JP2007289997A

JP2007289997A - 鋳造装置の部材壁面構造

Info

Publication number: JP2007289997A
Application number: JP2006120207A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Hirano; 登志彦平野
Original assignee: HIRANO CHUZOSHO KK
Current assignee: HIRANO CHUZOSHO KK
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】この発明は、金属の溶湯を保持する容器や溶湯の流路を形成する管体などの鋳造装置を構成する部材の壁面が、流動する金属の溶湯によって侵食されることを防止し、寿命を延長して生産計画の遅れやコストの上昇を回避することを目的とする。
【解決手段】この発明は、金属の溶湯を保持する容器と、前記溶湯の流路を形成する管体と、この管体により溶湯が導入されるキャビティを形成した鋳型との部材から構成され、前記容器内の金属の溶湯を管体により鋳型のキャビティに導入して鋳物を製造する鋳造装置の部材壁面構造において、前記鋳造装置を構成する部材の壁面にＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して焼結層を形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は鋳造装置の部材壁面構造に係り、特に、鋳造装置を構成する部材の壁面が、流動する金属の溶湯によって侵食されることを防止できる鋳造装置の部材壁面構造に関する。

鋳造装置には、金属の溶湯を保持する容器と、溶湯の流路を形成する管体（ストーク）と、この管体により溶湯が導入されるキャビティを形成した鋳型との部材から構成され、容器内の金属の溶湯を管体の流路により鋳型の湯口からキャビティに導入し、鋳物を製造するものがある。

このような鋳造装置には、金属の溶湯の流路を形成する管体内にフィルタを装着し、このフィルタにより溶湯中の不純物を濾過し、鋳造欠陥の発生を防止するものがある。
特開平８−１３０３号公報

また、鋳造装置には、金属の溶湯の流路を形成する管体の下端に溶湯中の不純物を除去するフィルタを配設するとともに、鋳型に繋がる管体の上方に多孔性背圧板を配設し、この多孔性背圧板により溶湯の供給圧力を均一にし、キャビティ内にほぼ均一な条件で溶湯を供給するものがある。
特開２００２−７９３６４号公報

ところで、鋳造装置においては、高温の金属の溶湯と常に接している部材がある。例えば、アルミニウム鋳物の鋳造装置においては、容器や管体、鋳型の湯口などの部材が常にアルミニウム溶湯と接している。従来、アルミニウム鋳物に使用される鋳造装置の管体などの部材は、鋳鉄部品（ＦＣ、ＦＣＤ）、また、湯口がＳＫＤ６１（熱間金型用鋼）などで製作されていた。

ところが、これらの部材の壁面は、アルミニウム溶湯の流動、脈動によって侵食されてしまい、鋳造装置の部材としての寿命がきわめて短い。これらＦｅを含む合金鉄は、アルミニウムＡｌなどの溶融金属との濡れ性が良く、溶融金属の流動（脈動）の際に鉄アルミニウム合金となって壁面が剥離、侵食されてしまい、ついには穴が開いて溶湯を保持・導入する機能が果たせなくなってしまう問題がある。

このため、高温の金属の溶湯と常に接している容器や管体などの部材は、寿命が短いことからから、部材を頻繁に交換しなければならず、生産計画の遅れを招くとともに、部材の購入、交換などによりコストの上昇を招く不都合があた。

この発明は、金属の溶湯を保持する容器や溶湯の流路を形成する体管などの鋳造装置を構成する部材の壁面が、流動する金属の溶湯によって侵食されることを防止し、部材の寿命を延長して生産計画の遅れやコストの上昇を回避することを目的とする。

この発明は、金属の溶湯を保持する容器と、前記溶湯の流路を形成する管体と、この管体により溶湯が導入されるキャビティを形成した鋳型との部材から構成され、前記容器内の金属の溶湯を管体により鋳型のキャビティに導入して鋳物を製造する鋳造装置の部材壁面構造において、前記鋳造装置を構成する部材の壁面にＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して焼結層を形成したことを特徴とする。

この発明の鋳造装置の部材壁面構造は、鋳造装置を構成する容器や管体などの部材の壁面が、ＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して形成した焼結層で覆われているので、流動する金属の溶湯によって部材の壁面が侵食されることを防止できる。
このため、この発明の鋳造装置の部材壁面構造は、鋳造装置を構成する容器や管体などの部材の寿命を延長することができ、部材の交換間隔を長くすることができ、生産計画の遅れやコストの上昇を回避することができる。

この発明の鋳造装置の部材壁面構造は、鋳造装置を構成する部材の壁面にＳｉＯ_２を主とする焼結層を形成し、流動する金属の溶湯によって部材の壁面が侵食されることを防止するものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１・図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、２は鋳造装置、４は容器、６は管体（ストーク）、８は鋳型である。鋳造装置２は、容器４と管体６と鋳型８との部材１０から構成され、アルミニウム鋳物を製造する。

前記容器４は、内部に金属の溶湯としてアルミニウム溶湯１２を保持する保持空間１４を有し、上部に開口１６を有する無蓋有底筒形状に形成され、開口１６を蓋１８で覆うことで保持空間１４を密閉することができる。蓋１８には、圧力供給管２０を貫通させて設けている。圧力供給管２０は、一端を保持空間１４に開放し、他端を圧力ポンプなどの圧力供給源２２に接続している。圧力供給源２２は、圧力供給管２０を介して容器４内の保持空間１２に加圧用の不活性ガスを供給する。

前記管体６は、アルミニウム溶湯１２の流路２４を形成している。管体６は、下端を容器４内の保持空間１４下方に位置させて流路２４を開口させ、中間を蓋１８に貫通させ、上端を容器４外の蓋１８上方に位置させている。この管体６の上端は、前記鋳型８の後述する下型２８の下面に連結している。

前記鋳型８は、上型２６と下型２８とからなり、上型２６と下型２８との間に管体６の流路２４によりアルミニウム溶湯１２が導入されるキャビティ３０を形成している。下型２８には、キャビティ３０に連通する湯口３２を設けている。湯口３２には、下型２８の下面に上端を連結された管体６の流路２４が連通される。

鋳造装置２は、アルミニウム鋳物を製造する場合に、容器４内の保持空間１４にアルミニウム溶湯１２を取り込み、開口１６を蓋１８で覆って保持空間１４を密閉する。蓋１８には、管体６を貫通させて下端を容器４内の保持空間１４下方に位置させ、管体６の上端を蓋１８上方に配設した鋳型８の下型２８の下面に連結し、管体６の流路２４を鋳型８の下型２８の湯口３２に連通させる。

容器４内の保持空間１４には、圧力供給源２２から圧力供給管２０により加圧用の不活性ガスが供給され、容器４内のアルミニウム溶湯１２を加圧する。容器４内の加圧されたアルミニウム溶湯１２は、管体６内の流路２４に流入して管体６内を上昇し、鋳型８の湯口３２からキャビティ３０に導入される。

鋳造装置２は、キャビティ３０に導入されて全体に行き渡ったアルミニウム溶湯１２が凝固すると、容器４内への加圧用の不活性ガス供給を止めて圧力を排出し、鋳型８を外してアルミニウム鋳物を取り出す。アルミニウム鋳物を取り出した後は、鋳型８を組み立てて、再び前記手順にしたがってアルミニウム鋳物の製造を行う。

この鋳造装置２の部材壁面構造は、鋳造装置２を構成している容器４や管体６、鋳型８の湯口３２などのアルミニウム溶湯１２が接する部材１０の壁面３４に、ＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して、焼結層３６を形成している。

この焼結層３６は、ＳｉＯ_２（例えば、５〜９０％）とＦｅ（例えば、１０〜５０％）とを材料とし、これらを高温状態（例えば、１２１０〜１６５０℃）で所定時間（例えば、６０秒）接触させて、部材１０の壁面３４に溶着して形成する。

例えば、図２に示すように、鋳造装置２を構成する部材１０である容器４の壁面３４に焼結層３６を形成する場合は、容器４を鋳造する鋳型３８の主型４０の内部に配設されて保持空間１４の形状を成す中子４２の骨材をＳｉＯ_２、容器４の材料を鋳鉄とし、中子４２の表面に容器４の材料の高温の鋳鉄溶湯が浸透するように鋳造する。

この鋳造によって、容器４の内壁（壁面３４）には、中子４２の骨材のＳｉＯ_２と容器４の材料の鋳鉄溶湯との接触で、ＳｉＯ_２とＦｅ_２ＳｉＯ_４（鉄カンラン石）とからなる焼結層３６が形成される。焼結層３６の厚さは、中子４２の骨材のＳｉＯ_２と容器４の材料の鋳込み温度で設定する。

同様にして、鋳造装置２を構成する部材１０である管体６の壁面３４や鋳型８の湯口３２にも、焼結層３６を形成する。

アルミニウム鋳物の鋳造装置２を構成する容器４や管６、鋳型８の湯口３２などの部材１０の材料であるＦｅを含む合金鉄は、アルミニウムＡｌなどの溶融金属との濡れ性が良く、溶融金属の流動（脈動）の際に、鉄アルミニウム合金となって部材１０の壁面３４が剥離、侵食されてしまう問題がある。

この鋳造装置２の部材壁面構造は、容器４や管体６、鋳型８の湯口３２などのアルミニウム溶湯１２が接する部材１０の壁面３４に、ＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して焼結層３６を形成している。この焼結層３６を形成するＳｉＯ_２は石英質で硬く（融点：約１６００℃）、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４は鉄カンラン石であり、部材１０の壁面３４にガラスの塗膜状に焼結層３６が形成されるため、高温状態のアルミニウム溶湯１２が部材１０の骨材（ＦＣ、ＦＣＤ、ＳＫＤ６１）に触れにくくなり、アルミニウム溶湯１２による壁面３４の剥離、侵食を防止することができる。

このように、アルミニウム溶湯１２が接する部材１０の壁面３４は、ＳｉＯ_２を主とする材料を高温状態で溶着して形成した焼結層３６で覆われていることにより、流動するアルミニウム溶湯１２によって壁面３４が侵食されることを防止できる。

このため、この鋳造装置２の部材壁面構造は、鋳造装置２を構成する部材１０の寿命を延長することができ、部材１０の交換間隔を長くすることができ、生産計画の遅れやコストの上昇を回避することができる。

また、この実施例においては、部材１０の壁面３４にＳｉＯ_２を主とする焼結層３６を形成したが、この焼結層３６の表面は粗面に形成されるので、耐火物を塗布した場合の定着性が良く、厚塗りすることが可能である。

そこで、この鋳造装置２の部材壁面構造は、他の実施例として、部材１０の壁面３４にＳｉＯ_２を主とする焼結層３６を形成するとともに、この焼結層３６の表面に耐火物を塗布することによって、さらに耐火度と侵食に対する改善を図ることができ、鋳造装置２を構成する部材１０の寿命をさらに延長することができ、生産計画の遅れやコストの上昇を回避することができる。

この発明の鋳造装置の部材壁面構造は、鋳造装置を構成する部材の壁面が流動する金属の溶湯によって侵食されることを防止できるものであり、金属の溶湯が接する部材だけでなく、粉黛の輸送における管やエルボの内壁の耐摩耗にも適用することができる。

鋳造装置の部材壁面構造の実施例を示す断面図である。焼結層の形成を説明する容器の鋳造状態を示す一部省略拡大断面図である。

符号の説明

２鋳造装置
４容器
６管体
８鋳型
１０部材
１２アルミニウム溶湯
１４保持空間
１６開口
１８蓋
２０圧力供給管
２２圧力供給源
２４流路
２６上型
２８下型
３０キャビティ
３２湯口
３４壁面
３６焼結層
３８容器４を鋳造するための鋳型
４０主型
４２中子

Claims

金属の溶湯を保持する容器と、前記溶湯の流路を形成する管体と、この管体により溶湯が導入されるキャビティを形成した鋳型との部材から構成され、前記容器内の金属の溶湯を管体により鋳型のキャビティに導入して鋳物を製造する鋳造装置の部材壁面構造において、前記鋳造装置を構成する部材の壁面にＳｉＯ２_２を主とする材料を高温状態で溶着して焼結層を形成したことを特徴とする鋳造装置の部材壁面構造。