JPH0615427A - 底つき容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属による底つき容器の製造において製
造期間および製造コストを下げる。 【構成】 溶融金属を回転する鋳型に注入し、該溶融金
属の一部により所定の肉厚の円筒部を形成凝固した後
に、鋳型の回転を停止または停止に近い状態までおと
し、未凝固の金属を底部にあつめ底部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心鋳造方法を適用し
た金属の底つき容器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、溶融金属の鋳造による底つき容
器の製造方法は、図２および図３に示すように鋳型４の
内部に中子３を設置し、その後予め成分および温度等を
調整した溶融金属６を前記鋳型４に注入し製造してい
る。なお、図２および図３において２は押し湯、５は余
肉、７は上型、８は下型、９は湯口、１０は湯道であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のような金属の底
つき容器の製造方法では、下記のような問題点がある。
すなわち製造する容器の内部に相当する部分に中子を必
要とし、鋳造前に中子を製作した後に該中子の鋳型への
取付作業、鋳造後の中子の取出し作業等製造工程が煩雑
であり、このため製造期間が多く必要であり製造コスト
も高かった。また、対象とする金属の種類によっては、
凝固時の収縮が大きいものがありその場合、凝固後の金
属の内部に介在する気泡等のガス欠陥を防止するため、
図３および図３に示す押し湯２や上部の凝固を遅らせて
押し湯からの湯の通りをよくするための余肉５が必要と
なり、その分歩留が悪くなり製造コストの上昇となって
いた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、溶融金属を垂直軸の回りに回転する
鋳型に注入し、該溶融金属の一部により所定の肉厚の円
筒部を形成凝固させ、その後鋳型の回転を停止または停
止に近い状態まで回転を落とすことにより未凝固の金属
を底部に集めて凝固させ、底部を形成することを特徴と
する。

【０００５】

【作用】本発明においては垂直軸の回りに回転する鋳型
に溶融金属を注入し、遠心力により円筒状の鋳型の壁に
集まった該溶融金属の一部により円筒部を形成凝固さ
せ、その直後に鋳型の回転を停止し、残存溶融金属によ
り底部を形成する。このため製造する容器の内部に相当
する部分の中子が不要となる。また、容器の側部にあた
る部分は、溶湯注入後、凝固するまでに遠心力にて鋳型
の外側に押されるため緻密な鋳造組織でガス欠陥が発生
せず、押し湯や余肉が不要となる。さらに、一度の注湯
により側部と底部の形成が可能である。なお円筒部を形
成凝固させた後の鋳型の回転は完全に停止させなくても
遠心力の作用が働かなくなる程度まで、すなわち停止に
近い状態まで回転を落としても同様である。

【０００６】本発明の底つき容器の製造方法において、
所定の円筒肉厚を得るための時間つまり、溶融金属を回
転する鋳型に注入の後、鋳型の回転を停止または、停止
に近い状態にするまでの時間は、一般的に遠心鋳造法で
行なわれている次の式をベースに設定するとよい。

【０００７】

【数１】

【０００８】Ｒ：製造する底つき容器の円筒部肉厚 ａ：鋳型の材料、鋳型への塗型材料、塗型厚み、製造す
る容器の金属材料等から定まる定数 ｔ：所定円筒部の凝固肉厚を得るための溶融金属鋳込み
後の所要経過時間

【０００９】また、所定の肉厚の円筒部を形成凝固させ
た後の鋳型の回転において停止に近い状態とは、主とし
て、使用する溶融金属の粘性、鋳型の回転数、鋳型の内
径等により求められる溶湯へ作用する遠心力に抗して残
存する溶湯が底部に落ちるような鋳型の回転数のことで
あり、概略次の式でＧ_NOを２０以内となるように設定す
るとよい。

【００１０】

【数２】

【００１１】Ｎ：鋳型の回転数（ｒｐｍ） Ｇ_NO：重力の倍数で表示した遠心力 Ｄ：鋳型の内径（ｃｍ）

【００１２】

【実施例】

実施例１ 図１および表１の番号１、２に示す形状、寸法の廃棄物
収納用の容器を次の条件にて製造した。すなわち、材質
はＳＣＳ５で、鋳込み温度は１５８０℃で、鋳型は金型
である。なお図１において、１は製品の底つき容器、１
１は鋳型、１２は上金枠、１３は下金枠、１４は鉄板、
１５は砂、１６は鋳型回転設備である。

【００１３】製造した結果、円筒側部の一部に目標とし
た円筒部の凝固肉厚２０ｍｍに対し±２ｍｍの箇所があ
ったものの、懸念された円筒側部と底部との境界部溶着
状況は良好であり、また容器全面において有害は引け
巣、クラック等の鋳造欠陥は無かった。

【００１４】

【表１】

【００１５】本実施例１の番号１（表１）において、溶
融金属鋳込み後の所要経過時間は数１にもとづき下記の
通り設定、実施した。すなわち、Ｒは２０ｍｍ目標で、
ａは金型（鋼製）、塗型（ジルコン系塗型（厚み３ｍ
ｍ））および溶融金属（ＳＣＳ５）で決まる定数とし、
上記Ｒ、ａから計算により求められたｔは約１４０秒間
である。本実施例では、溶融金属を鋳込みから鋳型を回
転停止または停止に近い状態にするまでの時間Ｔは、底
部用の溶湯により円筒側部の溶湯の凝固速度が若干遅く
なるため、前記計算によって求められたｔ約１４０秒よ
り１０秒間長くした。

【００１６】表２に従来の方法と対比して実施例１の方
法による効果を示す。表から明らかなように、本発明の
方法によると大幅な製造工程短縮と歩留向上となった。
工程「鋳込み〜型出し」において、実施例１と従来法と
の時間的な差異は以下の理由による。すなわち、実施例
１は鋳型が金型であり、そのため冷却速度が速く底つき
容器の凝固完了までの所要時間および型出し可能温度
（作業上、人が近づける温度で約２００℃）までの所要
時間が短い。これに対して、従来法では、鋳型が一般に
砂型であるため溶融金属の冷却速度が遅くなり、前記の
各所要時間が長くなるためである。

【００１７】

【表２】

【００１８】実施例２ 実施例２として、実施例１と溶融金属の材質をかえて、
実施例１と同様な図１および表１の番号３、４に示す形
状、寸法の廃棄物収納用の容器を次の条件にて製造し
た。すなわち、材質はＦＣＤ３７０で、鋳込み温度は１
３１０℃で、鋳型は金型である。製造した結果、円筒側
部の一部に目標とした円筒部の凝固肉厚２０ｍｍに対し
±２ｍｍの箇所があったものの、懸念された円筒側部と
底部との境界部溶着状況は良好であり、また容器全面に
おいて有害は引け巣、クラック等の鋳造欠陥は無かっ
た。なお、前記実施例１および実施例２の円筒容器は、
いずれも鋳造後内面を機械加工し、機能を満足する製品
を製造した。

【００１９】本実施例２の番号３において、溶融金属鋳
込み後の所要経過時間は数１にもとづき下記の通り設
定、実施した。すなわち、Ｒは２０ｍｍ目標で、ａは金
型（鋼製）、塗型（ジルコン系塗型（厚み３ｍｍ））お
よび溶融金属（ＦＣＤ３７０）で決まる定数とし、ｔは
約１２０秒間と求められた。これに対し、実施例１の場
合と同様の考え方により、Ｔとして１２５秒間に設定し
た。

【００２０】

【発明の効果】溶融金属を用いた底つき容器の製造にお
いて、本発明の方法によれば従来の中子が不要なため製
造工程が簡略となり、製造期間が大幅に短縮される。ま
た、押し湯が不要なため歩留が高く、鋳造組織が微細で
ガス欠陥の少ない高品質の底つき容器の製造が可能とな
った。また、製品となる容器に要求される容器内面の寸
法、表面粗さが比較的きびしくない場合には、本発明の
方法により鋳造後即製品とすることも可能で、大幅な製
造工期短縮となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の底つき容器の製造方法の概要を示す図

【図２】従来の中子を使用した鋳造方法で上注ぎ法を示
す図

【図３】従来の中子を使用した鋳造方法で下注ぎ法を示
す図

【符号の説明】

１ 底つき容器 ９ 湯口 １１ 鋳型 １２ 上金枠 １３ 下金枠 １４ 鉄板 １５ 砂 １６ 鋳型回転設備

フロントページの続き (72)発明者 今村 博人 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を垂直軸の回りに回転する鋳型
   に注入し、該溶融金属の一部により所定の肉厚の円筒部
   を形成凝固させ、その後鋳型の回転を停止または停止に
   近い状態まで回転を落とすことにより未凝固の金属を底
   部に集めて凝固させ、底部を形成することを特徴とする
   底つき容器の製造方法。