JPH0422566A - 加圧鋳造方法 - 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、鋳型内に充填された溶湯を加圧気体で加圧し
つつ鋳造する加圧鋳造方法の改良に関する。

（従来の技術） 上記のような加圧鋳造方法を採用すると、加圧気体の加
圧力が溶湯に効果的に作用するため、複雑な形状の鋳物
、例えばエンジンにおけるアルミニウム製のシリンダヘ
ッドやシリンダブロック等を鋳造欠陥を生じさせること
なく鋳造できると共に、加圧力を余り大きくする必要が
ないので鋳型の負担が少なくなり、鋳型として砂型を用
いることができる等の利点がある。

そして、溶湯を加圧することに伴う鋳造用材料強化のメ
カニズムや鋳造欠陥減少のメカニズムが明らかになるに
つれて、従来よりも小さい加圧力で優れた品質の鋳造品
を得られるようになってきた。

このため、公開特許公報昭６３−１３７５６４号に示さ
れるように、乾燥砂からなる鋳型の内部に消失模型を埋
設した後、該消失模型に対して溶湯を注入し、溶湯の充
填が完了した後、鋳型に対して加圧気体を供給して鋳型
内の溶湯を加圧する方法、或いは、公表特許公報昭６３
−５０１８５７号に示されるように、乾燥砂からなる鋳
型を加圧容器の内部に収納し、上記鋳型内に溶湯を充填
した後、上記加圧容器の内部に加圧気体を供給して鋳型
内の溶湯を加圧する方法等、種々の加圧鋳遣方法が提案
されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、これらの各鋳造方法は、溶湯を乾燥砂の空隙
から加圧気体で加圧する方法、つまり溶湯をその外側か
ら加圧する方法であるから砂中子を用いない場合には効
果的であるが、砂中子がセットされた鋳型内に溶湯を供
給して鋳造する場合には、溶湯に対する加圧力が十分で
はない。

そこで、本発明者は、砂中子の内部にも加圧気体を供給
して溶湯を砂中子の表面側からつまり溶湯をその内側か
らも加圧する方法を考慮した。

ところが、砂中子の内部に加圧気体を供給すると、従来
、砂中子の空隙を通じて外部に逃げていた溶湯の熱が外
部に放出され難くなってしまう。

このため、溶湯の凝固時における冷却性が悪化するので
、得られる鋳造品の内部組織が粗大になり、品質が低下
するという新たな問題が生じた。

上記に鑑みて、本発明は、溶湯の凝固時における冷却性
の悪化を招くことなく溶湯を内側から加圧できるように
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、砂中子の内部に
供給される加圧気体を該砂中子の内外に流通させること
により、砂中子内の加圧気体を冷却媒体として利用する
ものである。

具体的に本発明が講じた解決手段は、砂中子がセットさ
れた鋳型内に溶湯を充填し、充填された溶湯を加圧して
鋳造する加圧鋳造方法を対象とし、上記砂中子の内部に
加圧気体を供給して鋳型内の溶湯を砂中子の表面側から
加圧すると共に、該砂中子の内部に供給される加圧気体
を該砂中子の内外に流通させて該砂中子を冷却する構成
とするものである。

（作用） 上記の構成により、砂中子の内部に加圧気体を供給して
鋳型内に充填された溶湯を砂中子の表面側から加圧する
ため、溶湯を加圧しながら鋳造することができる。

また、砂中子の内部に供給される加圧気体が該砂中子の
内外に流通するため、砂中子の熱は加圧空気によって砂
中子の外部に放出される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に用いられ、フランジを有す
る有底筒状のアルミニウム製鋳造品を鋳造するための加
圧鋳造装置Ａの全体構成を示している。

第１図において、１０は鋳物砂例えば珪砂６号にレジン
硬化剤を配合してなる自硬性砂により形成された固定砂
型であって、該固定砂型１０は、鋳造品と対応する形状
を有し最大径が１２０ｍｍ程度であって内面に塗型剤が
塗布されたキャビティ１０ａと、溶湯を該固定砂型１０
内に導くべく上下方向に伸び内面に塗型剤が塗布された
直径が２０ｍｍ程度の湯口１０ｂと、湯口１０ｂの上端
に形成された皿状の湯溜まり部１０ｃと、湯口１０ｂの
下端からキャビティ１０ａの下方に伸び内面に塗型剤を
塗布された直径が１０ｍｍ程度の湯道１０ｄと、湯道１
０ｄとキャビティ１０ａの下端とを連通させる直径８ｍ
ｍ程度のゲート１０ｅとを備えている。

固定砂型１０の湯口１０ｂの上方には、ロボットに支持
された図示しない加圧用ユニットの下端部に設けられた
昇降可能な加圧蓋１２が配置されており、該加圧蓋１２
は、圧縮空気等からなる加圧気体を加圧蓋１２の内部に
導くための加圧気体導入路（図示は省略している）を備
えている。

固定砂型１０のキャビティ１０ａの上方には、該キャビ
ティ１０ａの天井部を構成する可動砂型１４が固定砂型
１０に対して着脱自在に配設されており、該可動砂型１
４は適当数のエジェクトピン挿入孔１４ｇを備えている
。

可動砂型１０の中央部には、該固定砂型１０を上下方向
に貫通する金属製筒状のジヨイント部材１６が嵌着され
、該ジヨイント部材１６はその下端部で砂中子１８を保
持しており、これにより砂中子１８は可動砂型１４と共
に固定砂型１０に対して着脱自在である。尚、ジヨイン
ト部材１６の下端部は、鋳造後の型ばらし時における砂
中子１８の離脱を容易ならしめるためテーパー状に形成
されている。

ジヨイント部材１６の中心部には、砂中子１８の内部に
圧縮空気等の加圧気体を導くための加圧気体供給路２０
が該ジヨイント部材１６を貫通するように配設されてお
り、該加圧気体供給路２０の上流端は加圧気体供給源２
１に接続されている。

一方、加圧気体供給路２０の下流側は砂中子１８の下端
部に伸びており、該下流端には、加圧気体供給路２０に
より導かれた加圧気体を砂中子１８の内部に放出するノ
ズル２２が取り付けられている。また、加圧気体供給路
２０には、圧力調整弁２４が介設されており、砂中子１
８内に供給する加圧気体の圧力を一定に保つことができ
る。さらに、砂中子１８の内部におけるノズル２２の下
方には、ノズル２２から砂中子１８内に放出され該砂中
子１８から吸熱し高温化した加圧気体の温度を検知する
温度センサ２６が配設されている。

ジヨイント部材１６の中心部における加圧気体供給路２
０の外側には、砂中子１８の内部に放出された加圧気体
を該砂中子１８の外部に排出するだめの加圧気体排出路
２８が、加圧気体供給路２０と同軸に配設されており、
該加圧気体排出路２８の上流端はジヨイント部材１６の
下端に設けられた開口部１６ａで開口している。また、
加圧気体排出路２８には、該排出路２８を流通する加圧
気体の流量を調整する流量調整弁３０、及び該排出路２
８を流通する加圧気体の圧力を検知する圧力センサ３２
が各々介設されている。

尚、第１図において、３６はＣＰＵであって、該ＣＰＵ
３６は、温度センサ２６からの温度信号を入力して該温
度信号に基づき加圧気体排出路２８の流量調整弁３０を
制御すると共に、圧力センサ３２からの圧力信号を人力
して該圧力信号に基づき加圧気体供給路２０の圧力調整
弁２４を制御する。

以下、上記構成の加圧鋳造方法八を用いて行なう加圧鋳
造方法について説明する。

まず、加圧蓋１２を上昇させた状態で、溶湯を固定砂型
１０の湯口１ｂから注入してキャビティ１０ａ内に充填
する。

次に、キャビティ１０ａ内に溶湯が充填され、その後、
湯溜まり部１０ｃに溶湯が溜まると、加圧蓋１２を下降
させて湯口１０ｂを密封させる。

その後、上記の加圧気体導入路から加圧蓋１２の内部に
例えば２．５気圧の圧縮空気を導入して場面を加圧する
。このようにすると、溶湯の凝固初期においては、パス
カルの原理により圧力は溶湯全体に略均−に加わるため
、溶湯がジヨイント部材１６に押し付けられるので、ジ
ヨイント部材１６と砂中子１８との間がシールされる。

このようにして砂中子１８はシールされている一方溶湯
により加熱されるため、砂中子１８の内部は３気圧程度
に昇圧している。

このようにして溶湯を加圧すると、加圧容器の内部に加
圧気体を供給することにより溶湯を加圧する方法に比べ
て、装置が小型で済むと共に、加圧容器の蓋の開閉と注
湯・加圧とのタイミングの困難さが解消する。

次に、圧縮空気を加圧気体供給路２０から砂中子１８の
内部に供給して溶湯を砂中子１８の表面から加圧する一
方、砂中子１８の内部の圧縮空気を加圧気体排出路２８
から外部に排出して砂中子１８の内部を冷却する。この
場合、温度センサ２６からの温度信号に基づき流量調整
弁３０の開度を調整して、砂中子１８の内部の温度を約
１００℃に維持すると共に、圧力センサ３２からの圧力
信号に基づき圧力調整弁３０の開度を調整して、砂中子
１８の内部の圧力を約４．５気圧に維持することか好ま
しい。

尚、上記実施例においては、鋳型として固定砂型１０を
用いたか、これに代えて金型を用いる場合でも、本発明
の加圧鋳造方法を適用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る加圧鋳造方法による
と、砂中子の内部に加圧気体を供給して溶湯を加圧する
一方、砂中子の内部に供給される加圧気体を砂中子の内
外に流通させるため、砂中子の熱は加圧空気によって砂
中子の外部に放出されるので、溶湯の凝固時における冷
却性の悪化を招くことなく溶湯を加圧できる。

このため、本発明によると、砂中子を用いる場合である
にも拘らず、得られる鋳造品の組織を微細化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に用いる加圧鋳造装置の断面
図である。 Ａ・・・加圧鋳造装置 １０・・・固定砂型（鋳型） １８・・・砂中子 ２０・・・加圧気体供給路 ２４・・・圧力調整弁 ２６・・・温度センサ ２８・・・加圧気体排出路 ３０・・・流量調整弁 ほか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）砂中子がセットされた鋳型内に溶湯を充填し、充
   填された溶湯を加圧して鋳造する加圧鋳造方法であって
   、上記砂中子の内部に加圧気体を供給して鋳型内の溶湯
   を砂中子の表面側から加圧すると共に、該砂中子の内部
   に供給される加圧気体を該砂中子の内外に流通させて該
   砂中子を冷却することを特徴とする加圧鋳造方法。