JP6142953B1 - Casting method and a pair of molds - Google Patents

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Abstract

【課題】砂層の厚みを大きくしなくとも、十分に小さな冷却速度と鋳型の劣化防止を実現できる技術を提供する。【解決手段】型合わせされることにより間に注湯空間Vを形成する一対の鋳型100,100を用いて製品を鋳造する鋳造方法において、まず、注湯空間Vを形成する注湯面領域11を有する金型1の該注湯面領域11が砂層2で覆われた一対の鋳型100,100を準備し(準備工程)、当該一対の鋳型100,100を型合わせする(型合わせ工程)(ステップS101)。そして、注湯空間Vに溶湯を注入する(注湯工程)(ステップS103)。この注湯工程の前あるいは後に、金型1と砂層2の間に隙間Qを形成する(隙間形成工程)を行う(ステップS102)。そして、注湯工程および隙間形成工程の後に、金型1を砂層2から完全に離間させる(離間工程)(ステップS104)。【選択図】図4Provided is a technique capable of realizing a sufficiently low cooling rate and prevention of deterioration of a mold without increasing the thickness of a sand layer. In a casting method of casting a product using a pair of molds 100, 100 that form a pouring space V between molds by matching the molds, first, a pouring surface region 11 that forms the pouring space V is provided. A pair of molds 100, 100 in which the pouring surface region 11 of the mold 1 having a surface is covered with the sand layer 2 is prepared (preparation process), and the pair of molds 100, 100 are mold-matched (mold matching process) ( Step S101). And a molten metal is inject | poured into the pouring space V (pouring process) (step S103). Before or after the pouring step, a gap Q is formed between the mold 1 and the sand layer 2 (gap forming step) (step S102). Then, after the pouring step and the gap forming step, the mold 1 is completely separated from the sand layer 2 (separation step) (step S104). [Selection] Figure 4

Description

本発明は、型合わせされることにより間に注湯空間を形成する一対の鋳型を用いて製品を鋳造する技術に関する。   The present invention relates to a technique for casting a product using a pair of molds that form a pouring space between the molds by matching the molds.

鋳造方法として、一対の鋳型を見切り面において型合わせして、これらの間に形成される注湯空間(製品形状を有する空間)に液体状の金属(溶湯)を注入(注湯)し、その状態で注湯空間内の溶湯が自然冷却されて固化するのを待ち、溶湯が固化した後に、両鋳型を分離して造形された製品を取り出す、というものがよく知られている。   As a casting method, a pair of molds are partly aligned on a parting surface, and a liquid metal (molten metal) is poured (pouring) into a pouring space (a space having a product shape) formed between them. It is well known that the molten metal in the pouring space is naturally cooled and solidified in a state, and after the molten metal has solidified, both molds are separated and the shaped product is taken out.

この鋳造方法では、金属の種類によっては、溶湯が固化する際の温度プロファイルが、出来上がった製品の状態に大きな影響を与える。例えば最も一般的に用いられる鋳鉄の場合、溶湯の冷却速度が速すぎると、得られる製品が硬くて脆いものとなってしまう。これを回避するためには、溶湯の冷却速度を十分小さなものとしなければならない。   In this casting method, depending on the type of metal, the temperature profile when the molten metal solidifies greatly affects the state of the finished product. For example, in the case of cast iron that is most commonly used, if the cooling rate of the molten metal is too fast, the resulting product will be hard and brittle. In order to avoid this, the cooling rate of the molten metal must be sufficiently small.

溶湯の冷却速度を小さくするためには、鋳型が、熱伝導率の小さな材料によって形成されていることが好ましい。鋳型として、金属製の金型や、砂(鋳物砂)を用いて形成される砂型がよく知られているが、溶湯の冷却速度を小さくするためには、金型よりも砂型の方が好ましいといえる。   In order to reduce the cooling rate of the molten metal, it is preferable that the mold is formed of a material having a low thermal conductivity. As molds, metal molds and sand molds formed using sand (cast sand) are well known, but sand molds are preferable to molds in order to reduce the cooling rate of the molten metal. It can be said.

しかしながら、砂型は、鋳造の度に新たに形成する必要があり、鋳物砂を循環して使用するために砂処理設備が必要となる上に作業環境が悪い。また、注入された溶湯の冷却のコントロールが困難なため冷却に長時間を要し、作業効率が悪いという問題がある。   However, the sand mold needs to be newly formed every time it is cast, and sand processing equipment is required to circulate and use the foundry sand, and the working environment is poor. Further, since it is difficult to control the cooling of the injected molten metal, there is a problem that it takes a long time for cooling and the working efficiency is poor.

そこで、例えば特許文献1には、金属製の母体の製品キャビティ面に、砂の被覆層(砂層)を形成した鋳型が記載されている。この鋳型を用いれば、溶湯が、金属製の母体ではなく、これよりも熱伝導率が小さい砂層に接触することになるので、鋳型の全体を金属で形成する通常の金型と比べて、溶湯の冷却速度を小さくすることができる。一方で、鋳型の主要部は繰り返し使用することができる金属で形成されるので、鋳型の全体を砂で形成する通常の砂型と比べて、短時間で効率よく砂層を形成することができ、一度の鋳造に必要な砂の量も少なくてすむ。   Thus, for example, Patent Document 1 describes a mold in which a sand coating layer (sand layer) is formed on the product cavity surface of a metal base. When this mold is used, the molten metal is not in contact with a metal base, but is in contact with a sand layer having a lower thermal conductivity. Therefore, compared to a normal mold in which the entire mold is made of metal, The cooling rate can be reduced. On the other hand, since the main part of the mold is formed of a metal that can be used repeatedly, the sand layer can be formed efficiently in a short time compared to a normal sand mold in which the entire mold is formed of sand. The amount of sand required for casting is less.

特開2004-1024号公報JP 2004-1024

特許文献1の鋳型によると、溶湯を覆う砂層の厚みが薄いため、冷却速度を十分小さくすることができず、従来の砂型で製造していた製品と比較すると多くの場合未だ硬く、脆いという問題がある。また、砂層の厚みが薄くその断熱効果が弱いために、金属製の母体が溶湯によって受ける熱ダメージが大きい。したがって、母体を繰り返し利用することができる回数が少なくなってしまうという問題もある。
一方で、断熱効果を高めるために砂層の厚みを大きくしようとすると、一度の鋳造に必要な砂の量が多くなるとともに、砂層の形成に要する時間も長くなってしまう。
According to the mold of Patent Document 1, since the thickness of the sand layer covering the molten metal is thin, the cooling rate cannot be sufficiently reduced, and in many cases, it is still hard and brittle compared to products manufactured with conventional sand molds. There is. In addition, since the sand layer is thin and its heat insulating effect is weak, the metal base is greatly damaged by the molten metal. Therefore, there is a problem that the number of times the mother body can be used repeatedly is reduced.
On the other hand, if the thickness of the sand layer is increased in order to enhance the heat insulation effect, the amount of sand required for one casting increases and the time required for forming the sand layer also increases.

本発明が解決しようとする課題は、砂層の厚みを大きくしなくとも、十分に小さな冷却速度と鋳型の劣化防止を実現できる技術を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a technique capable of realizing a sufficiently low cooling rate and prevention of deterioration of the mold without increasing the thickness of the sand layer.

上記課題を解決するために成された本発明は、
型合わせされることにより間に注湯空間を形成する一対の鋳型を用いて製品を鋳造する鋳造方法であって、
a)前記注湯空間を形成する注湯面領域を有する金型の該注湯面領域が砂層で覆われた一対の鋳型を準備する準備工程と、
b)前記一対の鋳型を型合わせする型合わせ工程と、
c)前記型合わせ工程の後に、前記注湯空間に溶湯を注入する注湯工程と、
d)前記注湯工程の前あるいは後に、前記金型と前記砂層の間に隙間を形成する隙間形成工程と、
e)前記注湯工程および前記隙間形成工程の後に、前記金型を前記砂層から完全に離間させる離間工程と、
を備える。
The present invention made to solve the above problems
A casting method for casting a product using a pair of molds that form a pouring space between the molds,
a) a preparation step of preparing a pair of molds in which the pouring surface area of the mold having the pouring surface area forming the pouring space is covered with a sand layer;
b) a mold matching step of matching the pair of molds;
c) a pouring step of injecting molten metal into the pouring space after the mold matching step;
d) a gap forming step of forming a gap between the mold and the sand layer before or after the pouring step;
e) a separation step of completely separating the mold from the sand layer after the pouring step and the gap formation step;
Is provided.

金型とその注湯面領域を覆う砂層の間に隙間が形成されることによって、注湯面領域と砂層の間に空気の層が形成される。空気は砂よりも熱伝導率が小さいため、この空気の層は、注湯工程で注湯空間に注入された溶湯と金型の間における主要な断熱層として作用する。したがって、砂層の厚みが薄くても、溶湯の冷却速度を十分に小さなものとすることができるとともに、金型が溶湯の熱でダメージを受けることも抑制される。すなわち、砂層の厚みを大きくしなくとも、十分小さな冷却速度と鋳型の劣化防止を実現できる。   By forming a gap between the mold and the sand layer covering the pouring surface area, an air layer is formed between the pouring surface area and the sand layer. Since air has a lower thermal conductivity than sand, this layer of air acts as a main heat insulating layer between the molten metal injected into the pouring space and the mold in the pouring step. Therefore, even if the sand layer is thin, the cooling rate of the molten metal can be made sufficiently small, and the mold can be prevented from being damaged by the heat of the molten metal. That is, a sufficiently low cooling rate and prevention of mold deterioration can be realized without increasing the thickness of the sand layer.

隙間形成工程において形成される隙間の大きさ(空気層の厚さ)は、その断熱効果を得るためには0.1mm以上であればよい。ただし、この隙間が過度に大きくなると、注湯空間に注入された溶湯を砂層だけで独立して確実に保持できるように砂層の厚みを大きくする必要が出てくる。この隙間が3mm以下であれば、注湯空間が砂層だけで保持できない不測の事態が生じたとしても、すぐに金型を閉じて注湯空間を閉鎖することができるので、このような不測の事態に備えて砂層の厚みを大きくしておく必要がない。
また、隙間形成工程においては、砂層の少なくとも一部と金型の間に隙間が形成されていればよく、必ずしも砂層の全体と金型の間に隙間が形成されなくともよい。
また、ここで用いられる一対の鋳型における砂層の厚みは、10mm以下とすることができ、特に2mm程度であることが好ましい。
The size of the gap formed in the gap forming step (the thickness of the air layer) may be 0.1 mm or more in order to obtain the heat insulation effect. However, when this gap becomes excessively large, it becomes necessary to increase the thickness of the sand layer so that the molten metal poured into the pouring space can be reliably and independently held only by the sand layer. If this gap is 3 mm or less, even if an unforeseen situation where the pouring space cannot be held only by the sand layer occurs, the mold can be closed immediately and the pouring space can be closed. It is not necessary to increase the thickness of the sand layer in preparation for the situation.
Further, in the gap forming step, it is sufficient that a gap is formed between at least a part of the sand layer and the mold, and the gap does not necessarily have to be formed between the entire sand layer and the mold.
Further, the thickness of the sand layer in the pair of molds used here can be 10 mm or less, and particularly preferably about 2 mm.

上記の鋳造方法において、隙間形成工程を注湯工程の前に行えば、注湯開始の瞬間から、溶湯の冷却速度を十分小さなものに抑えることができるので、溶湯が注入されてから固化するまでの冷却プロファイルを特に好ましいものとすることができる。また、この構成によると、金型が溶湯によって熱的ダメージを受けることが十分に回避できるので、金型の劣化を十分に抑制することができる。   In the above casting method, if the gap forming step is performed before the pouring step, the cooling rate of the molten metal can be suppressed to a sufficiently small value from the start of pouring until the molten metal is solidified after being injected. The cooling profile can be particularly preferred. Moreover, according to this structure, since it can fully avoid that a metal mold | die receives a thermal damage by a molten metal, deterioration of a metal mold | die can fully be suppressed.

一方、上記の鋳造方法において、隙間形成工程を注湯工程の後に行えば、溶湯が注入される間は砂層と金型の間に隙間が形成されておらず、砂層が金型によってバックアップされた状態となっているので、注入された溶湯が注湯空間から漏れ出る、また、溶湯を注入した際の衝撃で砂層が損傷する、等といった事態を回避できる。   On the other hand, in the above casting method, if the gap forming step is performed after the pouring step, no gap is formed between the sand layer and the mold while the molten metal is poured, and the sand layer is backed up by the mold. Since it is in a state, it is possible to avoid such a situation that the injected molten metal leaks from the pouring space, or the sand layer is damaged by an impact when the molten metal is injected.

なお、隙間形成工程を、注湯工程の後に行う場合、当該隙間形成工程を行うタイミングは、注湯空間に注入された溶湯の状態が変化するタイミングに応じて規定することが好ましい。
例えば溶湯が鋳鉄の溶湯である場合、隙間形成工程を、黒鉛膨張が終了するタイミングで行ってもよい。この場合、黒鉛膨張が生じている間は砂層が金型によってバックアップされた状態となっているので、黒鉛膨張による引け巣発生の抑制効果を期待することができる。
また例えば、隙間形成工程を、溶湯が初晶温度に達する前に行ってもよい。この場合、溶湯が液体状態の段階から、溶湯の冷却速度を十分小さなものに抑えることができるので、溶湯が注入されてから固化するまでの冷却プロファイルを十分に好ましいものとすることができる。
また例えば、隙間形成工程を、溶湯が初晶温度に達した以後であって共晶温度に達する前に行ってもよいし、溶湯が共晶温度に達した以後であってA1変態点に達する前に行ってもよい。
In addition, when performing a clearance gap formation process after a pouring process, it is preferable to prescribe | regulate the timing which performs the said clearance gap formation process according to the timing when the state of the molten metal inject | poured into the pouring space changes.
For example, when the molten metal is a cast iron molten metal, the gap forming step may be performed at the timing when the graphite expansion ends. In this case, since the sand layer is backed up by the mold while the graphite expansion is occurring, it is possible to expect the effect of suppressing shrinkage nest generation due to the graphite expansion.
Further, for example, the gap forming step may be performed before the molten metal reaches the primary crystal temperature. In this case, since the molten metal can be kept at a sufficiently low cooling rate from the stage where the molten metal is in a liquid state, the cooling profile from when the molten metal is injected until solidified can be made sufficiently favorable.
Further, for example, the gap forming step may be performed after the molten metal reaches the primary crystal temperature and before reaching the eutectic temperature, or after the molten metal reaches the eutectic temperature and reaches the A1 transformation point. You may go before.

また、本発明は、製品の鋳造に用いられる一対の鋳型にも向けられている。当該一対の鋳型は、
型合わせされることにより間に注湯空間を形成する一対の鋳型であって、各鋳型が、
前記注湯空間を形成する注湯面領域を有する金型と、
前記注湯面領域を覆う砂層と、
前記注湯面領域に対して出没可能に設けられたピン部材と、
を備え
前記一対の鋳型が型合わせされた状態から、両金型を互いに離間する向きに相対移動させて前記ピン部材を前記注湯面領域から突出させた場合に、各鋳型の金型と砂層の間に隙間が形成されるように構成されている。
The present invention is also directed to a pair of molds used for casting products. The pair of molds is
A pair of molds that form a pouring space between the molds by matching the molds,
A mold having a pouring surface region forming the pouring space;
A sand layer covering the pouring surface area;
A pin member provided so as to be able to appear and retract with respect to the pouring surface area;
Equipped with a,
When the pair of molds are aligned with each other, the two molds are moved relative to each other in a direction away from each other, and the pin member protrudes from the pouring surface area. A gap is formed in the gap.

この構成によると、一対の鋳型が型合わせされた状態において、金型に設けられたピン部材を、注湯面領域から突出する方向に押して砂層に当接させてこれに押しつけることによって、一対の砂層を型合わせされた状態に支持することができる。そして、この状態から、複数のピン部材に対して一対の金型だけを互いに離間する向きに相対移動させることによって、当該型合わせされた状態の砂層と金型の間に隙間を形成することができる。
According to this configuration, in a state in which the pair of molds are matched with each other, the pin member provided on the mold is pushed in the direction protruding from the pouring surface region, is brought into contact with the sand layer, and is pressed against the sand layer. The sand layer can be supported in a matched state. From this state, by moving the pair of molds relative to each other in a direction away from each other with respect to the plurality of pin members, a gap can be formed between the sand layer and the mold in the mold-matched state. it can.

本発明によると、金型とその注湯面領域を覆う砂層の間に隙間が形成されることによって、注湯面領域と砂層の間に空気の層が形成される。空気は砂よりも熱伝導率が小さいため、この空気の層は、注湯空間に注入された溶湯と金型の間における主要な断熱層として作用する。したがって、砂層の厚みが薄くても、溶湯の冷却速度を十分に小さなものとすることができるとともに、金型が溶湯の熱でダメージを受けることも抑制される。すなわち、砂層の厚みを大きくしなくとも、十分小さな冷却速度と鋳型の劣化防止を実現できる。   According to the present invention, an air layer is formed between the pouring surface area and the sand layer by forming a gap between the mold and the sand layer covering the pouring surface area. Since air has a lower thermal conductivity than sand, this layer of air acts as a main heat insulating layer between the molten metal injected into the pouring space and the mold. Therefore, even if the sand layer is thin, the cooling rate of the molten metal can be made sufficiently small, and the mold can be prevented from being damaged by the heat of the molten metal. That is, a sufficiently low cooling rate and prevention of mold deterioration can be realized without increasing the thickness of the sand layer.

実施形態に係る一対の鋳型を模式的に示す図。The figure which shows typically a pair of casting_mold | template which concerns on embodiment. 一対の鋳型が型合わせされた状態、および、金型と砂層の間に隙間が形成された状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state in which the pair of casting_mold | templates matched type | mold, and the state in which the clearance gap was formed between the metal mold | die and the sand layer. 一対の鋳型の製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of a pair of casting_mold | template. 一対の鋳型を用いて製品を鋳造する方法を説明するための図。The figure for demonstrating the method of casting a product using a pair of casting_mold | template. 溶湯の冷却曲線を模式的に示す図。The figure which shows the cooling curve of a molten metal typically. 金型の温度変化を模式的に示す図。The figure which shows the temperature change of a metal mold | die typically. 一対の鋳型を用いて製品を鋳造する別の方法を説明するための図。The figure for demonstrating another method of casting a product using a pair of casting_mold | template.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.

<1.鋳型の構成>
実施形態に係る一対の鋳型の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、一対の鋳型100,100を模式的に示す側断面図である。図2は、一対の鋳型100,100が型合わせされた状態および金型1と砂層2の間に隙間が形成された状態を模式的に示す側断面図である。
<1. Mold configuration>
The configuration of the pair of molds according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a pair of molds 100, 100. FIG. 2 is a side cross-sectional view schematically showing a state in which the pair of molds 100 and 100 are matched with each other and a state in which a gap is formed between the mold 1 and the sand layer 2.

一対の鋳型100,100は、対向配置されて型合わせされることにより、間に注湯空間Vを形成するものであり、各鋳型100は、金型1と、これに形成された薄肉の砂層2と、金型1に設けられた複数のピン部材3と、を備える。   The pair of molds 100 and 100 are arranged opposite to each other to form a pouring space V between them, and each mold 100 is composed of a mold 1 and a thin sand layer formed thereon. 2 and a plurality of pin members 3 provided on the mold 1.

金型1は、金属(具体的には例えば鋳鉄)により形成され、主面10側に、注湯空間Vを形成する面領域(注湯面領域)11と、これに連なる見切り面12とが形成されている。注湯面領域11は、製品の外形を模しつつ、それよりも一回り大きい形状となっている。また、注湯面領域11の一部は、注湯空間V内に溶湯を注ぎ入れるための湯口を形成している。一方、見切り面12は、注湯面領域11を取り囲むように形成され、平坦な形状となっている。   The mold 1 is made of metal (specifically, for example, cast iron), and has a surface region (a pouring surface region) 11 for forming a pouring space V and a parting surface 12 connected to the main surface 10 side. Is formed. The pouring surface region 11 has a shape that is slightly larger than the outer shape of the product while imitating the outer shape of the product. Further, a part of the pouring surface area 11 forms a pouring gate for pouring the molten metal into the pouring space V. On the other hand, the parting surface 12 is formed so as to surround the pouring surface region 11 and has a flat shape.

砂層2は、砂(すなわち鋳物砂であり、ここでは例えばレジンコーテッドサンド)を焼成することにより形成される(具体的な形成方法については後に説明する)。
砂層2は、注湯面領域11を被覆する。砂層2における注湯面領域11を被覆する部分は、表面が製品の外形を模した形状となっている。なお、砂層2は、注湯面領域11だけでなく、金型1の見切り面12の少なくとも一部分をさらに覆ってもよい。図示の例では、見切り面12の全体を被覆するように砂層2が形成されている。もっとも、砂層2は、必ずしも見切り面12を被覆していなくともよく、注湯面領域11のみを被覆するように形成されてもよい。
また、砂層2の厚みは、10mm以下とすることができ、特に2mm程度であることが好ましい。
The sand layer 2 is formed by firing sand (that is, cast sand, for example, resin-coated sand) (a specific forming method will be described later).
The sand layer 2 covers the pouring surface area 11. The portion of the sand layer 2 covering the pouring surface region 11 has a surface simulating the outer shape of the product. The sand layer 2 may further cover at least a part of the parting surface 12 of the mold 1 as well as the pouring surface region 11. In the illustrated example, the sand layer 2 is formed so as to cover the entire parting surface 12. However, the sand layer 2 does not necessarily have to cover the parting surface 12 and may be formed to cover only the pouring surface region 11.
The thickness of the sand layer 2 can be 10 mm or less, and particularly preferably about 2 mm.

複数のピン部材3は、金型1と砂層2の間に隙間を形成するための部材である。各ピン部材3は、例えば、細長い棒状の部材であり、金型1に形成されたピン挿通孔13に挿通されている。
ピン挿通孔13は、その内径がピン部材3の外径よりも僅かに大きく、一端において金型1の主面10側(すなわち、注湯面領域11、あるいは、見切り面12)に開口し、直線状に延在して、他端において金型1の背面(主面10とは反対側の面)に開口している。金型1には、ピン部材3と同数個のピン挿通孔13が形成されている。複数のピン挿通孔13は、金型1に対して満遍なくレイアウトされていることが好ましい。
複数のピン部材3の各々は、複数のピン挿通孔13のいずれかに挿通されて、一端が注湯面領域11、あるいは、見切り面12と一致する(面一となる)ように配置された状態で、他端において(すなわち、金型1の背面側において)連結部材30を介して互いに連結されている。この構成において、連結部材30を、金型1の背面に対して近接あるいは離間させる方向に移動させることによって、各ピン部材3の先端を、注湯面領域11、あるいは、見切り面12に対して同期して出没させることができる。
The plurality of pin members 3 are members for forming gaps between the mold 1 and the sand layer 2. Each pin member 3 is, for example, an elongated rod-like member, and is inserted through a pin insertion hole 13 formed in the mold 1.
The pin insertion hole 13 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the pin member 3, and opens at one end to the main surface 10 side of the mold 1 (that is, the pouring surface region 11 or the parting surface 12). It extends linearly and opens at the other end on the back surface of the mold 1 (surface opposite to the main surface 10). The mold 1 has the same number of pin insertion holes 13 as the pin members 3. The plurality of pin insertion holes 13 are preferably laid out uniformly with respect to the mold 1.
Each of the plurality of pin members 3 is inserted into one of the plurality of pin insertion holes 13 and arranged so that one end thereof coincides with (is flush with) the pouring surface region 11 or the parting surface 12. In the state, they are connected to each other via the connecting member 30 at the other end (that is, on the back side of the mold 1). In this configuration, the tip of each pin member 3 is moved with respect to the pouring surface region 11 or the parting surface 12 by moving the connecting member 30 in a direction to approach or separate from the back surface of the mold 1. Can be infested synchronously.

このような構成を備える一対の鋳型100を型合わせすると(図2の左側)、間に注湯空間Vが形成される。この注湯空間Vは、砂層2で囲まれるとともにその外側が金型1で囲まれた空間(つまり、砂層2と金型1で二重に囲まれた空間)となっている。この状態において、複数のピン部材3を注湯面領域11、あるいは、見切り面12から突出する方向に押して砂層2に当接させてこれに押しつけることによって、一対の砂層2を型合わせされた状態(すなわち、互いの周縁が密着した状態)に支持することができる。そして、この状態から、複数のピン部材3を固定しつつ、これらに対して一対の金型1だけを互いに離間する向きに相対移動させることによって、砂層2(すなわち、型合わせされた状態の砂層2)と金型1の間に隙間Qを形成することができる。   When a pair of molds 100 having such a configuration are matched (left side in FIG. 2), a pouring space V is formed between them. The pouring space V is a space surrounded by the sand layer 2 and surrounded by the mold 1 (that is, a space doubled by the sand layer 2 and the mold 1). In this state, the plurality of pin members 3 are pressed in the direction protruding from the pouring surface area 11 or the parting surface 12 and brought into contact with and pressed against the sand layer 2, whereby the pair of sand layers 2 are matched with each other (That is, a state in which the peripheral edges are in close contact with each other). Then, from this state, the plurality of pin members 3 are fixed, and only the pair of molds 1 are moved relative to each other in a direction away from each other, whereby the sand layer 2 (that is, the sand layer in a matched state). A gap Q can be formed between 2) and the mold 1.

<2.鋳型100,100の製造方法>
鋳型100,100を製造する方法の一例について、図1、図2に加え、図3を参照しながら説明する。図3は、当該方法を説明するための図である。
<2. Manufacturing method of mold 100, 100>
An example of a method for manufacturing the molds 100 will be described with reference to FIG. 3 in addition to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the method.

ステップS1:まず、一対の金型1と、鋳造目的製品の模型7を準備する。金型1の主面10には、上述したとおり、注湯面領域11とこれに連なる見切り面12とが形成されている。また、金型1には、主面10側から背面側に貫通するピン挿通孔13(図3では図示省略)が複数個形成されており、各ピン挿通孔13にピン部材3が挿通されている。
模型7は、薄板平板部分71を備える。薄板平板部分71の各主面には、製品形状を模した形状部分(製品形状部分)72,73が形成されている。また、模型7には、ヒータが内蔵されている。
Step S1: First, a pair of molds 1 and a casting target product model 7 are prepared. As described above, the pouring surface region 11 and the parting surface 12 connected thereto are formed on the main surface 10 of the mold 1. The die 1 is formed with a plurality of pin insertion holes 13 (not shown in FIG. 3) that penetrate from the main surface 10 side to the back side, and the pin member 3 is inserted into each pin insertion hole 13. Yes.
The model 7 includes a thin flat plate portion 71. Shape portions (product shape portions) 72 and 73 simulating the product shape are formed on the main surfaces of the thin plate portion 71. Further, the model 7 has a built-in heater.

ステップS2:次に、模型7を挟んで、一対の金型1を、見切り面12を介して対向配置する。ここで、模型7(好ましくは、模型7の薄板平板部分71)には、棒状の突起711が間隔をあけて複数個設けられており、この突起711によって、各金型1と模型7との間に隙間20が形成された状態となる。
この隙間20の大きさ(具体的には、注湯面領域11と模型7の製品形状部分72,73の間の離間距離)は、形成したい砂層2の厚みに応じて規定すればよい。例えば厚みが2mmの砂層2を形成したい場合、当該隙間20の大きさを2mm程度とすればよい。隙間20の大きさは、突起711の寸法で調整することができる。
なお、この隙間20は、見切り面12と模型7の薄板平板部分71の間にまで亘っていてもよい。この場合、見切り面12と薄板平板部分71の間の寸法は、0.3mm程度であることが好ましい。隙間20が、見切り面12と薄板平板部分71の間にまで亘るものとなっている場合、注湯面領域11だけでなく見切り面12を覆うような砂層2が形成されることになる。もっとも、見切り面12と薄板平板部分71は隙間無く接触していてもよく、この場合は、注湯面領域11だけを覆うような砂層2が形成されることになる。
なお、薄板平板部分71の側面の全体(ただし、上側の側面の一部分と下側の側面の一部分を除く全体)には外側に張り出したフランジ部712が形成されており、フランジ部712が金型1の外周面に当接することによって、当該隙間20が、上下に開口部を形成しつつ閉鎖された空間となる。
Step S2: Next, a pair of molds 1 are arranged opposite to each other with the parting surface 12 sandwiched between the models 7. Here, a plurality of rod-like protrusions 711 are provided on the model 7 (preferably, the thin plate portion 71 of the model 7) at intervals, and the protrusions 711 allow the mold 1 and the model 7 to be connected to each other. A gap 20 is formed between them.
What is necessary is just to prescribe | regulate the magnitude | size (specifically the separation distance between the pouring surface area | region 11 and the product shape parts 72 and 73 of the model 7) of this clearance gap 20 according to the thickness of the sand layer 2 to form. For example, when it is desired to form the sand layer 2 having a thickness of 2 mm, the size of the gap 20 may be about 2 mm. The size of the gap 20 can be adjusted by the size of the protrusion 711.
The gap 20 may extend between the parting surface 12 and the thin plate portion 71 of the model 7. In this case, the dimension between the parting surface 12 and the thin plate portion 71 is preferably about 0.3 mm. When the gap 20 extends between the parting surface 12 and the thin plate portion 71, the sand layer 2 that covers not only the pouring surface area 11 but also the parting surface 12 is formed. However, the parting surface 12 and the thin plate portion 71 may be in contact with each other without any gap, and in this case, the sand layer 2 that covers only the pouring surface region 11 is formed.
Note that a flange portion 712 projecting outward is formed on the entire side surface of the thin plate portion 71 (however, excluding a portion of the upper side surface and a portion of the lower side surface), and the flange portion 712 is a mold. By abutting on the outer peripheral surface of 1, the gap 20 becomes a closed space while forming openings on the top and bottom.

ステップS3:次に、金型1と模型7の間の隙間20に砂80を充填する。ここで用いられる砂80は、鋳物砂であり、具体的には、骨材(例えば、硅砂、山砂、アルミナ砂、オリビン砂、クロマイト砂、ジルコン砂、ムライト砂、人工砂、中空の粒子(具体的には例えば、中空のセラミックス粒子)、等)を、フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂等でコーティングしたものであり、所謂「レジンコーテッドサンド(RCS)」である。骨材として中空の粒子を用いることによって、砂層2を、高い断熱効果を有する断熱層とすることができる。
隙間20に砂80を充填するにあたっては、具体的には、当該隙間20の上側の開口部に砂供給カップ81をセットすると共に、下側の開口部に吸引装置82をセットする。そして、砂供給カップ81から上側の開口部を介して隙間20に向けて砂80を供給しつつ、下側の開口部に吸引装置82で吸引圧を形成する。これによって、隙間20に砂80が充填されていく。もっとも、隙間20に砂80を充填する方法はこれに限られるものではなく、例えばブロー方式(吹き込み方式)で行ってもよい。
Step S3: Next, the gap 80 between the mold 1 and the model 7 is filled with sand 80. The sand 80 used here is foundry sand, specifically, aggregates (for example, dredged sand, mountain sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, mullite sand, artificial sand, hollow particles ( Specifically, for example, hollow ceramic particles), etc. are coated with a thermosetting resin such as a phenol-based resin, which is a so-called “resin coated sand (RCS)”. By using hollow particles as the aggregate, the sand layer 2 can be a heat insulating layer having a high heat insulating effect.
When filling the gap 80 with the sand 80, specifically, the sand supply cup 81 is set in the upper opening of the gap 20 and the suction device 82 is set in the lower opening. Then, a suction pressure is formed by the suction device 82 in the lower opening while supplying the sand 80 from the sand supply cup 81 toward the gap 20 through the upper opening. As a result, the sand 80 is filled into the gap 20. However, the method of filling the gap 80 with the sand 80 is not limited to this, and may be performed by, for example, a blow method (blow method).

ステップS4:隙間20の全体に砂80が充填されると、続いて、模型7に内蔵されたヒータ等を用いて隙間20に充填された砂80を加熱する。すると、隙間20に充填された砂80が、熱硬化反応により金型1に付着し、焼成される。これによって、金型1に、これを被覆する砂層2が形成される。隙間20の大きさが2mmの場合、形成される砂層2の厚みは約2mmとなる。また、隙間20が、見切り面12と模型7の間にも亘っている場合、注湯面領域11だけでなく見切り面12を覆うような砂層2が形成される。   Step S4: When the sand 80 is filled in the entire gap 20, the sand 80 filled in the gap 20 is subsequently heated using a heater or the like built in the model 7. Then, the sand 80 filled in the gap 20 adheres to the mold 1 by the thermosetting reaction and is baked. As a result, a sand layer 2 covering the mold 1 is formed. When the size of the gap 20 is 2 mm, the thickness of the formed sand layer 2 is about 2 mm. In addition, when the gap 20 extends between the parting surface 12 and the model 7, the sand layer 2 that covers not only the pouring surface region 11 but also the parting surface 12 is formed.

ステップS5:次に、各金型1(すなわち、砂層2が形成された金型1)を模型7から完全に離間させる。これによって、一対の鋳型100,100が得られる。   Step S5: Next, each mold 1 (that is, the mold 1 on which the sand layer 2 is formed) is completely separated from the model 7. Thus, a pair of molds 100, 100 are obtained.

<3.製品9の製造方法>
次に、一対の鋳型100,100を用いて製品(鋳物製品)9を鋳造する方法について、図4を参照しながら説明する。図4は、当該方法を説明するための図である。
<3. Manufacturing method of product 9>
Next, a method of casting a product (cast product) 9 using a pair of molds 100, 100 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the method.

ステップS101:まず、例えば上記の製造方法で製造された一対の鋳型100,100を準備し(準備工程)、これを型合わせする(型合わせ工程)。具体的には、各金型1を、見切り面12を介して対向配置して、一対の鋳型100,100の間に注湯空間Vが形成された状態とする。このとき、複数のピン部材3を注湯面領域11、あるいは、見切り面12から突出する方向に押して砂層2に当接させてこれに押しつけることによって、一対の砂層2が型合わせされた状態に支持する。上述したとおり、各金型1の注湯面領域11は砂層2で覆われているので、この注湯空間Vは、砂層2と金型1で二重に囲まれた空間となっている。   Step S101: First, for example, a pair of molds 100, 100 manufactured by the above manufacturing method is prepared (preparation process), and the molds are matched (mold matching process). Specifically, the molds 1 are arranged to face each other via the parting surface 12, and a pouring space V is formed between the pair of molds 100, 100. At this time, the plurality of pin members 3 are pushed in a direction protruding from the pouring surface region 11 or the parting surface 12 and brought into contact with and pressed against the sand layer 2 so that the pair of sand layers 2 are matched with each other. To support. As described above, since the pouring surface region 11 of each mold 1 is covered with the sand layer 2, the pouring space V is a space surrounded by the sand layer 2 and the mold 1.

ステップS102:次に、金型1と砂層2の間に隙間Qを形成する(隙間形成工程)。具体的には例えば、上述したとおり、複数のピン部材3(すなわち、一対の砂層2を型合わせされた状態に支持している複数の支持ピン3)を固定しつつ、これらに対して一対の金型1だけを互いに離間する向きに相対移動させることによって、砂層2(すなわち、型合わせされた状態の砂層2)と金型1の間に隙間Qを形成する。この隙間Qは、砂層2の少なくとも一部と金型1の間に形成されていればよく、必ずしも砂層2の全体と金型1の間に隙間Qが形成されなくともよい。例えば、図4の2段目の図において支持ピン3に平行な砂層2の面(金型1側の面)201と金型1の間には隙間Qが形成されないが、これでも、他の箇所に設けられた隙間Qにより十分な断熱効果を得ることができる。もちろん、砂層2のこのような面201にのみテーパー(勾配)を付け(溶湯90側の面はそのままとし)、金型1を離間させたときにこの面201と金型1の間にも隙間を設けるようにしてもよい。
ただし、ここで形成される隙間Qの大きさ(空気層の厚さ)は、後述する断熱効果を得るためには0.1mm以上であればよい。ただし、この隙間Qが過度に大きくなると、注湯空間Vに注入される溶湯90を砂層2だけで独立して確実に保持できるように砂層2の厚みを大きくする必要が出てくる。この隙間Qが3mm以下であれば、注湯空間Vが砂層2だけで保持できない不測の事態が生じたとしても、すぐに金型1を閉じて注湯空間Vを閉鎖することができるので、このような不測の事態に備えて砂層2の厚みを大きくしておく必要がない。
Step S102: Next, a gap Q is formed between the mold 1 and the sand layer 2 (gap forming step). Specifically, for example, as described above, a plurality of pin members 3 (that is, a plurality of support pins 3 that support a pair of sand layers 2 in a matched state) are fixed to each other while a pair of them are fixed. A gap Q is formed between the sand layer 2 (that is, the sand layer 2 in a mold-matched state) and the mold 1 by relatively moving only the mold 1 away from each other. The gap Q only needs to be formed between at least a part of the sand layer 2 and the mold 1, and the gap Q is not necessarily formed between the entire sand layer 2 and the mold 1. For example, the gap Q is not formed between the surface of the sand layer 2 (surface on the mold 1 side) 201 parallel to the support pins 3 and the mold 1 in the second stage of FIG. A sufficient heat insulating effect can be obtained by the gap Q provided at the location. Of course, only such a surface 201 of the sand layer 2 is tapered (the surface on the molten metal 90 side is left as it is), and when the mold 1 is separated, there is also a gap between the surface 201 and the mold 1. May be provided.
However, the size of the gap Q formed here (the thickness of the air layer) may be 0.1 mm or more in order to obtain a heat insulating effect described later. However, if the gap Q becomes excessively large, it is necessary to increase the thickness of the sand layer 2 so that the molten metal 90 poured into the pouring space V can be held independently and reliably only by the sand layer 2. If this gap Q is 3 mm or less, even if an unexpected situation occurs in which the pouring space V cannot be held only by the sand layer 2, the mold 1 can be closed immediately and the pouring space V can be closed. It is not necessary to increase the thickness of the sand layer 2 in preparation for such an unexpected situation.

ステップS103:次に、湯口を介して注湯空間Vに溶湯(例えば、鋳鉄の溶湯)90を注入する(注湯工程)。ここでは、溶湯90が、熱伝導率が比較的小さい砂で形成された砂層2に接触する。さらに、ここでは、砂層2と金型1の間に隙間Qが形成されているので、金型1と砂層2の間に空気の層が形成されている。空気は砂よりもさらに熱伝導率が小さいため、この空気の層は、注湯工程で注湯空間Vに注入された溶湯90と金型1の間における主要な断熱層として作用する。したがって、砂層2の厚みが薄くても、溶湯90の冷却速度を十分に小さなものとすることができるとともに、金型1が溶湯90の熱でダメージを受けることも十分に抑制される。なお、この明細書の説明において、「溶湯90」は液体状のものばかりでなく、それが固化した後のものも指すこととする。   Step S103: Next, molten metal (for example, cast iron melt) 90 is poured into the pouring space V through the pouring gate (pouring step). Here, the molten metal 90 contacts the sand layer 2 formed of sand having a relatively low thermal conductivity. Further, here, since the gap Q is formed between the sand layer 2 and the mold 1, an air layer is formed between the mold 1 and the sand layer 2. Since air has a lower thermal conductivity than sand, this layer of air acts as a main heat insulating layer between the molten metal 90 injected into the pouring space V and the mold 1 in the pouring step. Therefore, even if the thickness of the sand layer 2 is thin, the cooling rate of the molten metal 90 can be made sufficiently small, and the mold 1 is sufficiently suppressed from being damaged by the heat of the molten metal 90. In the description of this specification, the “molten metal 90” is not limited to the liquid state, but also refers to the one after it has solidified.

図5には、溶湯90の冷却曲線(ここでは例えば、炭素当量(CE)が3.8以上であって4.3以下である鋳鉄の溶湯の冷却曲線)が模式的に示されている。ここにおいて実線で示される冷却曲線Opは、隙間Qを形成しない場合の冷却曲線である。注湯工程の前に隙間形成工程を行った場合、溶湯90は冷却曲線Xpに示される形で降温していく。すなわちここでは、注湯工程の前に隙間Qを形成するので、注湯開始の瞬間から、溶湯90の冷却速度が十分小さなものに抑えられ、溶湯90が注入されてから固化するまでの冷却プロファイルを特に好ましいものとすることができる。   FIG. 5 schematically shows a cooling curve of the molten metal 90 (here, for example, a cooling curve of a molten cast iron having a carbon equivalent (CE) of 3.8 or more and 4.3 or less). Here, a cooling curve Op indicated by a solid line is a cooling curve when the gap Q is not formed. When the gap forming step is performed before the pouring step, the temperature of the molten metal 90 is lowered in the form indicated by the cooling curve Xp. That is, here, since the gap Q is formed before the pouring step, the cooling profile from the moment when the pouring is started to the cooling rate of the molten metal 90 is suppressed to a sufficiently small one, and the molten metal 90 is injected and solidified after being poured. Can be particularly preferred.

また、図6には、隙間Qを形成しない場合の金型1(ただし、2mmの砂層2で被覆された金型1)の注湯に伴う温度変化のプロファイルと、注湯工程の前に隙間Qを形成した場合の金型1の該温度変化のプロファイルが、それぞれ示されている。ただしこの温度変化のプロファイルは、溶湯90としてスズを用いた場合に得られたものである。
この図に示されるように、注湯工程の前に隙間Qが形成されることによって、金型1の温度変化率(特に、注湯の瞬間の温度変化率)が小さくなり、金型1の急激な昇温が抑制されていることがわかる。すなわち、注湯工程の前に隙間Qが形成されることによって、金型1が溶湯90の熱でダメージを受けることが効果的に抑制されるといえる。
また、この図から、隙間Qの大きさが大きいほど、金型1の温度変化率が小さくなり、また、最高到達温度も低く抑えられることもわかる。すなわち、隙間Qの大きさが大きいほど、金型1が受ける熱ダメージが小さくなるといえる。
Further, FIG. 6 shows a profile of temperature change caused by pouring of the mold 1 (however, the mold 1 covered with the 2 mm sand layer 2) when the gap Q is not formed, and the gap before the pouring step. The profiles of the temperature change of the mold 1 when Q is formed are shown respectively. However, this temperature change profile is obtained when tin is used as the molten metal 90.
As shown in this figure, by forming the gap Q before the pouring step, the temperature change rate of the mold 1 (particularly, the temperature change rate at the moment of pouring) is reduced, and the mold 1 It can be seen that rapid temperature rise is suppressed. That is, it can be said that the formation of the gap Q before the pouring step effectively suppresses the mold 1 from being damaged by the heat of the molten metal 90.
It can also be seen from this figure that the larger the gap Q, the smaller the rate of temperature change of the mold 1 and the lower the maximum temperature reached. That is, it can be said that the greater the size of the gap Q, the smaller the thermal damage that the mold 1 receives.

ステップS104:注湯工程から所定の時間が経過すると、注湯空間V内の溶湯90が自然冷却によって所定温度まで冷却されて溶湯90が固化する。そこで、当該所定の時間が経過した後、金型1を砂層2から完全に離間させて、固化した溶湯90(すなわち、製品9)を脱型する(離間工程)。多くの場合、この脱型のときに、砂層2は崩壊して製品9から剥離する。残った金型1は、清掃された後、再びステップS1(図3)の金型1として用いられる。   Step S104: When a predetermined time elapses from the pouring step, the molten metal 90 in the pouring space V is cooled to a predetermined temperature by natural cooling, and the molten metal 90 is solidified. Therefore, after the predetermined time has elapsed, the mold 1 is completely separated from the sand layer 2, and the solidified molten metal 90 (that is, the product 9) is demolded (separating step). In many cases, the sand layer 2 collapses and peels off from the product 9 during the demolding. After the remaining mold 1 is cleaned, it is used again as the mold 1 in step S1 (FIG. 3).

<5.変形例>
上記の実施形態では、注湯工程の前に隙間形成工程を行っている。この場合、上述したとおり、注湯開始の瞬間から溶湯90の冷却速度を十分小さなものに抑えることができるので、溶湯90が注湯されてから固化するまでの冷却プロファイルを特に好ましいものとすることができ、金型1が溶湯90によって熱的ダメージを受けることを十分に回避して金型1の劣化を十分に抑制することができる。一方で、場合によっては、注湯工程と隙間形成工程の順序を逆にしてもよい。
<5. Modification>
In said embodiment, the clearance gap formation process is performed before the pouring process. In this case, as described above, since the cooling rate of the molten metal 90 can be suppressed to a sufficiently small value from the moment of the start of pouring, the cooling profile from when the molten metal 90 is poured to solidification is particularly preferable. It is possible to sufficiently prevent the mold 1 from being thermally damaged by the molten metal 90 and sufficiently suppress the deterioration of the mold 1. On the other hand, in some cases, the order of the pouring step and the gap forming step may be reversed.

この場合、図7に示されるように、ステップS101の工程の後、隙間Qを形成する前に、湯口を介して注湯空間Vに溶湯90を注入することになる(注湯工程)(ステップS102a)。
ここでは、金型1の注湯面領域11が砂層2で被覆されているので、溶湯90が、熱伝導率が比較的小さい砂で形成された砂層2に接触する。したがって、注湯の間の溶湯90の冷却速度をある程度小さいものとすることができる。また、金型1が溶湯90と直接に接触しないので、注湯の際に金型1が溶湯90の熱でダメージを受けることもある程度抑制される。
特にここでは、溶湯90が注入される間は砂層2と金型1の間に隙間Qが形成されておらず、砂層2が金型1によってバックアップされた状態となっているので、注入された溶湯90が注湯空間Vから漏れ出る、また、溶湯90を注入した際の衝撃で砂層2が損傷する、等といった事態を回避できる。
In this case, as shown in FIG. 7, after forming the gap Q after the step S101, the molten metal 90 is poured into the pouring space V through the pouring gate (pouring step) (step S102a).
Here, since the pouring surface area 11 of the mold 1 is covered with the sand layer 2, the molten metal 90 comes into contact with the sand layer 2 formed of sand having a relatively low thermal conductivity. Therefore, the cooling rate of the molten metal 90 during pouring can be reduced to some extent. Further, since the mold 1 is not in direct contact with the molten metal 90, the mold 1 is also prevented from being damaged by the heat of the molten metal 90 during pouring.
In particular, here, no gap Q is formed between the sand layer 2 and the mold 1 while the molten metal 90 is being injected, and the sand layer 2 is backed up by the mold 1 and thus injected. It is possible to avoid such a situation that the molten metal 90 leaks from the pouring space V, or the sand layer 2 is damaged by an impact when the molten metal 90 is injected.

そして、注湯工程の後、金型1と砂層2の間に隙間Qを形成する(隙間形成工程)(ステップS103a)。具体的には例えば、上述したとおり、複数のピン部材3に対して一対の金型1だけを互いに離間する向きに相対移動させることによって、砂層2と金型1の間に隙間Qを形成する。上述したとおり、砂層2と金型1の間に隙間Qが形成されることによって、金型1と砂層2の間に空気の層が形成される。これによって、隙間Qが形成された後の溶湯90の冷却速度を十分に小さなものとすることができるとともに、金型1が溶湯90の熱でダメージを受けることを抑制できる。   Then, after the pouring step, a gap Q is formed between the mold 1 and the sand layer 2 (gap forming step) (step S103a). Specifically, for example, as described above, the gap Q is formed between the sand layer 2 and the mold 1 by relatively moving only the pair of molds 1 in a direction away from each other with respect to the plurality of pin members 3. . As described above, a gap Q is formed between the sand layer 2 and the mold 1, whereby an air layer is formed between the mold 1 and the sand layer 2. Thereby, the cooling rate of the molten metal 90 after the gap Q is formed can be made sufficiently small, and the mold 1 can be prevented from being damaged by the heat of the molten metal 90.

この変形例のように注湯工程の後に隙間形成工程を実行する場合、隙間形成工程を実行するタイミング(すなわち、隙間Qを形成するタイミング)は、注湯空間Vに注入された溶湯90が状態変化するタイミングに応じて規定することが好ましい。   When the gap forming step is executed after the pouring step as in this modification, the timing at which the gap forming step is executed (that is, the timing at which the gap Q is formed) is the state of the molten metal 90 injected into the pouring space V. It is preferable to define in accordance with the changing timing.

例えば、溶湯90が、鋳鉄の溶湯である場合、注湯空間Vに注湯された直後の溶湯90は液体であり(図5に示す時間帯A)、これが冷却されてある温度(初晶温度:ここでは約1200℃)に達した後は、液体とオーステナイトが共存する状態となる(図5に示す時間帯B)。さらにある温度(共晶温度:ここでは約1153℃)に達した後は、オーステナイトと黒鉛が共存する状態となる(図5に示す時間帯C)。さらにある温度(A1変態点:ここでは約738℃)に達した後は、黒鉛とフェライトが共存する状態となる(図5に示す時間帯D)。   For example, when the molten metal 90 is a cast iron molten metal, the molten metal 90 immediately after being poured into the molten metal space V is liquid (time zone A shown in FIG. 5), and the temperature at which it is cooled (primary crystal temperature). : Here, after reaching about 1200 ° C., the liquid and austenite coexist (time zone B shown in FIG. 5). After reaching a certain temperature (eutectic temperature: here about 1153 ° C.), austenite and graphite coexist (time zone C shown in FIG. 5). Further, after reaching a certain temperature (A1 transformation point: about 738 ° C. here), graphite and ferrite coexist (time zone D shown in FIG. 5).

隙間形成工程は、溶湯90が初晶温度に達する前(時間帯A)に行ってもよい。この場合、冷却曲線Apに示されるように、溶湯90が液体状態の段階から、溶湯90の冷却速度を十分小さなものに抑えることができるので、溶湯90が注入されてから固化するまでの冷却プロファイルを十分に好ましいものとすることができる。
また例えば、隙間形成工程を、溶湯90が初晶温度に達した以後であって共晶温度に達する前(時間帯B)に行ってもよい。この場合、冷却曲線Bpに示されるように、溶湯90が共晶温度に達する前から、溶湯90の冷却速度を十分小さなものに抑えることができる。
また例えば、隙間形成工程を、溶湯90が共晶温度に達した以後であってA1変態点に達する前(時間帯C)に行ってもよい。この場合、冷却曲線Cpに示されるように、溶湯90がA1変態点に達する前から、溶湯90の冷却速度を十分小さなものに抑えることができる。
また例えば、溶湯90は、黒鉛が析出する間は膨張する(黒鉛膨張)ため、隙間形成工程を、黒鉛膨張が終了するタイミングで行ってもよい。この場合、黒鉛膨張が生じている間は、砂層2が金型1によってバックアップされた状態となっているので、黒鉛膨張による引け巣発生の抑制効果を期待することができる。
The gap forming step may be performed before the molten metal 90 reaches the primary crystal temperature (time zone A). In this case, as indicated by the cooling curve Ap, since the molten metal 90 can be suppressed to a sufficiently low cooling rate from the liquid state, the cooling profile from when the molten metal 90 is injected until solidified. Can be made sufficiently preferable.
Further, for example, the gap forming step may be performed after the molten metal 90 reaches the primary crystal temperature and before the eutectic temperature is reached (time zone B). In this case, as indicated by the cooling curve Bp, the cooling rate of the molten metal 90 can be suppressed to a sufficiently small value before the molten metal 90 reaches the eutectic temperature.
Further, for example, the gap forming step may be performed after the molten metal 90 reaches the eutectic temperature and before reaching the A1 transformation point (time zone C). In this case, as indicated by the cooling curve Cp, the cooling rate of the molten metal 90 can be suppressed to a sufficiently small value before the molten metal 90 reaches the A1 transformation point.
Further, for example, since the molten metal 90 expands while graphite is precipitated (graphite expansion), the gap forming step may be performed at the timing when the graphite expansion ends. In this case, since the sand layer 2 is backed up by the mold 1 while the graphite expansion is occurring, the effect of suppressing shrinkage cavities due to the graphite expansion can be expected.

100…鋳型
1…金型
10…主面
11…注湯面領域
12…見切り面
13…ピン挿通孔
2…砂層
3…ピン部材
30…連結部材
7…模型
71…薄板平板部分
711…突起
712…フランジ部
72…製品形状部分
80…砂
81…砂供給カップ
82…吸引装置
9…製品
90…溶湯
Q…隙間
V…注湯空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Mold 1 ... Mold 10 ... Main surface 11 ... Pouring surface area | region 12 ... Parting surface 13 ... Pin insertion hole 2 ... Sand layer 3 ... Pin member 30 ... Connecting member 7 ... Model 71 ... Thin plate flat plate part 711 ... Protrusion 712 ... Flange 72 ... Product shape part 80 ... Sand 81 ... Sand supply cup 82 ... Suction device 9 ... Product 90 ... Molten metal Q ... Gap V ... Pouring space

Claims (4)

型合わせされることにより間に注湯空間を形成する一対の鋳型を用いて製品を鋳造する鋳造方法であって、
a)前記注湯空間を形成する注湯面領域を有する金型の該注湯面領域が砂層で覆われた一対の鋳型を準備する準備工程と、
b)前記一対の鋳型を型合わせする型合わせ工程と、
c)前記型合わせ工程の後に、前記注湯空間に溶湯を注入する注湯工程と、
d)前記注湯工程の前あるいは後に、前記金型と前記砂層の間に隙間を形成する隙間形成工程と、
e)前記注湯工程および前記隙間形成工程の後に、前記金型を前記砂層から完全に離間させる離間工程と、
を備える、鋳造方法。
A casting method for casting a product using a pair of molds that form a pouring space between the molds,
a) a preparation step of preparing a pair of molds in which the pouring surface area of the mold having the pouring surface area forming the pouring space is covered with a sand layer;
b) a mold matching step of matching the pair of molds;
c) a pouring step of injecting molten metal into the pouring space after the mold matching step;
d) a gap forming step of forming a gap between the mold and the sand layer before or after the pouring step;
e) a separation step of completely separating the mold from the sand layer after the pouring step and the gap formation step;
A casting method.
請求項1に記載の鋳造方法であって、
前記隙間形成工程を前記注湯工程の前に行う、
鋳造方法。
The casting method according to claim 1,
Performing the gap forming step before the pouring step,
Casting method.
請求項1に記載の鋳造方法であって、
前記隙間形成工程を前記注湯工程の後に行う、
鋳造方法。
The casting method according to claim 1,
Performing the gap forming step after the pouring step,
Casting method.
型合わせされることにより間に注湯空間を形成する一対の鋳型であって、各鋳型が、
前記注湯空間を形成する注湯面領域を有する金型と、
前記注湯面領域を覆う砂層と、
前記注湯面領域に対して出没可能に設けられたピン部材と、
を備え
前記一対の鋳型が型合わせされた状態から、両金型を互いに離間する向きに相対移動させて前記ピン部材を前記注湯面領域から突出させた場合に、各鋳型の金型と砂層の間に隙間が形成されるように構成されている、
一対の鋳型。
A pair of molds that form a pouring space between the molds by matching the molds,
A mold having a pouring surface region forming the pouring space;
A sand layer covering the pouring surface area;
A pin member provided so as to be able to appear and retract with respect to the pouring surface area;
Equipped with a,
When the pair of molds are aligned with each other, the two molds are moved relative to each other in a direction away from each other, and the pin member protrudes from the pouring surface area. Configured to form a gap in the
A pair of molds.
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