JPH0531571A - 鋳物の製造方法および製造装置 - Google Patents
鋳物の製造方法および製造装置Info
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- JPH0531571A JPH0531571A JP18877391A JP18877391A JPH0531571A JP H0531571 A JPH0531571 A JP H0531571A JP 18877391 A JP18877391 A JP 18877391A JP 18877391 A JP18877391 A JP 18877391A JP H0531571 A JPH0531571 A JP H0531571A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 汚染がないと共にガスの巻き込みがなく、中
心部分の凝固収縮による影響が少なくて内部品質の優れ
た鋳物を製造する。 【構成】 水冷銅製鋳型３内に注湯した溶融金属１６を
誘導加熱コイル１１により誘導加熱することによって加
熱し、前記誘導加熱によって溶融金属１６の凝固を部分
的に遅らせてガス等の気泡をなくしたのち誘導加熱を停
止して前記水冷銅製鋳型３内で凝固させる鋳物の製造方
法および製造装置。
心部分の凝固収縮による影響が少なくて内部品質の優れ
た鋳物を製造する。 【構成】 水冷銅製鋳型３内に注湯した溶融金属１６を
誘導加熱コイル１１により誘導加熱することによって加
熱し、前記誘導加熱によって溶融金属１６の凝固を部分
的に遅らせてガス等の気泡をなくしたのち誘導加熱を停
止して前記水冷銅製鋳型３内で凝固させる鋳物の製造方
法および製造装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄やアルミニウムなど
の通常金属および合金をはじめとして、とくにチタン，
タングステン，モリブデンなどの高融点金属や活性金属
等の単体ないしは合金の鋳物を製造するのに利用される
鋳物の製造方法および製造装置に関するものである。
の通常金属および合金をはじめとして、とくにチタン，
タングステン，モリブデンなどの高融点金属や活性金属
等の単体ないしは合金の鋳物を製造するのに利用される
鋳物の製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チタン，タングステン，モリブデンなど
の単体および合金よりなる高融点金属ないし活性金属
は、融点が高くそしてまた活性であるため、通常金属の
鋳造に比べて格別の注意を必要とすることが多い。
の単体および合金よりなる高融点金属ないし活性金属
は、融点が高くそしてまた活性であるため、通常金属の
鋳造に比べて格別の注意を必要とすることが多い。
【０００３】すなわち、調整された雰囲気（真空もしく
は不活性ガス雰囲気）で汚染のない溶融を行うこと、溶
融金属容器（るつぼ等）および鋳型からの汚染がないこ
と、鋳造に際して気泡を巻き込まないこと、などの事項
について注意を払う必要がある。
は不活性ガス雰囲気）で汚染のない溶融を行うこと、溶
融金属容器（るつぼ等）および鋳型からの汚染がないこ
と、鋳造に際して気泡を巻き込まないこと、などの事項
について注意を払う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐火性
るつぼや鋳型を用いて溶解および鋳造を行うと、るつぼ
耐火物や鋳型材料からの汚染を生ずることがあるという
問題点を有し、るつぼからの汚染が少ないスカル溶解で
は未溶解の部分が多く生じてしまうという問題点を有
し、通気性鋳型を通して減圧吸引することにより鋳造す
る場合には溶解室中のガスを巻き込むことがあるという
問題点を有し、単純な重力鋳造では中心部分の凝固収縮
による影響が出ることがあるという問題点を有してお
り、これらの問題点を少しでも解決することが課題とな
っていた。
るつぼや鋳型を用いて溶解および鋳造を行うと、るつぼ
耐火物や鋳型材料からの汚染を生ずることがあるという
問題点を有し、るつぼからの汚染が少ないスカル溶解で
は未溶解の部分が多く生じてしまうという問題点を有
し、通気性鋳型を通して減圧吸引することにより鋳造す
る場合には溶解室中のガスを巻き込むことがあるという
問題点を有し、単純な重力鋳造では中心部分の凝固収縮
による影響が出ることがあるという問題点を有してお
り、これらの問題点を少しでも解決することが課題とな
っていた。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたもので、溶融金属の雰囲気による汚染がな
いと共にるつぼ耐火物や鋳型材料からの汚染もなく、鋳
造に際してガスの巻き込みによる影響を極力回避すると
共に中心部分の凝固収縮による影響を小さくすることに
よって、内部品質に優れた鋳物を製造できるようにする
ことを目的としている。
みてなされたもので、溶融金属の雰囲気による汚染がな
いと共にるつぼ耐火物や鋳型材料からの汚染もなく、鋳
造に際してガスの巻き込みによる影響を極力回避すると
共に中心部分の凝固収縮による影響を小さくすることに
よって、内部品質に優れた鋳物を製造できるようにする
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる鋳物の製
造方法は、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯した
溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱によ
って溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の気泡を
なくしたのち誘導加熱を停止して前記水冷銅製鋳型内で
凝固させて内部品質の優れた鋳物にする構成としたこと
を特徴としており、必要に応じて採用される実施態様に
おいては、溶解雰囲気および鋳造雰囲気を不活性ガスや
真空等の制御された雰囲気とする構成とし、同じく実施
態様においては、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注
湯した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加
熱によって溶融金属の凝固を上部側で遅らせてガス等の
気泡を浮上させたのち誘導加熱を停止する構成とし、同
じく実施態様においては、水冷銅製鋳型内に注湯した溶
融金属に対し下部側から上部側に向けて誘導加熱を順次
停止して凝固部位を上方に順次移行することにより指向
性凝固させる構成としたことを特徴としている。
造方法は、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯した
溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱によ
って溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の気泡を
なくしたのち誘導加熱を停止して前記水冷銅製鋳型内で
凝固させて内部品質の優れた鋳物にする構成としたこと
を特徴としており、必要に応じて採用される実施態様に
おいては、溶解雰囲気および鋳造雰囲気を不活性ガスや
真空等の制御された雰囲気とする構成とし、同じく実施
態様においては、溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注
湯した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加
熱によって溶融金属の凝固を上部側で遅らせてガス等の
気泡を浮上させたのち誘導加熱を停止する構成とし、同
じく実施態様においては、水冷銅製鋳型内に注湯した溶
融金属に対し下部側から上部側に向けて誘導加熱を順次
停止して凝固部位を上方に順次移行することにより指向
性凝固させる構成としたことを特徴としている。
【０００７】また、本発明に係わる鋳物の製造装置は、
溶融金属容器より溶融金属が注湯される水冷銅製鋳型
と、前記水冷銅製鋳型内の溶融金属を誘導加熱により加
熱して前記溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の
気泡をなくす誘導加熱手段を備えた構成としたことを特
徴としており、必要に応じて採用される実施態様におい
ては、誘導加熱手段が単一の誘導加熱コイルよりなると
共に上部方向へ移動可能となっていて、溶融金属の凝固
を上部側で遅らせる構成とし、同じく実施態様におい
て、誘導加熱手段が縦方向に配列した複数の誘導加熱コ
イルよりなると共に下部側の誘導加熱コイルから上部側
の誘導加熱コイルへと順次電源遮断可能となっていて、
溶融金属の凝固を上部側で遅らせる構成とし、同じく実
施態様において、水冷銅製鋳型は、鋳物の取出しを容昜
にする分割セグメントにより構成したものとし、同じく
実施態様において、水冷銅製鋳型は、分割セグメントの
分割面に電気絶縁用のセラミック溶射膜を有する構成と
し、同じく実施態様において、溶融金属容器は、傾動可
能とした水冷銅製溶解炉，底部出湯可能とした水冷銅製
溶解炉，プラズマ熱源コールドハース，アーク熱源コー
ルドハース，電子ビーム熱源コールドハースより選ばれ
る構成としたことを特徴としており、上記鋳物の製造方
法および製造装置に係わる発明の構成をもって前述した
従来の課題を解決するための手段としている。
溶融金属容器より溶融金属が注湯される水冷銅製鋳型
と、前記水冷銅製鋳型内の溶融金属を誘導加熱により加
熱して前記溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の
気泡をなくす誘導加熱手段を備えた構成としたことを特
徴としており、必要に応じて採用される実施態様におい
ては、誘導加熱手段が単一の誘導加熱コイルよりなると
共に上部方向へ移動可能となっていて、溶融金属の凝固
を上部側で遅らせる構成とし、同じく実施態様におい
て、誘導加熱手段が縦方向に配列した複数の誘導加熱コ
イルよりなると共に下部側の誘導加熱コイルから上部側
の誘導加熱コイルへと順次電源遮断可能となっていて、
溶融金属の凝固を上部側で遅らせる構成とし、同じく実
施態様において、水冷銅製鋳型は、鋳物の取出しを容昜
にする分割セグメントにより構成したものとし、同じく
実施態様において、水冷銅製鋳型は、分割セグメントの
分割面に電気絶縁用のセラミック溶射膜を有する構成と
し、同じく実施態様において、溶融金属容器は、傾動可
能とした水冷銅製溶解炉，底部出湯可能とした水冷銅製
溶解炉，プラズマ熱源コールドハース，アーク熱源コー
ルドハース，電子ビーム熱源コールドハースより選ばれ
る構成としたことを特徴としており、上記鋳物の製造方
法および製造装置に係わる発明の構成をもって前述した
従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
【発明の作用】本発明に係わる鋳物の製造方法および製
造装置は、上記した構成を有するものとなっているの
で、雰囲気からの汚染に対しては調整された雰囲気（真
空もしくは不活性ガス雰囲気等）での溶解および鋳造を
行うことで対処しうるものとなり、溶融金属容器（溶解
炉，るつぼ等）および鋳型からの汚染に対しては溶融金
属容器や鋳型に水冷銅製溶解炉（るつぼ）や水冷銅製鋳
型を用いて非接触での溶解および加熱を可能とすること
で対処しうるものとなり、鋳造に際して気泡を巻き込ま
ないことに対しては水冷銅製鋳型に誘導加熱手段を備え
たものとして溶融金属の凝固を部分的に遅らせたり指向
性凝固させたりしてガス等の気泡をなくすことで対処し
うるものとなり、中心部分での凝固収縮による影響に対
しては誘導加熱手段による加熱制御によって凝固を部分
的に遅らせたり指向性凝固を行わせたりすることで対処
しうるものとなり、これらによって内部品質に優れた鋳
物が製造されるようになる。
造装置は、上記した構成を有するものとなっているの
で、雰囲気からの汚染に対しては調整された雰囲気（真
空もしくは不活性ガス雰囲気等）での溶解および鋳造を
行うことで対処しうるものとなり、溶融金属容器（溶解
炉，るつぼ等）および鋳型からの汚染に対しては溶融金
属容器や鋳型に水冷銅製溶解炉（るつぼ）や水冷銅製鋳
型を用いて非接触での溶解および加熱を可能とすること
で対処しうるものとなり、鋳造に際して気泡を巻き込ま
ないことに対しては水冷銅製鋳型に誘導加熱手段を備え
たものとして溶融金属の凝固を部分的に遅らせたり指向
性凝固させたりしてガス等の気泡をなくすことで対処し
うるものとなり、中心部分での凝固収縮による影響に対
しては誘導加熱手段による加熱制御によって凝固を部分
的に遅らせたり指向性凝固を行わせたりすることで対処
しうるものとなり、これらによって内部品質に優れた鋳
物が製造されるようになる。
【０００９】
【実施例】図１および図２は本発明に係わる鋳物の製造
方法を実施するのに使用する鋳物の製造装置の一実施例
を示すものであって、図に示す鋳物の製造装置１は、絶
縁スリーブ２の内側に水冷銅製鋳型３をそなえている。
方法を実施するのに使用する鋳物の製造装置の一実施例
を示すものであって、図に示す鋳物の製造装置１は、絶
縁スリーブ２の内側に水冷銅製鋳型３をそなえている。
【００１０】この水冷銅製鋳型３は、その中心部分に鋳
造空間４を有しており、この実施例では、エンジン用コ
ネクティングロッド粗材の形状をなしていて、小端部に
対応する部分が下側にそして大端部に対応する部分が上
側に位置するものとなっている。
造空間４を有しており、この実施例では、エンジン用コ
ネクティングロッド粗材の形状をなしていて、小端部に
対応する部分が下側にそして大端部に対応する部分が上
側に位置するものとなっている。
【００１１】また、この水冷銅製鋳型３は、図２にも示
すように、絶縁スリーブ２の内側において、八分割した
水平断面扇形状の水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈよ
りなり、各水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈの内部に
各々冷却水通路５が設けてあって、前記冷却水通路５に
は冷却水流入口７および冷却水流出口８が設けてある。
すように、絶縁スリーブ２の内側において、八分割した
水平断面扇形状の水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈよ
りなり、各水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈの内部に
各々冷却水通路５が設けてあって、前記冷却水通路５に
は冷却水流入口７および冷却水流出口８が設けてある。
【００１２】また、各水冷銅製分割セグメント３ａ〜３
ｈの各々の分割面には電気絶縁用のセラミック溶射膜９
が形成してあって、各水冷銅製分割セグメント３ａ〜３
ｈは相互に電気的に絶縁したものとなっており、鋳造後
において鋳物の取り出しが容昜にできるように、水冷銅
製分割セグメント３ａ，３ｈと、同じく３ｄ，３ｅとで
二分割しうるものとなっている。
ｈの各々の分割面には電気絶縁用のセラミック溶射膜９
が形成してあって、各水冷銅製分割セグメント３ａ〜３
ｈは相互に電気的に絶縁したものとなっており、鋳造後
において鋳物の取り出しが容昜にできるように、水冷銅
製分割セグメント３ａ，３ｈと、同じく３ｄ，３ｅとで
二分割しうるものとなっている。
【００１３】一方、絶縁スリーブ２の外側には、誘導加
熱手段である誘導加熱コイル１１が昇降可能に設けてあ
り、この誘導加熱コイル１１においても図示しない冷却
水通路が設けてあって水冷可能となっている。
熱手段である誘導加熱コイル１１が昇降可能に設けてあ
り、この誘導加熱コイル１１においても図示しない冷却
水通路が設けてあって水冷可能となっている。
【００１４】さらに、水冷銅製鋳型３の上端にはシール
リング１２を介して保護筒１３が設けてあり、この保護
筒１３内にはＡｒガス供給管１４を貫入させた構造とな
っている。
リング１２を介して保護筒１３が設けてあり、この保護
筒１３内にはＡｒガス供給管１４を貫入させた構造とな
っている。
【００１５】そこで、このような構造を有する鋳物の製
造装置１を用いて製品重量が２ｋｇの比較的大型のエン
ジン用コンロッド粗材を製造するに際して、素材にはＴ
ｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を用いた。
造装置１を用いて製品重量が２ｋｇの比較的大型のエン
ジン用コンロッド粗材を製造するに際して、素材にはＴ
ｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を用いた。
【００１６】そして、図１の仮想線で示す位置まで誘導
加熱コイル１１を降下させた状態にして通電すると共
に、Ａｒガス供給管１４よりＡｒガスを供給して鋳型内
部を不活性雰囲気とした。
加熱コイル１１を降下させた状態にして通電すると共
に、Ａｒガス供給管１４よりＡｒガスを供給して鋳型内
部を不活性雰囲気とした。
【００１７】次いで、前記Ｔｉ合金の溶融金属を注湯し
て鋳造空間４内をほぼ満たし、この溶融金属１６を誘導
加熱により加熱した。
て鋳造空間４内をほぼ満たし、この溶融金属１６を誘導
加熱により加熱した。
【００１８】このときの溶融金属１６の加熱において
は、水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈを電気絶縁用の
セラミック溶射膜９により絶縁した状態で設けた水冷銅
製鋳型３を用いたいわゆるコールドクルーシブルレビテ
ーションヒーティングを行うこととしているので、誘導
加熱コイル１１による高周波誘導加熱によって水冷銅製
鋳型３の内周部分（鋳造空間４の近傍部分）に渦電流が
形成され、この渦電流によって溶融金属１６に表皮電流
を誘起して溶融金属１６を加熱する。
は、水冷銅製分割セグメント３ａ〜３ｈを電気絶縁用の
セラミック溶射膜９により絶縁した状態で設けた水冷銅
製鋳型３を用いたいわゆるコールドクルーシブルレビテ
ーションヒーティングを行うこととしているので、誘導
加熱コイル１１による高周波誘導加熱によって水冷銅製
鋳型３の内周部分（鋳造空間４の近傍部分）に渦電流が
形成され、この渦電流によって溶融金属１６に表皮電流
を誘起して溶融金属１６を加熱する。
【００１９】そして、水冷銅製鋳型３と溶融金属１６の
表面において互いに位相が反対である電流の反発力によ
って溶融金属１６は水冷銅製鋳型３の壁面から少し離れ
た状態となってギャップが形成される。
表面において互いに位相が反対である電流の反発力によ
って溶融金属１６は水冷銅製鋳型３の壁面から少し離れ
た状態となってギャップが形成される。
【００２０】したがって、溶融金属１６から水冷銅製鋳
型３への熱移動は前記ギャップの形成によって抑制され
ることとなるので、溶融金属１６は高温の状態で維持さ
れると共に非接触であるため水冷銅製鋳型３からの汚染
を生じがたいものとなっている。
型３への熱移動は前記ギャップの形成によって抑制され
ることとなるので、溶融金属１６は高温の状態で維持さ
れると共に非接触であるため水冷銅製鋳型３からの汚染
を生じがたいものとなっている。
【００２１】かくして、所要時間の誘導加熱を経過した
のち、誘導加熱コイル１１を上部方向に緩やかに移動さ
せると、鋳造空間４の下部側位置にある溶融金属１６に
対する誘導加熱が低下ないしは行われなくなって溶融金
属１６が鋳型壁面に密着し、水冷銅製鋳型３によって冷
却されて急速に凝固を開始し、誘導加熱コイル１１を上
昇させるにつれて凝固部分も次第に上昇する指向性凝固
を生じ、誘導加熱コイル１１をその上昇限まで移動させ
たのち電源を遮断することによって誘導加熱を停止し、
大端部相当位置の溶融金属１６を鋳型壁面に接触させて
急速凝固させる。
のち、誘導加熱コイル１１を上部方向に緩やかに移動さ
せると、鋳造空間４の下部側位置にある溶融金属１６に
対する誘導加熱が低下ないしは行われなくなって溶融金
属１６が鋳型壁面に密着し、水冷銅製鋳型３によって冷
却されて急速に凝固を開始し、誘導加熱コイル１１を上
昇させるにつれて凝固部分も次第に上昇する指向性凝固
を生じ、誘導加熱コイル１１をその上昇限まで移動させ
たのち電源を遮断することによって誘導加熱を停止し、
大端部相当位置の溶融金属１６を鋳型壁面に接触させて
急速凝固させる。
【００２２】この後、水冷銅製鋳型３を２分割すること
によって鋳物を取り出す。
によって鋳物を取り出す。
【００２３】このようにして得た鋳物であるエンジンコ
ンロッド粗成形体は、その小端部側から大端部側に向け
て指向性凝固したものとなっており、内部品質に優れた
ものであった。
ンロッド粗成形体は、その小端部側から大端部側に向け
て指向性凝固したものとなっており、内部品質に優れた
ものであった。
【００２４】図３は、上記鋳物の製造装置１の水冷銅製
鋳型３の鋳造空間４内に溶融金属１６を注湯する一実施
例を示すものであって、この実施例では、溶融金属容器
として傾動可能にした水冷銅製溶解炉（るつぼ）２１を
用いた場合を示している。
鋳型３の鋳造空間４内に溶融金属１６を注湯する一実施
例を示すものであって、この実施例では、溶融金属容器
として傾動可能にした水冷銅製溶解炉（るつぼ）２１を
用いた場合を示している。
【００２５】このような水冷銅製溶解炉２１を用いて溶
融金属１６を溶解すれば、溶解雰囲気を制御することに
よって溶解雰囲気からの汚染がなくなり、溶融金属１６
はいわゆるコールドクルーシブルレビテーションメルテ
ィングにより溶融しているため鋳型からの汚染がないも
のになると共に、コールドクルーシブルによって溶融金
属１６を電磁攪拌することが可能であるので、均一な溶
融金属温度と成分を得ることができるため、スクラップ
等の使用が容昜であって溶解コストの低減に有利なもの
となる。
融金属１６を溶解すれば、溶解雰囲気を制御することに
よって溶解雰囲気からの汚染がなくなり、溶融金属１６
はいわゆるコールドクルーシブルレビテーションメルテ
ィングにより溶融しているため鋳型からの汚染がないも
のになると共に、コールドクルーシブルによって溶融金
属１６を電磁攪拌することが可能であるので、均一な溶
融金属温度と成分を得ることができるため、スクラップ
等の使用が容昜であって溶解コストの低減に有利なもの
となる。
【００２６】図４は、図１に示した鋳物の製造装置１の
鋳造空間４内に溶融金属１６を注湯する他の実施例を示
すものであって、この実施例では、溶融金属容器として
溶融金属１６を炉底より出湯可能とした水冷銅製溶解炉
（るつぼ）３１を用いた場合を示している。
鋳造空間４内に溶融金属１６を注湯する他の実施例を示
すものであって、この実施例では、溶融金属容器として
溶融金属１６を炉底より出湯可能とした水冷銅製溶解炉
（るつぼ）３１を用いた場合を示している。
【００２７】すなわち、この水冷銅製溶解炉３１は、絶
縁スリーブ３２の内側に水冷銅製るつぼ３３をそなえ、
この水冷銅製るつぼ３３はその中心部分に溶解空間３４
を有していると共に底部側には溶湯流出口３５を有して
おり、円周方向に分割した水冷銅製分割セグメントより
なっていて、各水冷銅製分割セグメントの内部に冷却水
通路３６が設けてあると共に、各水冷銅製分割セグメン
トの分割面には絶縁体３９が設けてあって、相互に電気
的に絶縁したものとなっている。
縁スリーブ３２の内側に水冷銅製るつぼ３３をそなえ、
この水冷銅製るつぼ３３はその中心部分に溶解空間３４
を有していると共に底部側には溶湯流出口３５を有して
おり、円周方向に分割した水冷銅製分割セグメントより
なっていて、各水冷銅製分割セグメントの内部に冷却水
通路３６が設けてあると共に、各水冷銅製分割セグメン
トの分割面には絶縁体３９が設けてあって、相互に電気
的に絶縁したものとなっている。
【００２８】そして、前記水冷銅製るつぼ３３の外側に
は、誘導加熱コイル３７を昇降可能に設けている。
は、誘導加熱コイル３７を昇降可能に設けている。
【００２９】そこで、このような水冷銅製溶解炉３１を
用いて母材金属の溶解を行うに際しては、誘導加熱コイ
ル３７を上昇位置とし、この誘導加熱コイル３７に通電
することによって水冷銅製るつぼ３３の溶解空間３４に
装入した母材金属に対するコールドクルーシブルレビテ
ーションメルティングを行う。
用いて母材金属の溶解を行うに際しては、誘導加熱コイ
ル３７を上昇位置とし、この誘導加熱コイル３７に通電
することによって水冷銅製るつぼ３３の溶解空間３４に
装入した母材金属に対するコールドクルーシブルレビテ
ーションメルティングを行う。
【００３０】この場合にも、水冷銅製るつぼ３３と溶融
金属１６の表面において互いに位相が反対である電流の
反発力によって溶融金属１６は水冷銅製るつぼ３３の壁
面から少し離れた状態でギャップが形成され、溶融金属
１６の温度を高く維持すると共に非接触溶解によってる
つぼの汚染を生じないものとなり、誘導加熱コイル３７
は若干上方寄りに位置しているため母材金属の底部は凝
固部分１６ａのままとなっている。
金属１６の表面において互いに位相が反対である電流の
反発力によって溶融金属１６は水冷銅製るつぼ３３の壁
面から少し離れた状態でギャップが形成され、溶融金属
１６の温度を高く維持すると共に非接触溶解によってる
つぼの汚染を生じないものとなり、誘導加熱コイル３７
は若干上方寄りに位置しているため母材金属の底部は凝
固部分１６ａのままとなっている。
【００３１】そこで、図１に示した水冷銅製鋳型３の鋳
造空間４内に溶融金属１６を注湯するに際しては、図４
に示す水冷銅製るつぼ３３の外周側に設けた誘導加熱コ
イル３７を降下させ、底部の凝固部分１６ａを溶融させ
て溶湯流出口３５より矢印方向に溶融金属１６を出湯す
る。
造空間４内に溶融金属１６を注湯するに際しては、図４
に示す水冷銅製るつぼ３３の外周側に設けた誘導加熱コ
イル３７を降下させ、底部の凝固部分１６ａを溶融させ
て溶湯流出口３５より矢印方向に溶融金属１６を出湯す
る。
【００３２】かくして、この実施例によれば、従来のＴ
ｉもしくはＴｉ合金の一般的な鋳造法であるアークスカ
ル溶解遠心力鋳造法では困難であったエンジンコネクテ
ィングロッドの鋳造が可能であり、従来の鋳造法では比
較的低温の溶融金属をセラミックや金属鋳型中に鋳込む
操作を余儀なくされていたことにより溶融金属の温度低
下やガスの巻き込みや湯回り不良などによる欠陥が発生
して良品率が低いものとなり、また、溶解能力を超えた
重量の鋳物を製造することが困難であったため、その結
果、製品コストが上昇して所定の性能と製品価格とが釣
り合わなくなることから、ＴｉやＴｉ合金のエンジンコ
ンロッド等の普及の妨げとなっていたのに対して、本発
明によれば従来の問題点を解消し、溶融金属に対する加
熱能力を有する水冷銅製鋳型を用いて、溶融金属中に含
まれるガスが浮上するのに十分な温度となっている溶融
金属を鋳造するようにしているので、ガスの巻き込みや
湯回り不良などの欠陥がほとんど発生しないこととな
り、とくに指向性凝固とすることによって鋳物の中心部
分に引け巣が発生しないものとなり、加えて、水冷銅製
鋳型は繰り返しの使用が可能であることから、コストの
低減をはかることが可能であることによって、適切な価
格によりＴｉやＴｉ合金のエンジンコンロッドその他の
鋳造品を製造することが可能になった。
ｉもしくはＴｉ合金の一般的な鋳造法であるアークスカ
ル溶解遠心力鋳造法では困難であったエンジンコネクテ
ィングロッドの鋳造が可能であり、従来の鋳造法では比
較的低温の溶融金属をセラミックや金属鋳型中に鋳込む
操作を余儀なくされていたことにより溶融金属の温度低
下やガスの巻き込みや湯回り不良などによる欠陥が発生
して良品率が低いものとなり、また、溶解能力を超えた
重量の鋳物を製造することが困難であったため、その結
果、製品コストが上昇して所定の性能と製品価格とが釣
り合わなくなることから、ＴｉやＴｉ合金のエンジンコ
ンロッド等の普及の妨げとなっていたのに対して、本発
明によれば従来の問題点を解消し、溶融金属に対する加
熱能力を有する水冷銅製鋳型を用いて、溶融金属中に含
まれるガスが浮上するのに十分な温度となっている溶融
金属を鋳造するようにしているので、ガスの巻き込みや
湯回り不良などの欠陥がほとんど発生しないこととな
り、とくに指向性凝固とすることによって鋳物の中心部
分に引け巣が発生しないものとなり、加えて、水冷銅製
鋳型は繰り返しの使用が可能であることから、コストの
低減をはかることが可能であることによって、適切な価
格によりＴｉやＴｉ合金のエンジンコンロッドその他の
鋳造品を製造することが可能になった。
【００３３】
【発明の効果】本発明に係わる鋳物の製造方法および製
造装置では、前記した構成となっていることから、溶融
金属の汚染がなく、鋳造に際してガスの巻き込みによる
影響がなくなると共に中心部分の凝固収縮による影響を
小さなものとすることができ、内部品質の優れた鋳物を
製造することが可能であるという著大なる効果がもたら
される。
造装置では、前記した構成となっていることから、溶融
金属の汚染がなく、鋳造に際してガスの巻き込みによる
影響がなくなると共に中心部分の凝固収縮による影響を
小さなものとすることができ、内部品質の優れた鋳物を
製造することが可能であるという著大なる効果がもたら
される。
【図１】本発明に係わる鋳物の製造装置の一実施例を示
す縦断面説明図である。
す縦断面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´線における水冷銅製鋳型の水平
断面説明図である。
断面説明図である。
【図３】図１に示した鋳物の製造装置に溶融金属を注湯
するのに用いる傾動可能な水冷銅製溶解炉の外観説明図
である。
するのに用いる傾動可能な水冷銅製溶解炉の外観説明図
である。
【図４】図１に示した鋳物の製造装置に溶融金属を注湯
するのに用いる炉底出湯型の水冷銅製溶解炉の縦断面図
である。
するのに用いる炉底出湯型の水冷銅製溶解炉の縦断面図
である。
１ 鋳物の製造装置
３ 水冷銅製鋳型
４ 鋳造空間
１１ 誘導加熱コイル（誘導加熱手段）
１６ 溶融金属
２１，３１ 水冷銅製溶解炉（溶融金属容器）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｂ２２Ｄ 27/04 Ａ 7011−4Ｅ
Ｈ０５Ｂ 6/24 8915−3Ｋ
6/40 8915−3Ｋ
Claims (10)
- 【請求項１】 溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯
した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱
によって溶融金属の凝固を部分的に遅らせてガス等の気
泡をなくしたのち誘導加熱を停止して前記水冷銅製鋳型
内で凝固させることを特徴とする鋳物の製造方法。 - 【請求項２】 溶解雰囲気および鋳造雰囲気を不活性ガ
スや真空等の制御された雰囲気とする請求項１に記載の
鋳物の製造方法。 - 【請求項３】 溶融金属容器より水冷銅製鋳型内に注湯
した溶融金属を誘導加熱によって加熱し、前記誘導加熱
によって溶融金属の凝固を上部側で遅らせてガス等の気
泡を浮上させたのち誘導加熱を停止する請求項１または
２に記載の鋳物の製造方法。 - 【請求項４】 水冷銅製鋳型内に注湯した溶融金属に対
し下部側から上部側に向けて誘導加熱を順次停止して凝
固部位を上方に順次移行することにより指向性凝固させ
る請求項１ないし３のいずれかに記載の鋳物の製造方
法。 - 【請求項５】 溶融金属容器より溶融金属が注湯される
水冷銅製鋳型と、前記水冷銅製鋳型内の溶融金属を誘導
加熱により加熱して前記溶融金属の凝固を部分的に遅ら
せてガス等の気泡をなくす誘導加熱手段を備えたことを
特徴とする鋳物の製造装置。 - 【請求項６】 誘導加熱手段が単一の誘導加熱コイルよ
りなると共に上部方向へ移動可能となっていて、溶融金
属の凝固を上部側で遅らせる構成とした請求項５に記載
の鋳物の製造装置。 - 【請求項７】 誘導加熱手段が縦方向に配列した複数の
誘導加熱コイルよりなると共に下部側の誘導加熱コイル
から上部側の誘導加熱コイルへと順次電源遮断可能とな
っていて、溶融金属の凝固を上部側で遅らせる構成とし
た請求項５に記載の鋳物の製造装置。 - 【請求項８】 水冷銅製鋳型は、鋳物の取出しを容昜に
する分割セグメントにより構成している請求項５ないし
７のいずれかに記載の鋳物の製造装置。 - 【請求項９】 水冷銅製鋳型は、分割セグメントの分割
面に電気絶縁用のセラミック溶射膜を有する請求項５な
いし８のいずれかに記載の鋳物の製造装置。 - 【請求項１０】 溶融金属容器は、傾動可能とした水冷
銅製溶解炉，底部出湯可能とした水冷銅製溶解炉，プラ
ズマ熱源コールドハース，アーク熱源コールドハース，
電子ビーム熱源コールドハースより選ばれる請求項５な
いし９のいずれかに記載の鋳物の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18877391A JPH0531571A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 鋳物の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18877391A JPH0531571A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 鋳物の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531571A true JPH0531571A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16229531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18877391A Pending JPH0531571A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 鋳物の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0531571A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002286375A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Shinko Electric Co Ltd | 誘導加熱溶解炉 |
| JP2007152386A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Japan Steel Works Ltd:The | 水素吸蔵合金およびその製造方法 |
| DE102010056146A1 (de) * | 2010-12-20 | 2012-06-21 | Kienle + Spiess Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Produkten, die Kupfer oder Kupferlegierung aufweisen, für elektrische Anwendungen |
| CN112962070A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-15 | 邱从章 | 一种溅射靶材的制备装备及其制备方法 |
| CN118492334A (zh) * | 2024-07-18 | 2024-08-16 | 北京理工大学 | 一种实现负压辅助补缩调控铸锭缺陷的装置和方法 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18877391A patent/JPH0531571A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002286375A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Shinko Electric Co Ltd | 誘導加熱溶解炉 |
| JP2007152386A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Japan Steel Works Ltd:The | 水素吸蔵合金およびその製造方法 |
| DE102010056146A1 (de) * | 2010-12-20 | 2012-06-21 | Kienle + Spiess Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Produkten, die Kupfer oder Kupferlegierung aufweisen, für elektrische Anwendungen |
| CN112962070A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-15 | 邱从章 | 一种溅射靶材的制备装备及其制备方法 |
| CN112962070B (zh) * | 2021-02-02 | 2023-02-07 | 邱从章 | 一种溅射靶材的制备装备及其制备方法 |
| CN118492334A (zh) * | 2024-07-18 | 2024-08-16 | 北京理工大学 | 一种实现负压辅助补缩调控铸锭缺陷的装置和方法 |
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