JP3070933B2 - 鋳造モールド型の汚染除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はチタン鋳造品のための鋳造モールド型、の汚
染除去を行う装置に関する。

更に詳しくは本発明は、鋳造モールド型即ち鋳造シリ
ンダーが鋳造機械に挿入されるより前にその汚染除去を
実現可能とするチタン鋳造品に好適な装置、に関するも
のであり、この装置は上述の鋳造実現およびその鋳造作
動を著しく簡単化し、最適な特性を有する鋳造製品を得
られるようになすのである。

従来技術、および発明が解決しようとする課題 良く知られているようにインベストメント鋳造法は、
作るべき製品の蝋型を作り、この蝋型を耐火材のコーテ
ィングで覆うことによって実現される。

耐火材が硬化した後、全体を炉で加熱処理する。その
間に蝋材は昇華され、コーティング内部に作るべき製品
と同じキャビティを残すのである。

このようにして得られた鋳造モールド型即ち鋳造シリ
ンダーが鋳造機械の内部に配置されるのである。

この形式の鋳造作動に生じたチタンの鋳造時に生じる
問題は、鋳造チャンバー内部に含まれていたりコーティ
ングの多孔内部に捕捉されている物質やO₂、Ｈ、Ｎのよ
うなガスが原因となって鋳造品にそれらによる汚染が生
じることである。

鋳造の間に外的要因によって生じる金属の汚染は上述
したようにチタン鋳造作業のときに特に甚だしいものと
感じられ、今日に於いても最適な品質を備えたチタン鋳
造品を得ることは未だに不可能とされているのである。

２つの主なるグループのチタン鋳造機械が今日使用さ
れている。

第１のものは遠心装置を備えており、真空圧は形成さ
れず、アルゴンを充満させることを基本として作動され
る。

第２の機械はアルゴンを充満させることを基本とする
ものであって真空圧の下で作動され、遠心装置は備えて
いない。

当業者には良く知られているように、溶融金属は雰囲
気や周囲材料によって汚染されてはならないのである。

更に、鋳造品は非常に薄く且つ強固な輪郭即ち縁（マ
ージン）を有する精密な嵌合部を有していなければなら
ない。

第１のグループの鋳造機械（遠心鋳造機械）は鋳造キ
ャビティがアルゴンを充満されて作動され、鋳造品は薄
い縁並びに精密な嵌合部を有するが、真空圧とされない
ので金属は汚染されてしまう。

この種の機械に関する主なる問題点は遠心装置をシー
ルすることによって真空圧を得ていることである。これ
は技術的に非常に困難であり、従って主として非常に高
価となってしまうのである。

他方に於いて、遠心装置を備えていない第２の種類の
機械（真空機械）は汚染のない鋳造品を得ることは可能
とされるが、良好な薄い縁を有する多数の鋳造品を得る
ことは不可能となる。

本発明の出願人はこれらの問題および上述したことの
必要性に十分に気がついており、これらの全ての欠点を
排除できる装置を実現して、十分に汚染除去した雰囲気
の下でチタンの鋳造品を実現して、最適な品質の製品が
得られるようになすのである。

更に、本発明による装置は鋳造機械に於ける鋳造チャ
ンバー内部に複雑なシール手段を備えることを必要とし
ない。何故ならば、そのチャンバー内部には不活性ガス
の入口はもとより、特に真空圧すら設けないからであ
る。

このようにして遠心装置のシールを必要とすることな
く遠心鋳造機械にて鋳造が遂行可能とされるのである。

事実、本発明による装置は遠心装置と共に使用され、
唯一の残留ガスとしてヘリウムによる適当な真空圧が与
えられるのである。

課題を達成するための手段 これらのおよびその他の結果は、よく使用される鋳造
技術、特にインベストメント鋳造法、によれば内部に鋳
造モールド型即ち鋳造シリンダーが配置される密閉チャ
ンバーを形成する装置を実現することによって本発明に
より実現されるのであり、この密閉チャンバーは不活性
ガス、好ましくはヘリウム又はアルゴン、の供給源との
接続のために開閉バルブを備えており、又、薄い材料シ
ート、好ましくはチタン箔、で作られた壁部を備えてお
り、該薄シートの厚さは鋳造する質量および形成された
真空圧に比例する厚さとされ、溶融金属が坩堝から注入
されてその箔即ち薄シートに接触したときにその箔が鋳
造チャンバー内部に溶融するが鋳造品自体を汚染するこ
とはないようになされているのである。上記厚さの薄シ
ートとすることにより、鋳造時に鋳込み量に対応する溶
融金属がいっきに該薄シートを破り鋳型に鋳造され、実
質的に酸素等の汚染源が鋳型に入り込むことなく鋳造が
完了するのである。

このようにして、鋳造チャンバーに比較して狭い寸法
の環境内にて汚染除去が鋳造チャンバーの外側で実現で
きるのであり、このようにして準備されたこの装置はチ
ャンバー内部に直接に配置されるのである。溶融金属は
坩堝から箔即ち薄シートの上に流動してそれを溶融し、
真空圧下で汚染除去の環境内に保持されるのである。そ
の内部で吸収されて不純物のない鋳造品を実現するので
ある。

それ故に、本発明の具体的な目的はチタン鋳造品のた
めの鋳造モールド型、を汚染除去するための装置を提供
するものであって、この装置は内部に鋳造モールド型即
ち鋳造シリンダーが配置される密閉チャンバーを含み、
この装置はまたは上部に不活性ガス溜槽並びに真空圧供
給源に対する接続のための手段が備えられ、下部には鋳
造されるべきチタンを汚染することのない材料で作られ
た薄シートが備えられており、この薄シートは密閉チャ
ンバーの内部に形成される真空圧に耐える厚さを有する
と共に、鋳造チタンの質量に比例した厚さを有してお
り、前記密閉チャンバーは少なくとも１つの可動な端部
を備えていて、鋳造モールド型即ち鋳造シリンダーを導
入できるようになしているとともに、続いてこの鋳造シ
リンダーを取り出して次の鋳造の準備を行なえるように
なしているのである。

本発明によれば、不活性ガス溜槽並びに真空源との接
続のための前記手段が銅製パイプの開閉バルブを含んで
構成されることができ、このバルブは密閉チャンバーに
形成された開口と不活性ガス溜槽並びに真空源との間に
配置される。このパイプは汚染除去の行われた後に先端
を押し潰して切断され、装置自体の密封を行われるので
ある。

この密閉チャンバーはねじやその他の同様装置によっ
て着脱自在の上部を有することが好ましい。

更に、この密閉チャンバーは上述したのと同じ装置に
よって、唯一の取外し部分として下部を有するか、或い
は両部分が取外し可能とされることができる。

本発明による好ましい実施列に於いては、薄シートは
チタン箔で作られる。この薄シートはプラスチック材料
で作ることもできる。

使用される不活性ガスはヘリウムやアルゴン、特にヘ
リウム、であるのが好ましい。

本発明は添付図面を特に参照してその好ましい実施例
に基づいて説明する。

実施例 第１図〜第３図を参照すれば、本発明による装置１は
円筒形のチャンバー２を備えている。このチャンバー２
の内部には鋳造モールド型即ち鋳造シリンダーが配置さ
れる。このチャンバーは密閉されており、上部に小さな
接続チューブ３を備えている。このチューブ３は開口お
よび閉止バルブ４を備えている。

チャンバー２の下壁はチタン製の薄シート５或いはそ
の他の汚染しないプラスチックか金属材料の薄シートで
作られている。その厚さは、坩堝から注入されたチタン
によって鋳造機械の鋳造チャンバー内部にて溶融される
ような、そして更に、チャンバー２内部に発生される真
空圧に耐えることができるような厚さとされる。

図示した実施例に於いては、装置１は主本体７に対し
てねじによって外すことができる下部６を有して実現さ
れており、これにより箔即ち薄シート５を交換できると
共に装置を再使用できるようになっている。

上部８もまた主本体７に対してねじによって外すこと
ができるようになっている。

明らかなように、この装置１は本体７および下部６が
互いに一体化されて実現されることができる。この場
合、本体７、下部６および薄シート即ち箔５の組立体全
体が装置自体の再使用のために交換されねばならない。

本体７と下部６および上部８との間の組み付けは絶対
的なシールを保証できるようにして実現されるのであっ
て、これは、図示して螺合手段とは異なる手段によって
実現することができる。

第４図から、チューブ９に接続された装置１の応用が
見られる。このチューブ９は取り出し管10を介して真空
源（図示せず）と接続され、又、取り出し管11を介して
不活性ガスの供給源と接続されている。

取り出し管10および11にはバルブ12および13が備えら
れており、準備サイクルの間にそれらの何れか一方又は
両方が遮断される。圧力ケージ14がチューブ９に備えら
れている。

装置１に鋳造シリンダー即ち鋳造型モールド型を準備
した後、小さなチューブ３がチューブ９に対して取付け
られ、バルブ４が開かれる。これにより不活性ガス、好
ましくはヘリウム、がチャンバー２内部に導入され、し
かる後に真空圧が形成される。

適当な状況を作り上げるために、このサイクルが１秒
間行われ、しかる後にバルブ４が閉じられる。

鋳造シリンダー即ち鋳造モールド型を配置されたチャ
ンバー２はこの時点で、真空圧とされたことによって汚
染除去状態にあり、その内部にて最適な鋳造品を得るこ
とができるのである。

装置１はこれにより鋳造機械に取付けられるための準
備がなされたのである。

ヘリウムの使用はその他の不活性ガスに較べて推奨す
ることができる。何故ならば、良好な流動にて雰囲気を
実現することができるからである。

既に説明したように、本発明による装置１は、不活性
ガス溜槽に対して、又、真空供給源に対してチャンバー
２の開口に備えられている銅製チューブによって接続さ
れることができる。（この開口はバブル４の代わりに実
現される。） この場合、開閉バブルは不活性ガスの導入装置および
真空圧発生の装置に備えられることができる。

一度汚染除去が遂行されたならば、プライヤーによっ
て銅製チューブを切断し、その切断端部を押し潰して必
要なシールが得られるようになすことで十分である。

本発明は幾つかの好ましい実施例を特に参照して開示
された。しかし、特許請求の範囲の欄に記載の範囲から
逸脱せずに変形および／又は変更がなし得ることは当業
者は理解しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の側面図。 第２図は第１図の装置の垂直断面図。 第３図は第２図の装置の細部を示す部分的断面図。 第４図は不活性ガス供給源および真空源に接続された本
発明の装置を示す全体図。 １……装置、２……チャンバー、３……チューブ、４…
…バルブ、５……薄シート、６……下部、７……主本
体、８……上部、９……チューブ、10,11……取り出し
管、12,13……バルブ、14……圧力ケージ。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に鋳造モールド型が配置される密閉チ
   ャンンバー（２）を含み、該チャンバーは上部（８）に
   不活性ガス溜槽並びに真空源との接続のための手段（3,
   4）を備えていると共に、下部（６）には鋳造されるチ
   タンを汚染することのないチタンで作られ且つ密閉チャ
   ンバー（２）の内部に形成される真空圧に耐えることが
   できる厚さを有し更に鋳造されるチタンの量に比例した
   厚さを有する薄シート（５）を備えており、前記密閉チ
   ャンバーは少なくとも１つの端部（6,8）を有し、該端
   部は着脱可能とされて鋳造モールド型を導入することが
   できるように、且つ又、続いて該鋳造モールド型を取り
   出し且つ次の鋳造の準備を行うことができるようになっ
   ている、チタン鋳造品についての鋳造モールド型の汚染
   除去装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載された装置であって、不活
   性ガス溜槽並びに真空源との接続のための前記手段が開
   閉バブルを有することを特徴とする鋳造モールド型の汚
   染除去装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載された装置であって、不活
   性ガス溜槽並びに真空源との接続のための前記手段が銅
   製チューブで構成されており、この銅製チューブの一端
   は密閉チャンバーに備えられている開口に配置され、
   又、他端は不活性ガス溜槽並びに真空源と接続されてお
   り、汚染除去が遂行された後に銅製チューブが切断され
   て密閉チャンバーを密閉するようになされていることを
   特徴とする鋳造モールド型の汚染除去装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３迄の何れか１項に記
   載の装置であって、密閉チャンバーが取外し可能な上部
   （８）を有していることを特徴とする鋳造モールド型の
   汚染除去装置。
5. 【請求項５】請求項１から請求項３迄の何れか１項に記
   載の装置であって、密閉チャンバーが取外し可能な下部
   （６）を有していることを特徴とする鋳造モールド型の
   汚染除去装置。
6. 【請求項６】請求項１から請求項３迄の何れか１項に記
   載の装置であって、密閉チャンバーの上部（８）および
   下部（６）が取外し可能とされていることを特徴とする
   鋳造モールド型の汚染除去装置。