JPH10137896A - 脆性金属の鋳造用鋳型 - Google Patents

脆性金属の鋳造用鋳型

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JPH10137896A
JPH10137896A JP29550796A JP29550796A JPH10137896A JP H10137896 A JPH10137896 A JP H10137896A JP 29550796 A JP29550796 A JP 29550796A JP 29550796 A JP29550796 A JP 29550796A JP H10137896 A JPH10137896 A JP H10137896A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料歩留まりを向上させるとともに、小型で
かつ段取り等の作業性にも優れた脆性金属の鋳造用鋳型
を提供する。 【解決手段】 底部10aとこの底部に連設された縁部
10bとを備えた皿状の鋳型部材10と、この鋳型部材
の底部を貫通する耐火物挿入孔11に挿入された耐火物
12a,12bとを備え、これらの鋳型部材は互いに各
縁部で積層して配置され、最下部の鋳型部材を除き、そ
の上方の鋳型部材の前記耐火物挿入孔に挿入される耐火
物12a自体にそれらを貫通する貫通孔12cを形成
し、最下部に位置する鋳型部材の前記耐火物挿入孔に挿
入される耐火物は前記貫通孔を形成しないで前記耐火物
挿入孔を全部を閉塞する形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脆性金属例えば水
素吸蔵合金を鋳造するための脆性金属の鋳造用鋳型に関
する。
【0002】
【従来の技術】鋳造用鋳型としては、各種金属のインゴ
ット等を製造するものとして、例えば図7に示すような
箱形の鋳造用鋳型1が知られている。一方、水素吸蔵合
金は、例えばMm(La、Ce、Pr、Nd等の貴土類
元素)33%、Ni50%、Co10%、Al2%、M
n5%からなり、民生用二次電池に使用され、鋳型に鋳
造した後、粉砕されて粉状として電池メーカーに供給さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の一般
的な鋳造用鋳型は、図7に示すような箱形であるため、
その中に注入された溶湯2は、鋳型1に接している外周
部に比べて中央部2aの冷却速度が小さくなる。水素吸
蔵合金の場合、冷却速度が小さいと前記Mnが偏析し、
粉状に粉砕した場合に部分的に組成の異なる部分が生成
され、水素吸蔵特性(たとえば、PCT特性におけるプ
ラトー平坦性)が低下する傾向がある。このため、中央
部2aは製品として使用できず、その結果、歩留まりが
悪くなるという問題がある。
【0004】そこで、例えば、厚さ100mmの鋳型に
厚さ40〜50mmのインゴットを鋳造することによ
り、冷却速度を十分大きくして、組成元素の偏析を防止
するようにしているが、1回の鋳造量が制限されるた
め、生産性が悪いという不具合が生じる。また、このよ
うな薄型の鋳型を多数用意し、順次鋳造するとしても、
設置スペース上の問題が生じるとともに、段取り作業等
も煩雑になる。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、材料歩留まりを向上させることができ、小型でかつ
段取り等の作業性にも優れた脆性金属の鋳造用鋳型を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の脆性金属の鋳造
用鋳型は、底部とこの底部に連設された縁部とを備えた
複数の皿状の鋳型部材と、この鋳型部材の底部を貫通す
る耐火物挿入孔に挿入された耐火物とを備える脆性金属
の鋳造用鋳型であって、これらの鋳型部材は互いに各縁
部で積層して配置され、最下部の鋳型部材を除き、その
上方の鋳型部材に、前記耐火物挿入孔に挿入された耐火
物を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とす
る。
【0007】各鋳型部材を皿状とすることにより薄型化
して、これを積層した最上部から溶湯を注入することに
より、各鋳型部材の貫通孔を経由して鋳型部材間の空間
に最下部から順次充填される。そして、固化した後は、
鋳型部材を分解すれば、薄型の複数のインゴットが得ら
れ、これらを容易に粉砕することができる。
【0008】また、前記各鋳型部材の外周面に、鋳型部
材を搬送する際に使用する突起又は凹部を形成するよう
にしてもよい。
【0009】さらに、前記各鋳型部材の外底面に突起を
形成することにより、インゴットには該突起に対応する
凹部が形成され、該凹部から容易に破砕することが可能
になる。逆に、各鋳型部材の内底面に複数の突起を形成
するようにしてもよい。また、各鋳型部材の内底面に網
状体を載置することにより、その網目をインゴットに転
写するようにしてもよい。
【0010】なお、前記積層された鋳型部材の縁部間に
シール用のパッキン部材を介装して、鋳型部材間の空間
を密閉するとよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の脆性金属の鋳造用鋳型について説明する。
【0012】本鋳造用鋳型は、図1及び図2に示すよう
に、底部10aとこの底部10aに連設された縁部10
bとを備えた皿状の鋳型部材10と、この鋳型部材10
を貫通して設けられ耐火物12a、12bが挿入される
耐火物挿入孔11と、耐火物挿入孔11に挿入される耐
火物12a、12bとを備える。前記鋳型部材10は、
ダクタイル鋳鉄(FDC45)により製造され、耐火物
12a、12bはアルミナにより製造されている。
【0013】前記鋳型部材10は複数(図1では7個)
用意され、これらの鋳型部材10は互いに各縁部10b
で高さ方向に積層して配置される。ここで、最下部以外
に配置される鋳型部材10の前記耐火物挿入孔11に挿
入される耐火物12a自体には、それらを貫通する貫通
孔12cが形成され、最下部に位置する鋳型部材10の
前記耐火物挿入孔11に挿入される耐火物12bには前
記貫通孔を形成しないで前記耐火物挿入孔11を全部を
閉塞する形状とされている。図2中の13は湯口部材で
ある。
【0014】本鋳造用鋳型の使用方法について説明す
る。図1に示すように、まず鋳型部材10の耐火物挿入
孔11に耐火物12bを挿入し、鋳込室の最下部に配置
する。次に、他の鋳型部材10の耐火物挿入孔11に耐
火物12aを挿入し、前記最下部に配置した鋳型部材1
0の上に相互に縁部10が当接する状態で載置する。そ
して、同様に他の鋳型部材10を順次鋳型部材10上に
載置する。最上部の鋳型部材10の耐火物12aの上部
に湯口部材13を載置する。
【0015】次に、水素吸蔵合金をアルゴンの減圧雰囲
気中で溶解し、前記湯口部材13から注ぎ込む。これに
より、溶湯は貫通孔12cを通って、最下部に配置され
た鋳型部材10とこの上に載置された鋳型部材10との
間に形成された空間(キャビティ)14内に流入し、こ
の空間14が一杯となると、この上の鋳型部材10間に
形成された空間(キャビティ)14内に流入し、順次鋳
型部材10間の空間(キャビティ)14内に流入する。
この際、溶湯は鋳型部材10と接触して急冷され凝固す
る。
【0016】次に、凝固した水素吸蔵合金(インゴッ
ト)を鋳造用鋳型10から取り出す。すなわち、耐火物
12a、12b及び凝固した水素吸蔵合金は脆く、ハン
マー等により打撃することにより容易に破壊する。そこ
で、当該耐火物12a、12b及びこの内部のインゴッ
トをハンマー等で打撃すると、当該部分が破壊し、各キ
ャビティ14内で凝固したインゴットが相互に分離され
る。このように、当該部分を破壊しつつ鋳型部材を取り
外すことにより、水素吸蔵合金のインゴットを得ること
ができる。そして、このインゴットを後工程に搬送し熱
処理をし最終的に粉砕して粉状にして製品とする。
【0017】本鋳造用鋳型によれば、鋳込んだ水素吸蔵
合金のインゴットの全てを製品とすることができ、製品
に使用できない部分が殆どないので、材料歩留まりを向
上させることができる。
【0018】また、前記溶湯が通る部分には、耐火物1
2a、12bが形成されているので、溶湯が接触しても
鋳型部材の溶損が生ずることがない。
【0019】本鋳造用鋳型では、耐火物12a、12b
を交換することにより鋳型部材10を何度も使用するこ
とができる。この面で鋳型の型代を安くすることができ
る。
【0020】但し、最下部付近の鋳型部材10とこれよ
り上方の鋳型部材10とは温度差があり、上下方向の順
序を同じで何度も鋳込むと、最下部付近の鋳型部材に熱
歪が生ずる場合があるので、1回又は複数回毎に上下方
向の鋳型部材10の順序を適宜変更して各鋳型部材に均
等に熱歪が発生するようにすることが好ましい。
【0021】また、本鋳造用鋳型では、鋳型部材10の
縁部10bどうしが当接し、鋳型部材10の自重により
相互に密着するので、合金を鋳込んだ場合にも、特にシ
ール部材を設けなくても、当該当接部から溶湯が漏れる
ことがない。
【0022】図3に本発明の他の実施の形態の鋳造用鋳
型を示す。このものは、鋳型部材10の外周面に鋳型部
材10を搬送する際に使用する突起10cを形成し、上
下に積層される鋳型部材10の縁部10b間にシール用
のパッキン部材15が介装されたものである。これによ
り、鋳型部材10の搬送が容易になるとともに、溶湯の
漏れ、特に熱歪により縁部10b間に隙間が形成された
場合の溶湯の漏れを有効に防止することができる。な
お、搬送手段によっては前記突起10cの代わりに凹部
であってもよい。
【0023】図4に本発明の更に他の実施の形態の鋳造
用鋳型を示す。このものは、鋳型部材10の外底面に突
起10dが形成されたものである。なお、前記突起が前
記耐火物挿入孔11を中心としてほぼ放射状に形成され
ていてもよい。
【0024】これにより、最下部の鋳型部材10の場合
には、前記突起10dにより床面に接するため、鋳型部
材10の底面に汚れがつくことが防止され、汚れの付着
を原因とする不純物の混入を防止することができる。最
下部よりも上の鋳型部材10の場合には、鋳型部材10
間の空間(キャビティ)に鋳込まれた水素吸蔵合金のイ
ンゴットに前記突起10dに対応する凹部が形成され、
この凹部を、鋳込まれたインゴットを粉砕するときの起
点とすることができ、容易に破砕をすることができる。
【0025】図5に本発明の更に他の実施の形態の鋳造
用鋳型を示す。このものは、鋳型底部10aの内面に放
射状に突起10eを形成したものである。これにより、
鋳込まれたインゴットには突起10eに対応する放射状
の凹溝が形成されることになり、鋳込み後のインゴット
の粉砕が容易になる。
【0026】図6に更に他の実施の形態の鋳造用鋳型を
示す。このものは、鋳型部材10の底部10aにスチー
ル製の網状体10fを配置したものである。これによ
り、鋳型部材10の底部10aと溶湯との直接接触が防
止され、溶湯による底部10aの侵食が低減され、底部
10aの研磨等の作業が軽減される。また、水素吸蔵合
金が網状体10fの網目に侵入して、インゴットに網目
が転写することから、その後の粉砕がきわめて容易であ
る。なお、網状体10fとしては多数の穴を開けたパン
チングプレートのようなものも含まれる。
【0027】以上の説明では、水素吸蔵合金を例に説明
したが、容易に脆性破壊する脆性材料、例えばネオジ鉄
ボロンのような磁性材料の鋳造に用いることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の脆性金属
の鋳造用鋳型によれば、各鋳型部材を皿状とすることに
より薄型化したから、全体の冷却速度を大きくして偏析
を防止することができ、もって、材料の歩留まりを向上
させることができる。また、各鋳型部材を積層した最上
部から溶湯を注入することにより、複数のインゴットを
簡単に製造することができ、鋳型部材の分解組立等の段
取り作業も容易にすることができる。また、各鋳型部材
の外周面に、鋳型部材を搬送する際に使用する突起又は
凹部を形成すれば、さらに取り扱いを容易にすることが
できる。さらに、前記各鋳型部材の外底面や内底面に突
起を形成し、あるいは、内底面に網状体を載置すること
により、インゴットの粉砕を容易にすることができる。
なお、前記積層された鋳型部材の縁部間にシール用のパ
ッキン部材を介装することにより、鋳型部材間の空間を
確実に密閉することができ、溶湯の漏れ等を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態の脆性金属の鋳造用鋳
型を示す図である。
【図2】 図1の平面図である。
【図3】 本発明の他の実施の形態の脆性金属の鋳造用
鋳型を示す図である。
【図4】 本発明の更に他の実施の形態の脆性金属の鋳
造用鋳型を示す図である。
【図5】 本発明の更に他の実施の形態の脆性金属の鋳
造用鋳型を示す図である。
【図6】 本発明の更に他の実施の形態の脆性金属の鋳
造用鋳型を示す図である。
【図7】 従来の鋳造用鋳型を示す図である。
【符号の説明】
10 鋳型部材 10a 底部 10b 縁部 10c 突起 10d 突起 10e 溝 10f 網状体 11 耐火物挿入孔 12a,12b 耐火物 12c 貫通孔 13 湯口部材 14 空間 15 パッキン部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底部とこの底部に連設された縁部とを備
    えた複数の皿状の鋳型部材と、この鋳型部材の底部を貫
    通する耐火物挿入孔に挿入された耐火物とを備える脆性
    金属の鋳造用鋳型であって、 これらの鋳型部材は互いに各縁部で積層して配置され、
    最下部の鋳型部材を除き、その上方の鋳型部材には、前
    記耐火物挿入孔に挿入された耐火物を貫通する貫通孔が
    形成されていることを特徴とする脆性金属の鋳造用鋳
    型。
  2. 【請求項2】 前記各鋳型部材の外周面には鋳型部材を
    搬送する際に使用する突起又は凹部が形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の脆性金属の鋳造用鋳型。
  3. 【請求項3】 前記各鋳型部材の外底面に複数の突起が
    形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
    脆性金属の鋳造用鋳型。
  4. 【請求項4】 前記各鋳型部材の内底面に複数の突起が
    形成されていることを特徴とする請求項1から3のいず
    れかに記載の脆性金属の鋳造用鋳型。
  5. 【請求項5】 前記各鋳型部材の内底面に網状体が載置
    されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記
    載の脆性金属の鋳造用鋳型。
  6. 【請求項6】 前記積層された鋳型部材の縁部間にシー
    ル用のパッキン部材が介装されていることを特徴とする
    請求項1から5のいずれかに記載の脆性金属の鋳造用鋳
    型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011189403A (ja) * 2010-03-17 2011-09-29 Yoshiwa Kogyo Co Ltd 環状部材の鋳造方法、及び鋳造環状部材
CN105750504A (zh) * 2016-05-19 2016-07-13 衢州顺丰汽车部件有限公司 双片制动盘一箱多件铸型及铸造方法

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