JPS639904B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳金属に添加物を添加できるようにし
た鋳型に関する。さらに本発明はかかる鋳型内で
所望の添加物で溶融金属を処理するための制御さ
れた方法に関する。 所望の治金学的特性を持つ鋳物を得る場合に
は、時折溶融金属が鋳型の成形キヤビテイに導入
される前にその金属を添加物で処理することが必
要となる。尚、本明細書で「成形キヤビテイ」と
は流し込まれた金属が関連する湯道系を進んでそ
こで固化して有用な鋳物を形成する鋳型空洞部分
を意味する。別途特に記載のない限り成形キヤビ
テイという言葉は湯だまり及び下り立湯口部分を
含む。 溶融金属に添加物を加えることは添加物を加え
ないとねずみ鉄として固化してしまうような溶融
鋳鉄から結節状（球状）乃至はコンパクトな黒鉛
鉄をつくるために広く行なわれている。ねずみ鉄
の場合では、その黒鉛はフレークの形状で沈殿し
ている。しかしながら、結節状鉄の場合には、遊
離炭素は顕微鏡的な黒鉛の球状塊又は結節状塊の
形態で沈殿する。コンパクト黒鉛鉄（c.g.鉄）は
ねずみ鉄と球状鉄との中間の黒鉛構造を有してい
る。その遊離炭素の少なくとも一部分は細長い又
は薄葉形構造の形状で存在する。 球状鉄及びc.g.鉄は一般に溶融ねずみ鉄を合金
又は元素のマグネシウムを含有する添加物で処理
することによつてつくられる。当技術分野でよく
知られた限度内において、マグネシウムの含量が
特定量である（約0.35重量パーセント）時には球
状鉄が生じ、それより少ない量ではコンパクト黒
鉛構造と球状黒鉛構造との混合構造を有する鉄又
はc.g.鉄が生じることが判明している。 本願発明以前においては、溶融鉄は流し込みレ
ードル又は鋳型内においてマグネシウム含有添加
物で処理されていた。レードル処理法は高価な添
加物材料を浪費すると共にそのプロセスに固有の
問題を持つている。従つて、鋳型内接種法がより
普編的となつている。この方法に使用される鋳型
はいずれも結節化添加物を保留するための少なく
とも１つの室を持つ。この室は湯だまり及び立湯
口の下流側に置かれている。これは酸素の存在下
で溶融鉄がマグネシウム合金と接触した時に起る
過激な反応を防止するためのである。この鋳型内
接種法の欠点はその処理室が他の場合には良い鋳
造のために使用できる鋳型スペースを占有してし
まうことである。均質な結節化処理を保証するた
めに余分に金属を流し込まねばならないが、その
処理室で固化した金属はスクラツプである。さら
にいま１つの欠点は下型の上に上型が一旦セツト
されてしまうと、その処理室が不可視となること
である。上型がセツトされてしまうと鋳鉄の流し
込みの前又は後において、添加物が特定の鋳型に
導入されたか否かを視覚的に確認することが不可
能である。鋳型に接種を行なうのを怠ると球状鉄
鋳物は得られずねずみ鉄が得られてしまう。 鋳型内に処理室を設ける必要をなくすための多
くの提案がすでになされている。これらはいずれ
も湯だまり、下り立湯口（downsprue）、処理室
及び出口からなる別個の第２の鋳型を使用するも
のである。この第２鋳型は第１鋳型の上方に配置
される。鋳鉄は直接第２鋳型内へ流し込まれて処
理され、しかるのち第１鋳型に到達する。この従
来技術についてはたとえば、米国特許第3819365
号（McCaulay及びDunksに対する特許）を参照
されたい。 第２の処理鋳型を使用することは多くの理由か
ら望ましくない。明らかに、別個の処理鋳型を製
造することはコストアツプとなる。プロセスの面
から見ても、第１鋳型内で早過ぎる固化が生じな
いようにするため望ましからざる高温で鉄を流し
込む必要がある。又、第１鋳型の上方にその第２
鋳型を支持するための付加的な設備が必要とな
る。 本発明及び本発明の実施態様は以下に実施例及
び添付図面を参照して説明する。 本発明による鋳型は下り立湯口、湯道、成形キ
ヤビテイ部分を持つ在来のタイプであり、その鋳
型は例えばねずみ鉄又はレードル処理した結節状
鋳物を鋳造するために使用されていたようなもの
である。しかしながら、本発明によればその鋳型
の湯だまりは鋳造添加物の所望量を保持するため
の少なくとも１つの凹形処理室を含むように形成
される。添加物は例えば粉末又は塊状のフエロシ
リコン又はマグネシウム―フエロシリコンのごと
き金属又は合金でありうる。この処理室の寸法は
適当十分量の添加物を保持しそして流し込まれた
金属とその添加物とが接触するための所望接触域
を提供するよう定められる。処理室のコーナー部
分には１つの蓋中子を保持するための支持体が与
えられる。この中子は該支持体に載り、上記開放
処理室内の添加物をカバーしそして鉄の流れをそ
の中子自体と支持体との間の通路を通つて処理室
に向かわせるような形状につくられた１つの耐火
鋳型部材である。上記の蓋中子、支持体及び処理
室は鋳金属が通常の流し込み速度においては湯だ
まりから流出しないように上型の内部へくぼんで
いる。 鋳物を鋳造するためには、溶融金属が直接その
蓋中子の中央の上に流し込まれる。流し込まれた
金属はその中子の上を流れ、流し込まれた金属の
流体圧がその中子を支持体上の位置に保持する。
蓋中子の端部にある湯道がその金属の流れを処理
室に向かわせる。その処理室の中で金属は添加物
の上を均等且つおだやかに流れてその添加物と反
応する。処理室の出口は下り立湯口に通じてい
る。この出口はダムとなつて成形キヤビテイにド
ロスが流入するのを防止する。好ましくは出口は
溶融金属と添加物との十分な接触時間を与えるた
めに処理室湯道に関して挟く絞られている。しか
して下り立湯口に入る金属は上型湯だまり内に保
持された添加物によつて完全に処理される。 本発明による鋳型及び処理方法は鋳型内の本来
成形キヤビテイによつて占められてより生産に寄
与するべき鋳型スペース内に別個の処理室を設け
る必要をなくすものである。さらに、不便で冷硬
を惹起する第２の鋳型を必要としないものであ
る。 本発明による方法はねずみ鉄又は球状鉄のため
の既存の鋳造ラインに基いて実施可能である。本
発明は特に自動接種及び流し込み装置を備えたラ
インに適用して有益である。さらに又、かかるラ
インにおいて通常使用されている樹脂結合砂型が
わずかな費用で本発明の特徴をなす変形下り湯口
処理室及び蓋中子に対応するように容易に変更で
きる。 本発明は図面を参照した以下の詳細な説明及び
実施例によつてさらに十分に理解されるであろ
う。 まず第１図及び第２図を参照すると、本発明を
実施するために適当な鋳型２が示されている。こ
の鋳型２は上型部分４（以下単に上型という）と
下型部分６（以下単に下型という）とを有し、両
部分は分離線８に沿つて合わされている。好まし
い鋳型材料は樹脂結合ケイ砂である。本鋳型はメ
タルズハンドブツク（Metals Handbook）第５
巻、８版、149〜180頁のMoulding and Casting
Process Section、Patterns for Sand
Moulding and Sand Moulding subsectionsに
記載されている従来法によつて製造することがで
きる。好ましい鋳型製造法においては、上型又は
下型パターン（不図示）は支持フランジ１２を有
する中子型わく１０に関して位置ぎめされる。樹
脂含浸された砂が型わく内のパターンのまわりに
詰められる。パターンを引き出しそして結合樹脂
が硬化した後に上型４を第１図に示したように下
型６の上にセツトする。 本発明は上型４の頂部１６内に形成された特別
な湯だまり１４の存在とその使用に依存するもの
である。好ましくはこの湯だまりは上型と一体的
に形成される。尚、ここで湯だまりとは溶融金属
が下り立湯口又は下りセキに入る前にその溶融金
属を受容すべく形成された上型上面内のくぼみと
定義される。従来の鋳型では、湯だまりは一般に
下り立湯口の入口で終端する平滑な下降勾配壁を
有している。この湯だまりは流し込まれた金属を
受容する役目を果すものでありそして普通の流し
込み速度ではそれをこぼすことなく十分量の金属
を保持しうる寸法となつている。第１図乃至第３
図に図示した湯だまり１４は本発明により大巾に
変形された湯だまりの１つの実施例を示すもので
ある。この改良された湯だまりは単に流し込まれ
た金属を保持する役目を持つだけでなくその金属
を制御された仕方で鋳造添加物を処理するために
も役立てられる。たとえば、本発明はねずみ鉄を
揮発性マグネシウム添加剤を用いて鋳型内で、成
形キヤビテイとしてより有効に利用できる鋳型ス
ペースを犠性にすることなく処理する信頼性のあ
る且つ安価な手段を提供する。 第１図乃至第３図を見るに、湯だまり１４の壁
１８は高くなつたリツプ２２から下り立湯口、す
なわち立湯口２０の方に向つて下り勾配で傾斜し
ている。リツプ２２は上型４の頂面１６から突起
している。リツプ２２及び蓋中子２４と協働して
壁１８は流し込み直後の溶融金属を受容するため
の１つの湯バチを形成している。 蓋中子２４は壁１８の垂直方向に配向された部
分３０に関してぴつたり合わせられた状態で出張
り２８に載置されている。第２図は出張り２８に
着座させられた鋳造のための位置にある蓋中子を
示す。両側の出張り２８の間には粉末状添加物３
４を保持するための２つのくぼんだ開放室、すな
わちくぼんだ室３２がある。第３図に見られるよ
うに、２つの室３２は互に対称であり、立湯口２
０を２等分する線の中にある。室３２のくぼみの
深さは添加剤３４のレベルが立湯口２０へ通じる
室出口湯道３６のレベルより下に位置するのに十
分な深さとなつている。これによつて添加物３４
が成形キヤビテイ内に洗い出されるのが防止され
ている。蓋中子２４が第２図及び第３図に示した
ようにセツトされると、その上に流し込まれた溶
融金属２６は蓋中子の上面３８に広がつて流れて
入口湯道４０を通る。入口湯道４０は蓋中子２４
と立湯口２０から最も遠い方の処理室３２の端部
４２との間に形成されている。これら入口湯道４
０は予定可能な速度でそこを通つて流し込み金属
が自由に流れることができる寸法となつている。
出口湯道３６は全体的に入口湯道４０に関して挟
く絞られており、制御された量の添加物が取り上
げられるだけの十分な時間の間、溶融金属２６と
添加物３４との接触を維持するようになつてい
る。溶融金属は蓋中子が傾かないように好ましく
はその中子２４の中心部４４の上に流し込まれ
る。 更に第３図に見られるように、金属２６の流路
は流し込みレードル（不図示）から中子２４の上
を通り、入口湯道４０から処理室３２内の添加物
上を通過して出口湯道３６に入りそして立湯口２
０に至つている。溶融金属は立湯口２０に到達す
るまでに所望の治金学的結果を達成するために選
択された添加物で十分に処理される。 再び第２図と第３図を参照すると、蓋中子２４
が流し込まれた金属の力によつて損害を受けず、
その力に十分に抵抗しうるだけの厚さを有してい
ることが重要であることが理解される。前記のご
とく、蓋中子の中心部に直接的に金属を流し込む
のが好ましい。しかしながら、蓋中子自体は金属
が正確にその中心部に注入されなかつた場合でも
容易には傾いたり転位したりしないように設計さ
れ且つ湯だまり内に配置されていなければならな
い。蓋中子２４は鋳型用砂又は他の任意適当な耐
火材料で形成することができる。頑丈な耐火材料
からつくられた蓋中子は再使用可能である。 当業者には明らかなごとく、本発明の上型鋳型
は通常の鋳型製造装置を用いて比較的簡単なパタ
ーンからつくることができる。 以下に記載する実施例は第１図乃至第３図に示
したごとき湯だまりを持つ砂型を使用した鋳造実
験に関するものである。実験製造された鋳物は第
４図にスケツチで示した種類の自動排気マニホル
ドであつた。複数のマニホルド鋳物が各鋳型で鋳
造され、その鋳型の成形キヤビテイは型分割線の
位置に配置されておりそして第５図及び第６図に
示したように配列されていた。流し込まれた鉄は
全黒鉛の少なくとも約40％の結節率が達成される
ようにマグネシウム添加剤で処理された。鋳型の
中心の十字は下り立湯口２０の位置を示してい
る。 実験はねずみ鉄鋳造のために設計された、本発
明により改良された湯だまりを有する砂鋳型を使
用して実施された。各処理室の寸法を近似させる
ため計算を行なつた。計算は処理室が型分割線に
沿つた鋳型内に配置されていた型内接種における
従来の経験に基いて行なわれた。 第５図及び第６図に示した排気マニホルド鋳造
鋳型の場合では流し込み鉄量は約74.84Kg（165ポ
ンド）そして自動流し込み装置を用いた流し込み
時間は約９秒であつた。流し込み速度（Ｒ）は金
属量を時間で割つた商に等しく、従つて18.33
Kg／秒（18.33ポンド／秒）である。 使用された接種剤は５％マグネシウム―50％シ
リコンフエロシリコン合金粉末として調製され、
50％のシリコンフエロシリコン粉末に５重量％の
元素マグネシウム粉末を均質に混合したものであ
つた。尚、ここで接種剤という言葉は冷却された
鋳物内の炭素相のミクロ構造に影響を与える目的
で溶融鉄に添加される鋳造添加物を指す。これら
接種剤の流し込まれた鉄中への溶解度（Ｓ）は実
質的にすべて同等であり、約140.6Kg／sec―cm²
（約2.00ポンド／sec―inch²）と推計された。 接種剤の中点深さにおける反応室の計算による
所望断面積（Ｙ）は流し込み速度（Ｒ）を溶解度
（Ｓ）で割つた値に等しいはずであり従つて下記
の値となる： Ｙ＝Ｒ／Ｓ＝18.33ポンド／sec／2.00ポンド／sec―inc
h²＝9.16inch² ＝8320g／sec／140.6g／sec―cm²＝59.1cm² 鋳型内部接種法によつて40％の結節率を達成す
るために必要な接種剤の量は鋳鉄全量の約0.45％
である。本発明の方法が比較しうるものと仮定し
て計算すると、必要接種剤量は下記の値となる： Ｑ＝0.0045×165ポンド＝0.74ポンド ＝0.0045×74.84Kg＝0.34Kg 接種剤密度（Ｇ）は約2.10g／cm³（0.076ポン
ド／inch³であるから、接種剤の所要体積はその
重量（Ｑ）をその密度（Ｇ）で割つて求められ、
下記の値となる： Ｖ＝Ｑ／Ｇ＝0.74ポンド／0.076ポンド／inch³＝9.74in
ch³ ＝162cm³／59.1cm²＝2.74cm 上型パターンはこれらの計算に基いて設計され
た。再び第３図を参照すると、処理室３２の壁４
２は垂直に対して設計角度10゜だけ傾けられてい
る。他の３つの処理室壁及び蓋中子２４のエツジ
４６は5゜の設計角度が与えられている。立湯口２
０は直立した円筒形状であり、その直径は5.08cm
（２インチ）そして円形断面積は20.27cm²
（3.14inch²）であつた。処理室３２へ至る湯道４
０の合計断面積は下り立湯口２０の断面積に等し
く、各個の湯道４０の断面積は20.27／２すなわ
ち10.135cm²（3.14／２すなわち1.57inch²）であつ
た。処理室出口側の湯道３６の合計断面積は立湯
口の上記断面積に関しそれよりも10パーセントだ
け挟ばめられていた。すなわち出口湯道の合計断
面積は0.9×20.27cm²＝18.24cm²従つて出口湯道１つ
につき9.12cm²（0.9×3.14inch²＝2.83従つて出口湯
道１つにつき1.41inch²）であつた。 各処理室の底面積は5.71cm×4.62cm（2.25×
1.82inch²）、接着剤の真中の深さにおける断面積
は6.07cm×4.85cm（2.39×1.91inch²）そして接種
上面における断面積は6.43cm×5.10cm（2.53×
2.01inch²）であつた。接種剤の表面は湯道３６
よりも1.90cm（0.75インチ）低い位置にあつた。
蓋中子は第２図に示されているように張出し２８
の上に載置されそして中子受けの中にきちんとは
め合わされるような寸法であつた。使用された蓋
中子は樹脂結合された砂からつくられそして厚さ
は約1.27cm（0.5インチ）であつた。 実施例 １ 第４図に示したタイプの排気マニホルド鋳物が
第５図に示した成形キヤビテイの配置を有する鋳
型で本発明に従つて鋳造された。 常用の砂型製造装置のスクイズヘツドに上記改
良型湯だまりのパターンが取付けられた。鋳型は
樹脂結合された砂からつくられた。樹脂バインダ
ーが硬化したのち、その上型を下型の上にセツト
した。 前述した計算に従つて、上型の各処理室に
0.168Kg（0.37ポンド）の接種剤を与えた。使用
した添加剤は、本譲受人に譲渡された米国特許第
4224069号明細書に開示されているタイプのシリ
コン―フエロシリコン合金のチツプ50％と元素マ
グネシウム小塊５％とよりなる混合物を粉末化し
たものであつた。この接種剤を装填したのち、各
鋳型に第２図に示すごとく蓋中子をセツトした。 全部で13基の鋳型に流し込みを行なつた。脱硫
した鉄が使用されその流し込まれた鉄の化学組成
は所望範囲内、すなわち炭素3.9〜4.0重量％、マ
ンガン0.3〜0.4重量％そして硫黄は0.08重量％以
下であつた。 74.84Kg（165ポンド）の鋳鉄を自動流し込み装
置によつて流し込むための所要時間は鋳型１基に
つき9.9秒であつた。この流し込み速度は前記計
算に基く9.0秒の流し込み時間よりも遅かつた。
鉄の流し込み温度は1354℃（2470〓）であつた。
流し込み温度が低いために、鋳型内に湯境が幾分
生じた。湯境とは入来する鉄で鋳型の挟い部分が
正しく充填されるより以前に挟い部分あるいは湯
道内で鉄が固化する場所である。このような湯境
の生じた鋳物はスクラツプとされた。 流し込まれた鉄は室温の鋳型内で固化するまで
放置されそして約45分後に固化した鋳物が取り出
された。 鉄は各鋳型の蓋中子の中心部に注入された。こ
の蓋中子の上表面上の溶融鉄の流体圧力によつて
その下の反応室に存在する鉄の上で蓋中子が浮動
するのが防止された。蓋中子の横方向の動きは中
子受けの壁によつて防止される。中子受けは反応
室より上方において上型内に形成されたくぼみで
あり、その中に蓋中子が着座されている。 本発明において、溶融鉄、空気及びマグネシウ
ム添加物との間の同時的接触を防止するのは湯だ
まり反応室の新規な設計と蓋中子の採用である。
これによつて鉄とマグネシウムとの過激有害とな
らない穏和な反応が保証される。 流し込みの終りに蓋中子は浮遊する。これは流
し込み期間中には許容されないことであるが、終
期におけるこの浮動は本結節化プロセスを妨害す
ることはなかつた。最後の鉄が添加剤の存在する
反応室に入ると、瞬間的な火花の発生が認められ
る。これは型内に結節化添加剤が残つていること
を示す。この閃光はある特定の流し込み分が完全
に結節化添加剤の処理を受けたか否かを確認する
ために有利に利用できる。 第４図と第５図を参照して理解されるように、
上記により流し込まれた１回の鋳込み鉄により各
10個の鋳造物が鋳造される。それぞれ別の鋳型か
らランダムにそれら鋳物を選択して硬度と結節率
を調べた。すなわち、第４図に記号で示した領域
に対してブリネルかたさ試験を実施した。記号
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでマークした領域で鋳物を切断し
た。Ｂは湯道入口の位置である。領域ＡとＤとは
共にボスである。 鋳物の結節率パーセントは次の方法により決定
された。すなわち、サンプルを鋳物から帯鋸を用
いて切り取る。この検査されるべきサンプルを
順々に目が細かくなる４種の紙やすりで磨いた。
この磨かれた表面を次にダイヤモンドベーストを
用いてバフ盤でバフ磨きした。しかるのち、この
サンプルを結節状黒鉛を明瞭に観察できる倍率と
した治金学的顕微鏡の下に置いた。この黒鉛は第
二鉄バツクグラウンドよりも暗く見える。結節率
パーセントは炭素組成の何パーセントが球形から
細長形までの範囲の形状を有しているかに着目し
て判定された。尚、細長形は長い方の辺の長さが
矩辺の長さの２倍以上ではないものに限られる。
残りの黒鉛はコンパクト又は薄片構造であること
が観察された。この結節状黒鉛の比率を本明細書
ではパーセント結節率という。本実験において所
望された結節率範囲は少なくとも40％（すなわ
ち、黒鉛の少なくとも40％が球状形でありそして
残分が虫食い形である）であつた。 第５図には11から20までのパターン番号を付し
た10個の鋳物が示されている。各パターン番号の
ものを各１つ任意に各鋳型から選択して上記のよ
うにサンプルを切り取つてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域
について上記の方法で結節率を検査した。これら
サンプルの観察により求められたパーセント結節
率が第５図の各相当する個所に示されている。後
記の表Ｉは第４図に示した検査領域の結節率並び
にブリネル硬度試験によつて得られたブリネルか
たさをまとめて示すものである。ブリネルかたさ
はすべて約4.0乃至4.7の所望値範囲内であつた。 これら鋳物の結節率は予期を上回り、40％の最
低所望結節率よりもすべて高い。当技術者には明
らかなように、本発明の方法による結節率の高さ
は鋳造工程のいくつかのパラメータの任意のもの
を変えることによつて増減することができる。た
とえば、処理室内での金属と添加剤との接触面積
を減少すれば結節率は低下させられる。逆に接触
面積を増大すれば結節率を上げることができる。
同様に、流し込み速度及び温度を変えてもよい。 本実施例は本発明による上型湯だまりが溶融ね
ずみ鉄を処理して球状及びｃ、ｇ、黒鉛鉄をつく
るために成功的に使用しうることを明らかに示し
ている。本例は接種法のための最も厳格なテスト
の１つを示したものであるから、本発明の方法及
び装置がマグネシウムよりも揮発性の低い他の添
加剤で溶融鉄金属を処理するために適用可能であ
ることは明らかである。 【表】 【表】 実施例 ２ 下記の変更を加えて第２の実験を上記と同様に
実施した。 添加物の中間深さ点における処理室の面積を
58.9cm²（9.13inch²）から53.22cm²（8.25inch²）に
変更した。流し込み時間は9.9秒から10.2秒に変
更された。鉄は1482℃（2700〓）すなわち、望ま
しい温度範囲の上限値の温度で流し込まれた。鋳
型のいずれの部分においては今回は湯境が生じな
かつた。13基の鋳型に流し込みを行なつた。ブリ
ネルかたさと結節率を上記と同様にして測定し
た。その結果は第６図及び表に示されている。 今回も鋳物の結節率は予期を上回つた。これは
本発明の鋳型及びその動作方法によつてもたらさ
れた高い効率に因るものであろう。すなわち、他
の接種方法の場合よりも高い割合で流し込まれた
鉄によつて取り上げられたマグネシウムが冷却し
た鋳物の中に残ることを示している。 【表】 【表】 本発明の従来の鋳型内接種方法に比較した大き
な利点の１つは流し込み金属の節約が達成される
ことである。推計によれば、本発明の方法を従来
法の代りに使用した場合には、上記したマニホル
ド鋳造の実施例に関して鋳型１基につき3.4Kg
（7.5ポンド）の金属が節約できる。さらに、本発
明によれば型分割線の位置により多くの有用な鋳
物を得ることができる。なぜならば、処理室は上
型の頂部に配設されているからである。 本発明の方法を用いれば、特定の流し込み分が
マグネシウム添加物によつて十分に処理されたか
否かをその流し込みの最後に発生される特徴的な
閃光によつて容易に確認することができる。この
閃光乃至火花はマグネシウム、鉄及び空気との瞬
間的反応によつて生じるものである。したがつ
て、この閃光はその流し込みの終りに反応室内に
接種剤がまだ残つていること及び流し込まれた鉄
のすべてを処理するのに十分な添加物がその反応
室内に存在したことを示す。 さらに、本発明による改良された湯だまりを持
つ鋳型は比較的簡単なパターンを使用して在来の
砂型製造装置によつてつくることができる。これ
らすべての利点に鑑みて、本発明の方法及び装置
は鋳造業者に溶融金属を鋳造添加物で処理する際
にコスト低減と生産向上とのための有力な手段を
提供するものである。 従つて、本発明は成形キヤビテイによつてより
有利に占有されるべき鋳型スペースを取り上げる
ことなく、上型湯だまり内に処理室が配置された
鋳型内で溶融金属を添加物で処理するための方法
及び装置を提供するものである。本発明の好まし
い実施態様によれば、ｃ、ｇ、鉄又は球状鉄鋳物
を鋳造するため処理室内で通常の鋳造温度且つ添
加物が制御された。そして設定可能な速度で金属
によつて均等且つ温和に取り上げられるような条
件において溶融ねずみ鉄をマグネシウム添加剤で
処理する方法及び装置が提供される。 上記好ましい実施態様においては、従来慣用の
上型の湯だまりがその中で金属を添加物で処理す
るために変形活用される。流し込まれた金属は成
形キヤビテイに入る前にその変形された湯だまり
内に設けられ、且つ特定に採用された中子部材に
よつてカバーされた室内で処理される。その室内
では金属の流れは過激な反応を伴なわずにその金
属の中に添加物が均等に且つ予定された割合で溶
解されるように制御される。従つて、この本発明
の好ましい実施態様はかかる特別に改良した上型
湯だまりの中でねずみ鉄をマグネシウム添加物で
処理することによつて球状黒鉛鉄又はコンパクト
黒鉛鉄をつくるための効果的方法を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は上型内に特別に変形された湯だまりを
有する樹脂結合砂型の斜視図である。第２図は蓋
中子が湯だまり内の鋳造のための位置に置かれて
いる状態で第１図の鋳型を示す斜視図である。第
３図は第２図の３―３線に沿つて取つた部分断面
図であり、蓋中子、処理室、処理室湯道、湯だま
り、下り立湯口及び流し込み中の上型の他の特徴
を示す。第４図は炭素結節率及びブリネルかたさ
を検査した領域を示す自動車エンジン排気マニホ
ルド鋳物の見取図である。第５図及び第６図は本
発明の方法によつて10個一組で第４図に示した自
動車排気マニホルドを鋳造する鋳型のレイアウト
を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 ２６……溶融金
属、３４……添加物、２……鋳型、２０……下り
立湯口、３２……処理室、２４……蓋中子、４０
……湯道。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形キヤビテイに通じる下り立湯口を有する
   鋳型で溶融金属を添加物で処理する方法におい
   て、該鋳型の頂部に位置する開放処理室に所望量
   の添加物を保持し；上面が流し込まれた金属を受
   容するようなされた別体の耐火蓋中子で該処理室
   を実質的に覆い；該蓋中子上に溶融金属を流し込
   みそして湯道へ流れる該溶融金属の流れを該処理
   室へ向け；該溶融金属を該湯道を通過させその後
   下り立湯口に入る前に該蓋中子の下で該処理室の
   添加物上を流れるようにし、これによつて該溶融
   金属が該成形キヤビテイに入る前に空気と接触す
   ることなく該添加物により処理されることを特徴
   とする方法。 ２ 前記溶融金属は、ねずみ鉄であり、前記添加
   物はマグネシウム含有添加物であり、 沈殿した黒鉛の少なくとも一部分が結節形状で
   あるような鋳造物を鋳造するために鋳型でねずみ
   鉄をマグネシウム含有添加物で処理するために、
   溶融ねずみ鉄を該鋳型の頂部に位置し且つ中子受
   け内に置かれた耐火蓋中子上に流し込み、鋳造中
   は該蓋中子の位置はその上に流し込まれた該溶融
   鉄の重量によつて固定されており；そして該蓋中
   子上の該溶融鉄を該蓋中子の周縁において該湯道
   内に流入させ；さらに該溶融鉄の流れを該湯道か
   ら該蓋中子の直接下側に位置された該処理室を通
   過して該下り立湯口へ向かわせ、該処理室は該マ
   グネシウム添加物の処理部量を所望量のマグネシ
   ウムが該流動溶融鉄によつて取り上げられそして
   その冷却された鋳造物中に残留されるように保持
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ 鋳型内に流し込まれた鉄を完全に処理するた
   めに十分な量のマグネシウム含有添加物が該鋳型
   内に保有されているか否かを判定するために、最
   後に流し込まれた溶融金属が該処理室に入る時に
   該鋳型は観察され、その時の可視フラツシユは該
   添加物の一部分が流し込みの終期において該処理
   室内に残留していること及び該成形キヤビテイ内
   の鉄が完全に処理されていることを示すことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 該溶融金属によつて取り上げられる添加物の
   量を規制するため所望面積の金属・添加物間接接
   触領域を与えるように該処理室を寸法ぎめする工
   程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれか１項に記載の方法。 ５ 溶融金属を受容しそして該溶融金属が成形キ
   ヤビテイ内に入るより前に１つの鋳型の室内で鋳
   造添加物で該金属を処理するようになされた耐火
   鋳型において、 該鋳型の頂部に設けられた湯だまりと、 該湯だまり内に設けられると共に所望量の該鋳
   造添加物を保持するくぼんだ開放室と、 該開放室を実質的に覆う別個体の耐火蓋中子で
   あつて、該湯だまりの壁面との間に溶融金属の通
   過する入口湯道を画成するように位置決めされた
   耐火蓋中子と、 該湯だまりであつて該耐火蓋中子の下方に設け
   られ溶融金属を成形キヤビテイに導く下り立湯口
   と、 から成り、 該溶融金属は、該蓋中子の上面に流し込まれて
   該入口湯道を通り、該蓋中子の下側に入り、更に
   該添加物の上を通過した後に該立湯口を介して成
   形キヤビテイ内に入ることを特徴とする耐火鋳
   型。 ６ 該鋳型の頂部内に該蓋中子を該室上に位置ぎ
   めするための中子受けが形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載の耐火鋳
   型。 ７ 前記溶融金属は鉄であり、前記鋳造添加物が
   揮発性マグネシウム含有鋳造添加物であり、冷却
   された鋳物内に所望の黒鉛構造を得るために、該
   鋳型は該添加物を保持するために上面に押刻され
   た該開放室を持つ鋳型本体を有し、該蓋中子の下
   方であつて該開放室と該下り立湯口との間には出
   口湯道が画成されており、該開放室の深さはその
   中に保持された添加物のレベルが該下り立湯口に
   通じる出口湯道のレベルより下方に位置するよう
   な深さであり、さらに該鋳型は該開放室上に該蓋
   中子を位置決めするための手段を該鋳型の頂部に
   有し、しかして該蓋中子上へ流し込まれた金属は
   直接該開放室に入つて該添加物を通過して流れ、
   該流し込まれた金属の重量は流し込みの間に該蓋
   中子が浮動するのを防止するために役立つと共
   に、該蓋中子と協働して該溶融鉄の処理が過激と
   ならないように該揮発性添加物と空気との接触を
   防止していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項または第６項に記載の耐火鋳型。