JPH0620589B2 - 溶融金属の鋳造方法及び押湯スリ−ブ - Google Patents

溶融金属の鋳造方法及び押湯スリ−ブ

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JPH0620589B2
JPH0620589B2 JP61097823A JP9782386A JPH0620589B2 JP H0620589 B2 JPH0620589 B2 JP H0620589B2 JP 61097823 A JP61097823 A JP 61097823A JP 9782386 A JP9782386 A JP 9782386A JP H0620589 B2 JPH0620589 B2 JP H0620589B2
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sleeve
feeder
ribs
cavity
feeder sleeve
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/10Hot tops therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088Feeder heads

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶融金属を鋳造する方法に関するものであ
り、またその方法において使用される押湯スリーブに関
するものである。
溶融金属が鋳型内へ鋳込まれて凝固されるときには、金
属が凝固の際に収縮しその体積を減少させる。この収縮
を補ない、完全な鋳物が得られることを確実にするため
には、鋳物の上方及び/又は側方に所謂押湯を設けるこ
とが普通に必要とされる。鋳物が凝固し収縮するときに
は、溶融金属が押湯から鋳物へ供給され、収縮による空
洞の生成を防ぐ。押湯効果を改良し、押湯体積をできる
だけ小さくするために、押湯空洞、従つて押湯そのもの
を発熱性及び/又は断熱性材料で包囲し、その材料が押
湯金属をできるだけ長時間溶融状態に保持するようにす
ることが一般に行なわれている。
また、押湯の形状は、押湯効率に影響を与えることが見
出されている。球形の押湯は、一定重量の金属に対して
モジュラス(溶融金属の体積に対する表面積の比)が最
大であるために、最も効率がよい、すなわち、球形押湯
は、一定容量の金属に対して最小の冷却面積を示し、従
つて熱損失の割合を最小にすると、一般に信じられてい
る。
しかし、実際には、球形押湯の付設された鋳物内で金属
の凝固が進むにつれて、押湯から鋳物へ金属が流出する
ので、押湯内に残留する金属の形が変化し、押湯内の金
属は形状が次第に球状でなくなり、従つて押湯効率は減
少せしめられる。
従つて、実際には球形押湯の効率は、円筒形押湯の効率
に近づいており、従つて球形押湯が用いられてはいる
が、球形押湯は、鋳造現場で広く一般に採用されるに至
つた円筒形押湯部ほども一般的でなくなつている。
押湯内側の空洞表面に突起を設けることにより、その突
起が空洞容積の一部を占め、またその突起が空洞を包囲
する材料の表面積を増加させ、さらにその突起が押湯内
で溶融金属と接触するに至るものである場合には、押湯
金属から熱の失なわれる割合が減少せしめられること、
また空洞が発熱性材料で包囲されているときには、その
材料の反応するときに生ずる熱が押湯金属に一層容易に
移ることが、ここに発見された。その結果として、押湯
金属の凝固が遅れ、このために通常よりも少量の押湯金
属から一定の鋳物へ溶融金属を供給できることとなる。
この発明によると、押湯空洞の内面に、その周囲に沿い
互いに離れて複数個の長い突起(以下、これを省略して
リブという)が設けられた押湯空洞のある鋳型を作り、
リブの数及び大きさにより、押湯空洞の容積を、同じ大
きさと形状とを持っているがリブを持っていない押湯空
洞の容積に比べて、少なくとも20%だけ減少させてお
き、この鋳型に溶融金属を鋳込むことを特徴とする、溶
融金属の鋳造方法が提供される。
押湯空洞はスリーブによつて輪郭を定められるので、こ
の発明は、また上に述べた方法において用いられる押湯
スリーブを含み、その押湯スリーブは、スリーブの内面
がその周囲に沿って互いに離れて設けられている複数個
のリブを備え、リブは押湯スリーブの内面の全長に実質
的に延びており、下端にテーパーが付されて内面に出会
っており、リブの数と大きさとが、押湯空洞の容積を、
同じ大きさと形状とを持っているがリブを持っていない
スリーブの押湯空洞の容積に比べて少なくとも20%だ
け減少させていることを特徴とするものである。
ここで、押湯空洞の容積を少なくとも20%だけ減少さ
せることを必要とした理由を説明すると、次のとおりで
ある。かりに、リブが押湯空洞の容積を20%以下減少
させたとするとリブの効果は押湯効果から見ると小さく
て採るに足りない。これに対して容積減少の上限は一般
的に明確に示すことができない。しかし、押湯空洞は溶
融金属を収容して鋳物にこれを供給する役目を果たすも
のであるから、余りにも大きなリブや非常に多くのリブ
を設けることは好ましくなく、従ってそこには与えられ
た条件下で2、3の実験によって容易に定められる上限
が存在する。
リブは、同じ形状と大きさのものであることが好まし
く、また互いに等しい距離だけ離れて設けられることが
好ましい。
リブは、押湯スリーブの内面の実質的に全長さに延びて
いることが好ましく、リブは押湯スリーブの全長に沿つ
て延びていてもよいが、必要ならば押湯スリーブの下端
より上方僅かに離れたところで終り、押嵌め物又はテー
パーつきのブレーカーコアの縁を挿入できるようにし
て、鋳物からの押湯の除去を容易にしてもよい。従っ
て、リブは内面の全長にわたって実質的に延びているこ
とが必要である。さらに突然終る代わりに、リブは下端
にテーパーが付されて、断面が徐々に増加するように押
湯スリーブの壁と出合わせてもよい。
内がわにあるリブの形状と大きさとは、スリーブによつ
て輪郭が定められる押湯空洞の水平断面が、多種多様な
形の1つを持つようなものであつてもよい。スリーブは
4個のリブを備え、押湯空洞の輪郭を定め、その水平断
面が十字状で、例えば4個のアームを持ち、アームの幅
がその長さよりも大きい十字形、又は4個のアームを持
ちアームの幅と長さとが等しい十字形、又は4個のアー
ムを持ちアームの幅が長さよりも小さい十字形であるこ
とが好ましい。リブは、例えば断面が三角形、正方形、
矩形又は半円形であつて、リブの突出端が例えば尖り、
平坦又は丸くなつているものであつてもよい。
リブが突出している押湯空洞の周囲又は押湯スリーブの
内面は、例えば円形でも卵形でもよい。周囲が円形であ
る場合には、押湯空洞内へ最も大きく突出した位置での
リブの半径方向の延びが押湯空洞の最大直径又はスリー
ブの最大内側直径の少なくとも15%、そのうちでも2
0−40%であることが好ましい。
必要ならば、リブは一端から他端に向つてテーパーが付
され、リブの押湯空洞内へ突出する距離が変化してもよ
い。
この発明に係る押湯スリーブの外面は、内面と同じ輪郭
を持ち、従つてスリーブは同じ肉厚を持つていてもよ
く、またその代わりに外面はさらに簡単な形状であつ
て、例えば円形又は卵形の周囲を持つていてもよい。
必要ならば、スリーブの内面及び/又は外面は、一端か
ら他端へ向つてテーパーが付されていてもよい。とく
に、鋳型内に予め設けた押湯空洞内へスリーブを挿入可
能とするためには、スリーブの外面がスリーブの下端か
ら上端へ向つて逆テーパーを持つていてもよい。
スリーブは上端が開いていてもよく、又は所謂盲押湯ス
リーブであつて、上端が例えば平板又は半球状のカバー
で、又はスリーブと一体に作られてスリーブに固定され
たカバーで閉じられていてもよい。鋳物が凝固する間、
押湯金属上に大気圧が働いて押湯効果を良好にすること
を確実にするために、カバーはその下側にウイリアムズ
コアを一体に形成され、固定されていてもよい。
リブは、発熱性組成物、発熱性であつて断熱性である組
成物、又は断熱性組成物を含んだ材料で作られることが
好ましく、リブを構成する材料の組成物は、スリーブの
そのほかの材料の組成物と同じであつても又は違つてい
てもよい。発熱性組成物、又は発熱性であるとともに断
熱性である組成物で作られたリブが好ましい。
この発明に係る方法及び押湯スリーブは種々の金属を作
るのに使用することができるが、とくにねずみ鋳鉄、球
状黒鉛鋳鉄で作られた鋳物、及び鋳鋼鋳物を作るのに適
している。
この発明に係る方法及び押湯スリーブを使用する場合に
は、特定の鋳物に対する押湯空洞の体積が、従来の円筒
形押湯を使用する場合に必要とされる押湯空洞体積に対
して、50%まで減少可能となる。
添付図面を参照して、実施例によつて以下にこの発明を
具体的に説明する。添付図面中で、第1図は、この発明
に係る押湯スリーブの底面図である。第2図は、第1図
のスリーブのA−A線に沿つた垂直断面図である。
図面において、押湯スリーブ1は、その下端2で開いて
おり、上端がスリーブの側壁4と一体に成形された平ら
なカバー3によつて閉じられている。楔状のウイリアム
ズコア5がカバー3の内面と一体に成形されており、カ
バー3の内面全体にわたつてスリーブ1の直径方向に延
びている。
スリーブ1の内面7と一体に形成された4個のリブ6
は、内面周囲に沿つて等しい間隔をおいて互いに離れて
位置しており、スリーブの上端から下端2の上方10mm
以内へ延びている。各リブはその下端8で45度にテー
パーが付され、スリーブの内面7と交わつている。スリ
ーブ1は、内がわで下端2からカバー3へ向つてテーパ
ーが付されている。
多数の押湯スリーブが、リブを付設しないで、又は図面
に示すようなリブを付設して、又は下端から上方へ少し
離れた端までテーパーをつけないで、スリーブの下端ま
で延びるリブを付設して、発熱性でかつ断熱性の材料を
用いて作られた。
基本となるスリーブは次のような大きさを持つていた。
下端の外側直径 94.0mm 下端の内側直径 70.5mm 上端の外側直径 89.5mm 上端の内側直径 65.5mm 外側の高さ 100.5mm 内側の高さ 88.0mm ウイリアムズ楔は、上端で幅が20mm、下端で幅が3m
m、高さが20mmであつた。
リブは、基本となるスリーブと同じ材料で作られた。あ
る場合には、リブの半径方向の突出が20mmであり、他
の場合には半径方向の突出が25mmであつた。
スリーブのあるものは、冷間固化の樹脂で成形された砂
型内で、球状黒鉛鋳鉄を用いて板状鋳物を作るのに用い
られ、あるものはスチールを用いて立方体状鋳物を作る
のに用いられた。どの場合にも、また同じ大きさを持つ
た従来の円筒状スリーブが、比較のためにテストされ
た。
テストと得られた結果の詳細は、下記の表に示されてい
るが、その表は、この発明に係る押湯スリーブを使用す
ると、鋳造歩留りを相当に改善し得ることを立証してい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係る押湯スリーブの底面図であ
る。第2図は、第1図のスリーブのA−A線断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリフフオード・フランク・コーベツト イギリス国 ウエストミドランズ、ダブリ ユエス 2 9 ビーワイ、ワルソール、 ワロウズレイン 64

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リブを持ち且つ押湯空洞の輪郭を定める内
    面を持った溶融金属鋳造用の押湯スリーブ(1)であっ
    て、スリーブの内面(7)がその周囲に沿って互いに離れ
    て設けられている複数個のリブ(6)を備え、リブ(6)は押
    湯スリーブ(1)の内面(7)の全長に実質的に延びており、
    下端(8)にテーパーが付されて内面(7)に出会っており、
    リブ(6)の数と大きさとが、押湯空洞の容積を、同じ大
    きさと形状とを持っているがリブを持っていないスリー
    ブの押湯空洞の容積に比べて、少なくとも20%だけ減少
    させていることを特徴とする、溶融金属鋳造用の押湯ス
    リーブ(1)。
  2. 【請求項2】リブ(6)が、すべて同じ形状と大きさとを
    もっていることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に
    記載する押湯スリーブ(1)。
  3. 【請求項3】リブ(6)が、互いに等しい距離をおいて離
    れて設けられていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第1項又は第2項に記載する押湯スリーブ(1)。
  4. 【請求項4】スリーブ(1)が4個のリブ(6)を備え、押湯
    空洞の輪郭を定め、空洞の水平断面が十字状であること
    を特徴とする、特許請求の範囲第1−3項の何れか1つ
    の項に記載する押湯スリーブ(1)。
  5. 【請求項5】押湯空洞の水平断面が、4個のアームを持
    った十字であり、アームの幅がアームの長さよりも大き
    くなっていることを特徴とする、特許請求の範囲第4項
    に記載する押湯スリーブ(1)。
  6. 【請求項6】押湯空洞の水平断面が、4個のアームを持
    った十字であり、アームの幅とアームの長さとがそれぞ
    れ等しいことを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記
    載する押湯スリーブ(1)。
  7. 【請求項7】押湯空洞の水平断面が、4個のアームを持
    った十字であり、アームの幅がアームの長さより小さい
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載する押
    湯スリーブ(1)。
  8. 【請求項8】リブ(6)が、横断面において三角形、正方
    形、矩形又は半円形であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1−7項の何れか1つの項に記載する押湯スリ
    ーブ(1)。
  9. 【請求項9】リブ(6)を突出させているスリーブ(1)の内
    面周囲が、円形であることを特徴とする、特許請求の範
    囲第1−8項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ
    (1)。
  10. 【請求項10】リブ(6)を突出させているスリーブの内
    面周囲が卵形であることを特徴とする、特許請求の範囲
    第1−8項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ
    (1)。
  11. 【請求項11】リブ(6)が一端から他端へ向かってテー
    パーを付されていることを特徴とする、特許請求の範囲
    第1−10項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ
    (1)。
  12. 【請求項12】スリーブ(1)の外面が、内面と同じ輪郭
    を持っていることを特徴とする、特許請求の範囲第1−
    11項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ(1)。
  13. 【請求項13】スリーブ(1)の外面が円形又は卵形であ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第1−11項の何
    れか1つの項に記載する押湯スリーブ(1)。
  14. 【請求項14】スリーブ(1)の内面(7)及び/又は外面
    が、スリーブ(1)の一端(2)から他端へ向かってテーパー
    を付されていることを特徴とする、特許請求の範囲第1
    −13項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ
    (1)。
  15. 【請求項15】スリーブ(1)の外面が、スリーブ(1)の下
    端(2)から上端に向かって逆テーパーを持っていること
    を特徴とする、特許請求の範囲第14項に記載する押湯
    スリーブ(1)。
  16. 【請求項16】スリーブ(1)の内面(7)がスリーブ(1)の
    下端(2)から上端に向かって逆テーパーを持っているこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第14項に記載する押
    湯スリーブ(1)。
  17. 【請求項17】スリーブ(1)が上端で開いていることを
    特徴とする、特許請求の範囲第1−16項の何れか1つ
    の項に記載する押湯スリーブ(1)。
  18. 【請求項18】スリーブ(1)が上端でカバー(3)により閉
    じられていることを特徴とする、特許請求の範囲第1−
    16項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ(1)。
  19. 【請求項19】カバー(3)が平らであるか又は半球状で
    あることを特徴とする、特許請求の範囲第18項に記載
    する押湯スリーブ(1)。
  20. 【請求項20】カバー(3)がスリーブ(1)と一体に成形さ
    れていることを特徴とする、特許請求の範囲第18又は
    19項に記載する押湯スリーブ(1)。
  21. 【請求項21】カバー(3)がカバー(3)の下面にウイリア
    ムズコア(5)を一体に成形され又は固定されていること
    を特徴とする、特許請求の範囲第18−20項の何れか
    1つの項に記載する押湯スリーブ(1)。
  22. 【請求項22】リブ(6)が、発熱性組成物、発熱性で且
    つ断熱性組成物、又は断熱性組成物を含んだ材料で成形
    されていることを特徴とする、特許請求の範囲第1−2
    1項の何れか1つの項に記載する押湯スリーブ(1)。
  23. 【請求項23】スリーブ(1)のそのほかの部分が、リブ
    (6)と同じ材料で成形されていることを特徴とする、特
    許請求の範囲第22項に記載する押湯スリーブ(1)。
  24. 【請求項24】押湯スリーブの内面(7)にはその周囲に
    沿って互いに離れて複数個のリブ(6)が設けられ、リブ
    (6)は内面(7)の全長に実質的に延びており、下端(8)に
    テーパーが付されて内面(7)に出会っており、リブ(6)の
    数と大きさとが、押湯空洞の容積を、同じ大きさと形状
    とを持っているがリブを持っていないスリーブの押湯空
    洞の容積に比べて、少なくとも20%だけ減少させるよ
    うになっている押湯スリーブ(1)が、輪郭を定めている
    押湯空洞を持った鋳型内に、溶融金属を注入することを
    特徴とする、溶融金属の鋳造方法。
JP61097823A 1985-05-17 1986-04-25 溶融金属の鋳造方法及び押湯スリ−ブ Expired - Lifetime JPH0620589B2 (ja)

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JPS61266149A JPS61266149A (ja) 1986-11-25
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AU (1) AU575477B2 (ja)
BR (1) BR8602216A (ja)
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