JPS5935314B2 - 両つば管の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、両つば管を遠心力鋳造手段によって得るに当
り、従来の砂型中子を用いる手段を廃し、よシ優秀な品
質の両つば管を確実容易に得るだめの新しい鋳造手段の
提供に関する。

管の軸方向両端につば部分を一体に有する両つば管を遠
心力鋳造手段によって得る場合、従来は砂型中子を使用
する鋳造方式によることが通例であるが、この方式には
以下の諸点において問題点がある。

即ちこの砂型中子を用いる方式では、先ず遠心力鋳造用
金型を直立させ、その内部に中子成型用ダイを装入し、
ダイ外面と金型内面との間隙内に鋳型砂を充填してつき
固めて中子を造型し、造型後、成型用ダイを取り去って
金型を遠心鋳造機にセットし、両つば管用金属溶湯を注
湯して金型回転と共にその遠心力鋳造を行なうのであり
、中子部分において管主体部分が成形され、中子両端の
金型内面によってつば部が成績されることになる。

このため砂型中子の造羽自体がきわめ−て手間が掛シ、
造型工数が多くて鋳造全般の効率化が得られないと共に
、中子成型用ダイか必要とされる。

しかもとのダイは目的の両つば管の管主体口径の相違如
応じて多数のダイの準備も必要である。

これらは鋳造にさいしての問題点であるが、更に看過で
きないことは、品質上の問題であ択即ち中子として砂型
を用いることは、この部分ではその冷却速度が遅いため
、金型遠心力鋳造手段の・特徴でもあシ、かつ利点でも
ある鋳造品材質の緻密性や機械的性質の良好が確保でき
ないので、優秀な品質の両つば管を得られない点である
。

本発明はこのような従来手段において生じる各問題点を
解消し、よシ優れた両つば管を遠心力鋳造手段を用いて
得られるように改善したものであシ、その特徴とする処
は、遠心力鋳造用金型内に中子用低融点金属溶湯を鋳込
んで中子を遠心力鋳造し、次いで同金型内に前記中子用
金属よシも高融点の両つば管用金属溶湯を鋳込んで両つ
ば管を遠心力鋳造し、抜型時に前記側つば管用金属溶湯
の凝固潜熱による中子金属の溶融又は衝撃等を介して、
中子を除去することによって両つば管を得るようにした
点にある。

以下図示の実施例について本発明方法を詳述すると、第
１図は本発明方法による金属中子の鋳造状態を示し、第
２図は同中子の具備された金型で両つば管を鋳造する状
態を示しているが、第１図においで１は遠心力鋳造用の
金型であシ、図示省略しであるが、本発明では金型１を
従来の遠心鋳造機にセットした状態でその鋳造作業を終
始性なうことができるのである。

本発明ではこの金型１内で先ず金属中子を遠心力鋳造す
るが、この場合中子の長さは金型全長に亘るものでなく
、目的の両つば管の管主体部分長さに止まるので、図示
のように中子鋳造用バンド２．２を用いる。

即ち同バンド２は何れも図示のように、金型１における
両開口端の段部１ａに係止されるバンド部２ａと、これ
よシ金型１内に進入して、目的の長さに規制すべくその
外周が金型内面（・コ接支するフランジ部２ｂと、注湯
のための樋その他の注湯部材の装入用貫通孔１ｃを中心
部に備えた形状のものであシ、金型ＩＫ中子鋳造用バン
ド２，２を取付けて後、中子用金属溶湯を注湯樋等を介
して金型１内に注湯し、金型１の回転と共に遠心力鋳造
して、図示のように金属材による中子３が得られ、中子
３の長さはそのバンド２，２のフランジ部２ｂ、２ｂに
よって規制され、また中子３の肉厚によって両つば管に
おける管主体の外径が規定されるが、これは中子用金属
溶湯の量によって自由に調整可能である。

ここで中子用金属材料は本発明として特に要旨の一部を
なすものであるが、その内容については後述する。

前記のように金属中子３を鋳造した後、その凝固を待っ
て中子鋳造用バンド２，２を金型１よシ取外し、第２図
のように今度は金型開口両端に通常の遠心力鋳造用バン
ド４，４を付設し、両つば管用金属溶湯を主湯樋等を介
して中子３の存する金型１内に注湯し金型１の回転を介
し遠心力鋳造を行ない、図示のように中子３によシ規制
される管主体部５ａｓその両端において中子３金型１及
びバンド４によって囲まれた空間内に形成される両つば
部５ｂ、５ｂを備えた両つば管５が鋳造されるのである
。

このさい中子３と両つば管５とは金型１より抜型すると
共に、中子３を両つば管５より除去せねばならない。

従って本発明方法では、両者３，５が完全に一体化しな
いように鋳造すること更には中子３を両つば管５よシ切
削、破砕、溶融等の除去手段の適用が可能であるように
条件付けすることが必要となってくる。

このため中子用金属材料と両つば管用金属材料との採用
に陥っては、以下の条件を満すことが必要とされる。

先ずその中子用金属材料としては、その溶湯が鋳込まれ
て凝固するさいに、大きな収縮が生じるものでは、後の
両つば管用金属溶湯鋳込みのさいに、中子３と金型１と
の間に隙間が生じ、このことは遠心力発生のだめの金型
高速回転時の振動の原因となって不可である。

従って中子用金属材料としては、その凝固収縮が可及的
小さな性質の材料を用いることが必要である。

又両つば管鋳造後、抜型して両つば管５上よシ中子３を
除去するためには、切削、破砕、溶解等何れかの手段で
溶湯を除去可能である金属材料を採用する必要もある。

本発明ではこれらの条件を満すものとして、一般的には
低融点金属材料、就中その適切な具体例としては、Ｓｂ
、Ｐｂ＊Ｓｎ、ＢｔｓｃｄｓＺｎ＊ｃｕ の何れか又
はこれらの２種以上の合金材料が挙げられる。

以上例示した各金属材料は何れも比較的低融点のもので
あね、このうち、Ｂｉ、Ｓｂ等は、凝固にさいして体積
が膨張する性質をも持っている。

従ってこれらの金属を適当に組合せることによって、所
要の低い溶融温度と収縮率とを持つ適切な中子用金属材
料（合金）が得られることは明らかである。

下記の表１は以上に挙げた各種金属及びその合金の溶融
温度と凝固収縮率の１例を示したものである。

即ち本発明では上記したような低融点金属材料を、前述
の中子用金属溶湯として用い、これを第１図のように金
型１内に所定厚さの下に遠心力鋳造して中子３を形成し
、しかる後中子３゛の凝固を待って金型１中子３の内面
全体に塗型を施して後、両つば管用金属溶湯を注湯して
両つば管５を遠心力鋳造することになる。

この両つば管用金属材料においても、中子用金属材料と
の間には以下のような相関関係がある。

即ち両つば管に用いる金属材料の鋳造温度に応じて、適
当な溶融点を持つ中子金属材料を選定する必要がある。

このさい中子金属の溶融点は両つば管用金属の鋳造温度
よりも５００℃以上低くないことが必要で、５００℃以
上低い場合は塗型材質や実用的な塗型厚さの範囲内でも
、両つば管の鋳造時に中子３が溶解し、中子としての役
目を果さないのであシー従って両つば管の鋳造温度よシ
も１００〜３００℃程度低い温度範囲の溶融点を持つ中
子用金属材料を用いることによ仄鋳造条件を適切に選ぶ
ことと相俟って、その両つば管の鋳造時には中子３が溶
解せず、抜型の時点で中子３が溶解流出できる条件を満
足させることが容易に可能である。

又先に例示した適切な金属例の内、特にＢｉ、Ｓｂを含
む合金材料によれば、脆弱性があシ、その抜型時点では
中子３は固体であっても、抜型後、この中子３に僅かな
衝撃力を加えることによって、簡単に破砕除去すること
が可能であシ、以上のように中子金属材料と両つば管用
金属材料を特定することによって、金属中子の抜型後に
おける両つば管５よシの除去は容易である。

次に本発明方法による具体的実施例の１つを下ｄ己に示
す。

実施例 両”つば管としてその管全最７００ ｍｍ、つば部５ｂ
＊５ｂを除く管主体５ａの外径２２０ｍ−内径１９０＋
＋＋ｉ両つば部ｓｂ、ｓｂの外径２５０＋Ｂ内径１９０
＋ｍのＡ１合金（ＪＩＳ規格ＡＣ３Ａ）製画つば管５を
本発明方法により鋳造した。

即ち中子３用の金属材料としてＢ１−８ｂ（８０−２０
）合金（その液相温度４００’Ｃ）を用い、第１図で示
した金憑１中子鋳造用バンド２，２を用いて、遠心力鋳
造、凝固させて中子３を金型１内に鋳造した。

次いで中子鋳造用バンド２，２を取外し、遠心力鋳造バ
ンド４，４に付は替えた後、金型１中子３に亘る内面に
イソライトナベントナイト系塗型を施蓋して後、前記Ａ
１合金（凝固温度範囲５８０〜６００℃）を６４０Ｃの
鋳造温度によシ金型１内に遠心力鋳造し、鋳造後、約５
分経過後、両つば管５を中子３と共に金型１よシ取シ出
すと、中子３は両つば管５における凝固潜熱によって溶
融状態で流出し、ここに前記寸法のＡ、／、合金製画つ
ば管が得られたのである。

このさい本発明による前記両つば管製品と、従来の砂型
中子による遠心力鋳造の同−Ａ、ｆｆ合金による両つば
管製品との機械的性質は、下記の通シ本発明方法による
ものが優れていた。

これは中子部分に金属を用いるため、砂型中子の場合に
比べて冷却速度が高いため、材質自体の健全性、機械的
性質が高いのである。

本発明は以上の通如であって、既に実施例でも明らかな
ように、本発明の金型１内に予じめ金属中子３を鋳造形
成して、両つば管５を得る手段によれば、中子が金属で
あることによ択その得られる両つば管は、金型遠心力鋳
造手段における鋳造材質の緻密性、機械的性質の良好と
いう利点を発揮でき、砂型中子による従来品よシも品質
的に優れたものが提供でき、製品価値の向上、その利用
範囲の拡大において著しく有利である。

又本発明によれば製品の凝固収縮による熱間割れの現象
も防止できるのである。

更に本発明てよれば砂型中子方式のようにその中子造型
にきわめて手間が掛択中子造型用ダイを多数準備する等
、工数の犬や資材の多きを全く不要とし、従来の遠心力
鋳造用金型に単に中子鋳造用バンドを付加すれば足シ、
終始遠心鋳造機上で全作業が行なえ、しかも問題の金属
中子の鋳造後の除去に蟲って、中子用金属材料の溶融点
と両つば管用金属材料の鋳造温度条件を適切だ組合せる
ことによシ、その鋳造時には中子は固体として充分に中
子の役目を営み、抜型時には溶融状態化して容易に除去
し、あるいは軽い衝撃等によって容易に除去できるので
、その鋳造全般の生産性もきわめて良好であり、品質の
優れた両つば管を効率的にしかもコスト的にも有利な条
件下で生産できるのであり、中子金属は回収して再使用
可能であるから資材的な無駄も生じないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による中子鋳造状態を示す側断面図
、第２図は間両つば管鋳造状態を示す側断面図である。 １・・・・・・遠心力鋳造用金型、２・・・・・・中子
鋳造用バンド、３・・・・・・金属中子、４・・・・・
・遠心鋳造用バンド、５・・・両つば管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 遠心力鋳造用金型内に中子用低溶融点金属溶湯を鋳
   込んで中子を遠心力鋳造し、次いで同金型内に前記中子
   用金属よシも高融点の両つば管用金属溶湯を鋳込んで両
   つば管を遠心力鋳造し、抜型時に前記側つば管用金属溶
   湯の凝固潜熱による中子金属の溶融又は衝撃等を介して
   、中子を除去することによって両つば管を得ることを特
   徴とする両つば管の製造法。