JP2014076451A - 鋳型及び鋳造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋳型本体10と、鋳型本体10の上面に開口し、溶湯が注がれる湯口11と、湯口11に連結され、注がれた溶湯が鉛直方向に流れる第1たて湯道13と、第1たて湯道13に連結され、第1たて湯道13を通過した溶湯が水平方向に流れる第1よこ湯道15と、第1よこ湯道15に連結され、第1横湯道15を通過した溶湯が鉛直方向に流れる第2たて湯道17と、第2たて湯道17に連結され、第2たて湯道17を通過した溶湯が水平方向に流れる第2よこ湯道19と、第2よこ湯道19に連結され、第2たて湯道19を通過して供給された溶湯が凝固する製品キャビティ23と、第1よこ湯道15に連結され、第1よこ湯道15を流れる溶湯に含まれるガスを回収するガス回収路25と、を備える鋳型1。
【選択図】図2
Description
鋳型100は、湯口101から注がれた溶湯は、鉛直方向に延びるたて湯道103、たて湯道103に連なるよこ湯道105、よこ湯道105に連なる堰107を順次通り、製品キャビティ109に供給される。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、大型の鋳物製品へのガスの流入を抑制できる鋳型、及び、その鋳型を用いて鋳物を製造する鋳造方法を提供することを目的とする。
本発明の鋳型は、ガス回収路を備えることを特徴とする。ガス回収路は、第1よこ湯道に連結され、第1よこ湯道を流れる前記溶湯に含まれるガスを回収する。
なお、本願発明において、水平方向及び鉛直方向とは、実際に鋳造を行うために置かれた鋳型の向きを基準にして特定される。
一つ目による形態のガス回収路は、第1よこ湯道と第2たて湯道の連結部に連通し、かつ、第1よこ湯道において溶湯が流れる向きに、第2たて湯道を越えて水平方向に沿って形成される。このガス回収路には、第1よこ湯道を通ってきた溶湯に含まれるガスの一部が、溶湯とともに流れ込むことで、第2たて湯道に流れ込むガスの量を低減する。しかも、ガス回収路には、溶湯も流れ込むため、鋳型本体から剥離した鋳物砂、その他の異物も流れ込むため、健全な鋳物製品を得る上で好ましい。
ガス及び介在物を含む溶湯が捕捉部まで達すると、ガス回収路と捕捉部との境界部分に形成される段差が障害となって、ガス及び介在物はガス回収路に向けて逆流し難い。したがって、捕捉部を設けることにより、より健全な鋳物製品を得るのに寄与することができる。
ガス回収路に達したガスを鋳型の外部に排出することで、より健全な鋳物の製造に寄与することができる。このガス吹き路は、湯道(第1たて湯道〜第2よこ湯道)を掃除するのにも利用できる。
このガス回収路は、溶湯内を上方に浮上して溶湯の表面から放出されてガスを流れ込ませることで、それよりも下流側(溶湯の流れ)へ流れるガスの量を低減できる。
[第1実施形態]
第1実施形態に係る鋳型1は、鋳型本体10と、鋳型本体10が収容される型枠40と、鋳型本体10及び型枠40が載せられる台盤50と、を主たる構成要素として備えている。鋳型本体10には製品キャビティ23が形成されており、この製品キャビティ23に図示しない取鍋から溶湯を供給することにより、鋳物製品を鋳造する。なお、製品キャビティ23を含め、ここで示す鋳型1の構造、形状はあくまで一例にすぎない。
鋳型本体10は、鋳物砂を堆積させることで形成される。鋳型本体10は、鋳物砂以外に、鋳物砂同士を結着するバインダ、その他の添加物を含むことを許容する。
鋳型本体10には、取鍋から溶湯が注がれる湯口11が上面に開口している。鋳型本体10には、 湯口11に基端(図中、上端)で連なる第1たて湯道13が形成されている。第1たて湯道13は鋳型本体10の高さ方向に沿って形成されており、注がれた溶湯は鉛直方向に流れる。
第1たて湯道13の下端である終端には第1よこ湯道15が連通している。第1よこ湯道15は、鋳型本体10の幅方向に沿って、基端(第1たて湯道13の終端)から終端に亘って形成されている。第1たて湯道13から流れ込んだ溶湯は、その基端から終端まで第1よこ湯道15を水平方向に流れる。
第2たて湯道17の終端には、第2よこ湯道19が連通している。第2よこ湯道19は、その基端(第2たて湯道17の終端)において鋳型本体10の幅方向Xの両側に向けて各々分岐する分岐湯道19A,19Bからなる。分岐湯道19A,19Bは、各々、鋳型本体10の幅方向Xの所定位置で直角に屈曲した後に、鋳型本体10の長さ方向に沿って終端まで形成されている。第2よこ湯道19から流れ込んだ溶湯は、基端から終端まで分岐湯道19A,19Bを水平方向に流れる。
分岐湯道19A,19Bの各々の終端には、鉛直方向の上向きに立ち上がる押上げ堰21が連通しており、さらに押上げ堰21の先端には製品キャビティ23が連通している。第2よこ湯道19(分岐湯道19A,19B)から流れ込んだ溶湯は、押上げ堰21を介して通過して製品キャビティ23に供給された後に凝固される。なお、製品キャビティ23には押湯を設けることができるが、ここでの記載は省略している。
ガス回収路25は、第1よこ湯道15と第2たて湯道17の連結部に、基端で連通しており、第1よこ湯道15において溶湯が流れる向きに連結部を越えて、行き止まりである終端まで形成されている。ガス回収路25は、終端側に基端側よりも径が拡大された捕捉部26を備えている。第1よこ湯道15の終端に至った溶湯は、一部が第2たて湯道17に流れ込むが、残部はガス回収路25に流れ込む。
一方、図3(b)に示されるように、ガス回収路25を設けないと、ガスGは溶湯Mの上方に浮上するが、第2たて湯道17以外に行き場がないため、溶湯Mとともに第2たて湯道17に流れ民でしまう。
次に、本発明の第2実施形態に係る鋳型2を、図4を参照して説明する。
鋳型2もガス回収路25を備えている点で鋳型2は鋳型1と同じであり、以下では、鋳型1との相違点を中心にして鋳型2を説明する。なお、鋳型1と同じ構成部分には、図4に鋳型1と同じ符号を付している。
鋳型2は、ガス抜き路27を備えている。ガス抜き路27は、一端がガス回収路25に連通され、他端が鋳型本体10の上面に開口している。ガス回収路25にガスを含んだ溶湯が到達すると、ガスは溶湯の上面に向かって浮上する。ガス抜き路27に対応する位置で浮上したガスは、溶湯の上面から離脱し、ガス抜き路27を通って、鋳型本体10の外に放出される。したがって、鋳型2によると、鋳物製品のガス欠陥を抑制できるという鋳型1による効果に加えて、より健全な鋳物の製造に寄与できる利点がある。
ガス抜き路27は、鋳造を行う前に、湯道を掃除するのに有用である。つまり、鋳型2を造型する過程で鋳型2から遊離した鋳物砂が湯道内に残留することがあるが、ガス抜き路27の上端開口から送風することで、この鋳物砂を取り除くことができる。
第1,2実施形態に係るガス回収路25は、第2たて湯道17との接続部分を越えて、第1よこ湯道15を、溶湯Mの流れる向きに延長した形態をなしているが、本願発明のガス回収路はこの形態に限定されない。この例を、本発明の第3実施形態として、図5に基づいて説明する。なお、鋳型1と同じ構成部分には、図5に鋳型1と同じ符号を付している。
この鋳型3においても、ガスGを含む溶湯Mが第1よこ湯道15と第2たて湯道17の連結部分に達すると、ガス回収路29が設けられているために、上方に浮上したガスGが溶湯Mの表面から放出されてガス回収路29内に流れ込む。そのガスGはガス回収路29を通過して鋳型3の外部に排出される。したがって、第3実施形態に係る鋳型3においても、第1,2実施形態と同様に、鋳物製品のガス欠陥を抑制できる。しかも、鋳型3は、ガス回収路29が上向きに形成されているので、そこに流れ込む溶湯の量が鋳型1,2に比べて少ないので、溶湯を効率よく消費できる。
なお、ガス回収路29は、第1よこ湯道15と第2たて湯道17の連結部分に連なるように設けたが、第1たて湯道13と第1よこ湯道15の連結部分と、第1よこ湯道15と第2たて湯道17の連結部分の間に設けることもできる。
例えば、ガス回収路25は水平方向に沿って形成し、ガス回収路29は鉛直方向に沿って形成したが、水平(鉛直)方向に傾斜して形成することもできる。このことは、湯道(第1たて湯道13,第1よこ湯道15,第2たて湯道17,第2よこ湯道19)についても同様である。
また、ガス回収路25,29は、湯道(第1よこ湯道15,第2たて湯道17)と同じ口径として示したが、湯道よりも口径を大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
10 鋳型本体
11 湯口
13 第1たて湯道
15 第1よこ湯道
17 第2たて湯道
19 第2よこ湯道
19A,19B 分岐湯道
21 押上げ堰
23 製品キャビティ
25,29 ガス回収路
26 捕捉部
27 ガス抜き路
G ガス
M 溶湯
40 型枠
50 台盤
Claims (6)
- 鋳物砂で形成された鋳型本体と、
前記鋳型本体の上面に開口し、溶湯が注がれる湯口と、
前記湯口に連結され、注がれた前記溶湯が鉛直方向に流れる第1たて湯道と、
前記第1たて湯道に連結され、前記第1たて湯道を通過した前記溶湯が水平方向に流れる第1よこ湯道と、
前記第1よこ湯道に連結され、前記第1よこ湯道を通過した前記溶湯が鉛直方向に流れる第2たて湯道と、
前記第2たて湯道に連結され、前記第2たて湯道を通過した前記溶湯が水平方向に流れる第2よこ湯道と、
前記第2よこ湯道に連結され、前記第2たて湯道を通過して供給された前記溶湯が凝固する製品キャビティと、
前記第1よこ湯道に連結され、前記第1よこ湯道を流れる前記溶湯に含まれるガスを回収するガス回収路と、
を備えることを特徴とする鋳型。 - 前記ガス回収路は、
前記第1よこ湯道と前記第2たて湯道の連結部に連通し、かつ、
前記第1よこ湯道において前記溶湯が流れる向きに、前記第2たて湯道を越えて水平方向に沿って形成される、
請求項1に記載の鋳型。 - 前記ガス回収路は、
前記溶湯が流れる向きの先端側に、開口寸法が拡大された捕捉部を備える、
請求項2に記載の鋳型。 - 一端が前記ガス回収路に連通し、他端が前記鋳型本体の上面に開口する、ガス抜き路が鉛直方向に沿って形成される、
請求項3に記載の鋳型。 - 前記ガス回収路は、
一端が第1よこ湯道15に連通し、鉛直方向に沿って形成される、
請求項1に記載の鋳型。 - 溶湯を鋳型内に鋳込んで鋳物製品を得る鋳造方法であって、
前記鋳型が請求項1〜5のいずれか一項に記載の鋳造方法。
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