JPS62168653A - 舶用プロペラの鋳造欠陥防止方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｎ１−Ａβ青銅製大型舶用プロペラの鋳造に
さいして、冷し金と砂巾との関係を特定するこ左によっ
て、鋳造欠陥を防止するものに関する。

（従来の技術） 舶用プロペラの鋳造は、第１図に示す如く砂型よりなる
上型１と、砂型よりなる下型２と、を互いに合致させて
プロペラ鋳造キャビティ３を構成し、このキャビティ３
に、造型されたボス内面成形部を有する中子４が挿設さ
れ、溶湯を湯道５を介して押上げ方式で注湯することに
よりなされる。

Ｎｉ−Ａｌ青銅製プロペラの鋳造の場合は、凝固速度が
大きくしかも底部から上部の押湯方向に凝固することが
鋳造欠陥の発生を防止するための有効な手段であり、一
般の砂型鋳物の場合に、凝固方向をコントロールするた
めに冷し金を砂型に埋設することが多く、プロペラ鋳造
においても、第１図で示す如（下型２に冷し金６が埋設
される。

（発明が解決しようとする問題点） 第１図に示す如く下型２に冷し金６を施工す不場合、次
の項目が判明した。

１）フロペラのｒ／Ｒ（プロペラ中心よりの同心円）の
Ｇ、Ｌ、　（プロペラ翼中心線）上の接線方向翼断面の
Ｔ、ＭＡＸ　　（翼最大肉厚部）の％以上の板厚を有す
る冷し金６を施すと引は巣欠陥を生じない（表１及び第
４図参照）。

２）　冷し金６を部分的に施工した場合には、冷し金族
工部周囲に引は巣７を生ずる（第３図参照）。

３）　冷し金６を間隔をおいて施工した場合には、冷し
金６の大きさ９間隔、鋳物肉厚の関係により、冷し金６
と冷し金６の間に第４図で示す如く引は巣７を発生する
ことがある。

４）　冷し金間の引は巣の発生は、Ｔ、ＭＡＸ部近傍に
多く発生し、翼断面のＴ、ＭＡＸ部に引は巣を発生しな
いような冷し全施工では、他の部分では引は巣が発生し
ない。

以上のことが判明した。

本発明は、舶用プロペラ鋳物の鋳造欠陥を防止するため
の冷し全施工に関し、冷し金の施工の適正条件を決定す
ることを目的とする。

すなわち、舶用プロペラ鋳物の製造における冷し金間の
砂巾を規定することによ一゛って、冷し金の施工に付随
する鋳造欠陥、すなわち、第２図で示す如く引は巣７が
発生ずるのを防止することを目的とするのである。

（問題を解決するだめの手段） 本発明が前述目的を達成するために講じる技術的手段の
特徴とするところは、互いに合致される上型１と下型２
とでプロペラ鋳造キャビティ３が構成され、該キャビテ
ィ３にボス内面成形軸部を有する中子４が挿設され、前
記キャビティ３に溶湯を注湯して舶用プロペラを鋳造す
るものにおいて、溶湯に直接接触する側の下型２に、厚
さＨ１幅Ｗの冷し金６が径方向に砂幅Ｓを有して略全面
にわたって配置されており、プロペラ肉厚の最大肉厚部
をＴとしたとき、 ０．０．０５≦Ｓ／Ｗ≦１　−・・・・・・・・・・・
・・・・（３）式の条件を満足して鋳造する点にある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を従来例との対比の上で順次説明
する。

本発明に用いる鋳造装置は第１図に示したものであり、
前述した部分は共通する。

１）　プロペラ翼８を造成するキャビティ３の下型２部
分に冷し金６を施工する場合には、冷し金６間に砂巾Ｓ
をもうけて施工する。また砂巾Ｓは冷し金６の熱膨張量
と比較して十分大きな寸法とする。

これは以下の理由に基づく。

■　凝固を促進するために、下型２に金型を用いた場合
には、熱応力により金型が割れ及び変形を生じやすく、
くり返しの使用が困難である。

■　冷し金６間に砂巾Ｓがあることにより、冷し金６が
膨張した際のクッション作用となり、鋳型割れによる湯
洩れの防止ができる。したがって砂１１Ｓは、冷し金膨
張量を吸収するために０．０５≦Ｓ／Ｗを満足する必要
がある。

２）　冷し金の施工範囲は翼８側のＲ止り９から翼先端
まで全面への施工とし、翼の下型側のみとする。

これは以下の理由に基づく。

■　第３図に示すように部分的に冷し金を施工すること
により、冷し金を施工した周囲に引は巣を生ずる。ただ
しプロペラ鋳物の鋳造欠陥を防止できるだけの熱吸収量
を有する冷し金を施工した場合である。

したがって鋳造欠陥を防止できる大きさの冷し金は翼全
面に施工する必要がある。

■　また底面から押湯方向への指向性凝固を達成するた
めには、下型面に冷し金を施工する必要がある。

３）砂巾及び冷し金大きさの規定はｒ／Ｒ接線方向断面
をもって決定するが、これは以下の理由に基づく。

プロペラ断面形状は第２図に示すが、翼肉厚は勾配をも
っており、また翼断面は傾きをもっている。冷し金を施
工した場合の凝固の進行は翼の端面及び下型面側からで
ある。この場合、Ｔ、ＭＡＸ部付近が溶湯の補給源とな
り、引は巣の発生はＴ、ＭＡＸ部付近にかぎられる。し
たがって、Ｔ、　ＭＡＸ部において引は巣を発生しない
条件を決定すれば冷し合間に生ずる引は巣が防止できる
。

４）砂巾Ｓと最大肉厚Ｔの関係は、 をもって施工するが、これは以下の理由に基づく。

砂巾Ｓをもって冷し金を施工した場合に、溶湯の凝固は
、冷し金接触面真上が早く、砂接触面（冷し合間）が遅
い傾向がある。

これは、冷し金の冷却効果が砂の冷却効果よりも大きい
ために生じ、冷し金の冷却効果は、溶湯接触面より周囲
に広がるためである。

冷し合間の凝固が著しく遅れ、周囲の溶湯補給源が断た
れるために引は巣を発生する。

５）　プロペラ翼断面の最大肉厚Ｔと冷し金厚さＨの関
係は □Ｔ≦Ｈ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
■式をもって施工する。

冷し金の抜熱量は砂型に比して大きいが、特に冷し金の
厚さを％Ｔ以上にすれば、従来の砂型の場合の凝固時間
に対して１／１．８以内の短かい凝固時間にできるため
、下型面からの指向性凝固が十分に達成され、プロペラ
に有害なパイプ状鋳造欠陥が防止できる。

上記０式を満足しない場合には、指向性凝固が十分に達
成されないために、パイプ状鋳造欠陥を完全に防止でき
ない。

６）　砂巾Ｓと冷し命中Ｗの関係は ０．０５≦Ｓ／Ｗ≦１−−−−−−−−−−−一■式を
もって施工する。

これは、Ｓ／Ｗ≦１を満足しない場合には、溶湯に直接
接触する冷し金の面積が小さくなり、冷し金の効果が十
分に得られなくなる。

一般に鋳物の凝固時間は、Ｔｏ　＝ｋ（Ｖ／Ａ）で示さ
れる。

ここで、Ｔｏは凝固時間、Ａは鋳物表面積、■は鋳物体
積、ｋは定数である。

また、冷し金を施工した場合には、見掛は上、鋳物表面
積を増加した際の凝固時間に等しくなる。

従って、Ｓ／Ｗ≦１以下では鋳物表面積の拡大率が小さ
く、下型面からの指向性凝固が十分に達成されずパイプ
状鋳造欠陥を完全に防止できない。

また、０，０５≦Ｓ／Ｗを満足しない場合には、注湯時
の冷し金の膨張量を砂型が十分に吸収できず、鋳型割れ
等の損傷を起こし、湯洩れの危険性がある。

次に、１５ｔプロペラにおいて、第１図に示される鋳造
装置を用いて、Ｎ１−Ａｊ２青銅（ＪＩＳ１’／！ＢＣ
３）の鋳造を押し上げ方式で行った。

なお、注湯温度は１１５０±２０℃、Ｔ；ＭＡＸ　　（
最大肉厚）、冷し金厚さＮ２冷し命中Ｗ、砂巾Ｓとの関
係は表１に示す通りである。

鋳造後の引は巣の判定は、放射線透過試験により行った
。判定基準はＡＳＴＭ　ｔＥ２７２　Ｃｏｄｅ　ＣＣ１
ａｓｓ　３以下を引は巣と判定し、表１の結果を得た。

但し、表１の判定において、○印は引は巣発生なし、×
印は引は巣発生である。

（次　葉） 表１ （）内は０式 上記表１において、最大肉厚部Ｔ、冷し金厚さＩ］、冷
し金１１Ｗ、砂巾Ｓとの関係を示すと次の通りである。

すなわち、第６図は最大肉厚部Ｔと砂巾Ｓとのであり、
図中○印は引は巣なしであり、Ｘ印は引は巣有である。

また、第７図はＴとＨとの関係であり、□Ｔ≦Ｈ−・−
−−−−−一−−−−−−−−−−−−■式とされ、○
印が引は巣なし、×印が引は巣ありである。

更に、第８図はＳとＷとの関係であり、０．０．０５≦
Ｓ／Ｗ≦１　　−−−−−−−−−−■式とされ、○印
が引は巣なし、×印が引は巣ありである。

従って、表１及び第６図〜第８図を総和すると、本発明
は互いに合致される上型１と下型２とでブ０ベラ鋳造キ
ヤビテイ３が構成され、該キャビティ３にボス内面成形
軸部を有する中子４が挿設され、前記キャビティ３に溶
湯を注湯して舶用プロペラを鋳造するものにおいて、溶
湯に直接接触する側の下型２に、厚さＨ１幅Ｗの冷し金
６が径方向に砂幅Ｓを有して略全面にわたって配置され
ており、プロペラ肉厚の最大肉厚部をＴとしたとき、４
．４ □Ｔ≦Ｈ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−０式０．０．０５≦Ｓ／Ｗ≦１−・−・・・−・
−−−一−−−−−−−−−■式の条件を満足して鋳造
することによって、舶用プロペラの鋳造において、プロ
ペラ前進面に鋳造欠陥が発生するのを防止したのである
。

（発明の効果） 本発明は以上の通りであり、本発明に従えば、鋳造され
た舶用プロペラの前進面にはパイプ状欠陥を初めとする
鋳造欠陥がなくなり、耐久性に冨む良品質の舶用プロペ
ラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明（従来例も同じ）による鋳造装置の一部
を示す断面図、第２図はプロペラ断面形状を示し、第３
図および第４図は従来例の冷し金施工例を示す説明図、
第５図は本発明による冷し金施工例を示す説明図、第６
図から第８図は最大肉厚部と砂巾、冷し金厚さ、巾との
関係を示すグラフである。 １・・・上型、２・・・下型、３・・・キャビティ、４
・・・中子、６・・・冷し金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに合致される上型１と下型２とでプロペラ鋳
   造キャビティ３が構成され、該キャビティ３にボス内面
   成形軸部を有する中子４が挿設され、前記キャビティ３
   に溶湯を注湯して舶用プロペラを鋳造するものにおいて
   、 溶湯に直接接触する側の下型２に、厚さＨ、幅Ｗの冷し
   金６が径方向に砂幅Ｓを有して略全面にわたって配置さ
   れており、プロペラ肉厚の最大肉厚部をＴとしたとき、 Ｓ≦（Ｔ＋１８０）／４．４・・・・・・・・・・・・
   ・・・（１）式１／２Ｔ≦Ｈ・・・・・・・・・・・・
   ・・・・（２）式０．０５≦Ｓ／Ｗ≦１・・・・・・・
   ・・・・・・・・（３）式の条件を満足して鋳造するこ
   とを特徴とする舶用プロペラの鋳造欠陥防止方法。