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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- Japan
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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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