JPS60191650A - 翼部付き製品の鋳造方法 - 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】 本発明は、複数の翼部がボス部の周囲に取着された翼部
付き製品を鋳造する方法の改良に関する。

上記翼部付き製品の構造は、所定の円周上に等配された
複数の翼部が環状のシュラウド部及び中心のボス部に前
後連結されて一体となったもの（椀えば密閉形の羽根車
）が一般的であるが、上記シュラウド部が存在せずに複
数の翼部がボス部の周囲に等配取着されただけのもの（
例えば解放形の羽根車やプロペラ）もある。

これらの翼部付き製品を鋳造する場合には、通常、ＣＯ
２鋳型、フラン鋳型等の砂型を用いた鋳造方法が採用さ
れていた。また、特に高い寸法精度や滑らかな鋳肌面が
要求される翼部伺き製品を鋳造する場合には、ロストワ
ックス鋳造法等の精密鋳造方法が採用されていた。

然るに、上述したような従来の鋳造方法によって翼部付
き製品を鋳造する場合は、翼部が特に冷却され易いので
、凝固を押湯の方向へ進行させるような溶湯の温度勾配
が実現できず、指向性凝固を促進させることができなか
った。従って鋳造品の翼部内部に中心用は巣等の鋳造欠
陥が発生し易いという傾向があった。このような鋳造欠
陥が発生すると、翼部付き製品としては強度が低下する
のはいうまでもない。

従来、このような鋳造欠陥の発生を防止するために、ボ
ス部側の翼部に付は肉を付し、鋳造方案上必要な溶湯の
温度勾配を確保する方法が実施されていた。しかし、翼
部に付は肉を付すと、該付は肉を除去する必要が生じる
ので、鋳造後の仕上段階にて付は肉をグラインダ等によ
って除去することが行われていた。このように翼部に付
は肉を付し、該付は肉をグラインダ等によって除去する
場合は、製造原価が上昇するのは勿論のことであるが、
それ以外にも翼部付き製品にとって重要な翼部の寸法精
度が低下するという問題も生じていた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、羽根車、プロペラ等の翼部付き製
品を鋳造するにあたって中心用は巣等の鋳造欠陥の発生
を防止し、健全な内部品質の鋳造品を得る方法を提供す
るにある。

本発明に係る翼部付き製品の鋳造方法は、複数の翼部が
ボス部の周囲に取着された翼部付き製品を鋳造する方法
において、鋳造品の最外周部を形成すべき金型と、上記
翼部及びボス部を形成すべき耐火物の鋳型とからなる複
合鋳型を用いて竪型遠心鋳造を行うことを特徴としてい
る。

以下、本発叫を添付図面を参照しながら詳細に説明する
。

第１図はシュラウド部を有するポンプ用羽根車を、本発
明方法によって鋳造している状態を示ず′ａ断面図であ
る。図中、（１）は底部側内径が若干縮径した容器状の
金型であり、その内周壁面は、溶湯（３）を鋳込んで鋳
造品をつくる場合に、環状のシュラウド部（３ｃ）の外
周面を形成する鋳型内面に相当している。該金型（１）
の上部には、鋳造時に上記シュラウド部（３ｃ）の上端
を形成する部分より上側を不連続的に拡径させることに
よって段部（１ａ）が形成されている。この段部（ｌａ
）には、中心孔（４ａ）を有する円板状のトッププレー
ト（４）の周縁部が載置されるようになっている。更に
金型（１）上部の拡径された部分には、セント用ピン（
５）・・　（５）を挿入すべきピン孔（ｌｂ）　・・　
（１ｂ）が円周に等配穿設されており、該ピン孔（Ｉｂ
）　・・　（１ｂ）にセント用ピン（５）・・　（５）
を挿入することによって金型（１）の段部（１ａ）に周
縁部が載置される上記トッププレート（４）を上方から
押さえ付けるようになっている。なお、図において金型
（１）は、周壁部と底部とが一体のものとして示されて
いるが、周壁部と底部とを別個に形成し、両者を組み合
わせて一体化したものであってもよいのは勿論である。

（２）は、ポンプ用羽根車のボス部（３ａ）及び複数の
翼部（３ｂ）・・　（３ｂ）の外形を形成するために造
型された耐火物鋳型である。該耐火物鋳型（２）は、例
えばＣＯｚ鋳型、フラン鋳型等の砂型、セラミック鋳型
又はセラミックシェル鋳型である。かかる耐火物鋳型（
２）は、金型（１）内に収納され、上方から前記トップ
プレート（４）にて押さえ付けられるようになっている
。更に該耐火物鋳型（２）の中央上方には、押湯部（３
ｄ）に相当する部分も造型付設されているが、この部分
をトッププレート（４）の中心孔（４ａ）に挿入させた
状態にて、上述したように耐火物鋳型（２）がトッププ
レート（４）にて上方から押さえ付けられるようになっ
ている。

このように耐火物鋳型（２）を収納させた金型（１）は
回転板（６）上に載置され、更にその回転板（６）は竪
型遠心鋳造機本体（図示せず）の回転軸（７）に取着さ
れている。

上述したような金型（１）と耐火物鋳型（２）とからな
る複合鋳型を用い、竪型遠心鋳造を行ってポンプ用羽根
車を鋳造する場合は、複合鋳型を回転させた状態にて鋳
込むべき金属の溶湯（３）を押湯部（３ｄ）　、即ちボ
ス部（３ａ）の上方より注入す゛る。この場合の複合鋳
型の回転速度は、５０〜１１０００ｒｐ程度である。そ
の最適条件は鋳造品の形状や大きさに応じて決定される
のはいうまでもない。

このようにしてポンプ用羽根車を鋳造する場合は、鋳造
品の最外周部、即ちシュラウド部（３ｃ）の外周を形成
すべき鋳型として冷却能の大きい金型（１）を用い、中
央部、即ち翼部（３ｂ）・・　（３ｂ）及びボス部（３
ａ）を形成すべき鋳型として冷却能の小さい耐火物鋳型
（２）を用いているため、翼部（３ｂ）　・−（３ｂ）
やボス部（３ａ）の溶湯（３）の冷却を遅延させ、シュ
ラウド部（３ｃ）から翼部（３ｂ）・・　（３ｂ）へ、
そして押湯側のボス部（３ｃ）へと順次凝固させること
、即ち指向性凝固を図ることができる。その結果、翼部
（３ｂ）・・（３ｂ）の内部に従来発生し易かった中心
力は巣等の鋳造欠陥の発生防止を図ることができる。

また、鋳造品の最外周部、即ちシュラウド部（３ｃ）の
外周を形成する部分に金型（１）を用いるため、鋳型強
度は、従来の砂型等に比して大幅に向上する。

更に、遠心鋳造が行われるため、翼部（３ｂ）・・　（
３ｂ）においては、ボス部（３ａ）側からシュラウド部
（３ｃ）側へ遠心力が働き、溶湯（３）が加圧されなが
らボス部（３ａ）より補給されることとなり、翼部（３
ｂ）・・　（３ｂ）に中心力は巣等の鋳造欠陥が発生す
ることが更にない。また溶湯中の介在物は遠心分離され
てボス部（３ａ）の上方の押湯部（３ｄ）に集積される
ため、健全な内部品質を有する鋳造品を得ることができ
る。

なお、上述したように複合鋳型の回転開始を溶湯（３）
の鋳込み前にするとよいのは勿論であるが、その回転開
始を溶湯（３）の鋳込み中又は溶湯（３）の鋳込み完了
後とした場合であっても、その回転開始時に翼部（３ｂ
）・・　（３ｂ）の溶湯（３）が凝固していない状態で
あれば遠心鋳造の効果は十分発揮できる。

また鋳造品の材質について言及するに、鋳鋼である場合
には、溶湯凝固時に収縮量が大きくて中心力は巣が発生
し易いので本発明方法の効果は特に顕著であるが、アル
ミニウム、アルミブロンズ、鋳鉄等である場合にも、中
心力は巣発生を防止するという本発明方法の効果は発揮
される。

更に第１図においては、翼部付き製品とし、てポンプ用
羽根車を例に挙げ、本発明方法を説明したが、ポンプ用
羽根車以外の翼部付き製品についても本発明方法が適用
できるのはいうまでもない。

特に、シュラウド部が存在しないもの、例えば解放形の
羽根車、プロペラ等を鋳造する場合にも、その鋳造品の
形状は、鋳造時の湯流れ等を考慮して翼部の外周を環状
体で一体連結したものとされるのが一般であり、その環
状体の外周面、即ち鋳造品の最外周部を、冷却能の大き
い金型にて形成することとすれば本発明方法はそのまま
適用でき以上詳述した如く、本発明方法によって翼部付
き製品を鋳造する場合には、鋳造品の最外周部を冷却能
の太き、い金型にて形成し、翼部及びボス部を冷却能の
小さい耐１火物鋳型にて形成し、更に竪型遠心鋳造を行
うこととしているので、指向性凝固が促進され、翼部に
発生し易い中心力は巣等の鋳造欠陥の発生を防止するこ
とができ、健全な内部品質の鋳造品を得ることができる
。このように本発明は羽根車、プロペラ等の複雑な形状
を有する製品を鋳造する場合に極めて有力な手段を従供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によってポンプ用羽根車を鋳造して
いる状態を示す縦断面図である。 ｌ：金型、２：耐火物鋳型、３：溶湯、３ａ：゛ボス部
、３ｂ：８部、３Ｃ：シュラウド部、３ｄ：押湯部。 代理人　弁理士　宮崎新へ部 第１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　複数の翼部がボス部の周囲に取着された翼部付
   き製品を鋳造する方法において、鋳造品の最外周部を形
   成すべき金型と、上記翼部及びボス部を形成すべき耐火
   物の鋳型とからなる複合鋳型を用いて竪型遠心鋳造を行
   うことを特徴とする翼部付き製品の鋳造方法。