JPH04138864A

JPH04138864A - 鋳造材料の鋳込み装置及びその鋳込み方法

Info

Publication number: JPH04138864A
Application number: JP25937990A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsumoto; 勲松本
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-05-13
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2928366B2

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】ａ、産業上の利用分野本発明は、鋳造材料を収容するるつぼと、前記るつぼ内
の鋳造材料を加熱して溶解する加熱手段と、前記るつぼ
内の溶湯が注入される鋳型とを備えた鋳造材料の鋳込み
装置、及びその装置を用いた鋳込み方法に関するもので
ある。

ｂ、従来の技術第３図は、従来の鋳込み装置に用いられているるつぼｌ
を示すものであって、このるっぽｌは、通常、有底円筒
形状に成形されている。なお、るっぽ工の素材としては
、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、銅等の各種のも
のが使用されている。また、るっぽ１に入れた鋳造材料
の加熱手段として、電子ビーム、アーク、プラズマビー
ム、高周波誘導加熱コイル等が採用されている。

ところで、従来では、次のようにして鋳造材料の鋳込み
作業を行なうようにしていた。

まず、るつぼ１内にチタン材等の鋳造材料２を入れて１
０−　”Ｔｏｒｒ以下の高真空の雰囲気中で高周波誘導
加熱コイル３等により加熱して溶解させる。この際、る
つぼｌ内の鋳造材料２の状態は、第３図に示す如くにな
る。具体的に述べると、溶解された鋳造材料２は、温度
の低いるつぼ１の内面に接触した周辺部分では凝固して
凝固層４となり、その内部には溶湯５が保持された状態
となる。そのため、鋳造材料２の溶湯５はるつぼ１と反
応することなく、すなわち、るつぼ１の素材から汚染さ
れることなく溶解される。

そして、その状態の下で十分な精製、脱ガスを行って溶
湯５（溶融金属）の品質向上を図った後に、るつぼ１の
軸心を鉛直方向から水平方向に向けて傾倒することによ
り、るつぼ１内の溶湯５を所定の鋳型（図示せず）に注
入して鋳造を行なうようにしていた。

なお、このような鋳造方法は鋳造材料２の凝固層４の形
状が頭蓋骨（ｓｋｕｌｌ）に似ていることから、スカル
溶解法と呼ばれている。

Ｃ２発明が解決しようとする課題上述の如き従来のスカル溶解法を用いた鋳造方法では、
るつぼｌを傾けながら、溶湯５を鋳型に注入するように
していたため、溶湯５の注入時間（鋳込み時間）が長く
なり、その結果、溶湯５を注入する間に溶湯５の温度低
下を来す問題点がある。すなわち、鋳込み始めと終わり
では溶湯５の温度に差を生じ、鋳造製品の品質劣化を招
くおそれがある。

また、鋳込み後に、るつぼ１の内面に相当量の凝固した
金属材料が付着状態でるつぼ１内に残存してしまう等の
問題点もある。

このような問題点を解決するために、第４図或いは第５
図に示すようなるつぼ６．７が提案されている。

第４図に示するつぼ６は、鋳造材料２が溶解すると同時
に、るつぼ底部６ａの中央に形成された円形の開孔６ｂ
から溶湯５を自然落下させるようにしたものである。ま
た、第５図に示するつぼ７は、鋳造材料２が溶解した後
に、るつぼ７を左右に２つの分離してるつぼ７内の溶湯
５を下方へ落下させるようにしたものである。

しかしながら、第４図のるつぼ６を用いる場合には、次
のような不都合がある。

すなわち、この場合には、るつぼ６内の溶湯５の量が変
化するに従って溶湯５の流出速度が異なり、鋳込み始め
と終わりとでは単位時間当たりの流出量が変化する。そ
のため、鋳込み始めと終わりでの溶湯５の温度の差はる
つぼ１を傾倒させて鋳込む場合に比べれば小さいものの
、依然として可成り大きな温度差がある。従って、この
場合、鋳込み温度の制御は困難である。このような状態
を生じると、鋳造製品の品質が劣化することとなる。ま
た、比重の大きい鋳造材料と比重の小さな鋳造材料とで
は流出速度が異なるので、鋳造材料に応じて開孔６ｂの
大きさを選択する必要があり、その選択は非常に面倒で
ある。さらに、流動性の悪い材料から成る溶湯５の場合
には、小径の開孔６ｂからは流出しにくいので、鋳造材
料２を過熱ぎみにして流出させる必要がある。

また、加熱源としてアークや電子ビーム等を用いた場合
には、上部からの加熱のため、るつぼ底部６ａ付近での
溶湯５の温度が上部に比べて相対的に低く、この温度の
低い溶湯部分から落下することになるので、適切な鋳込
み温度を得ることができない。

一方、第５図のるつぼ７を用いる場合には、次のような
不都合がある。

すなわち、この場合には、るつぼ７の左右中央を中心に
２つのるつぼ部材７ａ、　７ｂの底壁部７ｃ、　７ｄを
互いに離れる方向に回動させるようにしているので、る
つぼ７内の溶湯５は水平面に対して少し傾斜された前記
底壁部７ｃ、　７ｄ上を流動して下方へ落下されること
となる。そのため、溶湯５は比較的早く鋳型に注入され
始めるのであるが、溶湯５の注入は瞬時ではなく成る程
度の時間を要するので鋳込み始めと終わりでの鋳込み温
度に差を住じてしまう不都合は完全には解消できない。

また加熱手段として高周波誘導加熱コイル３を用いる場
合には、このコイル３を２つに分割可能に構成する必要
を生じ、構成が複雑となる。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、極めて簡単な構成でありながら、るつ
ぼ内の溶湯を温度の低下を来すことなく瞬時に鋳型内に
鋳込みことができ、しかも、るつぼの内部に残存する凝
固した鋳造材料の量を極力少なくすることができるよう
な鋳造材料の鋳込み装置及びその鋳込み方法を提供する
ことにある。

６１課題を解決するための手段上述の目的を達成するために、本発明に係る装置では、
鋳造材料を収容するるつぼと、前記るつぼ内の鋳造材料
を加熱して溶解する加熱手段と、前記るつぼ内の溶湯が
注入される鋳型とを備えた鋳造材料の鋳込み装置におい
て、前記るつぼの筒状側壁部と底壁部とを互いに分割す
ると共に、前記底壁部を前記筒状側壁部から分離するた
めの駆動機構を設け、前記駆動機構にて前記底壁部を駆
動することにより、前記るつぼ内の溶湯を前記鋳型に落
下せしめて注入するように構成している。

また、本発明に係る方法では、るつぼ内に鋳造材料を収
容して加熱することにより前記鋳造材料を溶解し、しか
る後に、前記るつぼの底壁部を前記るつぼの筒状側壁部
から分離することにより前記るつぼ内の溶湯を鉛直下方
に瞬時に落下させて鋳型に注入するようにしている。

以下、本発明の実施例に付き第１図及び第２図を参照し
て説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すものであって、本例
の鋳込み装置１０は、鋳造材料１１を収容するるつぼ１
２と、鋳造材料１１の加熱手段である高周波誘導加熱コ
イル１３と、るつぼ１２内の溶湯が注入される鋳型１４
と、るつぼ１２の底壁部を回動させる駆動機構１５と゛
をそれぞれ具備している。なお、図示を省略したが、る
つぼ１２及び鋳型１４の周囲は真空雰囲気となるように
構成されている。

上述のるつぼ１２は、円筒状側壁部１６と、この円筒状
側壁部１６の下端に嵌合状態で配置された底壁部Ｉ７と
から構成されており、円筒状側壁部１６と底壁部１７と
は互いに別個に分割されている。そして、るつぼ１２の
円筒状側壁部１６の回りには、その外周に対して僅かな
間隔を置いてこの側壁部１６を取り囲むように複数巻き
の高周波誘導加熱コイル１３が同心状に対応配置される
ようになっている。さらに、るつぼ１２の底壁部１７の
直下箇所には、鋳型１４が配置されている。

また、上述の駆動機構１５は、底壁部１７に連結された
回動アーム１８と、この回動アーム１８を回動するアク
チュエータ１９の作動ロッド１９ａ　とから構成されて
いる。

次に、上述の鋳込み装置１０を用いて鋳造材料（例えば
、チタン合金等）を鋳込む方法について述べる。

まず、るつぼ１２を高周波誘導加熱コイルエ３で取囲ま
れた領域内に配置し、るつぼ１２の底壁部１７上に鋳造
材料を載置する。しかる後に、高周波誘導加熱コイル１
３に高周波電流を供給し、鋳造材料１１をジュール加熱
して溶解せしめる。これにより、るつぼ１２内には溶解
した鋳造材料１１の溶湯２０が得られる。

しかる後、溶湯２０が所定の鋳込み温度となった時点で
、アクチエエータ１９を作動させて作動ロッド１９ａを
回転駆動することによってるつぼ１２の底壁部エフを回
動アーム１８とともに第１図で矢印Ａ方向に回動させる
。これに伴い、底壁部１７上の溶湯２０は自重によって
鉛直下方へ瞬時に落下され、直下の鋳型１４内に注入さ
れて鋳込まれる。

従って、本例によれば、溶湯２０は瞬時に鋳型１４に鋳
込まれることとなるので、鋳込み始めと終わりとの間に
温度差を生じることなく迅速に鋳込み操作を行なうこと
ができるため、高品質の鋳造製品を得ることができる。

また、第２図は本発明の第２実施例を示すものであって
、本考案例は、るつぼ１２の底壁部１７を水平方向（矢
印Ｂ方向）にスライドさせるように構成したものである
。すなわち、底壁部１７に連結されたアーム２２をアク
チュエータの作動ロッド２３にて矢印Ｂ方向に駆動し得
るように構成したものである。

この場合にも、底壁部１２をスライドさせることによっ
てるつぼ１２内の溶湯２０を瞬時に落下せしめて鋳型１
４内に注入することができる。

以上、本発明の実施例に付き述べたが、本発明は既述の
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、底壁部１２の回動又はスライド機構は、底壁部
１２を円筒状側壁部１６から分離し得るものであれば、
どのような構成のものであってもよい。

ｅ０発明の効果以上の如く、本発明に係る鋳造材料の鋳込み装置によれ
ば、るつぼの底壁部を筒状側壁部から分割してこれを駆
動可能に構成しただけの極めて簡単な構成なものであり
ながら、るつぼ内の溶湯を鋳込み始めと終わりとで鋳込
み温度に変化を生じることなく鋳込み操作を行なうこと
ができ、ひいては良質の鋳造製品を製造することができ
る。

また、本発明に係る鋳造材料の鋳込み方法によれば、る
つぼの底壁部を筒状壁部から引き離すことによってるつ
ぼ内の溶湯を鉛直下方に落下させるようにしたので、溶
湯は瞬時に鋳型に注入されることとなり、従って鋳込み
温度の低下を来すことなく理想的な設定温度で鋳込み作
業を行なうことができる。

その上、鋳込み始めと終わりとで溶湯の温度変化を殆ど
生じないので、るつぼ内部に付着状態で残る鋳造材料の
量を少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す鋳込み装置の断面図
、第２図は本発明の第２実施例を示す鋳込み装置の断面
図、第３図、第４図、第５図及び第６図は従来の鋳込み
装置に用いられているるつぼ及び高周波誘導加熱コイル
をそれぞれ示す断面図である。１０・・・鋳込み装置、　　　１１・・・鋳造材料、１
２・・・るつぼ、１３・・・加熱手段である高周波誘導加熱コイル、１４
・・・鋳型、　　　　　　１５・・・駆動機構、１６・
・・円筒状側壁部、　　エフ・・・底壁部、１９・・・
アクチュエータ、　１９ａ・・・作動ロッド、２０・・
・溶湯。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳造材料を収容するるつぼと、前記るつぼ内の鋳
造材料を加熱して溶解する加熱手段と、前記るつぼ内の
溶湯が注入される鋳型とを備えた鋳造材料の鋳込み装置
において、前記るつぼの筒状側壁部と底壁部とを互いに
分割すると共に、前記底壁部を前記筒状側壁部から分離
するための駆動機構を設け、前記駆動機構にて前記底壁
部を駆動することにより、前記るつぼ内の溶湯を前記鋳
型に落下せしめて注入するように構成したことを特徴と
する鋳造材料の鋳込み装置。
（２）るつぼ内に鋳造材料を収容して加熱することによ
り前記鋳造材料を溶解し、しかる後に、前記るつぼの底
壁部を前記るつぼの筒状側壁部から分離することにより
前記るつぼ内の溶湯を鉛直下方に瞬時に落下させて鋳型
に注入するようにしたことを特徴とする鋳造材料の鋳込
み方法。