JPH02274366A - マグネシウム合金砂型鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マグネシウム合金砂型鋳造法に関し、とくに
作業環境を悪化させることなく防燃効果を持続させるよ
うにした鋳造方法に関する。

［従来の技術］ マグネシウムはアルミニウム等に比べて沸点が低く、溶
湯処理温度付近での蒸気圧が高いため酸化が激しい。こ
のため、鋳造に際して鋳型や水分、空気等と反応し酸化
燃焼し易い。したがって、マグネシウム合金の鋳造に当
っては鋳物砂中にＶ：Ｊ燃剤を添加することが行なわれ
ている。

この鋳物砂の防燃剤に関する技術の一例として、たとえ
ば特開昭５６−１３９２４９号公報、特開昭５６−１３
９２５０号公報が知られている。しかし、鋳物砂に防燃
剤を添加することは、鋳造時に防燃剤から有害ガスが発
生し、作業環境を悪化させるという問題があった。

そこで、防燃剤を用いることなく、マグネジ１クム合金
の燃焼を防止することのできる鋳造法が提案されている
（特開昭５５−１６７４７Ｍ公報）。

この鋳造法は、マグネシウム合金の注湯前に鋳物砂にＳ
Ｆ：ｓ（六フッ化イオウ〉ガスを吹き込むようにした方
法であり、これによる場合はアンモニアガスや、Ｓ０２
ガス等の有毒ガスの発生が防止される。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、特開昭５５−１６７４７号公報のように
、注湯前に砂型内にＳ　Ｆ　ａガスを吹き込む方法では
、江湖時に吹き込んだガスが抜けてしまったり、鋳込用
量が大きい場合（熱容量が大ぎい場合）は、砂粒子間に
侵入したガスが溶場の熱で分解、消失し、ガスの供給が
所望のめに追いつかなくなるという事態が生じる。その
ため、防燃効果が不十分となり、砂型内でマグネシウム
合金の溶湯が燃焼してしまうという問題があった。

本発明は、上記の点に着目し、作業環境を悪化させるこ
となく、鋳造時における防燃効果を持続させることがで
きるマグネシウム合金鋳物鋳造法をＩ是供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係るマグネシウム合金砂型鋳造
法は、マグネシウム合金鋳物を砂型を用いて鋳造する鋳
造方法において、マグネシウム合金の注湯前から凝固完
了に至るまで前記砂型内に不粘性ガスを供給し、該不活
性ガスの一流偵を前記砂型内の温度とガスＲＩＭに基づ
いて制御する方法から成る。

［作　　用］ このようなマグネシウム合金砂型鋳造法においでは、注
湯前から溶場が凝固完了するに至るまでの間、連続して
不活性ガスを供給するので、不活↑（１ガスの一部が砂
型から４１４プでも、防燃効果が低下するという問題は
解消される。

また、不活性ガスの流量は、砂型内の温度とガス濃庭に
基づいて制御されるので、常に必要なｍのガス量を適確
に供給することができる。したがって、砂型内のガス量
が過度になったり、逆に極度に減少することはなくなり
、安定した防燃効果を持続させることが可能となる。

［実施例］ 以下に、本発明に係るマグネシウム合金砂型鋳造法の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１実施例 第１図は本発明の第１実施例を示している。図中、１は
砂型を示しており、砂型１は上型３と下型５とから構成
されている。上型３は上枠６によって造型されており、
下型５は下枠７によって造型されている。上枠５は下枠
７の上に載せられており、両者は所定位置に位置決めさ
れている。この砂型１は、水平に設置された定盤９の上
に配置されている。

砂型１の上型３と下型５内には、溶湯が注湯されるキャ
ビティ１１が形成されている。キャビティ１１の一側に
は水平方向に延びる湯道１３が位置しており、湯道１３
は上型３の頂部に開口ηる湯口１５と連通されている。

キャビティ１１の仙側には、同様に上型３の頂部に聞］
］する押湯１６が位置している。

上型３と下型５内には、不活性ガスを砂型内に噴出させ
る複数の鉄パイプ１７が埋設されている。

各鉄パイプ１７には、適当な直径（たとえば１〜５ｍｍ
）をｈする複数の噴射孔１７ａが穿設されている。

鉄パイプ１７の一端は閉塞されており、（ｉ！！端は上
枠６および下枠７から外方に突出している。

ここで、鉄バイブ１７はキャビデイ１１の形状に応じて
その配置が考慮されている。１なわち、厚肉部など熱容
量が大なる場合は、できるだ（プ鉄パイプ１７をキャビ
デイ１１に接近して配置し、予信の不活性ガスを厚肉部
に向けて噴出させるようになっている。本実施例では、
キャビティ内面より２０〜３０ｍｍ程度離れた位置に鉄
パイプ１７が配置されている。薄肉形状など熱容量が小
さい場合は、鉄パイプ１７は上述よりも多少離して配置
されている。本実施例では、薄肉部の場合は、キャビテ
ィ内面より６０〜７０ｍｍＦｉ！度離れた位置に配置さ
れている。

砂型１から突出した各鉄パイプ１７の突出端には、接続
金具１９（クイックシミインド）を介してフレキシブル
チューブ２１が接続されている。各フレキシブルチュー
ブ２１は、外部］ン］・ローラ２３に接続されている。

外部コントローラ２３には、たとえばＳＦｓガス、ＣＯ
２ガス等が封入された複数本のガスボンベ２５が接続さ
れている。外部コントローラ２３内には、図示されない
電磁弁ヤ流量制御弁等が収納されてＪ３す、各ガスボン
ベ２５と各フレキシブルチューブ２１はこれらの電磁弁
や流量制御弁を介して接続されている。

外部コントローラ２３には、演算器２７を介して温度セ
ンサ２９．３０とガス！！麻センサ３１が接続されてい
る。一方の温度センサ２９は押湯１６の近傍に配置され
ており、他方の温度センサ−３０は湯口１５の底部近傍
に配置されている。ガス温度センサ３１は、上型３の：
１−ヤビティ１１の近傍に配置されている。各温度セン
サ２９．３０は、砂型内の温度を電気信号に変換するも
のであり、ここで検知された信号は演算器２７によって
実際の測定温度に変換される。同様にガス濃度セン９３
１は、砂型内のガス濃度を電気信号に変換するものであ
り、ここで検知された信号は演算器２７によって実際の
測定ガスｍＩｆに変換される。

外部コントローラ２３は、演算器２γからの指令に旦づ
いて各ガスボンベ２５の切替えおよびガスの流量調整を
行なうようになっている。すなわら、演算器２７は、各
センサによって訂測されたガス溌ｍと鋳型の温度とから
最も適量なガス流量を求め、これに基づいて外部コント
ローラ２３内の各電磁弁等を作動させ、砂型内に適量の
ガスを噴出さけるようになっている。

本実施例では、注湯前と注湯後では用いられる不活性ガ
スの種類が異なっており、注湯前は、ＳＦ６ガスまたは
Ｓ　Ｏｔガスが用いられ、注湯後はＣ０２ガスまたはＮ
２ガスが用いられる。

つぎに、マグネシウム合金砂型鋳造法について説明する
。

まず、マグネシウム合金の注湯前にフレキシブルチュー
ブ２１が接続金具１９を介して各鉄パイプ１７と連結さ
れる。この時点でボンベ２５からフレーキシプルチュー
ブ２１を介して砂型１内の鉄パイプ１１に不活性ガス（
Ｓ　Ｆ　ｅガスまたはＳ　Ｏｔガス）Ｇが供給され、鉄
パイプ１７の噴出孔１７ａから鋳物砂中に不活性ガスＧ
が噴出される。

つぎに、溶湯が湯口１５から注湯されると、温度センサ
３０によって湯口１５の底部の温度が検知され、この検
知信号によって演算器２１が起動される。そして、各セ
ン９３０．３１によって測定された砂型１内の温度およ
びガス濃度に基づいて、砂型１内に供給される不活性ガ
スＧの流量が制御される。この状態では鋳物砂中に噴出
される不活性ガスは、キャビティ１１の厚肉部および薄
肉部に適量に配分される。鋳造時には砂型内のガス濃度
は、ガス濃度セン９３１によって常時測定され、その測
定舶は演算器２７にフィードバックされるので、不活性
ガスＧの供給量は常に所望ｆｉ［Ｉに維持される。した
がって、安定した防燃効果が持続され、砂型１内での溶
製の燃焼が防止される。

注湯が完了すると、演算器２７からの指令により、外部
コントローラ２３内の電磁弁が切換えられ、鋳型１内に
供給される不活性ガスが、ＳＦａガスまたはＳ　０２ガ
スからＣＯ２ガスまたはＮ２ガスに切換えられる。この
場合も、各セン１Ｊによって測定された鋳型内の温度お
よびガス濃度に基づいて供給される不活性ガスＧの流量
が制御される。この流量制御は、溶場が完全に凝固する
まで行４ｉわれる。

このように、マグネシウム合金の注湯前から凝固完了（
至るまで、キャビティ１１の厚肉部および薄肉部に向け
て適量の不活性ガスが絶えることなく供給されるため、
従来方法に比べて極めて高い防燃効果が持続される。

なお、本発明では鋳物砂に防燃剤を添加する必要がない
ので、注瀉峙に防燃剤によるガスの発生も解消され、ガ
スの巻き込みによる鋳造欠陥の発生が防止される。

第２実施例 第２図は、本発明の第２実施例を示している。

第２実施例が第１実施例と異なるところは、厚肉部にお
ける不活性ガスの流れと温度センサの配置位置であり、
その仙の部分は第１実施例に準じるので、準じる部分に
第１実施例と同一の符号を付すことにより準じる部分の
説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第２図において、温度セン１Ｊ２９は押し潟１６の下部
に位置する厚肉部４１の近傍に配置されており、厚肉部
４１の近傍の温度を常時測温するようになっている。下
型５における鉄パイプ１１と押し揚１６の下部の間には
、細径のガス噴孔４３が形成されている。このガス噴孔
４３は、鉄パイプ１７と連通されており、直径はたとえ
ば１１ｎＭ以下に設定されている。

本実施例では、ガス噴孔４３は１本のみ図示されている
が、肉厚部の程度によって複数本設ける構成にして−ｂ
よい。

このような砂型の場合では、鉄パイプ１７に供給された
不活性ガスの一部が噴出孔１７ａからガス噴孔４３に向
かって噴出される。そのため、厚肉部４１の溶湯が不活
性ガスＧによって冷却され、凝固が促進される。これに
より溶湯の凝固終了部の位置がしだいに湯口１５側へ移
動する指向性凝固が得られ、ひけ巣の発生が防止される
。

なお、砂型１内にガス噴孔４３を適宜設置ノることによ
り、冷却効果をざらに高めることが可能となり、溶湯の
凝固時間の短縮がはかれる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るマグネシウム合金砂
型鋳造法によるときは・、マグネシウム合金の江湖前か
ら凝固完了に至るまで砂型内に不活性ガスを供給し、こ
の不活性ガスの流量を砂型内の温度とガス１１度に基づ
いて制御するようにしたので、作業環境を悪化させるこ
となく、鋳造時（おける防燃効果を持続させることが可
能となり、鋳型内での溶湯の燃焼を確実に防止すること
ができる。その結果、鋳造作業の安全性を向上させるこ
とができる。

また、鋳物砂に防燃剤を添加する必要がないので、防燃
剤によるガスの発生が防止され、ガスの巻き込みによる
鋳造欠陥を防止することができる。

さらに、砂型内への不活性ガスの供給による冷却効果に
よって厚肉部の凝固を促進させることが可能となる。し
たがって、指向性凝固を得ることができ、しかも凝固時
間の短縮により鋳造サイクルの短縮化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るマグネシウム合金砂
型鋳造法に用いられる鋳造装置の概略構成図、 第２図は本発明の第２実施例に係るマグネシウム合金砂
型鋳造法に用いられる鋳造装置の要部断面図、 である。 １・・・・・・・・・砂型 １１・・・・・・・・・キャビティ １５・・・・・・・・・湯口 １６・・・・・・・・・押湯 １１・・・・・・・・・鉄パイプ ２３・・・・・・・・・外部コントローラ２５・・・・
・・・・・ガスボンベ ２７・・・・・・・・・演粋器 ２９．３Ｇ・・・・・・温Ｗセンリ ３１・・・・・・・・・ガスｉ８！ａセンリ４３・・・
・・・・・・ガス噴孔 Ｇ・・・・・・・・・不活性ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マグネシウム合金鋳物を砂型を用いて鋳造する鋳造
   方法において、マグネシウム合金の注湯前から凝固完了
   に至るまで前記砂型内に不活性ガスを供給し、該不活性
   ガスの流量を前記砂型内の温度とガス濃度に基づいて制
   御することを特徴とするマグネシウム合金砂型鋳造法。