JPS5811302B2 - 真空加圧鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、歯科用あるいは工業用の小型鋳物を製造す
る真空加圧鋳造方法に関する。

一般に鋳造方法としては、融解しようとする金属をルツ
ボ内に収容し、この金属に対して不活性なガス雰囲気中
でこの金属を融解し、何らかの方法でルツボを傾けたり
、回転させたりすることにより、鋳型に鋳込むものが考
えられる。

このような方法では、ルツボを傾けたり回転させたりす
るための機構が必要で装置が複雑となるだけでなく、融
解金属の酸化物が融解金属と共に鋳型内に鋳込れて鋳造
欠陥を生じたり、また比較的温度の低いルツボの壁面や
流出口を融解金属が通過しなければならないため、融解
金属の温度が低下し、鋳はだ荒れや鋳巣が生じることが
あった。

この発明は、ルツボを傾けたり回転させたりする必要が
なく、かつ簡単に良好な鋳物を製造できる真空加圧鋳造
方法を提供することを目的とする。

以下、この発明を図示の１実施例に基いて説明する。

まず説明の便宜上、この発明による鋳造方法に使用する
装置から説明する。

第１図および第２図において、１は装置全体の本体を構
成するフレームで、４本のフレームスタンド１ａ、１ｂ
、１ｃ、１ｄと、これらの下端部にボルト（図示せず）
によって取付けられた底板４と、これらフレームスタン
ド１ａ、１ｂ、１ｃ。

１ｄの上端部に同じくボルト（図示せず）によって取付
けられた上蓋板６とからなっている。

フレームスタンドｌａ、ｌｄと１ｂ、１ｃの下端部近傍
には第１の平面運動用ベアリングすなわち支持体７，７
が取付けられている。

この平面運動用支持体７，７には受金具８，８が第１図
で前後方向（第２図では左右の方向）に摺動可能に係合
している。

受金具８，８の上面には案内棒９，９が垂直に固定され
ている。

１０は容器状のシリンダケースて、その底面は閉塞され
ており、その上縁にはフランジ部１１が形成されている
。

第２図に点線で示すように、このフランジ部１１に穿設
した孔１２，１２にそれぞれ案内棒９，９が嵌合してい
る。

さらに、この容器状シリンダケースは案内棒９，９に挿
通されたばね１３．１３によって底板４から浮いた状態
で支持されている。

シリンダケース１０の底部には後桟説明する空気の圧入
・排出口１４が穿設されている。

シリンダケース１０の内部には同じく容器状の鋳造室炉
体１５がＯリング１６，１７により気密を保った状態で
上下方向の移動可能に嵌め込まれている。

従って、鋳造室炉体１５はシリンダケース１０と一体に
なって第１図で前後方向に摺動することができる。

この鋳造室炉体１５内には断熱材１８を介して上面に湯
口を有する鋳型１９が嵌め込まれている。

フレームスタンド１ａ、Ｉｄと１ｂ、１ｃには第１の平
面運動用ベアリング７．７よりもＬ方に第２の平面運動
用ベアリングすなわち支持体２０２０も取付けられてお
り、この支持体２０．２０には受金具２１．２１が第１
図で前後方向（第２図で左右方向）に摺動可能に係合し
ている。

受金具２１，２１の上面には案内棒２２，２２が垂直に
固定されている。

２３は円筒形の融解室炉体でその上部にはフランジ部２
４が形成されている。

これには第２図に点線で示すように孔２５．２５が穿設
されており、これら孔２５．２５は案内棒２２．２２に
嵌合している。

融解室炉体２３の底縁部には鋳造用炉体１５が上昇して
きたとき、該鋳造用炉体１５の上面が圧接して気密を保
たせるためのＯリング２６が装着されている。

融解室炉体２３の内側にはルツボ受２７がルツボ上昇用
シリンダ２８によって支持されており、このルツボ受２
７にはルツボ２９が装着されている。

このルツボ２９は第５図に示すように上縁開口部周囲に
フランジ状部１００を有し、このフランジ状部１００の
下面であるテーパ面がルツボ受け２７に当接して支持さ
れている。

このルツボ２９は全体が中央部で縦方向に２分割されて
、部分２９ａ。

２９ｂとされている。

１０１がその分割面であり、この分割面の上端部には切
欠１０２が形成されている。

このルツボ２９の下端部は固定台１０４に挿入され、分
割面１０１が閉じられている。

ルツボ２９の周囲には加熱源として高周波誘導巻線３０
が設けられている。

上蓋板６の底面の融解室炉体２３と接触する部分にはＯ
リング３１が装着されており、融解室炉体２３力月―昇
してきたときにその上縁部が圧接して両者の間の気密が
保たれるようにしている。

上蓋板６の中央部には覗穴３２が形成されており、この
覗穴３２は耐熱ガラス３３．０リング３４および取付具
３５によって気密に封止されている。

３６はアルゴンガス等の融解しようとする金属に対して
不活性なガスの噴出用通路、３７は排気用通路で、融解
室炉体２３の内側に開口するように上蓋板６に穿設され
ている。

第３図はこの鋳造装置の配管図で、３８は吸引ポンプ、
３９はコンプレッサーである。

吸引ポンプ３８は排気用通路３７に接続されている真空
フィルタ４０に常閉型電磁開閉弁４１を介して接続され
ている。

また、この真空フィルタ４０は常閉型電磁開閉弁４２を
介して大気に連通している。

真空タンク３８は、常閉型電磁開閉弁４３を介して圧入
・排出口１４にも接続されている。

さらに真空タンク３８は、常閉型電磁開閉弁４４を介し
てシリンダ２８の圧入・排出口（図示せず）にも接続さ
れている。

コンプレッサー３９は、空気用フィルタ４５、圧力調整
用レギュレータ４６に接続されている。

このレギュレータ４６は、流量制御弁４７、常閉型電磁
開閉弁４８を介してシリンダ２８の圧入・排出口に接続
され、さらに流量制御弁４９、常閉型電磁開閉弁５０を
介して圧入・排出口１４にも接続されている。

不活性ガス噴出通路３６には不活性ガス供給源（図示せ
ず）が接続されている。

この発明による鋳造方法では、上記のように構成した装
置を使用して、次のようにして鋳物を製造する。

今、吸引ポンプ３８、コンプレッサー３９はそれぞれ作
動し、電磁弁４１，４２，４８゜５０は閉じられ、同４
３，４４は開かれているとする。

従って両炉体１５，２３は第１図に示すように支持され
ている。

この状態において融解室炉体２３を平面運動用支持体２
０，２０に沿って斤１図における手前方向に引き出し、
ルツボ２９に必要量の金属を入れて元に戻す。

次に鋳造室炉体１５をシリンダケース１０と共に平面運
動用支持体７，７に沿って引き出し、炉体１５の断熱材
１８内に鋳型１９を装着し、元に戻す。

次に電磁弁４３を閉じ、電磁弁５０を開いて、コンプレ
ッサー３９の空気をシリンダケース１０内に圧入し、鋳
造室炉体１５を押し上げさせる。

この鋳造室炉体１５が上昇すると、その上縁部が融解室
炉体２３にＯリング２６を介して密着し、この融解室炉
体２３も押し上げる。

融解室炉体２３がＯリング３１を介して上蓋体６に密着
すると、鋳造室炉体１５及び融解室炉体２３の上昇が阻
止される。

その後は空気圧によりシリンダケース１０が、ばね１３
，１３の作用力に抗して下降し、その底が底板４に接触
することによって下降が阻止され、第３図に示すように
鋳造室炉体１５融解室炉体２３は外界から遮断された気
密室となる。

この状態において、電磁弁４１を開いて一体になった鋳
造室炉体１５及び融解室炉体２３を排気し、第４図に点
５１で示すように約６０Ｔｏｒｒ程度の真空状態にする
。

次に電磁弁４１を閉じ、不活性なガス噴出通路３６を介
して不活性なガスを供給して、同図に直線５２で示すよ
うに内炉体内の圧力をゲージ圧で約０．３ ｋｇ／ｃｍ
２程度とする。

そして高周波巻線３０に高周波電流を供給してルツボ２
９内の金属を融解させる。

このとき、不活性なガスの供給を継続して内炉体内の圧
力をゲージ圧で約０．３ｋｇ／ｃｍ２程度に維持しなが
ら、電磁弁４２を開いて、金属、断熱材１８、ルツボ２
９等から発生するガスを排出する。

なお、融解中に不活性なガスを供給するのは、融解され
た金属が融解室炉体２３等に蒸着するのを防止するため
である。

金属が完全に融解すると電磁弁４２を閉じて不活性なガ
スの供給を停止し、電磁弁４１を開いて第４図に点５３
で示すように両炉体を１６０Ｔｏｒｒ程度の真空状態に
する。

これは鋳型１９内部に侵入した不活性ガスを除去するた
めである。

同時に電磁弁４４を閉じて電磁弁４８を開いて、ピスト
ン２８に空気を供給し、ルツボ受２７と共にルツボ２９
を上昇させて、ルツボ２９の下端部を固定台１０４から
抜いて、固定台１０４より拘束を解く。

このとき、ルツボ２９の部分２９ａ、２９ｂがフランジ
状部１００の下面のテーパ面で支持され、各々の重心位
置の関係で第６図に示すようにルツボ２９の下部が自然
に両側へ開き、融解金属を鋳型１９内に落し込む。

同時に電磁弁４１を閉じて排気を停止し、内炉体内に再
び不活性なガスを急速に供給し、第４図に直線５４で示
すように内炉体内の圧力をゲージ圧で約３ｋｇ／ｃｍ２
程度にする。

これによって鋳型１９の湯口に落ち込んだ融解金属を鋳
型１９内に完全圧入する。

この場合、シリンダケース１０内の空気圧は内炉体内の
圧力よりも若干高めに流量制御弁４９によって予め設定
されているので、不活性なガスの圧入により各炉体が下
って外界との気密性が損なわれることはない。

しかし、何らかの原因で炉体内の圧力が異常に高くなる
と、両炉体はシリンダケース１０内の空気圧に打ちかつ
て降下するから、内炉体内が危険な高圧となることはな
い。

鋳型１９内で融解金属が完全に凝固後、不活性ガスの供
給を停止トして、電磁弁４１を開いて、排気用通路３７
から炉体内の不活性なガスを第４図に点５５で示すよう
に内部が大気圧になるまで排出する。

次に電磁弁５０を閉じ、電磁弁４３を開いて、空気圧入
・排出口１４よりシリンダケース１０内の空気を排出す
る。

これによってシリンダケース１０は、ばね１３，１３の
作用力によって第１図に示す位置に戻り、鋳造室炉体１
５、融解室炉体２３は自重により同様に第１図に示す位
置に復帰する。

そこでシリンダケース１０を手前に引出して、鋳型１９
を取出し、融解室炉体２３を引出して、ルツボ２９内の
残査の除去、ルツボ２９への金属の再挿入、あるいはル
ツボ２９の交換を行なう。

このような方法では、縦方向に分割したルツボ２９の下
部を開いて融解金属を鋳型に注湯するようにしているの
で、ルツボを回転させたり傾斜させたりする機構が不要
であり、シリンダ２８だけという簡単な構成で鋳込みが
でき、しかも融解金属の酸化物は融解金属の上面にある
ので、もつとも最後に注湯されるので、この酸化物が融
解金属と共に鋳型に鋳込れることによる鋳造欠陥を防止
できるうえに、比較的温度の低いルツボの表面や流出口
を融解金属が通らないため、はとんど温度低下を考慮す
る必要がなく、鋳はだ荒れや鋳巣かできず、簡単に良好
な鋳物が得られる。

不活性ガスの圧入は、鋳込みと同時に行なったが、鋳込
みから幾分遅くれて例えば融解金属が湯口を塞いだとき
に圧入してもよい。

金属の融解を誘導加熱によって行なったが、アーク放電
による加熱や抵抗加熱などによって行なってもよい。

その上、両炉体１５，２３及びシリンダ２８の昇降には
空気を利用したが、他の流体も使用できる。

また、不活性なガスとしてアルゴンガスを使用したが、
融解金属と化学反応をおこさないものであれば、いかな
るものでも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による真空加圧鋳造方法に使用する鋳
造装置の縦断面図、第２図は同装置の右側面図、第３図
は同装置の配管図、第４図は同装置の真空加圧特性図、
第５図は同装置のルツボ部分の融解状態の拡大縦断面図
、第６図は同装置のルツボ部分の鋳込み状態の拡大縦断
面図である。 １９・・・・・・鋳型、２３・・・・・・融解室炉体、
２９・・・・・・ルツボ、３０・・・・・・高周波巻線
、３６・・・・・・不活性ガス噴出通路、３８・・・・
・・吸引ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦方向に分割可能に形成され内部に融解しようとす
   る金属を収容したルツボと、このルツボの下方に設けた
   鋳型さを備える金属融解炉においてこの金属融解炉内を
   一旦真空にした後に不活性なガスを注入充満させる工程
   と、その後に上記不活性ガスの注入を続けると共に上記
   金属から生じるガスを排出しつつ上記ルツボ内の金属を
   融解する工程と、この融解後に上記金属融解炉内を真空
   にする工程と、上記ルツボを分割することによりその下
   部を開いて上記鋳型に上記融解した金属を鋳込む工程と
   、この鋳込みと同時にまたはそれより遅く上記金属融解
   炉内に不活性なガスを圧注入する工程とからなる真空加
   圧鋳造方法。