JP2882443B2 - Life extension method of metal frame for centrifugal casting - Google Patents
Life extension method of metal frame for centrifugal castingInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鋳鉄管等を製造するた
めの遠心鋳造用金枠の延命化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for extending the life of a metal frame for centrifugal casting for producing cast iron tubes and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば図2に示すような、鋳鉄管
の遠心鋳造用金枠1は通常において鋳鋼で形成してお
り、その内面には湯境などを防止して健全な鋳肌を得る
ために、ピーニングと呼ばれる加工を施している。ピー
ニングを施した遠心鋳造用金枠1の内面は、図3〜図4
に示すように、半球面状の複数のピーニング跡2を有し
ており、このピーニング跡2が溶湯の滑りを防ぐことに
より健全な鋳肌を形成している。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, as shown in FIG. 2, a metal frame 1 for centrifugal casting of a cast iron tube is usually made of cast steel, and a hot casting surface is prevented on its inner surface to provide a sound casting surface. To obtain it, a process called peening is applied. The inner surface of the peened centrifugal casting metal frame 1 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, the surface has a plurality of hemispherical peening marks 2, and the peening marks 2 form a sound casting surface by preventing the molten metal from slipping.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した遠心鋳造用金
枠1を用いて、たとえばφ75〜φ250mmの鋳鉄管を
鋳造する場合には、通常1日から2日(約600回/
日)使用した後に、遠心鋳造用金枠1を鋳造機から取り
外して手入れ作業を行っている。手入れ作業は、内表面
を軽くグラインダー加工した後に、再度ピーニングを施
すものであった。In the case of casting a cast iron pipe of, for example, φ75 to φ250 mm using the centrifugal casting metal frame 1 described above, it usually takes one to two days (about 600 times / day).
Day) After use, the centrifugal casting metal frame 1 is removed from the casting machine to perform maintenance work. The care was to grind the inner surface lightly and then peening again.
【0004】こうして遠心鋳造用金枠1を繰り返し使用
するうちに、内表面にクラック等が発生した場合には、
金枠寿命となりメンテナンス作業が必要となる。メンテ
ナンス作業は、遠心鋳造用金枠1の内面を旋盤加工によ
ってクラックがなくなるまで切削した後に溶接肉盛り
し、再度旋盤加工によって設定内径にまで削り込むもの
であった。これを一般に金枠の再生と呼び、通常800
0回程度鋳造に使用した頃に行っている。[0004] If cracks or the like are generated on the inner surface during repeated use of the centrifugal casting metal frame 1,
The metal frame life has expired and maintenance work is required. In the maintenance work, the inner surface of the centrifugal casting metal frame 1 was cut by lathing until no cracks were formed, then the weld was increased, and the inner diameter was again cut to the set inner diameter by lathing. This is generally called gold frame regeneration, and is usually 800
It is performed when it is used for casting about 0 times.
【0005】また、図1に示すような、鍔のある鋳鉄管
を鋳造するための遠心鋳造用金枠1においては、通常1
日でA部にクラックが発生するので、その度に部分的に
再生を行っている。この理由としては下記のことが考え
られる。A centrifugal casting frame 1 for casting a cast iron pipe having a flange as shown in FIG.
Since cracks occur in part A on the day, partial reproduction is performed each time. The following can be considered as the reason for this.
【0006】1.A部はa方向およびb方向の2方向か
ら溶湯の熱を受けるので特に高温になり易い。 2.遠心鋳造用金枠1は外面が水冷されて低温状態にあ
り、内面が溶湯の注湯を繰り返すことにより高温状態と
低温状態を交互に繰り返すので、管半径方向における肉
厚が厚いA部は熱膨張による変形が拘束されるので、発
生応力が大きくなる。[0006] 1. The portion A receives the heat of the molten metal from the two directions of the direction a and the direction b, so that the temperature tends to be particularly high. 2. The outer surface of the centrifugal casting metal frame 1 is in a low temperature state with water cooling, and the inner surface is alternately switched between a high temperature state and a low temperature state by repeatedly pouring the molten metal. Since the deformation due to the expansion is restricted, the generated stress increases.
【0007】本発明は上記課題を解決するもので、内面
におけるクラックの発生を抑制し、メンテナンス間隔を
長くすることができる遠心鋳造用金枠の延命化方法を提
供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method for extending the life of a metal frame for centrifugal casting, which can suppress the occurrence of cracks on the inner surface and extend the maintenance interval.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の遠心鋳造用金枠の延命化方法は、金枠の内
面にピーニングを施して溶湯をすべり止めする半球面状
の複数のピーニング跡を形成し、その後に金枠の内面に
前記ピーニング跡より小径のショットを使用するショッ
トピーニングを施して金枠の内表面を塑性変形して圧縮
残留応力を生じさせる構成としたものである。In order to solve the above-mentioned problems, a method for extending the life of a metal frame for centrifugal casting according to the present invention comprises a plurality of hemispherical surfaces for peening the inner surface of the metal frame to prevent the molten metal from slipping. Forming a peening mark on the inside of the metal frame
Shot peening using a shot smaller in diameter than the peening trace is performed to plastically deform the inner surface of the metal frame to generate a compressive residual stress.
【0009】[0009]
【作用】上記した構成により、鋳造時に金枠の外面を冷
却する状態で金枠の内面に溶湯を注湯すると、金枠の半
径方向において生じる熱膨張差によって金枠の内表面に
引張りの熱応力が作用する。一方、金枠の内面に溶湯が
存在しない状態においては、金枠の外面と内面との温度
差が小さくなり、熱応力はほとんど作用しなくなる。し
たがって、金枠の内表面には引張りの熱応力が繰り返し
作用するために、熱疲労が起こってクラックが発生す
る。According to the above construction, when the molten metal is poured into the inner surface of the metal frame in a state where the outer surface of the metal frame is cooled at the time of casting, the heat of the tensile force is applied to the inner surface of the metal frame by the difference in thermal expansion generated in the radial direction of the metal frame. Stress acts. On the other hand, in a state where the molten metal does not exist on the inner surface of the metal frame, the temperature difference between the outer surface and the inner surface of the metal frame becomes small, and thermal stress hardly acts. Therefore, since the tensile thermal stress repeatedly acts on the inner surface of the metal frame, thermal fatigue occurs and cracks occur.
【0010】このため、ショットピーニングによって金
枠の内表面に塑性変形を与えれば、金枠の内表面には圧
縮残留応力が生じ、圧縮残留応力が引張り熱応力に対抗
することによって疲労強度が向上し、熱疲労を軽減して
金枠の延命化が図られる。Therefore, if plastic deformation is applied to the inner surface of the metal frame by shot peening, a compressive residual stress is generated on the inner surface of the metal frame, and the compressive residual stress opposes the tensile thermal stress, thereby improving the fatigue strength. In addition, the life of the metal frame can be extended by reducing thermal fatigue.
【0011】また、ピーニング(溶湯のすべり止め)に
よって金枠の内面には凹凸が形成され、凹凸形状がクラ
ックの発生源となり、金枠の疲労寿命に悪影響を与え
る。しかし、ピーニングの後に、ショットピーニングを
施すことにより、ピーニング跡がなくなることはない
が、金枠の凹凸形状の内面が比較的滑らかに均されるの
で、クラックの発生源を減少させることができる。Further, unevenness is formed on the inner surface of the metal frame by peening (prevention of slipping of the molten metal), and the uneven shape becomes a source of cracks, which adversely affects the fatigue life of the metal frame. However, by performing shot peening after peening, the peening marks are not eliminated, but the inner surface of the uneven shape of the metal frame is relatively smoothly leveled, so that the number of cracks can be reduced.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図2〜
図4において説明したものと同様の作用を行う部材につ
いては同一番号を付して説明を省略する。図1におい
て、遠心鋳造用金枠1の内面には、溶湯のすべり止めを
行うために、ピーニングによって半球面状の複数のピー
ニング跡2を形成している。このピーニング跡2はφ
1.5mm程度である。An embodiment of the present invention will be described below. Figure 2
Members having the same functions as those described with reference to FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, a plurality of hemispherical peening marks 2 are formed on the inner surface of a centrifugal casting metal frame 1 by peening in order to prevent the molten metal from slipping. This peening mark 2 is φ
It is about 1.5 mm.
【0013】ピーニングを施した遠心鋳造用金枠1の内
面に対して、ショットピーニングを施す。ショットピー
ニングとして、例えば、直径が0.8mm,硬度HV 55
0の球形の多数のスチールショット3を速度60m/s で
金枠の内面に衝突させる。ショットピーニグの結果とし
て金枠の内表面が塑性変形して圧縮残留応力が生じる。
このように、ピーニングおよびショットピーニングを施
した遠心鋳造用金枠を鋳造に用いると、溶湯の注湯によ
り金枠の内表面に作用する引張りの熱応力に対して圧縮
残留応力が対抗し疲労強度が向上するので、熱疲労を軽
減しクラックの発生を抑制して金枠の延命化を図ること
ができる。また、ピーニングの摩耗も抑制することがで
きる。[0013] Shot peening is applied to the inner surface of the peened centrifugal casting metal frame 1. As shot peening, for example, the diameter is 0.8 mm and the hardness is H V 55.
A number of steel shots 3 having a spherical shape of 0 are made to collide with the inner surface of the metal frame at a speed of 60 m / s. As a result of the shot peening, the inner surface of the metal frame is plastically deformed to generate a compressive residual stress.
As described above, when the centrifugal casting metal frame subjected to peening and shot peening is used for casting, the compressive residual stress opposes the tensile thermal stress acting on the inner surface of the metal frame due to the pouring of the molten metal, and the fatigue strength is reduced. Therefore, thermal fatigue can be reduced, cracks can be suppressed, and the life of the metal frame can be prolonged. Further, abrasion of peening can be suppressed.
【0014】さらに、ピーニング(溶湯のすべり止め)
により凹凸形状となった金枠の内面がショットピーニン
グによって比較的滑らかに均されるので、クラックの発
生源を減少させることができる。また、ショットピーニ
ングにはブラスト作用もあるので、従来のようなグライ
ンダー加工を省略することもできる。Further, peening (non-slip of molten metal)
As a result, the inner surface of the metal frame having an uneven shape is relatively smoothly leveled by shot peening, so that the number of crack sources can be reduced. In addition, since shot peening has a blast function, grinder processing as in the related art can be omitted.
【0015】他の実施例として、ショットピーニングに
加えて窒化法や表面焼入れにより金枠の内面を表面硬化
させると、一層の疲労強度の向上を図ることができる。As another embodiment, when the inner surface of the metal frame is hardened by nitriding or surface quenching in addition to shot peening, the fatigue strength can be further improved.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、金枠
の内面にピーニングの後に、ショットピーニングを施し
て金枠の内表面に塑性変形による残留圧縮応力を生じさ
せることにより、圧縮残留応力が引張り熱応力に対抗し
て疲労強度が向上し、熱疲労を軽減して金枠の延命化が
図れる。また、ピーニングにより凹凸形状となった金枠
の内面をショットピーニングによって比較的滑らかに均
すので、クラックの発生源を減少させることができる。
さらに、ピーニングの摩耗も抑制することができるの
で、金枠の延命化のみならず、通常の手入れ作業の省略
化が図れる。As described above, according to the present invention, shot peening is performed after peening the inner surface of the metal frame to generate residual compressive stress due to plastic deformation on the inner surface of the metal frame. The fatigue strength is improved by the stress against the tensile thermal stress, and the thermal fatigue is reduced to extend the life of the metal frame. In addition, since the inner surface of the metal frame formed into an uneven shape by peening is relatively smoothly leveled by shot peening, the number of cracks can be reduced.
Further, since the peening wear can be suppressed, not only the life of the metal frame can be prolonged, but also the ordinary care work can be omitted.
【図1】本発明の一実施例における延命化方法を説明す
る模式図である。FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for extending the life of an embodiment of the present invention.
【図2】遠心鋳造用金枠の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a centrifugal casting metal frame.
【図3】金枠の内表面の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an inner surface of a metal frame.
【図4】金枠の内表面の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the inner surface of the metal frame.
1 遠心鋳造用金枠 2 ピーニング跡 3 スチールショット 1 Metal frame for centrifugal casting 2 Peening marks 3 Steel shot
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 13/10 B22D 13/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B22D 13/10 B22D 13/12
Claims (1)
すべり止めする半球面状の複数のピーニング跡を形成
し、その後に金枠の内面に前記ピーニング跡より小径の
ショットを使用するショットピーニングを施して金枠の
内表面を塑性変形して圧縮残留応力を生じさせることを
特徴とする遠心鋳造用金枠の延命化方法。(1) Peening the inner surface of a metal frame to melt
Form a plurality of hemispherical peening marks to prevent slipping , and then form a smaller diameter than the peening marks on the inner surface of the metal frame .
A method for extending the life of a metal frame for centrifugal casting, wherein shot peening using a shot is performed to plastically deform an inner surface of the metal frame to generate a compressive residual stress.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4975293A JP2882443B2 (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Life extension method of metal frame for centrifugal casting |
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JP4975293A JP2882443B2 (en) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Life extension method of metal frame for centrifugal casting |
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JPH06262327A JPH06262327A (en) | 1994-09-20 |
JP2882443B2 true JP2882443B2 (en) | 1999-04-12 |
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CN108130408A (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-08 | 江阴新长机械配件有限公司 | A kind of simple and easy method for eliminating casting sandbox internal stress |
JP6881420B2 (en) * | 2018-11-07 | 2021-06-02 | 新東工業株式会社 | Deterioration evaluation method |
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1993
- 1993-03-11 JP JP4975293A patent/JP2882443B2/en not_active Expired - Fee Related
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