JP2006326666A - 重力鋳造用鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶湯注入部で乱流が発生するのを抑制するとともに、溶湯中に混入した介在物や気泡等を低減して、高品質な鋳造品を得ることができ、セラミックスフィルタなどのときのような鋳造毎の設置の面倒やコストアップを生じることもない重力鋳造用鋳型。
【解決手段】 重力鋳造用鋳型１は、製品キャビティ部３へ溶湯を注入する湯道部４の溶湯注入部６の入口部６ａに鋳造品の湯濾し部７を備える。湯濾し部７は、上下方向に狭い幅で製品キャビティ部３への溶湯の流れ方向に延びるスリット間隙８を上下方向に並設している。スリット間隙８を上下方向に狭い幅で溶湯の流れ方向に長く延びる形状とすることにより、溶湯注入部６を流れる溶湯を整流して、溶湯注入部６の手前で乱流が発生するのを抑制するとともに、溶湯を濾過して混入している酸化被膜などの介在物や気泡等を良好に除去することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、重力鋳造に用いる鋳型に関し、詳しくは製品キャビティ部に溶湯を流し込む湯道部の改良に関する。

重力鋳造法は、溶湯保持容器からレードルで汲んだ溶湯を図４に示す鋳型１２の湯口２から注ぎ、重力により湯口の下に続く斜め下方向に湾曲した湯道部４を流下させて、溶湯を該湯道部４の下流の水平な溶湯注入部６を介して製品キャビティ部３内に流し込み、製品キャビティ部３内で溶湯が固化することにより鋳物製品を得るものである。

この鋳造法は、比較的低コストで高強度・高靭性の製品を得ることができ、量産性もあるため、自動車のエンジン部品を初め各種の機械部品等の製造に用いられている。

しかしながら、溶湯には、溶湯保持容器内やレードル内に保持している間に、酸化皮膜などの不純物が介在物として入り込むことがある。また製品キャビティ部３に湯道部４の溶湯注入部６により溶湯を流し込む際、溶湯注入部６の手前で乱流が発生し、溶湯中に酸化皮膜などの介在物や気泡等が入り込んだりすることもある。このため、介在物や気泡等が鋳型の製品キャビティ部３に流れ込み、得られる製品に介在物、気泡等に起因した欠陥が発生する問題があった。

これを回避するために、従来は、溶湯注入部６の入口部６ａに織布タイプやハニカムタイプのセラミックス製フィルタ１３を装入して介在物や気泡等を除去することを行っていたが、この方法では、鋳造時に毎回フィルタ１３を取付ける面倒や、フィルタ代による鋳造コストアップなどの難点があった。

したがって、本発明の目的は、溶湯注入部の手前で乱流が発生するのを抑制するとともに、溶湯中に混入している介在物等を良好に除去して、高品質な鋳造品を得ることができ、セラミックスフィルタを設置するときのような鋳造毎の取付けの面倒やコストアップを生じることもない重力鋳造用鋳型を提供することである。

上記課題を達成するために、本発明は、湯口から注がれる溶湯を重力により該湯口に続く湯道部を流下させて、該湯道部の下流の溶湯注入部を介して製品キャビティ部に流し込む重力鋳造用鋳型において、前記溶湯注入部に、前記製品キャビティ部への溶湯の流れ方向に上下方向に狭い幅で延びるスリット間隙が上下方向に沿って並設された金属製またはセラミックス製の湯濾し部を取り付けたことを特徴とする。

本発明では、重力鋳造用鋳型の溶湯注入部に取り付けた湯濾し部に、上下方向に狭い幅で製品キャビティ部への溶湯の流れ方向に延びる形状のスリット間隙を設けているので、溶湯注入部を通る溶湯をスリット間隙で整流することができ、このため溶湯注入部の手前で乱流が発生するのを抑制することができ、溶湯中に酸化皮膜などの介在物や気泡等が入り込むのを抑えることができる。またスリット間隙で溶湯中に混入している酸化被膜などの介在物や気泡等を濾過して良好に除去することができる。以上により、製品キャビティ部へ注入される溶湯中の介在物や気泡等の混入量を十分に低減して、高品質な鋳造品を得ることができる。

さらに湯濾し部を金属またはセラミックスで作製して、鋳型の一部とし鋳型を組むときに取り付けるので、セラミックスフィルタなどのときとは違って、鋳造時に毎回設置する面倒が要らず、また毎回取替えないで済むので、鋳造コストを押上げることもない。湯濾し部を金属製とした場合は、セラミックスの場合よりも特に安価にできる。

本発明の一態様によれば、前記湯濾し部は、上下方向に沿う長手方向の一側を横方向に凹嵌した凹嵌部に横方向の突出部が上下方向に間隔を開けて並設された金属またはセラミックスの第１、第２の半体を前記長手方向の一側の面で重ねることによって組み立てられ、これによって該第１、第２の半体の突出部が互いの突出部同士の間に挿入されて、該第１、第２の半体の隣り合う突出部同士の間に、前記スリット間隙が形成される。

本発明では、湯濾し部は前記した特徴を有するものならば、鋳型を組むときに設置されるようにする構造に関し特に限定はないが、上記のようにすれば、鋳型の組み立て時に湯濾し部を溶湯注入部へ容易に設置することが可能になる。

本発明の重力鋳造用鋳型によれば、溶湯注入部の入口部に、上下方向に狭い幅で製品キャビティ部への溶湯の流れ方向に延びるスリット間隙を有する湯濾し部を設置したので、溶湯注入部の手前で乱流が発生するのを抑制するとともに、溶湯中に混入している介在物や気泡等を良好に除去して、高品質な鋳造品を得ることができる。また湯濾し部は金属またはセラミックスで作製して、鋳型の一部として鋳型を組むときに取り付けるので、セラミックスフィルタを設置するのときのような鋳造毎の取付けの面倒やコストアップを生じることもない。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。図１は、本発明の重力鋳造用鋳型の一実施例を示す上面図、図２は、該鋳型を横から見た透視図である。

本実施例において、重力鋳造用鋳型１は、上面の湯口２とその斜め下方の製品キャビティ部３とを湯道部４で連通してなっており、製品キャビティ部３の湯道部４とは反対側には押湯部５が設けられる。湯道部４は、湯口２の下方から製品キャビティ部３に向けて斜め下方に複数段に湾曲し、製品キャビティ部３のやや下方寄りの位置に設けられた溶湯入口３ａに水平な溶湯注入部６を介して接続されている。鋳型１は、基本的に長手方向に沿って鉛直に２分割した幾つかの鋳鉄製のブロックをボルト結合して組み立てられる。

溶湯は湯口２から注がれ、重力により湯道部４を流下して、湯道部４の下流の溶湯注入部６を通って製品キャビティ部３内に流し込まれ、製品キャビティ部３内で溶湯が固化して鋳物製品が得られる。

本発明では、上記の溶湯注入部６の入口部６ａに金属製の湯濾し部７を設置し、該湯濾し部７に、上下方向に狭い幅で製品キャビティ部３への溶湯の流れ方向（溶湯注入部６の接続方向）、つまり水平方向に延びるスリット間隙８を並設したことが大きな特徴である。本実施例では、湯濾し部７を２分割した半体の鋳造品から構成し、その半体を鋳造によって作製しやすいようにしたため、スリット間隙８の製品キャビティ部３への接続方向（水平方向）と直行する断面は、図３（ｂ）に示すように、隣り合う間隙８同士で水平に対し互いに逆方向に傾斜されている。

このように、湯濾し部７のスリット間隙８を上下方向に狭い幅で製品キャビティ部３への溶湯の流れ方向に長く延びる形状にすれば、スリット間隙８で製品キャビティ部３に注入される溶湯を整流することができる。このため、溶湯注入部６の上流側手前の位置で溶湯に乱流が発生するのを抑制することができ、溶湯中に酸化皮膜などの介在物や気泡等が入り込むのを抑えることができる。またスリット間隙８で溶湯中に混入している酸化被膜などの介在物や気泡等を濾過して良好に除去することができる。したがって、製品キャビティ部３へ注入される溶湯中の介在物や気泡等の混入量を十分に低減して、高品質な鋳造品を得ることができる。

スリット間隙８の上下方向の幅は約１.０〜２.５ｍｍ程度、接続方向の長さは約５〜１４ｍｍ程度がよく、これ以上スリット間隙８の幅が狭かったり、長さが長い場合には、注入される溶湯の圧損失が大きく、効率よく重力鋳造できない。逆にスリット間隙８の幅が広かったり、長さが短い場合には、スリット間隙８で良好な溶湯の濾過と整流とを行うことができず、介在物や気泡等に起因した品質低下をなくした鋳造品を得ることができなくなる。スリット間隙８の数は製品の体積により適宜決定する。

本実施例では、上記の湯濾し部７は、図３（ａ）に示すように、鋳鉄製の第１、第２の半体７Ａ、７Ｂから構成した。各半体７Ａ、７Ｂには、上下方向に沿う長手方向の一側に横方向に凹嵌した凹嵌部９を設け、該凹嵌部９に横方向に突出した突出部１０を上下方向に間隔を開けて複数並設している。突出部１０は、半体Ａ、Ｂを鋳造する際に、鋳造鋳型から抜き出しやすいように、先端が先細の楔形状になっている（一般的に突出部１０の必要な傾斜角は５°以上である）。突出部１０は、半体７Ａ、７Ｂを該突出部１０の側の面で密着して、湯濾し部７を組み立てたときに、相手側の突出部１０同士の間に入り込んで、先端が凹嵌部９に当接する長さを有している。かくして、半体７Ａ、７Ｂから組み立てられた湯濾し部７は、隣り合う突出部１０の同士の間にスリット間隙８が、隣り合う同士で互い違いに逆方向の傾斜で形成される。

鋳型１は、湯道部４の湯口２から溶湯注入部６のうちの入口部６ａまでの部分を２分割して形成した２つの半体ブロック１ａを備える。湯濾し部４の半体７Ａ、７Ｂは、上下の位置に設けられた横方向のボルト孔１１に内側から挿通したボルトによって、各半体ブロック１ａに設けられた溶湯注入部６の入口部６ａを２つ割した部分に取り付けられ、２つの半体ブロック１ａをボルト結合することによって、半体７Ａ、７Ｂからなる湯濾し部７が組み立てられる。そして、この２つの半体ブロック１ａを組み立てたものを鋳型１の残余の部分に取り付けることによって、入口部６ａに湯濾し部７が設置された溶湯注入部６を介して湯道部４が製品キャビティ部３に接続される。

このように、湯濾し部７を鋳造品とすることによって、鋳型１を組むときに湯濾し部７を設置することができ、セラミックスフィルタなどのときとは違って、鋳造時に毎回取り付ける面倒がない。また鋳造時に毎回取替えないで済むので、鋳造コストを押上げることもない。

以上の実施例では、湯濾し部７を金属製としたが、湯濾し部７はセラミックス製とすることもできる。セラミックス製の湯濾し部によっても、金属製に比べ価格が高くなる点を除き、同様な効果を奏する。

以上説明したように、本発明の重力鋳造用鋳型によれば、溶湯注入部の入口部に、上下方向に狭い幅で製品キャビティ部への溶湯の流れ方向に延びるスリット間隙を有する金属またはセラミックスの湯濾し部を取り付けるので、溶湯注入部の手前で乱流が発生するのを抑制するとともに、溶湯中に混入している介在物や気泡等を良好に除去して、高品質な鋳造品を得ることができ、セラミックスフィルタのときのような鋳造毎に毎回取り付ける面倒やコストアップの問題もない。

本発明の重力鋳造用鋳型の一実施例を示す上面図である。 図１の鋳型を横から見た透視図である。 図１の鋳型の溶湯注入部に設置する湯濾し部を示す平面図で、組み立て前（ａ）および組み立て後（ｂ）である。 従来の重力鋳造用鋳型を横から見た透視図である。

符号の説明

１ 重力鋳造用鋳型 ２ 湯口
３ 製品キャビティ部 ４ 湯道部
６ 溶湯注入部 ６ａ 入口部
７ 湯濾し部 ７Ａ、７Ｂ 半体
８ スリット間隙 ９ 凹嵌部
１０ 突出部

Claims (2)

1. 湯口から注がれる溶湯を重力により該湯口に続く湯道部を流下させて、該湯道部の下流の溶湯注入部を介して製品キャビティ部に流し込む重力鋳造用鋳型において、
   前記溶湯注入部に、前記製品キャビティ部への溶湯の流れ方向に上下方向に狭い幅で延びるスリット間隙が上下方向に沿って並設された金属製またはセラミックス製の湯濾し部を鋳型の組み立て時に取り付けたことを特徴とする重力鋳造用鋳型。
2. 前記湯濾し部は、上下方向に沿う長手方向の一側を横方向に凹嵌した凹嵌部に横方向の突出部が上下方向に間隔を開けて並設された金属またはセラミックスの第１、第２の半体を前記長手方向の一側の面で重ねることによって組み立てられ、これによって該第１、第２の半体の突出部が互いの突出部同士の間に挿入されて、該第１、第２の半体の隣り合う突出部同士の間に、前記スリット間隙が形成されることを特徴とする請求項１記載の重力鋳造用鋳型。

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