JP3419561B2 - 溶湯のインモールド処理方法 - Google Patents
溶湯のインモールド処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内に注ぎ込まれた
溶湯に、鋳型内の湯道途中に設けた反応室内にあらかじ
め入れておいた各種処理剤、例えばＦｅ−ＳｉやＣａ−
Ｓｉなどの接種剤を反応させることによって鋳物の組織
および機械的性質を改善したり，Ｍｇ系合金やＣａ系合
金からなる黒鉛球状化剤を反応させることによってコン
パクトバーミキュラ黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄を得たりす
るのに利用される溶湯のインモールド処理方法に関する
ものである。
溶湯に、鋳型内の湯道途中に設けた反応室内にあらかじ
め入れておいた各種処理剤、例えばＦｅ−ＳｉやＣａ−
Ｓｉなどの接種剤を反応させることによって鋳物の組織
および機械的性質を改善したり，Ｍｇ系合金やＣａ系合
金からなる黒鉛球状化剤を反応させることによってコン
パクトバーミキュラ黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄を得たりす
るのに利用される溶湯のインモールド処理方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】球状黒鉛鋳鉄は、溶湯中に、Ｍｇ，Ｍｇ
系合金，Ｃａ系合金，Ｓｉ系合金，希土類元素系合金な
どからなる黒鉛球状化処理剤を添加することによって、
通常鋳放しのままで黒鉛が球状に晶出するようにしたも
のであって、黒鉛の球状化によって通常の鋳鉄にくらべ
て機械的性質が著しく向上し、鋼に匹敵する強度を有す
ると共に、延性や靭性にも富むことから、例えば自動車
用部品においては、クランクシャフト，ロッカアーム，
ピストンリング、あるいは足廻り部品などに使用されて
いる。
系合金，Ｃａ系合金，Ｓｉ系合金，希土類元素系合金な
どからなる黒鉛球状化処理剤を添加することによって、
通常鋳放しのままで黒鉛が球状に晶出するようにしたも
のであって、黒鉛の球状化によって通常の鋳鉄にくらべ
て機械的性質が著しく向上し、鋼に匹敵する強度を有す
ると共に、延性や靭性にも富むことから、例えば自動車
用部品においては、クランクシャフト，ロッカアーム，
ピストンリング、あるいは足廻り部品などに使用されて
いる。
【０００３】一方、このような球状黒鉛鋳鉄を得るため
の溶湯処理方法としては、黒鉛球状化処理剤を底に入れ
ておいた取鍋に溶湯を注ぎ込んだり、プランジャによっ
て黒鉛球状化処理剤を溶湯中に挿入したりして、鋳鉄の
溶湯と処理剤とを反応させる方法の他に、鋳型の湯口か
ら堰にいたる湯道途中に設けた反応室に球状化処理剤を
入れておき、鋳型に注ぎ込まれた溶湯を反応室内におい
て球状化処理剤と反応させながら鋳型キャビティに導く
ようにした、いわゆるインモールド法が実用化されてお
り、鋳型内で反応が行われるので球状化処理剤の歩留り
がよく、白煙の発生もなく作業性が良好であることか
ら、鋳鉄の黒鉛球状化処理方法として広く利用されてい
る。
の溶湯処理方法としては、黒鉛球状化処理剤を底に入れ
ておいた取鍋に溶湯を注ぎ込んだり、プランジャによっ
て黒鉛球状化処理剤を溶湯中に挿入したりして、鋳鉄の
溶湯と処理剤とを反応させる方法の他に、鋳型の湯口か
ら堰にいたる湯道途中に設けた反応室に球状化処理剤を
入れておき、鋳型に注ぎ込まれた溶湯を反応室内におい
て球状化処理剤と反応させながら鋳型キャビティに導く
ようにした、いわゆるインモールド法が実用化されてお
り、鋳型内で反応が行われるので球状化処理剤の歩留り
がよく、白煙の発生もなく作業性が良好であることか
ら、鋳鉄の黒鉛球状化処理方法として広く利用されてい
る。
【０００４】すなわち、図５は、インモールド法による
黒鉛球状化処理に用いられる鋳型の一例を示す縦断面図
であって、図に示す鋳型１００には、湯口１０１から製
品キャビティ１０２に至る湯道１０３の途中に反応室１
０４が設けてあり、当該反応室内１０４内に、所定量の
粒状の黒鉛球状化処理剤Ａp をあらかじめ装入した状態
で型合わせがなされる。
黒鉛球状化処理に用いられる鋳型の一例を示す縦断面図
であって、図に示す鋳型１００には、湯口１０１から製
品キャビティ１０２に至る湯道１０３の途中に反応室１
０４が設けてあり、当該反応室内１０４内に、所定量の
粒状の黒鉛球状化処理剤Ａp をあらかじめ装入した状態
で型合わせがなされる。
【０００５】そして、湯口１０１から注ぎ込まれた溶湯
は、反応室１０４内に流入し、当該反応室１０４内にお
いて球状化処理剤Ａp と反応しながら湯道１０３を通っ
て、製品キャビティ１０２内に充填され、当該キャビテ
ィ１０２内で凝固することによって、球状黒鉛鋳鉄から
なる鋳造製品が得られる。 なお、この場合、黒鉛球状
化処理剤の形状としては、反応性（溶け易さ）および取
扱い性を考慮して、上記のような粒状のものが一般に使
用される。
は、反応室１０４内に流入し、当該反応室１０４内にお
いて球状化処理剤Ａp と反応しながら湯道１０３を通っ
て、製品キャビティ１０２内に充填され、当該キャビテ
ィ１０２内で凝固することによって、球状黒鉛鋳鉄から
なる鋳造製品が得られる。 なお、この場合、黒鉛球状
化処理剤の形状としては、反応性（溶け易さ）および取
扱い性を考慮して、上記のような粒状のものが一般に使
用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒鉛球
状化処理剤として粒状の球状化処理剤Ａp を使用した場
合、球状化処理剤Ａp の反応が速く、早期に溶解してし
まう傾向があるために、鋳造製品の注湯初期に相当する
部分については、図６（ａ）に示すような球状化黒鉛が
得られるのに対し、最終充填部に相当する部分について
は、球状化処理剤が不足気味となって、図６（ｂ）に示
すように黒鉛の球状化率が著しく悪化することがあり、
鋳造製品の組織が不均一となるという問題がある。
状化処理剤として粒状の球状化処理剤Ａp を使用した場
合、球状化処理剤Ａp の反応が速く、早期に溶解してし
まう傾向があるために、鋳造製品の注湯初期に相当する
部分については、図６（ａ）に示すような球状化黒鉛が
得られるのに対し、最終充填部に相当する部分について
は、球状化処理剤が不足気味となって、図６（ｂ）に示
すように黒鉛の球状化率が著しく悪化することがあり、
鋳造製品の組織が不均一となるという問題がある。
【０００７】一方、このような問題に対処するために
は、球状化処理剤Ａp の装入量を増すことが考えられる
が、この場合には球状化処理剤の消費量が多くなってコ
ストアップ要因となる。 また、球状化処理剤の反応速
度を抑える観点から、粒状の球状化処理剤Ａp に代え
て、固形状の球状化処理剤を使用することも考えられる
が、この場合には、熱が鋳型に奪われることによって溶
湯温度が低くなる注湯初期における処理剤との反応が不
充分となって、この部分の黒鉛の球状化率が悪化すると
いう問題点があり、これらの問題点を解決することが、
このようなインモールド処理による鋳造製品の組織を均
一化するための課題となっていた。
は、球状化処理剤Ａp の装入量を増すことが考えられる
が、この場合には球状化処理剤の消費量が多くなってコ
ストアップ要因となる。 また、球状化処理剤の反応速
度を抑える観点から、粒状の球状化処理剤Ａp に代え
て、固形状の球状化処理剤を使用することも考えられる
が、この場合には、熱が鋳型に奪われることによって溶
湯温度が低くなる注湯初期における処理剤との反応が不
充分となって、この部分の黒鉛の球状化率が悪化すると
いう問題点があり、これらの問題点を解決することが、
このようなインモールド処理による鋳造製品の組織を均
一化するための課題となっていた。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、従来の溶湯のインモールド処
理における上記課題に着目してなされたものであって、
処理剤の使用量を増加させることなく、反応室を通過す
る溶湯を均一に処理することができ、もって鋳造製品の
部位による組織および品質のばらつきを有効に防止する
ことができる溶湯のインモールド処理方法を提供するこ
とを目的としている。
理における上記課題に着目してなされたものであって、
処理剤の使用量を増加させることなく、反応室を通過す
る溶湯を均一に処理することができ、もって鋳造製品の
部位による組織および品質のばらつきを有効に防止する
ことができる溶湯のインモールド処理方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、処理剤と溶湯との反応速度について鋭
意検討，調査した結果、図４に示すグラフを得た。
達成するために、処理剤と溶湯との反応速度について鋭
意検討，調査した結果、図４に示すグラフを得た。
【００１０】すなわち、図４は、横軸に注湯開始からの
経過時間を採り、時間経過に対する黒鉛球状化処理剤の
溶解量（反応量）を粒状の球状化処理剤を用いた場合
と、固形状の球状化処理剤を用いた場合とで比較して示
したものであって、図中破線で示す粒状処理剤を用いた
場合には、注湯初期を除いて、実線で示した目標速度に
対して溶湯との反応が速めに推移し、注湯が終了する前
に必要とされる量の球状化処理剤が消費されてしまうの
で、注湯の最終部分をも充分に球状化するためには、図
中にＥで示すだけの球状化処理剤が余分に必要となり、
図中に鎖線で示す固形状処理剤を用いた場合には、注湯
初期の反応量が少なく、溶湯との反応が遅れがちとなっ
て、処理遅れＤが生じ目標時間内に黒鉛の球状化処理が
完了しないことが理解できる。
経過時間を採り、時間経過に対する黒鉛球状化処理剤の
溶解量（反応量）を粒状の球状化処理剤を用いた場合
と、固形状の球状化処理剤を用いた場合とで比較して示
したものであって、図中破線で示す粒状処理剤を用いた
場合には、注湯初期を除いて、実線で示した目標速度に
対して溶湯との反応が速めに推移し、注湯が終了する前
に必要とされる量の球状化処理剤が消費されてしまうの
で、注湯の最終部分をも充分に球状化するためには、図
中にＥで示すだけの球状化処理剤が余分に必要となり、
図中に鎖線で示す固形状処理剤を用いた場合には、注湯
初期の反応量が少なく、溶湯との反応が遅れがちとなっ
て、処理遅れＤが生じ目標時間内に黒鉛の球状化処理が
完了しないことが理解できる。
【００１１】しかし、溶湯温度が１００〜１５０℃程度
低めとなる注湯初期においては、前述のように粒状の球
状化処理剤を用いた場合の反応速度が実線で示す目標速
度に一致し、溶湯温度が高くなる注湯後半においては、
固形状の球状化処理剤を用いた場合の反応速度が目標反
応速度におおむね一致することが確認され、球状化処理
剤の形状差、あるいは処理剤の溶湯との接触面積差を利
用することによって、注湯初期においては、溶湯温度が
低くても溶湯と反応しやすくなるようにし、溶湯温度が
高くなる注湯中期以降においては、溶湯との反応が生じ
にくくなるようにすれば、注湯開始から注湯完了に至る
までの反応量が均一なものとなり、鋳造製品の部位によ
る組織および品質の変動を有効に防止することができる
ことが判明した。
低めとなる注湯初期においては、前述のように粒状の球
状化処理剤を用いた場合の反応速度が実線で示す目標速
度に一致し、溶湯温度が高くなる注湯後半においては、
固形状の球状化処理剤を用いた場合の反応速度が目標反
応速度におおむね一致することが確認され、球状化処理
剤の形状差、あるいは処理剤の溶湯との接触面積差を利
用することによって、注湯初期においては、溶湯温度が
低くても溶湯と反応しやすくなるようにし、溶湯温度が
高くなる注湯中期以降においては、溶湯との反応が生じ
にくくなるようにすれば、注湯開始から注湯完了に至る
までの反応量が均一なものとなり、鋳造製品の部位によ
る組織および品質の変動を有効に防止することができる
ことが判明した。
【００１２】本発明に係わる溶湯のインモールド処理方
法は、上記知見に基づくものであって、鋳型内の湯口と
製品キャビティの間に設けた反応室内にあらかじめ入れ
ておいた処理剤と鋳型内に注ぎ込まれた溶湯とを反応さ
せるに際し、請求項１に係わるインモールド処理方法に
おいては反応室の下層側に固形状の処理剤を収納すると
共に当該固形状処理剤の上に粒状の処理剤を載置する構
成とし、請求項２に係わるインモールド処理方法におい
ては反応室の下層側に粗粒の処理剤を収納すると共に当
該粗粒処理剤の上に細粒の処理剤を載置する構成とし、
請求項３に係わるインモールド処理方法においては反応
室の下層側に固形状の処理剤を収納すると共に当該固形
状処理剤の上に焼結状の処理剤を載置する構成とし、請
求項４に係わるインモールド処理方法においては反応室
の下層側に焼結状の処理剤を収納すると共に当該焼結状
処理剤の上に粒状の処理剤を載置する構成とし、これら
請求項１ないし請求項４に係わる溶湯のインモールド処
理方法の好ましい実施態様として請求項５に係わるイン
モールド処理方法においては、下層側に収納した処理剤
の量と、その上に載置した処理剤の容量比が４：１であ
る構成としたことを特徴としており、このような溶湯の
インモールド処理方法の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。
法は、上記知見に基づくものであって、鋳型内の湯口と
製品キャビティの間に設けた反応室内にあらかじめ入れ
ておいた処理剤と鋳型内に注ぎ込まれた溶湯とを反応さ
せるに際し、請求項１に係わるインモールド処理方法に
おいては反応室の下層側に固形状の処理剤を収納すると
共に当該固形状処理剤の上に粒状の処理剤を載置する構
成とし、請求項２に係わるインモールド処理方法におい
ては反応室の下層側に粗粒の処理剤を収納すると共に当
該粗粒処理剤の上に細粒の処理剤を載置する構成とし、
請求項３に係わるインモールド処理方法においては反応
室の下層側に固形状の処理剤を収納すると共に当該固形
状処理剤の上に焼結状の処理剤を載置する構成とし、請
求項４に係わるインモールド処理方法においては反応室
の下層側に焼結状の処理剤を収納すると共に当該焼結状
処理剤の上に粒状の処理剤を載置する構成とし、これら
請求項１ないし請求項４に係わる溶湯のインモールド処
理方法の好ましい実施態様として請求項５に係わるイン
モールド処理方法においては、下層側に収納した処理剤
の量と、その上に載置した処理剤の容量比が４：１であ
る構成としたことを特徴としており、このような溶湯の
インモールド処理方法の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。
【００１３】また、請求項６に係わる溶湯のインモール
ド処理方法においては、同じく鋳型内の湯口と製品キャ
ビティの間に設けた反応室内にあらかじめ入れておいた
処理剤と鋳型内に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際
し、反応室の側壁に段差部を設けて、反応室の底面積よ
りも反応室上面側の面積を大きくする構成とし、請求項
６に係わる溶湯のインモールド処理方法の実施態様とし
て請求項７に係わるインモールド処理方法においては、
段差部よりも下方に収納される処理剤の量と、段差部よ
りも上方に収納される処理剤の容量比が４：１である構
成としたことを特徴としている。
ド処理方法においては、同じく鋳型内の湯口と製品キャ
ビティの間に設けた反応室内にあらかじめ入れておいた
処理剤と鋳型内に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際
し、反応室の側壁に段差部を設けて、反応室の底面積よ
りも反応室上面側の面積を大きくする構成とし、請求項
６に係わる溶湯のインモールド処理方法の実施態様とし
て請求項７に係わるインモールド処理方法においては、
段差部よりも下方に収納される処理剤の量と、段差部よ
りも上方に収納される処理剤の容量比が４：１である構
成としたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の作用】本発明の請求項１ないし請求項４に係わ
る溶湯のインモールド処理方法においては、処理剤を入
れておく反応室を上下２層に区分し、下層側および上層
側の処理剤形状の組合わせを、それぞれ固形状および粒
状、粗粒および細粒，固形状および焼結状、焼結状およ
び粒状としているので、いずれも下層側に較べて上層側
の処理剤が溶湯に対して反応しやすい形態となってお
り、鋳型内に注ぎ込まれた溶湯は、溶湯温度の低い注湯
初期においては反応しやすい上層側の処理剤と接触し、
溶湯温度が高くなる注湯後半においては、上層側の処理
剤が消費されて反応しにくい下層側の処理剤と接触する
ことになることから、溶湯温度や鋳型形状などの鋳造条
件に応じて処理剤形態の上記組合わせを選択することに
より、注湯開始から注湯完了まで溶湯温度が変動するに
もかかわらず、処理剤と溶湯との反応速度が一定なもの
となり、処理剤の量を増やすことなく、鋳造製品の部位
による組織および品質のばらつきが防止されることにな
る。 これら請求項１ないし請求項４に係わるインモー
ルド処理方法の実施態様として請求項５に係わる処理方
法においては、反応室下層側の反応しにくい形態の処理
剤と上層側の反応しやすい形態の処理剤との容量比が
４：１となっているので、溶湯の温度が高くなるタイミ
ングと、上層側の処理剤が消費されて下層側の反応しに
くい形態の処理剤に溶湯が接触するタイミングとが一致
し、反応速度が常時一定なものとなり、鋳造製品の組織
および品質がより均一なものとなる。
る溶湯のインモールド処理方法においては、処理剤を入
れておく反応室を上下２層に区分し、下層側および上層
側の処理剤形状の組合わせを、それぞれ固形状および粒
状、粗粒および細粒，固形状および焼結状、焼結状およ
び粒状としているので、いずれも下層側に較べて上層側
の処理剤が溶湯に対して反応しやすい形態となってお
り、鋳型内に注ぎ込まれた溶湯は、溶湯温度の低い注湯
初期においては反応しやすい上層側の処理剤と接触し、
溶湯温度が高くなる注湯後半においては、上層側の処理
剤が消費されて反応しにくい下層側の処理剤と接触する
ことになることから、溶湯温度や鋳型形状などの鋳造条
件に応じて処理剤形態の上記組合わせを選択することに
より、注湯開始から注湯完了まで溶湯温度が変動するに
もかかわらず、処理剤と溶湯との反応速度が一定なもの
となり、処理剤の量を増やすことなく、鋳造製品の部位
による組織および品質のばらつきが防止されることにな
る。 これら請求項１ないし請求項４に係わるインモー
ルド処理方法の実施態様として請求項５に係わる処理方
法においては、反応室下層側の反応しにくい形態の処理
剤と上層側の反応しやすい形態の処理剤との容量比が
４：１となっているので、溶湯の温度が高くなるタイミ
ングと、上層側の処理剤が消費されて下層側の反応しに
くい形態の処理剤に溶湯が接触するタイミングとが一致
し、反応速度が常時一定なものとなり、鋳造製品の組織
および品質がより均一なものとなる。
【００１５】また、本発明の請求項６に係わる溶湯のイ
ンモールド処理方法においては、鋳型内の反応室の側壁
に段差部を設けることによって反応室の底面積よりも反
応室上面側の面積を大きくしているので、溶湯温度が高
くなる注湯後半に較べて、溶湯温度の低い注湯初期にお
ける溶湯と処理剤との接触面積が大きくなることから、
注湯開始から完了に到るまで、溶湯と処理剤との反応速
度が均一化され、鋳造製品の組織および品質の部位によ
るばらつきが防止されることになる。 さらに、請求項
６に係わるインモールド処理方法の実施態様として請求
項７に係わる処理方法においては、段差部の下方に収納
される処理剤と上方に収納される処理剤の容量の比を
４：１としているので、溶湯の温度が上昇するタイミン
グと、溶湯との接触面積の大きい上面側に収納された処
理剤が消費されて、処理剤との接触面積が小さくなるタ
イミングとが一致することになり、溶湯と処理剤との反
応速度がより変動の少ないものとなり、鋳造製品の組織
および品質がより均一なものとなる。
ンモールド処理方法においては、鋳型内の反応室の側壁
に段差部を設けることによって反応室の底面積よりも反
応室上面側の面積を大きくしているので、溶湯温度が高
くなる注湯後半に較べて、溶湯温度の低い注湯初期にお
ける溶湯と処理剤との接触面積が大きくなることから、
注湯開始から完了に到るまで、溶湯と処理剤との反応速
度が均一化され、鋳造製品の組織および品質の部位によ
るばらつきが防止されることになる。 さらに、請求項
６に係わるインモールド処理方法の実施態様として請求
項７に係わる処理方法においては、段差部の下方に収納
される処理剤と上方に収納される処理剤の容量の比を
４：１としているので、溶湯の温度が上昇するタイミン
グと、溶湯との接触面積の大きい上面側に収納された処
理剤が消費されて、処理剤との接触面積が小さくなるタ
イミングとが一致することになり、溶湯と処理剤との反
応速度がより変動の少ないものとなり、鋳造製品の組織
および品質がより均一なものとなる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１７】実施例１
図１（ａ）に示す鋳型１において、湯口２と製品キャビ
ティ３との間を結ぶ湯道４の途中にもうけた反応室５の
中に、固形状の黒鉛球状化処理剤Ａsdと、粒状の黒鉛球
状化処理剤Ａpとを、図１（ｂ）に拡大して示すよう
に、下層側が固形状処理剤Ａsd、上層側が粒状処理剤Ａ
pであって、その容量比（すなわち高さの比ａ：ｂ）が
４：１となるようにセットし、型合わせしたのち、湯口
２から鋳鉄の溶湯を注ぎ入れ、反応室５内の球状化処理
剤ＡpおよびＡsdと反応させながら、製品キャビティ３
内に溶湯を充填することによって製品キャビティ３に相
当する形状の鋳造製品を得ると共に、当該鋳造製品の各
部位から切り出した試料を検鏡することによって、鋳造
製品各部の黒鉛の球状化状態を調査した。
ティ３との間を結ぶ湯道４の途中にもうけた反応室５の
中に、固形状の黒鉛球状化処理剤Ａsdと、粒状の黒鉛球
状化処理剤Ａpとを、図１（ｂ）に拡大して示すよう
に、下層側が固形状処理剤Ａsd、上層側が粒状処理剤Ａ
pであって、その容量比（すなわち高さの比ａ：ｂ）が
４：１となるようにセットし、型合わせしたのち、湯口
２から鋳鉄の溶湯を注ぎ入れ、反応室５内の球状化処理
剤ＡpおよびＡsdと反応させながら、製品キャビティ３
内に溶湯を充填することによって製品キャビティ３に相
当する形状の鋳造製品を得ると共に、当該鋳造製品の各
部位から切り出した試料を検鏡することによって、鋳造
製品各部の黒鉛の球状化状態を調査した。
【００１８】この結果、反応室５内の球状化処理剤Ａp
およびＡsdが過不足なく溶湯と反応しており、鋳造製品
から切り出した各試料とも、図６（ａ）に示したような
微細な球状黒鉛が形成されており、得られた鋳造製品が
均一な組織および品質を備えていることが確認された。
およびＡsdが過不足なく溶湯と反応しており、鋳造製品
から切り出した各試料とも、図６（ａ）に示したような
微細な球状黒鉛が形成されており、得られた鋳造製品が
均一な組織および品質を備えていることが確認された。
【００１９】なお、黒鉛球状化処理剤の形態としては、
上記のような固形状処理剤Ａsdと粒状処理剤Ａp との組
み合わせと共に、図２（ａ）に示すような粗粒の黒鉛球
状化処理剤Ａprと細粒の黒鉛球状化処理剤Ａpfとの組み
合わせ、図２（ｂ）に示すような固形状の黒鉛球状化処
理剤Ａsdと焼結状の黒鉛球状化処理剤Ａstとの組み合わ
せ、さらには図２（ｃ）に示すような焼結状の黒鉛球状
化処理剤Ａstと粒状の黒鉛球状化処理剤Ａp との組み合
わせを採用してもよく、溶湯温度や鋳型形状などの鋳造
条件に応じて適宜選択することができる。
上記のような固形状処理剤Ａsdと粒状処理剤Ａp との組
み合わせと共に、図２（ａ）に示すような粗粒の黒鉛球
状化処理剤Ａprと細粒の黒鉛球状化処理剤Ａpfとの組み
合わせ、図２（ｂ）に示すような固形状の黒鉛球状化処
理剤Ａsdと焼結状の黒鉛球状化処理剤Ａstとの組み合わ
せ、さらには図２（ｃ）に示すような焼結状の黒鉛球状
化処理剤Ａstと粒状の黒鉛球状化処理剤Ａp との組み合
わせを採用してもよく、溶湯温度や鋳型形状などの鋳造
条件に応じて適宜選択することができる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】実施例２
図１（ａ）に示した鋳型１において、反応室５の側壁
に、図３に示すような段差部５ａを設け、当該反応室５
内に粒状の黒鉛球状化処理剤Ａpを入れ、段差部５ａよ
り下方に位置する処理剤Ａpの量と段差部５ａより上方
に位置する処理剤Ａpの容量の比（すなわち、Ｓｂ（反
応室底面積）×ｃ：Ｓｕ（反応室上面の面積）×ｄ）が
４：１となるようにセットし、型合わせしたのち、湯口
２から鋳鉄の溶湯を注ぎ込み、上記実施例と同様に、鋳
造製品を得ると共に、当該鋳造製品各部の黒鉛球状化状
態を調査した。
に、図３に示すような段差部５ａを設け、当該反応室５
内に粒状の黒鉛球状化処理剤Ａpを入れ、段差部５ａよ
り下方に位置する処理剤Ａpの量と段差部５ａより上方
に位置する処理剤Ａpの容量の比（すなわち、Ｓｂ（反
応室底面積）×ｃ：Ｓｕ（反応室上面の面積）×ｄ）が
４：１となるようにセットし、型合わせしたのち、湯口
２から鋳鉄の溶湯を注ぎ込み、上記実施例と同様に、鋳
造製品を得ると共に、当該鋳造製品各部の黒鉛球状化状
態を調査した。
【００２３】その結果、球状化処理剤Ａp は溶湯と過不
足なく反応し、上記実施例と同様に、図６（ａ）に示し
たような微細な球状黒鉛が各試料のいずれにも形成され
ており、処理剤Ａp を増量することなく、均一な組織お
よび品質を備えた鋳造製品が得られることが確認され
た。
足なく反応し、上記実施例と同様に、図６（ａ）に示し
たような微細な球状黒鉛が各試料のいずれにも形成され
ており、処理剤Ａp を増量することなく、均一な組織お
よび品質を備えた鋳造製品が得られることが確認され
た。
【００２４】なお、上記実施例においては、いずれも鋳
鉄の黒鉛球状化処理について説明したが、本発明に係わ
る溶湯のインモールド処理方法は、黒鉛球状化処理のみ
ならず、ねずみ鋳鉄やアルミニウム合金，マグネシウム
合金に対して、チル化の防止や結晶粒の微細化などを目
的に施される接種など、各種の溶湯処理に適用できるこ
とは言うまでもない。
鉄の黒鉛球状化処理について説明したが、本発明に係わ
る溶湯のインモールド処理方法は、黒鉛球状化処理のみ
ならず、ねずみ鋳鉄やアルミニウム合金，マグネシウム
合金に対して、チル化の防止や結晶粒の微細化などを目
的に施される接種など、各種の溶湯処理に適用できるこ
とは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わる溶湯のインモールド処理方法においては、処理
剤を入れておく反応室を上下２層に区分し、反応室の下
層側には固形状の処理剤を、上層側には粒状の処理剤を
それぞれ収納するようにし、請求項２に係わる溶湯のイ
ンモールド処理方法においては、反応室の下層側には粗
粒の処理剤を、上層側には細粒の処理剤をそれぞれ収納
するようにし、請求項３に係わる溶湯のインモールド処
理方法においては、反応室の下層側には固形状の処理剤
を、上層側には焼結状の処理剤をそれぞれ収納するよう
にし、請求項４に係わる溶湯のインモールド処理方法に
おいては、反応室の下層側には焼結状の処理剤を、上層
側には粒状の処理剤をそれぞれ収納するようにしている
ので、いずれも下層側に較べて上層側の処理剤が溶湯に
対して反応しやすい形態となっており、溶湯温度の低い
注湯初期における溶湯と処理剤との反応が促進されると
共に、溶湯温度が上昇する注湯後半における溶湯と処理
剤との反応が抑制され、溶湯温度の変動にもかかわら
ず、注湯当初から終了に到るまでの溶湯と処理剤との反
応速度を終始一定なものとすることができ、処理剤を増
量することなく、鋳造製品の組織および品質を均一にす
ることができるという極めて優れた効果がもたらされ
る。
に係わる溶湯のインモールド処理方法においては、処理
剤を入れておく反応室を上下２層に区分し、反応室の下
層側には固形状の処理剤を、上層側には粒状の処理剤を
それぞれ収納するようにし、請求項２に係わる溶湯のイ
ンモールド処理方法においては、反応室の下層側には粗
粒の処理剤を、上層側には細粒の処理剤をそれぞれ収納
するようにし、請求項３に係わる溶湯のインモールド処
理方法においては、反応室の下層側には固形状の処理剤
を、上層側には焼結状の処理剤をそれぞれ収納するよう
にし、請求項４に係わる溶湯のインモールド処理方法に
おいては、反応室の下層側には焼結状の処理剤を、上層
側には粒状の処理剤をそれぞれ収納するようにしている
ので、いずれも下層側に較べて上層側の処理剤が溶湯に
対して反応しやすい形態となっており、溶湯温度の低い
注湯初期における溶湯と処理剤との反応が促進されると
共に、溶湯温度が上昇する注湯後半における溶湯と処理
剤との反応が抑制され、溶湯温度の変動にもかかわら
ず、注湯当初から終了に到るまでの溶湯と処理剤との反
応速度を終始一定なものとすることができ、処理剤を増
量することなく、鋳造製品の組織および品質を均一にす
ることができるという極めて優れた効果がもたらされ
る。
【００２６】これら請求項１ないし請求項４に係わるイ
ンモールド処理方法の実施態様として請求項５に係わる
処理方法においては、反応室下層側の反応しにくい形態
の処理剤と上層側の反応しやすい形態の処理剤との容量
比が４：１となっているので、溶湯の温度が高くなるタ
イミングと、上層側の処理剤が消費されて下層側の反応
しにくい形態の処理剤に溶湯が接触するタイミングとを
一致させることができ、反応速度が常時一定なものとな
って、鋳造製品の組織および品質をより均一なものとす
ることができる。
ンモールド処理方法の実施態様として請求項５に係わる
処理方法においては、反応室下層側の反応しにくい形態
の処理剤と上層側の反応しやすい形態の処理剤との容量
比が４：１となっているので、溶湯の温度が高くなるタ
イミングと、上層側の処理剤が消費されて下層側の反応
しにくい形態の処理剤に溶湯が接触するタイミングとを
一致させることができ、反応速度が常時一定なものとな
って、鋳造製品の組織および品質をより均一なものとす
ることができる。
【００２７】また、本発明の請求項６に係わる溶湯のイ
ンモールド処理方法においては、鋳型内の反応室の側壁
に段差部を設けることによって、反応室の底面積よりも
反応室上面側の面積を大きくするようにしているので、
溶湯温度が高くなる注湯後半に較べて、溶湯温度の低い
注湯初期における溶湯と処理剤との接触面積が大きくな
ることから、溶湯温度の変動にもかかわらず、注湯開始
から完了に到るまで、溶湯と処理剤との反応速度を均一
化することができ、上記請求項１ないし請求項４に係わ
るインモールド処理方法と同様の効果を得ることができ
る。
ンモールド処理方法においては、鋳型内の反応室の側壁
に段差部を設けることによって、反応室の底面積よりも
反応室上面側の面積を大きくするようにしているので、
溶湯温度が高くなる注湯後半に較べて、溶湯温度の低い
注湯初期における溶湯と処理剤との接触面積が大きくな
ることから、溶湯温度の変動にもかかわらず、注湯開始
から完了に到るまで、溶湯と処理剤との反応速度を均一
化することができ、上記請求項１ないし請求項４に係わ
るインモールド処理方法と同様の効果を得ることができ
る。
【００２８】さらに、請求項６に係わるインモールド処
理方法の実施態様として請求項７に係わる処理方法にお
いては、段差部の下方に収納される処理剤と上方に収納
される処理剤の容量比を４：１としているので、溶湯の
温度が上昇するタイミングと、溶湯との接触面積の大き
い上面側に収納された処理剤が消費されて、処理剤との
接触面積が小さくなるタイミングとを一致させることが
でき、溶湯と処理剤との反応速度がより変動の少ないも
のとなり、鋳造製品の組織および品質をより均一化する
ことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
理方法の実施態様として請求項７に係わる処理方法にお
いては、段差部の下方に収納される処理剤と上方に収納
される処理剤の容量比を４：１としているので、溶湯の
温度が上昇するタイミングと、溶湯との接触面積の大き
い上面側に収納された処理剤が消費されて、処理剤との
接触面積が小さくなるタイミングとを一致させることが
でき、溶湯と処理剤との反応速度がより変動の少ないも
のとなり、鋳造製品の組織および品質をより均一化する
ことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００２９】なお、本発明に係わる溶湯のインモールド
処理方法は、上記のような作用効果を奏するものである
から、とくに注湯初期の溶湯と注湯後期の溶湯とが製品
キャビティ内で混合されにくい、複雑な形状、あるいは
薄肉部を備えた鋳物の鋳造に適したものと言うことがで
きる。
処理方法は、上記のような作用効果を奏するものである
から、とくに注湯初期の溶湯と注湯後期の溶湯とが製品
キャビティ内で混合されにくい、複雑な形状、あるいは
薄肉部を備えた鋳物の鋳造に適したものと言うことがで
きる。
【図１】（ａ） 本発明に係わる溶湯のインモールド処
理方法の実施例に用いる鋳型形状を示す断面図である。 （ｂ） 本発明に係わる溶湯のインモールド処理方法の
第１の実施例における処理剤のセット状態を示す反応室
の部分拡大図である。
理方法の実施例に用いる鋳型形状を示す断面図である。 （ｂ） 本発明に係わる溶湯のインモールド処理方法の
第１の実施例における処理剤のセット状態を示す反応室
の部分拡大図である。
【図２】（ａ）ないし（ｃ）は本発明に係わる溶湯のイ
ンモールド処理方法における処理剤のセット状態の他の
例を示す反応室の部分拡大図である。
ンモールド処理方法における処理剤のセット状態の他の
例を示す反応室の部分拡大図である。
【図３】本発明に係わる溶湯のインモールド処理方法の
第２の実施例における反応室形状および処理剤のセット
状態を示す部分拡大図である。
第２の実施例における反応室形状および処理剤のセット
状態を示す部分拡大図である。
【図４】インモールド黒鉛球状化処理における処理剤反
応量に及ぼす処理剤形態の影響を示すグラフである。
応量に及ぼす処理剤形態の影響を示すグラフである。
【図５】従来のインモールド黒鉛球状化処理方法に用い
られる鋳型の断面図である。
られる鋳型の断面図である。
【図６】（ａ） 球状化された黒鉛の形状を示す顕微鏡
組織のスケッチである。 （ｂ） 充分に球状化されていない黒鉛の形状を示す顕
微鏡組織のスケッチである。
組織のスケッチである。 （ｂ） 充分に球状化されていない黒鉛の形状を示す顕
微鏡組織のスケッチである。
１ 鋳型
２ 湯口
３ 製品キャビティ
５ 反応室
５ａ 段差部
Ａp 粒状の黒鉛球状化処理剤（粒状の処理剤）
Ａsd 固形状の黒鉛球状化処理剤（固形状の処理剤）
Ａpf 細粒の黒鉛球状化処理剤（細粒の処理剤）
Ａpr 粗粒の黒鉛球状化処理剤（粗粒の処理剤）
Ａst 焼結状の黒鉛球状化処理剤（焼結状の処理剤）
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−229462（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−220154（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−71702（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−47769（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−281848（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−279718（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−202139（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−39520（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 1/00
B22D 27/20
C21C 1/10
Claims (7)
- 【請求項１】 鋳型内の湯口と製品キャビティの間に設
けた反応室内にあらかじめ入れておいた処理剤と鋳型内
に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際し、反応室の下
層側に固形状の処理剤を収納すると共に、当該固形状処
理剤の上に粒状の処理剤を載置することを特徴とする溶
湯のインモールド処理方法。 - 【請求項２】 鋳型内の湯口と製品キャビティの間に設
けた反応室内にあらかじめ入れておいた処理剤と鋳型内
に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際し、反応室の下
層側に粗粒の処理剤を収納すると共に、当該粗粒処理剤
の上に細粒の処理剤を載置することを特徴とする溶湯の
インモールド処理方法。 - 【請求項３】 鋳型内の湯口と製品キャビティの間に設
けた反応室内にあらかじめ入れておいた処理剤と鋳型内
に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際し、反応室の下
層側に固形状の処理剤を収納すると共に、当該固形状処
理剤の上に焼結状の処理剤を載置することを特徴とする
溶湯のインモールド処理方法。 - 【請求項４】 鋳型内の湯口と製品キャビティの間に設
けた反応室内にあらかじめ入れておいた処理剤と鋳型内
に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際し、反応室の下
層側に焼結状の処理剤を収納すると共に、当該焼結状処
理剤の上に粒状の処理剤を載置することを特徴とする溶
湯のインモールド処理方法。 - 【請求項５】 下層側に収納した処理剤の量と、その上
に載置した処理剤の容量比が４：１であることを特徴と
する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の溶湯の
インモールド処理方法。 - 【請求項６】 鋳型内の湯口と製品キャビティの間に設
けた反応室内にあらかじめ入れておいた処理剤と鋳型内
に注ぎ込まれた溶湯とを反応させるに際し、反応室の側
壁に段差部を設けて、反応室の底面積よりも反応室上面
側の面積を大きくすることを特徴とする溶湯のインモー
ルド処理方法。 - 【請求項７】 段差部よりも下方に収納される処理剤の
量と、段差部よりも上方に収納される処理剤の容量比が
４：１であることを特徴とする請求項６記載の溶湯のイ
ンモールド処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24159594A JP3419561B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 溶湯のインモールド処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24159594A JP3419561B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 溶湯のインモールド処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08108250A JPH08108250A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3419561B2 true JP3419561B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=17076653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24159594A Expired - Fee Related JP3419561B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 溶湯のインモールド処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419561B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102240112B1 (ko) * | 2014-02-21 | 2021-04-14 | 두산공작기계 주식회사 | 편상 흑연 주철 및 이의 제조 방법 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24159594A patent/JP3419561B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08108250A (ja) | 1996-04-30 |
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