JPH1085919A - Pressure casting method and apparatus therefor - Google Patents

Pressure casting method and apparatus therefor

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JPH1085919A
JPH1085919A JP18427997A JP18427997A JPH1085919A JP H1085919 A JPH1085919 A JP H1085919A JP 18427997 A JP18427997 A JP 18427997A JP 18427997 A JP18427997 A JP 18427997A JP H1085919 A JPH1085919 A JP H1085919A
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JP
Japan
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molten metal
casting
pressure
mold
sleeve
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JP18427997A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Ebisu
嘉男 戎
Kazuyoshi Sekine
和喜 関根
Takashi Utsuki
尚 宇津木
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EBISU KK
EBISU Co Ltd
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EBISU KK
EBISU Co Ltd
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Publication date
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the development of internal defect caused by solidified shrinkage of a casting and at the same time, to shorten the solidified time while improving the close contact property between the casting and a mold by giving direct mechanical pressure to molten metal in a feeder head or a sprue just after pouring the molten metal, at the time of casting the molten metal into an alloy metallic mold having comparatively low m.p. SOLUTION: A reverse gravity casting apparatus has a structure fitting a pressurizing device composed of a sleeve 12 at the tip part of a molten metal supplying tube 5 for pouring the molten metal 2 into a cavity 6 in the mold, a piston 11 for sliding the inner part thereof and a hydraulic cylinder 10 for driving the piston 11 and connecting with the sprue 6 in the mold 7. At the time of casting, after completing the pouring of molten metal into the mold 7 through the molten metal supplying tube 5 and the sleeve 12, the piston 11 is pushed in the range of pushing quantity corresponding to the vol. shrinkage quantity according to the solidification of the casting in at least the mold cavity 8 to the molten metal in the sprue 6 by driving plunger in the hydraulic cylinder 10 to give the pressure. Then, the pressurization is executed with the same method at the time of the metallic mold gravity casting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造技術分野に属
し、特に金型重力鋳造および逆重力鋳造プロセスにおけ
る押湯能力の向上ならびに凝固時間の短縮を目的とする
鋳造方法及び装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the field of casting technology, and more particularly to a casting method and apparatus for improving feeder capacity and shortening solidification time in die gravity casting and reverse gravity casting processes.

【0002】[0002]

【従来の技術】押湯の目的は凝固の際、液体と固体の密
度差により生ずる収縮(凝固収縮と呼ぶ)、液相の温度
降下による収縮(液相収縮と呼ぶ)等によって製品部に
生ずる収縮を補償し、引け巣ならびに鋳物内部あるいは
表面のデンドライト間液相部に発生するいわゆるミクロ
ポロシティ(微小な空隙)の発生を防止することであ
る。押湯設計の良し悪しは上記欠陥の有無を左右するの
みならず、歩留まり(押湯を含む鋳物重量に対する製品
部重量比)、押湯部の切断の手間等の生産性にも大きな
影響を与えるので、鋳造方案の設計において特に重要な
部分であり、どの鋳物工場においても日常的に改善の努
力がなされている。
2. Description of the Related Art The purpose of a riser is to cause a shrinkage caused by a difference in density between a liquid and a solid during solidification (referred to as solidification shrinkage) and a shrinkage caused by a temperature drop of a liquid phase (referred to as liquid phase shrinkage). The purpose of the present invention is to compensate for shrinkage and prevent shrinkage cavities and so-called microporosity (fine voids) generated in the liquid phase between dendrites inside or on the surface of the casting. The quality of the feeder design not only affects the presence or absence of the above defects, but also greatly affects the yield (the ratio of the product weight to the weight of the casting including the feeder) and the productivity of cutting the feeder section. Therefore, it is a particularly important part in the design of a casting plan, and every casting plant is constantly making efforts for improvement.

【0003】本発明の課題の一つである押湯に関して、
押湯効果、即ち、凝固時の体積収縮を補償する溶湯補給
能力を向上させるための従来技術について述べる。 〔埋込み押し湯方式〕最初に文献に見られる技術とし
て、鋳型に埋込んだ押湯に加圧ガスを作用させる方法
(以後、埋込み押湯方式と呼ぶ)があり、1950年代
に主としてロシア、東ヨーロッパで行われ、大型鋳銅鋳
物の歩留まり及び品質の向上に効果があると報告されて
いる(例えば文献(1)を参照されたい)。
[0003] One of the objects of the present invention is related to a riser.
A conventional technique for improving the feeder effect, that is, the ability to replenish molten metal to compensate for volume shrinkage during solidification will be described. [Embedded Feeder System] As a technique first found in the literature, there is a method of applying a pressurized gas to a feeder embedded in a mold (hereinafter referred to as an embedded feeder system). It has been reported in Europe that it is effective in improving the yield and quality of large cast copper castings (for example, see Reference (1)).

【0004】図11は埋込み押湯方式の基本形である。
押湯部には通気性のない石膏などの断熱性カップが用い
られる。操作は比較的簡単であり、注湯後しばらくして
バルブを開き通常鋳物工場内で得られる最大7atm程
度あるいはこれ以下の圧力を押湯に作用させ凝固完了ま
で持続する。Kononow(文献(1))はロシアに
おける比較的大型の鋳鋼鋳物(板厚50mm以上、直径
100mmφ以上)に広範囲に適用した経験から、普通
の押湯の場合よりも20〜30%歩留まりが改善された
と述べている。これは普通の押湯に比べて押湯の高さを
低くすること及び押湯の数を減らすことによって達成さ
れる。また、材料の伸び及び絞りが大巾に改善されたと
述べている。彼らは多年にわたる操業経験から、鋳物の
形状及び重量に応じて、採用すべき埋込み押湯の形状、
ガス加圧のタイミング及び圧力などについて既に確立さ
れた作業標準を有している。
FIG. 11 shows a basic form of the embedded feeder system.
A heat-insulating cup made of gypsum or the like having no air permeability is used for the feeder section. The operation is relatively simple, and after a short time after pouring, the valve is opened and a pressure of about 7 atm or less, which is normally obtained in a foundry, is applied to the feeder to maintain the solidification until the solidification is completed. According to the experience of applying Kononow (Reference (1)) to a wide range of relatively large cast steel castings (plate thickness of 50 mm or more, diameter of 100 mm or more) in Russia, the yield is improved by 20 to 30% compared to the case of ordinary feeder. It was stated. This is achieved by lowering the height of the riser and reducing the number of risers as compared to ordinary risers. It also states that material elongation and drawing have been greatly improved. Based on many years of operating experience, they have decided to adopt the shape of the embedded feeder, depending on the shape and weight of the casting,
It has established working standards for the timing and pressure of gas pressurization.

【0005】BerryとWatmough(文献
(2))は凝固温度区間の大きいAl合金砂型鋳物(断
面50mm角型、長さ350mm)について図11に示
した方法で、アルゴンガスによる加圧凝固を行った結
果、1.4atm程度の加圧で充分に効果があり、種々
の合金系について実用性があると結論している。
[0005] Berry and Watmough (Reference (2)) carried out pressure solidification with an argon gas by the method shown in FIG. 11 for an Al alloy sand casting having a large solidification temperature section (50 mm square cross section, 350 mm length). As a result, it was concluded that a pressure of about 1.4 atm was sufficiently effective and that various alloys were practical.

【0006】以上の如く、埋込み押湯にガス圧を付与す
ることによってミクロポロシティを低減または消滅でき
ることが実証されている。しかしながら、現在、当該方
法が広く普及しているという文献は見当たらない。その
理由として、当時、溶湯補給のメカニズムとしてデンド
ライト間液相流れという物理的概念が明確に確立してお
らず、従って、これを記述する数学的方法が開発されて
いなかったため、溶湯補給効果(すなわち押湯効果)を
定量的に評価できなかったことに根本的な理由があると
思われる。従って、圧力を付与するタイミング、所要圧
力等についても試行錯誤と経験に依存せざるを得ず、効
果のある場合もあればない場合もある等、信頼性に欠け
たためと思われる(例えば文献(3)では比較的小さい
断面を有する長尺の砂型鋼鋳物(3〜5インチ角断面、
10〜24インチ長さ)について5atm程度の加圧鋳
造実験を行った結果、ミクロポロシティの低減効果は僅
少であり、本法の押湯加圧効果について逆に否定的な意
見を述べている)。
[0006] As described above, it has been demonstrated that microporosity can be reduced or eliminated by applying gas pressure to an embedded feeder. However, at present, there is no document that the method is widely used. The reason is that at that time, the physical concept of liquid phase flow between dendrites was not clearly established as a mechanism of molten metal replenishment at that time, and therefore, a mathematical method for describing this has not been developed. It seems that there was a fundamental reason that the riser effect could not be quantitatively evaluated. Therefore, the timing of applying pressure, the required pressure, and the like must rely on trial and error and experience, and there are cases where there is an effect and cases where there is no effect. In 3), a long sand casting having a relatively small cross section (3 to 5 inch square cross section,
As a result of conducting a pressure casting experiment of about 5 atm for a length of 10 to 24 inches), the effect of reducing microporosity was insignificant, and conversely stated a negative opinion on the feeder pressing effect of the present method).

【0007】〔Counter−Pressure C
asting Process(差圧鋳造法)〕当該鋳
造プロセスは、ブルガリアの特許(文献(4))に端を
発する。現在、一般に実用されている当該装置の概要を
図12に示す。鋳型(一般に金型)および溶湯保持炉は
機密性を有する容器に収納され、それぞれ分離されてい
る。操業手順は、鋳型の準備の後、まず、ガス源から溶
湯保持室及び鋳型室へ通じる配管のバルブ1、2及び3
を開き当該両室内の圧力を上げて行き所定の圧力P
設定する。このとき鋳型キャビティ(製品の具体的な形
状は図示せず)内へ迅速に圧力がかかるよう鋳型に取り
付けた開閉弁を開いておく。次に、鋳型室に設けられた
開放バルブを開いてガスの一部を外気へ逃がし鋳型室内
の圧力をPとすると同時に保持炉内の溶湯は溶湯保持
室内の圧力P1との差圧△P(=P−P>0)によ
り給湯管を通って鋳型キャビティへ導入される。このと
き開閉バルブは閉じておく。そして、溶湯が凝固するま
で両室内の圧力をP1およびP2に保持し、凝固完了後
は両室の圧力を解放し、鋳物を取り出す。
[Counter-Pressure C
Asting Process] The casting process originates from the Bulgarian patent (4). FIG. 12 shows an outline of the device that is currently generally used. The mold (generally a mold) and the molten metal holding furnace are housed in a container having airtightness and are separated from each other. The operation procedure is as follows. After preparation of the mold, first, valves 1, 2, and 3 of pipes leading from the gas source to the molten metal holding chamber and the mold chamber are provided.
The opening gradually increasing the pressure in both chambers is set to a predetermined pressure P 1. At this time, the on-off valve attached to the mold is opened so that pressure is quickly applied to the mold cavity (the specific shape of the product is not shown). Then, molten metal by opening the open valve provided in the mold chamber at the same time holding furnace when the pressure and P 2 of the mold chamber relief part of the gas to the outside air differential pressure △ P of the pressure P1 of the molten metal holding chamber (= P 1 −P 2 > 0) and introduced into the mold cavity through the hot water supply pipe. At this time, the open / close valve is closed. Then, the pressure in both chambers is maintained at P1 and P2 until the molten metal solidifies. After the solidification is completed, the pressure in both chambers is released, and the casting is taken out.

【0008】当該方法は、主としてアルミ鋳物に適用さ
れ、実用的には最大10atmのオーダーの圧力をかけ
ている。これによって大気圧鋳造品と比べてより内部ミ
クロポロシティの少ない製品が得られると述べている
(例えば文献(5))。
This method is mainly applied to aluminum castings, and practically applies a pressure on the order of at most 10 atm. It states that a product having less internal microporosity can be obtained as compared with an atmospheric pressure cast product (for example, reference (5)).

【0009】次に本発明のもう一つの課題である凝固時
間の短縮について述べる。現在、エンジンブロック、シ
リンダーヘッドなどのアルミ自動車部品の多くは低圧鋳
造法(図13参照。保持炉内に加圧ガスを導入し鋳型キ
ャビティ内の雰囲気圧との差圧(1atm以下)により
注湯する一種の注湯機械)によって生産されている。低
圧鋳造法によるアルミ鋳物の製造においては内部欠陥の
抑制とともに生産性(低鋳機1台1日当たりの鋳造回
数)を直接左右する鋳造サイクルを短くすることが強く
要望されている。これには鋳造サイクルの大部分を占め
る凝固時間を短縮することが最も効果的であり、金型の
材質の変更(例えば銅から銅合金へ変更する)、金型内
の通水路における抜熱速度の向上などにより金型の冷却
能を向上させる工夫がなされている(例えば文献
(6))。
Next, another object of the present invention, that is, reduction of the coagulation time, will be described. At present, most of aluminum automotive parts such as engine blocks and cylinder heads are cast by low-pressure casting (see Fig. 13). Pressurized gas is introduced into the holding furnace and the pressure difference from the atmospheric pressure in the mold cavity (1 atm or less) is applied. Is a kind of pouring machine). In the production of aluminum castings by low-pressure casting, there is a strong demand for suppressing the internal defects and shortening the casting cycle which directly affects productivity (the number of castings per day per low-casting machine). This is most effectively accomplished by reducing the solidification time, which accounts for the majority of the casting cycle, by changing the material of the mold (for example, changing from copper to a copper alloy), and the rate of heat removal in the water channels in the mold. In order to improve the cooling performance of the mold by improving the quality of the mold, a technique has been devised (for example, Reference (6)).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上の如く、鋳造にお
ける押湯(および方案)技術は未だ不完全であり、鋳物
には内部欠陥(ミクロポロシティ、その他)がつきもの
との広く行きわたった認識を一掃するまでには道程は遠
いというのが現状である。本発明は、数多くある鋳造プ
ロセスの中で、主としてアルミ自動車部品などの比較的
融点の低い合金鋳物の製造に用いられる金型重力鋳造な
らびに低圧鋳造において発生する内部欠陥を無くそうと
するものであり、同時に凝固時間を短縮することによ
り、生産性を高めようとするものである。
As described above, it has been widely recognized that the riser (and plan) technology in casting is still incomplete and that castings have internal defects (microporosity, etc.). At present, the road is far from being cleared. The present invention seeks to eliminate internal defects that occur in gravity casting and low-pressure casting, which are used in the production of alloy castings having a relatively low melting point, such as aluminum automobile parts, among many casting processes. At the same time, productivity is increased by shortening the coagulation time.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では上記
金型重力鋳造ならびに鋳型に対して下から注湯する逆重
力鋳造(Counter gravity casti
ng、上記低圧鋳造法はその一つ)において、これらの
プロセスにおける通常の注湯作業の終了後、押湯(ある
いは湯口)内溶融金属に直接機械的圧力を付与する装置
をこれらの鋳造機械に装備する構成とし、これによって
上記の課題を解決しようとするものである。すなわち、
最後に凝固する押湯部あるいは湯口部に圧力を付与し、
押湯効果を増すと同時に鋳物と鋳型間の密着性を高め、
これにより凝固時間を短縮しようとするものである。
Therefore, in the present invention, the gravity casting of the mold and the counter gravity casting in which the molten metal is poured into the mold from below.
ng, one of the low-pressure casting methods described above), in these casting machines, a device for directly applying a mechanical pressure to molten metal in a feeder (or gate) after completion of a normal pouring operation in these processes. It is intended to solve the above-mentioned problem by adopting a configuration to be equipped. That is,
Finally, apply pressure to the riser or gate that solidifies,
At the same time as increasing the riser effect, the adhesion between the casting and the mold is increased,
This is intended to shorten the coagulation time.

【0012】[0012]

【作用】[Action]

〔押湯効果について〕押湯に圧力を付与することによっ
て鋳物の内部ポロシティを低減あるいは消滅できること
は既に述べた文献によって実証されている。どの程度の
加圧力を必要とするかは本質的にはデンドライト間の液
相流れ現象が関与しており、従って合金の種類、鋳物の
形状・大きさ、鋳型の種類、注湯温度等によって大きく
変動する。
[Regarding Feeder Effect] It has been proved by the above-mentioned literature that the internal porosity of a casting can be reduced or eliminated by applying pressure to the feeder. The amount of pressure required is essentially related to the liquid phase flow phenomenon between dendrites, and therefore depends largely on the type of alloy, shape and size of casting, type of mold, pouring temperature, etc. fluctuate.

【0013】以上の現象を理論式を用いて説明する。凝
固中のデンドライト結晶と液相が共存する状態におい
て、凝固収縮その他により誘起されるデンドライト間液
相の流動現象はダルシーの式によって記述されることが
知られている(文献(7)参照)。すなわち、 ベクトルVは液相の流速、μは液相の粘性係数、g
液相の体積率、Kは透過率、▽Pは液相の圧力勾配、X
は重力、遠心力等の物体力ベクトルである。(1)式を
▽Pについて解くと 凝固がある程度進行すると右辺X項(重力のみとする)
よりもVの項が優勢となる。すなわち、圧力勾配は大略
流速Vによって決まる。従って、押湯における液圧(P
とする)を出発点とし押湯から製品部への液相流れの
通路(3次元)に沿って(2)式を積分して行くと、そ
の通路に沿ったPの変化、すなわち圧力降下を知ること
ができる。そして、Pが次式で与えられる臨界条件に達
するとその場所に内部ポロシティ(空隙)を生ずる(文
献(7)のp.237を参照されたい)。 ここに、Pgasは液相中の固溶ガス(例えばAl合金
では水素)と平衡するポロシティ内の平衡ガス圧、σ
LGは液相−ガスポロシティ界面の表面張力、rは球状
ポロシティの曲率半径である(図14参照)。溶融金属
に対してσLGは10(dyn/cm)のオーダー
(Alに対して約700)であり、rは10μm程度と
すると、−2σLG/r=−2x10(dyn/cm
)≒−2(atm)程度となり、Pgasは大きくて
も数気圧のオーダーであるから(3)式の右辺は負圧に
なったとしても小さい。
The above phenomenon will be described using a theoretical formula. It is known that in a state where a dendrite crystal and a liquid phase coexist during coagulation, the flow phenomenon of a liquid phase between dendrites induced by solidification shrinkage and the like is described by Darcy's equation (see Reference (7)). That is, Vector V is the flow rate of the liquid phase, μ is the viscosity coefficient of the liquid phase, g L is the volume fraction of the liquid phase, K is the transmittance, ΔP is the pressure gradient of the liquid phase, X
Is an object force vector such as gravity or centrifugal force. Solving equation (1) for ΔP When solidification progresses to some extent, X term on the right side (gravity only)
V term becomes dominant. That is, the pressure gradient is substantially determined by the flow velocity V. Therefore, the hydraulic pressure (P
r ), the equation (2) is integrated along the path (three-dimensional) of the liquid phase flow from the riser to the product section, and the change in P along the path, that is, the pressure drop You can know. Then, when P reaches a critical condition given by the following equation, an internal porosity (void) is generated at that location (see p. 237 of Reference (7)). Here, P gas is an equilibrium gas pressure in a porosity that balances with a solid solution gas (for example, hydrogen in an Al alloy) in a liquid phase, σ
LG is the surface tension of the liquid-gas porosity interface, and r is the radius of curvature of the spherical porosity (see FIG. 14). For molten metal, σ LG is on the order of 10 3 (dyn / cm) (approximately 700 for Al), and if r is about 10 μm, −2σ LG / r = −2 × 10 6 (dyn / cm)
2 ) と な り -2 (atm) and P gas is on the order of several atmospheres at most, so the right side of equation (3) is small even if negative pressure is applied.

【0014】そこで、圧力降下の大きい場合押湯から離
れた部分で臨界圧以上の圧力に保持しポロシティを生じ
させないためには上記の液圧Pを大きくしてやればよ
い。図18はポロシティ発生臨界条件式(3)について
液相圧力降下とポロシティ発生の関係を模式的に説明し
た図である。図中、固相率が臨界固相率gs以上の領
域でポロシティを発生する。押湯部の液相に外圧を付与
するのはこのP分布を嵩上げするためである。
[0014] Therefore, it Shiteyare increased fluid pressure P r of the in order not to cause porosity and held at a portion apart from a large case riser pressure drop in the pressure of the critical pressure. FIG. 18 is a diagram schematically illustrating the relationship between the liquid phase pressure drop and the porosity generation in the porosity generation critical condition equation (3). In the figure, porosity is generated in a region where the solid phase ratio is equal to or more than the critical solid phase ratio gs * . The reason for applying the external pressure to the liquid phase in the riser is to increase the P distribution.

【0015】以上の議論を一次元ダルシー流れを用いて
定量的に説明する。物理的洞察を簡明にするために次の
ようなモデル化を行う(図15参照): 1)鋳物の長手方向(X)の温度勾配はない。また、横
断面内についても温度は一定である。 2)鋳物の端面(X=0)からの熱流はない。また、押
湯は液相の補給源として働くが鋳物への熱流はない。 3)液相密度ρおよび固相の密度ρは一定である。 4)固相は動かない。 このとき必要な式を列記すると次のようになる:
The above discussion will be explained quantitatively using a one-dimensional Darcy flow. The following modeling is performed to simplify the physical insights (see FIG. 15): 1) There is no temperature gradient in the longitudinal direction (X) of the casting. The temperature is also constant within the cross section. 2) There is no heat flow from the end face (X = 0) of the casting. Also, the riser serves as a liquid phase replenishment source, but there is no heat flow to the casting. 3) The liquid phase density ρ L and the solid phase density ρ S are constant. 4) The solid phase does not move. Here is the list of required expressions:

【0016】ダルシーの式より 固液共存相の液相に関する連続条件より、 式の簡単な操作によりPに関する次式が得られる。 ここにPは押湯(X=Lの位置)における液相の圧力
である。βは凝固収縮率であり、 と定義する。
From Darcy's equation From the continuous conditions for the liquid phase of the solid-liquid coexisting phase, The following equation for P is obtained by a simple operation of the equation. Here P r is the pressure of the liquid phase in the feeder (X = L position). β is the coagulation contraction rate, Is defined.

【0017】透過率Kは次式を用いた(文献(8))。 なる実験式で与えられる。Aおよびnは材料定数であ
る。
The following equation was used for the transmittance K (Reference (8)). It is given by the following empirical formula. A and n are material constants.

【0018】 hは鋳型への熱伝達係数(一定と仮定)およびToは鋳
型温度(一定と仮定)である。上式の左辺は凝固に伴う
潜熱の発生速度、右辺は鋳型の抜熱速度を表す。円筒形
鋳物の場合、凝固速度は次式で与えられる。 ここにDは鋳物の直径である。(11)式の温度Tは時
間tの函数であり、積分 いる。 よく知られている(例えば文献(7)のp.34参
照)。以上(4)、(6)から(9)、(11)および
(12)式が計算に必要な式である。
[0018] h is the coefficient of heat transfer to the mold (assumed constant) and To is the mold temperature (assumed constant). The left side of the above equation represents the generation speed of latent heat due to solidification, and the right side represents the heat removal rate of the mold. For a cylindrical casting, the solidification rate is given by: Where D is the diameter of the casting. The temperature T in equation (11) is a function of time t, I have. It is well known (for example, see p. 34 of reference (7)). The above equations (4), (6) to (9), (11) and (12) are equations necessary for calculation.

【0019】これらの式の査察より次のことが明らかで
ある:(6)式右辺第2項はダルシー流れによって生ず
る液圧降下項であり、与えられ きくなり容易にポロシティ発生臨界条件((3)式)に
達する(逆はポロシティ 、デンドライトセルも微細になるので((9)式)、透
過率K((8)式)は小さくなる。
From inspection of these equations it is clear that the second term on the right hand side of equation (6) is the hydraulic pressure drop term caused by the Darcy flow and is given by The porosity generation critical condition (Equation (3)) is easily reached (the reverse is porosity). Since the dendrite cell becomes finer (Equation (9)), the transmittance K (Equation (8)) becomes smaller.

【0020】 与え、(12)式および(11)式より温度Tおよひ経
過時間tを求め、(9)および(8)式よりKを求め、
(6)式よりP分布を計算した。鋳物の材料はAl−3
wt%Cu,寸法は直径50mmφ、長さ500mmと
した。計算に用いた物性値を表1に示す。
[0020] The temperature T and the elapsed time t are obtained from the equations (12) and (11), and the K is obtained from the equations (9) and (8).
The P distribution was calculated from equation (6). The casting material is Al-3
wt% Cu, the dimensions were 50 mm in diameter and 500 mm in length. Table 1 shows the physical property values used for the calculation.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】鋳型の冷却能を表す熱伝達係数をh=0.
01(cal/cmS℃)に設定した金型鋳造相当の
場合、凝固時間は66秒、デンドライトアームスペーシ
ング 、図16に示すごとく圧力降下は極めて大きい。圧力降
下は凝固の進行と共に急 を示した。実際にはこのような大きな負圧を発生するこ
とはなく(3)式を満たすようにポロシティを形成して
液圧は緩和される。一方、比較の便のため、h=0.0
01(cal/cmS℃)に設定した砂型相当の場
合、凝固時間は660秒と長く、デンドライトアームス
ペーシングは82.8μmと大きい。このため、圧力降
下も図17に示すごとく金型に比べてはるかに小さい。
The heat transfer coefficient representing the cooling capacity of the mold is defined as h = 0.
In the case of a mold casting equivalent to 01 (cal / cm 2 S ° C), the solidification time is 66 seconds and the dendrite arm spacing As shown in FIG. 16, the pressure drop is extremely large. The pressure drop is steep as solidification progresses showed that. Actually, such a large negative pressure is not generated, and the porosity is formed so as to satisfy the expression (3), and the hydraulic pressure is reduced. On the other hand, for comparison, h = 0.0
In the case of a sand mold set at 01 (cal / cm 2 S ° C.), the solidification time is as long as 660 seconds, and the dendrite arm spacing is as large as 82.8 μm. Therefore, the pressure drop is much smaller than that of the mold as shown in FIG.

【0023】以上より前述したごとく内部ポロシティの
生成を抑止するための所要押湯加圧力はケースバイケー
スで大きく変動するものであり、従って、前述の文献
(2)のごとく数気圧で効果のある場合もあれば100
atmでもポロシティが残る場合もある。ただし、加圧
力に相応するポロシティの低減効果はある。現在種々の
文献から砂型鋳造の場合10atmのオーダーのガス圧
力が一応の目安となっているが何ら技術的根拠のないこ
とは上の計算から明らかである。鋳物表面ポロシティに
ついても同様の圧力降下によって生ずるが省略する。
尚、本計算では温度は均一として扱ったが、実際の鋳物
において加圧効果を有効に発揮させ、健全な鋳物を得る
ためには鋳物末端から押湯(または湯口)への指向性凝
固が基本となることは言うまでもない。
As described above, the required feeder pressure for suppressing the generation of internal porosity varies greatly from case to case, and therefore, as described in the above-mentioned reference (2), when the effect is obtained at several atmospheres. 100 if available
Porosity may remain even in atm. However, there is an effect of reducing the porosity corresponding to the pressing force. At present, gas pressure on the order of 10 atm is a tentative standard in the case of sand casting from various documents, but it is clear from the above calculations that there is no technical basis. The porosity of the casting surface is caused by the same pressure drop, but is omitted.
In this calculation, the temperature was treated as uniform, but directional solidification from the end of the casting to the feeder (or gate) is essential in order to effectively exert the pressure effect in the actual casting and obtain a sound casting. Needless to say,

【0024】〔機械的押湯加圧の特徴〕鋳物と鋳型の境
界において、凝固の比較的初期の段階に鋳物の収縮に伴
って小さい空隙(エアギャップ)が形成されることが知
られている。鋳型が熱吸収能の大きい金型の場合、この
傾向はより顕著に現れる。金型鋳造においてエアギャッ
プが形成されると金型への熱流束(単位面積、単位時間
当りの抜熱量)は急激に小さくなる。すでに述べたごと
く押湯加圧は上記エアギャップをなくし熱流を増すため
である。
[Features of Mechanical Feeder Pressurization] It is known that a small gap (air gap) is formed at the boundary between a casting and a mold at a relatively early stage of solidification due to shrinkage of the casting. This tendency is more pronounced when the mold is a mold having a large heat absorption capacity. When an air gap is formed in die casting, the heat flux (heat removal per unit area and unit time) to the die sharply decreases. As described above, feeder pressurization is for eliminating the air gap and increasing the heat flow.

【0025】理想的なプランジャーの押込み量はキャビ
ティ内溶湯の温度降下による液体収縮と固相と液相の密
度差に基因する凝固収縮の和に相当する。このように注
湯終了後鋳物の体積収縮分だけ押込めばよいのでプラン
ジャー加圧装置は注湯を主たる目的とするダイキャスト
機のそれと比べてはるかに小さくてよい。
The ideal plunger pushing amount corresponds to the sum of the liquid shrinkage due to the temperature drop of the molten metal in the cavity and the solidification shrinkage due to the density difference between the solid phase and the liquid phase. Thus, after the pouring is completed, the plunger pressurizing device may be much smaller than that of the die casting machine whose main purpose is pouring since it is sufficient to press the casting by the volume contraction of the casting.

【0026】加圧凝固中、もしスリーブ内の凝固が進行
し固相率が多くなるとプランジャーの移動とともに固液
共存相中の液相が凝固収縮分だけ鋳物側へ補給されると
同時に後に溶質濃度の低い固相の絞りかす(以後ケーキ
と呼ぶ)を残す(図8参照)。すなわち、図8において
ピストンがS点(ピストン初期位置)とE点(100%
密度達成位置)の間のS寄りの位置で固相率100%の
ケーキができるとピストンの押込みが困難となりこれ以
上の液相補給ができなくなる。また鋳物中に溶質濃度の
高い偏析が生ずる。従って、スリーブの断熱性を高め
る、あるいは適度の加熱を加える等の工夫を施し、加圧
中スリーブ内の凝固を出来るだけ抑えることが肝要であ
る。
During the solidification under pressure, if the solidification in the sleeve progresses and the solid phase ratio increases, the liquid phase in the solid-liquid coexisting phase is replenished to the casting side by the amount of the solidification shrinkage as the plunger moves, and Leave a low-concentration solid phase pomace (hereinafter called cake) (see FIG. 8). That is, in FIG. 8, the piston is at the point S (piston initial position) and the point E (100%
If a cake having a solid phase ratio of 100% is formed at a position close to S between the (density achieving positions), it is difficult to push the piston, and further liquid phase replenishment cannot be performed. Also, segregation with high solute concentration occurs in the casting. Therefore, it is important to take measures such as enhancing the heat insulating properties of the sleeve or applying an appropriate amount of heating to suppress the solidification in the sleeve during pressurization as much as possible.

【0027】スリーブ内での凝固がない場合、加圧によ
る力は主としてデンドライト間の液相を介して鋳物表面
凝固層に伝達され金型内壁に押し付けられるものと考え
られる。図19はこれを説明するために用いたダルシー
流れパターンの模式図である。図19(a)および
(b)は金型重力鋳造の場合であり、(a)は凝固温度
区間の小さい合金、(b)は凝固温度区間の大きい合金
におけるダルシー流れパターンを示す。図19(c)は
逆重力鋳造において加圧した場合である。凝固があ 影響は小さくなる。そこで、考察の便のためXを無視す
ると、押湯にガス圧を付与したときの作用力線はダルシ
ー流速ベクトルVの方向と一致し、ガス圧は作用力線に
沿って伝達され、表面層は金型内璧に押付けられる。作
用力線に対して垂直方向の線が等液圧線となる(図19
(d))。以上はダルシー流れが存在する間成り立つが
ダルシー流れが存在しなくなった状態、例えば加圧によ
り液相補給が充分行きわたり流速Vが0になる場合上記
の作用力線は意味を失い、力の伝達は一般の連続体力学
上の問題となる。いずれの場合も加圧による力の伝達を
厳密に評価することは難しいが大ざっぱに言ってデンド
ライト間の液相を介して表面凝固層に圧力が伝達される
ことがわかる。従って押湯から遠くなるにつれて金型内
面への押付け力は小さくなる。
When there is no solidification in the sleeve, it is considered that the force due to the pressure is mainly transmitted to the solidified layer on the casting surface via the liquid phase between the dendrites and pressed against the inner wall of the mold. FIG. 19 is a schematic diagram of the Darcy flow pattern used to explain this. FIGS. 19A and 19B show the case of die gravity casting, in which FIG. 19A shows a Darcy flow pattern in an alloy having a small solidification temperature section, and FIG. 19B shows an Darcy flow pattern in an alloy having a large solidification temperature section. FIG. 19C shows a case where pressure is applied in reverse gravity casting. Solidification The effect is smaller. Therefore, if X is neglected for convenience of consideration, the line of action when gas pressure is applied to the feeder coincides with the direction of the Darcy flow velocity vector V, and the gas pressure is transmitted along the line of action and the surface layer Is pressed against the inner wall of the mold. The line perpendicular to the line of action is the iso-pressure line (FIG. 19).
(D)). The above condition is satisfied while the Darcy flow exists, but when the Darcy flow does not exist, for example, when the liquid phase replenishment is sufficiently achieved by pressurization or the flow velocity V becomes zero, the above-mentioned acting force line loses its meaning and the transmission of force is performed. Is a general continuum mechanics problem. In any case, it is difficult to strictly evaluate the transmission of force by pressurization, but it can be seen that roughly, pressure is transmitted to the surface solidified layer via the liquid phase between dendrites. Therefore, the pressing force against the inner surface of the mold decreases as the distance from the feeder increases.

【0028】加圧媒体としてガスを用いる既述の差圧鋳
造法ではキャビティ内も湯口部と同圧に保持されるの
で、圧搾ガスが鋳物と金型の間に存在し、背圧として働
くので密着性を増すことは期待できず、従って凝固時間
を短縮することは期待できない。一方冷却能の小さい砂
型に対して押湯加圧によって密着性が増しても本来冷却
能が小さいので凝固時間の短縮効果は小さい。以上より
金型のように冷却能の非常に大きい鋳型に対してのみ本
発明の方法は有効性がある。これが重力鋳造において凝
固時間短縮に注目し、本発明の適用範囲を金属性鋳型に
限定した理由である。
In the above-described differential pressure casting method using gas as a pressurizing medium, the inside of the cavity is maintained at the same pressure as the gate, so that the compressed gas exists between the casting and the mold and acts as a back pressure. No increase in adhesion can be expected and therefore no reduction in coagulation time. On the other hand, even if the adhesiveness of the sand mold having a small cooling capacity is increased by pressurizing the hot water, the effect of shortening the solidification time is small because the cooling capacity is originally small. As described above, the method of the present invention is effective only for a mold having a very large cooling capacity such as a mold. This is the reason why attention was paid to shortening the solidification time in gravity casting, and the scope of the present invention was limited to metallic molds.

【0029】〔実験例〕次にこれまで述べてきた加圧効
果を実験によって示す。実験に用いた金型装置を図20
に示す。加圧媒体にはアルゴンガスを用いた。押湯加圧
効果を調べるための手段としてプランジャーの代りにガ
ス体を用いても不都合はない。金型はS45C鋼製であ
り、キャビティの寸法は50mmφ×30mmφ×41
0mm長さのテーパー付き円筒形とした。溶解はアルゴ
ンガス雰囲気の電気炉中で行い、六塩化エタン0.3w
t%をるつぼ内溶湯に埋込み脱ガス処理を施した(脱ガ
ス時間は20分)。押湯部金型内面のみアルミナ系塗型
を施し、金型は予熱せずAl−3wt%Cu合金を70
0〜730℃で注湯した。注湯時間は約10秒であっ
た。注湯終了後ただちに注湯カップを取り除き注湯口を
ボルトネジでシールした。湯口上面にOリングを装着す
る溝を施しており、これによって機密性が保たれる。次
に、バルブ18を開き高圧アルゴンガスを導入して押湯
内溶湯表面を加圧した。加圧開始時刻は注湯開始時刻か
ら約15秒後であり約3〜5秒でに所定の圧力に達し
た。凝固中の温度変化は図示の如く金型側面より挿入し
た3本の熱電対により測定した。図21は大気鋳造の場
合であり、加圧鋳造の場合の測定例(30atm)を図
22に示す。両図を比べると、押湯に近いほど、凝固時
間が短縮されている。また凝固完了後は位置No.1は
位置No.2と比べて温度が逆転している。
[Experimental Example] Next, the pressurizing effect described above will be shown by experiments. The mold apparatus used for the experiment is shown in FIG.
Shown in Argon gas was used as a pressurizing medium. There is no inconvenience to use a gas body instead of the plunger as a means for examining the riser pressurizing effect. The mold is made of S45C steel, and the dimensions of the cavity are 50 mmφ × 30 mmφ × 41.
It was a 0 mm long tapered cylindrical shape. Dissolution is performed in an electric furnace in an argon gas atmosphere, and ethane hexachloride 0.3w
t% was embedded in the molten metal in the crucible and subjected to degassing treatment (degassing time was 20 minutes). Alumina coating is applied only to the inner surface of the feeder mold, and the mold is not preheated and is made of 70% Al-3wt% Cu alloy.
It poured at 0-730 degreeC. The pouring time was about 10 seconds. Immediately after pouring, the pouring cup was removed and the pouring opening was sealed with a bolt screw. A groove for mounting an O-ring is provided on the upper surface of the gate, so that confidentiality is maintained. Next, the valve 18 was opened and high-pressure argon gas was introduced to pressurize the surface of the molten metal in the riser. The pressurization start time was about 15 seconds after the pouring start time, and reached the predetermined pressure in about 3 to 5 seconds. The temperature change during solidification was measured with three thermocouples inserted from the side of the mold as shown. FIG. 21 shows the case of atmospheric casting, and FIG. 22 shows a measurement example (30 atm) in the case of pressure casting. Comparing both figures, the closer to the riser, the shorter the solidification time. After completion of solidification, position No. 1 is the position number. The temperature is reversed as compared to 2.

【0030】本合金の凝固開始温度は650℃であり共
晶の終了(共晶温度548℃)で凝固完了と見なした。
本実験では注湯時間(約10秒)およびその後の加圧タ
イミング(約15秒後)に比べて凝固時間が比較的短い
ので、局所凝固時間の算出に当って、溶湯が金型キャビ
ティ内を上昇し、順次各温度測定位置に達するまでの時
間を求め、それらの時間を開始時刻と見なした。すなわ
ち位置No.1、No.2およびNo.3の測定開始時
刻は注湯時間10秒から逆算しそれぞれ6.6、2.7
および0.4秒後とした。このようにして求めた局所凝
固時間の測定結果を図23にまとめて示す。同図より押
湯下の位置No.1で時間短縮効果が顕著に現れてい
る。押湯から最も遠い位置No.3は注湯終了後極めて
短い時間に凝固するので加圧の影響を受けない。中央部
の位置No.2は加圧を開始する15秒後はまだ固液共
存状態にあるので(15秒後の温度640℃よりgs=
0.55)若干加圧による時間短縮効果が現れている。
The solidification starting temperature of this alloy was 650 ° C., and the completion of the eutectic (eutectic temperature of 548 ° C.) was regarded as the completion of solidification.
In this experiment, the solidification time is relatively short compared to the pouring time (about 10 seconds) and the subsequent pressurization timing (about 15 seconds later), so that the molten metal flows through the mold cavity when calculating the local solidification time. The time required to rise and reach each temperature measurement position sequentially was determined, and these times were regarded as the start times. That is, the position No. 1, No. 2 and No. The measurement start time of No. 3 is calculated backward from the pouring time of 10 seconds to 6.6 and 2.7, respectively.
And 0.4 seconds later. FIG. 23 shows the measurement results of the local coagulation time obtained in this manner. As shown in FIG. 1, the time shortening effect is remarkably exhibited. Position No. farthest from the hot water Since No. 3 solidifies in a very short time after the pouring, it is not affected by pressurization. Position No. of the central part. 2 is still in a solid-liquid coexistence state 15 seconds after the start of pressurization (gs =
0.55) There is a slight effect of shortening the time due to pressurization.

【0031】次に長さ410mmを加圧効果の大きい上
部(150mm長さ)と下部(260)に切断しそれぞ
れについて重量および体積を測定し密度を求めたとこ
ろ、図24に示すごとく、加圧により密度が上昇してお
り、上部でより押湯効果の大きいことがわかる。以上の
測定値はそれぞれ鋳物の平均的な密度を示すものであ
り、ミクロポロシティが外側より中心近傍に偏ることを
考えると中心部における密度差は上記測定値よりももっ
と大きく現れる。
Next, the length 410 mm was cut into an upper part (150 mm length) and a lower part (260) having a large pressurizing effect, and the weight and volume of each were measured to determine the density. As shown in FIG. Indicates that the density rises, and that the feeder effect is greater at the upper part. Each of the above measured values indicates the average density of the casting. Considering that the microporosity is deviated from the outside toward the center, the density difference at the center appears larger than the measured value.

【0032】以上の実験より次のことが言える。 1)加圧による凝固時間短縮効果は押湯に近いほど大き
い。 2)凝固時間を短縮するためには、鋳物の局所凝固時間
によって決まるエアギャップ形成の時刻と比較して加圧
のタイミングをできるだけ早くすればよい。実際の金型
は200℃〜400℃に予熱されており塗型を施してい
るので局所凝固時間は本実験の場合よりかなり長く、加
圧のタイミングはずっと早くとれる。 3)溶湯が下方から次第に上昇し鋳型キャビティを満た
して行く逆重力鋳造においては、注湯終了後に本格的な
凝固が始まるので加圧のタイミングはさらに早くとるこ
とが出来、従って加圧による押湯効果範囲もさらに広が
る。 4)加圧による押湯効果が大きいのでその分押湯(湯溜
り)体積を小さくできる。これにより凝固時間をさらに
短縮できる。例えば、クボリノフ則より局所 1/2となる。
The following can be said from the above experiments. 1) The effect of shortening the solidification time by pressurization increases as the temperature rises closer to the riser. 2) In order to shorten the solidification time, the pressurization timing should be set as early as possible as compared with the air gap formation time determined by the local solidification time of the casting. Since the actual mold is preheated to 200 ° C. to 400 ° C. and is coated, the local solidification time is considerably longer than in this experiment, and the timing of pressurization can be much earlier. 3) In reverse gravity casting in which the molten metal gradually rises from below and fills the mold cavity, since the full-scale solidification starts after the pouring, the timing of pressurization can be taken earlier, and therefore, the riser by pressurization The range of effect is further expanded. 4) Since the riser effect by pressurization is large, the volume of the riser (pool) can be reduced accordingly. This can further reduce the coagulation time. For example, the local It becomes 1/2.

【0033】[0033]

【発明実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

〔具体例1〕次に本発明の原理を金型重力鋳造に適用し
た場合の実用的な装置を図1に示す。図1(a)におい
て、溶湯はスリーブ12の側面に設けた注湯口15から
注湯される。スリーブ側面にはさらに注湯中のガス抜き
孔13が注湯口15とピストン11の初期位置の間に設
けられている。10は油圧シリンダーでありこれによっ
てプランジャーを作動させる。16は油圧シリンダーの
固定金具、9は金型7に通常設けられるガス抜き孔、8
は金型キャビティ(具体的な鋳物形状は示さず)であ
る。
EXAMPLE 1 FIG. 1 shows a practical apparatus in which the principle of the present invention is applied to gravity casting of a mold. In FIG. 1A, the molten metal is poured from a pouring port 15 provided on a side surface of the sleeve 12. A gas vent hole 13 during pouring is further provided on the side surface of the sleeve between the pouring port 15 and the initial position of the piston 11. Reference numeral 10 denotes a hydraulic cylinder, which operates a plunger. 16 is a fixture for the hydraulic cylinder, 9 is a gas vent hole normally provided in the mold 7, 8
Is a mold cavity (specific casting shape is not shown).

【0034】鋳造手順は簡単であり、注湯終了後所定の
タイミングで所定圧力を付与すればよい。個々の鋳物に
適した押湯部の形状及び押湯体積(いわゆる押湯方案)
ならびに所定の圧力及びタイミングについては試作によ
り決めておけばよい。スリーブ12は前述のごとく断熱
保温性の高い材料(セラミックス、金属とセラミックス
の複合材料など)と高温強度に優れた耐熱鋼の二重管構
造とするなど現在いくつかの方法が可能である。その他
外側にヒーターを配置する、断熱材で保温するなどの工
夫は常識的なことであり、詳しくは言及しない。またス
リーブ内面とピストンの間の隙間からの圧洩れ、潤滑の
問題等はダイキャスト鋳造で解決されており問題はない
といえる。
The casting procedure is simple, and a predetermined pressure may be applied at a predetermined timing after pouring. Feeder shape and feeder volume suitable for individual castings (so-called feeder plan)
The predetermined pressure and timing may be determined by trial production. As described above, several methods are currently available, such as a double-pipe structure of a material having high heat insulation and heat insulation (ceramics, a composite material of metal and ceramics) and heat-resistant steel having excellent high-temperature strength. Other ideas such as arranging a heater on the outside and keeping the heat with a heat insulator are common sense and will not be described in detail. The pressure leakage from the gap between the inner surface of the sleeve and the piston, the problem of lubrication and the like have been solved by die casting, and it can be said that there is no problem.

【0035】図1(b)は注湯口を金型に装着する場
合、図1(c)はさらに複数個の押湯に対して加圧装置
を取り付ける場合を示す。
FIG. 1B shows a case where a pouring spout is attached to a mold, and FIG. 1C shows a case where a pressurizing device is further attached to a plurality of feeders.

【0036】〔具体例2〕次に本発明の原理を逆重力鋳
造法に適用した場合の実用的な装置を図2に示す。保持
炉1から鋳型7へ溶湯を導入するための給湯管5は図示
の如く折れ曲がっており通気性を有する多数の微細な穴
を持つ通気孔13が湯道の上部に取り付けられている。
スリーブには凝固を防ぐためのヒーターが取り付けられ
ており溶湯温度は一定に保持される。加圧のより詳しい
断面図を図3に示す。スリーブには高い内圧がかかるこ
と、さらに溶湯に対する耐食性を考慮してセラミック製
の内筒及び耐熱鋼製外筒より成る二重管構造とした場合
を示す。この他にも、高温強度に優れた金属製管の内面
に、溶湯に対する耐食性、断熱性及びピストンとの耐磨
耗性に優れた金属とセラミックスの複合材を溶射し内筒
を成形する技術が実用化されているのでこれらを採用す
ることも可能である。その他、スリーブの外側を断熱材
でカバーし断熱保温効果を上げる等の工夫は常識的なこ
とである(図示せず)。上記微細通気孔を有する物質に
はセラミックあるいは鋳鉄などの金属を用いる(これら
の材料は一般に溶融金属とは濡れない)。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows a practical apparatus in which the principle of the present invention is applied to a reverse gravity casting method. The hot water supply pipe 5 for introducing the molten metal from the holding furnace 1 to the casting mold 7 is bent as shown in the figure, and a ventilation hole 13 having a number of fine holes having air permeability is attached to the upper part of the runner.
A heater for preventing solidification is attached to the sleeve, and the temperature of the molten metal is kept constant. A more detailed cross-sectional view of the pressurization is shown in FIG. A case in which a high internal pressure is applied to the sleeve and a double-tube structure including a ceramic inner cylinder and a heat-resistant steel outer cylinder is shown in consideration of corrosion resistance to molten metal. In addition to this, there is a technology that sprays a metal-ceramic composite material with excellent corrosion resistance, heat insulation and abrasion resistance with the piston on the inner surface of a metal tube with excellent high-temperature strength to form an inner cylinder. Since these are put into practical use, it is also possible to employ them. In addition, it is common sense to take measures such as covering the outside of the sleeve with a heat insulating material to increase the heat insulating and heat retaining effect (not shown). Metals such as ceramics or cast iron are used as the substance having the fine air holes (these materials generally do not wet the molten metal).

【0037】微細通気孔の穴の半径をr、溶融金属の液
圧をP、ガス体の圧力をPgとすると注湯の際溶湯が微
細通気孔の穴に差し込むかどうかは差圧△P(=P−P
g)と2σ/rの大小関係によって決まる(図4参
照)。ここにσは溶融金属の表面張力である。いま差圧
△P=1kgf/cm、σ=1gf/cm(溶湯金
属の標準的な値)とすると、これに対応するrは20μ
mとなる。すなわち、直径40μm以下の穴にすれば差
し込みはない。(アルミ低圧鋳造の場合、注湯時の典型
的な差圧は0.2〜0.5kgf/cm程度であるか
らrは40〜100μmとなる。)
Assuming that the radius of the hole of the fine vent is r, the liquid pressure of the molten metal is P, and the pressure of the gaseous material is Pg, whether or not the molten metal is inserted into the hole of the fine vent during pouring is determined by a differential pressure ΔP ( = PP
g) and 2σ / r (see FIG. 4). Here, σ is the surface tension of the molten metal. Assuming now that the differential pressure ΔP = 1 kgf / cm 2 and σ = 1 gf / cm (standard value of the molten metal), the corresponding r is 20 μm.
m. That is, there is no insertion if a hole having a diameter of 40 μm or less is used. (In the case of aluminum low-pressure casting, r is 40 to 100 μm because a typical differential pressure during pouring is about 0.2 to 0.5 kgf / cm 2. )

【0038】操作手順は次の通りである。 通常の低圧鋳造の要領で注湯する。最も一般的な方
法は保持炉室内3に加圧ガスを導入しキャビティ(8)
内の雰囲気圧との差圧によって注湯する。 注湯完了後直ちにプランジャーピストンを駆動しス
リーブ入口15の位置で一旦停止する(図3に示す位
置)。この時キャビティ内の溶湯に圧がかかると同時に
スリーブ内の溶湯と給湯管内の溶湯は分断される。 次に保持炉内の圧力を解放する(大気圧に戻す)と
給湯管中の溶湯は保持炉内へ戻る。あるいは湯面を給湯
管の途中に保持するよう、保持炉内の雰囲気圧を調節し
てもよい。 続いてピストンを押込み加圧凝固させる。 金型を分離し鋳物を取り出す。
The operating procedure is as follows. Pouring is performed in the same manner as normal low pressure casting. The most common method is to introduce a pressurized gas into the holding furnace chamber 3 and introduce a cavity (8).
Pouring is performed by the pressure difference from the atmospheric pressure inside. Immediately after the pouring is completed, the plunger piston is driven and temporarily stopped at the position of the sleeve inlet 15 (the position shown in FIG. 3). At this time, pressure is applied to the molten metal in the cavity, and at the same time, the molten metal in the sleeve and the molten metal in the hot water supply pipe are separated. Next, when the pressure in the holding furnace is released (returned to the atmospheric pressure), the molten metal in the hot water supply pipe returns to the inside of the holding furnace. Alternatively, the atmosphere pressure in the holding furnace may be adjusted so that the hot water surface is held in the middle of the hot water supply pipe. Subsequently, the piston is pushed and solidified under pressure. The mold is separated and the casting is removed.

【0039】〔具体例3〕逆重力鋳造法においてプラン
ジャー押湯加圧装置を湯口に対して横方向に配置した実
用的な装置を図5(a)及び図5(b)に示す。手順は
次の通りである。 注湯終了後ピストンを図5(b)に示した位置まで
押込み、そこで一旦停止させる。この時給湯管中の溶湯
とキャビティ内の溶湯は分断され、加圧開始状態にな
る。 保持炉内のガス圧を大気圧に戻す。 続いてピストンを押込み加圧凝固させる。この時、
ピストンの後面がスリーブ入口15を通過すると大気に
解放された空間13と給湯管中の溶湯が通じ、溶湯は保
持炉へ戻る。
[Embodiment 3] FIGS. 5A and 5B show a practical device in which a plunger feeder pressurizing device is arranged laterally with respect to a gate in a reverse gravity casting method. The procedure is as follows. After pouring, the piston is pushed to the position shown in FIG. 5 (b), where it is temporarily stopped. At this time, the molten metal in the hot water supply pipe and the molten metal in the cavity are separated from each other, and a pressurization is started. The gas pressure in the holding furnace is returned to the atmospheric pressure. Subsequently, the piston is pushed and solidified under pressure. At this time,
When the rear surface of the piston passes through the sleeve inlet 15, the space 13 opened to the atmosphere communicates with the molten metal in the hot water supply pipe, and the molten metal returns to the holding furnace.

【0040】本法でも具体例2同様、スリーブにヒータ
ーを埋込み、スリーブ内の凝固を最小限(例えば固相率
0.3)に抑えることは可能である。このような工夫の
他に内筒に断熱性の大きい材料を用いるあるいは金型7
とスリーブ間に断熱空間を設ける等の工夫を施しスリー
ブ内の凝固を遅らせることは比較的容易に実施できる。
In this method, as in the second embodiment, it is possible to embed a heater in the sleeve to minimize solidification in the sleeve (for example, the solid phase ratio is 0.3). In addition to such a contrivance, a material having a large heat insulating property is used for the inner cylinder or a mold 7 is used.
It is relatively easy to delay solidification in the sleeve by taking measures such as providing a heat insulating space between the sleeve and the sleeve.

【0041】あるいは、図6に示すような、主プランジ
ャーの内側にインナープランジャーを装備しておき主プ
ランジャーによる加圧ができなくなった後このインナー
プランジャーによる二段押込みを行う方法も可能であ
る。しかしながら先に述べたごとくスリーブ内の凝固は
種々の不都合の原因となるので、やはりスリーブ内の凝
固をできるだけ抑えるようにする方がよい。
Alternatively, as shown in FIG. 6, a method is also possible in which an inner plunger is provided inside the main plunger, and after the main plunger cannot be pressurized, the inner plunger can be pushed in two steps. It is. However, as described above, coagulation in the sleeve causes various inconveniences, so it is better to minimize coagulation in the sleeve as much as possible.

【0042】〔具体例4〕図7は逆重力鋳造法において
プランジャー押湯加圧装置と逆流防止弁17を組合わせ
た装置の具体例である。手順は、注湯後逆止弁を閉じた
後、プランジャーにより加圧凝固させる。凝固完了後は
ピストンを注湯時よりも後方の初期位置に戻すとともに
保持炉内の圧力を大気圧に戻し逆止弁を開いて給湯管中
の溶湯を保持炉に戻す。ピストンを初期位置に戻したと
きスリーブ内と大気が連通するよう、スリーブに穴を開
けておくとよい。これによって溶湯を保持炉へ戻す操作
がより楽になる。
FIG. 7 shows a specific example of a device in which a plunger feeder pressurizing device and a check valve 17 are combined in the reverse gravity casting method. After pouring, the check valve is closed, and then the mixture is pressurized and solidified by a plunger. After the solidification is completed, the piston is returned to the initial position behind the pouring, the pressure in the holding furnace is returned to the atmospheric pressure, the check valve is opened, and the molten metal in the hot water supply pipe is returned to the holding furnace. It is preferable to make a hole in the sleeve so that the inside of the sleeve communicates with the atmosphere when the piston is returned to the initial position. This makes the operation of returning the molten metal to the holding furnace easier.

【0043】加圧装置については具体例3に述べた通り
である。本例と具体例3及び具体例2との違いは、後者
の2例ではピストンがスリーブ入口を通過及び一時停止
時に溶湯がピストン側面に触れ潤滑材によって汚染され
るが、本例ではこれが回避されるという特徴がある。
The pressurizing device is as described in the third embodiment. The difference between this example and the third and second examples is that in the latter two examples, the molten metal touches the side of the piston when the piston passes through the sleeve inlet and is temporarily stopped, and is contaminated by the lubricant, but this example avoids this. There is a characteristic that.

【0044】本例では給湯管は常時溶湯で満たされてい
るので溶湯の温度降下あるいは凝固を防ぐ注意が必要で
ある。
In this embodiment, since the hot water supply pipe is always filled with the molten metal, care must be taken to prevent the temperature of the molten metal from dropping or solidifying.

【0045】図7(b)は流路中に挿入した弁棒19の
動きによって弁17を開閉する機構の説明図であり、弁
棒はバネを内蔵したエアシリンダーにより作動する例を
示した。当然のことながら、エアシリンダー式以外に油
圧シリンダー式、電磁開閉式、電動モーターと歯車式な
ど種々の開閉方法があり、どれを用いてもよい。
FIG. 7B is an explanatory view of a mechanism for opening and closing the valve 17 by the movement of the valve stem 19 inserted into the flow path, and shows an example in which the valve stem is operated by an air cylinder having a built-in spring. Naturally, there are various opening / closing methods other than the air cylinder type, such as a hydraulic cylinder type, an electromagnetic opening / closing type, an electric motor and a gear type, and any of them may be used.

【0046】以上の逆止弁、弁座、及び弁棒にはセラミ
ックスなどの溶湯に対する耐食性及び強度に優れた材料
を用いる。逆止弁17と弁座18の接触方法も上記両図
で示した方法以外にテーパーを付けた面接触式など種々
の方法が可能である。
For the above check valve, valve seat, and valve stem, use is made of a material such as ceramics having excellent corrosion resistance and strength against molten metal. The contact method between the check valve 17 and the valve seat 18 can be various methods such as a tapered surface contact method in addition to the method shown in the above both figures.

【0047】[具体例5]現行の低圧鋳造法の場合、鋳
造の1サイクルは型じめ、注湯、凝固後の鋳物の取出し
などのマシン動作時間、凝固時間、金型温度調整時間、
その他塗型の補修などの手作業時間より成る。これらの
うち、一般的に凝固時間の部分が最も長く、従ってすで
に述べたごとく、本発明を適用するとその加圧凝固によ
る凝固時間短縮効果によって鋳造サイクルを大巾に短縮
できる。さらに、1台の鋳造機に対して複数の金型を用
いる流れ作業方式を採用することにより鋳造サイクルを
更に短縮することができる。図25に当該流れ作業方式
の具体例を示す。当該システムは溶湯保持炉、注湯なら
びに加圧凝固装置から成る主工程装置部分と、型バラ
シ、鋳物の取出し、キャビティの清掃及び塗型作業を行
う補助工程装置部分から構成され、両工程部分は移動テ
ーブルによって連結されている。そして金型装置は送り
機構によって両工程間を自動移動され、一連の作業がな
されて製品が取り出される。金型装置はひとつが主工程
装置にあるとき他は補助工程装置にあるかまたは待機位
置にある。作業手順は次の通りである。
[Specific Example 5] In the case of the current low-pressure casting method, one cycle of casting is a machine operation time such as shaping, pouring, and taking out a casting after solidification, solidification time, mold temperature adjustment time,
In addition, it consists of manual work such as repair of paint mold. Of these, the portion of the solidification time is generally the longest. Therefore, as described above, when the present invention is applied, the casting cycle can be significantly shortened by the effect of shortening the solidification time by the pressure solidification. Furthermore, the casting cycle can be further shortened by adopting a flow operation system using a plurality of dies for one casting machine. FIG. 25 shows a specific example of the flow operation method. The system consists of a main process unit consisting of a melt holding furnace, a pouring and pressurized solidification unit, and an auxiliary process unit that performs mold dispersion, removal of castings, cleaning of cavities, and coating. They are linked by moving tables. Then, the mold device is automatically moved between both processes by the feed mechanism, and a series of operations are performed to take out the product. The mold devices are in the auxiliary process device when one is in the main process device or in the standby position. The work procedure is as follows.

【0048】 金型Aが注湯位置にセットされ、既述
の方法により溶湯保持炉から金型キャビティに注入さ
れ、そのままプランジャーにより加圧されキャビティ内
の鋳物部分が加圧凝固される。 金型Aが型バラシ位置に移動され型バラシが実施さ
れ、鋳物の取出しの後、分離された金型の清掃、塗型が
行われる。塗型を静電塗布法(これについては後述す
る)で実施する場合はキャビティ表面の粉状離型材の除
去、清掃の後、静電塗布を行う。 中子のある場合は中子がセットされ型合せが行わ
れ、その後次の注湯に備え待機状態に移る。図25にお
いて金型Aは注湯位置にセットされた状態、金型Bは型
の分離、清掃、塗型の補修、中子の挿入、型合せなどの
一連の作業位置にセットされた状態を示す。本例の場
合、鋳造の1サイクルに要する時間は金型Aの作業時間
と金型Bの作業時間のいずれか長い方で決まる。いずれ
にしても、副工程位置における上記金型Bの作業時間を
短縮する工夫をする[例えば、金型の分離方向を横方向
にして塗型作業をやりやすくする等]。また、金型装置
とプランジャー加圧装置部の脱着がスムーズに行えるよ
う工夫しておく。すなわち、図3の下方より加圧するタ
イプあるいは図5の横方向より加圧するタイプにおいて
適切な分離位置を決める[これは何ら難しいことではな
いので詳細は示さない]。また、金型A及びBは必ずし
も同一製品でなくてもよい。
The mold A is set at the pouring position, injected into the mold cavity from the molten metal holding furnace by the method described above, and is pressed by the plunger as it is to solidify the casting in the cavity by pressure. The mold A is moved to the mold dispersion position, the mold dispersion is performed, and after the casting is taken out, the separated mold is cleaned and coated. When the coating is performed by an electrostatic coating method (which will be described later), the electrostatic coating is performed after removing and cleaning the powdery release material on the cavity surface. If there is a core, the core is set and matching is performed, and then the process moves to a standby state in preparation for the next pouring. In FIG. 25, a mold A is set at a pouring position, and a mold B is set at a series of working positions such as separation of a mold, cleaning, repair of a coating mold, insertion of a core, and mold matching. Show. In the case of this example, the time required for one cycle of casting is determined by the longer of the working time of the mold A and the working time of the mold B. In any case, a method of shortening the operation time of the mold B at the sub-process position is employed [for example, the mold separating operation is performed in a horizontal direction to facilitate the coating operation]. In addition, the mold device and the plunger pressurizing device should be designed so that they can be smoothly attached and detached. That is, an appropriate separation position is determined in the type of pressing from below in FIG. 3 or the type of pressing in the lateral direction in FIG. 5 [this is not difficult and will not be described in detail]. Also, the molds A and B do not necessarily have to be the same product.

【0049】〔コメント〕最後に、今まで言及しなかっ
たことも含めて、本発明の要点を述べる。 (1)図9は鋳型7と溶湯供給源としての保持炉1を横
方向に配置した場合の例であり、図10は注湯用電磁ポ
ンプ20を組み込んだ装置の一例である。鋳型を保持炉
の真上に配置した場合と比べて、これらを横方向に離し
て配置する利点として、水冷による金型の冷却および溶
湯管理のやり易さが指摘される。図9および図10の具
体例では給湯管の入口を保持炉上部に設けた場合を示し
たが、給湯管と保持炉の相対位置関係は任意であり、入
口はどこに配置してもよい。また給湯管は直管である必
要はない。操作方法は垂直型と本質的に同じであるので
省略する。
[Comments] Finally, the gist of the present invention will be described, including those not mentioned above. (1) FIG. 9 shows an example in which a mold 7 and a holding furnace 1 as a molten metal supply source are arranged in a horizontal direction, and FIG. 10 shows an example of an apparatus in which a pouring electromagnetic pump 20 is incorporated. As an advantage of disposing the molds in a lateral direction as compared with the case where the molds are arranged directly above the holding furnace, it is pointed out that the mold can be cooled by water cooling and the molten metal can be easily managed. 9 and 10 show the case where the inlet of the hot water supply pipe is provided above the holding furnace, the relative positional relationship between the hot water supply pipe and the holding furnace is arbitrary, and the inlet may be located anywhere. The hot water supply pipe does not need to be a straight pipe. The operation method is essentially the same as that of the vertical type, and thus will not be described.

【0050】(2)低圧鋳造装置の一般的な構成は1金
型1製品であり給湯管の数も1本であるが、この他に
も、1台の鋳造装置について複数の金型を設置し複数の
製品を鋳造する複数個取り装置がある。給湯管について
は金型数分設けるかまたは1本の給湯管からそれぞれの
金型の湯口に枝分かれさせる。これらの場合、それぞれ
前者については金型数組、および後者については1組の
プランジャー加圧装置を取り付ければよい。製品寸法が
大きくなり、1個の金型に対して複数個の湯口を有する
場合も同様である。
(2) The general configuration of the low-pressure casting apparatus is one mold and one product, and the number of hot water supply pipes is one. In addition, a plurality of dies are installed for one casting apparatus. There are multiple devices for casting a plurality of products. The hot water supply pipes are provided for the number of molds or are branched from one hot water supply pipe to the gate of each mold. In these cases, it is sufficient to attach several sets of molds for the former and one set of plunger pressurizing devices for the latter. The same applies to the case where the product size is large and one mold has a plurality of gates.

【0051】(3)加圧時、金型内面には鋳物から受け
る圧力によって金型を引き離す力が生ずるのでこれに対
抗する型絞め力を必要とする[型絞め方法については種
々の方法がありこれら公知公用の技術を用いればよ
い]。もし、加圧時にキャビティ内がすべて溶湯で満た
されていれば、その力は大きくなり、大きな型締め力を
必要とするが、実際は加圧するときすでにある程度凝固
が始まっているので引き離す力はずっと小さくなる。従
って、ダイキャストのように射出圧力がすべて金型内面
に作用する場合と異なり、分離力はずっと小さい。加圧
のタイミングはすでに述べたごとく早い方がよいが、こ
の点も考慮に入れてケースバイケースで決めればよい。
(3) At the time of pressurization, a force to separate the mold is generated on the inner surface of the mold due to the pressure received from the casting, so that a mold-squeezing force to oppose this force is required. [There are various mold-squeezing methods. These publicly known and used techniques may be used]. If the entire cavity is filled with molten metal at the time of pressurization, the force will increase and a large mold clamping force will be required, but in actuality the solidification has already started to some extent at the time of pressurization, so the separating force is much smaller. Become. Therefore, unlike the case where all the injection pressure acts on the inner surface of the mold as in die casting, the separating force is much smaller. The timing of pressurization is preferably earlier as described above, but may be determined on a case-by-case basis taking this point into consideration.

【0052】(4)ポロシティの発生を抑制するに必要
な押湯加圧力は既述の如く個々の鋳物によって広範囲に
変動する。上限については100kgf/cmあるい
は500kgf/cmといった値が予想されるが機械
的に押込むプランジャー方式ではかなりの高圧が可能と
考えられる。一方、加圧方法には圧力を設定する方法と
押込み量(ストローク)を設定する方法がある。密度1
00%を達成するためには後者が望ましいことは言うま
でもないが、加圧力が過大になる可能性がある。この場
台スリーブの強度が問題となるので、スリーブの強度を
高くする等の工夫を行った上で圧力制御方式を用いる。
加圧効果を上げるためには鋳物末端から押湯に向かって
指向性凝固させることが大切であることを再指摘してお
きたい。
(4) The feeder pressure required to suppress the occurrence of porosity fluctuates over a wide range depending on the individual casting as described above. As for the upper limit, a value of 100 kgf / cm 2 or 500 kgf / cm 2 is expected, but it is considered that a considerably high pressure is possible in the plunger method of mechanically pushing. On the other hand, the pressing method includes a method of setting a pressure and a method of setting a pushing amount (stroke). Density 1
Needless to say, the latter is desirable to achieve 00%, but the pressing force may be excessive. Since the strength of the base sleeve becomes a problem, the pressure control method is used after taking measures such as increasing the strength of the sleeve.
It is important to point out again that it is important to perform directional solidification from the end of the casting to the riser in order to increase the pressure effect.

【0053】(5)一般に合金鋳物において凝固速度を
増し、デンドライトアームスペーシングを微細にする
と、引張り強さ、伸び、疲労などの機械的性質が改善さ
れることが認められている(例えば文献(7)のp.3
41〜p.344にはアルミ合金その他の実用合金鋳物
について詳述されている)。また、実際の鋳物製品にお
いて、内部ポロシティの存在が機械的性質を劣化させる
ことは常識であり、文献も多い。従って、本発明による
鋳造方法によってポロシティを大巾に減少あるいは無く
すとともに、凝固組織を微細にする、すなわちデンドラ
イトアームスペーシングを小さくする両者の効果により
実製品の機械的性質を大巾に向上させることができる。
これは、例えばアルミ合金などの自動車鋳物の高強度
化、軽量化をもたらす上に重要なことである。
(5) It has been generally recognized that when the solidification rate is increased in an alloy casting and the dendrite arm spacing is made fine, mechanical properties such as tensile strength, elongation, and fatigue are improved (for example, see Reference (7)). ) P.3
41 to p. 344 describes aluminum alloys and other practical alloy castings in detail). It is common knowledge that the presence of internal porosity deteriorates mechanical properties in actual cast products, and there are many documents. Therefore, the porosity can be greatly reduced or eliminated by the casting method according to the present invention, and the mechanical properties of the actual product can be greatly improved by both effects of making the solidification structure fine, that is, reducing the dendrite arm spacing. it can.
This is important for increasing the strength and weight of automobile castings such as aluminum alloys.

【0054】(6)すでに述べたごとく、本発明による
加圧鋳造では鋳物と金型キャビティ表面の密着度が増す
ので、キャビティの形状によっては鋳物を取出す際、キ
ャビティ表面の塗型層を削りとる場合がある。従って鋳
造サイクル毎に塗型の補修が必要となり鋳造サイクルが
長くなる要因となる。このような場合は塗型の塗布およ
び除去作業を比較的短時間で行える静電塗型を行えばよ
い(例えば、青山俊三:粉体離型剤を利用した新充填ダ
イカスト鋳造法の開発、日本鋳造学会、ダイカスト研究
部会編「ダイカストの鋳造欠陥と対策」、p.24、1
996年12月発行参照)。本法は粉末状で帯電性を有
する離型剤を、これとは逆極性に帯電させた金型キャビ
ティの表面に送って付着させることにより塗布する方法
であり粉末離型材のキャリアとしてはエアーなどを用い
る。これにより均一性の高い塗型ができ、また離型材及
び離型材の間の空気層の持つ断熱性により金型を断熱保
護する。加圧時には溶湯が粉末の間にさし込み直接金型
と接触し冷却能を増すことになる。
(6) As described above, in the pressure casting according to the present invention, the degree of adhesion between the casting and the surface of the mold cavity is increased. Therefore, when removing the casting depending on the shape of the cavity, the coating layer on the surface of the cavity is scraped off. There are cases. Therefore, it is necessary to repair the mold every casting cycle, which is a factor of prolonging the casting cycle. In such a case, it is sufficient to perform electrostatic coating in which the application and removal of the coating mold can be performed in a relatively short time (for example, Shunzo Aoyama: Development of a new filling die casting method using a powder release agent, Japan The Foundry Society of Japan, Die Casting Research Committee, “Die Casting Defects and Countermeasures”, p.
(See December 996). In this method, a powdery release agent with chargeability is applied by sending it to the surface of the mold cavity charged to the opposite polarity and attaching it.The carrier of the powder release material is air etc. Is used. As a result, a highly uniform coating can be performed, and the mold is thermally protected by the heat insulating property of the release material and the air layer between the release materials. At the time of pressurization, the molten metal is inserted between the powders and comes into direct contact with the mold to increase the cooling capacity.

【0055】(7)中子は通常シェルあるいは塩などで
成形したものを用いるが、加圧による溶湯の差込みを防
ぐため中子表面に塗型を施しておくとよい。また、溶湯
の圧力によって崩壊する可能性があるので中実の中子を
用いるなどの工夫をする。この場合、水に溶ける塩中子
を用いるのも一法である。
(7) The core is usually formed of a shell or a salt, but it is preferable to apply a mold to the surface of the core in order to prevent the molten metal from being inserted by pressure. In addition, since there is a possibility of collapse due to the pressure of the molten metal, a device such as using a solid core is used. In this case, one method is to use a salt core that is soluble in water.

【0056】(8)図2及び図3において微細な通気孔
を有するフィルター(符号13)を用いたが当該フィル
ターの代わりに給湯管内溶湯と大気を遮断及び解放する
ための開閉機構、例えば電磁開閉器などの開閉蓋を用い
てもよい。要は注湯時には閉じ保持炉内減圧時に大気あ
るいは溶湯酸化防止のためのアルゴンなどの不活性ガス
雰囲気に解放する機能を持つものであればよい。
(8) In FIG. 2 and FIG. 3, a filter (symbol 13) having fine ventilation holes is used. An open / close lid such as a container may be used. In short, what is necessary is just to have a function of closing the tank at the time of pouring and releasing it to the atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon for preventing oxidation of the molten metal at the time of decompression in the holding furnace.

【0057】(9)本明細書においては金型の詳細につ
いては特に言及しなかった。例えばキャビティ内の空気
を排除するためキャビティ内を減圧するなどの方法が実
施されている。本発明による方法はこれらの使用に対し
て何ら制限するものではない。
(9) In this specification, details of the mold are not particularly mentioned. For example, a method of reducing the pressure in the cavity in order to eliminate air in the cavity has been implemented. The method according to the invention is in no way limiting for these uses.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明による新しい鋳造法の効果は従来
の差圧鋳造法(図12)と比較することにより明確に理
解される。差圧鋳造法では、大容積を有する鋳造装置全
体を高圧ガス雰囲気でカバーする必要上、圧力容器の剛
性、高圧ガス洩れなどが大きな問題となり、従って、実
用上圧力には限界がある。現在10atm程度が用いら
れているが、100atmあるいはそれ以上の高圧に上
げることは安全性の問題も含めて非現実的であろう。例
えば標準的なV6エンジンのシリンダーブロックの場
合、圧力容器の断面積を0.7mとすると10kgf
/cmで70ton、100kgf/cmで700
tonの荷重がかかる。これに対して本発明による方法
では注湯終了後に鋳物の体積収縮相当分だけ押込んでや
ればよいので加圧部分は極めて容積の小さい局所に限ら
れ、鋳物のサイズが大きくなっても加圧装置は小型でよ
い。例えば、30kgのアルミ合金鋳物に対して100
kgf/cmかける場合、スリーブの断面積を100
cmとすると荷重は高々10tonである。また、理
想押込み量(密度100%)は収縮率を6%密度を2.
5g/cmとすると、72mmと小さい。
The effect of the new casting method according to the present invention can be clearly understood by comparing with the conventional differential pressure casting method (FIG. 12). In the differential pressure casting method, since the entire casting apparatus having a large volume needs to be covered with a high-pressure gas atmosphere, the rigidity of the pressure vessel, high-pressure gas leakage, and the like become serious problems, and thus the pressure is practically limited. At present, about 10 atm is used, but it is impractical to increase the pressure to 100 atm or more, including safety issues. For example, in the case of a cylinder block of a standard V6 engine, if the cross-sectional area of the pressure vessel is 0.7 m 2 , 10 kgf
/ Ton 2 at 70 tons, 100 kgf / cm 2 at 700
ton load is applied. On the other hand, in the method according to the present invention, it is only necessary to press the casting after the pouring is completed by an amount corresponding to the volume shrinkage of the casting. Can be small. For example, 100 kg for a 30 kg aluminum alloy casting
When applying kgf / cm 2 , the cross-sectional area of the sleeve should be 100
Assuming cm 2 , the load is at most 10 tons. The ideal indentation amount (density 100%) is 6% for shrinkage and 2.
If it is 5 g / cm 2 , it is as small as 72 mm.

【0059】アルミなどの比較的融点の低い合金鋳物の
金型鋳造においてプランジャーを用いて加圧凝固させる
アイデアはかなり古く、現在いくつかの方法が実施され
ている。例えばよく知られた溶湯鍛造、スクイーズキャ
スティングなどがある。これらは内部欠陥の解消を主た
る目的としており、鋳物の形状、大きさ等によって圧力
を付与する場所あるいは具体的な加圧機構にそれそれ特
徴がある。一方、本発明は現在低圧鋳造において製造さ
れている鋳物を主たる対象としており、最終凝固部であ
る湯口部を押湯と見立て当該部を局所的に加圧すること
により、低圧鋳造において特に重要な技術的課題となっ
ている鋳造サイクルの短縮を実現し、これによって生産
性を大巾に向上させるとともに内部欠陥(ミクロポロシ
ティ)を解消することに特徴がある。このような観点に
立脚した従来技術は見当らない。
The idea of pressure solidification using a plunger in die casting of an alloy casting having a relatively low melting point, such as aluminum, is quite old, and several methods are currently being implemented. For example, there are well-known melt forging and squeeze casting. These are mainly intended to eliminate internal defects, and are characterized by locations where pressure is applied depending on the shape, size, etc. of the casting, or specific pressing mechanisms. On the other hand, the present invention is mainly directed to castings currently being manufactured in low pressure casting, and it is particularly important in low pressure casting that the gate portion, which is the final solidified portion, is regarded as a riser and the portion is locally pressurized. It is characterized by shortening the casting cycle, which has become an important issue, thereby greatly improving productivity and eliminating internal defects (microporosity). No prior art based on such a viewpoint is found.

【0060】以上、従来の差圧鋳造法および低圧鋳造法
と比較した場合の当該鋳造方法の効果をまとめると次の
通りである。 (1)押湯能力の飛躍的向上により品質の大幅な向上が
可能となる。これにより歩留まりが向上する。(低圧鋳
造では押湯加圧力は実質的に無い) (2)溶湯と金型の密着性が高くなる結果、冷却速度が
大幅に増し、凝固組織がより緻密になることにより機械
的性質が向上する。また、鋳物の寸法精度が向上する。 (3)鋳造サイクル短縮による生産性(単位時間当たり
の鋳造回数)の向上。 (4)差圧鋳造法と比べて安全性が高い。 以上の如く低圧鋳造はもちろんのこと差圧鋳造法に比べ
てはるかに大きい加圧力が得られる本発明による鋳造法
の優位性は明らかであり、その経済的、技術的効果は極
めて大きい。
The effects of the casting method in comparison with the conventional differential pressure casting method and low pressure casting method are summarized as follows. (1) Dramatic improvement in feeder capacity enables significant improvement in quality. This improves the yield. (There is substantially no feeder pressure in low pressure casting.) (2) As the adhesion between the molten metal and the mold is increased, the cooling rate is greatly increased, and the mechanical properties are improved due to the denser solidified structure. . Also, the dimensional accuracy of the casting is improved. (3) Improvement of productivity (number of castings per unit time) by shortening the casting cycle. (4) Higher safety than differential pressure casting. As described above, the superiority of the casting method according to the present invention which can obtain a much larger pressing force than that of the differential pressure casting method as well as the low pressure casting method is apparent, and its economic and technical effects are extremely large.

【0061】以上本明細書においてはアルミ合金鋳物を
中心に述べて来たが、亜鉛、マグネシウムなど比較的融
点の低い金属の金型重力鋳造においても上記(1)〜
(3)の効果が得られることは明らかである。 [文献] (1)Kononow,D.R.:”Compress
ed−air Risers”,Iron & Ste
el,Vol.30(1957) No.11,P.4
89 (2)Berry,J.T.and Watmoug
h,T.:”Factors affecting s
oundness in alloys withlo
ng and short freezing ran
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0(1961),No.1,p.63 (3)Midleton,J.M.and Jacks
on,W.J.:”Compressed air f
eeder heads”,British Foun
d.,Vol.55(1962),No.11,p.4
43 (4)A.T.Balevski and I.D.N
ikolov:ブルガリア特許 No.187(196
1),日本特許公報昭45−19585 (5)Metal Technology社カタログ:
Counter−Pressure Casting
Machines,(Bulgaria) (6)高橋忠生、金指 研:”低圧鋳造法の現状と今後
の課題”、鋳物、Vol.66(1994)、No.1
2、P.940 (7)Flemings,M.C.:”Solidif
ication Processing”,McGra
w−Hill,Inc.,(1974),p.234 (8)Kubo,K.and Pehlke,R.
D.:”Mathematical modeling
of porosity formation in
solidification”,Metallur
gical Transactions B,Vol.
16B(1985),p.359
In the present specification, the description has focused on aluminum alloy castings. However, in the gravity casting of metal having a relatively low melting point, such as zinc and magnesium, the above (1) to (1) to
It is clear that the effect of (3) can be obtained. [Literature] (1) Kononow, D .; R. : "Compress
ed-air Riers ”, Iron & Ste
el, Vol. 30 (1957) No. 11, p. 4
89 (2) Berry, J.M. T. and Watmoog
h, T .; : "Factors affecting s
aroundness in alloys withlo
ng and short freezing ran
ge ", Modern Castings, Vol.
0 (1961), no. 1, p. 63 (3) Middleton, J.M. M. and Jacks
on, W. J. : "Compressed air f
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d. , Vol. 55 (1962), no. 11, p. 4
43 (4) A. T. Balevski and I.I. D. N
ikolov: Bulgarian patent no. 187 (196
1), Japanese Patent Publication No. 45-19585 (5) Catalog of Metal Technology Company:
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Machines, (Bulgaria) (6) Tadao Takahashi, Ken Kanashi: "Current state and future problems of low pressure casting", Castings, Vol. 66 (1994), no. 1
2, p. 940 (7) Flemings, M .; C. : "Solidif
ication Processing ”, McGra
w-Hill, Inc. , (1974), p. 234 (8) Kubo, K .; and Pehlke, R .;
D. : "Mathematical modeling
of porosity formation in
solidification ”, Metallur
medical Transactions B, Vol.
16B (1985), p. 359

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】金型重力鋳造において押湯(あるいは湯口)内
溶湯表面にプランジャーにより圧力を付与することを特
徴とする本発明の概略図である。(a)は注湯カップを
スリーブ側面に装着する場合、(b)は金型に装着する
場合、及び(c)は複数個の押湯に対して加圧装置を取
り付ける場合を示す。
FIG. 1 is a schematic view of the present invention, wherein a pressure is applied to a surface of a molten metal in a feeder (or gate) by a plunger in gravity casting of a mold. (A) shows the case where the pouring cup is mounted on the side of the sleeve, (b) shows the case where the pouring cup is mounted on the mold, and (c) shows the case where the pressurizing device is mounted on a plurality of feeders.

【図2】逆重力鋳造において押湯(あるいは渇口)部溶
湯にプランジャーにより圧力を付与することを特徴とす
る本発明の概略図であり、溶湯保持炉、鋳型装置、給湯
管及び垂直方向に配置したプランジャー加圧装置より構
成される場合を示す。
FIG. 2 is a schematic view of the present invention, in which pressure is applied to a molten metal at a feeder (or dry mouth) portion by a plunger in reverse gravity casting, the molten metal holding furnace, a mold apparatus, a hot water supply pipe, and a vertical direction. Is shown in FIG.

【図3】図2におけるプランジャー加圧部周辺のより詳
しい断面図である。
FIG. 3 is a more detailed cross-sectional view around a plunger pressurizing section in FIG. 2;

【図4】溶湯が通気性を有する微細孔に侵入する場合の
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram in a case where a molten metal enters a fine hole having air permeability.

【図5】逆重力鋳造において押湯(あるいは湯口)部溶
湯にプランジャーにより圧力を付与することを特徴とす
る本発明の概略図であり、溶湯保持炉、鋳型、給湯管及
び水平方向に配置したプランジャー加圧装置より構成さ
れる場合を示す。(a)は全体の概略図、(b)はプラ
ンジャー加圧部周辺のより詳しい断面図である。
FIG. 5 is a schematic view of the present invention, in which pressure is applied to a molten metal at a feeder (or gate) portion by a plunger in reverse gravity casting, and the molten metal holding furnace, a mold, a hot water supply pipe and a horizontal arrangement are provided. A case is shown in which a plunger pressurizing device is used. (A) is a schematic view of the whole, and (b) is a more detailed sectional view around the plunger pressurizing portion.

【図6】インナープランジャーを用いる二段押込み式加
圧装置の概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a two-stage press-type press device using an inner plunger.

【図7】逆重力鋳造において押湯(あるいは湯口)部溶
湯にプランジャーにより圧力を付与することを特徴とす
る本発明の概略図であり、溶湯保持炉、鋳型、給湯管、
水平方向に配置したプランジャー加圧装置、及び逆流防
止弁から構成される場合を示す。(a)は全体の概略
図、(b)はプランジャー加圧部周辺のより詳しい断面
図である。
FIG. 7 is a schematic view of the present invention, in which pressure is applied to a molten metal at a feeder (or gate) in a reverse gravity casting by a plunger, and the molten metal holding furnace, a mold, a hot water supply pipe,
This shows a case where the apparatus is composed of a plunger pressurizing device and a check valve arranged in a horizontal direction. (A) is a schematic view of the whole, and (b) is a more detailed sectional view around the plunger pressurizing portion.

【図8】加圧スリーブ周辺の凝固の様子を説明するため
の模式図である。デンドライトは大きく拡大されてい
る。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a state of solidification around a pressure sleeve. Dendrites have been greatly expanded.

【図9】図7の装置における溶湯保持炉及び鋳型を水平
方向に配置した場合の概略図である。
FIG. 9 is a schematic view when the molten metal holding furnace and the mold in the apparatus of FIG. 7 are arranged horizontally.

【図10】図9の装置において、注湯のための電磁ポン
プを取り付けた場合の概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram in the case where an electromagnetic pump for pouring water is attached to the apparatus of FIG. 9;

【図11】従来の埋込み押湯ガス加圧鋳造の概略図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view of a conventional embedded feeder gas pressure casting.

【図12】従来のCounter pressure
casting(差圧鋳造)装置の概略図である。
FIG. 12 shows a conventional Counter pressure.
It is the schematic of a casting (differential pressure casting) apparatus.

【図13】従来の低圧鋳造機の概略図である。FIG. 13 is a schematic view of a conventional low-pressure casting machine.

【図14】デンドライト間液相部に生ずるミクロポロシ
ティを示す図である。dはデンドライトセルの径を表
す。
FIG. 14 is a diagram showing microporosity generated in a liquid phase portion between dendrites. d represents the diameter of the dendrite cell.

【図15】デンドライト間液相の流れ(ダルシー流れ)
を計算するために用いた一次元凝固モデルである。
FIG. 15: Flow of liquid phase between dendrite (Darcy flow)
1 is a one-dimensional solidification model used to calculate

【図16】図15の一次元凝固モデルにおいてデンドラ
イト間液相圧力分布の計算値を示す図である。材料はA
l−3wt%Cu合金、断面は直径50mm、長さ50
0mmの円筒形であり鋳物表面の熱伝達係数表は0.0
1cal/cmS℃(金型鋳造相当)とした。
16 is a diagram showing calculated values of a liquid phase pressure distribution between dendrites in the one-dimensional solidification model of FIG. Material is A
l-3wt% Cu alloy, cross section is 50mm in diameter, length 50
It has a cylindrical shape of 0 mm and the heat transfer coefficient table of the casting surface is 0.0
1 cal / cm 2 S ° C. (equivalent to die casting).

【図17】図15の一次元凝固モデルにおいてデンドラ
イト間液相圧力分布の計算値を示す図である。材料はA
l−3wt%Cu合金、断面は直径50mm、長さ50
0mmの円筒形であり鋳物表面の熱伝達係数表は0.0
01cal/cmS℃(砂型鋳造相当)とした。
FIG. 17 is a diagram showing calculated values of a liquid phase pressure distribution between dendrites in the one-dimensional solidification model of FIG. 15; Material is A
l-3wt% Cu alloy, cross section is 50mm in diameter, length 50
It has a cylindrical shape of 0 mm and the heat transfer coefficient table of the casting surface is 0.0
It was set to 01 cal / cm 2 S ° C (equivalent to sand casting).

【図18】内部欠陥が生ずるメカニズムを説明するため
の模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a mechanism in which an internal defect occurs.

【図19】押湯加圧力が金型内面に伝達されるメカニズ
ムを説明するための模式図であり、(a)は金型重力鋳
造において凝固温度区間の大きい合金の場合、(b)は
金型重力鋳造において凝固温度区間の小さい合金の場
合、および(c)は逆動力鋳造において凝固温度区間の
大きい合金の場合のダルシー流れパターンを示す。
(d)は押湯加圧力によって生じる作用力線およぴ等液
圧線を示す。
FIGS. 19A and 19B are schematic diagrams for explaining a mechanism in which a feeder pressing force is transmitted to the inner surface of a mold. FIG. 19A is a diagram illustrating an alloy having a large solidification temperature zone in mold gravity casting, and FIG. (C) shows a Darcy flow pattern in the case of an alloy having a small solidification temperature section in gravity casting and in the case of an alloy having a large solidification temperature section in reverse power casting.
(D) shows an acting force line and an iso-hydraulic line generated by the riser pressure.

【図20】本発明の実験に用いた金型の概略図である。FIG. 20 is a schematic view of a mold used in an experiment of the present invention.

【図21】図20の大気鋳造実験(加圧なし)で得られ
たAl−3wt%Cu合金鋳物の温度測定データを示す
図である。No.1、No.2およびNo.3はそれぞ
れ鋳物底部より390mm、210mmおよび40mm
の位置における中心測定位置を示す。
21 is a diagram showing temperature measurement data of an Al-3 wt% Cu alloy casting obtained in the atmospheric casting experiment (without pressurization) of FIG. 20. No. 1, No. 2 and No. 3 are respectively 390 mm, 210 mm and 40 mm from the bottom of the casting
Shows the center measurement position at the position of.

【図22】図20の50atm加圧鋳造実験で得られた
Al−3wt%Cu合金鋳物の温度測定データを示す図
である。No.1およびNo.2はそれぞれ鋳物底部よ
り390mmおよび210mmの位置における中心測定
位置を示す。
FIG. 22 is a diagram showing temperature measurement data of an Al-3 wt% Cu alloy casting obtained in the 50 atm pressure casting experiment of FIG. No. 1 and No. Reference numeral 2 indicates the center measurement position at positions 390 mm and 210 mm from the bottom of the casting, respectively.

【図23】図20の実験において得られた局所凝固時間
を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a local coagulation time obtained in the experiment of FIG. 20.

【図24】図20の実験において得られた鋳物の密度を
示す図であり、上部は押湯を除く鋳物を長さ方向に2つ
に切断した上半分(長さ150mm)、下部は同下半分
(長さ260mm)、および平均は鋳物全長の密度を示
す。
24 is a diagram showing the density of the casting obtained in the experiment of FIG. 20, where the upper part is an upper half (length 150 mm) obtained by cutting the casting except for the feeder into two in the length direction, and the lower part is the same as the lower part. Half (length 260 mm) and average indicate the density of the entire casting.

【図25】流れ作業方式を用いた本発明の概略図であ
り、溶湯保持炉、鋳型(金型)装置、給湯管及びプラン
ジャー加圧装置等から成る主工程部と、型バラシ、鋳物
取出し、清掃、塗型装置等から成る副工程部ならびに両
工程部を連結する移動テーブルから構成される。
FIG. 25 is a schematic view of the present invention using a flow operation method, which includes a main process section including a molten metal holding furnace, a mold (die) device, a hot water supply pipe, a plunger pressurizing device, etc .; , A sub-process unit including a cleaning and coating device, and a moving table connecting the two process units.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶湯保持炉 2 溶湯 3 保持炉室 4 保持炉室へのガス導入口 5 給湯管 6 湯口(押湯) 7 鋳型(金型) 8 鋳型キャビティ 9 キャビティ内ガスの逃し孔 10 油圧シリンダー 11 ピストン 12 スリーブ 13 微細通気孔を有する物質または大気に連通する空
間 14 ヒーター 15 スリーブ入口 16 油圧シリンダー固定金具 17 逆流防止弁 18 弁座 19 弁棒 20 電磁ポンプ 21 油圧シリンダー 22 支柱
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molten-metal holding furnace 2 Molten metal 3 Holding furnace chamber 4 Gas inlet to holding furnace chamber 5 Hot water supply pipe 6 Sluice (feeder) 7 Mold (die) 8 Mold cavity 9 Relief hole of gas in cavity 10 Hydraulic cylinder 11 Piston 12 Sleeve 13 Space having a fine vent or communicating with the atmosphere 14 Heater 15 Sleeve inlet 16 Hydraulic cylinder fixing bracket 17 Backflow prevention valve 18 Valve seat 19 Valve stem 20 Electromagnetic pump 21 Hydraulic cylinder 22 Post

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属製鋳型を用いる鋳造プロセスにおい
て、プランジャー及びスリーブから成る加圧装置を押湯
部あるいは湯口部に装備し、溶融金属を注湯した後、当
該押湯部あるいは湯口部の溶融金属に前記プランジャー
により圧力を付与することを特徴とする鋳造方法。
In a casting process using a metal mold, a pressurizing device comprising a plunger and a sleeve is provided in a feeder or a sprue, and after pouring molten metal, the feeder or the sprue of the sprue is fed. A casting method comprising applying pressure to the molten metal by the plunger.
【請求項2】 金属製鋳型を用いる鋳造プロセスにおい
て、プランジャー及びスリーブから成る加圧装置を押湯
部あるいは湯口部に装備し、溶融金属を注湯した後、当
該押湯部あるいは湯口部の溶融金属に、鋳物の凝固に伴
う体積収縮量に相当する押込み量の範囲で前記プランジ
ャーにより押込み、圧力を付与することを特徴とする鋳
造方法。
2. In a casting process using a metal mold, a pressurizing device comprising a plunger and a sleeve is provided at a feeder or a sprue, and after pouring molten metal, the feeder or the sprue of the sprue is fed. A casting method wherein the molten metal is pressed by the plunger within a range of a pressing amount corresponding to an amount of volume shrinkage accompanying solidification of the casting, and pressure is applied.
【請求項3】 金属製鋳型を用いる鋳造プロセスにおい
て、プランジャー及びスリーブから成る加圧装置を押湯
部あるいは湯口部に装備し、溶融金属を注湯した後、当
該押湯部あるいは湯口部の溶融金属に、少なくとも鋳物
の凝固に伴う体積収縮量に相当する押込み量の範囲で前
記プランジャーにより押込み、圧力を付与することを特
徴とする鋳造方法。
3. In a casting process using a metal mold, a pressurizing device consisting of a plunger and a sleeve is provided in a feeder or a sprue, and after pouring molten metal, the feeder or the sprue is heated. A casting method characterized in that the plunger is pressed into the molten metal by the plunger within a range of a pressing amount corresponding to at least a volume shrinkage accompanying solidification of the casting, and pressure is applied.
【請求項4】 鋳型キャビティに直結する湯口を当該キ
ャビティの下方に配置した鋳型、溶湯保持炉などの溶融
金属の供給源および当該供給源から当該湯口へ至る給湯
管から構成され、当該給湯管を介して溶融金属を上向き
に注湯する逆重力鋳造プロセスにおいて、スリーブとこ
のスリーブ内を摺動するピストンおよびこのピストンを
駆動操作するプランジャーから成る加圧装置を前記湯口
部に連結するとともに前記ピストンの前記スリーブ内で
の注湯前初期位置と湯口連結部の間に設けたスリーブ入
口が給湯管に連結する構成とし、給湯管及び前記スリー
ブを介して鋳型キャビティへの注湯終了後、前記プラン
ジャーにより湯口内溶融金属に圧力を付与せしめ加圧凝
固させることを特徴とする鋳造装置。
4. A mold in which a sprue directly connected to a mold cavity is disposed below the cavity, a supply source of molten metal such as a molten metal holding furnace, and a hot water supply pipe extending from the supply source to the sprue. In a reverse gravity casting process in which molten metal is poured upward through a through hole, a pressurizing device consisting of a sleeve, a piston sliding in the sleeve and a plunger for driving the piston is connected to the sprue and the piston A sleeve inlet provided between an initial position before pouring in the sleeve and a sprue connecting portion is connected to a hot water supply pipe, and after the pouring into the mold cavity through the hot water supply pipe and the sleeve, the plunger A casting apparatus wherein pressure is applied to molten metal in a gate and solidified under pressure.
【請求項5】 請求項4記載の鋳造装置において、前記
スリーブに設けた溶湯入口より高いかもしくはほぼ同程
度の高さの給湯管位置に注湯時には溶湯を通すことなく
大気あるいはアルゴンなどのガス雰囲気に連通させる手
段を設け、注湯終了後プランジャーを作動させピストン
が当該スリーブ入口を塞いだ後、溶湯保持炉内雰囲気圧
を減圧させ、給湯管内の溶湯を保持炉内へ戻す構成とす
ることを特徴とする鋳造装置。
5. The casting apparatus according to claim 4, wherein a gas such as air or argon is passed through a molten metal inlet at a position higher than or substantially equal to a molten metal inlet provided in said sleeve without flowing molten metal. Means for communicating with the atmosphere are provided, and after the pouring is completed, the plunger is actuated, the piston closes the sleeve inlet, the atmosphere pressure in the molten metal holding furnace is reduced, and the molten metal in the hot water supply pipe is returned to the holding furnace. A casting apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 請求項4記載の鋳造装置において、前記
加圧装置は湯口部に対し横方向に接続するとともにこの
加圧装置のピストンが溶湯の通路を遮断する位置の後方
に大気あるいはアルゴンなどのガス雰囲気に連通する空
間を設け、注湯終了後ピストンを作動し、ピストンが当
該スリーブ入口を塞いだ位置でピストンを一旦停止した
後、溶湯保持炉内の雰囲気圧を減圧しまたは前記空間内
の雰囲気圧を高め、続いて前記ピストンを押込むと同時
に給湯管内の溶湯を保持炉内へ戻す構成とすることを特
徴とする鋳造装置。
6. The casting apparatus according to claim 4, wherein the pressurizing device is connected to the sprue portion in a lateral direction and the piston of the pressurizing device is located at a position behind the position where the piston blocks the passage of the molten metal. After the pouring is completed, the piston is actuated, the piston is temporarily stopped at the position where the piston closes the sleeve inlet, and then the atmospheric pressure in the molten metal holding furnace is reduced or the space is communicated with the gas atmosphere. Wherein the pressure of the atmosphere is increased, and then the piston is pushed in and at the same time the molten metal in the hot water supply pipe is returned to the holding furnace.
【請求項7】 請求項4記載の鋳造装置において、押湯
加圧スリーブと溶湯保持炉の間の給湯管に外部より開閉
可能な逆流防止弁を設ける構成とすることを特徴とする
鋳造装置。
7. The casting apparatus according to claim 4, wherein a check valve which can be opened and closed from outside is provided in a hot water supply pipe between the feeder pressurizing sleeve and the molten metal holding furnace.
【請求項8】 請求項4〜7記載の鋳造装置において、
溶湯供給源としての溶湯保持炉の内部と鋳型キャビティ
内の雰囲気圧に差圧を生ぜしめ、その差圧により鋳型キ
ャビティへ注湯する構成とすることを特徴とする鋳造装
置。
8. The casting apparatus according to claim 4, wherein
A casting apparatus, wherein a pressure difference is generated between an atmosphere pressure in a molten metal holding furnace as a supply source of molten metal and an atmosphere pressure in a mold cavity, and the differential pressure is applied to the mold cavity.
【請求項9】 請求項4〜7記載の鋳造装置において、
溶融金属供給源と加圧スリーブ入口または逆流防止弁と
の間の給湯管に電流と磁場の相互作用により発生する電
磁力(Lorentzの力)を印加する装置を設け、そ
の電磁力によって鋳型キャビティへ注湯する構成とする
ことを特徴とする鋳造装置。
9. The casting apparatus according to claim 4, wherein
A device for applying an electromagnetic force (Lorentz force) generated by the interaction of a current and a magnetic field is provided to a hot water supply pipe between a molten metal supply source and a pressure sleeve inlet or a check valve, and the electromagnetic force is applied to a mold cavity by the electromagnetic force. A casting apparatus characterized in that a pouring is performed.
【請求項10】 請求項1〜9記載の加圧スリーブは溶
湯の凝固を防止するための加熱保温装置を具備すること
を特徴とする鋳造装置。
10. The casting apparatus according to claim 1, wherein said pressure sleeve is provided with a heat insulation device for preventing solidification of the molten metal.
【請求項11】 請求項4〜9記載の給湯管は溶湯の凝
固を防止するための加熱保温装置を具備することを特徴
とする鋳造装置。
11. The casting apparatus according to claim 4, wherein the hot water supply pipe is provided with a heating and keeping device for preventing solidification of the molten metal.
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