JP2879005B2 - 鋳物の冷却方法 - Google Patents
鋳物の冷却方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型内に冷却液を
供給し、鋳型内の鋳物を冷却液によって冷却させる冷却
方法に関する。又、冷却液の冷却によって、引け巣、焼
付の防止、組織の緻密化等を図る鋳物の冷却方法に関す
る。
供給し、鋳型内の鋳物を冷却液によって冷却させる冷却
方法に関する。又、冷却液の冷却によって、引け巣、焼
付の防止、組織の緻密化等を図る鋳物の冷却方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来鋳造作業では、鋳型に溶湯を注湯し
た後、割れの発生や精度の悪化を惧れるため、鋳型を一
定期間放置し、内部の熱が自然に低下するのを待機して
いた。ところが、鋳物砂自身断熱効果を有することか
ら、大型の鋳物を鋳造した場合などには、注湯してから
鋳型を解く解枠までに数週間かかることがある。その間
注湯した状態で鋳型を保管しなければならず、広い保管
場所を占め、かつ保管している期間は鋳物砂や鋳枠を他
に使用できず作業を進行させるため多量の鋳物砂と鋳枠
を必要とし生産性がよくなかった。
た後、割れの発生や精度の悪化を惧れるため、鋳型を一
定期間放置し、内部の熱が自然に低下するのを待機して
いた。ところが、鋳物砂自身断熱効果を有することか
ら、大型の鋳物を鋳造した場合などには、注湯してから
鋳型を解く解枠までに数週間かかることがある。その間
注湯した状態で鋳型を保管しなければならず、広い保管
場所を占め、かつ保管している期間は鋳物砂や鋳枠を他
に使用できず作業を進行させるため多量の鋳物砂と鋳枠
を必要とし生産性がよくなかった。
【０００３】そこで本発明者らは、注湯後から解枠まで
の時間を短時間にできれば、鋳枠の数や鋳物砂を減らし
て鋳造作業の生産性を向上させることが可能と考え、鋳
物の冷却速度を速めることに着目した。
の時間を短時間にできれば、鋳枠の数や鋳物砂を減らし
て鋳造作業の生産性を向上させることが可能と考え、鋳
物の冷却速度を速めることに着目した。
【０００４】鋳物の冷却に関して従来は砂付き（鋳物を
覆う砂の量）を減少させて、鋳型からの放熱量を増加さ
せたり、解枠後に、鋳物に霧状の水を噴霧したり、鋳物
砂とともに製品を回転させて放熱させる等の方法が知ら
れていた。
覆う砂の量）を減少させて、鋳型からの放熱量を増加さ
せたり、解枠後に、鋳物に霧状の水を噴霧したり、鋳物
砂とともに製品を回転させて放熱させる等の方法が知ら
れていた。
【０００５】また、鋳物の冷却に関しては次のような出
願がなされている。
願がなされている。
【０００６】鋳型内にパイプを設置し、このパイプ等の
内部に冷媒を通過させて鋳物砂の冷却を行う発明（特開
昭５７−１０３７７５号）、もしくは空気または空気と
水のミスト状混合気体を鋳型内に送り込んで鋳物を冷却
する発明（特公平４−４５２６４号）等である。
内部に冷媒を通過させて鋳物砂の冷却を行う発明（特開
昭５７−１０３７７５号）、もしくは空気または空気と
水のミスト状混合気体を鋳型内に送り込んで鋳物を冷却
する発明（特公平４−４５２６４号）等である。
【０００７】又、部分的に鋳物を冷却する手段として、
鋳型内に冷やし金を配置し冷却させる方法も行われてい
た。
鋳型内に冷やし金を配置し冷却させる方法も行われてい
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、鋳物砂を減
少させた場合においても必要量以下に鋳物砂を減少させ
ることはできず、冷却能力を大きくすることはできな
い。また、一般的には２００℃以下の温度にて解枠する
こととしており、解枠時期を早くし過ぎた場合には、寸
法変化や変形が発生したり、内部応力のために割れが発
生するおそれがあった。
少させた場合においても必要量以下に鋳物砂を減少させ
ることはできず、冷却能力を大きくすることはできな
い。また、一般的には２００℃以下の温度にて解枠する
こととしており、解枠時期を早くし過ぎた場合には、寸
法変化や変形が発生したり、内部応力のために割れが発
生するおそれがあった。
【０００９】又、特開昭５７−１０３７７５号の発明
は、パイプ等の内部に冷媒を通過させて局所的に冷却速
度を早めて鋳物の硬さを増し耐摩耗性を高めるものであ
り、冷却は間接的で行われ、しかも部分的であることか
ら、鋳物全体の熱を奪い温度を低下させるものではな
く、鋳物全体の冷却速度を短縮させることはできなかっ
た。また、特公平４−４５２６４号の発明は、空気、あ
るいは水分を含む空気を空気孔等を通して鋳物の特定部
分に吹きつけ、特開昭５７−１０３７７５号の発明と同
様に所望の箇所の硬度を高めるものであり、水は気体に
含ませて鋳物に供給するものであり、水を液体の状態で
供給することは、ブローホール等を防止する観点等から
禁止する旨の記載が見られる。したがって、かかる発明
においても、鋳物の熱を鋳物全体から取り除き、冷却速
度を速めることはできなかった。
は、パイプ等の内部に冷媒を通過させて局所的に冷却速
度を早めて鋳物の硬さを増し耐摩耗性を高めるものであ
り、冷却は間接的で行われ、しかも部分的であることか
ら、鋳物全体の熱を奪い温度を低下させるものではな
く、鋳物全体の冷却速度を短縮させることはできなかっ
た。また、特公平４−４５２６４号の発明は、空気、あ
るいは水分を含む空気を空気孔等を通して鋳物の特定部
分に吹きつけ、特開昭５７−１０３７７５号の発明と同
様に所望の箇所の硬度を高めるものであり、水は気体に
含ませて鋳物に供給するものであり、水を液体の状態で
供給することは、ブローホール等を防止する観点等から
禁止する旨の記載が見られる。したがって、かかる発明
においても、鋳物の熱を鋳物全体から取り除き、冷却速
度を速めることはできなかった。
【００１０】殊に、特開昭５７−１０３７７５号の発明
は、パイプを用いることにより積極的に鋳物に水が接す
るのを防止する目的があり、特公平４−４５２６４号の
発明においても直接水を注入することは禁止しており、
この点は生型等、砂に粘土（ベントナイト）と水を混合
して鋳型を形成する鋳造においても共通した考えであ
り、混合する水の量を多くするとピンホールやブローホ
ール等を引き起こすため、鋳造において多量の水を使用
することは一切不可能であると考えられていた。
は、パイプを用いることにより積極的に鋳物に水が接す
るのを防止する目的があり、特公平４−４５２６４号の
発明においても直接水を注入することは禁止しており、
この点は生型等、砂に粘土（ベントナイト）と水を混合
して鋳型を形成する鋳造においても共通した考えであ
り、混合する水の量を多くするとピンホールやブローホ
ール等を引き起こすため、鋳造において多量の水を使用
することは一切不可能であると考えられていた。
【００１１】また、冷やし金を溶湯と接するように鋳型
内に設け、冷却することに関しても、この冷やし金は、
指向性凝固をさせてひけの発生する部分を支障ないとこ
ろや押し湯と呼ばれる製品外の部分へ移動させて防止し
たり、部分的な冷却により組織の緻密化を行うもので、
鋳物を部分的に冷却して鋳物の引けを防止したり、部分
的に組織を緻密化するものであり、鋳物全体の温度を冷
却させるものではなく、かつ冷やし金を形状に添って施
工する必要があり、作業上効率が非常に悪かった。
内に設け、冷却することに関しても、この冷やし金は、
指向性凝固をさせてひけの発生する部分を支障ないとこ
ろや押し湯と呼ばれる製品外の部分へ移動させて防止し
たり、部分的な冷却により組織の緻密化を行うもので、
鋳物を部分的に冷却して鋳物の引けを防止したり、部分
的に組織を緻密化するものであり、鋳物全体の温度を冷
却させるものではなく、かつ冷やし金を形状に添って施
工する必要があり、作業上効率が非常に悪かった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため、溶湯を注湯した後の鋳型内に水等の冷却
液を注入浸透させ、この冷却液によって鋳物を迅速に冷
却することとした。冷却液は、鋳物に直接かけるのでは
なく、鋳物を埋沈させている鋳型の上から注入し、内部
を浸透させ、鋳物砂を通して鋳物の熱を奪うようにす
る。その際水温の上昇だけでなく、約５４０ｃａｌ／ｇ
の高い蒸発潜熱を利用する。
解決するため、溶湯を注湯した後の鋳型内に水等の冷却
液を注入浸透させ、この冷却液によって鋳物を迅速に冷
却することとした。冷却液は、鋳物に直接かけるのでは
なく、鋳物を埋沈させている鋳型の上から注入し、内部
を浸透させ、鋳物砂を通して鋳物の熱を奪うようにす
る。その際水温の上昇だけでなく、約５４０ｃａｌ／ｇ
の高い蒸発潜熱を利用する。
【００１３】水の注入は、溶湯の注湯が終了後に行う。
水の注入を溶湯の注湯以前、もしくは注湯中に行うと、
溶湯に乱流が生じ、溶湯内に水分子が巻き込まれてブロ
ーホールやピンホールの原因となる。溶湯が完全に鋳型
内に送り込まれるまでは、鋳型は従来と同じ条件に保持
される必要がある。一方、溶湯を注湯後に冷却液を注入
しても、冷却液の冷却効果によって、溶湯の表面は固化
され、又冷却液が溶湯の熱によって気化されて蒸発する
ことから、溶湯内に直接液状の冷却液が侵入してブロー
ホール等が発生することはない。
水の注入を溶湯の注湯以前、もしくは注湯中に行うと、
溶湯に乱流が生じ、溶湯内に水分子が巻き込まれてブロ
ーホールやピンホールの原因となる。溶湯が完全に鋳型
内に送り込まれるまでは、鋳型は従来と同じ条件に保持
される必要がある。一方、溶湯を注湯後に冷却液を注入
しても、冷却液の冷却効果によって、溶湯の表面は固化
され、又冷却液が溶湯の熱によって気化されて蒸発する
ことから、溶湯内に直接液状の冷却液が侵入してブロー
ホール等が発生することはない。
【００１４】冷却液の注入は鋳型の上からのみならず、
鋳型の内部に水管を設置し、その水管から流出させて鋳
物砂内に浸透させても、更には、鋳物の特定の箇所に当
たるように時間差を設けて部分的に先に注入してもよ
い。
鋳型の内部に水管を設置し、その水管から流出させて鋳
物砂内に浸透させても、更には、鋳物の特定の箇所に当
たるように時間差を設けて部分的に先に注入してもよ
い。
【００１５】冷却液による鋳物の冷却は、鋳物の表面温
度がＡ１変態温度に達する直前までとする。Ａ１変態温
度を水の冷却によって短時間に通過させると、冷却速度
が速すぎ組織が硬化するからである。すなわち、鉄系の
鋳物の場合基地組織による硬さはＡ１変態の通過速度に
て決定され、オーステナイト中の冷却速度は基地組織の
硬さに大きな影響を与えない。鋳鉄の場合には平衡状態
図から考えると、セメンタイト共晶（１１４８℃）とＡ
１変態（７２３℃）の間には４２５℃のギャップが存在
し、したがって、このオーステナイト領域の温度範囲に
関しては急速冷却が可能となる。又、鋳鋼品の場合は、
熱処理によって再度組織、硬度の調整を行うので、オー
ステナイト領域での大きな温度低下は支障を生じさせな
い。
度がＡ１変態温度に達する直前までとする。Ａ１変態温
度を水の冷却によって短時間に通過させると、冷却速度
が速すぎ組織が硬化するからである。すなわち、鉄系の
鋳物の場合基地組織による硬さはＡ１変態の通過速度に
て決定され、オーステナイト中の冷却速度は基地組織の
硬さに大きな影響を与えない。鋳鉄の場合には平衡状態
図から考えると、セメンタイト共晶（１１４８℃）とＡ
１変態（７２３℃）の間には４２５℃のギャップが存在
し、したがって、このオーステナイト領域の温度範囲に
関しては急速冷却が可能となる。又、鋳鋼品の場合は、
熱処理によって再度組織、硬度の調整を行うので、オー
ステナイト領域での大きな温度低下は支障を生じさせな
い。
【００１６】尚、鋳物の表面温度がＡ１変態以下の温度
に降下しても水の注入を中止すれば、鋳物内部の熱によ
って再びＡ１変態温度以上に上昇するので、一時的なＡ
１変態温度以下への低下は問題とならない。
に降下しても水の注入を中止すれば、鋳物内部の熱によ
って再びＡ１変態温度以上に上昇するので、一時的なＡ
１変態温度以下への低下は問題とならない。
【００１７】更に、Ａ１変態通過後に改めて冷却液を注
入して鋳物を冷却する場合には、冷却液の注入は塑性域
内に限るものとする。鉄系鋳物では一般的に５５０℃か
ら２００℃の範囲は、内部応力が溜りやすく、割れやす
い領域とされているので、小物品や肉厚バランスのよい
ものを除いてこの範囲での急激な冷却は控えることとす
る。好ましくは、塑性域以下の弾性域では水の注入を行
わないこととする。
入して鋳物を冷却する場合には、冷却液の注入は塑性域
内に限るものとする。鉄系鋳物では一般的に５５０℃か
ら２００℃の範囲は、内部応力が溜りやすく、割れやす
い領域とされているので、小物品や肉厚バランスのよい
ものを除いてこの範囲での急激な冷却は控えることとす
る。好ましくは、塑性域以下の弾性域では水の注入を行
わないこととする。
【００１８】また水の注入を部分的に行い、特定の箇所
の温度を低下させて所望の部分の組織を緻密化したり、
引け巣の発生を防止してもよい。
の温度を低下させて所望の部分の組織を緻密化したり、
引け巣の発生を防止してもよい。
【００１９】用いる鋳物砂は、通常の鋳物砂でよく、少
なくとも通水性と、通気性が必要とされる。通水性は、
鋳型の内部に水を浸透させるためであり、通気性は、蒸
気を外部に円滑に逃がすために必要とされる。また鋳型
の下部には、過剰な水を排出するための排水孔が開けら
れていることが好ましい。
なくとも通水性と、通気性が必要とされる。通水性は、
鋳型の内部に水を浸透させるためであり、通気性は、蒸
気を外部に円滑に逃がすために必要とされる。また鋳型
の下部には、過剰な水を排出するための排水孔が開けら
れていることが好ましい。
【００２０】冷却液は、水のみでも、水に防錆剤あるい
はその他の液体等を混合させた混合液でもよい。注入
は、冷却液を自然浸透させるだけでなく、圧力を加えて
鋳型内に注入してもよい。冷却液の注入は、溶湯から所
定時間経過後でも注湯直後でもよいが、少なくとも鋳物
の表面が固化する以前に、注入した水が直接鋳物の表面
に達することは好ましくない。しかしながら、注湯直後
に冷却液を注入した場合でも、注入量が適当で、直接水
が溶湯に接する以前に蒸気に気化する状態であれば注入
してもよい。
はその他の液体等を混合させた混合液でもよい。注入
は、冷却液を自然浸透させるだけでなく、圧力を加えて
鋳型内に注入してもよい。冷却液の注入は、溶湯から所
定時間経過後でも注湯直後でもよいが、少なくとも鋳物
の表面が固化する以前に、注入した水が直接鋳物の表面
に達することは好ましくない。しかしながら、注湯直後
に冷却液を注入した場合でも、注入量が適当で、直接水
が溶湯に接する以前に蒸気に気化する状態であれば注入
してもよい。
【００２１】更に、焼着発生の観点から冷却液の注入を
捉えると、鋳物砂の温度が約６００℃になると、溶湯が
鋳物砂に侵入し焼着が発生することが発明者らの実験に
よって確認された。したがって、鋳物砂の温度がこの焼
着発生温度に達する以前に冷却液（蒸気）によって冷却
されて６００℃を越えないように注入する。実験による
と、溶湯が鋳物砂に侵入（約３mm）し始めるのは注湯後
２〜３分、塗型がある場合は５〜１５分であり、それ以
前に冷却液による冷却が開始されて６００℃以下に抑制
されることが焼着防止の観点から好ましい。
捉えると、鋳物砂の温度が約６００℃になると、溶湯が
鋳物砂に侵入し焼着が発生することが発明者らの実験に
よって確認された。したがって、鋳物砂の温度がこの焼
着発生温度に達する以前に冷却液（蒸気）によって冷却
されて６００℃を越えないように注入する。実験による
と、溶湯が鋳物砂に侵入（約３mm）し始めるのは注湯後
２〜３分、塗型がある場合は５〜１５分であり、それ以
前に冷却液による冷却が開始されて６００℃以下に抑制
されることが焼着防止の観点から好ましい。
【００２２】次に、この鋳物の冷却方法の作用について
説明する。
説明する。
【００２３】鋳型に溶湯を完全に注湯した後、冷却液を
鋳型に注入する。冷却液は鋳物砂の間を通って内部に浸
透して鋳物の表面付近に達する。表面付近の温度は数百
℃であることから、通常直接表面に接する以前に鋳物砂
内にて蒸発し、周囲から気化熱を奪った蒸気が鋳物砂の
隙間を通って外部に放散されたり、または途中で冷却さ
れて液化し、再び内部に浸透する。その際、鋳物の表面
が固化していない場合であっても、通常の浸透速度であ
れば冷却液は直接鋳物の表面に接することはないと考え
られ、ブローホール等の問題は生じない。
鋳型に注入する。冷却液は鋳物砂の間を通って内部に浸
透して鋳物の表面付近に達する。表面付近の温度は数百
℃であることから、通常直接表面に接する以前に鋳物砂
内にて蒸発し、周囲から気化熱を奪った蒸気が鋳物砂の
隙間を通って外部に放散されたり、または途中で冷却さ
れて液化し、再び内部に浸透する。その際、鋳物の表面
が固化していない場合であっても、通常の浸透速度であ
れば冷却液は直接鋳物の表面に接することはないと考え
られ、ブローホール等の問題は生じない。
【００２４】したがって、このように冷却液を鋳型内に
注入することにより、鋳物の熱を急速に奪うことがで
き、温度の低下時間を短縮して解枠を早め鋳造作業の効
率を向上させることができる。又、水は１００℃で蒸発
されることから水の状態で長時間鋳物の表面に滞留する
ことはなく、気化と液化が鋳物砂内において繰り返され
ることから、適度な冷却速度が保持される。又冷却液が
直接溶湯の表面に達するときには鋳物の表面にスキン層
が形成されるためブローホール等欠陥が発生しない。
注入することにより、鋳物の熱を急速に奪うことがで
き、温度の低下時間を短縮して解枠を早め鋳造作業の効
率を向上させることができる。又、水は１００℃で蒸発
されることから水の状態で長時間鋳物の表面に滞留する
ことはなく、気化と液化が鋳物砂内において繰り返され
ることから、適度な冷却速度が保持される。又冷却液が
直接溶湯の表面に達するときには鋳物の表面にスキン層
が形成されるためブローホール等欠陥が発生しない。
【００２５】又冷却液の供給を適宜調整することによ
り、組織の変化を適切に設定できる。更に、部分的に冷
却液による冷却を行うことにより、硬度の調整や引け巣
の防止、緻密化等を図ることができる。
り、組織の変化を適切に設定できる。更に、部分的に冷
却液による冷却を行うことにより、硬度の調整や引け巣
の防止、緻密化等を図ることができる。
【００２６】消失模型鋳造法においては冷やし金等の冷
却手段を用いることができないが、本発明の冷却方法を
用いることにより冷やし金の代用として十分に効果を得
ることができる。又、消失模型鋳造法は砂型側ではなく
模型側に塗型をするため砂型への溶湯の侵入による焼着
現象が問題となるが、消失模型鋳造法に本発明の冷却方
法を用いることにより焼着現象を少なくできる。
却手段を用いることができないが、本発明の冷却方法を
用いることにより冷やし金の代用として十分に効果を得
ることができる。又、消失模型鋳造法は砂型側ではなく
模型側に塗型をするため砂型への溶湯の侵入による焼着
現象が問題となるが、消失模型鋳造法に本発明の冷却方
法を用いることにより焼着現象を少なくできる。
【００２７】又、鋳型内に減圧ポンプを接続させ、冷却
液による冷却中に鋳型内を減圧ポンプ等により減圧して
もよい。このように鋳型内の圧力を減圧すると、発生し
た蒸気が速やかに外部に排出され、鋳物側への背圧を生
じさせず、水の注入圧が高い場合や注入量が過剰の場合
でも鋳物表面に冷却液が送り込まれることはなくブロー
ホール等の欠陥を発生させない。
液による冷却中に鋳型内を減圧ポンプ等により減圧して
もよい。このように鋳型内の圧力を減圧すると、発生し
た蒸気が速やかに外部に排出され、鋳物側への背圧を生
じさせず、水の注入圧が高い場合や注入量が過剰の場合
でも鋳物表面に冷却液が送り込まれることはなくブロー
ホール等の欠陥を発生させない。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明にかかる冷却方法を実施す
るための鋳型の一例について図を用いて説明する。
るための鋳型の一例について図を用いて説明する。
【００２９】図１は、本発明の冷却方法を用いる鋳型２
であり、鋳枠１１の内部に消失模型８が鋳物砂１２によ
って埋設してある。模型８には湯口１５が接続してあ
り、又割れ用テストピース９が上部に設けてある。鋳型
２の上部には水管１０が、又内部には水管１３が設けて
あり、これら水管１０、１３の側面には適宜水が流出す
る孔が明いている。鋳枠１１の下部には外部に向って開
放される一方向弁もしくは開閉弁（いずれも図示せず）
を有する排水管１９が取り付けてあり、鋳枠１１の内部
に溜った水はこの排水管１９を通して外部に流出する。
更に、鋳型２の下部には水管４および５が設けられ、又
側面にはパイプ７を介して減圧ポンプ（図示せず）に接
続された吸引管６が設置してある。鋳物砂１２は、通常
用いられる通気性を有する鋳物砂である。
であり、鋳枠１１の内部に消失模型８が鋳物砂１２によ
って埋設してある。模型８には湯口１５が接続してあ
り、又割れ用テストピース９が上部に設けてある。鋳型
２の上部には水管１０が、又内部には水管１３が設けて
あり、これら水管１０、１３の側面には適宜水が流出す
る孔が明いている。鋳枠１１の下部には外部に向って開
放される一方向弁もしくは開閉弁（いずれも図示せず）
を有する排水管１９が取り付けてあり、鋳枠１１の内部
に溜った水はこの排水管１９を通して外部に流出する。
更に、鋳型２の下部には水管４および５が設けられ、又
側面にはパイプ７を介して減圧ポンプ（図示せず）に接
続された吸引管６が設置してある。鋳物砂１２は、通常
用いられる通気性を有する鋳物砂である。
【００３０】そして溶湯を湯口１５から鋳型２内に注入
して鋳物１８を形成した後、水管１０もしくは水管１３
から水を、鋳物１８の温度がＡ１変態温度、約７３０℃
に低下するまで適宜、例えば断続させて供給して、鋳物
１８を冷却する。鋳物温度がＡ１変態温度に達した後は
自然冷却とする。
して鋳物１８を形成した後、水管１０もしくは水管１３
から水を、鋳物１８の温度がＡ１変態温度、約７３０℃
に低下するまで適宜、例えば断続させて供給して、鋳物
１８を冷却する。鋳物温度がＡ１変態温度に達した後は
自然冷却とする。
【００３１】このように水を鋳型２に供給すると、鋳物
１８の近くに達した水が鋳物１８の熱で蒸気となり、鋳
物１８から大量の熱を奪うとともに鋳物砂１２の隙間を
通って外部に放散される。
１８の近くに達した水が鋳物１８の熱で蒸気となり、鋳
物１８から大量の熱を奪うとともに鋳物砂１２の隙間を
通って外部に放散される。
【００３２】これにより、鋳物１８は冷却液によつて冷
却され、解枠までの時間を短縮させることができる。し
かも、水による冷却はＡ１変態温度の通過時および鋳物
の弾性域では行わず、その範囲では通常の冷却速度で冷
却することとしたので、製品の硬度を所望の値に保持、
また割れ等の発生を防止できる。
却され、解枠までの時間を短縮させることができる。し
かも、水による冷却はＡ１変態温度の通過時および鋳物
の弾性域では行わず、その範囲では通常の冷却速度で冷
却することとしたので、製品の硬度を所望の値に保持、
また割れ等の発生を防止できる。
【００３３】
【実施例】次に、実験例について説明する。実験は、材
質ＦＣ２５０で、製品重量は約８００kg、溶湯を鋳型内
に注湯した後、鋳物温度が約７３０℃になるまで上部よ
り断続的に散水を行った。散水を停止した後は自然冷却
とした。散水は、注入した水が鋳型の下部から流出され
るのを確認し、鋳型内に水がたまり鋳物が水没しないよ
うに注意して行った。鋳物の温度は、複数の温度計を鋳
物表面に直接接するように突き当て、鋳物の表面温度の
平均を求めた。
質ＦＣ２５０で、製品重量は約８００kg、溶湯を鋳型内
に注湯した後、鋳物温度が約７３０℃になるまで上部よ
り断続的に散水を行った。散水を停止した後は自然冷却
とした。散水は、注入した水が鋳型の下部から流出され
るのを確認し、鋳型内に水がたまり鋳物が水没しないよ
うに注意して行った。鋳物の温度は、複数の温度計を鋳
物表面に直接接するように突き当て、鋳物の表面温度の
平均を求めた。
【００３４】結果を図２に示す。図２のＡに示すよう
に、散水時間Ｔは約６時間であり、鋳物は約５４時間で
２００℃まで低下した。一方、同一の条件で鋳造した鋳
物を自然冷却させた場合は、図２のＢに示すように約１
２３時間かかった。更に、硬度の測定を行ったところ、
自然冷却した製品との差はほとんど見られなかった。
に、散水時間Ｔは約６時間であり、鋳物は約５４時間で
２００℃まで低下した。一方、同一の条件で鋳造した鋳
物を自然冷却させた場合は、図２のＢに示すように約１
２３時間かかった。更に、硬度の測定を行ったところ、
自然冷却した製品との差はほとんど見られなかった。
【００３５】又、材質を変更しＦＣ３００、ＦＣＤ４５
０、ＦＣＤ５５０で行った場合でも同様な効果を得るこ
とができた。
０、ＦＣＤ５５０で行った場合でも同様な効果を得るこ
とができた。
【００３６】更に、図１に示す水管５のように引け巣の
発生する箇所に配置した水管５から、鋳物全体を冷却液
で冷却する以前に水を噴出させ、かかる箇所をまず冷却
し、その後全体を冷却液によって冷却した。すると、製
品に引け巣は発生しなかった。又、図１に示す水管４よ
り部分的に多量の水を供給し急速冷却を行った。これに
より水管４の面した箇所に緻密な組織を生成することが
できた。
発生する箇所に配置した水管５から、鋳物全体を冷却液
で冷却する以前に水を噴出させ、かかる箇所をまず冷却
し、その後全体を冷却液によって冷却した。すると、製
品に引け巣は発生しなかった。又、図１に示す水管４よ
り部分的に多量の水を供給し急速冷却を行った。これに
より水管４の面した箇所に緻密な組織を生成することが
できた。
【００３７】又、多量の冷却液を供給した場合でも、吸
引管６から鋳枠１１内を減圧すると、ブローホールや吹
き返し爆発等の発生は何等みられなかった。
引管６から鋳枠１１内を減圧すると、ブローホールや吹
き返し爆発等の発生は何等みられなかった。
【００３８】又、同様の実験を鋳鋼にて行った。この結
果、組織の緻密化、ミクロシュリンケージの防止、引け
巣の防止、冷却時間の短縮、焼着の防止が可能となっ
た。又、鋳鋼の場合、熱処理を行うため硬度斑の問題は
発生しないことが判明した。
果、組織の緻密化、ミクロシュリンケージの防止、引け
巣の防止、冷却時間の短縮、焼着の防止が可能となっ
た。又、鋳鋼の場合、熱処理を行うため硬度斑の問題は
発生しないことが判明した。
【００３９】
【発明の効果】本発明の冷却方法によれば、溶湯を注湯
後の鋳型に冷却液を供給し冷却することとしたので、冷
却速度を速め、放置時間を短縮できる。
後の鋳型に冷却液を供給し冷却することとしたので、冷
却速度を速め、放置時間を短縮できる。
【００４０】又冷却液による冷却をＡ１変態温度までと
したので、組織の変化を生じさせず、通常の鋳物を短時
間で製造できる。
したので、組織の変化を生じさせず、通常の鋳物を短時
間で製造できる。
【００４１】又冷却液による冷却を塑性域までとしたの
で、割れ等を発生させず短時間で冷却させることができ
る。
で、割れ等を発生させず短時間で冷却させることができ
る。
【００４２】又、部分的に冷却液を供給することによ
り、ひけ巣の発生を防止したり、所望の箇所の硬度を任
意に上昇させることができる。
り、ひけ巣の発生を防止したり、所望の箇所の硬度を任
意に上昇させることができる。
【図１】本発明の冷却方法を実施するための鋳型を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】実験結果を示すグラフである。
２ 鋳型 ４、５ １０、１３ 水管 ６ 吸引管 ７ パイプ ８ 消失模型 ９ テストピース １１ 鋳枠 １２ 鋳物砂 １３ 排水管 １５ 湯口 １８ 鋳物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−22566（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−10062（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−19754（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−229635（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 30/00 B22D 27/04 B22D 27/15
Claims (7)
- 【請求項１】 鋳物砂を用いて形成した鋳型内に溶湯を
全量注湯した後、前記鋳物砂内に冷却液を浸透させ、該
鋳型内にて鋳造された鋳物を該冷却液によって冷却する
ことを特徴とした鋳物の冷却方法。 - 【請求項２】 前記冷却液は、前記鋳型の上部から供給
して前記鋳物砂の内部を浸透させることを特徴とした請
求項１に記載の鋳物の冷却方法。 - 【請求項３】 前記冷却液は、鋳型内に設置した水管か
ら供給し前記鋳物砂内に浸透させることを特徴とした請
求項１に記載の鋳物の冷却方法。 - 【請求項４】 前記冷却液による鋳物の冷却は、前記鋳
物の温度がＡ１変態温度を通過する際、および該鋳物の
弾性域内では行わなわずこれら範囲内においては自然冷
却に近似した冷却速度によって冷却させることを特徴と
した請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋳物の冷却方
法。 - 【請求項５】 前記冷却液供給時に前記鋳型内の空気を
吸引し、内部圧力の減圧を行うことを特徴とした請求項
１〜４のいずれか１項に記載の鋳物の冷却方法。 - 【請求項６】 前記鋳物の鋳造が消失模型鋳造法である
ことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の
鋳物の冷却方法。 - 【請求項７】 前記冷却液は水であることを特徴とした
請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋳物の冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358896A JP2879005B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 鋳物の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3358896A JP2879005B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 鋳物の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225621A JPH09225621A (ja) | 1997-09-02 |
| JP2879005B2 true JP2879005B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=12390678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3358896A Expired - Fee Related JP2879005B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 鋳物の冷却方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879005B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP6300462B2 (ja) * | 2013-08-05 | 2018-03-28 | 東芝機械株式会社 | 鋳造方法及び鋳型 |
| CN104289699A (zh) * | 2014-08-18 | 2015-01-21 | 安徽惠明机械制造有限公司 | 一种生铁铸造的快速水冷的方法 |
| CN105798267A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-07-27 | 王会岑 | 双液复合颚板铸态制备冷却处理方法 |
| CN105750494B (zh) * | 2016-03-04 | 2018-01-05 | 清华大学 | 双层结构铸型 |
| CN105798232B (zh) * | 2016-03-29 | 2018-11-20 | 南通超达装备股份有限公司 | 消失模铸件的模具及其铸造方法 |
| CN106180661B (zh) * | 2016-09-07 | 2018-08-17 | 滁州市鑫鼎机械模具制造有限公司 | 一种铸造冰箱内胆模具用上箱结构 |
| CN110899671A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-24 | 马鞍山市黎明天工自动化设备有限公司 | 铸件凝固控制方法 |
| CN114433787A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-06 | 泰钢合金(中山)有限公司 | 一种减少熔模铸造CK3MCuN超级奥氏体不锈钢裂纹的生产方法 |
| CN114535514B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-09-08 | 上海机床铸造一厂（苏州）有限公司 | 基于气冷式砂芯系统的风电铸件的冷却方法 |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP3358896A patent/JP2879005B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09225621A (ja) | 1997-09-02 |
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