JPH0788624A - 精密鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 るつぼ内で被溶解材料を均一な溶湯温度にな
るまで溶解することのできる精密鋳造装置を提供する。 【構成】 材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを上下に区画
して配置し、材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを区画壁
(６)に透設した溶融材料流下孔(８)を介して連通し、材
料溶解室(２)と鋳込室(３)とをそれぞれ真空ポンプ(35)
に連通させるとともに、材料溶解室(２)に加圧用不活性
ガス源(30)を連通させて、材料溶解室(２)で溶解した溶
融材料を材料溶解室(２)と鋳込室(３)との間の差圧で鋳
込室(３)内に配置した鋳型(10)に鋳込むようにした精密
鋳造装置において、材料溶解室(２)に配置したるつぼ
(９)に対向する状態で材料溶解室(２)の天井壁(22)に複
数の溶解用放電電極(21)を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属製の身装具・工芸
品・義歯・工業用小物などを精密に鋳造する装置に関
し、被溶解材料を確実に溶解したのち鋳込ことのできる
精密鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の精密鋳造装置として、特公昭５６−
５６２２号公報に示されたものである。これは、材料溶
解室と鋳込室とを上下に配置し、材料溶解室と鋳込室と
を溶融材料流下孔を介して連通し、材料溶解室と鋳込室
とをそれぞれ真空ポンプに連通させるとともに、材料溶
解室に加圧用不活性ガス源を連通させ、溶解室で溶解し
た溶融材料を材料溶解室と鋳込室との間の差圧で鋳込室
内に配置した鋳型に鋳込むように構成した構成になって
いる。

【０００３】そして、この装置では、底壁に材料流出孔
を形成したるつぼに材料を載置することにより、材料流
出孔を被溶解材料で閉塞して材料溶解室と鋳込室との連
通を遮断し、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で電気ア
ークにより被溶解材料を溶解し、材料が溶解することに
より、材料での材料流出孔の閉塞が解かれることから、
材料溶解室内の不活性ガス圧力と真空状態に維持されて
いる鋳込室との間の差圧で溶解材料を鋳込室内の鋳型に
鋳込むようにしてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の精密
鋳造装置では、材料溶解室の天井部分に１本の溶解用ア
ーク電極をるつぼの材料流出孔に対向させて配置してあ
った。この構造は溶解するインゴットが少量の場合には
問題ないが、溶解するインゴットが多量の場合には被溶
解材料は材料の中心部から溶解を始め、材料周辺部分が
十分な溶湯温度に達していない状態で被溶解材料の底壁
部分が溶け落ち、溶湯が流れ出すことがあった。この結
果、るつぼ内に未溶解の金属が筒状に残ることがあり、
鋳型内に流れ込む湯量が不足するという問題がある。ま
た、傾倒型のるつぼを使用するものもあるが、この精密
鋳造装置に傾倒型るつぼを使用すると、溶解用インゴッ
トが完全に溶解した状態では、るつぼ内上部の溶湯がオ
ーバーヒートし鋳造欠陥が発生しやすいという問題があ
った。本発明は、このような点に着目してなされたもの
で、るつぼ内で被溶解材料を均一な溶湯温度になるまで
溶解することのできる精密鋳造装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、材料溶解室に配置したるつぼに対向す
る状態で材料溶解室の天井壁に複数の溶解用放電電極を
配置したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明では、るつぼに対応する状態で複数の溶
解用放電電極を材料溶解室の天井壁に配置してあること
から、るつぼに配置した被溶解用材料は全体が均一に溶
解されることになり、被溶解材料の底壁部分が溶け落ち
る段階で全体の溶湯温度が十分な温度に達することにな
る。

【０００７】

【実施例】図面は本考案の実施例を示し、図１は精密鋳
造装置の要部中央縦断側面図、図２は電極の配置を示す
斜視図である。この精密鋳造装置は、前面開放状に形成
したケーシング(１)の内部に材料溶解室(２)と鋳込室
(３)とを上下に区画した状態で形成し、ケーシング(１)
の前面開口部を１枚の揺動扉(４)で両室(２)(３)の前面
が同時に開閉されるようになっている。そして、揺動扉
(４)とケーシング(１)の前面開口部の周壁部分との間を
Ｏリング(５)で気密状態を維持するように構成してあ
る。

【０００８】材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを隔てる区
画壁(６)の中央に座板(７)が貫通状に気密固定され、座
板(７)の中央に溶融材料流下孔(８)が形成してあり、座
板(７)及び溶融材料流下孔(８)を挟む状態で、材料溶解
室(２)にるつぼ(９)が、鋳込(３)に鋳型(10)がそれぞれ
出し入れ自在に配置される。

【０００９】るつぼ(９)は銅で円盤状に形成され、その
中央部に容室(12)が摺鉢状に形成され、その底壁に材料
流出孔(13)が開口形成してある。また、鋳型(10)は石膏
等の通気性を有する材料で形成してある。この鋳型(10)
は通気孔を有する受皿(14)に位置決めして載置され、ケ
ーシング(１)の底壁下側に配置した固定機構(15)を操作
することにより、鋳型(10)を座板(７)の下面に気密状態
で圧接固定されるようになっている。

【００１０】鋳型(10)の固定機構(15)は、受皿(14)から
ケーシング底壁を貫通して下向きに連出する昇降棒(16)
と、この昇降棒(16)の下端面に接当しているカム板(17)
と、カム板(17)を回転作動させる操作ハンドル(18)とで
構成してある。そして、カム板(17)を支持している支持
部材(19)と昇降棒(16)の下端寄り部分との間に引っ張り
バネ(20)を架着して、昇降棒(16)の下端面がカム板(17)
に常時圧接するように構成してある。

【００１１】材料溶解室(２)内にはるつぼ(９)の上方に
３本のアーク放電電極(21)が配置してある。このアーク
放電電極(21)は材料溶解室(２)の天井壁(22)に形成した
開口部を閉じる蓋板(23)にそれぞれ絶縁具(24)を介して
固定したホルダー(25)に出退調節可能に装着してある。
なお、図２に示すように３本の各電極(21)は同心円上に
等間隔で配置してある。図中符号(26)は高電圧電源装置
であり、この高電圧電源装置(26)の入力端子は商用電源
(27)に接続され、高電圧電源装置(26)の負出力端子は各
放電電極(21)に、正出力端子はケーシング(１)、座板
(７)を介してるつぼ(９)にそれぞれ接続されている。

【００１２】材料溶解室(２)は電磁弁(28)及び流量調整
弁(29)を介して不活性ガスボンベ(30)に接続してある。
また、材料溶解室(２)と鋳込室(３)は電磁弁(31)(32)及
び流量設定弁(33)(34)を介して真空ポンプ(35)に接続さ
れている。各電磁弁(28)(31)(33)、高電圧電源装置(26)
及び真空ポンプ(35)は制御装置(36)で制御されるように
構成されている。

【００１３】図中符号(37)は揺動扉(４)に形成した覗き
窓、(38)はケーシング(１)の区画壁(６)に配置した冷却
水通路である。

【００１４】このように構成した精密鋳造装置では、る
つぼ(９)の容室(12)に溶融材料をセットしてるつぼ(９)
を材料溶解室(２)内の座板(７)上にセットする。このよ
うにすると、溶融材料の下端周縁部が容室(12)の傾斜壁
で受け止められ、溶融材料が高電圧電源装置(26)の正出
力端子に電気的に接続することになる。

【００１５】そして、鋳込室(３)内に鋳型(10)をセット
したのち、揺動扉(４)を閉塞して材料溶解室(２)及び鋳
込室(３)を気密に形成し、真空ポンプ(35)を作動させて
材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを真空引きされたのち、
材料溶解室(２)側の真空引きラインを閉じて材料溶解室
(２)での真空引きを停止するとともに、鋳込室(３)側を
真空引きし続ける。そして、不活性ガス供給路を開通さ
せて材料溶解室(２)に不活性ガスを供給する。この状態
で材料溶解室(２)と鋳型内部とは溶融材料流下孔(８)を
介して連通することから、材料溶解室(２)内の不活性ガ
スが鋳型(10)内に流れ込む。そして、鋳込室(３)は真空
引きされ続けているので、鋳型(10)内に流れ込んだ不活
性ガスは鋳型(10)の肉壁を通過して鋳込室(３)内に流れ
込む。したがって、材料溶解室(２)、鋳型(10)内、鋳込
室(３)が不活性ガス雰囲気に保たれる。

【００１６】次に高電圧電源装置(26)を作動させて、各
アーク放電電極(21)と溶融材料との間に所定値の高電圧
を印加してアーク放電を起こさせると、アーク放電の熱
で溶融材料が上端部からその底部に向かって次第に溶解
されて行き、その溶湯は底部が溶け落ちるまで容室(12)
内に溜まる。そして、この場合、３本のアーク放電電極
(21)が同心円上に等間隔で配置してあることから、溶融
材料はほぼ均等に溶解されることになる。また、材料溶
解室(２)は不活性ガスによって正圧状態に加圧されてい
ることから、その加圧力で溶湯の沸点が高められ、沸騰
が抑制され続ける。

【００１７】溶解材料は完全に溶解しても、その表面張
力で材料流出孔(13)から流下せず、るつぼ(９)の内部に
受溜められて、なおも過熱され続ける。そして、作業者
が覗き窓(37)からみて溶湯が鋳込みに適当な温度に達し
たと判断したときに、鋳込みボタンを操作する。する
と、アーク放電が停止するとともに、不活性ガス供給路
からの供給量を増加させて、材料溶解室(２)内の圧力を
高め、溶湯を材料溶解室(２)と鋳込室(３)との差圧力で
鋳型(10)内に鋳込む。

【００１８】図３は本考案の別実施例を示し、これは、
材料溶解室(２)内にるつぼ(９)を傾倒自在に配置したも
のであり、このるつぼ支持機構は材料溶解室(２)の左右
側壁に固定式のるつぼ支持台(39)をそれぞれ配置固定す
るととともに、材料溶解室(２)の奥壁部分に可動式のる
つぼ支持台(40)を配置し、この可動式るつぼ支持台(40)
に材料溶解室(２)の奥壁部分を貫通して突入させた電磁
ソレノイド(41)の出退子(42)を連結して構成してある。

【００１９】そして、固定式るつぼ支持台(39)にるつぼ
(９)の前端寄部から左右に突出した支持突片を載置する
とともに、可動式るつぼ支持台(40)にるつぼ(９)の後端
縁部を載置させて、るつぼ(９)を材料溶解室(２)内に水
平状態で配置する。るつぼ(９)で溶解した溶湯を取り出
す際には、電磁ソレノイド(41)を作動させて出退子(42)
を退入させることにより、可動式るつぼ支持台(40)での
るつぼ(９)の支持を解除する。すると、るつぼ(９)は前
端寄部から突出している支持突片を揺動軸として後ろが
落ちる状態に傾動し、るつぼ(９)内の溶湯が材料溶解室
(２)と鋳込室(３)とを隔てる区画壁(６)に設けた座板
(７)の溶融材料流下孔(８)から鋳型(10)内に流れ込むよ
うにしてある。そして、るつぼ(９)の傾動時にるつぼ
(９)内の溶湯が効率よく溶融材料流下孔(８)に流れ落ち
るように、座板(７)にるつぼ受け止め片(42)が形成して
ある。

【００２０】上記実施例では、３本のアーク放電電極(2
1)を同心円上に等間隔に配置したが、溶解する金属量に
応じて配置するアーク放電電極(21)の数を増加させるよ
うにしてもよい。この場合、アーク熱が溶解金属断面積
に均等に作用するように配置することが望ましい。

【００２１】

【発明の効果】本発明では、るつぼに対応する状態で複
数の溶解用電極を材料溶解室の天井壁に配置してあるこ
とから、るつぼに配置した被溶解用材料は全体が均一に
溶解されることになり、被溶解材料の底壁部分が溶け落
ちる段階で全体の溶湯温度が十分な温度に達することに
なり、鋳込み量が不足したり、湯道の途中で凝固して鋳
造欠陥を出したりすることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】精密鋳造装置の要部中央縦断側面図である。

【図２】電極の配置を示す斜視図である。

【図３】精密鋳造装置の別実施例を示す要部中央縦断面
図である。

【符号の説明】

２…材料溶解室、３…鋳込室、８…溶融材料流下孔、９
…るつぼ、10…鋳型、13…材料流出口孔、21…溶解用放
電電極、22…材料溶解室の天井壁、30…加圧用不活性ガ
ス源、35…真空ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを上下に
   配置し、材料溶解室(２)と鋳込室(３)とを溶融材料流下
   孔(８)を介して連通し、材料溶解室(２)と鋳込室(３)と
   をそれぞれ真空ポンプ(35)に連通させるとともに、材料
   溶解室(２)に加圧用不活性ガス源(30)を連通させ、材料
   溶解室(２)で溶解した溶融材料を材料溶解室(２)と鋳込
   室(３)との間の差圧で鋳込室(３)内に配置した鋳型(10)
   に鋳込むようにした精密鋳造装置において、 材料溶解室(２)内に配置したるつぼ(９)に対向する状態
   で、材料溶解室(２)の天井壁(22)に複数の溶解用放電電
   極(21)を配置したことを特徴とする精密鋳造装置。
2. 【請求項２】 底壁に材料流出口孔(13)を形成したるつ
   ぼ(９)を溶融材料流下孔(８)に対応させて配置した請求
   項１に記載の精密鋳造装置。
3. 【請求項３】 材料溶解室(２)にるつぼ(９)を傾倒可能
   に配置した請求項１に記載の精密鋳造装置。