JPH04182056A - 精密鋳造装置 - Google Patents
精密鋳造装置Info
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- JPH04182056A JPH04182056A JP31135490A JP31135490A JPH04182056A JP H04182056 A JPH04182056 A JP H04182056A JP 31135490 A JP31135490 A JP 31135490A JP 31135490 A JP31135490 A JP 31135490A JP H04182056 A JPH04182056 A JP H04182056A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、金属、とくに化学的に活性で融点の高い、チ
タンおよびその合金の精密鋳造に使用する装置に関する
。
タンおよびその合金の精密鋳造に使用する装置に関する
。
軽量かつ耐熱性を要求される機械部品、たとえば自動車
エンジンのターボチャージャーに使用するホットホイー
ルは、チタンまたはその合金の精密鋳造により製造され
ている。 チタンおよびその合金は酸化物系のセラミックスと反応
しやすいから、溶解はスカル炉を用いたアーク溶解によ
ることが多いが、この溶解法は溶湯温度を高くすること
ができない。 溶湯温度が低い条件下に、鋳型と溶湯と
の反応を抑制するため鋳型の予熱温度を低くすると、溶
湯を鋳型の隅々まで行きわたらせることが困難になる。 こうした湯回り不良をなくすために、遠心力を利用した
鋳造法が行なわれているが、装置が大掛りになり能率が
悪いばかりか、潮流れの乱れに起因する空洞欠陥が生じ
やすいという悩みがある。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、こうした技術の現状を打破して、チタ
ンやその合金のような活性で高融点の金属を能率よく鋳
造することができ、かつ高い良品率を実現する鋳造装置
を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の精密鋳造装置は、第１図および第２図に示すよ
うに、金属を誘導加熱により溶融する溶解室と、溶融金
属を鋳造する鋳型を収容した鋳造至とを、前者を下方に
後者を上方に、両者を横方向にスライドさせて接続し、
また遮断することができるように配置し、鋳造至は内外
二重筒構造で至の上部と下部とを気密に区分して上部に
鋳型を保持するとともに、鋳型下部に設けたスノートを
二重筒の摺動により溶解室内の溶融金属に対して進退可
能に設け、溶解室と鋳造室との雰囲気カスおよびその圧
力を制御する手段を付加してなる。 鋳造室上部と鋳型の詳細は、第３図および第４図に示す
とおりである。 ［作 用］ 第１図および第２図において、溶解室（１）は水冷銅ル
ツボ（１１）をそなえていて、鋳造至（２）の下部（２
２）の下端がスライドする水冷銅定盤（１２）と一体で
ある。水冷銅ルツボは無底であり、溶融すべき金属は、
その内径に適合する断面形状の母材（６）の形で下方か
ら供給され、溶解−鋳造により消費された分を、この母
材を押し上げることにより補給する。 誘導コイル（３
〉により加熱され溶融した金属は、その内部の渦電流に
よってもたらされる反撥力のため、図示したような溶融
金属（７）の湯柱となって、ルツボ壁とはほとんど接触
せずに存在する。 溶解室内、とくに溶融金属（７）の温度は、第１図にみ
るように、その上方に設けた測温プリズム（１３）のよ
うな非接触型の温度計により測定できる。 誘導加熱に
よる溶解は、スカル炉とちがって溶湯に任意のスーパー
ヒートを与えることができる。 溶融金属（７〉の温度
が鋳造に適する温度に達したならば、第２図に示すよう
に、溶解室（１）に対して鋳造至（２）をスライドさせ
、前者の真上に後者を位置させたのち、前期の二重筒構
造により鋳造至の下部（２２）の中で上部（２１）を下
方に移動させ、鋳型（４）の下部に設けたスノート（５
）を溶融金属（７）中に浸漬する。 ここで溶解室（１
） （および鋳造室下部（２２））のガス圧力と鋳造至
上部（２１）のガス圧力とを制御し、両者の間に、溶融
金属（７）をスノート（５）を通して押し上げ（または
吸い上げ）るに足る圧力差を与えることによって、溶融
金属が鋳型（４）内に移行する。 溶解室および鋳造至
の雰囲気は、鋳造する金属に対して不活性なガスとすべ
きであって、チタンおよびチタン合金にはアルゴンが適
当である。 両室における雰囲気ガスの圧力差の与え方
にはつぎの諸態様があり、そのいずれを採用してもよい
。 イ）＠解至内がほぼ大気圧であって、鋳造室内はそれよ
り５０〜７６０Ｔｏｒｒ低い圧力口）溶解室内が大気圧
より低い圧力であって、鋳造室内はそれよりさらに低い
圧力 ハ）鋳造室内がほぼ大気圧であって、溶解室内がそれよ
り高い圧力 ニ） 溶解室内が大気圧より高い圧力でおって、鋳造室
内が大気圧より低い圧力 押湯の分を含めて適量の溶融金属が鋳型（４）内に注入
されたならば、短時間そのまま保持することによって湯
道内の溶融金属が凝固するから、ガス圧力の差を解消す
る。 それにより、スノート（５）内にあった余分の溶
融金属が溶解室（１）内に戻り、再び誘導加熱を受ける
。 鋳造至上部（２１）を後退させて、鋳造室（２）全体を
横方向にスライドすれば、溶解室（１）との間は遮断さ
れて、第１図の配置に戻る。 鋳造室上部の！（２３＞
を開いて鋳型（４）をとり出し、鋳造品を得る。 その
間、溶解室（１）においては再び金属の溶融と加熱が行
なわれ、次のサイクルのための溶湯が形成される。 鋳
造室には、いうまでもなく新しい鋳型を配置する。 こ
のとき鋳型を予熱しておくことはもちろんであるが、前
述のように溶湯に対して十分なスーパーヒートを与える
ことができるから、予熱温度は低くてすむ。 たとえば
Ｔｉ −６Ａｌｌ −４Ｖ合金の場合、従来は１０００
℃程度に予熱していたものが、本発明によれば５００℃
近辺でよい。 ［実施例］ 図面に示す構造の装置を使用して、Ｔｉ −６Ａ、ｌ！
−４Ｖ合金からホットホイールを鋳造した。 その成績を、従来の代表的な技術である、消耗電極を使
用した真空アークスカル溶解−真空中遠心鋳造の製法に
よった場合の成績と比較して示せば、つぎのとおりであ
る。（鋳型はどちらも４個とり） サイクル 良品率 本発明 ５分間 ７０％ 比較例 １ 時間 １０％ ［発明の効果］ 本発明によれば、チタンまたはチタン合金のような活性
で高融点の金属からホットホイールのような精密な鋳造
品を製造するときに、短縮されたサイクルで鋳造を行な
い、著しく向上した良品率をもって製品を得ることがで
きる。
エンジンのターボチャージャーに使用するホットホイー
ルは、チタンまたはその合金の精密鋳造により製造され
ている。 チタンおよびその合金は酸化物系のセラミックスと反応
しやすいから、溶解はスカル炉を用いたアーク溶解によ
ることが多いが、この溶解法は溶湯温度を高くすること
ができない。 溶湯温度が低い条件下に、鋳型と溶湯と
の反応を抑制するため鋳型の予熱温度を低くすると、溶
湯を鋳型の隅々まで行きわたらせることが困難になる。 こうした湯回り不良をなくすために、遠心力を利用した
鋳造法が行なわれているが、装置が大掛りになり能率が
悪いばかりか、潮流れの乱れに起因する空洞欠陥が生じ
やすいという悩みがある。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、こうした技術の現状を打破して、チタ
ンやその合金のような活性で高融点の金属を能率よく鋳
造することができ、かつ高い良品率を実現する鋳造装置
を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の精密鋳造装置は、第１図および第２図に示すよ
うに、金属を誘導加熱により溶融する溶解室と、溶融金
属を鋳造する鋳型を収容した鋳造至とを、前者を下方に
後者を上方に、両者を横方向にスライドさせて接続し、
また遮断することができるように配置し、鋳造至は内外
二重筒構造で至の上部と下部とを気密に区分して上部に
鋳型を保持するとともに、鋳型下部に設けたスノートを
二重筒の摺動により溶解室内の溶融金属に対して進退可
能に設け、溶解室と鋳造室との雰囲気カスおよびその圧
力を制御する手段を付加してなる。 鋳造室上部と鋳型の詳細は、第３図および第４図に示す
とおりである。 ［作 用］ 第１図および第２図において、溶解室（１）は水冷銅ル
ツボ（１１）をそなえていて、鋳造至（２）の下部（２
２）の下端がスライドする水冷銅定盤（１２）と一体で
ある。水冷銅ルツボは無底であり、溶融すべき金属は、
その内径に適合する断面形状の母材（６）の形で下方か
ら供給され、溶解−鋳造により消費された分を、この母
材を押し上げることにより補給する。 誘導コイル（３
〉により加熱され溶融した金属は、その内部の渦電流に
よってもたらされる反撥力のため、図示したような溶融
金属（７）の湯柱となって、ルツボ壁とはほとんど接触
せずに存在する。 溶解室内、とくに溶融金属（７）の温度は、第１図にみ
るように、その上方に設けた測温プリズム（１３）のよ
うな非接触型の温度計により測定できる。 誘導加熱に
よる溶解は、スカル炉とちがって溶湯に任意のスーパー
ヒートを与えることができる。 溶融金属（７〉の温度
が鋳造に適する温度に達したならば、第２図に示すよう
に、溶解室（１）に対して鋳造至（２）をスライドさせ
、前者の真上に後者を位置させたのち、前期の二重筒構
造により鋳造至の下部（２２）の中で上部（２１）を下
方に移動させ、鋳型（４）の下部に設けたスノート（５
）を溶融金属（７）中に浸漬する。 ここで溶解室（１
） （および鋳造室下部（２２））のガス圧力と鋳造至
上部（２１）のガス圧力とを制御し、両者の間に、溶融
金属（７）をスノート（５）を通して押し上げ（または
吸い上げ）るに足る圧力差を与えることによって、溶融
金属が鋳型（４）内に移行する。 溶解室および鋳造至
の雰囲気は、鋳造する金属に対して不活性なガスとすべ
きであって、チタンおよびチタン合金にはアルゴンが適
当である。 両室における雰囲気ガスの圧力差の与え方
にはつぎの諸態様があり、そのいずれを採用してもよい
。 イ）＠解至内がほぼ大気圧であって、鋳造室内はそれよ
り５０〜７６０Ｔｏｒｒ低い圧力口）溶解室内が大気圧
より低い圧力であって、鋳造室内はそれよりさらに低い
圧力 ハ）鋳造室内がほぼ大気圧であって、溶解室内がそれよ
り高い圧力 ニ） 溶解室内が大気圧より高い圧力でおって、鋳造室
内が大気圧より低い圧力 押湯の分を含めて適量の溶融金属が鋳型（４）内に注入
されたならば、短時間そのまま保持することによって湯
道内の溶融金属が凝固するから、ガス圧力の差を解消す
る。 それにより、スノート（５）内にあった余分の溶
融金属が溶解室（１）内に戻り、再び誘導加熱を受ける
。 鋳造至上部（２１）を後退させて、鋳造室（２）全体を
横方向にスライドすれば、溶解室（１）との間は遮断さ
れて、第１図の配置に戻る。 鋳造室上部の！（２３＞
を開いて鋳型（４）をとり出し、鋳造品を得る。 その
間、溶解室（１）においては再び金属の溶融と加熱が行
なわれ、次のサイクルのための溶湯が形成される。 鋳
造室には、いうまでもなく新しい鋳型を配置する。 こ
のとき鋳型を予熱しておくことはもちろんであるが、前
述のように溶湯に対して十分なスーパーヒートを与える
ことができるから、予熱温度は低くてすむ。 たとえば
Ｔｉ −６Ａｌｌ −４Ｖ合金の場合、従来は１０００
℃程度に予熱していたものが、本発明によれば５００℃
近辺でよい。 ［実施例］ 図面に示す構造の装置を使用して、Ｔｉ −６Ａ、ｌ！
−４Ｖ合金からホットホイールを鋳造した。 その成績を、従来の代表的な技術である、消耗電極を使
用した真空アークスカル溶解−真空中遠心鋳造の製法に
よった場合の成績と比較して示せば、つぎのとおりであ
る。（鋳型はどちらも４個とり） サイクル 良品率 本発明 ５分間 ７０％ 比較例 １ 時間 １０％ ［発明の効果］ 本発明によれば、チタンまたはチタン合金のような活性
で高融点の金属からホットホイールのような精密な鋳造
品を製造するときに、短縮されたサイクルで鋳造を行な
い、著しく向上した良品率をもって製品を得ることがで
きる。
第１図および第２図は、本発明の精密鋳造装置の構成と
作用を説明するための縦断面図であって、第１図は溶解
工程、第２図は鋳造工程をそれぞれ示す。 第３図、第１図および第２図における鋳型室上部と鋳型
との詳細を示す、拡大縦断面図であり、第４図は鋳型の
、第３図と直角な方向の縦断面である。 １・・・溶解室 １１・・・水冷銅ルツボ １２・・・水冷銅定盤１３
・・・測温プリズム ２・・・鋳造室 ２１・・・上部 ２２・・・下部 ２３・・・蓋３
・・・コイル ４・・・鋳型 ５・・・スノート ロ・・・母材 ７・・・溶融金属 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
作用を説明するための縦断面図であって、第１図は溶解
工程、第２図は鋳造工程をそれぞれ示す。 第３図、第１図および第２図における鋳型室上部と鋳型
との詳細を示す、拡大縦断面図であり、第４図は鋳型の
、第３図と直角な方向の縦断面である。 １・・・溶解室 １１・・・水冷銅ルツボ １２・・・水冷銅定盤１３
・・・測温プリズム ２・・・鋳造室 ２１・・・上部 ２２・・・下部 ２３・・・蓋３
・・・コイル ４・・・鋳型 ５・・・スノート ロ・・・母材 ７・・・溶融金属 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (5)
- （１）金属を誘導加熱により溶融する溶解室と、溶融金
属を鋳造する鋳型を収容した鋳造室とを、前者を下方に
後者を上方に、両者を横方向にスライドさせて接続し、
また遮断することができるように配置し、鋳造室は内外
二重筒構造で室の上部と下部とを気密に区分して上部に
鋳型を保持するとともに、鋳型下部に設けたスノートを
二重筒の摺動により溶解室内の溶融金属に対して進退可
能に設け、溶解室と鋳造室との雰囲気ガスおよびその圧
力を制御する手段を付加してなる活性金属の精密鋳造装
置。 - （２）溶解室を無底の水冷銅ルツボ製とし、溶融すべき
金属をこの銅ルツボの内部と同じ断面形状の棒の形で、
ルツボの下方から連続的に供給するように構成した請求
項１の装置。 - （３）金属の溶融時に溶解室上部に非接触型の温度計が
位置し、溶解室内の温度を測定できるように構成した請
求項１の装置。 - （４）溶解室および鋳造室の雰囲気ガスとしてアルゴン
を使用し、鋳造時のアルゴンガスの圧力をつぎの組み合
わせのいずれかとするように構成した請求項１の装置。 イ）溶解室内がほぼ大気圧であつて、鋳造室内はそれよ
り５０〜７６０Ｔｏｒｒ低い圧力 ロ）溶解室内が大気圧より低い圧力であつて、鋳造室内
はそれよりさらに低い圧力 ハ）鋳造室内がほぼ大気圧であって、溶解室内がそれよ
り高い圧力 ニ）溶解室内が大気圧より高い圧力であつて、鋳造室内
が大気圧より低い圧力 - （５）チタンまたはその合金の精密鋳造に使用するため
の、請求項１ないし３のいずれかの装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31135490A JP2576685B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 精密鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31135490A JP2576685B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 精密鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182056A true JPH04182056A (ja) | 1992-06-29 |
| JP2576685B2 JP2576685B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=18016148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31135490A Expired - Lifetime JP2576685B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 精密鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576685B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0739667A1 (en) * | 1995-04-25 | 1996-10-30 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Method of casting metal and apparatus therefor |
| US5908065A (en) * | 1995-01-23 | 1999-06-01 | Papervision Limited | Apparatus and method for squeeze casting |
| CN104174831A (zh) * | 2014-09-02 | 2014-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种高体积分数增强相钛基复合材料铸件的铸造方法 |
| CN109702169A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-05-03 | 边仁杰 | 气缸压铸装置 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP31135490A patent/JP2576685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5908065A (en) * | 1995-01-23 | 1999-06-01 | Papervision Limited | Apparatus and method for squeeze casting |
| EP0739667A1 (en) * | 1995-04-25 | 1996-10-30 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Method of casting metal and apparatus therefor |
| CN104174831A (zh) * | 2014-09-02 | 2014-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种高体积分数增强相钛基复合材料铸件的铸造方法 |
| CN109702169A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-05-03 | 边仁杰 | 气缸压铸装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2576685B2 (ja) | 1997-01-29 |
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