの鋳造物がそれらのサドル内に設置される際
に、これらの案内ピンは、鋳造物をそれらの所望の位置合わせ位置（これは、既
知の規定のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標を有する）に位置付けて維持するために
、鋳造物の対応する案内開口部内に収容され、これらの鋳造物のコアアクセス開
口部の位置は、同様に、既知位置で配向または整列されて、これらの鋳造物内で
の砂コアへの熱のさらに効率的かつ直接的な適用が可能となり、再生用の砂材料
の取り除きおよび除去が高まる。

【００１９】 それに加えて、ある種の用途では、これらのダイスは、鋼鉄または鉄「チル」
または挿入物（これには、この鋳造物のグレーン構造を改良するために、鋳造物
の種々の設計上の特徴が与えられている）を含み得る。これらのチルは、鋳込み
後に除去できるか、または鋳造物の溶融金属が固化すると、鋳造物の一部と共に
残り得る。これらのチルは、もし、この鋳造物内に残るなら、また、鋳造物がそ
れらの所望の配置または位置でそれらのサドル内に位置できるように、位置決め
装置として使用できる。このチルを除去することにより残る特徴または細部もま
た、各鋳造物をその所望の位置合わせ位置で保持するために、このサドル内で、
案内ピンまたは他の位置決め装置と係合する位置決め点として作用できる。

【００２０】 図１で示すように、各鋳造物１１が、その位置または配向のｘ座標、ｙ座標お
よびｚ座標を既知にして、そのサドルに装填された後、各鋳造物は、次いで、も
し望ましいなら、このサドルにおいて、熱処理、コア除去および砂再生のために
、熱処理ステーション４０に移動される。これらのサドルは、一般に、これらの
鋳造物が熱処理ステーションを通って移動する際にそれらの既知の位置合わせ位
置で維持されるように、コンベヤまたはレール上を熱処理ステーションを通って
運搬または移動される。熱処理ステーション４０は、一般に、熱処理炉（典型的
には、ガス燃料炉）を含み、これは、各鋳造物を熱処理し砂コアの砂材料を除去
および再生するための、一連の処理ゾーンまたはチャンバを有する。処理ゾーン
の数は、その個々の用途が熱処理およびそこから砂コアを除去する必要があり得
る程度に多数または少数のゾーンに分割でき、各鋳造物は、典型的には、熱処理
ステーションを通ってそれを移動するのにサドルが利用できるまで、そのダイス
の内側で保たれる。さらに、それに加えて、熱処理ステーション４０内で鋳造物
をさらに熟成することは、もしそれが望ましいなら、可能である。

【００２１】 これらの鋳造物からの砂コアの除去、および潜在的に、鋳造物の砂コアからの
砂の再生と併せて、鋳造物の熱処理を実行する熱処理炉またはシステムの例は、
米国特許第５，２９４，０９４号；同第５，５６５，０４６号；および同第５，
７３８，１６２号で説明されており、それらの開示内容は、本明細書中で参考と
して援用されている。本発明と共に利用できる金属鋳造物および炉内の熱処理用
および砂コア除去用および砂再生用の熱処理炉のさらに他の例は、１９９９年５
月１７日に出願された米国特許出願第０９／３１３，１１１号で説明されており
、その開示内容も同様に、本明細書中で参考として援用されている。

【００２２】 図１で示すように、熱処理ステーション４０は、一連のノズルステーション４
１を含み、これらは、これらの鋳造物の熱処理およびこれらの鋳造物からの砂コ
ア除去を高めるために、この熱処理ステーションの長さに沿って、間隔を空けて
位置している。この熱処理ステーションに沿って位置しているノズルステーショ
ンの数は、この鋳造物のコアプリントまたは設計に依存して、必要に応じて変え
ることができる。ノズルステーションまたはアセンブリ４１の各々は、一連のノ
ズル４２を含み、これらは、それらのサドルでそこを通っている鋳造物の既知の
位置合わせ位置に対応している既知の位置または位置合わせ位置で、取り付けら
れ配向されている。各ノズルステーションにあるノズルの数は、これらの鋳造物
のコアプリントに依存して変えることができ、コアプリントが違う異なる種類の
鋳造物は、１個のノズルステーションあたり、随意に異なる配列または数のノズ
ルを利用できるようになる。これらのノズルは、典型的には、この熱処理ステー
ションを通る鋳造物の設計またはコアプリントに依存して、必要に応じて、異な
るノズルステーションで、これらの各種ノズルを係合または解放するために、遠
隔操作できる制御システムを介して制御される。

【００２３】 各ノズル４２は、一般に、予定の位置および／または配向で取り付けられ、そ
して鋳造物のそれらのサドル内での既知の位置合わせ位置または配向に従って鋳
造物に形成されている、コア開口部またはアクセス開口部の１個またはコアプリ
ントまたは一組のコア開口部と整列される。これらのノズルの各々は、高圧加熱
流体を供給され、これは、典型的には、空気、熱媒油、塩、水または他の既知流
体を含むが、これらは、高圧（典型的には、約１，０００ＦＰＭ〜約１５，００
０ＦＰＭであるが、それより高い圧力または低い圧力もまた、特定の鋳造用途に
対する要求に応じて、使用できる）下にて、これらのコア開口部に向けられる。
これらのノズルによって鋳造物に加えられた加圧流体の流れまたはブラストは、
これらの鋳造物内の砂コアと衝突または接触する傾向にあり、これらの砂コアの
バインダー材料を少なくとも部分的に劣化または分解させる。これらの砂コアが
流体流れで分解または分散されるにつれて、砂コアの砂は、この砂を回収し再生
するために、これらの鋳造物を通る流体流れの通過と共に、コア開口部またはア
クセス開口部を通って、鋳造物から除去または掃除される傾向がある。

【００２４】 各ノズルアセンブリまたはステーション４１のノズル４２は、さらに、これら
の鋳造物の特性に依存して、異なるノズル位置に調整され得、これらの流体流れ
またはブラストの圧力もまた、調整され得る。これらのノズルの調整は、例えば
、ロボットで移動可能または位置決め可能なノズルを使用することによって、遠
隔的に達成できる。これらのノズルからの流体はまた、それらが分配されるノズ
ルの熱処理ステーション内のどのゾーンが位置しているかに依存して、異なる温
度で適用でき、その結果、これらの流体流れは、それらの鋳造物が熱処理炉また
はステーションを通って移動するにつれて、これらの鋳造物を熱処理する工程を
ネガティブに妨害しない。それに加えて、各ノズルステーションのノズルは、種
々のノズル位置間を移動でき（これには、静止位置から適用位置への移動、また
は数個の適用位置間の移動が含まれる）、加熱流体の高圧流れを異なるコア開口
部またはアクセス開口部の方へと戦略的に向けて砂コアを解体し、砂コアを除去
することになっている鋳造物から取り除くために、この熱処理ステーション内の
各異なるゾーンまたはステーションへと鋳造物を移動すると、これらのコア開口
部またはアクセス開口部の方へと配向される。それゆえ、この熱処理炉またはス
テーション内でノズルステーションを使用すると、これらの鋳造物の熱処理中に
おいて、各鋳造物からの砂コアのさらに効率的な崩壊および除去が増強され、そ
して可能となり、そして再使用するために、この砂コアからの砂材料の再生を助
けることができる。

【００２５】 図１で示すように、各鋳造物に対する熱処理およびコア除去が完了した後、各
鋳造物は、熱処理ステーション４０から取り除かれ、典型的には、急冷ステーシ
ョン４５へと移動される。急冷ステーション４５は、典型的には、冷却流体（例
えば、水、または各鋳造物が冷却および急冷用に浸漬される他の公知の物質）で
満たした急冷タンクを含む。この急冷タンクの容量およびサイズは、一般に、形
成される鋳造物と、これらの鋳造物を構成する金属または金属合金の比熱と、各
鋳造物が加熱された温度との関数である。あるいは、この急冷ステーションは、
急冷するために、冷却した空気を鋳造物に適用する一連の空気ノズルを含むこと
ができる。

【００２６】 鋳造物のダイス内熱処理を例示している本発明のさらなる実施形態は、図４〜
８Ｂで図示されている。図４で図示しているように、鋳造工程のこの実施形態５
０では、溶融金属または合金Ｍは、鋳込みまたは鋳造ステーション５２で、ダイ
ス５１に鋳込まれる。図４〜５Ｂで示すように、ダイス５１は、この実施形態で
は、典型的には、フラスコ型鋳型（これは、鋳鉄または類似の材料のような金属
から形成される）を含むか、または生砂型鋳型（これは、当該技術分野で公知で
あるように、有機バインダーと混合した砂材料から形成される）であり得、一般
に、鋳造物５３（図６〜８Ｂ）が形成される内部チャンバを含む。ダイス５１の
各々は、さらに、一般に、図７で図示しているように、砂コア５４を含み、これ
は、一般に、これらのダイス内で形成された鋳造物中のボアおよびまたはコア開
口部またはアクセス開口部を形成するために、また、鋳造物の細部またはコアプ
リントを作成するために、有機バインダーと混合した砂材料から形成される。こ
の実施形態でのダイス５１は、さらに、典型的には、ポートまたはダイス開口部
５６を含み（図４〜５Ｂ）、これらは、ダイスの周りの選定所望位置で形成され
、そしてダイス内にある間に鋳造物に直接的に熱を加えるために、そしてそこか
ら砂コアを取り除き除去するために、これらのダイス内で形成された鋳造物５３
（図６〜８Ｂ）へのアクセスを提供するように、ダイス５１の側壁５７を通って
伸長している。

【００２７】 溶融した材料Ｍが導入されるにつれて、これらのダイスを予備加熱するために
、鋳込みまたは鋳造ステーション５２に隣接して、加熱要素（例えば、加熱空気
送風機または他の適当なガスまたは電気燃料のヒーター機構５８（図４））もま
た設けることができる。あるいは、これらのダイスは、ダイス内の鋳造物に隣接
した空洞を有して形成でき、そこでは、ダイスを予備加熱するために、そしてダ
イス内の鋳造物をさらに加熱するために、加熱した気体、熱媒油または他の加熱
媒体が収容できる。典型的には、これらのダイスは、この鋳造物を形成するのに
使用されている金属または合金に必要な熱処理温度（すなわち、アルミニウムに
ついては、４００〜６００℃）に依存して、所望温度まで予備加熱される。これ
らのダイスの予備加熱は、ダイスが鋳込みステーションから移動されるにつれて
、ダイス内で形成された鋳造物に対する熱処理温度またはそれに近い温度で、こ
れらの鋳造物の温度損失を実質的に維持しそして最小にし、そしてこれらの鋳造
物が固化するにつれて、それらを少なくとも部分的に熱処理する傾向があり、そ
して鋳造物がそれらの温度を熱処理に必要なレベルまで高めるために著しく再加
熱しなくてもよいので、熱処理時間を少なくすることにより、鋳造物の熱処理を
向上させる傾向がある。

【００２８】 その後、一旦、各ダイス５１が溶融金属Ｍで満たされると、このダイスは、典
型的には、ダイス移動機構５９により、鋳造または鋳込みステーション５２から
装填ステーション６１へと移動される。ダイス移動ステーション５９は、一般に
、ダイス移動ロボット、ウィンチ、コンベヤ、またはダイスを鋳込みステーショ
ンから装填ステーションへと移動する他の種類の従来公知の移動機構を含むこと
ができる。この移動機構は、この装填ステーションにおいて、既知の位置合わせ
位置で各ダイスを位置付け、これらのダイスのｘ座標、ｙ座標およびｚ座標は、
熱処理前に、既知の配向または整列で位置している。

【００２９】 本発明の好ましい実施形態では、これらのダイス移動機構は、その後、一般に
、熱処理ステーション６２の中へ、そしてそこを通って移動されて、これらの鋳
造物を少なくとも部分的に加熱し、それらの砂コアを除去のために分解する。上
述のように、熱処理ステーション６２は、一般に、熱処理炉、典型的には、ガス
燃料炉を含み、これは、これらの鋳造物を「ダイス内」で少なくとも部分的に熱
処理するために、これらのダイスに熱を加える一連の処理ゾーンまたはチャンバ
を有する。処理ゾーンまたはチャンバの数は、処理する鋳造物に依存して、個々
の適用が必要であり得る程度に多いかまたは少ない数のゾーンに分割できる。さ
らに、ダイス内にある間に、これらの鋳造物の少なくとも部分的な熱処理に続い
て、これらの鋳造物は、それらのダイスから除去でき、そして引き続いた熱処理
、砂コア除去および多分、砂再生のために、この熱処理ステーションに通すこと
ができる。

【００３０】 これらの鋳造物を「ダイス内」に残しつつ鋳造物を熱処理しそこから砂コアを
少なくとも部分的に分解および／または除去するため、または引き続いて熱処理
し、鋳造物から砂コアを除去し、そして多分、それらのダイスから除去した後に
これらのコアから砂を再生するための熱処理炉の一例は、米国特許第５，２９４
，９９４号；同第５，５６５，０４６号；および同第５，７３８，１６２号で説
明されており、これらの開示内容は、本明細書中で参考として援用されている。
本発明と併用する熱処理炉のさらに他の例は、１９９９年５月１７日に出願され
た米国特許出願第０９／３１３，１１１号で開示され説明されており、その開示
内容は、同様に、本明細書中で参考として援用されている。これらの熱処理炉に
より、さらに、これらの鋳造物がそれらのダイスに残っている間、それらの熱処
理中に、そのダイスアクセス開口部を通って取り除かれた鋳造物の砂コアから砂
を再生することが可能となる。

【００３１】 図４〜５Ｂで図示しているように、熱処理ステーション６２は、さらに、一般
に、一連のノズルステーション６３またはアセンブリを含み、各々は、複数のノ
ズル６４を備えている。これらのノズルステーションの各々のノズルは、一般に
、ダイス５１のダイスアクセス開口部５６の特定のものまたはセットの既知の位
置と位置合わせして、既知の事前設定した位置および／または配向で、配向され
る。ノズルステーションの数および各ステーションにおけるノズルの数は、ダイ
スの中にある鋳造物を熱処理してこれらのダイス（それゆえ、これらの鋳造物）
の加熱を制御可能にするために、そしてこの加熱を鋳造物の熱処理の異なる段階
へと調整するために、これらのダイスに対して異なる程度および／または量で熱
を供給するように、必要に応じて、変えることができる。

【００３２】 これらのノズルの各々は、一般に、図５Ａおよび５Ｂで示すように、これらの
ダイス（典型的には、各ダイスの特定のダイスアクセス開口部またはダイスアク
セス開口部セット）の方へと向けられた加熱流体の流体流れまたはブラストを供
給する。これらのダイスに適用された流体媒体としては、典型的には、水、空気
、熱媒油、塩、またはダイスを加熱するために高圧下で温度を変えて供給される
他の従来公知の流体が挙げられ、それらの針により供給される流体流れの温度は
、この鋳造物が熱処理ステーションの異なるノズルステーションを通るにつれて
、異なる熱処理段階に適合するように制御される。これらのダイスアクセス開口
部を通ってダイスに熱媒流体を導入すると、さらに、一般に、熱処理中にこれら
の砂コアを少なくとも部分的に分解させるために、そして鋳造物から取り除きそ
して／または除去するために、鋳造物の砂コア用のバインダーの分解を引き起こ
す傾向にあり、取り除かれた砂材料は、流体が排出しているダイスアクセス開口
部を通る。それに加えて、これらのダイスはまた、潜在的に、熱処理および砂コ
ア除去のために、加熱した流体を鋳造物およびそのコア開口部へとさらに直接的
に適用するように、これらのノズルステーションを通るにつれて、少なくとも部
分的に開放できる。

【００３３】 これらの鋳造物を一連のノズルステーション（これは、これらのダイスの既知
位置（それゆえ、これらのダイスアクセス開口部の既知位置）に位置合わせした
または対応する固定位置で取り付けたノズルを含む）に通すことに加えて、さら
に、これらのダイスを、単一ノズルステーションまたは鋳込みステーションにお
いて、そこに加熱流体を適用するために、固定鋳造位置で維持することが可能で
ある。このような実施形態では、ノズル６４’（図５Ａおよび５Ｂ）は、典型的
には、図５Ａおよび５Ｂの矢印６６および６７で図示しているように、一連の所
定流体適用位置またはノズル位置間で移動可能であるように、ロボットで作動可
能である。ノズル６４’は、矢印６６および６７の方向でダイスの周りを移動す
るにつれて、これらの鋳造物の溶融金属が固化するにつれて、その中の金属鋳造
物を熱処理するのに十分な温度で、このダイスの温度を上げて維持するために、
これらのダイス（これは、典型的には、アクセス開口部５６の方へとその中に向
けられる）に対して、加熱し加圧した流体媒体Ｆを適用する。これらの可動性ノ
ズルの種々の適用またはノズル位置は、一般に、この鋳込みステーションにおい
て、またはダイス移動機構により装填ステーションにてダイスを位置決めまたは
位置付ける際に、これらのダイスの既知のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標（それゆ
え、それらのダイスアクセス開口部）に従って決定または設定される。

【００３４】 本発明のダイス５１は、典型的には、必要な鋳造物の合金または金属に対して
要求される溶液熱処理温度に依存して、約４５０〜６５０℃またはそれより高温
まで加熱される性能を有し、典型的には、溶融した金属の鋳込みの間、この鋳造
物の少なくとも部分的な熱処理を可能にするのに十分な温度まで予備加熱される
。これらのダイスの加熱は、さらに、この熱処理ステーションへの移動中の熱損
失を最小にするために、それゆえ、これらの鋳造物の温度をそれらの熱処理温度
まで再度上げるのに必要な再加熱量を最小にするために、その中で形成される鋳
造物の金属を熱処理するのに必要な所望温度でダイスを加熱し維持するように、
ダイスに加えられる流体媒体の温度制御によって制御される。

【００３５】 図６〜８Ｂで示した熱処理ステーションの代替実施形態では、これらのノズル
ステーションは、追加の熱処理チャンバで補充または交換でき、このチャンバで
は、その中の鋳造物を熱処理するのに必要な温度にダイスの温度を上げてこの温
度で維持するために、これらのダイスの方に、エネルギーが供給または向けられ
る。熱処理チャンバ７０の第一の実施例（これは、図６で図示されている）では
、ダイスまたは砂型パック５１は、一般に、矢印７２で示すようにこの加熱チャ
ンバを通って移動するための、コンベヤまたは輸送機構７１に設置される。加熱
チャンバ７０は、典型的には、細長い炉チャンバであり、これは、絶縁した床、
側面および天井を有し、そして図６の実施形態で図示しているように、放射エネ
ルギー源７３を含む。放射エネルギー源７３は、典型的には、加熱チャンバ７０
の天井に取り付けられるが、この放射エネルギー源はまた、側壁にも取り付ける
ことができること、ならびに複数の放射エネルギーが使用でき、それらがコンベ
ヤまたは輸送機構上で加熱チャンバ７０を通って移動するにつれて、これらのダ
イスの側壁、上および／または下に取り付けることができることは、当業者が理
解している。典型的には、この放射エネルギー源は、赤外線エミッタまたは他の
公知の型の放射線エネルギー源である。

【００３６】 この放射エネルギー源は、一般に、約４００〜６５０℃で、この加熱チャンバ
を通るダイスに放射エネルギーを向け、典型的には、矢印７４で図示しているよ
うに、各ダイスの側面および／または頂部に向けられる。これらのダイス（それ
ゆえ、その中の鋳造物）は、熱処理される鋳造物の金属に依存して、所望の時間
にわたって、この放射エネルギー源に曝される。この放射エネルギーは、一般に
、これらのダイスに吸収され、ダイスの温度をそれに対応して高め、これによっ
てダイス（それゆえ、この中の鋳造物）を内側から加熱する。

【００３７】 図７は、本発明のダイス内熱処理で使用するさらに他の代替加熱チャンバ８０
を示す。図７で示すように、加熱チャンバ８０は、一般に、絶縁された床、天井
および側面を有する細長い炉であり、これは、これらのダイスをその中のそれら
の鋳造物と共に加熱チャンバ８０を通って矢印８２の方向で移動するために、コ
ンベヤまたは他の輸送機構８４を含む。加熱チャンバ８０は、さらに、これらの
ダイスまたは鋳型パック（それゆえ、その中に含まれる鋳造物および砂コア５３
および５４）に誘導エネルギーを加えるための、誘導エネルギー源８３を含む。
この誘導エネルギー源は、一般に、伝導コイル、マイクロ波エネルギー源または
他の公知の誘導エネルギー源または発生源を含むことができ、図６の放射エネル
ギー源と同様に、加熱チャンバ８０の天井で、これらのダイスの上で、この加熱
チャンバの側面に沿って、またはそれらの両方で、位置付けることができる。こ
の誘導エネルギー源は、矢印８４で示すように、波動の高エネルギー場を形成し
、これらは、ダイス５１の上部および／または側面の方へと向けられ、そしてこ
れらの砂コア（それゆえ、鋳造物）の温度を高めてこの鋳造物（それゆえ、ダイ
ス）を内側から加熱することにより、それに対応してこれらの鋳型パック内の金
属鋳造物を熱処理するように、砂コア５４により吸収される、特定の周波数であ
る。

【００３８】 さらに、これらのダイス（それゆえ、鋳造物）にエネルギーを加えてそれらの
温度を高めることにより、「ダイス内」にある間に鋳造物を熱処理するために本
発明で使用する加熱チャンバ９０のさらに他の代替構造は、図８Ａおよび８Ｂで
示されている。この実施形態では、これらのダイスは、典型的には、砂型パック
型ダイスを含むが、フラスコ型鋳型もまた使用できる。図８Ａおよび８Ｂで示す
ように、加熱チャンバ９０は、典型的には、細長い炉チャンバであり、これは、
ダイス５１をその中に含まれるそれらの鋳造物５３と共に矢印９２の方向で運ぶ
ためのコンベヤまたは輸送機構９１を含む。これらのダイスおよび鋳造物は、加
熱チャンバ９０を通って移動するにつれて、低速酸素チャンバ９３を通る。この
酸素チャンバは、一般に、高圧の上流側９４および低圧の下流側９６を含み、こ
れらは、互いに対向して位置していて、これらのダイスを通る酸素流れの引き出
しを助ける。矢印９７（図８Ａ）および９７’（図８Ｂ）で示すように、これら
のダイスが加熱チャンバ９０の低速酸素チャンバを通るにつれて、加熱された酸
素ガスは、ダイスまたは鋳型パックに向けられ、そこに強制的に通される。この
酸素ガスが酸素チャンバの高気圧側から低気圧側へと引き出されるか流れて、こ
れらのダイスまたは鋳型パックを通って流れるにつれて、一定割合の酸素は、こ
の砂型パックおよび砂コアのバインダー材料と共に燃え尽きて、この燃焼チャン
バ内のバインダー材料の燃焼を高める。結果として、この鋳型パックおよびそれ
らの鋳造物には、さらに、それらのバインダー材料と酸素との高まった燃焼に由
来のエネルギーが供給されて、それにより、これらの鋳型パック内の鋳造物の温
度を上げ、その間、同時に、除去および再生し易くするために、これらの鋳型パ
ックおよび砂コアのバインダーを分解する。図８Ａおよび８Ｂで示すように、こ
の低速酸素チャンバは、これらの鋳型パックに強制的に熱い酸素ガスを通すため
に、この加熱チャンバのサイズおよび空間配置に依存して、垂直配向（図８Ａで
示す）または実質的に水平の配向（図８Ｂで示す）のいずれかで配向できる。

【００３９】 さらに、このダイスそれ自体内にエネルギー源を含めることにより、溶融した
材料とダイス面および大気との間の潜在的な熱損失移動を少なくしつつ、これら
の鋳造物をダイス内熱処理するためにダイスまたは砂型パックの温度を高めるこ
とを実行することもまた、可能である。このような実施形態では、これらのダイ
スは、典型的には、この鋳造物が形成される内部空洞と近接した空洞またはチャ
ンバと共に形成される。次いで、これらの空洞内に収容されるダイス構造体には
、加熱された流体媒体（例えば、熱媒油、水、または容易に熱を保持できる類似
の材料または他の材料）が供給される。この加熱された流体は、この鋳造物の温
度を高め、そして熱処理に必要な所望レベルで維持するのを助ける傾向がある。

【００４０】 このダイスまたは鋳型パックそれ自体にエネルギーを加える結果として、これ
らのダイスは、所望温度まで加熱され、そしてこの鋳造物の溶融金属がダイス内
で固化するにつれて、その中で形成される鋳造物を熱処理するために必要とされ
るような温度で維持できる。これらの鋳造物の金属は、一般に、これらのダイス
に溶融金属材料を鋳込んだ直後、この熱処理温度に高められ安定化されるので、
鋳造物のこのようなダイス内熱処理は、鋳造物を熱処理するのに必要な処理時間
を、例えば、約２５０分間から約５０分間程度にまで短くし、その結果、これら
の鋳造物の熱処理は、これらのダイスに溶融金属材料を鋳込むのに続いて、比較
的に短時間で行うことができる。これらの鋳造物を熱処理するための熱処理温度
までダイスの温度を上げると、さらに、これらの砂コアおよび／または砂型（使
用される場合）の燃焼性有機バインダーの分解および燃焼をさらに高めて、この
鋳造工程の熱処理および砂コアおよび砂型の取り除きおよび再生に必要な時間を
さらに短くする。

【００４１】 熱処理ステーション６２内におけるそれらのダイス内にある鋳造物の熱処理に
続いて、これらの鋳造物は、典型的には、それらのダイスから除去され、そして
必要に応じて、鋳造物の熱処理を完了するために、そして砂コアを除去しそのコ
アの砂材料を可能な限り再生するために、追加熱処理ステーションに移動できる
。これらの鋳造物は、次いで、鋳造物を急冷し冷却する急冷ステーション１００
に移動される。あるいは、図４で示すように、これらの鋳造物は、それらのダイ
スから除去でき、この急冷ステーションに直接移動できる。急冷ステーション１
００は、典型的には、冷却流体（例えば、水、または他の公知の冷却材料）を有
する急冷タンクを含むが、この急冷ステーションはまた、図４で１０１で示す一
連のノズルを有するチャンバを含み得、これらのノズルは、これらの鋳造物に冷
却流体（例えば、空気または水）を適用する。この急冷はまた、連続した付属急
冷設備で行うことができ、これは、これらのダイス内で鋳造物の溶融金属材料を
固化し処理するためのサイクル時間および熱の変動を最小にできるように、この
鋳込みステーションに近接している。

【００４２】 これらの鋳造物の熱処理および砂除去が完了した後、鋳造物は、これらのダイ
スから除去でき、次いで、さらに処理する前に、鋳造物を冷却するために、この
急冷ステーションの急冷タンクに浸漬でき、そして鋳造物から除去された砂は、
次いで、後の再使用のために再生できる。それに加えて、図４で破線で示すよう
に、これらのダイスを、この鋳込みステーションから急冷ステーションへと直接
的に移動することも可能である。例えば、これらの鋳造物を熱処理するために、
この鋳込みステーションからのダイスを鋳込みステーションまたはそれと隣接し
て熱処理温度まで加熱する場合、これらのダイスは、次いで、この急冷ステーシ
ョンに直接移動できる。

【００４３】 従って、本発明は、これらのダイスから一旦除去した鋳造物をさらに熱処理す
る必要性をなくすか少なくでき、これらは、ダイス内にある間、溶液加熱時間を
与えるように加熱され、そして必要な急冷効果を与えるように冷却されて、金属
鋳造物を形成するのに必要な熱処理時間を著しく短くする。本発明は、さらに、
事前設定した位置で、これらの鋳造物に流体流れを向けることにより、鋳造物内
にある砂コアをさらに効果的にかまたは増強させて熱処理し分解し除去するのを
可能にし、これらの位置は、ダイスおよび鋳造物が熱処理ステーションを通る際
の、鋳造物および／またはダイスとその中の鋳造物との既知配向または整列に対
応している。

【００４４】 本発明は、好ましい実施形態に関連して上で述べているものの、上記特許請求
の範囲で示した本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の追加、改
良および変更を本発明に対して行うことができることが、当業者に理解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の第一実施形態の概略図である。

【図２】 図２は、溶融金属をダイスに導入することを説明している側面立面図である。

【図３】 図３は、サドル内に鋳造物を位置付けることを説明している透視図である。

【図４】 図４は、砂コア除去工程でダイス内熱処理するための本発明のさらに他の実施
形態の概略図である。

【図５】 図５Ａ〜Ｂは、ダイス内熱処理のためにダイスの周りでの種々の適用位置への
空気ノズルの運動を図示している側面立面図である。

【図６】 図６は、鋳造物のダイス内熱処理用の加熱チャンバの代替実施形態を概略的に
図示している側面立面図である。

【図７】 図７は、鋳造物のダイス内熱処理のための加熱チャンバの他の代替実施形態を
概略的に図示している側面立面図である。

【図８】 図８Ａ〜Ｂは、鋳造物のダイス内熱処理のための加熱チャンバのさらに他の代
替実施形態を概略的に図示している側面立面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 47/00 Ｂ２２Ｄ 47/00 (31)優先権主張番号 ６０／２０２，７４０ (32)優先日 平成12年５月10日(2000．5．10) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 クラフトン， ポール エム． アメリカ合衆国 ジョージア 30144， ケネソー， バレー リザーブ ドライブ 1194 (72)発明者 ノブロッチ， フォルカー アール． アメリカ合衆国 ジョージア 30189， ウッドストック， タウン レイク ヒル ズ ノース 515 (72)発明者 ルイス， ジェイムズ エル． ジュニア アメリカ合衆国 ジョージア 30152， ケネソー， ストーンウォール ドライブ 3760 (72)発明者 フレンチ， アイアン アメリカ合衆国 ジョージア 30144， ケネソー， スピンドル トップ レーン 2716 Ｆターム(参考） 4E093 AA01

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既知金属の鋳造物を処理する方法であって、該方法は、以下
   の工程： 金属を溶融状態でダイスに鋳込む工程； その中にコアおよびコア開口部を有する鋳造物を形成するために、該金属を少
   なくとも部分的に固化するのに十分な時間にわたって、該ダイス内で該金属を保
   持する工程； 少なくとも複数の該コア開口部が複数のノズルと整列した既知位置で配向され
   るように、該鋳造物を位置合わせ位置で設置する工程；および 該ノズルからの流体流れを該コア開口部またはその中に向けて、該鋳造物から
   該コアを取り除く工程、 を包含する、方法。
2. 【請求項２】 さらに、少なくとも複数の前記コア開口部および複数の第二
   ノズルを整列する工程；および 該複数の第二ノズルからの流体を該コアアクセス開口部またはその中に向ける
   工程を包含する、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記鋳造物をその位置合わせ位置で設置する前に前
   記ダイスから該鋳造物を除去する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記鋳造物を位置合わせ位置で設置する工程が、該鋳造物の
   ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を既知第一配向にして、該鋳造物を第一位置で位置付ける
   工程を包含し、ここで、前記少なくとも複数のコア開口部が、前記複数のノズル
   と整列している、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 さらに、前記鋳造物をその位置合わせ位置で設置する前に前
   記ダイスから該鋳造物を除去する工程； 該鋳造物のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を既知第一配向にして、該鋳造物を第一位置
   で設置し、その結果少なくとも複数のコア開口部が複数の第一ノズルと整列する
   工程； 該複数の第一ノズルからの流体流れを該コア開口部に向ける工程； 少なくとも複数のコア開口部が複数の第二ノズルと整列するように、該鋳造物
   の該ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を該第一配向とは異なる既知第二配向にして、該鋳造
   物を第二位置で設置する工程；および 該複数の第二ノズルからの流体流れを該コア開口部に向ける工程を包含する、
   請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 さらに、前記鋳造物のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を既知配向にし
   て、該鋳造物を第一鋳造位置で設置する工程； 前記複数のノズルを、少なくとも複数のコアアクセス開口部と整列して、第一
   ノズル位置に移動する工程；および 該複数のノズルの少なくとも一部を第二ノズル位置に移動し、ここで、該複数
   のノズルの該一部が、少なくとも複数の第二コア開口部と整列する工程、 を包含する、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 さらに、前記鋳造物を前記ダイスからサドルに移動する工程
   ；および 該鋳造物のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標が既知であるように、該鋳造物を該サ
   ドル上に位置付ける工程、 を包含する、請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 金属鋳造物を処理する方法であって、該方法は、以下の工程
   ： 鋳造コアを備えるダイスを提供する工程； 該ダイスを、該鋳造物の金属を少なくとも部分的に熱処理するのに十分な温度
   まで予備加熱する工程； 金属を溶融状態で該ダイスに鋳込む工程； 該ダイス内の該金属を少なくとも部分的に熱処理して、該金属鋳造物でコア開
   口部を規定するコア鋳造物をその中に有する鋳造物を形成する工程；および 該鋳造物から該コアを除去する工程、 を包含する、方法。
9. 【請求項９】 さらに、複数の前記コア開口部を複数の第一ノズルと整列す
   る工程；および 該複数の第一ノズルからの流体流れを該コア開口部の方へと向ける工程を包含
   する、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 さらに、複数の前記コア開口部を複数の第二ノズルと整列
    する工程；および 該複数の第二ノズルからの流体流れを該コア開口部の方へと向ける工程を包含
    する、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記コアアクセス開口部を複数の第一ノズルと整列する工
    程が、前記鋳造物のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標を既知第一配向にして、該鋳造
    物を第一位置で位置付ける工程を包含し、ここで、少なくとも複数のコア開口部
    が、複数の第一ノズルと整列している、請求項９に記載の方法。
12. 【請求項１２】 さらに、前記ダイスから前記鋳造物を除去する工程； 少なくとも複数のコア開口部を複数の第一ノズルと整列して、該鋳造物のｘ軸
    、ｙ軸およびｚ軸が既知第一配向で配向されるように、該鋳造物を第一位置で位
    置付ける工程； 該複数の第一ノズルを使って該鋳造物に流体を適用して、該鋳造物から該コア
    を少なくとも部分的に取り除く工程； 該鋳造物の該ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を、該第一配向とは異なる既知第二配向で
    配向し、そして少なくとも複数のコア開口部を複数の第二ノズルと整列して、該
    鋳造物を第二位置に位置付ける工程；および 該複数の第二ノズルを使って、該鋳造物に流体を適用する工程を包含する、請
    求項９に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記鋳造物を少なくとも部分的に熱処理する工程が、以下
    ： 前記ダイスおよび鋳造物を既知位置で維持する工程； 該ダイスの周りで、複数のノズルを第一ノズル位置に移動する工程； 該ノズルを使って、該ダイスに熱を加えて、該鋳造物から前記コアを少なくと
    も部分的に取り除く工程； 該複数のノズルの少なくとも一部を、第二ノズル位置に移動する工程；および 該ノズルを使って、それらの第二ノズル位置で、該ダイスにさらに熱を加えて
    、該鋳造物を該ダイス内でさらに熱処理する工程、 を包含する、請求項８に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記金属が、アルミニウムを含み、そして前記予備加熱工
    程が、前記ダイスを４００〜６００℃の範囲の温度まで予備加熱する工程を包含
    する、請求項８に記載の方法。
15. 【請求項１５】 さらに、前記鋳造物の前記金属の前記熱処理を完了するの
    に十分な時間にわたって、該鋳造物の該金属を少なくとも部分的に熱処理するの
    に十分な範囲で、前記ダイスの温度を維持する工程を包含する、請求項８に記載
    の方法。
16. 【請求項１６】 さらに、複数のノズルステーションを通って、前記鋳造物
    を移動させる工程を包含し、ここで、各ステーションが、複数のノズルを備えて
    いる、請求項８に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記鋳造物コアが、砂から形成され、さらに、該コアの該
    砂を、該鋳造物から該コアを除去することで再生する工程を包含する、請求項８
    に記載の方法。
18. 【請求項１８】 さらに、前記鋳造物を急冷する工程を包含する、請求項８
    に記載の方法。
19. 【請求項１９】 溶融金属から鋳造物を製造するシステムであって、該シス
    テムは、以下： 一連のダイスであって、該ダイスでは、溶融金属が受容されて、該鋳造物を規
    定し形成する、ダイス； 一連のサドルであって、該サドルは、既知の位置合わせ位置の配向を有する所
    望の配向で、該鋳造物を収容するように適合されている、サドル；および 熱処理ステーションであって、該熱処理ステーションでは、該サドルが、その
    中で該鋳造物をそれらの既知の位置合わせ位置にして、該鋳造物の熱処理および
    コア除去のために収容されており、ここで、該熱処理ステーションは、以下： 複数のノズルステーションであって、各ノズルステーションは、複数のノズ
    ルを備えており、該ノズルは、該鋳造物に流体流れを適用して該鋳造物から該コ
    アを実質的に取り除くために、該鋳造物の該既知位置配向と整列して配列されて
    いる、ノズルステーション、 を備える、熱処理ステーション、 を備える、システム。
20. 【請求項２０】 前記ノズルステーションが、各々、一連のロボット作動し
    たノズルを備え、該ノズルが、異なる位置から該鋳造物の方へと流体流れを向け
    て該鋳造物から前記コアを実質的に取り除き除去するために、少なくとも第一ノ
    ズル位置と第二ノズル位置との間で該鋳造物の周りを移動するように適合される
    、請求項２０に記載のシステム。
21. 【請求項２１】 前記サドルが、各々、前記鋳造物を、該サドル内の既知位
    置配向を有するそれらの既知の位置合わせ位置に噛み合わせて案内するために、
    鋳造レセプタクルを規定する一連の壁、および該鋳造レセプタクル内に位置付け
    られた複数の位置決め装置を含む、請求項２０に記載のシステム。
22. 【請求項２２】 前記位置決め装置が、ガイドピンを含み、ここで、前記鋳
    造物が、対応する位置決め開口部と共に、前記ダイス内で形成され、該開口部で
    は、該ガイドピンが、該鋳造物を前記サドル内のそれらの既知の位置合わせ位置
    で位置付けるように収容されている、請求項２２に記載のシステム。
23. 【請求項２３】 前記ダイスが、フラスコ型鋳型を備え、該鋳型が、該ダイ
    スを予備加熱して前記鋳造物を少なくとも部分的に熱処理するための加熱源を有
    する、請求項２０に記載のシステム。
24. 【請求項２４】 さらに、前記鋳造物を急冷する急冷ステーションを備える
    、請求項２０に記載のシステム。
25. 【請求項２５】 金属鋳造物を製造するシステムであって、該システムは、
    以下： ダイスであって、該ダイスでは、該鋳造物を形成するために、金属材料が受容
    される、ダイス； 熱処理ステーションであって、該熱処理ステーションは、熱処理チャンバを備
    え、該熱処理チャンバでは、該ダイスは、該ダイス内で該鋳造物を少なくとも部
    分的に熱処理するために、熱の適用を受ける、熱処理ステーション、 を備え、そしてここで、該熱処理ステーションは、その中で該鋳造物を少なくと
    も部分的に熱処理するのに十分な温度まで該ダイスを加熱するための手段を備え
    る、システム。
26. 【請求項２６】 前記加熱手段が、少なくとも１個のノズルステーションを
    備え、該ノズルステーションが、前記熱処理ステーションに沿って位置しており
    、そして一連のダイスアクセス開口部と整列して最初に取り付けられた少なくと
    も１本のノズルを有し、該ダイスアクセス開口部が、該ダイスにて、該ダイスを
    加熱して該鋳造物内のコアのコア材料を取り除くために、該ダイスに流体媒体を
    適用するように形成されている、請求項２５に記載のシステム。
27. 【請求項２７】 前記加熱手段が、放射エネルギー源を備え、該放射エネル
    ギー源が、放射エネルギーを前記ダイスに向けるために、前記加熱チャンバに取
    り付けられている、請求項２５に記載のシステム。
28. 【請求項２８】 前記加熱手段が、誘導エネルギー源を備え、該誘導エネル
    ギー源が、前記ダイスに誘導エネルギーを伝達するために、前記加熱チャンバ内
    に取り付けられている、請求項２５に記載のシステム。
29. 【請求項２９】 前記加熱手段が、酸素チャンバを備え、該酸素チャンバが
    、前記ダイス内の前記鋳造物の温度を高めるために、バインダー材料と反応させ
    て燃焼させるように、該ダイスを通って酸素流れを向ける該熱処理ステーション
    に沿って位置している、請求項２５に記載のシステム。
30. 【請求項３０】 前記加熱手段が、さらに、エネルギー源を備え、該エネル
    ギー源が、前記ダイスにエネルギーを加えて該ダイスを内側から加熱するために
    、前記加熱チャンバに位置している、請求項２６に記載のシステム。
31. 【請求項３１】 さらに、熱処理した鋳造物を急冷するための急冷ステーシ
    ョンを備える、請求項２５に記載のシステム。