JP2005238265A - ストークおよびこれを用いた低圧鋳造機 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度を有する緻密体窒化珪素から成るフィルタ機能を備えたストーク部材で、部品の寿命を長くするとともに、酸化物や不純物による目詰まりを少なくする構造とすることで、交換頻度を少なくしメンテナンスの手間を軽減した鋳造装置を提供する。
【解決手段】金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するためのストークであって、下方側面に溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔１０を有するとともに、底部を閉構造となす。
【選択図】図２

Description

本発明は、アルミニウムまたはその合金などの金属溶湯の差圧鋳造に用いられる低圧鋳造用のストークおよびこれを用いた低圧鋳造機に関する。

図４に示すように、従来の低圧鋳造機は鋳型のキャビティ２１内と連通する給湯路２４の下端に、溶湯２６の湯中の不純物を除去するフィルタ３０を配設し、さらにその上流位置に、無数の非直線的連続孔を備えた多孔性背圧板３１を配置して、フィルタ３０と多孔性背圧板３１との間に背圧領域Ｘを形成するとともに、湯口２３と多孔性背圧板３１との間に整流領域Ｙを形成することにより、溶湯２６は背圧領域Ｘ内で多孔性背圧板３１により、差圧がかけられ横断面で可及的均一な圧力となり、その供給速度が可及的に一定となり、かつ多孔性背圧板３１から流出した後は、整流領域Ｙでその安定化が図られ、溶湯２６はキャビティ２１内に、ほぼ均一な条件で供給される。これにより巣と呼ばれる鋳込み不良のない良好な鋳造品を得るものである。

また、鋳型のキャビティ２１内と連通する給湯路２４を、キャビティ２１の入り口に接続された連結管２８と、該連結管２８に接続されたストーク２９とで構成するとともに、ストーク２９の下端に保持炉２５内の溶湯２６中の酸化物などを除去するフィルタ３０を配設し、さらに連結管２８とストーク２９の間に背圧を発生するための、無数の非直線的連続孔を備えてなる多孔性背圧板３１を配置して、ストーク２９内を背圧領域Ｘとし、かつ連結管２８内を整流領域Ｙとしたものである。

これにより溶湯２６はストーク２９内で多孔性背圧板３１により背圧がかけられて、横断面で可及的に均一な圧力となり、その供給速度が一定となり、かつ多孔性背圧板３１から流出した後は、整流領域Ｙでその安定化が図られ、溶湯２６はキャビティ２１内にほぼ均一な条件で供給されて、巣の無い良好な鋳造品を得ることができる。

また、ストーク２９の下端には、鋳造製品中への異物が混入するのを防止するフィルタ３０が設けられており、例えば複数の貫通孔を有するものや、平均細孔径がφ０．３〜５ｍｍ、空孔率４０〜９０％、厚み５〜５０ｍｍ、空隙率８０〜９０％の不定形の貫通路が設けられたフィルタ３０などが取付けられていた（特許文献１参照）。

また、従来のフィルタ３０は、ストーク２９の底部に取り付けられており、ストーク２９の給湯入り口である底部や上方端の出口付近にフィルタを備えている。

さらに、耐熱衝撃性などを考慮して多孔質材料が使用されており、抗折強度０．５〜１．２ＭＰａのアルミナ、コージライト、ムライト、炭化珪素等で製作されていた。
特開２００２−７９３６４号公報

従来の低圧鋳造では、金属溶湯の流路を形成する管状部材であるストーク２９の下端にフィルタ３０を装着しているが、フィルタ３０がストーク２９の底部に取り付けられており、貫通孔がストーク２９の給湯路２４の方向に沿ってストレートに開けられているため、圧力損失が大きく鋳造完了後に保持炉２５へ戻るまでに時間を要し、溶湯温度の低下などの問題を起こしていた。

また、フィルタ３０は、溶湯表面と平行に配置されており、異物や不純物が一旦付着すると、溶湯の切れが悪いためにフィルタ３０から脱離しにくく、自浄作用が起こらないためにこれが積もって目詰まりとなってしまうという問題があった。

さらに、フィルタ３０が、ストーク２９の内側段部に固定されているだけであり、鋳造完了後の保持炉への戻り溶湯の荷重に耐え切れず、使用中にフィルタ３０が外れやすいという問題があった。

またさらに、フィルタ３０の強度が不足して破損すると、破片が溶湯に混入して汚してしまうために、溶湯を抜いて掃除を行ない、フィルタ３０を交換するために冷却するなどに多くの時間を費やすことになるという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、その目的は、部品の強度を大きくして寿命を長くするとともに、目詰まりを少なくする構造とすることで、交換頻度を少なくしメンテナンスの手間を軽減したストークを提供することを特徴とする。

本発明はこれらに鑑みてなされたもので、金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するためのストークであって、下方側面に溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有するとともに、底部が閉構造となっていることを特徴とする。

また、上記貫通孔が外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状であることを特徴とする。

また、金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するための有底筒状のストークであって、底部に外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状をなし、溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有することを特徴とする。

また、上記貫通孔の傾斜角度が３０〜６０°であることを特徴とする。

また、筒状の通路と、該通路の下方端に取着するフィルタからなり、フィルタの側面および／または底部に上記貫通孔を有するとともに、フィルタの開放端部に通路と合致する段部を形成したことを特徴とする。

また、破壊靭性値が７ＭＰａ√ｍ以上、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上、室温における熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体からなることを特徴とする。

また、鋳型に形成されたキャビティ内に上記のいずれかに記載のストークを介して金属溶湯を導入し、キャビティ内の金属溶湯を凝固させることを特徴とする。

本発明の、金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するためのストークであって、下方側面に溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有するとともに、底部が閉構造となっていることから、溶湯の湯面の上昇、低下によりフィルタに自浄作用を持たせることができ、フィルタの交換作業が無くなり作業性が向上する。

また、上記貫通孔が外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状であることにより、鋳造時に保持炉内の溶湯液面に加圧して液面を押し下げた時、溶湯中に滞留する酸化物あるいは異物が下方に向かって動くことから、貫通孔にそれら異物等が進入することを難しくすることができる。また溶湯の動きに対して酸化物が側面貫通孔に滞留することが無くなり、目詰まりが無くフィルタ効果を発揮することが可能となる。また、鋳造時に溶湯をストーク内部に送り込む際には、湯面に圧力をかけて溶湯を押し下げる動きを与えることになるが、その動きの中で酸化物等の貫通孔への進入を防止することが可能となる。

また、金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するための有底筒状のストークであって、底部に外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状をなし、溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有することにより、溶湯中の異物をストーク外へ除去することができる。

また、上記貫通孔の傾斜角度が３０〜６０°であることにより、貫通穴が傾斜しているため、溶湯表面と平行に配置されることがなく、穴部に付着した溶湯の切れが良くなり、異物や不純物が脱離し易く、自浄作用が効率よく働くため、目詰まりを減少させることができる。また、異物などの滞留を抑制し、良好な自浄作用を実現できる。

また、筒状の通路と、該通路の下方端に取着するフィルタからなり、フィルタの側面および／または底部に上記貫通孔を有するとともに、フィルタの開放端部に通路と合致する段部を形成したことにより、フィルタに貫通孔を加工する場合、貫通孔のテーパー形状を内側からテーパー形状を有する切削バイトを使用して容易に加工できることで、製作コストを小さく抑え安価な製品を提供することができ、また、フィルタの開放端部に通路と合致する段部を設けることで、従来の既存のストークに対してもフィルタを容易に取り付けることが可能となり、本提案での長寿命化の実現、メンテナンス軽減の効果を得ることが可能となる。

また、破壊靭性値が７ＭＰａ√ｍ以上、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上、室温における熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体からなることにより、フィルタ部分の強度が向上し、使用時の破損を防ぐことができるため、長寿命化の実現、メンテナンス軽減の効果を得ることが可能となる。

また、鋳型に形成されたキャビティ内に上記のいずれかに記載のストークを介して金属溶湯を導入し、キャビティ内の金属溶湯を凝固させることにより、フィルタ部材の強度を大きくして寿命を長くするとともに、目詰まりを少なくする構造とすることで、交換頻度を少なくしメンテナンスの手間を軽減したストークを提供することを特徴とする低圧鋳造機とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１に本発明のストーク９を備えた低圧鋳造機１１の実施形態を示す。

図１において、上型２ａと下型２ｂおよび横型２ｃからなる金型２内には、アルミホイールなど鋳造製品の形状に適合したキャビティ１が形成されている。下型２ｂにはキャビティ１に直通する湯口３が開口している。

この湯口３には後述する溶湯の給湯路４が接続される。この給湯路４の下端部は保持炉５内の溶湯６に浸漬され、溶湯６の湯面上に供給口７に供給された空気またはアルゴンガス等の不活性ガスの圧力により、該溶湯６は給湯路４内から湯口３を通ってキャビティ１に供給される。給湯路４はキャビティ１の湯口３に接続される連結管８と、さらにこの連結管８に接続されるストーク９で構成されている。

本発明は上記ストーク９に関するものであり、第1の実施形態として、図２に示すようにストーク９の下方側面に溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔１０を有するとともに、底部が閉構造となっていることを特徴とする。

図1に示す低圧鋳造機１１を用いた鋳造工程は、保持炉５中の溶湯６は供給口７に供給された加圧ガスによって、湯面上に圧力が印可されると、湯面の下降に伴って溶湯６が貫通孔１０を通過してストーク９に流入する。そして上昇を始め、連結管８を通って、湯口３から金型２内のキャビティ１に流入し、流入した溶湯６は金型２により冷却され凝固を始める。また、湯面には一定時間圧力がかけられ、キャビティ１内では加圧状態に維持されたまま、凝固が進行する。そして、湯口３が凝固しかけた状態で、湯面の圧力は除かれ、湯面が上昇するに伴って、加圧ガスが排気される。そして給湯路４内の溶湯は下降して１回の鋳造サイクルが終了するものである。

そのため、ストーク９の下方側面に貫通孔１０を設けることで、溶湯６が保持炉５の中で対流の動きを行う場合に、溶湯６に含まれる異物が貫通孔１０の入り口部に滞留することが無くなり溶湯６の動きによってストーク９自体が自浄作用を有し、長期間の使用においても目詰まりが無く異物の除去を確実に行うことができる。また、フィルタ３０の交換作業が必要無く、作業性を向上させることができる。

また、貫通孔１０は、直径１〜２ｍｍ程度とし、その開口端部で隣り合ったものの間に１〜２ｍｍ程度の隙間を設けるように数を調節して形成することが好ましく、例えば直径１００ｍｍのストーク９に対して直径１ｍｍの貫通孔１０を約５００個設けるものである。

また、図２（ｂ）に示すように、上記貫通孔１０が外側から内側上方に向けて傾斜していることが好ましい。

これにより、溶湯６が保持炉５の中で加圧されて下向きに移動するが、貫通孔１０は上方へ向いているために、溶湯６に含まれる異物が貫通孔１０入り口部に進入することが難しくなる。

さらに、鋳造が完了して湯面上への加圧が無くなり、給湯路４内の溶湯６が下がって保持炉５内に戻る場合に、溶湯６の下方への動きと貫通孔１０の方向が同じ方向となり、給湯路４内の溶湯６はスムーズに保持炉５内に戻ることが可能となる。

また、このときの貫通孔１０の傾斜角度αは３０〜６０°であることが好ましい。傾斜角度αが３０°未満では、水平に加工した形状に比べて自浄作用の効果が小さく、また傾斜角度αが６０°を超えると傾斜が急勾配になりすぎて溶湯６の動きが遅くスムーズで無くなるため、これも自浄作用の効果が小さくなるためである。

さらに、図２（ｃ）に示すように、上記貫通孔１０が外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状であることが好ましく、このように径が漸増する貫通孔１０を設けることで、給湯路４内の溶湯６が下がって保持炉５内に戻る場合に、貫通孔１０の内側入口径が広いために圧力損失が少なくスムーズに通過することができる。これは、鋳造が完了して湯面上への加圧が無くなることによる。

また、鋳造時に保持炉２５内の溶湯６を加圧して液面を押し下げた時、溶湯６中に滞留する酸化物あるいは異物は下方に向かって動くことから、貫通孔１０にそれら異物等が進入することを難しくすることができる。

さらに、溶湯の動きに対して酸化物が貫通孔１０に滞留することが無くなり、目詰まりが無くフィルタ効果を発揮することが可能となる。

次いで、本発明のストークの第２の実施形態について図３に基づいて説明する。

図３に示すように、有底筒状のストーク９の底部に外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状をなす複数の貫通孔１０を形成したものである。

これにより、ストーク９の貫通孔１０が外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状であることが好ましい。このように傾斜状の貫通孔１０を設けることで、給湯路４内の溶湯６が下がって保持炉５内に戻る場合に、貫通孔１０の内側入口径が広いために圧力損失が少なくスムーズに通過することができる。

溶湯６中に含まれる異物は、溶湯６より比重の重いものと軽いものに大別することができる。比重の軽いものは、使用状態ではこのストーク９に設けた下方の貫通孔１０より、上方に浮かんでいるため、給湯路４へ入り込むことはない。

また、比重の重いものは使用時の対流によって移動し、給湯路４へ入り込むことがある。

したがって、これらの溶湯６よりも比重の重いものは、ストーク９底部に外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状をなして設けた複数の貫通孔１０によって、ストーク９の外側へと排出することができる。

また、上記貫通孔１０の傾斜角度βが３０〜６０°であることにより、さらに異物の滞留を抑制し良好な自浄作用を実現できる。

傾斜角度βが３０°未満では、水平に加工した形状に比べて自浄作用の効果が小さく、また傾斜角度βが６０°を超えると傾斜が急勾配になりすぎて溶湯６の動きが遅くスムーズで無くなるため、これも自浄作用の効果が小さくなる。

この貫通孔１０の傾斜角度βが３０〜６０°の範囲では、外側出口部に向かって径が小さくなっているために流速が早くなり、ストーク９の外側の貫通孔１０に留まっている異物を吹き飛ばして除去する自浄作用を効果的に行うことができる。

次いで、本発明の第３の実施形態について図４に基づいて説明する。

図４に示すように有底筒状のストーク９の底部を外側に凸球形状となるように形成し、この底部に複数の貫通孔１０を形成したものである。

これによって、異物が溶湯６の対流動きによって球Ｒの底面に来た場合も、球Ｒ形状に沿って動くことで、貫通孔１０に留まることが無くなる。

なお、上述の第１〜第３の実施形態におけるストーク９は、貫通孔１０がストーク９自体に設けられた例を示したが、図５に示すようにストーク９を筒状の通路９ａと、該通路９ａの下方端に取着するフィルタ９ｂから構成してもよい。

これにより、種々の形状の貫通孔を切削バイトを使用して容易に加工でき、製作コストを小さく抑え安価な製品を提供することができる。

また、筒状の通路９ａとフィルタ９ｂとから構成する場合には、フィルタ９ｂの開放端部に通路９ａと合致する段部１２を形成することで、既存のストークに対してもフィルタ９ｂを容易に取り付けることが可能となる。

このようにフィルタ９ｂを、通路９ａより分割して取着する場合には、段部１２にねじを形成して固定し、さらにねじ締結部に無機接着剤を塗布すること等によって強固に固定することができる。

また、段部１２は、図５に示すようにフィルタ９ｂの肉厚の中間位置まで内周側から座繰りを施し、該座グリ部にストーク９の下端部を挿入する形で一体化する形状とする。

さらに、上述の第１〜第３の実施形態において、ストーク９はアルミナ、窒化珪素等からなり、特に、破壊靭性値が７ＭＰａ√ｍ以上、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上、熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体から形成することが好ましい。

これにより、使用時の破損を防ぐことができるため、長寿命化の実現、メンテナンス軽減の効果を得ることができる。なお、ストーク９を通路９ａとフィルタ９ｂより構成する場合には、フィルタ９ｂを上記窒化珪素質焼結体で形成すればよいが、双方を上記窒化珪素室焼結体で形成することが好ましい。

破壊靭性値は、異物や固形物などが貫通孔１０を通過させる際に、この貫通孔１０の出入り口付近に接触しながら移動するため、カケや割れによる破損を防ぐために、靭性の高い材料を使用することで、その寿命を長く保持することができる。また、付着した異物などを取り除く際の衝撃にも耐える強度も必要である。そのため、破壊靭性値を７ＭＰａ√ｍ以上とする。破壊靭性が７ＭＰａ√ｍ未満では、長く使用を繰り返す間に、貫通穴１０の出入り口が磨耗して、鋭角なエッジ等が形成され、この部分に異物などによる衝撃が加わることで、破損してしまう。

また、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ未満では、異物からの耐衝撃性が低いことに加え、付着物の清掃時に加えられる衝撃にも弱く、寿命が短くなる。そのため、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上とする。

さらに、ストーク９は高温で使用されることから熱特性も重要であり、熱の温度差により破損に至らないために高い熱伝導率と、急激な温度変化にも対応できるように高い耐熱衝撃性を備えていることが望ましい。

そこで室温（２０℃）における熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体からなるものとした。

熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満では、使用始めはヒーターによりストーク９外部の溶湯６の温度と、ストーク９の内部に５０℃〜１００℃の温度差があり、この温度差に対応して外部からの熱をストーク９の内部へ良好に伝えることができずに破損する可能性がある。また、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃未満では、溶湯の急熱・急冷に対応できずに破損に至る。

なお、このような窒化珪素質焼結体からなるストーク９を得るためには、例えば、Ｓｉ粉末、もしくはＳｉ粉末と窒化珪素粉末の混合粉末と、Ｆｅ、Ｃｒ、ＭｎおよびＣｕのうち少なくとも１種の第１の金属元素の化合物からなる平均粒径０．１〜２０μｍの粉末と、上記第１の金属元素よりも高融点の第２の金属元素の化合物からなる平均粒径０．１〜３０μｍの粉末とを混合して混合粉末を作製する粉末混合工程と、上記混合粉末と有機結合剤とからなる成形体を等方静水圧を利用したＣＩＰにより作製する成形工程と、所定の形状にバイト工具で削りだす切削工程と、実質的に窒素ガス、アルゴンガス、またはこれらの混合ガスからなる雰囲気中で有機結合材を脱脂して脱脂体を作製する脱脂工程と、上記脱脂体を実質的に窒素ガスからなる雰囲気中で窒化体に変換する窒化工程と、上記窒化体を窒素ガスを含有する非酸化性雰囲気中で焼成して焼結体を作製する焼成工程とによって作製することができ、上記窒化工程および上記焼成工程における雰囲気中の窒素ガス分圧を５０〜２００ｋＰａとする。

このような窒化珪素質焼結体は、その粉末混合工程において窒化珪素の結晶と、Ｆｅ、Ｃｒ、ＭｎおよびＣｕのうち少なくとも１種の第１の金属元素からなる第１の金属珪化物及び上記第１の金属元素よりも融点の高い第２の金属元素からなる第２の金属珪化物を含む粒界層とを有した窒化珪素質焼結体であって、第２の金属珪化物が第１の金属珪化物を取り囲む包晶を含有している。

また、第１の金属珪化物は、窒化珪素の結晶の粒界相に、異常粒成長して偏在しやすい性質を持っており、第１の金属珪化物が異常粒成長すると、窒化珪素質焼結体の機械的強度が小さくなるという問題が起こる。

そこで本考案の窒化珪素質焼結体では、前記第２の金属珪化物が第１の金属珪化物を取り囲む包晶を形成し、これによって前記第１の金属珪化物を微細な結晶にして均一に分散させることができるため、機械的特性の優れた窒化珪素質焼結体を提供することが可能となるものである。

次に、本発明の実施例を示す。

本発明の実施例として、図２〜図４に示す貫通孔を有するストークを作製した。

各ストーク試料は、外径をφ１００ｍｍで内径をφ８５ｍｍ、長さが８００ｍｍｍの円筒状で、窒化珪素質焼結体から形成した。

試料１は、比較例として、底面に直径１ｍｍの貫通孔を放射状に５００個形成した。

試料２は、図２（ａ）に示すように底部が閉構造であり、底面からその中心が３〜１２ｍｍの範囲に直径１ｍｍの貫通孔を５３２個形成した。

また、試料３〜７は、図２（ｂ）に示すように底部が閉構造で、底面からその内径側の中心が３〜１２ｍｍの範囲に直径１ｍｍの貫通孔を外側から内側に向けて、傾斜角度を２５〜７０°の間で変化させて５３２個形成した。

試料８は、図２（ｃ）に示すように底部が閉構造で、底面からその中心が３〜１２ｍｍの範囲に外側の直径が７．２ｍｍ、内側の直径が１ｍｍの貫通孔を１５６個形成した。

試料９は、図３に示すように底面に外側の直径が１ｍｍ、内側の直径が７．２ｍｍの貫通孔を放射状に５０個形成した。

試料１０は、図４に示すように底面を下方に突出した曲面状とし、直径１ｍｍの貫通孔を放射状に２００個形成した。

これらの各試料を図1に示すような低圧鋳造機に組み込み、約７００℃に溶融されたアルミニウムを鋳型に供給する作業を１２０時間連続で実施した。

そして、貫通孔の目詰まりの状況を評価した。

評価結果の○△×の判断基準は、貫通孔の総数の５％未満の目詰まりを○、また５％以上〜１５％未満の目詰まりを△、さらに１５％以上の目詰まり発生を×とした。

結果を表1に示す。

比較例である試料１は、クラックの発生と一部欠損が見られ、また１５％以上の目詰まりが発生していることが判った。

これに対し、本発明の実施例である試料２は、下方側面に傾斜角度０°のストレート形状の貫通孔を持つストーク部品で、目詰まり状況は△であった。また、試料３〜７の目詰まり状況は、試料３は傾斜角度が２５°と狭いため自浄作用が少なく、異物が付着しており△であった。さらに、試料４〜６の傾斜角度がそれぞれ３０°、４５°、６０°のものは自浄作用による効果が働き、目詰まりがなく○であった。試料７の傾斜角度が７０°と広いものは、溶湯の流れがスムーズでなく、これも自浄作用の効果が少ないため、溶湯が固まって目詰まりとなった部分があり△であった。

また、試料８は、その下方側面に設けられた外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状の貫通孔を持つものは、溶湯が貫通穴に滞留しないため、目詰まりが発生せず○であった。

また、試料９は、貫通孔に自浄作用が働き、目詰まりもなく○であった。試料１０は、下方に突出した曲面状の底部に集中して溶湯が流れ易く、貫通穴の中心付近は目詰まりもなく良好であったが、外周側に異物付着による目詰まりが確認でき△できるものであった。

次に、試料２の形状を有するストークを、複数のセラミックスにより製作した。実施例として試料１〜４は、それぞれ窒化珪素Ａ、炭化珪素、アルミナ、窒化珪素Ｂを用いて種々の条件を変更して表２に示す如く特性を持つセラミックスにて作製した。

そして、上述と同様の低圧鋳造機に組み込み、約７００℃に溶融されたアルミニウムを鋳型に供給する作業を２４０時間連続で実施し評価した。

評価項目は、２４０時間使用後のストークの使用状況により評価を実施した。

また評価結果の○△×の判断基準は、使用期間中に破損がなく、目詰まり酸化物などの付着が少ないものを○、また使用期間中に破損がないが、目詰まり酸化物などの付着がかなり見られるもの、または一部に破損があり、目詰まりのないものを△、さらに使用期間中に破損したものを×とした。

表２により、試料１〜３のように破壊靭性値が５ＭＰａ√ｍ以下、１０００℃における４点曲げ強度が４９６ＭＰａ以下、水中投下による耐熱衝撃温度が５５０℃以下の窒化珪素質、炭化珪素、アルミナの各焼結体からなる場合、破損は見られないものの表面への酸化物などの付着が多く見られた。また耐熱衝撃温度がアルミ溶湯温度より低いために一部破損が見られた。

また、試料２、３は、いずれも耐熱衝撃温度がアルミ溶湯温度よりかなり低いために、多数の破損が発生し。

これに対し、試料４のように、破壊靭性値が７ＭＰａ√ｍ以上、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上、熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体からなる場合、使用後の酸化物などの付着が少なく、耐熱衝撃温度がアルミ溶湯温度よりかなり高いために、使用中の取り扱いが容易になり作業性が改善できた。

本発明のストークを用いた低圧鋳造機を示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明のストークの第１の実施形態を示す部分断面図である。 本発明のストークの第２の実施形態を示す部分断面図である。 本発明のストークの第３の実施形態を示す部分断面図である。 本発明のストークの他の実施形態を示す部分断面図である。 従来のストークを用いた低圧鋳造機を示す概略図である。

符号の説明

１：キャビティ
２、２２：金型
２ａ、２２ａ：上型
２ｂ、２２ｂ：下型
２ｃ、２２ｃ：横型
３、２３：湯口
４、２４：給湯路
５、２５：保持炉
６、２６：溶湯
７、２７：供給口
８、２８：連結管
９、２９：ストーク
９ａ：通路
９ｂ、３０：フィルタ
１０：貫通孔
１１：低圧鋳造機
１２：段部
３１：多孔性背圧板
α：傾斜角度

Claims (7)

1. 金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するためのストークであって、下方側面に溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有するとともに、底部が閉構造となっていることを特徴とするストーク。
2. 上記貫通孔が外側から内側上方に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のストーク。
3. 金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するための有底筒状のストークであって、底部に外側から内側に向けて径が漸増する傾斜状をなし、溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有することを特徴とするストーク。
4. 上記貫通孔の傾斜角度が３０〜６０°であることを特徴とする請求項２または３に記載のストーク。
5. 金属溶湯を鋳型に形成されたキャビティ内に導入するための有底筒状のストークであって、底部が下方に向かって膨らんだ曲面状をなすとともに、溶湯中の異物を除去する複数の貫通孔を有することを特徴とするストーク。
6. 破壊靭性値が７ＭＰａ√ｍ以上、１０００℃における４点曲げ強度が７８０ＭＰａ以上、熱伝導率が２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、水中投下による耐熱衝撃温度が８００℃以上の窒化珪素質焼結体からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のストーク。
7. 鋳型に形成されたキャビティ内に請求項１〜６のいずれかに記載のストークを介して金属溶湯を導入し、キャビティ内の金属溶湯を凝固させることを特徴とする低圧鋳造機。

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