JPH0484662A - 鋳造冷却方法 - 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） 本発明は金属湯が任意条件で冷却しながら凝固されるこ
とが可能な鋳造冷却方法に関する。

（従来の技術） 第６図は従来の鋳造冷却方法を説明する要部断面図であ
る。この方法は、金属湯が徐々に凝固されてその組織を
均一化させるために、予め金属製枠体（ｌｃ）を加熱す
ると共に上型（ｌａｌ　と下型（ｌｂ）も加熱させてお
く。先ず金属湯を鋳型（１）内に注いで充填する。この
注湯時に発生するガスを金属湯に巻き込まれずに排除さ
せるために、予め前記鋳型（１）の下方に設けた吸引手
段（４）で、そのガスが排出されながら金属湯を冷却す
る方法である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし前記鋳造冷却方法では、自然放熱による凝固のた
め金属湯が徐々に凝固され、鋳物（５）の組織は自然ま
かせの部分が多く、任意的にその組織をコントロールす
ることが出来ず、鋳物（５）の硬度、引張り強さ等の設
定が困難である。また金属湯が凝固しながら冷却される
際に、金属湯の熱は発生したガスと共に吸引手段（４）
によって排出され、前記金属湯が下型（Ｉｂ）側から凝
固し始めるが、一定時間経過すると鋳型（１，）内のエ
アーが全て排出されて真空状態となり、その後は熱がこ
もってしまうので、冷却効果が殆ど無くなる。従ってガ
スの巻き込み等による外部要因で発生するピンホールは
防止出来るが、内部要因である粗大化した金属組織が冷
却時に凝固する際、その組織が収縮して発生するビンホ
ル、特に金属湯が周囲から凝固して内部が最終凝固され
る場所、例えば第７図に示す図中の斜線部が凝固する時
にピンホールは発生し易かった。この防止法としては冷
し金を用いて冷却速度をコントロールする方法もあるが
、冷し金がさびていたり、湿気が付着していたりすると
、金属湯に触れて水蒸気やガスを発生し、不良品を生ず
る恐れがあり、また冷し金が大きすぎると材質が不均一
になり易（、且つ当てる場所を誤ると割れなどを生じる
恐れもある。更に冷し金を当てた箇所は凹凸が鋳肌に出
るので、後加工が必要となる等の問題点があった。

本発明は金属湯の最適な冷却条件を任意的に作り出すこ
とにより、鋳物が最良な組織に形成されると共にピンホ
ールの発生を殆ど無くすことが可能な鋳造冷却方法を提
供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を消去するために、本発明は成されたもので
あり、つまり、先ず鋳物砂等を用いて鋳型を作ると共に
、該鋳型には噴出孔を多数有した冷却用パイプ部材が埋
設され、該冷却用パイプ部材の一端を前記鋳型外部へ突
出させて供給口と成すと共にその供給口がエアー或は窒
素ガス等の冷却用ガス体を供給するための供給手段と接
続され、更に前記鋳型の下方には、前記供給口から供給
される冷却用ガス体の供給量以上に吸引量が大きな吸引
手段を設けておき、先ず前記鋳型内に金属湯を注いで充
填すると共に前記金属湯の熱が、予め前記供給口から供
給されて前記噴出孔から噴出する冷却用ガス体を介在し
て前記鋳型の下方から排出され、前記金属湯が任意な冷
却条件下で冷却しながら凝固され、鋳物の組織がコント
ロール可能である冷却方法を成す。

（作　用） 次に本発明の作用について説明すると、予め鋳物砂等を
用いて鋳型（１）を作ると共に、該鋳型（１）に冷却用
パイプ部材（２）も埋設し、且つ前記冷却用パイプ部材
（２）と供給手段（３）とを接続させると共に吸引手段
（４）を鋳型（１１下方に設けておく。また前記鋳型（
１）を加熱させておく。先ず吸引手段（４）を作動させ
ると共に金属湯を前記鋳型（１）内に注ぐ。この注湯時
に発生するガスは吸引手段（４）によって鋳型（＋、　
）から排出されるのである。前記注湯と同時に供給手段
（３）によって冷却用ガス体の供給を開始する。すると
、鋳型（１）に埋設した冷却用パイプ部材（２）の噴出
孔（２Ｃ）から冷却用ガス体が噴出され、鋳型（１）に
こもった金属湯の熱は冷却用ガス体を介在して鋳型（１
）の下方へ排出する。この時、上型（１ａ）側で噴出さ
れた冷却用ガス体は熱を吸収しながら上型（１ａ）上方
から鋳型（１）の外側を通って吸引手段（４）で吸収さ
れる。従って、鋳肌面側が急冷されて緻密な鋳肌を形成
にし、且つ美麗となる。また鋳物（５）の内部組織は、
冷却用ガス体の供給量及び時間的な可変調節やガス体の
供給時の温度を任意的にコントロールすることにより、
最良な冷却条件で金属湯が凝固されるため、その組織を
予め設定することが可能となる。この結果、従来の冷却
方法によって得られるものよりも遥かに緻密な組織とな
り、またこの時のピンホールの発生は組織の緻密化と、
金属湯の最良な冷却条件を得ることにより殆ど無くなる
。

第２図はオーブン鋳造の場合に用いる本発明の鋳造冷却
方法を示す説明図であり、この方法について説明する。

予め鋳物砂等を用いて鋳型（１）を作ると共に、該鋳型
（１）に冷却用パイプ部材（２）を埋設し、上記場合と
同様に前記冷却用パイプ部材（２）と供給手段（３）と
を接続させると共に吸引手段（４）を鋳型（１）下方に
設けてお（。また鋳型（１）は加熱させずにおく。先ず
吸引手段（４）を作動させて注湯時に発生するガスの排
出準備を行う。次に金属湯な鋳型（１）上方から注ぎ充
填するのである。他の作業は上記と同様に行う。すると
、金属湯は鋳肌面側から上方に向って強制的に凝固する
ため、鋳肌が緻密でピンホールの少ない良質の鋳物（５
）を得ることが可能となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、（１
）は上型（１，ａ）、下型（Ｉｂ）、金属製枠体（ＩＣ
）とから成る鋳型であり、前記上型（ｌａ）と下型（ｌ
ｂ）には鋳物砂、セラミックス粒子等を用いる。（２）
は鋳型（１）に埋設させる冷却用バイブ部材であり、該
４却用バイブ部材（２）には、鋳型（１）内に立設する
多数本のパイプ材（２ａ）と、該各バイブ材（２ａ）を
連通するように接続したパイプ材（２ｂ）とから構成す
る（第３図参照）。前記パイプ材（２ａ）の上端は塞が
れ、その下端はパイプ材（２ｂ）と連通し、また各パイ
プ材（２ａ）上部には噴出孔（２ｃ）が多数穿設されて
いる。このパイプ材（２ａ）の配置は、第１図に示す如
く上を（ｌａ）と下型（ｔｂ）に、それぞれに適した形
状の冷却用バイブ部材（２）を配置するが、第２図に示
す如くオーブン鋳造する場合には下型（１ｂ）だけに配
置し、鋳肌面側が均等に冷却出来るように考慮されてい
れば良い。又、各パイプ材（２ａ）には噴出孔（２ｃ）
に砂等が入らぬように図示しない布等を被覆させている
。前記パイプ材（２ｂ）の一端は金属製枠体（ｌｃ）側
面がら外部へ突出させて供給口（２ｄ）と成している。

尚、前記冷却用バイブ部材（２）の配置形状は鋳物形状
に合わせて変わるので、その構成は立設させたパイプ材
（２ａ）とパイプ材（２ｂ）に限定されるものではなく
、鋳肌面側が均等に冷却出来る構成のもの、例えばルー
プ状に形成したパイプ材から構成するもの（第４図参照
）、或は適宜形状の中空体を用いて構成するものでも良
い。（３）は各供給口（２ｄ）と接続する供給手段であ
り、この供給手段（３）は−前約な圧縮装置等を用い、
エアー或は窒素ガス等の冷却用ガス体を供給する。尚、
供給口（２ｄ）から冷却用ガス体を供給する量は、鋳型
（１）の大きさや形状、金属製の種類等を考慮して決定
され、且つ供給する冷却用ガス体の温度も金属湯の種類
等を考慮して決定される。また冷却用ガス体の供給量及
び温度が調節可能な構造を備えたものを用いる。（４）
は鋳型（１）の下方に設けた吸引手段であり、該吸引手
段（４）には上型（ｌａ）側に設けた吸引口（４ａ）と
、下型（ｉｂ）側に設けた吸引口（４ｂ）とがあり、そ
の吸引手段（４）としてはコンプレッサー等を用い、そ
の吸引能力は前記供給手段（３）の供給能力よりも大き
なものを用いる。又、この吸引力が前記冷却用ガス体の
供給量に応じて可変出来る構造のものを用いる。

第５図は本発明の鋳造冷却方法によって鋳造された銅製
の鋳物を示す説明図であり、この冷却方法について詳細
に説明する。予め鋳型（１）を加熱させておき、先ず吸
引手段（４）を作動させて注湯時に発生するガスの排出
準備を行う。この場合、吸引手段（４）を予め作動させ
ておくと、金属湯の湯回りが良好となる。次に溶解した
銅を鋳型（１）内に注ぎ始め、注湯時に発生したガスは
吸引手段（４）で鋳型（１）外部に排出される。

また注湯と同時に冷却用ガス体の供給を開始し、噴出孔
（２ｃ）から冷却用ガス体が噴出されて湯の熱を吸収し
、その冷却用ガス体は吸引口（４ａｌ。

（４ｂ）を経て吸引手段（４）によって鋳型（１）外部
に排出される。この時の冷却用ガス体の供給量は、鋳肌
面側が急冷されて緻密な鋳肌を形成するため、始めの約
２０〜３０分は多めに供給する。その後、前記供給量を
約２０〜３０％減らして前記湯が緩やかに冷却されるよ
うに設定する。この様に前記冷却用ガス体の供給量を供
給手段（３）によって変えることにより、金属湯を鋳肌
面側から順次内部に向かって適宜な冷却条件で冷却しな
がら凝固させることが可能となる。尚、本発明の冷却方
法を用いると、冷却時間が従来の場合の半分、つまり　
２５〜３時間と短縮される。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

■本発明の鋳造冷却方法を用いれば、従来の如き鋳型（
１）内の冷却用ガス体が全て排出されて真空状態となり
、その熱が鋳型（１）内にこもり・てしまうこと無く、
常に金属湯が鋳肌面側から順次内部に向かって冷却しな
がら凝固されるので、鋳物（５）の組織を緻密にして硬
度、弓張り強さ等が向上する。

■金属湯の凝固が従来の如き自然放熱による凝固と異な
り、任意的に最良冷却条件を設定することが可能である
ので、ピンホールの発生が殆ど無くなる。

■また金属湯の冷却条件が任意に設定できるので、組織
の緻密化や鋳肌の美麗化が可能となり、特に表面が支構
様や木目模様の製品を形成させることが出来ると共にそ
の仕上作業が不要である。

■組織が緻密化するため、鋳物（５）の硬度、引張り強
さ等が従来のものより３０％近くも向上されるのである
。

■冷却時間が従来の場合よりも約半分となるので、鋳造
作業の効率が良くなる。

■従来使用していた冷し金が不要であるので、不良品が
激減する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の鋳造冷却方法に係る実施例を示す要部
断面図、第２図はオープン鋳造を行う場合の鋳造冷却方
法を示す要部断面図、第３図、第４図は本実施例の冷却
用パイプ部材の要部を示す説明図、第５図は本発明の冷
却方法によって鋳造された鋳物を示す説明図、第６図は
従来の鋳造冷却方法を説明する要部断面図、第７図は従
来の冷却方法によって鋳造された鋳物を示す説明図であ
る。 （１）　・・・鋳型 （２）・・・冷却用パイプ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳物砂等を用いて鋳型（１）を作り、該鋳型（１）には
   噴出孔（２ｃ）を多数有した冷却用パイプ部材（２）が
   埋設され、該冷却用パイプ部材（２）の一端を前記鋳型
   （１）外部へ突出させて供給口（２ｄ）と成すと共にそ
   の供給口（２ｄ）がエアー或は窒素ガス等の冷却用ガス
   体を供給するための供給手段（３）と接続され、更に前
   記鋳型（１）の下方には、前記供給口（２ｄ）から供給
   される冷却用ガス体の供給量以上に吸引量が大きな吸引
   手段（４）を設けておき、先ず前記鋳型（１）内に金属
   湯を注いで充填すると共に前記金属湯の熱が、予め前記
   供給口（２ｄ）から供給されて前記噴出孔（２ｃ）から
   噴出する冷却用ガス体を介在して前記鋳型（１）の下方
   から排出され、前記金属湯が任意な冷却条件下で冷却し
   ながら凝固されることを特徴とする鋳造冷却方法。