JP3695478B2

JP3695478B2 - 不活性ガス雰囲気中における鋳造法および装置

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Publication number: JP3695478B2
Application number: JP25072395A
Authority: JP
Inventors: 徹田中; 則之安元
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JPH0985419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造品を高品質で安定して製造することができる不活性ガス雰囲気中における鋳造法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造は、溶融金属（以下、溶湯という）を鋳型に流し込み、凝固させて作るものであり、鋳型としては金型、石膏型、砂型などが用いられている。金型は単純な形状の部品を鋳造するときに主に使用され、石膏型や砂型は複雑な三次元形状の部品を鋳造するときに主に使用されている。最も一般的な鋳造法は、重力下で注湯する重力鋳造法であるが、最近では、鋳造品の複雑化や高品質化などのため低圧鋳造法が広く実用化されている。
【０００３】
図４は低圧鋳造法の概念図である。低圧鋳造法とは、るつぼ１内の溶湯２をストーク７を通して押し上げ、ストーク７の上方に設置した鋳型４に注湯して鋳造する方法である。図に示すように、溶湯２を入れたるつぼ１を密閉して圧縮空気を送り、溶湯面を０．０５〜０．８kgf/cm²の低圧力で加圧してストーク７から溶湯を徐々に押し上げ、鋳型４を充満させる。この鋳造方法の特徴は、溶湯２を加圧して押湯の役目を果たさせること、凝固終了時に圧力を下げてストーク７内の溶湯２を降下させることで、健全な鋳造品を得ることができることである。なお、図示していないが、通常、るつぼ１内の溶湯２が凝固しないようにその外周に設けたヒータなどにより加熱し、溶湯２を適温に維持している。
【０００４】
しかし、アルミニウム合金やＭｇ合金などの活性な合金や、引け巣などの製造欠陥が発生し易い合金の溶湯は、水素を吸収しやすく、また酸化しやすい。吸収された水素は、鋳造品の表面に引け巣やガスホールを形成したり、凝固のときに放出されてピンホールを形成してしまう。また、溶湯の表面酸化膜は、外界からのガスが溶湯に侵入するのを防止するが、この酸化物が溶湯に混入したまま鋳造すると、鋳造品に要求される耐久性、耐熱衝撃性、被削性、耐摩耗性、耐食性などの特性が低下してしまう。そのため、最近では、不活性ガス雰囲気中における低圧鋳造法が実用化されつつある。その一例として、特公昭６２−１１９４２が提案されている。
【０００５】
図５は特公昭６２−１１９４２「低圧鋳造法」において提案されている低圧鋳造装置を示す図である。この低圧鋳造法は、溶湯鍋（以下、るつぼという）１を加圧し給湯管（以下、ストークという）７を介して鋳型空胴部８に溶湯２を充填する低圧鋳造法において、
（ａ）ダイプレート（定盤）６上に鋳型密閉タンク９を設置する工程と、
（ｂ）るつぼ１内と鋳型密閉タンク９内とを真空にし、溶湯２に吸蔵されているガスを除去する工程と、
（ｃ）るつぼ１内および鋳型密閉タンク９内に不活性ガスを供給してるつぼ１内、鋳型密閉タンク９内およびストーク７内を不活性ガスで満たす工程と、
（ｄ）鋳型密閉タンク９内に鋳型４を設置して鋳型４を密閉する工程と、
（ｅ）るつぼ１内および鋳型密閉タンク９内を真空にする工程と、
（ｆ）るつぼ１内および鋳型密閉タンク９内に不活性ガスを供給してるつぼ１内、鋳型密閉タンク９内およびストーク７内を不活性ガスで満たす工程と、
（ｇ）るつぼ１内を加圧して鋳型空胴部８に溶湯２を充填する工程と、
（ｈ）るつぼ１内の加圧を解除する工程と、
（ｉ）鋳型４を取り出す工程と、
からなることを特徴とするものである。なお、図中、３は溶湯２を適温に保持するための熱源、５は鋳型密閉タンク９を昇降させるためのシリンダである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような不活性ガス雰囲気中における低圧鋳造法では、（ｉ）の鋳型を取り出す工程において、鋳型密閉タンクは上昇した状態であるため、ストークは鋳造装置に対し開放された状態である。したがって、鋳型を取り出すために鋳造装置を開放すると鋳造装置内は空気雰囲気になってしまい、開放されたストークから空気が入り込み、溶湯と空気が接触して上述したように引け巣、ガスホール、ピンホールなどが発生したり、鋳造品に酸化物が混入してしまい品質が悪化してしまう。また、不活性ガス雰囲気である溶湯鍋内に空気が混入した場合には、再度、溶湯鍋内を不活性ガス雰囲気にし直さなければならない。したがって、繰り返し鋳造するとともに鋳造品の品質を高く保つためには、溶湯を脱ガスしたり、酸化物を除去したり、溶湯鍋内を不活性ガス雰囲気にし直さなければならず、手間がかかるばかりでなく、時間的・経済的にも効率が悪かった。
【０００７】
さらに、図５に示す低圧鋳造法は、金型を用いて単純な形状の部品を鋳造するものであり、複雑な三次元形状の部品を高品質・高強度に鋳造することができない、などの問題点があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、容易かつ迅速に高品質の鋳造品を繰り返し鋳造することができる不活性ガス雰囲気中における鋳造法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、鋳型を交換可能に収納する上部チャンバを、溶湯を貯留するるつぼと下端が溶湯内に浸漬するとともに上端が開放されたストークとを収納する下部チャンバの上部に設置し、その上部チャンバと下部チャンバとを不活性ガス雰囲気にした後、鋳型を降下させてストークの上端に密着させ、その後下部チャンバ内を加圧することにより溶湯をストークを通して鋳型内に充填する不活性ガス雰囲気中における鋳造法において、下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填する第一工程と、その充填された溶湯が凝固した後、鋳型を上部チャンバ内の所定位置まで上昇させる第二工程と、上部チャンバに移動可能に設けられた蓋をストークの上端に密着させる第三工程と、上部チャンバを開放して鋳型を交換し、その後上部チャンバを密封する第四工程と、上部チャンバ内を不活性ガス雰囲気にする第五工程と、蓋を移動させてストークの上端を開放する第六工程と、鋳型を降下させてストークの上端に密着させる第七工程と、からなることを特徴とする不活性ガス雰囲気中における鋳造法が提供される。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態によれば、上記第一工程において、下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填するとともに、鋳型内を吸引して減圧することが好ましく、さらに、ストーク内の溶湯の凝固を防ぐためにストークを加熱することが好ましい。
【００１１】
また本発明によれば、鋳型を交換可能に収納する上部チャンバと、その上部チャンバに設けられ、鋳型を昇降させる鋳型昇降装置と、上部チャンバ内を不活性ガス雰囲気にするための不活性ガス導入口と、上部チャンバの下部に設置され、溶湯を貯留するるつぼを収納する下部チャンバと、その下部チャンバ内に設けられ、下端が溶湯内に浸漬するとともに上端が開放され、溶湯を鋳型に送り込むためのストークと、下部チャンバ内を不活性ガスにより加圧するための不活性ガス導入口と、上記上部チャンバ内に設けられ、ストークの上端を密閉または開放するための移動可能な蓋と、からなることを特徴とする不活性ガス雰囲気中における鋳造装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態によれば、上記鋳型は鋳型内に充填された溶湯を冷却するためのチル盤を有する鋳型保持装置により保持されていることが好ましく、さらに、その鋳型保持装置には鋳型内を吸引して減圧するための吸引口が設けられていることが好ましい。また、上記ストークの上端側を加熱して溶湯の凝固を防ぐためのヒータを設けるようにしてもよい。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態によれば、上記蓋は、シリンダに接続されて水平移動する蓋支持部材から平行リンクを介して吊り下げられるとともに、ばねにより前方かつ上方に付勢され、さらにその蓋の前方にはローラが固着されており、上記蓋支持部材の進行方向前方に設けられたストッパに上記ローラが当接した後、さらに蓋支持部材を進行させることにより、上記蓋を下方に押し下げて上記ストークの上端を密封することが好ましい。また、上記蓋支持部材の先端には突出部が設けられており、その突出部は蓋支持部材が前進すると上記ストッパに設けられた孔に嵌入し、上記蓋および蓋支持部材を水平に維持することが好ましく、さらに、上記蓋支持部材の突出部が上記ストッパに設けられた孔に嵌入するまでの間、上記蓋および蓋支持部材を水平に維持するとともにその水平方向への移動を補助するガイドロッドが設けられ、そのガイドロッド周面を上記蓋支持部材が摺動することが好ましい。
【００１４】
さらに本発明の好ましい実施の形態によれば、上記蓋は、シリンダに接続されて水平移動可能になっているとともに、進行方向先端がくさび形状になっており、その先端を進行方向前方に設けられたストッパの斜面を有する孔に嵌入することにより、上記蓋を下方に押し下げて上記ストークの上端を密封することが好ましい。
【００１５】
上述の本発明の不活性ガス雰囲気中における鋳造方法および装置によれば、上部チャンバと下部チャンバとを仕切るための移動可能な蓋を設けたことにより、鋳型内に充填された溶湯が凝固した後、上部チャンバを大気中に開放して鋳型を取り出すときに、下部チャンバのストークをその蓋で密封することができる。したがって、新しい鋳型に交換した後、上部チャンバのみを不活性ガス雰囲気にして、蓋を移動させてストークを開放すれば、容易かつ迅速に不活性ガス雰囲気中で鋳造することができる。また、繰り返し鋳造しても、下部チャンバおよび溶湯中に空気が混入することがないため、高品質の鋳造品を鋳造するとができる。
【００１６】
さらに、下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填するとともに、鋳型内を吸引して減圧することにより、複雑な三次元形状の部品を砂型や石膏型を用いて鋳造する場合や、引け巣の発生し易いアルミ鋳造合金や活性なアルミ合金などを用いて鋳造する場合であっても、高品質・高強度の鋳造品を鋳造するとができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図３を参照して説明する。なお、各図において従来と共通する部分には同一の符号を付して使用する。
【００１８】
図１は本発明による不活性ガス雰囲気中における鋳造装置を示す断面概念図である。この鋳造装置は、鋳型４を交換可能に収納するための上蓋３１を有する上部チャンバ１１と、その上部チャンバ１１に設けられ、鋳型４を昇降させる鋳型昇降装置１２と、上部チャンバ１１内を不活性ガス雰囲気にするための不活性ガス導入口１３および上部チャンバ１１内の空気を排気するための排気口１４と、上部チャンバ１１の下部に設置され、溶湯２を貯留するるつぼ１を収納する下部チャンバ１５と、その下部チャンバ１５の上面を形成する定盤６と、その定盤６に支持され、下端が溶湯２内に浸漬するとともに上端が上部チャンバ１１に対して開放され、溶湯２を鋳型４に送り込むためのストーク７と、そのストーク７内の溶湯２の凝固を防ぐためにストーク７を加熱するヒータ３２と、定盤６に穿孔され、るつぼ１内を不活性ガスにより加圧するための不活性ガス導入口１６およびるつぼ１内の空気を排気するための排気口１７と、上部チャンバ１１内に設けられ、ストーク７の上端を密閉または開放するための移動可能な蓋１８とからなり、下部チャンバ１５の外面には溶湯２を加熱する熱源としてのヒータ３が設けられている。
【００１９】
なお、図示していないが、上部チャンバ１１の不活性ガス導入口１３および下部チャンバ１５の不活性ガス導入口１６は、アルゴンなどの不活性ガス供給源とバルブを介して接続されており、上部チャンバ１１内の排気口１４および下部チャンバ１５の排気口１７は、バルブを介して真空ポンプに接続されている。
【００２０】
鋳型４は、鋳型４内に充填された溶湯２を冷却するためのチル盤１９を有する鋳型保持装置２０により保持され、その鋳型保持装置２０には、鋳型４内を吸引して減圧するための吸引口２１が設けられ、上部チャンバ１１に設けられた吸引口２２と可撓性を有するホース２３で接続され、さらに、図示していないが上部チャンバ１１の吸引口２２はバルブを介して真空ポンプに接続されている。チル盤１９は、上部チャンバ１１に設けられた冷却水供給口２４と可撓性を有するホース２５で接続され、チル盤１９内を通過した冷却水は図示しない冷却水排出口から外部へ排水される。
【００２１】
鋳型昇降装置１２は、チル盤１９と連結された少なくとも１本の主昇降棒２６と、少なくとも４本の補助昇降棒（一部図示せず）２７とからなり、主昇降棒２６および補助昇降棒２７はそれぞれ図示しないシリンダに接続されている。主昇降棒２６には、上部チャンバ１１の上蓋３１を支持して上部チャンバ１１を開放または密封するための上蓋支持部材２９が固着されている。また、補助昇降棒２７は、鋳型保持装置２０の径方向に張り出すように固着された補助板３０に固着されている。そして、主昇降棒２６は上部チャンバ１１の上蓋３１を鉛直方向に摺動するようになっており、補助昇降棒２７は上部チャンバ１１の上面を鉛直方向に摺動するようになっている。なお、補助板３０は円板であってもよいし、鋳型４の大きさや重さに合わせて主昇降棒２６や補助昇降棒２７の数を増やしてもよい。
【００２２】
上述した移動可能な蓋１８として、いわゆるゲートバルブを採用することも考えられるが、通常のゲートバルブでは１対のフランジ間をスライドして固定する方式が多く採用されており、本発明においては、図１に示すように鋳型４とストーク７とを密着させなければならず、通常のゲートバルブではフランジが邪魔になり、装置が複雑化・大型化してしまう。そこで、図１に示すように蓋１８は、図示しないシリンダに接続されて水平移動可能になっているとともに、進行方向先端がくさび形状になっており、その先端を進行方向前方に設けられたストッパ３３の斜面を有する孔に二点鎖線で示すように嵌入することにより、蓋１８を下方に押し下げてストーク７の上端を密封するようになっている。ストーク７の上端を開放するときは、図示しないシリンダを作動させて実線で示す位置へ移動させればよい。
【００２３】
さらに、図２は蓋の好ましい実施の形態を示す図である。図２に示す蓋１８は、その上面にＴ字形状の蓋補助部材４３が上下反転されて固着され、その蓋補助部材４３の幅広部と、図示しないシリンダに接続されて水平移動する蓋支持部材３４とが平行リンク３５を介して接続されて吊り下げられるとともに、ばね３６により前方かつ上方に付勢され、蓋補助部材４３の上方に突出した部分は、蓋支持部材３４内を摺動して蓋１８の横振れを抑制し、さらに蓋１８の前方にはローラ３７が固着されており、蓋支持部材３４の進行方向前方に設けられたストッパ３３にローラ３７が当接した後、さらに蓋支持部材３４を進行させることにより、蓋１８を下方に押し下げてストーク７の上端を密封するようになっている。また、蓋支持部材３４の先端には突出部３８が設けられており、その突出部３８は蓋支持部材３４が前進するとストッパ３３に設けられた孔３９に嵌入し、蓋１８および蓋支持部材３４を水平に維持し、さらに、この突出部３８がストッパ３３に設けられた孔３９に嵌入するまでの間、蓋１８および蓋支持部材３４を水平に維持するとともにその水平方向への移動を補助するガイドロッド４０が上部チャンバ１１内に設けられ、そのガイドロッド４０周面を蓋支持部材３４が摺動するようになっている。なお、図中４１は蓋１８とストーク７の上端の間をシールするためのＯリングであり、４２はストーク７と定盤６の間をシールするためのシール部材である。
【００２４】
上述した鋳造装置によれば、以下に述べる鋳造法により、容易かつ迅速に繰り返して高品質の鋳造品を鋳造することができる。
【００２５】
まず、本装置を使用する前の準備段階として、下部チャンバ１５のるつぼ１内にインゴットなどを入れて溶解し、その溶湯２をヒータ３により所定の温度に維持しておく。その後、ストーク７のヒータ３２を作動させた状態で、るつぼ１内を真空にして溶湯２中のガスを脱ガスし、上部チャンバ１１と接続する。この時、鋳型昇降装置１２により鋳型保持装置２０を上部チャンバ１１内の所定の位置に保持しておく。接続後、主昇降棒２６のみを上昇させチル盤１９を鋳型保持装置２０から分離し、さらに主昇降棒２６のみを上昇させることにより、上蓋３１は主昇降棒２６の上蓋支持部材２９により持ち上げられ、鋳型保持装置２０が露出する。鋳型４を鋳型保持装置２０内に挿入する。主昇降棒２６によりチル盤１９を上蓋３１が上部チャンバ１１の上面と密着するまで下降させた後、蓋１８を移動させてストーク７を開放し、上部チャンバ１１および下部チャンバ１５を真空引きし、アルゴンなどの不活性ガスを１気圧で導入する。上部チャンバ１１および下部チャンバ１５内を不活性ガス雰囲気にしたら、鋳型４およびチル盤１９を下降させてストーク７の上端と密着させる。
【００２６】
ここで、本発明の鋳造法たる以下の工程に入る。つまり、本発明の不活性ガス雰囲気中における鋳造法は、
（１）下部チャンバ１５内に不活性ガスを導入することにより、るつぼ１内の溶湯２を最大２気圧まで加圧して鋳型４内に溶湯２を充填する第一工程と、
（２）その充填された溶湯２が凝固した後、鋳型４を上蓋支持部材２９が上蓋３１を持ち上げるよりも手前の所定位置まで上昇させる第二工程と、
（３）上部チャンバ１１に移動可能に設けられた蓋１８をストーク７の上端に密着させる第三工程と、
（４）さらに鋳型４を上昇させ、上部チャンバ１１を開放して鋳型４を交換し、その後上蓋３１が上部チャンバ１１の上面と密着するまで下降させて上部チャンバ１５を密封する第四工程と、
（５）上部チャンバ１１内のみを不活性ガス雰囲気にする第五工程と、
（６）蓋１８を移動させてストーク７の上端を開放する第六工程と、
（７）鋳型４を降下させてストーク７の上端に密着させる第七工程と、
からなるものである。上記第一工程から第七工程を繰り返すことにより、容易かつ迅速に繰り返して高品質の鋳造品を安定して鋳造することができる。なお、全工程において、ストーク７内の溶湯２の凝固を防ぐためにストーク７をヒータ３２で加熱しておく。
【００２７】
また、単純な形状の部品を鋳造する場合には、金型を用いて上述した工程で鋳造すればよく、インペラなどのように複雑な三次元形状の部品を砂型や石膏型を用いて鋳造する場合には、上記第一工程において、鋳型４内に溶湯２を充填するとともに、鋳型４内を吸引して減圧すれば、非常に高品質の鋳造品を得ることができ、さらに、引け巣の発生し易いＡＣ１Ａ，ＡＣ１Ｂ，ＡＣ２Ａ，ＡＣ２Ｂ，ＡＣ９Ａ，ＡＣ９Ｂ，Ａ３５４合金などのアルミ鋳造合金や、活性なアルミ合金（Ａｌ−Ｌｉ合金など），Ｍｇ合金，Ｃｕ合金などを用いて高品質・高強度の鋳造品を鋳造することができる。
【００２８】
また、鋳型４が一つの場合で説明したが、鋳型保持装置２０に複数の鋳型４を挿入できるようにし、それぞれの鋳型４と密着する複数のストーク７を定盤６に支持させておけば、一度の操作で複数の鋳造品を鋳造することができ、時間的・経済的な効率を大幅に向上させることができる。
【００２９】
図３は上述した不活性ガス雰囲気中における鋳造法により鋳造したインペラと、従来の重力鋳造法により鋳造したインペラとの、疲れ寿命を比較した図である。このインペラは、両方とも、鋳造性が悪いとされているＡＣ２Ｂ相当合金で鋳造したものである。図の縦軸は、疲労試験のサイクルを対数目盛りで表している。図から、本発明により鋳造したインペラの方が、疲労試験のサイクルでほぼ一桁上回っている（すなわち１０倍になっている）ことが分かり、品質が著しく向上している。
【００３０】
また、図示していないが、この比較で使用したインペラの表面を見ると、従来の重力鋳造法により鋳造したインペラでは複数のガスホールが見られたが、本発明により鋳造したインペラでは、そのような欠陥は全く見られなかった。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
上述した本発明の不活性ガス雰囲気中における鋳造法および装置によれば、上部チャンバと下部チャンバとを仕切るための移動可能な蓋を設けたことにより、鋳型内に充填された溶湯が凝固した後、上部チャンバを大気中に開放して鋳型を取り出したとしても、下部チャンバのストークをその蓋で密封しておけば、下部チャンバ内に空気が混入することがない。したがって、新しい鋳型に交換した後、上部チャンバのみを不活性ガス雰囲気にして、蓋を移動させてストークを開放すれば、容易かつ迅速に不活性ガス雰囲気中において繰り返し鋳造することができる。また、繰り返し鋳造しても、下部チャンバおよび溶湯中に空気が混入することがないため、高品質・高強度の鋳造品を安定して鋳造するとができる。
【００３３】
さらに、下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填するとともに、鋳型内を吸引して減圧することにより、複雑な三次元形状の部品を砂型や石膏型を用いて鋳造する場合や、引け巣の発生し易いアルミ鋳造合金や活性なアルミ合金などを用いて鋳造する場合であっても、高品質・高強度の鋳造品を鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による不活性ガス雰囲気中における鋳造装置を示す概念図である。
【図２】蓋の好ましい実施の形態を示す図である。
【図３】本発明による不活性ガス雰囲気中における鋳造法および装置により鋳造したインペラと、従来の重力鋳造法により鋳造したインペラとの、疲れ寿命を比較した図である。
【図４】低圧鋳造法の概念図である。
【図５】特公昭６２−１１９４２「低圧鋳造法」において提案されている低圧鋳造装置を示す図である。
【符号の説明】
１るつぼ（溶湯鍋）
２溶湯
３，３２ヒータ（熱源）
４鋳型
５シリンダ
６定盤（ダイプレート）
７ストーク（給湯管）
８鋳型空胴部
９鋳型密閉タンク
１１上部チャンバ
１２鋳型昇降装置
１３，１６不活性ガス導入口
１４，１７排気口
１５下部チャンバ
１８蓋
１９チル盤
２０鋳型保持装置
２１，２２吸引口
２３，２５ホース
２４冷却水供給口
２６主昇降棒
２７補助昇降棒
２９上蓋支持部材
３０補助板
３１上蓋
３３ストッパ
３４蓋支持部材
３５平行リンク
３６ばね
３７ローラ
３８突出部
３９孔
４０ガイドロッド
４１Ｏリング
４２シール部材
４３蓋補助部材

Claims

鋳型を交換可能に収納する上部チャンバを、溶湯を貯留するるつぼと下端が溶湯内に浸漬するとともに上端が開放されたストークとを収納する下部チャンバの上部に設置し、その上部チャンバと下部チャンバとを不活性ガス雰囲気にした後、鋳型を降下させてストークの上端に密着させ、その後下部チャンバ内を加圧することにより溶湯をストークを通して鋳型内に充填する不活性ガス雰囲気中における鋳造法において、
下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填する第一工程と、
その充填された溶湯が凝固した後、鋳型を上部チャンバ内の所定位置まで上昇させる第二工程と、
上部チャンバに移動可能に設けられた蓋をストークの上端に密着させる第三工程と、
上部チャンバを開放して鋳型を交換し、その後上部チャンバを密封する第四工程と、
上部チャンバ内を不活性ガス雰囲気にする第五工程と、
蓋を移動させてストークの上端を開放する第六工程と、
鋳型を降下させてストークの上端に密着させる第七工程と、
からなることを特徴とする不活性ガス雰囲気中における鋳造法。
上記第一工程において、下部チャンバ内を加圧して鋳型内に溶湯を充填するとともに、鋳型内を吸引して減圧する請求項１記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造法。
上記全工程において、ストーク内の溶湯の凝固を防ぐためにストークを加熱する請求項１または請求項２に記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造法。
鋳型を交換可能に収納する上部チャンバと、その上部チャンバに設けられ、鋳型を昇降させる鋳型昇降装置と、上部チャンバ内を不活性ガス雰囲気にするための不活性ガス導入口と、上部チャンバの下部に設置され、溶湯を貯留するるつぼを収納する下部チャンバと、その下部チャンバ内に設けられ、下端が溶湯内に浸漬するとともに上端が開放され、溶湯を鋳型に送り込むためのストークと、下部チャンバ内を不活性ガスにより加圧するための不活性ガス導入口と、上記上部チャンバ内に設けられ、ストークの上端を密閉または開放するための移動可能な蓋と、からなることを特徴とする不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記鋳型は、鋳型内に充填された溶湯を冷却するためのチル盤を有する鋳型保持装置により保持されている請求項４記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記鋳型保持装置には、鋳型内を吸引して減圧するための吸引口が設けられている請求項５記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記ストークの上端側を加熱して溶湯の凝固を防ぐためのヒータを有する請求項４から請求項６のいずれかに記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記蓋は、シリンダに接続されて水平移動する蓋支持部材から平行リンクを介して吊り下げられるとともに、ばねにより前方かつ上方に付勢され、さらにその蓋の前方にはローラが固着されており、上記蓋支持部材の進行方向前方に設けられたストッパに上記ローラが当接した後、さらに蓋支持部材を進行させることにより、上記蓋を下方に押し下げて上記ストークの上端を密封する請求項４から請求項７のいずれかに記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記蓋支持部材の先端には突出部が設けられており、その突出部は蓋支持部材が前進すると上記ストッパに設けられた孔に嵌入し、上記蓋および蓋支持部材を水平に維持する請求項８記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記蓋支持部材の突出部が上記ストッパに設けられた孔に嵌入するまでの間、上記蓋および蓋支持部材を水平に維持するとともにその水平方向への移動を補助するガイドロッドが設けられ、そのガイドロッド周面を上記蓋支持部材が摺動する請求項９記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。
上記蓋は、シリンダに接続されて水平移動可能になっているとともに、進行方向先端がくさび形状になっており、その先端を進行方向前方に設けられたストッパの斜面を有する孔に嵌入することにより、上記蓋を下方に押し下げて上記ストークの上端を密封する請求項４記載から請求項７のいずれかに記載の不活性ガス雰囲気中における鋳造装置。