JP4076568B2 - Vacuum casting method, casting system and vacuum casting apparatus - Google Patents

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Description

本発明は減圧鋳造法の汎用化、高精度化、及び高生産性化に関するものである。 The present invention relates to generalization, high accuracy, and high productivity of a vacuum casting method.

本発明は通気性鋳型を減圧装置によって減圧し、鋳型上部又は側部から重力注湯する鋳造法に関するものである。以下、本明細書ではこの鋳造法を減圧鋳造法と呼称する。   The present invention relates to a casting method in which a gas-permeable mold is depressurized by a depressurization apparatus, and gravity pouring is performed from the upper part or side of the mold. Hereinafter, this casting method is referred to as a reduced pressure casting method in the present specification.

ここで、通気性鋳型とは砂粒子を用いて造型された鋳型が最も一般的であるが、その他に、セラミックス粒子や金属粒子を用いて造型された鋳型も広く使われている。また、石膏などのほとんど通気性のない鋳型でも、通気性材料を混在させたり、部分的に用いて通気性を付与したものは通気性鋳型とみなせる。また、全く通気性のない金型の場合でも、複数の通気穴やベントホールを設けて通気性を付与したものは通気性鋳型とみなせる。本発明における通気性鋳型とは前記したこれらの通気性鋳型を含むものである。   Here, as the air-permeable mold, a mold formed using sand particles is the most general, but a mold formed using ceramic particles or metal particles is also widely used. Further, even a mold that is hardly breathable, such as plaster, can be regarded as a breathable mold if mixed with a breathable material or partially used to impart breathability. Further, even in the case of a mold having no air permeability, a mold provided with air permeability by providing a plurality of air holes and vent holes can be regarded as a gas permeable mold. The breathable mold in the present invention includes these breathable molds described above.

減圧鋳造法は鋳型キャビティーを大気圧よりも低い負圧状態として溶湯を注湯する鋳造法である。減圧の目的は、ひとつには注湯時にキャビティー内に存在する空気や、鋳型、中子から発生するガスなどのガス体(本発明においては空気と発生ガスを合せた総称とする)を吸引排出し、キャビティー細部への溶湯の充填を阻害する背圧を発生させないようにすることである。また、もうひとつは同じくガス体を吸引排出することによって、ガス体が溶湯に巻き込まれないようにすることである。これらの作用によって湯廻り不良やガス欠陥などを防止することを目的としている。   The vacuum casting method is a casting method in which molten metal is poured with the mold cavity in a negative pressure lower than atmospheric pressure. The purpose of depressurization is, in part, to suck in air that exists in the cavity during pouring, and gas bodies such as gas generated from the mold and core (in the present invention, the collective term for air and generated gas). This is to prevent the generation of back pressure that impedes the filling of the molten metal into the cavity details. Another is to prevent the gas body from getting caught in the molten metal by sucking and discharging the gas body. The purpose of these is to prevent poor hot water and gas defects.

一般に減圧鋳造法は鋳型を収容する気密容器や特殊な気密手段などを必要とするので無減圧の鋳造法に比べコスト高になることから、一般品にはあまり適用されず、主に特殊材質品、薄肉品、複雑品などに適用されている。勿論、一般品においても背圧を低減し、ガス体が溶湯に巻き込まないようにすることは重要で、減圧鋳造法は鋳物全般に適用可能な優れた鋳造法である。 In general, the vacuum casting method requires an airtight container that accommodates the mold and special airtight means, so it is more expensive than the non-depressurized casting method. It is applied to thin-walled products and complex products. Of course, it is important to reduce the back pressure and prevent the gas body from getting caught in the molten metal even in general products, and the vacuum casting method is an excellent casting method applicable to all castings.

減圧鋳造法を減圧方式によって大別すると、鋳型全体を何らかの気密容器で囲って減圧する全体減圧法と、鋳型の一部を除いてほぼ全面を何らかの気密容器で囲って減圧するセミ全体減圧法と、鋳型のほとんどの部分は開放で一部分から減圧する部分減圧法に分類することができる。以下、これらについて説明するので、全体減圧法は記号Wを、セミ全体減圧法にはSを、部分減圧法にはPをつけて分類することにする。   The vacuum casting method is roughly classified by the decompression method, and the whole mold decompression method in which the entire mold is enclosed in some airtight container and decompressed, and the semi-total decompression method in which almost the entire surface is enclosed in some kind of airtight container excluding a part of the mold and decompressed. The most part of the mold can be classified into a partial decompression method in which a part of the mold is opened and decompressed from a part. In the following, since these are explained, the whole decompression method is classified with the symbol W, the semi-total decompression method with S, and the partial decompression method with P.

その他に、減圧鋳造法の一種であるが、キャビティーの減圧はほとんど考慮せず、鋳型からのガス体を排出することを目的とするものもある。これを分類記号Gとする。 In addition, although it is a kind of vacuum casting method, there is also a method for discharging a gas body from a mold with little consideration on the pressure reduction of the cavity. This is a classification symbol G.

次に、各減圧法の特徴について説明する。   Next, features of each decompression method will be described.

まず全体減圧法では、最も一般的な方法としては減圧装置に連通された気密容器に鋳型を収容して減圧が行われる。したがって、基本的には鋳型キャビティー内は均一な減圧状態になっている。そして、この状態から湯口を通して注湯が行われる。(分類記号W1)   First, in the overall decompression method, as the most general method, decompression is performed by storing a mold in an airtight container communicated with a decompression device. Therefore, basically, the inside of the mold cavity is in a uniform reduced pressure state. And from this state, pouring is performed through the gate. (Classification symbol W1)

このような気密容器を用いる全体減圧法では、減圧装置に連通された気密容器が必要なことや、鋳型を気密容器に収容し、また鋳造完了後に気密容器から鋳型を取り出すという工程が必要などの生産上の制約がある。 Such an overall pressure reduction method using an airtight container requires an airtight container connected to a pressure reducing device, or requires a process of accommodating the mold in the airtight container and taking out the mold from the airtight container after completion of casting. There are production restrictions.

全体減圧法の他の例としては、ビニール等の可撓性の樹脂材料で鋳型全体を覆って減圧を行う方法がある。この減圧法では、ビニールが消耗材となることや、ビニールを被覆する工程と除去する工程が必要となるという制約がある。(分類記号W2)   As another example of the whole decompression method, there is a method in which decompression is performed by covering the entire mold with a flexible resin material such as vinyl. In this decompression method, there is a restriction that vinyl becomes a consumable material, and a process of covering and removing vinyl is required. (Classification symbol W2)

全体減圧法のもう一つの例としては、上部開放の気密容器とビニール等を組合せて気密を保って減圧を行う方法がある。この方法は前記2つの方法の中間的特徴である。(分類記号W3)   As another example of the whole decompression method, there is a method of performing decompression while maintaining airtightness by combining an airtight container with an open top and vinyl or the like. This method is an intermediate feature of the two methods. (Classification symbol W3)

セミ全体減圧法は、一面を開放した減圧容器に鋳型を収容し、該鋳型の周りを砂で囲って減圧が行われる。(分類記号S)   In the semi-wide pressure reduction method, a mold is accommodated in a vacuum container having an open surface, and the pressure is reduced by surrounding the mold with sand. (Classification symbol S)

この方法は一面が開放されているのでキャビティーの減圧度は低いが、キャビティー全体はある程度均一な減圧になっている。主な目的は鋳型からの発生ガスの排出である。この方法では、全体減圧法と同じように減圧装置に連通された減圧容器が必要なことや、鋳型を減圧容器に収容し、また鋳造完了後に鋳型を取り出すという工程が必要などの生産上の制約がある。   Since this method is open on one side, the degree of decompression of the cavity is low, but the entire cavity has a uniform decompression to some extent. The main purpose is to discharge the generated gas from the mold. This method requires a decompression vessel connected to the decompression device, as in the overall decompression method, and a production restriction such as requiring a process of storing the mold in the decompression container and taking out the mold after completion of casting. There is.

次に部分減圧法は、鋳型の一部分から減圧するもので、基本的にはその他の鋳型部分は大気に開放されている。したがって、開放部分からはキャビティー内に空気の流入が生じることになる。この方法の特徴は、低い減圧度でキャビティー内に一方向の空気の流れ又は減圧勾配をつくるように減圧して溶湯を充填させることである。   In the partial decompression method, the pressure is reduced from a part of the mold, and basically the other mold parts are open to the atmosphere. Therefore, air flows into the cavity from the open portion. The feature of this method is that the molten metal is filled under a reduced pressure so as to create a one-way air flow or a reduced pressure gradient in the cavity at a low degree of vacuum.

部分減圧法の具体的な減圧方法について分類すると次のようになる。(1)鋳型の上下型合せ面に通気穴を設けてそこから吸引減圧する方法(分類記号P1)。 (2)吸引減圧したい個所に鋳型の外部から吸引穴を設けてそこから減圧する方法(分類記号P2)。 (3)吸引減圧したい個所に鋳型の外部から吸引ガイドを配置してそこから減圧する方法(分類記号P3)。 (4)鋳型の一部に鋳型よりも通気性のよい材料を配置してそこから吸引減圧する方法(分類記号P4)などである。これらについては具体的に特許文献に開示された従来技術で説明するが、使用する鋳型の制約や複数個込めへの対応性などの面で問題点がある。   The specific decompression method of the partial decompression method is classified as follows. (1) A method in which a vent hole is provided in the upper and lower mold mating surfaces of the mold, and suction is reduced from there (classification symbol P1). (2) A method in which a suction hole is provided from the outside of the mold at a place where suction and pressure reduction is desired and the pressure is reduced from there (classification symbol P2). (3) A method in which a suction guide is arranged from the outside of the mold at a place where suction and pressure reduction is desired and the pressure is reduced from there (classification symbol P3). (4) A method (classification symbol P4) in which a material having better air permeability than the mold is placed in a part of the mold and suction is reduced therefrom. These will be described in detail in the prior art disclosed in the patent literature, but there are problems in terms of restrictions on the molds used and compatibility with a plurality of molds.

以上の減圧鋳造法の分類にもとづき、特許文献に開示されている減圧鋳造法及びその装置、鋳型について従来技術を説明する。   Based on the above classification of the vacuum casting method, the prior art will be described with respect to the vacuum casting method disclosed in the patent literature, its apparatus, and mold.

特許文献1(特開昭61−180642号公報)には、チャンバー内に通気性の鋳型を設置し、湯口穴を溶融しうる材料で塞いだ後、チャンバーを所定の圧力に減圧して注湯する減圧鋳造方法が開示されている。これは分類記号のW1に相当する。この方法では減圧が可能なチャンバーが必要で、また工程時間が長い。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-180642), an air-permeable mold is placed in a chamber, and a pouring hole is closed with a material that can be melted, and then the chamber is decompressed to a predetermined pressure. A vacuum casting method is disclosed. This corresponds to the classification symbol W1. This method requires a chamber that can be depressurized and has a long process time.

特許文献2(特開平7−265998号公報)には、減圧鋳造する常温硬化型鋳型において、製品及び方案キャビティーの鋳型の厚さを変化させた減圧鋳造用鋳型が開示されている。これは前記分類のW1に相当する。この方法は鋳型が常温硬化型鋳型という条件でのみ可能である。   Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-265998) discloses a vacuum casting mold in which the thickness of the mold of the product and the design cavity is changed in a room temperature curing mold that is vacuum cast. This corresponds to W1 of the classification. This method is possible only under the condition that the mold is a room temperature curing mold.

特許文献3(特開2003−170226号公報)には全体減圧を行う鋳型において鋳型内にセンサーを配置し、溶湯が流入したことを検知した後に減圧動作を開始させる減圧鋳造方法が開示されている。これは前記分類のW1に相当する。この方法では注湯前から減圧しておくと溶湯の乱れが起こるので、その対策として溶湯の流入を検知してから減圧し、良好な湯流れを得ようとするものである。この場合は、何らかの気密手段が必要なことと、高価なセンサーを配置するのでたくさんの鋳型には適用できないなどの制約がある。   Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-170226) discloses a reduced pressure casting method in which a sensor is arranged in a mold for performing a total pressure reduction, and a pressure reducing operation is started after detecting that a molten metal has flowed in. . This corresponds to W1 of the classification. In this method, if the pressure is reduced before pouring, the molten metal is disturbed. Therefore, as a countermeasure, the pressure is reduced after detecting the inflow of the molten metal to obtain a good hot water flow. In this case, there are restrictions that some kind of airtight means is necessary and expensive sensors are arranged so that it cannot be applied to many molds.

特許文献4(特開平3−216258号公報)には鋳型の周囲の全面を樹脂フィルム製の砂型カバーで気密に覆うとともに、湯口から十分離間した部位に排気口を設けて、そこから減圧する減圧装置が開示されている。これは前記分類のW2に相当する。この装置では気密容器は不要であるが、ビニールという消耗品が必要で、またビニールの被覆、除去の工程が必要である。   In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-216258), the entire surface around the mold is airtightly covered with a sand-type cover made of a resin film, and an exhaust port is provided at a position sufficiently away from the gate, and the pressure is reduced from there. An apparatus is disclosed. This corresponds to W2 of the classification. This device does not require an airtight container, but requires a consumable such as vinyl, and a process of covering and removing the vinyl.

特許文献5(特開昭60−124438号公報)には、無枠造型された石膏鋳型を通気孔を有する吸引箱上に載置するとともに、石膏鋳型をフィルムシートで覆って、吸引箱から減圧したのちに注湯を行う減圧鋳造方法が開示されている。これは前記分類のW2に相当する。この方法ではやはりビニールという消耗品が必要で、またビニールの被覆、除去の工程が必要である。   In Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 60-124438), a gypsum mold made without a frame is placed on a suction box having a vent hole, and the gypsum mold is covered with a film sheet, and the pressure is reduced from the suction box. A vacuum casting method in which pouring is then performed is disclosed. This corresponds to W2 of the classification. This method still requires a consumable such as vinyl, and also requires a vinyl coating and removal process.

特許文献6(特公平7−115119号公報)には、消失模型鋳造法のおいて、上下開放鋳枠の側壁に吸引機構を設け、鋳枠上下に気密シートを密着具備して吸引減圧する減圧鋳造法が開示されている。これは前記分類のW3に相当する。この方法では側壁に吸引機構を設けた特殊な鋳枠が必要であり、また上下の気密シートが消耗品で、かつ気密シートの被覆、除去の工程が必要である。   In Patent Document 6 (Japanese Patent Publication No. 7-115119), in the disappearance model casting method, a suction mechanism is provided on the side wall of the upper and lower open cast frames, and an airtight sheet is closely attached to the upper and lower sides of the cast frame to reduce the suction pressure. A casting method is disclosed. This corresponds to W3 of the classification. In this method, a special casting frame provided with a suction mechanism on the side wall is necessary, the upper and lower airtight sheets are consumables, and a process for coating and removing the airtight sheet is necessary.

特許文献7(特開平6−122060号公報)には、有機粘結剤鋳型を通気穴を有する鋳枠に造型し、これを上部が開放された鋼鈑製のチャンバー内にセットして減圧状態で注湯する減圧鋳造方法が開示されている。これは前記分類のSに相当する。この方法では鋼鈑製の減圧チャンバーが必要なこと、及び有機粘結鋳型という制約がある。   In Patent Document 7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-122060), an organic binder mold is molded into a casting frame having a vent hole, and this is set in a steel-steel chamber having an open top and is in a reduced pressure state. Discloses a vacuum casting method in which hot water is poured. This corresponds to S in the classification. This method has a limitation that a steel-steel vacuum chamber is necessary and an organic caking mold.

特許文献8(特開平8−103861号公報)には、上部開放型の減圧容器内の鋳物砂中に砂型を埋設し、吸引減圧状態下で注湯する減圧鋳造方法が開示されている。これは前記分類のSに相当する。この方法では減圧容器が必要である。目的は注湯時の溶湯の吹き上がり現象の防止である。   Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-103861) discloses a vacuum casting method in which a sand mold is embedded in foundry sand in a top-open type vacuum container and molten metal is poured under a suction pressure reduction state. This corresponds to S in the classification. This method requires a vacuum container. The purpose is to prevent molten metal from blowing up during pouring.

特許文献9(特開昭57−31463号公報)には、鋳型の湯口位置から最も遠く離れた位置に設けられた通気穴を介してキャビティー内を吸引注湯する薄肉鋳物の製造方法が開示されている。これは前記分類のP1に相当する。この方法では、鋳型合せ面に通気穴を設けるので、複数個込めには対応しにくい。また、鋳枠に吸引穴を設けるので設備的な問題もある。   Patent Document 9 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-31463) discloses a method for manufacturing a thin-walled casting in which the inside of a cavity is sucked and poured through a vent hole provided at a position farthest from the pouring gate position of a mold. Has been. This corresponds to P1 of the classification. In this method, since a vent hole is provided on the mold mating surface, it is difficult to accommodate a plurality of molds. In addition, there is a problem in equipment because a suction hole is provided in the casting frame.

特許文献10(特開平6−55255号公報)には、鋳型の堰部から離隔した位置に押湯又ははかせを設け、その近くに外部と連通する空孔部を設け、その空孔部から減圧しながら鋳造する鉄鋼鋳物の製造方法が開示されている。これは前記分類のP2に相当する。   In Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-55255), a hot water supply or a skein is provided at a position separated from the weir part of the mold, a hole part communicating with the outside is provided nearby, and the pressure is reduced from the hole part. A method of manufacturing a steel casting that is cast while being disclosed is disclosed. This corresponds to P2 of the above classification.

この方法では、開放鋳型の局部減圧であるので減圧度は低く、一方向に空気流れが生じるような減圧によって溶湯を吸引充填するものである。しかし、鋳型の堰部から離隔した位置に必ず押湯又ははかせを設けなければならないという制約がある。   In this method, since the decompression is a local decompression of the open mold, the degree of decompression is low, and the molten metal is sucked and filled by a decompression that causes an air flow in one direction. However, there is a restriction that a feeder or a skein must be provided at a position separated from the weir portion of the mold.

また、同じく特許文献10には減圧速度制御手段を設け、溶湯の注入速度が一定になるように減圧する方法や、堰部内に湯面検知センサーを設け、溶湯を検知した直後から減圧を開始する方法なども開示されている。この場合には、減圧速度制御手段や湯面検知センサーなどが必要になる。 Similarly, Patent Document 10 is provided with a pressure reduction rate control means for reducing the pressure so that the molten metal injection rate is constant, or by providing a molten metal level detection sensor in the dam and starting pressure reduction immediately after detecting the molten metal. Methods and the like are also disclosed. In this case, a decompression speed control means, a hot water level detection sensor, and the like are required.

特許文献11(特開平6−226423号公報)には、前記特許文献10と同じ構成で、減圧吸引口と押湯又ははかせの間に鋳型よりも通気度の大きな吸引部材を設けて減圧吸引口側キャビティー内の減圧を湯口側キャビティーのそれよりも大きくする薄肉鋳物の製造方法が開示されている。これは前記分類のP2に相当する。この方法では、さらに特許文献10の制約に加えてさらに吸引部材が必要である。   In Patent Document 11 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-226423), a suction member having the same configuration as that of Patent Document 10 and having a larger air permeability than the mold is provided between the vacuum suction port and the feeder or the skein. A method for producing a thin casting in which the pressure in the side cavity is greater than that of the gate side cavity is disclosed. This corresponds to P2 of the above classification. In this method, a suction member is further required in addition to the limitations of Patent Document 10.

特許文献12(特開平9−85421号公報)には、鋳型にセットされた中子巾木に外部と連通する空孔部を設け、減圧する減圧鋳造方法が開示されている。これは前記分類のP2に相当する。この方法は中子がある鋳物のみに適用できるものである。   Patent Document 12 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-85421) discloses a reduced pressure casting method in which a core baseboard set in a mold is provided with a hole portion communicating with the outside and decompressed. This corresponds to P2 of the above classification. This method is applicable only to castings with a core.

特許文献13(特開平4−147760号公報)には、鋳型空間の減圧必要部位と鋳型外部との間で吸引通路を形成する吸引ガイドを設けた吸引鋳造用鋳型が開示されている。これは前記分類のP3に相当する。この方法では、吸引ガイドを鋳型に設ける工程が必要である。   Patent Document 13 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-147760) discloses a suction casting mold provided with a suction guide that forms a suction passage between a portion where pressure reduction is required in the mold space and the outside of the mold. This corresponds to P3 of the above classification. This method requires a step of providing a suction guide on the mold.

特許文献14(特開昭60−56439号公報)には、石膏鋳型の最終充填部近傍から外表面にかけて、石膏より通気性が良好な耐火材料製フィルターを設けた減圧鋳造用石膏鋳型が開示されている。これは前記分類のP4に相当する。この鋳型を使った方法では、石膏鋳型製作に工数がかかり、生産性が低い。   Patent Document 14 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-56439) discloses a gypsum mold for reduced pressure casting provided with a filter made of a refractory material having better air permeability than gypsum from the vicinity of the final filling portion of the gypsum mold to the outer surface. ing. This corresponds to P4 in the above classification. In the method using the mold, man-hours are required for producing the gypsum mold, and the productivity is low.

特許文献15(特公平7−41400号公報)には、生型鋳型から発生するガスと中子から発生するガスを個別に吸引し、かつ吸引圧力を個別に調整自在とした吸引鋳造方法が開示されている。これは前記分類のGに相当する。これはガスの吸引排出が目的である。   Patent Document 15 (Japanese Patent Publication No. 7-41400) discloses a suction casting method in which the gas generated from the green mold and the gas generated from the core are individually sucked and the suction pressure is individually adjustable. Has been. This corresponds to G of the classification. This is for the purpose of sucking and discharging gas.

以上の特許文献に開示されている減圧鋳造法並びにその装置、鋳型などの従来技術を総括すると次のようになる。   The following is a summary of the conventional techniques such as the reduced pressure casting method, the apparatus, the mold and the like disclosed in the above patent documents.

まず全体減圧鋳造法においては、鋳型を減圧が可能な気密容器に収容して減圧を行う方法(W1)では、特殊な気密容器が必要なことや、鋳型を気密容器に収容したり取り出したりする工程が必要なことなどのため、鋳造タクトが長いという問題点があり高効率の生産が可能な連続ラインを構成することが難しい。   First, in the overall vacuum casting method, in the method (W1) in which the mold is housed in an airtight container that can be decompressed and the pressure is reduced, a special airtight container is required, and the mold is housed in or taken out from the airtight container. Since a process is required, there is a problem that the casting tact is long, and it is difficult to construct a continuous line capable of high-efficiency production.

また、鋳型をビニールなどの非通気性のカバー部材で被覆する方法(W2)では、ビニールを毎回消耗材として使用することになること、及びビニールを被覆、除去する工程が必要などのため、鋳造タクトが長いという問題点がありW1と同様に高効率の生産が可能な連続ラインを構成することが難しい。 Also, in the method of covering the mold with a non-breathable cover member such as vinyl (W2), casting is necessary because vinyl is used as a consumable material every time and a process of covering and removing vinyl is necessary. There is a problem that the tact is long, and it is difficult to construct a continuous line capable of high-efficiency production as with W1.

さらに、気密容器と非通気性のカバー部材を併用する方法(W3)も前記W1及びW2と同様である。   Furthermore, the method (W3) of using the airtight container and the non-breathable cover member in combination is the same as W1 and W2.

以上の結果、全体減圧鋳造法は鋳型全体を均一に減圧できるという特徴を有しているが、(1)鋳型の気密化のために特殊な気密装置又は部材が必要で、また工数もかかるので、自動化された高効率の生産が可能な連続ラインを構成しにくい。そのため製造コストが高く、一般に高付加価値の鋳物に適用されているのが現状である。   As a result of the above, the overall reduced pressure casting method has the feature that the entire mold can be uniformly decompressed, but (1) a special airtight device or member is required for airtightness of the mold, and man-hours are also required. It is difficult to configure a continuous line capable of automated, high-efficiency production. For this reason, the manufacturing cost is high, and it is generally applied to castings with high added value.

次にセミ全体減圧鋳造法(S)においてもほぼ全体減圧鋳造法と同じである。   Next, the semi-total reduced pressure casting method (S) is almost the same as the entire reduced pressure casting method.

次に部分減圧鋳造法(P)においては、全体の減圧度は低い状態でキャビティー内に一方向の気流の流れをつくり溶湯を吸引誘導して充填することが特徴である。しかし、(2)鋳型中に通気穴、吸引穴、吸引ガイド、高通気性材料などを設けて部分的な減圧を行うので、製品種類毎の個別対応が面倒であるし、複数個込めに対応できない場合もある。   Next, the partial reduced pressure casting method (P) is characterized in that the melt is sucked and filled by creating a one-way air flow in the cavity in a state where the overall degree of decompression is low. However, (2) partial pressure reduction is provided by providing vent holes, suction holes, suction guides, highly breathable materials, etc. in the mold. Sometimes it is not possible.

次に従来の全体減圧鋳造法、セミ全体減圧鋳造法、及び部分減圧鋳造法に共通の問題点について述べる。   Next, problems common to the conventional whole vacuum casting method, semi-total vacuum casting method, and partial vacuum casting method will be described.

ひとつは、(3)いずれの減圧鋳造法においても、全体を減圧して均一な減圧分布を創生するか、又は鋳型の局部の1個所から減圧して単純な一方向の減圧勾配を創生するかいずれかの減圧状態で注湯が行われている。すなわち、キャビティー内の減圧分布を高精度に制御して、対象の鋳物に適正な所定の減圧分布を創生した減圧状態で注湯することができていない。   First, (3) in any vacuum casting method, the entire vacuum is reduced to create a uniform vacuum distribution, or a vacuum is created from one part of the mold to create a simple one-way vacuum gradient. The hot water is poured in either reduced pressure state. That is, the molten metal cannot be poured in a reduced pressure state in which the reduced pressure distribution in the cavity is controlled with high accuracy to create a predetermined reduced pressure distribution appropriate for the target casting.

また、キャビティー内に高精度の所定の減圧分布を創生できていないということは、最も一般的に行われている1枠の中に複数の鋳物を込める複数個込めの鋳造において、各鋳物のキャビティーに対して適正な減圧分布を創生した状態で注湯ができていないことを意味している。このため湯廻り不良やガス欠陥の対策の面で不十分である。   In addition, the fact that a highly accurate predetermined decompression distribution has not been created in the cavity means that each casting in a plurality of castings in which a plurality of castings can be put in one frame that is most commonly performed. This means that the molten metal has not been poured in a state where an appropriate reduced pressure distribution is created for the cavity. For this reason, it is insufficient in terms of measures against poor hot water and gas defects.

また、キャビティー内に高精度の所定の減圧分布を創生できていないため、本来、減圧鋳造法のもっている湯流れ性がよいという特徴が生かされていない。そのため、大きなコスト低減の要素を見逃している。   In addition, since a highly accurate predetermined reduced pressure distribution cannot be created in the cavity, the characteristic that the molten metal flow property originally possessed by the reduced pressure casting method is good is not utilized. Therefore, a significant cost reduction factor is overlooked.

次に、(4)いずれの減圧鋳造方法においても、注湯にあたって鋳型の全キャビティーを充填するので注入歩留りが低い。すなわち、鋳型キャビティーは一般に製品部、押湯部、湯道部、湯口部などのキャビティー部分で構成されているが、このうち鋳造後最終的に必要な部分は製品部のみである。その他の部分は注湯過程又は凝固過程で必要なだけで、本来は不必要な部分である。しかるに注湯にあたってこれをすべて充填しているのである。したがって、注入歩留りは低く、また解枠、仕上などの後工程も煩雑で、大きなコスト低減の要素を見逃している。   Next, (4) in any of the reduced pressure casting methods, since all the cavities of the mold are filled when pouring, the injection yield is low. That is, the mold cavity is generally composed of cavity parts such as a product part, a feeder part, a runner part, a gate part, etc. Of these, only the product part is finally required after casting. The other parts are only necessary in the pouring process or the solidification process and are essentially unnecessary parts. However, all of this is filled when pouring. Therefore, the injection yield is low, and post-processes such as unpacking and finishing are complicated, and a large cost reduction factor is overlooked.

次に、(5)いずれの減圧鋳造法においても、注湯完了後から凝固、冷却、解枠までの間の制御が行われていない。すなわち、注湯完了までは減圧状態の制御が行われているが、注湯完了後は減圧を止めるか、又は単に減圧を継続するかという程度の方法が行われている。つまり、注湯完了後に、(a)指向性凝固の制御が行われていない。(b)凝固組織の調整が行われていない。(c)溶湯の熱エネルギーの回収が行われていない。などの点で鋳物製造の低コスト化及び高精度化の要素を見逃している。 Next, (5) in any of the reduced pressure casting methods, the control from the completion of the pouring to the solidification, cooling, and demolition is not performed. That is, the pressure reduction state is controlled until the pouring is completed, but after the pouring is completed, a method of whether to stop the decompression or simply continue the decompression is performed. That is, after completion of pouring, (a) directional solidification is not controlled. (B) The coagulated tissue is not adjusted. (C) The heat energy of the molten metal has not been recovered. For this reason, the elements of cost reduction and high accuracy in casting production are overlooked.

以上のように、従来の減圧鋳造法は優れた特徴を有しているにもかかわらず、(1)乃至(5)のような問題点があり、その特徴が十分に活用されていない。   As described above, although the conventional vacuum casting method has excellent characteristics, there are problems (1) to (5), and the characteristics are not fully utilized.

以上のような理由から、従来の減圧鋳造法は特殊材質品や薄肉品、複雑品などを対象に、特殊鋳造法という位置付けで採用されているのが現状である。その結果、通気性鋳型を用いた減圧鋳造法による生産量は鋳物生産量全体の1%にも満たない状態である。減圧鋳造法の特徴を最大限に活用できる方法が発明できれば、鋳造技術の革新が図れ、鋳物が他の工法に対し極めて優位な製造法となるものと思われる。本発明はこのような観点からなされたものである。 For the reasons described above, the conventional vacuum casting method is currently used as a special casting method for special materials, thin-walled products, and complex products. As a result, the production volume by the vacuum casting method using the air-permeable mold is less than 1% of the entire casting production volume. If a method that can make full use of the features of the vacuum casting method can be invented, it will be possible to innovate the casting technology and make the casting an extremely superior manufacturing method over other methods. The present invention has been made from such a viewpoint.

特開昭61−180642号公報JP 61-180642 A 特開平7−265998号公報JP-A-7-265998 特開平2003−170226号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-170226 特開平3−216258号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-216258 特開昭60−124438号公報JP-A-60-124438 特公平7−115119号公報Japanese Patent Publication No.7-115119 特開平6−122060号公報JP-A-6-122060 特開平8−103861号公報JP-A-8-103861 特開昭57−31463号公報JP-A-57-31463 特開平6−55255号公報JP-A-6-55255 特開平6−226423号公報JP-A-6-226423 特開平9−85421号公報JP-A-9-85421 特開平4−147760号公報JP-A-4-147760 特開昭60−56439号公報JP 60-56439 A 特開平7−41400号公報JP 7-41400 A

本発明は以上の従来技術の問題点に鑑み、次のような課題を解決しようとするものである。   The present invention is to solve the following problems in view of the above problems of the prior art.

(1)通常の通気性鋳型を用いて高効率の生産が可能な連続ラインが構成できる減圧鋳造法を提供する。(2)鋳物製品毎の個別対応及び複数個込めへの対応が容易にできる減圧鋳造法を提供する。(3)鋳型キャビティー内に高精度な所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供する。(4)鋳型キャビティーのうちの一部である所望キャビティーのみに溶湯を充填する減圧鋳造法を提供する。(5)注湯後から凝固、冷却、解枠までの過程を制御する高効率、高精度な減圧鋳造法及び鋳造システムを提供する。 (1) Provided is a vacuum casting method capable of forming a continuous line capable of high-efficiency production using a normal air-permeable mold. (2) To provide a reduced pressure casting method that can easily cope with individual casting products and support for a plurality of casting products. (3) To provide a reduced pressure casting method in which a predetermined highly accurate reduced pressure distribution is created in a mold cavity. (4) Provided is a vacuum casting method in which a molten metal is filled only in a desired cavity which is a part of a mold cavity. (5) To provide a high-efficiency, high-accuracy vacuum casting method and casting system that controls the process from pouring to solidification, cooling, and frame removal.

上記課題を解決する効果は次のようになる。(1)によって減圧鋳造法の汎用化が図れ、鋳物製造全般の高精度化が可能となる。(2)及び(3)によって多品種及び複数個込めの高効率連続ラインに適用できる高精度な減圧鋳造法が確立でき、薄肉品、複雑品の鋳造がさらに容易になる。(4)によって極めて高歩留りの減圧鋳造法が確立できるとともに、解枠後の後工程が大幅に簡略化される。(5)によって溶湯の熱エネルギーを利用及び回収して鋳造コストの大幅な改善が図れる。また、CO削減などの環境面でも大きく貢献する。The effects of solving the above problems are as follows. (1) makes it possible to generalize the reduced-pressure casting method, and it is possible to improve the accuracy of the entire casting production. By (2) and (3), a highly accurate reduced pressure casting method that can be applied to a high-efficiency continuous line with multiple varieties and a plurality of packages can be established, and casting of thin-walled products and complex products is further facilitated. (4) makes it possible to establish a vacuum casting method with an extremely high yield, and to greatly simplify the post-process after the frame opening. According to (5), the heat energy of the molten metal can be used and recovered to greatly improve the casting cost. It also contributes greatly to environmental aspects such as CO 2 reduction.

従来の一般的な通気性鋳型を用いた全体減圧鋳造法では鋳型又は消失性模型を減圧可能な気密容器に収容するか、ビニールなどの非通気性部材で全体を覆って減圧して注湯が行われる。そのため、湯廻り性やガス欠陥対策の面では無減圧の通常の鋳造法に比べて優れている。   In the conventional general vacuum casting method using a general air-permeable mold, the mold or the vanishing model is accommodated in an airtight container that can be decompressed, or the whole is covered with a non-air-permeable member such as vinyl, and the molten metal is decompressed. Done. Therefore, it is superior to the normal casting method without decompression in terms of hot water circulation and gas defect countermeasures.

しかし、生産性の面では特殊な気密容器や消耗材のビニールなどの非通気性部材を必要とすることから、工程が複雑で時間も長く、また製造コストも高い。このことから全体減圧鋳造法は特殊材質品、薄肉品、及び複雑品などを対象に採用されている。従来技術の最も一般的な気密容器を使った全体減圧鋳造法の一例を図40に示す。 However, in terms of productivity, a special airtight container and a non-breathable member such as a consumable material such as vinyl are required. Therefore, the process is complicated, the time is long, and the manufacturing cost is high. For this reason, the overall vacuum casting method has been adopted for special materials, thin-walled products, and complex products. FIG. 40 shows an example of an overall reduced pressure casting method using the most common hermetic container of the prior art.

本手段では、まず通常の鋳枠の上面及び/又は下面に空気の流入を防ぐエヤーシール部材を設ける。そして、その鋳枠に粒状材料よりなる鋳型材で通気性鋳型を造型し、上下鋳型を型合せして定盤上に置く。定盤の代わりに台車などでもよい。要は鋳枠のエヤーシール部材と接して気密が保てるものであればよい。   In this means, first, an air seal member for preventing the inflow of air is provided on the upper surface and / or the lower surface of a normal casting frame. Then, a breathable mold is formed on the casting frame with a mold material made of a granular material, and the upper and lower molds are matched and placed on a surface plate. A cart or the like may be used instead of the surface plate. In short, it is only necessary that the air seal member can be kept in contact with the air seal member of the casting frame.

次に前記通気性鋳型の上枠の上面に同じく空気の流入を防ぐ非通気性の材料よりなる気密部材を載置し、その気密部材の少なくとも1個所に設けられた吸引穴を通して減圧を行いながら注湯を行うものである。   Next, an airtight member made of a non-breathable material that prevents the inflow of air is also placed on the upper surface of the upper frame of the airtight mold, and the pressure is reduced through a suction hole provided in at least one location of the airtight member. It is for pouring hot water.

本手段では、通常の鋳枠及びエヤーシール部材と気密部材によって、従来の全体減圧鋳造法における気密容器と同様な機能を構成している。 In this means, a normal cast frame, an air seal member, and an airtight member constitute the same function as the airtight container in the conventional general vacuum casting method.

すなわち、下枠の下面は定盤と接しているが、この部分は下枠下面に設けたエヤーシール部材によって気密が保持されている。また、上下鋳枠の合せ面は同じくエヤーシール部材によって気密が保持されている。また、上枠上面は気密部材と接しているが、この部分は同じく上枠に設けたエヤーシール部材によって気密が保持されている。つまり、鋳枠のエヤーシール部材によって鋳枠同士、定盤及び気密部材との間の気密が保たれているのである。   That is, the lower surface of the lower frame is in contact with the surface plate, but this portion is kept airtight by an air seal member provided on the lower surface of the lower frame. The mating surfaces of the upper and lower cast frames are also kept airtight by the air seal member. The upper surface of the upper frame is in contact with the airtight member, but this portion is also kept airtight by an air seal member provided on the upper frame. That is, the airtightness between the casting frames, the surface plate and the airtight member is maintained by the air seal member of the casting frame.

そして、通気性鋳型が外部の大気と通じているのは、気密部材に設けた吸引穴のみであって、これを一般的な減圧装置に連通させて減圧を行う。勿論、注湯のための穴を気密部材に設けるが、ここは減圧時には適宜の非通気性部材、好ましくは溶湯の熱で消失又は融解する非通気性部材で封止しておけば気密を保つことができる。   And it is only the suction hole provided in the airtight member that the air-permeable mold communicates with the outside atmosphere, and this is communicated with a general decompression device to perform decompression. Of course, a hole for pouring is provided in the airtight member, but this is kept airtight by sealing with an appropriate non-breathable member at the time of decompression, preferably a non-breathable member that disappears or melts by the heat of the molten metal. be able to.

エヤーシール部材としては耐熱性のパッキン等の非通気性部材を使用する。又は若干の空気流入を許容できる場合は通気性の低い部材も使用可能である。   As the air seal member, a non-breathable member such as a heat resistant packing is used. Alternatively, a member with low air permeability can be used if a slight air inflow can be allowed.

気密部材は非通気性であって、吸引穴を設けることができる材料であれば、いずれも使用可能である。例えば、金属製の減圧フードや、鉄製で鋳型の重錘と兼用で用いるものなどがあげられる。また、可撓性のビニール等の樹脂材料などを用いることもできる。   Any material can be used as long as the airtight member is non-breathable and can be provided with a suction hole. For example, a metal decompression hood or an iron that is also used as a mold weight can be used. A resin material such as flexible vinyl can also be used.

気密部材に設ける吸引穴は少なくとも1個所あれば鋳型全体を減圧することができる。また、2個所以上設けてより速やかに鋳型全体を均一な減圧状態にすることもできる。 If at least one suction hole is provided in the hermetic member, the entire mold can be decompressed. In addition, two or more locations can be provided to quickly bring the entire mold into a uniform reduced pressure state.

以上説明したごとく、本手段は、一般に高効率の生産が可能な連続ラインに用いられている鋳枠付の通気性鋳型において、エヤーシール部材と気密部材を適用することによって、従来の特殊な気密容器を用いた減圧鋳造法と同じ作用、効果を可能にした。すなわち、高効率の生産が可能な連続ラインに容易に適用できる減圧鋳造法を提供するものである。詳細は実施例1乃至3で説明する。   As described above, this means is a conventional special airtight container by applying an air seal member and an airtight member in a gas-permeable mold with a casting frame that is generally used in a continuous line capable of high-efficiency production. The same operation and effect as the vacuum casting method using That is, the present invention provides a vacuum casting method that can be easily applied to a continuous line capable of high-efficiency production. Details will be described in Examples 1 to 3.

(手段1)
通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、通気性鋳型の外表面から減圧して鋳型内の複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 1)
A plurality of ventilation holes having different diameters and / or depths from the outer surface to the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, and the plurality of ventilation holes in the mold are decompressed from the outer surface of the breathable mold. This is a reduced pressure casting method characterized in that a partial reduced pressure zone is formed around each hole, and a predetermined reduced pressure distribution is created in the cavity of the air-permeable mold to pour molten metal.

本手段では、全体減圧法において、鋳型キャビティー内に高精度に所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供する。   The present means provides a reduced pressure casting method in which a predetermined reduced pressure distribution is created with high accuracy in the mold cavity in the overall reduced pressure method.

本手段ではまず通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設ける。少なくとも1つの外表面とは、鋳枠付の鋳型の場合は鋳型の上面及び/又は下面である。また、鋳枠なしの鋳型の場合は鋳型の外表面のうち少なくともひとつの面に通気穴を設け、その他の面は適宜の非通気性部材で覆って気密を保つようにする。なお、通気穴はドリル等で穿孔してもよいし、造型によって成型してもよい。一般の多品種生産への対応を考慮すると穿孔の方が効率的であるので、以下、本発明では通気穴は穿孔するものとして説明する。   In this means, first, a plurality of vent holes having different diameters and / or depths from the outer surface to the inside are provided on at least one outer surface of the breathable mold. In the case of a mold with a cast frame, the at least one outer surface is the upper surface and / or the lower surface of the mold. In the case of a mold without a casting frame, a vent hole is provided in at least one surface of the outer surface of the mold, and the other surface is covered with an appropriate air-impermeable member so as to keep airtightness. The vent hole may be drilled with a drill or the like, or may be molded by molding. Considering the response to general multi-product production, the perforation is more efficient. Therefore, in the present invention, the description will be made assuming that the vent hole is perforated.

鋳型の外表面から内部へ向かって設ける直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴は、鋳型の通気度を高めるとともに通気穴の周囲の鋳型内に異なる複数の部分減圧ゾーンを形成することによって、その複合として鋳型キャビティーに所定の減圧分布を創生するためのものである。なお、本発明において周囲とは通気穴の外周及び先端部付近を意味する。以後、単に周囲と記す。また部分減圧ゾーンとは、複数の通気穴を設けることによって、鋳型外表面からの減圧、すなわち全体減圧であっても、通気穴の周囲にはその部分が優先的に減圧される一種の部分減圧と同じような領域が形成されるので、その部分減圧の作用のおよぶ領域を部分減圧ゾーンと称するものである。   The plurality of vent holes with different diameters and / or depths provided from the outer surface of the mold toward the inside increase the air permeability of the mold and form different partial decompression zones in the mold around the vent hole. In order to create a predetermined reduced pressure distribution in the mold cavity as the composite. In the present invention, the periphery means the outer periphery of the vent hole and the vicinity of the tip. Hereinafter, it will be simply referred to as surroundings. The partial decompression zone is a kind of partial decompression in which a plurality of vent holes are provided so that the decompression from the outer surface of the mold, that is, the entire decompression is preferentially decompressed around the vent holes. Thus, the region where the partial pressure reduction acts is referred to as a partial pressure reduction zone.

複数の直径及び/又は深さの異なる通気穴の作用について詳述する。そのひとつの作用は、複数の通気穴を設けることによって鋳型全体の通気性が向上するので、キャビティーの減圧度を速やかに高めることができることである。すなわち、減圧作用の迅速化である。   The action of a plurality of vent holes having different diameters and / or depths will be described in detail. One of the effects is that the air permeability of the entire mold is improved by providing a plurality of ventilation holes, so that the degree of decompression of the cavity can be quickly increased. That is, speeding-up action is accelerated.

もうひとつの作用は、複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンが形成されることである。そして、通気穴先端とその近傍のキャビティーとの間の鋳型厚みは薄くなっているので、そのキャビティー部分では部分減圧ゾーンの減圧作用が反映された減圧度が得られることになる。その結果、キャビティー全体ではそれぞれの通気穴に対応したキャビティー部分の減圧度の複合として所定の減圧分布が創生される。すなわち、複数の直径及び/又は深さの異なる通気穴によって複数個所の部分減圧作用が得られていることになる。したがって、本手段は全体減圧と部分減圧が複合された減圧鋳造法であるとも言える。   Another effect is that a partial decompression zone is formed around each of the plurality of vent holes. Since the mold thickness between the tip of the vent hole and the cavity in the vicinity thereof is thin, the degree of decompression reflecting the decompression action of the partial decompression zone is obtained at the cavity part. As a result, a predetermined decompression distribution is created as a composite of the degree of decompression of the cavity portion corresponding to each vent hole in the entire cavity. That is, partial decompression action is obtained at a plurality of locations by a plurality of vent holes having different diameters and / or depths. Therefore, it can be said that this means is a vacuum casting method in which total decompression and partial decompression are combined.

したがって、通気穴の直径、深さ、及び位置は所定の減圧分布の創生に極めて重要である。第一義的には位置が最も重要である。すなわち、減圧度を高めたい部分の近傍に多く設けるようにする。   Thus, the diameter, depth, and location of the vents are critical to creating a predetermined reduced pressure distribution. In the first place, position is most important. That is, a large amount is provided in the vicinity of the portion where the degree of decompression is desired to be increased.

次に、通気穴の直径は大きいほどその周囲から多量の空気を吸引するので強い部分減圧ゾーンが形成され、その通気穴の周囲で高い減圧度を得ることができる。   Next, as the diameter of the vent hole is larger, a larger amount of air is sucked from the periphery thereof, so that a strong partial decompression zone is formed, and a high degree of decompression can be obtained around the vent hole.

また、通気穴の深さはできるだけ深く、キャビティーに近いところまで穿孔することによって、その通気穴の減圧作用をキャビティーに強く反映させることができる。通気穴は通常はキャビティーに連通しないようにするが、中子の巾木部分や、鋳型合せ面などの湯が直接浸入しない部分については連通した通気穴としてもよい。   Further, the depth of the vent hole is as deep as possible, and the pressure reducing action of the vent hole can be strongly reflected in the cavity by drilling to a place close to the cavity. Normally, the vent hole is made not to communicate with the cavity, but the core baseboard part and the part where the hot water does not directly enter, such as the mold mating surface, may be communicated.

したがって、所望の減圧分布を得るためには、適切な位置にできるだけ直径の大きな深い通気穴を設けることが要点である。そして、減圧度を低めにしたい部分には、小さく浅い通気穴を設けるか、又は全く設けないようにする。   Therefore, in order to obtain a desired reduced pressure distribution, it is important to provide a deep vent hole having a diameter as large as possible at an appropriate position. And in the part which wants to make pressure reduction low, a small shallow vent hole is provided or it is made not to provide at all.

このように、複数の通気穴を位置、直径、深さを変えて設けることによって、減圧度の高い部分と低い部分を明確に区分して形成することができ、その複合として鋳型キャビティーに高精度な減圧分布を創生することができるのである。   In this way, by providing a plurality of vent holes with different positions, diameters, and depths, it is possible to clearly separate the part with a high degree of decompression from the part with a low degree of decompression. An accurate decompression distribution can be created.

複数の通気穴は直径を変えてもよいし、深さを変えてもよい。複数の通気穴を穿孔する作業性を考慮すると直径を一定にしておき、深さと数を変える方が望ましい。また、通気穴は減圧度を高めたいキャビティー部分にできる限り近い位置に設けることが効果的である。通常は通気穴を製品部キャビティー付近に多く設け、そのキャビティー部分の減圧度を他の部分より高くするような減圧分布にすることが注湯の安定の面から好ましい。   The plurality of vent holes may have different diameters or different depths. Considering the workability of drilling a plurality of ventilation holes, it is desirable to keep the diameter constant and change the depth and number. Further, it is effective to provide the vent hole as close as possible to the cavity portion where the degree of decompression is desired to be increased. Usually, it is preferable from the viewpoint of the stability of pouring that a large number of ventilation holes are provided in the vicinity of the product portion cavity, and the decompression distribution is such that the degree of decompression of the cavity portion is higher than other portions.

また、湯口側から見て製品部より先に押湯やはかせを設けた方案では、押湯やはかせ部の減圧度を高くしたいので、この付近に通気穴を多く、深く設ける。製品部付近にも通気穴を設けてもよいが、押湯やはかせ部に比べて減圧度がやや低くなるように設けるようにする。   Further, in the method in which the hot water and the skein are provided prior to the product part as viewed from the gate side, since it is desired to increase the pressure reduction degree of the sewage and the skein part, many ventilation holes are provided deeply in the vicinity thereof. Ventilation holes may also be provided near the product part, but they are provided so that the degree of decompression is slightly lower than that of the feeder or skeiner part.

なお、実際の生産ラインにおける通気穴の穿孔にあたっては、多品種の鋳物生産に対応できることが必要なので、通気穴の穿孔装置は一般的にはドリルなどの穿孔具を1乃至複数本備えた構成とし、鋳型上部に設置する。そして、上記のような適正な減圧分布が得られるように可能な限り最適な位置に各穿孔具を移動させて通気穴を穿孔する方法が望ましい。すなわち、穿孔装置は所望の位置に位置決めが可能な何らかの手段を有するようにする。勿論、製品種類が限定される場合は穿孔装置を固定式としてもよい。   It should be noted that, in order to drill a vent hole in an actual production line, it is necessary to be able to cope with the production of various types of castings. Therefore, a vent hole drilling device is generally configured to include one or more drilling tools such as a drill. Install on top of mold. A method of perforating the vent holes by moving the perforating tools to the optimum position as much as possible so as to obtain the appropriate reduced pressure distribution as described above is desirable. That is, the drilling device has some means that can be positioned at a desired position. Of course, when the product type is limited, the perforating apparatus may be fixed.

ここで、減圧鋳造法におけるキャビティーの減圧状態を考察し、本手段と従来の全体減圧鋳造法の違いを説明する。   Here, the reduced pressure state of the cavity in the vacuum casting method will be considered, and the difference between this means and the conventional whole vacuum casting method will be described.

一般に用いられる鋳型の場合、鋳型の外表面はほぼフラットな面となっており、製品形状や鋳造方案によって決まる鋳型キャビティーによって、鋳型各部の厚みは異なっている。この鋳型を外表面から減圧すると、鋳型の薄い部分は通気抵抗が小さいのでその部位のキャビティー部分は減圧され易く、逆に鋳型の厚い部分は通気抵抗が大きいのでその部位のキャビティー部分は減圧されにくいという現象がおこる。つまり、鋳型キャビティーの各部で減圧度に差が生じることになる。しかも、その減圧分布は製品形状、鋳造方案などによって決まり、必ずしも溶湯の充填に適正な減圧分布は得られるとは限らない。この現象に対する改善策を開示した一例が前記特許文献2である。   In the case of a generally used mold, the outer surface of the mold is a substantially flat surface, and the thickness of each part of the mold varies depending on the mold cavity determined by the product shape and casting method. When this mold is depressurized from the outer surface, the thin part of the mold has low ventilation resistance, so the cavity part of that part is easy to be depressurized. Conversely, the thick part of the mold has high ventilation resistance, so the cavity part of that part is depressurized. The phenomenon that it is hard to be done occurs. That is, a difference occurs in the degree of decompression at each part of the mold cavity. Moreover, the reduced pressure distribution is determined by the product shape, casting method, etc., and a reduced pressure distribution appropriate for filling the molten metal is not always obtained. An example in which an improvement measure for this phenomenon is disclosed is Patent Document 2.

ここで、気密が完全であればキャビティー全体は速やかに均一な減圧度に達するが、通常はある程度の空気の流入があるので、 減圧作用はこれとバランスしながら進行する。また、空気の流入量が多い場合は、均一な減圧度にはならず、空気の流入部及び空気の流れに沿った部分に減圧度の低い部分が発生する。   Here, if the airtightness is complete, the entire cavity quickly reaches a uniform degree of decompression, but since there is usually a certain amount of air inflow, the decompression action proceeds in a balanced manner. In addition, when the amount of inflow of air is large, the degree of decompression is not uniform, and a portion with a low degree of decompression occurs in the air inflow portion and the portion along the air flow.

また、注湯にあたって、キャビティー内の減圧度が均一なことが本当に最善かどうかは現在までの研究では明確になっていない。例えば、均一な減圧度が得られていても、注湯の開始とともに湯口部付近で気密は破れるので減圧度は大きく変化し、これが湯流れの乱れの原因であると言われている。 In addition, it has not been clarified in the studies so far whether or not the uniform decompression degree in the cavity is really the best when pouring. For example, even if a uniform degree of pressure reduction is obtained, the degree of pressure reduction changes greatly because the airtightness breaks in the vicinity of the pouring gate with the start of pouring, and this is said to be the cause of turbulence in the hot water flow.

また、均一な減圧度は全体減圧鋳造法においてのみ得られるのであるが、一方において、前述の従来技術で述べたように、均一な減圧度は求めず局部から一方向の減圧を行う部分減圧鋳造法も盛んに研究されている。しかも、それは鋳型内への空気の流入を許容しているのである。このことはキャビティー全体の均一な減圧状態が必ずしも最善ではないことを意味している。いずれが良いかは対象とする鋳物の種類によるので一概には言えないが、今後さらに薄肉かつ複雑な鋳物を鋳造するにあたっては、キャビティー内の減圧分布を高精度に制御して、対象の鋳物に適正な所定の減圧分布を創生することが必要である。   In addition, a uniform degree of decompression can be obtained only in the overall decompression casting method, but on the other hand, as described in the above-mentioned prior art, partial decompression casting that does not require a uniform degree of decompression and performs decompression in one direction from the local part. The law is also actively studied. Moreover, it allows air to flow into the mold. This means that a uniform decompression across the cavity is not always optimal. Which is better depends on the type of target casting, but it can not be said unconditionally, but when casting thinner and more complex castings in the future, the reduced pressure distribution in the cavity will be controlled with high precision, and the target casting It is necessary to create a predetermined reduced pressure distribution suitable for the above.

この部分減圧鋳造法の思想に従えば、空気の流入をある程度許容しても方向性のある減圧分布又は減圧勾配を創生する方がよいということになる。   According to the idea of this partial decompression casting method, it is better to create a directional decompression distribution or decompression gradient even if air inflow is allowed to some extent.

この点から本手段を考察すると、本手段では前述のように鋳型の外表面から内部へ向かって直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設けることによって、通気穴の周囲の鋳型内に複数の部分減圧ゾーンを形成し、その複合としてキャビティー全体の減圧分布を創生している。したがって、この減圧分布は従来技術の特許文献に開示されている部分減圧による単純な一方向の減圧分布、すなわち減圧勾配とは異なり、複数の部分減圧ゾーンによって創生されたより高精度な減圧分布である。そして、通気穴の位置と直径及び/又は深さを適宜に選ぶことによって、特定の部位を高い減圧度にするような減圧分布も容易に創生することが可能である。   Considering this means from this point of view, in this means, by providing a plurality of vent holes having different diameters and / or depths from the outer surface of the mold to the inside as described above, the present means is provided in the mold around the vent holes. A plurality of partial decompression zones are formed, and a decompression distribution of the entire cavity is created as a composite thereof. Therefore, this reduced pressure distribution is a more accurate reduced pressure distribution created by a plurality of partial reduced pressure zones, unlike a simple one-way reduced pressure distribution disclosed in the prior art patent document, that is, a reduced pressure gradient. is there. Then, by appropriately selecting the position, diameter, and / or depth of the vent hole, it is possible to easily create a reduced pressure distribution that makes a specific part have a high degree of reduced pressure.

本手段の効果は直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、通気性鋳型の外表面から減圧して鋳型キャビティー内に高精度に所定の減圧分布を創生し、その結果、乱れのないスムースな湯流れをつくれることである。次にその詳細を述べる。   The effect of this means is to provide a plurality of vent holes with different diameters and / or depths, and create a predetermined reduced pressure distribution in the mold cavity with high pressure by reducing the pressure from the outer surface of the breathable mold. It is possible to create a smooth hot water flow without turbulence. Details will be described below.

従来の全体減圧鋳造法では、前述のようにたとえ注湯前に均一な減圧分布が得られていても、注湯開始とともに減圧度は大きく変化し、その変動が溶湯に作用し湯流れの乱れが発生すると考えられる。このように鋳型キャビティーの減圧度が変化すると、全体減圧では単に減圧分布を均一化する方向に減圧が働くので、必ずしも製品部のキャビティー部分を充填するのに適正な減圧分布が得られるとは限らない。   In the conventional overall vacuum casting method, even if a uniform reduced pressure distribution is obtained before pouring as described above, the degree of decompression changes greatly with the start of pouring, and the fluctuation acts on the molten metal and the turbulence of the molten metal flow is disturbed. It is thought to occur. If the pressure reduction degree of the mold cavity changes in this way, the pressure reduction works in the direction of uniforming the pressure reduction distribution in the whole pressure reduction, so that a pressure reduction distribution appropriate for filling the cavity portion of the product part is always obtained. Is not limited.

本手段においても、注湯開始後の減圧度の変化は避けられない。しかし、本手段では、注湯開始前に製品部などの所望のキャビティー部分が高い減圧度になり、湯口部付近が低い減圧度になるような減圧分布が創生できるので、従来の全体減圧鋳造法に比べて、所定の減圧分布を維持する又は回復するという作用の点では明らかに優れていることになる。   Even in this means, a change in the degree of decompression after the start of pouring is unavoidable. However, this means can create a reduced pressure distribution in which the desired cavity part such as the product part has a high degree of vacuum before the start of pouring, and a low degree of vacuum in the vicinity of the pouring gate part. This is clearly superior to the casting method in terms of the action of maintaining or recovering a predetermined reduced pressure distribution.

本手段によって、基本的には全体減圧でも、複数の直径及び/又は深さの異なる通気穴によってその周囲に部分減圧ゾーンを形成することによって、注湯前から所定の減圧分布を創生しておけば、注湯開始後の減圧変化にも対応する機能があり、湯の乱れも少なく、湯廻り不良やガス欠陥を減少させる効果がある。   By this means, even in the case of overall decompression, a predetermined decompression distribution can be created before pouring by forming a partial decompression zone around a plurality of vent holes having different diameters and / or depths. For example, there is a function to cope with a pressure change after the start of pouring, there is little disturbance of hot water, and there is an effect of reducing poor hot water and gas defects.

ところで、特許文献10には図41に示すように本手段と類似の作用をする空孔部を設けてこれから吸引減圧する鋳造法が開示されている。しかし、その方法では必ず鋳型の堰部から離隔した位置に押湯又ははかせを設け、その近くに空孔部を設けなければならないという制約がある。本手段ではこのような制約は全くなく、どのような方案の鋳型キャビティーのレイアウトに対しても対応可能である。   By the way, as shown in FIG. 41, Patent Document 10 discloses a casting method in which a hole portion having a function similar to that of the present means is provided and suction suction is reduced. However, in this method, there is a restriction that a hot water supply or a skein must be provided at a position separated from the weir portion of the mold, and a hole portion must be provided in the vicinity thereof. This means does not have such a restriction at all, and can cope with any layout of the mold cavity.

また、特許文献10では空孔部一つの製品キャビティーに対して1個となっている。しかし、本手段では通気穴は複数で鋳型全体に配置されており、その直径と深さも所定の減圧分布を得るように変える点で異なっている。また、特許文献10は一方向の減圧勾配を一つの通気穴で創生しようとしているが、本手段では複数の直径及び/又は深さの異なる通気穴を通して部分減圧を行い、その複合として鋳型全体にわたって高精度な減圧分布を創生している点で根本的に異なっている。 Moreover, in patent document 10, it is one with respect to the product cavity of one void | hole part. However, this means is different in that a plurality of vent holes are arranged in the entire mold, and the diameter and depth thereof are changed so as to obtain a predetermined reduced pressure distribution. Further, Patent Document 10 tries to create a unidirectional decompression gradient with one vent hole, but in this means, partial decompression is performed through a plurality of vent holes having different diameters and / or depths, and the entire mold is formed as a composite. It is fundamentally different in that it creates a highly accurate decompression distribution.

本手段は複数個込めの鋳型に対しても、通気穴を鋳型の全体にわたって適宜に設けることによって、容易に所定の減圧分布を創生することができる。この点も従来技術にはない特徴である。   This means can easily create a predetermined reduced pressure distribution even if a plurality of molds are provided by appropriately providing ventilation holes over the entire mold. This is also a feature not found in the prior art.

また、本手段を拡張展開すると、吸引による減圧のみでなく、部分的に圧縮空気による送気も併用してさらに高精度に減圧分布を創生する減圧鋳造法とすることができる。これについては手段3において説明する。   Further, when this means is expanded and expanded, it is possible to provide a reduced pressure casting method that creates a reduced pressure distribution with higher accuracy by using not only reduced pressure by suction but also partially supplying air by compressed air. This will be described in means 3.

なお、減圧分布とは鋳型キャビティー内全体の各場所の減圧度の分布を意味し、減圧勾配とは単に2つの場所の間の減圧度の差を意味している。したがって、本発明で述べている減圧分布の方が減圧勾配よりも高精度に鋳型キャビティーの圧力分布を表現したものである。なお、従来技術では鋳型キャビティーの減圧勾配について述べているのみであって、減圧分布について述べられた開示文献はない。 The decompression distribution means the distribution of the degree of decompression at each location in the entire mold cavity, and the decompression gradient simply means the difference in the degree of decompression between the two locations. Therefore, the reduced pressure distribution described in the present invention represents the pressure distribution of the mold cavity with higher accuracy than the reduced pressure gradient. Note that the prior art only describes the reduced pressure gradient of the mold cavity, and there is no disclosure document describing the reduced pressure distribution.

以上のように全体減圧において、鋳型キャビティーに対応した適宜の複数の通気穴を設けて減圧することによって形成される部分減圧作用を利用して、高精度な減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供した。詳細は実施例4で説明する。   As described above, in the overall decompression, a vacuum casting method that creates a highly accurate decompression distribution by utilizing the partial decompression action formed by decompressing by providing a plurality of appropriate ventilation holes corresponding to the mold cavities. Provided. Details will be described in Example 4.

(手段
通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該複数の通気穴に対し個別に吸引又は送気して鋳型内の複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 2 )
A plurality of ventilation holes from the outer surface to the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, and the plurality of ventilation holes are individually sucked or supplied to the periphery of the plurality of ventilation holes in the mold. And forming a predetermined reduced pressure distribution in the cavity of the air-permeable mold, and pouring the molten metal.

本手段では、手段よりもさらに高精度に鋳型キャビティー内に所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供する。 This means provides a reduced pressure casting method in which a predetermined reduced pressure distribution is created in the mold cavity with higher accuracy than means 1 .

本手段では手段1と同じように複数の通気穴を設け、その複数の通気穴に対して個別に吸引又は送気を行ってより高精度に所定の減圧勾配を創生して注湯するものである。   In this means, a plurality of ventilation holes are provided in the same manner as in means 1, and a plurality of ventilation holes are individually suctioned or supplied to create a predetermined reduced pressure gradient and poured. It is.

すなわち、手段1では複数の直径及び/又は深さの異なる通気穴を設け、鋳型外表面から全体減圧で所定の減圧分布を得るようにしたが、本手段では各通気穴に対し個別に吸引又は送気を行って,さらに明確に部分減圧を行い、より高精度に所定の減圧分布を得るようにしたのである。なお、本手段では各通気穴に対し個別に吸引又は送気することによって減圧を制御するので、複数の通気穴の直径及び深さは同じでも異なるものであってもよい。   That is, in the means 1, a plurality of vent holes having different diameters and / or depths are provided and a predetermined reduced pressure distribution is obtained from the outer surface of the mold by the entire reduced pressure. By supplying air, the partial pressure reduction was performed more clearly, and a predetermined pressure reduction distribution was obtained with higher accuracy. In this means, since the pressure reduction is controlled by individually sucking or sending air to each vent hole, the diameter and depth of the plurality of vent holes may be the same or different.

なお、吸引に加えて送気も併用したことに関しては、本手段も基本は減圧であるので吸引が主となるが、複数の通気穴のうち減圧度を下げたい(弱くしたい)キャビティー付近の通気穴に対して圧縮空気又は大気圧レベルの空気を送気して、積極的に減圧度を下げるようにしたものである。勿論、減圧度を下げたい部位に対して吸引も送気も行わないでもよいが、吸引を行っている通気穴の周囲の部分減圧ゾーンの影響はその他の通気穴の周囲にも現れるので、この部分もある程度の減圧度となる。この対策としてその部位に送気することで減圧度を積極的に下げるようにしたものである。   As for the use of air in addition to suction, the main means of this means is pressure reduction, so suction is mainly used. However, the degree of pressure reduction among a plurality of vent holes is desired to be lowered (to be weakened) near the cavity. Compressed air or atmospheric pressure level air is sent to the vent hole to actively lower the degree of decompression. Of course, it is not necessary to perform suction or air supply to the site where the degree of decompression is to be reduced, but the effect of the partial decompression zone around the vent hole that is performing suction also appears around other vent holes. The part also has a certain degree of decompression. As a countermeasure against this, the degree of decompression is actively lowered by supplying air to the part.

これによって、強い吸引を行っている通気穴に近いキャビティー部分は高い減圧度になり、送気を行う通気穴付近のキャビティー部分はより低い(弱い)減圧度になり、この両キャビティー部分間の減圧勾配をより大きくすることができる。つまり、各通気穴の吸引又は送気の流量によって、各通気穴の周囲の部分減圧ゾーンに対応する減圧度が鋳型キャビティーの各部に形成され、その複合としてキャビティー全体の減圧分布が創生されるのである。その結果、手段1よりもさらに高精度に所定の減圧分布を創生でき、湯流れの乱れの少ない状態でスムースな注湯を行うことができる。   As a result, the cavity near the vent hole performing strong suction has a high degree of decompression, and the cavity part near the vent hole delivering air has a lower (weak) decompression degree, both of these cavity parts. The pressure reduction gradient in between can be made larger. That is, the degree of decompression corresponding to the partial decompression zone around each vent hole is formed in each part of the mold cavity according to the suction or air flow rate of each vent hole, and the decompression distribution of the entire cavity is created as a composite. It is done. As a result, a predetermined reduced pressure distribution can be created with higher accuracy than the means 1, and smooth pouring can be performed in a state where there is little disturbance of the hot water flow.

通気穴から個別に吸引又は送気する方法としては、鋳型外表面の複数の通気穴に対応して複数の減圧ボックスを当接し、該減圧ボックスに吸引口と送気口を設け、該吸引口を流量制御手段を介して減圧装置に連通させ、また送気口を流量制御手段を介して空気圧縮装置に連通させることによって行うことができる。詳細は実施例5及び6において説明する。なお、本手段においては吸引送気装置である複数の減圧ボックスは設けられた複数の通気穴に当接して用いられるので、通気穴の位置に合せるための何らかの位置決め手段を有するようにする。   As a method of individually sucking or supplying air from the vent hole, a plurality of decompression boxes are brought into contact with the plurality of vent holes on the outer surface of the mold, and a suction port and an air supply port are provided in the decompression box. Can be communicated with the decompression device via the flow rate control means, and the air supply port can be communicated with the air compression device via the flow rate control means. Details will be described in Examples 5 and 6. In this means, since the plurality of decompression boxes which are suction / air supply devices are used in contact with the plurality of vent holes provided, some positioning means for adjusting the position of the vent holes is provided.

本手段によって、注湯開始に伴う減圧分布の変動にもさらに速やかに作用して所定の減圧分布を創生し、湯流れの乱れが少ない状態で注湯することができる   By this means, a predetermined reduced pressure distribution can be created by acting more quickly on fluctuations in the reduced pressure distribution associated with the start of pouring, and hot water can be poured in a state where there is little turbulence in the hot water flow.

以上のように、複数の通気穴を設けそれに対して個別に吸引又は送気することによって、明確な部分減圧作用を有する減圧鋳造法を提供した。詳細は実施例5及び6で説明する。   As described above, a vacuum casting method having a clear partial pressure reducing action is provided by providing a plurality of ventilation holes and individually sucking or feeding air to the ventilation holes. Details will be described in Examples 5 and 6.

(手段3)
通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該通気性鋳型の外表面の全体又は一部を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、該複数の鋳型セグメントに対し個別に吸引又は送気して前記複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を重力注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 3)
A plurality of ventilation holes from the outer surface to the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, and the whole or a part of the outer surface of the breathable mold is virtually divided into a plurality of mold segments. The plurality of mold segments are individually sucked or supplied to form partial decompression zones around the plurality of vent holes, and a predetermined decompression distribution is created in the cavities of the breathable mold to melt the molten metal. A vacuum casting method characterized by gravity pouring.

本手段も複数の通気穴を設け、個別に吸引又は送気して複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することは手段2と同じである。また、複数の通気穴の直径及び/又は深さは手段2と同じように必ずしも異なる必要はない。手段2と異なる点は、通気穴を設ける位置の決め方と個別に吸引又は送気する位置の決め方である。   This means is also provided with a plurality of vent holes, individually sucked or supplied to form partial decompression zones around each of the plurality of vent holes, creating a predetermined reduced pressure distribution in the cavity of the breathable mold, and the molten metal It is the same as means 2 to pour hot water. Further, the diameters and / or depths of the plurality of vent holes are not necessarily different as in the case of the means 2. The difference from the means 2 is a method of determining a position where the vent hole is provided and a method of determining a position where suction or air feeding is performed individually.

手段2では複数の通気穴は鋳型キャビティーに合せて所定の減圧分布を得易い適正な任意の位置に設けられた。また、個別に吸引又は送気するための吸引送気装置である複数の減圧ボックスは複数の通気穴の位置に対応して鋳型表面に当接して用いられる。したがって、実際の生産ラインにおける多品種の製品の鋳造に対応するためには、通気穴を穿孔する穿孔装置は任意の位置に位置決めが可能な何らかの手段を必要とする。また、吸引送気装置である複数の減圧ボックスも同じく任意の位置に位置決めが可能な何らかの手段を必要とする。つまり、手段2においては、通気穴の穿孔装置及び複数の減圧ボックスともに何らかの位置決め手段が必要で、装置が複雑になったり、位置決めのための時間がかかって生産タクトへの対応が十分でない場合もある。   In the means 2, the plurality of vent holes are provided at appropriate arbitrary positions where a predetermined reduced pressure distribution can be easily obtained according to the mold cavity. Further, a plurality of decompression boxes which are suction / air supply devices for individually sucking or supplying air are used in contact with the mold surface corresponding to the positions of the plurality of vent holes. Therefore, in order to support casting of a wide variety of products in an actual production line, a punching device for punching a vent hole requires some means that can be positioned at an arbitrary position. Further, the plurality of decompression boxes that are suction / air supply devices also require some means that can be positioned at arbitrary positions. In other words, the means 2 requires some positioning means for both the vent hole drilling device and the plurality of decompression boxes, and the device may be complicated, or it may take time for positioning and the response to the production tact may not be sufficient. is there.

本手段では、この点を考慮して次のようにした。まず通気穴を設ける位置の決め方については、鋳型外表面の全体又は一部を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、その複数の鋳型セグメントのうち選択された位置に複数の通気穴を設ける。ここで仮想的に複数の鋳型セグメントに分割するとは、後述の実施例7の図8に示すように、鋳型外表面を例えば適宜の間隔の複数の縦横の直線で分割することによって区切られたセグメントを仮に設定することを意味する。また選択された位置とは、鋳型キャビティーに対応した所定の減圧分布を得るために可能な限り適正な位置である。この場合、通気穴の穿孔装置の穿孔具は各鋳型セグメントのすべての位置に配置しておき、選択された位置の穿孔具によって所望の深さの通気穴を設けることができる。これによって穿孔装置は固定式とすることができる。また、穿孔装置を位置決めする必要がないので、生産タクトに対応することも容易である。   In this means, this point is taken into consideration as follows. First, as to how to determine the position where the vent holes are provided, the whole or part of the outer surface of the mold is virtually divided into a plurality of mold segments, and a plurality of vent holes are provided at selected positions of the plurality of mold segments. Here, virtually dividing into a plurality of mold segments is a segment delimited by dividing the outer surface of the mold into, for example, a plurality of vertical and horizontal straight lines at appropriate intervals, as shown in FIG. Is temporarily set. The selected position is an appropriate position as much as possible in order to obtain a predetermined reduced pressure distribution corresponding to the mold cavity. In this case, the punching device of the venting hole punching device can be arranged at all positions of each mold segment, and the venting hole of a desired depth can be provided by the punching device at the selected position. As a result, the perforating apparatus can be fixed. Further, since it is not necessary to position the drilling device, it is easy to cope with production tact.

本手段によるこの通気穴の位置は、定められた複数の鋳型セグメントの中から選択して決められるので、手段2の場合のように全く任意の最適位置とはならないため、鋳型キャビティーに対応した所定の減圧分布を得るという点では手段2よりも若干劣る。しかし、この点は、分割する鋳型セグメントの大きさを鋳型大きさに対応して可能な限り小さく分割することによって手段2に近づけることができる。また、すべての鋳型セグメントに対して個別に吸引又は送気するので、この吸引量及び送気量を高精度に制御することによって手段2と同程度以上の精度で所定の減圧分布を得ることができる。   Since the position of this vent hole by this means is determined by selecting from a plurality of predetermined mold segments, it does not become an arbitrary optimum position as in the case of means 2, and therefore corresponds to the mold cavity. It is slightly inferior to the means 2 in that a predetermined reduced pressure distribution is obtained. However, this point can be brought close to the means 2 by dividing the size of the mold segment to be divided into as small a size as possible corresponding to the mold size. Further, since all the mold segments are individually sucked or supplied, it is possible to obtain a predetermined reduced pressure distribution with an accuracy equal to or higher than that of the means 2 by controlling the suction amount and the air supply amount with high accuracy. it can.

次に個別に吸引送気する装置の位置の決め方について説明する。本手段では通気穴の穿孔の際に設定した鋳型セグメントと同じすべての位置に個別に吸引送気する装置である複数の減圧ボックスを配置する。そして、吸引送気にあたっては各減圧ボックスに対応する位置に通気穴がある又はなしにかかわらずその複数の減圧ボックスをすべて鋳型の外表面に当接する。勿論、複数の減圧ボックスを連接させて一体の装置とし、装置全体を当接してもよい。または、複数の減圧ボックスを別々に昇降可能にして、通気穴がある位置の減圧ボックスのみを当接してもよい。そして、減圧のための吸引又は送気は通気穴のあるセグメントは勿論であるが、通気穴のないセグメントについても必要に応じて吸引又は送気を行う。したがって、通気穴を通しての吸引又は送気に加えて通気穴のないフラットな鋳型部分についても吸引又は送気を行うことによって、より高精度に所定の減圧分布を得ることができる。   Next, a description will be given of how to determine the position of the apparatus for individually sucking and supplying air. In this means, a plurality of decompression boxes, which are devices for individually sucking and supplying air, are arranged at all the same positions as the mold segment set when the vent hole is drilled. When sucking and supplying air, all of the plurality of decompression boxes are brought into contact with the outer surface of the mold regardless of whether or not there is a vent hole at a position corresponding to each decompression box. Of course, a plurality of decompression boxes may be connected to form an integrated apparatus, and the entire apparatus may be contacted. Alternatively, the plurality of decompression boxes may be moved up and down separately, and only the decompression box at the position where the vent hole is located may be in contact. The suction or air supply for decompression is performed not only for the segment with the vent hole but also for the segment without the vent hole, if necessary. Therefore, in addition to suction or air supply through the vent hole, a predetermined reduced pressure distribution can be obtained with higher accuracy by suctioning or air-feeding a flat mold portion having no vent hole.

このように仮想的に分割した鋳型セグメントに対応して複数の減圧ボックスを設けることによって、各鋳型セグメントに対して個別に吸引又は送気する装置は各通気穴に合せるという位置決め動作が必要なくなり、装置がシンプルになる。また、位置決めの時間が必要ないので、生産タクトに対応することも容易である。   By providing a plurality of decompression boxes corresponding to the virtually divided mold segments in this way, the device for individually sucking or feeding each mold segment does not need a positioning operation to fit each vent hole, The device becomes simple. Moreover, since positioning time is not required, it is easy to cope with production tact.

なお、鋳型セグメントを1つの鋳型外表面の全体又は一部に設定した理由は、望ましくは全体とした方が鋳型外表面の全面をカバーできて気密が容易になる。しかし、注湯口の位置などによって全体に設定できない場合には、その部分を除いた鋳型の一部に鋳型セグメントを設定するようにする。その場合には、鋳型セグメントを設定できない部分に対しては、適宜の非通気性部材によって被覆して気密を確保する。または、若干の空気の流入を許容できる時はその部分が開放されていてもよい。 The reason why the mold segment is set on the whole or a part of one outer surface of the mold is preferably that the whole can cover the entire outer surface of the mold and facilitate airtightness. However, if it is not possible to set the whole according to the position of the pouring gate or the like, the mold segment is set to a part of the mold excluding that part. In that case, a portion where the mold segment cannot be set is covered with an appropriate air-impermeable member to ensure airtightness. Alternatively, when a slight amount of air can be allowed in, the portion may be opened.

また本手段において、通気穴の穿孔は手段2と同じように最適な位置に位置決め可能な穿孔装置を用いて行い、一方個別に吸引又は送気する吸引送気装置はである複数の減圧ボックスだけを上述のように複数の鋳型セグメント上に固定式に配置することも可能である。この場合には複数の通気穴は鋳型外表面のいずれの場所に設けても、設定された複数の鋳型セグメントのいずれかと対応しており、また複数の減圧ボックスは同じ鋳型セグメントに対応して配置されているので、複数の通気穴は複数の減圧ボックスのいずれかと連通することになり、通気穴を通して吸引又は送気による減圧が可能である。   Further, in this means, the vent holes are perforated by using a perforating device that can be positioned at the optimum position as in the means 2, while the suction / air feeding devices for individually sucking or feeding air are only a plurality of decompression boxes. Can be fixedly arranged on a plurality of mold segments as described above. In this case, regardless of where the multiple vent holes are located on the outer surface of the mold, it corresponds to one of the set multiple mold segments, and the multiple decompression boxes are arranged corresponding to the same mold segment. Therefore, the plurality of vent holes communicate with any one of the plurality of decompression boxes, and decompression by suction or air supply is possible through the vent holes.

以上のように、鋳型の外表面を仮想的に鋳型セグメントに分割し、複数の通気穴をこの鋳型セグメントに対応させて穿孔して設け、かつ個別に吸引又は送気する複数の減圧ボックスを各鋳型セグメントに対応して設けることによって、上記のような顕著な効果を得ることができる。すなわち、通気穴の穿孔装置及び個別に吸引又は送気する装置は位置決めが不要な固定式とすることができ、大幅に単純化される。また、位置決め動作が不要なので生産タクトにも容易に対応ができる。これらの効果は高速化が強く求められる実際の生産ラインへ適用する際の実用性の点で重要なことである。   As described above, the outer surface of the mold is virtually divided into mold segments, a plurality of vent holes are provided corresponding to the mold segments, and a plurality of decompression boxes that are individually sucked or fed are provided. Providing corresponding to the mold segments can provide the above remarkable effects. That is, the vent hole drilling device and the individual suction or air feeding device can be fixed and do not require positioning, and are greatly simplified. Further, since no positioning operation is required, it is possible to easily cope with production tact. These effects are important in terms of practicality when applied to actual production lines where high speed is strongly required.

また、吸引又は送気を鋳型の下部又は側面部から行っても同様な作用、効果を得ることができる。勿論、複数面から減圧すればさらに高精度に所望の減圧勾配を得ることができるが、それだけ工程、装置が複雑になるので1面で十分である。 Further, similar actions and effects can be obtained even if suction or air supply is performed from the lower part or side part of the mold. Of course, if the pressure is reduced from a plurality of surfaces, a desired pressure reduction gradient can be obtained with higher accuracy. However, since the process and the apparatus are complicated accordingly, one surface is sufficient.

具体的な吸引又は送気の方法の一例としては、複数の減圧ボックスを側面で連接して鋳型外表面に載置し、その複数の減圧ボックスに吸引口と送気口を設け、吸引口を流量制御手段を介して減圧装置に連通させ、また送気口を流量制御手段を介して空気圧縮装置に連通させることによって行うことができる。   As an example of a specific suction or air feeding method, a plurality of decompression boxes are connected to each other on the side surface and placed on the outer surface of the mold, and suction ports and air feeding ports are provided in the plurality of decompression boxes. This can be done by communicating with the decompression device via the flow rate control means and by communicating the air supply port with the air compression device via the flow rate control means.

また、本手段では特殊な場合として鋳型に必ずしも通気穴を設けない場合でもほぼ同じような作用、効果を得ることができる。その理由は、手段2では通気穴のある位置のみ減圧ボックスを当接して吸引又は送気しており、鋳型外表面のその他の部分は開放又は全体の気密が可能なチャンバー等に囲われた全体減圧の状態である。すなわち、鋳型キャビティーの減圧分布の創生は通気穴の位置のみで行なわれている。これに対し本手段では、複数の減圧ボックスが各鋳型セグメントのすべてに配置されているので、これらの減圧ボックスで鋳型外表面のほぼ全面をカバーしており、鋳型外表面全体を分割して高精度に吸引又は送気できる。したがって、通気穴がない場合でも鋳型キャビティーに所定の減圧分布に近いものを創生することができる。   Further, in this means, almost the same operation and effect can be obtained even when the mold is not necessarily provided with a vent hole as a special case. The reason is that in the means 2, the vacuum box is brought into contact with only the position having the vent hole for suction or air supply, and the other part of the outer surface of the mold is surrounded by a chamber or the like that can be opened or totally sealed. This is a reduced pressure state. That is, creation of the reduced pressure distribution of the mold cavity is performed only at the position of the vent hole. On the other hand, in this means, since a plurality of decompression boxes are arranged on all the mold segments, these decompression boxes cover almost the entire outer surface of the mold, and the entire outer surface of the mold is divided to increase the height. Suction or air can be accurately delivered. Therefore, even when there is no vent hole, it is possible to create a mold cavity having a predetermined reduced pressure distribution.

以上のように本手段によって通気穴の穿孔装置及び個別に吸引送気するための複数の減圧ボックスの装置が大幅に単純化されるとともに、位置決めが不要になることから生産タクトへの対応も容易になる。したがって、本発明を実際の高効率の生産が可能な連続ラインに適用することが極めて容易になる。また、各セグメントに対応した複数の減圧ボックスで鋳型の1つの外表面全体又は一部を覆って個別に吸引又は送気するので、鋳型キャビティーの減圧分布の創生を極めて高精度に行うことができる。詳細は実施例7及び8において説明する。   As described above, this means greatly simplifies the vent hole punching device and the multiple decompression box devices for individually sucking and feeding air, and also eliminates positioning, making it easy to handle production tacts. become. Therefore, it becomes extremely easy to apply the present invention to a continuous line capable of actual high-efficiency production. In addition, since a plurality of decompression boxes corresponding to each segment cover the whole or part of one outer surface of the mold and individually suck or feed, the creation of the decompression distribution of the mold cavity should be performed with extremely high accuracy. Can do. Details will be described in Examples 7 and 8.

(手段4)
比重量γの溶湯を通気性鋳型に重力注湯する鋳造法において、該通気性鋳型のキャビティーのうちの一部である少なくとも溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態とし、前記所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を重力注湯し、該重力注湯された溶湯を前記所望の溶湯を充填させ、前記所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で凝固させることを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 4)
In a casting method in which a molten metal having a specific weight γ is gravity poured into a gas-permeable mold, the degree of vacuum at a desired cavity portion to be filled with at least the molten metal that is a part of the cavity of the gas-permeable mold is set to the desired value. A negative pressure state having a value equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H from the melt inlet to the uppermost portion of the desired cavity portion, and the desired cavity portion approximately equal volume of the molten metal and the volume and gravity pouring, the gravity poured been melt is filled with the desired molten metal, from the inlet of the melt into the desired cavity portion of the cavity portion of said desired top It is a reduced pressure casting method characterized by solidifying while maintaining a height H up to the top .

本手段では所望の鋳型キャビティー部分のみに溶湯を充填させる減圧鋳造法を提供する。   This means provides a reduced pressure casting method in which only a desired mold cavity portion is filled with molten metal.

通常の鋳型キャビティーは一般に製品部、押湯部、湯道部及び湯口部から構成されている。また、必要に応じて、不要な溶湯を製品部から排出するためのはかせ部などを設けることもあるが、ここでは説明を簡単にするために、基本的な製品部、押湯部、湯道部及び湯口部から構成されているとする。   A normal mold cavity is generally composed of a product part, a feeder part, a runner part and a gate part. In addition, a skein part for discharging unnecessary molten metal from the product part may be provided as necessary, but here, for the sake of simplicity, the basic product part, the hot water part, the runway are provided. Suppose that it is comprised from the part and the gate part.

減圧鋳造法のみでなく、無減圧の一般鋳造法においても注湯はこれらの4つのキャビティー部分を充填して完了する。そして、凝固完了後これら4部分のうち必要な製品部のみを分離して取り出し、仕上を行って最終製品にする。   The pouring is completed by filling these four cavity portions not only in the vacuum casting method but also in the general casting method without decompression. After the solidification is completed, only the necessary product parts of these four parts are separated and taken out, and finished to obtain a final product.

つまり、製品部を除く押湯部、湯道部及び湯口部は最終的には不要な部分として製品から分離され、再びリターン材として再溶解に供されるのである。この不要な部分のうち押湯部は製品部の健全性を補償するために凝固過程では必要なものであるが、湯道と湯口は注湯中にキャビティーの充填のためにのみ必要なものである。   In other words, the feeder part, the runner part and the sprue part excluding the product part are finally separated from the product as unnecessary parts, and again used as a return material for remelting. Of these unnecessary parts, the hot water part is necessary in the solidification process to compensate for the soundness of the product part, but the runner and sprue are necessary only for filling the cavity during pouring. It is.

また、鋳鉄鋳物などでは凝固過程で黒鉛が晶出して体積膨張が生じるため、溶湯の収縮分の一部を補償するので、ある条件下では押湯なしでも健全性の高い鋳物を鋳造できることがわかっている。つまり、押湯も不要な場合がある。   Also, in cast iron castings etc., graphite crystallizes during the solidification process and volume expansion occurs, so it compensates for part of the shrinkage of the molten metal. ing. In other words, there may be no need for a hot water.

以上のように従来のいずれの鋳造法においても、本来目的とする製品を作るために、最終的には不必要な湯口部、湯道部及び押湯部にも溶湯を充填するという注湯過程をとっている。これは極めて不合理なことである。これに対し、減圧鋳造法の特性を生かした何らかの方法によって、製品部のみ又は製品部と押湯部などの必要な所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填できれば、注入歩留りが大幅に向上することはもとより、解枠、仕上などの後工程も大幅に簡略化することも可能となる。   As described above, in any of the conventional casting methods, in order to produce a product that is originally intended, a pouring process in which molten metal is finally filled in unnecessary sprue portions, runners, and feeders. Have taken. This is extremely irrational. On the other hand, if the molten metal can be filled only in the desired cavity part such as the product part or the product part and the feeder part by some method that makes use of the characteristics of the vacuum casting method, the injection yield will be greatly improved. In addition, it is possible to greatly simplify post-processes such as unwinding and finishing.

そこで本手段では減圧鋳造法の特徴を生かして、所望のキャビティー部分のみ、例えば、製品部と押湯部、又は製品部のみに溶湯を充填する方法を提供するものである。   In view of this, the present means provides a method of filling only the desired cavity portion, for example, the product portion and the feeder portion, or only the product portion, by taking advantage of the features of the reduced pressure casting method.

本手段ではまず比重量γの溶湯を注湯するにあたり、少なくとも溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分、例えば製品部と押湯部の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態とする。   In this means, when pouring a molten metal having a specific weight γ, first, at least the desired cavity portion to be filled with the molten metal, for example, the degree of pressure reduction of the product portion and the feeder portion is determined by the flow of the molten metal to the desired cavity portion. A negative pressure state having a value equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H from the inlet to the top is set.

そして充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯する。本発明において、ほぼ等しい体積とは所望のキャビティー部分の体積と等しいかもしくは若干大きな体積を意味する。これは所望のキャビティー部分の体積は鋳型材料の性質の変化、例えば水分量の変化などで上下型合せの密着度によっても変動するし、溶湯の充填にともなってキャビティーの膨張する程度が変動したりすることを考慮して決めるべきことを意味する。変動を補償するために若干大きな体積の溶湯を注湯することが望ましい。   Then, a molten metal having a volume substantially equal to the volume of the desired cavity portion to be filled is poured. In the present invention, the substantially equal volume means a volume that is equal to or slightly larger than the volume of the desired cavity portion. This is because the volume of the desired cavity part changes depending on the adhesion of the upper and lower molds due to changes in the properties of the mold material, for example, the amount of moisture, and the extent to which the cavity expands as the molten metal fills. It means that it should be decided in consideration of what to do. It is desirable to pour a slightly larger volume of molten metal to compensate for the fluctuations.

そうすると、少なくとも所望キャビティー部分は溶湯静圧γHの絶対値以上の減圧度になっているので、溶湯は所望キャビティー部分の最上部まで吸引されて、所望キャビティー部分を充填することができる。溶湯はこのキャビティー部分を充填する体積しかないので、その他の部分の湯口部と湯道部は充填されないことになる。   Then, since at least the desired cavity portion has a degree of pressure reduction that is equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH, the molten metal can be sucked up to the top of the desired cavity portion to fill the desired cavity portion. Since the molten metal has only a volume that fills the cavity portion, the other portion of the gate and the runner portion are not filled.

この状態でもし減圧度をγHより下げれば当然所望キャビティー部分の製品部と押湯部の溶湯はその他のキャビティー部分に流出し、ある高さレベルで全キャビティーを部分的に充填した状態になり目的は達成できない。   In this state, if the degree of decompression is lowered from γH, naturally the molten product in the desired cavity part and the hot metal part will flow out to the other cavity parts, and all the cavities will be partially filled at a certain height level. The purpose cannot be achieved.

しかし、所望キャビティー部分に充填した状態で減圧度をγH以上に保持することによって、溶湯は所望キャビティー部分に固定されたまま所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で凝固が進行する。そして、少なくとも所望キャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部分付近、すなわち、充填された溶湯の湯口側の端部が凝固して流動しなくなるまで減圧を保持すれば、最終的に所望キャビティー部分のみに溶湯が充填された状態で鋳造を完了することができる。なお本手段においては、凝固とは組織の100%が固相になることを意味するものではなく、ある比率の固相の出現によって減圧を止めても溶湯が流出しない状態になることを意味している。 However, by maintaining the degree of vacuum at γH or higher while the desired cavity portion is filled, the molten metal is fixed to the desired cavity portion from the molten metal inlet to the desired cavity portion. Solidification proceeds while maintaining the height H up to the top of the part . Then, if the reduced pressure is maintained until at least the vicinity of the boundary between the desired cavity portion and the other cavity portion, that is, the end portion on the side of the molten metal that has been filled is solidified and does not flow, the desired cavity is finally obtained. Casting can be completed with only a portion filled with the molten metal. In this means, solidification does not mean that 100% of the tissue becomes a solid phase, but means that the molten metal does not flow out even if the decompression is stopped due to the appearance of a certain ratio of the solid phase. ing.

その結果、不要な湯口部と湯道部には溶湯は存在せず、必要部分として充填した製品部と押湯部のみに溶湯が充填された鋳造品を得ることができるのである。   As a result, there is no molten metal in the unnecessary sprue part and runner part, and it is possible to obtain a cast product in which the molten metal is filled only in the product part and the hot metal part filled as necessary parts.

また、鋳鉄鋳物では前述のように条件によっては押湯も不要な場合があるので、この場合には方案的に押湯なしとして、製品部のみを充填させたい所望のキャビティー部分として設定することができる。   In addition, since cast iron castings may not require a hot water supply depending on the conditions as described above, in this case there is no hot water supply as a matter of course, and it is set as a desired cavity part to be filled only with the product part. Can do.

以上によって、従来、鋳物製品を得るのに不可欠と考えられていた湯口部、湯道部、場合によっては押湯部もキャビティー部分はあるが溶湯は充填されずに、製品部と押湯部、又は製品部のみに溶湯が充填された鋳造品を得ることができる。   As described above, the sprue part, runner part, and in some cases the feeder part, which is considered to be indispensable for obtaining a cast product, may have a cavity part but the molten metal is not filled. Alternatively, it is possible to obtain a cast product in which only the product portion is filled with the molten metal.

この結果、全注湯重量に対する製品重量の割合を示す注入歩留りが大幅に改善される。これを一般的なレベルで推定すると、本手段を用いない鋳造法で約50〜60%程度のものが本手段の鋳造法では80%以上、又は製品部のみの場合は90%以上になると推定され、極めて大きな効果を生み出すことができる。   As a result, the injection yield indicating the ratio of the product weight to the total pouring weight is greatly improved. If this is estimated at a general level, it is estimated that about 50 to 60% of the casting method not using this means is 80% or more in the casting method of this means, or 90% or more in the case of only the product part. And can produce tremendous effects.

またさらには、凝固、冷却が完了した後の解枠工程においても、不要な部分がないので、製品の分離、取り出しが極めて容易になり、多大の工数低減又は工程省略となるものである。   Furthermore, since there is no unnecessary portion even in the unpacking process after the solidification and cooling are completed, it is very easy to separate and take out the product, which greatly reduces man-hours or omits the process.

なお、γH以上の値の減圧度の意味であるが、γは比重量であるのでkgf/cmの単位を有し、Hは高さであるので単位はcmである。すなわち、γHはkgf/cmの単位で圧力を意味する。つまり、γHは所望キャビティー部分への溶湯の流入口から最上部までの溶湯静圧に相当する圧力である。所望キャビティー部分をこれ以上の負の圧力つまり減圧度に保てば溶湯を高さHの状態に保持できるのである。In addition, although it means the degree of decompression having a value equal to or higher than γH, γ is a specific weight, so it has a unit of kgf / cm 3 , and H is a height, so the unit is cm. That is, γH means pressure in the unit of kgf / cm 2 . That is, γH is a pressure corresponding to the static pressure of the molten metal from the inlet of the molten metal to the desired cavity portion to the top. If the desired cavity portion is maintained at a negative pressure higher than this, that is, the degree of decompression, the molten metal can be maintained at a height H state.

本手段の構成についてさらに詳細に述べる。まず、少なくとも所望キャビティー部分の減圧度を溶湯静圧γHの絶対値以上の値にすることであるが、注意すべきことは注湯前にこの減圧状態を創生していても、注湯開始とともに湯口部で減圧度は変化するので、その影響は所望キャビティー部分にも何らかの影響が現れ、当該部の減圧度も変化する。したがって、この変化を予測して注湯中にも注湯完了後にも所望キャビティー部分の減圧度をγH以上にすることが必要である。なお、実際的には注湯後には所望のキャビティー部分は溶湯で充填されているので、所望のキャビティー部分の圧力とは正確には所望のキャビティー部分の周囲の鋳型内の減圧度を意味する。   The configuration of this means will be described in more detail. First, at least the degree of decompression of the desired cavity should be set to a value equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH. However, it should be noted that even if this decompressed state is created before pouring, pouring starts. At the same time, since the degree of decompression changes at the gate, the influence also has some influence on the desired cavity portion, and the degree of decompression of the part also changes. Therefore, it is necessary to predict this change and to make the degree of decompression of the desired cavity portion equal to or higher than γH both during and after pouring. Actually, the desired cavity portion is filled with molten metal after pouring, so the pressure in the mold around the desired cavity portion is precisely the pressure in the mold around the desired cavity portion. means.

次に、本手段は全体減圧にも、部分減圧にも適用可能である。まず全体減圧に適用する場合については、鋳型は本発明の通気穴を有する鋳型及び通気穴を有しない通常の鋳型ともに用いることができる。いずれの場合も手段1で述べたように注湯開始にともなう減圧変化を考慮した上で、少なくとも所望のキャビティー部分はγH以上の減圧度に保つようにすることが必要である。この点では通気穴を設けた鋳型の方が高精度に鋳型キャビティーの圧力分布を創生しているので対応が容易である。通気穴なしの鋳型では減圧変化に対応するために、部分減圧を併用するなどの付加的な減圧制御を行うようにすることが望ましい。   Next, this means can be applied to both the total decompression and the partial decompression. First, in the case of applying to the whole decompression, the mold can be used both of the mold having the vent hole of the present invention and the normal mold not having the vent hole. In any case, as described in the means 1, it is necessary to keep at least a desired cavity portion at a degree of decompression equal to or higher than γH in consideration of a change in decompression accompanying the start of pouring. In this respect, the mold provided with the vent holes is easier to deal with because the pressure distribution in the mold cavity is created with higher accuracy. In a mold without a vent hole, it is desirable to perform additional pressure reduction control such as using partial pressure reduction in order to cope with pressure change.

次に、本手段には所望キャビティー部分を重点的に減圧する部分減圧も適用できる。その際はその他の部分を非通気性の部材でカバーして減圧度を上げるようにすることが望ましい。所望のキャビティー部分のみへの溶湯の充填に関しては、部分減圧の方が全体減圧よりも安定している。   Next, partial depressurization that intensively depressurizes the desired cavity portion can be applied to this means. In that case, it is desirable to cover the other parts with a non-breathable member to increase the degree of vacuum. With respect to filling the melt only in the desired cavity portion, partial decompression is more stable than overall decompression.

なお、本手段は複数個込めの鋳造においては、手段1乃至3を適用することで各製品毎のキャビティー部分に所定の減圧分布を創生することによって実現できる。この場合、注湯にあたっては複数の所望のキャビティー部分の合計の体積量を注湯するが、複数込めでは注湯する湯口から複数の湯道に分岐するので、溶湯の分配を均等に行えるように湯道系の工夫が必要である。均等配分の精度が不十分な場合には、所望のキャビティー部分の体積の合計よりも少し余裕をみた多めの体積の溶湯を注湯することによって本手段を実施できる。   In addition, this means can be realized by creating a predetermined reduced pressure distribution in the cavity portion of each product by applying means 1 to 3 in casting with a plurality of pieces. In this case, when pouring, the total volume of a plurality of desired cavity portions is poured, but in the case of multiple pouring, the pouring from the pouring gate into the plural runners will allow the molten metal to be distributed evenly. It is necessary to devise a runner system. When the accuracy of the uniform distribution is insufficient, this means can be implemented by pouring a molten metal having a larger volume with a margin than the total volume of the desired cavity portion.

本手段において、注湯完了後に凝固を待つ時間は工程タクトの面でロスタイムであるので、できるだけ短縮したい要因である。これについては後ほど手段12乃至14でその解決手段を説明する。   In this means, the time to wait for solidification after the completion of pouring is a loss time in terms of process tact, so it is a factor to be reduced as much as possible. This will be described later in the means 12 to 14.

以上を整理すると、本手段によって極めて高い注入歩留りが得られるとともに、解枠工程が大幅に簡略化される。また、従来技術の減圧鋳造法に比して本手段の特徴は次のようになる。(1)所望のキャビティー部分の減圧度を適正なγH以上と規定した。(2)所望のキャビティー部分とほぼ等しい体積の溶湯を注湯する。(3)注湯後、凝固まで減圧を保持する。詳細は実施例10において説明する。   Summarizing the above, this means can provide a very high injection yield and greatly simplify the unpacking process. Further, the feature of this means is as follows as compared with the conventional vacuum casting method. (1) The degree of decompression of the desired cavity portion was defined as an appropriate γH or higher. (2) A molten metal having a volume substantially equal to the desired cavity portion is poured. (3) After pouring, keep the vacuum until solidification. Details will be described in Example 10.

(手段5)
手段4記載の減圧鋳造法において、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度が溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態であり、かつその他のキャビティー部分の減圧度より高いことを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 5)
In the reduced pressure casting method according to means 4, the degree of pressure reduction in the desired cavity portion to be filled with the molten metal is a negative pressure state having a value equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH, and the pressure reduction degree in the other cavity portions. This is a vacuum casting method characterized by being high.

本手段は手段4とほぼ同じ構成で、所望のキャビティー部分の減圧度が溶湯静圧γHの絶対値以上の負圧状態であり、かつその他のキャビティー部分より高くしたものである。   This means has substantially the same structure as that of means 4, and the degree of pressure reduction in the desired cavity portion is a negative pressure state equal to or higher than the absolute value of the molten metal static pressure γH and higher than the other cavity portions.

手段4で説明したように注湯開始にともなって湯口近傍に発生する減圧度変化は、所望のキャビティー部分にも減圧度変化として現れる。そこで、本手段では、注湯開始に伴う減圧度変化が起こっても、所望のキャビティー部分の減圧度がγH以上に保てるように、所望のキャビティー部分の減圧度をあらかじめその他の部分よりも高くしたものである。   As described in the means 4, the change in the degree of decompression that occurs in the vicinity of the pouring gate with the start of pouring also appears as a change in the degree of decompression in the desired cavity portion. Therefore, in this means, even if a change in the degree of pressure reduction accompanying the start of pouring occurs, the degree of pressure reduction in the desired cavity portion is set in advance higher than that in the other portions so that the pressure reduction degree in the desired cavity portion can be maintained at γH or higher. It is a high one.

本手段によって、所望のキャビティー部分の減圧度が高く、湯口部附近が低い減圧分布になっているので、注湯にともなう減圧変化は小さく、また回復する作用も大きいので、より安定した注湯が可能になる。詳細は実施例9において説明する。   This means that the degree of pressure reduction in the desired cavity is high and the pressure distribution near the pouring gate is low, so that the pressure change due to pouring is small and the recovery action is large, so that more stable pouring is possible. Is possible. Details will be described in Example 9.

(手段6)
比重量γの溶湯を通気性鋳型に重力注湯する鋳造法において、該通気性鋳型のキャビティーのうちの一部である溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯開始後、通気性鋳型のキャビティーのうち少なくとも溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態とし、前記重力注湯された溶湯を略前記所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填させ、前記所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で凝固させることを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 6)
In a casting method in which a molten metal having a specific weight γ is gravity poured into a gas-permeable mold , a molten metal having a volume substantially equal to the volume of a desired cavity portion to be filled with the molten metal that is a part of the cavity of the gas-permeable mold. After the start of pouring, at least the degree of decompression of the desired cavity part to be filled with the molten metal in the cavity of the air-permeable mold is adjusted from the inlet of the molten metal to the desired cavity part. a negative pressure state of absolute value than the value of the melt static pressure γH determined by the height H up to the top, is filled with molten metal only at substantially said desired cavity portion of the gravity poured been melt, the desired cavity A vacuum casting method characterized in that solidification is performed while maintaining a height H from the inlet of the molten metal to the tee portion to the uppermost portion of the desired cavity portion .

本手段は手段4及び5と類似しているが、本手段では所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯をまず注湯開始し、その後、減圧して所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填する減圧鋳造法を提供する。   This means is similar to means 4 and 5, but in this means, a molten metal having a volume approximately equal to the volume of the desired cavity part is first poured, and then the pressure is reduced to only the molten metal part in the desired cavity part. A reduced pressure casting method is provided.

本手段では注湯開始前には減圧を行わずに、まず所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しいか又は若干大きな体積の溶湯を注湯開始する。その後適宜のタイミングで減圧を行い、少なくとも所望のキャビティー部分を溶湯静圧γH以上の負圧にすることによって、所望のキャビティー部分以外の部分に充填された溶湯を吸引して所望のキャビティー部分に充填させるものである。   In this means, the molten metal having a volume approximately equal to or slightly larger than the volume of the desired cavity portion is first started without reducing the pressure before starting the pouring. Thereafter, the pressure is reduced at an appropriate timing, and at least the desired cavity part is set to a negative pressure equal to or higher than the molten metal static pressure γH, thereby sucking the molten metal filled in the part other than the desired cavity part to obtain the desired cavity. The part is filled.

そして、手段4及び5と同じように境界部が凝固して溶湯が流動しなくなるまでこの減圧度を保持する。かくして、本手段によっても手段4及び5と同じように所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填できる。 Then, like the means 4 and 5, the degree of decompression is maintained until the boundary portion is solidified and the molten metal does not flow. Thus, in the same manner as in the means 4 and 5 according to the present means, the desired cavity portion is maintained with the height H from the molten metal inlet to the desired cavity portion to the top of the desired cavity portion. Only the molten metal can be filled.

本手段は、手段4及び5において注湯前から減圧したことによって生じる注湯開始にともなう減圧変化に対する改善策を提供するものである。すなわち、本手段の特徴は注湯前には減圧を行わないで重力注湯し、溶湯がキャビティー内に入った後に減圧を開始する。   This means provides an improvement measure against a pressure reduction change caused by the start of pouring caused by the pressure reduction before the pouring in means 4 and 5. That is, the feature of this means is that gravity is poured without reducing pressure before pouring, and decompression is started after the molten metal enters the cavity.

このことによって、注湯開始にともなう鋳型キャビティーの減圧度の大きな変化は発生せず、静かに注湯し、その後に減圧して注湯された溶湯を吸引し、最終的に所望のキャビティーのみに溶湯を充填するのである。 As a result, there is no significant change in the degree of pressure reduction of the mold cavity at the start of pouring, pouring gently, and then sucking in the molten metal that has been decompressed and poured into the desired cavity. Only the molten metal is filled.

溶湯が注湯開始にともなう減圧変化を受けないでキャビティーを充填することができることは、注湯の初期に起こり易い溶湯の乱れや、ガスの巻き込みなどの危険性が大幅に低減できることを意味している。したがって、減圧鋳造法に特有な欠陥を防止できる条件が整い易いことになる。   The fact that the molten metal can be filled in the cavity without undergoing a pressure change at the start of pouring means that the risk of turbulence of the molten metal that easily occurs at the beginning of pouring and entrainment of gas can be greatly reduced. ing. Therefore, the conditions that can prevent defects peculiar to the vacuum casting method are easily prepared.

本手段は減圧を開始するタイミングと減圧度の上昇速度が重要である。注湯後可能な限り速やかに減圧を開始し、できる限りゆるやかな減圧の上昇速度で所望のキャビティー部分に充填を完了するようにする。減圧を開始するタイミングは必ずしも溶湯が静止するのを待つ必要はない。製品形状、キャビティー形状に応じて適宜のタイミングで減圧を開始することができる。鋳型条件や溶湯の温度、耐酸化性などの条件がよい場合には、溶湯を注湯後一度静止させた後に減圧して所望のキャビティー部分のみに充填することも可能である。   In this means, the timing for starting decompression and the rate of increase in the degree of decompression are important. Depressurization is started as soon as possible after pouring, and filling of a desired cavity portion is completed at a rate of ascending pressure as slow as possible. It is not always necessary to wait for the molten metal to stop at the timing of starting the pressure reduction. Depressurization can be started at an appropriate timing according to the product shape and cavity shape. When conditions such as mold conditions, molten metal temperature, and oxidation resistance are good, it is possible to make the molten metal stand still after pouring and then reduce the pressure to fill only the desired cavity portion.

所望のキャビティー部分のみへの溶湯の充填は本手段でも手段4及び5でも可能であるが、いずれが適切であるかは、溶湯材質や、溶湯が酸化し易いかどうか、又は溶湯の過熱度などによって判断して用いるようにする。詳細は実施例15において説明する。   Filling only the desired cavity portion with the molten metal is possible with this means or means 4 and 5, but which is appropriate depends on the material of the molten metal, whether the molten metal is easily oxidized, or the degree of superheat of the molten metal. Judgment should be made based on the above. Details will be described in Example 15.

(手段7)
手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において、通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、通気性鋳型の外表面から減圧して鋳型内の前記複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 7)
In the vacuum casting method according to any one of means 4 to 6, a plurality of ventilation holes having different diameters and / or depths from the outer surface toward the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, Depressurizing from the outer surface of the mold to form partial decompression zones around the plurality of vent holes in the mold, creating a predetermined decompression distribution in the cavity of the breathable mold, and pouring the molten metal This is a reduced pressure casting method.

本手段は手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において溶湯を所望のキャビティー部分のみに充填するにあたり、手段1の複数の通気穴を用いた減圧法を適用したものである。複数の通気穴による複数の部分減圧ゾーンを形成して、高精度な所定の減圧分布を創生しているので、所望のキャビティー部分のみへの溶湯の充填がより容易になる。詳細は実施例9、13及び14において説明する。   This means is the reduced pressure casting method according to any one of the means 4 to 6, in which the reduced pressure method using the plurality of vent holes of the means 1 is applied in filling only the desired cavity portion with the molten metal. Since a plurality of partial decompression zones are formed by a plurality of vent holes to create a highly accurate predetermined decompression distribution, it is easier to fill the melt only in a desired cavity portion. Details will be described in Examples 9, 13 and 14.

(手段8)
手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該複数の通気穴に対し個別に吸引又は送気して鋳型内の複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 8)
7. The reduced pressure casting method according to any one of means 4 to 6, wherein a plurality of vent holes from the outer surface toward the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, and the plurality of vent holes are individually provided. A partial decompression zone is formed around each of a plurality of vent holes in the mold by suction or air supply, and a predetermined decompression distribution is created in the cavity of the breathable mold to pour molten metal. This is a vacuum casting method.

本手段は手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において溶湯を所望のキャビティー部分のみに充填するにあたり、手段2の複数の通気穴を用い個別に吸引又は送気した減圧法を適用したものである。これによって、より高精度な減圧分布が創生され、さらに所望のキャビティー部分のみへの溶湯の充填が容易になる。詳細は実施例11において説明する。   This means applies a reduced pressure method in which a plurality of vent holes of means 2 are individually sucked or supplied to fill the melt with only a desired cavity in the reduced pressure casting method according to any of means 4 to 6. Is. As a result, a highly accurate decompression distribution is created, and it is easy to fill the melt only in the desired cavity portion. Details will be described in Example 11.

(手段9)
手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において、通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該通気性鋳型の外表面の全体又は一部を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、該複数の鋳型セグメントに対し個別に吸引又は送気して前記複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 9)
In the vacuum casting method according to any one of means 4 to 6, in the at least one outer surface of the gas permeable mold, a plurality of air holes extending from the outer surface to the inside of the mold are provided, and the entire outer surface of the gas permeable mold or A portion is virtually divided into a plurality of mold segments, and the plurality of mold segments are individually sucked or supplied to form partial decompression zones around the plurality of vent holes, respectively. A vacuum casting method characterized by creating a predetermined reduced pressure distribution in a cavity and pouring molten metal.

本手段は手段4乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において溶湯を所望のキャビティー部分のみに充填するにあたり、複数の通気穴と手段3の仮想的に設けた型セグメントとを用いて個別に吸引又は送気した減圧法を適用したものである。これによって、複数の鋳型セグメントによる高精度な減圧分布が創生でき、所望のキャビティー部分のみへの溶湯の充填が容易になる。詳細は実施例12において説明する。   In the vacuum casting method according to any one of the means 4 to 6, this means individually fills only a desired cavity portion with the molten metal by using a plurality of vent holes and the virtually provided mold segments of the means 3. A vacuum method that is sucked or supplied is applied. As a result, a highly accurate reduced pressure distribution can be created by a plurality of mold segments, and only a desired cavity portion can be easily filled with molten metal. Details will be described in Example 12.

(手段10)
手段4乃至9いずれかに記載の減圧鋳造法において、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に、非通気性又は鋳型の通気度よりも低い通気度を有しかつ溶湯の熱によって消失又は融解する通気封止部材を設置して通気性鋳型の減圧を行いながら溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 10)
In the vacuum casting method according to any one of means 4 to 9, non-breathability or lower air permeability than the mold air permeability is provided in the vicinity of a boundary portion between a desired cavity portion to be filled with a molten metal and other cavity portions. The vacuum casting method is characterized in that a molten metal is poured while depressurizing a gas-permeable mold by installing a gas-permeable sealing member that has and disappears or melts by the heat of the molten metal.

本手段では手段4乃至9に記載の減圧鋳造法において、所望のキャビティー部分の減圧度を安定して高めるために、境界部付近に非通気性又は鋳型よりも通気性が低く、かつ溶湯の熱によって消失又は融解する通気封止部材を設置して鋳型の減圧を行うようにする。   In this means, in the vacuum casting method according to any one of means 4 to 9, in order to stably increase the degree of decompression of a desired cavity portion, non-breathability or lower breathability than the mold is provided near the boundary portion, and the molten metal An air-permeable sealing member that disappears or melts by heat is installed to reduce the pressure of the mold.

通気封止部材は例えば樹脂材料や金属材料などの非通気性材料でかつ溶湯の熱によって消失又は融解する材料を用いる。また、鋳型よりも低い通気性を有する材料、例えば布、紙などでもよい。   For the ventilation sealing member, for example, a non-breathable material such as a resin material or a metal material and a material that disappears or melts by the heat of the molten metal is used. Further, a material having a lower air permeability than the mold, such as cloth or paper, may be used.

通気封止部材の配置する位置は境界部付近としたが、その位置を湯口側又は製品側に適宜に変えることは差し支えない。要は通気封止部材で所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分を減圧時に圧力的に分離することである。   Although the position where the ventilation sealing member is arranged is in the vicinity of the boundary portion, the position may be appropriately changed to the gate side or the product side. The point is that the desired cavity portion and other cavity portions are pressure-separated at the time of decompression by the ventilation sealing member.

消失又は溶解するとは、溶湯温度よりも低い融点のものである。有害なガス等を発生しない、また溶解残渣が残りにくいものであればよい。   Disappearing or melting means having a melting point lower than the molten metal temperature. Any material may be used as long as it does not generate harmful gas or the like, and the dissolved residue hardly remains.

本手段の通気封止部材の作用、効果は、ひとつには注湯前の所望のキャビティー部分の減圧度を速やかにかつ安定に保つことと、もうひとつは注湯開始にともなう湯口付近の減圧変化が少なくとも溶湯が通気封止部材に到達するまでは所望のキャビティー部分の減圧度に影響しないようにすることである。この結果、所望のキャビティー部分の減圧度を安定してγH以上に保つことができるのである。詳細は実施例16において説明する。   The function and effect of the ventilation sealing member of this means are to keep the pressure reduction degree of the desired cavity part before pouring quickly and stably, and to the other, the pressure change near the pouring gate when pouring starts. However, at least until the molten metal reaches the ventilation sealing member, the degree of decompression of the desired cavity portion is not affected. As a result, the degree of decompression of the desired cavity portion can be stably maintained at γH or higher. Details will be described in Example 16.

(手段11)
手段10記載の減圧鋳造法において、通気封止部材は溶湯と接した後、消失又は融解までの時間が2秒以上5秒以下であることを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 11)
In the vacuum casting method according to means 10, the vacuum sealing method is characterized in that the ventilation sealing member has a time from disappearance or melting to 2 seconds or more and 5 seconds or less after contacting the molten metal.

本手段では手段10において用いた通気封止部材が溶湯と接した後、消失又は融解までの時間が2秒以上5秒以下である部材を用いる。   In this means, a member having a time from disappearance or melting to 2 seconds or more and 5 seconds or less after the ventilation sealing member used in the means 10 comes into contact with the molten metal is used.

この意味は、先にも述べたように減圧状態から注湯を開始すると、減圧度が大きく変化するので、その影響を防止するために、注湯した溶湯が所望のキャビティー部分以外の部分を充填した状態で2秒〜5秒の間一度溶湯を静止させ、その後、通気封止部材の消失又は融解を待って、静かにγHに減圧された所望のキャビティー部分に流入するようにしたものである。   This means that, as described above, when pouring is started from a reduced pressure state, the degree of depressurization changes greatly, so in order to prevent the influence, The molten metal was stopped once for 2 to 5 seconds in a filled state, and then the flow was sealed and flowed into the desired cavity portion that was gently decompressed to γH after the disappearance or melting of the vent sealing member. It is.

これによって、最初から減圧した鋳型に注湯しても、注湯開始にともなって溶湯が受けた減圧変化の影響を一度溶湯を静止させることによって静圧状態に回復させ、静かに所望のキャビティー部分を充填することができるのがひとつの作用である。また、もうひとつの作用は、溶湯を静止させることによって、この間に溶湯中の介在物やガスを浮上分離することである。通気封止部材が消失するまでの時間を2秒以上とした理由は、この静圧状態の回復と介在物及びガスの浮上のための時間をとるためである。また、5秒以下としたのは、これ以上長くなると溶湯の温度低下による湯廻り性が悪化すること、及び溶湯の酸化による酸化物が発生するためである。詳細は実施例17において説明する。   As a result, even if the molten metal is poured into the mold that has been depressurized from the beginning, the effect of the reduced pressure applied to the molten metal at the beginning of pouring is restored to the static pressure state by once stopping the molten metal, and the desired cavity is gently One action is to be able to fill the part. Another action is to float and separate inclusions and gas in the molten metal by making the molten metal stationary. The reason why the time until the ventilation sealing member disappears is set to 2 seconds or more is to take time for the recovery of the static pressure state and the rise of inclusions and gas. Also, the reason for setting it to 5 seconds or less is that if the length is longer than this, the hot-rolling property deteriorates due to the temperature drop of the molten metal, and oxides are generated due to oxidation of the molten metal. Details will be described in Example 17.

(手段12)
手段4乃至11いずれかに記載の減圧鋳造方法において、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に、溶湯よりも比重の小さい耐火材料よりなる溶湯遮断部材を境界部付近のキャビティー下部に設けた凹部に設置しておき、注湯完了後に溶湯遮断部材が浮力によって浮上し、境界部付近の溶湯を遮断することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 12)
In the vacuum casting method according to any one of means 4 to 11, a molten metal blocking member made of a refractory material having a specific gravity smaller than that of the molten metal is provided in the vicinity of the boundary between the desired cavity portion to be filled with the molten metal and other cavity portions. It is a reduced pressure casting method characterized in that it is installed in a recess provided in the cavity lower part in the vicinity of the boundary part, and after the pouring is completed, the molten metal blocking member floats by buoyancy to block the molten metal in the vicinity of the boundary part.

本手段では溶湯よりも比重の小さい耐火材料よりなる溶湯遮断部材を前記境界部分付近のキャビティー下部に設けた凹部に設置しておき、注湯完了後に溶湯遮断部材が浮力によって浮上し、境界部分付近の溶湯を遮断するようにする。   In this means, a molten metal blocking member made of a refractory material having a specific gravity smaller than that of the molten metal is installed in a recess provided in the lower part of the cavity near the boundary portion, and after the pouring is completed, the molten metal blocking member floats by buoyancy, and the boundary portion Try to block nearby molten metal.

この溶湯遮断部材は溶湯が所望のキャビティー部分に充填が完了した後、境界付近が凝固して流出しなくなるまでの減圧保持時間を短縮するために設けるものである。   The molten metal blocking member is provided to shorten the decompression holding time until the vicinity of the boundary is solidified and does not flow out after the molten metal is completely filled in the desired cavity.

すなわち、この溶湯遮断部材は注湯中は溶湯の流れを妨げないようにキャビティー下部の凹部に設置しておき、注湯完了後に浮力で浮き上がり、その部分を遮断するものである。これによって、所望のキャビティー部分に溶湯を充填した後に減圧を下げる又は止めた場合でも、γHの溶湯静圧がこの溶湯遮断部材を押して鋳型に密着させて溶湯の流出を防ぐのである。   That is, the molten metal blocking member is installed in the recess at the lower part of the cavity so as not to disturb the flow of the molten metal during pouring, and floats by buoyancy after the pouring is completed and blocks that portion. As a result, even when the decompression is lowered or stopped after filling the desired cavity portion with the molten metal, the molten metal static pressure of γH pushes the molten metal blocking member into close contact with the mold to prevent the molten metal from flowing out.

この溶湯遮断部材によって注湯完了後に即時に減圧を完全に止めることはできないとしても、溶湯は溶湯遮断部材と接することによって急速に凝固して表皮を形成して、減圧保持時間を大幅に短縮できる。   Even if it is not possible to completely stop the pressure reduction immediately after the pouring is completed by the molten metal blocking member, the molten metal quickly solidifies by forming contact with the molten metal blocking member, thereby forming a skin and greatly reducing the reduced pressure holding time. .

この溶湯遮断部材にはできるだけ熱容量の大きな材料を使うことによって、凝固速度を速めることが可能である。例えば、通常のけい砂に比べ比重の大きなジルコン砂などを用いると、凝固速度を2倍程度に早めることもできる。   It is possible to increase the solidification rate by using a material having as large a heat capacity as possible for the molten metal blocking member. For example, the use of zircon sand, which has a larger specific gravity than ordinary silica sand, can increase the solidification rate by about twice.

以上のように、溶湯遮断部材を設置することによって、所望のキャビティー部分に充填した溶湯の減圧保持時間を短縮することができる。詳細は実施例18において説明する。   As described above, by installing the molten metal blocking member, it is possible to shorten the decompression holding time of the molten metal filled in a desired cavity portion. Details will be described in Example 18.

(手段13)
手段4乃至9いずれかに記載の減圧鋳造法において、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近のキャビティー下部に設けた凹部に、非通気性又は鋳型の通気度よりも低い通気度を有しかつ溶湯の熱によって消失又は融解する通気封止部材と溶湯よりも比重の小さい耐火材料よりなる溶湯遮断部材を一体化した封止遮断部材を設置して鋳型の減圧を行いながら溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 13)
In the vacuum casting method according to any one of means 4 to 9, in a recess provided in a lower part of the cavity in the vicinity of a boundary part between a desired cavity part to be filled with a molten metal and another cavity part, non-breathable or mold A mold having a sealing blocking member in which a ventilation sealing member having an air permeability lower than the air permeability and disappearing or melting by the heat of the molten metal and a molten metal blocking member made of a refractory material having a specific gravity smaller than that of the molten metal are installed. The vacuum casting method is characterized in that the molten metal is poured while the pressure is reduced.

本手段では、手段4乃至9の減圧鋳造法において、所望のキャビティー部分の減圧度を効率的に高めるために用いた手段10及び11の鋳造法における通気封止部材と、手段12の減圧鋳造法において用いた溶湯遮断部材を一体化した封止遮断部材を境界部付近に設置した。   In this means, in the vacuum casting method of means 4 to 9, the air-sealing member in the casting method of means 10 and 11 used for efficiently increasing the degree of vacuum of the desired cavity portion, and the vacuum casting of means 12 are used. A sealing blocking member integrated with the molten metal blocking member used in the method was installed near the boundary.

すなわち、例えば、上部を通気封止部材とし、下部を溶湯遮断部材として境界部付近の凹部に設置するのである。そして、通気封止部材は減圧中の通気を封止して所望のキャビティーの減圧を安定して高め、溶湯遮断部材は注湯後に浮上して境界付近を遮断する作用をするのである。   That is, for example, the upper part is used as a ventilation sealing member and the lower part is used as a molten metal blocking member in a recess near the boundary. The ventilation sealing member seals ventilation during decompression to stably increase the decompression of a desired cavity, and the molten metal blocking member acts to float after pouring and block the vicinity of the boundary.

以上のように、両部材を一体化したので、2つの機能を具備した部材を凹部に設置するだけで、通気封止と湯道遮断の両作用を行わせることができる。これによって通気封止と湯道遮断に必要な部材の設置が容易になる。詳細は実施例19において説明する。   As described above, since both the members are integrated, it is possible to perform both the air sealing and the runoff blocking only by installing the member having two functions in the recess. This facilitates the installation of members necessary for vent sealing and runner blocking. Details will be described in Example 19.

(手段14)
手段4乃至13いずれかに記載の減圧鋳造法において、通気性鋳型の外表面から溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に向けて通気穴及び/又は冷却穴を設けておき、注湯が完了した後、該通気穴及び/又は冷却穴から吸引又は送気することによって、前記境界部付近の凝固を促進させることを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 14)
14. The vacuum casting method according to any one of means 4 to 13, wherein a vent hole and / or cooling is performed from the outer surface of the gas-permeable mold toward a boundary portion between a desired cavity portion to be filled with the molten metal and another cavity portion. A vacuum casting method characterized in that solidification in the vicinity of the boundary portion is promoted by providing a hole and sucking or feeding air from the ventilation hole and / or the cooling hole after pouring is completed.

本手段では手段12と同じ目的で所望のキャビティー部分に充填した溶湯を速やかに凝固させるために、境界部付近に通気穴及び/又は冷却穴を設けておき、注湯完了後にこの通気穴及び/又は冷却穴を通して吸引又は送気することによって、境界付近の凝固を促進する減圧鋳造法を提供する。   In this means, in order to quickly solidify the molten metal filled in a desired cavity portion for the same purpose as the means 12, a vent hole and / or a cooling hole is provided in the vicinity of the boundary portion. A vacuum casting process is provided that promotes solidification near the boundary by suction or insufflation through cooling holes.

この通気穴及び/又は冷却穴は鋳型外表面から境界部付近に向かって又は境界部付近の近傍に設けるものである。通気穴は減圧用に用いるもので、冷却穴は冷却用に用いるものである。通気穴と冷却穴は別々に設けてもよいし、兼用にしてもよい。通気穴と冷却穴の直径は可能な限り大きく、また深さは境界付近のキャビティーに貫通しない程度にできる限り深く設ける方が吸引又は送気による冷却効果が大きい。   The ventilation holes and / or cooling holes are provided from the outer surface of the mold toward the vicinity of the boundary portion or in the vicinity of the vicinity of the boundary portion. The vent hole is used for decompression, and the cooling hole is used for cooling. The ventilation hole and the cooling hole may be provided separately or may be shared. The diameter of the vent hole and the cooling hole is as large as possible, and the depth is set as deep as possible so as not to penetrate the cavity near the boundary.

なお、吸引又は送気することで冷却するが、できれば圧縮空気を送気する方が単位時間あたりに多量の空気を送気できるので凝固までの時間を短縮できる。   Although cooling is performed by suction or air supply, if possible, it is possible to supply a large amount of air per unit time by supplying compressed air, so that the time until solidification can be shortened.

また、手段12の溶湯遮断部材と併用すれば個々の手段よりも迅速に境界付近の凝固を完了させることができる。   Further, when used together with the molten metal blocking member of the means 12, solidification near the boundary can be completed more rapidly than the individual means.

本手段及び手段12によって注湯完了後、境界付近を速やかに凝固させることが可能となり、減圧保持時間を短縮でき、所望のキャビティー部分のみへ溶湯を充填する減圧鋳造法の生産効率を高めることができる。詳細は実施例20において説明する。   After the pouring is completed by this means and means 12, it becomes possible to quickly solidify the vicinity of the boundary, the decompression holding time can be shortened, and the production efficiency of the decompression casting method in which the molten metal is filled only in a desired cavity portion is improved. Can do. Details will be described in Example 20.

(手段15)
手段1乃至14いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記通気性鋳型の外表面から、鋳型内にセットした中子の巾木部分及び/又は鋳型の合せ面に連通する送気穴を設け、該送気穴に圧縮空気を送気しながら溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 15)
In the vacuum casting method according to any one of means 1 to 14, an air supply hole communicating from an outer surface of the air-permeable mold to a core baseboard portion set in the mold and / or a mating surface of the mold is provided. In this method, the molten metal is poured while compressed air is supplied to the air supply hole.

一般に減圧鋳造法においては、キャビティーが減圧されることによって、中子巾木部や上下型合せ面の隙間に溶湯が浸入し、バリが発生し易いという問題がある。特に中子の巾木部は巾木クリアランスが大きいときや、中子セットが片寄ったりしたときなどには発生し易い。本手段は鋳型の隙間に発生するバリの対策を備えた減圧鋳造法を提供するものである。   Generally, in the vacuum casting method, there is a problem that when the cavity is depressurized, the molten metal enters the gaps between the core baseboard portion and the upper and lower mold mating surfaces, and burrs are likely to occur. In particular, the baseboard part of the core is likely to occur when the baseboard clearance is large or the core set is offset. This means provides a reduced pressure casting method provided with countermeasures against burrs generated in the mold gap.

本手段においては通気性鋳型の外表面から、鋳型内にセットした中子の巾木部及び/又は上下型合せ面に連通する送気穴を設け、この送気穴を通して圧縮空気を送気することによって溶湯の該部隙間への浸入を防止する。   In this means, an air supply hole is provided from the outer surface of the air-permeable mold to the core base and / or the upper and lower mold mating surfaces set in the mold, and compressed air is supplied through the air supply hole. This prevents the molten metal from entering the gap.

その作用を説明する。通常の減圧鋳造法ではキャビティーのすべての部分が減圧状態になるので、中子巾木部及び鋳型合せ面の隙間に溶湯が吸引されて浸入し易い。これに対し、この部分に圧縮空気を送気して隙間が負圧にならないように、また圧縮空気を隙間からキャビティーに吹き出すことによって、若干正圧状態として積極的に溶湯の浸入を止めるのようにするものである。   The operation will be described. In the normal vacuum casting method, since all the parts of the cavity are in a reduced pressure state, the molten metal is sucked into the gap between the core baseboard part and the mold mating surface and easily enters. In contrast, the compressed air is sent to this part so that the gap does not become negative pressure, and the compressed air is blown out from the gap into the cavity to positively stop the intrusion of the molten metal as a slightly positive pressure state. It is what you want to do.

隙間へ侵入する溶湯の駆動力は、溶湯の静圧による圧力と減圧度を加えたものである。したがって、これ以上の正圧を送気して浸入防止の力を作用させれば溶湯の浸入は阻止できることになる。また、圧縮空気の冷却作用によって溶湯先端は冷されて、溶湯の流動性が低下し隙間に侵入しにくくなる。   The driving force of the molten metal that enters the gap is obtained by adding the pressure due to the static pressure of the molten metal and the degree of pressure reduction. Therefore, the intrusion of the molten metal can be prevented by supplying a positive pressure higher than this and applying an intrusion preventing force. Further, the molten metal tip is cooled by the cooling action of the compressed air, the fluidity of the molten metal is lowered, and it becomes difficult to enter the gap.

圧縮空気の圧力は、大きすぎるとキャビティー内の溶湯に空気の巻き込みを生じ、鋳造欠陥の原因となるので、減圧による吸い込みを消し、かつ溶湯静圧に打ち勝つ程度の適度な正圧とする。   If the pressure of the compressed air is too large, air is entrained in the molten metal in the cavity and causes casting defects. Therefore, the suction by the reduced pressure is eliminated and the pressure is set to an appropriate positive pressure that overcomes the molten metal static pressure.

本手段によって、減圧鋳造法におけるバリの発生を防止することができる。この結果、手段4乃至9によって得られる所望のキャビティー部分のみの鋳造品と相俟って、バリの少ない又はバリのない鋳造品が得られ、後工程での仕上作業が大幅に削減されるものである。詳細は実施例18において説明する。   By this means, it is possible to prevent the generation of burrs in the vacuum casting method. As a result, in combination with the cast product having only the desired cavity portion obtained by the means 4 to 9, a cast product with few or no burrs can be obtained, and finishing work in the subsequent process is greatly reduced. Is. Details will be described in Example 18.

(手段16)
手段1乃至15いずれかに記載の減圧鋳造法において、鋳鉄溶湯を注湯するにあたり、注湯温度を1300℃以下としたことを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 16)
16. The reduced pressure casting method according to any one of means 1 to 15, wherein when pouring a cast iron melt, a pouring temperature is set to 1300 ° C. or lower.

本手段では、凝固時の黒鉛化膨張によって押湯なしで健全な鋳物を鋳造できる可能性がある鋳鉄溶湯を注湯する場合に、押湯なし鋳造を確実にする減圧鋳造法を提供する。   The present means provides a reduced pressure casting method that ensures casting without hot metal when pouring a cast iron melt that may be able to cast a sound casting without hot metal due to graphitization expansion during solidification.

一般に減圧鋳造法は湯流れ性がよいのであるから、通常の無減圧の鋳造法よりも低温で注湯して十分に鋳型キャビティーを充填できるはずであるが、実際は無減圧の鋳造方法と同程度の温度で注湯が行われているのが現状である。そのため、大きなコスト低減の要素を見逃している。   In general, the vacuum casting method has good molten metal flow, so it should be possible to fill the mold cavity sufficiently by pouring at a lower temperature than the normal no-decompression casting method. The current situation is that pouring is performed at a certain temperature. Therefore, a significant cost reduction factor is overlooked.

そこで手段1乃至13の減圧鋳造法によって、注湯中に溶湯の乱れのない安定した湯流れが得られたので、注湯温度を下げても湯廻り不良やガス欠陥の危険性少ない状態で溶湯の充填が可能となったことから、注湯温度を低くしたのである。すなわち、鋳鉄鋳物の場合、注湯温度は一般に1400〜1450℃であるが、本手段の減圧鋳造法においては1300℃以下とした。   Therefore, since the stable casting flow without turbulence of the molten metal was obtained by the reduced pressure casting method of means 1 to 13, the molten metal was kept in a state where there was little risk of poor hot water and gas defects even when the pouring temperature was lowered. Since it became possible to fill the hot water, the pouring temperature was lowered. That is, in the case of cast iron casting, the pouring temperature is generally 1400 to 1450 ° C., but in the reduced pressure casting method of this means, it is set to 1300 ° C. or less.

この低い注湯温度の効果は次のような凝固時の収縮と膨張の収支計算によって明らかになる。CE値=4.5付近の球状黒鉛鋳鉄溶湯の場合、注湯温度の融液状態から共晶凝固点である約1150℃まで、液体収縮(負の値で示す)する。その値は100℃につき約−1.5%である。すなわち、1400℃での注湯では(1400−1150)×(−1.5)/100=−3.75%である。1300℃での注湯では(1300−1150)×(−1.5)/100=−2.25%である。つまり、注湯温度を100℃下げることによって1.5%分だけ液体収縮を減らすことができる。   The effect of this low pouring temperature becomes clear by the following calculation of the shrinkage and expansion balance during solidification. In the case of a spheroidal graphite cast iron melt having a CE value of about 4.5, the liquid contracts (shown as a negative value) from the melt state at the pouring temperature to about 1150 ° C., which is the eutectic solidification point. Its value is about -1.5% per 100 ° C. That is, in the case of pouring at 1400 ° C., (1400-1150) × (−1.5) /100=−3.75%. In the pouring at 1300 ° C., (1300-1150) × (−1.5) /100=−2.25%. That is, the liquid shrinkage can be reduced by 1.5% by lowering the pouring temperature by 100 ° C.

一方、鋳鉄は共晶凝固にともなって黒鉛晶出による約6.00%の膨張と、オーステナイト晶出による約3.30%の収縮が発生する。   On the other hand, in cast iron, expansion of about 6.00% due to graphite crystallization and contraction of about 3.30% due to austenite crystallization occur with eutectic solidification.

以上の収縮と膨張をすべて合計すると、1400℃注湯では−3.75%+6.00%−3.30%=−1.05%である。すなわち、1.05%の収縮となる。つまり、鋳物製品部は何らかの溶湯補給をしないと引け巣欠陥が残ることを意味している。このように、通常の注湯温度ではこの収縮分を補うための押湯が必要である。   When all the above shrinkage and expansion are added up, it is −3.75% + 6.00% −3.30% = − 1.05% in the case of 1400 ° C. pouring. That is, the shrinkage is 1.05%. In other words, the cast product part means that the shrinkage cavity defect remains unless some molten metal is supplied. As described above, a hot water supply for compensating for the shrinkage is required at a normal pouring temperature.

次に本手段による1300℃注湯の場合を計算してみる。この場合は、−2.25%+6.00%−3.30%=+0.45%である。すなわち、0.45%の膨張となる。つまり、鋳物製品は何らの溶湯の補給を受けないでも引け巣は発生しないことになり、押湯なしで健全な鋳物が得られる鋳造が可能ということである。 Next, the case of 1300 ° C. pouring by this means will be calculated. In this case, -2.25% + 6.00% -3.30% = + 0.45%. That is, the expansion is 0.45%. In other words, the cast product does not generate shrinkage even if it does not receive any molten metal replenishment, which means that it is possible to perform casting in which a sound casting can be obtained without using a feeder.

なお、収縮と膨張の上記計算は単純に溶湯のみの収縮と膨張をもとに計算したもので、実際の鋳造では、鋳型の膨張や鋳物製品の形状などによって、上記計算通りにはならない。しかし、通常の1400〜1450℃の注湯温度を1300℃以下に下げることにより、1.5〜2.25%以上の液体収縮分補給をしたことと同等の効果があるという事実は、引け巣のない健全な鋳物の製造に極めて重要なことである。注湯温度の下限値は材質や鋳物形状、大きさにもよるが、1250℃程度までは可能である。   The above calculation of shrinkage and expansion is simply calculated based on the shrinkage and expansion of only the molten metal, and in actual casting, it does not become the above calculation due to the expansion of the mold and the shape of the cast product. However, the fact that reducing the normal pouring temperature of 1400 to 1450 ° C. to 1300 ° C. or less has the same effect as replenishing liquid shrinkage of 1.5 to 2.25% or more is the shrinkage nest It is extremely important for the production of sound castings without any problems. The lower limit of the pouring temperature depends on the material, casting shape and size, but can be up to about 1250 ° C.

以上のように、適正な減圧分布を創生し、安定した湯流れを実現した上で、注湯温度を通常の1400〜1450℃から1300℃以下にすることによって、押湯なしで健全な鋳物の鋳造が可能となるので、先の所望のキャビティー部分として製品部のみに溶湯を充填すればよいことになり、大幅な溶湯節減になる。また、押湯なしでよいということは、押湯があった空間に製品を余分に込めることができ、さらに高い注入歩留りが得られる。また、注湯温度を従来より下げられるということは、それに対応した温度分だけ溶解温度が下げられることになるので、溶解費の面でも大幅な原価低減となるものである。詳細は実施例22において説明する。 As described above, by creating an appropriate reduced pressure distribution and realizing a stable hot water flow, the casting temperature can be reduced to 1300 ° C. or less from the normal 1400 to 1450 ° C., thereby producing a healthy casting without hot water. Therefore, only the product portion needs to be filled with the molten metal as the desired desired cavity portion, and the molten metal can be saved greatly. Moreover, the fact that there is no need for the hot water means that an extra product can be put in the space where the hot water was present, and a higher injection yield can be obtained. In addition, the fact that the pouring temperature can be lowered as compared with the prior art means that the melting temperature is lowered by the corresponding temperature, so that the cost can be greatly reduced in terms of the melting cost. Details will be described in Example 22.

(手段17)
手段2、3及び8乃至16いずれかに記載の減圧鋳造法において、注湯後に通気性鋳型の外表面から内部へ向けて設けられた複数の通気穴、冷却穴及び鋳型セグメント等の各部を通して吸引又は送気されるガス体の流量を制御して、充填された溶湯の所望の部位から順次凝固を進行させることを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 17)
In the vacuum casting method according to any one of the means 2, 3 and 8 to 16, suction is performed through each part such as a plurality of vent holes, cooling holes and mold segments provided from the outer surface to the inside of the breathable mold after pouring. Alternatively, the reduced-pressure casting method is characterized in that solidification proceeds sequentially from a desired portion of the filled molten metal by controlling the flow rate of the gas body to be fed.

本手段では注湯時に使用した減圧手段をそのまま利用して、注湯後に冷却の制御を行う減圧鋳造法を提供する。   This means provides a reduced pressure casting method in which the pressure reducing means used at the time of pouring is used as it is, and cooling is controlled after pouring.

通常の減圧鋳造法では注湯完了後は減圧を止めるか、又は単に吸引を続けるかのいずれかである。つまり注湯後の冷却制御はまったく行なわれていない。本手段では減圧に用いた前記通気穴、冷却穴及び鋳型鋳型セグメント(以下通気穴等と称する)を利用して積極的に吸引又は送気を行って冷却を制御し、所望の部位から順次凝固を進行されるようにする。   In a normal vacuum casting method, after the pouring is completed, the pressure reduction is stopped or the suction is simply continued. That is, the cooling control after pouring is not performed at all. This means uses the vent holes, cooling holes, and mold mold segments (hereinafter referred to as vent holes) used for decompression to positively suction or supply air to control cooling and sequentially solidify from the desired site. To be progressed.

すなわち、早く凝固させたい部分の通気穴等に強い吸引又は送気を行って、他の部分よりも早く凝固を進行させる。また、遅く凝固させたい部分の通気穴等に弱い吸引又は送気を行う、又は吸引も送気も行わないようにする。これによって、各部の凝固順序を制御することができる。   That is, strong suction or air supply is performed to a vent hole or the like in a portion to be quickly solidified, and solidification proceeds faster than other portions. Further, weak suction or air supply is performed on a vent hole or the like of a portion to be solidified later, or neither suction nor air supply is performed. Thereby, the solidification order of each part can be controlled.

この場合、通気穴等の位置、大きさ、深さを勘案してそれぞれの通気穴の吸引又は送気の強さを決定する。これが通気穴等の穿孔時に位置、大きさ、深さを変えておいたもうひとつの理由である。   In this case, the strength of suction or air supply of each vent hole is determined in consideration of the position, size, and depth of the vent hole. This is another reason why the position, size, and depth were changed when drilling holes.

注湯後の冷却過程での各通気穴等からの吸引又は送気の流量は、減圧時の減圧のための吸引又は送気とは異なる。つまり、減圧の時に強い吸引又は送気を行なった通気穴等が必ずしも注湯後に強い吸引又は送気を行うとは限らない。注湯後の吸引又は送気の目的は冷却による望ましい凝固順序をつくることであるので、早く凝固させたい部分の通気穴等に強い吸引又は送気を行うのである。   The flow rate of suction or air supply from each vent hole or the like in the cooling process after pouring is different from the suction or air supply for decompression during decompression. That is, a vent hole or the like that has performed strong suction or air supply during decompression does not necessarily perform strong suction or air supply after pouring. Since the purpose of suction or air supply after pouring is to create a desired solidification sequence by cooling, strong suction or air supply is performed to the vent hole or the like of the portion to be quickly solidified.

また、鋳型の穿孔時に、減圧に用いる通気穴と冷却に用いる通気穴及び/又は冷却穴を別々に穿孔しておき、減圧時には減圧用の通気穴を利用し、冷却時には冷却用の通気穴及び/又は冷却穴を利用するようにすれば、極めて効率よく減圧と冷却を行うことができる。   In addition, when the mold is drilled, a vent hole used for decompression and a vent hole and / or cooling hole used for cooling are separately drilled. The decompression vent hole is used during decompression, and the cooling vent hole and the cooling hole are used during cooling. If the cooling holes are used, decompression and cooling can be performed very efficiently.

吸引と送気では、送気の方が高い圧縮空気を使って多量の送気ができるので、吸気よりも高速の冷却が可能である。   In suction and air supply, a large amount of air can be supplied by using compressed air that is higher in air supply, so that cooling can be performed faster than intake air.

この手段によって、早く凝固させたい所望のキャビティー部分の凝固を進行させることが可能となるので、例えば、引け巣が残り易い孤立厚肉部を優先的に凝固させて引け巣を減少させることができる。   By this means, it becomes possible to proceed with the solidification of the desired cavity portion to be solidified quickly. For example, it is possible to reduce the shrinkage nest by preferentially solidifying the isolated thick part where the shrinkage nest is likely to remain. it can.

また、製品の一方の端から押湯側又は湯口側へ順次凝固させる、いわゆる指向性凝固も可能である。この指向性凝固によって、収縮の不足分が順次補給されることになり、押湯からの給湯はわずかでも又はなくとも製品の健全性は確保され易い条件を得ることができる。   Further, so-called directional solidification is also possible, in which solidification is sequentially performed from one end of the product to the feeder side or the gate side. Due to this directional solidification, the shortage of shrinkage is sequentially replenished, and it is possible to obtain a condition that the soundness of the product can be easily secured even with little or no hot water supply from the feeder.

このような所望の部位から順次凝固させる方法としては、従来はチラー(冷し金)によって局部的に冷却する程度であって、十分な指向性凝固は得られていなかった。   As a method of solidifying sequentially from such a desired site, conventionally, it is only a local cooling with a chiller (cooling gold), and sufficient directional solidification has not been obtained.

本手段によって、高精度に制御された状態で所望の部位から順次凝固が可能となり、鋳物の健全性が大幅に向上する。また、押湯なしで健全な鋳物を鋳造できる可能性も大いに高めることができる。これは任意の位置に、直径と深さの異なる複数の通気穴等を設けて各通気穴から吸引又は送気を行った効果である。詳細は実施例23において説明する。   By this means, solidification can be sequentially performed from a desired portion while being controlled with high accuracy, and the soundness of the casting is greatly improved. Moreover, the possibility that a healthy casting can be cast without a feeder can be greatly increased. This is an effect of providing a plurality of ventilation holes having different diameters and depths at arbitrary positions and performing suction or air supply from each ventilation hole. Details will be described in Example 23.

(手段18)
手段2、3及び手段8乃至16いずれかに記載の減圧鋳造法において、注湯後に通気性鋳型の複数の通気穴、冷却穴及び鋳型セグメント等の各部から吸引排出されるそれぞれのガス体の温度、又は温度と流量のデータをもとに、前記通気性鋳型に充填された溶湯の冷却状態を推算し、通気性鋳型の各部への吸引流量及び/又は送気流量を制御することによって溶湯の冷却状態を制御することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 18)
In the vacuum casting method according to any one of the means 2, 3 and the means 8 to 16, the temperature of each gas body sucked and discharged from each part such as a plurality of vent holes, cooling holes and mold segments of the breathable mold after pouring Alternatively, based on the temperature and flow rate data, the cooling state of the molten metal filled in the gas permeable mold is estimated, and the suction flow rate and / or the air flow rate to each part of the gas permeable mold are controlled to control the molten metal. A vacuum casting method characterized by controlling a cooling state.

本手段では手段17に続き、さらに高精度の凝固制御を行う減圧鋳造法を提供する。すなわち、鋳型の各通気穴等から吸引排出されるガス体の温度、又は温度と流量のデータによって充填された溶湯の冷却状態を推算し、その結果にもとづいて各通気穴等の吸引又は送気の流量を制御して、溶湯の冷却状態を制御する減圧鋳造法である。   In this means, following the means 17, a reduced-pressure casting method for performing more accurate solidification control is provided. That is, the temperature of the gas body sucked and discharged from each vent hole or the like of the mold, or the cooling state of the molten metal filled based on the temperature and flow rate data is estimated, and the suction or air supply to each vent hole or the like is based on the result. This is a reduced pressure casting method in which the flow rate of the molten metal is controlled to control the cooling state of the molten metal.

本手段に利用するガス体は減圧時に吸引されるもの及び注湯後に冷却過程で吸引されるものの両方である。これらのガス体の温度のみでも各部の凝固状態をある程度の精度で推算することは可能である。これに流量のデータを加えればさらに高精度な推算が可能である。 The gas bodies used for this means are both those sucked during decompression and those sucked during the cooling process after pouring. It is possible to estimate the solidification state of each part with a certain degree of accuracy only by the temperature of these gas bodies. If the flow rate data is added to this, more accurate estimation is possible.

従来の減圧鋳造法における通気穴等のない鋳型では、鋳型全体から吸引するので、全体としての平均温度はわかっても、キャビティー各部の温度分布又は冷却状態を推算することはできなかった。   In a mold without vent holes or the like in the conventional vacuum casting method, since suction is performed from the entire mold, the temperature distribution or cooling state of each part of the cavity cannot be estimated even if the average temperature as a whole is known.

本手段では鋳型に複数の通気穴等を設け、又は鋳型外表面をセグメントに分割して個別に吸引を行うことによって、各部のガス体の温度及び流量のデータが得られることが、このような冷却制御法を適用した減圧鋳造法を可能にしたのである。このような減圧鋳造法は全く新規なものである。これによって従来技術では注湯後には減圧を止めるか又は単に吸引をして鋳型内で無制御に冷却がなされていたものが、上記のように高精度に制御された冷却過程によって鋳造技術の革新がなされる。詳細は実施例24において説明する。   In this means, by providing a plurality of ventilation holes or the like in the mold, or by dividing the outer surface of the mold into segments and performing individual suction, it is possible to obtain data on the temperature and flow rate of the gas bodies in each part. The vacuum casting method using the cooling control method was made possible. Such a vacuum casting method is completely new. As a result, in the prior art, after the pouring, the decompression was stopped or simply suctioned and the mold was cooled in an uncontrolled manner. Is made. Details will be described in Example 24.

(手段19)
手段2、3及び手段8乃至17いずれかに記載の減圧鋳造法において、注湯後に前記通気性鋳型の複数の通気穴、冷却穴及び鋳型セグメント等の各部から吸引排出されるそれぞれのガス体の温度、又は温度と流量のデータをもとに、前記通気性鋳型に充填された溶湯の冷却状態を推算し、前記通気性鋳型の各部への吸引流量及び/又は送気流量を制御することによって溶湯の冷却状態を制御して、前記充填された溶湯の最終凝固組織を調整することを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 19)
In the vacuum casting method according to any one of the means 2, 3 and means 8 to 17, each gas body sucked and discharged from each part such as a plurality of vent holes, cooling holes and mold segments of the breathable mold after pouring By estimating the cooling state of the molten metal filled in the air-permeable mold on the basis of temperature, or temperature and flow rate data, and controlling the suction flow rate and / or the air flow rate to each part of the air-permeable mold The reduced pressure casting method is characterized in that a final solidification structure of the molten metal is adjusted by controlling a cooling state of the molten metal.

本手段では手段18によって温度、又は温度と流量のデータによって高精度な冷却制御を適用した減圧鋳造法が可能になったので、これを利用して凝固領域とその後の組織的な変態領域の冷却を制御して、最終の凝固組織を調整する減圧鋳造法を提供する。   In this means, since the pressure reduction casting method in which high-precision cooling control is applied by means of the temperature or the data of the temperature and the flow rate by means 18, the solidification region and the subsequent systematic transformation region can be cooled using this method. A vacuum casting method for controlling the final solidified structure is provided.

例えば、鋳鉄では共晶凝固速度によって黒鉛粒数やオーステナイト結晶粒が変化し、また共析変態領域の冷却制御によってパーライトの組織変化や、パーライト/フェライト量比の変化などが起こる。   For example, in cast iron, the number of graphite grains and austenite crystal grains change depending on the eutectic solidification rate, and the pearlite structural change and the pearlite / ferrite content ratio change occur due to cooling control of the eutectoid transformation region.

従来からこのような組織調整は溶湯の化学成分を変えたり、又は一度鋳物を凝固完了させ、再加熱して所定の温度に保持した後、所定の冷却速度で冷却することによって行なわれていた。   Conventionally, such a structure adjustment has been performed by changing the chemical composition of the molten metal, or once solidifying the casting, reheating it and holding it at a predetermined temperature, and then cooling it at a predetermined cooling rate.

本手段では注湯完了後の鋳型内の冷却過程で、例えば鋳鉄では共晶凝固領域及び/又は共析変態領域を、通気穴を利用して吸引又は送気することによって冷却制御を行い、従来の化学成分の調整や熱処理によって得られるものと同様な組織を得るようにしたものである。   In this means, cooling control is performed by sucking or feeding the eutectic solidification region and / or the eutectoid transformation region using cast holes in the cooling process in the mold after pouring is completed, for example, in cast iron. Thus, a structure similar to that obtained by adjusting the chemical components and heat treatment is obtained.

この結果、同じ化学成分の溶湯を注湯しても、本手段により冷却速度を制御することによって、異なった所望の金属組織の鋳物を得ることができる。つまり、少ない種類の元湯成分で各種グレードの材質が生産できることになり、操業上多大の効果をもたらすことである。また、熱処理も不要に成り、エネルギーコスト低減及び工程省略が可能となる。詳細は実施例25において説明する。   As a result, even if molten metal having the same chemical composition is poured, castings having different desired metal structures can be obtained by controlling the cooling rate by this means. That is, various grades of material can be produced with a small number of kinds of raw hot water components, which brings about a great effect in operation. In addition, heat treatment becomes unnecessary, and energy costs can be reduced and processes can be omitted. Details will be described in Example 25.

(手段20)
手段1乃至19いずれかに記載の減圧鋳造法において、注湯後、注湯口又は湯口部を、非通気性部材又は鋳型よりも通気性の低い部材で塞いで溶湯の凝固まで減圧を行うことを特徴とする減圧鋳造法である。
(Means 20)
In the vacuum casting method according to any one of means 1 to 19, after pouring, the pouring gate or the pouring gate portion is closed with a non-breathable member or a member having a lower air permeability than the mold, and the pressure is reduced until the molten metal is solidified. This is a reduced pressure casting method.

減圧鋳造法では注湯前の状態から注湯後の溶湯充満までの間、減圧度を安定に保つことが重要である。しかし、前述の通り、注湯にともなって注湯口又は湯口部が大気に開放されるのでその部分の減圧度が大きく低下し、鋳型キャビティーの減圧度も変化を受け易くなる。   In the vacuum casting method, it is important to keep the degree of vacuum stable from the state before pouring until the molten metal is filled after pouring. However, as described above, the pouring gate or the pouring gate portion is opened to the atmosphere along with pouring, so the degree of decompression at that portion is greatly reduced, and the degree of decompression of the mold cavity is also susceptible to change.

本手段では、その改善方法を付加した鋳造法を提供する。すなわち、注湯後、注湯口又は湯口部を、非通気性部材又は鋳型よりも通気性の低い部材で塞いで溶湯の凝固まで減圧を行うようにする。これによって、鋳型キャビティーは再度注湯前とほぼ同じ密閉状態になり、その結果、減圧度を安定に保つことができる。また減圧装置の容量を小さくすることもできる。   The present means provides a casting method to which the improved method is added. That is, after pouring, the pouring gate or the pouring gate portion is closed with a non-breathable member or a member having lower air permeability than the mold, and the pressure is reduced until the molten metal is solidified. As a result, the mold cavity is again in the same sealed state as before the pouring, and as a result, the degree of decompression can be kept stable. In addition, the capacity of the decompression device can be reduced.

特に所望のキャビティーのみに溶湯を充填する手段4乃至14いずれかに記載の減圧鋳造法においては、注湯後も所望のキャビティーの減圧度をγH以上に保持する必要があるので本手段は有効である。詳細は実施例26において説明する。   In particular, in the reduced pressure casting method according to any one of means 4 to 14 in which only a desired cavity is filled with molten metal, it is necessary to maintain the degree of vacuum of the desired cavity at or above γH even after pouring. It is valid. Details will be described in Example 26.

(手段21)
手段1乃至20いずれかに記載の減圧鋳造法において、通気性鋳型から吸引排出されたガス体を、熱交換器で熱交換させる、及び/又は溶解材料の予熱に供することによって溶湯の熱を回収することを特徴とする鋳造システムである。
(Means 21)
In the vacuum casting method according to any one of means 1 to 20, the heat of the molten metal is recovered by heat-exchanging the gas body sucked and discharged from the air-permeable mold with a heat exchanger and / or preheating the molten material. This is a casting system.

本手段では注湯から冷却の過程を通じて吸引排出されるガス体のもつ熱を回収して利用する鋳造システムを提供する。   This means provides a casting system that recovers and uses the heat of the gas body sucked and discharged through the cooling process from the pouring.

本手段では、鋳型から吸引排出されるガス体を熱交換器に導き別の流体に熱交換して回収するようにする及び/又はガス体を直接、溶解原材料の予熱に利用することによって回収するようにする。   In this means, the gas body sucked and discharged from the mold is led to a heat exchanger to be recovered by exchanging heat with another fluid and / or recovered by directly using the gas body for preheating the dissolved raw material. Like that.

従来、一般の無減圧鋳造法及び減圧鋳造法のいずれの場合でも、注湯された溶湯のもっている熱のほとんどは鋳型材に与えられている。そのため、鋳型材は高温になり、これを再利用するには水や空気で冷却する工程が必要である。また、高温の鋳物も冷却が必要である。つまり、溶解過程で溶湯に与えられた熱は全く回収されずに最終的には空気中に放散されている。つまり、現在のどの鋳造法においても溶湯の熱の回収率はほとんどゼロである。   Conventionally, in both cases of a general no-pressure reduction casting method and a pressure reduction casting method, most of the heat of the poured molten metal is applied to the mold material. For this reason, the mold material becomes high temperature, and in order to reuse it, a process of cooling with water or air is required. Also, high temperature castings need to be cooled. That is, the heat given to the molten metal in the melting process is not recovered at all and is finally dissipated in the air. In other words, the heat recovery rate of the molten metal is almost zero in any current casting method.

本発明の減圧鋳造法においては、注湯完了後も冷却を制御するためにガス体の吸引排出を続けるので、溶湯の熱のかなりの部分はこのガス体の熱として排出される。したがって、この熱を熱交換器を通して、及び/又は直接、溶解原材料の予熱に利用することによって、従来空気中に放散されていた熱の一部が回収できるようにする。   In the vacuum casting method of the present invention, the suction and discharge of the gas body is continued in order to control the cooling even after the pouring is completed, so that a considerable part of the heat of the molten metal is discharged as the heat of the gas body. Thus, this heat can be utilized through a heat exchanger and / or directly to preheat the melted raw material so that a portion of the heat previously dissipated in the air can be recovered.

以上のように、本手段によって、鋳物工場全体をエネルギー効率の高い生産形態にすることができ、生産コストの面でも、また近年とみに問題となっているCO2の削減の面でも、多大の効果をもたらすものである。詳細は実施例27において説明する。As described above, this means can make the entire foundry factory into an energy-efficient production form, and has a great effect both in terms of production cost and CO 2 reduction, which has become a problem in recent years. It is what brings. Details will be described in Example 27.

(手段22)
鋳型の外表面に載置して吸引減圧を行う装置であって、鋳型外表面に当接させる開口端を有する複数の減圧ボックスを鋳型の外表面に対して垂直方向に昇降する手段に取付けるとともに、前記複数の減圧ボックスのそれぞれに減圧装直に連通した吸引口、又は該吸引口と空気圧縮装置に連通した送気口を設け、該吸引口、又は該吸引口と送気口を流れるガス体の流量を個別に制御する流量制御手段を有し、該流量制御手段によって所定の減圧分布を創生することを特徴とする減圧鋳造装置である。
(Means 22)
A device for reducing pressure by placing on the outer surface of a mold and attaching a plurality of decompression boxes having open ends to be brought into contact with the outer surface of the mold to a means for vertically moving with respect to the outer surface of the mold. A gas flowing through the suction port or the suction port and the air supply port is provided in each of the plurality of decompression boxes, or a suction port communicating with the decompression device or an air supply port communicating with the air compression device. A reduced-pressure casting apparatus comprising flow control means for individually controlling a flow rate of a body, and creating a predetermined reduced pressure distribution by the flow control means.

本手段では手段1乃至20に用いる鋳型外表面からの減圧鋳造装置を提供する。   This means provides a vacuum casting apparatus from the outer surface of the mold used in means 1 to 20.

まず本装置の構成について述べる。本装置は鋳型外表面に当接させる開口端を有する複数の減圧ボックス、これを昇降する手段、複数の減圧ボックスのそれぞれに具備された減圧装置に連通した吸引口又は/及び空気圧縮装置に連通した送気口、及び吸引口と送気口を流れるガス体の流量を個別に制御する流量制御手段から構成されている。   First, the configuration of this apparatus will be described. This apparatus communicates with a plurality of decompression boxes having an open end abutting on the outer surface of the mold, means for raising and lowering them, a suction port communicating with the decompression apparatus provided in each of the plurality of decompression boxes and / or an air compression apparatus. And a flow rate control means for individually controlling the flow rate of the gas body flowing through the suction port and the air supply port.

次に構成要素の態様について述べる。複数の減圧ボックスは一端を開口し、鋳型に対し垂直方向に昇降する昇降手段に取り付けられている。複数の減圧ボックスを昇降手段によって鋳型外表面に載置し、その開口端を鋳型外表面に当接して用いる。この際、鋳型外表面の通気穴の有無は問はないが、好ましい減圧分布を得やすくするためには通気穴がある方が望ましい。   Next, aspects of the constituent elements will be described. The plurality of decompression boxes are attached to lifting means that opens at one end and moves up and down in a direction perpendicular to the mold. A plurality of decompression boxes are placed on the outer surface of the mold by lifting means, and their open ends are used in contact with the outer surface of the mold. At this time, the presence or absence of a vent hole on the outer surface of the mold is not a problem, but it is desirable to have a vent hole in order to easily obtain a preferable reduced pressure distribution.

複数の減圧ボックスはそれぞれが離隔していてもよいし、連接していてもよい。離隔した場合は手段1及び2に記載した減圧鋳造法に適用し、連接した場合は手段3に記載した減圧鋳造法に適用する。   The plurality of decompression boxes may be separated from each other or connected to each other. When separated, it is applied to the vacuum casting method described in the means 1 and 2, and when connected, it is applied to the vacuum casting method described in the means 3.

また、それぞれ減圧ボックスには減圧装置に連通した吸引口又は/及び空気圧縮装置に連通した送気口が設けられている。そして、その吸引口と送気口を流れるガス体の流量を個別に制御する流量制御手段が設けられている。   Each of the decompression boxes is provided with a suction port communicating with the decompression device and / or an air supply port communicating with the air compression device. And the flow control means which controls individually the flow volume of the gas body which flows through the suction port and the air supply port is provided.

次に本装置の作用について述べる。本装置は主として吸引によって注湯前から注湯完了までの減圧を行う装置であるとともに、注湯完了後に吸引及び/又は送気によって充填された溶湯の冷却制御を行う装置である。   Next, the operation of this apparatus will be described. This device is a device that mainly performs pressure reduction from before pouring to completion of pouring by suction, and is a device that performs cooling control of the molten metal filled by suction and / or air supply after pouring is completed.

まず、減圧する時は、複数の減圧ボックスを昇降手段によって鋳型外表面に載置し、その開口端を鋳型外表面に当接する。そして、所望の減圧ボックスの吸引口及び/又は送気口から吸引及び/又は送気を行って鋳型の減圧をする。この工程は減圧が目的であるので、吸引が主となる。送気はより好ましい減圧分布を得たい時に、減圧を下げたい部位に対して行う程度で、主として吸引によって減圧する。   First, when depressurizing, a plurality of depressurization boxes are placed on the outer surface of the mold by the lifting and lowering means, and their open ends are brought into contact with the outer surface of the mold. Then, the mold is depressurized by performing suction and / or air supply from the suction port and / or the air supply port of the desired decompression box. Since the purpose of this step is to reduce the pressure, suction is mainly used. The air supply is performed by suction mainly to the extent that it is performed on the portion where the pressure reduction is desired to obtain a more preferable decompression distribution.

注湯完了後はこのまま鋳型に載置し当接して冷却制御に用いることができる。すなわち、早く凝固させたい部位の吸引及び/又は送気を強くし、その他の部位を弱く又は吸引送気なしとすることによって、所望の凝固順序を得ることができるのである。これによって、いわゆる指向性凝固が可能となる。   After the pouring is completed, it can be placed on the mold as it is and contacted to be used for cooling control. That is, a desired coagulation sequence can be obtained by increasing the suction and / or air supply at a site to be quickly coagulated and weakening the other sites or without suction / air supply. This enables so-called directional solidification.

また、凝固が完了した後は、引き続き少なくとも金属組織的な変態領域を通過する温度まで、金属組織の調整のために吸引及び/又は送気を行うことができる。すなわち、特に金属組織の変態が起こる温度領域に対して吸引送気の流量を制御して、適宜の冷却速度で冷却を進行させるのである。例えば、鋳鉄鋳物の場合は、共析変態の起こる830〜700℃の範囲の冷却制御が重要で、これによってパーライト及びフェライトの組織調整が可能である。   In addition, after the solidification is completed, suction and / or air supply can be performed to adjust the metal structure to a temperature that passes through at least the metallographic transformation region. That is, the cooling is advanced at an appropriate cooling rate by controlling the flow rate of the suction air supply particularly in the temperature region where the transformation of the metal structure occurs. For example, in the case of cast iron casting, it is important to control the cooling in the range of 830 to 700 ° C. in which eutectoid transformation occurs, and this makes it possible to adjust the structure of pearlite and ferrite.

なお、注湯完了後の冷却制御においては、吸引よりも送気の方が冷却効果を大きくすることができる。それは、圧縮空気の方が簡単に高圧で多量の空気を鋳型内へ供給できるからである。したがって、冷却過程では送気を主として用い、吸引を補助具的に用いるようにすれば所望の冷却パターンを得ることが容易になる。   In the cooling control after the pouring is completed, the cooling effect can be increased by the air supply rather than the suction. This is because compressed air can easily supply a large amount of air into the mold at a high pressure. Therefore, a desired cooling pattern can be easily obtained by mainly using air supply in the cooling process and using suction as an auxiliary tool.

吸引口及び送気口を流れる流量は、それぞれに設けられた流量制御装置によって制御される。この際、制御方法は簡単には前もって決められた各減圧ボックスの吸引送気量に従って行うことができる。また、もっと高精度に制御したい場合は、手段18に記載の冷却制御方法によって、各減圧ボックスからのガス体の温度、又は温度と流量の値にもとづいて制御することもできる。   The flow rates flowing through the suction port and the air supply port are controlled by flow rate control devices provided respectively. At this time, the control method can be simply performed according to the suction / air supply amount of each decompression box determined in advance. Further, when it is desired to control with higher accuracy, the cooling control method described in the means 18 can also be controlled based on the temperature of the gas body from each decompression box or the value of the temperature and the flow rate.

本装置によって吸引排出されるガス体は、手段21に記載の溶湯の熱を有効に利用する鋳造システムに用いられる。   The gas body sucked and discharged by this apparatus is used in a casting system that effectively uses the heat of the molten metal described in the means 21.

以上のように、本装置は鋳型の選択された部位から吸引及び/又は送気を行うことができる装置であり、注湯時にはキャビティー内に所定の減圧分布を創生し、かつ冷却過程では所望の冷却パターンを得ることができるものである。この結果、従来の減圧鋳造法が単に減圧して注湯するという鋳造法であったものが、本装置と前記各手段を用いることによって、減圧と冷却が制御できる鋳造法へと大きく革新することができるのである。詳細は実施例28において説明する。   As described above, this apparatus is an apparatus that can perform suction and / or air supply from a selected part of the mold, creates a predetermined reduced pressure distribution in the cavity during pouring, and in the cooling process. A desired cooling pattern can be obtained. As a result, the conventional vacuum casting method was a casting method in which the molten metal was simply decompressed and poured, but by using this device and each of the above means, the casting method that can control the pressure reduction and cooling is greatly revolutionized. Can do it. Details will be described in Example 28.

(手段23)
手段22記載の減圧鋳造装置において、前記複数の減圧ボックスの位置が鋳型の外表面に対し平行な面で自在に変えられるようにしたことを特徴とする減圧鋳造装置である。
(Means 23)
The reduced pressure casting apparatus according to means 22 is characterized in that the positions of the plurality of reduced pressure boxes can be freely changed in a plane parallel to the outer surface of the mold.

本手段では手段21の吸引送気装置の複数の減圧ボックスの位置が鋳型の外表面に対し平行な面で自在に変えられるようにした。すなわち、複数の減圧ボックスを鋳型外表面に対しXYZの3方向に自在に動かせるようにしたものである。   In this means, the positions of the plurality of decompression boxes of the suction / air supply device of means 21 can be freely changed in a plane parallel to the outer surface of the mold. That is, a plurality of decompression boxes can be freely moved in three directions XYZ with respect to the outer surface of the mold.

手段21の装置では複数の減圧ボックスは鋳型外表面に垂直方向のみ昇降できるようになっており、鋳型外表面に平行な面での自在性は規定していなかった。すなわち、通気穴を鋳型外表面の固定した位置に設ける場合に適用するものであった。   In the device of means 21, the plurality of decompression boxes can be moved up and down only in the vertical direction with respect to the outer surface of the mold, and the flexibility in the plane parallel to the outer surface of the mold is not defined. That is, it was applied when the vent hole was provided at a fixed position on the outer surface of the mold.

本手段によって、複数の減圧ボックスは鋳型外表面の任意の位置に当接できるようになったので、鋳型外表面に設ける通気穴は任意の個所に設けることができるようになった。 By this means, the plurality of decompression boxes can come into contact with an arbitrary position on the outer surface of the mold, so that the vent hole provided on the outer surface of the mold can be provided at an arbitrary position.

本手段によって、鋳型外表面の通気穴を設ける位置の自由度は大きくなり、所望の減圧勾配を得るのには便利になる。しかし、装置面では手段22の装置に比べて複雑になり、また複数の減圧ボックスを鋳型外表面に載置する際に、任意の位置に設けられた複数の通気穴に合せる必要があり、そのための作動時間を要するという短所もあることを考慮して用いるべきである。   By this means, the degree of freedom of the position where the vent hole on the outer surface of the mold is provided is increased, and it is convenient to obtain a desired reduced pressure gradient. However, in terms of the device, it is more complicated than the device of the means 22, and when mounting a plurality of decompression boxes on the outer surface of the mold, it is necessary to match a plurality of vent holes provided at arbitrary positions. It should be used in consideration of the disadvantage of requiring a long operating time.

その点、手段21記載の吸引送気装置は固定した位置に複数の減圧ボックスを設けており、それに対応した位置に設けられた通気穴に当接して用いるので簡便である。いずれがよいかは製造する鋳物の大きさ、形状、材質、数量等の条件によって決めるべきである。詳細は実施例26において説明する。   In that respect, the suction / air supply apparatus described in the means 21 is simple because it is provided with a plurality of decompression boxes at fixed positions and is used in contact with the vent holes provided at the corresponding positions. Which should be better should be determined by conditions such as the size, shape, material and quantity of the castings to be produced. Details will be described in Example 26.

本発明によって次のような効果が得られた。   The following effects were obtained by the present invention.

通常の通気性鋳型を用いて簡単に高効率の生産が可能な連続ラインが構成できる減圧鋳造法を提供した。これによって減圧鋳造法の汎用化が図れ、鋳物製造全般の高精度化が可能となった。   A vacuum casting method has been provided in which a continuous line that can be easily produced with high efficiency using a normal air-permeable mold can be constructed. As a result, the vacuum casting method can be used for general purposes, and it is possible to improve the accuracy of the entire casting production.

手段1乃至3及び手段7乃至9によって、()製品毎の個別対応及び複数個込めへの対応が容易にでき、高効率連続ラインに適応可能な減圧鋳造法を提供した。 By means 1 to 3 and means 7 to 9, ( 1 ) a reduced pressure casting method that can easily cope with individual products and accommodate a plurality of products and can be applied to a highly efficient continuous line is provided.

手段1乃至3によって、(2)鋳型キャビティー内に高精度な所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供した。これによって高精度な減圧鋳造法が確立でき、薄肉品、複雑品の鋳造がさらに容易になった。また、複数個込めにも容易に対応できるようになった。   By means 1 to 3, (2) a reduced pressure casting method in which a highly accurate predetermined reduced pressure distribution was created in the mold cavity was provided. As a result, a high-precision decompression casting method was established, making it easier to cast thin-walled products and complex products. In addition, it has become possible to easily accommodate multiple items.

変更
手段4乃至14、及び手段20によって、(3)鋳型キャビティーのうち、所望キャビティーのみに溶湯を充填する減圧鋳造法を提供した。これによって極めて高歩留りの減圧鋳造法が確立できるとともに、解枠以降の後工程が大幅に簡略化された。
By means of changing means 4 to 14 and means 20, (3) a reduced pressure casting method in which only a desired cavity among the mold cavities is filled with molten metal was provided. As a result, a vacuum casting method with an extremely high yield was established, and the post-process after the unraveling was greatly simplified.

変更
手段16乃至19及び手段21によって、(4)注湯後から凝固、冷却、解枠までの過程を制御して高効率、高精度な減圧鋳造法を提供した。これによって溶湯の熱エネルギーを十分回収して鋳造コストの低減に大きく貢献した。また、環境面で大幅な改善が図れた。
By means of changing means 16 to 19 and means 21, (4) a high-efficiency and high-accuracy vacuum casting method was provided by controlling the process from pouring to solidification, cooling, and demolition. As a result, the thermal energy of the molten metal was fully recovered, greatly contributing to the reduction of casting costs. In addition, a significant improvement in the environment was achieved.

さらに手段15及び16によって、(5)バリを防止できる減圧鋳造法並びに低温注湯する減圧鋳造法を提供した。これによって、バリが発生しない、又は押湯の不要な減圧鋳造法が確立された。   Further, the means 15 and 16 provided (5) a vacuum casting method capable of preventing burrs and a vacuum casting method for pouring at low temperature. As a result, a vacuum casting method that does not generate burrs or does not require a feeder is established.

また手段22及び23によって、(6)本発明の減圧鋳造法に用いる装置を提供した。これによって本発明の減圧鋳造法が容易に実施できるようになった。   Moreover, the means 22 and 23 provided the apparatus used for the (6) reduced pressure casting method of this invention. As a result, the reduced pressure casting method of the present invention can be easily implemented.

以上の結果、従来特殊な鋳造法としてほとんど特殊材質、薄肉品、及び複雑品のみ適用されていた減圧鋳造法が一般の製品にも簡単に適用できるようになった。また、従来の減圧鋳造法が単に減圧して注湯するという鋳造法であったものが、本発明を用いることによって、減圧して注湯し、さらに凝固及び冷却も制御できる鋳造法へと大きく革新することができた。   As a result, the vacuum casting method, which has been applied only to special materials, thin-walled products, and complex products as a special casting method, can be easily applied to general products. In addition, the conventional vacuum casting method is a casting method in which the molten metal is simply decompressed and poured, but by using the present invention, the casting method is greatly reduced to a casting method in which the molten metal can be decompressed and poured, and solidification and cooling can be controlled. I was able to innovate.

また、本発明によって、鋳造は他の工法に比べコスト面及び品質面で優れた製造法として広く活用できるようになった。また、従来から危惧されていた鋳造技術の後進性を打破し、注湯から冷却、解枠まで一貫した制御によって、高効率かつ高品質な鋳物製造が可能になった。   Further, according to the present invention, casting can be widely used as a manufacturing method superior in cost and quality as compared with other methods. In addition, the castability, which has been a concern for the past, has been overcome, and consistent control from pouring to cooling to open frame has made it possible to produce highly efficient and high quality castings.

発明を実施するための最良の形態は、手段1記載のように鋳枠の上面及び/又は下面にエヤーシール部材を設けた鋳枠に造型された通気性鋳型を定盤上に置き、手段4記載のように該通気性鋳型の少なくとも1つの外表面の全体又は一部を仮想的に複数のセグメントに分割して、該複数のセグメントのうち選択された位置に鋳型の外表面から内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、手段23記載の吸引送気装置によって該複数のセグメントに対し個別に吸引又は送気して該複数の通気穴の周囲に複数の部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して、手段17に記載のように低温で、かつ手段5乃至10記載のように溶湯を所望キャビティーのみに注湯し、その後、手段18乃至20記載のように指向性凝固、冷却制御、凝固組織調整、及び溶湯の熱を回収することを行う減圧鋳造法である。 In the best mode for carrying out the invention, a breathable mold formed on a casting frame provided with an air seal member on the upper surface and / or the lower surface of the casting frame as described in the means 1 is placed on a surface plate, and the means 4 is described. The whole or part of at least one outer surface of the breathable mold is virtually divided into a plurality of segments, and the diameter is directed from the outer surface of the mold to the inside at a selected position of the plurality of segments. And / or a plurality of vent holes having different depths, and a plurality of partial pressure-reducing zones around the plurality of vent holes by individually suctioning or feeding the plurality of segments by the suction / air supply device according to the means 23 And a predetermined reduced pressure distribution is created in the cavity of the air-permeable mold, and the molten metal is poured into only the desired cavity at a low temperature as described in the means 17 and as described in the means 5 to 10. And then, means 18 20 directional solidification, as described, cooling control, solidification structure adjustment, and a vacuum casting method in which recovering a melt of heat.

以下実施例により本発明を詳細に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

図1に実施例1を示す。本実施例では、エヤーシール部材と気密部材として減圧フードを使用した減圧鋳造法を説明する。   Example 1 is shown in FIG. In this embodiment, a vacuum casting method using a vacuum hood as an air seal member and an airtight member will be described.

発明を実施するための最良の形態は、鋳枠の上面及び/又は下面にエヤ−シール部材を設けた鋳枠に造型された通気性鋳型を定盤上に置き、手段3記載のように該通気性鋳型の少なくとも1つの外表面の全体又は一部を仮想的に複数のセグメントに分割して、該複数のセグメントのうち選択された位置に鋳型の外表面から内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、手段22記載の減圧鋳造装置によって該複数のセグメントに対し個別に吸引又は送気して該複数の通気穴の周囲に複数の部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して、手段16に記載のように低温で、かつ手段4乃至9記載のように溶湯を所望キャビティーのみに注湯し、その後、手段17乃至19記載のように指向性凝固、冷却制御、凝固組織調整、及び溶湯の熱を回収することを行う減圧鋳造法である。   The best mode for carrying out the invention is to place a breathable mold formed on a casting frame provided with an air seal member on the upper surface and / or lower surface of the casting frame on a surface plate, and The whole or part of at least one outer surface of the breathable mold is virtually divided into a plurality of segments, and the diameter and / or depth from the outer surface of the mold to the inside is selected at a selected position of the plurality of segments. A plurality of vent holes of different thicknesses, and a plurality of partial vacuum zones are formed around the plurality of vent holes by individually suctioning or feeding air to the plurality of segments by the vacuum casting apparatus according to means 22; A predetermined reduced pressure distribution is created in the cavity of the breathable mold, and the molten metal is poured into only the desired cavity at a low temperature as described in the means 16 and as described in the means 4 to 9, and then the means Fingers as described in 17-19 Sex solidification, cooling control, solidification structure adjustment, and a vacuum casting method in which recovering a melt of heat.

鋳型4のキャビティー11は製品部12、押湯部13、湯道部14、及び湯口部15から構成されている。   The cavity 11 of the mold 4 includes a product part 12, a feeder part 13, a runner part 14, and a gate part 15.

型合せされた鋳型4の上枠2の上面に非通気性材料よりなる気密部材として減圧フード16を載置する。減圧フード16には1個所吸引穴17が設けられており、ここに減圧装置69に連通された吸引管18を昇降手段19によって挿入して減圧を行う。なお、鋳型砂の吸い込みを防止するために吸引管の途中に適宜のフィルター(図示せず)を設けることが望ましい。   A decompression hood 16 is placed as an airtight member made of a non-breathable material on the upper surface of the upper frame 2 of the mold 4 that has been matched. The decompression hood 16 is provided with a suction hole 17 at one location, and a suction pipe 18 communicated with the decompression device 69 is inserted therein by an elevating means 19 to perform decompression. It is desirable to provide an appropriate filter (not shown) in the middle of the suction pipe in order to prevent the mold sand from being sucked.

また、吸引穴17と吸引管18との間の気密を保つために耐熱性のパッキン20が取付けられている。減圧フード16の注湯口21に相当する部分も開口されており、気密を保つため発泡樹脂22で覆われている。   In addition, a heat resistant packing 20 is attached to maintain airtightness between the suction hole 17 and the suction pipe 18. A portion corresponding to the pouring port 21 of the decompression hood 16 is also opened, and is covered with a foamed resin 22 to maintain airtightness.

次に本構成で作用、効果を説明する。まず、鋳型全体の気密性については、定盤10と下枠3の接面はエヤーシール部材9によって気密が保たれている。また、上下鋳型5、6の合せ面もエヤーシール部材8によって気密が保たれている。また、上枠2と減圧フード16の接面も同じくエヤーシール部材7によって気密が保たれている。   Next, the operation and effect of this configuration will be described. First, regarding the airtightness of the entire mold, the airtight surface 9 maintains the contact surface between the surface plate 10 and the lower frame 3. The mating surfaces of the upper and lower molds 5 and 6 are kept airtight by the air seal member 8. Further, the contact surface between the upper frame 2 and the decompression hood 16 is also kept airtight by the air seal member 7.

そして、吸引穴17と吸引管18の間はパッキン20によって気密が保たれている。また、減圧フード16のもうひとつの開口した部分である注湯口21は発泡樹脂22で塞がれて気密が保たれている。   The space between the suction hole 17 and the suction pipe 18 is kept airtight by the packing 20. In addition, the pouring port 21, which is another open portion of the decompression hood 16, is closed with a foamed resin 22 to maintain airtightness.

したがって、鋳型全体は上下鋳枠2、3、定盤10、減圧フード16及びその接面のエヤーシール部材7、8、9、並びに吸引穴17と吸引管18の接面のパッキン20及び注湯口21の発泡樹脂22によって気密が保たれている。すなわち、これらの構成要素で従来の全体減圧鋳造法に用いられる気密容器と同様の気密機能を有するものが得られたことになる。なお、パッキン20及び発泡樹脂22は一般的なシール部材であって、本発明の不可欠の構成要素ではない。   Therefore, the entire mold is composed of the upper and lower casting frames 2 and 3, the surface plate 10, the decompression hood 16 and the air seal members 7, 8 and 9 on the contact surface thereof, and the packing 20 and the pouring port 21 on the contact surface between the suction hole 17 and the suction pipe 18. Airtightness is maintained by the foamed resin 22. That is, those components having the same hermetic function as the hermetic container used in the conventional general vacuum casting method are obtained. The packing 20 and the foamed resin 22 are general sealing members, and are not indispensable components of the present invention.

そこで、この状態で吸引穴17を通して減圧を行えば、鋳型内のキャビティー11は所定の減圧が得られる。その減圧状態で注湯口21から溶湯23を注湯すると、発泡樹脂22は消失し、溶湯23は湯口部15からキャビティー11を順次充填する。 Therefore, if the pressure is reduced through the suction hole 17 in this state, the cavity 11 in the mold can have a predetermined pressure reduction. When the molten metal 23 is poured from the pouring port 21 in the reduced pressure state, the foamed resin 22 disappears, and the molten metal 23 sequentially fills the cavity 11 from the pouring portion 15.

なお、本実施例では吸引管18と減圧フード16は別体としたが、吸引管18と減圧フード16を一体構造として昇降させてもよい。   In the present embodiment, the suction tube 18 and the decompression hood 16 are separated, but the suction tube 18 and the decompression hood 16 may be moved up and down as an integrated structure.

以上のように通常の鋳枠の上下面にエヤーシール部材を設け、上枠の上に減圧フードを載置し、その吸引穴から減圧して注湯することによって、何ら特殊な気密容器を用いずに全体減圧鋳造法を行うことが可能になった。   As described above, air seal members are provided on the upper and lower surfaces of a normal casting frame, a decompression hood is placed on the upper frame, and pressure is reduced through the suction hole to pour hot water so that no special airtight container is used. It became possible to perform the whole vacuum casting method.

本実施例は量産を目的とした高効率連続ラインに最も一般的に用いられている通常の鋳枠にエヤーシール部材と減圧フードを組合せることによって、気密容器を構成しているので、容易に既存のラインにも適用できるという特徴を有するものである。勿論、新規のラインに適用できることは言うまでもない。すなわち、本実施例の減圧鋳造法によって、従来、専用の気密容器を用いることから、特殊鋳造方法として特殊材質、薄肉品、複雑品などを対象に適用されていた減圧鋳造法が、一般の鋳造品を生産する高効率の生産が可能な連続ラインに容易に適用できるようになった。   In this example, an air-tight container is constructed by combining an air seal member and a pressure reducing hood with a normal casting frame that is most commonly used for high-efficiency continuous lines for mass production. It has the characteristic that it can be applied to the line. Of course, it can be applied to a new line. That is, according to the vacuum casting method of the present embodiment, since a dedicated airtight container has been conventionally used, the vacuum casting method applied to special materials, thin-walled products, complex products, etc. as a special casting method is a general casting. It can be easily applied to continuous lines that can produce products with high efficiency.

図2に実施例2を示す。本実施例では、実施例1とほぼ同じ構成で、気密部材として鋳型の浮上防止に用いる重錘を利用した減圧鋳造法を説明する。   Example 2 is shown in FIG. In this embodiment, a description will be given of a vacuum casting method using a weight having almost the same configuration as that of the first embodiment and used as an airtight member for preventing the mold from rising.

一般に重錘24は注湯後の鋳型の膨張による上型5及び上枠2の浮上現象を防止するために上型5又は上枠2の上に載せるものである。本実施例ではこの重錘24を気密部材として上枠2の上に載せた。重錘24には吸引穴17と注湯口21が設けられており、この部分の気密方法は実施例1と同じである。   In general, the weight 24 is placed on the upper mold 5 or the upper frame 2 in order to prevent the upper mold 5 and the upper frame 2 from floating due to the expansion of the mold after pouring. In this embodiment, the weight 24 is placed on the upper frame 2 as an airtight member. The weight 24 is provided with a suction hole 17 and a pouring port 21, and the airtight method for this portion is the same as in the first embodiment.

実施例1における減圧フード16の代わりに重錘24を用いただけであって、鋳型全体の気密性は全く同じである。この構成で同じく吸引穴17から減圧を行って注湯すれば実施例1と同様な減圧鋳造法を行うことができる。   Only the weight 24 is used instead of the decompression hood 16 in the first embodiment, and the airtightness of the entire mold is exactly the same. In this configuration, if the pressure is reduced from the suction hole 17 and poured, the same reduced pressure casting method as in the first embodiment can be performed.

本実施例では、鋳造において一般的に使用される重錘を気密部材として用いることによって、簡単に減圧鋳造法を行うことができた。作用、効果は実施例1と同じである。   In this example, the vacuum casting method could be easily performed by using a weight generally used in casting as an airtight member. The function and effect are the same as in the first embodiment.

図3に実施例3を示す。本実施例では、実施例1及び実施例2とほぼ同じ構成で、気密部材として可擦性のビニールを使用した減圧鋳造法を説明する。   Example 3 is shown in FIG. In the present embodiment, a description will be given of a vacuum casting method in which rubbing vinyl is used as an airtight member with substantially the same configuration as in the first and second embodiments.

本実施例では、気密部材として薄い可撓性のビニール25を上型5の上に被せることによって鋳型4の気密を得るようにした。そして吸引管18をビニール25の吸引穴17を通して上型5の外表面に当接する。   In the present embodiment, the mold 4 is hermetically sealed by covering the upper mold 5 with a thin flexible vinyl 25 as an airtight member. The suction pipe 18 is brought into contact with the outer surface of the upper mold 5 through the suction hole 17 of the vinyl 25.

この状態から減圧するとビニール25は上型5に吸着され鋳型全体の気密が保たれる。そして所定の減圧が得られた後、注湯を行う。本実施例によっても容易に減圧鋳造法を実施することができた。 When the pressure is reduced from this state, the vinyl 25 is adsorbed by the upper mold 5 and the entire mold is kept airtight. Then, after a predetermined reduced pressure is obtained, pouring is performed. Also according to this example, the vacuum casting method could be easily performed.

本実施例では、実施例1及び実施例2のように減圧フードや重錘を用いないので減圧のための構成要素は簡単になった。しかし、ビニールを消耗材として使うので経済性の面では実施例1及び実施例2よりも劣る。 In this embodiment, unlike the first embodiment and the second embodiment, a decompression hood and a weight are not used, so that components for decompression are simplified. However, since vinyl is used as a consumable material, it is inferior to the first and second embodiments in terms of economy.

なお、ビニールを用いる減圧鋳造法は特許文献6他に消失模型の減圧鋳造法として開示されているが、その場合には、消失模型を一面が開口した減圧容器に収容してビニールを開口部に被せ鋳型内部又は鋳枠側壁から減圧するものである。本実施例は鋳型を収容する減圧容器はまったく用いず、またビニール25の吸引穴17を通して鋳型外部から吸引減圧する点において異なっている。   In addition, the vacuum casting method using vinyl is disclosed as a vacuum casting method of vanishing model in Patent Document 6 and others, but in that case, the vanishing model is accommodated in a decompression container opened on one side, and vinyl is placed in the opening. The pressure is reduced from the inside of the covering mold or the side wall of the casting frame. The present embodiment is different in that a vacuum container for containing a mold is not used at all and suction and pressure reduction is performed from the outside of the mold through the suction hole 17 of the vinyl 25.

以上のように、本実施例も気密部材としてビニールを用いることによって、本発明の減圧鋳造法を行うことができた。実施例1、実施例2、実施例3ともにエヤーシール部材と気密部材を用いることによって、高効率の生産が可能な連続ラインに適用できる減圧鋳造法を提供した。   As described above, also in this example, the vacuum casting method of the present invention could be performed by using vinyl as an airtight member. By using an air seal member and an airtight member in each of Example 1, Example 2, and Example 3, a reduced pressure casting method applicable to a continuous line capable of high-efficiency production was provided.

このように実施例1乃至3によって減圧鋳造法が高効率の生産が可能な連続ラインに容易に適用できるようになったということは、これを基本に、後述する実施例と組合せて、高精度の減圧分布が創生された鋳造法、所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填する鋳造法、及び冷却制御を行う鋳造法などの技術を含む本発明の減圧鋳造法が一般品にも広く適用できるのでその意義は大きい。   Thus, the fact that the vacuum casting method can be easily applied to a continuous line capable of high-efficiency production according to Examples 1 to 3 is based on this, in combination with the examples described later. The vacuum casting method of the present invention is widely applied to general products, including technologies such as a casting method in which a reduced pressure distribution is created, a casting method in which only a desired cavity portion is filled with molten metal, and a casting method in which cooling control is performed. The significance is great because it can.

図4に実施例4を示す。本実施例では手段1を用いて、鋳型外表面から内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、鋳型外表面から吸引減圧することによって所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯する減圧鋳造法を説明する。   Example 4 is shown in FIG. In the present embodiment, means 1 is used to provide a plurality of vent holes having different diameters and / or depths from the outer surface of the mold to the inside, and create a predetermined reduced pressure distribution by sucking and reducing pressure from the outer surface of the mold. A vacuum casting method for pouring molten metal will be described.

まず、鋳型外表面26から内部へ向かって、キャビティー11の製品部12、押湯部13、湯道部14の上部に4つの通気穴27を設けた。各通気穴の直径及び深さは、製品部12と押湯部13は高い減圧度になるように大きく又は深く設けている。また、湯口部15側の減圧度が低くなるように湯道部14の上部の2つの通気穴は浅く設けている。   First, four vent holes 27 were provided in the upper part of the product part 12 of the cavity 11, the feeder part 13, and the runner part 14 toward the inside from the outer surface 26 of the mold. The diameter and depth of each vent hole are large or deep so that the product part 12 and the hot water supply part 13 have a high degree of decompression. In addition, the two vent holes at the top of the runner 14 are shallow so that the degree of decompression on the side of the gate 15 is low.

次に、実施例1と同じ構成で、上枠2の上面に減圧フード16を載置し、減圧フード16に設けた吸引穴17を通して吸引管18によって減圧を行うようにした。   Next, with the same configuration as in Example 1, the decompression hood 16 was placed on the upper surface of the upper frame 2, and the decompression was performed by the suction tube 18 through the suction hole 17 provided in the decompression hood 16.

本構成で作用、効果を説明する。減圧装置69によって所定の減圧を行うと、減圧は鋳型の外表面26から鋳型粒子を通して内部へ作用し、キャビティー11が所定の減圧度になる。したがって、鋳型外表面26とキャビティー11の間の鋳型厚みが厚い部位の下にあるキャビティー部分は鋳型粒子の通気抵抗が大きいので減圧作用が届きにくく、鋳型厚みが薄い部位のキャビティー部分は通気抵抗が小さいので減圧作用が届きやすい。すなわち、鋳型各部の鋳型厚さの違いによってキャビティー各部の減圧度に差が生じることになる。   The operation and effect of this configuration will be described. When a predetermined pressure reduction is performed by the pressure reducing device 69, the pressure reduction works from the outer surface 26 of the mold through the mold particles to the inside, and the cavity 11 has a predetermined pressure reduction degree. Therefore, the cavity portion under the portion where the mold thickness between the mold outer surface 26 and the cavity 11 is thick has a high resistance to air flow of the mold particles, so that the pressure reducing action is difficult to reach, and the cavity portion where the mold thickness is thin is Since the ventilation resistance is small, the pressure reducing action is easy to reach. That is, a difference occurs in the degree of decompression of each part of the cavity due to a difference in mold thickness of each part of the mold.

勿論、鋳型全体が完全に気密が保たれておれば、キャビティー全体は一定時間の後には均一な減圧度となる。しかし、完全な気密を行おうとすると各部のエヤーシールに多大の費用を要することになるので、一般的にはある程度の気密度で減圧が実施されている。つまり、鋳型内部へある程度の空気の流入を許容して減圧鋳造が行われているのである。   Of course, if the entire mold is kept completely airtight, the entire cavity has a uniform degree of decompression after a certain time. However, if complete airtightness is to be achieved, the air seal of each part requires a large amount of money, and therefore pressure reduction is generally performed with a certain degree of airtightness. That is, vacuum casting is performed while allowing a certain amount of air to flow into the mold.

したがって、実際的な減圧鋳造ではある程度の空気の流入と減圧による吸引がバランスして減圧が行われている。そうすると、前述の各部位の鋳型厚みの差によって各キャビティー部分の減圧され易さに差が生じることになる。   Therefore, in the actual reduced pressure casting, a certain amount of air inflow and suction by the reduced pressure are balanced to reduce the pressure. If it does so, a difference will arise in the pressure reduction of each cavity part by the difference in the mold thickness of each site | part mentioned above.

本実施例ではこの原理を利用して、減圧度を高めたいキャビティー部分に向かって大きな、深い通気穴を設け、その部分の鋳型厚みを局部的ではあるが薄くして通気抵抗を下げることによって減圧度を高めるようにした。   In this embodiment, by utilizing this principle, a large and deep vent hole is provided toward the cavity portion where the degree of decompression is to be increased, and the mold thickness at that portion is locally reduced but the ventilation resistance is lowered. The degree of vacuum was increased.

すなわち、本実施例の減圧は基本的には全体減圧であるが、複数の通気穴27を通して減圧することによって、各通気穴27の周囲は選択的に減圧され、部分減圧と同じ状態になっている。つまり、本実施例の減圧方法は全体減圧と部分減圧の複合されたものとみなすことができる。   That is, the reduced pressure in this embodiment is basically the entire reduced pressure, but by reducing the pressure through the plurality of ventilation holes 27, the surroundings of each ventilation hole 27 are selectively reduced to the same state as the partial reduced pressure. Yes. That is, the decompression method of this embodiment can be regarded as a combination of total decompression and partial decompression.

さらに詳述すると、各通気穴27の周囲には部分減圧作用によってそれぞれの部分減圧ゾーンが形成されており、それらの複合としてキャビティー11全体の減圧分布が創生されている。したがって、各通気穴27の大きさ、深さ及び位置を変えることによってキャビティー11に所定の減圧分布を創生することができる。本実施例で設けた通気穴27はこの考えにもとづいて、製品部12及び押湯部13の減圧度が高く、湯口部15側の減圧度が低い減圧分布になるように設けられている。   More specifically, a partial decompression zone is formed around each vent hole 27 by a partial decompression action, and a decompression distribution of the entire cavity 11 is created as a composite thereof. Therefore, a predetermined reduced pressure distribution can be created in the cavity 11 by changing the size, depth and position of each vent hole 27. Based on this idea, the vent holes 27 provided in the present embodiment are provided so that the product part 12 and the hot water supply part 13 have a high pressure reduction degree and the pressure reduction degree on the side of the gate part 15 is low.

次に、所定の減圧を行った後、注湯を開始する。ここで注意すべきことは、注湯にともなって減圧された鋳型の気密は湯口部15付近で破れ、鋳型内の減圧度は大きく変化する。その結果、キャビティー11の減圧分布が変化することになる。これが全体減圧の問題点のひとつである。   Next, after performing predetermined pressure reduction, pouring is started. What should be noted here is that the airtightness of the mold depressurized along with pouring is broken in the vicinity of the spout 15 and the degree of depressurization in the mold changes greatly. As a result, the reduced pressure distribution of the cavity 11 changes. This is one of the problems of overall decompression.

しかし、本実施例では複数の通気穴27によって減圧度は最初から湯口部15側が低く、製品部12と押湯部13が高い減圧分布が創生されているので、湯口部15付近の減圧変化は小さい。しかも最初から湯口部15側から製品部12へ向かって減圧度が高くなるような減圧分布が創生されるように複数の通気穴27が設けられているので、湯口部15付近で発生した減圧変化はすみやかに解消されてもとの減圧分布を回復するように作用する。 However, in the present embodiment, the pressure reduction degree is low on the side of the gate portion 15 from the beginning and a high pressure distribution is created in the product portion 12 and the hot water portion 13 due to the plurality of vent holes 27. Is small. In addition, since a plurality of vent holes 27 are provided so that a reduced pressure distribution is created from the beginning toward the product portion 12 from the gate portion 15 side, the reduced pressure generated in the vicinity of the gate portion 15 is provided. The change acts to restore the original reduced pressure distribution even if the change is quickly eliminated.

この結果、キャビティー11は初期の減圧分布に近い状態が保たれ、注湯された溶湯は大きな減圧変化の影響を受けることが少ない。したがって、溶湯の流れは乱れ少なく、かつ創生された減圧分布に吸引誘導されてスムースに製品部を充填することができる。   As a result, the cavity 11 is maintained in a state close to the initial reduced pressure distribution, and the poured molten metal is less affected by a large change in reduced pressure. Therefore, the flow of the molten metal is less disturbed, and the product portion can be smoothly filled by being sucked and induced by the created reduced pressure distribution.

ここで、複数の通気穴27を設けていない通常の鋳型を用いた従来の全体減圧鋳造法ではどのような注湯状況になるかを説明する。この場合は、全体がほぼ均一な減圧分布になっている状態で注湯をすることを目的としている。しかし、注湯開始とともに減圧分布は上記のように湯口部15付近で大きく変化するので、まずこれだけでも初期の目的は達成できていない。また、減圧度はキャビティー11全体で均一になっているので、湯口部15付近の減圧度は本実施例の場合よりも高いので、その減圧変化は大きい。したがって、溶湯は大きな減圧変化の影響を受け、流れが乱れ易いことになる。   Here, what kind of pouring situation will be described in the conventional general reduced pressure casting method using a normal mold in which a plurality of vent holes 27 are not provided. In this case, the object is to pour hot water in a state where the whole has a substantially uniform reduced pressure distribution. However, since the reduced pressure distribution changes greatly in the vicinity of the gate 15 as described above with the start of pouring, the initial purpose cannot be achieved by this alone. In addition, since the degree of decompression is uniform throughout the cavity 11, the degree of decompression near the gate 15 is higher than in the case of the present embodiment, so the change in decompression is large. Therefore, the molten metal is affected by a large change in pressure reduction, and the flow is likely to be disturbed.

さらに、この発生した減圧変化に対して、従来の全体減圧鋳造法では減圧はあくまで均一化の方向に作用するので、注湯過程で再度創生される減圧分布は均一に近いものである。つまり、溶湯をスムースに製品部へ吸引誘導するような減圧分布にはならない。溶湯の充填は大気圧と溶湯の静圧(一部は動圧に変換される)に押された形で行われるだけである。 Furthermore, the reduced pressure distribution generated again in the pouring process is almost uniform because the reduced pressure acts in the direction of uniformization in the conventional overall reduced pressure casting method against the generated reduced pressure change. That is, the distribution of pressure reduction is not such that the molten metal is smoothly sucked into the product part. The filling of the molten metal is only performed while being pushed by the atmospheric pressure and the static pressure of the molten metal (partly converted into dynamic pressure).

この状態は単にキャビティー内の圧力が低いというだけで、何ら溶湯を目的の製品部に乱れ少なくスムースに吸引誘導する作用はない。しかも、大きな減圧変化は残ったまま注湯は進行するので、もし薄肉で複雑な形状の製品を鋳造するような場合には溶湯を完全に充填することができない場合も生じる。   In this state, the pressure in the cavity is merely low, and there is no effect of smoothly sucking and guiding the molten metal to the target product part. In addition, since the pouring proceeds while a large change in pressure reduction remains, there may be a case where the molten metal cannot be completely filled when casting a thin product having a complicated shape.

なお、本実施例は1枠に複数個の製品を込めるいわゆる複数個込め鋳造においても全く同様に有効である。すなわち、減圧度を高めたい各製品部又は製品部と押湯部のキャビティー部分付近に深く、大きい通気穴を設けることによって、容易に所定の減圧分布を創生することができる。   The present embodiment is also effective in the so-called multiple-fill casting where a plurality of products can be placed in one frame. That is, it is possible to easily create a predetermined reduced pressure distribution by providing a deep and large ventilation hole in the vicinity of each product part or the product part and the cavity part of the hot water supply part where the degree of decompression is to be increased.

一方、前述の特許文献のいくつかには部分減圧を用いて減圧勾配を創生する鋳造法が種々開示されているが、それらはいずれも一端から減圧して単純な一方向の減圧勾配を創生するものである。また、対象とする製品の込め数に関しても、1個込めを対象にしているものがほとんどである。もし複数個込めが可能であっても、部分減圧のための何らかの補助部材を所要部位に設ける必要があり、多大の工数と費用を要するもので複数個込めの鋳造に対しては実用性に欠ける。 On the other hand, some of the above-mentioned patent documents disclose various casting methods for creating a decompression gradient using partial decompression, but they all create a simple one-way decompression gradient by decompressing from one end. It is a living thing. In addition, regarding the number of products to be targeted, most of them are intended for one product. Even if multiple packing is possible, it is necessary to provide some auxiliary member for partial decompression at the required site, which requires a lot of man-hours and cost, and lacks practicality for casting with multiple packing. .

また、本実施例では減圧フードを鋳型上部に載置したが、鋳型下部に設けて減圧することも可能である。この場合には、鋳型上部は何らかの気密部材を載置して気密を保つようにする。さらに、鋳型の種類によっては鋳型側面に当接して減圧しても作用、効果は同じである。 In this embodiment, the decompression hood is placed on the upper part of the mold. However, the decompression hood can be provided on the lower part of the mold and decompressed. In this case, an airtight member is placed on the upper part of the mold so as to keep the airtightness. Further, depending on the type of the mold, the operation and effect are the same even if the pressure is reduced by contacting the side surface of the mold.

なお、本実施例では実施例1と同じ鋳枠、鋳型の構成で実施した例を示したが、本発明の鋳枠、鋳型はこれに限定されるものではない。すなわち、無枠鋳型及び上部を開口した鋳枠チャンバーに造型された鋳型などにおいても複数の通気穴を設けて本実施例と同様な減圧鋳造法を行うことができる。また、本実施例では減圧フードを用いた減圧方法を示したが、これに限定されるものではなく、鋳型外表面から減圧する方法であれば作用、効果は同じである。   In addition, although the present Example showed the example implemented with the structure of the same cast frame and mold as Example 1, the cast frame and mold of this invention are not limited to this. That is, a vacuum casting method similar to that of the present embodiment can be performed by providing a plurality of ventilation holes in a frameless mold and a mold formed in a casting chamber having an open top. Moreover, although the decompression method using a decompression hood was shown in the present Example, it is not limited to this, The effect | action and effect will be the same if it is the method of decompressing from the outer surface of a casting_mold | template.

以上のように、本実施例では直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設けて減圧することによって、複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、その複合としてキャビティー内に所定の減圧分布を創生して、溶湯の乱れの少ないスムースな注湯が可能となった。   As described above, in this embodiment, a plurality of vent holes having different diameters and / or depths are provided and decompressed to form partial decompression zones around the plurality of vent holes, respectively, and as a composite thereof, in the cavity In addition, a predetermined pressure distribution was created and smooth pouring with less turbulence of the molten metal became possible.

本実施例において、鋳型外表面から直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設けて減圧することによって、全体減圧と部分減圧を組合せた一種の複合減圧法とも言える高精度な減圧鋳造法を提供した。   In this embodiment, a highly accurate reduced pressure casting method that can be said to be a kind of a combined reduced pressure method that combines a total reduced pressure and a partial reduced pressure by providing a plurality of vent holes with different diameters and / or depths from the outer surface of the mold to reduce the pressure. Provided.

図5に実施例5を示す。本実施例では手段2を用いて、複数の通気穴に対し個別に吸引して減圧を行う減圧鋳造法を説明する。   FIG. 5 shows a fifth embodiment. In the present embodiment, a vacuum casting method will be described in which the means 2 is used to perform suction by individually sucking a plurality of vent holes.

まず、鋳枠、鋳型の構成は実施例4と同じである。鋳型外表面26から同じく複数の通気穴27を設けている。   First, the structures of the casting frame and the mold are the same as those in the fourth embodiment. A plurality of vent holes 27 are also provided from the outer surface 26 of the mold.

複数の通気穴27から個別に吸引減圧するため、鋳型と接する開口端を有する複数の減圧ボックス28を昇降手段19によって各通気穴27の上に当接して載置した。そして、その複数の減圧ボックス28はそれぞれ吸引流量制御手段29を介して減圧装置69に連通されている。また、鋳型外表面26の気密を保つために気密フード30が減圧ボックス28の外側に連接されて設けられており、その気密フード30は上枠2の上に載置されている。   In order to suck and depressurize individually from the plurality of vent holes 27, a plurality of decompression boxes 28 having open ends in contact with the mold were placed in contact with the vent holes 27 by the lifting means 19. The plurality of decompression boxes 28 communicate with the decompression device 69 via the suction flow rate control means 29. Further, in order to keep the outer surface 26 of the mold airtight, an airtight hood 30 is connected to the outside of the decompression box 28, and the airtight hood 30 is placed on the upper frame 2.

本構成で作用、効果を説明する。鋳型外表面26に設けられた複数の通気穴27は実施例4で示したと同じように、製品部12が高い減圧度になり、湯口部15側が低い減圧度になるように設けられている。実施例4では鋳型上面全体を覆う減圧フード16で全体減圧を行ったが、本実施例では各通気穴27に対して複数の減圧ボックス28を通して個別に吸引流量を制御して減圧するようにした。 The operation and effect of this configuration will be described. The plurality of vent holes 27 provided on the outer surface 26 of the mold are provided so that the product part 12 has a high degree of reduced pressure and the gate part 15 side has a low degree of reduced pressure as in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the entire pressure reduction hood 16 that covers the entire upper surface of the mold is used to reduce the overall pressure. However, in this embodiment, the suction flow rate is individually controlled through the plurality of pressure reduction boxes 28 to reduce the pressure. .

つまり、減圧を高めたい部位の通気穴に対応する減圧ボックスの吸引流量を多くすることによって、その通気穴の周囲に形成される部分減圧ゾーンを強くすることができる。また逆に、減圧度を下げたい(弱くしたい)部位に対応する減圧ボックスの吸引流量を少なくすることによって、その通気穴の周囲に形成される部分減圧ゾーンを弱くすることができる。すなわち、各減圧ボックス28の吸引流量を個別に制御することによって各通気穴27の周囲の部分減圧ゾーンの強さを制御することができるようにした。   That is, by increasing the suction flow rate of the decompression box corresponding to the vent hole at the site where the decompression is to be increased, the partial decompression zone formed around the vent hole can be strengthened. Conversely, by reducing the suction flow rate of the decompression box corresponding to the site where the degree of decompression is desired to be reduced (weakened), the partial decompression zone formed around the vent hole can be weakened. That is, the strength of the partial decompression zones around each vent hole 27 can be controlled by individually controlling the suction flow rate of each decompression box 28.

すなわち、本実施例では個別に制御された複数の部分減圧を行っていることになる。つまり本実施例では、実施例4で説明した各通気穴27の直径と深さを変えて得られる一種の部分減圧の作用に加え、各通気穴27から個別に吸引流量を制御して減圧することによってさらに明確な部分減圧が行えるようにした。その結果、本実施例は鋳型に設けた複数の通気穴27によるものと、複数の減圧ボックス28によるものの2種類の部分減圧の作用を有するより高精度な減圧鋳造法となった。   That is, in this embodiment, a plurality of individually controlled partial pressure reductions are performed. That is, in this embodiment, in addition to the kind of partial pressure reduction action obtained by changing the diameter and depth of each vent hole 27 described in the fourth embodiment, the suction flow rate is individually controlled from each vent hole 27 to reduce the pressure. In this way, a clearer partial pressure reduction can be performed. As a result, the present embodiment was a more accurate reduced pressure casting method having two kinds of partial pressure reducing actions, that is, a plurality of vent holes 27 provided in the mold and a plurality of pressure reducing boxes 28.

以上の結果、本実施例はキャビティー11に所定の減圧分布をより高精度に創生できるようになり、実施例4に説明した原理によって、注湯にあたっての減圧変化に対してもさらに速やかに対応ができ、よりスムースな注湯が実現できるようになった。   As a result of the above, this embodiment can create a predetermined reduced pressure distribution in the cavity 11 with higher accuracy, and more quickly with respect to a reduced pressure change during pouring by the principle described in the fourth embodiment. This has made it possible to achieve smoother pouring of water.

なお、各通気穴27の直径と深さを同一として、複数の減圧ボックス28の吸引流量を制御する方法でも同じ作用、効果を得ることができる。この場合には、通気穴27の穿孔装置を簡単化することができるメリットがある。   The same action and effect can be obtained by a method of controlling the suction flow rates of the plurality of decompression boxes 28 by setting the diameter and depth of each vent hole 27 to be the same. In this case, there is an advantage that the punching device for the vent hole 27 can be simplified.

また、気密フード30は鋳型全体の気密を保つために設けたが、減圧ボックス28の数を多くしてひとつの鋳型外表面26を覆うことができる場合や、鋳型内へある程度の空気の流入を許容できる場合には、気密フード30は設置せずに減圧してもほぼ同様な作用、効果を得ることができる。   The airtight hood 30 is provided to maintain the airtightness of the entire mold. However, when the number of the decompression boxes 28 can be increased to cover one mold outer surface 26, a certain amount of air flows into the mold. If it can be tolerated, substantially the same operation and effect can be obtained even if the airtight hood 30 is decompressed without being installed.

以上のように、複数の通気穴と個別に吸引流量を制御した複数の減圧ボックスを組合せることによって、より高精度な所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法を提供した。   As described above, a reduced pressure casting method has been provided in which a plurality of reduced pressure boxes with individually controlled suction flow rates are combined to create a highly accurate predetermined reduced pressure distribution.

図6に実施例6を示す。本実施例では同じく手段2を用いて,複数の通気穴に対し個別に吸引又は送気して減圧を行う減圧鋳造法を説明する。   A sixth embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a reduced pressure casting method in which the pressure is reduced by suction or air supply to a plurality of ventilation holes using the means 2 will be described.

本実施例においては鋳枠、鋳型の構成は実施例5と同じである。鋳型外表面26から同じく複数の通気穴27を設けている。   In this embodiment, the structure of the casting frame and the mold is the same as that of the fifth embodiment. A plurality of vent holes 27 are also provided from the outer surface 26 of the mold.

複数の通気穴27から個別に吸引又は送気するため、鋳型と接する開口端を有する複数の減圧ボックス28を昇降手段19によって各通気穴27の上に当接して載置した。そして、本実施例では、その複数の減圧ボックス28にはそれぞれ吸引口31と送気口32が設けられている。各吸引口31は吸引流量制御手段29を介して減圧装置69に連通されており、また各送気口32は送気流量制御手段33を介して空気圧縮装置70に連通されている。   In order to suck or supply air individually from the plurality of vent holes 27, a plurality of decompression boxes 28 having open ends in contact with the mold were placed in contact with the vent holes 27 by the lifting means 19. In this embodiment, the plurality of decompression boxes 28 are each provided with a suction port 31 and an air supply port 32. Each suction port 31 communicates with the decompression device 69 via the suction flow rate control means 29, and each air supply port 32 communicates with the air compression device 70 via the air supply flow rate control means 33.

また、鋳型外表面26の気密を保つために気密フード30が複数の減圧ボックス28の外側に連接されて設けられており、該気密フード30は上枠2の上に載置されている。 Further, in order to keep the outer surface 26 of the mold airtight, an airtight hood 30 is provided connected to the outside of the plurality of decompression boxes 28, and the airtight hood 30 is placed on the upper frame 2.

本構成で作用、効果を説明する。鋳型外表面26に設けられた複数の通気穴27の作用は実施例5と全く同じである。本実施例では、実施例5で行った吸引のみによる減圧に加えて各減圧ボックス28で送気も行えるようにした。 The operation and effect of this configuration will be described. The action of the plurality of vent holes 27 provided on the outer surface 26 of the mold is exactly the same as that of the fifth embodiment. In this embodiment, in addition to the pressure reduction by only suction performed in the fifth embodiment, air can be supplied from each pressure reduction box 28.

吸引に加えて送気ができるようにした目的は、所望の減圧分布をさらに高精度で得るようにするためである。すなわち、減圧度を下げたい部位の通気穴に連通する減圧ボックス28から少量の圧縮空気を送気することによって積極的に減圧度を下げることができるようにした。 The purpose of supplying air in addition to suction is to obtain a desired reduced pressure distribution with higher accuracy. That is, the degree of decompression can be positively lowered by supplying a small amount of compressed air from the decompression box 28 communicating with the vent hole at the site where the degree of decompression is desired to be lowered.

これは、ひとつの通気穴からの吸引によるその周囲の部分減圧ゾーンの影響は鋳型の各部に及ぶので、減圧を下げたい部位も減圧されることになる。そこで、少量の圧縮空気を送気してその部位の減圧度を積極的に下げることができるようにしたものである。なお、送気にあたっては流量が多すぎると空気が溶湯に巻き込んでガス欠陥等の原因になるので適宜な流量とする。 This is because the partial decompression zone in the surrounding area due to suction from one vent hole extends to each part of the mold, so that the part where the decompression is to be reduced is also decompressed. Therefore, a small amount of compressed air is supplied so that the degree of decompression at that portion can be actively reduced. In addition, when supplying air, if the flow rate is too high, air will be involved in the molten metal and cause gas defects, so an appropriate flow rate is set.

本実施例では製品部12と押湯部13の上部に設けた3つの通気穴には吸引を行って減圧度を高め、湯口部15に近い通気穴には送気を行って減圧度を下げた。吸引と送気の状態を減圧ボックス28の中の矢印の向きと大きさで示した。この結果、鋳型キャビティー11の減圧分布がさらに高精度に創生できるようになった。   In this embodiment, the three vent holes provided in the upper part of the product section 12 and the hot water feeder section 13 are sucked to increase the degree of decompression, and the vent hole close to the spout section 15 is fed to lower the decompression degree. It was. The state of suction and air supply is indicated by the direction and size of the arrow in the decompression box 28. As a result, the reduced pressure distribution of the mold cavity 11 can be created with higher accuracy.

以上のように、複数の通気穴に対して個別に吸引と送気が併用して行えるようになったので、実施例5よりさらに高精度に所定の減圧分布を創生して注湯ができる減圧鋳造法を提供した。   As described above, since suction and air supply can be performed individually for a plurality of vent holes, a predetermined reduced pressure distribution can be created with higher accuracy than in the fifth embodiment, and pouring can be performed. A vacuum casting method was provided.

図7に実施例7を示す。本実施例では手段3を用いて、複数の通気穴を設けるとともに、鋳型の外表面のひとつを仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、その複数の鋳型セグメントに対し個別に吸引又は送気して部分減圧を行って重力注湯する減圧鋳造法を説明する。   FIG. 7 shows a seventh embodiment. In this embodiment, the means 3 is used to provide a plurality of vent holes, virtually divide one of the outer surfaces of the mold into a plurality of mold segments, and individually suck or feed the plurality of mold segments. A vacuum casting method that performs partial pressure reduction and gravity pouring will be described.

本実施例においては鋳枠、鋳型の構成は実施例6と同じである。また、鋳型外表面26に複数の通気穴27を設けている。この複数の通気穴27は鋳型外表面26を仮想的に鋳型セグメントに分割し、その中の選択された位置に設けられている。   In this embodiment, the structure of the casting frame and the mold is the same as that of the sixth embodiment. A plurality of vent holes 27 are provided in the outer mold surface 26. The plurality of vent holes 27 virtually divide the mold outer surface 26 into mold segments and are provided at selected positions therein.

本実施例においても鋳型と接する開口端を有する複数の減圧ボックス28を用いるが、複数の減圧ボックス28は側面で連接されており、全体でほぼひとつの鋳型外表面26を覆うようになっている。つまり、ひとつの鋳型外表面26を仮想的に所定の大きさの鋳型セグメントに分割し、各鋳型セグメントに対応するすべての位置に複数の減圧ボックス28が連接されて配置された構成となっている。つまり、複数の通気穴27と複数の減圧ボックス28は同一の鋳型セグメントに対応した位置に穿孔及び設置されており、複数の通気穴27と複数の減圧ボックス28は連通されることになる。   Also in this embodiment, a plurality of decompression boxes 28 having open ends in contact with the mold are used. However, the plurality of decompression boxes 28 are connected at the side surfaces so as to cover almost one mold outer surface 26 as a whole. . That is, one mold outer surface 26 is virtually divided into mold segments of a predetermined size, and a plurality of decompression boxes 28 are connected and arranged at all positions corresponding to each mold segment. . That is, the plurality of vent holes 27 and the plurality of decompression boxes 28 are drilled and installed at positions corresponding to the same mold segment, and the plurality of vent holes 27 and the plurality of decompression boxes 28 are communicated with each other.

そして、鋳型全体の気密を保つために複数の減圧ボックス28の周囲に気密フード30が取付けられている。複数の減圧ボックス28は昇降手段19によって鋳型外表面26に当接して載置されている。なお、本実施例の構成では、複数の減圧ボックス28でひとつの鋳型外表面26のほぼ全体を覆っているので、気密フード30は必ずしも必要としない場合もある。   An airtight hood 30 is attached around the plurality of decompression boxes 28 in order to keep the entire mold airtight. The plurality of decompression boxes 28 are placed in contact with the outer surface 26 of the mold by the lifting means 19. In the configuration of this embodiment, since the plurality of decompression boxes 28 cover almost the entire outer surface 26 of the mold, the airtight hood 30 may not necessarily be required.

複数の減圧ボックス28には実施例6と同様にそれぞれ吸引口31と送気口32が設けられている。各吸引口31は吸引流量制御手段29を介して減圧装置69に連通されており、また各送気口32は送気流量制御手段33を介して空気圧縮装置70に連通されている。   The plurality of decompression boxes 28 are respectively provided with suction ports 31 and air supply ports 32 as in the sixth embodiment. Each suction port 31 communicates with the decompression device 69 via the suction flow rate control means 29, and each air supply port 32 communicates with the air compression device 70 via the air supply flow rate control means 33.

この構成で作用、効果を説明する。複数の減圧ボックス28は鋳型外表面26のほぼ全体を覆っているので、各減圧ボックス28から個別に吸引又は送気することによって、各鋳型セグメントに部分減圧を行うことができる。そしてこの複数の部分減圧の複合として鋳型全体の減圧分布、すなわちキャビティー11の減圧分布が創生されることになる。   The operation and effect of this configuration will be described. Since the plurality of decompression boxes 28 cover substantially the entire outer surface 26 of the mold, partial decompression can be performed on each mold segment by sucking or supplying air from each decompression box 28 individually. Then, a reduced pressure distribution of the entire mold, that is, a reduced pressure distribution of the cavity 11 is created as a composite of the plurality of partial reduced pressures.

複数の減圧ボックス28は通気穴27が設けられている鋳型セグメントにも、通気穴が設けられていない鋳型セグメントにも配置されており、通気穴の有無にかかわらずすべての減圧ボックス28で吸引又は送気が可能である。したがって、鋳型外表面26のほぼ全体がセグメントに分割されて個別に部分減圧されるので、極めて高精度にキャビティー11全体の減圧分布を創生できる。   The plurality of decompression boxes 28 are arranged on the mold segment provided with the vent hole 27 and on the mold segment not provided with the vent hole, and are suctioned by all the decompression boxes 28 regardless of the presence or absence of the vent hole. Insufflation is possible. Therefore, almost the entire outer surface 26 of the mold is divided into segments and partially decompressed individually, so that the decompression distribution of the entire cavity 11 can be created with extremely high accuracy.

複数の通気穴27の配置、直径、及び深さは実施例5、6と同様に所定の減圧分布が得られる適正な構成としている。通気穴27の設けられている部位は減圧によって通気穴27の周囲に強い部分減圧ゾーンを形成し、当然キャビティー11の減圧分布に強く影響する。したがって、通気穴27の有無、配置、キャビティー11の形状等を考慮して各減圧ボックス28の吸引及び/又は送気の流量を制御することによって高精度な部分減圧を行うことができる。その結果、鋳型キャビティー11に高精度な所定の減圧分布を創生することができる。これが本実施例の大きな特徴のひとつである。   The arrangement, diameter, and depth of the plurality of vent holes 27 are set to appropriate configurations that can obtain a predetermined reduced pressure distribution as in the fifth and sixth embodiments. The portion where the vent hole 27 is provided forms a strong partial decompression zone around the vent hole 27 by depressurization, and naturally has a strong influence on the depressurization distribution of the cavity 11. Therefore, it is possible to perform partial decompression with high accuracy by controlling the suction and / or flow rate of each decompression box 28 in consideration of the presence / absence of the vent hole 27, the arrangement, the shape of the cavity 11, and the like. As a result, a highly accurate predetermined reduced pressure distribution can be created in the mold cavity 11. This is one of the major features of this embodiment.

本実施例のもうひとつの大きな特徴は、ひとつの鋳型外表面の全体を仮想的に鋳型セグメントに分割したことによって、実際に本発明を高効率の生産が可能な連続ラインに適用するにあたって、複数の通気穴の穿孔装置及び複数の減圧ボックスの装置が大幅にシンプルになることである。 Another major feature of the present embodiment is that, when the entire outer surface of one mold is virtually divided into mold segments, the present invention is actually applied to a continuous line capable of high-efficiency production. The vent hole drilling device and the multiple vacuum box devices are greatly simplified.

まず通気穴の穿孔については、穿孔具は各鋳型セグメントに対応したすべての位置に配置させておき、所望の部位を選んで穿孔することができる。これによって、実施例5、6では選ばれた通気穴の位置に穿孔装置の穿孔具を移動する手段及び位置決めする手段が必要であったが、本実施例では不要になる。したがって、実際の高効率の生産が可能な連続ラインのタクトへの対応性が向上した。 First, regarding the drilling of the vent holes, the punching tool can be placed at all positions corresponding to each mold segment, and a desired site can be selected and drilled. As a result, in the fifth and sixth embodiments, means for moving and positioning the punching tool of the punching device to the position of the selected vent hole are required. Therefore, the adaptability to the tact of the continuous line capable of actual high-efficiency production has been improved.

また、減圧ボックスの装置についても、実施例5、6では設けられた通気穴の位置に複数の減圧ボックスを移動する手段と位置決めする手段が必要であるが、本実施例では複数の減圧ボックスは鋳型セグメントに対応して連接して設けられており、かつひとつの鋳型外表面を覆うように配置されているので、通気穴に合せるための移動と位置決めは全く不要で、減圧ボックス全体を鋳型上面に載置するだけである。この点でも、本実施例は高効率の生産が可能な連続ラインのタクトへの対応性が高いといえる。   In addition, in the fifth and sixth embodiments, the decompression box device requires means for moving the plurality of decompression boxes to the position of the vent hole provided and positioning means, but in this embodiment, the plurality of decompression boxes are Since it is provided so as to correspond to the mold segments and covers the outer surface of one mold, there is no need to move and position to match the vent hole. It is only mounted on. Also in this respect, it can be said that the present embodiment is highly compatible with the tact of a continuous line capable of highly efficient production.

またさらに本実施例のもうひとつの特徴は、鋳型を仮想的に鋳型セグメントに分割して吸引又は送気を行うことにより、図8に示すようなキャビティー配置の複数個込めの鋳型においても容易に本実施例を適用が可能で、所定の減圧分布を得ることができることである。 Further, another feature of the present embodiment is that it is easy even in a mold with a plurality of cavities arranged as shown in FIG. 8 by virtually dividing the mold into mold segments and performing suction or air supply. The present embodiment can be applied to a predetermined pressure distribution.

すなわち、図8では鋳型外表面は縦4×横4=16個の仮想的な鋳型セグメント34に分割して吸引又は送気されるようになっており、各製品部とその端面側を強く吸引し(記号Sで示す)、押湯部を中程度に吸引し(記号Mで示す)、湯口部付近を弱く吸引する(記号Wで示す)ことで、各製品ブロックとも、低減圧の湯口部から高減圧の製品部へ向かう減圧分布を容易に創生できる。このような複数個込めの鋳型に対する本実施例のような高精度な減圧分布は、従来の減圧鋳造法では、まったく実現できていなかったことである。なお、複数個込めの鋳型に対しては、実施例5、6でも対応は可能であるが、前述のように本実施例の方が高効率の生産が可能な連続ラインにへの対応性が高い。 That is, in FIG. 8, the outer surface of the mold is divided into 4 × 4 × 16 virtual mold segments 34 to be sucked or supplied, and each product part and its end face side are sucked strongly. (Indicated by symbol S), the hot water portion is sucked moderately (indicated by symbol M), and the vicinity of the pouring portion is weakly sucked (indicated by symbol W), so that each product block has a reduced pressure pouring portion. It is possible to easily create a decompression distribution from the product part to the highly decompressed product part. Such a highly accurate reduced pressure distribution as in the present embodiment for a mold containing a plurality of molds cannot be realized at all by the conventional reduced pressure casting method. In addition, although it is possible to deal with a mold containing a plurality of molds in Examples 5 and 6, as described above, this example can cope with a continuous line capable of high-efficiency production. high.

以上のように、鋳型外表面のひとつを仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、その各鋳型セグメントに対応した位置に通気穴を選択して設け、同じく各鋳型セグメントに対応した位置に複数の減圧ボックスを連接して配置して吸引又は送気して減圧を行いながら注湯することによって、高精度な減圧分布を創生でき、かつ実際の高効率の生産が可能な連続ラインへの対応性が高い減圧鋳造法を提供した。   As described above, one of the outer surfaces of the mold is virtually divided into a plurality of mold segments, and vent holes are selected and provided at positions corresponding to the respective mold segments. Corresponding to a continuous line that can create a highly accurate reduced pressure distribution and enable actual high-efficiency production by connecting the pressure-reducing boxes and pouring while suctioning or feeding and reducing pressure. A vacuum casting method with high performance was provided.

図9に実施例8を示す。本実施例では手段3を用いて、鋳型外表面に通気穴を設けていない場合に、鋳型の外表面のひとつを仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、その複数の鋳型セグメントに対し個別に吸引又は送気して減圧して重力注湯する減圧鋳造法を説明する。   FIG. 9 shows an eighth embodiment. In this embodiment, when the vent hole is not provided on the outer surface of the mold using the means 3, one of the outer surfaces of the mold is virtually divided into a plurality of mold segments, and the plurality of mold segments are individually separated. A vacuum casting method in which gravity is poured by suction or air supply to reduce pressure will be described.

本実施例においては鋳枠、鋳型、複数の減圧ボックス、気密ボックスの構成は実施例4と同じである。但し、鋳型外表面26には通気穴は設けていない。つまり、手段3の特殊な実施例である。   In this embodiment, the structure of the casting frame, the mold, the plurality of decompression boxes, and the airtight box is the same as that of the fourth embodiment. However, the outer surface 26 of the mold is not provided with a vent hole. In other words, this is a special embodiment of the means 3.

この構成で作用、効果を説明する。本実施例では通気穴は設けられていないが、鋳型外表面26はほぼ全体が複数の減圧ボックス28によって覆われているので、各減圧ボックス28から吸引又は送気することによって、各鋳型セグメントに対して部分減圧を行うことができる。この場合には、各減圧ボックス28の下部の鋳型内にはそれぞれの減圧ボックス28の吸引流量又は送気流量に応じた複数の部分減圧ゾーンが形成されることになる。   The operation and effect of this configuration will be described. In this embodiment, no vent hole is provided, but the entire mold outer surface 26 is covered by a plurality of decompression boxes 28. On the other hand, partial decompression can be performed. In this case, a plurality of partial depressurization zones corresponding to the suction flow rate or the air flow rate of each depressurization box 28 are formed in the mold below each depressurization box 28.

そしてその結果、キャビティー11にその複数の部分減圧ゾーンの複合としての減圧分布が創生される。本実施例では通気穴が設けられていないので、上型5の各部の厚みは所定の減圧分布を得易い形にはなっていない。しかし、鋳型のほぼ全体を複数の減圧ボックス28で覆っているので、減圧度を高めたい部位の減圧ボックスの吸引流量を多くし、中程度の減圧度としたい部位の吸引流量を少なくし、減圧度を低くしたい部位には少量の送気を行うなど吸引と送気を適正に調整することによって、所定の減圧分布を得ることができる。   As a result, a reduced pressure distribution is created in the cavity 11 as a composite of the plurality of partial reduced pressure zones. Since no vent holes are provided in the present embodiment, the thickness of each part of the upper mold 5 is not in a form in which a predetermined reduced pressure distribution is easily obtained. However, since almost the entire mold is covered with a plurality of decompression boxes 28, the suction flow rate of the decompression box at the site where the degree of decompression is to be increased is increased, and the suction flow rate of the site at which the intermediate degree of decompression is desired is reduced. A predetermined reduced pressure distribution can be obtained by appropriately adjusting the suction and the air supply, for example, by supplying a small amount of air to the part where the degree is desired to be lowered.

本実施例では通気穴が設けられていないので、上記のように所定の減圧分布を得るのに、各減圧ボックスの吸引流量及び送気流量の制御に依存することになるが、その代わり通気穴を設ける必要がないので、鋳型の製作が容易になるという利点がある。すなわち、通常の鋳型をそのまま使用することができる。   Since no vent holes are provided in this embodiment, obtaining the predetermined decompression distribution as described above depends on the control of the suction flow rate and the air supply flow rate of each decompression box. Therefore, there is an advantage that the mold can be easily manufactured. That is, a normal template can be used as it is.

以上のように、通気穴のない鋳型においても鋳型外表面を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、それぞれの鋳型セグメント対して連接された複数の減圧ボックスを当接して吸引又は送気して減圧し、高精度に所定の減圧分布を得ることができた。この減圧状態で注湯し、湯流れの乱れ少なくスムースにキャビティーを充填することができるようになった。   As described above, even in a mold without a vent hole, the outer surface of the mold is virtually divided into a plurality of mold segments, and a plurality of decompression boxes connected to the respective mold segments are brought into contact with each other for suction or air supply. The pressure was reduced, and a predetermined reduced pressure distribution could be obtained with high accuracy. Hot water was poured in this reduced pressure state, and it became possible to fill the cavity smoothly with less disturbance of the hot water flow.

本実施例の効果は、鋳型に何ら通気穴を設けることなく、全くの通常の鋳型に対して、セグメント状の連接された複数の減圧ボックスによって吸引又は送気することによって、高精度な減圧分布が得られるようになり、減圧鋳造法の汎用化が容易になったことである。   The effect of the present embodiment is that a highly accurate reduced pressure distribution can be obtained by suctioning or feeding air to a completely normal mold by a plurality of segmented reduced pressure boxes without providing any vent holes in the mold. As a result, the generalization of the reduced pressure casting method has become easier.

図10と図11に実施例9を示す。図10は注湯中の状態を、図11は注湯後の状態を示す。本実施例では手段5を用いて、鋳型キャビティーのうち製品部と押湯部を充填させたい所望のキャビティー部分として、その部分のみに溶湯を充填させ凝固させる減圧鋳造法を説明する。   A ninth embodiment is shown in FIGS. FIG. 10 shows a state during pouring, and FIG. 11 shows a state after pouring. In this embodiment, a vacuum casting method in which means 5 is used to fill and melt the molten metal only in the desired cavity portion of the mold cavity to be filled with the product portion and the feeder portion will be described.

鋳枠、鋳型、及び減圧方法の構成は実施例4と同じである。本実施例では所望のキャビティー部分35の減圧度がその他のキャビティー部分38より高くなるように複数の通気穴27を配置して設けている。なお、本発明の鋳枠及び鋳型は本実施例の鋳枠及び鋳型に限定されるものではない。以下の実施例においても同じである。   The configurations of the casting frame, the mold, and the decompression method are the same as those in the fourth embodiment. In this embodiment, a plurality of vent holes 27 are provided so that the degree of pressure reduction of the desired cavity portion 35 is higher than that of the other cavity portions 38. The cast frame and mold of the present invention are not limited to the cast frame and mold of the present embodiment. The same applies to the following embodiments.

まず、キャビティー11の減圧度を、充填したい所望キャビティー部分35への溶湯の流入口36から該キャビティー部分の最上部37までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の減圧度の負圧状態にする。ここで、γは溶湯の比重量である。この減圧度は少なくとも充填したい所望キャビティー部分35のみでよいが、本実施例では全体減圧であるのでキャビティー全体はほぼこの減圧度以上になっている。   First, the degree of pressure reduction of the cavity 11 is a pressure lower than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H from the molten metal inlet 36 to the desired cavity part 35 to be filled to the uppermost part 37 of the cavity part. To a negative pressure state. Here, γ is the specific weight of the molten metal. The degree of decompression may be at least only the desired cavity portion 35 to be filled, but in this embodiment, since the whole decompression is performed, the entire cavity is substantially above the degree of decompression.

γHの値は例えば比重量γ=0.007kgf/cm3の鋳鉄溶湯の場合、所望のキャビティー部分への流入口36から最上部37までの高さを例えばH=10cmとすると、γH=0.007×10=0.07kgf/cm=6865Pa=52.5mmHg の減圧度となる。したがって、これ以上に減圧すれば所望のキャビティー部分35のみに溶湯を充填することができる。実操業においては、注湯にともなう減圧変化、キャビティー形状及び溶湯材質などの諸条件を考慮して適宜の安全率を乗じた減圧度とする。For example, in the case of a cast iron melt having a specific weight γ = 0.007 kgf / cm 3 , if the height from the inlet 36 to the uppermost portion 37 to the desired cavity portion is H = 10 cm, for example, γH = 0 The degree of decompression is 0.007 × 10 = 0.07 kgf / cm 2 = 6865 Pa = 52.5 mmHg. Therefore, if the pressure is further reduced, only the desired cavity portion 35 can be filled with the molten metal. In actual operation, the degree of pressure reduction is multiplied by an appropriate safety factor in consideration of various conditions such as changes in pressure reduction due to pouring, cavity shape and molten metal material.

次に、所望のキャビティー部分35の体積とほぼ等しいか、又は若干大きな体積の溶湯23を注湯すると、溶湯23は湯口部15から湯道部14を流れ所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13に充填される。少なくとも製品部12と押湯部13は減圧度がγH以上になっているので、溶湯23は所望のキャビティー部分35の最上部37まで充填される。注湯した溶湯量は製品部12と押湯部13の体積の量しかないので、当然、この部分のみが充填され、湯道部14と湯口部15には溶湯はない。なお、本実施例では注湯にあたり、1枠分を計量した小さな取鍋を用いたが、数枠分の溶湯を入れた大きな取鍋で所望量を計量して注湯することも当然可能である。以下の実施例においても同様である。   Next, when a molten metal 23 having a volume approximately equal to or slightly larger than the volume of the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal 23 flows from the gate portion 15 through the runner portion 14 and is the desired cavity portion 35. The part 12 and the feeder part 13 are filled. Since at least the product part 12 and the hot metal part 13 have a reduced pressure of γH or more, the molten metal 23 is filled up to the uppermost part 37 of the desired cavity part 35. Since the amount of molten metal poured is only the volume of the product part 12 and the hot water supply part 13, naturally only this part is filled, and there is no molten metal in the runner part 14 and the spout part 15. In this embodiment, a small ladle that weighed one frame was used for pouring, but it is also possible to measure and pour the desired amount with a large ladle containing several frames of molten metal. is there. The same applies to the following embodiments.

その後、充填された溶湯23が凝固するまでこの減圧を保持して所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13のみの鋳造品を得ることができる。溶湯23が凝固するまでとは、必ずしも充填した溶湯23が完全に凝固する必要はなく、少なくとも所望のキャビティー部分35とその他の部分38の境界部39付近の溶湯が、減圧を止めても湯口部15側に流出しない程度に凝固するまで減圧を保持すればよい。   Thereafter, this reduced pressure is maintained until the filled molten metal 23 is solidified, and a cast product having only the product portion 12 and the hot metal portion 13 which are desired cavity portions 35 can be obtained. Until the molten metal 23 is solidified, the filled molten metal 23 does not necessarily have to be completely solidified. Even if the molten metal near the boundary portion 39 between the desired cavity portion 35 and the other portion 38 stops the pressure reduction, What is necessary is just to hold | maintain pressure reduction until it solidifies to such an extent that it does not flow out to the part 15 side.

ここで、減圧度γHの意味は、製品部12と押湯部13に充填された溶湯23が前述の境界部39付近から流出しようとする溶湯圧力である。したがって、これ以上の減圧度に保持すれば溶湯23は流出することはない。   Here, the meaning of the degree of decompression γH is the melt pressure at which the molten metal 23 filled in the product part 12 and the hot metal part 13 tends to flow out from the vicinity of the boundary part 39 described above. Therefore, the molten metal 23 will not flow out if the degree of decompression is kept higher than this.

ところで、この減圧度γHであるが、注湯前にこの減圧度以上に保たれていても、注湯開始とともに鋳型内の減圧は湯口部15付近で破れ、キャビティー11の減圧度も変化することになる。したがって、減圧度をγH以上に保つにはこの減圧変化を考慮して減圧を行う必要がある。   By the way, although the degree of decompression γH, even if the degree of decompression is maintained at or above the degree of decompression before pouring, the decompression in the mold is broken near the pouring gate 15 and the degree of decompression of the cavity 11 also changes with the start of pouring. become. Therefore, in order to keep the degree of decompression at γH or higher, it is necessary to perform decompression in consideration of this change in decompression.

一般に、通常の全体減圧の鋳造法では、注湯にともなって減圧が変化した後は、全体を均一な減圧度にするように減圧が作用するので、溶湯を所望のキャビティーに積極的に吸引誘導する減圧分布は創生されない。したがって、この点を考慮して減圧を制御する必要がある。   In general, in a general casting method with a total reduced pressure, after the reduced pressure changes with the pouring, the reduced pressure acts to make the entire pressure uniform, so the molten metal is actively sucked into the desired cavity. No induced decompression distribution is created. Therefore, it is necessary to control the pressure reduction in consideration of this point.

しかし、本実施例では全体減圧ではあるが、複数の通気穴27によって溶湯を充填したい所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13の減圧度が高く、湯口部15側が低い減圧分布が創生されているので、注湯にともなう減圧変化にも対応が可能である。なお、本実施例は図10に示すように複数の通気穴27の直径及び深さを変えているので、手段7にも対応している。   However, in the present embodiment, although the overall pressure is reduced, the degree of pressure reduction of the product portion 12 and the hot water supply portion 13 which are desired cavity portions 35 to be filled with the molten metal through the plurality of vent holes 27 is high, and the pressure on the side of the gate portion 15 is low. Since the distribution is created, it is possible to cope with changes in pressure reduction caused by pouring. In addition, since the present Example changes the diameter and the depth of the some ventilation hole 27 as shown in FIG.

以上のように、少なくとも所望のキャビティー部分の減圧度をγH以上にして、所望のキャビティー部分とほぼ等しい体積の溶湯を注湯し、凝固までその減圧を保持することによって、所望のキャビティー部分のみの鋳造品を得ることができた。   As described above, at least the desired degree of vacuum of the cavity portion is set to γH or more, a molten metal having a volume almost equal to that of the desired cavity portion is poured, and the reduced pressure is maintained until solidification. A casting with only a part could be obtained.

この結果、製品重量/注入重量で示される注入歩留りが大幅に向上する。また湯口部と湯道部はキャビティーはあるが溶湯は充填されていないので、解枠時には全く存在しないことになり、解枠工程及びリターン材の処置も大幅に簡略化される。   As a result, the injection yield indicated by product weight / injection weight is greatly improved. Further, since the sprue portion and the runner portion have cavities but are not filled with molten metal, they do not exist at the time of unraveling, and the unraveling process and the treatment of the return material are greatly simplified.

以上のように本実施例によって、従来の鋳造法に比べ、注入歩留り及び後工程の面などで革新的な向上効果をもたらし、製造コストを大幅に低減できる減圧鋳造法を提供した。 As described above, the present embodiment provides a reduced pressure casting method that can provide an innovative improvement effect in terms of the injection yield and the post-process as compared with the conventional casting method, and can greatly reduce the manufacturing cost.

図12と図13に実施例10を示す。図12は注湯中の状態を、図13は注湯後の状態を示す。本実施例では手段4を用いて、通気穴を設けていない鋳型の場合について、キャビティーのうち製品部と押湯部を所望のキャビティー部分として、その部分のみに溶湯を充填させ凝固させる減圧鋳造法を説明する。   A tenth embodiment is shown in FIGS. 12 shows a state during pouring, and FIG. 13 shows a state after pouring. In this embodiment, for the case of a mold not provided with a vent hole, means 4 is used, and the product portion and the hot metal portion of the cavities are used as desired cavity portions, and the molten metal is filled only in those portions and solidified. The casting method will be described.

鋳枠、鋳型、及び減圧方法の構成は実施例1と同じである。本実施例では通気穴は設けていない。   The configurations of the casting frame, the mold, and the decompression method are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, no vent hole is provided.

本実施例でも減圧方法は実施例9と全く同じである。まず、キャビティー11の減圧度を、充填したい所望キャビティー部分35への溶湯の流入口36から該キャビティー部分の最上部37までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の減圧度の負圧状態にする。次に、所望のキャビティー部分35の体積とほぼ等しい体積の溶湯23注湯すると、溶湯23は湯口部15から湯道部14を流れ所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13に充填される。そして、所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近が凝固するまで減圧を保持することによってよって、所望のキャビティー部分35のみに溶湯が充填された鋳造品を得ることができる。   In this embodiment, the pressure reducing method is exactly the same as that in the ninth embodiment. First, the degree of pressure reduction of the cavity 11 is a pressure lower than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H from the molten metal inlet 36 to the desired cavity part 35 to be filled to the uppermost part 37 of the cavity part. To a negative pressure state. Next, when the molten metal 23 having a volume substantially equal to the volume of the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal 23 flows from the gate portion 15 through the runner portion 14 and the product portion 12 and the feeder portion that are the desired cavity portions 35. 13 is filled. Then, by maintaining the reduced pressure until the vicinity of the boundary 39 between the desired cavity portion 35 and the other cavity portion 38 is solidified, a cast product in which only the desired cavity portion 35 is filled with molten metal is obtained. Can do.

このように本実施例でも実施例9と同じように所望のキャビティー部分35のみに溶湯を充填することができる。しかし、実施例9と本実施例では注湯の安定性に若干の相違がある。すなわち、先に述べたように、このような全体減圧では注湯開始にともなって湯口部15付近で減圧は破れ、減圧分布が大きく変化することに対する対応性に差がある。実施例9では複数の通気穴を所望のキャビティー部分35の減圧度が他のキャビティー部分38よりも高くなるように設けているので、注湯開始にともなう減圧変化に対してもこれを補正して適正な減圧分布を回復することが容易である。   Thus, in the present embodiment as well, in the same manner as in the ninth embodiment, only the desired cavity portion 35 can be filled with the molten metal. However, there is a slight difference in the stability of the pouring between Example 9 and this example. That is, as described above, in such total decompression, there is a difference in the response to the fact that decompression is broken in the vicinity of the sprue portion 15 with the start of pouring and the decompression distribution changes greatly. In the ninth embodiment, a plurality of vent holes are provided so that the degree of pressure reduction of the desired cavity portion 35 is higher than that of the other cavity portions 38, so that this is corrected even for pressure change due to the start of pouring. Thus, it is easy to recover an appropriate reduced pressure distribution.

本実施例では通気穴が設けられていないので、鋳型キャビティー全体は均一な減圧分布に近いものが創生されており、減圧変化に対して溶湯の充填に適正な減圧分布に回復させる作用は弱い。しかし、減圧を適正に調整することによって所望のキャビティー部分のみの充填は可能である。本実施例の特徴は通気穴なしの通常の鋳型が適用できることで、その点では実施例9よりも汎用性が高い。 Since no vent holes are provided in the present embodiment, the entire mold cavity is created with a uniform decompression distribution, and the action of recovering the decompression distribution appropriate for filling the molten metal with respect to the decompression change is weak. However, it is possible to fill only the desired cavity portion by appropriately adjusting the reduced pressure. A feature of the present embodiment is that a normal mold without a vent hole can be applied. In this respect, the versatility is higher than that of the ninth embodiment.

また、本実施例の注湯時の安定性の問題は一例として次のようにして改善することができる。例えば、全体減圧に加えて所望のキャビティー部分付近に別の吸引減圧手段を設けることが有効である。つまり、注湯にともなって減圧度が変化した時に、この別の吸引減圧手段によって少なくとも所望のキャビティー部分付近の減圧分布を適正に保つようにするのである。これによって注湯の安定性は大幅に改善される。   Moreover, the stability problem at the time of pouring of a present Example can be improved as follows as an example. For example, it is effective to provide another suction pressure reducing means in the vicinity of a desired cavity portion in addition to the overall pressure reduction. In other words, when the degree of decompression changes with pouring, the other suction decompression means keeps at least the decompression distribution near the desired cavity portion. This greatly improves the stability of the pouring.

以上のように本実施例の特徴は、鋳型に何らの通気穴を設けることなく、すなわち通常の鋳型を用いて、少なくとも所望のキャビティー部分の減圧度をγHの値以上に安定に保ち、所望のキャビティー部分とほぼ等しい体積の溶湯を注湯することによって、所望のキャビティー部分のみに溶湯が充填された鋳造品を得ることができることである。   As described above, the feature of the present embodiment is that, without providing any vent hole in the mold, that is, using a normal mold, at least the degree of decompression of a desired cavity portion is stably maintained at a value higher than γH, and desired By casting a molten metal having a volume substantially equal to that of the cavity portion, it is possible to obtain a cast product in which the molten metal is filled only in a desired cavity portion.

図14と図15に実施例11を示す。図14は注湯中の状態を、図15は注湯後の状態を示す。本実施例では手段8を用いて、実施例6と同じ構成で所望のキャビティー部分のみに注湯する減圧鋳造法を説明する。   Example 11 is shown in FIGS. FIG. 14 shows a state during pouring, and FIG. 15 shows a state after pouring. In this embodiment, a vacuum casting method in which the means 8 is used to pour only a desired cavity portion with the same configuration as that of the embodiment 6 will be described.

本実施例では複数の通気穴27が設けられており、所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13の減圧度を高くするように、該部の通気穴は大きく、深く穿孔されている。また、各通気穴27は吸引又は送気が可能な複数の減圧ボックス28に連通されており、その吸引流量及び送気流量は個別に制御されているので、各通気穴27からの減圧は個別に制御できるようになっている。   In this embodiment, a plurality of ventilation holes 27 are provided, and the ventilation holes in the parts are large and deeply drilled so as to increase the degree of decompression of the product part 12 and the hot water supply part 13 which are desired cavity parts 35. Has been. Each vent hole 27 communicates with a plurality of decompression boxes 28 capable of suction or air supply, and the suction flow rate and the air supply flow rate are individually controlled. Can be controlled.

つまり、各通気穴27の大きさと深さによる各部位の減圧度の調整と、各減圧ボックス28の吸引流量及び送気流量の制御による減圧度の調整という2種類の調整手段で各部位の減圧度を調整することができる。   In other words, each part is decompressed by two kinds of adjusting means: adjustment of the degree of decompression of each part depending on the size and depth of each vent hole 27, and adjustment of the degree of decompression by controlling the suction flow rate and the air supply flow rate of each decompression box 28. The degree can be adjusted.

まず上記の減圧手段を用いて製品部12と押湯部13の減圧度をγH以上とし、湯口部15の減圧度をこれより低く、できるだけ大気圧に近い減圧度とする。湯口部15の減圧度を低くするために該部の通気穴には少量の圧縮空気の送気を行っている。つまり、湯口部15側から製品部12へ向かって減圧度が高くなるような減圧分布を創生している。 First, using the above-described decompression means, the degree of decompression of the product part 12 and the feeder part 13 is set to γH or more, and the degree of decompression of the gate part 15 is lower than this, and the degree of decompression is as close to atmospheric pressure as possible. In order to reduce the degree of decompression of the gate 15, a small amount of compressed air is supplied to the vent hole of the portion. That is, a reduced pressure distribution is created such that the degree of reduced pressure increases from the gate portion 15 side toward the product portion 12.

そして、製品部12と押湯部13の体積とほぼ等しい体積の溶湯23を注湯する。溶湯23はキャビティー11の減圧分布に吸引誘導されて製品部12と押湯部13に充填される。当然、湯道部14と湯口部15には溶湯は充填されない。つまり、製品部12と押湯部13のみの鋳造品が得られる。   Then, a molten metal 23 having a volume substantially equal to the volume of the product section 12 and the feeder section 13 is poured. The molten metal 23 is sucked and induced in the reduced pressure distribution of the cavity 11 and is filled in the product portion 12 and the hot metal portion 13. Of course, the runner 14 and the spout 15 are not filled with molten metal. That is, a cast product having only the product part 12 and the feeder part 13 is obtained.

ここで、注湯過程を考察する。注湯開始とともに湯口部15付近で初期状態の減圧は破れ、キャビティー11の減圧度も変化する。しかし、本実施例では初期状態から湯口部15付近は減圧度を低くして大気圧に近い減圧度にしているので、キャビティー11の減圧度変化は小さい。   Here, the pouring process is considered. With the start of pouring, the reduced pressure in the initial state is broken in the vicinity of the spout 15 and the degree of decompression of the cavity 11 also changes. However, in the present embodiment, since the pressure reduction degree near the gate 15 is reduced from the initial state to a pressure reduction degree close to the atmospheric pressure, the change in the pressure reduction degree of the cavity 11 is small.

この点が前の実施例10と異なるところである。すなわち、実施例10では全体減圧を用いていたため、注湯開始にともなう減圧度の変化がやや大きかった。しかるに本実施例では最初から湯口部15付近の減圧度は低く設定されているので、減圧度の変化は小さいのである。 This point is different from the previous tenth embodiment. That is, in Example 10, since the whole pressure reduction was used, the change of the pressure reduction degree with the start of pouring was slightly large. However, in this embodiment, since the degree of decompression near the gate 15 is set low from the beginning, the change in the degree of decompression is small.

この結果、本実施例では溶湯が受ける減圧変化が小さく、湯流れの乱れが少なく、より静かにスムースな充填が可能となる。   As a result, in this embodiment, the change in pressure reduction received by the molten metal is small, there is little disturbance of the molten metal flow, and a quieter and smoother filling is possible.

以上のように、複数の通気穴と複数の減圧ボックスによる2種類の減圧度調整によって、所望のキャビティー部分の減圧度を高く、湯口部付近を低くするような減圧分布を設けて注湯することによって、所望のキャビティー部分のみにより容易に溶湯を充填することができた。   As described above, the two kinds of pressure reduction adjustments using a plurality of vent holes and a plurality of pressure reduction boxes adjust the pressure reduction degree of a desired cavity portion, and provide a pressure reduction distribution that lowers the vicinity of the pouring gate portion to pour hot water. Thus, it was possible to easily fill the molten metal only with a desired cavity portion.

なお、本実施例では複数の通気穴と複数の減圧ボックスによる減圧度調整を併用したが、所望のキャビティー部分の減圧度を高く、その他の部分を低くするような減圧分布を創生できればほぼ同じ作用、効果が得られる。   In this embodiment, the degree of decompression adjustment using a plurality of vent holes and a plurality of decompression boxes is used together. However, if a decompression distribution can be created so as to increase the degree of decompression of a desired cavity portion and lower the other portions, The same action and effect can be obtained.

例えば、通気穴付鋳型と全体減圧の組合せ、通気穴なし鋳型と実施例7で用いたセグメント状の減圧ボックスの組合せ、通気穴なし鋳型で部分減圧と全体減圧の組合せなど、前述のような減圧分布を創生できる減圧方法であればほぼ同様な作用、効果を得ることができる。   For example, a combination of a mold with a vent hole and an overall decompression, a combination of a mold without a vent hole and a segmented decompression box used in Example 7, a combination of a partial decompression and an overall decompression with a mold without a vent hole, etc. If the decompression method can create a distribution, almost the same operation and effect can be obtained.

図16と図17に実施例12を示す。図16は注湯中の状態を、図17は注湯後の状態を示す。本実施例では手段9を用いて、実施例4と同じ構成で仮想的に設けた複数の鋳型セグメントから減圧して所望のキャビティー部分のみに注湯する減圧鋳造法を説明する。   A twelfth embodiment is shown in FIGS. FIG. 16 shows a state during pouring, and FIG. 17 shows a state after pouring. In the present embodiment, a vacuum casting method in which means 9 is used to reduce pressure from a plurality of mold segments virtually provided in the same configuration as in Embodiment 4 to pour only a desired cavity portion will be described.

本実施例では鋳枠、鋳型の構成は実施例7と同じである。また所望のキャビティー部分35の減圧度が高くなるように複数の通気穴27を設けている。本実施例では実施例7において用いた仮想的に分割した複数の鋳型セグメント34の上に載置された複数の減圧ボックス28によって吸引又は送気することによって減圧しながら所望のキャビティー部分35のみへの注湯を行った。   In the present embodiment, the structure of the casting frame and the mold is the same as in the seventh embodiment. Further, a plurality of vent holes 27 are provided so that the desired degree of decompression of the cavity portion 35 is increased. In the present embodiment, only a desired cavity portion 35 is decompressed while being suctioned or fed by a plurality of decompression boxes 28 placed on a plurality of virtually divided mold segments 34 used in the seventh embodiment. The hot water was poured into.

本実施例では実施例7で述べたように複数の減圧ボックス28によってひとつの鋳型外表面26が覆われているので、鋳型の各セグメントを分割して部分減圧を行うことができ、より高精度にキャビティーの減圧分布を創生できる。したがって、所望のキャビティー部分35のみへの注湯がさらに確実になった。   In the present embodiment, as described in the seventh embodiment, one mold outer surface 26 is covered with the plurality of decompression boxes 28, so that each segment of the mold can be divided and partial decompression can be performed. In addition, the decompression distribution of the cavity can be created. Therefore, pouring of water into only the desired cavity portion 35 is further ensured.

図18と図19に実施例13を示す。図18は注湯中の状態を、図19は注湯後の状態を示す。本実施例では同じく手段7を用いて、型合せ面が垂直な鋳型を用いるいわゆる縦型鋳造において所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填する減圧鋳造法を説明する。   Example 13 is shown in FIGS. 18 shows a state during pouring, and FIG. 19 shows a state after pouring. In the present embodiment, a reduced pressure casting method in which the melt is filled only in a desired cavity portion in so-called vertical casting using a mold having a vertical die-matching surface will be described.

まず、本実施例の鋳型4の構成を述べる。鋳型キャビティーは4個の製品部12とそれぞれの上部に設けられた4個の押湯部13、それに溶湯を充填するための湯口部15と湯道部14より構成されている。そして、製品部12は各2個ずつ上段と下段に配置されている。ここで、通常の縦型鋳造と異なる点は、湯道部14と湯口部15は上段用と下段用の2組が独立して配置されていることである。   First, the configuration of the mold 4 of this embodiment will be described. The mold cavity is composed of four product parts 12, four feeder parts 13 provided on each of them, and a pouring part 15 and a runner part 14 for filling the molten metal. Then, two product parts 12 are arranged in the upper and lower stages. Here, the point different from the normal vertical casting is that the runner portion 14 and the spout portion 15 are arranged independently for the upper stage and the lower stage.

次に、減圧を行うための通気穴の配置を説明する。通気穴27は上段に対しては鋳型上面42から各押湯部13の上部に向かって設けられている。また、下段に対しては各押湯部13の上部から水平にのびる通気穴40と垂直にのびる通気穴41によって鋳型上面42と連通している。縦型鋳型ではこれらの通気穴は造型によって成型することができる。   Next, the arrangement of the vent holes for reducing the pressure will be described. The vent hole 27 is provided from the upper surface 42 of the mold toward the upper part of each feeder 13 with respect to the upper stage. Further, the lower stage communicates with the mold upper surface 42 by a vent hole 40 extending horizontally from an upper portion of each feeder 13 and a vent hole 41 extending vertically. In the vertical mold, these vent holes can be formed by molding.

また、各通気穴には減圧装置69に連通された減圧ボックス28が当接して載置されており、各通気穴を通して減圧できるようになっている。   In addition, a decompression box 28 communicating with the decompression device 69 is placed in contact with each vent hole so that the decompression can be performed through each vent hole.

鋳型の外面の状態を説明する。一般に縦型鋳造に用いられる鋳型4は、上面は開放、下面は鋳型搬送具43が設けられており、ある程度の隙間がある。また、側面は鋳型のクランプ部材44が設けられており、これもある程度の隙間がある。   The state of the outer surface of the mold will be described. In general, the mold 4 used for vertical casting has an upper surface open and a lower surface provided with a mold conveying tool 43, and there is a certain gap. Also, a mold clamping member 44 is provided on the side surface, which also has a certain gap.

本実施例では下面と側面のこれら周辺部材の隙間からのある程度の空気流入を許容しながら所望のキャビティー部分である製品部12と押湯部13を所定の減圧度γH以上にするようにした。ここでγは注湯する溶湯の比重量、Hは製品部12への溶湯の流入口36から押湯部13の最上部37までの高さである。 In this embodiment, the product portion 12 and the feeder portion 13 which are desired cavity portions are made to have a predetermined degree of decompression γH or more while allowing a certain amount of air inflow from the gap between these peripheral members on the lower surface and the side surface. . Here, γ is the specific weight of the molten metal to be poured, and H is the height from the molten metal inlet 36 to the product part 12 to the uppermost part 37 of the feeder part 13.

この構成で作用効果を説明する。まず、減圧ボックス28によって減圧し、製品部12と押湯部13の減圧度をγH以上にする。そして、最初に下段の2組の製品部12と押湯部13とほぼ等しい体積の溶湯を注湯すると、製品部12と押湯部13はγH以上の減圧度に保たれているので、溶湯は湯口部15から湯道部14を通って製品部12と押湯部13のみを充填される。次に、同じようにして、上段の2組の製品部12と押湯部13にももうひとつの湯口部15から溶湯を充填する。   An effect is demonstrated by this structure. First, the pressure is reduced by the pressure reducing box 28, and the degree of pressure reduction of the product part 12 and the hot water supply part 13 is set to γH or more. Then, when molten metal having a volume substantially equal to that of the two sets of the product part 12 and the feeder part 13 in the lower stage is poured first, the product part 12 and the feeder part 13 are maintained at a reduced pressure of γH or more. Only the product part 12 and the hot water supply part 13 are filled from the gate part 15 through the runner part 14. Next, in the same manner, the two sets of product parts 12 and the hot water supply part 13 in the upper stage are filled with the molten metal from the other pouring part 15.

かくして、所望のキャビティー部分35である上下各2組の製品部12と押湯部13のみに溶湯を充填することができた。なお、上下の注湯する順序はいずれが先であっても作用は同じである。 Thus, it was possible to fill the molten metal only in the two sets of the upper and lower product parts 12 and the feeder part 13 which are the desired cavity portions 35. In addition, an effect | action is the same regardless of the order which pours up and down hot water.

溶湯の充填完了後は製品部12への溶湯の流入口36が凝固するまで減圧を保持することによって、製品部12と押湯部13のみに溶湯が充填された鋳造品を得ることができる。   After the filling of the molten metal is completed, by maintaining the reduced pressure until the molten metal inlet 36 to the product part 12 is solidified, it is possible to obtain a cast product in which only the product part 12 and the feeder part 13 are filled with the molten metal.

なお、本実施例では下段の減圧も鋳型上面42から行ったが、側面のクランプ部材44の部分に減圧ボックス28を配置して減圧することも可能である。   In this embodiment, the lower pressure is also reduced from the upper surface 42 of the mold. However, it is also possible to reduce the pressure by arranging the pressure reducing box 28 at the side of the clamp member 44 on the side surface.

以上のように、水平割鋳型のみでなく、縦型鋳型においても通気穴と減圧ボックスを用いることによって所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填することができた。なお、鋳型の下面及び側面の隙間をなくして気密性を上げれば、減圧が容易になり、本実施例をさらに容易に実施することができる。   As described above, not only in the horizontal split mold but also in the vertical mold, it was possible to fill the melt only in a desired cavity portion by using the vent hole and the vacuum box. Note that if the gap between the lower surface and the side surface of the mold is eliminated to increase the airtightness, the pressure reduction can be facilitated, and this embodiment can be more easily performed.

図20と図21に実施例14を示す。図20は注湯中の状態を、図21は注湯後の状態を示す。本実施例では同じく手段7を用いて、鋳型が金型の場合に通気穴を設けて所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填する減圧鋳造法を説明する。   A fourteenth embodiment is shown in FIGS. FIG. 20 shows a state during pouring, and FIG. 21 shows a state after pouring. In the present embodiment, a reduced pressure casting method will be described in which the means 7 is also used to provide a vent hole when the mold is a mold and fill the molten metal only in a desired cavity portion.

まず、金型45の所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13付近に上型の上面から通気穴27を設ける。この通気穴27は金型に外表面から穿孔された穿孔穴46と、その先端に設けられた溶湯が通過しない程度の隙間を有するベント47から構成されている。したがって、金型本体は通気性がないが、この通気穴27を通してキャビティー11を減圧ができるようになっている。   First, vent holes 27 are provided from the upper surface of the upper mold in the vicinity of the product portion 12 and the feeder portion 13 which are desired cavity portions 35 of the mold 45. The vent hole 27 is composed of a perforation hole 46 perforated from the outer surface of the mold and a vent 47 having a clearance that does not allow the molten metal provided at the tip of the vent hole 27 to pass therethrough. Therefore, the mold body is not breathable, but the cavity 11 can be decompressed through the vent hole 27.

また、金型の上下の合せ面にはエヤーシール部材8が配置されており、気密が保持できるようになっている。   Further, air seal members 8 are arranged on the upper and lower mating surfaces of the mold so that airtightness can be maintained.

金型は気密容器48に収容されている。また、気密容器48には1個所吸引穴17が設けられており、その吸引穴17から減圧装置69に連通された吸引管18を挿入し、その先端に取付けられた減圧ボックス28を通気穴27に当接して吸引減圧ができるようになっている。   The mold is accommodated in an airtight container 48. Further, the airtight container 48 is provided with a suction hole 17 at one place, and the suction pipe 18 connected to the decompression device 69 is inserted from the suction hole 17, and the decompression box 28 attached to the tip of the suction pipe 18 is inserted into the ventilation hole 27. The suction pressure can be reduced by abutting against.

本構成で作用、効果を説明する。まず、減圧装置69を作動し、少なくとも所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13の減圧度をγH以上にする。本実施例では、製品部12と押湯部13から減圧しているので該部の減圧度が高く、湯口部15側が低い減圧分布が創生されている。   The operation and effect of this configuration will be described. First, the decompression device 69 is operated, and the degree of decompression of at least the desired cavity portion 35 of the product portion 12 and the feeder portion 13 is set to γH or more. In this embodiment, since the pressure is reduced from the product part 12 and the hot water supply part 13, a reduced pressure distribution is created in which the degree of pressure reduction in the part is high and the side of the gate part 15 is low.

この状態で所望のキャビティー部分35とほぼ同体積の溶湯を注湯すると、溶湯は減圧分布に吸引誘導されて製品部12と押湯部13を充填する。当然、湯道部14と湯口部15には溶湯は存在しない。つまり、所望のキャビティー部分35のみに溶湯の充填ができた。その後、少なくとも充填された溶湯の境界部39付近が凝固するまで減圧を保持する。   In this state, when a molten metal having substantially the same volume as the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal is sucked and guided by the reduced pressure distribution, and fills the product portion 12 and the hot water portion 13. Naturally, there is no molten metal in the runway portion 14 and the gate portion 15. That is, only the desired cavity portion 35 was filled with the molten metal. Thereafter, the reduced pressure is maintained until at least the vicinity of the boundary 39 of the molten metal is solidified.

なお、本実施例では鋳型全体を覆う気密容器を用いて減圧したが、これに限定されるものではなく、実施例1のように減圧フードを用いて減圧しても作用、効果はほぼ同じである。   In this embodiment, the pressure is reduced using an airtight container covering the entire mold, but the present invention is not limited to this. Even if the pressure is reduced using a pressure reducing hood as in the first embodiment, the operation and effect are almost the same. is there.

以上のように、金型においても通気穴と適宜の減圧方法を組合せて用いることによって、所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填することが可能である。   As described above, even in the mold, it is possible to fill the melt only in a desired cavity portion by using a combination of the vent hole and an appropriate pressure reduction method.

本実施例の意味するところは、いかなる鋳型であっても複数の通気穴を適宜に設けることによって、一般の通気性鋳型と同じように本発明の所望のキャビティー部分のみへ溶湯を充填する減圧鋳造法を適用できるということである。   The meaning of this example is that a reduced pressure in which only a desired cavity portion of the present invention is filled with molten metal by providing a plurality of vent holes as appropriate in any mold. The casting method can be applied.

図22と図23に実施例15を示す。図22は注湯中の状態を、図23は注湯後の状態を示す。本実施例では手段6を用いて、注湯開始後に減圧して所望のキャビティー部分のみに注湯する減圧鋳造法を説明する。   A fifteenth embodiment is shown in FIGS. FIG. 22 shows a state during pouring, and FIG. 23 shows a state after pouring. In the present embodiment, a vacuum casting method will be described in which means 6 is used to reduce the pressure after the start of pouring and pour only the desired cavity portion.

鋳枠、鋳型、の構成は実施例5と同じである。減圧は減圧装置69に連通された複数の減圧ボックス28を上型5に載置して行った。   The configurations of the cast frame and the mold are the same as those in the fifth embodiment. The decompression was performed by placing a plurality of decompression boxes 28 communicated with the decompression device 69 on the upper mold 5.

今までの実施例では減圧して所定の減圧度になってから注湯を行ったが、本実施例ではその順序を逆にした。つまり、最初は減圧をせず、所望のキャビティー部分35とほぼ同体積の溶湯23を注湯する。すると、溶湯23は図22のようにキャビティー11全体に分散して充填される。   In the examples so far, the molten metal was poured after the pressure was reduced to a predetermined degree of pressure reduction, but in this example, the order was reversed. That is, initially, the molten metal 23 having the same volume as the desired cavity portion 35 is poured without reducing the pressure. Then, the molten metal 23 is distributed and filled throughout the cavity 11 as shown in FIG.

次に、減圧を開始し、所望のキャビティー部分35の減圧度をγH以上まで高めると、溶湯23は所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13に吸引誘導されて充填される。この状態で凝固するまで減圧度をγH以上に保持すれば製品部12と押湯部13のみの鋳造品が得られる。   Next, when decompression is started and the degree of decompression of the desired cavity portion 35 is increased to γH or more, the molten metal 23 is sucked and filled in the product portion 12 and the feeder portion 13 which are the desired cavity portion 35. The If the degree of vacuum is maintained at γH or more until solidification in this state, a cast product having only the product part 12 and the feeder part 13 can be obtained.

なお、図22は説明上、溶湯22が静止した状態を示したものであるが、減圧開始は必ずしも溶湯23の静止を待つ必要はなく、注湯開始後の適宜のタイミングで開始することができる。   Note that FIG. 22 shows a state in which the molten metal 22 is stationary for the sake of explanation, but it is not always necessary to wait for the molten metal 23 to stop, and the decompression can be started at an appropriate timing after the start of pouring. .

このように注湯後に減圧しても前述の注湯前に減圧する実施例9乃至14と同じように所望のキャビティー部分のみに充填が可能である。次にその違いについて説明する。   In this way, even if the pressure is reduced after pouring, it is possible to fill only the desired cavity portion as in Examples 9 to 14 where the pressure is reduced before pouring. Next, the difference will be described.

まず、減圧を行った後に注湯する場合は、注湯開始とともに減圧は湯口部15付近で破れ、減圧変化が生じる。この作用で溶湯の流れは乱れを生じ易い。次に注湯後に減圧する場合は、注湯にともなう減圧変化はないので溶湯は何らの減圧変化による作用を受けることはない。つまり、注湯にともなう減圧変化について言えば、注湯後に減圧した方が溶湯の流れの乱れは少なく好ましいことになる。   First, when pouring after depressurizing, the depressurization is broken in the vicinity of the spout 15 as the pouring starts, and a depressurization change occurs. Due to this action, the molten metal flow tends to be disturbed. Next, when the pressure is reduced after pouring, there is no change in pressure accompanying the pouring, so the molten metal is not affected by any pressure change. That is to say, with regard to a change in pressure reduction due to pouring, it is preferable to reduce the pressure after pouring because there is less disturbance in the flow of the molten metal.

しかし、注湯後に減圧する方法では、初期の減圧がされていないので、注湯速度は減圧後に注湯する方法よりも低い。また、減圧を開始するタイミングが遅れると、溶湯の酸化や温度低下が発生し、鋳造欠陥の原因となる。したがって、酸化し易い溶湯や低温注湯するような場合、また製品の形状、肉厚、さらにはキャビティーのレイアウトなどの条件によっては適用が難しい場合がある。   However, in the method of depressurizing after pouring, since the initial depressurization is not performed, the pouring rate is lower than the method of pouring after depressurization. Moreover, if the timing for starting the pressure reduction is delayed, oxidation of the molten metal and a decrease in temperature occur, causing casting defects. Therefore, it may be difficult to apply in the case of molten metal that easily oxidizes or low-temperature pouring, or depending on conditions such as the shape, thickness, and cavity layout of the product.

以上のように、減圧して注湯する方法でも注湯開始後に減圧する方法でも、いずれによっても所望のキャビティー部分のみの充填が可能である。どちらを適用するかは上記のように溶湯及び鋳型の諸条件を考慮して用いることが望ましい。   As described above, it is possible to fill only the desired cavity portion by either the method of pouring with reduced pressure or the method of reducing the pressure after the start of pouring. It is desirable to use which one is applied in consideration of various conditions of the molten metal and the mold as described above.

図24に実施例16を示す。本実施例では手段10を用いて、減圧して所望のキャビティー部分に注湯する鋳造法において、所望のキャビティー部分の減圧度を安定して高めるために所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に非通気性又は鋳型の通気度よりも低い通気度を有し、かつ溶湯の熱によって消失又は融解する通気封止部材を設置した減圧鋳造法を説明する。   Example 16 is shown in FIG. In this embodiment, in the casting method in which the pressure is reduced and the molten metal is poured into the desired cavity portion using the means 10, the desired cavity portion and other cavities are stably increased in order to stably increase the degree of decompression of the desired cavity portion. Described below is a vacuum casting method in which an air-permeable sealing member that is non-breathable or has an air permeability lower than that of the mold near the boundary of the tee portion and that disappears or melts due to the heat of the molten metal is installed.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の構成は実施例5と同じである。すなわち、鋳型外表面26から複数の通気穴27を設け、これに対応する複数の減圧ボックス28によって減圧した。本構成では所望のキャビティー部分35である製品部12と押湯部13の減圧度が高い減圧分布が創生されている。   The configurations of the mold, the casting frame, and the decompression means are the same as those in the fifth embodiment. That is, a plurality of vent holes 27 were provided from the outer surface 26 of the mold, and the pressure was reduced by a plurality of decompression boxes 28 corresponding thereto. In this configuration, a reduced pressure distribution is created in which the degree of pressure reduction of the product portion 12 and the hot water supply portion 13 which are the desired cavity portions 35 is high.

そして、所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近の鋳型上下に凹部49を成型し、そこに通気封止部材として50mm×50mm×厚さ15mmの発泡樹脂50を設置した。   Then, a concave portion 49 is formed above and below the mold near the boundary 39 between the desired cavity portion 35 and the other cavity portion 38, and a foamed resin 50 of 50 mm × 50 mm × thickness 15 mm is installed there as a ventilation sealing member. did.

この状態で減圧を開始すると、キャビティー11は発泡樹脂50によって所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38に分割されているので、所望のキャビティー部分35の減圧度をその他のキャビティー部分38の影響を受けることが少ない状態で速やかに安定して高めることができる。これが通気封止部材のひとつの作用である。   When decompression is started in this state, the cavity 11 is divided into the desired cavity portion 35 and the other cavity portion 38 by the foamed resin 50, so that the degree of decompression of the desired cavity portion 35 is set to the other cavity. It can be quickly and stably increased with little influence of the portion 38. This is one function of the ventilation sealing member.

次に所望のキャビティー部分35が所定の減圧度γH以上になった後に、所望のキャビティー部分35とほぼ等しい体積の溶湯23を注湯すると、溶湯23は発泡樹脂50に到達し瞬時にこれを消失させ、所望のキャビティー部分35を充填する。   Next, after the desired cavity portion 35 reaches a predetermined degree of decompression γH or more, when a molten metal 23 having a volume substantially equal to the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal 23 reaches the foamed resin 50 and instantly reaches this. And the desired cavity portion 35 is filled.

注湯にともなって湯口部15側で減圧変化が起こるが、少なくとも溶湯が発泡樹脂50に到達するまでの間、その減圧変化の影響は所望のキャビティー部分35には現れない。したがってこの間、所望のキャビティー部分35は安定して所定の減圧度を保つことができる。これが通気封止部材のもうひとつの作用である。   Although the pressure change occurs on the side of the spout 15 with the pouring, the influence of the pressure change does not appear in the desired cavity portion 35 at least until the molten metal reaches the foamed resin 50. Therefore, during this time, the desired cavity portion 35 can stably maintain a predetermined degree of decompression. This is another function of the ventilation sealing member.

以上のように、通気封止部材は注湯前後において所望のキャビティー部分の減圧度を安定化させる作用を有するものである。これによって、所望のキャビティー部分への溶湯の充填が、複数の通気穴と減圧ボックスによる好ましい減圧分布に加えて、さらに安定して実施できるようになった。   As described above, the ventilation sealing member has an action of stabilizing the degree of decompression of a desired cavity portion before and after pouring. As a result, the filling of the molten metal into the desired cavity portion can be performed more stably in addition to the preferable reduced pressure distribution by the plurality of vent holes and the reduced pressure box.

なお、本実施例では減圧に複数の減圧ボックスを用いたが、所望のキャビティー部分に対する部分減圧の場合及び全体減圧の場合においても、通気封止部材は同様に作用する。   In the present embodiment, a plurality of decompression boxes are used for decompression. However, the ventilation sealing member works in the same way even in the case of partial decompression with respect to a desired cavity portion and the entire decompression.

また、通気封止部材は所望のキャビティー部分を湯口部側と分離してその減圧度を安定に保つことが機能であるので、金属片、板材等の非通気性部材又は鋳型より通気性の低い部材であれば同じ作用、効果を得ることができる。   In addition, since the vent sealing member has a function of separating a desired cavity portion from the side of the gate and keeping its degree of decompression stable, the vent sealing member is more breathable than a non-breathable member such as a metal piece or a plate material or a mold. If it is a low member, the same effect | action and effect can be acquired.

図25に実施例17を示す。本実施例では手段11を用いて、減圧して所望のキャビティーに注湯する減圧鋳造法において、実施例16に記載したように境界部付近に設ける通気封止部材を、溶湯が該部材に接してから消失又は融解するまでの時間が2秒以上5秒以下である部材とした減圧鋳造法を説明する。   Example 17 is shown in FIG. In this embodiment, in the reduced pressure casting method in which the pressure is reduced and poured into a desired cavity using the means 11, the vent sealing member provided near the boundary as described in the embodiment 16 is used. A vacuum casting method in which the time from contact to disappearance or melting is 2 to 5 seconds will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の構成は実施例16と同じである。すなわち、鋳型外表面26から複数の通気穴27を設け、それに対応する複数の減圧ボックス28によって減圧した。そして、凹部49に通気封止部材として50mm×50mm×厚さ4mmの鋼板51を設置した。 The configurations of the mold, the casting frame, and the decompression means are the same as those in the sixteenth embodiment. That is, a plurality of vent holes 27 were provided from the outer surface 26 of the mold, and the pressure was reduced by a plurality of decompression boxes 28 corresponding thereto. And the steel plate 51 of 50 mm x 50 mm x thickness 4mm was installed in the recessed part 49 as a ventilation sealing member.

本構成で作用、効果を説明する。この鋼板51は減圧の安定化の面では実施例11の発泡樹脂と全く同じ作用である。しかし本実施例では溶湯が鋼板51に到達してから、鋼板51が融解して溶湯が所望のキャビティー部分35に流入し始めるまでに約3秒かかるようにした。   The operation and effect of this configuration will be described. This steel plate 51 has exactly the same action as the foamed resin of Example 11 in terms of stabilization of reduced pressure. However, in this embodiment, after the molten metal reaches the steel plate 51, it takes about 3 seconds until the steel plate 51 melts and the molten metal begins to flow into the desired cavity portion 35.

溶湯が鋼板51に到達した状態を図25に示している。すなわち、溶湯はこの約3秒の間、図のように所望のキャビティー部分35を除いた部分を充填して静止している。したがって、注湯にともなって溶湯の流れが乱れても、この状態で溶湯は一度静止することによって、溶湯の流れの乱れはほとんど完全に解消される。つまり、注湯にともなう溶湯の動圧は静圧に変換される。これがこの通気封止部材である鋼板51のひとつの作用である。   A state in which the molten metal has reached the steel plate 51 is shown in FIG. That is, for about 3 seconds, the molten metal fills the portion excluding the desired cavity portion 35 as shown in the figure and is stationary. Therefore, even if the molten metal flow is disturbed along with the pouring, the molten metal is stopped once in this state, so that the molten metal flow is almost completely eliminated. That is, the dynamic pressure of the molten metal accompanying the pouring is converted into a static pressure. This is one function of the steel plate 51 which is the ventilation sealing member.

そして、鋼板51の融解によって溶湯が所望のキャビティー部分35に流入が可能になると、所望のキャビティー部分35の減圧と溶湯の静圧によって溶湯の流れの乱れ少なく、スムースに充填が行われるのである。 When the molten steel can flow into the desired cavity portion 35 by melting the steel plate 51, the molten metal flow is less disturbed by the reduced pressure of the desired cavity portion 35 and the static pressure of the molten metal, and the filling is performed smoothly. is there.

また、溶湯がこのように一度静止することのもうひとつの作用は、注湯にともなって溶湯の中に巻き込まれた介在物及び空気などが、溶湯との比重差で浮上して分離する時間が与えられることである。このことによって、鋳物製品の健全性を高めることができる。本実施例では溶湯が静止する時間を約3秒としたが、2秒以上5秒以下が適正である。下限の2秒は溶湯の静圧回復と介在物等の浮上のために最低必要な時間である。また上限の5秒は溶湯の温度低下や酸化を防止するために設定したものである。   In addition, another action of the molten metal once stopped in this way is the time for inclusions and air entrained in the molten metal to float and separate due to the specific gravity difference with the molten metal. Is to be given. This can improve the soundness of the cast product. In this embodiment, the time for the molten metal to stand still is about 3 seconds, but 2 seconds or more and 5 seconds or less is appropriate. The lower limit of 2 seconds is the minimum time required for recovering the static pressure of the molten metal and floating the inclusions. The upper limit of 5 seconds is set to prevent a temperature drop and oxidation of the molten metal.

以上のように、本実施例の通気封止部材は、溶湯を一時静止させることによって静圧状態での充填を可能とするとともに、注湯初期に溶湯へ混入した介在物等を浮上させ欠陥を減少させる作用を有するものである。その結果、所望のキャビティー部分への充填がさらに安定して実施できるようになった。   As described above, the vent sealing member of the present embodiment enables filling in a static pressure state by temporarily suspending the molten metal, and floats inclusions or the like mixed in the molten metal in the initial stage of pouring. It has an action to decrease. As a result, the desired cavity portion can be filled more stably.

図26と図27に実施例18を示す。図26は注湯前の状態を、図27は注湯後の状態を示す。本実施例では手段12を用いて、減圧して所望のキャビティーに注湯する減圧鋳造法において、所望のキャビティー部分に充填された溶湯が早く凝固するように、境界部付近のキャビティーの凹部に溶湯遮断部材を設置した減圧鋳造法を説明する。   Embodiment 18 is shown in FIGS. FIG. 26 shows a state before pouring, and FIG. 27 shows a state after pouring. In the present embodiment, in the vacuum casting method in which the pressure is reduced and poured into the desired cavity using the means 12, the cavity in the vicinity of the boundary portion is solidified so that the molten metal filled in the desired cavity portion solidifies quickly. A vacuum casting method in which a molten metal blocking member is installed in the recess will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の構成は実施例5と同じである。すなわち、鋳型の外表面26から複数の通気穴27を設け、それに対応する複数の減圧ボックス28によって減圧した。   The configurations of the mold, the casting frame, and the decompression means are the same as those in the fifth embodiment. That is, a plurality of ventilation holes 27 were provided from the outer surface 26 of the mold, and the pressure was reduced by a plurality of pressure reduction boxes 28 corresponding thereto.

本実施例では、所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近の下部及び上部に凹部49を設け、溶湯遮断部材としてシェル砂で成型した50mm×50mm×厚み15mmのシェル片52をキャビティー下部の凹部49に納まるように設置した。   In this embodiment, a concave portion 49 is provided near and above the boundary portion 39 between the desired cavity portion 35 and the other cavity portion 38, and a shell of 50 mm × 50 mm × thickness 15 mm molded with shell sand as a molten metal blocking member. The piece 52 was placed so as to fit in the recess 49 at the bottom of the cavity.

本構成で作用、効果を説明する。所定の減圧を行った後、所望のキャビティー部分35とほぼ等しい体積の溶湯23を注湯すると、溶湯23は前記実施例に示したように所望のキャビティー部分35を充填する。注湯中、キャビティー下部の凹部49に設置されたシェル片52は、溶湯の流れを邪魔することなく凹部49に留まっている。注湯が完了後、シェル片52は図27に示すように浮力によってキャビティー上部の凹部まで上昇して静止する。   The operation and effect of this configuration will be described. After performing a predetermined pressure reduction, when a molten metal 23 having a volume substantially equal to the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal 23 fills the desired cavity portion 35 as shown in the above embodiment. During the pouring, the shell piece 52 installed in the concave portion 49 at the bottom of the cavity remains in the concave portion 49 without obstructing the flow of the molten metal. After the pouring is completed, the shell piece 52 ascends to the concave portion at the upper part of the cavity by buoyancy as shown in FIG.

この状態で減圧を保持すると溶湯の凝固が進行するが、シェル片52に接した溶湯はシェル片52に熱を奪われるので、シェル片52がない場合よりも速やかに凝固が進行する。したがって、減圧を保持する時間を短縮することができる。   When the reduced pressure is maintained in this state, the solidification of the molten metal proceeds. However, since the molten metal in contact with the shell piece 52 is deprived of heat by the shell piece 52, the solidification proceeds more rapidly than the case without the shell piece 52. Therefore, it is possible to shorten the time for maintaining the reduced pressure.

また、注湯が完了してシェル片52が浮上した後、減圧がγH以下に下がった場合でも、溶湯の静圧によってシェル片52はキャビティー上下の凹部49の中で湯口部15側へ押付けられ、溶湯の流出を防ぐように作用する。この押付け力は溶湯の流出を完全に止め得るものではないが、若干の減圧低下であれば流出を防止できる。   In addition, even after the pouring is completed and the shell piece 52 floats up, the shell piece 52 is pressed against the pouring gate 15 side in the concave portion 49 above and below the cavity by the static pressure of the molten metal even when the pressure decreases to γH or less. And acts to prevent the molten metal from flowing out. This pressing force cannot completely stop the outflow of the molten metal, but the outflow can be prevented if the pressure is slightly reduced.

なお、この溶湯遮断部材は溶湯よりも比重が小さく、耐火性のものであればその作用、効果は同じである。溶湯遮断部材及び凹部の形状は本実施例に限定されるものではなく、適宜の形状の組合せで同じ作用、効果を得ることができる。   In addition, if this molten metal interruption | blocking member has a specific gravity smaller than a molten metal and is fireproof, the effect | action and effect are the same. The shapes of the molten metal blocking member and the concave portion are not limited to the present embodiment, and the same action and effect can be obtained by a combination of appropriate shapes.

以上のように、溶湯遮断部材を境界部付近のキャビティーの凹部に設置することによって注湯後の減圧保持時間を短縮することができ、生産効率を高めることができた。本実施例によって、所望のキャビティー部分のみへ溶湯の充填を行う本発明の減圧鋳造方法において、一つの課題である注湯後、凝固するまで一定の減圧保持時間を必要とする問題を解決又は低減することができた。 As described above, by installing the molten metal blocking member in the concave portion of the cavity in the vicinity of the boundary portion, the decompression holding time after pouring can be shortened, and the production efficiency can be improved. According to the present embodiment, in the reduced pressure casting method of the present invention in which only a desired cavity portion is filled with molten metal, one of the problems is to solve the problem of requiring a certain reduced pressure holding time until pouring after pouring. It was possible to reduce.

図28に実施例19を示す。本実施例では手段13を用いて、減圧して所望のキャビティーに注湯する減圧鋳造法において、減圧を安定して行い、かつ所望のキャビティー部分に充填された溶湯が早く凝固するように、所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に前記実施例16及び18で用いた通気封止部材と溶湯遮断部材を一体化した封止遮断部材を設置する減圧鋳造法を説明する。   FIG. 28 shows Example 19. In the present embodiment, in the reduced pressure casting method in which the pressure is reduced and poured into a desired cavity using the means 13, the pressure is stably reduced and the molten metal filled in the desired cavity portion is solidified quickly. Described below is a vacuum casting method in which a sealing blocking member in which a ventilation sealing member and a molten metal blocking member used in Examples 16 and 18 are integrated is provided near the boundary between a desired cavity portion and other cavity portions. To do.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の構成は実施例16と同じである。すなわち、鋳型外表面26から複数の通気穴27を設け、それに対応する複数の減圧ボックス28によって減圧した。   The configurations of the mold, the casting frame, and the decompression means are the same as those in the sixteenth embodiment. That is, a plurality of vent holes 27 were provided from the outer surface 26 of the mold, and the pressure was reduced by a plurality of decompression boxes 28 corresponding thereto.

本実施例では、通気封止部材として発泡樹脂50を、溶湯遮断部材としてシェル片52を用い、発泡樹脂50を上部に、シェル片52を下部にして一体化した封止遮断部材53を所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近のキャビティーの凹部49に設置した。 In this embodiment, the foamed resin 50 is used as the ventilation sealing member, the shell piece 52 is used as the molten metal blocking member, and the sealing blocking member 53 integrated with the foamed resin 50 at the top and the shell piece 52 at the bottom is desired. The cavity portion 35 and the other cavity portion 38 were installed in a cavity recess 49 near the boundary 39.

この封止遮断部材53の作用、効果は実施例16及び18に示した通気封止部材と溶湯遮断部材の2つの部材の効果を複合させたものである。すなわち、減圧時は発泡樹脂50でキャビティーの減圧の安定化をはかり、注湯後はシェル片52が浮上して境界部39付近の凝固を促進する。なお、発泡樹脂50の代わりに実施例17の鋼板51を用いても作用、効果は同じである。   The action and effect of the sealing blocking member 53 is a combination of the effects of the two members of the ventilation sealing member and the molten metal blocking member shown in Examples 16 and 18. That is, when the pressure is reduced, the foamed resin 50 stabilizes the pressure reduction of the cavity, and after pouring, the shell piece 52 rises and promotes solidification near the boundary 39. In addition, even if it uses the steel plate 51 of Example 17 instead of the foamed resin 50, an effect | action and an effect are the same.

この結果、2つの作用をもつ部材を一体として設置でき、作業性が改善された。そして、注湯時の溶湯の流れの乱れを少なくでき、また、注湯後の減圧保持時間を短縮して生産効率を高めることができるようになった。   As a result, members having two actions can be installed as one body, and workability is improved. In addition, the turbulence of the molten metal flow during pouring can be reduced, and the decompression holding time after pouring can be shortened to increase production efficiency.

図26に実施例20を示す。本実施例では手段14を用いて、減圧して所望のキャビティーに注湯する減圧鋳造法において、所望のキャビティー部分に充填された溶湯が早く凝固するように、境界部付近の通気穴及び/又は冷却穴から強い送気を行って急冷する減圧鋳造法を説明する。   Example 20 is shown in FIG. In the present embodiment, in the reduced pressure casting method in which the pressure is reduced and poured into a desired cavity using the means 14, the vent hole and the vicinity of the boundary portion are set so that the molten metal filled in the desired cavity portion solidifies quickly. A decompression casting method in which strong air is supplied from the cooling hole and then rapidly cooled will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の構成は実施例6と同じである。すなわち、鋳型外表面26から複数の通気穴27を設け、それに対応する複数の減圧ボックス28によって減圧した。   The configurations of the mold, the casting frame, and the decompression means are the same as in the sixth embodiment. That is, a plurality of vent holes 27 were provided from the outer surface 26 of the mold, and the pressure was reduced by a plurality of decompression boxes 28 corresponding thereto.

本実施例では、鋳型外表面26から溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近に向けて他の部位よりも大きく、深い冷却穴54を設けた。 In the present embodiment, a deep cooling hole 54 is provided that is larger than the other part and near the boundary 39 between the desired cavity part 35 and the other cavity part 38 to be filled with the molten metal from the outer surface 26 of the mold. .

所定の減圧を行った後、所望のキャビティー部分35とほぼ等しい体積の溶湯を注湯すると、溶湯は前記実施例に示したように所望のキャビティー部分35を充填する。その後、各通気穴27を通して吸引又は送気して冷却することができるが、その際、境界部39付近に設けた大きな、深い冷却穴54対しては大量の圧縮空気を送気して境界部39付近を速やかに冷却するようにした。なお、冷却穴54に対して強い吸引を行って冷却速度を高めることもできるが、一般には圧縮空気を送気する方が冷却速度を高めることができる。   After a predetermined pressure reduction, when a molten metal having a volume substantially equal to the desired cavity portion 35 is poured, the molten metal fills the desired cavity portion 35 as shown in the above embodiment. Thereafter, the air can be cooled by suction or air supply through the respective vent holes 27. At that time, a large amount of compressed air is supplied to the large and deep cooling holes 54 provided in the vicinity of the boundary portion 39 to supply the boundary portion. The vicinity of 39 was quickly cooled. In addition, although strong suction can be performed on the cooling hole 54 to increase the cooling rate, generally the cooling rate can be increased by supplying compressed air.

このように、境界部39付近に大きな、深い冷却穴54を設け、減圧ボックス28から大量の送気を行うことによって、境界部39付近を速やかに凝固させ、減圧保持時間を短縮することができる。   Thus, by providing a large and deep cooling hole 54 in the vicinity of the boundary portion 39 and supplying a large amount of air from the decompression box 28, the vicinity of the boundary portion 39 can be quickly solidified and the decompression holding time can be shortened. .

なお、境界部付近に設ける冷却穴はキャビティー形状の制約等がある場合は必ずしも大きく、深い必要はなく、適宜の大きさと深さとし、該部の冷却の速さは減圧ボックスからの吸引又は送気の流量で調節することもできる。また、冷却穴が設けられない場合は、境界部付近の通気穴から吸引又は送気して冷却することもできる。   Note that the cooling hole provided near the boundary is not necessarily large and deep if there is a restriction on the cavity shape, etc., and has an appropriate size and depth. It can also be adjusted by qi flow. In addition, when no cooling hole is provided, cooling can be performed by suction or air supply from a vent hole near the boundary.

以上のように、実施例18の溶湯遮断部材及び本実施例の境界部付近の通気穴及び/又は冷却穴から冷却することによって、所望のキャビティー部分のみへ溶湯を充填する減圧鋳造法のひとつの課題であった減圧保持時間が大幅に短縮された。   As described above, one of the vacuum casting methods in which the molten metal is filled only in a desired cavity portion by cooling from the melt blocking member of Example 18 and the vent hole and / or the cooling hole in the vicinity of the boundary of the present example. The reduced pressure retention time, which was an issue of, was significantly shortened.

図30に実施例21を示す。本実施例では手段15を用いて、減圧鋳造法において鋳型隙間に発生しやすいバリを防止する減圧鋳造法を説明する。   A twenty-first embodiment is shown in FIG. In the present embodiment, a vacuum casting method that uses means 15 to prevent burrs that are likely to occur in the mold gap in the vacuum casting method will be described.

鋳型及び鋳枠の基本構成は実施例1と同じである。本実施例ではバリの防止方法の原理がわかり易いように、鋳型上部に減圧フード16を載置して鋳型を全体減圧する場合について説明する。   The basic configuration of the mold and the cast frame is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the case where the decompression hood 16 is placed on the upper part of the mold and the entire mold is decompressed will be described so that the principle of the burr prevention method can be easily understood.

鋳型には中子の巾木部55に連通する送気穴57と、上下鋳型の合せ面56に連通する送気穴58を設ける。そして、減圧フード16の2個所に設けた給気穴59を通して送気管60を送気穴57、58に連通させて圧縮空気を送気するようにした。   The mold is provided with an air supply hole 57 that communicates with the core base plate 55 and an air supply hole 58 that communicates with the mating surface 56 of the upper and lower molds. Then, the air supply pipe 60 is communicated with the air supply holes 57 and 58 through the air supply holes 59 provided in two places of the decompression hood 16 so as to supply compressed air.

本構成で作用、効果を説明する。一般に減圧鋳造法では鋳型を減圧すると、中子の巾木部55や上下鋳型の合せ面56などの隙間も減圧状態になり、溶湯が浸入しやすく、バリが発生する可能性が高くなる。   The operation and effect of this configuration will be described. In general, when the mold is depressurized in the vacuum casting method, the gaps such as the core baseboard 55 and the mating surface 56 of the upper and lower molds are also in a depressurized state, so that the molten metal is likely to enter and burrs are likely to occur.

そこで、本実施例では前述のように2つの送気穴57及び58からこれらの隙間に圧縮空気を送気して、浸入する溶湯を止めるようにした。すなわち、圧縮空気の送気によって、これらの隙間の圧力は減圧による負圧にならずに正圧に保たれるので、溶湯の浸入を阻止する作用を働かせることができる。また、圧縮空気が浸入してくる溶湯を冷却して流動性を低下させるので、溶湯はさらに隙間へ浸入しにくくなる。   Therefore, in the present embodiment, as described above, compressed air is supplied from the two air supply holes 57 and 58 to these gaps to stop the molten metal entering. That is, by supplying compressed air, the pressure in these gaps is maintained at a positive pressure instead of a negative pressure due to the reduced pressure, so that an action of preventing the molten metal from entering can be exerted. Moreover, since the molten metal in which compressed air permeates is cooled to lower the fluidity, the molten metal is further less likely to enter the gap.

以上のように、バリが発生しやすい減圧鋳造法においても、バリの発生しやすい部位に送気穴を設け、そこに圧縮空気を送気することによってバリを防止できた。バリの発生がなくなったことは、従来一般的に行っている後工程でのバリ除去作業がなくなり、大幅なコスト低減と工程短縮の効果をもたらすものである。   As described above, even in the reduced pressure casting method in which burrs are likely to occur, burrs can be prevented by providing air supply holes in portions where burrs are likely to be generated and supplying compressed air thereto. The disappearance of burrs eliminates the burrs removal work in the post-process that is generally performed in the past, and brings about the effect of significant cost reduction and process shortening.

なお、本実施例では1個の製品を鋳造する場合について示したが、複数個の場合も同様に、必要部位に外表面に連通した送気穴を設けて圧縮空気を送気してバリを防止できる。
その場合には、実施例7で用いたようなセグメント状の複数の減圧ボックスを用いて、送気を行うことが最も有効である。
In this embodiment, the case where one product is cast is shown. However, in the case where a plurality of products are cast as well, similarly, a burr is formed by providing air supply holes communicating with the outer surface in necessary portions to supply compressed air. Can be prevented.
In that case, it is most effective to perform air supply using a plurality of segmented decompression boxes as used in the seventh embodiment.

図31に実施例22を示す。本実施例では手段16を用いて、減圧鋳造法において球状黒鉛鋳鉄を注湯するにあたり、実施例1乃至21によってキャビティーに高精度の所定の減圧分布を創生した減圧鋳造法が得られたことから、注湯温度を1300℃以下とした減圧鋳造法を説明する。   A twenty-second embodiment is shown in FIG. In this example, when pouring spheroidal graphite cast iron in the reduced pressure casting method using means 16, a reduced pressure casting method in which a highly accurate predetermined reduced pressure distribution was created in the cavity was obtained by Examples 1 to 21. Therefore, the vacuum casting method in which the pouring temperature is 1300 ° C. or lower will be described.

鋳型及び鋳枠の基本構成は実施例15と同じである。本実施例では、引け巣に対する注湯温度の効果を明確にするために、2つの鋳型、AとBを用意し、両鋳型とも押湯なしで注湯した。Aは通常の鋳造で無減圧で注湯し、Bは本発明による減圧鋳造法で減圧して注湯した。また、注湯温度はAでは一般的な1400℃、Bでは本発明によって高精度な減圧分布が創生でき安定した湯廻りが得られることから1300℃とした。   The basic configuration of the mold and the cast frame is the same as that of the fifteenth embodiment. In this example, in order to clarify the effect of the pouring temperature on the shrinkage nest, two molds, A and B, were prepared, and both molds were poured without a feeder. A was poured in a normal casting without decompression, and B was poured in a reduced pressure by the decompression casting method according to the present invention. In addition, the pouring temperature was set to 1300 ° C. because A is a general temperature of 1400 ° C. and B is 1300 ° C. because a highly accurate reduced pressure distribution can be created by the present invention and a stable hot water can be obtained.

溶湯は球状黒鉛鋳鉄で化学成分はC3.70%、Si2.62%、Mn0.30%、Cu0.05%、P0.032%、S0.008%、Mg0.045%である。球状化はFeSiMg合金を用いて行った。また、製品の重量は5.2kgである。 The molten metal is spheroidal graphite cast iron, and the chemical components are C 3.70%, Si 2.62%, Mn 0.30%, Cu 0.05%, P 0.032%, S 0.008% and Mg 0.045%. Spheroidization was performed using a FeSiMg alloy. The product weight is 5.2 kg.

鋳造後、製品を切断し、引け巣の面積を浸透探傷法により測定した結果、Aでは785mm、Bでは52mmであった。つまり、注湯温度を1400℃から1300℃へ100℃下げることによって、引け巣を約1/15に減少させることができた。Bは完全な無欠陥ではないが、実用的な強度ではほとんど無欠陥品とほぼ同等のものである。After casting, the product was cut, and the area of the shrinkage nest was measured by the penetrant flaw detection method. As a result, A was 785 mm 2 and B was 52 mm 2 . That is, the shrinkage nest could be reduced to about 1/15 by lowering the pouring temperature from 1400 ° C. to 1300 ° C. by 100 ° C. B is not completely defect-free, but is almost equivalent to a defect-free product in practical strength.

この結果を考察する。球状黒鉛鋳鉄では注湯後、共晶温度1150℃での凝固完了までの間に、液体収縮、黒鉛化による膨張及びオーステナイト晶出による収縮が生じる。詳細の計算は前述の手段14に記載した通りであるが、これら膨張と収縮の合計は、Aの1400℃注湯では−1.05%であり、Bの1300℃注湯では+0.45%である。   Consider this result. In spheroidal graphite cast iron, liquid shrinkage, expansion due to graphitization, and shrinkage due to austenite crystallization occur after solidification at the eutectic temperature of 1150 ° C. after pouring. Although the detailed calculation is as described in the above-mentioned means 14, the sum of the expansion and contraction is −1.05% for the 1400 ° C. pouring of A and + 0.45% for the 1300 ° C. pouring of B. It is.

したがって、Aでは合計が収縮となり引け巣が残ることになるので、引け巣をなくすためには押湯が必要であることを意味する。一方、Bでは合計が膨張となり押湯がなくても引け巣は発生しないことを意味している。 Therefore, in A, the total shrinks and a shrinkage nest remains, which means that a hot water is necessary to eliminate the shrinkage nest. On the other hand, in B, the sum is expanded, meaning that no shrinkage is generated even if there is no feeder.

ただし、これは単純な溶湯の膨張と収縮の計算のみからの判断である。引け巣の発生にはその他に、鋳型の膨張、凝固表皮の形成の速さ及び発生ガスなどの影響がある。これらの要因が前述の溶湯の膨張と収縮の合計値に加算されて作用し、このような結果になったものと思われる。 However, this is a judgment based on simple calculations of the expansion and contraction of the molten metal. In addition, the generation of shrinkage nests is affected by the expansion of the mold, the speed of formation of the solidified skin, and the generated gas. These factors are considered to be added to the above-described total value of the expansion and contraction of the molten metal, resulting in such a result.

しかし、注湯温度を100℃下げることは収縮率で1.5%の差に相当し、これを単純計算すると、5.2kgの製品においてAとBの場合の引け巣の体積差は、溶湯の比重を7.0とすると、5200/7.0×1.5/100=11.1cmとなる。つまり、例えば1cmの立方体で約11個分に相当するほど大きな引け巣の差となる。注湯温度を100℃下げる効果はこれほど大きいのである。However, lowering the pouring temperature by 100 ° C. corresponds to a difference of 1.5% in shrinkage, and if this is simply calculated, the difference in shrinkage volume between A and B in the 5.2 kg product is the molten metal If the specific gravity of 7.0 is 7.0, then 5200 / 7.0 × 1.5 / 100 = 11.1 cm 3 . That is, for example, the difference between the shrinkage nests becomes so large as to correspond to about 11 in a 1 cm 3 cube. The effect of lowering the pouring temperature by 100 ° C. is so great.

本実施例の結果は、Bの減圧鋳造法での1300℃注湯では引け巣は皆無にはならなかったが、Aの無減圧での1400℃注湯に比べ引け巣の面積はは約1/15になり、ほとんど引け巣ゼロに近いものが得られた。これは本発明の減圧鋳造法によって湯廻りがよくなり、注湯温度を100℃下げることが可能になったことによる効果である。本発明者の実験では、複数の減圧ボックスを用いる減圧方法などで、減圧を適正に行えば1250℃でも湯廻り不良なく注湯が可能であることを確認している。このような低温注湯ではさらに引け巣欠陥を減少させることができる。   As a result of this example, the shrinkage nest was not completely eliminated by the 1300 ° C. pouring in the vacuum casting method of B, but the area of the shrinkage nest was about 1 in comparison with the 1400 ° C. pouring of A at no depressurization. / 15, and a near-zero shrinkage was obtained. This is due to the fact that the hot water circulation is improved by the reduced pressure casting method of the present invention, and the pouring temperature can be lowered by 100 ° C. In the experiment of the present inventor, it has been confirmed that pouring can be carried out even at 1250 ° C. with no poor hot water if the pressure is properly reduced by a pressure reducing method using a plurality of pressure reducing boxes. Such low temperature pouring can further reduce shrinkage defects.

なお、本実施例に加えて、後述する実施例23及び24などの冷却制御を併用することによって、さらに引け巣欠陥の少ない鋳造法とすることができる。   In addition to this embodiment, a casting method with fewer shrinkage defects can be obtained by using cooling control in Examples 23 and 24, which will be described later, in combination.

以上のように、本発明の減圧鋳造法と低温注湯を組合せることによって、球状黒鉛鋳鉄では押湯なしで無欠陥に近い鋳物製品を得ることができた。なお、これは普通鋳鉄(ねずみ鋳鉄)、特殊鋳鉄などを含め、鋳鉄全般に適用することができる。特に普通鋳鉄においては、凝固形態が球状黒鉛鋳鉄のマッシー型凝固に比べて、表皮生成型凝固となるのでさらに引け巣の発生は少なくなり、本実施例がより容易に適用できる。   As described above, by combining the reduced-pressure casting method of the present invention and the low-temperature pouring, it was possible to obtain a cast product that is nearly defect-free with no sprinkler in spheroidal graphite cast iron. This can be applied to general cast iron including normal cast iron (gray cast iron) and special cast iron. In particular, in the case of ordinary cast iron, since the solidification form is a skin generation type solidification as compared with the massey type solidification of spheroidal graphite cast iron, the occurrence of shrinkage cavities is further reduced, and this embodiment can be applied more easily.

このように、押湯なしで鋳物が製造できることになれば、まず、必要な溶湯量を低減できるという直接効果が得られる。さらに、もとのキャビティーで押湯があった場所がスペースになるので、製品を追加して込めることができ、生産効率を向上することができる。また、押湯がないので解枠後の工程も製品部のみとなり、単純化されるという効果も得られる。   Thus, if a casting can be manufactured without a feeder, first, the direct effect that the amount of molten metal required can be reduced is acquired. Furthermore, since the place where the hot water was in the original cavity becomes a space, it is possible to store additional products and improve the production efficiency. In addition, since there is no feeder, the process after the release of the frame is only the product part, and the effect of being simplified can be obtained.

以上のように、本実施例の鋳鉄の減圧鋳造法は、世界の自動車、建設、機械などの分野で年間約5000万トン生産されている鋳鉄部品の製造効率を大幅に高めることができるものである。   As described above, the reduced pressure casting method of the cast iron of this embodiment can greatly increase the production efficiency of cast iron parts that are produced about 50 million tons per year in the fields of automobiles, construction, machinery, etc. in the world. is there.

図32に実施例23を示す。本実施例では手段17を用いて、減圧鋳造法において注湯後に複数の通気穴、冷却穴及び鋳型セグメントを通して吸引又は送気されるガス体の流量を制御して、充填された溶湯の所望の部位から順次凝固を進行させる減圧鋳造法を説明する。   FIG. 32 shows Example 23. In the present embodiment, the means 17 is used to control the flow rate of the gas body sucked or fed through the plurality of vent holes, cooling holes and mold segments after pouring in the vacuum casting method, so that the desired molten metal is filled. A vacuum casting method in which solidification progresses sequentially from the site will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の基本構成は実施例7と同じである。本実施例では、セグメントの選択された部位に複数の通気穴27を設け、鋳型上に載置された複数の減圧ボックス28によって吸引又は送気を行って注湯中及び注湯後の冷却を行った。   The basic configuration of the mold, the casting frame, and the decompression means is the same as that of the seventh embodiment. In the present embodiment, a plurality of vent holes 27 are provided at a selected portion of the segment, and suction or air feeding is performed by a plurality of decompression boxes 28 placed on the mold to cool during and after pouring. went.

まず、注湯前の減圧は前記実施例で述べたと同様に、製品部12と押湯部13の減圧度を高く、湯口部15側の減圧度を低い減圧分布を設定した。所定の減圧後、所望のキャビティー部分35とほぼ等しい体積の溶湯を注湯して、所望のキャビティー部分35のみに充填した。   First, the decompression before pouring was set to a decompression distribution in which the decompression degree of the product part 12 and the hot water supply part 13 was high and the decompression degree on the side of the pouring part 15 was low, as described in the above embodiment. After a predetermined pressure reduction, a molten metal having a volume substantially equal to the desired cavity portion 35 was poured to fill only the desired cavity portion 35.

ところで、一般に鋳造において引け巣を防止する方法のひとつとして、製品部12の冷却を押湯部13から遠い部分から順次押湯に向かって冷却される、いわゆる指向性凝固となるように押湯や冷し金などの位置、大きさ及び数が工夫されている。しかし、これらの方法は製品形状からくる制約があり、必ずしも望ましい指向性凝固は得られていない。   By the way, in general, as one method for preventing shrinkage in casting, the cooling of the product portion 12 is sequentially cooled from the portion far from the feeder portion 13 toward the feeder, so-called directional solidification. The position, size and number of chillers are devised. However, these methods are limited by the product shape, and the desired directional solidification is not always obtained.

本実施例では注湯完了後、高精度な指向性凝固を可能にするため、鋳型外表面26から複数の通気穴27を設け、注湯後、製品部12の押湯部13から最も遠い部位へ多量の圧縮空気を送気し、以下順次製品部12、押湯部13に流量を下げた圧縮空気を送気した。そして、湯口部15付近は弱い吸引を行った。また、溶湯を充填したい所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近は減圧保持時間を短縮させるため、早く凝固させるように冷却の初期に多量の圧縮空気を送気した。   In this embodiment, in order to enable highly accurate directional solidification after pouring is completed, a plurality of vent holes 27 are provided from the outer surface 26 of the mold, and after pouring, a portion farthest from the hot water portion 13 of the product portion 12. A large amount of compressed air was supplied to the product section, and the compressed air with the flow rate lowered was sequentially supplied to the product section 12 and the hot water supply section 13. And the suction part 15 vicinity performed weak suction. In addition, a large amount of compressed air was supplied at the initial stage of cooling so as to solidify quickly in order to shorten the decompression holding time in the vicinity of the boundary portion 39 between the desired cavity portion 35 to be filled with the molten metal and the other cavity portion 38. .

この結果、各部位の冷却速度は図32の最下段に示したようになり、押湯部12から最も遠い部分から順次凝固するような指向性凝固を行うことができた。これによって、製品部12は端面側から凝固して収縮分が順次隣接部位から供給されて健全性が向上した。場合によっては、押湯を小さく又は除去することも可能である。   As a result, the cooling rate of each part became as shown in the lowermost stage of FIG. 32, and the directional solidification that solidifies sequentially from the portion farthest from the feeder 12 could be performed. As a result, the product part 12 was solidified from the end face side, and the contraction was sequentially supplied from the adjacent part, and the soundness was improved. In some cases, it is possible to reduce or remove the feeder.

なお、溶湯を充填したい所望のキャビティー部分35とその他のキャビティー部分38の境界部39付近は初期の急冷によって冷却速度が上がるので、境界部39の急冷は押湯部13の冷却速度が上がらないように、境界部39付近が凝固するまでの最小の時間とする。 In addition, since the cooling rate of the vicinity of the boundary portion 39 between the desired cavity portion 35 to be filled with the molten metal and the other cavity portion 38 is increased by the initial rapid cooling, the rapid cooling of the boundary portion 39 increases the cooling rate of the feeder 13. The minimum time until the vicinity of the boundary 39 is solidified is set so as not to be present.

なお、本実施例では減圧と送気に同一の通気穴を使用したが、可能であれば、通気穴は望ましい減圧分布を得るためのものと、本実施例に示すような指向性凝固を得るための冷却穴との両方を設けておくことが望ましい。また、各通気穴及び冷却穴からの吸引又は送気の流量は製品各部の肉厚やその位置関係などを考慮して決めるようにする。   In this embodiment, the same vent hole is used for decompression and air supply. However, if possible, the vent hole is used to obtain a desired decompression distribution and to obtain directional solidification as shown in the present embodiment. It is desirable to provide both a cooling hole for this purpose. In addition, the flow rate of suction or air supply from each ventilation hole and cooling hole is determined in consideration of the thickness of each part of the product and its positional relationship.

以上のような高精度の指向性凝固が可能となったのは、通気穴及び冷却穴の位置、大きさ、深さなどをキャビティーのレイアウトに応じて適切に設け、複数の減圧ボックスによって適性に吸引又は送気を行ったことによるものである。通常の押湯や冷し金などによる対策では決して得られないものである。 The highly accurate directional solidification as described above is possible because the position, size, depth, etc. of the ventilation holes and cooling holes are appropriately set according to the layout of the cavity, and it is suitable with multiple decompression boxes This is because the suction or the air supply is performed. It can never be obtained by countermeasures using ordinary hot water or cold metal.

なお、本実施例は複数込めの場合にも大きな効果をもたらす。つまり、複数込めの場合に通常の押湯や冷し金で指向性凝固を得ようとすると、押湯や冷し金をたくさん用いることになり、溶湯量及び工数が多大になる傾向がある。しかし、本実施例を用いれば、実施例7の図8に示したように、キャビティーの複数の製品ブロック毎に本実施例のような通気穴及び/又は冷却穴を設け、減圧ボックスによって吸引又は送気を行えばよいので、容易に指向性凝固を得ることができる。   Note that this embodiment also has a great effect even in the case where a plurality of embodiments are included. In other words, in the case where a plurality of slags are contained, if an attempt is made to obtain directional solidification with a normal hot water or cooling metal, a large amount of hot water or cooling metal is used, which tends to increase the amount of molten metal and the number of steps. However, if the present embodiment is used, as shown in FIG. 8 of the seventh embodiment, a ventilation hole and / or a cooling hole as in the present embodiment is provided for each of a plurality of product blocks in the cavity, and suction is performed by a decompression box. Alternatively, directional coagulation can be easily obtained because air supply is performed.

以上のように、本発明の減圧鋳造法は注湯過程とともに、冷却過程も高精度に制御可能で、鋳造の最も望ましい指向性凝固を容易に行うことができる。この結果、欠陥を低減し、また押湯を削減又は省略できるという多大の効果を提供するものである。   As described above, the vacuum casting method of the present invention can control the cooling process with high accuracy as well as the pouring process, and can easily perform the most desirable directional solidification of casting. As a result, it is possible to provide a great effect that the defects can be reduced and the hot water can be reduced or omitted.

図33に実施例24を示す。本実施例では手段18を用いて、減圧鋳造法において注湯後に通気性鋳型の複数の通気穴、冷却穴及び鋳型セグメント等の各部から吸引排出されるそれぞれのガス体の温度、又は温度と流量のデータをもとに、溶湯の冷却状態を制御する減圧鋳造法について説明する。   FIG. 33 shows Example 24. In this embodiment, the temperature of each gas body sucked and discharged from each part such as a plurality of vent holes, cooling holes and mold segments of the breathable mold after pouring in the reduced pressure casting method using the means 18 or the temperature and flow rate. Based on this data, the reduced pressure casting method for controlling the cooling state of the molten metal will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の基本構成は実施例23と同じである。本実施例では、鋳型ML各部から吸引排出されるガス体の流れ79及び送気される圧縮空気の流れ80、並びに制御信号の流れ81及びデータ信号の流れ91を図33に示すように構成した。図では1個の減圧ボックスVBについて示している。 The basic configuration of the mold, the casting frame, and the decompression means is the same as that of the twenty-third embodiment. In this embodiment, the gas body flow 79 sucked and discharged from each part of the mold ML, the compressed air flow 80 to be sent, the control signal flow 81 and the data signal flow 91 are configured as shown in FIG. . In the figure, one decompression box VB is shown.

すなわち、鋳型ML各部から吸引排出されるガス体は各減圧ボックスVBを通って吸引流量・温度測定手段VMに導かれて流量と温度が測定され、そのデータ信号91は演算手段CLに送られる。そして、演算手段CLで各部の冷却状態が推算される。 That is, the gas body sucked and discharged from each part of the mold ML is guided to the suction flow rate / temperature measurement means VM through each decompression box VB, the flow rate and temperature are measured, and the data signal 91 is sent to the calculation means CL. And the cooling state of each part is estimated by the calculating means CL.

一方、送気される圧縮空気は送気流量・温度測定手段CMによって流量と温度が測定され、そのデータ信号91は演算手段CLに送られる。そして、演算手段CLで各部の冷却状態の推算のための補助データとなる。 On the other hand, the flow rate and temperature of the compressed air to be supplied are measured by the air supply flow rate / temperature measurement means CM, and the data signal 91 is sent to the calculation means CL. And it becomes auxiliary data for estimation of the cooling state of each part by the calculating means CL.

このようにして、複数の減圧ボックスVBからのガス体及び圧縮空気の温度と流量のデータにもとづいて、演算手段CLで各部の凝固状態を推算する。その結果にしたがって、望ましい冷却状態に近づけるための制御信号81が吸引流量制御手段VC及び送気流量制御手段CCに送られる。そして、各制御手段によって流量が制御されて吸引又は送気が行われる。 In this way, the solidification state of each part is estimated by the calculation means CL based on the data of the temperature and flow rate of the gas bodies and compressed air from the plurality of decompression boxes VB. According to the result, a control signal 81 for approaching a desired cooling state is sent to the suction flow rate control means VC and the air supply flow rate control means CC. The flow rate is controlled by each control means, and suction or air supply is performed.

このように、複数の通気穴と減圧ボックスVBを通るガス体と圧縮空気の温度と流量を測定することによって、鋳型各部の冷却状態が推算でき、その結果にしたがってさらに吸引及び/又は送気の流量を制御して望ましい冷却状態を得ることができた。   In this way, by measuring the temperature and flow rate of the gas body and compressed air passing through the plurality of vent holes and the decompression box VB, the cooling state of each part of the mold can be estimated, and further suction and / or air supply can be performed according to the result. The desired cooling state could be obtained by controlling the flow rate.

このような冷却制御された減圧鋳造法が可能となったのは、基本的には鋳型に設けた複数の通気穴とそれに対応する複数の減圧ボックスの効果である。本実施例は複数の減圧ボックスを用いることによって可能であるが、特に実施例7のようなセグメント状の減圧ボックスを用いる方法が最適である。すなわち、この場合には鋳型の一面全体を分割して吸引又は送気し、各部位から多くのデータが得られるので、高精度に冷却状態の推算ができ、その結果、高精度に冷却制御ができるようになった。   The fact that such a cooling-controlled decompression casting method has become possible is basically the effect of a plurality of vent holes provided in the mold and a plurality of decompression boxes corresponding thereto. Although this embodiment can be achieved by using a plurality of decompression boxes, a method using a segmented decompression box as in the seventh embodiment is particularly optimal. That is, in this case, the entire surface of the mold is divided and sucked or supplied, and a lot of data can be obtained from each part. Therefore, the cooling state can be estimated with high accuracy, and as a result, the cooling control can be performed with high accuracy. I can do it now.

なお、本実施例ではガス体及び圧縮空気の温度と流量の両方のデータを測定したが、温度のみでもほぼ同じような作用、効果を得ることができる。   In this embodiment, the data of both the temperature and flow rate of the gas body and compressed air are measured, but almost the same operation and effect can be obtained only by the temperature.

以上のように本発明によって、従来全く実施されていなかった注湯後の冷却制御を高精度にかつ容易に適用した減圧鋳造法が可能になった。このことは、従来、鋳造一般において、注湯後は自然冷却に依存していた鋳造技術の空白部分に対して、自由に冷却制御ができる技術を提供したことになり、鋳造技術の進歩の面でその意義は大きい。   As described above, according to the present invention, it is possible to perform a reduced pressure casting method in which cooling control after pouring which has not been performed at all in the past is applied with high accuracy and ease. This means that, in the conventional casting industry, a technology has been provided that enables free cooling control for blank areas of the casting technology that have relied on natural cooling after pouring. And its significance is great.

図34及び図35に実施例25を示す。本実施例では手段19によって実施例24に示した冷却制御方法を適用した減圧鋳造法において、充填された溶湯の最終凝固組織を調整する減圧鋳造法を説明する。   A twenty-fifth embodiment is shown in FIGS. In this embodiment, a vacuum casting method for adjusting the final solidification structure of the molten metal filled in the vacuum casting method to which the cooling control method shown in the embodiment 24 is applied by means 19 will be described.

鋳型、鋳枠及び減圧手段の基本構成は実施例23と同じである。本実施例では、減圧して球状黒鉛鋳鉄を注湯した後、解枠までの過程で重要な凝固領域又は変態領域の冷却を制御して所望の最終凝固組織を得るようにした。溶湯は実施例22と同じ成分の球状黒鉛鋳鉄で、通常の自然冷却ではFCD500相当の材質が得られるものである。 The basic configuration of the mold, the casting frame, and the decompression means is the same as that of the twenty-third embodiment. In this example, after reducing the pressure and pouring the spheroidal graphite cast iron, the cooling of the important solidified region or transformation region is controlled in the process up to the de-frame, so as to obtain a desired final solidified structure. The molten metal is spheroidal graphite cast iron having the same components as in Example 22, and a material equivalent to FCD500 can be obtained by ordinary natural cooling.

本実施例では注湯後、複数の通気穴及びこれに対応する複数の減圧ボックスからのガス体及び圧縮空気の温度及び流量のデータにもとづき、実施例24に示した冷却制御方法によって、通常よりも高速の冷却を行った。   In this embodiment, after pouring, based on the data of the temperature and flow rate of the gas bodies and compressed air from the plurality of vent holes and the plurality of decompression boxes corresponding thereto, the cooling control method shown in the embodiment 24 is used as usual. Even fast cooling.

図34に本実施例の冷却曲線を示した。図には上記の鋳鉄溶湯において通常の無減圧の鋳造を行って鋳型内で自然冷却したときの自然冷却曲線84と、本実施例による制御冷却をしたときの制御冷却曲線85を示した。鋳鉄の場合、共晶温度で全体の凝固が完了するまでの領域と、その後、オーステナイトがパーライトとフェライトに変態する共析変態領域83の冷却速度が最終凝固組織を決める重要な要因である。   FIG. 34 shows the cooling curve of this example. The figure shows a natural cooling curve 84 when the above cast iron molten metal is subjected to normal non-depressurized casting and naturally cooled in the mold, and a control cooling curve 85 when the controlled cooling according to this embodiment is performed. In the case of cast iron, the cooling rate of the region until the entire solidification is completed at the eutectic temperature and the eutectoid transformation region 83 where austenite is transformed into pearlite and ferrite is an important factor that determines the final solidification structure.

図34からわかるように、本実施例の制御冷却では通常冷却に比べ、共晶温度領域及び共析変態領域83の冷却速度が大きくなっている。   As can be seen from FIG. 34, the cooling rate in the eutectic temperature region and the eutectoid transformation region 83 is higher in the controlled cooling of this embodiment than in the normal cooling.

両冷却の最終凝固組織及び機械的性質を図35及び表1に示す。制御冷却したときの金属組織87は自然冷却したときの金属組織86に比べ、パーライトが多くフェライトが少ない組織になっている。また、機械的性質は自然冷却がFCD500相当であるのに対して、制御冷却ではFCD700相当で、引張強さ及び耐力が高く、かつ伸びも自然冷却と同程度の数値を示している。一般に引張強さが上がると伸びは低下するのであるが、制御冷却によってパーライトが緻密になっているので、このような伸びが得られたものである。   The final solidified structure and mechanical properties of both cooling are shown in FIG. The metal structure 87 when controlled cooling has a structure with more pearlite and less ferrite than the metal structure 86 when naturally cooled. In addition, the mechanical property is equivalent to FCD500 for natural cooling, whereas it is equivalent to FCD700 for controlled cooling, and has high tensile strength and proof stress, and elongation is the same value as natural cooling. In general, when the tensile strength increases, the elongation decreases. However, since the pearlite becomes dense by controlled cooling, such elongation is obtained.

すなわち、同じ溶湯を注湯して解枠までの過程を冷却制御することによって、通常の鋳造よりも高強度高靭性の材質を得ることができた。   That is, a material having higher strength and toughness than ordinary casting could be obtained by pouring the same molten metal and controlling the cooling until the frame was opened.

表1
Table 1

一般に鋳物材質のつくり分けは、溶湯成分の変更や、凝固した鋳物を熱処理することなどによって行われている。しかし、前者では準備する溶湯の種類が多くなり作業上の煩雑さをまねいている。また、後者では再度の加熱のための大量の熱エネルギーを消費することになるし、熱処理という余分な工程が必要になることなどから、大きなコスト増加の要因となっている。 In general, the casting material is divided by changing the molten metal components or heat-treating the solidified casting. However, in the former, the number of types of molten metal to be prepared is increased, and the work is complicated. In the latter case, a large amount of heat energy for reheating is consumed, and an extra step of heat treatment is required, which causes a significant increase in cost.

本実施例に示すような、注湯から解枠までの間に鋳型内で冷却制御することによって、最終の凝固組織を調整して所望の材質を得る鋳造法は全く実施されていなかった。したがって本実施例は、現状技術における準備する溶湯の種類の多さや、熱処理工程の問題を解決するものである。   As shown in the present example, a casting method for adjusting a final solidified structure to obtain a desired material by controlling cooling in the mold from pouring to unraveling has not been performed at all. Therefore, the present embodiment solves the problems of the number of types of molten metal prepared in the current technology and the heat treatment process.

図36に実施例26を示す。本実施例では手段20を用いて、注湯後、注湯口又は湯口部を、非通気性部材又は鋳型よりも通気性の低い部材で塞いで溶湯の凝固まで減圧を行う減圧鋳造法を説明する。   A twenty-sixth embodiment is shown in FIG. In the present embodiment, there will be described a reduced pressure casting method in which means 20 is used to close the pouring gate or the pouring gate portion with a non-breathable member or a member having a lower air permeability than the mold and reduce the pressure until the molten metal is solidified. .

鋳枠、鋳型、及び減圧方法の構成は実施例9と同じである。注湯前の状態は実施例9の図10と同じである。図36は注湯後の状態を示す。本実施例では鋳型キャビティーのうち製品部と押湯部を充填させたい所望のキャビティー部分として、その部分のみに溶湯を充填させ凝固させる場合において、注湯後の減圧度を安定に保つ効果が大きい減圧鋳造法を説明する。   The configurations of the casting frame, the mold, and the pressure reducing method are the same as those in the ninth embodiment. The state before pouring is the same as FIG. FIG. 36 shows a state after pouring. In this embodiment, as a desired cavity part to be filled with the product part and the hot metal part in the mold cavity, when the molten metal is filled and solidified only in that part, the effect of stably maintaining the degree of pressure reduction after pouring A vacuum casting method with a large value will be described.

実施例9で説明したように、注湯後、溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度をγH以上に保持すれば所期の目的を達成することができる。しかし、注湯にともなって注湯口又は湯口部が大気に開放されるのでその部分の減圧度が大きく低下し、鋳型キャビティーの減圧度も変化を受け易くなる。 As described in Example 9, after the pouring, the desired purpose can be achieved if the degree of pressure reduction in the desired cavity portion to be filled with the molten metal is maintained at γH or higher. However, since the pouring gate or the pouring gate portion is opened to the atmosphere along with pouring, the degree of decompression at that portion is greatly reduced, and the degree of decompression of the mold cavity is easily changed.

そこで、本実施例では、注湯後、注湯口21を非通気性部材92で塞いで溶湯の凝固まで減圧を行うようにした。これによって、鋳型キャビティーは注湯前とほぼ同じ密閉状態になり、その結果、減圧度を安定に保つことができる。また減圧装置の容量を小さくすることもできる。なお、非通気性部材92で塞ぐ場所は、本実施例のように注湯口21でもよいし、湯口部15でも効果は同じである。 Therefore, in this embodiment, after pouring, the pouring port 21 is closed with the non-breathable member 92 and the pressure is reduced until the molten metal is solidified. As a result, the mold cavity is in the same sealed state as before the pouring, and as a result, the degree of decompression can be kept stable. In addition, the capacity of the decompression device can be reduced. The place closed by the non-breathable member 92 may be the pouring gate 21 as in this embodiment, or the pouring portion 15 has the same effect.

非通気性部材としては、金属、樹脂、ゴム、板等が適当である。また、ある程度の空気の流入が許容できるときは、鋳型よりも通気性の低い部材、例えば布、細粒鋳型などでも一定の効果を得ることができる。 As the non-breathable member, metal, resin, rubber, plate and the like are suitable. In addition, when a certain amount of air can be allowed to flow in, a certain effect can be obtained even with a member having a lower air permeability than the mold, such as a cloth or a fine grain mold.

以上のように減圧鋳造法において、注湯後に適切な非通気性部材又は鋳型よりも通気性の低い部材で注湯口又は湯口部を塞いで密閉状態をつくることによって、安定した減圧状態を保持できるようになった。この鋳造法は減圧鋳造法全般に有効であるが、特に所望のキャビティー部分のみに溶湯を充填させ凝固させる減圧鋳造法には効果が大きい。   As described above, in the reduced pressure casting method, a stable reduced pressure state can be maintained by closing the pouring gate or the pouring gate with a suitable non-breathable member or a member having a lower air permeability than the mold after pouring to create a sealed state. It became so. This casting method is effective in general for the reduced pressure casting method, but is particularly effective for the reduced pressure casting method in which only a desired cavity portion is filled with a molten metal and solidified.

図37に実施例27を示す。本実施例では手段21を用いて、鋳型から吸引排出されたガス体を、熱交換装置72で熱交換させる、及び/又は原材料予熱装置71に供給することによって溶湯の熱を回収して有効に利用する鋳造システムについて説明する。鋳型、鋳枠及び減圧手段の基本構成は実施例23と同じである。   FIG. 37 shows Example 27. In this embodiment, the gas body sucked and discharged from the mold is heat-exchanged by the heat exchanging device 72 and / or supplied to the raw material preheating device 71 using the means 21 to effectively recover the heat of the molten metal. A casting system to be used will be described. The basic configuration of the mold, the casting frame, and the decompression means is the same as that of the twenty-third embodiment.

従来、鋳造法一般において、注湯された溶湯はその熱を鋳型に与えて凝固し、最終的に溶湯に残った熱と鋳型の熱は空気又は水によって冷却される。したがって、溶解に要した熱量は全く回収されることなく空中に放散されているのである。つまり、鋳造におけるエネルギー回収率はほとんどゼロということである。 Conventionally, in the casting method in general, the poured molten metal gives the heat to the mold to solidify, and finally the heat remaining in the molten metal and the heat of the mold are cooled by air or water. Therefore, the amount of heat required for dissolution is dissipated in the air without being recovered at all. In other words, the energy recovery rate in casting is almost zero.

本実施例では図37に示すように鋳型の上部に載置された吸引送気手段61によって吸引排出されたガス体を、熱交換装置72で熱交換させる、及び/又は原材料予熱装置71に供給するように配管を行った。これによってキャビティーに注湯された溶湯の熱を有効に利用することができるようになった。   In the present embodiment, as shown in FIG. 37, the gas body sucked and discharged by the suction / air supply means 61 placed on the upper part of the mold is subjected to heat exchange by the heat exchange device 72 and / or supplied to the raw material preheating device 71. Piping was done to do. As a result, the heat of the molten metal poured into the cavity can be used effectively.

従来、減圧鋳造法は高効率連続ラインには適用されることが少なかったこと、及び減圧鋳造方法を採用していても注湯後には吸引減圧を止めていたことなどのため、このような溶湯の熱の回収はほとんど考えられなかった。本発明によって減圧鋳造方法が高効率連続ラインにも容易に適用できるようになり、また、注湯後の冷却制御が実施可能になったことから、このように吸引排出される多量のガス体を介して溶湯の熱を回収できるようになったのである。   Conventionally, the vacuum casting method was rarely applied to a high-efficiency continuous line, and the suction vacuum was stopped after pouring even if the vacuum casting method was adopted. Most of the heat recovery was unthinkable. According to the present invention, the reduced-pressure casting method can be easily applied to a high-efficiency continuous line, and cooling control after pouring can be performed. Through this, the heat of the molten metal can be recovered.

以上のように、本発明の鋳造システムは前述の高精度な減圧制御、冷却制御とあいまって溶湯の熱エネルギーの回収の面でも多大の効果を提供するもので、総合的な高精度、高効率の減圧鋳造法を提供した。 As described above, the casting system of the present invention, combined with the above-described high-accuracy decompression control and cooling control, provides a great effect in terms of recovering the heat energy of the molten metal. A vacuum casting method was provided.

このように溶湯の熱を回収できることは、省エネルギーやCOの削減が地球規模で求められる21世紀の鋳造工場にとって、大きな革新技術のひとつとなるものである。The ability to recover the heat of the molten metal is one of the major innovations for a foundry in the 21st century, where energy saving and CO 2 reduction are required on a global scale.

図38に実施例28を示す。本実施例では手段22を用いて、本発明に用いる注湯時の減圧と注湯後の冷却のための減圧鋳造装置について説明する。   A twenty-eighth embodiment is shown in FIG. In the present embodiment, a decompression casting apparatus for decompression during pouring and cooling after pouring will be described using means 22.

本実施例では、まず鋳型外表面26に当接させる開口端62を有する複数の減圧ボックス28を鋳型外表面26に対して垂直方向に昇降する昇降手段19に取付けた。複数の減圧ボックス28は側面で連接させて1つの鋳型外表面26の湯口部15を除く全面を覆うようにした。すなわち、一つの鋳型外表面26を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、その各部から吸引又は送気ができるようにした。   In this embodiment, first, a plurality of decompression boxes 28 having open ends 62 that are brought into contact with the mold outer surface 26 are attached to the lifting means 19 that moves up and down in a direction perpendicular to the mold outer surface 26. The plurality of decompression boxes 28 are connected to each other on the side surface so as to cover the entire surface of the single mold outer surface 26 except the gate portion 15. That is, one mold outer surface 26 is virtually divided into a plurality of mold segments so that suction or air supply can be performed from each part.

次に、複数の減圧ボックス28には開口端62の反対側に吸引口31と送気口32が設けられており、これらが複数の減圧ボックス28の上部に設けられた吸引室63と送気室64にそれぞれ連通されている。なお、吸引口31は吸引室63と直接連通しているが、送気口32は吸引室63を通った連通管65によって送気室64に連通している。   Next, the plurality of decompression boxes 28 are provided with a suction port 31 and an air supply port 32 on the opposite side of the opening end 62, and these serve as a suction chamber 63 provided at the upper part of the plurality of decompression boxes 28 and an air supply port. Each chamber communicates with each other. The suction port 31 communicates directly with the suction chamber 63, but the air supply port 32 communicates with the air supply chamber 64 through a communication pipe 65 that passes through the suction chamber 63.

また、吸引室63と送気室64には、それぞれ吸引量と送気量を個別に制御する吸引流量制御手段29及び送気流量制御手段33が押付け弁の機構で昇降自在手段66に設けられている。そして、吸引室63は減圧装置に、送気室64は空気圧縮装置に連通されている。なお、吸引流量制御手段29及び送気流量制御手段33は必ずしも本実施例に示す押付け弁機構のものに限定されるものではなく、いかなる制御手段でも作用、効果は同じである。   Further, in the suction chamber 63 and the air supply chamber 64, a suction flow rate control means 29 and an air supply flow rate control means 33 for individually controlling the suction amount and the air supply amount are provided in the freely raising and lowering means 66 by the mechanism of the pressing valve. ing. The suction chamber 63 communicates with the decompression device, and the air supply chamber 64 communicates with the air compression device. The suction flow rate control means 29 and the air supply flow rate control means 33 are not necessarily limited to those of the pressing valve mechanism shown in the present embodiment, and any control means has the same operation and effect.

本構成で装置の作用、効果を説明する。複数の減圧ボックス28は1つの鋳型外表面26を覆うように配置されており、これをその鋳型外表面26に当接して載置し減圧を行う。その際、鋳型には選択された位置に複数の通気穴27を設けておき、所定の減圧分布が得られるように、各減圧ボックス28の吸引流量及び送気流量を流量制御手段29及び33で制御する。   The operation and effect of the apparatus will be described with this configuration. The plurality of decompression boxes 28 are arranged so as to cover one mold outer surface 26 and are placed in contact with the mold outer surface 26 to perform decompression. At that time, a plurality of ventilation holes 27 are provided at selected positions in the mold, and the flow rate control means 29 and 33 control the suction flow rate and the air flow rate of each pressure reduction box 28 so as to obtain a predetermined pressure reduction distribution. Control.

複数の減圧ボックス28のうちの幾つかは通気穴がない部位に当接されることになるが、その部位に対しても必要であれば吸引又は送気を行うことができる。これが、複数の減圧ボックス28を連接して鋳型外表面26を覆うようにした効果である。   Some of the plurality of decompression boxes 28 are brought into contact with a portion having no vent hole, but suction or air supply can be performed on the portion as necessary. This is an effect of connecting the plurality of decompression boxes 28 to cover the outer surface 26 of the mold.

注湯時の減圧の場合には、吸引を主とし、送気は減圧度を下げたい部位に補助的に用いる。また、注湯後の冷却においては、吸気と送気を組合せて用いる。特に強い冷却を与えたい部位には送気を行った方が冷却効果は大きい。   In the case of decompression at the time of pouring, suction is mainly used, and air supply is supplementarily used for a site where the degree of decompression is to be lowered. Also, in cooling after pouring, a combination of intake air and air supply is used. The cooling effect is greater when air is supplied to a portion where particularly strong cooling is desired.

なお、本装置と同様な構成は既に実施例7で示している。実施例7では吸引及び送気の流量制御手段は、本実施例のような吸引室63と送気室64を設けず、各減圧ボックスの吸引口と送気穴にそれぞれ直接に設けている。実施例7の吸引送気装置も作用、効果は本実施例と全く同じである。また、実施例5のように送気口を設けないで吸気口のみで吸引減圧を行なうこともできる。   A configuration similar to that of this apparatus has already been shown in the seventh embodiment. In the seventh embodiment, the suction and air flow control means are not provided with the suction chamber 63 and the air supply chamber 64 as in this embodiment, but are directly provided in the suction port and the air supply hole of each decompression box. The operation and effect of the suction / air supply device of the seventh embodiment are exactly the same as those of the present embodiment. Further, as in the fifth embodiment, the suction pressure can be reduced only by the intake port without providing the air supply port.

また、本実施例では複数の減圧ボックスを側面で連接して鋳型の外表面を覆うようにしたが、実施例11に示したように連接させないで離隔した複数の減圧ボックスとして用いることもできる。この場合には、複数の減圧ボックスを鋳型外表面に設けた複数の通気穴に合せて当接し吸引又は送気を行うようにする。   Further, in this embodiment, a plurality of decompression boxes are connected on the side surface so as to cover the outer surface of the mold. However, as shown in the embodiment 11, they can be used as a plurality of decompression boxes separated without being connected. In this case, a plurality of decompression boxes are brought into contact with a plurality of vent holes provided on the outer surface of the mold to perform suction or air supply.

この場合には吸引又は送気する減圧ボックスの数が少ないので、本実施例よりも吸引又は送気の総合的な制御精度はやや劣るが、通気穴の位置、大きさ及び深さ等を適正にすることによってほぼ同様な減圧と冷却の効果を得ることができる。 In this case, since the number of decompression boxes for suction or air supply is small, the overall control accuracy of the suction or air supply is slightly inferior to the present embodiment, but the position, size, depth, etc. of the vent holes are appropriate. Thus, substantially the same pressure reduction and cooling effects can be obtained.

以上のように、本実施例の吸引送気装置によって、高精度な減圧制御と冷却制御が可能になった。本装置は本発明の高精度な減圧鋳造方法の基本要素のひとつである。   As described above, highly accurate pressure reduction control and cooling control can be performed by the suction / air supply device of the present embodiment. This apparatus is one of the basic elements of the highly accurate vacuum casting method of the present invention.

図39に実施例29を示す。本実施例では手段23を用いて、実施例28に示した減圧鋳造装置において、複数の減圧ボックスの位置が鋳型外表面に対し平行な面で自在に変えられるようにした減圧鋳造装置を説明する。   FIG. 39 shows Example 29. In the present embodiment, description will be given of a reduced pressure casting apparatus using the means 23, in which the positions of a plurality of reduced pressure boxes can be freely changed in a plane parallel to the outer surface of the mold in the reduced pressure casting apparatus shown in the embodiment 28. .

本実施例では、複数の減圧ボックスが離隔して用いられる場合であって、各減圧ボックスの位置が鋳型に設けられた複数の通気穴に当接できるように、鋳型外表面に対し平行な面で自在に変えられるようにした。   In this embodiment, a plurality of decompression boxes are used separately, and a plane parallel to the outer surface of the mold so that the position of each decompression box can abut against a plurality of vent holes provided in the mold. Can be changed freely.

すなわち、図39に示すように2本の横桁66の上に4本の縦桁67を載置し、各縦桁67が横桁66の上をX方向88に自在に移動可能の構成にした。また、4個の減圧ボックス28は縦桁67の上に取付けられており、縦桁67に沿ってY方向89に自在に移動可能の構成にした。   That is, as shown in FIG. 39, four vertical beams 67 are placed on two horizontal beams 66, and each vertical beam 67 can move freely in the X direction 88 on the horizontal beam 66. did. Further, the four decompression boxes 28 are mounted on the stringer 67 and are configured to be freely movable in the Y direction 89 along the stringer 67.

これによって、4個の減圧ボックス28はXY方向に自在に位置決めが可能になり、鋳型に設ける複数の通気穴がどの位置であっても、容易に当接して載置できるようになった。なを、減圧ボックスの移動手段は本実施例に示した横桁及び縦桁を用いた手段に限定されるものではなく、XY方向に自在に移動できる手段であれば作用、効果は同じである。 As a result, the four decompression boxes 28 can be positioned freely in the X and Y directions, and can easily be placed in contact with each other regardless of the position of the plurality of vent holes provided in the mold. However, the means for moving the decompression box is not limited to the means using the horizontal and vertical girders shown in this embodiment, and the operation and effect are the same as long as the means can move freely in the XY directions. .

本発明の実施例1を示す図である。It is a figure which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2を示す図である。It is a figure which shows Example 2 of this invention. 本発明の実施例3を示す図である。It is a figure which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例4を示す図である。It is a figure which shows Example 4 of this invention. 本発明の実施例5を示す図である。It is a figure which shows Example 5 of this invention. 本発明の実施例6を示す図である。It is a figure which shows Example 6 of this invention. 本発明の実施例7を示す図である。It is a figure which shows Example 7 of this invention. 本発明の実施例7の複数個込めのセグメントを示す図である。It is a figure which shows the segment of multiple inclusions of Example 7 of this invention. 本発明の実施例8を示す図である。It is a figure which shows Example 8 of this invention. 本発明の実施例9の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 9 of this invention. 本発明の実施例9の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after pouring of Example 9 of this invention. 本発明の実施例10の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 10 of this invention. 本発明の実施例10の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 10 of this invention. 本発明の実施例11の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 11 of this invention. 本発明の実施例11の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 11 of this invention. 本発明の実施例12の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 12 of this invention. 本発明の実施例12の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 12 of this invention. 本発明の実施例13の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 13 of this invention. 本発明の実施例13の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 13 of this invention. 本発明の実施例14の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 14 of this invention. 本発明の実施例14の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 14 of this invention. 本発明の実施例15の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 15 of this invention. 本発明の実施例15の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 15 of this invention. 本発明の実施例16を示す図である。It is a figure which shows Example 16 of this invention. 本発明の実施例17を示す図である。It is a figure which shows Example 17 of this invention. 本発明の実施例18の注湯中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the pouring of Example 18 of this invention. 本発明の実施例18の注湯後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after the pouring of Example 18 of this invention. 本発明の実施例19を示す図である。It is a figure which shows Example 19 of this invention. 本発明の実施例20を示す図である。It is a figure which shows Example 20 of this invention. 本発明の実施例21を示す図である。It is a figure which shows Example 21 of this invention. 本発明の実施例22を示す図である。It is a figure which shows Example 22 of this invention. 本発明の実施例23を示す図である。It is a figure which shows Example 23 of this invention. 本発明の実施例24を示す図である。It is a figure which shows Example 24 of this invention. 本発明の実施例25の冷却曲線を示す図である。It is a figure which shows the cooling curve of Example 25 of this invention. 本発明の実施例25の凝固組織を示す図である。It is a figure which shows the solidification structure | tissue of Example 25 of this invention. 本発明の実施例26を示す図である。It is a figure which shows Example 26 of this invention. 本発明の実施例27を示す図である。It is a figure which shows Example 27 of this invention. 本発明の実施例28を示す図である。It is a figure which shows Example 28 of this invention. 本発明の実施例29を示す図である。It is a figure which shows Example 29 of this invention. 従来技術の気密容器を用いた全体減圧鋳造法を示す図である。It is a figure which shows the whole vacuum casting method using the airtight container of a prior art. 従来技術の空孔部を用いた部分減圧鋳造法を示す図である。It is a figure which shows the partial pressure reduction casting method using the void | hole part of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 鋳枠
2 上枠
3 下枠
4 鋳型
5 上型
6 下型
7 エヤーシール部材(上)
8 エヤーシール部材(中)
9 エヤーシール部材(上)
10 定盤
11 キャビティー
12 製品部
13 押湯部
14 湯道部
15 湯口部
16 減圧フード
17 吸引穴
18 吸引管
19 昇降手段
20 パッキン
21 注湯口
22 発泡樹脂
23 溶湯
24 重錘
25 ビニール
26 鋳型外表面
27 通気穴
28 減圧ボックス
29 吸引流量制御手段
30 気密フード
31 吸引口
32 送気口
33 送気流量制御手段
34 鋳型セグメント
35 所望のキャビティー部分
36 所望のキャビティー部分への流入口
37 所望のキャビティー部分の最上部
38 その他のキャビティー部分
39 境界部
40 水平にのびる通気穴
41 垂直にのびる通気穴
42 鋳型上面
43 鋳型搬送具
44 クランプ部材
45 金型
46 穿孔穴
47 ベント
48 気密容器
49 凹部
50 通気封止部材としての発泡樹脂
51 通気封止部材としての鋼板
52 湯道遮断部材としてのシェル片
53 封止遮断部材
54 冷却穴
55 中子の巾木部
56 鋳型の合せ面
57 巾木部に連通する送気穴
58 合せ面に連通する送気穴
59 給気穴
60 送気管
61 吸引送気手段
62 開口端
63 吸引室
64 送気室
65 連通管
66 昇降自在手段
67 横桁
68 縦桁
69 減圧装置
70 空気圧縮装置
71 原材料予熱装置
72 熱交換装置
73 気密カバー材
74 押湯又は吐かせ
75 空孔部
76 中子
77 フィルター
78 仮想の鋳型分割線
79 吸引排出されるガス体の流れ
80 圧縮空気の流れ
81 制御信号の流れ
82 共晶温度線
83 共析変態領域
84 自然冷却曲線
85 制御冷却曲線
86 自然冷却したときの金属組織
87 制御冷却したときの金属組織
88 X方向
89 Y方向
90 昇降手段の昇降方向
91 データ信号の流れ
92 非通気性部材
S 強い減圧をするセグメント
M 中程度の減圧をするセグメント
W 弱い減圧をするセグメント
E 冷却速度
F 鋳枠内面からの距離
ML 鋳型
VB 減圧ボックス
CM 送気流量・温度測定手段
CC 送気流量制御手段
CE 空気圧縮装置
VM 吸引流量・温度制御手段
VC 吸引流量制御手段
VE 減圧装置
CL 演算手段
TP 温度(℃)
TM 時間
X1、X2、X3、X4 鋳型のX方向の分割
Y1,Y2、Y3、Y4 鋳型のY方向の分割
1 Casting frame 2 Upper frame 3 Lower frame 4 Mold 5 Upper mold 6 Lower mold 7 Air seal member (upper)
8 Air seal member (middle)
9 Air seal member (top)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface plate 11 Cavity 12 Product part 13 Feeding part 14 Runway part 15 Pouring part 16 Depressurizing hood 17 Suction hole 18 Suction pipe 19 Lifting means 20 Packing 21 Pouring port 22 Foamed resin 23 Molten metal 24 Weight 25 Vinyl 26 Outside mold Surface 27 Ventilation hole 28 Decompression box 29 Suction flow control means 30 Airtight hood 31 Suction port 32 Air supply port 33 Air supply flow control means 34 Mold segment 35 Desired cavity portion 36 Inlet port to desired cavity portion 37 Desired Uppermost part of cavity part 38 Other cavity part 39 Boundary part 40 Horizontally extending ventilation hole 41 Vertically extending ventilation hole 42 Mold upper surface 43 Mold transfer tool 44 Clamp member 45 Mold 46 Perforated hole 47 Vent 48 Airtight container 49 Recessed part 50 Foamed resin as ventilation sealing member 51 Steel plate as a sealing member 52 Shell piece as a runner blocking member 53 Sealing blocking member 54 Cooling hole 55 Core baseboard 56 Mold mating surface 57 Air supply hole communicating with the baseboard 58 Communication with mating surface Air supply hole 59 Air supply hole 60 Air supply pipe 61 Suction / air supply means 62 Open end 63 Suction chamber 64 Air supply chamber 65 Communication pipe 66 Elevating / lowering means 67 Horizontal girder 68 Vertical girder 69 Pressure reducing device 70 Air compression device 71 Raw material preheating device 72 Heat Exchanger 73 Hermetic Cover Material 74 Hot Water or Spout 75 Hole Part 76 Core 77 Filter 78 Virtual Mold Dividing Line 79 Flow of Suctioned and Discharged Gas Body 80 Flow of Compressed Air 81 Flow of Control Signal 82 Crystalline temperature line 83 Eutectoid transformation region 84 Natural cooling curve 85 Control cooling curve 86 Metal structure when natural cooling 87 Metal structure when controlled cooling 88 X direction 8 Y direction 90 Lifting direction of lifting means 91 Data signal flow 92 Non-breathable member S Segment with strong decompression M Segment with moderate decompression W Segment with weak decompression E Cooling rate F Distance from inner surface of mold frame ML Mold VB decompression box CM air supply flow rate / temperature measurement means CC air supply flow rate control means CE air compressor VM suction flow rate / temperature control means VC suction flow control means VE pressure reduction device CL calculation means TP temperature (° C.)
TM Time X1, X2, X3, X4 X direction division of mold Y1, Y2, Y3, Y4 Y direction division of mold

Claims (11)

比重量γの溶湯を通気性鋳型に重力注湯する鋳造法において、該通気性鋳型のキャビティーのうちの一部である少なくとも溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態とし、前記所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を重力注湯し、該重力注湯された溶湯を前記所望のキャビティー部分のみに充填させ、前記所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で凝固させることを特徴とする減圧鋳造法。  In a casting method in which a molten metal having a specific weight γ is gravity poured into a gas-permeable mold, the degree of vacuum at a desired cavity portion to be filled with at least the molten metal that is a part of the cavity of the gas-permeable mold is set to the desired value. A negative pressure state having a value equal to or greater than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H from the melt inlet to the uppermost portion of the desired cavity portion, and the desired cavity portion A molten metal having a volume substantially equal to the volume is poured by gravity, the molten metal poured by gravity is filled only in the desired cavity portion, and the desired cavity is introduced from an inlet of the molten metal to the desired cavity portion. A vacuum casting method characterized in that solidification is performed while maintaining a height H up to the top of the part. 請求項1記載の減圧鋳造法において、前記溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度が溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態であり、かつその他のキャビティー部分の減圧度より高いことを特徴とする減圧鋳造法。  2. The vacuum casting method according to claim 1, wherein the degree of pressure reduction of a desired cavity portion to be filled with the molten metal is a negative pressure state having a value equal to or larger than an absolute value of the molten metal static pressure γH, and pressure reduction of other cavity portions. A vacuum casting method characterized by a higher temperature. 比重量γの溶湯を通気性鋳型に重力注湯する鋳造法において、該通気性鋳型のキャビティーのうちの一部である溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の体積とほぼ等しい体積の溶湯を注湯開始後、前記通気性鋳型のキャビティーのうち少なくとも溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分の減圧度を、該所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から所望のキャビティー部分の最上部までの高さHによって決まる溶湯静圧γHの絶対値以上の値の負圧状態とし、前記重力注湯された溶湯を前記所望のキャビティー部分のみに充填させ、前記所望のキャビティー部分への溶湯の流入口から該所望のキャビティー部分の最上部までの高さHを保持した状態で凝固させることを特徴とする減圧鋳造法。  In a casting method in which a molten metal having a specific weight γ is gravity poured into a gas-permeable mold, a molten metal having a volume substantially equal to the volume of a desired cavity portion to be filled with the molten metal that is a part of the cavity of the gas-permeable mold. After the start of pouring, the degree of vacuum of the desired cavity portion to be filled with at least the molten metal among the cavities of the breathable mold is set from the inlet of the melt to the desired cavity portion. A negative pressure state equal to or higher than the absolute value of the molten metal static pressure γH determined by the height H up to the uppermost part is filled, and the molten metal poured into the gravity is filled only in the desired cavity portion, and the desired cavity portion A vacuum casting method characterized in that solidification is performed while maintaining a height H from the inlet of the molten metal to the uppermost part of the desired cavity portion. 請求項1乃至3いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう直径及び/又は深さの異なる複数の通気穴を設け、前記通気性鋳型の外表面から減圧して鋳型内の前記複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法。  In the vacuum casting method according to any one of claims 1 to 3, a plurality of vent holes having different diameters and / or depths from the outer surface toward the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold. Depressurization from the outer surface of the breathable mold to form partial decompression zones around the plurality of vent holes in the mold, and create a predetermined decompression distribution in the cavity of the breathable mold to inject molten metal. A vacuum casting method characterized by hot water. 請求項1乃至3いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該複数の通気穴に対し個別に吸引又は送気して鋳型内の前記複数の適気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減庄鋳造法。  The reduced pressure casting method according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of ventilation holes from the outer surface toward the inside of the mold are provided on at least one outer surface of the breathable mold, and the plurality of ventilation holes are individually provided. A partial decompression zone is formed around each of the plurality of appropriate air holes in the mold by suction or air supply to the mold, and a predetermined decompression distribution is created in the cavity of the air-permeable mold to pour the molten metal. This is the Shosho casting method. 請求項1乃至3いずれかに記載の減圧鋳造法において、通気性鋳型の少なくとも1つの外表面に、該外表面から鋳型内部へ向かう複数の通気穴を設け、該通気性鋳型の外表面の全体又は一部を仮想的に複数の鋳型セグメントに分割し、該複数の鋳型セグメントに対し個別に吸引又は送気して前記複数の通気穴の周囲にそれぞれ部分減圧ゾーンを形成し、前記通気性鋳型のキャビティーに所定の減圧分布を創生して溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法。  The reduced pressure casting method according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of ventilation holes from the outer surface toward the inside of the mold are provided in at least one outer surface of the breathable mold, and the entire outer surface of the breathable mold is formed. Alternatively, a part is virtually divided into a plurality of mold segments, and the plurality of mold segments are individually sucked or supplied to form partial decompression zones around the plurality of vent holes, respectively, and the breathable mold A vacuum casting method characterized by creating a predetermined reduced pressure distribution in the cavity of the metal and pouring the molten metal. 請求項1乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に、非通気性又は鋳型の通気度よりも低い通気度を有しかつ溶湯の熱によって消失又は融解する通気封止部材を設置して鋳型の減圧を行いながら溶湯を注湯することを特徴とする減圧鋳造法。  7. The reduced-pressure casting method according to claim 1, wherein an air permeability that is non-breathable or lower than a mold air permeability is provided in the vicinity of a boundary portion between a desired cavity portion to be filled with the molten metal and another cavity portion. A vacuum casting method characterized in that a molten metal is poured while depressurizing a mold by installing a vent sealing member that has a degree and disappears or melts by the heat of the molten metal. 請求項7記載の減圧鋳造法において、前記通気封止部材は溶湯と接した後、消失又は溶融までの時間が2秒以上5秒以下であることを特徴とする減圧鋳造法。  8. The vacuum casting method according to claim 7, wherein after the air sealing member is in contact with the molten metal, the time until disappearance or melting is 2 seconds or more and 5 seconds or less. 請求項1乃至8いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に、溶湯よりも比重の小さい耐火材料よりなる溶湯遮断部材を前記境界部付近のキャビティー下部に設けた凹部に設置しておき、注湯完了後に前記溶湯遮断部材が浮力によって浮上し、前紀境界部付近の溶湯を遮断することを特徴とする減圧鋳造法。  9. The vacuum casting method according to claim 1, wherein the molten metal is made of a refractory material having a specific gravity smaller than that of the molten metal in a vicinity of a boundary portion between the desired cavity portion to be filled with the molten metal and another cavity portion. A pressure reducing device characterized in that a member is installed in a concave portion provided in a cavity lower part near the boundary part, and the molten metal blocking member floats by buoyancy after pouring is completed, and the molten metal near the boundary part of the early period is blocked. Casting method. 請求項1乃至6いずれかに記載の減圧鋳造法において、前記溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分と前記その他のキャビティー部分の墳界部付近のキャビティー下部に設けた凹部に、非通気性又は鋳型の通気度よりも低い通気度を有しかつ溶湯の熱によって消失又は溶解する通気封止部材と溶湯よりも比重の小さい耐火材料よりなる溶湯遮断部材を−体化した封止遮断部材を設置して鋳型の減圧を行いながら溶湯を注湯することを特徴とする減庄鋳造法。  7. The vacuum casting method according to claim 1, wherein a desired cavity portion to be filled with the molten metal and a recess provided in a cavity lower portion near a boundary portion of the other cavity portion are not vented. A sealing barrier member comprising a gas-permeable sealing member having a permeability lower than that of the mold or the mold and disappearing or melting by the heat of the molten metal and a molten metal blocking member made of a refractory material having a specific gravity smaller than that of the molten metal The Shosho casting method is characterized in that the molten metal is poured while depressurizing the mold by setting up the mold. 請求項1乃至10いずれかに記載の減庄鋳造法において、前記通気性鋳型の外表面から前記溶湯を充填させたい所望のキャビティー部分とその他のキャビティー部分の境界部付近に向けて通気穴及び/又は冷却穴を設けておき、注湯が完了した後、該通気穴及び/又は冷却穴から吸引又は送気することによって、前記境界部付近の凝固を促進させることを特徴とする減圧鋳造法。  The reduced pressure casting method according to any one of claims 1 to 10, wherein a vent hole is formed from an outer surface of the breathable mold toward a boundary portion between a desired cavity portion to be filled with the molten metal and another cavity portion. And / or a cooling hole is provided, and after the pouring is completed, solidification in the vicinity of the boundary portion is promoted by sucking or feeding air from the ventilation hole and / or the cooling hole. Law.
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