JPS613648A - 単一，硬質，自立性，通気性，低温結合の砂型 - 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】 〔関連出願の参照〕 本出願は米国特許第４，３４０，１０８号（１９８２年
７月２０日発行）および米国特許出願第５７４，９３８
号（１９８４年１月２７日出願）（これらの両方共参考
として本文に引用）に関連する。

以下余白 〔発明の背景〕 前記特許および特許員願に記載されている鋳型である単
一、硬質、自立性、通気性、低温結合、砂型（ｕｎｉｔ
ａｒｙ＋ｒｉｇｉｄ＋ｓｓｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ
＋ｇａｓｐｅｒｍｓａｂｌｓ＋ｌｏｗ　ｔ＠ｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ　ｂｏｎｄｅ＋Ｌｓａｎｄｇｒａｉｎ　ｍｏｌ
ｍｌｇ）は、過去数年間にわたって多くの用途において
よシ高価な耐熱性セラミ、り鋳型に成功裡に取って代っ
て来た。しかしながら、ある用途、たとえば鋳型キャビ
ティの下端が、鋳型の上面に減圧を施すことによって湯
口を介して鋳型キャビティに引き入れられる溶融金属の
表面より下方にかなシの距離まで延びている鋳盃では、
不良鋳造部品の結果になるガス欠陥が時々問題になる。

さらに、鋳造部品の厚さが増すにつれて、その厚さがガ
ス欠陥の出現によって制御される場合がある。

〔発明の分野〕

不発明は、鋳型上面に減圧を施しながら鋳型キャビティ
湯口下端開口のある鋳型下面を溶融金属に浸漬すること
によって溶融金属が充填されるようになっている鋳型キ
ャビティを１つまたはそれ以上有する単一、硬質、自立
性、通気性、低温結合、砂型での金属鋳造に関する。さ
らに詳細には、本発明は、他の場合には予期されるガス
欠陥を含まないある種の部品特に深い鋳型キャビティを
有するものおよび肉厚の大きいものをこのような鋳型で
鋳込むことを可能にするそのような鋳型の改良に関する
。

〔従来技術の説明〕

前記特許および特許出願の発明と同様に本発明は、溶融
鉄金属の存在下で大体数秒で「自己崩壊する」低温結合
砂型の鋳型にのみ関する。このような自己崩壊鋳型は、
湯口が鋳型キャビティから鋳型合わせ面に沿って延びて
いて鋳型合わせ面における鋳型の側面または上面に湯口
開口のあるような非常に異なる構造ではあるが重力鋳造
において数十年の間使用されて来た。

しかしながら、少なくとも湯口の部分が鋳型合わせ面に
対して垂直に延びていて鋳型下表面に湯口開口のある独
特の鋳型構造を必要とする前記特許および特許出願の発
明までは、そのような低温結合砂型は高温セラミック鋳
型に対するコスト上の利点が以前から知られていたけれ
ども真空鋳造において使用してもうまくいかなかった。

したがって、当然従来技術は先に述べ念ような鋳型に限
定される。

〔発明の概要〕

本発明は、垂直方向で離隔された上表面と下表面および
これらの間の周囲側面ヲ鼻しかつこれら上表面と下表面
との間にこれらの面から間隔をおｔｎ７２鋳型キャビテ
ィを有する単一、硬質、自立性、通気性、低温結合、砂
型であって、前記鋳型キャビティが前記下表面に下端開
口のある湯口につながっておシ、前記鋳型の上底面に減
圧を適用しながら前記湯口の下端開口のある鋳型下表面
を溶融金属に浸漬することによって前記湯口を介して溶
融金属を充填されるようになっている鋳型に関する。

本発明は、鋳型キャビティ、湯口および鋳型の上表面お
よび下表面の各々に近くかつそれらから間隔をおいた囲
まれたガス捕集空間を設けることを特徴とするものであ
って、鋳型キャビティの充填生鋳型キャビティおよび湯
口からのガスを捕集し、そして鋳型上表面への減圧の適
用によりで鋳型上表面を通して囲まれた空間からガスを
制御除去するものである。

〔好ましい実施態様の説明〕

図面を見るに、１個の鋳型キャビティ（空隙部）を有す
る・ように部分図に示された鋳型は、一般に前記特許お
よび特許願に図示記載された種類のものであって、通気
性鋳型の湯口開口のある下面を溶融金属浴面の下に浸漬
しながら鋳型の上面に減圧を施すことによって鋳型キャ
ビティに同時に充填させるような水平面に設けられた複
数の鋳型キャビティを有することが出来る。

本発明の鋳型の第一実施態様を第１−３図に示す。直方
形鋳造部品１２が第４図に示されるが、その堰１４は取
シ除かれたものとして示されているＯ 第１−３図において、本発明の鋳型の第一実施態様は前
記特許および特許願の鋳型と同様に、一般に１６で示さ
れる通気性、低温結合、砂型（ｓａｎｄｍｏｌｄ）の上
型および一般に１８で示される通気性、低温結合、砂型
の下型からなる。上型１６および下型１８は一般に水平
の鋳型合わせ面（分割面）２０において一つに接着固定
されておシ、鋳型の上部鋳型表面１７および下部鋳型表
面１９が鋳型合わせ面２０に対して両側に垂直方向で離
れてこれらの間に周囲側面がある。

上型１６は合わせ面２０における下面において、鋳型キ
ャビティ上部部分２２と、盲押湯上部部分２４と、水平
堰止部部分２６となる上方に伸びる複数のくぼみを有す
る。上型１６はばら砂と結合剤混合物とを金属模型上に
分配し、その上で焼成して硬化させる通常の技術によっ
て作られ、この金属模型は合わせ面２０を画成する金属
ペース板とその上に設けられるくぼみのノ４ターンを画
成する金属パターンとからなり、第１図に示すような大
体均一な外部肉厚を有する上型１６ｆ、形成する。

下型１８は合わせ面２０における上面において、深い鋳
型キャビティ下部部分３０と、盲押湯下部部分３２と、
水平層下部部分３４となる下方に延びる複数のくぼみを
有する。細い湯口３６は盲押湯下部部分３２から垂直下
方に延びておシ、その下端開口３８は下部鋳型表面１９
にある。

本発明は、各鋳型キャビティおよび湯口ならびに上部お
よび下部鋳型表面に近くかつそれらから間隔をおいｆｃ
新規な囲まれたガス捕集空間（ｖｏｉｄｓ）を提供する
。操業に際して、下型シェル１８が合わせ面２０と平行
でかつその面よ勺わずかに下の水平な溶融金属浴面Ｓの
下に浸漬された後、鋳型キャビティの充填中、これらの
空間は、溶融金属がまず湯口に次いで鋳型キャビティに
進入するにつれて溶融金属によって湯口および鋳型キャ
ビティから追い出されるガスを捕集し、上部鋳型表面に
減圧を適用時に上部鋳型表面を通して第１−３図のガス
流矢印によって示されるようにガスを制御除去して、そ
うでなければ起シ得るガス欠陥を防止する働きをする。

さらに詳細には、本発明では下型１８内に複数のガス捕
集空間を設け、これらは下部鋳型下部表面１９に近くか
つそれから間隔をおいた密閉下端を有しかつ鋳型合わせ
面２０まで延びている。第１−３図に示すように、これ
らのガス捕集空間には、深い鋳型キャビティ下部部分３
０に隣接しそれとほぼ同じ幅を有しかつその反対側の湯
口３６から離間している鋳型キャビティ空間４０、湯口
３６の両側に離隔されているサイド鋳型キャビティ空間
４２および４４、および鋳型キャビティ下部部分３０と
は湯口３６について反対側であって湯口３６から離隔し
た湯口空間４６があり、空間４２．４４および４６は湯
口３６とほぼ同じ断面積を有している。

上型１６および下型１Ｂが合わせ面２０の周辺のまわシ
で適当な接着剤により付着されると、上型１６は空間４
０．４２．４４および４６の開放上端をおおい、これら
の空間は囲まれたガス捕集空間となって鋳型キャビティ
の充填時ガスを捕集してそれらのガスを上型１６を通し
て制御除去する。

本発明の他の特徴は、下型１８において平らな一般に平
面状の下部表面１９を設けたことであシ、そのためこの
下部表面には鋳型キャビティと、湯口またはガス捕集空
間との間において延在してそこへの溶融金属の進入でガ
ス捕集空間へのガスの所望流れを妨げるくほみを含んで
いない。

本発明の他の特徴によれば、湯口下端開口３８は充填時
ガス除去の制御をよシよくするた込に第１図に示すよう
に丸みをつけるのが好ましい。

本発明の鋳型の第二実施態様を第５−７図に示す。中空
管フランジ鋳造部品５ｏのその層部分５２および５４を
取）除いたものを第８図に示す。

第５−７図において、本発明の鋳型の第二実施態様もま
た、一般に５６で示される通気性、低温結合、砂型の上
型および一般に５８で示される通気性、低温結合、砂、
型の下型からなり、それらの間に一般に円柱形の中子６
１が組込まれている。

中子６１を間に含む上型５６および下型５８は一般に水
平鋳型合わせ面６ｏにおいてそれらの周辺のまわシで一
つに接着固定され、上部鋳型表面５７および下部鋳型表
面５９は鋳型合わせ面６゜に対して両側に垂直方向で離
れてこれらの間に周囲側面があシ、かつ組立てられた鋳
型内の中子　。

６１はその軸線が合わせ面６ｏに沿って延在している。

上型５６は合わせ面６０におけるその下面において、円
柱中子６１の切如円錐端を受は入れる半円切頭円錐端を
有する鋳型キャビティ上部部分６２および横に離隔した
複数の水平堰止部部分６３となる上方に延びる複数のく
ほみを有する。

上型５６は前述の如く上型１６と同じようにしてつくら
れ、また中子６１は同じ混合物でつくられ、焼成されて
中実通気性中子６１とされ、上型と下−型との間に組み
込まれて第８図に示すような中空円筒部品５０を与える
。

下型５８は合わせ面６０におけるその上面において、フ
ランジ付き半円筒鋳型キャビティ下部部分６４および横
に離隔した水平層下部部分６６および６７となる下方に
延びる複数のくほみを有する。横に離隔した細湯口６８
および６９は層下部部分６６および６７の端部から垂直
下方に延在しておシ、それらの下端間ロア０は下部鋳型
表面５９にある。

本発明の第二実施態様もまた、各鋳型キャビティおよび
湯口ならびに上部および下部鋳型表面に近くかつそれら
から間隙をおいた新規な囲まれたガス捕集空間を提供す
る。操業に際して、下型シェル５８が合わせ面６０と平
行でかつその面よりわずかに下の水平な溶融金属浴面Ｓ
の下に浸漬された後、これらの空間は、鋳型キャビティ
を充填中、溶融金属がまず湯口に次いで鋳型キャビティ
に進入するにつれて溶融金属によって湯口および鋳型キ
ャビティから追い出されるガスを捕集し、上部鋳型表面
に減圧を適用時に上部鋳型表面を通して第５−７図のガ
ス流矢印によって示されるようにガスを制御除去してそ
うでなければ起シ得るガス欠陥を防止する働きをする。

さらに詳細には、本発明の第二実施態様では、下型５８
内に複数のガス捕集空間を設け、これらは下部鋳型下表
面５９に近くかつそれから間隔をおいた密閉下端を有し
かつ鋳型合わせ面６ｏまで延びている。第５−７図に示
すように、これらのガス捕集空間には、鋳型キャビティ
下部部分６４のフランジ部分の両側近くにあってそのサ
イドで向い合った湯口６８および６９から間隔をおいで
ある鋳型キャビティ空間７２および７４、および湯口６
８と６９の間に間隔をおいた湯口空間７６がある。

上型５６および下型５８が合わせ線６０の周辺のまわシ
で適当な接着剤にょシ付着されると、上型５６は空間７
２，７４および７６の上端開口をおおい、これらの空間
は囲まれた（ｅｎｃｌｏｓｅｄ）ガス捕集空間となって
鋳型キャビティの充填時にガスを捕集してそれらのガス
を上型５６を通して制御除去する。

下型５８の下表面５９も一般に平らな平面状をなし、そ
の下表面には鋳型キャビティと、湯口またはガス捕集空
間との間において延在してそこへの溶融金属の進入でガ
ス捕集空間へのガスの所望流れを妨げるくぼみを含んで
いない。

また、湯口下端間ロア０も、充填時にガス除去の制御を
よりよくするために第５図および第７図に示すように丸
みをつけるのが好ましい。

添付の特許請求の範囲の精神および範囲内で本発明の他
の修正は当業者が思い付くであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施態様に依る鋳型の部分断面図
；第２図は第１図の鋳型合せ線２−２に沿って取られた
第１図の鋳型の下型シェルの部分平面図；第３図は第１
図の断面線３−３に沿って取られた第１図の鋳型の下型
シェルの部分断面図；第４図は第１−３図の鋳型で鋳造
された部分であって堰部分が除去されている部品の斜視
図；第５図は本発明の第二実施態様に係る鋳型の部分断
面図；第６図は第５図の鋳型合せ線６−６に沿って取ら
れた第５図の鋳型の下型シェルの部分平面図；第７図は
第５図の断面線７−７に沿りて取られた第５図の鋳型の
下型シェルの部分断面図；第８図は第５−７図の鋳型で
鋳造された部品であって堰部分が除去されている部品の
斜視図である。 １２・・・長方形鋳造部品、１４・・・堰部分、１６・
・・上型、１７・・・上部鋳型表面、１８・・・下型、
１９・・・下部鋳型表面、２０・・・鋳型合せ面、２２
・・・鋳型キャビティ上部部分、２４・・・盲押し湯上
部部分、２６・・・水平堰上部部分、３０・・・鋳型キ
ャビティ下部部分、３２・・・盲押し湯下部部分、３４
・・・水平層下部部分、３６・・・湯口、３８・・・下
端開口、４０・・・鋳型キャビティ空間、４２．４４・
・・丈イド鋳型キャビティ空間、４６・・・湯口空間、
５０・・・中空管７ランジ鋳造部品、５２．５４・・・
堰部分、５６・・・上型、５７・・・上部鋳型表面、５
８・・・下型、５９・・・下部鋳型表面、６０・・・鋳
型合せ面、６１・・・円柱中子、６２・・・鋳型キャビ
ティ上部部分、６３・・・水平堰上部部分、６４・・・
鋳型キャビティ下部部分、６６．６７・・・水平層部分
、６８．６９・・・湯口、７０・・・下端開口、７２．
７４・・・鋳型キャビティ空間、７６・・・湯口空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直方向で離隔された上表面と下表面およびこれら
   の間の周囲側面を有し、そしてそれらの上表面と下表面
   の間にこれら面から間隔をおいて設けられかつ前記下表
   面に下端開口のある湯口につながっている鋳型キャビテ
   ィを有する単一、硬質、自立性、通気性、低温結合の砂
   型であって、前記鋳型キャビティが、前記鋳型の上表面
   に減圧を適用しながら前記湯口の下端開口のある下表面
   を溶融金属に浸漬することによって前記湯口を介して溶
   融金属を充填されるようになっている鋳型において、 前記鋳型キャビティ、湯口および鋳型の上表面および下
   表面に近くかつそれらから間隔をおいて離れている囲ま
   れたガス捕集空間であって、前記鋳型キャビティの充填
   中に前記鋳型キャビティおよび湯口からのガスを捕集し
   、前記鋳型上表面への前記減圧の適用によって前記鋳型
   上表面を介して前記空間から前記ガスを制御除去するた
   めの囲まれたガス捕集空間を有することを特徴とする単
   一、硬質、自立性、通気性、低温結合の鋳型。 ２、前記囲まれたガス捕集空間が、複数の空間からなり
   、そのうちの少なくとも１つは前記鋳型キャビティの近
   くに配置されかつそのうちの少なくとも１つは前記湯口
   の近くに配置されている、特許請求の範囲第１項に記載
   の鋳型。 ３、前記鋳型下表面には前記湯口と、鋳型キャビティと
   、ガス捕集空間との間に延びるくぼみがなく前記湯口お
   よび鋳型キャビティから前記空間へのガス流の制御が改
   善されている、特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の鋳型。 ４、前記湯口に丸みのついた下端開口を設けて前記ガス
   捕集空間へのガス流の制御が改善されている、特許請求
   の範囲第３項に記載の鋳型。 ５、垂直方向で離隔された上表面と下表面およびこれら
   の間の周囲側面を有し、そしてそれらの上表面と下表面
   の間にこれら面から間隔をおいて設けられかつ前記下表
   面に下端開口のある湯口につながっている鋳型キャビテ
   ィを有する単一、硬質、自立性、通気性、低温結合の砂
   型であって、前記鋳型キャビティが、前記鋳型の上表面
   に減圧を適用しながら前記湯口の下端開口のある下表面
   を溶融金属に浸漬することによって前記湯口を介して溶
   融金属を充填されるようになっている鋳型において、 前記鋳型は、一般に水平の鋳型合せ面において前記上表
   面および下表面を前記鋳型合せ面の反対側に垂直方向で
   離隔させてひとつに接着固定された通気性の上型および
   下型からなり、 前記下型は、前記一般に水平の鋳型合せ面まで延びる鋳
   型キャビティ下部部分、前記鋳型下表面に下端開口のあ
   る湯口、および前記鋳型キャビティ下部部分、湯口およ
   び鋳型下表面に近くかつこれらから離隔した、前記一般
   に水平の鋳型合せ面まで延びるガス捕集空間を有し、 前記上型は前記下型のガス捕集空間をおっ て、前記鋳型キャビティ、湯口および鋳型の上表面およ
   び下表面に近くかつそれらから離隔した囲まれたガス捕
   集空間とし、前記鋳型キャビティの充填中に前記鋳型キ
   ャビティおよび湯口からのガスを捕集し、前記鋳型上表
   面への前記減圧の適用によって前記鋳型上表面を介して
   前記空間手段から前記ガスを制御除去させるようにする
   、ことを特徴とする単一、硬質、自立性、通気性、低温
   結合の鋳型。 ６、前記下型の下表面が前記ガス捕集空間と、前記湯口
   および鋳型キャビティとの間に延びるくぼみを有さず、
   それによって前記湯口および鋳型キャビティから前記空
   間へのガス流の制御が改善されている、特許請求の範囲
   第５項に記載の鋳型。 ７、前記湯口は、垂直部分、および前記垂直部分を前記
   鋳型キャビティに連結する水平部分を有する、特許請求
   の範囲第５項または第６項に記載の鋳型。 ８、垂直方向で離隔された上表面と下表面およびこれら
   の間の周囲側面を有し、そしてそれらの上表面と下表面
   の間にこれら面から間隔をおいて設けられかつ前記下表
   面に下端開口のある湯口につながっている鋳型キャビテ
   ィを有する単一、硬質、自立性、通気性、低温結合の砂
   型であって、前記鋳型キャビティが、前記鋳型の上表面
   に減圧を適用しながら前記湯口の下端開口のある下表面
   を溶融金属に浸漬することによって前記湯口を介して溶
   融金属を充填されるようになっている鋳型において、 前記鋳型は、一般に水平の鋳型合せ面において前記上表
   面および下表面を前記鋳型合せ面の反対側に垂直方向で
   離隔させてひとつに接着固定された通気性の上型および
   下型からなり、 前記下型は、 前記一般に水平の鋳型合せ面まで延びる鋳型キャビティ
   下部部分、 前記鋳型下表面で露出された下端開口を有する垂直部分
   および前記垂直部分を前記鋳型キャビティと連結する水
   平部分を有する下型湯口 前記ガス捕集空間と、前記湯口および鋳型キャビティと
   の間に延びるくぼみがなく、前記湯口および鋳型キャビ
   ティから前記空間へのガス流の制御を改善する前記下型
   の下表面、および 前記一般に水平の鋳型合せ面まで延びそして前記下型の
   下表面に近くかつそれから離隔した複数の下型ガス捕集
   空間であって、そのうちの少なくとも１つは前記鋳型キ
   ャビティの近くで前記水平湯口部分とは反対側に配置さ
   れ、またそのうちの少なくとも１つは前記湯口の垂直部
   分の近くで前記鋳型キャビティの他方側に配置されてい
   るガス捕集空間、 を有し、 前記上型は、 前記一般に水平の鋳型合せ面まで延びる鋳型キャビティ
   上部部分を有し、 前記上型は前記下型のガス捕集空間をおっ て、前記鋳型キャビティ、湯口および鋳型の上表面およ
   び下表面に近くかつそれらから離隔した囲まれたガス捕
   集空間とし、前記鋳型キヤビテイの充填中に前記鋳型キ
   ャビティおよび湯口からのガスを捕集し、前記鋳型上表
   面への前記減圧の適用によって前記鋳型上表面を介して
   前記空間から前記ガスを制御除去させるようにする、こ
   とを特徴とする単一、硬質、自立性、通気性、低温結合
   の鋳型。 ９、前記上型が前記垂直および水平湯口部分に連結され
   た押し湯キャビティをさらに有する、特許請求の範囲第
   ７項または８項に記載の鋳型。 １０、前記湯口が、前記ガス捕集空間へのガス流の制御
   を改善するために丸みの付いた下端開口を有する、特許
   請求の範囲第５、６、８または９項に記載の鋳型。