JPH0771737B2 - 鋳ぐるみ鋳造方法 - Google Patents
鋳ぐるみ鋳造方法Info
- Publication number
- JPH0771737B2 JPH0771737B2 JP63028578A JP2857888A JPH0771737B2 JP H0771737 B2 JPH0771737 B2 JP H0771737B2 JP 63028578 A JP63028578 A JP 63028578A JP 2857888 A JP2857888 A JP 2857888A JP H0771737 B2 JPH0771737 B2 JP H0771737B2
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- Japan
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- molten metal
- cast
- mold
- molten
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス、焼結金属等で作られた被鋳ぐ
るみ物をアルミニウム合金、鋳鉄等の鋳造金属によって
鋳ぐるみ一体的に固着する鋳ぐるみ鋳造方法に関するも
のである。
るみ物をアルミニウム合金、鋳鉄等の鋳造金属によって
鋳ぐるみ一体的に固着する鋳ぐるみ鋳造方法に関するも
のである。
（従来の技術） 例えば、オーバヘッドバルブ式エンジンのタペットにお
いて、エンジンの運転中、常時動弁カム及びプッシュロ
ッドに摺接する底板を耐摩耗性が優れたセラミックスや
焼結金属で作り、このセラミックス又は焼結金属製のチ
ップをアルミニウム合金や鋳鉄等により鋳ぐるむことに
よって、タペット耐久性を改善することが提案されてい
る。
いて、エンジンの運転中、常時動弁カム及びプッシュロ
ッドに摺接する底板を耐摩耗性が優れたセラミックスや
焼結金属で作り、このセラミックス又は焼結金属製のチ
ップをアルミニウム合金や鋳鉄等により鋳ぐるむことに
よって、タペット耐久性を改善することが提案されてい
る。
上記タペットと同様に、稼働中局部的に摩擦、高温、腐
食雰囲気等の負荷を受ける種々の物品において、当該負
荷部分にのみセラミックス等の負荷に適応する材料で作
られたチップを用い、このチップを通常の鋳造金属によ
り鋳ぐるむことによって、製造コストの低減、耐久性の
向上、軽量化の達成、性能の向上等種々の利点が得られ
るのであるが、この種の鋳ぐるみ鋳造品では、上記チッ
プと鋳造金属との密着性が極めて重要である。
食雰囲気等の負荷を受ける種々の物品において、当該負
荷部分にのみセラミックス等の負荷に適応する材料で作
られたチップを用い、このチップを通常の鋳造金属によ
り鋳ぐるむことによって、製造コストの低減、耐久性の
向上、軽量化の達成、性能の向上等種々の利点が得られ
るのであるが、この種の鋳ぐるみ鋳造品では、上記チッ
プと鋳造金属との密着性が極めて重要である。
（発明が解決しようとする課題） 鋳ぐるみ鋳造品の製造に際しては、セラミックや焼結金
属等で作られたチップを鋳型内に挿入し、アルミニウム
合金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に鋳型内に注入して鋳造
を行なうのが、最も一般的な方法である。
属等で作られたチップを鋳型内に挿入し、アルミニウム
合金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に鋳型内に注入して鋳造
を行なうのが、最も一般的な方法である。
しかし、上記重力鋳造法による場合は、チップと溶湯と
の間に冶金学的結合が得られる特殊のケースを除いて、
通常チップとその周辺の鋳造金属との結合強度が十分で
なく、稼働中比較的早期にチップが脱落したり、がたつ
きを生じて破損したりする不具合があった。
の間に冶金学的結合が得られる特殊のケースを除いて、
通常チップとその周辺の鋳造金属との結合強度が十分で
なく、稼働中比較的早期にチップが脱落したり、がたつ
きを生じて破損したりする不具合があった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、セラミック
スや焼結金属等で作られたチップ即ち被鋳ぐるみ物と、
アルミニウム合金、鋳鉄等鋳造金属との密着性を著しく
向上して鋳造製品の耐久性を効果的に改善することがで
きる新規な鋳ぐるみ鋳造方法を提供することを目的とす
るものである。
スや焼結金属等で作られたチップ即ち被鋳ぐるみ物と、
アルミニウム合金、鋳鉄等鋳造金属との密着性を著しく
向上して鋳造製品の耐久性を効果的に改善することがで
きる新規な鋳ぐるみ鋳造方法を提供することを目的とす
るものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために創案されたもの
で、内部にキャビティを有すると共に、同キャビティに
連通しその内部に溶湯加圧用のピストンを摺動自在に嵌
装したシリンダ部を有する鋳型内に、セラミックス、焼
結金属等で作られた被鋳ぐるみ物を挿入したのち、下端
を上記キャビティに接続され同キャビティより上方に延
在して溶湯通路を形成すると共に、同通路の壁厚が上記
キャビティ部分の鋳型壁厚より薄く形成され、さらに同
通路の断面積が上記シリンダ部の内部断面積より小さく
形成された注湯装置の上端注湯口から、アルミニウム合
金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に上記キャビティ内に注入
し、注湯口付近の溶湯が凝固すると共に被鋳ぐるみ物周
辺の溶湯が半溶融状態にある時間領域において、上記ピ
ストンを駆動して上記キャビティ内の半溶融状態の溶湯
を加圧することを特徴とする鋳ぐるみ鋳造方法を要旨と
するものである。
で、内部にキャビティを有すると共に、同キャビティに
連通しその内部に溶湯加圧用のピストンを摺動自在に嵌
装したシリンダ部を有する鋳型内に、セラミックス、焼
結金属等で作られた被鋳ぐるみ物を挿入したのち、下端
を上記キャビティに接続され同キャビティより上方に延
在して溶湯通路を形成すると共に、同通路の壁厚が上記
キャビティ部分の鋳型壁厚より薄く形成され、さらに同
通路の断面積が上記シリンダ部の内部断面積より小さく
形成された注湯装置の上端注湯口から、アルミニウム合
金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に上記キャビティ内に注入
し、注湯口付近の溶湯が凝固すると共に被鋳ぐるみ物周
辺の溶湯が半溶融状態にある時間領域において、上記ピ
ストンを駆動して上記キャビティ内の半溶融状態の溶湯
を加圧することを特徴とする鋳ぐるみ鋳造方法を要旨と
するものである。
（作用） 本発明によれば、予め用意されたチップ即ち被鋳ぐるみ
物を鋳型内に挿入したのち、通常の重力鋳造法によって
アルミニウム合金、鋳鉄等の溶湯が注入される。上記鋳
型には、その内部のキャビティに連通するシリンダ部が
設けられ、同シリンダ部には加圧用のピストンが嵌装さ
れると共に、一端が上記キャビティに連通され同キャビ
ティより上方に延在して溶湯通路を形成する注湯装置が
設けられ、同溶湯通路の壁厚は上記キャビティ部分の鋳
型壁厚より薄く形成され、また同溶湯通路の断面積は上
記シリンダ部の内部断面積より小さく形成されている。
従って、鋳型内に注入された溶湯は、熱溶量が小さい注
湯口付近から凝固する。注湯口付近の溶湯が凝固し、か
つチップ周辺及びシリンダ部内の溶湯が熱溶量が大きい
ためまだ半溶融状態にある時間領域において、上記ピス
トンが駆動されて半溶融状態の溶湯が加圧される。加圧
は、チップの材質及びサイズ、鋳造金属の種類等に応じ
200kg/cm2以上の圧力で行なわれ、加圧の結果としてチ
ップと鋳造金属との密着性が著しく改善され、また鋳造
欠陥が発生せず、凝固組織の微細化により機械的性質が
優れた鋳造品が得られる。
物を鋳型内に挿入したのち、通常の重力鋳造法によって
アルミニウム合金、鋳鉄等の溶湯が注入される。上記鋳
型には、その内部のキャビティに連通するシリンダ部が
設けられ、同シリンダ部には加圧用のピストンが嵌装さ
れると共に、一端が上記キャビティに連通され同キャビ
ティより上方に延在して溶湯通路を形成する注湯装置が
設けられ、同溶湯通路の壁厚は上記キャビティ部分の鋳
型壁厚より薄く形成され、また同溶湯通路の断面積は上
記シリンダ部の内部断面積より小さく形成されている。
従って、鋳型内に注入された溶湯は、熱溶量が小さい注
湯口付近から凝固する。注湯口付近の溶湯が凝固し、か
つチップ周辺及びシリンダ部内の溶湯が熱溶量が大きい
ためまだ半溶融状態にある時間領域において、上記ピス
トンが駆動されて半溶融状態の溶湯が加圧される。加圧
は、チップの材質及びサイズ、鋳造金属の種類等に応じ
200kg/cm2以上の圧力で行なわれ、加圧の結果としてチ
ップと鋳造金属との密着性が著しく改善され、また鋳造
欠陥が発生せず、凝固組織の微細化により機械的性質が
優れた鋳造品が得られる。
（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面について具体的に説明す
る。先づ、第３図は本発明方法によって製造される鋳ぐ
るみ鋳造品の一例として前述したオーバヘッドバルブ式
エンジンのタペット10を示し、同タペットは、耐摩耗性
が優れたセラミックス又は焼結金属等で作られた大体円
板状をなすチップ12と、同チップ12を鋳ぐるんで鋳造さ
れたアルミニウム合金或いは特殊鋳鉄からなるタペット
本体14とから構成されている。
る。先づ、第３図は本発明方法によって製造される鋳ぐ
るみ鋳造品の一例として前述したオーバヘッドバルブ式
エンジンのタペット10を示し、同タペットは、耐摩耗性
が優れたセラミックス又は焼結金属等で作られた大体円
板状をなすチップ12と、同チップ12を鋳ぐるんで鋳造さ
れたアルミニウム合金或いは特殊鋳鉄からなるタペット
本体14とから構成されている。
次に、第１図は本発明方法により上記タペット10を製造
する装置の第１実施例を示す概念的断面図である。図中
符号20はその上面にチップ12を挿入する円板状の凹所22
を設けた下型、24は上記タペット本体14の外周面を限界
すべき円筒状の上型であって、この実施例の場合、図の
紙面を含む平面に沿って二分割されている。上型24の底
部付近に加圧ピストン26を収蔵するシリンダ部28が直径
方向に対向して形成され、各加圧ピストン26は油圧式圧
力応動装置或いはクランクプレス等任意構造の加圧装置
30に連結されている。また上型24の上方部分に注湯装置
32が連結され、その注湯口34から溶湯が注入されるよう
になっている。上記注湯装置32は、その一端を上記上型
24に形成されたキャビティ40に連通されて同キャビティ
40より上方に延びその内部に溶湯通路を具えている。図
示のように同溶湯通路の壁厚は、キャビティ40を形成す
る上型の壁厚より薄く形成され、また同溶湯通路の断面
積は上記シリンダ部28の内部断面積より十分小さく形成
されている。更に上型24の内部には、略同心的に入れ子
又は中子36が挿入され、入れ子36は適宜の圧力応動装置
又はスプリング等の加圧装置38に連結されてチップ12が
破損しない程度の力で同チップを下型20に対し圧接す
る。
する装置の第１実施例を示す概念的断面図である。図中
符号20はその上面にチップ12を挿入する円板状の凹所22
を設けた下型、24は上記タペット本体14の外周面を限界
すべき円筒状の上型であって、この実施例の場合、図の
紙面を含む平面に沿って二分割されている。上型24の底
部付近に加圧ピストン26を収蔵するシリンダ部28が直径
方向に対向して形成され、各加圧ピストン26は油圧式圧
力応動装置或いはクランクプレス等任意構造の加圧装置
30に連結されている。また上型24の上方部分に注湯装置
32が連結され、その注湯口34から溶湯が注入されるよう
になっている。上記注湯装置32は、その一端を上記上型
24に形成されたキャビティ40に連通されて同キャビティ
40より上方に延びその内部に溶湯通路を具えている。図
示のように同溶湯通路の壁厚は、キャビティ40を形成す
る上型の壁厚より薄く形成され、また同溶湯通路の断面
積は上記シリンダ部28の内部断面積より十分小さく形成
されている。更に上型24の内部には、略同心的に入れ子
又は中子36が挿入され、入れ子36は適宜の圧力応動装置
又はスプリング等の加圧装置38に連結されてチップ12が
破損しない程度の力で同チップを下型20に対し圧接す
る。
セラミックス又は焼結金属等で作られたチップ12をアル
ミニウム合金又は鋳鉄等で鋳ぐるむ場合、先づ下型20の
凹所22内にチップ12を挿入して上型24を装架して、図示
を省略されている型締め用水平プランジャを作動させて
上型24を固定する。（勿論、下型20上に上型24を装架
し、その後下型の凹所22内にチップ12を挿入してもよ
い。）次に、加圧装置38を作動させ入れ子36の下端面を
チップ12の上面に当接させて同チップを圧下し、その後
注湯口34から鋳型内のキャビティ40に溶湯を注入する。
ミニウム合金又は鋳鉄等で鋳ぐるむ場合、先づ下型20の
凹所22内にチップ12を挿入して上型24を装架して、図示
を省略されている型締め用水平プランジャを作動させて
上型24を固定する。（勿論、下型20上に上型24を装架
し、その後下型の凹所22内にチップ12を挿入してもよ
い。）次に、加圧装置38を作動させ入れ子36の下端面を
チップ12の上面に当接させて同チップを圧下し、その後
注湯口34から鋳型内のキャビティ40に溶湯を注入する。
熱容量が小さい注湯口34付近の溶湯が凝固してキャビテ
イ40が密封され、一方チップ12の周辺の溶湯及びシリン
ダ部28内部の溶湯が、相対的に熱容量が大きいため未だ
凝固せず半溶融状態にあるときに、加工装置30を作動さ
せてピストン26によりシリンダ部28及びキャビティ40内
の半溶融状態の溶湯を200kg/cm2以上の圧力で加圧し、
溶湯がすべて凝固するまで加圧力を印加する。一例とし
て、チップ12が窒化けい素等のセラミックスで作られ、
かつ溶湯がアルミニウム合金例えば米国アルミニウム協
会規格390合金の場合、上記加圧圧力を350kg/cm2として
チップ12と鋳造金属との良好な密着が得られ、かつ鋳造
欠陥がなく、凝固組織の微細化により機械的性質が優れ
た鋳造品が得られた。
イ40が密封され、一方チップ12の周辺の溶湯及びシリン
ダ部28内部の溶湯が、相対的に熱容量が大きいため未だ
凝固せず半溶融状態にあるときに、加工装置30を作動さ
せてピストン26によりシリンダ部28及びキャビティ40内
の半溶融状態の溶湯を200kg/cm2以上の圧力で加圧し、
溶湯がすべて凝固するまで加圧力を印加する。一例とし
て、チップ12が窒化けい素等のセラミックスで作られ、
かつ溶湯がアルミニウム合金例えば米国アルミニウム協
会規格390合金の場合、上記加圧圧力を350kg/cm2として
チップ12と鋳造金属との良好な密着が得られ、かつ鋳造
欠陥がなく、凝固組織の微細化により機械的性質が優れ
た鋳造品が得られた。
鋳型キャビティ40内の溶湯がすべて凝固したのち、加圧
装置30の作動を停止してピストン26を後退させると共
に、加圧装置38の作動を停止して入れ子36を鋳型の外部
に取り出し、更に図示しない型締め用プランジャを後退
させて上型24を分割し、鋳造品を取り出す。鋳型から取
り出された鋳造品から湯道部分及びシリンダ部28を除去
することによって、前記タペット10の鋳造粗形材が得ら
れる。
装置30の作動を停止してピストン26を後退させると共
に、加圧装置38の作動を停止して入れ子36を鋳型の外部
に取り出し、更に図示しない型締め用プランジャを後退
させて上型24を分割し、鋳造品を取り出す。鋳型から取
り出された鋳造品から湯道部分及びシリンダ部28を除去
することによって、前記タペット10の鋳造粗形材が得ら
れる。
次に、第２図に示した本発明方法を実施する装置の第２
実施例では、加圧装置30及びピストン26が上型24の上方
部分に配設され、ピストン26を収容するシリンダ部28に
注湯装置32が接続されている点が、上記第１実施例とは
異る。第１実施例と全く同様に、鋳型キャビティ40及び
シリンダ部28内に溶湯が供給されて注湯口34の溶湯が凝
固した直後に加圧装置30を作動させ、チップ12周辺の半
溶融状態の溶湯をキャビティ40の上方部分から200kg/cm
2以上の圧力で加圧する。溶湯を加圧することによっ
て、チップ12と鋳造金属との良好な密着性が確保され、
また鋳造欠陥がなく、凝固組織の微細化により機械的性
質が優れた鋳造品が得られる。
実施例では、加圧装置30及びピストン26が上型24の上方
部分に配設され、ピストン26を収容するシリンダ部28に
注湯装置32が接続されている点が、上記第１実施例とは
異る。第１実施例と全く同様に、鋳型キャビティ40及び
シリンダ部28内に溶湯が供給されて注湯口34の溶湯が凝
固した直後に加圧装置30を作動させ、チップ12周辺の半
溶融状態の溶湯をキャビティ40の上方部分から200kg/cm
2以上の圧力で加圧する。溶湯を加圧することによっ
て、チップ12と鋳造金属との良好な密着性が確保され、
また鋳造欠陥がなく、凝固組織の微細化により機械的性
質が優れた鋳造品が得られる。
なお、上記各実施例では、半溶融状態の溶湯を加圧する
ピストン26及び加圧装置30が上型24の直径方向に二組対
向して配置されているが、一組でもよく、勿論二組以上
でもよい。更に本発明方法は、例示したタペット以外の
種々の鋳ぐるみ鋳造品の製造に広く適用し得ることは明
らかである。
ピストン26及び加圧装置30が上型24の直径方向に二組対
向して配置されているが、一組でもよく、勿論二組以上
でもよい。更に本発明方法は、例示したタペット以外の
種々の鋳ぐるみ鋳造品の製造に広く適用し得ることは明
らかである。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明に係る鋳ぐるみ鋳造
方法は、内部にキャビティを有すると共に、同キャビテ
ィに連通しその内部に溶湯加圧用のピストンを摺動自在
に嵌装したシリンダ部を有する鋳型内に、セラミック
ス、焼結金属等で作られた被鋳ぐるみ物を挿入したの
ち、下端を上記キャビティに接続され同キャビティより
上方に延在して溶湯通路を形成すると共に、同通路の壁
厚が上記キャビティ部分の鋳型壁厚より薄く形成され、
さらに同通路の断面積が上記シリンダ部の内部断面積よ
り小さく形成された注湯装置の上端注湯口から、アルミ
ニウム合金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に上記キャビティ
内に注入し、注湯口付近の溶湯が凝固すると共に被鋳ぐ
るみ物周辺の溶湯が半溶融状態にある時間領域におい
て、上記ピストンを駆動して上記キャビティ内の半溶融
状態の溶湯を加圧することを特徴とし、被鋳ぐるみ物と
鋳造金属との密着性を向上して鋳ぐるみ鋳造製品の耐久
性を改善することができる利点がある。
方法は、内部にキャビティを有すると共に、同キャビテ
ィに連通しその内部に溶湯加圧用のピストンを摺動自在
に嵌装したシリンダ部を有する鋳型内に、セラミック
ス、焼結金属等で作られた被鋳ぐるみ物を挿入したの
ち、下端を上記キャビティに接続され同キャビティより
上方に延在して溶湯通路を形成すると共に、同通路の壁
厚が上記キャビティ部分の鋳型壁厚より薄く形成され、
さらに同通路の断面積が上記シリンダ部の内部断面積よ
り小さく形成された注湯装置の上端注湯口から、アルミ
ニウム合金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に上記キャビティ
内に注入し、注湯口付近の溶湯が凝固すると共に被鋳ぐ
るみ物周辺の溶湯が半溶融状態にある時間領域におい
て、上記ピストンを駆動して上記キャビティ内の半溶融
状態の溶湯を加圧することを特徴とし、被鋳ぐるみ物と
鋳造金属との密着性を向上して鋳ぐるみ鋳造製品の耐久
性を改善することができる利点がある。
第１図及び第２図は、本発明方法を実施する装置の概略
構成を示す夫々断面図、第３図は、第１図及び第２図の
装置を用い本発明方法を適用して製造されるタペットの
断面図である。 10……タペット、12……チップ（被鋳ぐるみ物）、14…
…タペット本体、20……下型、24……上型、26……加圧
ピストン、30……加圧装置、32……注湯装置、34……注
湯口、36……入れ子、38……加圧装置
構成を示す夫々断面図、第３図は、第１図及び第２図の
装置を用い本発明方法を適用して製造されるタペットの
断面図である。 10……タペット、12……チップ（被鋳ぐるみ物）、14…
…タペット本体、20……下型、24……上型、26……加圧
ピストン、30……加圧装置、32……注湯装置、34……注
湯口、36……入れ子、38……加圧装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安松 金男 静岡県小笠郡菊川町倉沢298番地の１―２ (56)参考文献 特開 昭61−147961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−156560（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内部にキャビティを有すると共に、同キャ
ビティに連通しその内部に溶湯加圧用のピストンを摺動
自在に嵌装したシリンダ部を有する鋳型内に、セラミッ
クス、焼結金属等で作られた被鋳ぐるみ物を挿入したの
ち、 下端を上記キャビティに接続され同キャビティより上方
に延在して溶湯通路を形成すると共に、同通路の壁厚が
上記キャビティ部分の鋳型壁厚より薄く形成され、さら
に同通路の断面積が上記シリンダ部の内部断面積より小
さく形成された注湯装置の上端注湯口から、アルミニウ
ム合金、鋳鉄等の溶湯を大気圧下に上記キャビティ内に
注入し、 注湯口付近の溶湯が凝固すると共に被鋳ぐるみ物周辺の
溶湯が半溶融状態にある時間領域において、上記ピスト
ンを駆動して上記キャビティ内の半溶融状態の溶湯を加
圧する ことを特徴とする鋳ぐるみ鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028578A JPH0771737B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 鋳ぐるみ鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028578A JPH0771737B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 鋳ぐるみ鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202355A JPH01202355A (ja) | 1989-08-15 |
| JPH0771737B2 true JPH0771737B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=12252482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028578A Expired - Lifetime JPH0771737B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 鋳ぐるみ鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0771737B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109482882B (zh) * | 2018-10-22 | 2021-05-18 | 中国科学院金属研究所 | 具有微观定向孔结构的泡沫金属及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61147961A (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-05 | Toshiba Corp | 複合材料による要素部品の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63028578A patent/JPH0771737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01202355A (ja) | 1989-08-15 |
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