JPS58125359A - 竪型加圧鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、竪型加圧鋳造装置に関するものである。

従来の加圧鋳造装置としては、例えば第１図に示すもの
がある。第１図に示す鋳造装置は、固定金型１と移動金
型２との間で鋳造空間６ｔ−形成すると共に、固定金型
１には上記鋳造空間６に連通ずる射出スリーブ４を取付
け、この射出スリーブ４内でプランジャチップ５を摺動
可能にすると共罠、射出スリーブ４に注湯口６を設けた
構造をなすものである。そして、鋳造に際しては、注湯
口６から金属溶湯７を供給し、プランジャチップ５を射
出前進させることＫよって金属溶湯７ｔ−鋳造空間６内
に圧入充填し、凝固後に移動金型２を後退させて鋳造品
を得るものである。

しかしながら、このような鋳造装置では、型開きが可能
である鋳造品しか製造で’ｅｉいこと、金型の拘束力が
大きいために凝固収縮応力によって鋳造品に割れを生ず
ることがあること、鋳造品の表面がチル化してその後の
機械加工において工具の寿命を縮める場合があること、
射出速度が大急いために空気の巻き込みを生ずるおそれ
があること、などの問題点を有している。

一方、上述した金型を使用せず、ロストワックス法など
により製造された通気性鋳型を使用して上記金型による
問題点あるいはその他従来の問題１　点を伴なわないよ
うにした鋳造装置もある。例えば、特公昭５２−３８９
２４号公報に記載の鋳造装置は、延長された湯道部を有
する通気性鋳型を用い、この湯道部の端部を溶解るつぼ
内の金属溶湯中に浸漬させ、鋳型外部に真空容器を配設
して一型壁を介してその内部を吸引することにより溶解
るつぼ中の金属溶湯を湯道金倉して鋳型内に導入するも
のである。また、例えば特開昭５６−４７２６２号公報
に記載の鋳造装置は、通気性鋳型の湯口をストークを介
して溶解るつぼ内の金属浴１中に浸漬し、金属溶湯面に
ガス圧を加えることによって金属溶湯を鋳型内に充填し
ようとするものである。

しかしながら、このような鋳造装置では、真空あるいは
ガス圧などによって溶解るつぼ内の金属溶湯を鋳型内に
充填しようとするもので為るため、通気性鋳型あるいは
溶解るつぼを密閉する構造が必要であり、従って装置が
大がかりになるという問題点を有し、また健全な鋳造品
を得るために広いゲートおよび湯道ならびに長大な押湯
部を必要とするという問題点を有し、さらに真空あるい
はガス圧による金属溶湯の鋳型内充填時間が短かすぎる
と充填不良を生じ九りあるいは鋳造空間内に充填された
金属溶湯が湯道側に逆流したりし、逆に充填時間が長ず
ざると金属溶湯が湯道内あるいはストーク内で凝固して
次の鋳造が困離となるなどの不具合を生ずるため、充填
時間の微妙な一螢が必要であるなどの問題点含有し、ま
た、金属溶湯の鋳型内充填の際の作動媒体を気体によっ
ているため、充填の時間的なずれやばらつきが大きくな
りやすく、さらに溶湯温度および鋳Ｗ＠ｆｔ厳密に管理
することが必要であるなどの問題点を有してい友。

この発明は、上述したような従来の問題点に着目してな
されたもので、鋳造品の割れやチル層の形成などの不具
合がなく、鋳造時に金属溶湯を真空のみによって吸引し
たりあるいは加圧ガスＶＣよって加圧したりするための
犬がかりな装置ｔ必要とせず、広いゲートおよび湯道な
らびに長大な押湯部を必要とせず、金属溶湯の充填時間
の設定が容易であり、しかも量産に適した鋳造装置を得
ること全目的としている。

この発明による鋳造装置は、湯道と該湯道に連通した鋳
造空間を有する通気性鋳型を前記湯道の開口部を下向き
にして設置する鋳型設置部と、前記鋳型設置部に設置し
た通気性鋳型を保持する鋳型保持機構と、前記鋳型設置
部に設置した通気性鋳型の湯道と連通ずる射出スリーブ
と、前記射出スリーブ内で摺動可能にしたプランジャチ
ップと金具え、前記射出スリーブ内に入れた金属溶湯を
前記プランジャチップの摺動により前記通気性鋳型の鋳
造空間内に圧入充填可能にしたことを特徴としている。

以下、この発明の実施例について説明する。

第２図はこの発明の一実施例による竪型加圧鋳造装置の
部分縦断面説明図であって、基盤１１の略中央上面部分
には鋳型設置部としての鋳型固定盤１２を有し、この鋳
型固定盤１２に形成した鋳型嵌合孔１２ａ内に通気性鋳
型１６の嵌合を行いうるようにしている。通気性鋳型１
３にはロストワックス鋳造等で使用さ−れる通気性鋳型
等があり、この鋳型１６は、湯道１ｊＳａと該湯道１３
ａにゲー）１６ｅを介して連通した複数の鋳造中ｖ１１
３ｂを有し、湯道１３ａの開口部を下向きにして鋳型固
定盤１２の鋳型嵌合孔１２ａ内に嵌合している。

ま九、前記鋳型固定盤１２の下方には上下で開口する射
出スリーブ１４を基盤１１に固定し、この射出スリーブ
１４内でプランジャチップ１５を摺動可能に配設し、こ
のプランジャチップ１５をシリンダブラケット１６に固
定した射出シリンダ１７によって上下方向に摺動可能に
している。なお、鋳型固定盤１２には、前記射出スリー
ブ１４の内径とほぼ同じ内径の湯道部１２ｂを設けてい
る。

さらに、基盤１１の上面側には支柱２１を固定し、この
支柱２１に支承板２２を連結して、その略中央部分に圧
力シリンダ２６を取付け、このピストンロッド２３ａｌ
Ｃ継手具２４、コイルばね２５を介して押え板２６ｔ−
取付けてこれらによって鋳型保持機構を構成している。

次にＥ記装置の作動について説明すると、通気性鋳型１
６を未設置の状態において、射出スリーブ１４内に１回
鋳造分の金属溶湯６０を供給し、その後通気性鋳型１３
′ｆｔその湯道開口部側を下向きＶこして鋳型固定盤１
２の鋳型嵌合孔１２ａ内に設置し、次いで圧力シリンダ
２６を押出作動させて押え板２６を通気性鋳型１６の上
面に圧接させ、通気性帽ＩＳを保持する。

次に、射出シリンダ１７を押出作動してプランジャチッ
プ１５を上昇させ、射出スリーブ１４内の金−溶湯６０
を湯道１６１およびゲート１６ｃを介して谷鋳造空間１
３ｂ内に供給し、凝固後に圧力シリンダ２６を引込作動
させて鋳型１６を取出し、−型１６内より鋳造品を分離
する。

第３図はこの発明の他の実施例による竪型加圧鋳造装置
の部分縦断面説明図であって、基盤６１の上面部分に鋳
型設置部としての鋳型固定盤６２を有し、この＃Ｓ型固
定盤６２に形成した鋳型嵌合孔６２ａ内に第２図に示し
たと同じ通気性鋳型１６の嵌合全行いうるようにしてい
る。

また、前記鋳型固定盤６２の下方には上下で開口する射
出スリーブ６４を基盤１１に固定し、この射出スリーブ
３４内でプランジャチップ６５を摺動可能に配設し、こ
のプランジャチップ６５をシリンダブラケット６６に固
定した射出シリンダ６７によって上下方向に摺動可能に
している。葦た、射出スリーブ６４内には射出スリーブ
保護用のセラミックカップ６８を配設している。

さらに、基盤６１の上面側には支柱４１に固定し、この
支柱４１に支承板４２を連結して、七の略中央部分に圧
力シリンダ４５ｒｔ取付け、このピストンロッド４６＆
に継手具４４、コイルばね４５を介して押え板４６を取
付けることにより鋳型保持機構ｔＳ成している。また、
ピストンロッドｊ１３ｍには下部開口の鋳型容器４７を
固定し、この鋳型容器４７の土壁に減圧用排気管４８ｆ
：設け、さらに、圧力シリンダ４３１に押出作動させて
鋳型容器４７を鋳型固定盤６２上に圧接させた場合に当
咳圧接部分での密着性を高めるために、鋳型固定盤６２
の上面にシールリング４９を設けている。

次に上記装置の作動について説明すると、通気性鋳型１
３を未設置の状態において、射出スリーブ６４内に１回
鋳造分の金属溶湯３０ｔ−供給し、その後通気性鋳型１
３ｔ−その湯道開口部＠を下向きにして鋳型固定盤６２
の鋳型嵌合孔５２ａ内に設置し、次いで圧力シリンダ４
Ｓを押出作動させて押え板４６を通気性ｆＩｊ４屋１６
の上面に圧接させ、通気性鋳型１３を保持すると共に、
鋳型容器４７の底ｍｌをシールリング４９を介して鋳型
固定盤６２上に密着させる。次いで、図示しない減圧装
置の弁を開いて鋳型容器４７内を減圧し、鋳造空間１３
ｂ内および鋳型壁中のガス成分を排気すると共に、射出
シリンダ６７を押出作動させて射出スリーブ６４内の金
属溶湯６０１に湯道１３ａおよびゲー）１３ｃＱ経て各
鋳造空間１５ｂ内に圧入完膚する。このとき、セラミッ
クカップ３８ＦｉＭかく破損するが、これらは駄肉部分
に残ることとなる。次いで金属溶湯６０の凝固後に圧力
シリンダ４６を引込作動させて鋳型１６を取出し、鋳型
１３内より鋳造品を分離する。

この実施例においては、金属溶湯６０を鋳造空間１３ｂ
内に充填するに際して、鋳造空間１６ｂ内および鋳型壁
中のガス成分を排気するようにしているため、鋳造品に
ガスが巻き込まれるの′ｔ″訪ぐことができ、鋳造品素
材がＮｉ基超超耐熱台金の活性金属である場合に適して
いる。

また、射出スリーブ６４内にセラミックカップ６８を配
設しているため、上記の如き鋳造温度の高い耐熱合金の
場合に、射出スリーブ６４やプランジャチップ３５の溶
損を防止することができる。

第４図はこの発明のさらに他の実施例による鋳造装置の
変形部分の断面図であって、前記第２図および第３図に
示す実施例においては、鋳型設置部會それぞれ鋳型固定
盤１２および６２から形成しているが、第４図の場合に
は射出スリーブ５４の上端部分に直重輪形の鋳菫設を部
５２を形成ｊ−ている。このとき、鋳型容器４７の底面
は直ｔ＆嬌盤１１の上面に圧接させる。そして、圧接部
分での密着性を高めるために、鋳型容器４７の底部およ
び基盤１１の上面の一方または両方にシールリングを設
けるようにすることもできる。

−造例　ｌ まず、通気性鋳型１６をロストワックス法によって製作
した。すなわち、鋳造空間１３ｂ用として３０Ｘ３０Ｘ
５■の板材を、ゲート１６ｃ用として１０畷角のブロッ
ク材を、湯道１３ａ用として直径２０−１長さ１００ｍ
の丸棒材をそれぞれワックスにて製作し、いわゆるツリ
ー状に構成したのち耐火スラリー中に浸漬し、次いでジ
ルコニア（ＺｒＯ□）Ｖンド全振りかけ、再度浸漬とサ
ンディングとをくり返して鋳型壁厚を約１０ｍとし１自
然乾燥後焼成脱ろうして通気性鋳型１３を得た。

なお、上６ピした湯道１３１は一般的な重力鋳造の場合
に比較して湯道断面積は約３０％程ｆＩｌｆｔｌ径であ
り、ま友拡張した湯口は形成せず、湯道開口端は湯道１
６＆と同じ直径２０■とじた。

仄に、ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ鋳造用アルミニウム合金を図示
しない溶解炉において溶製保温し、第２図に示す竪型加
圧鋳造装置の射出スリーブ１４内に前記金属溶湯６０を
７１０℃（鋳込温度）で注湯した。注湯後直ちに２５０
〜３００℃に予熱した通気性鋳型１３ｔ−その湯道開口
部を下向きにして鋳型固定盤１２の鋳型嵌合孔１２ａ内
に嵌合役！＃Ｌ、続いて圧力シリンダ２６を押出作動さ
せて鋳型保持機構を降下させ、その押え板２６を通気性
Ａ型１６の頂部に圧接したままにして固定した。

その後直ちに射出シリンダ１７を押出作動させて射出ス
リーブ１４内の金属溶湯６０を鋳造空間１３ｂ内に加圧
充填した。このときの射出圧力は５　Ｋｇ　／　ｃｍ”
　、プランジャ速度０．０５〜１．２　ｍ　／　ｓｅｃ
とした。

なお、鋳型１６の強度は、使用する金属溶湯６０の性状
によって適宜選定されるが、基本的には鋳型１６の厚さ
および材質によって決定されるこの実施例においては鋳
型１３そのものの圧縮強さは約２００〜２５０Ｋｔ／α
３であったが、射出圧力を５　ｈ　／　ｎｎ”程度とす
ることで良好な充填成形が可能であった。この射出圧力
は所定の製品形状を成形するのに必要であるが、使用す
る合金の橿＠ｔｉｉＪ型温度および製品形状等を加味し
て決定８れる。いずれにしても鋳型強度を越えない射出
圧力とすることが必要である。

一方、プランジャ速度は前記の如く帆０５　ｍ／　ｓ　
ｅ　ｃから１．２　ｍ　／　ｓｅｃまでの間で変化させ
たが、鋳型１６の損−はないものの鋳造品の健全度に影
響が認められた。すなわち、プランジャ速度が小さいと
きには製品形状によっては角部や薄肉部への金属溶湯の
充填が十分でなく、プランジャ速度が大きいときは鋳型
内空気が鋳型壁を通して完全に排出される余裕を与えな
いため鋳造品内に空気巻込みの欠陥が表われる。

上記プランジャチップ１５による射出充填後約６０秒経
過したのち圧力シリンダ２６を引込作動させ、鋳型保持
ｍｓを上昇させ比。この時点においても射出シリンダ１
７の押出作動を縦続させているため、第５図に示すよう
に、湯道開口端に若干の駄肉部分を伴った鋳造品が鋳型
１６と共に鋳型固定＊１２より抜ける。そこで鋳型１６
を取出して鋳造品を分離すると共に、射出シリンダ１７
を引込作動させた。その後鋳造品ｔ−調べたところ、外
観不要や鋳造割れのない良好なものでめった。

鋳造例　２ 鋳造例１と同じく第２図に示す鋳造装置ｔｆ用し、同じ
＜　ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ鋳造用アルミニウム合金を鋳込温
度７１０℃、鋳型温度２５０〜３００℃。

射出圧力５　Ｋｆ／　ｃｔｌｌ”　、プランジャ速度０
−１　ｍ　／　ｓ＋ｅｃで鋳造空間１３ｂ内に金属溶湯
３０を圧入充填した。射出後約３０秒経過したのち第６
図に示すように射出シリンダ１７′ｔ−引込作動させて
プランジャチップ１５を後退させたところ、湯道１３ａ
内の未凝固溶湯６０が射出スリーブ１４内に落下した。

次いで約３０秒経過後に圧力シリンダ２６を引込作動さ
せて鋳型保持機構を後退させ、再び射出シリンダ１７を
押出作動させて第７図に示すように射出シリンダ１４内
の凝固金属と共に鋳型１６を上昇させて鋳型固定盤１２
より離脱させ、鋳型１６を取出して鋳造品を分離した。

上記鋳造例２に示すように、鋳造空間１３ｂ内に金［１
１１湯３０を充填した後プランジャチソプ１５を後退さ
せ、湯道１３ａ内の未凝固金属のみを射出スリーブ１４
内に戻す方法は、従来のガス圧やＩＣ空を作動媒体とし
て金属溶湯を充填する方法に比較して、機械的な手段に
よる動作であるために時間的なずれやばらつきなどが全
くなく、従って溶湯温度等の射出条件と鋳型１６の設計
が一定であるならば、あらかじめ湯道１６＆内の未凝固
浴場を戻すのに必要とする充填時間を求めておけば、以
後の鋳造に際して安定した鋳造空間部のみの溶湯充填が
実現され、湯道部分の凝固金属のｕＪｗｒの必要も全く
なくなり、再溶解材の回収工数も大福に低減することが
可能となる。

鋳造例　３ ＪＩＳ　ＦＣ２５普通鋳鉄溶湯を図示しない溶解炉で溶
製して１３８０℃に保持した。一方、鋳造例１と同様に
して製造した通気性鋳型１６を４５０〜５００℃の温度
に予熱しておくと共に、第８図に示すように、射出スリ
ーブ１４内にセラミックカップ６８を装填した。このセ
ラミックカップ６８は、金属溶湯６０が鋳鉄であるため
鋳込温度が高いので、射出スリーブ１４内に供給した後
の温度降下が大であること、射出スリーブ１４およびプ
ランジャチップ１５の頭部の寿命低下を来たしやすいこ
となどを前置して使用したものである。

次いで、第８図に示すように小型容器５１に入れた鋳鉄
溶湯を鋳込温度１３８０℃となるように射出スリーブ１
４内に供給し友のち、通気性鋳型１３を鋳型固定盤１２
に設置し、圧力シリンダ２６を押出作動させて押え板２
６により通気性鋳型１６を固定し、続いて射出シリンダ
１７を押出作動させて射出圧力１２　ｈ　／　ｔａｒ”
　、プランジャ速度０．０５〜１．２　ｍ　／　ｓｅｅ
で鋳鉄溶湯６０を鋳造空間１５ｂ内に圧入充填した。そ
の後約８０秒経過したところで圧力シリンダ２６を引込
作動させて押え板２６等を上昇させ、射出シリンダ１７
の継続した押出作動によって凝固金属をきむ鋳型１６を
鋳型固定盤１２より離し、鋳型１６を取出し、た後鋳造
品を分離した。

上記鋳造の際、セラミックカップ６８はプランジャチッ
プ１５の射出前進と共に容易に崩壊し、崩壊残渣は駄肉
部分に残留した。また、プランジャ速度については、上
記の範囲内では鋳型１６に及ぼす影響はなかったが、プ
ランジャ速度が大きすぎると鋳造品に空気の巻込みを生
ずることがあった。

北記各鋳造例に示すように、射出スリーブ１４内の金属
溶湯６０をプランジャチップ１５ｏ加圧ｖＣよって鋳造
空間１５ｂ内に圧入充填するようにしているため、従来
の重力鋳造に比較して湯道１６＆の直径をより細径にし
たときでも良好な鋳造がｅｉ’ｆ能であり、鋳造品の重
量歩留りは従来法の３０俤前後に比べて約７（ｌと飛躍
的に向上させることができる。

また、射出スリーブ１４内には１鋳造分の金属溶湯６０
を供給するため、溶解炉が大型の本のである必要はなく
、また加圧ガスによって金属溶湯面を押す場合のように
溶解炉を密閉する必要性も全くない。さらに、充填圧力
は機械的手段によっているため作動は瞬時に行われ、金
属溶湯３０の充填に真空吸引や加圧ガスを使用する場合
のように作動に時間的なずれやばらつきを伴うことがな
いなどの利点を有している。

」ｕｌｌ−Ｌ この鋳造例では第３図に示した装置ｔｔ用いてＮ１基耐
熱合金の鋳造を行った。まず、＾周波誘導溶解炉内でイ
ンコネル７１３０合金を溶解した。

この場合、第９図に示すように、ｌｎ造分の材料を溶解
炉６０内で溶解した。この溶解炉６０は、溶解容器６１
内に高周波誘導コイル６２とるりぼ６６とを配役すると
共に取手６４を取付けたものである。このように１鋳造
分のみを溶解するのは、大量溶解の場合には大きな溶解
炉および真空ｊ！瀘を必要とすること、大量の材料を急
速溶解する場合に膨大な電力投入を必要とすること、な
どのためである。換言すれば、１鋳造分の重量、例えば
数１００ｔ〜１０Ｋｆ程度の重量であれば急速溶解が容
易に可能であり、鋳造サイクルに合わせて溶解すること
が可能である。急速溶解によって俗解時間を短縮するこ
とは、生産サイクルを向上する上でも重要であるが、加
えて、大気中溶解でろりてもＮｉ　４ｇ耐熱合金のよう
な活性金属の成分劣化およびガス含有の増加を抑制する
上でも重要である。

第１４図は前記インコネル７１３Ｃ＃をＩＫｆ完全＃解
させるに際し、高周波誘導溶解炉６ｏの誘導コイル６２
に供給する電力を変化させ、溶解時間を変え友場合のそ
れぞれの再溶解材のガス含有ｔ’ｉｔＡべた結果を示す
図である。第１４図かられかるように、１８０秒までの
急速溶解ではほとんど母材のガス含有量に増加は見られ
ず、むしろ窒素ガス含有量は減少の傾向さえ見られる。

しかしながら、１８０秒を超える溶解速度では窒素ガス
およびｔ１１素ガス含有量共増加の傾向を示している。

また、ガス含有量の＃１か、急速溶解による各主成分２
よびＡｔ、　Ｔｉ　、　７．ｒ等の活性金属の成分変化
について、インコネル７１３ＣおよびＧＭＲ２３５を溶
解して調べたところ、次表に示す結果であった。

六に示すように、３分の急速溶解では各主成分および活
性成分共にほとんど母材と変化していないことがわかる
。

さらに、耐熱合金の溶解に際しては高周波誘導加熱によ
ることが望ましい。これは短時間のうちに大鎗の熱入力
を与えることができるからで套る。

この場合、単位時間当りの熱入力（ｃａｔ／　ｔ　／　
５ｅｅ）は、溶解材料の材質および形状による変動差も
あるが、大気中溶解で１．５　ａａＬ　／　ｆ　／　ｓ
ｅｃ以上の熱入力を与えることが望ましい。この熱入力
１．５ｃａｔ／　ｔ　／　ｓｅｅはおよそ１８０　ｓｅ
ｃの溶解時間に相当する。

なお、この鋳造例においては、第９図に示す高−波銹導
溶解炉６０の最大能力が１５０ｋＷであ　　−リ、２に
４のＮｉ基耐熱合金をるつぼ６６内に装入し、誘導コイ
ル６２に供給する電力を調整しつつ２分間で溶解し、融
点直上２００℃の温度に保持した。

第３図に示す装置において、射出スリーブ６４にはタフ
ゲステン基合金を使用し念が、鋳込み温度が１０００ｔ
：を越えると金属溶湯３０を供給した直後に凝固しはじ
め、射出スリーブ６４に接する溶湯は凝固殻を形成しは
じめる。この凝固殻の形成は射出に際して抵抗要素とな
９、円滑な射出ｆ：阻害すると同時に、高温度の溶湯は
射出スＩＪ−プロ４の寿命を劣化する。そのため、射出
スリーブ５４にセラミックカップ３８ｔ−装填する。こ
のセラミックカップ６８は本鋳造例の場合にＡｔ、ｏ。

繊維基質のものを一旦焼成したものであるが、いわゆる
アスベスト基質の−のであっても差支えない。

このようにして、射出スリーブ６４内にセラミックカッ
プ５ｅｔ−装填し次のち、第９図に示す取手６４を回動
させて射出スリーブ６４内に金属溶湯６０を供給し、引
続いて第１０図に示すように鋳型固定盤３２に通気性鋳
型１６を設置する。

ここで使用し九通気性鋳Ｗ１Ｂは、鋳造空間１３ｂとし
て５０　Ｘ　６０　Ｘ　１．５−の板材４個取りとし、
ゲートＩＳａは直径１０ｍ、長さｌＯ−の棒状とし、湯
道１５＆は＆’ｌ１２０ａｍ、長ざ１００諺の棒状とし
てこれらをワックスにて製作し、耐火スラリーの付着お
よび耐火砂付着によるサンディングを繰返して所要厚さ
の鋳殻を形成したのち脱ろうして製作した。

なお、この鋳型１６を用いて鋳造した場合の鋳型内の重
置歩留りは約８４チとなり、後述の獣肉部を含む総合重
量歩留りは約７２チとなる。これに対して通常の重力鋳
造による場合には、上記した同一製品形状において健全
な鋳造品を得るためｌこさらに大断面のゲートおよび湯
道を必要としかつ長大な押ｉｎｋ必要とするので、総合
重量歩留りは約４０％程度である。

次に上記通気性鋳型１３をその湯道開口＠を下にして第
１０図に示すように鋳型固定盤６２の鋳型嵌合孔６２１
内に設置し、続いて圧力シリンダ４６を押出作動させて
鋳型保持機構を降下させ、第１１図に示すように、押え
板４６を鋳型１６の上面に圧接させて鋳型１６ｔｌ−固
定すると同時に、鋳型容器４７を基盤６１の上面にシー
ルリング４９を介して密着接触させる。

次に、射出シリンダ６７を押出作動させ、第１２図に示
すように、プランジャチップ６５の上昇移動（よって金
属溶湯６０を鋳造空間１３ｂ内に圧入充填すると同時に
、排気管４８を介して鋳型容器４７内を真空排気する。

真空排気に際しては、１００ｔの真空タンクｔ−あらか
じめ１０−”Ｔｏｒｒの真空にしておき、繭重射出と同
時に図示しない弁を開放することにより排気管４８を介
して真空排気し、鋳造空間１５ｂ内および鋳型壁中に含
まれるガス（空、気弁）を排出した。このような真空排
気は、金属溶湯６０がＮｉ基超超耐熱合金ような活性金
属である場合に、空気等の巻き込みを防ぐと同時に化学
成分の変動による品質の低下を防上することができるの
で有効である。

また、射出圧力はプランジャチップ６５ｃｏ推力と射出
スリーブ６４の内径との比であられされるが、この実施
例の場合２〜５　Ｋｆ　／　ｃｍ２の射出圧力で良好な
結果を得ることができ友。この射出圧力は、鋳型材質、
鋳型厚さ、＠屋形−状等から定められる鋳型強度によっ
てその上限が定められ、鋳造空間１３ｂの形状等によっ
て影響される完全充填に必要な圧力によりその下限が定
められる。また、王カシリンダ４３．押え板４６等から
なる鋳型保持機構についても必然的に充填圧力に抗しう
る設計とする必要がある。　　　　　　　　″上記した
鋳造空間１３ｂ内への金属溶湯６ｏの圧入充填後、鋳型
１６内の金属溶湯６０が凝固するまで保持し、凝固後に
第１３図に示すように圧力シリンダ４３を引込作動させ
て押え板４６および鋳型容器４７を上昇させる。このと
き、射出シリンダ６７は押出作動を継続しているため、
上記押え板４６の上昇と共にプランジャチップ３５およ
び鋳型１６が第１３図に示すように上昇する。

この後鋳型１３を取出して鋳造品を分離する。

なお、第１２図に示す金属溶湯３０の圧入充填後におい
て、鋳造空間１６ｂ内で凝固が終了し、湯道１５ａ内で
凝固が終了していない時期を見計らって射出シリンダ６
７を下降させると、湯道１３ａ内の金属溶湯６０が射出
スリーブ６４内に尿り、各鋳造空間１３ｂの間を結ぶ金
属溶湯がなくなるため、凝固後の鋳造品はそれぞれ分離
されており、鋳型からの取出し作業が容易になり、各鋳
造品間の切断作業も不要となる。

上記鋳造例４に示すように、原材料を３分以内の急速溶
解とすることによって特に活性金属の汚染を有効に防止
することが可能であり、大がかりな真空溶解設備を必要
としないという利点ヲ有し、さらに、長大な押湯を必要
とせず、鋳造歩留りを大幅に向上させることができると
共に、寸法積度ならびに品質の良好な鋳造品を得ること
が０Ｔ能であるという利点を有している。

以上説明してきたように、この発明の竪型細土鋳造装置
によれば、湯道と該湯道に連通した鋳造空間を有する通
気性鋳型を前記湯道の開口部を下向きにして設置する鋳
型設置部と、前記鋳型設置部に設置した通気性鋳型を保
持する鋳型保持機構と、前記鋳型設置部に設置した通気
性鋳型の湯道と連通ずる射出スリー“プと、前記射出ス
リーブ内で摺動可能にしたプランジャチップとを具え、
前記射出スリーブ内に入れ念金属溶湯を前記プランジャ
チップの摺動により前記通気性鋳型の鋳造空間内に圧入
充填しうるようにしたから、鋳造の際の割れ発生やチル
噛の形成がなく、鋳造時に鋳型の鋳造空間内に金属溶湯
を充填する念めに、金属溶湯を真空により吸引したり加
圧ガスにより加圧したりすることがないので大がかりな
装置を必要とせず、真空吸引やガス加圧による金属溶湯
の圧入充填の際の時間的なずれやばらつき等がなく、射
出シリンダ等によるプランジャチップの作動によって機
械的に金属溶湯を鋳造空間内に充填するため、圧入充填
のタイミングを正確に取ることができ、鋳造品の精度な
らびに品質を著しく旨めることが可能であり、加えて広
いゲートおよび湯道ならびに長大な押湯部を必要としな
いため鋳造品の重量歩留りを大幅に向上させることが可
能であり、１産にも極めて適しているなどの数々の非常
に優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金型鋳造装置の縦断面説明図、第２図は
この発明の一実施例による竪型加圧鋳造装置の部分縦断
面説明図、第３図はこの発明の四の実施例による竪型加
圧鋳造装置の部分縦断面説明図、第４図はこの発明のさ
ら罠他の実施例による竪型加圧鋳造装置の鋳型設置部の
断面説明図、第５図ないし第７図は第２図に示す鋳造装
置を使用して鋳造した場合の工程途中の状！ＯＡを示し
、第５図はこの発明の鋳造例１．第６図および第７図は
この発明の鋳造例２の工程途中の状態を示す断面説明図
、第８図はこの発明の鋳造例３において射出スリーブ内
にセラミックカップを装填した状態の断面説明図、第９
図ないし第１３図は第３図に示す鋳造装置を使用して鋳
造し次場合の工程全順次示す断面説明図、＠１４図はＮ
ｉ基耐熱合金を急速溶解し次場合の溶解時間とガス含有
着との関係を調べた結果の一例を示すグラフである。 １１．３１・・・基盤、１２．３２・・・鋳型固定盤（
＠散設置部）、１６・・・１通気性鋳型、１５ａ・・・
−道、１３ｂ・・・１進中間、１３ｅ・・・ゲート、１
４゜３４．５４・・・射出スリーブ、１５．！１５・・
・プランジャチップ、１７．３７・・・射出シリンダ、
２３゜４６・・・圧力シリンダ（鋳型保持機構）、２６
゜４６・・・押え板（鋳型保持機構）、３０・・・金属
溶湯。 ６８・・・セラミックカップ、４７・・・鋳型容器、４
８・・・減圧用排気管、５２・・・鋳型設置部。 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　　小　　塩　　　　　豊第３図 ニ゛′４図 ３ 第５図 第６図 第７＝１ １３ 第１１図 第１２図 第１３因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）−道と該湯道に連通した鋳造空間を有する通気性
   鋳型を前記湯道の開口部を下向きにして設置する鋳型設
   置部と、前記鋳型設置部に設置し良通気性鋳型を保持す
   る鋳製保持機構と、前記鋳型設置部に設置した通気性鋳
   型の湯道と連通ずる射出スリーブと、前記射出スリーブ
   内で摺動可能にしたプランジャチップとを具え、前記射
   出スリーブ内に入れた金属溶湯を前記プランジャチップ
   の摺動により前記通気性鋳造の鋳造空間内に圧入充填可
   能にしたこと１−特徴とする竪型加圧鋳造装置。