JP2015223630A - Shape of dead head with high dead head efficiency, and casting method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape of a dead head higher in dead head efficiency than a conventional dead head based on a cylinder.SOLUTION: A shape of a dead head is based on a shape defined by an ellipsoid.

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

産業上の利用分野Industrial application fields

鋳造に用いる押湯の形状であって、押湯効率の高い押湯の形状及び鋳造方法を提供するものである。  The shape of the feeder used for casting, and the shape and casting method of the feeder having high feeder efficiency.

鋳造においては、製品部の健全性を高めるため製品部の適宜の個所に押湯を設け、押湯から製品部の凝固収縮を補給することが行われており、一般的には製品部の上部に設ける揚り押湯や側面に設けるサイド押湯が用いられている。しかし、いずれの場合も、押湯が鋳込重量に占める割合は、通常20〜40%であり、その結果、製品部重量/鋳込重量で示される鋳造歩留りが低いという問題点がある。したがって、押湯の適正な形状、大きさの決定は鋳造コストを左右する鋳造歩留りを向上させるための重要な課題である。  In casting, in order to improve the soundness of the product part, a hot water is provided at an appropriate part of the product part, and the solidification shrinkage of the product part is replenished from the hot water. There are used a hot water feeder provided on the side and a side hot water provided on the side surface. However, in any case, the ratio of the feeder to the casting weight is usually 20 to 40%. As a result, there is a problem that the casting yield indicated by the product part weight / casting weight is low. Therefore, the determination of the proper shape and size of the feeder is an important issue for improving the casting yield that affects the casting cost.

鋳造方法には、注湯方向と模型の見切面方向の関係で平込め鋳造と縦型鋳造がある。注湯方向と模型の見切面方向が直角な場合が平込め鋳造であり、平行な場合が縦型鋳造である。縦型鋳造においては、製品部と押湯の配置の関係から比較的自由な形状の押湯を用いることができるが、それでも効率の高い押湯形状は定まっていない。一方、平込め鋳造では、製品部と押湯の配置の自由度が小さいので、用いられる押湯の形状は後述するようにかなり制限されるため、効率の高い押湯形状がなく、鋳造歩留りを高めることができないという問題点がある。本発明は平込め鋳造にも縦型鋳造にも適用できる押湯効率の高い押湯の形状を提供するものであるが、特に平込め鋳造において高い効果をもたらすものである。  As casting methods, there are flat casting and vertical casting depending on the relationship between the pouring direction and the parting plane direction of the model. Flat casting is when the pouring direction is perpendicular to the parting plane direction of the model, and vertical casting is when it is parallel. In vertical casting, a relatively free shape of the feeder can be used because of the arrangement of the product portion and the feeder, but a highly efficient feeder shape is not yet determined. On the other hand, in flat casting, since the degree of freedom of the arrangement of the product part and the feeder is small, the shape of the feeder used is considerably limited as described later, so there is no efficient feeder shape and the casting yield is reduced. There is a problem that it cannot be increased. Although the present invention provides a shape of a feeder with high feeder efficiency that can be applied to both flat casting and vertical casting, it is particularly effective in flat casting.

従来から鋳造に用いられている押湯の基本形状は、ほとんどが直径D、高さHの円柱を基本形状(以下、円柱状と称す)とするもので、通常H=(1.5〜2)D程度の形状となっている。そして、この基本形状に、製品部と押湯の基本形状をつなぐ部分に相当する堰の部分(堰部ともいう)が設けられている。すなわち、押湯は基本形状と堰の部分から構成されている。本発明においても同様である。また、押湯には造型時の型上り性を考慮して適宜の抜け勾配及び角R、隅Rなどが付けられている。基本形状として円柱状が使われるのは、形状が簡単で模型製作が容易であること及び、製品部の高さに対応して適宜の高さを作り易いという理由からである。これが押湯形状の従来技術である。  Conventionally, the basic shape of the feeder used for casting is mostly a cylinder having a diameter D and a height H (hereinafter referred to as a cylindrical shape), and usually H = (1.5 to 2). ) The shape is about D. The basic shape is provided with a weir portion (also referred to as a weir portion) corresponding to a portion connecting the product portion and the basic shape of the feeder. That is, the feeder is composed of a basic shape and a weir part. The same applies to the present invention. In addition, an appropriate draft angle, corner R, corner R, and the like are attached to the feeder in consideration of mold-up characteristics during molding. The reason why the cylindrical shape is used as the basic shape is that the shape is simple and the model can be easily manufactured, and it is easy to make an appropriate height corresponding to the height of the product portion. This is the conventional technology of the shape of the feeder.

従来技術の事例を図11及び図12示す。図11は、製品部4の上部に揚り押湯15を設けた鋳型の状態を示す。図12は、製品4の側面にサイド押湯16を設けた鋳型の状態を示す。このように設けた押湯15及び16から堰の部分3を通して製品部4の凝固収縮を補給することで、製品部4の健全性を確保することが一般的に行われている。  Examples of the prior art are shown in FIGS. FIG. 11 shows a state of a mold in which a fried hot water 15 is provided on the upper part of the product part 4. FIG. 12 shows the state of the mold in which the side feeder 16 is provided on the side surface of the product 4. It is generally performed to ensure the soundness of the product portion 4 by replenishing the solidification shrinkage of the product portion 4 through the weir portions 3 from the feeders 15 and 16 thus provided.

この円柱状の押湯の欠点は、押湯側面及び上下面の表面積が大きく、これが冷却面(放熱面)となり凝固の進行が速いことである。そのため、製品部に対して大きな体積の押湯となり、鋳込み重量に占める割合が20〜40%と大きくなり、結果として鋳造歩留りが低くなるのである。製品部の体積に対する押湯の比率で表すと、一般的に40〜100%である。  The disadvantage of this cylindrical feeder is that the side surfaces of the feeder side and the upper and lower sides are large, and this becomes a cooling surface (heat dissipating surface) and solidification progresses quickly. Therefore, it becomes a large volume feeder for a product part, and the ratio which occupies for casting weight becomes large with 20 to 40%, and a casting yield becomes low as a result. When expressed as a ratio of the hot water to the volume of the product part, it is generally 40 to 100%.

押湯の効率は簡便には、体積/表面積で示される凝固モジュラスなる指標を用いて評価できる。すなわち凝固モジュラスが大きいものは凝固が遅く、製品部の凝固に対応して長時間、凝固収縮を補給することができる。従来用いられている円柱状の押湯の欠点はここにある。つまり、上述のように、円柱状の押湯は側面及び上下面の表面積が大きく、そのため体積が大きい割に凝固モジュラスが小さくなり、押湯の効率が低いのである。そのため、押湯の体積を大きくして、製品部の凝固モジュラスよりも大きな値を得るようにしていることが鋳造歩留りが低い原因となっている。  The efficiency of the feeder can be simply evaluated using an index of solidification modulus expressed by volume / surface area. That is, the one with a large solidification modulus is slow to solidify, and the solidification shrinkage can be replenished for a long time corresponding to the solidification of the product part. This is the disadvantage of the conventional cylindrical feeder. That is, as described above, the columnar hot water has a large surface area on the side surface and the upper and lower surfaces. Therefore, the solidification modulus is small for a large volume, and the efficiency of the hot water is low. For this reason, increasing the volume of the feeder and obtaining a value larger than the solidification modulus of the product part is the cause of the low casting yield.

従来技術について、特許文献をキーワード「鋳造×押湯」で検索した結果のうちから押湯を用いた主要な鋳造方案の例を下記に示す。
特開2008−221285 特開2007−111741 特開2005−144461 特開平10−221333 特開平10−43836 特開平9−314308 特開平8−290254 特開平8−93204 特開平5−104195 特開平5−69108
Regarding the prior art, an example of a main casting method using a feeder is shown below from the results of searching the patent literature with the keyword "casting x feeder".
JP2008-212285A JP2007-111741 JP-A-2005-144461 JP-A-10-221333 JP 10-43836 A JP 9-314308 A JP-A-8-290254 JP-A-8-93204 JP-A-5-104195 JP-A-5-69108

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

上記のような従来技術の問題点を整理すると次のようになる。鋳造コストを左右する重要な指標である鋳造歩留りが低いひとつの理由は、鋳込重量の20〜40%を占める押湯の形状に、円柱を基本形状として用いていることである。これは凝固モジュラスが小さくなり、そのために大きな体積の押湯を用いることになり、鋳造歩留りの低迷をもたらしている。  The problems of the prior art as described above can be summarized as follows. One reason why the casting yield, which is an important index that affects casting cost, is low is that a cylinder is used as the basic shape for the shape of the feeder that accounts for 20 to 40% of the casting weight. This reduces the solidification modulus, which requires the use of a large volume of feeder, resulting in poor casting yield.

上記のような問題点に鑑み、本発明では、従来にない新規な押湯の形状を提供することを目的とする。これによって、鋳造歩留りが大幅に改善され、鋳物製品の大きなコストダウンが得られる。  In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an unprecedented new hot-water shape. As a result, the casting yield is greatly improved, and the cost of casting products can be greatly reduced.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

(手段1)
鋳造に用いる押湯の形状であって、押湯の堰の部分を除いた押湯の基本形状が、鋳型の見切面に平行な方向のX及びY方向の半径をそれぞれA及びBとし、見切面に直角な方向のZ(高さ)方向の半径をCとするとき、X/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体であり、かつB=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aであることを特徴とする押湯の形状である。本手段においても、従来技術同様、押湯は基本形状と堰の部分から構成されるものとする。
(Means 1)
The shape of the feeder used for casting, and the basic shape of the feeder except for the dam portion of the feeder is A and B, respectively, with radii in the X and Y directions parallel to the parting surface of the mold. When the radius in the Z (height) direction perpendicular to the cut surface is C, it is an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 and B = (0. 8 to 1.3) A and C = (0.8 to 1.3) A. Also in this means, as in the prior art, the feeder is composed of a basic shape and a weir part.

本手段では、従来の基本の形状が円柱状の押湯に代わって、X/A+Y/B+Z/Cで示される楕円体を基本の形状とする押湯を用いた。この形状式は、断面が楕円で与えられる形状全般を示したものである。特殊な場合として、A=Bのときは、Aを半径とする回転体で、高さがCの楕円体の押湯を与える。また、A=B=Cのときは、球状体の押湯を与える。In this means, instead of the cylindrical feeder, the conventional basic shape uses a feeder whose basic shape is an ellipsoid represented by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 . . This shape formula shows all shapes whose cross section is given by an ellipse. As a special case, when A = B, an ellipsoidal hot water having a height of C and a rotating body having a radius of A is provided. Further, when A = B = C, a spherical hot-spring is provided.

押湯の基本形状としては、一般に用いられる円柱状の他にも種々の形状が考えられるが、球状体が最も表面積が小さく、すなわち放熱面が小さく、保温性が高い。しかし、製品部の形状、高さなどによっては、球状体では十分対応できない場合があるので、本手段ではB寸法及びC寸法を、B=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aとした。この範囲であれば球状体に近い小さな表面積で、高い保温性が得られる。  Various shapes other than the generally used columnar shape are conceivable as the basic shape of the feeder, but the spherical body has the smallest surface area, that is, the heat radiation surface is small, and the heat retaining property is high. However, depending on the shape, height, etc. of the product part, a spherical body may not be able to cope with it sufficiently. Therefore, in this means, B dimension and C dimension are set to B = (0.8 to 1.3) A and C = ( 0.8 to 1.3) A. Within this range, high heat retention can be obtained with a small surface area close to a spherical body.

押湯の効率は、先に述べたように、一次的には凝固モジュラスで評価できるが、これをさらに単位体積当りの凝固モジュラスでみると、単位体積でどれだけの値の凝固モジュラスを得ることができるかがわかる。つまり、これが単位体積当たりの効率で見た真の押湯の効率である。  As mentioned earlier, the efficiency of the feeder can be evaluated primarily by the solidification modulus, but when this is further examined by the solidification modulus per unit volume, how much solidification modulus can be obtained per unit volume. You can see if you can. In other words, this is the efficiency of the true hot water seen from the efficiency per unit volume.

そこで、従来技術の基本形状が円柱状の押湯と、本手段の楕円体形状の押湯の凝固モジュラス及び単位体積当りの凝固モジュラスを比較してみることにする。例えば、円柱状の押湯の最も一般的な形状として、直径をDとし、高さH=1.5Dの場合と、楕円体形状の押湯として、最小半径A=0.5D、B=1.2A=0.6D、C=1.2A=0.6Dの場合を例にとって比較してみることにする。  Therefore, the solidification modulus and the solidification modulus per unit volume of the conventional feeder having a cylindrical shape and the ellipsoidal feeder of this means will be compared. For example, as the most common shape of a cylindrical feeder, the diameter is D and the height is H = 1.5D, and the ellipsoidal feeder is the minimum radius A = 0.5D, B = 1. Let us compare the case of 2A = 0.6D and C = 1.2A = 0.6D as an example.

まず、円柱状の押湯では、体積 V1=π/4×D×1.5D=1.18D、表面積 S1=2πD=6.28Dであり、したがって、凝固モジュラス M1=体積/表面積=0.188Dとなり、単位体積当りの凝固モジュラスK1=凝固モジュラス M1/体積=1/表面積=1/2πD=0.159/Dとなる。First, in the cylindrical feeder, volume V1 = π / 4 × D 2 × 1.5D = 1.18D 3 , surface area S1 = 2πD 2 = 6.28D 2 , and thus solidification modulus M1 = volume / surface area = 0.188D, solidification modulus per unit volume K1 = solidification modulus M1 / volume = 1 / surface area = 1 / 2πD 2 = 0.159 / D 2

次に基本形状が楕円体の押湯では、体積 V2=4/3×πABC=4/3×π×0.5D×0.6D×0.6D=0.754D、表面積は複雑な計算になるが、表面積 S2=4π[(A+A+B)/3]1/Pである。ここで概略計算としてP=1.6としても誤差は1%程度であることがわかっているので、この値を使って計算すると、表面積 S2=4.03Dとなる。
したがって、凝固モジュラス M2=体積/表面積=0.187D、単位体積当りの凝固モジュラス K2=凝固モジュラス M2/体積=1/表面積=0.248/Dとなる。
Next, for the feeder with an ellipsoidal basic shape, the volume is V2 = 4/3 × πABC = 4/3 × π × 0.5D × 0.6D × 0.6D = 0.754D 3 , and the surface area is a complicated calculation. made, but the surface area S2 = 4π [(a P B P + a P C P + B P C P) / 3] 1 / P. Here, since it is known that the error is about 1% even if P = 1.6 as a rough calculation, the surface area S2 = 4.03D 2 is calculated by using this value.
Accordingly, the solidification modulus M2 = volume / surface area = 0.187D, solidification modulus per unit volume K2 = solidification modulus M2 / volume = 1 / surface area = 0.248 / D 2.

ここで従来技術の円柱状の押湯と、本手段の楕円体形状の押湯の凝固モジュラス及び単位体積当りの凝固モジュラスを比較してみると、V2/V1=0.754/1.18=0.64、M2/M1=0.187/0.188=1.00、K2/K1=0.248/0.159=1.56となる。本手段の楕円体形状の押湯を用いることで、円柱状の押湯に比べ、凝固モジュラスは同じ、つまり押湯としての保温性、すなわち押湯効果は同等で、体積を従来技術の円柱状の押湯に比べ約36%削減できることがわかる。つまり、従来技術の円柱状の押湯に比べ、これだけ小さい押湯で同等以上の保温性を有する押湯を得ることができるのである。また、最小半径A=0.5D、B=1.3A=0.65D、C=1.3A=0.65Dの場合、削減率は25%程度となり低下するので、これを限度として規定した。具体的には実施例1において説明する。  Here, when comparing the solidification modulus and solidification modulus per unit volume of the columnar feeder of the prior art and the ellipsoidal feeder of this means, V2 / V1 = 0.754 / 1.18 = 0.64, M2 / M1 = 0.187 / 0.188 = 1.00, and K2 / K1 = 0.248 / 0.159 = 1.56. By using the ellipsoidal feeder of this means, compared with the cylindrical feeder, the solidification modulus is the same, that is, the heat retention effect as the feeder, that is, the effect of the feeder is equivalent, and the volume is the same as the cylindrical shape of the prior art. It can be seen that it can be reduced by about 36% compared to the hot water of. In other words, compared to the columnar hot water of the prior art, it is possible to obtain a hot water having a heat retaining property equal to or higher than that of a small hot water. Further, when the minimum radius A = 0.5D, B = 1.3A = 0.65D, and C = 1.3A = 0.65D, the reduction rate decreases to about 25%, so this is defined as the limit. This will be specifically described in Example 1.

このように、本発明の楕円体形状の押湯の保温性は、従来技術の押湯の形状に比べて極めて優れていることがわかる。これによって、製品部に対応する適正な体積の凝固モジュラスを有する楕円体形状の押湯を用いることで、従来の押湯に比べ小さな体積の押湯で十分な押湯効果を得ることができる。したがって、問題であった鋳造歩留りを大幅に改善することができる。  Thus, it can be seen that the heat retaining property of the ellipsoid-shaped feeder of the present invention is extremely superior to the shape of the conventional feeder. Thus, by using an ellipsoidal feeder having an appropriate volume solidification modulus corresponding to the product portion, a sufficient feeder effect can be obtained with a smaller feeder than the conventional feeder. Therefore, the casting yield which has been a problem can be greatly improved.

ここで、本発明における「押湯の基本形状」について説明する。一般に使われている円柱状の押湯であれ、いかなる種類の形状の押湯であっても、その基本の形状がそのまま使われることはない。通常は、基本の形状に鋳造模型として使い易いように適宜の形状の修整変形が施されて用いられている。例えば、造型の型抜き性のために適宜の抜け勾配、角R、隅Rなどを付す、押湯頂部の引け誘発のために押湯頂部に円錐穴やV溝などを設けるあるいはウィリアムスコアを設ける、又は製品部との関係から押湯形状の一部を削る、余肉を付けるなどである。場合によっては、押湯の基本形状の上に高さすなわち溶湯ヘッド(溶湯圧)を付与するために押湯直径よりも小さい直径の棒状の部分を追加して設けることもある。しかし、基本の押湯の形状はその形から明らかである。したがって、本発明における押湯の基本形状も、このような適宜の修整変形を施して用いられるものである。  Here, the “basic shape of the feeder” in the present invention will be described. Even if it is a generally used cylindrical feeder, the basic shape is not used as it is for any type of feeder. Usually, the basic shape is modified and used in an appropriate shape so as to be easy to use as a cast model. For example, an appropriate draft angle, corner R, corner R, etc. are attached for mold punching, and a conical hole or V-groove is provided on the top of the feeder to induce shrinkage of the feeder, or a William score is provided. Or, a part of the shape of the hot water is cut from the relationship with the product part, or a surplus is added. In some cases, a bar-like portion having a diameter smaller than the hot metal diameter may be additionally provided on the basic shape of the hot metal to give a height, that is, a molten metal head (molten metal pressure). However, the shape of the basic feeder is clear from its shape. Therefore, the basic shape of the feeder in the present invention is also used with such appropriate modification and deformation.

(手段2)
手段1記載のX/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体において、押湯の基本形状が、B=0.8A、C=0.8Aで示される楕円体Pと、B=1.3A、C=1.3Aで示される楕円体Qの間に構成される任意の形状であることを特徴とする押湯の形状である。
(Means 2)
In the ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 described in Means 1, the basic shape of the feeder is shown by B = 0.8A and C = 0.8A. The shape of the feeder is an arbitrary shape formed between P and an ellipsoid Q represented by B = 1.3A and C = 1.3A.

手段1では、押湯の形状を楕円体として規定したが、実際の鋳造においては、製品部の形状、高さが種々異なっている場合や、または複数の製品部に1個の押湯を用いるなどの場合が多いので、現実的にはそれらの条件に対応した押湯の形状として用いる必要がある。そこで本手段では、手段1に示した楕円体の保温効果を保ちながら、形状をある範囲内で修整変形させて用いるようにしたものである。  In the means 1, the shape of the feeder is defined as an ellipsoid. However, in actual casting, when the shape and height of the product part are variously different, or one feeder is used for a plurality of product parts. In many cases, it is necessary to use as a shape of the hot water feeder corresponding to those conditions. Therefore, in this means, the shape is modified and used within a certain range while the heat retaining effect of the ellipsoid shown in the means 1 is maintained.

すなわち、楕円体としての保温効果が確保できる許容範囲として、押湯の形状が、B=0.8A、C=0.8Aで示される楕円体Pと、B=1.3A、C=1.3Aで示される楕円体Qとの間に構成される任意の押湯の形状とした。これによって、楕円体に近い保温効果を保ちながら、現実の種々の鋳造条件に適用できる押湯効率の高い押湯の形状を提供することができる。詳細は実施例2において説明する。  That is, as an allowable range in which the heat retaining effect as an ellipsoid can be ensured, the shape of the feeder is an ellipsoid P indicated by B = 0.8A and C = 0.8A, and B = 1.3A, C = 1. It was set as the shape of the arbitrary feeders comprised between the ellipsoid Q shown by 3A. Accordingly, it is possible to provide a hot-water feeder shape with high hot-water efficiency that can be applied to various actual casting conditions while maintaining a heat-retaining effect close to an ellipsoid. Details will be described in the second embodiment.

(手段3)
手段1記載のX/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体において、押湯の基本形状が、ほぼA=B=Cすなわち球状体であることを特徴とする押湯の形状である。
(Means 3)
In the ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 described in the means 1, the basic shape of the feeder is approximately A = B = C, that is, a spherical body. The shape of the hot water.

これは既述のごとく、楕円体のひとつの特殊な形状であって、これが最も表面積が小さく、単位体積当りの凝固モジュラスが大きくなり、保温効果が最大である。ただし、押湯の高さが制限されるので、製品部の形状、高さによっては適用が限定される場合もある。  As described above, this is one special shape of an ellipsoid, which has the smallest surface area, a large solidification modulus per unit volume, and a maximum heat retention effect. However, since the height of the feeder is limited, the application may be limited depending on the shape and height of the product part.

ここで、ほぼA=B=Cの球状体としたのは、実際に球状体を押湯として用いるにあたり、押湯の見切面位置の変更や、抜け勾配の付け方などの面から多少の修整変形を必要とする場合があるからである。  Here, the spherical body of approximately A = B = C is used in order to change the position of the parting surface of the feeder and how to apply the draft, so that some modifications may be made. It is because it may be necessary.

(手段4)
手段1乃至3記載の押湯の形状を用いて溶湯を注湯するにあたり、注湯量を、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とすることを特徴とする鋳造方法である。
(Means 4)
When pouring the molten metal using the shape of the hot water described in Means 1 to 3, the amount of molten metal to be poured is equal to or less than the volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup serving as the pouring port from the volume of all the cavities. A casting method characterized by

本手段は、実際に本発明の押湯を用いるにあたり、さらに溶湯削減が可能な方法を提供するものである。すなわち、従来の円柱状の押湯の高さH=(1.5〜2)Dに比べて、本発明の押湯では、手段1及び2で説明したように押湯高さCを、押湯半径Aに対して、高さC=(0.8〜1.3)Aと低く目にしたので、注湯するにあたり、注湯量を減らして、注湯口である湯口カップと湯口棒によって付与される溶湯ヘッドを低くした方が押湯頂部の引け誘発に効果的であることがわかった。  This means provides a method capable of further reducing the molten metal when the hot water of the present invention is actually used. That is, as compared with the conventional columnar feeder height H = (1.5-2) D, the feeder height C of the present invention, as described in the first and second means, Since the height C = (0.8 to 1.3) A is low relative to the hot water radius A, when pouring, the amount of pouring is reduced and given by the pouring cup and the pouring bar that are pouring gates. It was found that lowering the molten metal head is more effective in inducing shrinkage at the top of the feeder.

これは、押湯が低くなったことで、高い溶湯ヘッドが押湯にかかると、押湯頂部が鋳型キャビティーに強く密着して凝固が促進されるため、押湯頂部の引け誘発が阻害され、その結果、押湯効果が低下すると推定される。したがって、注湯後に湯口カップの上面の溶湯高さを湯口カップの体積の1/2以下にすることで低くし、押湯にかかる溶湯ヘッドを低くすることが本発明の押湯には有効である。勿論、注湯量の減量の上限値は、製品部の高さから決められる。すなわち、湯口カップの上面の溶湯高さが製品部の高さを下回らないようにすることは当然である。  This is because the height of the hot metal is lowered, and when a high molten metal head is applied to the hot metal, the top of the hot metal closely adheres to the mold cavity and solidification is promoted. As a result, it is estimated that the hot-water supply effect is lowered. Therefore, it is effective for the hot water of the present invention to lower the molten metal height on the upper surface of the sprue cup after pouring by making it 1/2 or less of the volume of the pouring cup and to lower the molten metal head applied to the hot water. is there. Of course, the upper limit of the amount of pouring is determined from the height of the product part. That is, it is natural that the molten metal height on the upper surface of the spout cup does not fall below the height of the product portion.

作用Action

手段1乃至3では、楕円体を基本とする保温性の高い押湯の形状、すなわち小さい体積で押湯効果の大きな押湯の形状を提供した。また、手段4では、さらに押湯効果を高めながら溶湯削減が可能な方法として注湯量を減量する方法を提案した。これらによって、従来技術の問題点であった鋳造歩留りを大幅に向上することができるようになった。この結果、押湯に必要な溶湯を大きく削減することができ、溶解のための消費電力及び溶湯処理費等を大幅に削減できるようになった。またCO削減にも大きく貢献するものである。In the means 1 to 3, the shape of the hot water having high heat retention based on the ellipsoid, that is, the shape of the hot water having a small volume and a large hot water effect is provided. Moreover, in the means 4, the method of reducing the pouring amount was proposed as a method which can reduce a molten metal, further improving the hot-water-feeding effect. As a result, the casting yield, which has been a problem of the prior art, can be greatly improved. As a result, it is possible to greatly reduce the amount of molten metal required for the hot metal, and to significantly reduce the power consumption for melting and the cost of molten metal treatment. It also greatly contributes to CO 2 reduction.

以下に本発明を詳細に説明するが、これら実施例によって本発明が限定されるものではない。  The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.

図1〜図4に手段1を用いた実施例1を示す。本例では、堰の部分を除いた押湯の基本形状が、鋳型の見切面に平行な方向のX及びY方向の半径をそれぞれA及びBとし、見切面に直角な方向のZ(高さ)方向に相当する半径をCとするとき、X/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体であり、かつB=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aであることを特徴とする押湯の形状について具体的に説明する。A first embodiment using the means 1 is shown in FIGS. In this example, the basic shape of the feeder, excluding the weir part, is set to have a radius in the X and Y directions parallel to the parting surface of the mold as A and B, respectively, and Z (height in a direction perpendicular to the parting surface. ) When the radius corresponding to the direction is C, it is an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 and B = (0.8 to 1.3) A and The shape of the hot water supply, which is C = (0.8 to 1.3) A, will be specifically described.

図1は、最小半径をA=4cmとして、B=1.3A=5.2cm、C=1.3A=5.2cmの場合の楕円体の押湯1の形状の立体透視図を示したものである。押湯の左側に製品部があり、押湯の基本形状1と製品部4をつなぐ堰の部分3が設けられるが、本図には示していない。これについては図4に示す。堰の部分3の形状は製品部4と押湯の基本形状1をつなぐ適宜の形状とするが、この部分の凝固モジュラスは押湯から製品部に十分な溶湯補給ができるように決定される。一般的な製品部と堰部と押湯の基本形状の凝固モジュラスの比は、1:0.5:1〜1.2程度が適していると言われているが、実用的には製品部の形状、高さなどの諸条件を考慮して決められる。  FIG. 1 shows a three-dimensional perspective view of the shape of an ellipsoid feeder 1 when B = 1.3A = 5.2 cm and C = 1.3A = 5.2 cm, where A = 4 cm. It is. There is a product portion on the left side of the feeder, and a weir portion 3 that connects the basic shape 1 of the feeder and the product portion 4 is provided, but this is not shown in the figure. This is illustrated in FIG. The shape of the portion 3 of the weir is an appropriate shape that connects the product portion 4 and the basic shape 1 of the feeder, but the solidification modulus of this portion is determined so that the molten metal can be sufficiently supplied from the feeder to the product portion. It is said that the ratio of the solidification modulus of the basic shape of the general product part, the weir part, and the feeder is about 1: 0.5: 1 to 1.2. It is determined in consideration of various conditions such as shape and height.

楕円体の押湯の基本形状1の形状において、鋳型の上下型の想定される見切面2は本図では高さ方向の中心としているが、製品部の形状、高さなどに応じて見切面の位置を上下に調整して用いるのが実用的である。その時に、造型時の型抜けのために必要であれば適宜の抜け勾配を付すようにする。また、製品部との関係で押湯の形状を適宜に修整変形することは差し支えない。具体的な方法は後述の実施例3の図8に示す。  In the shape of the basic shape 1 of the ellipsoidal hot water feeder, the assumed parting surface 2 of the upper and lower molds is the center in the height direction in this figure, but the parting surface depends on the shape and height of the product part. It is practical to adjust the position of the upper and lower sides. At that time, if necessary for mold removal at the time of molding, an appropriate escape gradient is provided. In addition, the shape of the feeder may be appropriately modified and deformed in relation to the product part. A specific method is shown in FIG.

このような楕円体の押湯形状と比較のために、従来技術の円柱状の押湯の形状を、直径8cm、高さ12cmとして計算してみる。従来技術の押湯形状では、体積 V1=604cm、表面積 S1=402cm、凝固モジュラス M1=604/402=1.50cm、単位体積当たりの凝固モジュラス K1=2.48×10−3(cm/cm)となる。For comparison with the shape of such an ellipsoidal feeder, the shape of a conventional cylindrical feeder is assumed to be 8 cm in diameter and 12 cm in height. In the conventional feeder shape, volume V1 = 604 cm 3 , surface area S1 = 402 cm 2 , solidification modulus M1 = 604/402 = 1.50 cm, solidification modulus per unit volume K1 = 2.48 × 10 −3 (cm / cm 3 ).

楕円体の押湯の形状では、A=4cm、B=1.3A=5.2cm、C=1.3A=5.2cmを用いて、体積 V2=453cm、表面積 S2=287cm、凝固モジュラス M2=453/287=1.58cm、単位体積当たりの凝固モジュラス K2=3.48×10−3(cm/cm)となる。したがって、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比で比較すると、体積比 V2/V1=453/604=0.75、凝固モジュラス比 M2/M1=1.05、単位体積当たりの凝固モジュラスの比 K2/K1=1.40となる。In the shape of the ellipsoidal feeder, A = 4 cm, B = 1.3 A = 5.2 cm, C = 1.3 A = 5.2 cm, volume V2 = 453 cm 3 , surface area S2 = 287 cm 2 , solidification modulus M2 = 453/287 = 1.58 cm, solidification modulus per unit volume K2 = 3.48 × 10 −3 (cm / cm 3 ). Therefore, when comparing the shape of the ellipsoidal feeder and the shape of the cylindrical feeder, the volume ratio V2 / V1 = 453/604 = 0.75, the solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.05, and per unit volume. The ratio of the solidification moduli of K2 / K1 = 1.40.

つまり、楕円体の押湯の形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスはほぼ同等で、押湯体積は約25%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.4倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることがわかる。このことによって、楕円体の押湯の形状を用いることで、従来技術の円柱状の押湯の形状に比べ、小さい体積で同等またはそれ以上の押湯効果を得ることができた。この結果、大幅な鋳造歩留りの向上が達成された。  In other words, in the shape of the ellipsoidal feeder, the solidification modulus is almost the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 25%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.4 times, and it can be seen that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. Thus, by using the shape of the ellipsoidal feeder, it was possible to obtain a feeder effect equivalent to or higher than that of the columnar feeder of the prior art with a small volume. As a result, a significant improvement in casting yield was achieved.

また、B=1.2A、C=1.2Aの場合についても計算結果を示すと、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比は、体積比 V2/V1=386/604=0.64、凝固モジュラス比 M2/M1=1.0、単位体積当たりの凝固モジュラスの比 K2/K1=1.56となる。つまり、この場合には、楕円体の押湯の形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスは同等で、押湯体積は約36%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.56倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることが理解できる。この結果は、楕円体の形状が球状体、すなわちA=B=Cに近づけば近づくほど、押湯効率が高くなることを意味している。つまり、球状体が押湯効率が最大であることがわかる。いずれの形状を採用するかは、製品部の形状、高さなどを考慮して決める。  The calculation results are also shown for B = 1.2A and C = 1.2A. The ratio of the elliptical feeder shape to the cylindrical feeder shape is the volume ratio V2 / V1 = 386/604. = 0.64, solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.0, ratio of solidification modulus per unit volume K2 / K1 = 1.56. That is, in this case, in the shape of the ellipsoidal feeder, the solidification modulus is the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 36%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.56 times, and it can be understood that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. This result means that as the shape of the ellipsoid is closer to the spherical body, that is, A = B = C, the hot water supply efficiency is increased. That is, it turns out that a spherical body has the highest hot-water supply efficiency. Which shape is adopted is determined in consideration of the shape and height of the product part.

図2は、A=4.0(1.0)、B=5.2(1.3)、C=3.2(0.8)の場合の図である。また、図3は、A=4.0(1.0)、B=3.2(0.8)、C=3.2(0.8)の場合の図であり、図4は、A=4.0(1.0)、B=4.0(1.0)、C=5.2(1.3)の場合の図である。このように、A、B、Cを適宜変化させることで任意の形状の楕円体形状の押湯をつくることができる。また、図4には、堰の部分3、製品部4も表示しており、これが実際の押湯の用い方である。図1〜3の基本形状もこれと同じ構成で用いる。なお、本実施例では、サイド押湯として用いたが、揚り押湯においても同様に用いることができる。  FIG. 2 is a diagram in the case of A = 4.0 (1.0), B = 5.2 (1.3), and C = 3.2 (0.8). FIG. 3 is a diagram in the case of A = 4.0 (1.0), B = 3.2 (0.8), and C = 3.2 (0.8). = 4.0 (1.0), B = 4.0 (1.0), C = 5.2 (1.3). In this way, by arbitrarily changing A, B, and C, it is possible to make an ellipsoid-shaped feeder of any shape. Moreover, in FIG. 4, the part 3 of a dam and the product part 4 are also displayed, and this is how to use the actual hot water. The basic shape of FIGS. 1 to 3 is also used in the same configuration. In addition, although it used as a side feeder in a present Example, it can use similarly also in a deep-fried feeder.

次に、手段2を用いた押湯の基本形状について説明する。計算の比較対象は同じく従来技術の円柱状の押湯の形状を直径 8cm、高さ 12cmとした。これに対して、A、B、Cの寸法比を種々変えた時の楕円体形状の押湯の形状基本の特徴を円柱状の押湯と比較した結果を図5に示した。添字1が従来技術の円柱状押湯、添字2が本発明名の楕円体押湯を示す。この計算では、凝固モジュラス比M2/M1がほぼ1.0になるようにA、B、Cの寸法を変化させている。  Next, the basic shape of the hot water using means 2 will be described. The comparison object of calculation similarly made the shape of the cylindrical feeder of the prior art 8 cm in diameter and 12 cm in height. On the other hand, FIG. 5 shows the result of comparing the basic features of the shape of the ellipsoidal feeder when the dimensional ratios of A, B, and C are variously changed with the cylindrical feeder. Subscript 1 indicates a conventional cylindrical feeder, and suffix 2 indicates an ellipsoidal feeder according to the present invention. In this calculation, the dimensions of A, B, and C are changed so that the solidification modulus ratio M2 / M1 is approximately 1.0.

この図からわかるように、BをB=(0.8〜1.3)Aの範囲で、CをC=(0.8〜1.3)Aの範囲で変化させても、適宜の大きさのA、B、Cの寸法を選定すれば、従来の円柱状の押湯形状に対して、約33〜39%の押湯の削減が得られることがわかる。つまり、このA、B、Cの寸法比の範囲の任意の形状の押湯の形状であれば大きな押湯の削減が達成できるのである。したがって、A、B=0.8A、C=0.8Aで表示される楕円体P(5)と、A、B=1.3A、C=1.3Aで表示される楕円体Q(6)の間の任意の形状の押湯はP、Qとほぼ同等保温性で、同様に大きな押湯の削減が得られることになる。つまり、押湯効率が高い押湯の形状である。この楕円体P(5)と楕円体Q(6)の形状を図6に示す。この2つの楕円体P、Qの間に形成される任意形状の押湯の基本形状は、種々の製品部の形状や、方案配置などに対応して適切な押湯の形状を用いることができることを意味しており、手段1よりも実用性が高い押湯の形状である。  As can be seen from this figure, even if B is changed in the range of B = (0.8 to 1.3) A and C is changed in the range of C = (0.8 to 1.3) A, an appropriate size is obtained. It can be seen that if the dimensions A, B, and C are selected, about 33 to 39% of the reduction of the hot water can be obtained compared to the conventional cylindrical hot water shape. That is, if the shape of the feeder is in an arbitrary shape within the dimensional ratio range of A, B, and C, a large reduction in the feeder can be achieved. Therefore, an ellipsoid P (5) displayed with A, B = 0.8A, C = 0.8A, and an ellipsoid Q (6) displayed with A, B = 1.3A, C = 1.3A. The hot water of an arbitrary shape between the two has almost the same heat retention as P and Q, and a large reduction of the hot water can be obtained as well. That is, the shape of the hot water is high. The shapes of the ellipsoid P (5) and ellipsoid Q (6) are shown in FIG. The basic shape of the arbitrarily shaped hot-water feeder formed between the two ellipsoids P and Q can be an appropriate shape of the hot-water feeder corresponding to the shape of various product parts, the design arrangement, etc. The shape of the hot water is higher than that of the first means.

図7に手段3を用いた実施例3を示す。本例では、手段1記載の楕円体において、押湯の形状が、A=B=Cすなわち球状体である押湯の形状について説明する。本例は、X/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体の最も特殊な形状であって、球状体を意味する。FIG. 7 shows a third embodiment in which the means 3 is used. In this example, the shape of the feeder in which the shape of the feeder is A = B = C, that is, a spherical body, in the ellipsoid described in the means 1 will be described. This example is the most specific shape of an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 , and means a spherical body.

この場合についても、A=B=C=4.5cmとして実施例1と同様な計算をして、従来技術の円柱状の押湯の形状との比較値を示すと次のようになる。体積 V2=381cm、表面積 S2=254cm、凝固モジュラス M2=381/254=1.50cm、単位体積当たりの凝固モジュラス K2=3.94×10−3(cm/cm)となる。したがって、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比で比較すると、体積比 V2/V1=381/604=0.63、凝固モジュラス比M2/M1=1.0、単位体積当たりの凝固モジュラスの比K2/K1=1.60となる。Also in this case, A = B = C = 4.5 cm, the same calculation as in Example 1 is performed, and a comparison value with the shape of the columnar hot water feeder of the prior art is shown as follows. Volume V2 = 381 cm 3 , surface area S2 = 254 cm 2 , solidification modulus M2 = 381/254 = 1.50 cm, solidification modulus per unit volume K2 = 3.94 × 10 −3 (cm / cm 3 ). Therefore, when the shape of the ellipsoidal feeder is compared with the shape of the cylindrical feeder, the volume ratio V2 / V1 = 381/604 = 0.63, the solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.0, per unit volume The ratio of the solidification moduli of K2 / K1 = 1.60.

つまり、球状体の押湯の基本形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスはほぼ同等で、押湯体積は約37%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.6倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることが理解できる。このことによって、球状体の押湯の形状を用いることで、従来技術の円柱状の押湯の形状に比べ、小さい体積で同等またはそれ以上の押湯効果を得ることができた。この結果、大幅な鋳造歩留りの向上が達成された。  That is, in the basic shape of the spherical feeder, the solidification modulus is substantially the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 37%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.6 times, and it can be understood that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. Thus, by using the shape of the spherical feeder, it was possible to obtain the same or higher feeder effect with a small volume as compared with the shape of the columnar feeder of the prior art. As a result, a significant improvement in casting yield was achieved.

なお、上記計算はA=B=Cとして、完全な球体状の押湯の形状の場合の計算を示したが、実際の適用の場合には、形状が完全な球体状からある程度調整されたものでも押湯の効果は同じであるので、この範囲でほぼ球状体であればよいものとする。また、押湯の模型での見切面は、球状体の中心とする必要はなく、適宜上下させてよい。通常は、見切面を下方にして、上型を高く、下型を低くする方が溶湯ヘッドを高める上で有利である。  In the above calculation, A = B = C, and the calculation for the shape of a complete spherical feeder is shown. However, in the actual application, the shape is adjusted to some extent from the complete spherical shape. However, since the effect of the hot water is the same, it is only necessary to have a substantially spherical body within this range. Moreover, the parting surface in the model of the hot water does not have to be the center of the spherical body, and may be appropriately moved up and down. Usually, it is advantageous for raising the molten metal head that the parting surface is downward, the upper die is high, and the lower die is low.

図8は図7のYZ平面の断面図を示す。本図では、球状体の押湯1を実用的に用いる例として、鋳型の見切面2の位置を球状体の高さ方向の中心線7より下方に下げている。そして、適宜の抜け勾配8を付けている。また、押湯頂部9には押湯の引けを誘発するためのV溝10が設けられている。このように、本発明の押湯の基本形状は適宜の修整を加えて用いられるのが通常である。また、押湯高さが不足の場合には、適宜の大きさの円柱を押湯の基本形状の上部に設けることもある。これは、従来技術の円柱状の押湯においても全く同様なことである。  FIG. 8 shows a cross-sectional view of the YZ plane of FIG. In this figure, the position of the parting surface 2 of the mold is lowered below the center line 7 in the height direction of the spherical body as an example of practical use of the spherical body feeder 1. An appropriate draft gradient 8 is provided. In addition, a V-groove 10 is provided in the hot water top portion 9 for inducing the shrinkage of the hot water. As described above, the basic shape of the feeder of the present invention is usually used with appropriate modifications. In addition, when the height of the feeder is insufficient, an appropriately sized cylinder may be provided on the upper part of the basic shape of the feeder. This is exactly the same in the columnar feeder of the prior art.

図9及び図10に手段4を用いた実施例4を示す。本例では、手段1乃至3記載の押湯の形状を用いて溶湯を注湯するにあたり、注湯量を、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とすることを特徴とする鋳造方法について説明する。  A fourth embodiment using the means 4 is shown in FIGS. In this example, when pouring the molten metal using the shape of the hot water described in the means 1 to 3, the amount of pouring is a volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup that is the pouring port from the volume of all the cavities. A casting method characterized by the following will be described.

図9は、従来技術において用いられている円柱状の押湯を用いて、全キャビティーが製品部4、堰部3、押湯1、湯道11、湯口棒12、湯口カップ13から構成された鋳型に、通常通り溶湯14を注湯した状態を示す。この場合には、溶湯はほぼ湯口カップの上面まで注湯されている。この場合、製品部4及び押湯の基本形状1に作用する溶湯ヘッドはおよそH1で示される。図10は本発明の球状体の押湯1を用いて、溶湯14を削減して注湯した状態を示す。この注湯量は、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下としている。この場合、製品部14及び押湯の基本形状に作用する溶湯ヘッドはおよそH2で示され、H2はH1より小さくなっている。  FIG. 9 shows a cylindrical feeder used in the prior art, and all the cavities are composed of a product part 4, a weir part 3, a feeder 1, a runner 11, a gate 12, and a gate cup 13. The molten metal 14 is poured into the mold as usual. In this case, the molten metal is poured almost up to the upper surface of the spout cup. In this case, the molten metal head acting on the product part 4 and the basic shape 1 of the feeder is indicated by H1. FIG. 10 shows a state where the molten metal 14 is reduced and poured using the spherical body feeder 1 of the present invention. The amount of pouring is not more than the volume obtained by subtracting ½ of the volume of the pouring cup that is the pouring spout from the volume of all the cavities. In this case, the melt head acting on the basic shape of the product portion 14 and the feeder is indicated by about H2, and H2 is smaller than H1.

従来の押湯では円柱状の押湯で、高さHは直径の1.5〜2倍と高く設定されていたので、湯口カップ13の溶湯の上面は押湯より低くならないようにすること、及び押湯に十分な溶湯ヘッドを効かせることを基本的な考え方として、注湯量は湯口カップをほぼ充満するように注湯されていた。一方、本手段の溶湯では、押湯高さは、直径の0.8〜1.3倍と低くなったので、湯口カップを満たす高さを低くして押湯にかかる溶湯ヘッド低くして、押湯頂部の引けを誘発し、大気圧を十分効かせるようにしている。これは、あまり高い溶湯ヘッドでは押湯頂部9が鋳型に強く押し付けられて密着し、熱伝達が促進されて凝固が速くなり、その結果、押湯頂部の引け誘発が阻害されてかえって押湯効果が低下することがわかったためである。  In the conventional feeder, since the height H is set to be 1.5 to 2 times as high as the diameter, the upper surface of the molten metal of the spout cup 13 should not be lower than the feeder. In addition, as a basic idea that a sufficient molten metal head is used for the pouring hot water, the pouring amount was poured so as to almost fill the pouring cup. On the other hand, in the molten metal of this means, the height of the hot metal is as low as 0.8 to 1.3 times the diameter. Therefore, the height satisfying the sprue cup is lowered to lower the molten metal head applied to the hot water, Induction of the top of the hot water is induced, so that the atmospheric pressure is fully effective. This is because the top of the molten metal 9 is pressed strongly against the mold and closely adheres to the mold, so that heat transfer is promoted and solidification is accelerated. As a result, the induction of shrinkage at the top of the molten metal is hindered. This is because it has been found that the decrease in the temperature.

したがって、この溶湯ヘッドをある一定値以下に保った方がよいのである。これが本発明のひとつの特徴である。その目安が、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とする値である。勿論、減量する体積の上限値は、当然、製品部の高さ、押湯の形状高さでおのずから決定される。  Therefore, it is better to keep the molten metal head below a certain value. This is one feature of the present invention. The guideline is a value that is equal to or less than the volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup that is the pouring spout from the volume of all the cavities. Of course, the upper limit value of the volume to be reduced is naturally determined by the height of the product part and the shape height of the feeder.

このように、本発明の押湯を用いるときは、注湯量を削減して注湯することができ、押湯の形状による溶湯削減に加えて湯口カップ部の溶湯削減も可能になり、大きな溶湯削減が達成された。  Thus, when using the hot water of the present invention, it is possible to pour by reducing the amount of pouring, and in addition to reducing the molten metal due to the shape of the hot water, it is possible to reduce the molten metal in the spout cup portion, Reduction has been achieved.

発明の効果Effect of the invention

以上説明した通り、本発明は、従来技術の円柱状の押湯形状に対して、新規な楕円体を基本とする押湯の形状を提供することで、従来技術の円柱状の押湯形状と凝固モジュラス、すなわち押湯としての保温性を同等にしながら、大幅な溶湯削減が可能になり、鋳造歩留りの大きな向上が得られた。その結果、鋳造業界で緊急の問題となっている電力削減に多いに貢献することができた。  As described above, the present invention provides a shape of a hot water base that is based on a novel ellipsoidal shape with respect to the shape of a conventional cylindrical water feeder, While the solidification modulus, that is, the heat retaining property as a feeder, is made equal, the molten metal can be greatly reduced, and the casting yield is greatly improved. As a result, we were able to contribute greatly to power reduction, which is an urgent problem in the casting industry.

本発明の実施例1を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の効果を示す計算結果である。  It is a calculation result which shows the effect of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 3 of the present invention. 本発明の実施例3を示す断面図である。  It is sectional drawing which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に対比する従来技術の実施例を示す図である。  It is a figure which shows the Example of a prior art contrasted with Example 4 of this invention. 本発明の実施例4を示す図である。  It is a figure which shows Example 4 of this invention. 従来技術の揚り押湯の一例を示す図である。  It is a figure which shows an example of the deep-fried hot water of a prior art. 従来技術のサイド押湯の一例を示す図である。  It is a figure which shows an example of the side feeder of a prior art.

1 押湯の基本形状 2 見切面 3 堰の部分 4 製品部
5 楕円体P 6 楕円体Q 7 球状体の高さ方向の中心線 8 抜け勾配
9 押湯頂部 10 V溝 11 湯道 12 湯口棒 13 湯口カップ
14 溶湯 15 揚り押湯 16 サイド押湯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Basic shape of feeder 2 Cut part 3 Weir part 4 Product part 5 Ellipsoid P 6 Ellipsoid Q 7 Center line of height direction of spherical body 8 Draft slope 9 Top part of feeder 10 V groove 11 Runway 12 Tap 13 Mouth cup 14 Molten metal 15 Raised hot water 16 Side hot water

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

産業上の利用分野Industrial application fields

鋳造に用いる押湯の形状であって、押湯効率の高い押湯の形状及び鋳造方法を提供するものである。  The shape of the feeder used for casting, and the shape and casting method of the feeder having high feeder efficiency.

鋳造においては、製品部の健全性を高めるため製品部の適宜の個所に押湯を設け、押湯から製品部の凝固収縮を補給することが行われており、一般的には製品部の上部に設ける揚り押湯や側面に設けるサイド押湯が用いられている。しかし、いずれの場合も、押湯が鋳込重量に占める割合は、通常20〜40%であり、その結果、製品部重量/鋳込重量で示される鋳造歩留りが低いという問題点がある。したがって、押湯の適正な形状、大きさの決定は鋳造コストを左右する鋳造歩留りを向上させるための重要な課題である。  In casting, in order to improve the soundness of the product part, a hot water is provided at an appropriate part of the product part, and the solidification shrinkage of the product part is replenished from the hot water. There are used a hot water feeder provided on the side and a side hot water provided on the side surface. However, in any case, the ratio of the feeder to the casting weight is usually 20 to 40%. As a result, there is a problem that the casting yield indicated by the product part weight / casting weight is low. Therefore, the determination of the proper shape and size of the feeder is an important issue for improving the casting yield that affects the casting cost.

鋳造方法には、注湯方向と模型の見切面方向の関係で平込め鋳造と縦型鋳造がある。注湯方向と模型の見切面方向が直角な場合が平込め鋳造であり、平行な場合が縦型鋳造である。縦型鋳造においては、製品部と押湯の配置の関係から比較的自由な形状の押湯を用いることができるが、それでも効率の高い押湯形状は定まっていない。一方、平込め鋳造では、製品部と押湯の配置の自由度が小さいので、用いられる押湯の形状は後述するようにかなり制限されるため、効率の高い押湯形状がなく、鋳造歩留りを高めることができないという問題点がある。本発明は平込め鋳造にも縦型鋳造にも適用できる押湯効率の高い押湯の形状を提供するものであるが、特に平込め鋳造において高い効果をもたらすものである。  As casting methods, there are flat casting and vertical casting depending on the relationship between the pouring direction and the parting plane direction of the model. Flat casting is when the pouring direction is perpendicular to the parting plane direction of the model, and vertical casting is when it is parallel. In vertical casting, a relatively free shape of the feeder can be used because of the arrangement of the product portion and the feeder, but a highly efficient feeder shape is not yet determined. On the other hand, in flat casting, since the degree of freedom of the arrangement of the product part and the feeder is small, the shape of the feeder used is considerably limited as described later, so there is no efficient feeder shape and the casting yield is reduced. There is a problem that it cannot be increased. Although the present invention provides a shape of a feeder with high feeder efficiency that can be applied to both flat casting and vertical casting, it is particularly effective in flat casting.

従来から鋳造に用いられている押湯の基本形状は、ほとんどが直径D、高さHの円柱を基本形状(以下、円柱状と称す)とするもので、通常H=(1.5〜2)D程度の形状となっている。そして、この基本形状に、製品部と押湯の基本形状をつなぐ部分に相当する堰の部分(堰部ともいう)が設けられている。すなわち、押湯は基本形状と堰の部分から構成されている。本発明においても同様である。また、押湯には造型時の型上り性を考慮して適宜の抜け勾配及び角R、隅Rなどが付けられている。基本形状として円柱状が使われるのは、形状が簡単で模型製作が容易であること及び、製品部の高さに対応して適宜の高さを作り易いという理由からである。これが押湯形状の従来技術である。  Conventionally, the basic shape of the feeder used for casting is mostly a cylinder having a diameter D and a height H (hereinafter referred to as a cylindrical shape), and usually H = (1.5 to 2). ) The shape is about D. The basic shape is provided with a weir portion (also referred to as a weir portion) corresponding to a portion connecting the product portion and the basic shape of the feeder. That is, the feeder is composed of a basic shape and a weir part. The same applies to the present invention. In addition, an appropriate draft angle, corner R, corner R, and the like are attached to the feeder in consideration of mold-up characteristics during molding. The reason why the cylindrical shape is used as the basic shape is that the shape is simple and the model can be easily manufactured, and it is easy to make an appropriate height corresponding to the height of the product portion. This is the conventional technology of the shape of the feeder.

従来技術の事例を図11及び図12示す。図11は、製品部4の上部に揚り押湯15を設けた鋳型の状態を示す。図12は、製品4の側面にサイド押湯16を設けた鋳型の状態を示す。このように設けた押湯15及び16から堰の部分3を通して製品部4の凝固収縮を補給することで、製品部4の健全性を確保することが一般的に行われている。  Examples of the prior art are shown in FIGS. FIG. 11 shows a state of a mold in which a fried hot water 15 is provided on the upper part of the product part 4. FIG. 12 shows the state of the mold in which the side feeder 16 is provided on the side surface of the product 4. It is generally performed to ensure the soundness of the product portion 4 by replenishing the solidification shrinkage of the product portion 4 through the weir portions 3 from the feeders 15 and 16 thus provided.

この円柱状の押湯の欠点は、押湯側面及び上下面の表面積が大きく、これが冷却面(放熱面)となり凝固の進行が速いことである。そのため、製品部に対して大きな体積の押湯となり、鋳込み重量に占める割合が20〜40%と大きくなり、結果として鋳造歩留りが低くなるのである。製品部の体積に対する押湯の比率で表すと、一般的に40〜100%である。  The disadvantage of this cylindrical feeder is that the side surfaces of the feeder side and the upper and lower sides are large, and this becomes a cooling surface (heat dissipating surface) and solidification progresses quickly. Therefore, it becomes a large volume feeder for a product part, and the ratio which occupies for casting weight becomes large with 20 to 40%, and a casting yield becomes low as a result. When expressed as a ratio of the hot water to the volume of the product part, it is generally 40 to 100%.

押湯の効率は簡便には、体積/表面積で示される凝固モジュラスなる指標を用いて評価できる。すなわち凝固モジュラスが大きいものは凝固が遅く、製品部の凝固に対応して長時間、凝固収縮を補給することができる。従来用いられている円柱状の押湯の欠点はここにある。つまり、上述のように、円柱状の押湯は側面及び上下面の表面積が大きく、そのため体積が大きい割に凝固モジュラスが小さくなり、押湯の効率が低いのである。そのため、押湯の体積を大きくして、製品部の凝固モジュラスよりも大きな値を得るようにしていることが鋳造歩留りが低い原因となっている。  The efficiency of the feeder can be simply evaluated using an index of solidification modulus expressed by volume / surface area. That is, the one with a large solidification modulus is slow to solidify, and the solidification shrinkage can be replenished for a long time corresponding to the solidification of the product part. This is the disadvantage of the conventional cylindrical feeder. That is, as described above, the columnar hot water has a large surface area on the side surface and the upper and lower surfaces. Therefore, the solidification modulus is small for a large volume, and the efficiency of the hot water is low. For this reason, increasing the volume of the feeder and obtaining a value larger than the solidification modulus of the product part is the cause of the low casting yield.

従来技術について、特許文献をキーワード「鋳造×押湯」で検索した結果のうちから押湯を用いた主要な鋳造方案の例を下記に示す。
特開2008−221285 特開2007−111741 特開2005−144461 特開平10−221333 特開平10−43836 特開平9−314308 特開平8−290254 特開平8−93204 特開平5−104195 特開平5−69108
Regarding the prior art, an example of a main casting method using a feeder is shown below from the results of searching the patent literature with the keyword "casting x feeder".
JP2008-212285A JP2007-111741 JP-A-2005-144461 JP-A-10-221333 JP 10-43836 A JP 9-314308 A JP-A-8-290254 JP-A-8-93204 JP-A-5-104195 JP-A-5-69108

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

上記のような従来技術の問題点を整理すると次のようになる。鋳造コストを左右する重要な指標である鋳造歩留りが低いひとつの理由は、鋳込重量の20〜40%を占める押湯の形状に、円柱を基本形状として用いていることである。これは凝固モジュラスが小さくなり、そのために大きな体積の押湯を用いることになり、鋳造歩留りの低迷をもたらしている。  The problems of the prior art as described above can be summarized as follows. One reason why the casting yield, which is an important index that affects casting cost, is low is that a cylinder is used as the basic shape for the shape of the feeder that accounts for 20 to 40% of the casting weight. This reduces the solidification modulus, which requires the use of a large volume of feeder, resulting in poor casting yield.

上記のような問題点に鑑み、本発明では、従来にない新規な押湯の形状を提供することを目的とする。これによって、鋳造歩留りが大幅に改善され、鋳物製品の大きなコストダウンが得られる。  In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an unprecedented new hot-water shape. As a result, the casting yield is greatly improved, and the cost of casting products can be greatly reduced.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

(手段1)
鋳造に用いる押湯の形状であって、押湯の堰の部分を除いた押湯の基本形状が、鋳型の見切面に平行な方向のX及びY方向の半径をそれぞれA及びBとし、見切面に直角な方向のZ(高さ)方向の半径をCとするとき、X/A+Y/B+Z/C =1で定義される楕円体であり、かつB=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aであることを特徴とする押湯の形状である。本手段においても、従来技術同様、押湯は基本形状と堰の部分から構成されるものとする。
(Means 1)
The shape of the feeder used for casting, and the basic shape of the feeder except for the dam portion of the feeder is A and B, respectively, with radii in the X and Y directions parallel to the parting surface of the mold. An ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 = 1, where C is the radius in the Z (height) direction perpendicular to the cut surface, and B = ( 0.8-1.3) A and C = (0.8-1.3) A. Also in this means, as in the prior art, the feeder is composed of a basic shape and a weir part.

本手段では、従来の基本の形状が円柱状の押湯に代わって、X/A+Y/B+Z/C =1で示される楕円体を基本の形状とする押湯を用いた。この形状式は、断面が楕円で与えられる形状全般を示したものである。特殊な場合として、A=Bのときは、Aを半径とする回転体で、高さがCの楕円体の押湯を与える。また、A=B=Cのときは、球状体の押湯を与える。In this means, instead of the cylindrical basic feeder, a conventional feeder whose basic shape is an ellipsoid represented by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 = 1 is used. Using. This shape formula shows all shapes whose cross section is given by an ellipse. As a special case, when A = B, an ellipsoidal hot water having a height of C and a rotating body having a radius of A is provided. Further, when A = B = C, a spherical hot-spring is provided.

押湯の基本形状としては、一般に用いられる円柱状の他にも種々の形状が考えられるが、球状体が最も表面積が小さく、すなわち放熱面が小さく、保温性が高い。しかし、製品部の形状、高さなどによっては、球状体では十分対応できない場合があるので、本手段ではB寸法及びC寸法を、B=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aとした。この範囲であれば球状体に近い小さな表面積で、高い保温性が得られる。  Various shapes other than the generally used columnar shape are conceivable as the basic shape of the feeder, but the spherical body has the smallest surface area, that is, the heat radiation surface is small, and the heat retaining property is high. However, depending on the shape, height, etc. of the product part, a spherical body may not be able to cope with it sufficiently. Therefore, in this means, B dimension and C dimension are set to B = (0.8 to 1.3) A and C = ( 0.8 to 1.3) A. Within this range, high heat retention can be obtained with a small surface area close to a spherical body.

押湯の効率は、先に述べたように、一次的には凝固モジュラスで評価できるが、これをさらに単位体積当りの凝固モジュラスでみると、単位体積でどれだけの値の凝固モジュラスを得ることができるかがわかる。つまり、これが単位体積当たりの効率で見た真の押湯の効率である。  As mentioned earlier, the efficiency of the feeder can be evaluated primarily by the solidification modulus, but when this is further examined by the solidification modulus per unit volume, how much solidification modulus can be obtained per unit volume. You can see if you can. In other words, this is the efficiency of the true hot water seen from the efficiency per unit volume.

そこで、従来技術の基本形状が円柱状の押湯と、本手段の楕円体形状の押湯の凝固モジュラス及び単位体積当りの凝固モジュラスを比較してみることにする。例えば、円柱状の押湯の最も一般的な形状として、直径をDとし、高さH=1.5Dの場合と、楕円体形状の押湯として、最小半径A=0.5D、B=1.2A=0.6D、C=1.2A=0.6Dの場合を例にとって比較してみることにする。  Therefore, the solidification modulus and the solidification modulus per unit volume of the conventional feeder having a cylindrical shape and the ellipsoidal feeder of this means will be compared. For example, as the most common shape of a cylindrical feeder, the diameter is D and the height is H = 1.5D, and the ellipsoidal feeder is the minimum radius A = 0.5D, B = 1. Let us compare the case of 2A = 0.6D and C = 1.2A = 0.6D as an example.

まず、円柱状の押湯では、体積V1=π/4×D×1.5D=1.18D、表面積S1=2πD=6.28Dであり、したがって、凝固モジュラスM1=体積/表面積=0.188Dとなり、単位体積当りの凝固モジュラスK1=凝固モジュラスM1/体積=1/表面積=1/2πD=0.159/Dとなる。First, in the cylindrical feeder, the volume V1 = π / 4 × D 2 × 1.5D = 1.18D 3 and the surface area S1 = 2πD 2 = 6.28D 2 , and thus the solidification modulus M1 = volume / surface area. = 0.188D, solidification modulus per unit volume K1 = solidification modulus M1 / volume = 1 / surface area = 1 / 2πD 2 = 0.159 / D 2

次に基本形状が楕円体の押湯では、体積V2=4/3×πABC=4/3×π×0.5D×0.6D×0.6D=0.754D、表面積は複雑な計算になるが、表面積S2=4π[(A+A+B)/3]1/Pである。ここで概略計算としてP=1.6としても誤差は1%程度であることがわかっているので、この値を使って計算すると、表面積S2=4.03Dとなる。
したがって、凝固モジュラスM2=体積/表面積=0.187D、単位体積当りの凝固モジュラスK2=凝固モジュラスM2/体積=1/表面積=0.248/Dとなる。
Next, for the feeder with an ellipsoidal basic shape, the volume V2 = 4/3 × πABC = 4/3 × π × 0.5D × 0.6D × 0.6D = 0.754D 3 , and the surface area is a complicated calculation. made, but the surface area S2 = 4π [(a P B P + a P C P + B P C P) / 3] 1 / P. Here, since it is known that the error is about 1% even when P = 1.6 as a rough calculation, the surface area S2 = 4.03D 2 is obtained by calculating using this value.
Accordingly, the solidification modulus M2 = volume / surface area = 0.187D, solidification modulus per unit volume K2 = solidification modulus M2 / volume = 1 / surface area = 0.248 / D 2.

ここで従来技術の円柱状の押湯と、本手段の楕円体形状の押湯の凝固モジュラス及び単位体積当りの凝固モジュラスを比較してみると、V2/V1=0.754/1.18=0.64、M2/M1=0.187/0.188=1.00、K2/K1=0.248/0.159=1.56となる。本手段の楕円体形状の押湯を用いることで、円柱状の押湯に比べ、凝固モジュラスは同じ、つまり押湯としての保温性、すなわち押湯効果は同等で、体積を従来技術の円柱状の押湯に比べ約36%削減できることがわかる。つまり、従来技術の円柱状の押湯に比べ、これだけ小さい押湯で同等以上の保温性を有する押湯を得ることができるのである。
また、最小半径A=0.5D、B=1.3A=0.65D、C=1.3A=0.65Dの場合、削減率は25%程度となり低下するので、これを限度として規定した。具体的には実施例1において説明する。
Here, when comparing the solidification modulus and solidification modulus per unit volume of the columnar feeder of the prior art and the ellipsoidal feeder of this means, V2 / V1 = 0.754 / 1.18 = 0.64, M2 / M1 = 0.187 / 0.188 = 1.00, and K2 / K1 = 0.248 / 0.159 = 1.56. By using the ellipsoidal feeder of this means, compared with the cylindrical feeder, the solidification modulus is the same, that is, the heat retention effect as the feeder, that is, the effect of the feeder is equivalent, and the volume is the same as the cylindrical shape of the prior art. It can be seen that it can be reduced by about 36% compared to the hot water of. In other words, compared to the columnar hot water of the prior art, it is possible to obtain a hot water having a heat retaining property equal to or higher than that of a small hot water.
Further, when the minimum radius A = 0.5D, B = 1.3A = 0.65D, and C = 1.3A = 0.65D, the reduction rate decreases to about 25%, so this is defined as the limit. This will be specifically described in Example 1.

このように、本発明の楕円体形状の押湯の保温性は、従来技術の押湯の形状に比べて極めて優れていることがわかる。これによって、製品部に対応する適正な体積の凝固モジュラスを有する楕円体形状の押湯を用いることで、従来の押湯に比べ小さな体積の押湯で十分な押湯効果を得ることができる。したがって、問題であった鋳造歩留りを大幅に改善することができる。  Thus, it can be seen that the heat retaining property of the ellipsoid-shaped feeder of the present invention is extremely superior to the shape of the conventional feeder. Thus, by using an ellipsoidal feeder having an appropriate volume solidification modulus corresponding to the product portion, a sufficient feeder effect can be obtained with a smaller feeder than the conventional feeder. Therefore, the casting yield which has been a problem can be greatly improved.

ここで、本発明における「押湯の基本形状」について説明する。一般に使われている円柱状の押湯であれ、いかなる種類の形状の押湯であっても、その基本の形状がそのまま使われることはない。通常は、基本の形状に鋳造模型として使い易いように適宜の形状の修整変形が施されて用いられている。例えば、造型の型抜き性のために適宜の抜け勾配、角R、隅Rなどを付す、押湯頂部の引け誘発のために押湯頂部に円錐穴やV溝などを設けるあるいはウィリアムスコアを設ける、又は製品部との関係から押湯形状の一部を削る、余肉を付けるなどである。場合によっては、押湯の基本形状の上に高さすなわち溶湯ヘッド(溶湯圧)を付与するために押湯直径よりも小さい直径の棒状の部分を追加して設けることもある。しかし、基本の押湯の形状はその形から明らかである。したがって、本発明における押湯の基本形状も、このような適宜の修整変形を施して用いられるものである。  Here, the “basic shape of the feeder” in the present invention will be described. Even if it is a generally used cylindrical feeder, the basic shape is not used as it is for any type of feeder. Usually, the basic shape is modified and used in an appropriate shape so as to be easy to use as a cast model. For example, an appropriate draft angle, corner R, corner R, etc. are attached for mold punching, and a conical hole or V-groove is provided on the top of the feeder to induce shrinkage of the feeder, or a William score is provided. Or, a part of the shape of the hot water is cut from the relationship with the product part, or a surplus is added. In some cases, a bar-like portion having a diameter smaller than the hot metal diameter may be additionally provided on the basic shape of the hot metal to give a height, that is, a molten metal head (molten metal pressure). However, the shape of the basic feeder is clear from its shape. Therefore, the basic shape of the feeder in the present invention is also used with such appropriate modification and deformation.

(手段2)
手段1記載のX/A+Y/B+Z/C =1で定義される楕円体において、押湯の基本形状が、B=0.8A、C=0.8Aで示される楕円体Pと、B=1.3A、C=1.3Aで示される楕円体Qの間に構成される任意の形状であることを特徴とする押湯の形状である。
(Means 2)
In the ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 = 1 described in Means 1, the basic shape of the feeder is represented by B = 0.8A and C = 0.8A. The shape of the feeder is an arbitrary shape formed between the ellipsoid P and the ellipsoid Q represented by B = 1.3A and C = 1.3A.

手段1では、押湯の形状を楕円体として規定したが、実際の鋳造においては、製品部の形状、高さが種々異なっている場合や、または複数の製品部に1個の押湯を用いるなどの場合が多いので、現実的にはそれらの条件に対応した押湯の形状として用いる必要がある。そこで本手段では、手段1に示した楕円体の保温効果を保ちながら、形状をある範囲内で修整変形させて用いるようにしたものである。  In the means 1, the shape of the feeder is defined as an ellipsoid. However, in actual casting, when the shape and height of the product part are variously different, or one feeder is used for a plurality of product parts. In many cases, it is necessary to use as a shape of the hot water feeder corresponding to those conditions. Therefore, in this means, the shape is modified and used within a certain range while the heat retaining effect of the ellipsoid shown in the means 1 is maintained.

すなわち、楕円体としての保温効果が確保できる許容範囲として、押湯の形状が、B=0.8A、C=0.8Aで示される楕円体Pと、B=1.3A、C=1.3Aで示される楕円体Qとの間に構成される任意の押湯の形状とした。これによって、楕円体に近い保温効果を保ちながら、現実の種々の鋳造条件に適用できる押湯効率の高い押湯の形状を提供することができる。詳細は実施例2において説明する。  That is, as an allowable range in which the heat retaining effect as an ellipsoid can be ensured, the shape of the feeder is an ellipsoid P indicated by B = 0.8A and C = 0.8A, and B = 1.3A, C = 1. It was set as the shape of the arbitrary feeders comprised between the ellipsoid Q shown by 3A. Accordingly, it is possible to provide a hot-water feeder shape with high hot-water efficiency that can be applied to various actual casting conditions while maintaining a heat-retaining effect close to an ellipsoid. Details will be described in the second embodiment.

(手段3)
手段1記載のX/A+Y/B+Z/C =1で定義される楕円体において、押湯の基本形状が、ほぼA=B=Cすなわち球状体であることを特徴とする押湯の形状である。
(Means 3)
In the ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 = 1 described in Means 1, the basic shape of the feeder is approximately A = B = C, that is, a spherical body. The shape of the hot water.

これは既述のごとく、楕円体のひとつの特殊な形状であって、これが最も表面積が小さく、単位体積当りの凝固モジュラスが大きくなり、保温効果が最大である。ただし、押湯の高さが制限されるので、製品部の形状、高さによっては適用が限定される場合もある。  As described above, this is one special shape of an ellipsoid, which has the smallest surface area, a large solidification modulus per unit volume, and a maximum heat retention effect. However, since the height of the feeder is limited, the application may be limited depending on the shape and height of the product part.

ここで、ほぼA=B=Cの球状体としたのは、実際に球状体を押湯として用いるにあたり、押湯の見切面位置の変更や、抜け勾配の付け方などの面から多少の修整変形を必要とする場合があるからである。  Here, the spherical body of approximately A = B = C is used in order to change the position of the parting surface of the feeder and how to apply the draft, so that some modifications may be made. It is because it may be necessary.

(手段4)
手段1乃至3記載の押湯の形状を用いて溶湯を注湯するにあたり、注湯量を、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とすることを特徴とする鋳造方法である。
(Means 4)
When pouring the molten metal using the shape of the hot water described in Means 1 to 3, the amount of molten metal to be poured is equal to or less than the volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup serving as the pouring port from the volume of all the cavities. A casting method characterized by

本手段は、実際に本発明の押湯を用いるにあたり、さらに溶湯削減が可能な方法を提供するものである。すなわち、従来の円柱状の押湯の高さH=(1.5〜2)Dに比べて、本発明の押湯では、手段1及び2で説明したように押湯高さCを、押湯半径Aに対して、高さC=(0.8〜1.3)Aと低く目にしたので、注湯するにあたり、注湯量を減らして、注湯口である湯口カップと湯口棒によって付与される溶湯ヘッドを低くした方が押湯頂部の引け誘発に効果的であることがわかった。  This means provides a method capable of further reducing the molten metal when the hot water of the present invention is actually used. That is, as compared with the conventional columnar feeder height H = (1.5-2) D, the feeder height C of the present invention, as described in the first and second means, Since the height C = (0.8 to 1.3) A is low relative to the hot water radius A, when pouring, the amount of pouring is reduced and given by the pouring cup and the pouring bar that are pouring gates. It was found that lowering the molten metal head is more effective in inducing shrinkage at the top of the feeder.

これは、押湯が低くなったことで、高い溶湯ヘッドが押湯にかかると、押湯頂部が鋳型キャビティーに強く密着して凝固が促進されるため、押湯頂部の引け誘発が阻害され、その結果、押湯効果が低下すると推定される。したがって、注湯後に湯口カップの上面の溶湯高さを湯口カップの体積の1/2以下にすることで低くし、押湯にかかる溶湯ヘッドを低くすることが本発明の押湯には有効である。勿論、注湯量の減量の上限値は、製品部の高さから決められる。すなわち、湯口カップの上面の溶湯高さが製品部の高さを下回らないようにすることは当然である。  This is because the height of the hot metal is lowered, and when a high molten metal head is applied to the hot metal, the top of the hot metal closely adheres to the mold cavity and solidification is promoted. As a result, it is estimated that the hot-water supply effect is lowered. Therefore, it is effective for the hot water of the present invention to lower the molten metal height on the upper surface of the sprue cup after pouring by making it 1/2 or less of the volume of the pouring cup and to lower the molten metal head applied to the hot water. is there. Of course, the upper limit of the amount of pouring is determined from the height of the product part. That is, it is natural that the molten metal height on the upper surface of the spout cup does not fall below the height of the product portion.

作用Action

手段1乃至3では、楕円体を基本とする保温性の高い押湯の形状、すなわち小さい体積で押湯効果の大きな押湯の形状を提供した。また、手段4では、さらに押湯効果を高めながら溶湯削減が可能な方法として注湯量を減量する方法を提案した。これらによって、従来技術の問題点であった鋳造歩留りを大幅に向上することができるようになった。この結果、押湯に必要な溶湯を大きく削減することができ、溶解のための消費電力及び溶湯処理費等を大幅に削減できるようになった。またCO削減にも大きく貢献するものである。In the means 1 to 3, the shape of the hot water having high heat retention based on the ellipsoid, that is, the shape of the hot water having a small volume and a large hot water effect is provided. Moreover, in the means 4, the method of reducing the pouring amount was proposed as a method which can reduce a molten metal, further improving the hot-water-feeding effect. As a result, the casting yield, which has been a problem of the prior art, can be greatly improved. As a result, it is possible to greatly reduce the amount of molten metal required for the hot metal, and to significantly reduce the power consumption for melting and the cost of molten metal treatment. It also greatly contributes to CO 2 reduction.

以下に本発明を詳細に説明するが、これら実施例によって本発明が限定されるものではない。  The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.

図1〜図4に手段1を用いた実施例1を示す。本例では、堰の部分を除いた押湯の基本形状が、鋳型の見切面に平行な方向のX及びY方向の半径をそれぞれA及びBとし、見切面に直角な方向のZ(高さ)方向に相当する半径をCとするとき、X/A+Y/B+Z/C =1で定義される楕円体であり、かつB=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aであることを特徴とする押湯の形状について具体的に説明する。A first embodiment using the means 1 is shown in FIGS. In this example, the basic shape of the feeder, excluding the weir part, is set to have a radius in the X and Y directions parallel to the parting surface of the mold as A and B, respectively, and Z (height in a direction perpendicular to the parting surface. ) When the radius corresponding to the direction is C, it is an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 = 1 , and B = (0.8 to 1.3) The shape of the hot water supply, which is characterized by A and C = (0.8 to 1.3) A, will be specifically described.

図1は、最小半径をA=4cmとして、B=1.3A=5.2cm、C=1.3A=5.2cmの場合の楕円体の押湯1の形状の立体透視図を示したものである。押湯の左側に製品部があり、押湯の基本形状1と製品部4をつなぐ堰の部分3が設けられるが、本図には示していない。これについては図4に示す。堰の部分3の形状は製品部4と押湯の基本形状1をつなぐ適宜の形状とするが、この部分の凝固モジュラスは押湯から製品部に十分な溶湯補給ができるように決定される。一般的な製品部と堰部と押湯の基本形状の凝固モジュラスの比は、1:0.5:1〜1.2程度が適していると言われているが、実用的には製品部の形状、高さなどの諸条件を考慮して決められる。  FIG. 1 shows a three-dimensional perspective view of the shape of an ellipsoid feeder 1 when B = 1.3A = 5.2 cm and C = 1.3A = 5.2 cm, where A = 4 cm. It is. There is a product portion on the left side of the feeder, and a weir portion 3 that connects the basic shape 1 of the feeder and the product portion 4 is provided, but this is not shown in the figure. This is illustrated in FIG. The shape of the portion 3 of the weir is an appropriate shape that connects the product portion 4 and the basic shape 1 of the feeder, but the solidification modulus of this portion is determined so that the molten metal can be sufficiently supplied from the feeder to the product portion. It is said that the ratio of the solidification modulus of the basic shape of the general product part, the weir part, and the feeder is about 1: 0.5: 1 to 1.2. It is determined in consideration of various conditions such as shape and height.

楕円体の押湯の基本形状1の形状において、鋳型の上下型の想定される見切面2は本図では高さ方向の中心としているが、製品部の形状、高さなどに応じて見切面の位置を上下に調整して用いるのが実用的である。その時に、造型時の型抜けのために必要であれば適宜の抜け勾配を付すようにする。また、製品部との関係で押湯の形状を適宜に修整変形することは差し支えない。具体的な方法は後述の実施例3の図8に示す。  In the shape of the basic shape 1 of the ellipsoidal hot water feeder, the assumed parting surface 2 of the upper and lower molds is the center in the height direction in this figure, but the parting surface depends on the shape and height of the product part. It is practical to adjust the position of the upper and lower sides. At that time, if necessary for mold removal at the time of molding, an appropriate escape gradient is provided. In addition, the shape of the feeder may be appropriately modified and deformed in relation to the product part. A specific method is shown in FIG.

このような楕円体の押湯形状と比較のために、従来技術の円柱状の押湯の形状を、直径8cm、高さ12cmとして計算してみる。従来技術の押湯形状では、体積V1=604cm、表面積S1=402cm、凝固モジュラスM1=604/402=1.50cm、単位体積当たりの凝固モジュラスK1=2.48×10−3(cm/cm)となる。For comparison with the shape of such an ellipsoidal feeder, the shape of a conventional cylindrical feeder is assumed to be 8 cm in diameter and 12 cm in height. In the conventional feeder shape, volume V1 = 604 cm 3 , surface area S1 = 402 cm 2 , solidification modulus M1 = 604/402 = 1.50 cm, solidification modulus per unit volume K1 = 2.48 × 10 −3 (cm / cm 3 ).

楕円体の押湯の形状では、A=4cm、B=1.3A=5.2cm、C=1.3A=5.2cmを用いて、体積V2=453cm、表面積S2=287cm、凝固モジュラスM2=453/287=1.58cm、単位体積当たりの凝固モジュラスK2=3.48×10−3(cm/cm)となる。したがって、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比で比較すると、体積比V2/V1=453/604=0.75、凝固モジュラス比M2/M1=1.05、単位体積当たりの凝固モジュラスの比K2/K1=1.40となる。In the shape of the ellipsoidal feeder, A = 4 cm, B = 1.3 A = 5.2 cm, C = 1.3 A = 5.2 cm, volume V2 = 453 cm 3 , surface area S2 = 287 cm 2 , solidification modulus M2 = 453/287 = 1.58 cm, and the solidification modulus per unit volume K2 = 3.48 × 10 −3 (cm / cm 3 ). Accordingly, when the shape of the ellipsoidal feeder is compared with the shape of the cylindrical feeder, the volume ratio V2 / V1 = 453/604 = 0.75, the solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.05, and per unit volume. The ratio of the solidification modulus of K2 / K1 = 1.40.

つまり、楕円体の押湯の形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスはほぼ同等で、押湯体積は約25%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.4倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることがわかる。このことによって、楕円体の押湯の形状を用いることで、従来技術の円柱状の押湯の形状に比べ、小さい体積で同等またはそれ以上の押湯効果を得ることができた。この結果、大幅な鋳造歩留りの向上が達成された。  In other words, in the shape of the ellipsoidal feeder, the solidification modulus is almost the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 25%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.4 times, and it can be seen that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. Thus, by using the shape of the ellipsoidal feeder, it was possible to obtain a feeder effect equivalent to or higher than that of the columnar feeder of the prior art with a small volume. As a result, a significant improvement in casting yield was achieved.

また、B=1.2A、C=1.2Aの場合についても計算結果を示すと、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比は、体積比V2/V1=386/604=0.64、凝固モジュラス比M2/M1=1.0、単位体積当たりの凝固モジュラスの比K2/K1=1.56となる。つまり、この場合には、楕円体の押湯の形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスは同等で、押湯体積は約36%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.56倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることが理解できる。この結果は、楕円体の形状が球状体、すなわちA=B=Cに近づけば近づくほど、押湯効率が高くなることを意味している。つまり、球状体が押湯効率が最大であることがわかる。いずれの形状を採用するかは、製品部の形状、高さなどを考慮して決める。  The calculation results are also shown for B = 1.2A and C = 1.2A. The ratio of the ellipsoidal feeder shape to the cylindrical feeder shape is the volume ratio V2 / V1 = 386/604. = 0.64, solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.0, and ratio of solidification modulus per unit volume K2 / K1 = 1.56. That is, in this case, in the shape of the ellipsoidal feeder, the solidification modulus is the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 36%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.56 times, and it can be understood that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. This result means that as the shape of the ellipsoid is closer to the spherical body, that is, A = B = C, the hot water supply efficiency is increased. That is, it turns out that a spherical body has the highest hot-water supply efficiency. Which shape is adopted is determined in consideration of the shape and height of the product part.

図2は、A=4.0(1.0)、B=5.2(1.3)、C=3.2(0.8)の場合の図である。また、図3は、A=4.0(1.0)、B=3.2(0.8)、C=3.2(0.8)の場合の図であり、図4は、A=4.0(1.0)、B=4.0(1.0)、C=5.2(1.3)の場合の図である。このように、A、B、Cを適宜変化させることで任意の形状の楕円体形状の押湯をつくることができる。また、図4には、堰の部分3、製品部4も表示しており、これが実際の押湯の用い方である。図1〜3の基本形状もこれと同じ構成で用いる。なお、本実施例では、サイド押湯として用いたが、揚り押湯においても同様に用いることができる。  FIG. 2 is a diagram in the case of A = 4.0 (1.0), B = 5.2 (1.3), and C = 3.2 (0.8). FIG. 3 is a diagram in the case of A = 4.0 (1.0), B = 3.2 (0.8), and C = 3.2 (0.8). = 4.0 (1.0), B = 4.0 (1.0), C = 5.2 (1.3). In this way, by arbitrarily changing A, B, and C, it is possible to make an ellipsoid-shaped feeder of any shape. Moreover, in FIG. 4, the part 3 of a dam and the product part 4 are also displayed, and this is how to use the actual hot water. The basic shape of FIGS. 1 to 3 is also used in the same configuration. In addition, although it used as a side feeder in a present Example, it can use similarly also in a deep-fried feeder.

次に、手段2を用いた押湯の基本形状について説明する。計算の比較対象は同じく従来技術の円柱状の押湯の形状を直径8cm、高さ12cmとした。これに対して、A、B、Cの寸法比を種々変えた時の楕円体形状の押湯の形状基本の特徴を円柱状の押湯と比較した結果を図5に示した。添字1が従来技術の円柱状押湯、添字2が本発明名の楕円体押湯を示す。この計算では、凝固モジュラス比M2/M1がほぼ1.0になるようにA、B、Cの寸法を変化させている。  Next, the basic shape of the hot water using means 2 will be described. The comparison object of calculation similarly made the shape of the cylindrical feeder of the prior art 8 cm in diameter and 12 cm in height. On the other hand, FIG. 5 shows the result of comparing the basic features of the shape of the ellipsoidal feeder when the dimensional ratios of A, B, and C are variously changed with the cylindrical feeder. Subscript 1 indicates a conventional cylindrical feeder, and suffix 2 indicates an ellipsoidal feeder according to the present invention. In this calculation, the dimensions of A, B, and C are changed so that the solidification modulus ratio M2 / M1 is approximately 1.0.

この図からわかるように、BをB=(0.8〜1.3)Aの範囲で、CをC=(0.8〜1.3)Aの範囲で変化させても、適宜の大きさのA、B、Cの寸法を選定すれば、従来の円柱状の押湯形状に対して、約33〜39%の押湯の削減が得られることがわかる。つまり、このA、B、Cの寸法比の範囲の任意の形状の押湯の形状であれば大きな押湯の削減が達成できるのである。したがって、A、B=0.8A、C=0.8Aで表示される楕円体P(5)と、A、B=1.3A、C=1.3Aで表示される楕円体Q(6)の間の任意の形状の押湯はP、Qとほぼ同等保温性で、同様に大きな押湯の削減が得られることになる。つまり、押湯効率が高い押湯の形状である。この楕円体P(5)と楕円体Q(6)の形状を図6に示す。この2つの楕円体P、Qの間に形成される任意形状の押湯の基本形状は、種々の製品部の形状や、方案配置などに対応して適切な押湯の形状を用いることができることを意味しており、手段1よりも実用性が高い押湯の形状である。  As can be seen from this figure, even if B is changed in the range of B = (0.8 to 1.3) A and C is changed in the range of C = (0.8 to 1.3) A, an appropriate size is obtained. It can be seen that if the dimensions A, B, and C are selected, about 33 to 39% of the reduction of the hot water can be obtained compared to the conventional cylindrical hot water shape. That is, if the shape of the feeder is in an arbitrary shape within the dimensional ratio range of A, B, and C, a large reduction in the feeder can be achieved. Therefore, an ellipsoid P (5) displayed with A, B = 0.8A, C = 0.8A, and an ellipsoid Q (6) displayed with A, B = 1.3A, C = 1.3A. The hot water of an arbitrary shape between the two has almost the same heat retention as P and Q, and a large reduction of the hot water can be obtained as well. That is, the shape of the hot water is high. The shapes of the ellipsoid P (5) and ellipsoid Q (6) are shown in FIG. The basic shape of the arbitrarily shaped hot-water feeder formed between the two ellipsoids P and Q can be an appropriate shape of the hot-water feeder corresponding to the shape of various product parts, the design arrangement, etc. The shape of the hot water is higher than that of the first means.

図7に手段3を用いた実施例3を示す。本例では、手段1記載の楕円体において、押湯の形状が、A=B=Cすなわち球状体である押湯の形状について説明する。本例は、X/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体の最も特殊な形状であって、球状体を意味する。FIG. 7 shows a third embodiment in which the means 3 is used. In this example, the shape of the feeder in which the shape of the feeder is A = B = C, that is, a spherical body, in the ellipsoid described in the means 1 will be described. This example is the most specific shape of an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 , and means a spherical body.

この場合についても、A=B=C=4.5cmとして実施例1と同様な計算をして、従来技術の円柱状の押湯の形状との比較値を示すと次のようになる。体積V2=381cm、表面積S2=254cm、凝固モジュラスM2=381/254=1.50cm、単位体積当たりの凝固モジュラスK2=3.94×10−3(cm/cm)となる。したがって、楕円体の押湯形状と円柱状の押湯形状をその比で比較すると、体積比V2/V1=381/604=0.63、凝固モジュラス比M2/M1=1.0、単位体積当たりの凝固モジュラスの比K2/K1=1.60となる。Also in this case, A = B = C = 4.5 cm, the same calculation as in Example 1 is performed, and a comparison value with the shape of the columnar hot water feeder of the prior art is shown as follows. Volume V2 = 381 cm 3 , surface area S2 = 254 cm 2 , solidification modulus M2 = 381/254 = 1.50 cm, solidification modulus per unit volume K2 = 3.94 × 10 −3 (cm / cm 3 ). Therefore, when comparing the shape of the ellipsoidal feeder and the shape of the cylindrical feeder, the volume ratio V2 / V1 = 381/604 = 0.63, the solidification modulus ratio M2 / M1 = 1.0, and per unit volume. The ratio of the solidification moduli of K2 / K1 = 1.60.

つまり、球状体の押湯の基本形状では、円柱状の押湯の形状に比べ凝固モジュラスはほぼ同等で、押湯体積は約37%削減される。また単位体積当たりの凝固モジュラスでみると、その比は1.6倍になっており、楕円体の押湯の形状が単位体積当たりの押湯効率ではるかに優れていることが理解できる。このことによって、球状体の押湯の形状を用いることで、従来技術の円柱状の押湯の形状に比べ、小さい体積で同等またはそれ以上の押湯効果を得ることができた。この結果、大幅な鋳造歩留りの向上が達成された。  That is, in the basic shape of the spherical feeder, the solidification modulus is substantially the same as that of the cylindrical feeder, and the feeder volume is reduced by about 37%. Further, in terms of the solidification modulus per unit volume, the ratio is 1.6 times, and it can be understood that the shape of the ellipsoidal feeder is far superior in the efficiency of the feeder per unit volume. Thus, by using the shape of the spherical feeder, it was possible to obtain the same or higher feeder effect with a small volume as compared with the shape of the columnar feeder of the prior art. As a result, a significant improvement in casting yield was achieved.

なお、上記計算はA=B=Cとして、完全な球体状の押湯の形状の場合の計算を示したが、実際の適用の場合には、形状が完全な球体状からある程度調整されたものでも押湯の効果は同じであるので、この範囲でほぼ球状体であればよいものとする。また、押湯の模型での見切面は、球状体の中心とする必要はなく、適宜上下させてよい。通常は、見切面を下方にして、上型を高く、下型を低くする方が溶湯ヘッドを高める上で有利である。  In the above calculation, A = B = C, and the calculation for the shape of a complete spherical feeder is shown. However, in the actual application, the shape is adjusted to some extent from the complete spherical shape. However, since the effect of the hot water is the same, it is only necessary to have a substantially spherical body within this range. Moreover, the parting surface in the model of the hot water does not have to be the center of the spherical body, and may be appropriately moved up and down. Usually, it is advantageous for raising the molten metal head that the parting surface is downward, the upper die is high, and the lower die is low.

図8は図7のYZ平面の断面図を示す。本図では、球状体の押湯1を実用的に用いる例として、鋳型の見切面2の位置を球状体の高さ方向の中心線7より下方に下げている。そして、適宜の抜け勾配8を付けている。また、押湯頂部9には押湯の引けを誘発するためのV溝10が設けられている。このように、本発明の押湯の基本形状は適宜の修整を加えて用いられるのが通常である。また、押湯高さが不足の場合には、適宜の大きさの円柱を押湯の基本形状の上部に設けることもある。これは、従来技術の円柱状の押湯においても全く同様なことである。  FIG. 8 shows a cross-sectional view of the YZ plane of FIG. In this figure, the position of the parting surface 2 of the mold is lowered below the center line 7 in the height direction of the spherical body as an example of practical use of the spherical body feeder 1. An appropriate draft gradient 8 is provided. In addition, a V-groove 10 is provided in the hot water top portion 9 for inducing the shrinkage of the hot water. As described above, the basic shape of the feeder of the present invention is usually used with appropriate modifications. In addition, when the height of the feeder is insufficient, an appropriately sized cylinder may be provided on the upper part of the basic shape of the feeder. This is exactly the same in the columnar feeder of the prior art.

図9及び図10に手段4を用いた実施例4を示す。本例では、手段1乃至3記載の押湯の形状を用いて溶湯を注湯するにあたり、注湯量を、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とすることを特徴とする鋳造方法について説明する。  A fourth embodiment using the means 4 is shown in FIGS. In this example, when pouring the molten metal using the shape of the hot water described in the means 1 to 3, the amount of pouring is a volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup that is the pouring port from the volume of all the cavities. A casting method characterized by the following will be described.

図9は、従来技術において用いられている円柱状の押湯を用いて、全キャビティーが製品部4、堰部3、押湯1、湯道11、湯口棒12、湯口カップ13から構成された鋳型に、通常通り溶湯14を注湯した状態を示す。この場合には、溶湯はほぼ湯口カップの上面まで注湯されている。この場合、製品部4及び押湯の基本形状1に作用する溶湯ヘッドはおよそH1で示される。図10は本発明の球状体の押湯1を用いて、溶湯14を削減して注湯した状態を示す。この注湯量は、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下としている。この場合、製品部14及び押湯の基本形状に作用する溶湯ヘッドはおよそH2で示され、H2はH1より小さくなっている。  FIG. 9 shows a cylindrical feeder used in the prior art, and all the cavities are composed of a product part 4, a weir part 3, a feeder 1, a runner 11, a gate 12, and a gate cup 13. The molten metal 14 is poured into the mold as usual. In this case, the molten metal is poured almost up to the upper surface of the spout cup. In this case, the molten metal head acting on the product part 4 and the basic shape 1 of the feeder is indicated by H1. FIG. 10 shows a state where the molten metal 14 is reduced and poured using the spherical body feeder 1 of the present invention. The amount of pouring is not more than the volume obtained by subtracting ½ of the volume of the pouring cup that is the pouring spout from the volume of all the cavities. In this case, the melt head acting on the basic shape of the product portion 14 and the feeder is indicated by about H2, and H2 is smaller than H1.

従来の押湯では円柱状の押湯で、高さHは直径の1.5〜2倍と高く設定されていたので、湯口カップ13の溶湯の上面は押湯より低くならないようにすること、及び押湯に十分な溶湯ヘッドを効かせることを基本的な考え方として、注湯量は湯口カップをほぼ充満するように注湯されていた。一方、本手段の溶湯では、押湯高さは、直径の0.8〜1.3倍と低くなったので、湯口カップを満たす高さを低くして押湯にかかる溶湯ヘッド低くして、押湯頂部の引けを誘発し、大気圧を十分効かせるようにしている。これは、あまり高い溶湯ヘッドでは押湯頂部9が鋳型に強く押し付けられて密着し、熱伝達が促進されて凝固が速くなり、その結果、押湯頂部の引け誘発が阻害されてかえって押湯効果が低下することがわかったためである。  In the conventional feeder, since the height H is set to be 1.5 to 2 times as high as the diameter, the upper surface of the molten metal of the spout cup 13 should not be lower than the feeder. In addition, as a basic idea that a sufficient molten metal head is used for the pouring hot water, the pouring amount was poured so as to almost fill the pouring cup. On the other hand, in the molten metal of this means, the height of the hot metal is as low as 0.8 to 1.3 times the diameter. Therefore, the height satisfying the sprue cup is lowered to lower the molten metal head applied to the hot water, Induction of the top of the hot water is induced, so that the atmospheric pressure is fully effective. This is because when the molten metal head is too high, the top 9 of the molten metal is strongly pressed against the mold and is in close contact with each other, heat transfer is accelerated and solidification is accelerated. This is because it has been found that the decrease in the temperature.

したがって、この溶湯ヘッドをある一定値以下に保った方がよいのである。これが本発明のひとつの特徴である。その目安が、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とする値である。勿論、減量する体積の上限値は、当然、製品部の高さ、押湯の形状高さでおのずから決定される。  Therefore, it is better to keep the molten metal head below a certain value. This is one feature of the present invention. The guideline is a value that is equal to or less than the volume obtained by subtracting 1/2 of the volume of the pouring cup that is the pouring spout from the volume of all the cavities. Of course, the upper limit value of the volume to be reduced is naturally determined by the height of the product part and the shape height of the feeder.

このように、本発明の押湯を用いるときは、注湯量を削減して注湯することができ、押湯の形状による溶湯削減に加えて湯口カップ部の溶湯削減も可能になり、大きな溶湯削減が達成された。  Thus, when using the hot water of the present invention, it is possible to pour by reducing the amount of pouring, and in addition to reducing the molten metal due to the shape of the hot water, it is possible to reduce the molten metal in the spout cup portion, Reduction has been achieved.

発明の効果Effect of the invention

以上説明した通り、本発明は、従来技術の円柱状の押湯形状に対して、新規な楕円体を基本とする押湯の形状を提供することで、従来技術の円柱状の押湯形状と凝固モジュラス、すなわち押湯としての保温性を同等にしながら、大幅な溶湯削減が可能になり、鋳造歩留りの大きな向上が得られた。その結果、鋳造業界で緊急の問題となっている電力削減に多いに貢献することができた。  As described above, the present invention provides a shape of a hot water base that is based on a novel ellipsoidal shape with respect to the shape of a conventional cylindrical water feeder, While the solidification modulus, that is, the heat retaining property as a feeder, is made equal, the molten metal can be greatly reduced, and the casting yield is greatly improved. As a result, we were able to contribute greatly to power reduction, which is an urgent problem in the casting industry.

本発明の実施例1を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例1を示す別の立体透視図である。  It is another three-dimensional perspective view which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の効果を示す計算結果である。  It is a calculation result which shows the effect of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3を示す立体透視図である。  It is a three-dimensional perspective view showing Example 3 of the present invention. 本発明の実施例3を示す断面図である。  It is sectional drawing which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に対比する従来技術の実施例を示す図である。  It is a figure which shows the Example of a prior art contrasted with Example 4 of this invention. 本発明の実施例4を示す図である。  It is a figure which shows Example 4 of this invention. 従来技術の揚り押湯の一例を示す図である。  It is a figure which shows an example of the deep-fried hot water of a prior art. 従来技術のサイド押湯の一例を示す図である。  It is a figure which shows an example of the side feeder of a prior art.

1 押湯の基本形状 2 見切面 3 堰の部分 4 製品部
5 楕円体P 6 楕円体Q 7 球状体の高さ方向の中心線 8 抜け勾配
9 押湯頂部 10 V溝 11 湯道 12 湯口棒 13 湯口カップ
14 溶湯 15 揚り押湯 16 サイド押湯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Basic shape of feeder 2 Cut part 3 Weir part 4 Product part 5 Ellipsoid P 6 Ellipsoid Q 7 Center line of height direction of spherical body 8 Draft slope 9 Top part of feeder 10 V groove 11 Runway 12 Spout bar 13 Mouth cup 14 Molten metal 15 Raised hot water 16 Side hot water

Claims (4)

鋳造に用いる押湯の形状であって、堰の部分を除いた押湯の基本形状が、鋳型の見切面に平行な方向のX及びY方向の半径をそれぞれA及びBとし、見切面に直角な方向のZ(高さ)方向の半径をCとするとき、X/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体であり、かつB=(0.8〜1.3)A及びC=(0.8〜1.3)Aであることを特徴とする押湯の形状。The shape of the feeder used for casting, and the basic shape of the feeder, excluding the weir part, is X and Y in the direction parallel to the parting surface of the mold, and A and B, respectively, perpendicular to the parting surface. Is an ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2, where C is the radius in the Z (height) direction of the various directions, and B = (0.8 to 1 .3) The shape of the feeder, wherein A and C = (0.8 to 1.3) A. 請求項1記載のX/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体において、押湯の基本形状が、B=0.8A、C=0.8Aで示される楕円体Pと、B=1.3A、C=1.3Aで示される楕円体Qの間に構成される任意の形状であることを特徴とする押湯の形状。The ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 according to claim 1, wherein the basic shape of the feeder is an ellipse represented by B = 0.8A and C = 0.8A. The shape of the hot-water supply which is an arbitrary shape comprised between the body P and the ellipsoid Q shown by B = 1.3A and C = 1.3A. 請求項1記載のX/A+Y/B+Z/Cで定義される楕円体において、押湯の基本形状が、ほぼA=B=Cすなわち球状体であることを特徴とする押湯の形状。The ellipsoid defined by X 2 / A 2 + Y 2 / B 2 + Z 2 / C 2 according to claim 1 is characterized in that the basic shape of the feeder is substantially A = B = C, that is, a spherical body. The shape of the hot water to be used. 請求項1乃至3記載の押湯の形状を用いて溶湯を注湯するにあたり、注湯量を、全キャビティーの体積から注湯口である湯口カップの体積の1/2を差し引いた体積以下とすることを特徴とする鋳造方法。  When pouring the molten metal using the shape of the hot water supply according to claims 1 to 3, the amount of pouring is set to a volume obtained by subtracting ½ of the volume of the pouring cup as a pouring spout from the volume of all the cavities. A casting method characterized by the above.
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