JP2830777B2 - 金属の鋳造方法とその装置 - Google Patents
金属の鋳造方法とその装置Info
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- mold
- chamber
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属の鋳造方法とそ
のための装置に関するものである。さらに詳しくは、こ
の発明は、不純物の混入や、ガス汚染、ガス欠陥等のな
い高品質での鋳造が可能な、特にチタン等の活性金属の
鋳造等に有用な、新しい金属鋳造方法とそのための装置
に関するものである。
のための装置に関するものである。さらに詳しくは、こ
の発明は、不純物の混入や、ガス汚染、ガス欠陥等のな
い高品質での鋳造が可能な、特にチタン等の活性金属の
鋳造等に有用な、新しい金属鋳造方法とそのための装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、金属の鋳造方法お
よびそのための装置として各種の方式のものが知られて
いる。この鋳造方法および装置としては、不純物の混入
や、ガス汚染、ガス欠陥のない高品質な製品を得るため
の手段が様々に検討され、かつ実用化されてきてもい
る。
よびそのための装置として各種の方式のものが知られて
いる。この鋳造方法および装置としては、不純物の混入
や、ガス汚染、ガス欠陥のない高品質な製品を得るため
の手段が様々に検討され、かつ実用化されてきてもい
る。
【０００３】この発明の発明者らは、高品質な鋳造製品
を得るための手段について鋭意検討を進め、特に活性で
高融点のチタンやその合金等の活性金属の鋳造を可能と
し、不純物の混入を抑え、しかも高効率で、高生産性で
鋳造可能とする方法を確立してきた。この方法は、溶融
金属を部分的に磁気浮揚させて溶解することを特徴とす
る金属のセミレビテーション溶解と、減圧吸引鋳造との
組合わせを本質的特徴とするものであって、耐火物るつ
ぼを使用する従来法と異なるセミレビテーション溶解法
によってチタン等の活性金属の溶解鋳造と、耐火物のコ
ンタミネーションによる品質劣化を抑え、しかも連続溶
解鋳造を可能とし、かつ、減圧吸引鋳造法により、均一
度の高い鋳造製品と、これによる複雑形状品の鋳造をも
可能としている。
を得るための手段について鋭意検討を進め、特に活性で
高融点のチタンやその合金等の活性金属の鋳造を可能と
し、不純物の混入を抑え、しかも高効率で、高生産性で
鋳造可能とする方法を確立してきた。この方法は、溶融
金属を部分的に磁気浮揚させて溶解することを特徴とす
る金属のセミレビテーション溶解と、減圧吸引鋳造との
組合わせを本質的特徴とするものであって、耐火物るつ
ぼを使用する従来法と異なるセミレビテーション溶解法
によってチタン等の活性金属の溶解鋳造と、耐火物のコ
ンタミネーションによる品質劣化を抑え、しかも連続溶
解鋳造を可能とし、かつ、減圧吸引鋳造法により、均一
度の高い鋳造製品と、これによる複雑形状品の鋳造をも
可能としている。
【０００４】この方法が特徴とするセミレビテーション
溶解法についてさらに詳しく説明すると、この方法は、
溶解用るつぼの内部に装入した材料を誘導加熱し、その
溶解した溶湯を溶解用るつぼの内壁面に接触させること
なく保持するレビテーション（磁気浮揚）溶解法の一種
である。すなわち、各種の金属の材料を溶解用るつぼに
装入して溶解するに際し、溶解された溶湯がるつぼ内壁
面に接触して生ずる化学反応により汚染されるのを防止
して品質向上を達成する溶解法の一つとして、レビテー
ション溶解法があり、このレビテーション溶解法には、
電磁気力によって溶湯を空間に完全に浮揚させるフルレ
ビテーション溶解法と、水冷銅るつぼを用いて母材の底
部を凝固状態に保ちつつ電磁気力によって溶湯を立ち上
げるセミレビテーション溶解法とがある。フルレビテー
ション溶解法では、溶湯を完全に浮揚させるため、溶解
用るつぼからの汚染を完全に防止することはできるが、
溶湯を浮揚状態に保持するのが難しく、また浮揚させ得
る溶湯の量は少なくないため、工業的にはセミレビテー
ション溶解法が応用されている。
溶解法についてさらに詳しく説明すると、この方法は、
溶解用るつぼの内部に装入した材料を誘導加熱し、その
溶解した溶湯を溶解用るつぼの内壁面に接触させること
なく保持するレビテーション（磁気浮揚）溶解法の一種
である。すなわち、各種の金属の材料を溶解用るつぼに
装入して溶解するに際し、溶解された溶湯がるつぼ内壁
面に接触して生ずる化学反応により汚染されるのを防止
して品質向上を達成する溶解法の一つとして、レビテー
ション溶解法があり、このレビテーション溶解法には、
電磁気力によって溶湯を空間に完全に浮揚させるフルレ
ビテーション溶解法と、水冷銅るつぼを用いて母材の底
部を凝固状態に保ちつつ電磁気力によって溶湯を立ち上
げるセミレビテーション溶解法とがある。フルレビテー
ション溶解法では、溶湯を完全に浮揚させるため、溶解
用るつぼからの汚染を完全に防止することはできるが、
溶湯を浮揚状態に保持するのが難しく、また浮揚させ得
る溶湯の量は少なくないため、工業的にはセミレビテー
ション溶解法が応用されている。
【０００５】セミレビテーション溶解法の概略を説明す
ると、この溶解法に使用される水冷銅るつぼは、有底円
筒形状に形成された本体の周壁が、その周方向に分割さ
れて内部に冷却水が循環供給される複数のセグメントで
構成されると共に、各セグメントは絶縁材料により相互
に絶縁状態を保持するようになっている。また、水冷銅
るつぼの外側にはドーナツ状に高周波誘導コイルが所要
の環状間隙を保持して配置されており、るつぼの内部に
材料を装入すると共に、誘導コイルに高周波電流を通電
することにより材料が誘導加熱される。そして材料が所
要温度まで加熱されると、この材料は水冷銅るつぼの内
底部に接触する底部を凝固状態に保ちつつ一部が溶解
し、その溶湯がるつぼ内に浸透する電磁気力によって内
壁面に対して非接触状態で立ち上げ保持される。
ると、この溶解法に使用される水冷銅るつぼは、有底円
筒形状に形成された本体の周壁が、その周方向に分割さ
れて内部に冷却水が循環供給される複数のセグメントで
構成されると共に、各セグメントは絶縁材料により相互
に絶縁状態を保持するようになっている。また、水冷銅
るつぼの外側にはドーナツ状に高周波誘導コイルが所要
の環状間隙を保持して配置されており、るつぼの内部に
材料を装入すると共に、誘導コイルに高周波電流を通電
することにより材料が誘導加熱される。そして材料が所
要温度まで加熱されると、この材料は水冷銅るつぼの内
底部に接触する底部を凝固状態に保ちつつ一部が溶解
し、その溶湯がるつぼ内に浸透する電磁気力によって内
壁面に対して非接触状態で立ち上げ保持される。
【０００６】このような特徴のある溶解法としてのセミ
レビテーション溶解法について、以下、この出願の説明
では単に「レビテーション溶解」と呼ぶことにする。こ
のようなレビテーション溶解を利用した、この発明の発
明者が確立してきた鋳造方法と、そのための製造装置
は、たとえば図５に例示したように、溶解炉（ア）にお
いて溶解した溶融金属（イ）に対して、その上方に配置
した鋳型（ウ）に連通する吸上げ管（エ）を浸漬し、こ
の鋳型（ウ）および鋳型室（オ）を大気圧以下に減圧し
た条件で溶融金属（イ）を吸上げ管（エ）を介して鋳型
（ウ）内に吸上げて鋳込むことを特徴としている。
レビテーション溶解法について、以下、この出願の説明
では単に「レビテーション溶解」と呼ぶことにする。こ
のようなレビテーション溶解を利用した、この発明の発
明者が確立してきた鋳造方法と、そのための製造装置
は、たとえば図５に例示したように、溶解炉（ア）にお
いて溶解した溶融金属（イ）に対して、その上方に配置
した鋳型（ウ）に連通する吸上げ管（エ）を浸漬し、こ
の鋳型（ウ）および鋳型室（オ）を大気圧以下に減圧し
た条件で溶融金属（イ）を吸上げ管（エ）を介して鋳型
（ウ）内に吸上げて鋳込むことを特徴としている。
【０００７】しかしながら、これまでの方法および装置
では、減圧吸引にともなう鋳込みの効率の向上や、鋳型
内への均一な鋳込みの点において改善すべき点が残され
てもいた。つまり、上記の通りのレビテーション溶解と
減圧吸引鋳造の生産性の向上と、鋳込みにともなう欠陥
の発生を抑えて、よりその均一な鋳型内への鋳込みが可
能とされるための方策が望まれていた。
では、減圧吸引にともなう鋳込みの効率の向上や、鋳型
内への均一な鋳込みの点において改善すべき点が残され
てもいた。つまり、上記の通りのレビテーション溶解と
減圧吸引鋳造の生産性の向上と、鋳込みにともなう欠陥
の発生を抑えて、よりその均一な鋳型内への鋳込みが可
能とされるための方策が望まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、レビテーション溶解炉、すなわ
ち、上記の通り、厳密な定義としてはセミレビテーショ
ンを特徴とする溶解炉で溶解した溶融金属を、その上方
より浸漬した吸上げ管を介して溶解炉直上に配置した二
重構造の鋳型室内の通気性を有する鋳型に鋳込む金属の
鋳造方法であって、（Ａ）大気圧の不活性雰囲気下で金
属をレビテーション溶解し、（Ｂ）二重構造の鋳型室の
外鋳型室をレビテーション溶解内方に密着させ、（Ｃ）
二重構造鋳型室の外鋳型室および内鋳型室と、レビテー
ション溶解炉の上部空間とを大気圧より低く減圧し、
（Ｄ）内鋳型室に配設されてその内部の鋳型に連通する
吸上げ管を溶融金属に浸漬し、（Ｅ）溶解炉の上部空間
に不活性ガスを吹込んで加圧して溶融金属を鋳型内に鋳
込み（Ｆ）内鋳型室を上昇させ吸上げ管を溶融金属より
抜き取り、（Ｇ）大気圧に復帰後、外鋳型室を上昇させ
て溶解炉と切離すことを特徴とする金属の鋳造方法を提
供する。
を解決するものとして、レビテーション溶解炉、すなわ
ち、上記の通り、厳密な定義としてはセミレビテーショ
ンを特徴とする溶解炉で溶解した溶融金属を、その上方
より浸漬した吸上げ管を介して溶解炉直上に配置した二
重構造の鋳型室内の通気性を有する鋳型に鋳込む金属の
鋳造方法であって、（Ａ）大気圧の不活性雰囲気下で金
属をレビテーション溶解し、（Ｂ）二重構造の鋳型室の
外鋳型室をレビテーション溶解内方に密着させ、（Ｃ）
二重構造鋳型室の外鋳型室および内鋳型室と、レビテー
ション溶解炉の上部空間とを大気圧より低く減圧し、
（Ｄ）内鋳型室に配設されてその内部の鋳型に連通する
吸上げ管を溶融金属に浸漬し、（Ｅ）溶解炉の上部空間
に不活性ガスを吹込んで加圧して溶融金属を鋳型内に鋳
込み（Ｆ）内鋳型室を上昇させ吸上げ管を溶融金属より
抜き取り、（Ｇ）大気圧に復帰後、外鋳型室を上昇させ
て溶解炉と切離すことを特徴とする金属の鋳造方法を提
供する。
【０００９】また、この発明は、レビテーション溶解炉
と、その直上に配置された溶融金属が鋳込まれる鋳型を
内部に保持して溶融金属を通気性を有する鋳型へ吸上げ
る吸上げ管を有してこの吸上げ管を鋳型に連通させる内
鋳型室並びにその外周部の外鋳型室とからなる二重構造
の鋳型室と、内鋳型室と外鋳型室とを各々独立して上昇
降下させるスライド機構と、排気減圧手段と不活性ガス
補給手段とを具有する、雰囲気制御機構とを備えた金属
の鋳造装置であって、 （ａ）前記レビテーション溶解炉では大気圧の不活性雰
囲気下で金属が溶解され、 （ｂ）スライド上下機構によって二重構造鋳型室の外鋳
型室がレビテーション溶解炉に密着され、 （ｃ）雰囲気制御機構によって二重構造鋳型室の外鋳型
室および内鋳型室並びにレビテーション溶解炉の上部空
間とが大気圧より低く減圧され、 （ｄ）スライド上下機構によって内鋳型室が降下され、
内鋳型室に配設されてその内部の鋳型に連通する吸上げ
管が溶融金属に浸漬され、 （ｅ）雰囲気制御機構によって外鋳型室へ不活性ガスが
吹込まれて溶融金属が鋳型内に鋳込まれ、 （ｆ）スライド機構により内鋳型室が上昇されて吸上げ
管が溶融金属より抜き取られ、 （ｇ）スライド上下機構により大気圧に復帰後、外鋳型
室が上昇されてレビテーション溶融炉より切離されるよ
うに構成されたことを特徴とする金属の鋳造装置をも提
供する。
と、その直上に配置された溶融金属が鋳込まれる鋳型を
内部に保持して溶融金属を通気性を有する鋳型へ吸上げ
る吸上げ管を有してこの吸上げ管を鋳型に連通させる内
鋳型室並びにその外周部の外鋳型室とからなる二重構造
の鋳型室と、内鋳型室と外鋳型室とを各々独立して上昇
降下させるスライド機構と、排気減圧手段と不活性ガス
補給手段とを具有する、雰囲気制御機構とを備えた金属
の鋳造装置であって、 （ａ）前記レビテーション溶解炉では大気圧の不活性雰
囲気下で金属が溶解され、 （ｂ）スライド上下機構によって二重構造鋳型室の外鋳
型室がレビテーション溶解炉に密着され、 （ｃ）雰囲気制御機構によって二重構造鋳型室の外鋳型
室および内鋳型室並びにレビテーション溶解炉の上部空
間とが大気圧より低く減圧され、 （ｄ）スライド上下機構によって内鋳型室が降下され、
内鋳型室に配設されてその内部の鋳型に連通する吸上げ
管が溶融金属に浸漬され、 （ｅ）雰囲気制御機構によって外鋳型室へ不活性ガスが
吹込まれて溶融金属が鋳型内に鋳込まれ、 （ｆ）スライド機構により内鋳型室が上昇されて吸上げ
管が溶融金属より抜き取られ、 （ｇ）スライド上下機構により大気圧に復帰後、外鋳型
室が上昇されてレビテーション溶融炉より切離されるよ
うに構成されたことを特徴とする金属の鋳造装置をも提
供する。
【００１０】そしてこの発明の上記装置では、鋳型抑え
が配置されて、内鋳型室内の鋳型が押圧されて抑えられ
ることや、スライド機構は弾性体を有し、この弾性体の
圧縮によって降下し、その弾発力によって上昇するこ
と。等をその態様としてもいる。
が配置されて、内鋳型室内の鋳型が押圧されて抑えられ
ることや、スライド機構は弾性体を有し、この弾性体の
圧縮によって降下し、その弾発力によって上昇するこ
と。等をその態様としてもいる。
【００１１】
【作用】上記の通りのこの発明によって、鋳型内は二重
構造によって減圧ないし真空条件に保たれて溶融金属が
加圧によって鋳込まれるので、雰囲気ガスの巻込みによ
る欠陥はなく、均一組織の鋳造が可能となる。しかもこ
の鋳込みは、減圧条件と、不活性ガスの吹込みによる圧
力差の生成によって鋳込速度の安定化や微調整を始めと
して操業全体が極めて効率的に行われることになる。
構造によって減圧ないし真空条件に保たれて溶融金属が
加圧によって鋳込まれるので、雰囲気ガスの巻込みによ
る欠陥はなく、均一組織の鋳造が可能となる。しかもこ
の鋳込みは、減圧条件と、不活性ガスの吹込みによる圧
力差の生成によって鋳込速度の安定化や微調整を始めと
して操業全体が極めて効率的に行われることになる。
【００１２】そして、この発明では、レビテーション溶
解を行っているので、チタン等の活性金属の鋳造に適
し、かつ、るつぼ耐火物に起因する介在物の混入もな
く、鉄系の鋳物にも有効となる。以下、この発明の方法
および作用効果について実施例によりさらに詳しく説明
する。
解を行っているので、チタン等の活性金属の鋳造に適
し、かつ、るつぼ耐火物に起因する介在物の混入もな
く、鉄系の鋳物にも有効となる。以下、この発明の方法
および作用効果について実施例によりさらに詳しく説明
する。
【００１３】
【実施例】添付した図１は、この発明の鋳造方法のため
の装置の一例を示した斜視断面図であり、図２〜図４
は、鋳造操作に沿って例示した断面図である。たとえ
ば、この図１〜図４に例示したように、この発明の鋳造
装置では、レビテーション溶解炉（１）と、その直上に
配置されて溶融金属が鋳込まれる通気性を有する鋳型
（２）を内部に保持し、溶融金属をこの鋳型（２）へ吸
上げる吸上げ管（３）を有する鋳型室（４）とを備えて
いる。なお、鋳型（２）は、通気性を有するものであれ
ばロストワックスによる精密鋳造用の鋳型に限らず、
砂、金属等を用いた各種の鋳型を適用することができ
る。
の装置の一例を示した斜視断面図であり、図２〜図４
は、鋳造操作に沿って例示した断面図である。たとえ
ば、この図１〜図４に例示したように、この発明の鋳造
装置では、レビテーション溶解炉（１）と、その直上に
配置されて溶融金属が鋳込まれる通気性を有する鋳型
（２）を内部に保持し、溶融金属をこの鋳型（２）へ吸
上げる吸上げ管（３）を有する鋳型室（４）とを備えて
いる。なお、鋳型（２）は、通気性を有するものであれ
ばロストワックスによる精密鋳造用の鋳型に限らず、
砂、金属等を用いた各種の鋳型を適用することができ
る。
【００１４】そして、この鋳型室（４）としては、この
発明では、鋳型（２）をその内部に配置して吸上げ管
（３）を鋳型（２）に連通させる内鋳型室（４１）とそ
の外周部の外鋳型室（４２）との二重構造を有してい
る。また、この鋳造装置では、内鋳型室（４１）と外鋳
型室（４２）とを各々独立して上昇降下させるスライド
機構と、雰囲気制御機構とを備えている。
発明では、鋳型（２）をその内部に配置して吸上げ管
（３）を鋳型（２）に連通させる内鋳型室（４１）とそ
の外周部の外鋳型室（４２）との二重構造を有してい
る。また、この鋳造装置では、内鋳型室（４１）と外鋳
型室（４２）とを各々独立して上昇降下させるスライド
機構と、雰囲気制御機構とを備えている。
【００１５】さらにこの例においては、一つの具体例と
して、内鋳型室（４１）のための内蓋（４１１）と、鋳
型（２）を上部より押える鋳型押え（４１２）を上下ス
ライド自在なものとして有し、また、外鋳型室（４２）
のための外蓋（４２１）とを有してもいる。内蓋（４１
１）および外蓋（４１２）は、各々独立して作動するシ
リンダーピストン機構（６）（７）によって上下スライ
ド自在とされている。また、外鋳型室（４２）とベース
（８）との間には外バネ体（９）が、内鋳型室（４１）
のフランジ部と外鋳型室（４２）の段差部との間には内
バネ体（１０）が配設されてもいる。
して、内鋳型室（４１）のための内蓋（４１１）と、鋳
型（２）を上部より押える鋳型押え（４１２）を上下ス
ライド自在なものとして有し、また、外鋳型室（４２）
のための外蓋（４２１）とを有してもいる。内蓋（４１
１）および外蓋（４１２）は、各々独立して作動するシ
リンダーピストン機構（６）（７）によって上下スライ
ド自在とされている。また、外鋳型室（４２）とベース
（８）との間には外バネ体（９）が、内鋳型室（４１）
のフランジ部と外鋳型室（４２）の段差部との間には内
バネ体（１０）が配設されてもいる。
【００１６】さらに詳しく図２〜図４の鋳造の操作に沿
って説明する。Ｉ ．図２の状態においてレビテーション溶解炉（１）で
は、誘導コイル（１１）の作動と、不活性ガスとしての
アルゴン（Ａｒ）等を、ガス供給口（１２）より供給し
つつ、上部空間（Ａ）をこのアルゴン等によって雰囲気
調整して金属の溶解を開始する。溶融金属（５）は、レ
ビテーションの溶解の特徴として炉壁との接触を最小限
として略中央部に立上がることになる。
って説明する。Ｉ ．図２の状態においてレビテーション溶解炉（１）で
は、誘導コイル（１１）の作動と、不活性ガスとしての
アルゴン（Ａｒ）等を、ガス供給口（１２）より供給し
つつ、上部空間（Ａ）をこのアルゴン等によって雰囲気
調整して金属の溶解を開始する。溶融金属（５）は、レ
ビテーションの溶解の特徴として炉壁との接触を最小限
として略中央部に立上がることになる。
【００１７】II．図１のシリンダーピストン機構（７）
によって外鋳型室（４２）に対して外蓋（４２１）を降
下させ、外鋳型室（４２）をこの外蓋（４２１）によっ
て閉じるとともに、図３に示したように、外バネ体
（９）をさらに圧縮して押圧し、二重構造鋳型室を構成
する外鋳型室（４２）をレビテーション溶解炉（１）に
密着させる。この状態で、雰囲気制御機構によって、ア
ルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを内・外鋳型室（４１、
４２）内に吹込む。内・外鋳型室（４１、４２）は、不
活性ガス雰囲気とされる。
によって外鋳型室（４２）に対して外蓋（４２１）を降
下させ、外鋳型室（４２）をこの外蓋（４２１）によっ
て閉じるとともに、図３に示したように、外バネ体
（９）をさらに圧縮して押圧し、二重構造鋳型室を構成
する外鋳型室（４２）をレビテーション溶解炉（１）に
密着させる。この状態で、雰囲気制御機構によって、ア
ルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを内・外鋳型室（４１、
４２）内に吹込む。内・外鋳型室（４１、４２）は、不
活性ガス雰囲気とされる。
【００１８】III ．内蓋（４１１）のスライドのための
スライド体（１１０）に設けた排気口（１２０）より、
雰囲気制御機構の一部である真空排気ポンプによって、
通気ガイド（１３０）を介して、二重構造鋳型室を構成
する外鋳型室（４２）および内鋳型室（４１）、さらに
はレビテーション溶解炉（１）の上部空間を大気圧より
低く（望ましくは２００Torr以下、より望ましくは１０
０Torr以下）に減圧する。
スライド体（１１０）に設けた排気口（１２０）より、
雰囲気制御機構の一部である真空排気ポンプによって、
通気ガイド（１３０）を介して、二重構造鋳型室を構成
する外鋳型室（４２）および内鋳型室（４１）、さらに
はレビテーション溶解炉（１）の上部空間を大気圧より
低く（望ましくは２００Torr以下、より望ましくは１０
０Torr以下）に減圧する。
【００１９】IV．図４に示したように、前述のシリンダ
ーピストン機構（６）によってスライド体（１１０）を
降下させ、内バネ体（１０）を圧縮しつつ、内鋳型室
（４１）を降下させ、その内部に配置した鋳型（２）に
連通する吸上げ管（３）を溶融金属（５）に浸漬させ
る。内鋳型室（４１）と、外鋳型室（４２）の段差内面
は、パッキング材（４２２）によってシールされる。内
鋳型室（４１）は内蓋（４１１）によって閉じられ、鋳
型（２）は、鋳型押え（４１２）によって押圧される。
ーピストン機構（６）によってスライド体（１１０）を
降下させ、内バネ体（１０）を圧縮しつつ、内鋳型室
（４１）を降下させ、その内部に配置した鋳型（２）に
連通する吸上げ管（３）を溶融金属（５）に浸漬させ
る。内鋳型室（４１）と、外鋳型室（４２）の段差内面
は、パッキング材（４２２）によってシールされる。内
鋳型室（４１）は内蓋（４１１）によって閉じられ、鋳
型（２）は、鋳型押え（４１２）によって押圧される。
【００２０】Ｖ．上記の浸漬とともに、ガス供給口（１
２）からアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを溶解炉
（１）の上部空間（Ａ）に吹込み、上部空間（Ａ）と内
鋳型室（４１）との差圧（５０〜５００Torr）で溶解金
属（５）を押し上げるので、溶融金属（５）は、吸上げ
管（３）より均一に上昇し、鋳型（２）内に直ちに鋳込
まれる。
２）からアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを溶解炉
（１）の上部空間（Ａ）に吹込み、上部空間（Ａ）と内
鋳型室（４１）との差圧（５０〜５００Torr）で溶解金
属（５）を押し上げるので、溶融金属（５）は、吸上げ
管（３）より均一に上昇し、鋳型（２）内に直ちに鋳込
まれる。
【００２１】VI．雰囲気制御機構によって、内・外鋳型
室（４１、４２）と、上記の空間（Ａ）．にアルゴンガ
ス等を吹込み、大気圧に復帰させた後に、上述のスライ
ド機構によって外鋳型室（４２）を上昇させ、外鋳型室
（４２）、内鋳型室（４１）をレビテーション溶解室
（１）より切離す。吸上げ管（３）は、溶融金属より引
抜かれることになる。
室（４１、４２）と、上記の空間（Ａ）．にアルゴンガ
ス等を吹込み、大気圧に復帰させた後に、上述のスライ
ド機構によって外鋳型室（４２）を上昇させ、外鋳型室
（４２）、内鋳型室（４１）をレビテーション溶解室
（１）より切離す。吸上げ管（３）は、溶融金属より引
抜かれることになる。
【００２２】以上のＩ〜VIの操作より明らかなように、
この発明の装置とこれを用いた鋳造方法では、鋳型室
（４）が内鋳型室（４１）と外鋳型室（４２）との二重
構造によって、その密閉性が高まり、減圧および不活性
ガス加圧による鋳込みで、雰囲気ガスの巻込みによる欠
陥や溶融金属の均一な上昇により湯境い欠陥もなく、均
一組織を有し、不純物混入を抑えた鋳造が可能となる。
しかも、雰囲気制御も容易となる。
この発明の装置とこれを用いた鋳造方法では、鋳型室
（４）が内鋳型室（４１）と外鋳型室（４２）との二重
構造によって、その密閉性が高まり、減圧および不活性
ガス加圧による鋳込みで、雰囲気ガスの巻込みによる欠
陥や溶融金属の均一な上昇により湯境い欠陥もなく、均
一組織を有し、不純物混入を抑えた鋳造が可能となる。
しかも、雰囲気制御も容易となる。
【００２３】なお、内鋳型室（４１）および外鋳型室
（４２）の密閉性やスライド性を確保するための外バネ
体（９）や内バネ体（１０）、さらにはシリンダーピス
トン機構（６）（７）については、特にこれに限定され
ることはない。なお、炉内シール用不活性ガス供給は、
レビテーション溶解のためのシールであって、鋳込前の
減圧する期間を除いて鋳造の全期間を通じて供給され
る。
（４２）の密閉性やスライド性を確保するための外バネ
体（９）や内バネ体（１０）、さらにはシリンダーピス
トン機構（６）（７）については、特にこれに限定され
ることはない。なお、炉内シール用不活性ガス供給は、
レビテーション溶解のためのシールであって、鋳込前の
減圧する期間を除いて鋳造の全期間を通じて供給され
る。
【００２４】上記操作による鋳込みの終了後、吸上げ管
（３）の消耗を確認し、その程度が許容範囲にある場合
には鋳型（２）の取出し後、溶解炉（１）に材料を追加
装入し、上記同様の操作を繰り返す。
（３）の消耗を確認し、その程度が許容範囲にある場合
には鋳型（２）の取出し後、溶解炉（１）に材料を追加
装入し、上記同様の操作を繰り返す。
【００２５】
【発明の効果】たとえば以上の通りの実施例からも明ら
かなように、この発明の方法と装置によって、レビテー
ション溶解にともなう、るつぼ耐火物からの介在物の混
入はなく、チタン等の活性金属の鋳造も容易となり、し
かも、鋳型は、二重構造の鋳型室によって雰囲気制御さ
れ、減圧と、不活性ガス加圧による鋳込みとによって、
これまでにない欠陥の少ない組成均一性に優れた鋳造が
可能となる。さらに、減圧条件と不活性ガス吹込みによ
る圧力差によって、鋳込速度の安定化、微調整などを含
む効率的な鋳造ができ、生産性も大きく向上する。
かなように、この発明の方法と装置によって、レビテー
ション溶解にともなう、るつぼ耐火物からの介在物の混
入はなく、チタン等の活性金属の鋳造も容易となり、し
かも、鋳型は、二重構造の鋳型室によって雰囲気制御さ
れ、減圧と、不活性ガス加圧による鋳込みとによって、
これまでにない欠陥の少ない組成均一性に優れた鋳造が
可能となる。さらに、減圧条件と不活性ガス吹込みによ
る圧力差によって、鋳込速度の安定化、微調整などを含
む効率的な鋳造ができ、生産性も大きく向上する。
【図１】この発明の鋳造装置を例示した要部斜視断面図
である。
である。
【図２】図１の装置における外鋳型室上部の外蓋の降下
操作等を例示した断面図である。
操作等を例示した断面図である。
【図３】図２の操作に続いて外鋳型室の降下とレビテー
ション溶解炉への密着の操作等を例示した断面図であ
る。
ション溶解炉への密着の操作等を例示した断面図であ
る。
【図４】図３の操作に続いて内鋳型室の降下と鋳込み操
作等を例示した断面図である。
作等を例示した断面図である。
【図５】従来の装置と方法を例示した断面図である。
１ レビテーション溶解炉 １１ 誘導コイル １２ ガス供給口 ２ 鋳型 ３ 吸上げ管 ４ 鋳型室 ４１ 内鋳型室 ４１１ 内蓋 ４１２ 鋳型押え ４１３ 連通孔 ４２ 外鋳型室 ４２１ 外蓋 ４２２ パッキング材 ５ 溶融金属 ６，７ シリンダーピストン機構 ８ ベース ９ 外バネ体 １０ 内バネ体 １１０ スライド体 １２０ 排気口 １３０ 通気ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 27/15 Ｂ２２Ｄ 27/15 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 18/06 509 B22D 23/00 B22D 27/13 B22D 27/15
Claims (4)
- 【請求項１】 レビテーション溶解炉で溶解した溶融金
属を、その上方より浸漬した吸上げ管を介して溶解炉直
上に配置した二重構造の鋳型室内の通気性を有する鋳型
に鋳込む金属の鋳造方法であって、 （Ａ）大気圧の不活性雰囲気下で金属をレビテーション
溶解し、 （Ｂ）二重構造の鋳型室の外鋳型室をレビテーション溶
解炉に密着させ、 （Ｃ）二重構造鋳型室の外鋳型室および内鋳型室と、レ
ビテーション溶解炉の上部空間とを大気圧より低く減圧
し、 （Ｄ）内鋳型室に配設されてその内部の鋳型に連通する
吸上げ管を溶融金属に浸漬し、 （Ｅ）溶解炉の上部空間に不活性ガスを吹込んで加圧し
て溶融金属を鋳型内に鋳込み （Ｆ）内鋳型室を上昇させ吸上げ管を溶融金属より抜き
取り、 （Ｇ）大気圧に復帰後、外鋳型室を上昇させて溶解炉と
切離すことを特徴とする金属の鋳造方法。 - 【請求項２】 レビテーション溶解炉と、その直上に配
置されて溶融金属が鋳込まれる鋳型を内部に保持して溶
融金属を通気性を有する鋳型へ吸上げる吸上げ管を有し
てこの吸上げ管を鋳型に連通させる内鋳型室並びにその
外周部の外鋳型室とからなる二重構造の鋳型室と、内鋳
型室と外鋳型室とを各々独立して上昇降下させるスライ
ド機構と、排気減圧手段と不活性ガス補給手段とを具有
する、雰囲気制御機構とを備えた金属の鋳造装置であっ
て、 （ａ）前記レビテーション溶解炉では大気圧の不活性雰
囲気下で金属が溶解され、 （ｂ）スライド上下機構によって二重構造鋳型室の外鋳
型室がレビテーション溶解炉に密着され、 （ｃ）雰囲気制御機構によって二重構造鋳型室の外鋳型
室および内鋳型室並びにレビテーション溶解炉の上部空
間とが大気圧より低く減圧され、 （ｄ）スライド機構によって内鋳型室が降下され、内鋳
型室に配設されてその内部の鋳型に連通する吸上げ管が
溶融金属に浸漬され、 （ｅ）雰囲気制御機構によって溶解炉の上部空間へ不活
性ガスが吹込まれて溶融金属が鋳型内に鋳込まれ、 （ｆ）スライド上下機構により内鋳型室が上昇されて吸
上げ管が溶融金属より抜き取られ、 （ｇ）スライド上下機構により大気圧に復帰後、外鋳型
室が上昇されてレビテーション溶融炉より切離される ことを特徴とする金属の鋳造装置。 - 【請求項３】 鋳型抑えが配置されて、内鋳型室内の鋳
型が押圧されて抑えられる請求項２の鋳造装置。 - 【請求項４】 スライド上下機構は弾性体を有し、この
弾性体の圧縮によって降下し、その弾発力によって上昇
する請求項２の鋳造装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7153008A JP2830777B2 (ja) | 1995-04-25 | 1995-06-20 | 金属の鋳造方法とその装置 |
| TW085104946A TW315334B (ja) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | |
| DE69616641T DE69616641T2 (de) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Metall |
| US08/637,416 US5722481A (en) | 1995-06-20 | 1996-04-25 | Method for casting metal and apparatus therefor |
| KR1019960012978A KR100429738B1 (ko) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | 금속의주조방법및그장치 |
| EP96302915A EP0739667B1 (en) | 1995-04-25 | 1996-04-25 | Method of casting metal and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-101476 | 1995-04-25 | ||
| JP10147695 | 1995-04-25 | ||
| JP7153008A JP2830777B2 (ja) | 1995-04-25 | 1995-06-20 | 金属の鋳造方法とその装置 |
| US08/637,416 US5722481A (en) | 1995-06-20 | 1996-04-25 | Method for casting metal and apparatus therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0910917A JPH0910917A (ja) | 1997-01-14 |
| JP2830777B2 true JP2830777B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=27309472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7153008A Expired - Fee Related JP2830777B2 (ja) | 1995-04-25 | 1995-06-20 | 金属の鋳造方法とその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0739667B1 (ja) |
| JP (1) | JP2830777B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112935223A (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 科华控股股份有限公司 | 真空吸铸压型气缸改装在吸铸室外以避免密封失效的结构 |
| CN118268514B (zh) * | 2024-06-03 | 2024-08-23 | 成都利华强磁浮连铸科技有限责任公司 | 一种推斥力均匀的磁悬浮连铸系统 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3544757A (en) * | 1967-05-15 | 1970-12-01 | Material Transformation Associ | Method of melting a levitated mass |
| JPS5954458A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-29 | Hitachi Ltd | 溶湯押し上げ鋳造法及び装置 |
| US4738713A (en) * | 1986-12-04 | 1988-04-19 | The Duriron Company, Inc. | Method for induction melting reactive metals and alloys |
| JPH02284756A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-11-22 | Pcast Equip Corp | 鋳造装置及び方法 |
| JP2541341B2 (ja) * | 1990-05-15 | 1996-10-09 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｔｉ，Ｔｉ合金の精密鋳造方法および精密鋳造装置 |
| JP2576685B2 (ja) * | 1990-11-19 | 1997-01-29 | 大同特殊鋼株式会社 | 精密鋳造装置 |
| JPH05131265A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-05-28 | Daido Steel Co Ltd | 管継手とその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP7153008A patent/JP2830777B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-25 EP EP96302915A patent/EP0739667B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0739667A1 (en) | 1996-10-30 |
| EP0739667B1 (en) | 2001-11-07 |
| JPH0910917A (ja) | 1997-01-14 |
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