JPH0763835B2

JPH0763835B2 - 減圧鋳造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0763835B2
Application number: JP5855086A
Authority: JP
Inventors: 裕昭池田; 稔魚住; 利鹿正岡; 隆一升田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPS62214862A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は減圧鋳造方法及び該方法に用いる装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

減圧鋳造法特に鋳型の下方に配置し溶湯保持容器内の溶
湯を上方の鋳型に減圧吸引する方法は、湯回りが良いこ
との外に、溶湯への気泡の巻込みが少いなどの優れた特
徴を有している。又、下方の溶湯保持容器内の溶湯と鋳
型のキャビティが直結するのでキャビティの上方部すな
わち反湯口側から下方部すなわち湯口側に向う指向性凝
固が得やすく、鋳巣のない製品が得られる。更に、鋳型
のキャビティ部分のみ凝固させた時点で減圧を解除し、
未凝固の溶湯を落下させることで歩留りが良いという特
徴を有している。類似方法として、下方に配置した溶湯
保持容器内の溶湯を加圧して鋳型のキャビティ内に充填
する方法即ち低圧鋳造法があるが、気密溶湯容器が必要
となり、実際の操業上の難点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如く優れた特徴を有する減圧鋳造方法であるが、
鋳型のキャビティ内に溶湯を充填した際、該キャビティ
と溶湯保持容器内の溶湯とが直結するため、キャビティ
部分に充填した溶湯への流入熱量が多く、製品の凝固時
間が長くなり、時間当りのショット数を減じるという問
題があった。

本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものであり、その目的とするところは、製品の凝固時間
を短縮し生産性を向上させた減圧鋳造方法及びその装置
を提供することにある。

すなわち本発明の減圧鋳造方法は、鋳型の湯口に接続し
た開口端部分に溶湯落下防止手段を設けた湯口管の該開
口端部分を溶湯保持容器内の鋳込温度に保持した溶湯内
に入れ、該鋳型のキャビティ内を減圧して該キャビティ
内に該溶湯を吸引して充填した後、該開口端部分を該溶
湯外に出し、該開口端部分の溶湯温度を該溶湯の凝固温
度より高く且つ前記鋳込温度より低く制御し、しかる後
前記キャビティ内の溶湯の凝固及び減圧解除を行うこと
を特徴とする。

溶湯落下防止手段としては、湯口管の開口端部分をＵ
字、Ｖ字又は状等に折り曲げてサイフォン状に溶湯受
部を形成してもよいし、或は湯口管の開口端部分に溶湯
受器を配置してもよい。受器の大きさや形状は特に限定
されず、例えば形状としては有底筒状や盆状等が挙げら
れる。

湯口管の開口端部分を溶湯に出し入れする移動装置は油
圧又は空気圧シリンダ、或いは電動モータ等を使用した
通常の装置を用いることができ、鋳型側又は溶湯保持容
器側を移動させるように設けることができる。

開口端部分の溶湯温度を該溶湯の凝固温度より高く且つ
鋳込温度より低く制御するために、温度検出手段と温度
制御手段とを設ける。

温度検出手段としては熱電対、測温抵抗体又は非接触式
の例えば赤外線温度計等の通常の手段を用いることがで
きる。

温度制御手段としては冷却手段と加熱手段とを設けて前
記温度検出手段によって検出した温度に基づいて所定温
度範囲に自動的に制御できるようにすると都合がよい。

冷却手段としては例えば空気又は窒素、二酸化炭素等を
噴出する冷却ノズルが挙げられる。又、加熱手段として
は加熱用バーナ等が使用できる。

或いは温度制御手段として、溶湯の凝固温度より高く且
つ鋳込温度より低く保持した第２の溶湯を保持した第２
溶湯保持容器を用いてもよい。この第２の溶湯中に湯口
管の開口端部分を入れることにより温度を制御し、前記
冷却ノズルや加熱用バーナ等を省略することができる。

鋳型を複数個設け例えば直線状又は円形状に配置し、溶
湯保持容器又は該容器及び第２溶湯保持容器と順次組合
せて用いてもよい。この場合の移動手段は前述の鋳型の
上下動などに用いる場合の手段と同様に通常の手段でよ
い。

鋳型の配置は移動距離や設置場所に応じて決めるとよ
い。これらの制御はコンピュータにより自動的に行うこ
とができる。

〔実施例〕

以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実施例1: 第１図に本発明の装置の一実施例を示す。図中、１はキ
ャビティ10を有する鋳型で砂型又は金型のいずれでもよ
い。２は密閉箱であり、湯口以外の鋳型１を密閉する。
３は減圧装置、４は湯口管、５は溶湯11を鋳込に最適な
温度に保持した溶湯保持容器である。又、６は溶湯受器
であり、密閉箱２に連結し、その底面を湯口管４の開口
端より若干離して湯口管４からの溶湯の吸引を妨げない
ように配置してある。７は熱電対で、前記溶湯受器６内
の溶湯温度を検出する温度検出手段であって、温度制御
装置（図示せず）に接続している。８は空気による冷却
ノズルで前記温度制御装置により作動するバルブ（図示
せず）に接続している。９は加熱用バーナで前記温度制
御装置により強弱切替を行うか、或は点火又は消火す
る。

第１図ないし第４図において本発明の方法を説明する。
第１図において減圧装置３を作動させて密閉箱２内を減
圧すると、鋳型１内のキャビティ10及び湯口管４内が見
切もしくは鋳型１を介して減圧され、溶湯11が湯口管４
内に吸引され始め、第２図に示すように、キャビティ10
内に溶湯11が充填される。この場合、溶湯保持容器５内
の溶湯11は、キャビティ10内への充填に対して十分な鋳
込温度を有するので、減圧の効果と合まってキャビティ
10内に完全に充填される。次いで、第３図に示すよう
に、昇降装置（図示せず）によって密閉箱２を上昇さ
せ、鋳型１に連結した溶湯落下防止手段即ち溶湯受器６
を溶湯保持容器５内の溶湯11より出し、その上方に移動
させる。移動後、温度検出手段７によって溶湯受器６内
の溶湯12の温度を測定しつつ冷却ノズル８によって冷却
し、溶湯11の温度即ち鋳込温度より低く且つその凝固温
度より高く保持する。この場合、加熱用バーナ９等の加
熱手段も併用する。なお、前記保持温度は凝固温度に近
いほどよい。第３図に示す状態では、従来の方法による
鋳込温度という鋳造工程中最高の温度に保持された溶湯
11より湯口管４を経由してキャビティ10内の製品部へ流
入する熱量に比べて、溶湯の凝固温度より少し高い温度
に保持された溶湯受器６内の溶湯12より製品部へ流入す
る熱量は遥かに少く、それ故、製品部分の凝固が早ま
る。このようにして、予め設定した時間又は製品と接続
した製品となるべき部分以外の温度を検出して凝固を確
認後、密閉箱２を下降させ、第４図に示すように再び湯
口管４の開口端部分及び溶湯受器６を溶湯11内に入れ
る。次に密閉箱２の減圧を解除して未凝固の溶湯を落下
させ、鋳造サイクルを終了する。

実施例2: 第５図に本発明の装置の別の実施例の鋳型、密閉箱及び
湯口管部分を示す。本実施例では、湯口管13の開口端部
分をＵ字管とし、実施例１における溶湯受器６を省い
た。その作用は実施例１の湯口管４と同じである。

実施例3: 第６図は本発明の更に別の実施例を示し、鋳型１及び密
閉箱２の上昇・下降機構に回転機構を加えたものであ
り、溶湯保持容器５を占有する時間を鋳込及び未凝固の
溶湯の落下工程に限定して溶湯保持容器５の有効利用を
計ったものである。又、前記回転機構の代りに直線状の
移動機構を用いてもよい。

実施例4: 第７図は本発明の更に別の実施例を示し、溶湯保持容器
５に更に第２の溶湯保持容器14を加え、溶湯保持容器５
は鋳込用に用い、第２溶湯保持容器14は湯口管の開口端
部分の溶湯温度の制御及び前記湯口管内の未凝固の溶湯
の落下工程のために使用し、特に湯口管の開口端部分の
溶湯温度の制御工程における冷却ノズルや加熱用バーナ
を省略するとともに、鋳込温度に保持した溶湯の鋳造工
程における温度変動を最小にしたものである。なお、第
７図においては前記実施例３の第６図における場合と同
様に、各鋳型は円周状の配置だけでなく、例えば直線状
等の他の配置又はこれらを組合せた配置としてもよい。

比較試験：第８図に、市販のアルミニウム合金JIS AC 2Bを用い
て、重量40kgのケーシング鋳物を公知CO₂鋳型で本発明
の方法と従来の方法を用いて鋳造した場合の例を示す。
鋳込温度は、過熱温度が80℃以上必要であり、従来法で
は約24分の凝固時間が必要であったが、本発明の方法及
び装置を用いて過熱温度20℃に保持した場合、約15分に
短縮され、又、製品の品質上の難点も認められなかっ
た。

〔発明の効果〕

上述のように本発明の減圧鋳造方法は、開口端部分に溶
湯落下防止手段を設けた湯口管を用いて鋳型のキャビテ
ィ内に溶湯を吸引して充填した後、該開口端部分を該溶
湯外に出し、該開口端部分の溶湯温度を該溶湯の凝固温
度より高く且つ前記鋳込温度より低く制御し、しかる後
前記キャビティ内の溶湯の凝固及び減圧解除を行うもの
であるため、従来の方法における最大の欠点であった鋳
造サイクルの長い点を解消し、減圧鋳造方法の特徴を生
かしつつ、又、鋳型側に特別の手段を使用することなく
非常に短かい鋳造サイクルを得ることができた。

又、鋳造した製品特にその湯口近くの凝固を促進するた
め緻密な組織が得られ、品質の優れた製品が得られる。
又、溶湯落下防止手段としては湯口管の開口端部分に設
ける溶湯受器やサイホン状の曲り部分などの小容量のも
のであるため、この部分に溜まる溶湯温度の変更が容易
であり、作業性がよい。更に一個の溶湯保持容器と複数
の鋳型を組合せて使用することもできるため従来の方法
に比べて設備費を低減することができ、設置場所も縮小
できる。又、第２の溶湯保持容器を用いて湯口管の開口
端部分の溶湯の温度を制御する場合には戻り湯がこの第
２の溶湯保持容器に入るので鋳込温度に保持した溶湯保
持容器内の溶湯温度の変動を小さくすることができ、鋳
造した製品の品質を向上させることができる。

又、本発明の装置は前記本発明の方法を実施するために
湯口管を改良し、鋳型の移動装置を設けたこと以外はほ
ぼ従来の装置が使用できるため、新たに大幅な設備費を
必要とせず、従来の装置からの切換が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の減圧鋳造方法の一実施例において湯口
管の開口端部分を溶湯に入れた状態を示す本発明の減圧
鋳造装置の一実施例の断面図、第２図は第１図に続いて鋳型のキャビティ内に溶湯を吸
引して充填した状態を示す装置の断面図、第３図は第２図に続いて密閉箱を上昇させ、湯口管の開
口端部分を溶湯より出した状態を示す装置の断面図、第４図は第３図に続いて密閉箱を下降させ、湯口管の開
口端部分を再び溶湯に入れた状態を示す装置の断面図、第５図は本発明の装置の別の実施例の鋳型、密閉型及び
湯口管部分を示す断面図、第６図は本発明の別の実施例の鋳型の配置を示す概略構
成図、第７図は本発明の更に別の実施例の鋳型及び溶湯保持容
器の配置を示す概略構成図、第８図は本発明の方法と従来の方法を用いて減圧鋳造を
行った場合の凝固時間と過熱温度との関係を示すグラフ
である。図中、１……鋳型、２……密閉箱、３……減圧装置 4,13……湯口管、5,14……溶湯保持容器６……溶湯受器、７……熱電対８……空気ノズル、９……加熱用バーナ 10……キャビティ、11,12……溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型の湯口に接続した開口端部分に溶湯落
下防止手段を設けた湯口管の該開口端部分を溶湯保持容
器内の鋳込温度に保持した溶湯内に入れ、該鋳型のキャ
ビティ内を減圧して該キャビティ内に該溶湯を吸引して
充填した後、該開口端部分を該溶湯外に出し、該開口端
部分の溶湯温度を該溶湯の凝固温度より高く且つ前記鋳
込温度より低く制御し、しかる後前記キャビティ内の溶
湯の凝固及び減圧解除を行うことを特徴とする減圧鋳造
方法。
【請求項２】鋳型と、該鋳型湯口に接続した開口端部分
に溶湯落下防止手段を設けた湯口管と、該鋳型の湯口部
分以外を密閉する密閉箱と、該密閉箱に連通する減圧装
置と、溶湯保持容器と、該湯口管の開口端部分を該溶湯
に出し入れする移動装置と、前記湯口管の開口端部分の
溶湯の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段
によって検出した温度に基づいて該開口端部分の溶湯の
温度を制御する温度制御手段とを備えたことを特徴とす
る減圧鋳造装置。