JP6748750B2 - Hot water system - Google Patents
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Description
本発明は、鋳型を用いる金属鋳造操作で用いる押湯システム、該押湯システムで用いる押湯スリーブ、および該押湯システムを含む鋳型を作製する方法に関する。 The present invention relates to a feeder system used in a metal casting operation using a mold, a feeder sleeve used in the feeder system, and a method of making a mold including the feeder system.
典型的な鋳造プロセスにおいて、溶融金属が、鋳物の形状を規定する予め形成された鋳型キャビティ内に注がれる。しかしながら、金属は凝固時に収縮し、結果として、最終鋳物において許容できない欠陥となる引け巣を生じる。これは、鋳造業界においてよく知られた問題であり、鋳型形成中に、パターンプレートに取り付けることによって、または後でスリーブを形成された鋳型のキャビティに挿入することによって鋳型に一体化された押湯スリーブまたはライザの使用によって対処されている。各押湯スリーブは、鋳型キャビティと連通する追加の（通常、囲まれた）容積またはキャビティを提供するので、溶融金属も押湯スリーブ内に入る。凝固中、押湯スリーブ内の溶融金属は、鋳型キャビティ内に逆流して、鋳物の収縮を補償する。 In a typical casting process, molten metal is poured into a preformed mold cavity that defines the shape of the casting. However, the metal shrinks during solidification, resulting in shrinkage cavities that result in unacceptable defects in the final casting. This is a well-known problem in the casting industry, during which the riser integrated into the mold either by attaching to the pattern plate or later by inserting the sleeve into the cavity of the formed mold. This is addressed by the use of sleeves or risers. Each feeder sleeve provides an additional (usually enclosed) volume or cavity in communication with the mold cavity so that molten metal also enters the feeder sleeve. During solidification, the molten metal in the feeder sleeve flows back into the mold cavity to compensate for shrinkage of the casting.
鋳物の凝固および鋳型材料の除去後、押湯スリーブ内からの不所望の残留金属が鋳物に付着したままであり、除去されなければならない。残留金属の除去を容易にするために、押湯スリーブキャビティは、ネックダウンスリーブと一般的に呼ばれる設計において、その基部（すなわち、鋳型キャビティに最接近することになる押湯スリーブの端部）に向かって先細にされてもよい。強い打撃が残留金属に与えられると、鋳型近傍にある最も弱い部分で分離する（「ノックオフ」として一般的に知られるプロセス）。鋳物上の小さなフットプリントもまた、隣接する特徴部によってアクセスが制限され得る鋳物の領域において押湯スリーブの位置決めを可能にするのに望ましい。 After solidification of the casting and removal of the mold material, undesired residual metal from within the feeder sleeve remains attached to the casting and must be removed. To facilitate removal of residual metal, the feeder sleeve cavity is located at its base (ie, the end of the feeder sleeve that will be closest to the mold cavity) in a design commonly referred to as a neck down sleeve. It may be tapered towards. When a strong blow is applied to the residual metal, it separates at the weakest parts near the mold (a process commonly known as "knock off"). A small footprint on the casting is also desirable to allow positioning of the feeder sleeve in areas of the casting where access may be limited by adjacent features.
押湯スリーブは、鋳造鋳型キャビティの表面上に直接取付けられてもよいけれども、押湯エレメント（ブレーカコアとしても知れられる）とともにしばしば使用される。ブレーカコアは、通常中心に穴があり、鋳型キャビティと押湯スリーブとの間に位置する、耐火材料から成るディスク（典型的に、樹脂結合砂コア、またはセラミックコア、または押湯スリーブ材料から成るコア）に過ぎない。ブレーカコアを貫通する孔の直径は、押湯スリーブの内部キャビティ（必ずしも先細である必要はない）の直径よりも小さく設計されて、ノックオフが鋳物に近接するブレーカコアにおいて生じる。 Although the feeder sleeve may be mounted directly on the surface of the casting mold cavity, it is often used with feeder elements (also known as breaker cores). Breaker cores are discs of refractory material (typically resin-bonded sand cores, or ceramic cores, or feeder sleeve material) that are usually centered and located between the mold cavity and feeder sleeve material. Core). The diameter of the hole through the breaker core is designed to be smaller than the diameter of the internal cavity (not necessarily tapered) of the feeder sleeve, resulting in knock-off in the breaker core close to the casting.
鋳物砂は、２つの主要なカテゴリ、化学結合（有機または無機結合剤に基づく）と粘土結合とに分類可能である。化学結合造型結合剤は、典型的に、自己硬化システムであり、該システムでは、結合剤および化学硬化剤が砂と混合されて、結合剤および硬化剤が直ちに反応し始めるが、十分にゆっくりと、砂をパターンプレートの周りに造型させ、その後除去および鋳造のために十分に硬化させる。 Foundry sand can be divided into two main categories, chemical bonds (based on organic or inorganic binders) and clay bonds. Chemical Bonding Molding binders are typically self-curing systems in which the binder and chemical hardener are mixed with sand so that the binder and hardener immediately begin to react, but slowly enough. , Sand around the pattern plate and then harden sufficiently for removal and casting.
粘土結合造型は、粘土と結合剤としての水とを用い、「生」すなわち未乾燥状態で使用可能であり、一般的に生砂と呼ばれる。生砂混合物は、圧縮力下のみにおいては、すぐに流れず、または容易に移動しないので、パターンの周りに生砂を詰め込み、鋳型に十分な強度特性を与えるために、ジョルティング（jolting）、バイブレーティング（vibrating）、スクイージング（squeezing）およびラミング（ramming）の様々な組み合わせが、高い生産性で一様な強度の鋳型を製造するのに適用される。砂は、典型的には、通常１または複数の油圧ラムを用いて高圧で圧縮される（詰め込まれる）。 Clay-binding molding uses clay and water as a binder and can be used in a "raw" or undried state, commonly referred to as green sand. The green sand mixture does not immediately flow or move easily under compressive force only, so to pack the green sand around the pattern and to give the mold sufficient strength properties, a jolting, Various combinations of vibrating, squeezing and ramming are applied to produce molds of high productivity and uniform strength. Sand is typically compressed (packed) at high pressure, usually using one or more hydraulic rams.
このような高圧造型プロセスにスリーブを適用するために、通常、押湯スリーブのための装着点として、予め定める位置における造型パターンプレート（鋳型キャビティを規定する）上にピンが設けられる。要求されるスリーブがピン上に設置される（フィーダの基部がパターンプレート上または上方にあるように）と、押湯スリーブが覆われて鋳型枠が充填されるまで、鋳物砂をパターンプレート上にかつ押湯スリーブの周囲に注ぐことによって、鋳型が形成される。鋳物砂およびそれに続く高圧力の適用は、押湯スリーブの損傷および破損を生じ得、特に、打ち固め前に押湯スリーブがパターンプレートと直接接触する場合、鋳物の複雑性および生産性要求が高まるにつれて、より寸法が安定した鋳型が必要とされ、その結果、より高いラミング圧力への傾向および結果としてのスリーブの破損を生じ得る。 To apply the sleeve to such a high pressure molding process, pins are typically provided on the molding pattern plate (defining the mold cavity) at predetermined locations as mounting points for the feeder sleeve. Once the required sleeve is installed on the pin (as the base of the feeder is on or above the pattern plate), the molding sand is placed on the pattern plate until the feeder sleeve is covered and the mold is filled. And by pouring around the feeder sleeve a mold is formed. The application of foundry sand and subsequent high pressure can result in damage and breakage of the feeder sleeve, which increases the complexity and productivity requirements of the casting, especially if the feeder sleeve is in direct contact with the pattern plate before compaction. As a result, more dimensionally stable molds are needed, which can result in a tendency to higher ramming pressures and consequent sleeve breakage.
出願人は、ＷＯ２００５／０５１５６８、ＷＯ２００７１４１４４６、ＷＯ２０１２１１０７５３およびＷＯ２０１３１７１４３９に記載される、押湯スリーブとの組み合わせで用いる様々な折り畳み式押湯エレメントを開発してきた。押湯エレメントは、造型中に圧力を受けると圧縮し、これによって押湯スリーブを損傷から保護する。 Applicants have developed a variety of collapsible feeder elements for use in combination with feeder sleeves as described in WO2005/051568, WO2007141446, WO2012110753 and WO2013171439. The feeder element compresses under pressure during molding, thereby protecting the feeder sleeve from damage.
ＵＳ２００８／０２６５１２９は、内部に押湯キャビティを有するフィーダ本体を含む、鋳造金属のために使用される鋳型に挿入するための押湯インサートを記載している。フィーダ本体の底部側は、鋳型と連通しており、フィーダ本体の上部側には、エネルギ吸収装置が設けられる。 US 2008/0265129 describes a feeder insert for inserting into a mold used for cast metal, which comprises a feeder body having a feeder cavity therein. The bottom side of the feeder body communicates with the mold, and the energy absorbing device is provided on the top side of the feeder body.
ＥＰ１１８４１０４Ａ１（Chemex GmbH）は、鋳物砂が圧縮されたときに、順に嵌り込み、第１（下側）部分の外壁と第２（上側）部分の内壁が面一になる、２部分押湯スリーブ（断熱性または発熱性であってもよい）を記載している。 EP1184104A1 (Chemex GmbH) is a two-part feeder sleeve (in which the outer wall of the first (lower) part and the inner wall of the second (upper) part are flush with each other when the molding sand is compressed, in order. It may be adiabatic or exothermic).
ＥＰ１１８４１０４Ａ１の図３ａ〜図３ｄは、２部分押湯スリーブ（１０２）の伸縮動作を示す。押湯スリーブ（１０２）は、パターン（１２２）と直接接触しており、これは、不十分な表面仕上げ、鋳物表面の局所的な汚れ、および副次的な鋳造欠陥を生じ得るので、発熱性スリーブが使用されるとき弊害をもたらす。また、たとえ下側部分（１０４）が先細であったとしても、下側部分（１０４）は、打ち固め中に受ける力に耐えるように比較的厚くされなければならないので、依然としてパターン（１２２）上に幅広のフットプリントが存在する。これは、ノックオフおよびパターン上の押湯システムに占有される空間の観点から不十分である。下側の内側部分（１０４）と上側の外側部分（１０６）とは、保持要素（１１２）によって適所に保持される。保持要素（１１２）は、伸縮動作を行うことを可能にするために折れて取れ鋳物砂内に落下する。保持要素は、時間とともに鋳物砂に蓄積し、鋳物砂を汚す。これは、特に、保持要素が発熱性材料から成る場合に面倒を引き起こす。なぜなら保持要素が反応して、小さな爆発性の欠陥を生じることがあるからである。 Figures 3a to 3d of EP 1184104A1 show the telescopic movement of the two part feeder sleeve (102). The feeder sleeve (102) is in direct contact with the pattern (122), which can result in inadequate surface finish, localized fouling of the casting surface, and secondary casting imperfections, which is exothermic. It causes harm when the sleeve is used. Also, even though the lower portion (104) is tapered, the lower portion (104) must still be relatively thick to withstand the forces it receives during compaction, so it is still on the pattern (122). There is a wide footprint in. This is insufficient in terms of knock-off and space occupied by the feeder system on the pattern. The lower inner portion (104) and the upper outer portion (106) are held in place by a retaining element (112). The holding element (112) breaks off and allows it to fall into the foundry sand in order to be able to perform a telescoping movement. The retaining element accumulates in the foundry sand over time and contaminates the foundry sand. This is especially troublesome if the holding element is made of a heat-generating material. This is because the retaining element can react and produce small explosive defects.
ＵＳ６９０４９５２（AS Luengen GmbH & Co. KG）は、管状体が一時的に押湯スリーブの内壁に接着される押湯システムを記載している。鋳物砂が圧縮されるときに押湯スリーブと管状体との間に相対移動が存在する。 US 6904952 (AS Luengen GmbH & Co. KG) describes a feeder system in which a tubular body is temporarily glued to the inner wall of a feeder sleeve. There is relative movement between the feeder sleeve and the tubular body when the foundry sand is compressed.
増大する要求が、部分的には造型設備の進歩によって、また部分的には製造している新たな鋳物によって高圧造型システムで用いる押湯システムに突きつけられる。ダクタイル鋳鉄のある等級および特定の鋳物形状は、ある金属の押湯エレメントのネックを通して押湯性能の有効性に悪影響を及ぼし得る。また、ある造型ラインまたは鋳物形状は、砂の薄層だけによって分離される鋳物表面に近接しているスリーブの基部に生じる過圧縮（押湯エレメントの圧潰または押湯システムの伸縮）を結果としてもたらし得る。本発明は、金属鋳造で用いる押湯システムを提供し、先行技術の押湯システムに関連する１または複数の課題を克服しようとする、または有用な代替物を提供しようとするものである。 Increasing demands are placed on feeder systems used in high pressure molding systems, partly due to advances in molding equipment, and partly due to new castings being manufactured. Certain grades of ductile cast iron and certain casting shapes can adversely affect the effectiveness of feeder performance through the neck of certain metal feeder elements. Also, some molding lines or casting shapes result in over-compression (crushing of the feeder element or expansion of the feeder system) that occurs at the base of the sleeve close to the casting surface separated by only a thin layer of sand. obtain. The present invention seeks to provide a feeder system for use in metal casting, which seeks to overcome one or more of the problems associated with prior art feeder systems, or to provide a useful alternative.
本発明の第１態様に従えば、管状体に装着された押湯スリーブを含み、
管状体は、第１端部と、反対側の第２端部と、使用時に力が加わると、第１端部および第２端部間の距離が小さくなるようにそれらの間に設けられる圧縮部とを有し、
押湯スリーブは、長手軸を有するとともに、鋳造中に液体金属を受けるキャビティを規定する、長手軸の略周囲に延びる連続した側壁を含み、該側壁は管状体の第２端部に隣接する基部を有し、
管状体はキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定し、
少なくとも１つの切欠きが基部から側壁内に延び、管状体の第２端部が切欠き内に一定の深さまで突出する、金属鋳造のための押湯システムが提供される。
According to a first aspect of the present invention, including a feeder sleeve mounted on the tubular body,
The tubular body is provided with a first end, an opposite second end and a compression provided therebetween such that when a force is applied during use, the distance between the first end and the second end is reduced. Has a section,
The feeder sleeve includes a continuous side wall having a longitudinal axis and defining a cavity for receiving liquid metal during casting, the side wall extending substantially around the longitudinal axis, the side wall adjacent the second end of the tubular body. Have
The tubular body defines an open hole therethrough for connecting the cavity to the casting,
A feeder system for metal casting is provided in which at least one notch extends from the base into the side wall and a second end of the tubular body projects into the notch to a depth.
使用時において、押湯システムは、鋳型パターン上に装着され、典型的にはパターンプレートに取り付けられた成形ピン上に設置されて、管状体を鋳型に隣接するように該システムを適所に保持する。管状体によって規定される開放孔は、押湯スリーブキャビティから鋳型キャビティまでの通路を提供して、鋳物が冷却し収縮するにつれて鋳物を押湯する。造型およびそれに続く打ち固め中、押湯システムは、管状体の長手軸（孔軸）の方向に力を受けることになる。管状体の第２端部が押湯スリーブの切欠き内に一定の深さで保持されると、この力が圧縮部を圧潰させ、管状体とスリーブとの間の相対移動の可能性がなくなる。したがって、高い圧縮圧力は、押湯スリーブの破損よりもむしろ、管状体の変形を引き起こす。典型的には、押湯システムは、少なくとも３０、６０、１２０または１５０Ｎ／ｃｍ２の打ち固め圧力（パターンプレートでの測定時）を受けることになる。 In use, the feeder system is mounted on the mold pattern and is typically mounted on a mold pin attached to a pattern plate to hold the system in place so that the tubular body is adjacent to the mold. .. The open hole defined by the tubular body provides a passageway from the feeder sleeve cavity to the mold cavity to raise the casting as it cools and contracts. During shaping and subsequent compaction, the feeder system will be subjected to forces in the direction of the longitudinal axis (hole axis) of the tubular body. When the second end of the tubular body is held at a certain depth in the notch of the feeder sleeve, this force causes the compression part to collapse, eliminating the possibility of relative movement between the tubular body and the sleeve. .. Therefore, the high compression pressure causes deformation of the tubular body rather than breakage of the feeder sleeve. Typically, the feeder system will be subject to a compaction pressure (when measured on the pattern plate) of at least 30, 60, 120 or 150 N/cm 2 .
ＷＯ２００５／０５１５６８の図３は、圧縮性ブレーカコア（１０、管状体である）と、押湯スリーブ（２０）とを含む押湯システムを示す。ブレーカコアは、押湯スリーブの基部に接着剤によって取り付けられる半径方向側壁領域を含む。ＷＯ２００５／０９５０２０の図１は、第１成形体（４、管状体）と、第２成形体（５、押湯スリーブ）とを含む押湯システムを示す。第１成形体（４）は、蛇腹の形態であり、円環状支持面によって押湯スリーブの基部に接続される変形要素を含む。本発明において、管状体は、押湯スリーブの基部に取り付けられるよりもむしろ、押湯スリーブの切欠き内に嵌合する。 FIG. 3 of WO2005/051568 shows a feeder system including a compressible breaker core (10, which is a tubular body) and a feeder sleeve (20). The breaker core includes a radial sidewall region that is adhesively attached to the base of the feeder sleeve. FIG. 1 of WO2005/095020 shows a feeder system including a first compact (4, tubular body) and a second compact (5, feeder sleeve). The first shaped body (4) is in the form of a bellows and comprises a deformation element connected to the base of the feeder sleeve by means of an annular support surface. In the present invention, the tubular body fits within the notch in the feeder sleeve rather than being attached to the base of the feeder sleeve.
金属ブレーカコア（折り畳み式または管状伸縮）が用いられると、金属、通常は鋼は、鋳造時に加熱され、フィーダ内の液体金属からある量のエネルギを取り出す。金属ブレーカコアは、一般的に管状装着面を有し、したがって大きさを減少させたり、これを全体的に除去することは、金属フィーダから取り出されるより少ないエネルギでより素早くコアを加熱させるブレーカコアにおける（冷たい）金属の量を減少させる。さらに、ブレーカコアを発熱性スリーブに部分的に埋設することによって、追加のエネルギを受け取り、過熱され、順にコアのネックを通して押湯性能を改善する。 When a metal breaker core (folding or tubular expansion) is used, the metal, usually steel, is heated during casting to extract some energy from the liquid metal in the feeder. Metal breaker cores generally have a tubular mounting surface, thus reducing size or removing it altogether causes the core to heat up faster with less energy taken from the metal feeder. Reduce the amount of (cold) metal at. Furthermore, by partially embedding the breaker core in the exothermic sleeve, it receives additional energy and is overheated, which in turn improves the feeder performance through the neck of the core.
管状体
管状体は、２つの機能：（ｉ）管状体が押湯スリーブから鋳型までの通路を提供する貫通する開放孔を有すること、および（ｉｉ）管状体の変形（折り畳み部による）はさもなければ押湯スリーブの破損を生じ得るエネルギを吸収するように作用することを提供する。
Tubular Body The tubular body has two functions: (i) the tubular body has an open hole therethrough that provides a passage from the feeder sleeve to the mold, and (ii) the deformation (due to the fold) of the tubular body Provide to act to absorb energy that could otherwise cause damage to the feeder sleeve.
管状体は、圧縮部を含む。一実施形態において、圧縮部は、階段状形状を有する。階段状形状はＷＯ２００５／０５１５６８から知られている。一実施形態において、圧縮部は、単一のステップまたは「キンク」を含む。他の実施形態において、圧縮部は、少なくとも２，３，４，５または６の段またはねじれを含む。このような一実施形態において、圧縮部は４〜６の段またはねじれを含む。 The tubular body includes a compression section. In one embodiment, the compression section has a stepped shape. The stepped shape is known from WO 2005/051568. In one embodiment, the compression section includes a single step or "kink." In other embodiments, the compression section includes at least 2, 3, 4, 5 or 6 steps or twists. In one such embodiment, the compression section includes 4-6 steps or twists.
ステップまたはキンクの直径は、測定可能である。一実施形態において、すべての段は同じ直径を有する。他の実施形態において、段の直径は管状体の第１端部に向かって減少し、すなわち圧縮部は円錐台形である。 The diameter of the step or kink can be measured. In one embodiment, all steps have the same diameter. In another embodiment, the step diameter decreases toward the first end of the tubular body, ie the compression section is frustoconical.
円錐台形状の圧縮部と孔軸／押湯スリーブ長手軸との間のテーパ角度μは、測定可能である。一連の実施形態において、円錐台形部は、軸から５０、４０、３０、２０、１５または１０°以下の角度で傾斜する。一連の実施形態において、円錐台形部は、軸から少なくとも３、５、１０または１５°の角度で傾斜する。一実施形態において、角度μは５〜２０°である。わずかなテーパは、さらなる圧縮を提供するのに有益であり得る。 The taper angle μ between the frustoconical compression part and the bore axis/longitudinal axis of the feeder sleeve can be measured. In one set of embodiments, the frustoconical section is inclined at an angle of 50, 40, 30, 20, 15, or 10° or less from the axis. In one set of embodiments, the frustoconical section is inclined at an angle of at least 3, 5, 10 or 15° from the axis. In one embodiment, the angle μ is 5-20°. A slight taper may be beneficial in providing additional compression.
階段状形状は、交番する一連の第１および第２側壁領域を含んでもよく、一対の第１および第２側壁領域間に形成される角度が測定可能である。内角（θ）は管状体の内側から測定され、外角（φ）は管状体の外側から測定される。圧縮部が潰れると、角度θおよびφが打ち固め時に減少することは理解されるであろう。一連の実施形態において、一対の第１および第２側壁領域間の角度は、少なくとも３０、４０、５０、６０または７０°である。一連の実施形態において、一対の第１および第２側壁領域間の角度は、１２０、１００、９０、８０、７０、６０または５０°以下である。一実施形態において、一対の第１および第２側壁領域間の角度は、６０〜９０°である。 The stepped shape may include a series of alternating first and second sidewall regions, and the angle formed between the pair of first and second sidewall regions is measurable. The internal angle (θ) is measured from the inside of the tubular body and the external angle (φ) is measured from the outside of the tubular body. It will be appreciated that when the compression portion collapses, the angles θ and φ decrease during compaction. In one set of embodiments, the angle between the pair of first and second sidewall regions is at least 30, 40, 50, 60 or 70°. In a set of embodiments, the angle between the pair of first and second sidewall regions is 120, 100, 90, 80, 70, 60 or 50° or less. In one embodiment, the angle between the pair of first and second sidewall regions is 60-90°.
階段状形状は、交番する一連の第１および第２側壁領域を含んでもよく、第１側壁領域と管状体の長手軸（孔軸）との間に形成される角度αが測定可能である。同様に、第２側壁領域と孔軸との間に形成される角度βが測定可能である。 The stepped shape may include a series of alternating first and second sidewall regions, the angle α formed between the first sidewall regions and the longitudinal axis (hole axis) of the tubular body being measurable. Similarly, the angle β formed between the second side wall region and the hole axis can be measured.
一実施形態において、角度αおよびβは同じである。 In one embodiment, the angles α and β are the same.
一実施形態において、αまたはβは、約９０°であり、すなわち第１側壁領域または第２側壁領域は、孔軸に略垂直である。 In one embodiment, α or β is about 90°, ie the first sidewall region or the second sidewall region is substantially perpendicular to the hole axis.
一実施形態において、αまたはβは約０であり、すなわち第１側壁領域または第２側壁領域は、孔軸に略平行である。 In one embodiment, α or β is about 0, that is, the first side wall region or the second side wall region is substantially parallel to the hole axis.
一実施形態において、αおよびβのそれぞれは、４０〜７０°、３０〜６０°または３５°〜５５°である。 In one embodiment, each of α and β is 40-70°, 30-60° or 35°-55°.
管状体の高さは、孔軸に平行な方向に測定可能であり、圧縮部の高さ（これも孔軸に平行な方向に測定される）と比較してもよい。一連の実施形態において、圧縮部の高さは、管状体の高さの少なくとも２０、３０、４０または５０％に対応する。他の一連の実施形態において、圧縮部の高さは、管状体の高さの９０、８０、７０または６０％以下に対応する。 The height of the tubular body can be measured in a direction parallel to the hole axis and may be compared to the height of the compression section (also measured in a direction parallel to the hole axis). In one set of embodiments, the height of the compression section corresponds to at least 20, 30, 40 or 50% of the height of the tubular body. In another set of embodiments, the height of the compression section corresponds to 90, 80, 70 or 60% or less of the height of the tubular body.
管状体の大きさおよび質量は、用途に依存する。 The size and mass of the tubular body depends on the application.
一般的に、可能であるときには管状体の質量を減少させることが好ましい。これは、材料コストを低減し、鋳造中に、たとえば管状体の熱容量を減少させることによって有益でもあり得る。一実施形態において、管状体は、５０、４０、３０、２５または２０ｇ未満の質量を有する。 In general, it is preferable to reduce the mass of the tubular body when possible. This may also be beneficial by reducing material costs and, for example, by reducing the heat capacity of the tubular body during casting. In one embodiment, the tubular body has a mass of less than 50, 40, 30, 25 or 20 g.
管状体は、長手軸、孔軸を有していることが理解される。一般的に、押湯スリーブおよび管状体は、孔軸と押湯スリーブの長手軸とが同じであるように成形される。しかしながら、このことは必須ではない。 It is understood that the tubular body has a longitudinal axis and a bore axis. Generally, the feeder sleeve and tubular body are shaped such that the bore axis and the longitudinal axis of the feeder sleeve are the same. However, this is not essential.
管状体の高さは、孔軸に平行な方向に測定されてもよく、切欠きの深さ（第１深さ）と比較されてもよい。いくつかの実施形態において、管状体の第１深さに対する高さの比は、１：１〜５：１、１．１：１〜３：１、または１．３：１〜２：１である。 The height of the tubular body may be measured in a direction parallel to the hole axis and may be compared to the depth of the notch (first depth). In some embodiments, the ratio of height to first depth of the tubular body is from 1:1 to 5:1, 1.1:1 to 3:1 or 1.3:1 to 2:1. is there.
管状体は、内径および外径を有し、内径および外径（すべて孔軸に平行な面において測定）の差である厚みを有する。管状体の厚みは、管状体が切欠き内に突出することを可能にするようにされなければならない。いくつかの実施形態において、管状体の厚みは、少なくとも０．１、０．３、０．５、０．８、１、２または３ｍｍである。いくつかの実施形態において、管状体の厚みは、５、３、２、１．５、０．８または０．５ｍｍ以下である。一実施形態において、管状体は、０．３〜１．５ｍｍの厚みを有する。小さな厚みは、管状体を製造するのに必要とされる材料を減少させて側壁の対応する切欠きを細くすることを可能にし、管状体の熱容量、したがって鋳造時に押湯金属から吸収されるエネルギ量を減少させるなどのいくつかの理由のために有益である。切欠きは、側壁の基部から延び、切欠きが広くなればなるほど、基部は、それを収容するようにより広くしなければならない。 The tubular body has an inner diameter and an outer diameter, and a thickness that is the difference between the inner diameter and the outer diameter (all measured in a plane parallel to the hole axis). The thickness of the tubular body should allow the tubular body to project into the notch. In some embodiments, the tubular body has a thickness of at least 0.1, 0.3, 0.5, 0.8, 1, 2 or 3 mm. In some embodiments, the tubular body has a thickness of 5, 3, 2, 1.5, 0.8 or 0.5 mm or less. In one embodiment, the tubular body has a thickness of 0.3-1.5 mm. The small thickness makes it possible to reduce the material needed to manufacture the tubular body and to narrow the corresponding notches in the side wall, the heat capacity of the tubular body and thus the energy absorbed from the riser metal during casting. It is beneficial for several reasons such as reducing the amount. The notch extends from the base of the sidewall and the wider the notch, the wider the base must be to accommodate it.
一実施形態において、管状体は、円形断面を有する。しかしながら、断面は、非円形、たとえば長円形、小判（obround）形または楕円形であってもよい。一実施形態において、管状体は、押湯スリーブ（使用時に鋳物に隣接する）から離れる方向に細い（先細になる）。鋳物に隣接する狭窄部は、フィーダネックとして知られ、フィーダのより良いノックオフを提供する。一連の実施形態において、先細ネックの孔軸に対する角度は、５５、５０、４５、４０または３５°以下である。 In one embodiment, the tubular body has a circular cross section. However, the cross section may also be non-circular, for example oval, obround or elliptical. In one embodiment, the tubular body is narrow (tapered) away from the feeder sleeve (adjacent the casting in use). The constriction adjacent to the casting is known as the feeder neck and provides better knock off of the feeder. In one set of embodiments, the angle of the tapered neck with respect to the bore axis is no greater than 55, 50, 45, 40 or 35°.
ノックオフをさらに改善するために、管状体の基部は、内向きリップを有して、造型パターンへの装着のための面を提供し、結果として生じる鋳物フィーダネックに切込みを形成してその除去（ノックオフ）を容易にする。 To further improve knock-off, the base of the tubular body has an inwardly directed lip to provide a surface for attachment to the molding pattern and to make a cut in the resulting casting feeder neck to remove it ( Knock off).
管状体は、金属（たとえば鋼、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、真鍮、銅など）またはプラスチックを含む様々な適切な材料から製造可能である。特定の実施形態において、管状体は、金属から成る。金属管状体は、造型圧力に耐えるのに十分な強度を保持する一方、小さな厚みを有することができる。一実施形態において、管状体は、押湯スリーブ材料から製造されない（断熱性であるか発熱性であるかにかかわらず）。押湯スリーブ材料は、一般的には、小さな厚みで造型圧力に耐えるほど十分に強くなく、一方で、より厚い管状体は、側壁においてより広い溝を必要とするので、全体として、押湯システムの大きさ（および関連するコスト）を増大させる。また、押湯スリーブ材料から成る管状体は、鋳物と接触した場合に、乏しい表面仕上げおよび欠陥も生じさせ得る。 The tubular body can be manufactured from a variety of suitable materials including metals (eg, steel, iron, aluminum, aluminum alloys, brass, copper, etc.) or plastics. In a particular embodiment, the tubular body is made of metal. The metal tubular body can have a small thickness while retaining sufficient strength to withstand the molding pressure. In one embodiment, the tubular body is not manufactured from riser sleeve material (whether heat insulating or exothermic). The feeder sleeve material is generally not strong enough to withstand the molding pressure with a small thickness, while the thicker tubular body requires a wider groove in the side wall, thus overall the feeder system Increases the size (and associated costs) of the. Tubular bodies made of feeder sleeve material can also give rise to poor surface finishes and imperfections when contacted with castings.
ある実施形態において、管状体が金属から成る場合、一定の厚みの単一金属片からプレス成形されてもよい。一実施形態において、管状体は、引き抜き加工によって製造され、これによって金属シートブランクがパンチの機械的作用によって成形型内に半径方向に引き込まれる。このプロセスは、引き込み部分の深さがその直径を超え、一連の型を通してその部分を再び引き込むことによって達成されるとき、深絞りとみなされる。他の実施形態において、管状体は、へら絞りまたは回転成形プロセスによって製造され、これによって金属のブランクディスクまたはチューブがまず回転旋盤に装着されて高速で回転される。次いで、局所的な圧力が、要求される完成部品の内部寸法プロファイルを有するマンドレル上およびそのまわりに金属を流下させる一連のローラまたはツールパスに印加される。 In some embodiments, where the tubular body is made of metal, it may be pressed from a single piece of metal of constant thickness. In one embodiment, the tubular body is manufactured by a drawing process whereby the metal sheet blank is drawn radially into the mold by the mechanical action of the punch. This process is considered deep drawing when the depth of the retracted portion exceeds its diameter and is achieved by redrawing the portion through a series of dies. In another embodiment, the tubular body is manufactured by a spatula or rotomolding process whereby a metal blank disc or tube is first mounted on a rotary lathe and rotated at high speed. Local pressure is then applied to a series of rollers or tool paths that cause metal to flow down on and around the mandrel having the required finished part internal dimension profile.
プレス成形またはへら絞りに適するために、金属は、成形プロセス中に引裂きまたは亀裂を防止するように十分に展性があるべきである。ある実施形態において、押湯エレメントは、最小０．０２％（グレードＤＣ０６、欧州標準ＥＮ１０１３０―１９９９）から最大０．１２％（グレードＤＣ０１、欧州標準ＥＮ１０１３０−１９９９）までの範囲にある典型的な炭素含有量を有する冷間圧延鋼から製造される。一実施形態において、管状体は、０．０５、０．０４または０．０３％未満の炭素含有量を有する鋼から成る。 To be suitable for press forming or spatula drawing, the metal should be sufficiently malleable to prevent tearing or cracking during the forming process. In certain embodiments, the feeder element is a typical carbon ranging from a minimum of 0.02% (grade DC06, European standard EN10130-1999) to a maximum of 0.12% (grade DC01, European standard EN10130-1999). Manufactured from cold rolled steel having a content. In one embodiment, the tubular body consists of steel having a carbon content of less than 0.05, 0.04 or 0.03%.
押湯スリーブ
一実施形態において、切欠きは、側壁の基部から延びる溝である。側壁の溝は押湯スリーブキャビティから分離していることは理解されるであろう。一実施形態において、溝は押湯スリーブキャビティから少なくとも５、８または１０ｍｍに配置される。
Feeder Sleeve In one embodiment, the notch is a groove extending from the base of the sidewall. It will be appreciated that the side wall groove is separate from the feeder sleeve cavity. In one embodiment, the groove is located at least 5, 8 or 10 mm from the feeder sleeve cavity.
他の実施形態において、切欠きは押湯スリーブキャビティに隣接している。このような一実施形態において、切欠きの端部は側壁のレッジによって規定される。 In another embodiment, the notch is adjacent to the feeder sleeve cavity. In one such embodiment, the end of the notch is defined by the sidewall ledge.
切欠きは、切欠きが基部から離れて側壁内まで延びる距離である第１深さを有するとみなされる。典型的には、切欠きは一様な深さを有し、すなわち基部から側壁内までの距離は、どの場所で測定しても同じである。しかしながら、可変深さの切欠きが必要に応じて使用可能であり、第１深さは最小深さであることが理解されるであろう。なぜならこれは、管状体が切欠き内に突出することができる程度を決定するからである。 The notch is considered to have a first depth which is the distance the notch extends from the base into the sidewall. Typically, the notches have a uniform depth, i.e. the distance from the base into the sidewall is the same wherever measured. However, it will be appreciated that notches of variable depth can be used if desired and the first depth is the minimum depth. This is because it determines the extent to which the tubular body can project into the notch.
打ち固め前に、管状体は、切欠き内に第２深さまで受容され、管状体は切欠き内に少なくとも部分的に突出する。一実施形態において、管状体は、切欠き内に完全に突出し、すなわち第２深さは第１深さに等しい。 Prior to compaction, the tubular body is received in the notch to a second depth, and the tubular body projects at least partially into the notch. In one embodiment, the tubular body projects completely into the notch, ie the second depth is equal to the first depth.
一実施形態において、管状体の圧縮部は、切欠きから離れている。あるいは、管状体の圧縮部は押湯スリーブ（打ち固め前）の切欠き内に部分的にまたは完全に突出する。圧縮部の大きさおよび形状は、圧縮部の配置に影響を与える。均一かつ一貫性のある圧潰を可能にし、スリーブの粒子が圧縮部のスリーブに対する移動によって研磨されるのを最小限にするために、圧縮部が押湯スリーブの外側に配置されるのがより実用的である。 In one embodiment, the compression section of the tubular body is remote from the notch. Alternatively, the compression section of the tubular body projects partially or completely into the notch of the feeder sleeve (prior to compaction). The size and shape of the compression section affects the placement of the compression section. It is more practical for the compression section to be located outside the feeder sleeve to allow for uniform and consistent crushing and to minimize the particles of the sleeve from being abraded by the movement of the compression section relative to the sleeve. Target.
切欠きは、管状体を受容可能でなければならない。したがって、切欠きの断面（孔軸に垂直な平面における）は、管状体の断面に対応し、たとえば溝は円形溝であり、管状体は円形断面を有する。一実施形態において、少なくとも１つの切欠きは、単一の連続溝である。他の実施形態において、押湯スリーブは一連のスロットを有し、管状体は対応する形状、たとえばキャステレーティッドエッジを有する。 The notch must be able to receive the tubular body. Thus, the cross section of the notch (in the plane perpendicular to the hole axis) corresponds to the cross section of the tubular body, for example the groove is a circular groove and the tubular body has a circular cross section. In one embodiment, the at least one notch is a single continuous groove. In another embodiment, the feeder sleeve has a series of slots and the tubular body has a corresponding shape, such as a castellated edge.
一連の実施形態において、切欠きは、少なくとも２０、３０、４０または５０ｍｍの第１深さを有する。一連の実施形態において、第１深さは、１００、８０、６０または４０ｍｍ以下である。一実施形態において、第１深さは、２５〜５０ｍｍである。第１深さは、押湯スリーブの高さと比較可能である。一実施形態において、第１深さは、押湯スリーブの高さの１０〜５０％または２０〜４０％に対応する。 In one set of embodiments, the notch has a first depth of at least 20, 30, 40 or 50 mm. In one set of embodiments, the first depth is 100, 80, 60 or 40 mm or less. In one embodiment, the first depth is 25-50 mm. The first depth is comparable to the height of the feeder sleeve. In one embodiment, the first depth corresponds to 10-50% or 20-40% of the height of the feeder sleeve.
切欠きは、孔軸および／または押湯スリーブ軸に略垂直な方向に測定される最大幅（Ｗ）を有するとみなされる。切欠きの幅は管状体が切欠きの内部に受容可能とするのに十分でなければならないことは理解されるであろう。一連の実施形態において、切欠きは、少なくとも０．５、１、２、３、５、８または１０ｍｍの最大幅を有する。一連の実施形態において、切欠きは、１５、１０、５、３または１．５ｍｍ以下の最大幅を有する。一実施形態において、切欠きは、１〜３ｍｍの最大幅を有する。これは、切欠きが溝である（キャビティから離れている）ときに特に有用である。一実施形態において、切欠きは、５〜１０ｍｍの最大幅を有する。これは、切欠きがキャビティと隣接しているときに特に有用である。 The notch is considered to have a maximum width (W) measured in a direction substantially perpendicular to the bore axis and/or feeder sleeve axis. It will be appreciated that the width of the notch must be sufficient to allow the tubular body to be received within the notch. In one set of embodiments, the notch has a maximum width of at least 0.5, 1, 2, 3, 5, 8 or 10 mm. In one set of embodiments, the notch has a maximum width of 15, 10, 5, 3 or 1.5 mm or less. In one embodiment, the notch has a maximum width of 1-3 mm. This is especially useful when the notch is a groove (away from the cavity). In one embodiment, the notch has a maximum width of 5-10 mm. This is especially useful when the notch is adjacent to the cavity.
切欠きは一様な幅を有していてもよく、すなわち切欠きの幅はどの場所で測定しても同じである。あるいは、切欠きは一様ではない幅を有していてもよい。たとえば、切欠きが溝であるとき、側壁の基部から離れて狭くなってもよい。したがって、最大幅が側壁の基部において測定され、次いで幅が第１深さにおいて最小値にまで減少する。 The notches may have a uniform width, i.e. the width of the notches is the same wherever measured. Alternatively, the notches may have a non-uniform width. For example, when the notch is a groove, it may narrow away from the base of the sidewall. Therefore, the maximum width is measured at the base of the sidewall and then the width decreases to a minimum at the first depth.
一連の実施形態において、第２深さ（Ｄ２、管状体が切欠きに受容される深さ）は、第１深さの少なくとも３０、４０または５０％である。一連の実施形態において、第２深さは、第１深さの９０、８０または７０％以下である。一実施形態において、第２深さは、第１深さの８０〜１００％である。 In one set of embodiments, the second depth (D2, the depth in which the tubular body is received in the notch) is at least 30, 40 or 50% of the first depth. In one set of embodiments, the second depth is no more than 90, 80 or 70% of the first depth. In one embodiment, the second depth is 80-100% of the first depth.
典型的には、管状体は、一様な深さまで切欠き内に突出し、すなわち基部から管状体の端部までの距離は、どの場所で測定しても同じである。しかしながら、一様でない周縁（たとえばキャステレーテッドエッジ）を有する管状体が、該距離が変化するように必要に応じて使用可能であり、第２深さが最大深さとされ、鋳物砂の鋳物への侵入を回避するために管状体と側壁の基部との間に間隙がないことを確保することは理解されるであろう。 Typically, the tubular body projects into the notch to a uniform depth, i.e. the distance from the base to the end of the tubular body is the same wherever measured. However, tubular bodies with non-uniform perimeters (eg castellated edges) can be used as needed to vary the distance, with the second depth being the maximum depth, to the foundry of foundry sand. It will be appreciated that it is ensured that there is no gap between the tubular body and the base of the side wall to avoid ingress of
押湯スリーブ材料の特質は特に限定されず、たとえば断熱性、発熱性またはそれらの組み合わせであってもよい。発熱性押湯スリーブは発熱し、これは溶融金属をより長い間液体に保つのに役立つ。発熱性スリーブは、Foseco社によって販売されるＦＥＥＤＥＸ（登録商標）レンジの製品などの高速点火高発熱性高密度スリーブ、または著しく低い密度を有し、ＦＥＥＤＥＸレンジのスリーブよりも発熱性が低い、Foseco社によって販売されるＫＡＬＭＩＮＥＸ（登録商標）レンジの製品などの発熱断熱性スリーブであってもよい。 The nature of the feeder sleeve material is not particularly limited and may be, for example, heat insulating, exothermic or a combination thereof. The exothermic feeder sleeve generates heat which helps keep the molten metal liquid for a longer period of time. The exothermic sleeve may be a fast ignition high exothermic high density sleeve, such as the FEEDEX® range of products sold by Foseco, or has a significantly lower density and is less exothermic than the FEEDEX range sleeve. It may be a heat insulating sleeve such as the KALMINEX® range of products sold by the company.
一実施形態において、押湯スリーブは発熱性押湯スリーブである。上述のように、本発明は、押湯スリーブ内に管状体の一部を埋設し、押湯スリーブキャビティの外側に突出する装着面を用いないことによって管状体（ブレーカコア）に（冷たい）金属の総量を減少させることによって押湯性能に悪影響を与える可能性のある冷却を回避する。この利点は、これは金属管状体（ブレーカコア）を過熱するのを助けとなると思われるので、断熱性スリーブよりもむしろ発熱性スリーブを用いるときより顕著である。 In one embodiment, the feeder sleeve is an exothermic feeder sleeve. As described above, according to the present invention, the tubular body (breaker core) is made of (cold) metal by embedding a part of the tubular body in the feeder sleeve and not using a mounting surface protruding to the outside of the feeder sleeve cavity. By avoiding cooling, which may adversely affect feeder performance by reducing the total amount of This advantage is more pronounced when using an exothermic sleeve rather than an insulating sleeve, as it appears to help overheat the metal tubular body (breaker core).
製造方法は特に限定されず、スリーブは、たとえば真空成形プロセスまたはコアショット法のいずれかを用いて製造されてもよい。典型的には、押湯スリーブは、低密度および高密度耐火充填剤（たとえばケイ砂、かんらん石、アルミノケイ酸塩中空微小球および繊維、シャモット、アルミナ、軽石、パーライト、バーミキュライト）と結合剤との混合物から成る。発熱性スリーブは、燃料（通常、アルミニウムまたはアルミニウム合金）と、酸化剤（典型的には、酸化鉄、二酸化マグネシウムまたは硝酸カリウム）と、通常開始剤／増感剤（典型的には氷晶石）とをさらに必要とする。 The manufacturing method is not particularly limited, and the sleeve may be manufactured using, for example, either a vacuum forming process or a core shot method. Typically, feeder sleeves combine low and high density refractory fillers (eg silica sand, olivine, aluminosilicate hollow microspheres and fibers, chamotte, alumina, pumice, perlite, vermiculite) with a binder. Consisting of a mixture of The exothermic sleeve contains a fuel (typically aluminum or aluminum alloy), an oxidizer (typically iron oxide, magnesium dioxide or potassium nitrate), and a normal initiator/sensitizer (typically cryolite). And need more.
一実施形態において、従来の押湯スリーブが製造され、次いで押湯スリーブ材料が基部から除去されて、たとえば穿孔または研磨によって切欠きを形成する。他の実施形態において、押湯スリーブが適所に切欠きとともに、典型的には、切欠きを規定するツールを組み込むコアショット法によって製造され、たとえばツールは薄いマンドレルを有し、該マンドレルのまわりにスリーブが形成され、その後スリーブがツールおよびマンドレルから除去される（剥ぎ取られる）。さらなる実施形態において、スリーブは管状体のまわりに形成される。 In one embodiment, a conventional feeder sleeve is manufactured and then the feeder sleeve material is removed from the base to form a notch, for example by drilling or polishing. In another embodiment, a feeder sleeve is manufactured by a core shot method incorporating a tool defining the notch with a notch in place, for example the tool has a thin mandrel and has a thin mandrel around the mandrel. The sleeve is formed and then the sleeve is removed (stripped) from the tool and mandrel. In a further embodiment, the sleeve is formed around the tubular body.
一連の実施形態において、押湯スリーブは、少なくとも８ｋＮ、１２ｋＮ、１５ｋＮ、２０ｋＮまたは２５ｋＮの強度（破砕強度）を有する。一連の実施形態において、スリーブ強度は、２５ｋＮ、２０ｋＮ、１８ｋＮ、１５ｋＮまたは１０ｋＮ未満である。比較を容易にするために、押湯スリーブの強度は、押湯スリーブ材料から成る５０×５０ｍｍの円筒試験体の圧縮強度として規定される。２０１／７０ＥＭ圧縮試験機（Form & Test Seidner、ドイツ）が用いられ、製造者の指示に従って動作される。試験体は、下側のスチールプレートの中央部に設置され、下側プレートが２０ｍｍ／分の速度で上側プレートに向かって移動するにつれて破壊に至る。押湯スリーブの有効強度は、正確な組成、使用される結合剤および製造方法に依存するだけでなく、スリーブの大きさおよび設計にも依存し、これは、試験体の強度が通常、標準平坦上部スリーブのために測定された強度よりも高いという事実によって示される。 In one set of embodiments, the feeder sleeve has a strength (crush strength) of at least 8 kN, 12 kN, 15 kN, 20 kN or 25 kN. In one set of embodiments, the sleeve strength is less than 25 kN, 20 kN, 18 kN, 15 kN or 10 kN. For ease of comparison, the strength of the feeder sleeve is defined as the compressive strength of a 50×50 mm cylindrical specimen made of feeder sleeve material. A 201/70EM compression tester (Form & Test Seidner, Germany) is used and operated according to the manufacturer's instructions. The test specimen is placed in the center of the lower steel plate, and ruptures as the lower plate moves towards the upper plate at a speed of 20 mm/min. The effective strength of the feeder sleeve depends not only on the exact composition, the binder used and the manufacturing method, but also on the size and design of the sleeve, which usually means that the strength of the specimen is of a standard flatness. It is indicated by the fact that it is higher than the strength measured for the upper sleeve.
一連の実施形態において、押湯スリーブは、少なくとも０．５、０．８、１．０または１．３ｇ／ｃｍ３の密度を有する。他の一連の実施形態において、押湯スリーブは２．０、１．５または１．２ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する。ＫＡＬＭＩＮ Ｓ（登録商標）は、０．４５ｇ／ｃｍ３の典型的な密度を有する市販のスリーブである。低密度発熱断熱性押湯スリーブは、ブランド名ＫＡＬＭＩＮＥＸ（登録商標）の下で利用可能であり、典型的には０．５８〜０．９５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＦＥＥＤＥＸ ＨＤ（登録商標）は、１．４ｇ／ｃｍ３の密度を有する市販の高密度高発熱性スリーブである。一般的には、耐火充填材の種類および他の成分を調整することによってスリーブの密度を増加させることは、典型的には、強度の増加をもたらす。 In one set of embodiments, the feeder sleeve has a density of at least 0.5, 0.8, 1.0 or 1.3 g/cm 3 . In another set of embodiments, the feeder sleeve has a density of 2.0, 1.5 or 1.2 g/cm 3 or less. KALMIN S® is a commercial sleeve with a typical density of 0.45 g/cm 3 . Low density exothermic insulating feeder sleeves are available under the brand name KALMINEX® and typically have densities of 0.58 to 0.95 g/cm 3 . FEEDEX HD® is a commercially available high density, high exothermic sleeve with a density of 1.4 g/cm 3 . In general, increasing the density of the sleeve by adjusting the type of refractory filler and other components typically results in increased strength.
発熱性押湯スリーブを評価するときに考慮可能なパラメータは、点火時間、到達する最大温度（Ｔｍａｘ）、発熱反応の継続時間（バーンタイム）、およびモジュラスエクステンションファクタ（Modulus Extension Factor）（ＭＥＦ、凝固時間の延長×ｘの係数）を含む。 The parameters that can be considered when evaluating an exothermic feeder sleeve are ignition time, maximum temperature reached (Tmax), duration of exothermic reaction (burn time), and Modulus Extension Factor (MEF, coagulation). Time extension x coefficient of x).
一実施形態において、押湯スリーブは、少なくとも１．４０、１．５５または１．６０のＭＥＦを有する。ＫＡＬＭＩＮＥＸ（登録商標）押湯スリーブは、発熱断熱性スリーブであり、典型的には１．５８〜１．６４のＭＥＦを有し、一方、ＦＥＥＤＥＸ（登録商標）スリーブは、発熱性であり、典型的には１．６〜１．７のＭＥＦを有する。ＫＡＬＭＩＮ Ｓ（登録商標）押湯スリーブは、断熱性であり、典型的には１．４〜１．５のＭＥＦを有する。 In one embodiment, the feeder sleeve has a MEF of at least 1.40, 1.55 or 1.60. KALMINEX(R) feeder sleeves are exothermic insulating sleeves, typically having a MEF of 1.58-1.64, while FEEDEX(R) sleeves are exothermic and typically Specifically, it has a MEF of 1.6 to 1.7. KALMIN S® feeder sleeves are thermally insulating and typically have a MEF of 1.4-1.5.
一実施形態において、押湯スリーブは、側壁の基部から離間した天板を含む。側壁および天板はともに、鋳造中、液体金属を受容するためのキャビティを規定する。このような一実施形態において、天板および側壁は、一体的に形成される。あるいは、側壁および天板は分離可能であり、すなわち天板は蓋である。一実施形態において、側壁および天板の両方とも、押湯スリーブ材料から成る。 In one embodiment, the feeder sleeve includes a top plate spaced from the base of the sidewall. The sidewalls and top plate together define a cavity for receiving liquid metal during casting. In one such embodiment, the top plate and sidewalls are integrally formed. Alternatively, the side wall and the top plate are separable, ie the top plate is a lid. In one embodiment, both the side wall and the top plate are made of feeder sleeve material.
押湯スリーブは、円筒、長円およびドームを含む多くの形状で利用可能である。そのようなものとして、側壁は、押湯スリーブの長手軸に平行またはそこから角度が付けられている。天板（存在している場合）は、上部が平坦、ドーム状、上部が平坦なドーム状、または他の適切な形状であってもよい。 Feeding sleeves are available in many shapes including cylinders, ellipses and domes. As such, the sidewalls are parallel to or angled from the longitudinal axis of the feeder sleeve. The top plate (if present) may be flat top, dome-shaped, flat top dome-shaped, or other suitable shape.
スリーブの天板は、押湯スリーブキャビティが包囲されるように閉じていてもよく、造型パターンに取り付けられる成形ピン上に押湯システムを装着するのを支援するように、フィーダの上部（基部とは反対側）を通って部分的に延びる凹部（止まり穴）を含んでもよい。あるいは、押湯スリーブは、フィーダキャビティが開いたフィーダ天板の全体を通って延びる開口（開口孔）を有していてもよい。開口は、支持ピンを収容するのに十分に幅が広く、造型中、砂が押湯スリーブキャビティに入るのを回避するのに十分に狭くなければならない。開口の直径は、押湯スリーブキャビティの最大直径と比較されてもよい（両方とも押湯スリーブの長手軸に垂直な平面で測定される）。一実施形態において、開口の直径は、押湯スリーブキャビティの最大直径の４０、３０、２０、１５または１０％以下である。 The top plate of the sleeve may be closed to enclose the feeder sleeve cavity and to assist in mounting the feeder system on the forming pins that are attached to the molding pattern, the top of the feeder (base and May also include a recess (blind hole) that extends partially through the other side. Alternatively, the feeder sleeve may have an opening (opening hole) extending through the entire feeder top plate with the feeder cavity opened. The openings must be wide enough to accommodate the support pins and narrow enough to avoid sand from entering the feeder sleeve cavity during molding. The diameter of the opening may be compared to the maximum diameter of the feeder sleeve cavity (both measured in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the feeder sleeve). In one embodiment, the diameter of the opening is 40, 30, 20, 15 or 10% or less of the maximum diameter of the feeder sleeve cavity.
使用時において、押湯システムは、典型的には、砂が圧縮され打ち固められる前に、造型パターンプレート上の要求された位置に押湯システムを保持するために支持ピン上に設置される。打ち固め時に、スリーブは造型パターン表面に向かって移動し、固定されている場合、ピンは押湯スリーブの天板に穴をあけてもよく、または単に、スリーブが下方に移動するにつれて開口または凹部を横断してもよい。この移動および天板のピンとの接触は、スリーブの小断片が折れ取れて鋳物キャビティ内に落下するのを生じさせ、乏しい表面仕上げまたは鋳物表面の局所的な汚れをもたらし得る。これは、天板の開口または凹部を、金属、プラスチックまたはセラミックなどの様々な適切な材料から製造されてもよい、中空インサートまたは内部カラーでライニングすることによって解消可能である。したがって、一実施形態において、押湯スリーブは、フィーダの天板の開口または凹部をライニングする内部カラーを含むように修正されてもよい。このカラーは、スリーブが製造された後、スリーブの天板の開口または凹部に挿入されてもよく、またはあるいはスリーブの製造中に組み込まれ、これによって、スリーブ材料がカラーの周囲にコアショットされまたは成形され、その後、スリーブが硬化されてカラーを適所に保持する。このようなカラーは、スリーブを造型および打ち固め中に支持ピンによって生じ得る損傷から保護する。 In use, the feeder system is typically installed on a support pin to hold the feeder system in the required position on the molding pattern plate before the sand is compressed and compacted. Upon compaction, the sleeve moves towards the molding pattern surface and, if fixed, the pin may pierce the top plate of the feeder sleeve, or simply an opening or recess as the sleeve moves downwards. You may cross. This movement and contact with the pins of the top plate can cause small pieces of the sleeve to break off and fall into the casting cavity, which can result in poor surface finish or localized contamination of the casting surface. This can be overcome by lining the openings or recesses in the top plate with hollow inserts or internal collars, which may be made of various suitable materials such as metal, plastic or ceramic. Therefore, in one embodiment, the feeder sleeve may be modified to include an internal collar that lines the opening or recess in the top plate of the feeder. This collar may be inserted into the opening or recess in the top plate of the sleeve after the sleeve has been manufactured, or alternatively incorporated during the manufacture of the sleeve, whereby the sleeve material is core-shot around the collar or Once molded, the sleeve is cured to hold the collar in place. Such a collar protects the sleeve from possible damage by the support pins during molding and stamping.
本発明はまた、第１態様の実施形態に従う押湯システムで用いる押湯スリーブに属する。 The invention also belongs to a feeder sleeve for use in the feeder system according to the embodiment of the first aspect.
本発明の第２態様に従えば、長手軸を有し、長手軸の略周囲に延びる連続した側壁と、長手軸に略交差して延びる天板とを含み、側壁および天板はともに鋳造中に液体金属を受容するためのキャビティを規定し、
側壁は天板から離間した基部を有し、溝が基部から側壁内に延びている、金属鋳造で用いる押湯スリーブが提供される。
According to a second aspect of the present invention, it includes a continuous side wall having a longitudinal axis and extending substantially around the longitudinal axis, and a top plate extending substantially intersecting the longitudinal axis, both the side wall and the top plate being cast. Defines a cavity for receiving liquid metal in
A feeder sleeve for use in metal casting is provided in which the side wall has a base spaced from the top plate and a groove extends from the base into the side wall.
第１態様に関する上記説明は、第２態様の押湯スリーブが天板を含まなければならないことを除いて、第２態様にも適用される。溝が基部から離れて延び、天板に向かって延びることが理解されるであろう。 The above description regarding the first aspect also applies to the second aspect, except that the feeder sleeve of the second aspect must include a top plate. It will be appreciated that the groove extends away from the base and extends towards the top plate.
一実施形態において、開口（開放孔）は、フィーダの天板を通って延びる。このような一実施形態において、内部カラーが開口をライニングする。この実施形態は、押湯スリーブが上述のように支持ピンとともに使用されるとき、有用である。 In one embodiment, the openings (open holes) extend through the top plate of the feeder. In one such embodiment, the internal collar lines the opening. This embodiment is useful when the feeder sleeve is used with a support pin as described above.
一実施形態において、天板は閉じられ、すなわち開口はフィーダの天板を通って延びない。 In one embodiment, the top plate is closed, i.e. the opening does not extend through the top plate of the feeder.
本発明の第３態様に従えば、
第１態様の押湯システムをパターン上に設置することであって、該押湯システムは管状体上に装着された押湯スリーブを含み、
押湯スリーブは鋳造中に液体金属を受容するためのキャビティを規定する連続した側壁を含み、該側壁は管状体に隣接する基部を有し、
管状体はキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定し、管状体は、第１端部と、反対側の第２端部と、その間に設けられる圧縮部とを有し、
切欠きが基部から側壁内に延び、管状体の第２端部が切欠き内に一定の深さまで突出する、押湯システムをパターン上に設置することと、
パターンを鋳型材料で取り囲むことと、
鋳型材料を圧縮することと、
パターンを圧縮された鋳型材料から除去して、鋳型を形成することとを含み、
鋳型材料を圧縮することは、圧縮部が圧縮され、第１端部および第２端部間の距離が小さくなるように押湯システムに圧力を印加することを含む、鋳型を作製する方法が提供される。
According to a third aspect of the invention,
Installing the feeder system of the first aspect on a pattern, the feeder system comprising a feeder sleeve mounted on a tubular body,
The feeder sleeve includes a continuous side wall defining a cavity for receiving liquid metal during casting, the side wall having a base adjacent the tubular body,
The tubular body defines a through-opening hole for connecting the cavity to the casting, the tubular body having a first end, an opposite second end and a compression portion provided therebetween;
Installing a feeder system on the pattern, wherein the notch extends from the base into the side wall and the second end of the tubular body projects into the notch to a certain depth;
Enclosing the pattern with mold material,
Compressing the mold material,
Removing the pattern from the compressed mold material to form a mold,
Compressing the mold material comprises applying pressure to the feeder system such that the compression section is compressed and the distance between the first end and the second end is reduced. To be done.
鋳型は、水平分割または垂直分割鋳型であってもよい。垂直分割造型機（DISA Industries A/Sによって製造されたディーサマティック無枠造型機など）で用いられる場合、押湯システムは、典型的に、通常の鋳型製造サイクル中の水平位置において、揺動（パターン）プレート上に設置される。スリーブは、水平パターンまたは揺動プレート上に、手動でまたはロボットの使用によって自動的に設置されてもよい。 The mold may be a horizontal dividing mold or a vertical dividing mold. When used in a vertical split molding machine (such as the DISAMATIC frameless molding machine manufactured by DISA Industries A/S), the feeder system typically swings in a horizontal position during a normal mold making cycle. (Pattern) Installed on the plate. The sleeve may be installed manually on a horizontal pattern or rocker plate or automatically by use of a robot.
第１および第２態様に関する上記説明は、第３態様にも適用される。特に、一実施形態において、切欠きは、溝（キャビティから離れている）である。他の実施形態において、切欠きは、鋳物に隣接している。 The above description regarding the first and second aspects also applies to the third aspect. In particular, in one embodiment, the notch is a groove (away from the cavity). In other embodiments, the notch is adjacent to the casting.
一連の実施形態において、鋳型材料を圧縮することは、少なくとも３０、６０、９０、１２０または１５０Ｎ／ｃｍ２の打ち固め圧力を印加することを含む。 In one set of embodiments, compressing the mold material comprises applying a compaction pressure of at least 30, 60, 90, 120 or 150 N/cm 2 .
一実施形態において、圧縮部は、階段状形状を有する。このような一実施形態において、階段状形状は、交番する一連の第１および第２側壁領域を含み、圧縮部の圧縮は一対の第１および第２側壁領域間の角度を減少させる。 In one embodiment, the compression section has a stepped shape. In one such embodiment, the stepped shape comprises an alternating series of first and second sidewall regions, wherein compression of the compression portion reduces the angle between the pair of first and second sidewall regions.
一実施形態において、鋳型材料は、粘土結合砂（通常、生砂という）であり、典型的には、ナトリウムまたはカルシウムベントナイトなどの粘土と、水と、炭塵および穀粉粘結剤などの添加剤との混合物を含む。あるいは、鋳型材料は結合剤を含有する型砂である。 In one embodiment, the mold material is clay-bound sand (commonly referred to as raw sand), typically clay such as sodium or calcium bentonite, water, and additives such as coal dust and flour binders. Including mixtures with. Alternatively, the mold material is mold sand containing a binder.
本発明の実施形態が、添付の図面を参照して一例としてだけ説明される。 Embodiments of the present invention are described by way of example only with reference to the accompanying drawings.
図１ａを参照して、圧縮前の押湯システム１０が示される。押湯システムは、管状体１４に装着された発熱性押湯スリーブ１２を含む。押湯スリーブ１２は、長手軸Ｚを有し、連続した側壁１６が、この軸まわりに概略的に半径方向に延びて鋳造中に溶融金属を受容するキャビティを規定する。押湯スリーブ１２の上部は示されていない。 Referring to FIG. 1a, a feeder system 10 before compression is shown. The feeder system includes an exothermic feeder sleeve 12 mounted on a tubular body 14. The feeder sleeve 12 has a longitudinal axis Z and a continuous sidewall 16 defines a cavity that extends generally radially about this axis to receive molten metal during casting. The upper part of the feeder sleeve 12 is not shown.
管状体１４は、第１端部１８において内側に先細となっており、パターンプレート２０と接触して押湯ネックを形成する。管状体１４は、側壁１６の基部１６ａから延びる溝２４内に突出する第２端部２２を有する。溝２４はキャビティから離れている。第２端部２２および溝２４は、管状体１４を適所に一定の深さで固定する摩擦嵌合を提供するように寸法決めされ成形される。 The tubular body 14 tapers inwardly at the first end 18 and contacts the pattern plate 20 to form a feeder neck. The tubular body 14 has a second end 22 that projects into a groove 24 that extends from the base 16a of the sidewall 16. The groove 24 is separated from the cavity. The second end 22 and groove 24 are sized and shaped to provide a friction fit that holds the tubular body 14 in place and at a constant depth.
管状体１４は、使用時にキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定する。本例において、孔軸は長手軸Ｚに沿って横たわる。 The tubular body 14 defines a through-opening hole for connecting the cavity to the casting in use. In this example, the bore axis lies along the longitudinal axis Z.
管状体１４は、第１端部１８と第２端部２２との間に２つのステップ２６を含み、圧縮部を構成する。ステップ２６は、交番する一連の第１側壁領域２６ａおよび第２側壁領域２６ｂであるとみなすことができる。第１側壁領域２６ａは、孔軸Ｚに垂直であり、第２側壁領域２６ｂは、孔軸Ｚに平行である。一対の第１側壁領域２６ａおよび第２側壁領域２６ｂ間の角度は９０°である。第１および第２側壁領域の直径は、押湯スリーブから離間する方向に減少し、圧縮部は円錐台形であるとみなすことができる。管状体１４の第１および第２端部１８，２２間の距離は、Ｄ１として示される。 The tubular body 14 includes two steps 26 between the first end 18 and the second end 22 to form a compression section. Step 26 can be viewed as an alternating series of first sidewall regions 26a and second sidewall regions 26b. The first side wall region 26a is perpendicular to the hole axis Z, and the second side wall region 26b is parallel to the hole axis Z. The angle between the pair of first sidewall region 26a and second sidewall region 26b is 90°. The diameter of the first and second side wall regions decreases in the direction away from the feeder sleeve and the compression section can be considered to be frustoconical. The distance between the first and second ends 18, 22 of the tubular body 14 is indicated as D1.
図１ｂを参照して、圧縮後の押湯システム１０が示される。打ち固め中の軸Ｚに沿う力の印加は、管状体１４を圧潰させ、これによって第１端部１８と第２端部２２との間の距離をＤ２にまで減少させる。押湯スリーブ１２は、打ち固め中、パターン２０により近づく。 Referring to FIG. 1b, the feeder system 10 after compression is shown. Application of a force along the axis Z during compaction causes the tubular body 14 to collapse, thereby reducing the distance between the first end 18 and the second end 22 to D2. The feeder sleeve 12 approaches the pattern 20 during compaction.
図２ａを参照して、圧縮前の押湯システム２８が示される。押湯システムは、管状体３０に装着された発熱性押湯スリーブ１２と、支持ピン３２とを含む。管状体３０は、第１端部３４において内側に先細となっており、パターンプレート２０と接触して押湯ネックを形成する。管状体３０は、溝２４内に突出する第２端部３６を有する。 Referring to FIG. 2a, the feeder system 28 before compression is shown. The feeder system includes an exothermic feeder sleeve 12 mounted on a tubular body 30 and a support pin 32. The tubular body 30 tapers inwardly at the first end 34 and contacts the pattern plate 20 to form a feeder neck. The tubular body 30 has a second end 36 that projects into the groove 24.
成形ピン３２の上部は、スリーブ１２の天板４０に相補う凹所３８内に配置され、打ち固め時に、スリーブ１２が下方に移動すると、成形ピン３２の上部が天板４０の上部において薄い部分を貫通する。必要に応じて、カラーが凹所３８に嵌め込まれて、ピン３２が天板４０に孔をあけたときにスリーブの破片が折れて取れる危険性を回避することができた。あるいは、狭い開口が、凹所３８の代わりに天板４０を通って延び、それによって支持ピン３２を収容することができた。この場合、開口は、押湯スリーブキャビティの最大直径の約１５％に対応する直径を有していた。 The upper portion of the molding pin 32 is disposed in a recess 38 that complements the top plate 40 of the sleeve 12, and when the sleeve 12 moves downward during compaction, the upper portion of the molding pin 32 is a thin portion at the upper portion of the top plate 40. Penetrate through. If desired, a collar could be fitted into the recess 38 to avoid the risk of broken pieces of the sleeve breaking off when the pin 32 pierces the top plate 40. Alternatively, a narrow opening could extend through the top plate 40 instead of the recess 38, thereby accommodating the support pin 32. In this case, the openings had a diameter corresponding to about 15% of the maximum diameter of the feeder sleeve cavity.
管状体３０は、図２ｂにおいて押湯スリーブなしで示される。管状体３０は、第１端部３４と第２端部３６との間に、単一の外向きキンク４０を含み、圧縮部を構成する。キンク４０は第１側壁領域４０ａと第２側壁領域４０ｂとによって形成される。第１側壁領域４０ａは長手軸Ｚに対して角度αをなし、第２側壁領域４０ｂは長手軸Ｚに対して角度βをなす。角度αおよびβは、同じである（両方とも約５０°）。第１および第２側壁領域４０ａ，４０ｂ間に形成される角度θは、約８０°である。α＋β＋θ＝１８０°であることは理解されるであろう。 Tubular body 30 is shown in FIG. 2b without a feeder sleeve. The tubular body 30 includes a single outwardly facing kink 40 between the first end 34 and the second end 36 to form a compression section. The kink 40 is formed by the first sidewall region 40a and the second sidewall region 40b. The first sidewall region 40a makes an angle α with the longitudinal axis Z, and the second sidewall region 40b makes an angle β with the longitudinal axis Z. The angles α and β are the same (both about 50°). The angle θ formed between the first and second sidewall regions 40a, 40b is about 80°. It will be appreciated that α+β+θ=180°.
打ち固め時、力が軸Ｚの方向に印加されて、管状体を圧潰させ、これによって第１および第２端部３４，３６間の距離を減少させ、角度θを減少させる。 During compaction, a force is applied in the direction of the axis Z to collapse the tubular body, thereby reducing the distance between the first and second ends 34, 36 and reducing the angle θ.
図３ａを参照して、圧縮前の押湯システム４２が示される。押湯システム４２は、管状体４４に装着された発熱性押湯スリーブ１２を含む。管状体４２は、第１端部４６において先細となっており、パターンプレート２０と接触して押湯ネックを形成する。管状体４２は、使用時にパターンプレート２０の表面に位置する基部に内向きリップまたはフランジ４８を有し、結果として生じる金属フィーダネックに切込みを形成してその除去（ノックオフ）を容易にする。管状体４２は、溝２４の全深さまで溝２４内に突出する第２端部５０を有する。先細溝が使用されてもよく、それによって管状体が溝が狭くなりすぎる溝の端部まで完全に突出するができない。 Referring to FIG. 3a, the feeder system 42 before compression is shown. The feeder system 42 includes an exothermic feeder sleeve 12 mounted on a tubular body 44. The tubular body 42 is tapered at the first end 46 and contacts the pattern plate 20 to form a feeder neck. Tubular body 42 has an inwardly directed lip or flange 48 at the base that rests on the surface of pattern plate 20 in use, forming a notch in the resulting metal feeder neck to facilitate its removal (knock-off). The tubular body 42 has a second end 50 that projects into the groove 24 to the full depth of the groove 24. A tapered groove may be used, which does not allow the tubular body to project completely to the end of the groove where the groove becomes too narrow.
管状体４４は、第１端部４６と第２端部５０との間に４つの内向きキンク５２を含み、圧縮部を構成する。キンク５２は、交番する一連の第１側壁領域５２ａおよび第２側壁領域５２ｂによって形成される。第１側壁領域５２ａは長手軸Ｚと角度αをなし、第２側壁領域５２ｂは長手軸Ｚと角度βをなす。角度αおよびβは同じである（両方とも約５０°）。２以上のキンク５２の使用は、蛇腹型構造を提供するとみなすことができる。一対の第１および第２側壁領域５２ａ，５２ｂ間に形成される内角θは、約８０°である。α＋β＋θ＝１８０°であることは理解されるであろう。 The tubular body 44 includes four inward kinks 52 between the first end 46 and the second end 50 to form a compression section. The kink 52 is formed by a series of alternating first sidewall regions 52a and second sidewall regions 52b. The first side wall region 52a forms an angle α with the longitudinal axis Z, and the second side wall region 52b forms an angle β with the longitudinal axis Z. The angles α and β are the same (both about 50°). The use of more than one kink 52 can be considered to provide a bellows type structure. The interior angle θ formed between the pair of first and second sidewall regions 52a, 52b is about 80°. It will be appreciated that α+β+θ=180°.
図３ｂを参照して、圧縮後の押湯システム４２が示される。打ち固め中に軸Ｚに沿う力の印加は、管状体４４’を圧潰させ、これによって第１端部４６と第２端部５０との間の距離をＤ２まで減少させる。押湯スリーブ１２は、打ち固め時にパターン２０により近づく。 Referring to FIG. 3b, the feeder system 42 after compression is shown. Application of a force along the axis Z during compaction causes the tubular body 44' to collapse, thereby reducing the distance between the first end 46 and the second end 50 to D2. The feeder sleeve 12 comes closer to the pattern 20 during compaction.
図４ａを参照して、圧縮前の押湯システム５４が示される。押湯システムは、管状体５８に装着された発熱性押湯スリーブ５６を含む。押湯スリーブ５６は、長手軸Ｚを有し、連続した側壁６０が、この軸まわりに概略的に半径方向に延びて鋳造中に溶融金属を受容するキャビティを規定する。連続した側壁６０は基部６０ａを有し、そこから切欠き６２が延びる。切欠き６２の端部は、側壁６０のレッジ６０ｂによって規定される。切欠き６２は、孔軸Ｚに垂直な方向に測定される幅Ｗを有する。 Referring to FIG. 4a, the feeder system 54 before compression is shown. The feeder system includes an exothermic feeder sleeve 56 mounted on a tubular body 58. The feeder sleeve 56 has a longitudinal axis Z and a continuous sidewall 60 defines a cavity that extends generally radially about this axis to receive molten metal during casting. The continuous side wall 60 has a base 60a from which a notch 62 extends. The end of the notch 62 is defined by the ledge 60b of the sidewall 60. The notch 62 has a width W measured in a direction perpendicular to the hole axis Z.
管状体５８は、第１端部６４において内側に先細となっており、パターンプレート２０と接触して押湯ネックを形成する。管状体５８は、切欠き６２内に突出しレッジ６０ｂに当接する第２端部６６を有する。管状体５８および切欠き６２は、管状体５８が側壁６０にぴったりと嵌り込むように寸法決めされ成形される。管状体５８は、使用時にキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定する。本例において、孔軸は長手軸Ｚに沿って横たわる。 The tubular body 58 tapers inwardly at the first end 64 and contacts the pattern plate 20 to form a feeder neck. The tubular body 58 has a second end 66 that projects into the notch 62 and abuts the ledge 60b. Tubular body 58 and notch 62 are sized and shaped so that tubular body 58 fits snugly into sidewall 60. The tubular body 58 defines a through-opening hole for connecting the cavity to the casting in use. In this example, the bore axis lies along the longitudinal axis Z.
管状体５８は、第１端部６４と第２端部６６との間に３つの内向きキンク６８を含み、蛇腹状圧縮部を構成する。キンク６８は交番する一連の第１側壁領域６８ａおよび第２側壁領域６８ｂである。各第１側壁領域６８ａは長手軸Ｚと角度αをなし、各第２側壁領域６８ｂは長手軸Ｚと角度βをなす。角度αおよびβは同じである（両方とも約５０°）。一対の第１および第２側壁領域６８ａ，６８ｂ間に形成される内角θは約８０°である。α＋β＋θ＝１８０°であることは理解されるであろう。 The tubular body 58 includes three inward kinks 68 between the first end 64 and the second end 66 to form a bellows-like compression section. The kink 68 is a series of alternating first sidewall regions 68a and second sidewall regions 68b. Each first sidewall region 68a makes an angle α with the longitudinal axis Z, and each second sidewall region 68b makes an angle β with the longitudinal axis Z. The angles α and β are the same (both about 50°). The interior angle θ formed between the pair of first and second sidewall regions 68a and 68b is about 80°. It will be appreciated that α+β+θ=180°.
図４ｂは、圧縮後の押湯システム５４を示す。管状体５８は圧潰して、第１端部６４から第２端部６６までの距離をＤ２にまで減少させる。キンクは圧縮されて角度θを約５°にまで減少させる。 Figure 4b shows the feeder system 54 after compression. The tubular body 58 collapses to reduce the distance from the first end 64 to the second end 66 to D2. The kink is compressed to reduce the angle θ to about 5°.
図５は、押湯スリーブ１２（図１）または押湯スリーブ５６（図４）などの押湯スリーブと組み合わせて使用する管状体７０を示す。管状体７０は、第１端部７２と第２端部７４とを有し、貫通する開放孔を規定する。孔は長手軸Ｚ（孔軸）を有する。管状体は、交番する一連の第１側壁領域７６ａおよび第２側壁領域７６ｂを有する内向きキンク７６からなる圧縮部を有する。圧縮部は円錐台形であり、キンク７６の直径は第２端部７４から第２端部７２にわずかに減少し、すなわち管状体はパターンプレート２０に向かって内側に先細となっている。テーパの角度μは１０°未満（孔軸Ｚに対して測定）である。 FIG. 5 shows a tubular body 70 for use in combination with a feeder sleeve such as feeder sleeve 12 (FIG. 1) or feeder sleeve 56 (FIG. 4). The tubular body 70 has a first end 72 and a second end 74 and defines an open hole therethrough. The hole has a longitudinal axis Z (hole axis). The tubular body has a compression section consisting of an inward kink 76 having alternating series of first sidewall regions 76a and second sidewall regions 76b. The compression section is frustoconical and the diameter of the kink 76 decreases slightly from the second end 74 to the second end 72, i.e. the tubular body tapers inwardly towards the pattern plate 20. The taper angle μ is less than 10° (measured with respect to the hole axis Z).
第１側壁領域７６ａは孔軸と内角αをなし、第２側壁領域７６ｂは孔軸と内角βをなす。角度αは、角度β（約４５°）よりもわずかに大きい（約６０°）。第１および第２側壁領域間の角度は、約７５°（管状体の内側または外側で測定されるかにかかわらず）である。
本発明は、次の実施形態が可能である。
（１）管状体に装着された押湯スリーブを含み、
管状体は、第１端部と、反対側の第２端部と、使用時に力が加わると、第１端部および第２端部間の距離が小さくなるようにそれらの間に設けられる圧縮部とを有し、
押湯スリーブは、長手軸を有するとともに、鋳造中に液体金属を受けるキャビティを規定する、長手軸の略周囲に延びる連続した側壁を含み、該側壁は管状体の第２端部に隣接する基部を有し、
管状体はキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定し、
少なくとも１つの切欠きが基部から側壁内に延び、管状体の第２端部が切欠き内に一定の深さまで突出する、金属鋳造のための押湯システム。
（２）圧縮部は、第１および第２側壁領域によって構成される単一のステップまたはキンクを含む、押湯システム。
（３）圧縮部は、交番する一連の第１および第２側壁領域を含み、これによって複数のステップ／キンクを提供する押湯システム。
（４）交番する一連の第１および第２側壁領域は、ともに４つのステップまたはキンクを形成する押湯システム。
（５）（ｉ）一対の第１および第２側壁領域間に形成される角度θは６０〜９０°であり、（ｉｉ）第１側壁領域と管状体の長手軸との間に形成される角度αは３０〜６０°であり、および／または（ｉｉｉ）第２側壁領域と管状体の長手軸との間に形成される角度βは３０〜６０°である押湯システム。
（６）各ステップ／キンクは、長手軸に垂直な方向に測定された直径を有し、すべてのステップ／キンクは同じ直径を有する押湯システム。
（７）各ステップ／キンクは、長手軸に垂直な方向に測定される直径を有し、ステップ／キンクの直径は、管状体の第１端部に向かって減少して円錐台形状の圧縮部を形成する押湯システム。
（８）円錐台形状の圧縮部は、１５°以下の角度で長手軸から傾斜している押湯システム。
（９）管状体は金属である押湯システム。
（１０）金属は炭素含有量０．０５％未満の鋼である押湯システム。
（１１）切欠きは基部から離れて第１深さまで延び、管状体は切欠き内に第１深さまで突出する押湯システム。
（１２）切欠きは基部から離れて第１深さまで延び、第１深さは押湯スリーブの高さの５〜３０％に対応する押湯システム。
（１３）切欠きは溝である押湯システム。
（１４）切欠きは押湯スリーブキャビティに隣接する押湯システム。
（１５）管状体の圧縮部は切欠きから離れている押湯システム。
（１６）押湯スリーブは発熱性押湯スリーブである押湯システム。
（１７）押湯スリーブは少なくとも２５ｋＮの破砕強度を有する押湯システム。
（１８）長手軸を有し、長手軸の略周囲に延びる連続した側壁と、長手軸に略交差して延びる天板とを含み、側壁および天板はともに鋳造中に液体金属を受容するためのキャビティを規定し、側壁は天板から離間した基部を有し、溝が基部から側壁内に延びている、押湯システムにおいて使用するための押湯スリーブ。
（１９）押湯システムをパターン上に設置することであって、該押湯システムは管状体上に装着された押湯スリーブを含み、
押湯スリーブは鋳造中に液体金属を受容するためのキャビティを規定する連続した側壁を含み、該側壁は管状体に隣接する基部を有し、
管状体はキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定し、管状体は、第１端部と、反対側の第２端部と、その間に設けられる圧縮部とを有し、
切欠きが基部から側壁内に延び、管状体の第２端部が切欠き内に一定の深さまで突出する、押湯システムをパターン上に設置することと、
パターンを鋳型材料で取り囲むことと、
鋳型材料を圧縮することと、
パターンを圧縮された鋳型材料から除去して、鋳型を形成することとを含み、
鋳型材料を圧縮することは、圧縮部が圧縮され、第１端部および第２端部間の距離が小さくなるように押湯システムに圧力を印加することを含む、鋳型を作製する方法。
（２０）鋳型材料を圧縮することは、少なくとも３０Ｎ／ｃｍ２の打ち固め圧力を印加することを含む方法。
（２１）圧縮部は、交番する一連の第１および第２側壁領域を含む階段状形状を有し、圧縮部の圧縮は、一対の第１および第２側壁領域間の角度θを減少させる方法。
The first side wall region 76a forms an internal angle α with the hole axis, and the second side wall region 76b forms an internal angle β with the hole axis. The angle α is slightly larger (about 60°) than the angle β (about 45°). The angle between the first and second sidewall regions is approximately 75° (whether measured inside or outside the tubular body).
The present invention is capable of the following embodiments.
(1) Including a feeder sleeve attached to a tubular body,
The tubular body is provided with a first end, an opposite second end and a compression provided therebetween such that when a force is applied during use, the distance between the first end and the second end is reduced. Has a section,
The feeder sleeve includes a continuous side wall having a longitudinal axis and defining a cavity for receiving liquid metal during casting, the side wall extending substantially around the longitudinal axis, the side wall adjacent the second end of the tubular body. Have
The tubular body defines an open hole therethrough for connecting the cavity to the casting,
A feeder system for metal casting wherein at least one notch extends from the base into the side wall and the second end of the tubular body projects into the notch to a certain depth.
(2) A feeder system in which the compression section includes a single step or kink formed by the first and second sidewall regions.
(3) A feeder system including a series of alternating first and second sidewall regions, thereby providing multiple steps/kinks.
(4) A feeder system in which a series of alternating first and second sidewall regions together form four steps or kinks.
(5) (i) The angle θ formed between the pair of first and second side wall regions is 60 to 90°, and (ii) is formed between the first side wall region and the longitudinal axis of the tubular body. The feeder system in which the angle α is 30-60° and/or (iii) the angle β formed between the second side wall region and the longitudinal axis of the tubular body is 30-60°.
(6) A feeder system in which each step/kink has a diameter measured in a direction perpendicular to the longitudinal axis, and all steps/kinks have the same diameter.
(7) Each step/kink has a diameter measured in a direction perpendicular to the longitudinal axis, the diameter of the step/kink decreasing towards the first end of the tubular body and a frustoconical compression section. Feeder system that forms the.
(8) A feeder system in which the truncated cone-shaped compression portion is inclined from the longitudinal axis at an angle of 15° or less.
(9) A feeder system in which the tubular body is metal.
(10) A feeder system in which the metal is steel with a carbon content of less than 0.05%.
(11) A feeder system in which the notch extends away from the base to a first depth, and the tubular body projects into the notch to the first depth.
(12) A feeder system in which the notch extends away from the base portion to a first depth, and the first depth corresponds to 5 to 30% of the height of the feeder sleeve.
(13) A feeder system in which the notch is a groove.
(14) The feeder system in which the notch is adjacent to the feeder sleeve cavity.
(15) The feeder system in which the compression part of the tubular body is separated from the notch.
(16) The feeder system in which the feeder sleeve is an exothermic feeder sleeve.
(17) A feeder system in which the feeder sleeve has a crush strength of at least 25 kN.
(18) A continuous side wall having a longitudinal axis and extending substantially around the longitudinal axis, and a top plate extending substantially intersecting the longitudinal axis, both of the side wall and the top plate receiving liquid metal during casting. Of a feeder sleeve for use in a feeder system, the cavity defining a cavity of which the sidewall has a base spaced from the top plate and a groove extending from the base into the sidewall.
(19) Installing a feeder system on a pattern, the feeder system including a feeder sleeve mounted on a tubular body,
The feeder sleeve includes a continuous side wall defining a cavity for receiving liquid metal during casting, the side wall having a base adjacent the tubular body,
The tubular body defines a through-opening hole for connecting the cavity to the casting, the tubular body having a first end, an opposite second end and a compression portion provided therebetween;
Installing a feeder system on the pattern, wherein the notch extends from the base into the side wall and the second end of the tubular body projects into the notch to a certain depth;
Enclosing the pattern with mold material,
Compressing the mold material,
Removing the pattern from the compressed mold material to form a mold,
Compressing the mold material comprises applying pressure to the feeder system such that the compression section is compressed and the distance between the first end and the second end is reduced.
(20) Compressing the mold material comprises applying a compaction pressure of at least 30 N/cm 2 .
(21) The compression part has a stepped shape including a series of alternating first and second sidewall regions, and the compression of the compression part reduces the angle θ between the pair of first and second sidewall regions. ..
Claims (20)
管状体は、第１端部と、反対側の第２端部と、それらの間の圧縮部であって、使用時に力が加わると、圧縮部の圧潰によって第１端部および第２端部間の距離が不可逆的に小さくなるように設けられる圧縮部とを有し、
押湯スリーブは、長手軸を有するとともに、鋳造中に液体金属を受けるキャビティを規定する、長手軸の略周囲に延びる連続した側壁を含み、該側壁は管状体の第２端部に隣接する基部を有し、
管状体はキャビティを鋳物に接続するための貫通する開放孔を規定し、
少なくとも１つの切欠きが側壁に形成され、基部から側壁に延びて溝またはレッジを形成し、管状体の第２端部が切欠き内に突出し、切欠き内に一定の深さで保持され、
切欠きに突出し、第２端部を有する管状体の部分が、押湯スリーブの長手軸に略平行であることを特徴とする、金属鋳造のための押湯システム。 Including a feeder sleeve attached to the tubular body,
The tubular body is a first end portion, a second end portion on the opposite side, and a compression portion therebetween, and when a force is applied during use, the first end portion and the second end portion are crushed by the compression portion. And a compression unit provided so that the distance between them becomes irreversibly small,
The feeder sleeve includes a continuous side wall having a longitudinal axis and defining a cavity for receiving liquid metal during casting, the side wall extending substantially around the longitudinal axis, the side wall adjacent the second end of the tubular body. Have
The tubular body defines an open hole therethrough for connecting the cavity to the casting,
Formed in at least one notch side walls, a groove or ledge extending to the side wall from the base, out collision to the second end portion is cut in the lack of the tubular body, it is held at a constant depth within the notch ,
Projecting cutout, part of the tubular body to have a second end, characterized in that it is substantially parallel to the longitudinal axis of the feeder sleeves, the feeder system for metal casting.
パターンを鋳型材料で取り囲むことと、
鋳型材料を圧縮することと、
パターンを圧縮された鋳型材料から除去して、鋳型を形成することとを含み、
鋳型材料を圧縮することは、圧縮部が圧縮され、第１端部および第２端部間の距離が小さくなるように押湯システムに圧力を印加することを含むことを特徴とする鋳型を作製する方法。 Installing the feeder system according to any one of claims 1 to 17 on a pattern;
Enclosing the pattern with mold material,
Compressing the mold material,
Removing the pattern from the compressed mold material to form a mold,
Compressing the mold material comprises applying pressure to the feeder system such that the compression section is compressed and the distance between the first end and the second end is reduced. how to.
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