JP2007075862A - 鋳造法 - Google Patents

鋳造法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007075862A
JP2007075862A JP2005268163A JP2005268163A JP2007075862A JP 2007075862 A JP2007075862 A JP 2007075862A JP 2005268163 A JP2005268163 A JP 2005268163A JP 2005268163 A JP2005268163 A JP 2005268163A JP 2007075862 A JP2007075862 A JP 2007075862A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten metal
desired cavity
casting method
filled
cavity portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005268163A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007075862A5 (ja
JP4150764B2 (ja
Inventor
Masato Goie
政人 五家
Toshiyuki Mitsuyoshi
俊幸 三吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OUME CHUZO KK
Original Assignee
OUME CHUZO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OUME CHUZO KK filed Critical OUME CHUZO KK
Priority to JP2005268163A priority Critical patent/JP4150764B2/ja
Priority to CN2006800339692A priority patent/CN101262968B/zh
Priority to US11/991,552 priority patent/US20090151887A1/en
Priority to EP06796431A priority patent/EP1944105A1/en
Priority to PCT/JP2006/316041 priority patent/WO2007032174A1/ja
Publication of JP2007075862A publication Critical patent/JP2007075862A/ja
Publication of JP2007075862A5 publication Critical patent/JP2007075862A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4150764B2 publication Critical patent/JP4150764B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/082Sprues, pouring cups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/09Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
    • B22D27/13Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of gas pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/15Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract


【課題】通気性鋳型の重力注湯による鋳造法において、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填して凝固させる鋳造法を提供する。
【解決手段】溶湯を充填したい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯後、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填して凝固させる。必要に応じて注湯前後にキャビティーを減圧する。
【選択図】 図6

Description

本発明は通気性鋳型の鋳型上部又は側部から重力注湯する鋳造法の高精度化、高生産性化に関するものである。
通気性鋳型としては砂粒子を用いて造型された鋳型が最も一般的であるが、その他に、セラミックス粒子や金属粒子を用いて造型された鋳型も広く使われている。また、石膏などのほとんど通気性のない鋳型でも、通気性材料を混在させたり、部分的に用いて通気性を付与したものは通気性鋳型とみなせる。また、全く通気性のない金型の場合でも、通気穴やベントホールを設けて通気性を付与したものは通気性鋳型とみなせる。本発明における通気性鋳型とは前記したこれらの通気性鋳型を含むものである。
一般に鋳造においては、鋳型キャビティーは湯口部、湯道部、押湯部及び製品部から構成されている。また、必要に応じて、不要な溶湯を製品部から排出するためのはかせ部などを設けることもあるが、ここでは説明を簡単にするために、基本的な湯口部、湯道部、押湯部及び製品部から構成されているとする。
一般鋳造法及び特殊な鋳造法である減圧鋳造法などいずれの鋳造法においても、注湯はこれらの4つのキャビティー部分を充填して完了する。そして凝固完了後、これら4つの部分のうち必要な製品部のみを分離して取り出し、仕上げを行って最終の鋳物製品を得る。
つまり、製品部を除く湯口部、湯道部及び押湯部は最終的には不要な部分として製品から分離され、再びリターン材として再溶解に供されるのである。この不要な部分のうち押湯部は製品部の健全性を補償するために凝固過程で必要なものであるが、湯道部と湯口部は注湯中にキャビティーの充填のためにのみ必要なものである。
また、鋳鉄鋳物などでは凝固過程で黒鉛が晶出して体積膨張が生じるため、溶湯の収縮分の一部を補償するので、ある条件下では押湯なしでも健全性の高い鋳物を鋳造できることがわかっている。この場合には押湯部も不要で、製品部のみに溶湯を充填すればよいことになる。
以上のように従来のいずれの鋳造法においても、本来目的とする製品を得るために、最終的には不必要な湯口部、湯道部及び押湯部にも溶湯を充填するという注湯過程をとっている。これは極めて不合理なことである。これに対して何らかの方法によって、製品部のみ又は製品部と押湯部などの必要な所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填して凝固させることができれば、製品部重量/総注入重量で表示される注入歩留りが大幅に向上することはもとより、解枠、製品分離などの後工程も大幅に簡略化することが可能となる。
そこで先行技術について調査を行ったが、通気性鋳型の鋳型上部又は側部から重力注湯する鋳造法において、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填する鋳造方法を開示したものはまったく見出すことができなかった。
このように所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填できる鋳造法としては減圧鋳造法が最も可能性が高いと考えられる。そこで先行技術の参考例として、以下に特許文献1乃至15を掲げておく。しかし、いずれも湯口部、湯道部、押湯部及び製品部のすべてのキャビティー部分に溶湯を充填するものである。
特許文献1(特開昭61−180642号公報)には、チャンバー内に通気性の鋳型を設置し、湯口穴を溶融しうる材料で塞いだ後、チャンバーを所定の圧力に減圧して注湯する減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献2(特開平7−265998号公報)には、減圧鋳造する常温硬化型鋳型において、製品及び方案キャビティーの鋳型の厚さを変化させた減圧鋳造用鋳型が開示されている。
特許文献3(特開2003−170226号公報)には全体減圧を行う鋳型において鋳型内にセンサーを配置し、溶湯が流入したことを検知した後に減圧動作を開始させる減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献4(特開平3−216258号公報)には鋳型の周囲の全面を樹脂フィルム製の砂型カバーで気密に覆うとともに、湯口から十分離間した部位に排気口を設けて、そこから減圧する減圧装置が開示されている。
特許文献5(特開昭60−124438号公報)には、無枠造型された石膏鋳型を通気孔を有する吸引箱上に載置するとともに、石膏鋳型をフィルムシートで覆って、吸引箱から減圧したのちに注湯を行う減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献6(特公平7−115119号公報)には、消失模型鋳造法のおいて、上下開放鋳枠の側壁に吸引機構を設け、鋳枠上下に気密シートを密着具備して吸引減圧する減圧鋳造法が開示されている。
特許文献7(特開平6−122060号公報)には、有機粘結剤鋳型を通気穴を有する鋳枠に造型し、これを上部が開放された鋼鈑製のチャンバー内にセットして減圧状態で注湯する減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献8(特開平8−103861号公報)には、上部開放型の減圧容器内の鋳物砂中に砂型を埋設し、吸引減圧状態下で注湯する減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献9(特開昭57−31463号公報)には、鋳型の湯口位置から最も遠く離れた位置に設けられた通気穴を介してキャビティー内を吸引注湯する薄肉鋳物の製造方法が開示されている。
特許文献10(特開平6−55255号公報)には、鋳型の堰部から離隔した位置に押湯又ははかせを設け、その近くに外部と連通する空孔部を設け、その空孔部から減圧しながら鋳造する鉄鋼鋳物の製造方法が開示されている。
また、同じく特許文献10には減圧速度制御手段を設け、溶湯の注入速度が一定になるように減圧する方法や、堰部内に湯面検知センサーを設け、溶湯を検知した直後から減圧を開始する方法なども開示されている。
特許文献11(特開平6−226423号公報)には、前記特許文献10と同じ構成で、減圧吸引口と押湯又ははかせの間に鋳型よりも通気度の大きな吸引部材を設けて減圧吸引口側キャビティー内の減圧を湯口側キャビティーのそれよりも大きくする薄肉鋳物の製造方法が開示されている。
特許文献12(特開平9−85421号公報)には、鋳型にセットされた中子巾木に外部と連通する空孔部を設け、減圧する減圧鋳造方法が開示されている。
特許文献13(特開平4−147760号公報)には、鋳型空間の減圧必要部位と鋳型外部との間で吸引通路を形成する吸引ガイドを設けた吸引鋳造用鋳型が開示されている。
特許文献14(特開昭60−56439号公報)には、石膏鋳型の最終充填部近傍から外表面にかけて、石膏より通気性が良好な耐火材料製フィルターを設けた減圧鋳造用石膏鋳型が開示されている。
特許文献15(特公平7−41400号公報)には、生型鋳型から発生するガスと中子から発生するガスを個別に吸引し、かつ吸引圧力を個別に調整自在とした吸引鋳造方法が開示されている。
以上の特許文献に開示されている減圧鋳造法の従来技術を総括すると、いずれの鋳造法においても鋳型の全キャビティーを充填している。したがって、製品部重量/総注入重量で表示される注入歩留りは低く、また解枠、製品分離などの後工程も煩雑である。
以上のように、従来の鋳造法では所望のキャビティー部分のみを充填する鋳造方法はまったく開示及び実施されていない。
特開昭61−180642号公報 特開平7−265998号公報 特開平2003−170226号公報 特開平3−216258号公報 特開昭60−124438号公報 特公平7−115119号公報 特開平6−122060号公報 特開平8−103861号公報 特開昭57−31463号公報 特開平6−55255号公報 特開平6−226423号公報 特開平9−85421号公報 特開平4−147760号公報 特開昭60−56439号公報 特開平7−41400号公報
本発明は以上の従来技術の問題点に鑑み、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填して凝固させる鋳造法を提供しようとするものである。これによって極めて高い注入歩留りの鋳造法が確立できるとともに、解枠後の後工程が大幅に簡略化される。
(手段1)
比重量γの溶湯を通気性鋳型に注湯する鋳造法において、通気性鋳型のキャビティーのうち溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯開始後、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填して凝固させることを特徴とする鋳造法である。
本手段においては、鋳型のキャビティーは説明を簡単にするために湯口部、湯道部及び製品部で構成されているとする。そして、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分は製品部であるとする。
まず通気性鋳型のキャビティーのうち溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分である製品部の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯する。溶湯は湯口部から入って湯道部及び製品部を部分的に充填する。もしこのまま放置すれば溶湯はキャビティー各部に分散され各キャビティー部分は同一高さの湯面を構成し、本発明の目的である所望のキャビティー部分である製品部のみに溶湯を充填させることはできない。
そこで、本手段では注湯開始後の適宜の時期に湯口部から圧縮ガスを送気して、その圧力で溶湯を製品部の方に押し込み、所望のキャビティー部分である製品部を充填して凝固させる。溶湯の体積は所望のキャビティー部分である製品部とほぼ等しい体積であるので、これによって所望のキャビティー部分である製品部のみに溶湯が充填される。
所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯するには、小さな取鍋で1鋳型分ずつ計量して注湯してもよいし、又は大きな取鍋から1鋳型分を計量しながら注湯してもよい。ほぼ等しい体積の溶湯とは、注湯にともなう上型の浮き上がりや、鋳型キャビティーの熱膨張などを考慮して適宜の安全率を乗じた体積とすることを意味する。
圧縮ガスとしては、一般的には圧縮空気が簡便安価である。また、圧縮した不活性の窒素ガスなども溶湯の酸化を防止する意味で有効である。
圧縮ガスを送気するときは送気管のフランジなどで湯口部を塞いで圧縮ガスが湯口部から漏れないようにする方が溶湯を充填する作用が大きい。また、鋳型の外周面からの漏れは圧縮ガスが溶湯を所望のキャビティーに充填する作用を弱めるので、可能であれば外周面に何らかのガス漏れの防止策を施すことが望ましい。勿論、鋳型の通気度が低い場合や、鋳型の全体又は一部が気密容器や鋳枠などで覆われているような場合は必ずしもガス漏れの防止手段を施す必要はない。
湯口部から圧縮ガスを送気する注湯開始後の適宜の時期とは、注湯開始後、最後の溶湯が湯口部を通過する途中以降できるだけ早い時期が望ましい。送気が遅れると充填された溶湯の凝固が始まるので、湯境や不廻りなどの欠陥や、酸化物の発生などの問題が生じ易い。
溶湯を充填して凝固させるとは、必ずしも充填された溶湯全体が凝固することを意味するものではない。溶湯が所望のキャビティー部分から流出するのは、溶湯を充填させた所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近からであるので、少なくともこの境界部付近が凝固すればよい。また、この部分の凝固も完全凝固する必要はなく、所望のキャビティー部分からの流出を止めうる程度に固相が晶出すればよいのである。詳細を実施例1に示す。
(手段2)
手段1記載の鋳造法において、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その圧縮ガスの送気を保持して溶湯を凝固させることを特徴とする鋳造法である。
本手段は、手段1の特徴とする圧縮ガスで溶湯を所望のキャビティー部分に充填して凝固させる鋳造法において、溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も圧縮ガスの送気を保持して溶湯を凝固させる。圧縮ガスの送気を保持することによって、圧縮ガスの加圧圧力で所望のキャビティー部分に充填された溶湯が境界部付近部から戻らないようにするとともに、圧縮ガスの冷却作用で境界部付近を速やかに凝固させることができる。詳細を実施例2に示す。
(手段3)
手段1及び2いずれかに記載の鋳造法において、圧縮ガスの加圧圧力が、前期所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの値以上であることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、鋳型キャビティーが湯口部、湯道部、押湯部及び製品部から構成されている場合に、製品部と押湯部を充填したい所望のキャビティー部分として溶湯を充填する鋳造法について説明する。所望のキャビティー部分に充填された溶湯が、境界部付近から湯道部側に流出するのをより確実に防ぐために、圧縮ガスの加圧圧力を所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの値以上であるようにする。なお、γは溶湯の比重量(kgf/cm3)、Hは前記の高さ(cm)である。したがって、γHは圧力(kgf/cm)である。
この溶湯静圧γHは、所望のキャビティー部分に充填された溶湯が湯道部側に流出しようとする流体力学的な溶湯静圧を意味している。したがって、圧縮ガスの加圧圧力をこれ以上に保てば溶湯の流出を止めることができるのである。
圧縮ガスの加圧圧力は、圧縮ガスの圧力を意味するものではなく、湯口部や鋳型外表面からの圧縮ガスの漏れを考慮した上で、所望のキャビティー部分以外のキャビティー部分(溶湯が未充填のキャビティー部分)がγH以上の圧力になるようにする。詳細を実施例3に示す。
(手段4)
手段1乃至3いずれかに記載の鋳造法において、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近から充填した溶湯が戻らないような遮断手段を用いることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、所望のキャビティー部分に充填された溶湯が、境界部付近から湯口部側に流出するのを防ぐために何らかの遮断手段を用いる。詳細を実施例4乃至8に示す。
(手段5)
手段4記載の鋳造法において、充填した溶湯が戻らないような遮断手段として、境界部付近部付近を冷却する手段を用いることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、所望のキャビティー部分に充填された溶湯が、湯口部側に流出するのをより確実に防ぐために、境界部付近を冷却して凝固を早める。手段2及び3では充填された溶湯の流出を防ぐために圧縮ガスの加圧圧力を利用したが、本手段ではガスを流すことによって所望のキャビティー部分の凝固を早める。特にガスの流れによって所望のキャビティー部分とその他の部分の境界部付近を早く凝固させるのが最も効果的である。ガスとしては、圧縮空気が最も簡便安価であるが、危険性のないガスであれば如何なるガスも適用可能である。また、低温のガスも冷却を早めるのに有効である。詳細を実施例4及び5に示す。
(手段6)
手段4記載の鋳造法において、充填した溶湯が戻らないような遮断手段として、境界部付近部付近を機械的に遮断する手段を用いることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、溶湯を充填させた所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を機械的に遮断する鋳造法を提供する。遮断する方法としては、例えば境界部付近にその部分の形状に合うようシェルモールドなどの鋳型片を押し当てて遮断する方法や、境界部付近に遮断片を設置しておいて遮断する方法、また境界部付近の鋳型に遮断板を貫入させて遮断するなどがあげられる。詳細を実施例6乃至8に示す。
(手段7)
手段1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分を減圧することを特徴とする鋳造法である。
本手段では、注湯にあたって所望のキャビティー部分への充填を容易にするために、注湯前又は注湯開始後に溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分を減圧する。注湯前に減圧しておけば、注湯された溶湯は速やかに所望のキャビティー部分に吸引されて導かれることになり、注湯開始後の圧縮ガスの送気の時期や圧力の制御を簡略化することができる。また、注湯開始後の減圧も作用効果は注湯前の減圧と同じである。
注湯前の減圧と注湯開始後の減圧の違いは、まず注湯前の減圧では鋳型キャビティーを注湯前に安定した減圧度とすることができるが、注湯開始にともなって鋳型キャビティーの減圧度は変化する。注湯開始後の減圧は大気圧の状態で注湯が開始されるので注湯の初期に湯流れが安定しているが、減圧開始の時期が遅れると溶湯の充填過程で十分な減圧度が得られない場合がある。したがって、溶湯の材質、鋳型キャビティーの形状などによっていずれか適した方を適用する。
減圧は鋳型全体を行ってもよいが、少なくとも所望のキャビティー部分を減圧すればよい。なお、減圧は溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も必要に応じて保持する。詳細を実施例9及び10に示す。
(手段8)
手段1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の減圧状態とすることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、注湯前又は注湯開始後に、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を溶湯静圧γHの絶対値以上の値の減圧状態とする。これによって、溶湯は注湯時は圧縮ガスの送気なしでも減圧によって所望のキャビティー部分の最上部まで充填され、かつ充填後も境界部付近から流出することはない。したがって、注湯開始後に送気する圧縮ガスの作用は圧力による補助的な流出防止や、ガスの流れによる冷却の作用が主たるものとなり、鋳造法全体の安定性が高まる。なお、減圧は溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も必要に応じて保持する。詳細を実施例9に示す。
(手段9)
手段1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値より低い値の減圧状態とすることを特徴とする鋳造法である。
本手段では、注湯前又は注湯開始後の溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を溶湯静圧γHの絶対値より低い値の減圧状態とする。これは溶湯材質や鋳型キャビティーの形状などによっては所望のキャビティー部分の減圧度をγHの絶対値以上に高くすると、減圧によって砂の焼付きや溶湯の乱流などの悪害が生じる場合があるからである。このような場合には、本手段のようにγHの絶対値より低い値の(弱い)減圧度とし、圧縮ガスによる加圧との複合作用で静かに充填し又焼付きなどが生じないようにする方法がよい。なお、減圧は溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も必要に応じて保持する。詳細を実施例10に示す。
本発明によって従来の鋳造法に比べ次のような効果が得られた。
すなわち、従来の如何なる鋳造法でも溶湯は鋳型キャビティーのすべての部分を充填していたため、製品部重量/全注入重量で表示される注入歩留りが低かった。これに対し本発明によって、所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填し凝固させることができるようになったので注入歩留りが大幅に向上した。この結果、製品を鋳造するために必要な溶湯が大幅に節減された。
また、溶湯は所望のキャビティー部分のみに充填されているので、凝固後の解枠時には所望のキャビティー部分のみを取り出し処理すればよいことになり、後工程が大幅に削減された。
以上をまとめると、本発明によって次のような効果が得られた。(1)注入歩留りの大幅な改善によって大きな溶湯節減が達成でき、溶解エネルギーコストの削減が可能になった。(2)解枠時の大幅な作業工数の削減が可能になった。(1)及び(2)の効果は最終的には世界的な問題であるCOの削減に大きく貢献するものである。
本発明は手段1乃至手段9のいずれかの方法で実施可能であるが、最良の形態は、手段7を用いて、注湯前又は注湯開始後に、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分を減圧して所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯し、その後速やかに
湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、境界部付近が凝固するまで減圧と圧縮ガスの送気とを保持する鋳造法である。減圧度及び圧縮ガスの圧力は溶湯材質、鋳型キャビティーの形状、鋳造方案などを考慮して決める。
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。
図1及び図2に実施例1を示す。本実施例では手段1を用いて、通気性鋳型のキャビティーのうち溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯開始後、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填して凝固させる鋳造法を説明する。
まず鋳型1の構成を説明する。鋳型1は砂型であって、上枠2及び下枠3に造型され型合わせされて定盤4の上に置かれている。鋳型キャビティー7は、湯口部8、湯道部9、製品部11から構成されている。一般的には湯道部9と製品部11の間に押湯部が設けられることが多いが、この場合は押湯部がない鋳型の場合である。
本実施例では鋳型キャビティー7のうち、溶湯を充填したい所望のキャビティー部分12として製品部11のみに溶湯を充填し凝固させる鋳造法を説明する。図1は、注湯取鍋13に溶湯を充填したい所望のキャビティー部分12である製品部11とほぼ等しい体積の溶湯を入れ、これを鋳型1に注湯した状態を示す。注湯された溶湯30は製品部11とほぼ等しい体積であるので、全キャビティーを満たすことはできず一部は製品部11に充填され、一部は湯道部9に停滞する。また湯口部8の溶湯ヘッドはほとんどないので、注湯された溶湯30を製品部11に充填させる駆動力は極めて小さい。そのため、このままでは注湯された溶湯30の製品部11への完全な充填はできないか、又は長い時間を要することになり、結果的には不良品ができることになる。
そこで、本実施例では図2に示すように、湯口部8の上部から圧縮装置15によって圧縮された圧縮ガス16を送気し、その圧力により湯道部9に停滞している溶湯30を製品部11に充填した。本実施例では、圧縮ガスは圧縮空気を用い、圧力は5kgf/cm、風量は60 l/secとした。圧縮ガス16を送気する箇所にはガスの漏れを防ぐためにシール部材17を設けている。注湯量は製品部体積とほぼ等しい量であるので、最終的には溶湯30は所望のキャビティー部分12である製品部11のみを充填することになる。その後、この状態で充填された溶湯30を凝固させる。
なお、圧縮ガス16を送気する時期は必ずしも上記のように溶湯が湯道部9に停滞するのを待つ必要はない。図1の溶湯が停滞した状態は本発明の原理を説明するために示したものであって、本発明の好ましい実施形態ではない。つまり、停滞時間が長引けばそれだけ溶湯温度が低下し、湯境、不廻り、酸化物などの不良が発生する確率が高まるので、注湯開始後、最後の溶湯が湯口部を通過中又は通過後に速やかに送気する方がよい。そうすれば溶湯は湯道部9で停滞せずにスムースに所望のキャビティー部分12に充填される。これが本発明の実用的な実施形態である。以下の実施例の説明でも、注湯開始後の圧縮ガスを送気する時期については同様である。
かくして鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分である製品部のみに溶湯を充填して凝固させることができた。なお、本実施例の場合は製品部が下型にあるので、溶湯を製品部に充填した後は、圧縮ガスを止めてもよいし、又はわずかに送気する程度で凝固を進行させてもよい。
ここで凝固とは、広義には所望のキャビティー部分である製品部全体が凝固することであるが、狭義には所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近が凝固し、充填された溶湯が湯道側に向かって流出しなくなることを意味する。さらに詳述すると、狭義の凝固とは、境界部付近の溶湯に固相がある程度晶出して溶湯が流動しなくなるまでという意味である。つまり、本発明では所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填して凝固させることが目的であるが、充填及び凝固のために行う種々の手段は、少なくともこの狭義の意味の凝固まで継続すればよいのである。以下の実施例でも同じである。
なお、圧縮ガスを送気するとき、鋳型は通気性があるのでガスの一部は鋳型粒子間を抜けるため溶湯を充填する作用が減少する。このことを考慮して圧縮ガスの圧力と風量を適宜に調節して十分な充填作用を行うことができるようにする。また、必要に応じて鋳型を非通気性部材で被覆して通気性を下げることも有効である。
圧縮ガスは一般的には圧縮空気が最も簡便安価である。その他には圧縮した窒素などの不活性ガスなどが有効である。また、圧縮ガスの圧力と風量は鋳型の通気度、鋳枠の形状、全体の密閉度、鋳造方案などを考慮して決めるようにする。
本実施例によって、従来の鋳造法では鋳型の全キャビティーを充填していたものが、所望のキャビティー部分のみを充填して凝固させることが可能になった。この結果、製品部重量/全注入重量で表示される注入歩留りが大幅に向上する。例えば、従来歩留り50〜70%程度であったものがほぼ歩留り100%となる。これは大幅な溶湯節減となるものである。
また本実施例によって、溶湯は製品部のみに充填されており、湯口部と湯道部には充填されていない。したがって、凝固後の解枠時には製品部のみを取り出せばよいことになり、大きな作業工数の削減となる。
図3及び図4に実施例2を示す。本実施例では手段2を用いて、注湯開始後に圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その圧縮ガスの送気を保持して溶湯を凝固させる鋳造法を説明する。
図3は製品部11を所望のキャビティー部分12として溶湯30を注湯した後の状態を示す。鋳型1及びキャビティー7の構成は実施例1と同じであるが、上枠2の上部に気密のために鉄製のカバー部材18を載置している。このカバー部材18は圧縮ガスの圧力を効率よく作用させるために設けたものである。カバー部材18は非通気性材料が好ましいが、鋳型よりも通気性が低い材料でも同様な効果を得ることができる。
図3の注湯後の状態は、実施例1で示したと同じように、注湯量が製品部11のみであり、湯口部8の溶湯ヘッドがほとんどないので溶湯30の一部は製品部11に充填され、一部は湯道部9で停滞している。
次に図4のように圧縮装置15により圧縮された圧縮ガス16を湯口部8の上部から送気すると、実施例1と同じように湯道部9の溶湯30は圧縮ガス16によって製品部11に充填される。本実施例の場合は上枠2の上部に気密のためにカバー部材18を載置しているので、圧縮ガス16の鋳型1からの漏れは少なくなり、圧縮ガス16の圧力は実施例1の場合よりも、より効率的に溶湯30を製品部11に充填する作用として働く。本実施例では、圧縮ガスは圧縮空気を用い、圧力は5kgf/cm、風量は60 l/secとした。
溶湯30の製品部11への充填後も圧縮ガス16の送気を保持して適宜の加圧を加える。これによって充填された溶湯30を製品部11から流出することなく凝固させることができる。圧縮ガス16の圧力と風量は鋳型の種類、鋳造方案などによって適宜な値とする。
本実施例によって、実施例1よりも安定して溶湯の所望のキャビティー部分への充填とその後の凝固を進行させることができた。
なお、圧縮ガスを送気する時期は実施例1で示したように、必ずしも上記のように溶湯が湯道部に停滞するのを待つ必要はない。注湯開始後、最後の溶湯が湯口部を通過中又は通過後に速やかに送気して、溶湯を湯道部で停滞させずスムースに所望のキャビティー部分に充填させるのが実用的な実施形態である。
図5及び図6に実施例3を示す。本実施例は手段3を用いて、充填したい所望のキャビティー部分の一部が上型にあり、ある高さを有している場合に、圧縮ガスの加圧圧力を明確に規定して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し凝固させる鋳造法を説明する。
図5に示すように鋳型1の構成は実施例2とほぼ同じであるが、鋳型キャビティー7は湯口部8、湯道部9、押湯部10、製品部11から構成されている。また製品部11は上型5と下型6に配置されており上型部分の高さはHである。本実施例では製品部11と押湯部10を所望のキャビティー部分12として溶湯を充填し凝固させる。前記の高さHは所望のキャビティー部分12への溶湯の流入位置からの高さに相当する。
図5は所望のキャビティー部分12とほぼ同じ体積の溶湯30を注湯後の状態である。実施例1、2と同様に、注湯量は所望のキャビティー部分12のみを充填する量しかないので湯口部8の溶湯ヘッドはほとんどなく、溶湯30は全キャビティーを部分的に充填し水平レベルとなる。
そこで、図6に示すように、湯口部8の上部から圧縮ガス16を送気し、実施例1、2と同様に溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填する。その後、圧縮ガス16の送気を保持して溶湯30を凝固させる。本実施例ではこの圧縮ガス16による加圧圧力をγH以上とする。ただし、γは溶湯の比重量(kgf/cm)、Hは所望のキャビティー部分12への溶湯の流入位置から所望のキャビティー部分12の最上部までの高さ(cm)である。したがって、γHは圧力(kgf/cm)である。例えば、比重量γ=7×10−3kgf/cmの鋳鉄溶湯をH=20cmの鋳型キャビティーに充填する場合には、γH=0.14kgf/cmである。
γHの意味は、所望のキャビティー部分12に充填された溶湯30が、所望のキャビティー部分12とその他のキャビティー部分20の境界部付近19から湯道部9側に向かって流出しようとする溶湯静圧である。したがって、γH以上の圧縮ガス16による加圧圧力を湯道部9側から境界部付近19に作用させれば溶湯30は所望のキャビティー部分12の最上部まで充填される。そしてこの加圧圧力を保持すれば充填された溶湯30の流出を止めることができるのである。なお、γH以上の加圧圧力とは、圧縮ガスの圧力を意味するものではなく、圧縮ガス16の鋳型1からの漏れを考慮した上で、境界部付近19の圧力をγH以上に保つことを意味する。
本実施例で示したように、充填したい所望のキャビティー部分12が溶湯の流入口より高いところにある場合にも、溶湯の比重量γと、所望のキャビティー部分12への溶湯の流入位置から所望のキャビティー部分12の最上部までの高さHで決まるγH以上の加圧圧力がかあるような圧縮ガス16の圧力で、所望のキャビティー部分12に溶湯30を充填し、この加圧圧力を保持して凝固させれば、所望のキャビティー部分12である製品部11及び押湯部10のみに溶湯が充填された鋳物を得ることができる。
なお、圧縮ガスを送気する時期は実施例1、2で示したように、必ずしも図5のように溶湯が湯道部に停滞するのを待つ必要はない。注湯開始後、最後の溶湯が湯口部を通過中又は通過後に速やかに送気して、溶湯を湯道部で停滞させずスムースに所望のキャビティー部分に充填するのが実用的な実施形態である。
図7に実施例4を示す。本実施例では手段4及び5を用いて、注湯開始後に湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を冷却して凝固する鋳造法を説明する。
図7は所望のキャビティー部分12とほぼ等しい体積の溶湯30を注湯後、湯口部8の上部から圧縮ガス16を送気している状態を示している。圧縮ガス16の送気によって溶湯30を所望のキャビティー部分12である製品部11と押湯部10に充填した。鋳型1の構成は実施例3とほぼ同じであるが、所望のキャビティー部分12とその他のキャビティー部分20の境界部付近19の上部に通気穴21を設けている。
この構成で本実施例の作用を説明する。注湯開始後、圧縮ガス16を送気して溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填後、圧縮ガス16の送気を続けると、圧縮ガス16は最も通気性のよい通気穴21を通って流れ、境界部付近19の熱を奪いながらその部分を冷却する。その結果、境界部付近19は速やかに冷却されて凝固する。これによって、圧縮ガス16を送気する時間を短縮することができる。つまり、圧縮ガス16を溶湯30の充填する作用と冷却の作用のために用いたのである。
なお、通気穴21を設けなくても、圧縮ガス16の送気を保持すれば圧縮ガス16は鋳型粒子間を抜けて流れるので、ある程度の速さで境界部付近19は冷却される。しかし、本実施例の方が冷却能力は高く、速やかに凝固させることができる。
以上のように、通気穴を設けて圧縮ガスで境界部付近を冷却して速やかに凝固させることで、溶湯を所望のキャビティー部分に充填した後の圧縮ガスの送気を保持する時間を短縮することができ、本発明を実ラインに適用した場合の生産効率を高めることができた。
図8に実施例5を示す、本実施例も実施例4と同じく手段4及び5を用いて、注湯開始後に湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を圧縮ガスで冷却する鋳造法を説明する。
図8は所望のキャビティー部分12とほぼ等しい体積の溶湯30を注湯後、湯口部8の上部から圧縮ガス16を送気している状態を示している。圧縮ガス16の送気によって溶湯30を所望のキャビティー部分12である製品部11と押湯部10に充填した。鋳型1の構成は実施例4とほぼ同じで所望のキャビティー部分12とその他のキャビティー部分20の境界部付近19の上部に通気穴21を設けている。本実施例では、通気穴21の上部からも圧縮ガス16の送気ができるように湯口部8とは別に送気管22を載置した。この送気管22にはバルブ23が設けられている。
この構成で本実施例の作用を説明する。所望のキャビティー部分12に溶湯30を湯口部8からの圧縮ガス16によって充填後、通気穴21の上部の送気管22のバルブ23を開き圧縮ガス16を通気穴21へ送気する。これによって、湯口部8からの送気と通気穴21からの送気の両送気によって境界部付近19を速やかに冷却することができる。これによって、実施例4と同様に、溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填した後の圧縮ガス16を送気する時間を短縮することができ、本発明を実ラインに適用した場合の生産効率を高めることができた。
図9及び10に実施例6を示す。本実施例では手段4及び6を用いて、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を機械的に遮断する鋳造法を説明する。
図9は所望のキャビティー部分12とほぼ等しい体積の溶湯30を注湯後の状態を示す。本実施例では注湯後、湯口部8からシェルモールドの鋳型片24を投入する。その後、図10に示すように、湯口部8から圧縮ガス16を送気して溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填するとともに、鋳型片24を境界部付近19に押し付けた状態にする。境界部付近19の形状と鋳型片24の形状が勘合するようにしているので溶湯30の流出はこれで遮断される。溶湯30の鋳型片24に接した部分は速やかに凝固が進行し、圧縮ガス16の保持時間を短縮することができる。なお、鋳型片24はシェルモールドなどの砂型が簡便安価であるが、溶湯より比重の小さい耐火性材料であれば作用効果は同じである。
本実施例によって、充填された溶湯を遮断して速やかに凝固させることができ、本発明を実ラインに適用した場合の生産効率を高めることができた。
図11及び図12に実施例7を示す。本実施例も手段4及び6を用いて、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を機械的に遮断する鋳造法を説明する。
図11は所望のキャビティー部分12とほぼ同じ体積の溶湯14を注湯する直前の状態を示す。本実施例では、鋳型キャビティー7の境界部付近19の下型に凹部25を設け、ここにシェルモールドの遮断片26を設置している。
図12は注湯開始後、圧縮ガス16の送気を行って溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填した状態を示す。溶湯30が充填されると、凹部25に設置された遮断片26は浮力で浮上し、その部分の湯道上部に密着して溶湯30を遮断する。遮断片26は溶湯30の流出を止める作用と、溶湯30に接することによって境界部付近19の冷却を早める作用を有している。これによって、圧縮ガス16の送気時間を短縮することができ、本発明を実ラインに適用した場合の生産効率を高めることができた。
図13に実施例8を示す。本実施例も手段4及び6を用いて、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、その所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近を機械的に遮断する鋳造法を説明する。
図13は所望のキャビティー部分12とほぼ同じ体積の溶湯30を注湯開始後、圧縮ガス16を送気して溶湯30を所望のキャビティー部分12に充填した状態を示す。本実施例では、境界部付近19の上部に通気穴21を設けておき、溶湯充填後、通気穴21から遮断板27を境界部付近19の鋳型に貫入させて溶湯30を遮断した。なおこの場合の通気穴21は遮断板27に合わせた形状としている。
本実施例では、溶湯30を充填後、遮断板27を直接境界部付近19に貫入させて溶湯30の流出を止めることができたので、凝固を待つ必要はなく、遮断後すぐに圧縮ガス16の送気を止めることができる。したがって、本発明を実ラインに適用した場合の生産効率を高めることができた。
手段6の境界部付近を遮断する方法としては実施例6乃至8のような方法を示したが、要は充填された溶湯の境界部付近からの流出を何らかの適切な障害物で塞ぐことを意味しており、その他の方法でも作用効果は同じである。
図14乃至図16に実施例9を示す。本実施例では、手段7及び手段8を用いて、注湯された溶湯が速やかに所望のキャビティー部分を充填するように注湯前又は注湯開始後に減圧し、また注湯後も必要に応じて減圧し、加えて湯口部から圧縮ガスを送気する鋳造法を説明する。
図14は所望のキャビティー部分12とほぼ同じ体積の溶湯14を注湯する直前の状態を示す。鋳型1の構成は所望のキャビティー部分12である製品部11と押湯部10のキャビティーの上部に通気穴21を各1個設けている。そして、上枠2の上に減圧装置28に連通された減圧フード29を載置した。通気穴21は減圧作用が所望のキャビティー部分12に対して強く働き、安定して所定の減圧度を保つことができるようにしたものである。ただし、この通気穴は本発明の不可欠の要素ではなく、所望のキャビティー部分が所定の減圧度になればよい。
この構成で上型5から減圧して、所望のキャビティー部分12の減圧度をγHの絶対値以上にしている。ここでγは溶湯の比重量、Hは所望のキャビティー部分12に溶湯が流入する位置から所望のキャビティー部分12の最上部までの高さである。Hは本実施例の場合は製品部11の上型部の高さに相当する。γHは所望のキャビティー部分12に充填された溶湯30が境界部付近から流出しようとする溶湯静圧である。
図15は注湯後の状態を示す。注湯された溶湯30は所望のキャビティー部分12がγH以上に減圧されているので、所望のキャビティー部分12の最上部までスムースに充填される。注湯開始後は湯口部8が大気に開放されるので減圧度が変化する。そこで図16に示すように、湯口部8の上部から圧縮ガス16を送気して充填された溶湯の境界部付近19からの流出を止めるとともに、圧縮ガス16の冷却作用で境界部付近19を速やかに冷却して凝固させる。
減圧装置による減圧は必要に応じて、溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も凝固まで継続して保持する。すなわち、注湯前又は注湯開始後に減圧しておき、溶湯をスムースに所望のキャビティー部分に充填し、その後、圧縮ガスによって溶湯の境界部付近からの流出を止めるのであるが、減圧を保持することによって、鋳型の熱が吸引排出され凝固をより速やかに進行させることができる。
なお、減圧開始の時期は本実施例のように注湯前でもよいし、注湯開始後でも作用効果は同じである。ただし、注湯前と注湯開始後では鋳型キャビティーの減圧度の変化に違いがある。すなわち、注湯前の減圧では鋳型キャビティーを注湯前に安定した減圧度とすることができるが、注湯開始にともなって鋳型キャビティーの減圧度は変化する。注湯開始後の減圧は大気圧の状態で注湯が開始されるので注湯の初期に湯流れが安定しているが、減圧開始の時期が遅れると溶湯の充填過程で十分な減圧度が得られない場合がある。したがって、溶湯の材質、鋳型キャビティーの形状などによっていずれか適した方を適用する。
以上のように、減圧と圧縮ガスの送気を組み合わせることによって所望のキャビティー部分への溶湯の充填をより安定して行い、かつ凝固を速やかに進行させることができた。
図17及び図18に実施例10を示す。本実施例では、手段7及び手段9を用いて、注湯された溶湯が速やかに所望のキャビティー部分を充填するように注湯前に低い(弱い)減圧度で減圧し、また溶湯を所望のキャビティー部分に充填後も必要に応じて減圧し、加えて湯口部から圧縮ガスを送気する鋳造法を説明する。
図17は所望のキャビティー部分12とほぼ同じ体積の溶湯14を注湯する直前の状態を示す。鋳型1及び減圧装置28の構成は実施例9とほぼ同じである。本実施例では鋳型の通気穴は設けていない。この構成で注湯前に所望のキャビティー部分12をγHの絶対値より低い(弱い)値の減圧度で減圧する。注湯された溶湯30は減圧された所望のキャビティー部分12にスムースに導入される。しかし、減圧度はγHの絶対値より低いので溶湯30は所望のキャビティー部分12の最上部まで充填することはできない。
そこで図18に示すように、湯口部8の上部から圧縮ガス16を送気して溶湯30を所望のキャビティー部分12の最上部まで充填させる。以後、この状態で境界部付近部19の凝固を進行させる。減圧は必要に応じて保持する。凝固をできるだけ速やかに進行させるためには、減圧を保持又は減圧を強くする方がよい。なお、減圧開始の時期は注湯前でも注湯開始後でも作用効果は同じである。
本実施例で減圧度をγHの絶対値よりも低くしたのは、溶湯材質、キャビティー形状、鋳造方案などによっては、減圧度が高すぎると溶湯の流れの乱れや酸化物発生などの悪害が生じることがあるためである。このような場合には、本実施例のように低めの減圧度で溶湯を静かに所望のキャビティー部分に導入し、圧縮ガスの送気作用と合わせて溶湯を所望のキャビティー部分に充填し凝固させるのがよい。
また図19に、本実施例において溶湯を充填する所望のキャビティー部分を製品部、押湯部及び湯道部とした場合の溶湯の充填状況を示す。注湯、減圧及び加圧の工程は上記説明と同じである。この場合、充填する溶湯量が増加するので注入歩留りは低下するが、注湯する溶湯量の計量精度をあまり気にしなくても、鋳造における本質部分である製品部、又は製品部と押湯部に間違いなく溶湯を充填できる点で優れている。この注湯量の場合でも湯口部がないので、10〜15%程度の注入歩留りの改善を図ることができる。
また、複数個込めの鋳造を行うにあたり、図17、18に示すような溶湯を充填する所望のキャビティー部分が製品部と押湯部のみの場合には、注湯する溶湯を複数のそれぞれの製品部と押湯部にできるだけ均一に配分することが必要になるのに対し、図19に示すような所望のキャビティー部分が製品部、押湯部及び湯道部の場合には、溶湯を均一に配分することをほとんど考慮する必要がないという点でも優れている。
このように、溶湯を充填する所望のキャビティー部分は状況に応じて適宜設定すればよい。例えば、製品部、押湯部及び湯道部の一部を所望のキャビティー部分に設定することもできる。また、押湯部がない場合に、製品部と湯道部の一部を所望のキャビティー部分に設定することもできる。このことは、実施例1乃至10の全ての場合に同様に有効である。
実施例9及び10によって、減圧と圧縮ガスの送気を組み合わせることで、所望のキャビティー部分への溶湯の充填と凝固をより安定して実施することができるようになった。
本発明の実施例1の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例1の圧縮ガスの送気を示す図である。 本発明の実施例2の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例2の圧縮ガスの送気を示す図である。 本発明の実施例3の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例3の圧縮ガスの送気を示す図である。 本発明の実施例4を示す図である。 本発明の実施例5を示す図である。 本発明の実施例6の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例6の圧縮ガスの送気を示す図である。 本発明の実施例7の注湯前の状態を示す図である。 本発明の実施例7の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例8を示す図である。 本発明の実施例9の注湯前の状態を示す図である。 本発明の実施例9の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例9の注湯後の圧縮ガスの送気を示す図である。 本発明の実施例10の注湯前の状態を示す図である。 本発明の実施例10の注湯後の状態を示す図である。 本発明の実施例10の注湯後の状態を示す別図である。
符号の説明
1 鋳型
2 上枠
3 下枠
4 定盤
5 上型
6 下型
7 鋳型キャビティー
8 湯口部
9 湯道部
10 押湯部
11 製品部
12 所望のキャビティー部分
13 注湯取鍋
14 溶湯
15 圧縮装置
16 圧縮ガス
17 シール部材
18 カバー部材
19 境界部付近
20 その他のキャビティー部分
21 通気穴
22 送気管
23 バルブ
24 鋳型片
25 凹部
26 遮断片
27 遮断板
28 減圧装置
29 減圧フード
30 注湯された溶湯
31 パッキング部材
32 発泡樹脂板

Claims (9)

  1. 比重量γの溶湯を通気性鋳型に注湯する鋳造法において、該通気性鋳型のキャビティーのうち溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯開始後、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填して凝固させることを特徴とする鋳造法。
  2. 請求項1記載の鋳造法において、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、該圧縮ガスの送気を保持して溶湯を凝固させることを特徴とする鋳造法。
  3. 請求項1及び2いずれかに記載の鋳造法において、圧縮ガスの加圧圧力が、前期所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの値以上であることを特徴とする鋳造法。
  4. 請求項1乃至3いずれかに記載の鋳造法において、湯口部から圧縮ガスを送気して溶湯を所望のキャビティー部分に充填し、該所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近から充填した溶湯が戻らないような遮断手段を用いることを特徴とする鋳造法。
  5. 請求項4記載の鋳造法において、前記充填した溶湯が戻らないような遮断手段として、境界部付近を冷却する手段を用いることを特徴とする鋳造法。
  6. 請求項4記載の鋳造法において、前記充填した溶湯が戻らないような遮断手段として、境界部付近を機械的に遮断する手段を用いることを特徴とする鋳造法。
  7. 請求項1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、前期溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分を減圧することを特徴とする鋳造法。
  8. 請求項1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、前期溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の減圧状態とすることを特徴とする鋳造法。
  9. 請求項1乃至6いずれかに記載の鋳造法において、注湯前又は注湯開始後に、前期溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値より低い値の減圧状態とすることを特徴とする鋳造法。
JP2005268163A 2005-09-15 2005-09-15 鋳造法 Active JP4150764B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005268163A JP4150764B2 (ja) 2005-09-15 2005-09-15 鋳造法
CN2006800339692A CN101262968B (zh) 2005-09-15 2006-08-15 铸造法
US11/991,552 US20090151887A1 (en) 2005-09-15 2006-08-15 Casting Method
EP06796431A EP1944105A1 (en) 2005-09-15 2006-08-15 Casting method
PCT/JP2006/316041 WO2007032174A1 (ja) 2005-09-15 2006-08-15 鋳造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005268163A JP4150764B2 (ja) 2005-09-15 2005-09-15 鋳造法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007075862A true JP2007075862A (ja) 2007-03-29
JP2007075862A5 JP2007075862A5 (ja) 2008-01-10
JP4150764B2 JP4150764B2 (ja) 2008-09-17

Family

ID=37864772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005268163A Active JP4150764B2 (ja) 2005-09-15 2005-09-15 鋳造法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090151887A1 (ja)
EP (1) EP1944105A1 (ja)
JP (1) JP4150764B2 (ja)
CN (1) CN101262968B (ja)
WO (1) WO2007032174A1 (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008302382A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Sintokogio Ltd 鋳型の減圧方法および該減圧方法に用いる減圧装置
JP2010269345A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Foundry Tech Consulting:Kk 鋳造法
JP2011206785A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Sintokogio Ltd 鋳造方法、その砂型、およびその鋳造装置。
WO2014203956A1 (ja) 2013-06-20 2014-12-24 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法、鋳造装置、及び前記鋳造装置に用いられる送気ノズル
WO2014203966A1 (ja) 2013-06-20 2014-12-24 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
JP5663800B1 (ja) * 2014-04-08 2015-02-04 有限会社ファンドリーテック・コンサルティング 迅速な凝固が可能な湯道及び鋳造方法
JP2015047608A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
JP2015047607A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 日立金属株式会社 鋳造装置
WO2015046615A1 (ja) 2013-09-30 2015-04-02 日立金属株式会社 鋳造装置及びそれを用いた鋳造物品の製造方法
WO2015129134A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法及び通気性鋳型
JP2016068113A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
WO2016084154A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 新東工業株式会社 加圧機能を有する自動注湯装置および自動注湯方法
JP2020157345A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 日立金属株式会社 通気性鋳型およびそれを用いた鋳造物品の製造方法
US10888922B2 (en) 2015-11-04 2021-01-12 Hitachi Metals, Ltd. Casting apparatus and casting method

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102941334B (zh) * 2012-11-27 2015-07-01 山东圣泉新材料股份有限公司 一种铸造加压系统及铸造加压方法
CN105817603A (zh) * 2016-04-26 2016-08-03 安徽纯启动力机械有限公司 一种防缩孔压铸模具
CN105855508A (zh) * 2016-06-14 2016-08-17 吴江市液铸液压件铸造有限公司 一种发动机驱动马达模具
US20180029113A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 GM Global Technology Operations LLC Direct squeeze casting
CN107838379A (zh) * 2017-12-05 2018-03-27 李理 一种用于汽车制造的汽车发动机缸体的铸造设备
CN108256239B (zh) * 2018-01-23 2020-07-10 华中科技大学 一种适用于铸造充型过程冷隔缺陷的预测方法
JP7202477B2 (ja) * 2019-09-30 2023-01-11 本田技研工業株式会社 内燃機関用ピストンの製造方法および製造装置
CN110814289B (zh) * 2019-12-02 2024-03-26 中北大学 一种石膏型真空浇注加压凝固铸造方法和装置
JP7215409B2 (ja) * 2019-12-19 2023-01-31 トヨタ自動車株式会社 鋳造方法
CN114951603A (zh) * 2022-05-30 2022-08-30 浙江新峰机械有限公司 一种薄壁铝合金壳体低压浇注装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5731463A (en) 1980-08-04 1982-02-19 Sintokogio Ltd Casting method for thin walled casting
JPS5732869A (en) * 1980-08-08 1982-02-22 Toyota Motor Corp Pressure casting method
JPS6056439A (ja) 1983-09-09 1985-04-02 Toyota Motor Corp 減圧鋳造用石膏鋳型
JPS60124438A (ja) 1983-12-09 1985-07-03 Nissan Motor Co Ltd 減圧鋳造方法
JPS61180642A (ja) 1985-02-04 1986-08-13 Toyoda Gosei Co Ltd 減圧鋳造方法
JPH0442051Y2 (ja) * 1986-08-28 1992-10-02
JPH0741400B2 (ja) 1989-04-10 1995-05-10 株式会社クボタ 生型鋳造における吸引鋳造方法
JP2857415B2 (ja) * 1989-05-16 1999-02-17 マツダ株式会社 加圧鋳造方法
JPH03216258A (ja) 1990-01-22 1991-09-24 Nissan Motor Co Ltd 減圧鋳造装置
JP2778898B2 (ja) 1992-04-02 1998-07-23 日立金属株式会社 砂鋳型による鋳鋼鋳物の製造方法及びその装置
JPH06226423A (ja) 1993-02-03 1994-08-16 Hitachi Metals Ltd 通気性鋳型による薄肉鋳物の製造方法
JPH07115119B2 (ja) 1992-08-07 1995-12-13 東京鐵鋼株式会社 消失模型鋳造方法と鋳造装置とその移動方法と解枠方法
JPH06122060A (ja) 1992-10-14 1994-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 減圧鋳造方法
JPH0716727A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Toyota Motor Corp 真空鋳造法
JPH07265998A (ja) 1994-03-25 1995-10-17 Hitachi Metals Ltd 減圧鋳造用鋳型
JP2676489B2 (ja) 1994-06-30 1997-11-17 株式会社藤商事 アレンジボール機の制御装置
DE19531551A1 (de) * 1995-08-28 1997-03-06 Bruehl Eisenwerk Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Leichtmetall und verlorene Form auf Basis von Sand hierfür
JP3783877B2 (ja) 1995-09-25 2006-06-07 日立金属株式会社 減圧鋳造方法
JP2003170226A (ja) 2001-12-06 2003-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 管の曲げ加工装置および曲げ加工方法
US7279128B2 (en) * 2002-09-13 2007-10-09 Hi T.E.Q., Inc. Molten metal pressure pour furnace and metering valve

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008302382A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Sintokogio Ltd 鋳型の減圧方法および該減圧方法に用いる減圧装置
JP4524691B2 (ja) * 2007-06-07 2010-08-18 新東工業株式会社 鋳型の減圧方法
JP2010269345A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Foundry Tech Consulting:Kk 鋳造法
JP2011206785A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Sintokogio Ltd 鋳造方法、その砂型、およびその鋳造装置。
KR20160021791A (ko) 2013-06-20 2016-02-26 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법
WO2014203966A1 (ja) 2013-06-20 2014-12-24 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
KR102186888B1 (ko) 2013-06-20 2020-12-04 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법, 주조 장치, 및 상기 주조 장치에 사용되는 송기 노즐
KR102178655B1 (ko) * 2013-06-20 2020-11-13 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법
US10213828B2 (en) 2013-06-20 2019-02-26 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing castings, casting apparatus, and gas-blowing nozzle used in casting apparatus
CN105339110A (zh) * 2013-06-20 2016-02-17 日立金属株式会社 铸造物品的制造方法
EP3012046A4 (en) * 2013-06-20 2017-03-08 Hitachi Metals, Ltd. Cast article manufacturing method, casting device, and gas supply nozzle used in casting device
KR20160021794A (ko) 2013-06-20 2016-02-26 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법, 주조 장치, 및 상기 주조 장치에 사용되는 송기 노즐
WO2014203956A1 (ja) 2013-06-20 2014-12-24 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法、鋳造装置、及び前記鋳造装置に用いられる送気ノズル
US9592550B2 (en) 2013-06-20 2017-03-14 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing castings
JP2015047608A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
JP2015047607A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 日立金属株式会社 鋳造装置
US9950363B2 (en) 2013-09-30 2018-04-24 Hitachi Metals, Ltd. Casting apparatus and method for producing castings using it
KR102216654B1 (ko) 2013-09-30 2021-02-16 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 장치 및 이것을 사용한 주조 물품의 제조 방법
KR20160065180A (ko) * 2013-09-30 2016-06-08 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 장치 및 이것을 사용한 주조 물품의 제조 방법
WO2015046615A1 (ja) 2013-09-30 2015-04-02 日立金属株式会社 鋳造装置及びそれを用いた鋳造物品の製造方法
US11173544B2 (en) 2013-09-30 2021-11-16 Hitachi Metals, Ltd. Casting apparatus and method for producing castings using it
JPWO2015046615A1 (ja) * 2013-09-30 2017-03-09 日立金属株式会社 鋳造装置及びそれを用いた鋳造物品の製造方法
CN105592960A (zh) * 2013-09-30 2016-05-18 日立金属株式会社 铸造装置以及使用该铸造装置的铸件的制造方法
EP3112049A4 (en) * 2014-02-28 2017-08-02 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing cast article and breathable mold
JPWO2015129134A1 (ja) * 2014-02-28 2017-03-30 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法及び通気性鋳型
CN106061650A (zh) * 2014-02-28 2016-10-26 日立金属株式会社 铸造物品的制造方法以及透气性铸型
CN106061650B (zh) * 2014-02-28 2018-02-16 日立金属株式会社 铸造物品的制造方法以及透气性铸型
KR20160124135A (ko) 2014-02-28 2016-10-26 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법 및 통기성 주형
WO2015129134A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法及び通気性鋳型
US10232431B2 (en) 2014-02-28 2019-03-19 Hitachi Metals, Ltd. Production method of castings and gas-permeable casting mold
US10471498B2 (en) 2014-02-28 2019-11-12 Hitachi Metals, Ltd. Production method of castings and gas-permeable casting mold
KR102153440B1 (ko) * 2014-02-28 2020-09-08 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 주조 물품의 제조 방법 및 통기성 주형
JP5663800B1 (ja) * 2014-04-08 2015-02-04 有限会社ファンドリーテック・コンサルティング 迅速な凝固が可能な湯道及び鋳造方法
JP2016068113A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 日立金属株式会社 鋳造物品の製造方法
JPWO2016084154A1 (ja) * 2014-11-26 2017-05-25 新東工業株式会社 加圧機能を有する自動注湯装置および自動注湯方法
WO2016084154A1 (ja) * 2014-11-26 2016-06-02 新東工業株式会社 加圧機能を有する自動注湯装置および自動注湯方法
US10888922B2 (en) 2015-11-04 2021-01-12 Hitachi Metals, Ltd. Casting apparatus and casting method
JP2020157345A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 日立金属株式会社 通気性鋳型およびそれを用いた鋳造物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101262968B (zh) 2011-06-08
WO2007032174A1 (ja) 2007-03-22
EP1944105A1 (en) 2008-07-16
CN101262968A (zh) 2008-09-10
JP4150764B2 (ja) 2008-09-17
US20090151887A1 (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4150764B2 (ja) 鋳造法
JP2007075862A5 (ja)
US10471498B2 (en) Production method of castings and gas-permeable casting mold
JP2003528731A (ja) 鋳造材の調整された凝固を伴う砂型への下注ぎ鋳造方法
JP2007275973A (ja) 重力鋳造法及びそれに使用する重力鋳造用金型、重力鋳造用金型により鋳造された空気入りタイヤ
JP2007144480A (ja) タイヤ金型の鋳造方法
JP4507209B2 (ja) フルモールド鋳造法および該鋳造法に用いられる鋳型
US11148194B2 (en) Casting system
US10213828B2 (en) Method for producing castings, casting apparatus, and gas-blowing nozzle used in casting apparatus
JP4883403B2 (ja) 鋳物製品の鋳造方法
JP4076568B2 (ja) 減圧鋳造法、鋳造システム及びその減圧鋳造装置
JP2008142735A (ja) 鋳造装置および鋳造装置の給湯方法
JPH08141731A (ja) 鋳造方法及び鋳造装置
JP3794033B2 (ja) 減圧吸引鋳造方法及びその装置
JP6198125B2 (ja) 鋳造物品の製造方法
JP6583603B2 (ja) 鋳造物品の製造方法
WO2007051434A1 (en) A method of manufacture of metal castings by gravity casting using after-pressure and casting mould for implementing this method
JP2010240732A (ja) 鋳造装置および鋳造方法
JP2006347413A (ja) 車両用ホイールおよび車両用ホイールの鋳造方法
JP2021146385A (ja) 鋳造装置及び鋳造方法
CN108145074A (zh) 铸造法
JP2009178722A (ja) 低圧鋳造装置及び低圧鋳造方法
JPH09168857A (ja) 鋳造方法
JP2003048056A (ja) 鋳造金型によるアルミニウム鋳造方法
JP2005313189A (ja) 減圧鋳型造型の注湯方法及び鋳物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071109

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071109

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20071109

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20071203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20071116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080318

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080401

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080422

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140711

Year of fee payment: 6

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250