JP2541312B2 - 精密鋳造方法及び精密鋳造装置 - Google Patents
精密鋳造方法及び精密鋳造装置Info
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- JP2541312B2 JP2541312B2 JP1176713A JP17671389A JP2541312B2 JP 2541312 B2 JP2541312 B2 JP 2541312B2 JP 1176713 A JP1176713 A JP 1176713A JP 17671389 A JP17671389 A JP 17671389A JP 2541312 B2 JP2541312 B2 JP 2541312B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- molten metal
- heating coil
- induction heating
- casting
- Prior art date
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- General Induction Heating (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は精密鋳造方法及び精密鋳造装置に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 従来一般の精密鋳造方法は、ルツボ炉等の溶解炉で溶
かした母材溶湯を、ロストワックス法等で作成したセラ
ミックスシェル鋳型に鋳込んで凝固させるものであっ
た。
かした母材溶湯を、ロストワックス法等で作成したセラ
ミックスシェル鋳型に鋳込んで凝固させるものであっ
た。
この精密鋳造法は、寸法精度の優れた、鋳肌の奇麗な
製品が得られることから、複雑形状製品の製造法として
広く用いられている。
製品が得られることから、複雑形状製品の製造法として
広く用いられている。
しかしながらこの鋳造方法の場合、特に母材が活性金
属である場合、これを溶解炉で溶解したとき或いは取鍋
に取ったときに、溶湯が炉材の耐火材と反応してしまっ
て、汚染されてしまう困難な問題があった。例えばTiを
例にとると、これを溶解炉で溶かしたとき、Ti溶湯が炉
材のアルミナ（Al2O3）と反応してTiO2を生成し、酸素
をピックアップしてしまう。而してこのように酸素を取
り込んでしまうと材料特性が低下し、鋳造品が脆く弱く
なってしまう。
属である場合、これを溶解炉で溶解したとき或いは取鍋
に取ったときに、溶湯が炉材の耐火材と反応してしまっ
て、汚染されてしまう困難な問題があった。例えばTiを
例にとると、これを溶解炉で溶かしたとき、Ti溶湯が炉
材のアルミナ（Al2O3）と反応してTiO2を生成し、酸素
をピックアップしてしまう。而してこのように酸素を取
り込んでしまうと材料特性が低下し、鋳造品が脆く弱く
なってしまう。
また上記鋳造方法にあっては、溶湯を鋳型に流し込ん
で固化させる際、引け巣を防止するために通常押湯を用
いるが、この押湯は１回限りで使い捨てされるために材
料の歩留りが悪く、加えて本方法では一定量の母材金属
を多量に溶解した上これを１回毎鋳型に鋳込むことか
ら、生産能率が悪い問題も有していた。
で固化させる際、引け巣を防止するために通常押湯を用
いるが、この押湯は１回限りで使い捨てされるために材
料の歩留りが悪く、加えて本方法では一定量の母材金属
を多量に溶解した上これを１回毎鋳型に鋳込むことか
ら、生産能率が悪い問題も有していた。
（課題を解決するための第一解決手段） 本発明はこのような課題を解決するためになされたも
のであり、而して本願の第一解決手段は精密鋳造方法に
係るものであって、その要旨は、棒状の母材を下方から
上方に向けて連続的に供給しつつ該母材の上部を誘導加
熱コイルにて連続的に加熱・溶解する一方、鋳造用鋳型
の溶湯注入口を溶湯部内に突入させ、鋳型内部を前記誘
導加熱コイルによる溶解空間に対して相対的に減圧状態
として溶湯を該鋳型内部に吸引した上凝固させるように
したことにある。
のであり、而して本願の第一解決手段は精密鋳造方法に
係るものであって、その要旨は、棒状の母材を下方から
上方に向けて連続的に供給しつつ該母材の上部を誘導加
熱コイルにて連続的に加熱・溶解する一方、鋳造用鋳型
の溶湯注入口を溶湯部内に突入させ、鋳型内部を前記誘
導加熱コイルによる溶解空間に対して相対的に減圧状態
として溶湯を該鋳型内部に吸引した上凝固させるように
したことにある。
（第一解決手段の作用及び効果） このように本発明では母材が下方から上方に向けて連
続的に供給される。そしてその上部は誘導加熱コイルの
加熱空間内に突入させられ、そこで加熱溶解される。こ
こで溶解により生じた溶湯は、誘導加熱により溶湯表面
部に生じた渦電流に基づいて誘導加熱コイルより電磁斥
力（ローレンツ力）を受ける。従って溶湯は誘導加熱コ
イルに対して非接触の状態でありながら、同コイルによ
る加熱空間内において下方或いは横方向への流動を生じ
ず、一定の形状に保持される。
続的に供給される。そしてその上部は誘導加熱コイルの
加熱空間内に突入させられ、そこで加熱溶解される。こ
こで溶解により生じた溶湯は、誘導加熱により溶湯表面
部に生じた渦電流に基づいて誘導加熱コイルより電磁斥
力（ローレンツ力）を受ける。従って溶湯は誘導加熱コ
イルに対して非接触の状態でありながら、同コイルによ
る加熱空間内において下方或いは横方向への流動を生じ
ず、一定の形状に保持される。
そこでかかる溶湯に対して鋳型の注入口を突入させる
とともに、鋳型の成形空間内部を前記コイルによる溶解
空間に対して相対的に減圧状態とすると、溶湯が鋳型内
に吸い込まれて成形空間内に充填される。そこで鋳型内
に充填された溶湯が凝固したら、鋳型の注入口を溶湯よ
り抜き出す。尚、鋳型内に入り込んだ溶湯が凝固する際
に体積減少するが、このような体積減少が生ずると誘電
加熱コイル内の溶湯が直ちに補給されるため、引け巣を
生じることはない。即ち本発明の方法では、誘電加熱コ
イル内の溶湯が上記電磁斥力に基づく圧力により、更に
はまた鋳型内部の吸引作用により押湯として働き、鋳型
内部で体積減少したら、溶湯が鋳型内に直ちに供給され
る。
とともに、鋳型の成形空間内部を前記コイルによる溶解
空間に対して相対的に減圧状態とすると、溶湯が鋳型内
に吸い込まれて成形空間内に充填される。そこで鋳型内
に充填された溶湯が凝固したら、鋳型の注入口を溶湯よ
り抜き出す。尚、鋳型内に入り込んだ溶湯が凝固する際
に体積減少するが、このような体積減少が生ずると誘電
加熱コイル内の溶湯が直ちに補給されるため、引け巣を
生じることはない。即ち本発明の方法では、誘電加熱コ
イル内の溶湯が上記電磁斥力に基づく圧力により、更に
はまた鋳型内部の吸引作用により押湯として働き、鋳型
内部で体積減少したら、溶湯が鋳型内に直ちに供給され
る。
このように本発明においては、母材溶解のために炉の
用いず、誘電加熱コイルにて母材を加熱・溶解する。従
って溶解により生じた溶湯が炉材等と接触することがな
いから、これに基づく溶湯の汚染の問題を生じず、得ら
れた鋳造品の特性も良好となる。
用いず、誘電加熱コイルにて母材を加熱・溶解する。従
って溶解により生じた溶湯が炉材等と接触することがな
いから、これに基づく溶湯の汚染の問題を生じず、得ら
れた鋳造品の特性も良好となる。
また上記のように本発明では、誘電加熱コイル内の溶
湯が押湯の働きをなし、しかもこの押湯は１回限りの使
い捨てではなく、次の鋳造に際して製品用の材料として
使用されることとなるために無駄がなく、これにより材
料の歩留率も向上する。
湯が押湯の働きをなし、しかもこの押湯は１回限りの使
い捨てではなく、次の鋳造に際して製品用の材料として
使用されることとなるために無駄がなく、これにより材
料の歩留率も向上する。
更に加えて、本発明は従来のようなバッチ式の鋳造処
理ではなく、材料を連続的に送りつつ鋳造することが可
能であるから、生産能率も高い特長を有する。
理ではなく、材料を連続的に送りつつ鋳造することが可
能であるから、生産能率も高い特長を有する。
（第二解決手段） 本願の第二解決手段は精密鋳造装置に係るものであっ
て、その要旨は、下方から上方に向けて連続的に供給さ
れて来る棒状の母材の上部を加熱・溶解する誘導加熱コ
イルを設けるとともに、該誘導加熱コイルの上方におい
て、溶湯を内部の成形空間に導いて凝固させる通気性の
鋳造用鋳型を、該鋳型の溶湯注入部を容器外部に突出さ
せる状態で内部に収容する耐圧容器を減圧装置に連絡し
た状態で設け、該鋳型の成形空間内部を前記誘導加熱コ
イルによる溶解空間に対して相対的に減圧状態とするこ
とにより、溶湯を該鋳型の成形空間内部に吸引した上凝
固させるようにしたことにある。
て、その要旨は、下方から上方に向けて連続的に供給さ
れて来る棒状の母材の上部を加熱・溶解する誘導加熱コ
イルを設けるとともに、該誘導加熱コイルの上方におい
て、溶湯を内部の成形空間に導いて凝固させる通気性の
鋳造用鋳型を、該鋳型の溶湯注入部を容器外部に突出さ
せる状態で内部に収容する耐圧容器を減圧装置に連絡し
た状態で設け、該鋳型の成形空間内部を前記誘導加熱コ
イルによる溶解空間に対して相対的に減圧状態とするこ
とにより、溶湯を該鋳型の成形空間内部に吸引した上凝
固させるようにしたことにある。
（第二解決手段の作用及び効果） かかる本発明の鋳造装置によれば、上記方法を好適に
実施できる。また本発明では耐圧容器を用いてその内部
に通気性の鋳型を収容するようにしているため、耐圧容
器に負圧を導くことにより鋳型の成形空間内を容易に減
圧状態とし得る。
実施できる。また本発明では耐圧容器を用いてその内部
に通気性の鋳型を収容するようにしているため、耐圧容
器に負圧を導くことにより鋳型の成形空間内を容易に減
圧状態とし得る。
（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明す
る。
る。
第１図において10は棒状の母材であって、下方より誘
導加熱コイル12の内部に連続的に供給される。
導加熱コイル12の内部に連続的に供給される。
14は耐圧容器であって真空吸引部16を有している。
耐圧容器14の内部には、通気性のセラミックスシェル
鋳型18が収容されている。この鋳型18は溶湯の注入部20
を有し、この注入部20が耐圧容器14より突出させられ、
その先端の注入口22が母材上部の溶融部（溶湯）24内に
突入させられるようになっている。
鋳型18が収容されている。この鋳型18は溶湯の注入部20
を有し、この注入部20が耐圧容器14より突出させられ、
その先端の注入口22が母材上部の溶融部（溶湯）24内に
突入させられるようになっている。
上記装置を用いて行った鋳造実験の一例を以下に説明
する。
する。
第１表に示す組成の、外径30mmのインコネル713C母材
を、周波数8000Hz,出力40kwの誘導加熱コイル12に下方
から供給した。コイル通電後30秒で母材上部が溶融した
ので、直ちにセラミックスシェル鋳型18に溶湯24を差圧
0.1気圧で吸引して鋳込んだ。鋳込み後３秒間鋳型18の
注入口22を溶湯24中に浸漬して、溶湯24の押湯効果をも
たせた後、鋳型18を引き上げて１サイクルの鋳造を完了
した。尚鋳物の製品重量は120g,サイクルタイムは40秒
であった。
を、周波数8000Hz,出力40kwの誘導加熱コイル12に下方
から供給した。コイル通電後30秒で母材上部が溶融した
ので、直ちにセラミックスシェル鋳型18に溶湯24を差圧
0.1気圧で吸引して鋳込んだ。鋳込み後３秒間鋳型18の
注入口22を溶湯24中に浸漬して、溶湯24の押湯効果をも
たせた後、鋳型18を引き上げて１サイクルの鋳造を完了
した。尚鋳物の製品重量は120g,サイクルタイムは40秒
であった。
これによると月間生産量は、200時間稼動として2160k
gとなる。これは精密鋳造の１ラインの生産量としては
十分の能力である。
gとなる。これは精密鋳造の１ラインの生産量としては
十分の能力である。
上記押湯の役割を果たして溶湯24は、次回の鋳造時に
鋳造材料として鋳型18内に鋳込まれるので、材料歩留率
は85％と高率であった。因みに通常の精密鋳造法では40
％以下の場合が多い。このことからすれば、本方法の場
合、材料の歩留率は著しく高いと言える。
鋳造材料として鋳型18内に鋳込まれるので、材料歩留率
は85％と高率であった。因みに通常の精密鋳造法では40
％以下の場合が多い。このことからすれば、本方法の場
合、材料の歩留率は著しく高いと言える。
加えて本方法では、溶解ルツボ炉が不要であるので製
造コストも安価である利点がある。
造コストも安価である利点がある。
以上本発明の実施例を詳述したが、これはあくまで本
発明の一実施例であり、本発明においては例えば鋳型と
してセラミックス鋳型を用い得るのみならず、金型，カ
ーボン型を等を用いることも可能であるなど、その主要
を逸脱しない範囲において、当業者の知識に基づき様々
な変更を加えた形態・態様において実施・構成可能であ
る。
発明の一実施例であり、本発明においては例えば鋳型と
してセラミックス鋳型を用い得るのみならず、金型，カ
ーボン型を等を用いることも可能であるなど、その主要
を逸脱しない範囲において、当業者の知識に基づき様々
な変更を加えた形態・態様において実施・構成可能であ
る。
第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図である。 10:母材 12:誘導加熱コイル 14:耐圧容器 18:セラミックスシェル鋳型 24:溶湯
Claims (2)
- 【請求項１】棒状の母材を下方から上方に向けて連続的
に供給しつつ該母材の上部を誘導加熱コイルにて連続的
に加熱・溶解する一方、鋳造用鋳型の溶湯注入口を溶湯
部内に突入させ、鋳型内部を前記誘導加熱コイルによる
溶解空間に対して相対的に減圧状態として溶湯を該鋳型
内部に吸引した上凝固させることを特徴とする精密鋳造
方法。 - 【請求項２】下方から上方に向けて連続的に供給されて
来る棒状の母材の上部を加熱・溶解する誘導加熱コイル
を設けるとともに、該誘導加熱コイルの上方において、
溶湯を内部の成形空間に導いて凝固させる通気性の鋳造
用鋳型を、該鋳型の溶湯注入部を容器外部に突出させる
状態で内部に収容する耐圧容器を減圧装置に連絡した状
態で設け、該鋳型の成形空間内部を前記誘導加熱コイル
による溶解空間に対して相対的に減圧状態とすることに
より、溶湯を該鋳型の成形空間内部に吸引した上凝固さ
せるようにしたことを特徴とする精密鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176713A JP2541312B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 精密鋳造方法及び精密鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176713A JP2541312B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 精密鋳造方法及び精密鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342170A JPH0342170A (ja) | 1991-02-22 |
| JP2541312B2 true JP2541312B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=16018460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1176713A Expired - Lifetime JP2541312B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 精密鋳造方法及び精密鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541312B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2459509B (en) | 2008-04-25 | 2011-05-11 | Goodwin Plc | An apparatus for casting and a method of casting |
| CN102114528A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 北京航空航天大学 | 金属管材制作方法和装置 |
| CN109402424B (zh) * | 2018-12-06 | 2020-12-15 | 江苏隆达超合金航材有限公司 | 应用于行星轧机轧制铜及铜合金的高温合金芯棒及其制备方法 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176713A patent/JP2541312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0342170A (ja) | 1991-02-22 |
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