JPH05261514A

JPH05261514A - 減圧鋳造用装置

Info

Publication number: JPH05261514A
Application number: JP8936192A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Takeda; 洋次武田; Mikio Ishikawa; 幹夫石川
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1992-03-14
Filing date: 1992-03-14
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】作業工程数を減らして生産能率を向上させる
と共に、装置の小型化を図る。【構成】誘導炉３４が収納された真空容器３２の本体
２８における上部に、管体３０が連設される。この管体
３０には、上方に開放する挿入口３０ｅが画成される。
中空鋳型４４が収納されるチャンバー４６は、管体３０
の挿入口３０ｅに僅かな隙間を介して挿入可能な外径寸
法に設定される。そして真空容器３２に不活性ガスを注
入しながら、該容器３２にチャンバー４６を挿入し、こ
のチャンバー４６に収納された中空鋳型４４の吸引口４
４ａを誘導炉３４の溶湯５０に没入させる。次いで、チ
ャンバー４６の内部を減圧することにより、中空鋳型４
４に溶湯５０が吸引される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、減圧鋳造用装置に関
し、更に詳しくは、不活性ガスの雰囲気に保持された真
空容器の内部において、中空鋳型を収容したチャンバー
の内部を減圧状態にすると共に鋳型開口部を溶湯に没入
することにより、該溶湯を鋳型内部に吸引して鋳込みを
行なう減圧鋳造用装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】精密鋳造法の一つであるロストワックス法
により製造した中空鋳型に溶湯を鋳込む技術として、真
空減圧鋳造法(ＣＬＶ)が知られている。この真空減圧鋳
造法に使用される鋳造用装置は、図４に示す如く、上部
に開口１０ａを形成した真空容器１０の内部に、内部を
上部空間１０ｂと下部空間１０ｃとに分ける中蓋１２が
開閉自在に配設され、該中蓋１２を閉成することにより
下部空間１０ｃを密閉状態に保持し得るようになってい
る。また下部空間１０ｃには、例えば炉体に巻回したコ
イルに高周波電流を流すことにより得られる誘導加熱を
利用して装入母材を溶解する誘導炉１４が収納され、該
誘導炉１４は図示しない昇降装置を介して空間内を昇降
移動可能に構成されている。

【０００３】前記真空容器１０の側部には、下部空間１
０ｃに連通する吸・排気管１６が配設され、該吸・排気管
１６には、真空ポンプおよびアルゴン(Ａｒ)等の不活性
ガスの供給源が切換弁(何れも図示せず)を介して接続さ
れている。そして、切換弁を切換えることによって、下
部空間１０ｃを真空雰囲気または不活性ガスの雰囲気と
し得るようになっている。また真空容器１０の上端部
に、中空鋳型１８を収納したチャンバー２０が、その内
部空間２０ａと上部空間１０ｂとを前記開口１０ａを介
して連通した状態で密着的に位置決め載置されるよう構
成されている。

【０００４】前記チャンバー２０に収納された中空鋳型
１８は、図４(ｃ)に示す如く、その吸引口１８ａをチャ
ンバー２０の下方に所定長さだけ垂下しており、チャン
バー２０を真空容器１０の上端部に位置決め載置した際
に、吸引口１８ａが上部空間１０ｂに挿入されるよう構
成されている。またチャンバー２０の上部に吸・排気管
２２が連通接続され、該吸・排気管２２に、真空ポンプ
およびアルゴン(Ａｒ)等の不活性ガスの供給源が切換弁
(何れも図示せず)を介して接続される。これにより、チ
ャンバー２０の内部空間２０ａを真空雰囲気または不活
性ガスの雰囲気とし得るようになっている。

【０００５】前述した真空減圧鋳造装置では、以下のよ
うにして鋳込み作業が行なわれる。先ず真空容器１０の中蓋１２を開放し、下部空間１０
ｃに収納した誘導炉１４に所定量の母材を装入した後、
中蓋１２を閉成して下部空間１０ｃを密閉状態に保持す
る。次いで、吸・排気管１６に接続する真空ポンプを作
動して下部空間１０ｃの空気を強制吸引し、該空間１０
ｃを所要の真空度に至らせる(図４(ａ)参照)。そして下
部空間１０ｃを真空雰囲気に保持した状態で、誘導炉１
４に装入した母材を溶解する。母材の溶解が完了したら、前記切換弁の切換えにより
吸・排気管１６を介してアルゴンガスを下部空間１０ｃ
に注入し、該空間１０ｃを所定圧力のアルゴンガス雰囲
気にする(図４(ｂ)参照)。なお下部空間１０ｃの内圧が
所定値に達したら、アルゴンガスの注入を停止する。真空容器１０の上端部に前記チャンバー２０を位置決
め載置して、中空鋳型１８の吸引口１８ａを上部空間１
０ｂ内に臨ませる。またチャンバー２０に吸・排気管２
２を介して接続した真空ポンプを作動して、内部空間２
０ａから空気を強制吸引する。このとき、真空容器１０
の上部空間１０ｂとチャンバー２０の内部空間２０ａと
は、チャンバー２０と中空鋳型１８の吸引口１８ａとの
挿通部に生ずる隙間や、通気性中空鋳型１８自体を介し
て気体が流通可能となっている。従って、チャンバー２
０の内部空間２０ａおよび真空容器１０の上部空間１０
ｂが、何れも真空雰囲気となる(図４(ｃ)参照)。前記両空間２０ａ,１０ｂが所要の真空雰囲気となっ
た後、前記切換弁の切換えにより吸・排気管２２を介し
てチャンバー２０の内部空間２０ａにアルゴンガスを注
入する。このアルゴンガスは、内部空間２０ａおよび上
部空間１０ｂに充満し、両空間２０ａ,１０ｂは所定圧
力のアルゴンガス雰囲気になる(図４(ｄ)参照)。真空容器１０の上下の空間１０ｂ,１０ｃおよびチャ
ンバー２０の内部空間２０ａが、同一圧力のアルゴンガ
ス雰囲気となったところで、吸・排気管２２からのアル
ゴンガスの注入を停止する。次いで前記中蓋１２を開放
すると共に、誘導炉１４を上昇してチャンバー２０から
垂下する中空鋳型１８の吸引口１８ａを、該誘導炉１４
の溶湯２４に没入させる(図４(ｅ)参照)。次に、チャンバー２０に接続する真空ポンプを作動
し、内部空間２０ａのアルゴンガスを吸引して減圧状態
とすることにより、中空鋳型１８の内部に溶湯２４が吸
引される。溶湯２４の吸引が完了したら、誘導炉１４を下降する
と共に中蓋１２を閉成し、下部空間１０ｃを密閉状態と
する。そして、チャンバー２０を真空容器１０から取外
すことにより、鋳込み作業が終了する(図４(ｆ)参照)。

【０００６】なお、新たなチャンバー２０の中空鋳型１
８への鋳込み作業を行なう場合は、図４(ｃ)〜図４(ｆ)
の工程を繰り返すことにより鋳込みが行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した真空減圧鋳造
装置では、誘導炉１４による真空溶解を行なった後、該
炉１４が収納される下部空間１０ｃをアルゴンガス雰囲
気にする工程とは別に、真空容器１０に位置決め載置し
たチャンバー２０の内部空間２０ａおよび上部空間１０
ｂを、真空雰囲気とした後にアルゴンガスを注入して不
活性ガス雰囲気とする工程が必要となる。すなわち、溶
湯２４を中空鋳型１８に鋳込むための準備作業の工程数
が多くなり、生産能率の向上が図られない欠点が指摘さ
れる。

【０００８】また真空容器１０の内部に、誘導炉１４を
昇降させる装置が配設されるため、内部構造が複雑とな
ってコストが嵩むと共に、メンテナンス等が煩雑となる
難点があった。しかも、装置が大型となる欠点も指摘さ
れる。更に、誘導炉１４が昇降するに際し、電源と誘導
コイルとを連結する水平ケーブルがよじれて破損する畏
れがあり、以後の操業が不能となる重大な問題も指摘さ
れる。

【０００９】前記鋳造用装置により複数の中空鋳型１８
への鋳込み作業を行なう場合は、その都度新たなチャン
バー２０の内部空間２０ａと上部空間１０ｂとの真空化
と、アルゴンガスによる置換作業を行なう必要がある。
しかも真空容器１０の内部においては、誘導炉１４の昇
降と中蓋１２の開閉作業を行なわなければならず、準備
作業に時間が掛かって生産能率が低下する欠点があっ
た。

【００１０】

【発明の目的】この発明は、前述した減圧鋳造に際して
内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべ
く提案されたものであって、作業工程数を減らして生産
能率を向上させると共に、装置の小型化を達成し得る減
圧鋳造用装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の課題を克服し、所
期の目的を達成するため本発明は、炉を収納した容器の
内部を不活性ガス雰囲気とし、チャンバーに収納した中
空鋳型の吸引口を前記炉の溶湯に没入した状態で、該チ
ャンバーの内部を減圧状態とすることにより、溶湯を鋳
型内部に吸引する減圧鋳造用装置において、前記不活性
ガスの供給源に連通すると共に前記炉が収納される本体
と、該本体の上部に連設されて上方に開放する挿入口を
画成した管状体とから前記容器を構成し、前記中空鋳型
が収納されたチャンバーは、前記管状体の挿入口に僅か
な隙間を介して挿入可能な外径寸法に設定され、前記容
器に不活性ガスを注入しながら該容器に前記チャンバー
を挿入することにより、前記中空鋳型の吸引口を炉の溶
湯に没入させ、次いでチャンバーの内部を減圧状態とす
ることにより、中空鋳型に溶湯を吸引するよう構成した
ことを特徴とする。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係る減圧鋳造用装置につき、
好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説
明する。

【００１３】図１は実施例に係る減圧鋳造用装置２６の
概略構成を示す縦断正面図であって、上方に開口した円
筒状の本体２８と、該本体２８の上部に配設固定された
管状の管体３０とから真空容器３２が形成される。本体
２８の内部には、誘導加熱を利用して装入母材を溶解す
る誘導炉３４が位置決め配置されている。また本体２８
の側面に吸・排気管３６が連通接続され、該吸・排気管３
６は、真空ポンプおよびアルゴン等の不活性ガスの供給
源に切換弁(何れも図示せず)を介して接続されている。
そして切換弁の切換えにより、真空容器３２の内部を真
空雰囲気にすると共に、アルゴンガスの雰囲気に保持し
得るようになっている。なお、真空ポンプと不活性ガス
の供給源とを容器３２に別々に接続するようにしてもよ
い。

【００１４】前記管体３０は、図２に示す如く、前記本
体２８との連結部から上方に向かうにつれて内径が減少
する逆漏斗状の連結部３０ｂと、該連結部３０ｂの上端
に連設されて内径Ｌ₁で所定長さだけ上方に延在する円
筒部３０ａとからなり、連結部３０ｂにおける下端開口
部の内径寸法は、前記本体２８の内径寸法より僅かに小
さく設定される。連結部３０ｂの開放端にフランジ３０
ｃが形成され、このフランジ３０ｃを、図１に示す如
く、本体２８の上部開放端に形成したフランジ２８ａに
密接した状態で両者を連結することにより、本体２８と
管体３０とが密着固定される。また円筒部３０ａの開放
端にフランジ３０ｄが形成されると共に、該フランジ３
０ｄの外周端部にヒンジ３８を介して蓋４０が配設さ
れ、該蓋４０により円筒部３０ａの挿入口３０ｅを開閉
し得るよう構成される。なお連結部３０ｂにのぞき窓４
２が設けられ、真空容器３２の内部を監視し得るように
なっている。

【００１５】前記ロストワックス法により製造した中空
鋳型４４が収納されるチャンバー４６は、図１および図
２に示す如く、円筒状に形成されると共に、その底部に
通孔４６ａが穿設される。そして、内部に位置決めした
中空鋳型４４の吸引口４４ａが、通孔４６ａを介して所
定長さだけ下方に垂下するよう構成される。またチャン
バー４６の外径Ｌ₂は、前記管体３０における円筒部３
０ａの内径Ｌ₁よりも僅かに小さく設定され(Ｌ₂＜
Ｌ₁)、該チャンバー４６を真空容器内に挿入可能になっ
ている。

【００１６】またチャンバー４６の上部には、吸気管４
８が連通接続され、該吸気管４８は真空ポンプ等の減圧
手段(図示せず)に接続されている。すなわち後述する鋳
込み作業に際に、チャンバー４６を真空容器３２の内部
に挿入した後、該チャンバー４６の内部を減圧状態とす
ることにより、前記吸引口４４ａを介して溶湯５０が鋳
型内部に吸引されるようになっている。

【００１７】前記チャンバー４６は、真空容器３２の上
方に配設した移送手段(図示せず)に昇降自在に配設さ
れ、図示しない流体圧シリンダの正逆付勢により真空容
器３２の上方の待機位置と、真空容器３２の内部空間に
挿入された鋳込み位置との間を昇降するよう構成され
る。また中空鋳型４４への溶湯５０の吸引が完了したチ
ャンバー４６は、待機位置まで上昇された後、次工程装
置に向けて移送されるようになっている。なお符号５２
は、チャンバー４６の昇降を案内するガイドロッドを示
す。またチャンバー４６の昇降手段としては、流体圧シ
リンダに限定されるものでなく、モータ等であってもよ
い。

【００１８】

【実施例の作用】次に、このように構成した実施例に係
る減圧鋳造用装置の作用につき説明する。

【００１９】先ず、前記真空容器３２の蓋４０を開放
し、容器内部に配置した誘導炉３４に母材を装入する。
そして蓋４０を閉成して容器内部を密閉した状態で、前
記真空ポンプを作動して容器内部を真空雰囲気にする。
真空容器３２の内部が所定の真空雰囲気となったところ
で、誘導炉３４に装入した母材を誘導加熱して溶解させ
る(図３(ａ)参照)。

【００２０】次いで、前記切換弁を切換え、吸・排気管
３６を介してアルゴンガスを真空容器３２に注入する
(図３(ｂ)参照)。真空容器３２の内部がアルゴンガスの
注入により所定圧力になると、前記蓋４０を開放すると
共に、容器３２の上方に待機しているチャンバー４６を
下降し、該チャンバー４６を前記円筒部３０ａに挿入す
る(図３(ｃ)参照)。このとき、真空容器３２へのアルゴ
ンガスの注入を継続することにより、挿入口３０ｅから
ガスが流出する状態においても常に容器内部を所定圧力
に保持して、外部空気が流入して汚染されるのを防止し
ている。なお円筒部３０ａの内径Ｌ₁に対し、チャンバ
ー４６の外径Ｌ₂は僅かに小さいだけなので、円筒部３
０ａの内壁とチャンバー４６の外壁との間に画成される
隙間は極めて狭く、真空容器３２の内部から流出するア
ルゴンガスの量を少なく抑えることができる。換言すれ
ば、該隙間を介して外部空気が真空容器３２内に流入す
ることは殆どない。

【００２１】またチャンバー４６を円筒部３０ａに挿入
するに際し、前記吸気管４８を介して内部の減圧を僅か
づつ行ない、チャンバー４６の内部に真空容器３２に注
入されているアルゴンガスを引込ませる。これにより、
チャンバー４６の内部もアルゴンガスに置換され、内部
空気が流出して真空容器３２内を汚染するのを防止し得
る。

【００２２】前記チャンバー４６の下降により中空鋳型
４４の吸引口４４ａが誘導炉３４の溶湯５０に没入する
と、チャンバー４６の内部を所定圧まで減圧する。これ
により溶湯５０は、吸引口４４ａを介して鋳型内部に吸
引される(図３(ｄ)参照)。このときにも、真空容器３２
の内部へのアルゴンガスの注入は継続されているので、
円筒部３０ａの内壁とチャンバー４６の外壁との間に画
成される隙間から外部空気が流入することはない。

【００２３】前述した溶湯５０の吸引が終了すると、チ
ャンバー４６を上昇して真空容器３２から離脱すること
により、１回の鋳込み作業が完了する(図３(ｅ)参照)。
引続いて新たなチャンバー４６の中空鋳型４４への鋳込
みを行なう場合は、蓋４０を開放したまま図３(ｃ)〜図
３(ｅ)の工程を繰り返すことにより、多数の中空鋳型４
４への鋳込みを効率的に行ない得る。また母材を補充す
る場合においても、前記真空容器３２の内部へのアルゴ
ンガスの注入を継続した状態で行なうことにより、容器
内部が外部空気により汚染されるのを防止し得る。すな
わち、中空鋳型４４への鋳込み作業に際し、真空容器３
２の内部をアルゴンガス雰囲気とした状態で、別途チャ
ンバー内を真空化したりアルゴスガス雰囲気とする必要
がなく、工程数を低減することができる。また誘導炉３
４を昇降させないので、真空容器３２の内部に昇降装置
を配設する必要がなく、該真空容器３２を小型化し得
る。

【００２４】なお実施例では、真空容器に収納する炉と
して高周波誘導炉を使用した場合につき説明したが、本
発明はこれに限定されるものでなく、抵抗炉等であって
もよい。また実施例では管体における円筒部の内径を本
体の内径より小さく設定したが、該管体を本体内径と同
一寸法で上方に延在させるようにしてもよい。但し、こ
の場合には炉と管体の上部開放端との距離を長く設定す
ることが推奨される。更に管体やチャンバーの形状は円
筒に限られるものでなく、該管体にチャンバーが僅かな
隙間を介して挿入可能な形状であれば角筒状等であって
もよいことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る減圧鋳
造用装置によれば、炉が収容される真空容器の挿入口
に、僅かの隙間を介して鋳型のチャンバーを挿入可能に
構成したので、作業工程数を低減して生産効率を向上さ
せることができる。また炉を固定配置したことにより、
複雑となる昇降装置等を真空容器の内部に配設する必要
がなく、構造の簡素化と小型化とを図り得る。更に、炉
の昇降に起因する故障の発生を無くすことができ、安全
な操業を達成し得る、等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る減圧鋳造用装置の
縦断正面図である。

【図２】実施例に係る減圧鋳造用装置の概略斜視図であ
る。

【図３】実施例に係る減圧鋳造用装置の作業工程を示す
説明図である。

【図４】従来技術に係る減圧鋳造用装置の作業工程を示
す説明図である。

【符号の説明】

２８本体３０管体３０ａ円筒部３０ｅ連結部３２真空容器４０蓋４４中空鋳型４４ａ吸引口４６チャンバー５０溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉(34)を収納した容器(32)の内部を不活
性ガス雰囲気とし、チャンバー(46)に収納した中空鋳型
(44)の吸引口(44a)を前記炉(34)の溶湯(50)に没入した
状態で、該チャンバー(46)の内部を減圧状態とすること
により、溶湯(50)を鋳型内部に吸引する減圧鋳造用装置
において、前記不活性ガスの供給源に連通すると共に前記炉(34)が
収納される本体(28)と、該本体(28)の上部に連設されて
上方に開放する挿入口(30e)を画成した管状体(30)とか
ら前記容器(32)を構成し、前記中空鋳型(44)が収納されたチャンバー(46)は、前記
管状体(30)の挿入口(30e)に僅かな隙間を介して挿入可
能な外径寸法に設定され、前記容器(32)に不活性ガスを注入しながら該容器(32)に
前記チャンバー(46)を挿入することにより、前記中空鋳
型(44)の吸引口(44a)を炉(34)の溶湯(50)に没入させ、
次いでチャンバー(46)の内部を減圧状態とすることによ
り、中空鋳型(44)に溶湯(50)を吸引するよう構成したこ
とを特徴とする減圧鋳造用装置。
【請求項２】前記管状体(30)は、前記本体(28)に連設
されて上方に向かうにつれ内径が減少する連結部(30b)
と、該連結部(30b)に連設されて所定長さに亘り同径で
延在する筒部(30a)とからなり、この筒部(30a)に前記挿
入口(30e)が画成される請求項１記載の減圧鋳造用装
置。
【請求項３】前記管状体(30)に挿入口(30e)を開閉自
在な蓋(40)が配設され、前記真空容器(32)を密閉状態に
保持可能に構成してなる請求項１記載の減圧鋳造用装
置。