JP2012040590A - Centrifugal casting apparatus - Google Patents
Centrifugal casting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012040590A JP2012040590A JP2010184099A JP2010184099A JP2012040590A JP 2012040590 A JP2012040590 A JP 2012040590A JP 2010184099 A JP2010184099 A JP 2010184099A JP 2010184099 A JP2010184099 A JP 2010184099A JP 2012040590 A JP2012040590 A JP 2012040590A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction heating
- mold
- electromagnetic shield
- molten metal
- heating coil
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、遠心鋳造装置に関する。 The present invention relates to a centrifugal casting apparatus.
従来、回転する金型に金属溶湯を流し込んで鋳造を行う遠心鋳造装置が知られている。例えば、特許文献1には、このような遠心鋳造装置に用いる回転鋳型が記載されている。
また、金属溶湯を得る技術としては、誘導加熱コイルに高周波電流を流すことにより磁界を発生させて金属材料を加熱する電磁誘導加熱が知られている。電磁誘導加熱による金属溶湯を遠心鋳造装置に注入する方式としては、電磁誘導加熱を金型の上方で行い、金属溶湯が形成されたら誘導加熱を停止することによって、金属溶湯を金型の溶湯注入口に落下させて、金型に金属溶湯を注入する方式が知られている。
Conventionally, a centrifugal casting apparatus that performs casting by pouring a molten metal into a rotating mold is known. For example, Patent Document 1 describes a rotary mold used in such a centrifugal casting apparatus.
As a technique for obtaining a molten metal, electromagnetic induction heating is known in which a metal material is heated by generating a magnetic field by passing a high-frequency current through an induction heating coil. As a method of injecting molten metal by electromagnetic induction heating into the centrifugal casting machine, electromagnetic induction heating is performed above the mold, and when the molten metal is formed, induction heating is stopped, so that the molten metal is poured into the mold. There is known a system in which a metal melt is poured into a mold by dropping it at an inlet.
しかしながら、上記のような従来の誘導加熱を用いた遠心鋳造装置には、以下のような問題があった。
遠心鋳造装置に用いる金型は、回転中に金属溶湯が固化するように金属溶湯を急冷できる材質で構成する必要がある。このため、金型は、例えば、特許文献1に記載の技術のように金属材料で構成される。
また、誘導加熱を用いた遠心鋳造装置では、金属溶湯の落下中に金属溶湯が冷却されすぎると、金型内での流動性が悪化するため、誘導加熱コイルを金型の近くに配置する必要がある。
このため、従来の誘導加熱を用いた遠心鋳造装置では、誘導加熱コイルで発生する磁束の一部が金型に漏れるため、誘導加熱を行う間に金型が加熱されてしまう。この結果、金型に注入された金属溶湯の冷却速度が低下して固化に時間がかかってしまうという問題がある。
また、例えば、特許文献1に記載されたように非晶質合金を鋳造する場合には、一定速度以上の冷却速度で急冷する必要があるため、誘導加熱によって金型が加熱されると、金型内に冷却水を流すなどして金型を強制冷却しなければならず金型構成が複雑になるという問題もある。
However, the centrifugal casting apparatus using the conventional induction heating as described above has the following problems.
The mold used for the centrifugal casting apparatus needs to be made of a material that can quench the molten metal so that the molten metal is solidified during rotation. For this reason, a metal mold | die is comprised with a metal material like the technique of patent document 1, for example.
Moreover, in the centrifugal casting apparatus using induction heating, if the molten metal is cooled too much during the fall of the molten metal, the fluidity in the mold deteriorates, so it is necessary to place the induction heating coil near the mold. There is.
For this reason, in the conventional centrifugal casting apparatus using induction heating, a part of the magnetic flux generated by the induction heating coil leaks to the mold, so that the mold is heated during induction heating. As a result, there is a problem that the cooling rate of the molten metal injected into the mold is reduced and solidification takes time.
In addition, for example, when casting an amorphous alloy as described in Patent Document 1, it is necessary to rapidly cool at a cooling rate equal to or higher than a constant rate. Therefore, when the mold is heated by induction heating, There is also a problem that the mold configuration is complicated because the mold must be forcibly cooled by flowing cooling water into the mold.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、金型の上方で誘導加熱を行って金属溶湯を形成する場合でも金型の加熱を抑制することができ、冷却速度の低下を低減することができる遠心鋳造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when induction heating is performed above a mold to form a molten metal, the heating of the mold can be suppressed, and the cooling rate is lowered. An object of the present invention is to provide a centrifugal casting apparatus capable of reducing the above.
上記の課題を解決するために、本発明の遠心鋳造装置は、金属材料を電磁誘導加熱して溶湯を得るための誘導加熱コイルと、前記溶湯を注入して鋳造成形を行うキャビティと該キャビティに前記溶湯を注入するための溶湯注入口とを有し、該溶湯注入口が前記誘導加熱コイルの下方に配置された金型と、前記誘導加熱コイルと前記金型との間に設けられた電磁シールドとを備え、該電磁シールドは、前記誘導加熱コイルの中心軸に沿う方向から見て、少なくとも前記誘導加熱コイルの前記金型側の最小のコイル内周よりも径方向外側の領域に設けられた構成とする。 In order to solve the above problems, a centrifugal casting apparatus of the present invention includes an induction heating coil for obtaining a molten metal by electromagnetic induction heating of a metal material, a cavity for injecting the molten metal to perform casting, and the cavity A molten metal injection port for injecting the molten metal, the molten metal injection port disposed below the induction heating coil, and an electromagnetic wave provided between the induction heating coil and the mold A shield, and the electromagnetic shield is provided at least in a region radially outside the smallest coil inner circumference on the mold side of the induction heating coil as viewed from the direction along the central axis of the induction heating coil. The configuration is as follows.
また、本発明の遠心鋳造装置では、前記誘導加熱コイルは、前記溶湯を誘導浮遊させる誘導浮遊加熱コイルであり、前記電磁シールドは、前記誘導加熱コイルの中心軸に沿う方向から見て、前記コイル内周よりも径方向内側の領域にも設けられるとともに、前記溶湯を通過させる貫通口を有することが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus of the present invention, the induction heating coil is an induction floating heating coil that induces and floats the molten metal, and the electromagnetic shield is the coil as viewed from a direction along a central axis of the induction heating coil. It is preferable to have a through-hole through which the molten metal passes while being provided in a region radially inward from the inner periphery.
また、本発明の遠心鋳造装置では、前記電磁シールドの少なくとも一部の配置位置を前記金型に対して前記誘導浮遊コイルの径方向に移動するシールド移動機構を備えることが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus of the present invention, it is preferable to include a shield moving mechanism that moves at least a part of the electromagnetic shield in the radial direction of the induction floating coil with respect to the mold.
また、本発明の遠心鋳造装置では、前記電磁シールドと前記金型との間に、前記電磁シールドに比べて比透磁率が低い低透磁率層を有することが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus of the present invention, it is preferable that a low permeability layer having a lower relative permeability than the electromagnetic shield is provided between the electromagnetic shield and the mold.
また、本発明の低透磁率層を有する遠心鋳造装置では、前記電磁シールドは、前記低透磁率層を介して、前記金型上に固定されていることが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus having the low magnetic permeability layer of the present invention, it is preferable that the electromagnetic shield is fixed on the mold through the low magnetic permeability layer.
また、本発明の低透磁率層を有する遠心鋳造装置では、前記低透磁率層は、前記電磁シールドからの伝熱を抑制する断熱層を有することが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus having the low magnetic permeability layer of the present invention, it is preferable that the low magnetic permeability layer has a heat insulating layer that suppresses heat transfer from the electromagnetic shield.
また、本発明の遠心鋳造装置では、前記電磁シールドは、前記誘導加熱コイルと前記金型との間の中間よりも前記誘導加熱コイル側に配置されたことが好ましい。 In the centrifugal casting apparatus of the present invention, it is preferable that the electromagnetic shield is disposed on the induction heating coil side with respect to the middle between the induction heating coil and the mold.
また、本発明の前記電磁シールドが前記誘導加熱コイルと前記金型との間の中間よりも前記誘導加熱コイル側に配置された遠心鋳造装置では、前記電磁シールドの前記金型側に、前記電磁シールドに比べて比透磁率が低い低透磁率層が設けられたことが好ましい。 Moreover, in the centrifugal casting apparatus in which the electromagnetic shield of the present invention is disposed on the induction heating coil side with respect to the middle between the induction heating coil and the mold, the electromagnetic shield is disposed on the mold side of the electromagnetic shield. It is preferable that a low permeability layer having a lower relative permeability than that of the shield is provided.
本発明の遠心鋳造装置によれば、誘導加熱コイルから金型側に漏れる磁束を電磁シールドによって遮蔽することができるため、金型の上方で誘導加熱を行って金属溶湯を形成する場合でも金型の温度上昇を抑制することができ、冷却速度の低下を低減することができるという効果を奏する。 According to the centrifugal casting apparatus of the present invention, since the magnetic flux leaking from the induction heating coil to the mold side can be shielded by the electromagnetic shield, the mold is used even when the metal melt is formed by induction heating above the mold. The temperature rise can be suppressed, and the effect of reducing the cooling rate can be achieved.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る遠心鋳造装置の構成を示す模式的な部分断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る遠心鋳造装置の構成を示す模式的な断面図である。図3は、図2におけるA−A断面図である。
なお、各図面は、模式図のため形状や寸法は誇張されている(以下の図面も同じ)。
[First Embodiment]
A centrifugal casting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing the configuration of a centrifugal casting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the centrifugal casting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In addition, since each drawing is a schematic diagram, the shape and dimension are exaggerated (the following drawings are also the same).
本実施形態の遠心鋳造装置1の概略構成は、図1〜3に示すように、誘導加熱コイル7、金型4、電磁シールド5、および放射温度計9を備え、これらが、内部を真空状態または不活性ガスが注入された低圧雰囲気に調整可能なチャンバー2内に収容されたものである。
誘導加熱コイル7は、遠心鋳造を行うための金属材料を電磁誘導加熱して溶湯10(図2参照)を得るためのもので、内部に、例えば水などの冷媒を通す冷媒流路7cが設けられた金属管を巻いてコイル巻線部が形成されている。また、コイル巻線部の上端および下端では、同様の金属管からなる上側配線部7aおよび下側配線部7bが、コイル巻線部の側方に延出されている。
誘導加熱コイル7のコイル巻線部の中心軸O1(以下、単に、誘導加熱コイル7の中心軸O1と称する)は、本実施形態では鉛直軸に沿って配置されている。
上側配線部7a、下側配線部7bは、誘導加熱コイル7の側方においてチャンバー2の底面から鉛直方向に立設された支持部材である誘導加熱コイル支持部8に接続されている。
すなわち、図示は省略しているが、誘導加熱コイル支持部8の内部には、チャンバー2の外部に設けられ高周波電流を供給する電源部との電気的な接続をとるコネクタ部と、チャンバー2の外部に設けられ冷媒流路7c内に冷媒を循環させる冷媒循環部に冷媒流路7cを接続する管路接続部とが設けられており、上側配線部7a、下側配線部7bは、コネクタ部に電気的に接続されるとともに、管路連結部に機械的に接続されている。
誘導加熱コイル7を構成する金属管の材料は特に限定されないが、本実施形態では一例として、銅管を用いている。
The schematic configuration of the centrifugal casting apparatus 1 of the present embodiment includes an
The
The center axis O 1 of the coil winding part of the
The
That is, although illustration is omitted, inside the induction heating
Although the material of the metal tube which comprises the
本実施形態では、誘導加熱コイル7は、金属材料を電磁誘導加熱して溶湯10を得るとともに、溶湯10を誘導加熱コイル7の内部に誘導浮遊させることができる誘導浮遊加熱コイルを用いている。
誘導加熱コイル7のコイル巻線部の構成は、上側配線部7aの端部に接続され、上側から下側に向かって拡径する螺旋状に巻かれた上側コイル部7Aと、上側コイル部7Aの下方に配置され上側から下側に向かって縮径するとともに、上側コイル部7Aとは反対方向の螺旋状に巻かれた下側コイル部7Bと、上側コイル部7Aの下端部と下側コイル部7Bの上端部とを連結する巻き方向反転部7Cとからなる。また、下側コイル部7Bの下端部には、下側配線部7bが接続されている。
このような構成により、誘導加熱コイル7のコイル巻線部の巻き径は、図2に示すように、上側コイル部7Aの下端または下側コイル部7Bの上端において、最大外径Dmaxを有し、上側コイル部7Aの上端部のコイル内周の直径がDA(ただし、DA<Dmax)、下側コイル部7Bの下端部のコイル内周の直径がDB(ただし、DB<Dmax)とされている。また、本実施形態では、DA>DBである。
In the present embodiment, the
The structure of the coil winding part of the
With such a configuration, the winding diameter of the coil winding portion of the
金型4は、図2に示すように、溶湯10を注入して鋳造成形を行うキャビティ4cと、金型4に溶湯10を注入するための溶湯注入口4aとを内部に有する円板状の部材であり、誘導加熱コイル7の下方において金型上面4dが水平面に沿うように配置されている。
溶湯注入口4aは、本実施形態では、金型4の金型上面4dの平面視の中心に直径D0の円開口を有する縦穴部からなる。溶湯注入口4aの直径D0は、下側コイル部7Bの下端部のコイル内周の直径DBよりも小径とされている。
また、キャビティ4cは、成形品の形状に応じた適宜形状に設けられ、溶湯注入口4aの側方に配置されている。そして、キャビティ4cは、溶湯注入口4aの中心から金型4の径方向に延ばされた管状の溶湯流路4bによって溶湯注入口4aの内部と連通されている。
なお、図2は模式図のため、金型4を一部材で構成しているように描いているが、キャビティ4c内で固化した成形品を脱型するため、複数の金型部材に分割できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
The
Note that FIG. 2 is a schematic diagram, and the
金型4の材質としては、遠心鋳造に用いることができる適宜の金属を採用することができる。本実施形態では、一例として、銅(比透磁率:0.999991)を用いている。
As a material of the
また、金型4は、下面側の中心位置において、チャンバー2の外部に設けられた不図示のモータによって鉛直軸に沿う回転中心軸O2回りに回転される回転駆動部3と連結されている。回転駆動部3の回転中心軸O2は、誘導加熱コイル7の中心軸O1と整列されている。
このため、金型4は、回転駆動部3によって回転中心軸O2回りに回転されると、溶湯注入口4aが誘導加熱コイル7の中心軸O1と同軸の状態で回転される。
回転駆動部3の回転数は、0rpm〜10000rpmの範囲で可変できるようになっている。
In addition, the
For this reason, when the
The rotation speed of the
電磁シールド5は、誘導加熱コイル7による誘導加熱時に発生する電磁界のうち、磁力線(磁束)を内部にトラップして、金型4を電磁シールドするための部材である。本実施形態では、図3に示すように、中心に円状の貫通口5aが設けられた孔あき円板からなる。
電磁シールド5の外径D2は、誘導加熱コイル7の最大外径Dmax以上とされている。また、貫通口5aの内径D1は、溶湯注入口4aの内径D0よりも大径、かつ下側コイル部7Bの下端部のコイル内周の直径DBよりも小径とされている。
The
The outer diameter of the electromagnetic shielding 5 D 2 is the maximum outer diameter D max or more induction heating coils 7. The inner diameter D 1 of the through-
また、電磁シールド5は、本実施形態では、一例として、比透磁率が3.9である電磁鋼板によって構成されている。ただし、電磁シールド5の材質は、金型4よりも比透磁率が高い適宜の材質を採用することができ、電磁鋼板には限定されない。
電磁シールド5として好適な材質の例としては、金型4の材質に応じて、SUS304(比透磁率:1.007〜1.8)、SKD61(比透磁率:2000〜7000)、パーマロイ(比透磁率:14000〜45000)、ニッケル(比透磁率:600)、MnZnフェライト(比透磁率:2000)、純鉄(比透磁率:200000)、コバルト(比透磁率:270)などを挙げることができる。
なお、「電磁シールド」は、例えば、電波、光、X線などのエネルギー波をトラップするため、導電性を有する網や板などで構成される「電磁波シールド」と区別され、「磁界シールド」とも呼ばれる。
Moreover, in this embodiment, the
Examples of suitable materials for the
Note that “electromagnetic shield” is distinguished from “electromagnetic shield” composed of a conductive net or plate to trap energy waves such as radio waves, light, and X-rays, and is also referred to as “magnetic field shield”. be called.
また、電磁シールド5は、誘導加熱コイル支持部8から側方に延出された棒状の電磁シールド支持部材6によって水平方向に支持され、誘導加熱コイル7と金型4との間において貫通口5aの中心が、回転駆動部3の回転中心軸O2を通る位置に配置されている。
電磁シールド支持部材6の材質は、誘導加熱コイル7による磁界分布に大きな影響を与えないように、電磁シールド5に比べて比透磁率が低い材質を用いることが好ましい。
The
The material of the electromagnetic
放射温度計9は、誘導加熱コイル7の内部に誘導浮遊される溶湯10の温度を溶湯10からの放射光強度に基づいて測定するものである。本実施形態では、溶湯10の浮遊位置の側方におけるチャンバー2の内壁部に固定され、誘導加熱コイル7の巻線間の隙間を通過する放射光を受光できるようになっている。
このように、本実施形態では、電磁シールド5は、溶湯10の浮遊位置における誘導加熱コイル7の側方を覆っていないため、放射温度計9によって誘導加熱コイル7の側方から溶湯10の温度測定を行うことができる。
The
Thus, in this embodiment, since the
次に、遠心鋳造装置1の動作について、電磁シールド5の作用を中心に説明する。
図4は、電磁シールドの作用を説明するための模式的な磁力線図である。
Next, the operation of the centrifugal casting apparatus 1 will be described focusing on the action of the
FIG. 4 is a schematic magnetic field diagram for explaining the operation of the electromagnetic shield.
遠心鋳造装置1によって、鋳造成形を行うには、誘導加熱コイル7の内部に、成形に必要な金属材料を配置し、誘導加熱コイル7の冷媒流路7cに冷媒を流して誘導加熱コイル7を冷却しつつ、誘導加熱コイル7に高周波電流を通電する。このとき、金属材料の量は、溶融されたときの外径が溶湯注入口4aの内径D0よりも小さくなる量に設定しておく。
これにより、誘導加熱コイル7の周囲に磁界が発生し、金属材料が誘導加熱され、溶湯10が形成される。
誘導加熱コイル7は、上側コイル部7Aと下側コイル部7Bとでコイル巻き方向が反対であるため、上側コイル部7Aと下側コイル部7Bとでは、それぞれ反対方向の磁界が発生する。このため、溶湯10は、これらの磁界から斥力を受けて、誘導加熱コイル7の中心軸O1上において上側コイル部7Aと下側コイル部7Bとの境界の位置に誘導浮遊される。
In order to perform casting with the centrifugal casting apparatus 1, a metal material necessary for forming is placed inside the
Thereby, a magnetic field is generated around the
In the
一方、操作者は、溶湯10が予め決められた成形開始温度に達する前に、予め決められた回転数となるように、回転駆動部3の回転を開始させておく。
次に操作者は、放射温度計9によって測定された溶湯10の温度が成形開始温度に達した時点で、誘導加熱コイル7への高周波電流を遮断する。
これにより、誘導加熱コイル7による磁界が消失し、浮遊力を失った溶湯10は自由落下する。
溶湯10は、下側コイル部7Bの下端側のコイル内周を抜けて、電磁シールド5の貫通口5aの内側を通過して、溶湯注入口4aの内部に落下する。
溶湯注入口4aに落下した溶湯10は、遠心力によって径方向外側に付勢され、溶湯流路4bを通してキャビティ4c内に充填される。この間、溶湯10は、金型4と接触して冷却されていき、キャビティ4c内でキャビティ4cの形状に沿って固化していく。
キャビティ4c内のすべての溶湯10が固化温度以下に冷却されたら、回転駆動部3を停止し、金型4を分解するなどして、成形品を脱型する。
以上で、遠心鋳造装置1による遠心鋳造成形が終了する。
On the other hand, the operator starts the rotation of the
Next, the operator cuts off the high frequency current to the
Thereby, the magnetic field by the
The
The
When all the
The centrifugal casting with the centrifugal casting device 1 is thus completed.
次に、図4を参照して誘導加熱時における誘導加熱コイル7の周囲の磁力線について、電磁シールド5の有無による違いを説明する。
図4は、本実施形態の電磁シールド5の半分(図示右半分)を欠落させた場合に、中心軸O1を含む鉛直断面に発生する磁力線の分布を模式的に表している。
上側コイル部7Aの周囲に発生する磁界分布は略左右対称であるが、下側コイル部7Bの周囲に発生する磁界分布は、電磁シールド5の有無によって異なる。
電磁シールド5が配置されている場合には、図示左半分に示すように、下側コイル部7Bの内周部から鉛直下方に延びる磁力線M1、M2は、貫通口5aの内側面から比透磁率の大きな電磁シールド5の内部に侵入し、電磁シールド5の外周側の側面から抜け出して下側コイル部7Bの上端側に向かう。
これにより、下側コイル部7Bの内周側および外周側を周回する磁力線分布が形成される。
電磁シールド5は、金型4よりも比透磁率が高いため、電磁シールド5の近傍を通る磁力線は、ほとんど電磁シールド5に侵入し、電磁シールド5よりも下方の金型4にはほとんど到達しない。すなわち、金型4は、下側コイル部7Bで形成される磁界に対しては、電磁シールド5によって電磁シールドされている。
Next, with reference to FIG. 4, the difference by the presence or absence of the
FIG. 4 schematically shows the distribution of the lines of magnetic force generated in the vertical cross section including the central axis O 1 when the half (right half in the figure) of the
The magnetic field distribution generated around the
When the
Thereby, the magnetic force line distribution which circulates the inner peripheral side and outer peripheral side of the
Since the
この結果、金型4は下側コイル部7Bの磁界によって誘導加熱を受けることはほとんどなく、溶湯10の誘導加熱が続く間も、誘導加熱前の温度がほぼ維持されている。
したがって、誘導加熱終了後に、溶湯注入口4aに落下した溶湯10は、溶湯10の温度と金型4の温度との間の温度差に応じた冷却速度(単位時間当たりの温度下降量)で急冷されることになる。このため、溶湯10は迅速に固化していく。
As a result, the
Therefore, after the induction heating is finished, the
本実施形態では、電磁シールド5の外径が、誘導加熱コイル7の最大外径Dmax(図3に円C2で示す)以上で、貫通口5aの内径が下側コイル部7Bの下端部のコイル内周の直径DB(図3に円C1で示す)よりも小さい。このため、中心軸O1に沿う方向から見たときに、電磁シールド5が誘導加熱コイル7のコイル巻線部と重なる範囲に位置し、高い電磁シールドの効果が得られる。
また、電磁シールド5の配置は、誘導加熱コイル7と金型4との中間よりも誘導加熱コイル7側に配置すると、電磁シールド5が小サイズであっても良好な電磁シールドの効果を得ることができる。
In this embodiment, the outer diameter of the
Further, when the
これに対して、電磁シールド5が配置されていない場合には、図示右半分に示すように、下側コイル部7Bの内周部から鉛直下方に延びる磁力線M3、M4は、金型4の内部に侵入し、誘導加熱コイル7の磁束の一部が、金型4に漏れることになる。このため、金型4の内部には侵入した磁力線による渦電流が発生し、そのジュール熱によって金型4が加熱される。すなわち、金型4が誘導加熱を受けることになる。
On the other hand, when the
この結果、溶湯10の誘導加熱が続く間、金型4も徐々に誘導加熱される。これにより金型4の温度が上昇していく。
このため、溶湯注入口4aに溶湯10が落下した際には、本実施形態の遠心鋳造装置1に比べて金型4の温度が高温になっているため、溶湯10と金型4との温度差が本実施形態に比べて小さくなり、冷却速度が低下してしまう。
冷却速度が低下すると、溶湯10の固化に要する時間が長くなり、成形時間が長くなってしまう。また、例えば、非晶質合金を鋳造する場合のように、一定速度以上の冷却速度が必要となる場合には、非晶質性にバラツキが生じてしまうおそれがある。
As a result, while the induction heating of the
For this reason, when the
When the cooling rate decreases, the time required for solidification of the
このように、遠心鋳造装置1によれば、誘導加熱コイル7から金型4側に漏れる磁束を電磁シールド5によって遮蔽することができるため、金型4の上方で誘導加熱を行って溶湯10を形成する場合でも金型4の温度上昇を抑制することができ、冷却速度の低下を低減することができる。
Thus, according to the centrifugal casting apparatus 1, since the magnetic flux leaking from the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る遠心鋳造装置の構成を示す模式的な断面図である。図6は、図5におけるB視図である。
[Second Embodiment]
Next, a centrifugal casting apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a centrifugal casting apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view as seen from B in FIG.
本実施形態の遠心鋳造装置1Aは、図5、6に示すように、上記第1の実施形態の遠心鋳造装置1の電磁シールド5、電磁シールド支持部材6に代えて、電磁シールド12、低透磁率層11を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the centrifugal casting apparatus 1 </ b> A of this embodiment is replaced with an
電磁シールド12は、電磁シールド5と同様の材質からなり、金型4の同様な外径を有し、中心部に貫通口5aと同様な内径D1を有する貫通口12aが設けられた孔あき円板状に形成された部材であり、金型4の金型上面4d上に、低透磁率層11を間に挟んで固定されている。
電磁シールド12の金型4への固定方法としては、例えば、外周部においてのネジによる締結や、接着、ロウ付けなどを挙げることができる。
特に金型4にネジを使用して締結する場合には、電磁シールド5からネジを介して金型4に磁気が漏れるのを避けるために、比透磁率が低いアルミナセラミックネジなどが好適である。
低透磁率層11は、電磁シールド12から磁力線が金型4側に漏れないようにすることで、金型4上に固定された電磁シールド12と金型4とを磁気的に分離するためのものであり、少なくとも、電磁シールド12よりも比透磁率が低い材料で構成される。電磁シールド12の比透磁率と低透磁率層11の比透磁率との差は大きいほど好ましい。
また、低透磁率層11の形状は、金型4の同様な外径を有し、中心部に溶湯注入口4aと同様な内径D0を有する貫通口11aが設けられた孔あき円板状とされる。このため、本実施形態では、低透磁率層11は、金型4の金型上面4dをすべて覆うように設けられている。
低透磁率層11の材質としては、比透磁率が1.05以下の材質が好適である。このような材質の例としては、アルミナ(Al2O3)、窒化アルミ(AlN)、炭化珪素(SiC)、窒化ボロン(BN)、窒化珪素(Si3N4)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)などを挙げることができる。また、低透磁率層11は、空気層から構成されていてもよい。
Examples of the method for fixing the
In particular, when a screw is used to fasten the
The low
The shape of the
As a material of the low
また、低透磁率層11は、電磁シールド12の材質が渦電流損失の大きい材質である場合には、電磁シールド12に比べて熱伝導率が低い材質を採用することが好ましい。
例えば、電磁シールド12として、電磁鋼板を採用する場合、電磁鋼板に発生する渦電流によって電磁鋼板が発熱する。このため、低透磁率層11としては、例えば、アルミナなどの熱伝導率が低い材質を採用することによって低透磁率層11に断熱層としての機能を持たせ、これにより、電磁鋼板からの金型4への伝熱を抑制することが好ましい。
なお、電磁シールド12として、例えば、フェライトのように、渦電流損失が小さいため加熱されにくい材質を採用する場合には、渦電流による発熱がほとんどないため、低透磁率層11としては、比透磁率の大きさのみによって材質を選定すればよい。例えば、アルミニウムなどの熱伝導率が大きい材質を採用してもよい。
In addition, when the material of the
For example, when an electromagnetic steel plate is employed as the
Note that when the
遠心鋳造装置1Aによれば、上記第1の実施形態の遠心鋳造装置1と同様に、遠心鋳造を行うことができる。
誘導加熱を行う際に誘導加熱コイル7で発生する磁界は、金型4とともに回転する電磁シールド12に侵入してトラップされる。また、電磁シールド12と金型4とは、低透磁率層11を間に介することによって、磁気的に分離されているため、電磁シールド12から出た磁力線は、低透磁率層11を透過して金型4に侵入することはない。
このため、上記第1の実施形態と同様に、金型4の温度上昇を抑制することができ、冷却速度の低下を低減することができる。
According to the
The magnetic field generated by the
For this reason, the temperature rise of the metal mold | die 4 can be suppressed similarly to the said 1st Embodiment, and the fall of a cooling rate can be reduced.
また、本実施形態では、電磁シールド12を、低透磁率層11を介して金型4の金型上面4d上に固定しているため、電磁シールド12自体の剛性は低くてもよい。このため、金型上面4dの略全面が覆う大きさであっても板厚を薄くすることができ、厚さ方向の配置スペースを低減できるとともに、材料費を低減することができる。
このように、本実施形態では、薄肉の電磁シールド12によって、金型上面4dの略全面を覆うことができるため、誘導加熱コイル7と金型4との距離を上記第1の実施形態に比べて近づけることができ、しかも金型4を良好に電磁シールドすることができる。
Moreover, in this embodiment, since the
Thus, in this embodiment, since the thin
また、本実施形態では、誘導加熱コイル7と金型4との距離を上記第1の実施形態に比べて近づけることができるため、溶湯10の落下距離を上記第1の実施形態に比べて低減することができる。
このため、溶湯10の落下中の温度低下を低減することができ、誘導加熱コイル7内での溶湯10の温度の低温化を図ることができる。この結果、より短時間に溶湯10を得ることができる。
また、上記第1の実施形態に比べて、チャンバー2の高さをより低減することができるため、チャンバー2を小型化し、チャンバー2内の雰囲気調整に要する時間などを短縮することができる。
このように、本実施形態では、溶湯10の形成時間を短縮したり、チャンバー2の雰囲気調整時間を短縮できたりするため、成形の効率を向上することができる。
Moreover, in this embodiment, since the distance of the
For this reason, the temperature drop during the fall of the
In addition, since the height of the
Thus, in this embodiment, since the formation time of the
また、電磁シールド12が、金型4上に固定されるため、貫通口12aと溶湯注入口4aとの位置関係が固定されており、金型4を回転駆動部3に連結する際の位置決めによって、貫通口12aと誘導加熱コイル7の中心軸O1との位置決めも同時に行われる。
Further, since the
また、溶湯10の落下距離を短くできるため、溶湯10を溶湯注入口4a内に確実に落下させることができる。また、溶湯10の跳ね上がりを低減することができる。
また、貫通口12aは溶湯注入口4aの近傍に形成できるため、貫通口12aの大きさも溶湯注入口4aと同じ大きさにすることもできる(D1=D0)。このため、電磁シールドの効率を高めることができる。
Moreover, since the fall distance of the
Moreover, since the through-
また、低透磁率層11として、熱伝導率が低い材質を採用した場合には、低透磁率層11が断熱層として機能するため、電磁シールド12からの熱伝導による金型4の温度上昇も低減することができる。
In addition, when a material having low thermal conductivity is adopted as the low
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る遠心鋳造装置の構成を示す模式的な断面図である。図8は、図7におけるC−C断面図である。
[Third Embodiment]
Next, a centrifugal casting apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a centrifugal casting apparatus according to the third embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
本実施形態の遠心鋳造装置1Bは、図7、8に示すように、上記第1の実施形態の遠心鋳造装置1の電磁シールド5に代えて、電磁シールド13を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the centrifugal casting apparatus 1 </ b> B of the present embodiment includes an
電磁シールド13は、電磁シールド5と同様の材質からなり、内径D3(ただし、DB<D3<Dmax)を有する上側開口部13aから、内径D1を有する下側開口部13b(貫通口)まで、円状の管内径が漸次縮径された管状に形成された部材である。本実施形態では、一例として、図7に示すように、管内径が一定の割合で縮径され、管内面が円錐面状とされた形状を採用している。
電磁シールド13は、内周面の中心軸が誘導加熱コイル7の中心軸O1と整列されるとともに、下側コイル部7Bの下端側のコイル巻線を下方側から覆う位置に配置され、外側部において誘導加熱コイル支持部8から延出された電磁シールド支持部材6に支持されている。
本実施形態では、電磁シールド13は、誘導加熱コイル7と金型4との間の中間よりも誘導加熱コイル7側に配置され、金型4よりも誘導加熱コイル7側に近接されている。
In the present embodiment, the
遠心鋳造装置1Bによれば、上記第1の実施形態と同様に、遠心鋳造を行うことができる。
誘導加熱を行う際に誘導加熱コイル7で発生する磁界は、電磁シールド13に侵入してトラップされる。
このため、上記第1の実施形態と同様に、金型4の温度上昇を抑制することができ、冷却速度の低下を低減することができる。
According to the
A magnetic field generated by the
For this reason, the temperature rise of the metal mold | die 4 can be suppressed similarly to the said 1st Embodiment, and the fall of a cooling rate can be reduced.
また、遠心鋳造装置1Bによれば、電磁シールド13が、下側コイル部7Bの下方を覆うとともに、側方も覆う形状を有しているため、誘導加熱コイル7の下方に水平に配置された上記第1の実施形態の電磁シールド5に比べて、下側コイル部7Bの外周側に発生する磁力線をより効率的に侵入させることができる。このため、下側コイル部7Bによって発生する磁界を下側コイル部7Bのより近傍に閉じ込めやすくなり、金型4に漏れる磁束をより低減することができる。
In addition, according to the
また、電磁シールド13は、下側コイル部7Bの下端部および側方を覆っているため、溶湯注入口4aに落下した溶湯10が跳ね上がった場合に、跳ね上がった高温の溶湯10が、下側コイル部7Bに付着することを防止する保護部材の機能を有している。
すなわち、下側コイル部7Bの表面に跳ね上がった溶湯10が付着すると、付着した溶湯10が誘導加熱を受けて再溶融して、下側コイル部7Bの表面に孔をあけてしまい、冷媒が漏れ出すおそれがある。本実施形態では、跳ね上がった溶湯10は、電磁シールド13によって阻止され、下側コイル部7Bに付着しないため、このような不具合を防止することができる。
Moreover, since the
That is, when the
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例について説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態の第1変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the main part of a centrifugal casting apparatus according to a first modification of the third embodiment of the present invention.
本変形例の遠心鋳造装置1Cは、図9に示すように、上記第3の実施形態の電磁シールド13に代えて、電磁シールド13Aを備える。以下、上記第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。
電磁シールド13Aは、上記第3の実施形態の電磁シールド13の外周側面に、低透磁率層13cを設けたものである。
低透磁率層13cの材質は、上記第2の実施形態の低透磁率層11と同様の材質を採用することができる。
As shown in FIG. 9, the centrifugal casting apparatus 1 </ b> C of this modification includes an
The
The material of the low
本変形例によれば、電磁シールド13Aは、内周側に電磁シールド13を備え、外周側に低透磁率層13cを備えるため、上記第3の実施形態に比べて、電磁シールド13と金型4との間の磁気的に分離することができる。このため、電磁シールド13Aおよび誘導加熱コイル7をより金型4側に近づけることができる。したがって、上記第2の実施形態に述べたのと同様の理由によって、上記第3の実施形態に比べて、チャンバー2を小型化したり、成形の効率を向上したりすることができる。
According to this modification, the
また、低透磁率層13cとして、例えば、アルミナ、窒化アルミ、炭化珪素、窒化ボロン、窒化珪素などの耐熱性を有するセラミックスを採用することが好ましい。この場合、跳ね上がった高温の溶湯10が低透磁率層13cに付着しても、電磁シールド13には熱が伝わりにくいため、電磁シールド13が溶融することがなく、電磁シールド13Aの耐久性を向上することができる。
Moreover, it is preferable to employ ceramics having heat resistance such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, boron nitride, and silicon nitride as the low
[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例について説明する。
図10は、本発明の第3の実施形態の第2変形例に係る遠心鋳造装置の主要部を示す模式的な断面図である。
[Second Modification]
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 10: is typical sectional drawing which shows the principal part of the centrifugal casting apparatus which concerns on the 2nd modification of the 3rd Embodiment of this invention.
本変形例の遠心鋳造装置1Dは、図10に示すように、上記第3の実施形態の金型4上に、上記第2の実施形態と同様にして、低透磁率層11および電磁シールド12を固定したものである。以下、上記第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例によれば、上記第2の実施形態の遠心鋳造装置1Bにおいて、さらに電磁シールド13を備えているため、金型4が、上記第2、第3の実施形態に比べて、より確実に電磁シールドされる。
かつ、電磁シールド13を備えることにより、上記第3の実施形態と同様にして、溶湯10が跳ね上がっても下側コイル部7Bに付着することを防止することができる。
As shown in FIG. 10, the
According to this modification, in the
And by providing the
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態に係る遠心鋳造装置について説明する。
図11は、本発明の第4の実施形態に係る遠心鋳造装置の構成を示す模式的な断面図である。図12(a)は、図11におけるD視図である。図12(b)は、金型の回転時の図11におけるD視図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a centrifugal casting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11: is typical sectional drawing which shows the structure of the centrifugal casting apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. Fig.12 (a) is D view in FIG. FIG.12 (b) is D view in FIG. 11 at the time of rotation of a metal mold | die.
本実施形態の遠心鋳造装置1Eは、図11、図12(a)に示すように、上記第2の実施形態の遠心鋳造装置1Aに、電磁シールド板15(電磁シールド)と、シールド退避機構16(シールド移動機構)とを追加したものである。以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIGS. 11 and 12A, the
電磁シールド板15は、電磁シールド12と同様の材質からなり、外径D4(ただし、D4>D1)を有する円板部材であり、側部がシールド退避機構16に接続されている。
シールド退避機構16は、電磁シールド板15の配置位置を、金型4に固定された電磁シールド12上で、貫通口12aの全体を覆う位置(以下、第1の位置と称する)と、径方向外側に退避して貫通口12aの全体を開放する位置(以下、第2の位置と称する)との間で移動するものである。
The
The
本実施形態では、シールド退避機構16の概略構成は、金型4に固定され電磁シールド12から上側に突出された回動支軸16cと、回動支軸16cによって電磁シールド12上で回動可能に支持されるとともに一端が電磁シールド板15の側部に固定され他端が電磁シールド12および金型4の径方向外側に配置されたL字アーム16aと、L字アーム16aの他端に固定された錘16bと、錘16bが金型4の側面に近接する方向に回動支軸16c回りのモーメントを加えるコイルバネ16fとを備える。
また、回動支軸16cと錘16bとの間のL字アーム16a上には、コイルバネ16fの一端を係止するスタッド16dが立設されている。
また、金型4上には、コイルバネ16fの他端を係止するスタッド16eと、コイルバネ16fからモーメントを受けるL字アーム16aの回動方向の位置に規制するストッパ16gとが、それぞれ金型4に固定され電磁シールド12から上側に突出された状態に設けられている。
ストッパ16gの設置位置は、図12(a)に示すように、金型4の回転が停止されている時に、コイルバネ16fからモーメントを受けて図示時計回りに回動しようとするL字アーム16aの位置を規制し、L字アーム16aに固定された電磁シールド板15が第1の位置に位置するように設けられている。
In the present embodiment, the schematic configuration of the
Further, a
Further, on the
As shown in FIG. 12A, the position of the
遠心鋳造装置1Eによれば、回転駆動部3を停止し、金型4の回転が停止されている間は、図12(a)に示すように、電磁シールド板15が第1の位置に位置される。これにより、貫通口12aの全体が電磁シールド板15に覆われる。したがって、金型4の金型上面4dは、溶湯注入口4aの部分も含めて、電磁シールド12および電磁シールド板15のいずれかで覆われるため、金型4の上面側全体が電磁シールドされている。
According to the
一方、回転駆動部3を駆動し、金型4の回転を開始すると、図12(b)に示すように、錘16bに遠心力Fが作用する。この遠心力Fは、回動支軸16cに関して図示反時計回りのモーメントをL字アーム16aに作用させるため、コイルバネ16fが引っ張られてコイルバネ16fの弾性復元力による図示時計回りのモーメットとつり合う位置まで、L字アーム16aが回動する。ここで、コイルバネ16fは、回転時に錘16bに作用する遠心力に抗して錘16bを径方向内側に向けて付勢する付勢手段を構成している。
したがって、コイルバネ16fのバネ定数を適宜設定することにより、金型4が一定回転数に達したときに、電磁シールド板15を第2の位置に移動させることができる。
したがって、貫通口12aを通して、溶湯10を下方に通過させることができる。
また、回転駆動部3を停止して金型4の回転を停止すれば、コイルバネ16fの弾性復元力によって、電磁シールド板15が第1の位置に移動する。
On the other hand, when the
Therefore, by appropriately setting the spring constant of the
Therefore, the
Moreover, if the rotation drive
遠心鋳造装置1Eによって、鋳造成形を行うには、まず、回転駆動部3を停止した状態で、金属材料の誘導加熱を行い、溶湯10を形成する。
このとき、金型4の上面側は全体が電磁シールドされているため、溶湯注入口4aを通して磁力線が金型4内に侵入することを確実に防止できる。この結果、誘導加熱による金型4の温度上昇を確実に防止することができる。
次に、溶湯10が成形開始温度の近傍に達したときに、回転駆動部3の回転を開始し、金型4を回転させる。金型4が一定回転数に達すると、電磁シールド板15が第2の位置に移動するため、貫通口12aの上方が開放される。
溶湯10が成形開始温度に達し、かつ貫通口12aの上方が開放されたら、誘導加熱を停止し、溶湯10を落下させる。
以下、上記第2の実施形態と同様に、溶湯10が固化した後、成形品を脱型することができる。
In order to perform casting with the
At this time, since the entire upper surface side of the
Next, when the
When the
Hereinafter, similarly to the second embodiment, after the
遠心鋳造装置1Eによれば、第2の実施形態に比べて、誘導加熱時の磁束の漏れによる金型4の温度上昇をさらに抑制することができるため、冷却速度の低下をさらに低減することができる。
また、シールド退避機構16は、金型4の回転に伴って錘16bに作用する遠心力によって、電磁シールド板15の移動を行うため、シールド退避機構16に専用の動力源や制御手段を備える必要がない。このため装置構成が簡素となる。
また、遠心鋳造装置1Eでは、例えば、装置のトラブルによって金属材料の誘導浮遊に失敗し、金属材料や加熱途中の溶湯が落下してしまった場合でも、電磁シールド板15によって、これらの金属材料や加熱途中の溶湯が溶湯注入口4a内に入り込むことがない。このため、金型4内を清掃したり、金型4をセットし直したりする必要がないため、成形のやり直しが容易となる。
According to the
Further, since the
Further, in the
なお、上記の第1の実施形態の説明では、電磁シールド5は、中心軸O1に沿う方向から見たときに、金型4側の最小のコイル内周よりも径方向外側の領域(図3における円C1よりも径方向外側)に設けられるとともに、金型4側の最小のコイル内周よりも径方向内側の領域にも電磁シールド5が設けられている場合の例で説明した。
電磁シールド5は、少なくとも、中心軸O1に沿う方向から見たときに、金型4側の最小のコイル内周よりも径方向外側の領域に位置していれば、下側コイル部7Bによる磁力線が電磁シールド5に侵入することが可能である。したがって、貫通口5aの内径D1を金型4側の最小のコイル内周の内径DBよりも大きくした構成としてもよい。
また、電磁シールド5は、中心軸O1に沿う方向から見たときに、誘導加熱コイル7の最大外径Dmaxを外径とし、金型4側の最小のコイル内周の内径DBを内径とする輪帯状の領域と重なる範囲に設けることがより好ましい。
また、他の実施形態における貫通口12aの内径D1も同様である。
In the description of the first embodiment, the
The
The same applies internal diameter D 1 of the through
また、上記の第1の実施形態の説明では、電磁シールド5の形状が、円環状の場合の例で説明したが、電磁シールド5は、内周および外周が多角形状を有する孔あき板であってもよい。この場合、多角形形状は、中心軸に関して回転対称であればより好ましい。
In the description of the first embodiment, the
また、上記第3の実施形態では、電磁シールド13の管内径が一定の割合で縮径された場合の例で説明したが、縮径の割合は軸方向に変化していてもよい。
また、電磁シールド13の管形状は、軸方向に下側に縮径される形状には限定されず、誘導加熱コイル7の下端部を下方側および側方を覆う適宜の断面形状を採用することができる。
また、電磁シールド13は、下側に底面を有する有底管状部材とし、この底面の中心部に貫通孔を設けて下側開口部13bとした形状を採用してもよい。
また、図7では、電磁シールド13は、下側コイル部7Bの最下段のコイル巻線の側方を覆うように描かれているが、上側開口部13aはさらに上方に延ばされ、複数段のコイル巻線の側方を覆う形状としてもよい。放射温度計9による測定を妨げない限り、下側コイル部7Bの全体の側方を覆う形状に設けてもよい。
In the third embodiment, the example in which the pipe inner diameter of the
Moreover, the tube shape of the
Further, the
Further, in FIG. 7, the
また、上記第3の実施形態の第2変形例の説明では、遠心鋳造装置1Dが、電磁シールド13と電磁シールド12とを備える場合の例で説明したが、電磁シールド12のみで、必要な電磁シールド効果が得られる場合には、電磁シールド13は、比透磁率が低い材質で形成された部材に置き換え、単に、溶湯10の跳ね上がりから下側コイル部7Bを保護する保護部材としてもよい。
In the description of the second modification of the third embodiment, the
また、上記第4の実施形態の説明では、誘導加熱開始時には、金型4の回転を停止しておく場合の例で説明したが、錘16bに作用するによって、電磁シールド板15が貫通口12aを覆う位置からずれない程度の速度で金型4を回転させておき、誘導加熱を終了する直前に回転を加速して、電磁シールド板15が第2の位置に移動するようにしてもよい。
また、第1の位置から第2の位置までの移動時間を、溶湯10の落下時間よりも短くすることができる場合には、誘導加熱を終了すると同時に、回転を開始または加速するようにしてもよい。
In the description of the fourth embodiment, the example in which the rotation of the
Moreover, when the moving time from the first position to the second position can be made shorter than the dropping time of the
また、上記第4の実施形態の説明では、錘16bが、遠心力によって回転移動することによって、径方向外側および周方向に沿って移動する場合の例で説明したが、錘16bおよびコイルバネ16fを金型4上で径方向に沿って配置し、錘16b、電磁シールド板15が径方向に沿ってスライド移動する構成としてもよい。
In the description of the fourth embodiment, the example in which the
また、上記第4の実施形態の説明では、シールド退避機構16が、電磁シールドの一部である電磁シールド板15を金型4の溶湯注入口4a上から退避するように移動する場合の例で説明した。
ただし、シールド移動機構は、金型と誘導加熱コイルとの間に配置された電磁シールドの全部を、金型に対して誘導加熱コイルの径方向に移動して、金型上から退避させる構成としてもよい。
例えば、上記第1の実施形態において、電磁シールド5を、貫通口5aが削除された円板状の電磁シールドに置き換え、電磁シールド支持部材6に代えて電磁シールドを誘導加熱コイル7の径方向に進退させるマニピュレータを設けてシールド移動機構とし、溶湯10を落下させる直前に、このシールド移動機構によって電磁シールド全体を溶湯注入口4a上から退避させる構成としてもよい。また、電磁シールドの外径を金型4の外径と一致させておくと、上記第4の実施形態と同様に、金型4の全体を電磁シールドできるため、より好ましい。
In the description of the fourth embodiment, the
However, the shield moving mechanism is configured to move all of the electromagnetic shield arranged between the mold and the induction heating coil in the radial direction of the induction heating coil with respect to the mold and retract from the mold. Also good.
For example, in the first embodiment, the
また、上記の各実施形態の説明では、誘導加熱コイル7が誘導浮遊加熱コイルの場合の例で説明したが、溶湯を浮遊させない誘導加熱コイルを用いて、るつぼ内に溶湯を形成し、成形開始温度に達した溶湯をるつぼから落下させる構成としてもよい。
In the above description of each embodiment, the
また、上記の各実施形態、変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。 In addition, all the constituent elements described in the above embodiments and modifications can be implemented in appropriate combination within the scope of the technical idea of the present invention.
1、1A、1B、1C、1D、1E 遠心鋳造装置
3 回転駆動部
4 金型
4a 溶湯注入口
4c キャビティ
4d 金型上面
5、12、13、13A 電磁シールド
5a、12a 貫通口
7 誘導加熱コイル
7A 上側コイル部
7B 下側コイル部
10 溶湯
11、13c 低透磁率層
11a 貫通口
13b 下側開口部(貫通口)
15 電磁シールド板(電磁シールド)
16 シールド退避機構(シールド移動機構)
16b 錘
16f コイルバネ
F 遠心力
M1、M2、M3、M4 磁力線
O1 中心軸
O2 回転中心軸
DESCRIPTION OF
15 Electromagnetic shield plate (electromagnetic shield)
16 Shield retraction mechanism (shield movement mechanism)
Claims (8)
前記溶湯を注入して鋳造成形を行うキャビティと該キャビティに前記溶湯を注入するための溶湯注入口とを有し、該溶湯注入口が前記誘導加熱コイルの下方に配置された金型と、
前記誘導加熱コイルと前記金型との間に設けられた電磁シールドとを備え、
該電磁シールドは、前記誘導加熱コイルの中心軸に沿う方向から見て、少なくとも前記誘導加熱コイルの前記金型側の最小のコイル内周よりも径方向外側の領域に設けられた
ことを特徴とする遠心鋳造装置。 An induction heating coil for obtaining a molten metal by electromagnetic induction heating of a metal material;
A mold for injecting the molten metal to perform casting and a molten metal inlet for injecting the molten metal into the cavity, and a mold in which the molten metal inlet is disposed below the induction heating coil;
An electromagnetic shield provided between the induction heating coil and the mold,
The electromagnetic shield is provided at least in a region radially outside the smallest coil inner circumference on the mold side of the induction heating coil as viewed from the direction along the central axis of the induction heating coil. Centrifugal casting equipment.
前記電磁シールドは、前記誘導加熱コイルの中心軸に沿う方向から見て、前記コイル内周よりも径方向内側の領域にも設けられるとともに、前記溶湯を通過させる貫通口を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の遠心鋳造装置。 The induction heating coil is an induction floating heating coil that induces and floats the molten metal,
The electromagnetic shield is provided in a region radially inward from the inner circumference of the coil when viewed from the direction along the central axis of the induction heating coil, and has a through-hole through which the molten metal passes. The centrifugal casting apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to claim 1, further comprising a shield moving mechanism that moves an arrangement position of at least a part of the electromagnetic shield in a radial direction of the induction floating coil with respect to the mold.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a low permeability layer having a relative permeability lower than that of the electromagnetic shield between the electromagnetic shield and the mold. .
ことを特徴とする請求項4に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to claim 4, wherein the electromagnetic shield is fixed on the mold through the low magnetic permeability layer.
ことを特徴とする請求項4または5に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to claim 4, wherein the low magnetic permeability layer has a heat insulating layer that suppresses heat transfer from the electromagnetic shield.
ことを特徴とする請求項2に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to claim 2, wherein the electromagnetic shield is disposed closer to the induction heating coil than an intermediate between the induction heating coil and the mold.
ことを特徴とする請求項7に記載の遠心鋳造装置。 The centrifugal casting apparatus according to claim 7, wherein a low permeability layer having a lower relative permeability than that of the electromagnetic shield is provided on the mold side of the electromagnetic shield.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010184099A JP2012040590A (en) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Centrifugal casting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010184099A JP2012040590A (en) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Centrifugal casting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012040590A true JP2012040590A (en) | 2012-03-01 |
Family
ID=45897471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010184099A Pending JP2012040590A (en) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Centrifugal casting apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012040590A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9533348B2 (en) | 2013-01-10 | 2017-01-03 | Ihi Corporation | Centrifugal casting apparatus |
WO2018134219A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Casting method |
JP2019186132A (en) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Induction heating dissolution device |
CN111758299A (en) * | 2018-07-17 | 2020-10-09 | Ald真空技术有限公司 | Suspension melting method using ring-shaped member |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494859A (en) * | 1990-08-10 | 1992-03-26 | Daido Steel Co Ltd | Apparatus for precisely casting metal |
JPH04182052A (en) * | 1990-11-14 | 1992-06-29 | Hitachi Metals Ltd | Precise casting device for ti or ti base alloy |
JPH10318679A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Daido Steel Co Ltd | Method and apparatus for melting and casting metal |
JP2009125811A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | General Electric Co <Ge> | Method for centrifugally casting highly reactive titanium metals |
JP2010149173A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Olympus Corp | Centrifugal casting apparatus and centrifugal casting method |
-
2010
- 2010-08-19 JP JP2010184099A patent/JP2012040590A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494859A (en) * | 1990-08-10 | 1992-03-26 | Daido Steel Co Ltd | Apparatus for precisely casting metal |
JPH04182052A (en) * | 1990-11-14 | 1992-06-29 | Hitachi Metals Ltd | Precise casting device for ti or ti base alloy |
JPH10318679A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Daido Steel Co Ltd | Method and apparatus for melting and casting metal |
JP2009125811A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | General Electric Co <Ge> | Method for centrifugally casting highly reactive titanium metals |
JP2010149173A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Olympus Corp | Centrifugal casting apparatus and centrifugal casting method |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9533348B2 (en) | 2013-01-10 | 2017-01-03 | Ihi Corporation | Centrifugal casting apparatus |
TWI724269B (en) * | 2017-01-17 | 2021-04-11 | 德商Ald真空工業股份有限公司 | Casting method |
WO2018134219A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Casting method |
CN109963668A (en) * | 2017-01-17 | 2019-07-02 | Ald真空技术有限公司 | Casting method |
KR20190108105A (en) * | 2017-01-17 | 2019-09-23 | 알트 바쿰 테크놀로기즈 게엠베하 | Casting method |
US20190366427A1 (en) * | 2017-01-17 | 2019-12-05 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Casting method |
CN109963668B (en) * | 2017-01-17 | 2022-04-19 | Ald真空技术有限公司 | Casting method |
US10843259B2 (en) | 2017-01-17 | 2020-11-24 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Casting method |
RU2738851C2 (en) * | 2017-01-17 | 2020-12-17 | Алд Вакуум Текнолоджиз Гмбх | Method of casting production |
KR102222041B1 (en) | 2017-01-17 | 2021-03-03 | 알트 바쿰 테크놀로기즈 게엠베하 | Casting method |
JP2019186132A (en) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | Induction heating dissolution device |
JP2021522666A (en) * | 2018-07-17 | 2021-08-30 | アー エル デー ヴァキューム テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングALD Vacuum Technologies GmbH | Floating melting method using cyclic elements |
US11192179B2 (en) | 2018-07-17 | 2021-12-07 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Levitation melting method using an annular element |
CN111758299B (en) * | 2018-07-17 | 2022-02-25 | Ald真空技术有限公司 | Suspension melting method using ring-shaped member |
TWI757611B (en) * | 2018-07-17 | 2022-03-11 | 德商Ald真空工業股份有限公司 | Method for producing cast bodies, apparatus for levitation melting electrically conductive material and use of ring-shaped element consisting of electrically conductive material |
CN111758299A (en) * | 2018-07-17 | 2020-10-09 | Ald真空技术有限公司 | Suspension melting method using ring-shaped member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012040590A (en) | Centrifugal casting apparatus | |
JP5628426B2 (en) | SiC single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP2007027715A (en) | Low magnetic field loss cold mass structure for superconducting magnet | |
JP6016818B2 (en) | Open bottom conductive cooled crucible for ingot electromagnetic casting. | |
CN101600961A (en) | Wire-rope flaw detector | |
EP3038771A1 (en) | Manufacturing of a metal component or a metal matrix composite component involving contactless induction of high-frequency vibrations | |
KR100778019B1 (en) | A crucible for an electromagnetic continuous casting apparatus with high melting efficiency and product yield | |
US20110319270A1 (en) | Apparatus for Melting Metal Pieces | |
JP2004524256A (en) | Heat shield assembly for crystal puller | |
EP3482848A1 (en) | Multi-layer susceptor design for magnetic flux shielding in directional solidification furnaces | |
JP2014510641A5 (en) | ||
KR20120008528A (en) | Rotating magnetron sputtering apparatus | |
KR101861428B1 (en) | Shaping machine | |
JP5309190B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor wafer made of silicon | |
JP2010149173A (en) | Centrifugal casting apparatus and centrifugal casting method | |
JP2002144019A (en) | Unidirectional solidified casting method and apparatus therefor | |
CN107677126B (en) | Electromagnetic suspension water-cooled copper crucible | |
EP2366474B1 (en) | Device for detecting slag content in liquid metal stream | |
EP0448113B1 (en) | Method for continuous casting of molten steel and apparatus therefor | |
CN103317106B (en) | Method and device for improving casting quality of large steel ingots | |
RU2455106C1 (en) | Semi-continuous tube casting machine crystalliser | |
JP3122321B2 (en) | Continuous casting equipment and melting furnace by induction heating with magnetic flux interruption device | |
JP2010125513A (en) | Centrifugal casting apparatus and centrifugal casting method for amorphous alloy | |
JP3094904B2 (en) | Apparatus and method for melting and solidifying material | |
CN117279136B (en) | Magnet device for induction heating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140805 |