JPH06292962A - Differential pressure casting apparatus - Google Patents

Differential pressure casting apparatus

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JPH06292962A
JPH06292962A JP8348493A JP8348493A JPH06292962A JP H06292962 A JPH06292962 A JP H06292962A JP 8348493 A JP8348493 A JP 8348493A JP 8348493 A JP8348493 A JP 8348493A JP H06292962 A JPH06292962 A JP H06292962A
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casting
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一弘 松野
Shigemasa Satou
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To carry out production of a cast product without using a block-state mold. CONSTITUTION:The inner part of an apparatus body 1 is partitioned into a melting chamber 2 at the upper part and a mold chamber 3 at the lower part with a crucible table 4 having a pouring hole 5, and to the crucible table 4 at the mold chamber 3 side, a porous mold is air-tightly fitted so as to plug the pouring hole 5. This mold chamber 3 is sucked and also, while supplying inert gas into the melting chamber 2, an ingot 6 in the melting chamber 2 is melted and poured into the mold through the pouring hole 5 to execute the casting. Then, as the mold, a ceramic shell mold 15 formed to thin thickness is used, and also a flange 17 is arranged the upper part of this ceramic shell mold 15. A mold fitting mechanism 19 for air-tightly fitting the flange 17 in this ceramic shell mold 15 to the crucible table 4, is arranged.

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、ロストワックス法によ
って製作したセラミック・シェル鋳型を用いて鋳造を行
う差圧鋳造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential pressure casting apparatus for casting using a ceramic shell mold manufactured by the lost wax method.

【0002】[0002]

【従来の技術】貴金属やチタンその他の材質による歯牙
や美術工芸品などの比較的小さな鋳造品は、一般に、薄
肉で、また、繊細な模様などもあって鋳造時に湯回り不
良を起こしやすい。したがって、これを改善するため
に、鋳型温度や鋳込温度を高くして鋳造時の溶湯の温度
低下を抑制することが行われている。しかし、材料とし
て例えばチタンやチタン合金を用いた場合、実際の作業
で溶湯を過熱して鋳込温度を高くすることは大変難し
い。また、チタン特有の反応性によって、鋳型温度が高
くなるほどチタンと鋳型との反応が激しくなり、鋳造品
のコンタミネーションが深くなる問題がある。
2. Description of the Related Art Relatively small castings such as teeth and arts and crafts made of precious metals, titanium, and other materials are generally thin and have delicate patterns, and are liable to cause defective spinning during casting. Therefore, in order to improve this, the temperature of the molten metal during casting is suppressed by raising the mold temperature and the casting temperature. However, when titanium or titanium alloy is used as the material, it is very difficult to raise the casting temperature by heating the molten metal in the actual work. Further, due to the reactivity specific to titanium, the reaction between titanium and the mold becomes more intense as the mold temperature rises, resulting in deeper contamination of the cast product.

【0003】湯回り不良を抑制する他の方法としては、
遠心力によって湯流れを改善する遠心鋳造法や反転鋳造
法、反転加圧鋳造法、鋳型のキャビティを吸引減圧しな
がら注湯する吸引鋳造法、鋳型室と溶解室が隔離された
鋳造装置で鋳型室を吸引減圧しながら溶解室をアルゴン
ガスで加圧して鋳造する差圧鋳造法(吸引・加圧鋳造
法)など機械的な補助手段を用いる方法がある。
As another method for suppressing the poor bathing,
Centrifugal casting method to improve the flow of molten metal by centrifugal force, reversal casting method, reversal pressure casting method, suction casting method to pour molten metal while sucking and depressurizing the cavity of the mold, casting machine with a mold chamber and melting chamber isolated There is a method using a mechanical auxiliary means such as a differential pressure casting method (suction / pressurizing casting method) in which the melting chamber is pressurized by argon gas while the chamber is sucked and depressurized.

【0004】これらの方法には一長一短があって、鋳造
品の材質や形状、大きさその他によって使い分けられて
いるが、湯回りがよい差圧鋳造法が多く用いられる。
Each of these methods has advantages and disadvantages and is properly used depending on the material, shape, size, etc. of the cast product, but the differential pressure casting method, which provides good bathing, is often used.

【0005】差圧鋳造法は例えば図5に示すような差圧
鋳造装置によって次の如く行われる。
The differential pressure casting method is carried out as follows by a differential pressure casting apparatus as shown in FIG. 5, for example.

【0006】(1) 先ず、埋没法によって製作したブロッ
ク状の多孔質の鋳型25をリング台26の上に置き、ル
ツボ台4と鋳型25をパッキン27を介してジャッキ1
2で機械的に締めつけ、ルツボ台4と鋳型25との間を
シールする。
(1) First, the block-shaped porous mold 25 manufactured by the burying method is placed on the ring base 26, and the crucible base 4 and the mold 25 are put through the packing 27 to the jack 1
Mechanically tighten at 2, and seal between the crucible base 4 and the mold 25.

【0007】(2) 鋳型室3と溶解室2とを吸引排気して
各室3,2内の空気を排出する。
(2) The mold chamber 3 and the melting chamber 2 are sucked and evacuated, and the air in each chamber 3, 2 is discharged.

【0008】(3) その後、鋳型室3を吸引しながら、溶
解室2にアルゴンガス(Arガス)を導入して差圧(例
えば10〜20cmHgの圧力差)を設ける。これにより、多孔
質の鋳型25内が吸引される。
(3) Thereafter, while sucking the mold chamber 3, an argon gas (Ar gas) is introduced into the melting chamber 2 to provide a differential pressure (for example, a pressure difference of 10 to 20 cmHg). As a result, the inside of the porous mold 25 is sucked.

【0009】(4) そして、ルツボ7内のインゴット6と
電極8の間にアークを発生させてインゴット6を溶解す
る。
(4) Then, an arc is generated between the ingot 6 in the crucible 7 and the electrode 8 to melt the ingot 6.

【0010】(5) インゴット6は、溶解するとルツボ7
の底の穴から自重で自然落下して鋳型25内に注湯さ
れ、その上面はアルゴンガスで加圧される。
(5) The ingot 6 melts into the crucible 7
It is naturally dropped from its bottom hole by its own weight and poured into the mold 25, and its upper surface is pressurized with argon gas.

【0011】このように多孔質の鋳型25内が吸引され
ながら、鋳型25材料が注湯されるので、鋳造品の湯回
りやガス欠陥などを改善できる特徴がある。
Since the material of the casting mold 25 is poured while the inside of the porous casting mold 25 is sucked in this way, there is a feature that it is possible to improve the molten metal and gas defects of the cast product.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の差圧
鋳造では、鋳型とルツボ台の接触面で十分に気密を保持
できることが最も重要で、特に鋳型は取り付けやすい形
状とジャッキで締めつけても壊れない強度が必要であ
る。
By the way, in the above-mentioned differential pressure casting, it is most important that the contact surface between the mold and the crucible base can maintain sufficient airtightness. In particular, the mold is easy to install and will not break even if it is tightened with a jack. No strength is needed.

【0013】したがって、通常、鋳型は、埋没法やセラ
ミック・モールド法などで製作した比較的に機械的強度
の強いブロック状で多孔質の鋳型に制限される。このよ
うに、鋳型はブロック状のものに制限されることによ
り、例えば、ロストワックス法で製作したセラミック・
シェル鋳型と比較すると、同じ鋳造品で一般に約6〜7
倍の鋳型材料を必要とし、鋳型の肉厚も厚くなるので鋳
造時の通気性にも影響を及ぼす。また、肉厚の鋳型は熱
伝導率が悪いため熱衝撃に弱く、鋳型の熱処理過程や鋳
造時に割れやすくなるなどの問題がある。
Therefore, the mold is usually limited to a block-shaped and porous mold having a relatively high mechanical strength produced by the burying method or the ceramic molding method. As described above, the mold is limited to the block-shaped one.
Generally about 6-7 in the same casting compared to shell mold
Double the amount of mold material is required, and the wall thickness of the mold becomes thicker, which also affects the air permeability during casting. Further, a thick mold has a poor thermal conductivity and is vulnerable to thermal shock, and there is a problem that the mold is easily cracked during the heat treatment process or casting.

【0014】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、ブロック状の鋳型を用いることなく鋳造品を
製造することができる差圧鋳造装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a differential pressure casting apparatus capable of producing a cast product without using a block-shaped mold.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、装置本体内を上部の溶解室と下部の鋳
型室とに注湯孔を有するルツボ台で仕切り、その鋳型室
側のルツボ台に、注湯孔を塞ぐように多孔質の鋳型を気
密性よく取り付け、鋳型室を吸引すると共に上記溶解室
に不活性ガスを供給しながら溶解室内のインゴットを溶
解させ、これを注湯孔を介して鋳型内に注湯して鋳造を
行う差圧鋳造装置において、上記鋳型に、薄肉に形成し
たセラミック・シェル鋳型を用いると共に、このセラミ
ック・シェル鋳型にフランジを設け、このセラミック・
シェル鋳型のフランジを上記ルツボ台に気密性よく取り
付ける鋳型取付機構を設けたものである。
In order to achieve the above object, the present invention divides the inside of the apparatus main body into a crucible stand having a pouring hole in an upper melting chamber and a lower mold chamber, and the mold chamber is divided. To the crucible table on the side, a porous mold is attached with good airtightness so as to block the pouring hole, and the ingot in the melting chamber is melted while sucking the mold chamber and supplying an inert gas to the melting chamber, which is In a differential pressure casting apparatus for pouring and casting into a mold through a pouring hole, a thin ceramic shell mold is used as the mold, and a flange is provided on the ceramic shell mold.・
A mold attachment mechanism is provided for attaching the flange of the shell mold to the crucible base with good airtightness.

【0016】[0016]

【作用】セラミック・シェル鋳型は、曲げ応力に対して
は比較的弱く容易に割れてしまうので差圧鋳造には用い
られていないが、セラミック・シェル鋳型にフランジを
設けて、このフランジを鋳型取付機構によりルツボ台に
気密性よく取り付けることで、鋳型自体には曲げ応力等
がほとんどかからず、鋳型が破壊されることはない。ま
た、鋳型の取り付けはフランジを鋳型取付機構によりル
ツボ台に取り付けるだけで行われるので、簡単に鋳型を
取り付けられる。従って、ブロック状の鋳型を用いるこ
となく薄肉のセラミック・シェル鋳型を用いて差圧鋳造
により鋳造品を製造することが可能となる。
[Function] Ceramic shell molds are relatively weak against bending stress and easily cracked, so they are not used for differential pressure casting. However, a flange is provided on the ceramic shell mold and this flange is attached to the mold. By attaching the crucible base to the crucible base with good airtightness by the mechanism, almost no bending stress is applied to the mold itself, and the mold is not broken. Further, since the mold is attached only by attaching the flange to the crucible base by the mold attaching mechanism, the mold can be easily attached. Therefore, it is possible to manufacture a cast product by differential pressure casting using a thin ceramic shell mold without using a block-shaped mold.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1において、1は差圧鋳造装置の本体を
示し、この本体1内の中央部には、内部を溶解室2と鋳
型室3とに上下に仕切るルツボ台4が設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body of a differential pressure casting apparatus, and a crucible stand 4 for partitioning the inside into a melting chamber 2 and a mold chamber 3 is provided at the center of the main body 1. .

【0019】ルツボ台4の中央部には注湯孔5が設けら
れ、このルツボ台4上に、溶解する材料(金,白金など
の貴金属等)からなるインゴット6が注湯孔5の真上に
位置されるようにルツボ7が載置される。ルツボ7の上
方には、電圧の印加によりルツボ7上のインゴット6を
溶解させるアークを発生させるタングステン等の電極8
が設けられている。溶解室2には、アークやインゴット
等の溶解室2内の状態を監視できる覗き窓9が設けられ
ていると共に、Arガス等の不活性ガスの導入や排気を
行うためのガス口10が設けられている。
A pouring hole 5 is provided in the center of the crucible table 4, and an ingot 6 made of a material (such as a noble metal such as gold or platinum) that melts is directly above the pouring hole 5 on the crucible table 4. The crucible 7 is placed so as to be positioned at. Above the crucible 7, an electrode 8 made of tungsten or the like for generating an arc that melts the ingot 6 on the crucible 7 by applying a voltage.
Is provided. The melting chamber 2 is provided with a viewing window 9 capable of monitoring the state of the melting chamber 2 such as an arc or an ingot, and a gas port 10 for introducing or exhausting an inert gas such as Ar gas. Has been.

【0020】鋳型室3には室3内を排気する排気口11
が設けられている。鋳型室3内の注湯孔5の下方には、
ジャッキ12により室3内を上下に昇降するリング台1
3が設けられ、このリング台13上に鋳型受け台14が
載置される。鋳型受け台14は、鋳型15の湯口カップ
16の上端部にその径方向外方に約90°折り返したよう
なフランジ17を有する多孔質のセラミック・シェル鋳
型15を、そのフランジ17の部分で鋳型15を吊るし
た状態で支持するもので、例えば、図4に示すように直
径方向に2つに分割された金属または耐火性材料からな
る円筒状に形成される。鋳型受け台14は、支持した鋳
型15の湯口カップ16が上記注湯孔5の真下に位置さ
れるようにリング台13上に載置され、このリング台1
3がジャッキ12により上昇されることでセラミック・
シェル鋳型15のフランジ17がルツボ台4の下面に耐
火性材料からなるパッキン18を介して押し付けられ、
フランジ17がルツボ台4に機械的に締結されてその間
がシールされるようになっている。鋳型受け台14、ジ
ャッキ12、リング台13等により鋳型取付機構19が
構成され、この鋳型取付機構19によりセラミック・シ
ェル鋳型15のフランジ17がルツボ台4に気密性よく
取り付けられることになる。
The mold chamber 3 has an exhaust port 11 for exhausting the interior of the chamber 3.
Is provided. Below the pouring hole 5 in the mold chamber 3,
Ring stand 1 that moves up and down in the chamber 3 by the jack 12
3 is provided, and the mold receiving base 14 is placed on the ring base 13. The mold cradle 14 is a porous ceramic shell mold 15 having a flange 17 at the upper end of the sprue cup 16 of the mold 15 which is folded outward by approximately 90 ° in the radial direction. It supports 15 in a suspended state, and for example, is formed in a cylindrical shape made of metal or refractory material divided in two in the diameter direction as shown in FIG. The mold stand 14 is placed on the ring stand 13 so that the sprue cup 16 of the supported mold 15 is located directly below the pouring hole 5.
3 is lifted by the jack 12 so that ceramic
The flange 17 of the shell mold 15 is pressed against the lower surface of the crucible base 4 via a packing 18 made of a refractory material,
The flange 17 is mechanically fastened to the crucible base 4 and the space between them is sealed. A mold mounting mechanism 19 is configured by the mold receiving base 14, the jack 12, the ring base 13, and the like, and the flange 17 of the ceramic shell mold 15 is airtightly mounted on the crucible base 4 by the mold mounting mechanism 19.

【0021】さて、セラミック・シェル鋳型15は、例
えばロストワックス法によって製作される。
The ceramic shell mold 15 is manufactured by, for example, the lost wax method.

【0022】先ず、図2に示すように、蝋または消失除
去可能な材料でフランジ付きの所望の模型を製作する。
具体的には目的とする製品と相似する製品部20に湯道
を形成するための湯道形成部21を介して上記注湯孔5
とほぼ同じ径の湯口カップ16が形成されるように湯口
カップ形成部22を設け、この湯口カップ形成部22の
上端部にフランジ形成部23を設けた模型を製作する。
次に、これにロストワックス法によって所定のコーティ
ングを行い、これを脱蝋・焼成することにより図3に示
したようなフランジ17付きの薄肉のセラミック・シェ
ル鋳型15が製作される。
First, as shown in FIG. 2, a desired model with a flange is manufactured from wax or a material capable of being eliminated.
Specifically, the pouring hole 5 is provided through a runner forming portion 21 for forming a runner in a product portion 20 similar to a target product.
The gate cup forming portion 22 is provided so that the gate cup 16 having substantially the same diameter as the above is formed, and the flange forming portion 23 is provided on the upper end portion of the gate cup forming portion 22 to manufacture a model.
Next, a predetermined coating is applied to this by the lost wax method, and this is dewaxed and fired to manufacture a thin ceramic shell mold 15 with a flange 17 as shown in FIG.

【0023】ここで、鋳型のフランジ17は、例えば耐
化物などで別途にフランジ17だけを製作して、フラン
ジ17なしのセラミック・シェル鋳型を接合するか、ま
たは、耐火性のフランジを蝋型に組込んでセラミック・
シェル鋳型を製作することもできる。しかし、このよう
な方法は、フランジとセラミック・シェル鋳型の熱膨張
率の差によってクラックを発生したり、また、かなりコ
ストが高くなるので、フランジは、セラミック・シェル
鋳型と同時に製作して同じ材質、同じ肉厚にするのが最
善である。
Here, for the flange 17 of the mold, for example, only the flange 17 is separately manufactured by using a refractory material, and the ceramic shell mold without the flange 17 is joined, or the refractory flange is made into a wax shape. Built-in ceramic
Shell molds can also be made. However, such a method may cause cracks due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the flange and the ceramic shell mold, and may be considerably expensive, so the flange should be manufactured at the same time as the ceramic shell mold. , It is best to have the same wall thickness.

【0024】次に、所定温度のセラミック・シェル鋳型
15を、図4に示すように鋳型受け台14にフランジ1
7部分で鋳型15が吊るされるように支持させる。この
際、鋳型受け台14を2分割することによってフランジ
17の直径を小さくすることができて、操作も簡単で、
例え熱いセラミック・シェル鋳型15でもすばやくセッ
トすることができる。
Next, the ceramic shell mold 15 having a predetermined temperature is attached to the mold holder 14 by the flange 1 as shown in FIG.
The mold 15 is supported so that it can be hung at the seven parts. At this time, the diameter of the flange 17 can be reduced by dividing the mold cradle 14 in two, and the operation is easy,
Even hot ceramic shell molds 15 can be set quickly.

【0025】そして、鋳型受け台14に載置したセラミ
ック・シェル鋳型15を図1に示したように差圧鋳造装
置の鋳型室3に挿入してリング台13上に載置し、セラ
ミック・シェル鋳型15を吊るした状態でフランジ17
とルツボ台4を耐火性のパッキン18を介してジャッキ
12で機械的に締結する。
Then, the ceramic shell mold 15 placed on the mold holder 14 is inserted into the mold chamber 3 of the differential pressure casting apparatus as shown in FIG. Flange 17 with the mold 15 suspended
The crucible base 4 and the crucible base 4 are mechanically fastened with the jack 12 via the fireproof packing 18.

【0026】これにより、精密鋳造用鋳型として最も広
く普及しているロストワックス法で製作したセラミック
・シェル鋳型15をシール性よくしかも破壊することな
く差圧鋳造装置に簡単に締結することができる。
As a result, the ceramic shell mold 15 manufactured by the lost wax method, which is the most widely used precision casting mold, can be easily fastened to the differential pressure casting apparatus with good sealing property and without breaking.

【0027】すなわち、セラミック・シェル鋳型15
は、曲げ応力に対しては比較的弱く容易に割れてしま
い、鋳型15全体を締めつけても簡単に破壊する。例え
ば、鋳型受け台14を使わないで、セラミック・シェル
鋳型15をリング台13に置いてジャッキ12で締結す
ると、セラミック・シェル鋳型15は簡単に割れてしま
う。しかし、セラミック・シェル鋳型15は、局部的な
圧縮応力に対してはかなり抵抗できる性質があり、これ
を利用すべくフランジ17を湯口カッブ16の上端部に
設け、このフランジ17のみをパッキン18を介してル
ツボ台4に押し付ける。これによって、鋳型15はその
フランジ17のパッキン18に接触している局部だけが
圧縮応力を受けているので、締結によってフランジ17
およびセラミック・シェル鋳型15が破壊されることは
ほとんどなく、締結部の気密性も実用上十分となる。
That is, the ceramic shell mold 15
Is relatively weak against bending stress and easily cracks, and is easily broken even when the entire mold 15 is tightened. For example, when the ceramic shell mold 15 is placed on the ring base 13 and is fastened with the jack 12 without using the mold receiving base 14, the ceramic shell mold 15 is easily broken. However, the ceramic shell mold 15 has a property of being able to withstand a local compressive stress considerably, and in order to utilize this, a flange 17 is provided at the upper end of the sprue cup 16, and only the flange 17 is provided with the packing 18. It is pressed against the crucible base 4 through. As a result, the mold 15 is subjected to the compressive stress only in the part of the flange 17 in contact with the packing 18 of the flange 17, so that the flange 17 is fastened by fastening.
Moreover, the ceramic shell mold 15 is hardly broken, and the airtightness of the fastening portion is practically sufficient.

【0028】また、セラミック・シェル鋳型15は鋳型
受け台14に中吊りの状態で支持され、この状態で注湯
されることになるが、特に強度が弱いセラミック・シェ
ル鋳型15を除いて、一般的な強度を有するセラミック
・シェル鋳型15なら注湯によって破壊されることはほ
とんどない。通常の置き注ぎに耐えるセラミック・シェ
ル鋳型なら、このような装置で使用できるセラミック・
シェル鋳型の大きさが比較的小さいこともあって、中吊
りで鋳造してもとくに問題は発生しない。
Further, the ceramic shell mold 15 is supported by the mold cradle 14 in a suspended state, and the molten metal is poured in this condition. However, except for the ceramic shell mold 15 which has particularly weak strength, The ceramic shell mold 15 having the proper strength is hardly broken by the pouring. A ceramic shell mold that can withstand normal pouring is a ceramic shell that can be used with such equipment.
Since the size of the shell mold is relatively small, there is no particular problem even if the product is cast by hanging in the middle.

【0029】次に上述の差圧鋳造装置を用いて具体的に
鋳造品を作製した場合を説明する。
Next, a case where a cast product is concretely produced by using the above-mentioned differential pressure casting apparatus will be described.

【0030】[具体例1]先ず、ロストワックス法によっ
て図2に示すような蝋型(12g) を製作し、この蝋型12個
を一つのツリーに組み立てた。これに特開昭64-11049号
公報に開示した精密鋳造用鋳型の製造方法によってチタ
ン鋳造品用のコーティングを行い、これを脱蝋してツリ
ーを12個の鋳型に分解し、1100℃で1時間焼成して、図
3に示すようなセラミック・シェル鋳型を製作した。
[Specific Example 1] First, a wax pattern (12 g) as shown in FIG. 2 was produced by the lost wax method, and 12 wax patterns were assembled into one tree. This was coated with titanium castings by the method for producing precision casting molds disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-11049, and the wax was dewaxed to decompose the tree into 12 molds. The ceramic shell mold shown in FIG. 3 was manufactured by firing for a time.

【0031】製作したセラミック・シェル鋳型を800 ℃
で1時間予熱して、これを鋳型受け台14に支持させ、
これをリング台13上に載置して、ルツボ台4と鋳型
(フランジ)をパッキン18を介してジャッキ12で機
械的に締めつけた。
The manufactured ceramic shell mold is heated to 800 ° C.
Preheat for 1 hour and support it on the mold cradle 14.
This was placed on the ring base 13, and the crucible base 4 and the mold (flange) were mechanically tightened with the jack 12 via the packing 18.

【0032】次に、鋳型室3と溶解室2とを真空ポンプ
で吸引減圧して各室3,2内の空気を排出し、その後、
溶解室2に元圧が1Kg/cm2 のアルゴンガスをガス口10
から導入した。このとき、鋳型室3の圧力は−10〜−20
cmHgで、一方、溶解室2の圧力は0.6 〜0.8Kg/cm2 であ
った。つまり、鋳型室3と溶解室2とで圧力差(差圧)
があって、セラミック・シェル鋳型のフランジとパッキ
ン18の接触部の気密が十分に保持されていることを確
認した。
Next, the mold chamber 3 and the melting chamber 2 are sucked and decompressed by a vacuum pump to discharge the air in the chambers 3 and 2, and thereafter,
Argon gas with an original pressure of 1 kg / cm 2 was introduced into the melting chamber 2 at the gas port 10.
Introduced from. At this time, the pressure in the mold chamber 3 is -10 to -20.
cmHg, while the pressure in the dissolution chamber 2 was 0.6-0.8 Kg / cm 2 . That is, the pressure difference (differential pressure) between the mold chamber 3 and the melting chamber 2
Therefore, it was confirmed that the airtightness of the contact portion between the flange of the ceramic shell mold and the packing 18 was sufficiently maintained.

【0033】続いて、溶解室2の電極8と70g のTi-6Al
-4V のインゴット6の間にアークを飛ばしてインゴット
6を溶解し、鋳造を行った。この場合、インゴット6の
溶解及び注湯を通じて鋳型室3と溶解室2の差圧はほと
んど変化しなかった。
Next, the electrode 8 of the melting chamber 2 and 70 g of Ti-6Al
An arc was blown between the -4V ingots 6 to melt the ingots 6 and casting was performed. In this case, the pressure difference between the mold chamber 3 and the melting chamber 2 hardly changed during the melting and pouring of the ingot 6.

【0034】鋳造後のセラミック・シェル鋳型及びフラ
ンジには、クラックその他の破損は見られなかった。セ
ラミック・シェル鋳型を破壊して鋳造品を目視検査した
ところ、薄肉部の湯回りは完全で、鋳造品表面にピンホ
ールその他のガス欠陥もなく、また、セラミック・シェ
ル鋳型の割れによるバリなどの欠陥もない良品が得られ
た。
No cracks or other damage were found on the ceramic shell molds and flanges after casting. When the ceramic shell mold was destroyed and the cast product was visually inspected, the thin-walled area was completely covered, there were no pinholes or other gas defects on the surface of the cast product, and there was no burring due to cracks in the ceramic shell mold. A non-defective product was obtained.

【0035】[具体例2]具体例1で製作した他のセラミ
ック・シェル鋳型を100 ℃で1時間予熱した以外は具体
例1と同様にして鋳造を行った。
[Specific Example 2] Casting was performed in the same manner as in Specific Example 1 except that the other ceramic shell mold produced in Specific Example 1 was preheated at 100 ° C. for 1 hour.

【0036】鋳造後のセラミック・シェル鋳型及びフラ
ンジには、クラックその他の破損は見られなかった。セ
ラミック・シェル鋳型を破壊して鋳造品を目視検査した
ところ、薄肉部の湯回りは完全で、鋳造品表面にピンホ
ールその他のガス欠陥もなく、また、セラミック・シェ
ル鋳型の割れによるバリなどの欠陥もない良品が得られ
た。
No cracks or other damage were found in the ceramic shell molds and flanges after casting. When the ceramic shell mold was destroyed and the cast product was visually inspected, the thin-walled part was completely covered with molten metal, there were no pinholes or other gas defects on the surface of the cast product, and there were burrs due to cracks in the ceramic shell mold. A non-defective product was obtained.

【0037】一般に、セラミック・シェル鋳型の熱間強
度は、800 ℃と100 ℃では後者が弱いが、この結果100
℃のセラミック・シェル鋳型でも十分に実用できること
が確認された。この利点は、特にチタン及びチタン合金
の鋳造品では、鋳型温度が低いほど鋳造品表面のコンタ
ミネーションが浅くなることにある。
Generally, the hot strength of ceramic shell molds is weak at 800 ° C. and 100 ° C., but the result is 100
It was confirmed that a ceramic shell mold at ℃ could be sufficiently used. The advantage of this is that, especially for cast products of titanium and titanium alloys, the lower the mold temperature, the shallower the contamination on the surface of the cast product.

【0038】[具体例3]セラミック・シェル鋳型を特願
平4-82407 号に開示されている精密鋳造用鋳型の製造方
法で製作し、このセラミック・シェル鋳型を100 ℃で1
時間予熱した以外は具体例1と同様にして鋳造を行っ
た。
[Example 3] A ceramic shell mold was produced by the method for producing a precision casting mold disclosed in Japanese Patent Application No. 4-82407, and this ceramic shell mold was produced at 100 ° C for 1 hour.
Casting was performed in the same manner as in Example 1 except that preheating was performed for a time.

【0039】鋳造後のセラミック・シェル鋳型及びフラ
ンジには、クラックその他の破損は見られなかった。セ
ラミック・シェル鋳型を破壊して鋳造品を目視検査した
ところ、薄肉部の湯回りは完全で、鋳造品表面にピンホ
ールその他のガス欠陥もなく、また、セラミック・シェ
ル鋳型の割れによるバリなどの欠陥もない良品が得られ
た。
No cracks or other damage were found on the ceramic shell molds and flanges after casting. When the ceramic shell mold was destroyed and the cast product was visually inspected, the thin-walled area was completely covered, there were no pinholes or other gas defects on the surface of the cast product, and there was no burring due to cracks in the ceramic shell mold. A non-defective product was obtained.

【0040】[比較例1]具体例1で製作した他のセラミ
ック・シェル鋳型を200 ℃で1時間予熱し、鋳型受け台
を使用しないで、図1に示したリング台13に直接置い
て鋳型室3と溶解室2を吸引減圧して空気を排出した。
次いで、元圧1Kg/cm2 のアルゴンガスを溶解室2に導入
した。この場合、鋳型室3と溶解室2は通じているので
圧力差はなく、室内の圧力は0.〜0.2Kg/cm2 であった。
この状態での70g のTi-6Al-4V のインゴットを溶解・鋳
造した。
Comparative Example 1 Another ceramic shell mold produced in Example 1 was preheated at 200 ° C. for 1 hour and placed directly on the ring stand 13 shown in FIG. 1 without using the mold holder. The chamber 3 and the dissolution chamber 2 were decompressed by suction and air was discharged.
Then, argon gas was introduced in the original pressure 1Kg / cm 2 in the melting chamber 2. In this case, since the mold chamber 3 and the melting chamber 2 were communicated with each other, there was no pressure difference, and the pressure in the chamber was 0 to 0.2 Kg / cm 2 .
70 g of Ti-6Al-4V ingot in this state was melted and cast.

【0041】鋳造後のセラミック・シェル鋳型にはクラ
ックその他の破損は見られず、特に問題はなかったが、
鋳型を破壊して鋳造品を目視検査したところ、薄肉部に
湯回り不良が見られ、また、ピンホールなどのガス欠陥
が存在し満足な鋳造品は得られなかった。
No cracks or other damage were found in the ceramic shell mold after casting, and there was no particular problem.
When the casting product was broken and the casting product was visually inspected, defective melt flow was observed in the thin portion, and gas defects such as pinholes were present, and a satisfactory casting product could not be obtained.

【0042】従って、本発明に係る差圧鋳造装置を用い
て鋳造を行うことにより、表面にピンホールその他のガ
ス欠陥もなく、また、バリなどの欠陥もない良品の鋳造
品が得られる。特に、本発明に係る差圧鋳造装置は、チ
タンやチタン合金などの湯流れの悪い金属を精密鋳造す
る場合にも、薄肉でほとんどガス欠陥のない精密鋳造品
を得ることができるので、チタンおよびチタン合金その
他の湯回り不良を生じやすい鋳造品やピンホールその他
のガス欠陥を発生しやすい鋳造品の精密鋳造に適してい
る。
Therefore, by performing casting using the differential pressure casting apparatus according to the present invention, a good cast product having no pinholes or other gas defects on the surface and no defects such as burrs can be obtained. In particular, the differential pressure casting apparatus according to the present invention can obtain a precision casting product that is thin and has almost no gas defects even when precision casting a metal having a poor molten metal flow such as titanium or a titanium alloy. It is suitable for precision casting of titanium alloys and other castings that are liable to cause defective melt flow, and pinholes and other castings that are apt to generate gas defects.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、ブロック状の鋳型を用いることなく薄肉
のセラミック・シェル鋳型を用いて鋳造品を製造できる
という優れた効果を発揮する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to produce a cast product by using a thin ceramic shell mold without using a block mold.

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

【図1】本発明の差圧鋳造装置の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a differential pressure casting apparatus of the present invention.

【図2】本発明のセラミック・シェル鋳型を製作するた
めの蝋型の一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a wax mold for producing the ceramic shell mold of the present invention.

【図3】本発明のセラミック・シェル鋳型の一例を示す
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a ceramic shell mold of the present invention.

【図4】本発明のセラミック・シェル鋳型を鋳型受け台
に支持させた状態を示す図で、その(a)は断面図、
(b)は上面図である。
FIG. 4 is a view showing a state in which the ceramic shell mold of the present invention is supported on a mold cradle, in which (a) is a sectional view,
(B) is a top view.

【図5】従来の差圧鋳造装置の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional differential pressure casting apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 装置本体 2 溶解室 3 鋳型室 4 ルツボ台 5 注湯孔 6 インゴット 15 セラミック・シェル鋳型 17 フランジ 19 鋳型取付機構 1 Equipment Main Body 2 Melting Chamber 3 Mold Chamber 4 Crucible Table 5 Pouring Hole 6 Ingot 15 Ceramic Shell Mold 17 Flange 19 Mold Mounting Mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 装置本体内を上部の溶解室と下部の鋳型
室とに注湯孔を有するルツボ台で仕切り、その鋳型室側
のルツボ台に、注湯孔を塞ぐように多孔質の鋳型を気密
性よく取り付け、鋳型室を吸引すると共に上記溶解室に
不活性ガスを供給しながら溶解室内のインゴットを溶解
させ、これを注湯孔を介して鋳型内に注湯して鋳造を行
う差圧鋳造装置において、上記鋳型に、薄肉に形成した
セラミック・シェル鋳型を用いると共に、該セラミック
・シェル鋳型にフランジを設け、該セラミック・シェル
鋳型のフランジを上記ルツボ台に気密性よく取り付ける
鋳型取付機構を設けたことを特徴とする差圧鋳造装置。
1. The apparatus main body is partitioned by a crucible table having a pouring hole in an upper melting chamber and a lower mold chamber, and a crucible table on the mold chamber side is made of a porous mold so as to close the pouring hole. Is attached airtightly, the mold chamber is sucked and the ingot in the melting chamber is melted while supplying the inert gas to the melting chamber, and this is poured into the mold through the pouring hole to perform casting. In a pressure casting apparatus, a thin ceramic shell mold is used as the mold, a flange is provided on the ceramic shell mold, and the flange of the ceramic shell mold is attached to the crucible base with good airtightness. A differential pressure casting device characterized by being provided with.
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