JPH10328812A - 重力鋳造方法及び重力鋳造装置 - Google Patents

重力鋳造方法及び重力鋳造装置

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JPH10328812A
JPH10328812A JP9149650A JP14965097A JPH10328812A JP H10328812 A JPH10328812 A JP H10328812A JP 9149650 A JP9149650 A JP 9149650A JP 14965097 A JP14965097 A JP 14965097A JP H10328812 A JPH10328812 A JP H10328812A
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Yoshifumi Kishimoto
吉史 岸本
Masanori Ono
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳型に上下に連通させて形成された製品キャ
ビティと押湯キャビティに下方から溶湯を押上注湯して
充填すると、製品キャビティより後で充填される押湯キ
ャビティの溶湯温度が製品キャビティの溶湯温度より低
くなって早く凝固し、押湯効果を十分に果たさないこと
がある。 【解決手段】 製品鋳型1aの製品キャビティ2に下方
より溶湯4を充填してから、別ルートでもって押湯鋳型
1bの押湯キャビティ3に上方から溶湯4を充填して重
力鋳造を行う。この鋳造を行うため、製品鋳型1aには
既設の湯道部8を設置し、押湯鋳型1bには上面に押湯
湯道9を形成して、湯道部8の湯口7と押湯湯道9の湯
口10に注湯装置11から溶湯4を順に連続して自動供
給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型の製品キャビ
ティと押湯キャビティにアルミニウム等の溶湯を充填さ
せてアルミ鋳物等を重力鋳造する鋳造方法と鋳造装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】アルミ鋳物等を重力鋳造する装置とし
て、例えば図4に示す鋳型20と湯道部21を備えたも
のがある。鋳型20は内部に複数の製品キャビティ22
と押湯キャビティ23を有し、各製品キャビティ22の
上側に各押湯キャビティ23が製品キャビティ22と連
通させて形成される。各製品キャビティ22の底に共通
の連通湯道24が形成され、この連通湯道24は湯道部
21の湯道25と連通する。
【0003】湯道部21の上端の湯口26から注湯され
た溶湯は、図4の矢印で示すように湯道25を下って堰
27から鋳型20の連通湯道24に充填され、更に連通
湯道24から各製品キャビティ22に押上注湯されて製
品キャビティ22に充填された後、製品キャビティ22
から押湯キャビティ23に押上注湯されて押湯キャビテ
ィ23に充填される。各製品キャビティ22と押湯キャ
ビティ23に溶湯が充填されて注湯が終了すると、充填
された溶湯の凝固が始まって製品キャビティ22で鋳物
が重力鋳造される。製品キャビティ22で溶湯が凝固す
る際に体積収縮すると、押湯キャビティ23の溶湯が重
力で製品キャビティ22に流下して、製品キャビティ2
2内でのひけ巣の発生等を防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記のような重力鋳造
装置の場合、溶湯は湯道部の湯口から湯道、堰、鋳型の
湯道、製品キャビティの順番に充填されて、最終的に押
湯キャビティに充填されるため、製品キャビティと押湯
キャビティに充填された時点の溶湯温度が製品キャビテ
ィ側で高く押湯キャビティ側で低くなる。即ち、溶湯が
湯道から製品キャビティを流れる間に製品キャビティや
中子に接触して放熱しながら押湯キャビティに流れるの
で、押湯キャビティに溶湯が充填された時点での温度分
布は製品キャビティ側が高い分布となる。その結果、溶
湯充填後に溶湯温度が低い押湯キャビティ側の方の溶湯
が製品キャビティ側の溶湯より早く凝固して、製品キャ
ビティ側の溶湯凝固による体積収縮を補う押湯効果が不
十分となり、悪くすると押湯キャビティの溶湯凝固によ
る体積収縮で製品キャビティ側の溶湯が吸い上げられる
逆転現象が発生する。
【0005】前記問題の解決策として、押湯キャビティ
の容積拡大により押湯キャビティに充填される溶湯の熱
容量を過分に設定して、押湯キャビティに充填された溶
湯の凝固速度を抑制することで、押湯キャビティの溶湯
による製品キャビティへの押湯効果を確保することが行
われている。しかし、鋳型の押湯キャビティの容積を拡
大した分、鋳型が大型化する問題や、使用溶湯量が増大
して製品歩留まりが悪くなり、鋳物の製造コストが高く
なる問題があった。
【0006】本発明の目的は、鋳型の押湯キャビティの
体積を拡大すること無く、製品キャビティと押湯キャビ
ティの溶湯温度分布を正常にして良好に重力鋳造できる
ようにした重力鋳造方法と重力鋳造装置を提供すること
にある。
【0007】なお、押上鋳造鋳型において湯道と押湯部
が補助湯道により連通された鋳型が提案されているが
(実開昭57−76948号)、押湯部への溶湯の先流
れなど安定性に欠けることが指摘されており、実用性の
面で解決すべき問題が残されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、鋳型の下
部に形成された製品キャビティに下方から溶湯を充填
し、この充填後に同鋳型の上部に形成された押湯キャビ
ティに上方から溶湯を充填して重力鋳造することによ
り、前記目的を達成するものである。
【0009】このように製品キャビティには下方から、
押湯キャビティには上方から溶湯を前後2回に分けて注
湯して充填することにより、後で溶湯充填された押湯キ
ャビティの溶湯温度が先に溶湯充填された製品キャビテ
ィの溶湯温度より高くなって、押湯キャビティの溶湯に
よる製品キャビティの溶湯凝固時の押湯効果が安定して
得られる。この安定した押湯効果から、押湯キャビティ
の体積の拡大の必要性が無くなる。
【0010】また、本発明装置は、製品キャビティを有
する製品鋳型と、該製品鋳型の製品キャビティの底に連
通し、製品キャビティに下方から溶湯を押上注湯する製
品湯道と、前記製品キャビティの上部と連通する押湯キ
ャビティと、この押湯キャビティに上方から溶湯を注湯
する押湯湯道とを有する押湯鋳型とを具備した構成にて
前記目的を達成するものである。
【0011】かかる本発明装置においては、前記製品湯
道の湯口と押湯鋳型の押湯湯道の湯口に順に連続して注
湯する注湯装置を付設することが、重力鋳造の自動化を
図る上で望ましい。
【0012】ここで、本発明装置における製品鋳型と押
湯鋳型が別体の場合、製品鋳型上に押湯鋳型が設置され
て下部の製品キャビティと上部の押湯キャビティが連通
する。製品鋳型に溶湯を注湯する製品湯道は、既設の注
湯装置の湯道を適用すればよい。押湯鋳型は、内部に押
湯キャビティを、上面に押湯湯道を有するシェル構造の
ものを適用すればよい。この押湯鋳型に複数の押湯キャ
ビティを横一列に形成した場合、その押湯湯道は1箇所
の湯口から複数の押湯キャビティに分岐した形状にし
て、1箇所の湯口からの溶湯を複数の押湯キャビティに
分流させて注湯させるようにすることが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、実施形態を図1乃至図3を
参照して説明する。尚、図1及び図2は本発明方法を説
明するための重力鋳造装置の概略を示す断面図であり、
図3はその重力鋳造装置の具体的構造例を説明するため
の断面図である。
【0014】図1の重力鋳造装置は、製品キャビティ2
を有する製品鋳型1aの上に、押湯キャビティ3を有す
る押湯鋳型1bを重ねて1つの鋳型1を構成する。この
鋳型1の製品鋳型1aに湯道部8が連結され、製品鋳型
1aと押湯鋳型1bに共通の注湯装置11が付設され
る。注湯装置11は、製品鋳型1aと押湯鋳型1bの双
方に同じ溶湯4を相前後して注湯する。
【0015】製品鋳型1aの製品キャビティ2は、例え
ば複数(図面では5つ)が横一列に形成され、各製品キ
ャビティ2の底を共通の製品湯道5が連通し、この製品
湯道5の端部に湯道部8の製品湯道6が連通する。湯道
部8は、図4と同様な既設の湯道部を適用可能である。
【0016】押湯鋳型1bの押湯キャビティ3は、製品
鋳型1aの複数の製品キャビティ2に対応して複数が横
一列に形成され、各押湯キャビティ3の下端開口が製品
鋳型1aの製品キャビティ2上部に連通する。押湯鋳型
1bの上面に押湯湯道9が形成され、この押湯湯道9を
経由して各押湯キャビティ3に溶湯4が注湯される。
【0017】本発明の重力鋳造は、図2(A)及び
(B)に示す2工程で行われる。まず、注湯装置11か
ら湯道部8の湯口7に溶湯4を供給して、溶湯4を湯道
部8の製品湯道6を流下させて製品鋳型1aの製品湯道
5に流し、最終的に図2(A)に示すように溶湯4を製
品湯道5から各製品キャビティ2に押上注湯して充填す
る。この充填の終了前後のタイミングで、注湯装置11
を連続運転させながら注湯方向を押湯鋳型1bの湯口1
0に切換えて、溶湯4を押湯湯道9に供給する。押湯湯
道9に供給された溶湯4は、図2(B)に示すように各
押湯キャビティ3の上端開口から押湯キャビティ3に流
下して充填される。各押湯キャビティ3での溶湯充填が
終了すると、注湯装置11の注湯を停止させる。
【0018】以上のように、製品キャビティ2に溶湯4
を充填させてから、連続的に押湯キャビティ3に溶湯4
を充填させるようにすると、製品キャビティ2に充填さ
れるまでの溶湯4の道程と、押湯キャビティ3に充填さ
れるまでの溶湯4の道程が同程度にできて、両キャビテ
ィ2、3における溶湯温度が均一化される。また、溶湯
4が先に製品キャビティ2に充填されることから、両キ
ャビティ2、3の溶湯凝固が製品キャビティ2の方で早
く起こり易くなる。その結果、押湯キャビティ3の体積
拡大をしなくても、確実に製品キャビティ2の方が早く
溶湯凝固して体積収縮を起こし、この体積収縮が押湯キ
ャビティ3の遅く凝固を始める溶湯4で補われて、重力
鋳造が正常に行われる。また、押湯キャビティ3の体積
拡大をしなくてもよく、換言すれば押湯キャビティ3の
体積縮小が可能であり、この体積縮小で鋳物の製品歩留
まりが改善される。実際、図3の押湯鋳型1bを使用し
た場合の本発明方法による製品歩留まりは70〜75%
程度であり、これは同じ鋳物を図4の従来方法で鋳造し
た場合の製品歩留まり50〜60%より10%以上良好
である。
【0019】また、製品鋳型1a側の湯口7と押湯鋳型
1b側の湯口10の2箇所に連続して自動注湯が可能な
注湯装置11を使用すると、注湯装置11のラドル内の
まだ温度の高い溶湯を押湯鋳型1bの押湯キャビティ3
に充填することが容易になって、重力鋳造がより正常
に、かつ、安定して行うことができる。
【0020】次に図3(A)〜(C)に示される押湯鋳
型1bの具体例について説明すると、図3(A)の斜線
部分は押湯キャビティ3の下端開口部分で、製品鋳型1
aの製品キャビティ2の上端開口に連通する。複数の押
湯キャビティ3が横一列に並び、各々の上端開口部に連
通させて押湯湯道9が形成される。押湯湯道9は、傾斜
した底面を有するシェル溝で、この底面の傾斜上位の1
箇所に注湯口12が設置され、この注湯口12から各押
湯キャビティ3の上端開口部に向けて分岐した押湯湯道
9が形成される。押湯湯道9の注湯口12に注湯装置1
1から溶湯が供給されると、溶湯は押湯湯道9を自重で
流れながら分岐して各押湯キャビティ3へと適量供給さ
れて、各押湯キャビティ3に充填される。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の重力鋳造方法によれば、
製品キャビティに溶湯を充填させてから、連続的に押湯
キャビティに溶湯を充填させるので、製品キャビティお
よび押湯キャビティの溶湯充填完了時点での溶湯温度分
布が製品キャビティ側で理想的な高温となり、製品キャ
ビティの方の溶湯凝固が押湯キャビティの溶湯凝固より
も早くなって、製品キャビティでの溶湯凝固時の体積収
縮が押湯キャビティの溶湯の押湯で確実に補われて、重
力鋳造が正常に行われる。また、この重力鋳造の正常化
で押湯キャビティの体積縮小、鋳造装置の小型軽量化が
可能となり、かつ、押湯キャビティの体積縮小で鋳物の
製品歩留まりが向上し、製造コストの低減が図れる。
【0022】請求項2記載の重力鋳造装置によれば、製
品鋳型とこれに溶湯を注湯する製品湯道の設備に既設の
ものを適用することが可能で、設備投資的に有利な重力
鋳造装置が提供できる。また、押湯鋳型に形成した押湯
湯道から押湯キャビティに溶湯を注湯するようにしたの
で、押湯キャビティが複数ある場合に押湯湯道を1箇所
の湯口から複数の押湯キャビティに分岐させることで、
複数の各押湯キャビティへの注湯が簡単に行えるように
なる。
【0023】請求項3記載の重力鋳造装置によれば、製
品鋳型の湯口と押湯鋳型の湯口の2箇所に連続して自動
注湯が可能な注湯装置を使用することで、製品鋳型に注
湯した直後の注湯装置のラドル内の十分に温度の高い溶
湯を押湯鋳型の押湯キャビティに充填することが容易に
なり、より安定した重力鋳造が可能な重力鋳造装置が提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を説明するための重力鋳造装置の概
略を示す断面図である。
【図2】図1装置の重力鋳造時の部分断面図で、(A)
は製品キャビティの溶湯充填時、(B)は押湯キャビテ
ィの溶湯充填時の断面図である。
【図3】(A)は本発明装置における押湯鋳型の実施形
態を示す平面図、(B)は(A)のT1 −T1 線断面
図、(C)は(A)のT2 −T2 線断面図である。
【図4】従来の重力鋳造装置の概略を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 鋳型 1a 製品鋳型 1b 押湯鋳型 2 製品キャビティ 3 押湯キャビティ 4 溶湯 5 製品湯道 6 製品湯道 7 湯口 9 押湯湯道 10 湯口 11 注湯装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型の下部に形成された製品キャビティ
    に下方から溶湯を充填し、この充填後に同鋳型の上部に
    前記製品キャビティに連通させて形成された押湯キャビ
    ティに上方から溶湯を充填して重力鋳造することを特徴
    とする重力鋳造方法。
  2. 【請求項2】 製品キャビティを有する製品鋳型と、 該製品鋳型の製品キャビティの底に連通し、製品キャビ
    ティに下方から溶湯を押上注湯する製品湯道と、 前記製品キャビティの上部と連通する押湯キャビティ
    と、この押湯キャビティに上方から溶湯を注湯する押湯
    湯道とを有する押湯鋳型とを具備したことを特徴とする
    重力鋳造装置。
  3. 【請求項3】 前記製品湯道の湯口と、押湯鋳型の押湯
    湯道の湯口に、順に連続して注湯する注湯装置を付設し
    たことを特徴とする請求項2記載の重力鋳造装置。
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