JP2007090418A - 生型鋳造法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで受口と湯口との切り離しを確実に行い、鋳型ばらしの作業性を向上させることができるとともに、砂再生を容易にすることができる生型鋳造法を提供する。
【解決手段】生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、造型と同時に上部に盛鋳型が形成される上鋳型と下鋳型とを上下に密着する工程と、該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成する工程と、該受口から溶湯をキャビティに注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程とを含んでいる。
【選択図】なし

Description

本発明は生型砂を使用する生型鋳造法に関する。さらに詳しくは、生型の鋳型ばらしの作業性を向上させることができるとともに、砂再生を容易にすることができる生型鋳造法に関する。

従来、鋳造設備において、鋳型造型機により造型された上下鋳型（生型）が形成するキャビティに注湯して鋳造品（素材）を凝固させたのち、鋳型ばらしを行い鋳型砂と鋳造品とを分離するようにしている。この鋳型ばらしの方法としては、注湯済の鋳型を振動装置に投入し、鋳型を振動させたり、または回転ドラムに投入し、鋳型を回転とともに落下させたりして、鋳型を崩壊させ鋳造品を取り出すとともに鋳型砂を分離回収するのが知られている。そして、鋳型ばらしにより分離された鋳型砂は、全て１個所の砂再生処理装置へ送り込まれている。ここで、前記振動装置により鋳型砂と鋳造品を分離する場合、鋳造品同士がぶつかり合いキズ、打痕または割れが発生するとともに、周辺への振動音の発生もある。また、前記回転ドラムにより鋳型砂と鋳造品とを分離する場合、鋳造品の落下によりキズや、打痕が発生するとともに、鋳造品の内部に中子が設けられている場合には、この中子砂が鋳型砂に混ざってしまうため砂の再生が困難になるという問題がある。

これに対して、鋳型を崩壊させることなく鋳型を上下に分割する鋳型ばらし方法がある。この方法では、前記キズや、打痕などがなくなるとともに、鋳型の崩壊のときに中子砂が鋳型砂に混入するおそれがない。しかし、鋳型を上鋳型と下鋳型に分割するときに、鋳造品から上下方向に延びる湯口の上端に形成された漏斗状（カップ状）の受口の周辺に鋳型砂がひっかかって、多量の鋳型砂が付着して残ってしまうことから、この残留砂が砂落しのときに中子砂に混入するおそれがある。このため、再生処理可能な砂の量が少なくなってしまう。かかる問題を解決するための技術として、たとえば注湯後、溶湯が凝固しないうちに湯口（受口）を形成する湯口（受口）壁の一部を除去して湯口（受口）内に充填された溶湯を湯口（受口）外へ流出させる方法がある（特許文献１）。また、キャビティ内に溶湯を注入し、上鋳型に形成された湯溜り（受口）に注入された溶湯が凝固する前に湯溜り（受口）の溶湯内に遮断部材を差し込んで、この溶湯を上下方向へ延びる湯道（湯口）から切り離し、溶湯が凝固したのち、前記遮断部材を抜き出し、前記湯道（湯口）を含む中子内蔵の鋳物を前記下鋳型上に残して前記上鋳型を相対的に上昇させて下鋳型から分離する方法がある(特許文献２参照)。この特許文献１、２記載の方法によれば、上鋳型と下鋳型を容易に分離しやすくなるため、鋳造品にキズ、打痕および割れによる不良率をなくすことができるとともに、鋳型ばらしの作業で中子砂が鋳型砂内に混入したりすることはないので、砂再生が容易になる。

特開昭６０−２４７４５８号公報 特開平１１−５１５３号公報

しかしながら、前記特許文献１では、湯口（受口）壁除去装置が必要であるため、生産コストが高くなるとともに、作業時間の短縮を図ることが難しい。また、前記特許文献２では、遮断部材の差込が湯道（湯口）からずれると、湯道（湯口）の切り離しがうまくいかない場合があるため、後処理の切り離し作業が増えるので、作業性を向上させることが難しい。

そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、低コストで受口と湯口との切り離しを確実に行い、鋳型ばらしの作業性を向上させることができるとともに、砂再生を容易にすることができる生型鋳造法を提供することを目的とする。

本発明の生型鋳造法は、生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、造型と同時に上部に盛鋳型が形成される上鋳型と下鋳型とを上下に密着する工程と、該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成する工程と、該受口から溶湯をキャビティに注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程とを含むことを特徴としている。

また、本発明の生型鋳造法は、生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、前記上鋳型と下鋳型を上下に密着する工程と、該上鋳型の上面に盛鋳型を形成する工程と、該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成する工程と、該受口から溶湯をキャビティに注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程と含むことを特徴としている。

また、本発明の生型鋳造法は、生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、前記上鋳型と下鋳型を上下に密着する工程と、該上鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を有する盛鋳型を戴置する工程と、該受口から溶湯を注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程と含むことを特徴としている。

さらに、本発明の生型鋳造法は、生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、造型と同時に上部に盛鋳型が形成される上鋳型と下鋳型とを上下に密着する工程と、該盛鋳型の造型と同時に該盛鋳型に形成される受口から溶湯を注入するとともに、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口の上部の位置で注入を止める工程と含むことを特徴としている。

本発明によれば、受口まで湯を満たさないため、受口と湯口との切り離しが他の装置や道具を必要とせず、確実にできる。また、受口を形成しない鋳造品を鋳込むことができるため、従来、受口に付着した砂が存在しなくなり、鋳型ばらしに際し、鋳造品と鋳型（砂型）とのあいだに生じる、高水分で強度が弱い水分凝縮層を境に、上鋳型を鋳造品から容易に分離しやすくなる。これにより、鋳型ばらしの作業性を向上させることができる。

また、鋳造品の内部に中子が設けられている場合には、中子砂がほとんど鋳造品側に着いていくため、鋳型砂に混入しないので、砂性状などの変化が少なく砂再生を容易にすることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の生型鋳造法を説明する。図１に示されるように、鋳型造型機を用いて、生型砂から造型された上鋳型１と下鋳型２とを上下に密着（鋳枠合せ）して鋳型３が形成される。図１において、１ａ、２ａは鋳型本体部であり、１ｂ、２ｂは上鋳枠および下鋳枠である。本実施の形態では、この上鋳型１には、予め造型と同時に鋳型本体部１ａ内に上下方向に延びる逆テーパー状（上方が先細り形状）の湯口４および鋳型本体部１ａの上部に盛鋳型５が形成されている。

前記盛鋳型５は、たとえば鋳型造型機の造型経路内で上下方向に移動可能に装架されている上盛枠（上補助枠）を用いて、造型時、この上盛枠を前記上鋳枠１ｂの上面に載置して砂盛り造型されている。この盛鋳型５の高さＨとしては、前記湯口４に連通する受口６を形成できる高さであれば、本発明においては、とくに限定されないが、たとえば上鋳枠１ｂの上面から５０ｍｍ程度とすることができる。本実施の形態では、鋳型本体部１ａの上面に５０ｍｍ高く砂盛り造型し、上鋳型１を作ったのち、この５０ｍｍ盛り上げた盛鋳型５に受口６を成形している。また、前記受口６の形状は、溶湯を注ぎ込むことができる形状であり、一般にカップ状（漏斗状）にされているが、本発明においては、とくにこれに限定されるものではない。この受口６の成形としては、造型後の上鋳型１または鋳型３を反転装置により反転させた状態で下方からサンドカッターにより削り出すことにより行うことができる。

本実施の形態では、図１〜２に示されるように、受口６から溶湯を注ぎ、湯口４を通して上鋳型１と下鋳型２により形成されるキャビティＳに溶湯を注入する。そして、該湯口４の上部の位置Ｐで注入を止める。すなわち、本実施の形態においては、前記湯口４を通常より長く形成して、前記受口６に溶湯を溜めないようにしている。また、本実施の形態では、従来受口で行っていた注湯量の調整を前記湯口４の先端部領域により行うようにしている。

したがって、本実施の形態では、受口６を形成しない鋳造品１１を鋳込むことができるため、図２〜３に示されるように、鋳型ばらしに際し、鋳造品１１と上鋳型１とのあいだに生じる、高水分で強度が弱い水分凝縮層を境に、上鋳型１を鋳造品１１から容易に分離しやすくなる。また、図３〜４に示されるように、鋳造品１１と下鋳型２についても同様に水分凝縮層を境に、下鋳型２を鋳造品１１から容易に分離して鋳造品１１を得ることができる。これにより、鋳型ばらしの作業性を向上させることができるとともに、鋳造品１１にキズ、打痕および割れによる不良率がなくなる。また、鋳型３を上下に分割して、鋳造品１１を取り出すこと（鋳型ばらし）ができるため、その後の表面処理や検査および出荷までの製品履歴を把握することができ、１枠ごとの鋳造品の管理ができる。

また、鋳造品１１の内部に中子が設けられている場合には、中子砂がほとんど鋳造品１１側に着いていくため、鋳型砂に混入しないので、砂再生を容易にすることができる。これにより、生型砂特性のバラツキ幅が小さくなり、砂が原因となる鋳造品の不良を減少させることができる。

なお、本実施の形態では、上鋳型の造型と同時に盛鋳型を形成したのち、この盛鋳型に受口を形成するようにしているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、上鋳型の造型とは別に、該上鋳型の上面に盛鋳型を形成したのち、該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成することができる。または、上鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を有する盛鋳型を戴置することができる。さらに造型と同時に上鋳型の上部に盛鋳型および受口を形成することもできる。

また、本実施の形態は、枠付造型の鋳型について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、抜枠造型の鋳型にも適用することができる。

本発明の一実施の形態にかかわる生型鋳造法に用いられる鋳型の断面図である。 図１の鋳型への注湯を説明する図である。 図２の上鋳型を下鋳型から分離した状態を示す図である。 図３の下鋳型を鋳造品から分離した状態を示す図である。

符号の説明

１ 上鋳型
１ａ、２ａ 鋳型本体部
１ｂ 上鋳枠
２ 下鋳型
２ｂ 下鋳枠
３ 鋳型
４ 湯口
５ 盛鋳型
６ 受口
１１ 鋳造品
Ｓ キャビティ

Claims (4)

1. 生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、
   造型と同時に上部に盛鋳型が形成される上鋳型と下鋳型とを上下に密着する工程と、該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成する工程と、
   該受口から溶湯をキャビティに注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程
   とを含むことを特徴とする生型鋳造法。
2. 生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、
   前記上鋳型と下鋳型を上下に密着する工程と、
   該上鋳型の上面に盛鋳型を形成する工程と、
   該盛鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を形成する工程と、
   該受口から溶湯をキャビティに注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程
   とを含むことを特徴とする生型鋳造法。
3. 生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、
   前記上鋳型と下鋳型を上下に密着する工程と、
   該上鋳型に、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口に連通する受口を有する盛鋳型を戴置する工程と、
   該受口から溶湯を注入するとともに、該湯口の上部の位置で注入を止める工程
   とを含むことを特徴とする生型鋳造法。
4. 生型砂から造型される上鋳型と下鋳型により形成されるキャビティに注湯して、鋳造品を製造する生型鋳造法であって、
   造型と同時に上部に盛鋳型が形成される上鋳型と下鋳型とを上下に密着する工程と、
   該盛鋳型の造型と同時に該盛鋳型に形成される受口から溶湯を注入するとともに、該上鋳型に形成される上下方向に延びる湯口の上部の位置で注入を止める工程
   とを含むことを特徴とする生型鋳造法。