JPH0531571A - Method and apparatus for manufacturing casting - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing casting

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JPH0531571A
JPH0531571A JP18877391A JP18877391A JPH0531571A JP H0531571 A JPH0531571 A JP H0531571A JP 18877391 A JP18877391 A JP 18877391A JP 18877391 A JP18877391 A JP 18877391A JP H0531571 A JPH0531571 A JP H0531571A
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JP
Japan
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molten metal
induction heating
water
casting
cooled copper
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Application number
JP18877391A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Demukai
向 井 登 出
Shingo Ichiyanagi
柳 信 吾 一
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce a casting having little influence to solidified shrinkage at center part and excellent internal quality without any contamination and entrapment of gas. CONSTITUTION:In casting, molten metal 16 poured into a water-cooled copper- made mold 3 is heated by induction-heating with an induction heating coil 11, and after eliminating bubbles of gas, etc., by partially delaying solidification of the molten metal 16 with the above induction-heating, the induction-heating is stopped and the molten metal is solidified in the above mold 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鉄やアルミニウムなど
の通常金属および合金をはじめとして、とくにチタン,
タングステン,モリブデンなどの高融点金属や活性金属
等の単体ないしは合金の鋳物を製造するのに利用される
鋳物の製造方法および製造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to ordinary metals and alloys such as iron and aluminum, especially titanium,
The present invention relates to a casting method and a casting apparatus used for casting a simple substance or an alloy of a refractory metal such as tungsten or molybdenum or an active metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】チタン,タングステン,モリブデンなど
の単体および合金よりなる高融点金属ないし活性金属
は、融点が高くそしてまた活性であるため、通常金属の
鋳造に比べて格別の注意を必要とすることが多い。
2. Description of the Related Art A refractory metal or active metal composed of a simple substance such as titanium, tungsten, molybdenum or an alloy thereof has a high melting point and is active. Therefore, special caution is required as compared with ordinary metal casting. There are many.

【0003】すなわち、調整された雰囲気(真空もしく
は不活性ガス雰囲気)で汚染のない溶融を行うこと、溶
融金属容器(るつぼ等)および鋳型からの汚染がないこ
と、鋳造に際して気泡を巻き込まないこと、などの事項
について注意を払う必要がある。
That is, melting without contamination in a controlled atmosphere (vacuum or inert gas atmosphere), no contamination from a molten metal container (crucible, etc.) and mold, and no inclusion of bubbles during casting, It is necessary to pay attention to such matters.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐火性
るつぼや鋳型を用いて溶解および鋳造を行うと、るつぼ
耐火物や鋳型材料からの汚染を生ずることがあるという
問題点を有し、るつぼからの汚染が少ないスカル溶解で
は未溶解の部分が多く生じてしまうという問題点を有
し、通気性鋳型を通して減圧吸引することにより鋳造す
る場合には溶解室中のガスを巻き込むことがあるという
問題点を有し、単純な重力鋳造では中心部分の凝固収縮
による影響が出ることがあるという問題点を有してお
り、これらの問題点を少しでも解決することが課題とな
っていた。
However, when melting and casting are performed using a refractory crucible or a mold, there is a problem that the crucible refractory or the mold material may be contaminated. There is a problem that many undissolved parts occur in skull melting with less pollution, and when casting by vacuum suction through a breathable mold, there is a problem that gas in the melting chamber may be involved. In addition, there is a problem that the solid gravity shrinkage of the central portion may occur in simple gravity casting, and it has been a problem to solve these problems as much as possible.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたもので、溶融金属の雰囲気による汚染がな
いと共にるつぼ耐火物や鋳型材料からの汚染もなく、鋳
造に際してガスの巻き込みによる影響を極力回避すると
共に中心部分の凝固収縮による影響を小さくすることに
よって、内部品質に優れた鋳物を製造できるようにする
ことを目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. It is free from contamination by the atmosphere of molten metal and from the crucible refractory or mold material, and the influence of gas entrainment during casting. It is an object of the present invention to make it possible to manufacture a casting having excellent internal quality by avoiding the above-mentioned problem as much as possible and reducing the influence of solidification shrinkage of the central portion.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる鋳物の製
造方法は、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯した
溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱によ
って溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の気泡を
なくしたのち誘導加熱を停止して前記水冷銅製鋳型内で
凝固させて内部品質の優れた鋳物にする構成としたこと
を特徴としており、必要に応じて採用される実施態様に
おいては、溶解雰囲気および鋳造雰囲気を不活性ガスや
真空等の制御された雰囲気とする構成とし、同じく実施
態様においては、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注
湯した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加
熱によって溶融金属の凝固を上部側で遅らせてガス等の
気泡を浮上させたのち誘導加熱を停止する構成とし、同
じく実施態様においては、水冷銅製鋳型内に注湯した溶
融金属に対し下部側から上部側に向けて誘導加熱を順次
停止して凝固部位を上方に順次移行することにより指向
性凝固させる構成としたことを特徴としている。
A method for manufacturing a casting according to the present invention is a method for heating a molten metal poured from a molten metal container into a water-cooled copper mold by induction heating to partially solidify the molten metal by the induction heating. It is characterized in that it is configured to be a casting having excellent internal quality by solidifying in the water-cooled copper mold by stopping induction heating after eliminating bubbles such as gas, and is adopted as necessary. In another embodiment, the melting atmosphere and the casting atmosphere are controlled atmospheres such as inert gas and vacuum, and in the same embodiment, the molten metal poured from the molten metal container into the water-cooled copper mold is introduced. The heating is performed by heating, the solidification of the molten metal is delayed on the upper side by the induction heating, the bubbles such as gas are floated, and then the induction heating is stopped. Is characterized in that the molten metal poured into the water-cooled copper mold is configured to directionally solidify by sequentially stopping induction heating from the lower side to the upper side and sequentially shifting the solidification site upward. I am trying.

【0007】また、本発明に係わる鋳物の製造装置は、
溶融金属容器より溶融金属が注湯される水冷銅製鋳型
と、前記水冷銅製鋳型内の溶融金属を誘導加熱により加
熱して前記溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の
気泡をなくす誘導加熱手段を備えた構成としたことを特
徴としており、必要に応じて採用される実施態様におい
ては、誘導加熱手段が単一の誘導加熱コイルよりなると
共に上部方向へ移動可能となっていて、溶融金属の凝固
を上部側で遅らせる構成とし、同じく実施態様におい
て、誘導加熱手段が縦方向に配列した複数の誘導加熱コ
イルよりなると共に下部側の誘導加熱コイルから上部側
の誘導加熱コイルへと順次電源遮断可能となっていて、
溶融金属の凝固を上部側で遅らせる構成とし、同じく実
施態様において、水冷銅製鋳型は、鋳物の取出しを容昜
にする分割セグメントにより構成したものとし、同じく
実施態様において、水冷銅製鋳型は、分割セグメントの
分割面に電気絶縁用のセラミック溶射膜を有する構成と
し、同じく実施態様において、溶融金属容器は、傾動可
能とした水冷銅製溶解炉,底部出湯可能とした水冷銅製
溶解炉,プラズマ熱源コールドハース,アーク熱源コー
ルドハース,電子ビーム熱源コールドハースより選ばれ
る構成としたことを特徴としており、上記鋳物の製造方
法および製造装置に係わる発明の構成をもって前述した
従来の課題を解決するための手段としている。
Further, the casting manufacturing apparatus according to the present invention is
A water-cooled copper mold in which molten metal is poured from a molten metal container, and induction heating that heats the molten metal in the water-cooled copper mold by induction heating to partially delay the solidification of the molten metal and eliminate bubbles such as gas In the embodiment adopted as needed, the induction heating means is composed of a single induction heating coil and is movable in the upper direction. In the same embodiment, the induction heating means is composed of a plurality of induction heating coils arranged in the longitudinal direction, and the power is cut off sequentially from the lower induction heating coil to the upper induction heating coil. Is possible,
The structure is such that the solidification of the molten metal is delayed on the upper side, and in the same manner, in the embodiment, the water-cooled copper mold is composed of divided segments that allow the removal of the casting, and in the same embodiment, the water-cooled copper mold is the divided segment. In the same embodiment, the molten metal container is a water-cooled copper melting furnace capable of tilting, a water-cooling copper melting furnace capable of tapping the bottom, a plasma heat source cold hearth, The present invention is characterized in that the structure is selected from an arc heat source cold hearth and an electron beam heat source cold hearth, and the structure of the invention relating to the above-mentioned casting manufacturing method and manufacturing apparatus serves as means for solving the above-mentioned conventional problems.

【0008】[0008]

【発明の作用】本発明に係わる鋳物の製造方法および製
造装置は、上記した構成を有するものとなっているの
で、雰囲気からの汚染に対しては調整された雰囲気(真
空もしくは不活性ガス雰囲気等)での溶解および鋳造を
行うことで対処しうるものとなり、溶融金属容器(溶解
炉,るつぼ等)および鋳型からの汚染に対しては溶融金
属容器や鋳型に水冷銅製溶解炉(るつぼ)や水冷銅製鋳
型を用いて非接触での溶解および加熱を可能とすること
で対処しうるものとなり、鋳造に際して気泡を巻き込ま
ないことに対しては水冷銅製鋳型に誘導加熱手段を備え
たものとして溶融金属の凝固を部分的に遅らせたり指向
性凝固させたりしてガス等の気泡をなくすことで対処し
うるものとなり、中心部分での凝固収縮による影響に対
しては誘導加熱手段による加熱制御によって凝固を部分
的に遅らせたり指向性凝固を行わせたりすることで対処
しうるものとなり、これらによって内部品質に優れた鋳
物が製造されるようになる。
Since the casting manufacturing method and the casting apparatus according to the present invention have the above-mentioned structure, the adjusted atmosphere (vacuum or inert gas atmosphere, etc.) against contamination from the atmosphere is provided. ) Melting and casting can be dealt with. To prevent contamination from the molten metal container (melting furnace, crucible, etc.) and mold, use a water-cooled copper melting furnace (crucible) or water-cooling for the molten metal container and mold. It can be dealt with by enabling non-contact melting and heating using a copper mold, and to prevent air bubbles from being entrained during casting, it is necessary to use a water-cooled copper mold equipped with induction heating means for melting metal. It can be dealt with by eliminating the bubbles such as gas by partially delaying coagulation or directional coagulation, and induction heating means against the influence of coagulation contraction in the central part. According the heating control becomes as it can cope by or to perform the partially slow down directional solidification coagulation, superior castings internal quality by these is to be produced.

【0009】[0009]

【実施例】図1および図2は本発明に係わる鋳物の製造
方法を実施するのに使用する鋳物の製造装置の一実施例
を示すものであって、図に示す鋳物の製造装置1は、絶
縁スリーブ2の内側に水冷銅製鋳型3をそなえている。
FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of a casting manufacturing apparatus used for carrying out the casting manufacturing method according to the present invention. A water-cooled copper mold 3 is provided inside the insulating sleeve 2.

【0010】この水冷銅製鋳型3は、その中心部分に鋳
造空間4を有しており、この実施例では、エンジン用コ
ネクティングロッド粗材の形状をなしていて、小端部に
対応する部分が下側にそして大端部に対応する部分が上
側に位置するものとなっている。
The water-cooled copper mold 3 has a casting space 4 in the center thereof, and in this embodiment, it is in the shape of a connecting rod rough material for an engine, and a portion corresponding to a small end is a lower portion. The part corresponding to the side and the large end is located on the upper side.

【0011】また、この水冷銅製鋳型3は、図2にも示
すように、絶縁スリーブ2の内側において、八分割した
水平断面扇形状の水冷銅製分割セグメント3a〜3hよ
りなり、各水冷銅製分割セグメント3a〜3hの内部に
各々冷却水通路5が設けてあって、前記冷却水通路5に
は冷却水流入口7および冷却水流出口8が設けてある。
As shown in FIG. 2, the water-cooled copper mold 3 is composed of eight water-cooled copper split segments 3a to 3h each having a fan-shaped horizontal cross section inside the insulating sleeve 2. A cooling water passage 5 is provided inside each of 3a to 3h, and a cooling water inlet 7 and a cooling water outlet 8 are provided in the cooling water passage 5.

【0012】また、各水冷銅製分割セグメント3a〜3
hの各々の分割面には電気絶縁用のセラミック溶射膜9
が形成してあって、各水冷銅製分割セグメント3a〜3
hは相互に電気的に絶縁したものとなっており、鋳造後
において鋳物の取り出しが容昜にできるように、水冷銅
製分割セグメント3a,3hと、同じく3d,3eとで
二分割しうるものとなっている。
Further, each water-cooled copper split segment 3a-3
A ceramic sprayed film 9 for electrical insulation is provided on each divided surface of h.
Are formed, and each water-cooled copper segment 3a to 3 is formed.
h is electrically insulated from each other and can be divided into two by water-cooled copper split segments 3a and 3h and 3d and 3e so that the casting can be taken out after casting. Has become.

【0013】一方、絶縁スリーブ2の外側には、誘導加
熱手段である誘導加熱コイル11が昇降可能に設けてあ
り、この誘導加熱コイル11においても図示しない冷却
水通路が設けてあって水冷可能となっている。
On the other hand, on the outside of the insulating sleeve 2, an induction heating coil 11 which is an induction heating means is provided so as to be able to move up and down, and the induction heating coil 11 is also provided with a cooling water passage (not shown) to enable water cooling. Has become.

【0014】さらに、水冷銅製鋳型3の上端にはシール
リング12を介して保護筒13が設けてあり、この保護
筒13内にはArガス供給管14を貫入させた構造とな
っている。
Further, a protective cylinder 13 is provided on the upper end of the water-cooled copper mold 3 via a seal ring 12, and an Ar gas supply pipe 14 is inserted into the protective cylinder 13.

【0015】そこで、このような構造を有する鋳物の製
造装置1を用いて製品重量が2kgの比較的大型のエン
ジン用コンロッド粗材を製造するに際して、素材にはT
i−6Al−4V合金を用いた。
Therefore, when a relatively large connecting rod coarse material for an engine having a product weight of 2 kg is manufactured using the casting manufacturing apparatus 1 having such a structure, the material is T.
i-6Al-4V alloy was used.

【0016】そして、図1の仮想線で示す位置まで誘導
加熱コイル11を降下させた状態にして通電すると共
に、Arガス供給管14よりArガスを供給して鋳型内
部を不活性雰囲気とした。
Then, the induction heating coil 11 was lowered to the position shown by the phantom line in FIG. 1 for energization, and Ar gas was supplied from the Ar gas supply pipe 14 to make the interior of the mold an inert atmosphere.

【0017】次いで、前記Ti合金の溶融金属を注湯し
て鋳造空間4内をほぼ満たし、この溶融金属16を誘導
加熱により加熱した。
Then, the molten metal of the Ti alloy was poured to almost fill the casting space 4, and the molten metal 16 was heated by induction heating.

【0018】このときの溶融金属16の加熱において
は、水冷銅製分割セグメント3a〜3hを電気絶縁用の
セラミック溶射膜9により絶縁した状態で設けた水冷銅
製鋳型3を用いたいわゆるコールドクルーシブルレビテ
ーションヒーティングを行うこととしているので、誘導
加熱コイル11による高周波誘導加熱によって水冷銅製
鋳型3の内周部分(鋳造空間4の近傍部分)に渦電流が
形成され、この渦電流によって溶融金属16に表皮電流
を誘起して溶融金属16を加熱する。
In heating the molten metal 16 at this time, a so-called cold crucible revitation heat using a water-cooled copper mold 3 in which the water-cooled copper divided segments 3a to 3h are insulated by a ceramic sprayed film 9 for electric insulation is used. Since high-frequency induction heating is performed by the induction heating coil 11, an eddy current is formed in the inner peripheral portion of the water-cooled copper mold 3 (a portion near the casting space 4), and this eddy current causes a skin current in the molten metal 16. And the molten metal 16 is heated.

【0019】そして、水冷銅製鋳型3と溶融金属16の
表面において互いに位相が反対である電流の反発力によ
って溶融金属16は水冷銅製鋳型3の壁面から少し離れ
た状態となってギャップが形成される。
On the surfaces of the water-cooled copper mold 3 and the molten metal 16, due to the repulsive force of the electric currents whose phases are opposite to each other, the molten metal 16 is slightly separated from the wall surface of the water-cooled copper mold 3 to form a gap. .

【0020】したがって、溶融金属16から水冷銅製鋳
型3への熱移動は前記ギャップの形成によって抑制され
ることとなるので、溶融金属16は高温の状態で維持さ
れると共に非接触であるため水冷銅製鋳型3からの汚染
を生じがたいものとなっている。
Therefore, since the heat transfer from the molten metal 16 to the water-cooled copper mold 3 is suppressed by the formation of the gap, the molten metal 16 is maintained at a high temperature and is not in contact with the water-cooled copper mold 3. Contamination from the mold 3 hardly occurs.

【0021】かくして、所要時間の誘導加熱を経過した
のち、誘導加熱コイル11を上部方向に緩やかに移動さ
せると、鋳造空間4の下部側位置にある溶融金属16に
対する誘導加熱が低下ないしは行われなくなって溶融金
属16が鋳型壁面に密着し、水冷銅製鋳型3によって冷
却されて急速に凝固を開始し、誘導加熱コイル11を上
昇させるにつれて凝固部分も次第に上昇する指向性凝固
を生じ、誘導加熱コイル11をその上昇限まで移動させ
たのち電源を遮断することによって誘導加熱を停止し、
大端部相当位置の溶融金属16を鋳型壁面に接触させて
急速凝固させる。
Thus, when the induction heating coil 11 is gently moved in the upper direction after the induction heating for the required time has elapsed, the induction heating for the molten metal 16 in the lower position of the casting space 4 is not reduced or stopped. The molten metal 16 adheres to the wall surface of the mold and is cooled by the water-cooled copper mold 3 to start solidification rapidly. As the induction heating coil 11 is raised, the solidified portion gradually rises to cause directional solidification. The induction heating by stopping the power supply after moving the
The molten metal 16 at the position corresponding to the large end is brought into contact with the mold wall surface to rapidly solidify.

【0022】この後、水冷銅製鋳型3を2分割すること
によって鋳物を取り出す。
Thereafter, the casting is taken out by dividing the water-cooled copper mold 3 into two.

【0023】このようにして得た鋳物であるエンジンコ
ンロッド粗成形体は、その小端部側から大端部側に向け
て指向性凝固したものとなっており、内部品質に優れた
ものであった。
The engine connecting rod rough-molded product, which is a casting thus obtained, is directionally solidified from the small end side toward the large end side, and is excellent in internal quality. It was

【0024】図3は、上記鋳物の製造装置1の水冷銅製
鋳型3の鋳造空間4内に溶融金属16を注湯する一実施
例を示すものであって、この実施例では、溶融金属容器
として傾動可能にした水冷銅製溶解炉(るつぼ)21を
用いた場合を示している。
FIG. 3 shows an embodiment in which molten metal 16 is poured into the casting space 4 of the water-cooled copper mold 3 of the casting manufacturing apparatus 1, and in this embodiment, a molten metal container is used. The case where a water-cooled copper melting furnace (crucible) 21 that can be tilted is used is shown.

【0025】このような水冷銅製溶解炉21を用いて溶
融金属16を溶解すれば、溶解雰囲気を制御することに
よって溶解雰囲気からの汚染がなくなり、溶融金属16
はいわゆるコールドクルーシブルレビテーションメルテ
ィングにより溶融しているため鋳型からの汚染がないも
のになると共に、コールドクルーシブルによって溶融金
属16を電磁攪拌することが可能であるので、均一な溶
融金属温度と成分を得ることができるため、スクラップ
等の使用が容昜であって溶解コストの低減に有利なもの
となる。
When the molten metal 16 is melted by using such a water-cooled copper melting furnace 21, the melting atmosphere is controlled so that contamination from the melting atmosphere is eliminated and the molten metal 16 is melted.
Is melted by so-called cold crucible levitation melting, so there is no contamination from the mold, and because it is possible to electromagnetically stir the molten metal 16 by cold crucible, it is possible to obtain a uniform molten metal temperature and composition. Since it can be obtained, the use of scrap or the like is acceptable, which is advantageous for reducing the melting cost.

【0026】図4は、図1に示した鋳物の製造装置1の
鋳造空間4内に溶融金属16を注湯する他の実施例を示
すものであって、この実施例では、溶融金属容器として
溶融金属16を炉底より出湯可能とした水冷銅製溶解炉
(るつぼ)31を用いた場合を示している。
FIG. 4 shows another embodiment in which the molten metal 16 is poured into the casting space 4 of the casting manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1. In this embodiment, a molten metal container is used. It shows a case where a water-cooled copper melting furnace (crucible) 31 capable of discharging molten metal 16 from the furnace bottom is used.

【0027】すなわち、この水冷銅製溶解炉31は、絶
縁スリーブ32の内側に水冷銅製るつぼ33をそなえ、
この水冷銅製るつぼ33はその中心部分に溶解空間34
を有していると共に底部側には溶湯流出口35を有して
おり、円周方向に分割した水冷銅製分割セグメントより
なっていて、各水冷銅製分割セグメントの内部に冷却水
通路36が設けてあると共に、各水冷銅製分割セグメン
トの分割面には絶縁体39が設けてあって、相互に電気
的に絶縁したものとなっている。
That is, the water-cooled copper melting furnace 31 has a water-cooled copper crucible 33 inside an insulating sleeve 32.
This water-cooled copper crucible 33 has a melting space 34 in its central portion.
And has a molten metal outlet 35 on the bottom side and is composed of circumferentially divided water-cooled copper split segments, and a cooling water passage 36 is provided inside each water-cooled copper split segment. In addition, an insulator 39 is provided on the division surface of each water-cooled copper division segment so as to be electrically insulated from each other.

【0028】そして、前記水冷銅製るつぼ33の外側に
は、誘導加熱コイル37を昇降可能に設けている。
An induction heating coil 37 is provided up and down outside the water-cooled copper crucible 33.

【0029】そこで、このような水冷銅製溶解炉31を
用いて母材金属の溶解を行うに際しては、誘導加熱コイ
ル37を上昇位置とし、この誘導加熱コイル37に通電
することによって水冷銅製るつぼ33の溶解空間34に
装入した母材金属に対するコールドクルーシブルレビテ
ーションメルティングを行う。
Therefore, when the base metal is melted using such a water-cooled copper melting furnace 31, the induction heating coil 37 is set to the raised position and the induction heating coil 37 is energized to move the water-cooled copper crucible 33. Cold crucible levitation melting is performed on the base metal charged in the melting space 34.

【0030】この場合にも、水冷銅製るつぼ33と溶融
金属16の表面において互いに位相が反対である電流の
反発力によって溶融金属16は水冷銅製るつぼ33の壁
面から少し離れた状態でギャップが形成され、溶融金属
16の温度を高く維持すると共に非接触溶解によってる
つぼの汚染を生じないものとなり、誘導加熱コイル37
は若干上方寄りに位置しているため母材金属の底部は凝
固部分16aのままとなっている。
Also in this case, the molten metal 16 is slightly separated from the wall surface of the water-cooled copper crucible 33 by the repulsive force of the electric currents whose phases are opposite to each other on the surfaces of the water-cooled copper crucible 33 and the molten metal 16. , The temperature of the molten metal 16 is kept high, and the crucible is not contaminated by non-contact melting.
Is located slightly above, the bottom of the base metal remains the solidified portion 16a.

【0031】そこで、図1に示した水冷銅製鋳型3の鋳
造空間4内に溶融金属16を注湯するに際しては、図4
に示す水冷銅製るつぼ33の外周側に設けた誘導加熱コ
イル37を降下させ、底部の凝固部分16aを溶融させ
て溶湯流出口35より矢印方向に溶融金属16を出湯す
る。
Therefore, when the molten metal 16 is poured into the casting space 4 of the water-cooled copper mold 3 shown in FIG.
The induction heating coil 37 provided on the outer peripheral side of the water-cooled copper crucible 33 shown in (3) is lowered to melt the solidified portion 16 a at the bottom, and the molten metal 16 is discharged from the molten metal outlet 35 in the arrow direction.

【0032】かくして、この実施例によれば、従来のT
iもしくはTi合金の一般的な鋳造法であるアークスカ
ル溶解遠心力鋳造法では困難であったエンジンコネクテ
ィングロッドの鋳造が可能であり、従来の鋳造法では比
較的低温の溶融金属をセラミックや金属鋳型中に鋳込む
操作を余儀なくされていたことにより溶融金属の温度低
下やガスの巻き込みや湯回り不良などによる欠陥が発生
して良品率が低いものとなり、また、溶解能力を超えた
重量の鋳物を製造することが困難であったため、その結
果、製品コストが上昇して所定の性能と製品価格とが釣
り合わなくなることから、TiやTi合金のエンジンコ
ンロッド等の普及の妨げとなっていたのに対して、本発
明によれば従来の問題点を解消し、溶融金属に対する加
熱能力を有する水冷銅製鋳型を用いて、溶融金属中に含
まれるガスが浮上するのに十分な温度となっている溶融
金属を鋳造するようにしているので、ガスの巻き込みや
湯回り不良などの欠陥がほとんど発生しないこととな
り、とくに指向性凝固とすることによって鋳物の中心部
分に引け巣が発生しないものとなり、加えて、水冷銅製
鋳型は繰り返しの使用が可能であることから、コストの
低減をはかることが可能であることによって、適切な価
格によりTiやTi合金のエンジンコンロッドその他の
鋳造品を製造することが可能になった。
Thus, according to this embodiment, the conventional T
It is possible to cast an engine connecting rod, which was difficult with arc skull melting centrifugal casting, which is a general casting method for i or Ti alloys, and it is possible to cast molten metal at a relatively low temperature into a ceramic or metal mold by the conventional casting method. Since it was forced to cast inside, defects such as temperature drop of molten metal, gas entrainment and defective bathing occurred, resulting in a low yield rate, and casting with a weight exceeding the melting capacity. Since it was difficult to manufacture, as a result, the product cost increased and the predetermined performance and the product price became unbalanced, which hindered the spread of Ti and Ti alloy engine connecting rods. According to the present invention, the conventional problems are solved, and the gas contained in the molten metal is floated by using a water-cooled copper mold having a heating ability for the molten metal. Since it is designed to cast a molten metal that has a sufficient temperature for cooling, defects such as gas entrapment and defective melt flow are rarely generated. Since no shrinkage cavities occur in the mold, and because the water-cooled copper mold can be used repeatedly, it is possible to reduce the cost. Therefore, the engine connecting rod of Ti or Ti alloy can be priced appropriately. It became possible to manufacture other castings.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係わる鋳物の製造方法および製
造装置では、前記した構成となっていることから、溶融
金属の汚染がなく、鋳造に際してガスの巻き込みによる
影響がなくなると共に中心部分の凝固収縮による影響を
小さなものとすることができ、内部品質の優れた鋳物を
製造することが可能であるという著大なる効果がもたら
される。
Since the casting manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention have the above-mentioned structure, the molten metal is not contaminated, the influence of gas entrainment during casting is eliminated, and the solidification shrinkage of the central portion is achieved. The effect of the above can be made small, and a remarkable effect that a casting having excellent internal quality can be produced is brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる鋳物の製造装置の一実施例を示
す縦断面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory longitudinal sectional view showing an embodiment of a casting manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】図1のA−A´線における水冷銅製鋳型の水平
断面説明図である。
2 is a horizontal cross-sectional explanatory view of the water-cooled copper mold taken along the line AA ′ in FIG.

【図3】図1に示した鋳物の製造装置に溶融金属を注湯
するのに用いる傾動可能な水冷銅製溶解炉の外観説明図
である。
FIG. 3 is an external view of a tiltable water-cooled copper melting furnace used for pouring molten metal into the casting manufacturing apparatus shown in FIG.

【図4】図1に示した鋳物の製造装置に溶融金属を注湯
するのに用いる炉底出湯型の水冷銅製溶解炉の縦断面図
である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a furnace bottom tapping type water-cooled copper melting furnace used for pouring molten metal into the casting manufacturing apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳物の製造装置 3 水冷銅製鋳型 4 鋳造空間 11 誘導加熱コイル(誘導加熱手段) 16 溶融金属 21,31 水冷銅製溶解炉(溶融金属容器) 1 Casting manufacturing equipment 3 Water-cooled copper mold 4 casting space 11 Induction heating coil (induction heating means) 16 Molten metal 21, 31 Water-cooled copper melting furnace (molten metal container)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B22D 27/04 A 7011−4E H05B 6/24 8915−3K 6/40 8915−3K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B22D 27/04 A 7011-4E H05B 6/24 8915-3K 6/40 8915-3K

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯
した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱
によって溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の気
泡をなくしたのち誘導加熱を停止して前記水冷銅製鋳型
内で凝固させることを特徴とする鋳物の製造方法。
1. Induction heating is performed by heating the molten metal poured from a molten metal container into a water-cooled copper mold by induction heating, partially delaying the solidification of the molten metal by the induction heating to eliminate gas bubbles and the like. And then solidifying in the water-cooled copper mold.
【請求項2】 溶解雰囲気および鋳造雰囲気を不活性ガ
スや真空等の制御された雰囲気とする請求項1に記載の
鋳物の製造方法。
2. The method for producing a casting according to claim 1, wherein the melting atmosphere and the casting atmosphere are controlled atmospheres such as inert gas and vacuum.
【請求項3】 溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯
した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱
によって溶融金属の凝固を上部側で遅らせてガス等の気
泡を浮上させたのち誘導加熱を停止する請求項1または
2に記載の鋳物の製造方法。
3. A molten metal poured from a molten metal container into a water-cooled copper mold is heated by induction heating, the induction heating delays the solidification of the molten metal on the upper side, and bubbles of gas etc. are levitated. The method for producing a casting according to claim 1, wherein heating is stopped.
【請求項4】 水冷銅製鋳型内に注湯した溶融金属に対
し下部側から上部側に向けて誘導加熱を順次停止して凝
固部位を上方に順次移行することにより指向性凝固させ
る請求項1ないし3のいずれかに記載の鋳物の製造方
法。
4. The directional solidification of the molten metal poured into the water-cooled copper mold by sequentially stopping the induction heating from the lower side toward the upper side and sequentially shifting the solidification site upward. The method for manufacturing a casting according to any one of 3 above.
【請求項5】 溶融金属容器より溶融金属が注湯される
水冷銅製鋳型と、前記水冷銅製鋳型内の溶融金属を誘導
加熱により加熱して前記溶融金属の凝固を部分的に遅ら
せてガス等の気泡をなくす誘導加熱手段を備えたことを
特徴とする鋳物の製造装置。
5. A water-cooled copper mold in which the molten metal is poured from a molten metal container, and the molten metal in the water-cooled copper mold is heated by induction heating to partially delay the solidification of the molten metal to prevent gas and the like. An apparatus for producing a casting, comprising induction heating means for eliminating bubbles.
【請求項6】 誘導加熱手段が単一の誘導加熱コイルよ
りなると共に上部方向へ移動可能となっていて、溶融金
属の凝固を上部側で遅らせる構成とした請求項5に記載
の鋳物の製造装置。
6. The apparatus for producing a casting according to claim 5, wherein the induction heating means is composed of a single induction heating coil and is movable in the upper direction so that the solidification of the molten metal is delayed on the upper side. .
【請求項7】 誘導加熱手段が縦方向に配列した複数の
誘導加熱コイルよりなると共に下部側の誘導加熱コイル
から上部側の誘導加熱コイルへと順次電源遮断可能とな
っていて、溶融金属の凝固を上部側で遅らせる構成とし
た請求項5に記載の鋳物の製造装置。
7. The solidification of molten metal, wherein the induction heating means is composed of a plurality of induction heating coils arranged in a vertical direction, and the power can be cut off sequentially from the lower induction heating coil to the upper induction heating coil. The casting manufacturing apparatus according to claim 5, wherein the casting is delayed on the upper side.
【請求項8】 水冷銅製鋳型は、鋳物の取出しを容昜に
する分割セグメントにより構成している請求項5ないし
7のいずれかに記載の鋳物の製造装置。
8. The casting manufacturing apparatus according to claim 5, wherein the water-cooled copper mold is composed of divided segments which allow the casting to be taken out easily.
【請求項9】 水冷銅製鋳型は、分割セグメントの分割
面に電気絶縁用のセラミック溶射膜を有する請求項5な
いし8のいずれかに記載の鋳物の製造装置。
9. The casting manufacturing apparatus according to claim 5, wherein the water-cooled copper mold has a ceramic sprayed film for electrical insulation on the split surfaces of the split segments.
【請求項10】 溶融金属容器は、傾動可能とした水冷
銅製溶解炉,底部出湯可能とした水冷銅製溶解炉,プラ
ズマ熱源コールドハース,アーク熱源コールドハース,
電子ビーム熱源コールドハースより選ばれる請求項5な
いし9のいずれかに記載の鋳物の製造装置。
10. The molten metal container comprises a water-cooled copper melting furnace capable of tilting, a water-cooled copper melting furnace capable of tapping the bottom, a plasma heat source cold hearth, an arc heat source cold hearth,
The casting manufacturing apparatus according to any one of claims 5 to 9, which is selected from an electron beam heat source cold hearth.
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