JPS61273249A - 鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents

鋳造装置および鋳造方法

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JPS61273249A
JPS61273249A JP60243005A JP24300585A JPS61273249A JP S61273249 A JPS61273249 A JP S61273249A JP 60243005 A JP60243005 A JP 60243005A JP 24300585 A JP24300585 A JP 24300585A JP S61273249 A JPS61273249 A JP S61273249A
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JP
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mold
crucible
tube
molten metal
filling tube
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Application number
JP60243005A
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English (en)
Inventor
ジヨージ　デイー．チヤンドレー
ユージエン　ダブリユ．トーマス
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Hitchiner Manufacturing Co Inc
Original Assignee
Hitchiner Manufacturing Co Inc
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D37/00—Controlling or regulating the pouring of molten metal from a casting melt-holding vessel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

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】 〔発明の背景〕 本発明は、金属鋳造装置および鋳造方法に関するもので
あシ、よシ詳しく述べるならば、アメリカ特許第３，８
６３，７０６号、第３，９００，０６４号および第４，
１１２，９９７号に開示されたタイプの重力に逆らった
、差圧式の金属鋳造装置に関するものであり、これら特
許は本明細書に参照によって取り入れられている。
これら特許に開示された装置および方法が長年にわたっ
て好結果に商業的に使用されているにもかかわらず、約
１９ｍ（約３／４インチ）を越える肉厚を有する高融点
金属合金鋳物はこれら装置および方法では商業的に作ら
れなかった。なぜならば、アメリカ特許第４，１１２，
９９７号にて開示されたような仕切シ（スクリーン）が
このような合金と反応しかつ仕切シなしではこのような
厚い鋳物が凝固するに不経済な時間を必要とするために
仕切シが使用できないからである。
解決策を見出す試みにおいて、セラミックのゾールチェ
ック弁が使用されたが多くのこのような合金では商業的
でないことおよび信頼できないことがわかった。なぜな
らば、このような合金がセラミックを浸食する傾向があ
り、？−ルがその開放位置でひっかかって動かなくカリ
、そのため溶融金属が凝固前に坩堝内へ戻って鋳物が不
良品の結果となるからである。
したがって、本発明の主要目的は、差圧で重力に逆らっ
た金属鋳造（特に高融点金属合金のための鋳造）用の新
規な装置および方法を提供してこのような合金による比
較的厚い肉厚の鋳物の経済的鋳造を可能にすることであ
る。
〔発明の概要〕
このことは、本発明に係る鋳造装置を提供することによ
って達成され、この鋳造装置とけ（７）鋳型空隙部内へ
溶融金属を導入するための下端開孔のある鉛直流路を有
する通気性鋳型；（６）鋳型の下方に位置する溶融金属
を保持する坩堝；（ロ）溶融金属を坩堝から鋳型の下端
開孔部内へ導入するために坩堝および鋳型を相互に近づ
くように又は離れるように相対的に動かす動力手段；お
よびに）溶融金属が鋳型空隙部を鉛直流路を通って満た
すように鋳型および坩堝に差圧を与える圧力手段；全含
んでいる鋳造装置において、（ホ）鉛直鋳型流路の下端
開孔に密封的に接続されかつそこから坩堝の方へ下方へ
鉛直に伸びている下部部分を有する永続的に押し潰し可
能な金属充填管；および（９）鋳型と坩堝との間に配置
された充填管押し潰し手段であって、鋳型空隙部の充填
後に充填管を押し潰して該充填管を選択的にかつ永続的
に閉じて溶融金属の鋳型から坩堝への逆流を防止する充
填管押し潰し手段；を含んでいることを特徴とする鋳造
装置である。
本発明の方法によると、充填管および鋳型が坩堝の方へ
相対的に動かされて充填管の下端部を溶融金属の表面下
に動かし、差圧を鋳型および坩堝に適用して溶融金属が
充填管全通って鋳型空隙部を満たすようにし、その後に
、充填管が押し潰されて永続的に閉じられて鋳型および
充填管が坩堝から離れるように動かされるときに溶融金
属の鋳型空隙部から坩堝への逆流を防止する。
〔好ましい実施態様例〕
本発明の上記およびその他の目的全十分に説明するため
に、添付図面とともに本発明の好ましい実施態様例を以
下で詳細に説明する。
第１図、第２図および第３図は、本発明の装置の概略断
面図であって、本発明の方法の操業における一連の工程
を示す図である。
図面を参照して、鉛直可動支持体１４に充填画室（容器
）１２が装着されておシ、この画室は分割可能でかつ密
封可能である。充填画室１２は、その上部壁に差圧装置
（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｒｅｌＩｓｕｒｅａｐ
ｐａｎａｔｕｓ　）　１６への接続具を有しかつその下
部壁に２０で示された通気性鋳型（ｇａｓ　ｐｅｒｒｎ
ｅａｂｌｅｍｏｌｄ）’ｌ支えるための中央開孔１８を
有する。この鋳型２０は上述のアメリカ特許にて開示さ
れたシェル型のものでよく、鋳型空隙部（キャピテイ）
２６内へ溶融金属を導入するための下端開孔２４のある
鉛直流路２２′ｆｔ有している。表出している溶融金属
表面３２を与える溶融金属を保持するための坩堝３０が
充填画室１２の下方に配置されている。溶融金属が鉛直
鋳型流路２２全通して鋳型空隙部２６全満たすように、
差圧装置１６全通例のやり方で選択的に操作して坩堝３
０へとは異なる圧力を画室１２お工び鋳型２０に加える
。可動支持体１４に接続された液圧シリンダー３４が設
けられて、鋳型２０ｇ有する画室１２を選択的に上げる
か又は下げることによって鋳型２０を有する画室１２お
よび坩堝３０を相対的に近づくようにおよび離れるよう
に動かす。
本発明によると、４０で示された着脱可能な、永続的に
押し潰し可能な、−回使用の使い捨て中空金属充填管が
設けられておシ、この充填管は、放射状に広がるフラン
ジ４２を備えた上部じょうご状部分とそこから下方に伸
びる下部部分４４からなる。上部じＬうご状部分のフラ
ンジ４２が画室１２の下側鋳型担持壁と鋳型２０の下端
開孔２４のまわυの下端部分との間に密封的にはさまれ
、そして下部部分４４が画室１２の中央開孔１８全通し
てそこから鉛直下方に坩堝３０内溶融金属表面３２へ伸
びている。充填管押し潰し機（ｆ　ｉｌｌ　ｐｉｐｅ　
ｃｒｉｍｐｌｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　）が、鉛直可動支持
体１４の下端に装着された液圧シリンダー５２によって
操作される水平可動押し潰し具５０と支持体１４に装着
された対抗押圧受台５４とか゛らなりかつ画室１２と坩
堝３０との間に配置されている。図面に示されたように
、充填管４０の下部部分４４の両側に配置された押し潰
し具５０および押圧受台（ａｂｕｔｍｅｎｔ　）　５４
が鋳型空隙部２６の充填完了後に充填管４０の下部部分
４４を選択的にかつ永続的に押し潰して充填管を永久的
に閉じる。このことによって、鋳型２０を有する画室１
２および充填管４０が坩堝３０から離れるように上方へ
動かされるときに、溶融金属が坩堝３０内へ逆流するの
を防止する。充填管４０の下部部分４４の少なくとも一
部が押し潰されうる金属であるので、その部分は押し潰
し具５０の押圧受台５０の方への前進によって永久変形
されて、第２図および第３図に示すように永続的に押し
潰された部分５６となり、第３図に示したように押し潰
し具５０が引っ込だ後であってもそこでの中空内部を永
続的に閉じてそこを通っての溶融金属の流れを防止する
。実際に、多くの充填管金属において充填管の押し潰さ
れた部分５６け押し潰し具５０および押圧受台５４の作
用によって接合的に閉じられ、この接合は金属充填管４
０からの急速な熱損失の故に維持される。
操業において、本発明にしたがりて、第１に、充填管４
０の下部部分４４が開かれている画室１２の下部開孔１
８を通して挿入されて、充填管のじょうご状部分４２が
画室１２の下側壁によって支持されそして充填管の下部
部分４４が坩堝３０の方へ鉛直下方へ伸びて坩堝３０内
溶融金属の表面３２の上方にある。次に、鋳型２０はそ
の下端開孔２４が充填管４０と同心状的に充填管じょう
ご状部分４２の上側表面上に配置され、そのため充填管
４０が鉛直鋳型流路２２の下端開孔２４と下部開孔１８
をとり巻く画室１２０下側壁とのＶＪを密封的に接続し
ている。そして画室１２け閉じられて差圧装置１６に接
続される。
その後に、鋳型２０および充填管４０を有する画室１２
が液圧シリンダー３４を操作することによって下方へ動
かされて、充填管４０の下端部を坩堝３０内の溶融金属
の表面３２の下方に動かし、第１図に示したように坩堝
３０から溶融金属を充填管４０の下端部内へ導入する。
次に、差圧装置１６’４−操作することによって減圧を
画室１２したがって鋳型２０に適用して溶融金属が充填
管４０および中央鉛直鋳型流路２２を通して鋳型空隙部
２６を満たすようにする。
鋳型空隙部２６が充填された後で、水平可動押し潰し具
５０が液圧シリンダー５２によって操作されて、第２図
に示されたように、充填管４０の下部部分４４の反対側
にある対抗押圧受台５４の方へ水平に進められる。この
ことによって充填管４０の下部部分４４を押し潰して第
２図および第３図に示したように永続的に押し潰された
部分５６’、（形成し、その中空内部を永続的に閉じて
、押し潰し具５０が第３図に示したように引っ込んだ後
であっても、鋳型２０および充填管４０全有する画室１
２が坩堝３０から離れるように上方へ動かされるときに
溶融金属の坩堝３ｏへのもどり逆流全防止する。実際に
は、上述したように充填管押し潰し部分５６の内壁が押
し潰し具５０および押圧受台５４の作用による押し潰し
力の１秒又は２秒に過ぎない適用によって接合的に閉じ
られ、この後に押し潰し具５４が引っ込められてもそれ
以後接合部は金属充填管４０からの急速な熱損失の故に
維持される。このことは鋳造ザイクル時間を減らして生
産量を高めるので特に有益である。
最後に、画室１２が開かれ、充填された鋳型２０および
充填管４０が凝固金属によって一つに合わされて取シ出
され、次の鋳造サイクルの用意がなされる。
重要なことは、充填管４０の金属又は合金が鋳造される
金属と両立できるので例えば、少なくとも同−金属が使
用されることである。このために充填管４０が坩堝３０
内の溶融金属の表面３２に導入されるにつれて充填管４
０の下端部が溶ける結果となるので、液圧シリンダー３
４が鋳型２０の充填サイクル中画室１２を下方へ継続的
に動かすように操作されることが意図され、その後も画
室の下向移動が続けられかつ押し潰し具５０が充填管４
０を押し潰すように操作され、その後の充填管４０の下
端部のさらなる溶解は重要なことではない。
代案として、充填管４０が薄いセラミック外側被覆を有
してもよく、この被覆は充填管４０が溶融金属中に沈め
られる時間が短かいので充填管の溶解を防止し、充填管
の押し潰し又は接合を妨げない。別の代案として、充填
管４０の押し潰される部分よシ下方で溶融金属内に沈め
られる下部部分がセラミックであってもよく、なぜなら
ば、充填管４０の下部部分が沈められる時間は短かく、
実際に沈められる充填管４００部分は溶解を受けるだけ
であるからである。
充填管の金属はほとんどいつもその融点が坩堝白金属の
温度よりも低いので、充填管があまりも薄すぎるならば
、充填管は壊れて鋳造はできないであろうことを、発明
者らは見出した。もし充填管があまシも厚すぎるならば
、金属が充填管の内側および外側表面上で凝固して鋳造
をできないようにする。発明者らは、実際的肉厚を、２
５．４〜７６．２瓢（１〜３インチ）の直径で１２７〜
７６２ａｍ（５〜３０インチ）の長さの範囲での一回使
用充填管で１．５２４〜４，５７２哨（０，０６０〜０
．１８０インチ）であると決めた。充填管肉厚のこの範
囲は永続的に接合された押し潰され部分の形成および維
持とも適合する。
また、発明者らは、押し潰し作用が管フランジをゆがめ
ないでかつ管フランジと通気性鋳型との間の接合部から
の溶融金属漏れを招かないように、押し潰し位ｔを充填
管の上端部およびフランジから管直径の少なくとも１．
５倍の距離にしなければならないことを見出した。
本明細書での好ましい実施態様例の記載がアメリカ特許
第３，８６３，７０６号、第３，９００，０６４号およ
び第４，１１２，９９７号に開示されたシェル型鋳型に
言及したにもかかわらず、他のタイプの通気性鋳型（従
来の結合砂型又は結合さ・れない砂型、並びに「消失発
泡体（１ｏｓｔ　ｆｏａｍ　）Ｊ型の鋳型を含めて）が
本発明の実施に使用されてもよいことは予想される。後
者では鋳物砂が湯口の付いたポリスチレン発泡体模型の
まわシに詰められ、そして溶融金属が発泡体へ直接に導
入されて、ポリスチレンは蒸発して鋳物砂を通して逃げ
、発泡体模型の複製（レプリカ）である鋳物が残る。
本発明の変形態様例が本発明の精神および特許請求の範
囲内で金属鋳造分野での当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図および第３図は、本発明に係る鋳造装置
の概略断面図であって、本発明に係る鋳造方法にしたが
った一連の工程を示す図である。 １２・・・画室、１４・・・鉛直可動支持体、１６・・
・差圧装置、２０・・・通気性鋳型、２４・・・下端開
孔、２６・・・鋳型空隙部、３０・・・鋳型、３２・・
・溶融金属の光面、４０・・・充填管、４２・・・じょ
うご状部分のフランジ、４４・・・下部部分、５０−・
・・押し潰し具、５４・・・対抗押圧受台、５６・・・
押し潰された部分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、（ア）鋳型空隙部内へ溶融金属を導入するための下
    端開孔のある鉛直流路を有する通気性鋳型；（イ）前記
    鋳型の下方に位置する溶融金属を保持する坩堝； （ウ）前記坩堝および前記鋳型を相互に近づくように又
    は離れるように相対的に動かす動力手段；および （エ）前記溶融金属が前記鋳型空隙部を前記流路を通っ
    て満たすように前記鋳型および坩堝に差圧を与える圧力
    手段； を含んでいる鋳造装置において、前記鋳造装置が（オ）
    前記鉛直鋳型流路の下端開孔に密封的に接続されかつそ
    こから前記坩堝の方へ鉛直下方へ伸びている下部部分を
    有する着脱可能な、永続的に押し潰し可能な金属充填管
    ；および （カ）前記鋳型と前記坩堝との間に配置される解除可能
    な充填管押し潰し手段であって、前記鋳型空隙部の充填
    後に前記充填管を選択的にかつ永続的に押し潰して該充
    填管を閉じて前記鋳型および充填管が前記坩堝から離れ
    るように動かされるときに溶融金属の前記鋳型から前記
    坩堝への逆流を防止する充填管押し潰し手段； を含んでいることを特徴とする鋳造装置。 ２、（ア）鋳型空隙部内へ溶融金属を導入するための下
    端開孔のある鉛直流路を有する通気性鋳型；（イ）前記
    鋳型流路下端開孔の下方に位置する下側開孔を有する鋳
    型担持体； （ウ）前記鋳型担持体の下方に位置する溶融金属を保持
    する坩堝； （エ）前記坩堝および前記鋳型を相互に近づくように又
    は離れるように相対的に動かす動力手段；および （オ）前記溶融金属が前記鋳型空隙部を前記流路を通っ
    て満たすように前記鋳型および坩堝に差圧を与える圧力
    手段； を含んでいる鋳造装置において、前記鋳造装置が（カ）
    放射状に広がる上部フランジおよびそこから前記坩堝の
    方へ鉛直下方へ伸びている下部部分を有する着脱可能な
    、永続的に押し潰し可能な金属充填管であって、前記フ
    ランジが前記鋳型流路下端開孔と前記鋳型担持体の下側
    開孔との間に密封的に置かれかつこれら開孔を囲んでい
    る金属充填管；および （キ）前記鋳型と前記坩堝との間に配置される充填管押
    し潰し手段であって、前記鋳型空隙部の充填後に前記充
    填管を選択的に押し潰して該充填管を閉じて前記鋳型お
    よび充填管が前記坩堝から離れるように動かされるとき
    に溶融金属の前記鋳型から前記坩堝への逆流を防止し、
    その後に前記充填管をその取出しのために解放するよう
    に広げられる充填管押し潰し手段； を含んでいることを特徴とする鋳造装置。 ３、前記充填管は前記押し潰し手段によって前記充填管
    の内壁を接合するように永続的に閉じられることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の鋳造装置
    。 ４、前記充填管は、その肉厚が１．５２４ないし４．５
    ７２ｍｍでありおよびその上端部から管直径の少なくと
    も１．５倍の距離にて押し潰されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の鋳造装置
    。 ５、前記坩堝は溶融金属を所定温度にて収容しており、
    および前記充填管は前記坩堝内溶融金属の前記所定温度
    よりも低い温度にて溶融することを特徴とする特許請求
    の範囲第２項又は第３項記載の鋳造装置。 ６、通気性鋳型に鋳造する方法が下記工程（ア）〜（カ
    ）： （ア）鋳型空隙部内へ溶融金属を導入するための下端開
    孔のある鉛直流路を有する通気性鋳型を用意する工程； （イ）前記鋳型の下方に位置する溶融金属を保持する坩
    堝を用意する工程； （ウ）前記鉛直鋳型流路の下端開孔に密封的に接続され
    かつそこから前記坩堝の方へ鉛直下方へ伸びている下部
    部分を有する永続的に押し潰し可能な金属充填管を用意
    する工程； （エ）前記充填管の下端部を前記坩堝内の溶融金属の表
    面下に動かして溶融金属を前記坩堝から前記充填管の下
    端部内へ導入するように前記鋳型および充填管を相対的
    に動かす工程； （オ）前記溶融金属が前記鋳型空隙部を前記充填管を通
    して満たすように前記鋳型および坩堝に差圧を与える工
    程；および （カ）前記鋳造空隙部の充填後に前記鋳型および充填管
    が前記坩堝から離れるように動かされるときに溶融金属
    の前記鋳型空隙部から前記坩堝への逆流を防止するよう
    に前記充填管を永続的に押し潰して該充填管を閉じる工
    程； を含んでなることを特徴とする鋳造方法。 ７、通気性鋳型に鋳造する方法が下記工程（ア）〜（ク
    ）： （ア）鋳型空隙部内へ溶融金属を導入するための下端開
    孔のある鉛直流路を有する通気性鋳型を用意する工程； （イ）前記鋳型流路下端開孔の下方に位置する下側開孔
    を有する鋳型担持体を用意する工程；（ウ）前記鋳型担
    持体の下方に位置する溶融金属を保持する坩堝を用意す
    る工程； （エ）放射状に広がる上部フランジおよびそこから前記
    坩堝の方へ鉛直下方へ伸びている下部部分を有する永続
    的な押し潰し可能な金属充填管であって、前記フランジ
    が前記鋳型流路下端開孔と前記担持体の下側開孔との間
    に密封的に置かれかつこれら開孔を囲んでいる金属充填
    管を用意する工程； （オ）前記充填管の下端部を前記坩堝内の溶融金属の表
    面下に動かして溶融金属を前記坩堝から前記充填管の下
    端部内へ導入するように前記鋳型および充填管を相対的
    に動かす工程； （カ）前記溶融金属が前記鋳型空隙部を前記充填管を通
    して満たすように前記鋳型および坩堝に差圧を与える工
    程； （キ）前記鋳造空隙部の充填後に前記鋳型および充填管
    が前記坩堝から離れるように動かされるときに溶融金属
    の前記鋳型空隙部から前記坩堝への逆流を防止するよう
    に前記充填管を永続的に押し潰して該充填管を閉じる工
    程；および （ク）前記充填管を前記鋳型および担持体から離す工程
    ； を含んでなることを特徴とする鋳造方法。 ８、前記充填管の内壁が前記押し潰しによって永続的に
    接合されて前記充填管を永続的に閉じることを特徴とす
    る特許請求の範囲第６項又は第７項記載の鋳造方法。 ９、前記充填管が前記坩堝内の溶融金属の温度よりも低
    い温度にて溶解することを特徴とする特許請求の範囲第
    ６項、第７項又は第８項記載の鋳造方法。 １０、前記充填管は、その肉厚が１．５２４ないし４．
    ５７２ｍｍでありおよびその上端部から管直径の少なく
    とも１．５倍の距離にて押し潰されることを特徴とする
    特許請求の範囲第６項、第７項又は第８項記載の鋳造方
    法。
JP60243005A 1985-05-28 1985-10-31 鋳造装置および鋳造方法 Pending JPS61273249A (ja)

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US738688 1985-05-28

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