JPH05237636A - 金属製品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

金属製品の製造方法及び製造装置

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JPH05237636A
JPH05237636A JP7599592A JP7599592A JPH05237636A JP H05237636 A JPH05237636 A JP H05237636A JP 7599592 A JP7599592 A JP 7599592A JP 7599592 A JP7599592 A JP 7599592A JP H05237636 A JPH05237636 A JP H05237636A
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JP
Japan
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mold
metal
casting
molten metal
molten
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JP7599592A
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English (en)
Inventor
Noboru Morita
昇 森田
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YOSHIDA CAST KOGYO KK
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YOSHIDA CAST KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロストワックス法においてワンキャスティン
グで複数の色彩・色調を有する金属製品を一体成形する
ことを目的とする。 【構成】 本発明の金属製品の製造方法は、ロストワッ
クス鋳造方法において、鋳型焼成後の1以上の空洞を有
する鋳型2に、複数の湯道10より複数の溶湯6を供給
して鋳造することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、貴金属宝飾品或いは美
術鋳物等の金属製品の製造方法及び製造装置に関し、さ
らに詳しくはロストワックス法においてワンキャスティ
ングで複数の色彩・色調を有する金属製品を一体成形す
ることを特徴とするものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、貴金属宝飾品、美術鋳物等の
金属製品の製造においてその加工方法の主体をなす工法
はロストワックス鋳造法である。上記したロストワック
ス鋳造法の特徴(利点)は、デザインにおける自由度が
極めて大きく、しかも複雑な形状を高い信頼性で再現す
ることができることである。
【0003】一方、宝飾品に利用される貴金属として
は、金(Au)や銀(Ag),白金(Pt)等の純金属
を用いることもあるが、主として強度等の機械的性質を
改善するため、並びに色調の変化を求めるために、これ
らに卑金属を合金して使用することが通例となってい
る。現在、汎用されている金合金の代表的組成は金75
15−銅10の三元合金であり、鋳造用として脱酸材が添
加されている。この三元合金の色調は、黄金色でカラッ
ト金として多用されている。上記した合金組成において
銅を多くすると濃赤色を帯び、銀を多くすると淡緑色を
帯びることが知られている。さらに近年、アルミニウム
を添加してスミレ色としたり、ニッケルを添加して淡白
色としたり、或いは、コバルト,鉄,チタンを加えて選
択酸化して黒色化するなど、金合金を種々の色彩に着色
する傾向を示している。このように種々の色彩に着色さ
れた金合金は、通常、基調色となる黄金色と組合せて宝
飾品とするので、各々個別に鋳造したものを溶接するこ
とにより製作するのが通例である。また、美術鋳物にお
いては、銅85−鉛4 −亜鉛10−錫1 の赤地系合金、銅75
−ニッケル15−亜鉛10の白地合金、銅60−亜鉛40の黄色
合金がその主体となしており、単色の合金または両者を
溶接によって美術鋳物とするのが通例である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法においては、比較的大きな宝飾品な
らまだしも、特に小さな宝飾品では溶接作業が極めて手
間が掛かり、面倒なものであった。また、小さな宝飾品
では個別に鋳造する部材はさらに小さなものになるた
め、極めて高い精度(物品寸法精度並びに溶接加工精
度)が必要とされるものであった。その際、例えば指輪
のような形状の宝飾品においては、溶接欠陥があると指
輪形状そのものが審美的に不適正なものとなる。そのた
めに、特に高い溶接加工精度が必要であった。これらの
ことは、美術鋳物においてもそのままあてはまることで
ある。そして、上記したような問題点は、デザインにお
ける自由度を著しく低下するものであった。
【0005】しかしながら、ワンキャスティングで色彩
・色調の異なる宝飾品や美術鋳物を一体成形することは
未だかって行われたことが全くない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、ロストワックス鋳造法において、鋳型
焼成後の1以上の空洞を有する鋳型に、複数の湯道より
複数の溶湯を供給して鋳造することを特徴とする金属製
品の製造方法に関するものである。
【0007】また、本発明は上記した製造方法を具体的
に実施する製造装置をも提案するものであり、その製造
装置は、高周波コイル内に複数のルツボを設け、大気、
減圧、または不活性ガス雰囲気下で複数の溶湯を供給で
きるようにしたことを特徴とするものである。
【0008】前記したように、本発明はロストワックス
法における一つの鋳型空洞に複数の溶湯を供給するもの
である。そして、複数の溶湯を注湯するタイミングは、
通常同時に行うが、一方の溶湯が鋳型空洞内を充満しな
い限りにおいて注湯するタイミングを意図的にずらせる
ようにしても良い。溶湯は、一般にその金属組成により
それぞれ固有の比重や融点、表面張力を有するものであ
り、さらにその温度や加圧力を変えることにより湯流れ
性(流動性)が著しく変化する。また、溶湯の供給量
は、湯口や湯道の長さ、太さ、長さ、数量、取付位置に
よって変化する。例えば直径2mmの丸状の湯道の太さ
を2倍にして直径4mmとすれば断面積は4倍となり単
位時間内の溶湯の供給量は4倍となる。しかし、この場
合、溶湯の供給速度は遅くなる。また、湯道の長さは溶
湯が通過する際の抵抗となる。人工的加圧を加える場合
には湯の太さと比例する。したがって、例えば同時に二
種の溶湯を供給したとしても、通常その湯流れ性が異な
るので、空洞内における各溶湯の割合は均等にならな
い。同様に、仮に二種の溶湯自体の湯流れ性が等しくて
も、湯口や湯道の長さ、太さ、数量、取付位置、加圧力
等が異なれば溶湯の供給量及び供給速度が異なるので、
やはり空洞内における各溶湯の割合は均等になる筈もな
い。逆に、例えばA色の金属が鋳物の大部分を占め、B
色の金属が部分的に配置されるようなデザインの金属鋳
物を作製する場合、A色の溶湯用の湯道は太く、短く、
その数を増加すれば良いし、B色の溶湯用の湯道は細
く、長く形成され、必要な位置に配すれば良い。
【0009】上記したように溶湯の湯流れ性、湯口や湯
道の長さ、太さ、数量、取付位置、加圧力等の種々の因
子を適宜に制御することにより、予め設定した割合にな
るように各溶湯を供給することができる。そして、各溶
湯の湯先が接触し、互いに融着して極めて強く密着す
る。この場合、例えばA色の溶湯とB色の溶湯により作
製される製品は、各溶湯が接触した界面でA色とB色と
が鮮やかにわかれるようにすることもできるし、A色が
次第に薄れてB色に近付くような色彩・色調を有する部
分を作製することもできる。このような共融体部分を作
為的に形成させる場合には、各溶湯の凝固速度と融合速
度とのバランスが重要である。ここで、各溶湯の凝固速
度は、鋳型温度や鋳型形状、溶湯の温度などの因子によ
り変化するものであるし、融合速度はそれぞれの溶湯の
鋳型空洞における運動エネルギーや熱量などの因子によ
り変化する。したがって、製品の形状や大きさ、選定し
た色彩・色調を設定した後、使用する溶湯の固有の湯流
れ性等に応じて湯口や湯道の長さ、太さ、数量、取付位
置、加圧力、鋳型形状等の種々に亙る設定条件を適宜に
調整、制御して所望の製品を作製すれば良い。換言すれ
ば、例えば種々の設定条件のうちの僅か一つを調整する
だけで、別種のデザインを有する製品が作製することに
なる。そして、これらの調整可能な設定条件は極めて種
類が多いので、同一形状の鋳型空洞より、膨大な種類の
デザインを有する製品を作製することができる。
【0010】また、本発明においては、酸化し易い金属
も酸化し難い金属も同様に適用することができる。即
ち、溶湯の湯先は、酸化が発生する以前に他の溶湯の湯
先と接触するからである。したがって、ロー付けや溶接
等の後工程を必要としない。
【0011】本発明は、このように複数の溶湯を一つの
鋳型空洞内に供給するのであるが、従来のロストワック
ス鋳造法は単一の溶湯を鋳造するものであるから、複数
の溶湯を溶解するような製造装置も全くなかった。従
来、単一の合金を溶解することを目的とした高周波コイ
ルにおいてはコイルの中央部に一個のルツボを置いて高
周波過電流をもって溶解してきたのが通例であった。本
発明において例えばルツボをコイル内に2個設置するた
めにはおよそ『ひょうたん』型のコイルとして過電流が
同じように両ルツボを加熱するように工夫されている。
【0012】例えば、図1は、本発明者が実公昭50−
168号公報において開示した真空溶解鋳造装置であ
り、ルツボ1’の下方には鋳型2’が固定されると共に
一体に昇降可能であり、ルツボ1’の底部に設けられた
通孔3’を閉塞可能な栓杆4’が中空に固定される構成
である。この装置においては、まず、ルツボ1’が高周
波加熱コイル5’内に位置される状態(a)で、栓杆
4’がルツボ1’の通孔3’を閉塞し、真空下で金属溶
融が行われる。そして、ルツボ1’が下降すると、栓杆
4’がルツボ1’の通孔3’の閉塞を解除するので溶湯
6’が下方の鋳型2’空洞内に注湯され、加圧下で鋳造
が行われる(b)。上記した真空溶解鋳造装置は、単一
の溶湯を供給するものであるが、上記したルツボの内部
に複数の隔壁を設けるか、或いは図2に示すように高周
波加熱コイル5内に複数の単体ルツボ11 ,12 を設け
れば、複数の溶湯61 ,62 を供給することが可能とな
る。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。
【0014】[製造装置の実施例]本発明の製造装置を
図2に示す実施例に基づいて説明する。加圧鋳造機の釜
体7の下蓋に固定されている高周波加熱コイル5の内側
に、黒鉛を主材とするルツボ11 ,12 を設ける。各ル
ツボ11 ,12 の底部には、5〜10mmの通孔31
2 を開設し、これを内側より黒鉛棒41 ,42 にて密
栓する。尚、この黒煙棒41 ,42 は中空に固定してあ
る。また、各ルツボ11,12 は、鋳型2の上方にある
湯口81 ,82 に定置され、鋳型2と共に一体的に昇降
可能である。この装置において、釜体7の上蓋(図示せ
ず)を閉めて、内側を600〜650mm/Hgに減圧
して各ルツボ11 ,12 内で各金属の溶解を開始し、キ
ャストチャンスにいたれば鋳型昇降台9を降下させる。
すると、ルツボ11 ,12 底部の通孔3より流下した各
溶湯61 ,62 は、湯口81 ,82 から湯道101 ,1
2 を通過して水平に移行し、この時内部にあるタンク
(図示せず)より2〜3kg/cm2 の圧力を釜体7内
に放出するので、溶湯61 ,62 は細部に至るまで圧力
を受けて鋳型空洞内を満たす。
【0015】実施例1 上記した図2の製造装置を用い、巾15mm×長さ40
mm×厚さ1.5mmで中央部が緩やかに10mm巾ま
でくびれているリボン状のブローチを、Au75−Ni20
−Zn5 の白色合金とAu75−Cu23−Ag2 の赤色合
金とにより作製する。上記したブローチ形状を有する鋳
型空洞の一端には白色合金の溶湯用の湯道として2.5
φ×10mmの湯道を3本を並列し、他端には赤色合金
の溶湯用の湯道として2φ×10mmの湯道を2本並列
してある。そして、白色合金の溶湯と赤金合金の溶湯と
を同時に鋳型空洞内に供給してブローチを鋳造した。作
製されたリボン状のブローチは、一端が赤色で、他端が
白色となり、中央部に墨を流したような流線状の強固に
溶体化したものであった。
【0016】実施例2 前記した図2の製造装置を用い、直径100mmで厚さ
2mmの円盤型の皿をを、Cu75−Ni20−Zn5 の白
銅とCu85−Zn10−Pb4 −Sn1 の赤地銅とにより
作製する。上記した皿形状を有する鋳型空洞の外周には
白銅の溶湯用の湯道として3mmφ×15mmの湯道を
15mmの間隔で3本設け、3mmφ×長さ15mmの
湯道を20mmの間隔で2本設けてある。そして、白銅
の溶湯と赤色銅の溶湯とを同時に鋳型空洞内に供給して
皿を鋳造した。作製された皿は、白銅が直径の約2/3
まで皿の周辺にあり、赤地銅が中心部に向かって拡散し
て強固な容体をなす独特の模様であった。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
は、ロストワックス鋳造法においてワンキャスティング
で複数の色彩・色調を有する貴金属宝飾品或いは美術鋳
物等の金属製品を一体成形することができる。そして、
その具体的な操作はロストワックス鋳造法に準じるの
で、極めて簡単である。しかも、ワンキャスティング
で、従来のように別々に鋳造した部材を手間をかけてロ
ー付け或いは溶接する必要もないので、極めて迅速に且
つ容易に製造することができる。また、同じ理由により
従来の方法に比べて生産性及び経済性にも優れている。
【0018】したがって、本発明は、製品の形状や大き
さ、選定した色彩・色調を設定した後、使用する溶湯の
固有の湯流れ性等に応じて湯口や湯道の長さ、太さ、数
量、取付位置、加圧力、鋳型形状等の種々に亙る設定条
件を適宜に調整、制御して所望の製品を作製すれば良
い。また、例えば上記した種々の設定条件のうちの僅か
一つを調整するだけで、別種のデザインを有する製品が
作製することになる。そして、これらの調整可能な設定
条件は極めて種類が多いので、同一形状の鋳型空洞よ
り、膨大な種類のデザインを有する製品を作製すること
ができる。
【0019】また、本発明の製造装置は簡単な構成であ
り、複数の溶湯の供給装置として、高周波加熱コイルの
内側に複数のルツボを設け、各ルツボの底部から溶湯を
導出させる装置は、本発明の製造方法を実施する装置と
して極めて好適であり、自動的に複数の色彩・色調を有
する金属製品を鋳造・量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の真空溶解鋳造装置の断面図であり、
(a)は真空中の金属溶融状態を示し、(b)は加圧鋳
造状態を示す。
【図2】本発明の製造装置の一実施例の一部を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 ,12 ,1’ ルツボ 2,2’ 鋳型 5,5’ 高周波加熱コイル 61 ,62 ,6’ 溶湯 101 ,102 湯道

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロストワックス鋳造方法において、鋳型
    焼成後の1以上の空洞を有する鋳型に、複数の湯道より
    複数の溶湯を供給して鋳造することを特徴とする金属製
    品の製造方法。
  2. 【請求項2】 高周波コイル内に複数のルツボを設け、
    大気、減圧、または不活性ガス雰囲気下で複数の溶湯を
    供給できるようにしたことを特徴とする金属製品の製造
    装置。
JP7599592A 1992-02-28 1992-02-28 金属製品の製造方法及び製造装置 Pending JPH05237636A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3479925A3 (en) * 2012-12-14 2019-08-14 United Technologies Corporation Multi-shot casting

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3479925A3 (en) * 2012-12-14 2019-08-14 United Technologies Corporation Multi-shot casting
US10456830B2 (en) 2012-12-14 2019-10-29 United Technologies Corporation Multi-shot casting
US10576537B2 (en) 2012-12-14 2020-03-03 United Technologies Corporation Multi-shot casting

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