JPH04274863A - 指向性凝固鋳造法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳造において指向性
凝固を行わせる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳造品の部分的強度を上げるため、鋳型
の該当箇所に冷却パイプを組み込んで、注湯後の鋳造品
を局所冷却する方法が知られている。この方法において
は、複数の冷却パイプを設けて複数箇所を局所冷却可能
とすることができる。また一方、鋳型外部からキャビテ
ィに達する二重の冷却パイプを用いて、エアを注入・排
出することにより、注湯後の鋳造品を直接局所冷却する
方法が開発され、特開平２−４１７６１号公報において
開示されている。この方法の場合も複数の冷却パイプを
設けることにより、複数箇所を局所冷却できる。

【０００３】しかし鋳造においては、上記局所冷却とは
別に、引け巣発生を防ぐ目的等のため指向性凝固が要求
されることが多い。指向性凝固では、鋳物先端部から溶
湯の凝固が開始され、湯口側から凝固による体積収縮に
対する溶湯補給が行われつつ、湯口側に向かって凝固し
ていく。これによって、凝固完了時までの体積収縮が補
償され、引け巣が防止される。この目的のために、上記
局所冷却用の複数の冷却パイプを設けた鋳型を使用して
、指向性凝固させる方向に沿って順に各冷却パイプへ冷
却用エアが注入されるようシーケンス制御する方法が採
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術および上記公報に記載の鋳型の冷却方法では、冷
却パイプの設置箇所が限られるため不連続な冷却となり
、場合によっては凝固の順序が逆転して適切な指向性凝
固が行われずに引け巣が発生するという問題点があった
。そこで本発明では、溶湯の凝固が連続的にかつ所定順
序で行われ、確実な指向性凝固ができる鋳造法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、上記
課題を解決するために、指向性凝固させる方向に沿って
キャビティ内面に溶湯がその表面張力によって充填しき
れない溝を設け、溶湯の充填後に該溝の凝固出発点の側
から冷却流体を供給することを特徴とする、指向性凝固
鋳造法を創出した。

【０００６】

【作用】さて上記構成を備えた本発明の指向性凝固鋳造
法によると、溶湯が注入された時、キャビティ内面に設
けられた溝は溶湯によって充填しきれないので、溝の充
填されない部分による連続的な空間が形成される。続い
て、溶湯の充填後に溝の凝固出発点の側から冷却流体が
供給されることにより、供給された冷却流体はこの連続
的な空間を通って流れ、充填された溶湯の表面が溝の凝
固出発点の側から順次冷却される。これによって、確実
な指向性凝固が行われるのである。

【０００７】

【実施例】次に本発明を具現化した一実施例について、
図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の指向
性凝固鋳造法の一実施例に使用する、鋳造用金型の構成
を示す図である。この鋳造用金型１は割型２，４，６，
８から成り、割型２，４，６，８が組み合わされてキャ
ビティ１０を形成する。鋳造時には図示しない溶湯注入
口から、湯口１２を経てキャビティ１０内に溶湯が注入
される。キャビティ１０の上側に当たる第１割型２のキ
ャビティ内面には、指向性凝固させる方向、すなわちキ
ャビティの先端から湯口１２に近づく方向に沿って、複
数本の溝１４が設けられている。この溝１４はＶ字型の
断面形状を持っているので、溶湯はその表面張力のため
Ｖ字型の先端部までは充填されない。従って溝１４は、
指向性凝固させる方向に沿ってキャビティ１０の内面に
設けられた、溶湯がその表面張力によって充填しきれな
い溝を構成している。

【０００８】さらに図示１６は、第１割型２と第４割型
８の間の金型分割面である。また、第１割型２と接する
第２割型４の下面にはエア溝１８が設けられている。こ
のキャビティ１０内に溶湯２０が充填されると、前述の
如く溝１４は溶湯によって充填しきれないので、図２に
よく示されるように、充填された溶湯２０と第１割型２
の間にはエアギャップ２２が形成される。従って、エア
溝１８からエアギャップ２２を通じて金型分割面１６ま
での連続的な空間が形成される。

【０００９】前記エア溝１８には第２割型４の外側から
ノズル２４が接続され、さらにノズル２４の外側にはエ
ア配管２６が設けられている。このエア配管２６は、図
３によく示されるように鋳造用金型１の周囲に円形状に
設けられ、かつ冷却用エアの流れを良くするため二つに
分割されて、それぞれにエア注入口２８を有している。 そしてエア配管２６の内側には複数個のノズル２４が突
出し、前述の如く第２割型４の外側からエア溝１８に接
続している。

【００１０】さて以上のような構成を有する鋳造用金型
１および付属機構を用いた指向性凝固鋳造法は、以下の
手順で行われる。まず、先に述べたように図示しない溶
湯注入口から、湯口１２を経てキャビティ１０内に溶湯
２０が注入される。そして、キャビティ１０内に溶湯２
０が充填されるが、溝１４は溶湯２０によって完全には
充填されず、エアギャップ２２が形成される。その後、
二つのエア注入口２８から冷却流体として冷却用エアが
注入される。この冷却用エアは、二つのエア注入口２８
から二つのエア配管２６に入り、ほぼ同時に全てのノズ
ル２４〜２４に流れ込む。さらにノズル２４からエア溝
１８を経て、ほぼ同時に全てのエアギャップ２２〜２２
に流れ込み、エアギャップ２２を通って金型分割面１６
までの連続的な空間を流れ、鋳型外部に排出される。こ
れによって、充填された溶湯２０の表面が、溝１４の凝
固出発点であるエア溝１８の側から順次冷却される。流
れるにつれ冷却用エアは溶湯２０の表面から与えられる
熱により加熱され、徐々に冷却能力が低下する。従って
、エア溝１８側から遠ざかるにつれて徐々に緩やかな冷
却が行われ、これによって冷却ムラのない指向性凝固が
行われる。冷却後の取出しは、普通の鋳造法と同様であ
る。

【００１１】以上の実施例では、溶湯の表面張力で入り
込まない溝としてＶ字型の断面形状を持った溝を用いて
いるが、これ以外にも種々の形状，サイズ，配置等が考
えられる。また、鋳造型の材質や分割方法、冷却流体の
種類および冷却用配管の構成等についても、本実施例に
示した以外のものも可能であることは言うまでもない。

【００１２】さらに本実施例の波及的な効果として、前
記溝は、溶湯充填時にキャビティ内のエアおよび溶湯か
ら発生するガスを鋳型外部へ逃がすガス抜きを流用して
いるので、冷却のため特に新たな型加工を施す必要がな
く、型製作コストを大幅ダウンできる。また、エア配管
２６を鋳造用金型１の周囲に円形に設け、その内側に複
数個のノズル２４をエア溝１８に接続させたことにより
、全周にわたって均一に冷却することができる。従って
、指向性凝固する方向の連続性のみならず、それと垂直
の方向の均一性も向上し、鋳造品の品質が一段と高くな
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の指向性凝固鋳造法では、キャビ
ティ内面に溶湯で充填されない溝を設け、この溝に冷却
流体を通すことにより、確実な指向性凝固が行われる。 これによって、指向性凝固により引け巣を確実に防止で
きる。さらに本発明の波及的な効果として、（１）　成
形材料を直接冷却するので硬化時間が短縮され、生産性
が向上する、（２）　硬化時間の短縮により組織が緻密
になり、鋳造品の強度が向上する、等の効果も得られ、
極めて実用性に優れた鋳造法となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いる鋳造用金型と冷却用
配管の基本構成を示す縦断面図である。

【図２】溶湯を充填した鋳造用金型の断面の一部分を示
す部分拡大図である。

【図３】本発明の一実施例に用いる鋳造用金型と冷却用
配管の基本構成を示す平面図である。

【符号の説明】 １　　鋳型 １０　　キャビティ １４　　溝 ２０　　溶湯 ２２　　エアギャップ ２４　　ノズル ２６　　エア配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　指向性凝固させる方向に沿ってキャビ
   ティ内面に溶湯がその表面張力によって充填しきれない
   溝を設け、溶湯の充填後に該溝の凝固出発点の側から冷
   却流体を供給することを特徴とする、指向性凝固鋳造法
   。