JPS6380953A - 吸引鋳造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸引鋳造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

吸引鋳造方法として、近年、特公昭５２−３８９２４号
公報に記載されているように、セラミックシェル鋳型等
を使用するＣＬＡ法及びＣＬＶ法という画期的な鋳造法
がＧ、　Ｄ、　ＣｈａｎｄｌｅｙやＪ、Ｎ、Ｌａｍｂ等
によって開発され、既に実用化されている。

この方法は、例えば第６図（ａｌに示すように、垂直な
湯道１４を有し、該湯道１４に放射状ζこ堰１３によっ
て連通した製品キャビティ１２を数段布する、通気性、
かつ耐火性の鋳型１１を真空チャンバー１６内にセット
し、第６図ｔｂｌに示すように容器１７内の溶湯１８中
ｌこ該鋳型１１の下部の湯口１５を入れ、該真窒チャン
バー１６内を減圧することにより溶湯１８を該鋳型１２
内に吸引光てんする。製品キャビティ１２内の溶湯の凝
固が完了したら、第６図（Ｃ１に示すように減圧を解除
し、湯道１４内の溶湯を流出させる。次いで第６図（ｄ
ｌに示すように砂おとしにより製品１９を個々に得るこ
とからなる。この鋳造方法は溶湯を自由落下させて鋳型
内上方から注入する普通の鋳造方法、すなわち第７図ｔ
ａ＋に示すような、湯道１４の最上部に湯口１５ａを有
し、該湯道１４に放射状に堰１３によって連通した製品
キャビティ１２を数段有する耐熱性の鋳型１１ａに取り
鍋２０にて溶湯１８を湯口１５ａまでいっばいに注入し
、凝固させて、第７図（ｂｌに示すような、湯口、湯道
とともに一体化した製品１９ａを得ることからなる鋳造
方法と比較して、鋳造歩留が格段に高く、ブローホール
、砂かみ等の欠陥が少なく高品質な製品がイ０られ、湯
回りが良く、薄肉品の製造が容易であるなどの特徴を有
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように、該吸引鋳造方法においては溶湯を吸引
光てんし、製品キャビティ内の溶湯の凝固後減圧を解除
して湯道の溶湯を落下流出させることによって製品が個
々に得られ、鋳造歩留が高いが、個々になったそれぞれ
の製品には堰が残っており、鋳型の上部と下部に位置し
た製品の堰の大きさは必ずしも一定でなく、また、製品
形状が複雑でパーツフィーダ等によって製品の方向の合
わせにくい製品の場合は、製品が個々に分かれているた
め、かえって堰の仕上げに工数がかかったり、更に従来
の重力鋳造法において堰をたたき折れば良かったものを
吸引鋳造することによって鋳造歩留は向上するもののか
えってコスト高になるようなこともある。

これらの問題を解決するためには、各製品がばらばらに
分かれないように湯道も凝固させればよい。湯道を凝固
させるためには、湯口の浸漬時間（減圧吸引時間）を長
くする、ｍ湯温度を下げる、堰を細くするといった方法
が考えられる。しかしながら、浸漬時間を長くするとチ
ャンバーへの熱負荷が高くなり、チャンバーのライフタ
イムが短くなる等の問題が生じ、また、溶湯温度を下げ
たり、堰を細くすると製品に湯回り不良が発生したり、
ブローホール等の欠陥が生じたりすることがあるといっ
た問題がある。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、各製品
が湯道と一体となる吸引鋳造方法を提供することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の吸引鋳造方法は、垂直な湯道を有し、その湯道
の周囲に堰により連通ずる製品キャビティを有する耐火
性鋳型の下部の湯口を溶湯内に入れ、前記鋳型内を減圧
して溶湯を吸引鋳造する際に、まず、溶湯を鋳型内ｆこ
吸引光てんし、製品キャビティ内の溶湯を凝固させ、そ
の時点で鋳型内の減圧を解除して、未凝固の湯道内のむ
湯を流出させ、続いて再び溶湯８湯道内に吸引光てんし
、湯道内の溶道を凝固させるとともに凝固した製品キャ
ビティ内の溶湯と一体化させることを特徴とするもので
ある。

上記吸引鋳造方法において、２回目の鋳造の際に、湯道
の周辺部分が凝固し、すでに凝固した製品と湯道とが一
体化したとき、鋳型内の減圧を解除して湯道の未凝固の
溶湯を流出させることが、歩留の点から好ましい。祷ら
れる鋳造品は湯道が中空となる。

また、上記吸引鋳造方法において、１回目の鋳造温度は
、低いと製品部にブローホール等の欠陥が発生するので
、該欠陥が発生しない程度に高い温度に設定し、２回目
の鋳造温度は、高いと湯道部の凝固に時間がかかるため
、湯道部が容易に凝固するように、できるだけ低い温度
に設定して吸引鋳造を行うことが好ましい。

〔作用〕

本発明の吸引鋳造方法は、上記したように、まず、溶湯
を鋳型内に吸引光てんし、製品キャビティ内の溶湯を凝
固させた後、未凝固の湯道の溶湯５：流出させ、その後
、再度、溶湯を湯道内に吸引光てんすると、凝固した製
品キャビティ内の溶湯が冷し金として作用し、湯道内の
溶湯が急速に凝固し、両者が一体化する。

〔実施例〕

本発明を一実施例により図面を参照して説明する。

本実施例に用いる鋳型は、第１図に示すように、垂直な
湯道４を有し、該湯道４の周囲に放射状に数段、堰３に
よって該湯道４と連通ずる製品キャビティ２そ多数有し
、該湯道４の下部に湯口５を有する耐火性鋳型１で、通
気性を有するセラミックスからなるものである。

該鋳型１を湯口５を突出させて覆い密閉するチャンバー
６内に収容する。図中、９は開口部を示す。チャンバー
６内に収容された鋳型１を下降させて溶湯保持容器７に
入れた溶湯８中に湯口５を挿入浸漬し、チャンバー６の
開口部９より排気して鋳型１内を減圧し、溶湯８を鋳型
１内に吸引光てんする。次いで第２図に示すように製品
部２ａが凝固した時点で、第３図に示すように減圧を解
除して未凝固の湯道４内の溶湯８を落下流出させる。こ
のとき、減圧を解除するとともにチャンバー６の開口部
９からガスを送り込んでもよい。続いて、第４図に示す
ように溶湯８を再度吸引して湯道４内に充てんする。す
るとすでに凝固している製品部２ａと浴湯が接触し、該
製品２ａが冷し金のように作用するため、湯道４の周辺
部の溶湯８が急速に凝固するとともに、製品部２ａと湯
道部４ａが堰を介して一体化する。このとき、減圧８ｗ
Ｉ除して湯道４内の未凝固の溶湯８を落下流出させる。

なお、上記と同様にガスを送り込んでもよい。次いで鋳
型１を壊わすと、パイプ状に中空となった湯道部４ａの
周りに堰を介してすべての製品部２ａが融着一体化した
鋳造品が得られる。なお、鋳造温度は１回目を高く、２
回目を低くすることができる。

試験例 上記実施例に従い、溶湯材料に３０％高クロム鋳鉄を用
い、堰断面積を２５　ｍ”（５Ｘ５　ｆｌ）、堰長さを
１０ｍ、鋳型温度を８００〜９００℃、浸漬時間を３０
秒とし、湯道径を２５ｍ、３０ＥＩＩ及び３８Ｍ、湯温
を１３７５℃、１４００℃及び１４２５℃と変化させて
吸引鋳造し、祷られた製品の欠陥、砂かみ、ブローホー
ル及び湯回り不良並びに凝固状況を調べた。なお、チャ
ンバー内減圧スピード、最高減圧度はすべて同一条件と
した。比較例として浸漬回数（吸引回数）を１回として
吸引鋳造し、得られた製品を実施例と同様に評価した。

なお、試験Ｎ１１？及び２ｏは、１回目と２回目の鋳造
温度を変え、他は変えなかった。

結果をまとめて次表ζこ示す。

表中、実施例には試験上に丸を付した。他は比較例であ
る。

上記表中、製品欠陥の評価は不良率２％以下を○、不良
率２〜５％をΔ、不良率５％以上を×とした。また、凝
固状況は製品部が個々に分かれた状態を×、製品部と湯
道部が一体化している状態のうち、１部の製品部が離れ
ているものをΔ、すべて一体化しているものを○とした
。

鋳造温度が低く、湯道径が小さい場合ブローホール、湯
回り不良が発生し、鋳造温度が高い場合砂かみが生じた
が、浸漬回数が２回の本実施例による試験量■、■、■
、■、＠、０，０、［相］、Ｏ，■、■、■は浸漬回数
が１回の比較例に比して凝固状況が良い、すなわち、製
品部が湯道部に一体化した。特に１回目の鋳造温度を高
く、２回目の鋳造温度を低くした試験１４１９及び２０
は、製品部は鋳造温度が高いため、ブローホール及び湯
回り不良の欠陥が発生せず、湯道部の鋳造温度が低いた
め、速く凝固して製品部と湯道部が一体化し、凝固状況
が良好であった。また、全体として湯温の高い時間が短
いため、砂かみが発生しなかった。

上記実施例のように吸引鋳造することによって、湯道を
中空とすることができたため、湯道を凝固させない従来
の吸引鋳造方法に比べて歩留は若干低下したが、湯道全
体を凝固させる重力鋳造方法に比べて著しく歩留が向上
した。

〔発明の効果〕

本発明の吸引鋳造方法は、上記したように、製品部の凝
固後、湯道部の未凝固の溶湯を流出させ、再度、溶湯を
湯道に吸引充てんすることｌこよって、製品部と湯道部
を一体化させることができ、得られた製品の取り扱いが
容易となり、後工程を簡略化することができる。生産性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の溶湯吸引時の吸引鋳造装置
の断面図、 第２崗は本発明の一実施例の製品部凝固時の吸引鋳造装
置の断面図、 第３図は本発明の一実施例の溶湯流出後の吸引鋳造装置
の断面図、 第４図は本発明の一実施例の２回目の溶湯吸引時の吸引
鋳造装置の断面図、 第５図は本発明の一実施例による鋳造品の断面図、 第６図（ａｔ、（ｂ）及び（Ｃ１は従来の吸引鋳造法を
説明する吸引鋳造装置の断面図、第６図（ｄｌは従来の
吸引鋳造法による鋳造品の断面図、 第７図ｔａ＋は従来の重力鋳造法説明する鋳型の断面図
、第７図（ｂｌは従来の重力鋳造法により得られた鋳造
品の断面図を表わす。 図中、 １・・・鋳型　　　　　　２・・・製品キャビティ３・
・・堰　　　　　　４・・・湯道 ５・・湯口　　　　　　６・・・チャンバー７・・・容
器　　　　　８・・・溶湯 ９・・・開口部 特許出願人　トヨタ自動車株式会社 代理人　＃理＋　　４４　　　　　＋４　　手は力Ｓ２
名２１図 第２図　　　　　　才３図 牙４図　　　　才５図 牙６図 ２７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直な湯道を有し、その湯道の周囲に堰により連
   通する製品キャビティを有する耐火性鋳型の下部の湯口
   を溶湯内に入れ、前記鋳型内を減圧して溶湯を吸引鋳造
   する際に、まず、溶湯を鋳型内に吸引充てんし、製品キ
   ャビティ内の溶湯を凝固させ、その時点で鋳型内の減圧
   を解除して、未凝固の湯道内の溶湯を流出させ、続いて
   再び溶湯を湯道内に吸引充てんし、湯道内の溶湯を凝固
   させるとともに凝固した製品キャビティ内の溶湯と一体
   化させることを特徴とする吸引鋳造方法。
2. （２）上記吸引鋳造方法において、２回目の鋳造の際に
   、湯道の周辺部分が凝固したとき鋳型内の減圧を解除し
   て湯道の未凝固の溶湯を流出させることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の吸引鋳造方法。
3. （３）上記吸引鋳造方法において、１回目の鋳造温度を
   高くし、２回目の鋳造温度を低くして吸引鋳造すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸引鋳造方法
   。