JPS5810966B2 - ダクタイル鋳鉄の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はダクタイル鋳鉄の製造法に関するものである。

従来、ダクタイル鋳鉄の製造方法さしては第２図に示す
如く、取鍋等の開放容器ａ内において予め装入された球
状化剤すに未処理の溶融ねずみ鋳鉄Ｃを注湯して球状化
処理を行うものが普及されているが、この製造方法にお
いては次の如き問題点がある。

すなわち、（１）取鍋毎に球状化処理が必要であり、か
つ球状化剤の使用量が多くコストが高くなる。

（２）Ｍｇ合金の反応によって閃光や白煙が多く発生し
作業環境を悪化する。

（３）材質の対応力に限界がある。

（４）少量の球状化処理は溶湯の温度低下が速いために
鋳造欠陥が発生する。

（５）球状化反応に比較的長時間を要するために、その
時間の経過とともに球状化効果が減少するフエイデイン
グ現象によって品質が不安定となり材質的信頼度が低劣
となる。

（６） ドロス介在物等の欠陥が生じ易い。

上記の従来の問題点に鑑み、第３図に示す如き注湯すべ
き鋳型のキャビティｄと湯口ｅの中間部の所定位置に設
けた反応室ｆに予め球状化剤ｂ（Ｆｅ’、 Ｓｉ 、
Ｍｇ ）を装入し、ねずみ鋳鉄の溶湯Ｃを注入すること
によって球状化剤すと徐々に反応せしめてダクタイル鋳
鉄を溶製する鋳造法（インモールド法）が開発され、多
方面に普及しつつある。

ところが、このインモールド法においては注湯に際し溶
湯Ｃが空気を巻き込んだ状態でキャビティｄに導入され
反応室ｆ内の溶湯Ｃは湯道に残在する空気と接触し、球
状化剤すを酸化して均一な球状化処理が行われないとい
う問題がある。

上記のほかに、湯道の途中に湯溜りを設けて溶湯と球状
化剤の混合時間を調整する思想もあるが、（特開昭４９
−７７８１８号参照）、溶湯の均一な球状化反応をなさ
しめる反面、鋳型が大形化するばかりでなく、湯溜り出
口の断面積が一定であるために、キャビティへ導入する
溶湯速度は注湯時において調整しにくい問題がある。

また、鋳型の一端部の下面にブロックを介在せしめて鋳
型内に設けた水平状の湯道を傾斜させ、溶湯と球状化剤
との混合時間を調整する試みもあるが、（たとえば特開
昭５０−２７７１１号参照）この傾斜角の拡大には限度
がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、湯
口底から堰に向って上昇する湯道を反応室として利用し
、湯口底において球状化剤と混合させた溶湯を湯道内の
上昇移動によって撹拌させることにより、従来の問題を
解消することを目的とする。

以下、本発明方法の構成を実施例につき図面に基づいて
説明する。

１はシェル型等の比較的水分の少ない材質で成形された
鋳型である。

該鋳型はその組合せ面が縦方向に設けられており、鋳型
のキャビティ２，２……の上端の縦方向に堰３，３……
が設けられ、かつ湯口４の底部には球状化剤９を収容す
る湯口底５が形成され、堰３，３と湯口４は湯口底５の
上端部に連通ずる下側水平部６ａ、該下側水平部の出口
側に連通ずる立上り部６ｂおよび該立上り部に連通ずる
上側水平部６ｃからなる湯道６によって接続されている
。

７はねずみ鋳鉄等の溶湯、８は取鍋である。

上記の構造において、組合わされた鋳型１の湯口底５に
あらかじめ所定成分（たとえばＭｇ６．４％。

５ｉ４５．６％、Ｆｅ４４．５％、Ａ１０．７％、Ｃｕ
０．５％。

希土類元素０．２％）の球状化剤９を注湯量の約１％装
入する。

つぎに、前記鋳型１の湯口４へ取鍋８によって溶湯７を
注入する。

該溶湯は湯口底５に急激に流下して球状化剤９と混合す
るとともに、湯道６の下側水平部６ａに流入したのち立
上り部６ｂの空気を排除しつつ上昇する。

この上昇移動の際に、溶湯７の流れは湯道立上り部６ｂ
の壁面に一定厚さの境界層を形成し、溶湯７は境界層に
生起される渦流により流動抵抗が増大して撹拌が促進さ
れ（特に比重の小さいＳｉ、Ｍｇに対して有効）、前記
溶湯７中の片状黒鉛は短時間で均一な組成の球状黒鉛に
転換されながら湯道６の上側水平部６ｃおよび各基３，
３……を経てキャビティ２，２……に流入し、徐冷され
る。

なお、鋳型１における溶湯７の流れ速度は、注湯速度を
加減することによって自由に調整できる。

本発明方法は、このようにして、溶湯中に多量の硫黄分
（たとえば、０．０１３％ないし０．０３％）を含有す
る溶融ねずみ鋳鉄を、特別な脱硫処理を施すことなく所
期の材質組成を有する製品を鋳造することが可能である
。

すなわち、第１表は同一成分（たきえば、Ｃ３，３％、
Ｓｉ２．７９％、 Ｍｎ ０．６９％。

Ｓ′０．０１９％）のねずみ鋳鉄溶湯を供試する球状化
処理で従来方法と本発明方法とによる処理結果を対比し
た１例であって、試料Ｓ１およびＳ２は従来方法および
本発明方法におけるオートバイ用カップリング、試料Ｓ
３は本発明方法におけるバランサを鋳造した場合の機械
的性質を求めたものである。

第１表によれば、試料Ｓ３．Ｓ３の引張強さおよび伸び
はそのＪＩＳ規格値を充分に満足せしめるものであり、
しかも球状化剤の添加量が約１／２に減少するという顕
著な相違を示している。

したがって、本発明によれば溶湯は湯口に沿って降下さ
せたのち、続いて空気を排除しつつ湯道を上界させて該
湯道内で撹拌させるようにしたから、溶融ねずみ鋳鉄中
に比較的多量の硫黄分を含有している場合でも、少量の
球状化剤により歩留りよく均一な組成の球状化処理が可
能となり、かつ湯道に立上り部を設けることにより鋳型
キャビティの配置が密となって量産化を容易ならしめる
という優れた効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施態様を例示し、第１図は本発明
方法を実施する鋳型の中央縦断面図、第２図は従来例の
取鍋等における球状化処理装置の中央縦断面図、第３図
は従来例のインモールド法における鋳型の中央縦断面で
ある。 １……鋳型、３……堰、５……湯口底、６ａ……下側水
平部、６ｂ……立上り部、６ｃ……上側水平部、６……
湯道、７……溶湯、９……球状化剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳型内に縦方向の湯口と、湯口底に連通する下側水
   平部、該下側水平部の出口側に連通する立上り部および
   該立上り部に連通ずる上側水平部からなる一連の湯道と
   、該湯道の上側水平部に縦方向の堰を介して連通ずると
   キャビティとを形成し、前記湯口底に球状化剤を装入し
   たのち、前記湯口より溶湯を注入することにより、該溶
   湯は湯口底において混合され、次いで湯道の立上り部の
   空気を排除しつつ上昇してキャビティに導入されること
   を特徴とするダクタイル鋳鉄の製造法。