JPH0647149B2 - 鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳造方法 - Google Patents
鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳造方法Info
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- JPH0647149B2 JPH0647149B2 JP6299186A JP6299186A JPH0647149B2 JP H0647149 B2 JPH0647149 B2 JP H0647149B2 JP 6299186 A JP6299186 A JP 6299186A JP 6299186 A JP6299186 A JP 6299186A JP H0647149 B2 JPH0647149 B2 JP H0647149B2
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- fluid
- cooling
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動金型を使用した鋳型およびその鋳型を用
いた減圧鋳造方法に関する。
いた減圧鋳造方法に関する。
鋳型はその構成材料から金型と砂型に大別される。この
金型と砂型には、それぞれ一長一短があり、それぞれの
特質を活かした使い方がされている。
金型と砂型には、それぞれ一長一短があり、それぞれの
特質を活かした使い方がされている。
砂型鋳造法では、鋳造の造型がし易く、ガス抜きが良好
になされるので鋳造欠陥が生じにくい反面、冷却能が低
いため鋳造組織が粗くなるという欠点がある。
になされるので鋳造欠陥が生じにくい反面、冷却能が低
いため鋳造組織が粗くなるという欠点がある。
また、金型鋳造では、鋳型として金型を使用しているた
め、鋳物の冷却速度が速く、機械的性質に優れた鋳物が
得られ、また、高剛性により寸法精度が高いという長所
を有する。
め、鋳物の冷却速度が速く、機械的性質に優れた鋳物が
得られ、また、高剛性により寸法精度が高いという長所
を有する。
しかしながら、その反面、砂型に比べて金型の製作には
多くの費用と時間がかかる上、一度金型を製作すると、
型の冷却や指向性凝固等のコントロールのための冷却箇
所の変更がとれない等の欠点があった。
多くの費用と時間がかかる上、一度金型を製作すると、
型の冷却や指向性凝固等のコントロールのための冷却箇
所の変更がとれない等の欠点があった。
これに対し、金型製作における費用および時間を低減す
るとともに、砂型の利点であるガス抜きの良好さを兼ね
備えた背面金型が知られている（特開昭６０−１６６１
５５）。この背面金型は、金型の内面に大気へ連通する
砂型を備えてなるので、金型の内面を高精度に仕上げる
必要が無く、金型の持つ高い剛性により寸法精度を向上
させるとともに、砂型の持つ通気性を利用して鋳造欠陥
を減らしたものである。
るとともに、砂型の利点であるガス抜きの良好さを兼ね
備えた背面金型が知られている（特開昭６０−１６６１
５５）。この背面金型は、金型の内面に大気へ連通する
砂型を備えてなるので、金型の内面を高精度に仕上げる
必要が無く、金型の持つ高い剛性により寸法精度を向上
させるとともに、砂型の持つ通気性を利用して鋳造欠陥
を減らしたものである。
この背面金型を用いてなる鋳型にはおいては、上述の利
点があるものの、金型製作にはまだ相当の時間と費用を
要する上、指向性凝固に対する考慮が払われていなかっ
た。
点があるものの、金型製作にはまだ相当の時間と費用を
要する上、指向性凝固に対する考慮が払われていなかっ
た。
したがって、本発明の目的は、砂型と金型の長所を併せ
持つとともに、鋳型の製作に要する時間と費用を低減
し、指向性凝固を可能として引け巣等の発生を防止する
こと、およびそのような鋳型を減圧鋳造方法にも適用可
能とすることにある。
持つとともに、鋳型の製作に要する時間と費用を低減
し、指向性凝固を可能として引け巣等の発生を防止する
こと、およびそのような鋳型を減圧鋳造方法にも適用可
能とすることにある。
そこで、本発明は、流動性を有する金属粉から造型され
る流動金型を背面金型として用い、指向性凝固のための
冷却パイプを予め流動金型中に設けておくことを特徴と
する。
る流動金型を背面金型として用い、指向性凝固のための
冷却パイプを予め流動金型中に設けておくことを特徴と
する。
具体的には、第１の発明としての鋳型は、外枠で保持さ
れ、内部にキャビティを有し流動性を有する金属粉から
造型される流動金型とそのキャビティ面に沿って所定の
厚みを持って造型され、内部に製品キャビティを形成す
る砂型とからなる鋳型であって、前記流動金型には冷却
パイプが配設されていることを特徴とする。
れ、内部にキャビティを有し流動性を有する金属粉から
造型される流動金型とそのキャビティ面に沿って所定の
厚みを持って造型され、内部に製品キャビティを形成す
る砂型とからなる鋳型であって、前記流動金型には冷却
パイプが配設されていることを特徴とする。
また、第２の発明としての減圧鋳造方法は、外枠で保持
され、内部にキャビティを有し流動性を有する金属から
造型される流動金型とそのキャビティ面に沿って所定の
厚みを持って造型され、内部に製品キャビティを形成す
る砂型とからなり、前記流動金型には冷却パイプが配設
されている鋳型を用いた減圧鋳造方法であって、前記鋳
型を底板上へ載置する工程、前記鋳型の周囲を被って前
記鋳型の製品キャビティ内が所定の負圧となるよう減圧
を行う工程、前記鋳型内へ注湯する工程、注湯完了後に
前記鋳型の前記冷却パイプに冷却媒体を送り金型等を冷
却する工程を順次行うことを特徴とする。
され、内部にキャビティを有し流動性を有する金属から
造型される流動金型とそのキャビティ面に沿って所定の
厚みを持って造型され、内部に製品キャビティを形成す
る砂型とからなり、前記流動金型には冷却パイプが配設
されている鋳型を用いた減圧鋳造方法であって、前記鋳
型を底板上へ載置する工程、前記鋳型の周囲を被って前
記鋳型の製品キャビティ内が所定の負圧となるよう減圧
を行う工程、前記鋳型内へ注湯する工程、注湯完了後に
前記鋳型の前記冷却パイプに冷却媒体を送り金型等を冷
却する工程を順次行うことを特徴とする。
本発明において、冷却パイプは、流動金型の冷却の他
に、指向性凝固のため、金型および溶湯の冷却を行いた
い箇所の近くに予め配設された上、流動金型とは一体に
成形される。その際、溶湯の冷却部分に、砂型に代えて
冷し金を配しておくと、冷却パイプによる冷却が促進さ
れて指向性凝固がより確実に行われる。
に、指向性凝固のため、金型および溶湯の冷却を行いた
い箇所の近くに予め配設された上、流動金型とは一体に
成形される。その際、溶湯の冷却部分に、砂型に代えて
冷し金を配しておくと、冷却パイプによる冷却が促進さ
れて指向性凝固がより確実に行われる。
本発明の鋳型によれば、流動金型内に冷却パイプを配設
したので、従来の砂型における冷却能の低さを改善する
ことができる。また、流動金型内における冷却パイプの
配設は、所望に応じ必要箇所に行うことができる上、砂
型の有する通気性等の利点を失うことがない。
したので、従来の砂型における冷却能の低さを改善する
ことができる。また、流動金型内における冷却パイプの
配設は、所望に応じ必要箇所に行うことができる上、砂
型の有する通気性等の利点を失うことがない。
さらに、第２の発明によれば、本発明の鋳型減圧鋳造に
も適用することが可能であり、鋳造欠陥のより少ない製
品が得られる。
も適用することが可能であり、鋳造欠陥のより少ない製
品が得られる。
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。
ここで、第１図は本発明に係る鋳型の断面図である。
第１図において、１は鋳型であり、上型２と下型３から
なる。上型２は箱形の金属製外枠４と外枠内に充填・成
形された流動金属５からなる。同様に、下型３は箱形の
金属性外枠６と外枠に充填・成形された流動金型７から
なる。
なる。上型２は箱形の金属製外枠４と外枠内に充填・成
形された流動金属５からなる。同様に、下型３は箱形の
金属性外枠６と外枠に充填・成形された流動金型７から
なる。
この上型２には、流動金型５のキャビティ面８に沿っ
て、砂型９と湯口１０がコールドボックス法により形成
され、砂型９の内面は、製品キャビィ１１の上側を郭定
している。そして、流動金型５の内部には、冷却パイプ
１２が配設されており、外枠４より冷却水の循環口１３
が突設している。
て、砂型９と湯口１０がコールドボックス法により形成
され、砂型９の内面は、製品キャビィ１１の上側を郭定
している。そして、流動金型５の内部には、冷却パイプ
１２が配設されており、外枠４より冷却水の循環口１３
が突設している。
この冷却パイプ１２の配設に当っては、冷却パイプ１２
の循環口１３側を外枠４に取り付けると共に反対側をワ
イヤで吊架した状態で、湯口１０およびキャビティ１１
に砂型９の厚みを見んだ模型を配して、上方より市販の
金属粉、セラミックファイバーおよびバインダーを主体
とするスラリーを流し込み、乾燥、焼成し、流動金型と
する。
の循環口１３側を外枠４に取り付けると共に反対側をワ
イヤで吊架した状態で、湯口１０およびキャビティ１１
に砂型９の厚みを見んだ模型を配して、上方より市販の
金属粉、セラミックファイバーおよびバインダーを主体
とするスラリーを流し込み、乾燥、焼成し、流動金型と
する。
砂型９の形成は、製品各個の鋳造毎に行う。具体的に
は、製品キャビティ１１に模型を配しておき、流動金型
５の通気性を利用した減圧状態において、フェノール樹
脂とポリイソシアネートを被覆した珪砂を模型と流動金
型のキャビティ面８の間隙に吹き込んだ後、アミンガス
を流通し、硬化させて砂型９とする。
は、製品キャビティ１１に模型を配しておき、流動金型
５の通気性を利用した減圧状態において、フェノール樹
脂とポリイソシアネートを被覆した珪砂を模型と流動金
型のキャビティ面８の間隙に吹き込んだ後、アミンガス
を流通し、硬化させて砂型９とする。
下型３には、流動金型７のキャビティ面３０に沿って、
冷し金１４を配した砂型１５が上型２と同様の方法で形
成され、それらの内面は、製品キャビティ１１の下側を
郭定している。そして、流動金型７の内部には、冷却パ
イプ１６が上型２と同様の方法で配設されており、循環
口１７が取り付けられて、冷却水により下型３および冷
し金１４を冷却するようになっている。
冷し金１４を配した砂型１５が上型２と同様の方法で形
成され、それらの内面は、製品キャビティ１１の下側を
郭定している。そして、流動金型７の内部には、冷却パ
イプ１６が上型２と同様の方法で配設されており、循環
口１７が取り付けられて、冷却水により下型３および冷
し金１４を冷却するようになっている。
次に、本実施例の鋳型を用いた重力鋳造方法について説
明する。
明する。
前述した如く形成した下型３および上型２は、図示しな
いシリンダを作動させて上型２を下降させ、下型３に当
接させて型締めをする。この結果、第１図に示す状態と
なり、砂型９、１５によって製品キャビティ１１が郭定
される。
いシリンダを作動させて上型２を下降させ、下型３に当
接させて型締めをする。この結果、第１図に示す状態と
なり、砂型９、１５によって製品キャビティ１１が郭定
される。
この状態において、湯口１０へ上方より取鍋（図示せ
ず）の溶湯（ＳＣＳ−１３、オーステナイトステンレス
鋳鋼）を流し込んだ後、ただちに、循環口１３、１７よ
り冷却水を循環させ、流動金型５、７および冷し金１４
を冷却した。
ず）の溶湯（ＳＣＳ−１３、オーステナイトステンレス
鋳鋼）を流し込んだ後、ただちに、循環口１３、１７よ
り冷却水を循環させ、流動金型５、７および冷し金１４
を冷却した。
この結果、得られた鋳鋼は、引け巣やブローホール等の
鋳造欠陥のない健全なものであった。これは、キャビテ
ィ面に砂型が形成されている流動金型の有するガス抜け
性、湯回り性の良い点に加わえて、冷却パイプと冷し金
による冷却硬化が十分で指向性凝固が図れたためと解さ
れる。
鋳造欠陥のない健全なものであった。これは、キャビテ
ィ面に砂型が形成されている流動金型の有するガス抜け
性、湯回り性の良い点に加わえて、冷却パイプと冷し金
による冷却硬化が十分で指向性凝固が図れたためと解さ
れる。
ちなみに、製品キャビティ１１の中心部（第１図のＡ
点）の温度が５００℃以下になる時間は、従来のＣＯ2
型の砂型に比べて約３分の１に短縮できており、冷却効
果の大きさが確認されている。
点）の温度が５００℃以下になる時間は、従来のＣＯ2
型の砂型に比べて約３分の１に短縮できており、冷却効
果の大きさが確認されている。
次に、第２の発明に係る実施例を説明する。
ここで、第２図は本発明の鋳型を用いた減圧鋳造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
鋳型１は、先の実施例と同じものであるので、同一番号
を付与する。第２図は、上型２と下型３を型締めして、
キャビティ１１内の減圧を行い、注湯を行っている状態
を示している。
を付与する。第２図は、上型２と下型３を型締めして、
キャビティ１１内の減圧を行い、注湯を行っている状態
を示している。
この状態では、鋳型１がスペーサ１８を介して、金属製
の底板１９上に載置されている。鋳型１の上面には、湯
こぼれ受けを兼ねた錘２０が載置され、上型２と下型３
の型締めを行っており、湯口１０に相対する位置に湯口
１０とほぼ同じ径の開口２１を有している。さらに、鋳
型１を被う金属板製の箱形のチャンバー２２が底板１９
上に載置され、底板１９との間をガムテープ２３でシー
ルされ、減圧状態を保つようになっている。
の底板１９上に載置されている。鋳型１の上面には、湯
こぼれ受けを兼ねた錘２０が載置され、上型２と下型３
の型締めを行っており、湯口１０に相対する位置に湯口
１０とほぼ同じ径の開口２１を有している。さらに、鋳
型１を被う金属板製の箱形のチャンバー２２が底板１９
上に載置され、底板１９との間をガムテープ２３でシー
ルされ、減圧状態を保つようになっている。
湯口１０上方のチャンバー２２には、湯口だまり２４が
設けられている。湯口だまり２４は、鉄板で作られた漏
斗状の湯口だまり外皮２５がチャンバー２２に取り付け
られており、外皮の内側には通気性をほとんど有さない
耐火物からなる内張り２６が形成されている。内張り２
６の下方の段部には、板厚約０．８mmの鉄板製の溶湯止
め蓋２７が置かれており、所定時間だけ湯口だまり２４
に注湯された溶湯２５を保持するようになっている。
設けられている。湯口だまり２４は、鉄板で作られた漏
斗状の湯口だまり外皮２５がチャンバー２２に取り付け
られており、外皮の内側には通気性をほとんど有さない
耐火物からなる内張り２６が形成されている。内張り２
６の下方の段部には、板厚約０．８mmの鉄板製の溶湯止
め蓋２７が置かれており、所定時間だけ湯口だまり２４
に注湯された溶湯２５を保持するようになっている。
チャンバー２２の側面下方に、ダクト２８が接続されて
おり、ダクト２８の他端は図示しない真空ポンプに連結
されている。
おり、ダクト２８の他端は図示しない真空ポンプに連結
されている。
次に、本実施例の鋳型を用いた減圧鋳造方法について説
明する。
明する。
先の実施例と同様に上型２および下型３が形成され、底
板１９上で型合わせをされた鋳型１は、上型２の上面に
錘２０が載置されて型締めされる。型締めされた鋳型１
は、クレーンで吊られたチャンバー２２が被せられ、底
板１９とチャンバー２２の間にガムテープが貼着され、
シールが行われる。
板１９上で型合わせをされた鋳型１は、上型２の上面に
錘２０が載置されて型締めされる。型締めされた鋳型１
は、クレーンで吊られたチャンバー２２が被せられ、底
板１９とチャンバー２２の間にガムテープが貼着され、
シールが行われる。
この状態で、真空ポンプを始動し、ダクト２８を介して
チャンバー２２内を減圧する。約３００mmHgの減圧度が
確保されたところで、取鍋２９より湯口だまり２４へ第
１実施例と同じ溶湯の注湯を行った。注湯後１０秒経過
して、溶湯止め蓋２７が溶損すると、湯口だまり２４内
の溶湯２５が減圧状態のチャンバー２２内の湯口１０へ
注がれ、製品キャビティ１１内へ流入充填される。この
時、湯口だまり２４は、溶湯２５で満たされてシール作
用をするため、チャンバー２２内への大気の洩れは生じ
なかった。
チャンバー２２内を減圧する。約３００mmHgの減圧度が
確保されたところで、取鍋２９より湯口だまり２４へ第
１実施例と同じ溶湯の注湯を行った。注湯後１０秒経過
して、溶湯止め蓋２７が溶損すると、湯口だまり２４内
の溶湯２５が減圧状態のチャンバー２２内の湯口１０へ
注がれ、製品キャビティ１１内へ流入充填される。この
時、湯口だまり２４は、溶湯２５で満たされてシール作
用をするため、チャンバー２２内への大気の洩れは生じ
なかった。
湯口１０への注湯が完了すると、ただちにチャンバー２
２を取り外し、循環口１３、１７に冷却水供給管を接続
して、冷却水を冷却パイプ１２、１６へ送り、流動金型
５、７および冷し金１４の冷却を行った。
２を取り外し、循環口１３、１７に冷却水供給管を接続
して、冷却水を冷却パイプ１２、１６へ送り、流動金型
５、７および冷し金１４の冷却を行った。
このようにして作られた鋳鋼製品を切断して検査を行っ
た、その結果、引き巣はなく、健全鋳物が得られてお
り、また、ガス欠陥もなく、チャンバー内への大気の巻
き込みが生じていないことが確認できた。
た、その結果、引き巣はなく、健全鋳物が得られてお
り、また、ガス欠陥もなく、チャンバー内への大気の巻
き込みが生じていないことが確認できた。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
例えば、本実施例の減圧鋳造方法においては、注湯後に
チャンバーを鋳型より取り外してから冷却パイプへの給
水を行ったが、チャンバー自体に内部の循環口および外
部の供給口と連結するための接続ジョイントを設けてお
き、チャンバーを取り外さなくとも冷却が行えるように
してもよい。
チャンバーを鋳型より取り外してから冷却パイプへの給
水を行ったが、チャンバー自体に内部の循環口および外
部の供給口と連結するための接続ジョイントを設けてお
き、チャンバーを取り外さなくとも冷却が行えるように
してもよい。
以上より、本発明の鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳
造方法によれば、以下の効果を奏する。
造方法によれば、以下の効果を奏する。
（イ）溶湯の凝固コントロールが容易になるため指向性
凝固が図れ、引け巣等の鋳造欠陥のない健全な鋳物が得
られる。
凝固が図れ、引け巣等の鋳造欠陥のない健全な鋳物が得
られる。
（ロ）指向性凝固が容易に図れるため、押し湯量を減ら
すことができ、歩留りが向上する。
すことができ、歩留りが向上する。
（ハ）流動金型を使用しているため、金型に比べて、型
の製作に要する費用と時間を少くすることができる。
の製作に要する費用と時間を少くすることができる。
（ニ）流動金型を用いて、さらに、冷却パイプを配設し
ているため、従来の砂型を用いた場合に比べ、溶湯の凝
固時間の短縮が図れ、サイクルタイムの短縮により生産
性が向上する。
ているため、従来の砂型を用いた場合に比べ、溶湯の凝
固時間の短縮が図れ、サイクルタイムの短縮により生産
性が向上する。
第１図は、本発明の第１実施例に係る鋳型の断面図、そ
して、第２図は、本発明の第２実施例に係り、第１実施
例の鋳型を用いた減圧鋳造方法をシール断面図である。 １……鋳型 ２……上型 ３……下型 ４、６……外枠 ５、７……流動金型 ８、３０……キャビティ面 ９、１５……砂型 １１……製品キャビティ １２、１６……冷却パイプ
して、第２図は、本発明の第２実施例に係り、第１実施
例の鋳型を用いた減圧鋳造方法をシール断面図である。 １……鋳型 ２……上型 ３……下型 ４、６……外枠 ５、７……流動金型 ８、３０……キャビティ面 ９、１５……砂型 １１……製品キャビティ １２、１６……冷却パイプ
Claims (3)
- 【請求項１】外枠で保持され、内部にキャビティを有し
流動性を有する金属粉から造型される流動金型とそのキ
ャビティ面に沿って所定の厚みを持って造型され、内部
に製品キャビティを形成する砂型とからなる鋳型であっ
て、前記流動金型には冷却パイプが配設されていること
を特徴とする鋳型。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記製品
キャビテイに臨むよう前記砂型の一部に冷し金が配設さ
れていることを特徴とする鋳型。 - 【請求項３】外枠で保持され、内部にキャビティを有し
流動性を有する金属粉から造型される流動金型とそのキ
ャビティ面に沿って所定の厚みを持って造型され、内部
に製品キャビティを形成する砂型とからなり、前記流動
金型には冷却パイプが配設されている鋳型を用いた減圧
鋳造方法であって、前記鋳型を底板上へ載置する工程、
前記鋳型の周囲を被って前記鋳型の製品キャビティ内が
所定の負圧となるよう減圧を行う工程、前記鋳型内へ注
湯する工程、注湯完了後に前記鋳型の前記冷却パイプに
冷却媒体を送り金型等を冷却する工程を順次行うことを
特徴とする減圧鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299186A JPH0647149B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299186A JPH0647149B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62220241A JPS62220241A (ja) | 1987-09-28 |
| JPH0647149B2 true JPH0647149B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=13216346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6299186A Expired - Fee Related JPH0647149B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 鋳型およびその鋳型を用いた減圧鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647149B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10221074B4 (de) | 2002-05-10 | 2004-08-05 | Dihag Deutsche Giesserei- Und Industrie-Holding Ag | Gießform zur Herstellung eines Gußteils unter Verwendung von Formgrundstoff und Verwendung einer solchen Gießform |
| DE10352180B4 (de) * | 2003-11-05 | 2006-03-02 | Dihag Deutsche Giesserei- Und Industrie-Holding Ag | Gießverfahren zur Herstellung eines Gußteils |
| JP2006305594A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Daido Castings:Kk | 精密鋳造方法 |
| DE102008017657A1 (de) * | 2008-04-05 | 2009-10-29 | Evosteel Gmbh | Gießform zur Herstellung eines Gußbauteils und Verfahren zur Herstellung einer Gießform |
| EP3012045B1 (en) * | 2013-06-20 | 2017-09-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Cast article manufacturing method |
| EP3539687A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-09-18 | Casa Maristas Azterlan | Device and method for improved cooling of a metallic alloy in a sand mold |
| CN114918365A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-19 | 河北津西钢铁集团重工科技有限公司 | 一种铸钢材质的水冷炉口的铸造方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6299186A patent/JPH0647149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62220241A (ja) | 1987-09-28 |
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