JPH0191957A

JPH0191957A - 鋳物の熱処理方法

Info

Publication number: JPH0191957A
Application number: JP4971487A
Authority: JP
Inventors: Naoki Sasaki; 尚樹佐々木; Hiroo Arataki; 荒滝　博夫; Tatsuhiro Furuya; 樹啓古谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-03-03
Filing date: 1987-03-03
Publication date: 1989-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、鋳型空洞部にシェル中子を配置して鋳造し
た鋳物の熱処理方法に関する。

［従来の技術］シェル中子を用いて鋳造した鋳物を機械加工工程等の後
工程に送る前に、鋳物内に残存したシェル中子を除去す
る場合、中子の大きさ、形状等によっては、通常の機械
的な方法で崩壊・除去することが困難な場合がある。こ
のような場合、中子を含む鋳物を所定温度で所定時間加
熱し、シェル中子に含有される粘結剤（レジン）を燃焼
させて中子の崩壊性を向上させ、中子の除去作業を容易
にすることが従来より行なわれている。

例えば、車両のエンジンのシリンダブロックをアルミニ
ウム合金鋳物により製造する場合、エンジン冷却水が通
るウォータジャケットは、鋳造時、鋳型内にシェル中子
を配設して鋳込むことによって形成されるが、鋳造後の
中子を通常の機械的な方法によって除去することは困難
であり、以下のような方法が用いられている。

すなわち、まず鋳物素材から堰、湯道等の不要部分を除
去し、次いで鋳物素材に振動を与えて中子の一部を崩壊
させ、崩壊した部分を除去する。

その後、鋳物素材を３５０℃以上に加熱して４時間程度
保持し、中子に含有される粘結剤を燃焼させて残存した
中子の崩壊性を向上させ、更にその後、鋳物素材に振動
を与え、残存した中子を崩壊させて除去する。

どころで、通常、シリンダブロックのウォータジャケッ
ト部を形成するための中子は、中子強度を向上さＵ″る
ため、予め中子砂粒子に粘結剤（レジン）がコーティン
グされたレジンコーテツドサンドで作られ、中子の表面
だけでなく内部においても砂粒子が互いに強固に結合し
、注場時の圧力、その他の外力に耐え得るようになって
いる。従って、鋳造後、上記ノニル中子の崩壊性を向上
さＵて中子除去作業を効率的に行なうためには、中子の
表面だけでなく、内部の粘結剤も燃焼させる必要がある
。

上記シェル中子に用いられる粘結剤は、酸素の供給が十
分であれば、３５０℃以上の温度で加熱すると中子内部
のものまで燃焼させることができる。

［発明か解決しようとする問題点］ところが、中子を含んだ鋳物を加熱して中子の粘結剤を
燃焼させる場合、従来では、単に、鋳物を加熱炉内で所
定温度に所定時間保持するだけであったので、酸素の供
給量が十分でないため、中子内部の粘結剤を燃焼さ什ろ
ことかできず、そのため、中子の崩壊性を十分に高める
ことができなかった。例えば、４００℃程度の加熱温度
では、中子表面近傍の粘結剤は燃焼させることかできる
が、中子内部の粘結剤は燃焼さＵ“ることができないの
で、中子内部の崩壊性を十分に高めることはできなかっ
た。

このため、鋳物の加熱温度を高くして粘結剤の燃焼を促
進することが考えられるか、例えばアルミニウム合金の
ように、鋳物材質の融点が比較的低い場合には、上記加
熱温度をあまり高くすると鋳物材質の特性を損なうおそ
れがあるので、酸素の供給が不十分な状態でも中子内部
の粘結剤を燃焼させるに足る高い温度を加えることはで
きなかった。

［発明の目的］この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、加熱温度を上昇させることなしにシェル中子内部の
崩壊性を向上させ、中子除去作業の効率を高めることを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］このため、この発明は、加熱炉内を通うさけて行なうシ
ェル中子を含む鋳物の熱処理方法において、加熱炉内で
の上記鋳物の搬送を間欠送りとし、該鋳物の停止位置で
上記シェル中子開口部分に相対する位置に設けられたエ
アノズルからシェル中子にエアを噴出させ、加熱炉内の
雰囲気温度とシェル中子内に浸透するエアとで該シェル
中子を燃焼させるようにしたものである。

［発明の効果］この発明によれば、加熱炉内での鋳物の搬送を間欠送り
とし、該鋳物の停止位置で、鋳物に含まれたシェル中子
開口部分にエアノズルか嵌合するようにしたので、加熱
炉内の雰囲気温度に加えて、」二記エアノズルから噴出
される圧縮エアによって、シェル中子の粘結剤の燃焼を
促進することができる。その結果、上記シェル中子の表
面近傍だけでなく、その内部まて崩壊性を高めることが
できるとともに、焼成ｎ’ｊ壊（また中子砂の排出効率
を向上させることができるので、中子除去作業を効率的
に行なうことができろ。

［実施例］以下、本発明の実施例を、車両用エンジンのシリンダブ
ロックのアルミニウム合金鋳物に適用した場合について
、添付図面により説明する。

尚、本実施例は、特に高強度、高硬度が要求され、鋳物
素材に溶体化処理Ｔ６を施す必要があるシリンダブロッ
クについて、上記Ｔ６処理での加熱工程に適用したもの
である。また、上記鋳物素材は、鋳造後、熱処理の前工
程で堰、湯道等の不要部分を除去し、振動により中子の
一部を崩壊・除去したらのであるか、ウォータジャケッ
ト部を形成するための中子は、レノンコーテツドサンド
で作られており、上記のような機械的な方法だけでは除
去することができず、このシェル中子を含んだ状態で熱
処理工程に送られてくる。

第１図及び第２図に示すように、上記シェル中子を含ん
だ鋳物Ｗは、溶体化処理Ｔ６を行なうために、平行に配
設された２本の固定レール２と、この２本の固定レール
２の中間に、該レール２と平行に配置された可動送りバ
ーＩとを備えた搬送装置によって加熱炉Ｆに搬入されて
くる。該加熱炉Ｆは、熱処理品を、その炉内を通過さけ
て熱処理を行なう連続炉であり、炉の天井部３と炉床４
との間には、鋳物Ｗの進行方向（図における右方）と垂
直な方向に、炉内を所定温度に保つために多数の発熱体
５が平行に配設されている。

上記可動送りバー１は、炉Ｆの長平方向について適当な
間隔で配置された間欠送り装置Ａの昇降ロッド６に固着
され、該昇降ロッド６が上昇位置にあるときには固定レ
ール２よりも上方に位置して鋳物Ｗを持ち上げ、昇降ロ
ッド６が下降位置にあるときには固定レール２よりも下
方に位置して鋳物Ｗを固定レール２上に載置するように
なっている。上記昇降ロッド６は、床面Ｇに固定された
台座７上を、加熱炉Ｆの長平方向について前後動自在に
移動できるウオーキングビーム８に、上下動自在に取付
られている。また、ウオーキングビーム８の前後動に伴
って昇降ロッド６が前後動できるように、炉床４には開
口部４ａが設けられ、該開口部４ａは、加熱炉Ｆ内から
の熱放散を防止するために炉床４の下面に設置されたス
ライドシャッタ１２で覆われている。

間欠送り装置Ａは、昇降ロッド６が上昇して可動送りバ
ー１が固定レール２よりも上方に鋳物Ｗを持ち上げたと
きに、ウオーキングビーム８が前方（図における右方）
に移動して鋳物Ｗを搬送し、その後、昇降ロッド６が下
降して鋳物Ｗが固定レール２上に載置されている間に、
ウオーキングビーム８が後方（図における左方）に移動
して、次に再び昇降ロッド６が上昇するまでは静止する
ことによって、加熱炉Ｆ内の鋳物Ｗを、間欠的に、前方
に搬送するようになっている。

上記可動送りバー１には、該送りバー１上における鋳物
Ｗの位置を正確に定めるために、可動送りバー１の長平
方向について所定の間隔で、２本づつ配置された位置決
めピン９が固着され、該位置決めピン９は、シリンダヘ
ッド取付面を下側にして搬送されている鋳物Ｗのシリン
ダヘッド取付用ボルト穴の鋳抜き穴１１．１１に嵌合す
るようになっている。上記位置決めピン９の間隔は、ウ
オーキングビームＳの移動ストロークと等しくなるよう
に設定されている。昇降ロッド６の下降により、可動送
りバー１から離れて固定レール２上に載置された鋳物Ｗ
が、所定期間経過した後に、昇降ロッド６の上昇により
、再び可動送りバー１で持ち上げられる際には、所定間
隔だけ前方に配置された位置決めピン９．９が鋳抜き穴
１１．１１に嵌合することにより、鋳物Ｗは、正確に位
置決めされた状態で、ウオーキングビーム８の移動スト
ロークだけ前方に移動される。

ところで、上記加熱炉Ｆには、シリンダブロックのウォ
ータジャケット部を形成するシェル中子の開口部分にエ
アを吹き込むためにエアノズル１３が設けられている。

該エアノズル！３には、加熱炉Ｆの外部に設置されたニ
アコンプレッサ（不図示）からの圧縮エアを上記エアノ
ズル１３に供給するためのエア配管１４が接続されてい
る。該エア配管１４は、エアノズル１３から噴出されろ
エアにより鋳物Ｗの温度が低下することを防止するため
に、加熱炉Ｆ内での配管長さができるだけ長くなるよう
に配設されている。

上記エアノズル１３は、第２図に示したように、可動送
りバー１と両側の固定レール２．２の中間に設けられ、
鋳物Ｗが固定レール２，２上に載置された状態で、第３
図に示したように、鋳物Ｗに含まれたウォータジャケッ
ト部形成用のシェル中子１５の開口部１５ａに嵌合する
ように、位置決めピン９．９との位置関係が定められて
いる。また、上記エアノズル！３は、第４図に詳しく示
したように、上方から落下する崩壊した中子砂による目
詰りを防止するために、好ましくは、その先端部近傍の
側面に複数個のエア噴孔部１３ａが設けられ、エアノズ
ル１３が開口部１５ａに嵌合した状態で、上記エア噴孔
部１３ａが開口部１５ａ内に位置するように、その先端
部の高さが設定されている。そして、上記開口部１５ａ
には、所定期間だけ圧縮エアが吹き込まれる。

溶体化処理Ｔ６の加熱工程のため、すなわち、約５００
℃で約２時間加熱するため加熱炉Ｆに搬入された鋳物Ｗ
は、上記加熱炉Ｆ内で物温か３５０℃以上に加熱された
後、面述のエアノズル１３により、約５００℃保持期間
の前半１／３までの間に、シェル中子１５の開口部１５
ａに圧縮エアを吹き込まれ、該シェル中子１５の焼成崩
壊か行なわれる。

上記ンエルｒ４１子１５の焼成崩壊期間において、エア
ノズル１３による圧縮エアの供給を、鋳物Ｗの温度が３
５０℃以上に達してから行なうようにしたのは、３５０
℃以下ではシェル中子Ｉ５の粘結剤の燃焼効率が悪くな
るからであり、また、約５００℃保持期間の前半１／３
までに終えるようにしたのは、鋳物Ｗ全体に、Ｔ６処理
で要求される温度（約５００℃）を均一に与えるためで
ある。

従って、エアノズルＩ３の設置箇所、設置箇所数及び各
箇所でのノズル本数などは、これらとの兼ね合いと、鋳
物Ｗの大きさとによって定められる。

以上、説明したように、本実施例によれば、車両用エン
ジンのシリンダブロックのアルミニウム合金鋳物の熱処
理方法において、加熱炉Ｆ内での鋳物Ｗの搬送を間欠送
りとし、該鋳物Ｗの停止位置で、鋳物Ｗに含まれたシェ
ル中子１５の開口部１５ａにエアノズル１３が嵌合する
ようにしたので、加熱炉Ｆ内の雰囲気温度に加えて、上
記エアノズルＩ３から噴出される圧縮エアによって、シ
ェル中子Ｉ５の粘結剤の燃焼を促進することができる。

その結果、鋳物Ｗを、その融点に比較的近い高温にまで
加熱することなく、上記シェル中子１５の表面近傍だけ
でなく、その内部まで崩壊性を高めることができるとと
もに、焼成崩壊した中子砂の排出効率を向−トさ仕るこ
とができ、中子除去作業を効率的に行なうことができる
のである。

尚、上記実施例は、アルミニウム合金鋳物に対して適用
したものであったが、本発明は、他の材質の鋳物、例え
ば鋳鉄などにも適用できるのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明を説明するためのものであり、第
１図は加熱炉内部の正面説明図、第２図は搬送装置と鋳
物の斜視図、第３図は中子を含んだノリンダブロック用
鋳物の縦断面図、第４図はシェル中子開口部に嵌合した
エアノズル先端部の縦断面図である。ｌ・・・可動送りバー、２・・・固定レール、６・・・
昇降ロッド、８・・ウオーキングビーム、１３・・・エ
アノズル、１５・・・シェル中子、１５ａ・・・シェル
中子開口部、Ａ・・間欠送り装置、Ｆ　・加熱炉、Ｗ・
・・鋳物。特許出願人　　　　　マツダ株式会社代理人　　弁理士　　青白　葆　ほか２名第２ス図面の浄書Ｎ３図３、　補正をする者事件との関係　特許出願人ア　平りンフｔユワｔ：Ｉ７＋／／チー住所　　広島県
安芸郡府中町新地３番１号名称（３１３）マツダ株式会
社住所　〒５４０　大阪府大阪市東区域見２丁目１番６１
号７、補正の内容ＩＷ、明細書の図面の簡単な説明の欄明細書第１３頁第２行目〜第４行目「、第４図は・・・・・縦断面図」を削除します。ｍｔ図面第３図、第４図を別紙の通り訂正しまず。以　　　　　上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱炉内を通過させて行なうシェル中子を含む鋳
物の熱処理方法において、加熱炉内での上記鋳物の搬送を間欠送りとし、該鋳物の
停止位置で上記シェル中子開口部分に相対する位置に設
けられたエアノズルからシェル中子にエアを噴出させ、
加熱炉内の雰囲気温度とシェル中子内に浸透するエアと
で該シェル中子を燃焼させることを特徴とする鋳物の熱
処理方法。