JPH06328226A - アルミニウム合金製大型構造物の鋳造方法 - Google Patents

アルミニウム合金製大型構造物の鋳造方法

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JPH06328226A
JPH06328226A JP13504893A JP13504893A JPH06328226A JP H06328226 A JPH06328226 A JP H06328226A JP 13504893 A JP13504893 A JP 13504893A JP 13504893 A JP13504893 A JP 13504893A JP H06328226 A JPH06328226 A JP H06328226A
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通正 三浦
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 小型船舶の船殻のような大型・薄肉の鋳造品
をアルミニウム合金によって、均一な肉厚に鋳造でき、
しかも巣等の鋳造欠陥の発生もない大型鋳造品の鋳造方
法を得ることを目的とする。 【構成】 本発明は、キャビティ2面に塗型を塗布した
金型1を、傾き角θを5乃至35度に保持し、鋳造時の
アルミニウム合金の溶湯温度をアルミニウム合金の液相
温度より30乃至120℃高く、金型温度はアルミニウ
ム合金の固相温度より100乃至270℃低くし、金型
の下端よりストーク8を介して低圧鋳造法によりアルミ
ニウム合金溶湯を注入することにより、例えば、モータ
ボート、クルーザ等の小型船舶の船殻のようなアルミニ
ウム合金製大型構造物の鋳造を可能にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、モータボー
ト、クルーザ等の小型船舶の船殻、車輌ボディ或はコン
クリート型枠等のアルミニウム合金製大型構造物の鋳造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、アルミニウム或はアルミニウム合
金は、軽量であること、防錆力が強いこと、廃棄後のリ
サイクルが容易であること等の特徴を有するため、自動
車、小型船舶等の構造材としても広く利用されつつある
が、アルミニウム或はアルミニウム合金は、前記した特
徴を有する反面、融点が低く、凝固し易いために鋳造性
が悪い。このため、鋳造品として一体成形されているも
のとしては、シリンダヘッドやアルミホイール程度の小
物部品として実用化されているものの、大型構造物は依
然として板材を溶接した構造物が殆どである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、一部で砂型を用
いてアルミニウム合金製大型構造物を鋳造しようとする
試みもなされてはいるものの、従来の砂型を用いた鋳造
方法では鋳肌が粗く、しかも、巣等の鋳造欠陥が多く発
生し実用化には程遠いのが実情である。
【0004】本発明は、例えば、モータボート、クルー
ザ等の小型船舶の船殻のような長さが5乃至9m、肉厚
が3乃至6mm程度の大型・薄肉の鋳造品であっても、
均一な肉厚に鋳造でき、しかも巣等の鋳造欠陥の発生も
ないアルミニウム合金製の大型鋳造品の鋳造方法を得よ
うとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、キャビ
ティ面に塗型を塗布した金型を、傾き角θを5乃至35
度に保持し、望ましくは、鋳造時のアルミニウム合金の
溶湯温度をアルミニウム合金の液相温度より30乃至1
20℃高く、金型温度はアルミニウム合金の固相温度よ
り100乃至270℃低くし、金型の下端よりストーク
を介して低圧鋳造法によりアルミニウム合金溶湯を注入
することにより、例えば、モータボート、クルーザ等の
小型船舶の船殻のようなアルミニウム合金製大型構造物
の鋳造方法が得られる。
【0006】また、本発明によれば、キャビティ面に塗
型を塗布した金型を、傾き角θを5乃至35度に保持す
ると共に、該金型を減圧容器で覆い、金型内のキャビテ
ィを減圧しながら、望ましくは、鋳造時のアルミニウム
合金の溶湯温度をアルミニウム合金の液相温度より30
乃至120℃高く、金型温度をアルミニウム合金の固相
温度より100乃至270℃低くし、金型の下端よりス
トークを介して低圧鋳造法によりアルミニウム合金溶湯
を注入することにより、例えば、モータボート、クルー
ザ等の小型船舶の船穀のようなアルミニウム合金製大型
構造物の鋳造方法が得られる。
【0007】
【実施例】まず、この発明方法を実施する装置の第1実
施例を図1に沿って説明する。
【0008】図1は本発明を実施する鋳造装置の概要を
示すもので、同図中1は金型で、外型1aと内型1bと
により構成され、内部に成形品の形状に応じたキャビテ
ィ2が形成されている。なお、この金型1は通常の割型
であり、成形品の形状に応じて、3個以上の割型で構成
してもよいことは言うまでもない。
【0009】前記金型1のキャビティ面には、厚さ0.
1乃至0.5mm程度の塗型がスプレー或は刷毛塗りで
塗布されている。この塗型は、鋳造時の湯回り性、断熱
性及び鋳造品の鋳肌の平滑性等を考慮して、水ガラスと
水の混合液に200メッシュ以下の粒径のアルミナ、マ
グネシア、酸化チタン或は黒鉛等を適宜混合したものを
用いる。
【0010】また、前記金型1は、鋳造状態で傾き角θ
を5乃至35度にして上向きに傾斜させて保持されてい
る。これは、鋳造時の湯回り性を良くし、溶湯の乱流や
分流を防止するとと共に、傾き角θをあまり大きくする
と高い鋳造圧力が必要になり却って湯回り性を悪くして
しまうためである。
【0011】従って、例えば、成形品が図4に示すよう
に皿状に湾曲している場合には、図4aに示すように伏
せた形としてキャビティが全体として上向き勾配となる
ように保持するのが望ましく、もし、図4に示した例
で、図4bに示すように受けた形にするとキャビティが
一部下向きとなり、この部分では溶湯が自然落下し乱流
や分流の原因となるので、このような配置は避けるのが
望ましいが、避けられない場合には、鋳型1の全体の傾
き角θを調整する。
【0012】3は低圧鋳造装置の給湯装置で、鋳造する
アルミニウム合金溶湯4を充填した取鍋5と、該取鍋5
を収納した気密性の加圧容器6及び加圧容器6に空気、
アルゴン或は窒素等の加圧気体を供給する気体供給制御
装置7とにより構成されている。
【0013】8はストークで、一端を前記金型1の下端
に設けた湯口9に接続されると共に、他端は前記加圧容
器6を貫通して取鍋5に充填したアルミニウム合金溶湯
4内に浸漬されている。
【0014】次に、本発明のアルミニウム合金製大型構
造物の鋳造方法を図1を参照して説明する。鋳造に先立
ち、鋳造するアルミニウム合金の溶湯4の温度を、アル
ミニウム合金の液相温度より30乃至120℃高く、金
型温度はアルミニウム合金の固相温度より100乃至2
70℃低くなるように調整する。なお、アルミニウム合
金の溶湯4の温度及び金型温度に幅があるのは、鋳造す
る製品の大きさ、形状に応じて選定するためである。
【0015】かかる設定をした後、図1に示すように、
気体供給制御装置7を作動して加圧容器6に空気、アル
ゴン或は窒素等の加圧気体を供給し、加圧容器6内を加
圧すると、その加圧気体によって取鍋5に充填したアル
ミニウム合金溶湯4が加圧され、ストーク8を介して金
型1の下端に設けた湯口9を経てキャビティ2に供給さ
れる。
【0016】この時、加圧容器6内を急激に加圧する
と、加圧気体が取鍋5に充填したアルミニウム合金溶湯
4に侵入してストーク8内に巻き込まれてアルミニウム
合金溶湯4と共に、キャビティ2内に注入される可能性
があるので、この加圧気体の巻き込みを防止するため
に、鋳造の開始からアルミニウム合金溶湯4が金型1の
湯口9に到達するまでの間は、0.015乃至0.35
0 kgf/cm2 の低圧力で加圧して溶湯4を低速で押上
げ、溶湯4が金型1の湯口9に到達した後は0.7乃至
3.0 kgf/cm2 の高圧力で高速で注入する。
【0017】次に、この発明方法を実施する装置の第2
実施例を図2及び図3に沿って説明する。この実施例も
基本的には第1実施例と同様でるから同一構成部分には
同一の符号を付し説明は簡略し、主として相違点につい
て説明する。
【0018】図2及び図3は本発明を実施する鋳造装置
の概要を示すもので、同図中1は金型で、外型1aと内
型1bとにより構成され、内部に成形品の形状に応じた
キャビティ2が形成されている。
【0019】前記金型1のキャビティ面には、前記実施
例と同様に、厚さ0.1乃至0.5mm程度の塗型がス
プレーあるいは刷毛塗りで塗布されている。また、前記
金型1は、鋳造状態で傾き角θを5乃至35度にして上
向きに傾斜させて保持されている。
【0020】以上の構成は前記した第1実施例と同様で
あるが、本実施例では、湯口9部に図3に示すような2
枚の煉瓦10a、10bを重ね合わせて、その一方を例
えば、油圧シリンダ11により摺動可能とし、前記2枚
の煉瓦10a、10bに穿設した孔12a、12bを一
致させたりずらしたりする事によってノズルを開閉する
スライドゲート13が設けられている。
【0021】そして、スライドゲート13を含む前記金
型1は、気密性の減圧容器14内に収納されており、該
減圧容器14が真空ポンブ15に接続されている。な
お、図2の例では金型1を全体として減圧容器14内に
収納しているが、金型1の気密性と減圧力とを考慮し
て、充分な減圧力が得られる場合、金型の上端部(湯口
9から最も遠い部分)に孔をあけて直接真空ポンブ15
に接続するようにしてもよい。
【0022】この第2実施例の場合も、第1実施例と同
様に、例えば、成形品が図4に示すように皿状に湾曲し
ている場合には、図4aに示すように伏せた形としてキ
ャビティが全体として上向き勾配となるように保持する
のが望ましく、もし、図4に示した例で、図4bに示す
ように受けた形にするとキャビティ2が一部下向きとな
り、この部分では溶湯が自然落下し乱流や分流の原因と
なるので、このような配置は避けるのが望ましいが、キ
ャビティ2内を減圧できるので、その分キャビティ2内
の湯回り性が向上するので、第1実施例に比較して金型
1の傾き角θを小さく出来る。
【0023】なお、3は前記した第1実施例と同様の低
圧鋳造装置の給湯装置であるが、前記した如く、本実施
例では、金型1の下端の湯口9部にスライドゲート13
を設けているため、該低圧鋳造装置の給湯装置3(アル
ミニウム合金溶湯4)と金型1とを接続するストーク8
はスライドゲート13の下端に接続されており、該スラ
イドゲート13を介して金型1(湯口9)に接続されて
いる。
【0024】次に、本発明のアルミニウム合金製大型構
造物の鋳造方法を図2及び図3を参照して説明する。前
記第1実施例と同様に、鋳造に先立ち、鋳造するアルミ
ニウム合金の溶湯4の温度を、アルミニウム合金の液相
温度より30乃至120℃高く、金型温度はアルミニウ
ム合金の固相温度より100乃至270℃低くなるよう
に調整する。
【0025】かかる設定をした後、スライドゲート13
を閉じた状態にして、気体供給制御装置7及び真空ポン
ブ15を作動し、加圧容器6に空気、アルゴン或は窒素
等の加圧気体を供給し、加圧容器6内を加圧すると共
に、減圧容器14(金型1のキャビティ2)内を減圧す
る。
【0026】そして、加圧容器6が0.1乃至3.0 k
gf/cm2 に加圧され、減圧容器14が760Torr
以下に減圧され、定圧状態になると前記スライドゲート
13を開く、この結果、加圧容器7内の加圧されたアル
ミニウム合金溶湯4はストーク8を介して減圧された金
型1内のキャビティ2に注入される。
【0027】前記第1実施例が単に加圧容器6内で加圧
されたアルミニウム合金溶湯4を注入するだけであるの
に対して、本実施例の場合、アルミニウム合金溶湯4が
注入される金型1内のキャビティ2も減圧されているの
で、金型1への注入時にアルミニウム合金溶湯4が空気
に触れることが殆ど無く、ミクロ的なポロシティの発生
を防止でき、より高品質の鋳造品を得る事ができると共
に、加圧鋳造だけでは困難なより大型の鋳造品の鋳造も
可能である。
【0028】
【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、融点が
低く、凝固し易いために鋳造性が悪いアルミニウム合金
を熱力学的、流体力学的にバランスを取って鋳造するの
で、モータボートやクルーザ等の小型船舶の船殻のよう
な大型・薄肉の構造物でも均一な肉厚に鋳造できる。し
かも、巣等の鋳造欠陥のない鋳肌の綺麗なアルミニウム
合金製の大型鋳造品を得ることができる。等の効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施する鋳造装置の一例を示す
概略断面図である。
【図2】本発明の方法を実施する鋳造装置の他の例を示
す概略断面図である。
【図3】図2に示すスライドゲートの分解斜視図であ
る。
【図4】本発明を実施する場合の金型配置の例を示す概
略側面図である。
【符号の説明】
1 金型 2 キャビティ 3 低圧鋳造装置の給湯装置 4 アルミニウム合金溶湯 5 取鍋 6 加圧容器 7 気体供給制御装置 8 ストーク 9 湯口 13 スライドゲート 14 減圧容器 15 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Z 27/18 B B63B 3/09 7626−3D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャビティ面に塗型を塗布した金型を、
    傾き角θを5乃至35度に保持し、該金型の下端よりス
    トークを介して低圧鋳造法によりアルミニウム合金溶湯
    を注入することを特徴とするアルミニウム合金製大型構
    造物の鋳造方法。
  2. 【請求項2】 キャビティ面に塗型を塗布した金型を、
    傾き角θを5乃至35度に保持すると共に、該金型を減
    圧容器で覆い、金型内のキャビティを減圧しながら金型
    の下端よりストークを介して低圧鋳造法によりアルミニ
    ウム合金溶湯を注入することを特徴とするアルミニウム
    合金製大型構造物の鋳造方法。
  3. 【請求項3】 鋳造時のアルミニウム合金の溶湯温度
    が、アルミニウム合金の液相温度より30乃至120℃
    高く、金型の温度はアルミニウム合金の固相温度より1
    00乃至270℃低いことを特徴とする請求項1又は2
    に記載のアルミニウム合金製大型構造物の鋳造方法。
  4. 【請求項4】 アルミニウム合金製大型構造物が、モー
    タボート、クルーザ等の小型船舶の船殻であることを特
    徴とする請求項1、2又は3に記載のアルミニウム合金
    製大型構造物の鋳造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001205387A (ja) * 2000-01-27 2001-07-31 Mazda Motor Corp 鋳造用中子及びその被覆方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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