JPS5823443B2 - 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。

ダクタイル鋳鉄の製造法として、一般に用いられている
ものは第４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ねずみ鋳鉄の溶湯
Ｃを注湯して球状化処理を行うものが多い。

ところが、この製造方法は簡便である反面次のような問
題点があって、普及化の障害となっている。

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なってコスト高となる。

（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。

上記の問題点に鑑み、第５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（ＦｅＳｉＭｇ）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、遂次普及されつつある。

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は湯道に残存する空気と接触し、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、球状化剤によるストレーナ−を鋳型内に
装入して、このストレーナ−を注湯時に溶出せしめる試
みもあるが、（たとえば、特開昭４９−２００１８号、
特開昭４９−２６１１４号参照）キャビティは注湯口に
対して低位置にあり、しかも湯道は水平状に設けられて
いるので、注湯時における湯溜りが少なく、空気の巻き
込みを生起して球状化剤の酸化を招き易い問題がある。

また、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４９−７７８
１８号、特開昭５０−１６６１４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造型後は一定であるた
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。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、湯
口上部、湯口底もしくは該湯口底から堰に向って上昇す
る湯道の下端部に装入されたストレーナ−を注湯時の溶
湯によって溶出せしめるとともに、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、溶湯を湯道内の
上昇移動によって攪拌させることにより、従来の問題点
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。

第１図において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・・・・・・・・・の上端に縦方向
の堰３，３・・・・・・・・・が設けられ、該層と湯口
４は湯口底５に連通ずる下側水平部５ａ１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。

前記湯口４の上端部７、湯口底５もしくは湯道６の所定
位置のそれぞれに、フェロシリマグネシウムおよび希土
類元素からなるストレーナ−８が１個もしくは複数個装
入され、該ストレーナ−８は第２図および第３図のごと
く小孔９が所定間隔に穿孔されている。

１０は未処理のねずみ鋳鉄等の溶湯、１１は取鍋である
。

上記の構造において、組合わされた鋳型１の湯口上端部
７、湯口底５もしくは湯道６に予め所定成分（例えばＦ
ｅ Ｓｉ Ｍｇ合金）のストレーナ−８を鋳造条件に適
合する数量を装入する。

つぎに、前記鋳型１の湯口４へ取鍋１１によって溶湯１
０を注入する。

該溶湯は湯口上端部７から湯口底５に降下して湯道６に
流入するときストレーナ−８を溶出するとともに立上り
部６ｂにおいて該立上り部の空気を排除しつつ上昇する
。

この上昇移動の際に、溶湯１０の流れは立上り部６ｂの
壁面に一定厚さの境界層を形成し、溶湯１０は境界層に
生起される渦流により流動抵抗が増大して攪拌が促進さ
れ（特に比重の小さいＳｉ。

Ｍｇに対して有効）、前記溶湯１０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各層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内における溶湯１０の流れ速度は、注湯速
度を加減することによって任意に調整できる。

次に、本発明方法と従来方法（図面の第５図）との比較
について説明する。

溶湯にはＣ３，３〜３．８係、Ｓｉ１．６〜２．８％、
Ｍｎ０．８％未満、Ｐｏ、１２％未満、８０．０４％未
満を含有するねずみ鋳鉄を使用し、球状化剤にはＳｉＯ
２系でＭｇの含有割合が一定の合金を用いた。

本発明方法の場合、上記球状化剤で形成したストレーナ
を第１図に示す如く３箇所に装入し、従来方法の場合、
第５図に示す反応室ｆに球状化剤を装入するようにした
。

比較試験は、溶湯における硫黄含有量が黒鉛球状化に及
ぼす影響をみるもので、溶湯の鋳込温度、鋳込量、注湯
速度など鋳込条件は本発明方法と従来方法のいずれも同
一条件とした。

試験結果を第６図に示す。同図から、硫黄含有量が一定
の場合、所定の黒鉛球状化率を得るために要する球状化
剤は本発明方法によると、従来方法よりも少なくてすむ
ことがわかる。

なお、第６図中、球状化剤添加量は溶湯の鋳込量に対す
る割合を示す。

本発明方法は以上の構成により、溶湯を湯口に沿って降
下させてストレーナ−を溶出させるとともに、次いで空
気を排除しつつ湯道を上昇させるようにしたから、未処
理の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、黒鉛の球状化処理が可能になり、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を密
にすることが容易となって量産化しうるという優れた効
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図はストレー
ナ−の平面図、第３図は第２図の１−ＩＩＩ線における
断面図、第４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５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図、第６図は本発明方法と縦来
方法とを比較した試験結果を示すグラフ図である。 １・・・・・・鋳型、３・・・・・・堰、４・・・・・
・湯口、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・・・・・・湯口
上端部、８・・・・・・ストレーナ−１１０・・・・・
・溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ＠型内に縦方向の湯口と、湯口底に連通ずる下側水
   平部、該下側水平部の出口側に連通ずる立上り部および
   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キ
   ャビティとを形成し、フェロシリマグネシウム及び希土
   類元素からなるストレーナ−を湯口上端部、湯口底もし
   くは湯道の立上り部の下端部に装入したの・ち、前記湯
   口より溶湯を注入することにより、該溶湯はストレーナ
   −を溶出せしめ、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。