JP2008511442A5 - - Google Patents

Claims (29)

1. 鋳造作業において合金を重力により流し込み、供給することを可能とする鋳造装置であって、該装置は、
   ・投入された合金を保持する供給容器、
   ・該容器を含み、合金を好適な鋳造温度で維持するために該容器を加熱することができる炉、
   ・該容器から炉に対して側方外側に据え付けられた金型、
   ・該容器と該金型とを連通させる導管、及び
   ・該容器から該金型により規定される金型内の空間への合金のフローを許容する又は阻止するために、該炉、容器及び金型を含むアセンブリを水平な軸線Ｘの周りで可逆的に傾動させる手段を有し、
   該金型は、該金型が前記炉に対して据え付けられる下部、及び該金型を開閉するために該炉に対して移動可能である上部を有し、
   該金型に、該金型が開いている場合に、該導管の第二端において、溶融合金の表面を保護するための保護カバーガスを該金型内の空間に供給する供給手段を設けてなり、
   該供給手段は、アセンブリを鋳造位置から非鋳造位置に傾動させる直前に、該金型内に保護ガスを供給して、合金を凝固させる際に前記金型内の空間に流し込むように操作することができ、溶融合金が該金型から流し戻されると、該導管の第二端における圧力が低下して保護ガスを該導管の第二端へと流し込むことができる、ことを特徴とする鋳造装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記アセンブリを可逆的に傾動する手段は、前記容器から前記金型への合金のフローが妨げられている、一サイクルが完了した後であり、次のサイクルの開始する前の、第一の、非鋳造位置と、該容器から該金型へと流すことを可能とする第二の、鋳造位置との間を傾動するように操作することができる鋳造装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、前記アセンブリを可逆的に傾動する手段は、鋳造位置から離間する方向に向かって、非鋳造位置を越えた第三の、保存位置へと傾動させるように操作することができ、前記導管内の合金を前記容器内へと流し戻すことができる鋳造装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、前記アセンブリを可逆的に傾動する手段は、該アセンブリの前記第三の位置から離間する方向に向かって、鋳造位置を通る又は越えた、合金を空にする第四の位置へと傾動するように操作することができる鋳造装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置であって、前記容器は、鋳造サイクルで消費される合金量よりも多量の溶融合金を保持することができる鋳造装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置であって、前記導管は、前記アセンブリが非鋳造位置にあるときに、前記容器内の合金の液面高さよりも低い位置に、該容器に第一端を有し、その位置よりも上方にある溶融合金の圧力ヘッドは非鋳造位置から鋳造位置へと該アセンブリを旋回したときにも維持することができ、該アセンブリが非鋳造位置から鋳造位置へと傾動することで、合金の圧力ヘッドが増加する鋳造装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、前記アセンブリが鋳造位置にある場合に、加圧ヘッドが最大値に達し、前記容器内の合金の液面高さが前記金型内の空間の最も高い位置を充分越えることにより、該金型内の空間を確実に充填する鋳造装置。
8. 請求項６又は７に記載の装置であって、前記導管が延在を開始する位置から、該導管は前記容器から離間して延び、炉の壁内を側方に通り、金型の第二端へと外側に延びており、前記アセンブリが鋳造位置にある場合に、該容器内で生じた圧力ヘッドにより、合金が上方へと流れ込み、前記金型内の空間を充填するように該導管が該金型と連通している鋳造装置。
9. 請求項８に記載の装置であって、前記アセンブリが非鋳造位置にあるときに、前記導管は前記金型内の空間の直下で金型内の空間と連通する鋳造装置。
10. 請求項６〜９のいずれか一項に記載の装置であって、前記金型は前記容器の側方外側に位置している鋳造装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置であって、前記炉内における前記導管の第一部分を該炉により加熱可能とし、これにより、合金を前記金型へと流す際に超過冷却のリスクを減少させ、該炉と該金型との間にある該導管の第二部分を超過冷却から保護する鋳造装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、前記導管は耐熱性断熱材から構成される鋳造装置。
13. 請求項１１に記載の装置であって、前記導管の第二部分には断熱材スリーブが設けられている鋳造装置。
14. 請求項１２に記載の装置であって、前記導管の第二部分は、その周りの電気抵抗コイルにより加熱することができる装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置であって、前記導管は、その長手方向における主要部を有し、該主要部は、非鋳造位置にある場合に、前記炉内を通り、その外側へと延在し、前記アセンブリに対して下方に傾斜する鋳造装置。
16. 請求項１５に記載の装置であって、前記導管の主要部分は水平面に対し約５〜１５°の範囲内で傾斜している鋳造装置。
17. 請求項１５又は１６に記載の装置であって、前記容器から離間している主要部分の端部からの前記導管は、前記金型まで上方に延びる短い部分を有する鋳造装置。
18. 請求項１７に記載の装置であって、前記主要部分と前記短い部分の長さ及び該主要部分が水平面に対して下方に傾斜している角度は、前記アセンブリを非鋳造位置と鋳造位置との間で旋回させるために、約１５〜３０°の旋回角度とする必要がある鋳造装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置であって、前記容器は前記導管が延在する直立した壁部を有し、前記アセンブリが非鋳造位置にある場合には、該壁部は垂直方向に対してわずかな角度で傾斜しており、かかる位置から該アセンブリが旋回した場合において、該導管が延在する位置の上方にある合金の圧力ヘッドを、該アセンブリを鋳造位置に旋回させる際に増加させる鋳造装置。
20. 請求項１９に記載の装置であって、前記アセンブリの傾動軸線Ｘは、前記容器の中央線を越えて、その位置から離れる方向に向かって水平方向へと離間しており、該軸線Ｘとその位置との間隔は前記導管の主要部分の長さの少なくとも約４０％である鋳造装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置であって、前記容器は、前記傾動軸線Ｘに対して垂直な断面がＵ字状となるトラフを具え、前記導管はＵ字状であることにより規定される両側壁の一方から延在し、該傾動軸線Ｘはもう一方の壁部に向かって又は越えてオフセットする鋳造装置。
22. 請求項２１に記載の装置であって、前記容器は合金表面の上部の保護雰囲気を維持するためのカバーを有する鋳造装置。
23. 請求項２１又は２２に記載の装置であって、前記容器は、該容器の内部を二つのチャンバ又はセクションに分割する横方向バッフル又は隔壁を有し、前記導管は一方の第一のチャンバ又はセクションから延在し、該容器は新たな合金を第二のチャンバ又はセクションに供給することができる装置。
24. 請求項２３に記載の装置であって、前記バッフルは前記第二チャンバへと供給された新たな合金を前記導管が延在する第一チャンバへと流すことができ、第二のチャージングチャンバ内における合金の固体塊は、鋳造操作の際に、第一の、鋳造チャンバから導管への流れを妨げないようにした鋳造装置。
25. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置であって、前記カバーガスは、分離面の一つの金型部分又は複数の場合には夫々の金型部分に形成される一つ以上のチャネルに沿って前記金型内の空間に流し込むことができる鋳造装置。
26. 請求項２５に記載の装置であって、前記ガスを、前記金型の周縁部に沿って延びて、前記チャンバから該金型内の空間に、多数の通路を介して流し込むことで該チャンバに供給することができる手段を含む鋳造装置。
27. 請求項１〜２６のいずれか一項に記載の装置であって、鋳造操作パラメータに応答して、保護ガスを適切に供給するタイミングを調整する手段を具える鋳造装置。
28. 溶融合金を金型内の空間に供給する合金供給設備と共に使用される金型であって、前記金型は前記金型内の空間の間に規定される金型部分を有し、該金型において、該金型を該装置の該導管に関する前記第二端に据え付けることができるように据え付け嵌合され、
    また、該金型は、該金型内の空間と連通する注入開口部を有し、該金型内の空間を充填するために、該金型は該導管から溶融合金を受けることができ、該金型には、該金型内の空間内における合金の凝固及び収縮に応答して、該注入開口部にて該導管内の溶融合金の収縮により生み出される吸引により、該注入開口部から保護ガスが吸い込まれ、該金型内の空間に保護ガスを提供するように操作可能な供給システムが設けられた金型。
29. 合金を重力フローし、該合金を流し込んで鋳造する方法において、該方法は、
    ・炉、該炉内にある供給容器、金型内の空間を規定し、該炉に対し、かつ、該炉を越えて該供給容器から側方外側に据え付けられる金型、該炉から外側に延在し、該供給容器と該金型との間を連通させることで、下方からの金型内の重力による充填を可能とする導管とを含むアセンブリを提供するステップと、
    ・該供給容器に、マグネシウム合金などの金属合金を供給し、容器内に必要な合金量を維持するステップと、
    ・該炉を操作することにより該供給容器を加熱し、合金を好適な溶融鋳造温度とするステップと、
    ・装置を、供給容器内の溶融合金の供給量が所望の範囲内にあり、該容器内の合金量が必要とされる量の範囲内となり、該供給容器及び該導管において同一な合金液面高さが、金型の下方に位置する非鋳造位置から、該供給容器の該金型に対する液面高さが、合金が該容器から該導管へと流れ込み、該金型の該金型内の空間を重力により充填する高さまで上昇する鋳造位置へと傾動させるステップと、
    ・該金型内の空間内で合金を凝固させる際に、該導管内の合金を該金型から取り除くために、該アセンブリを鋳造位置から非鋳造位置へと傾動するステップとを含み、
    更に、該方法は、
    ・該金型の空間内への合金の充填の完了時に、該金型の空間内に保護ガスを供給するステップと、
    ・該合金の凝固時における金型の空洞内への該ガスの供給を維持し、該合金の凝固時における該ガスの金型の空洞内への送り込み、該アセンブリを非鋳造位置へと傾動させると、凝固している合金が該導管の近傍端から抜型するステップとを含む鋳造方法。