(57)【要約】【課題】キャビティ内の湯回りを向上させて、欠陥のない薄肉鋳物の製造方法を提供する。【解決手段】上型と下型から成る分割型の通気性鋳型に溶湯を注湯して薄肉鋳物を製造する鋳造方法において、上型５Ｂと下型５Ａで形成されるキャビティ２内の溶湯３が流れやすい箇所２Ａに、熱分解性材料から成る湯流れ抵抗材６Ａを配置して、キャビティ２内の湯流れを制御する薄肉鋳物の製造方法。【選択図】      図１
2004330254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型から成る分割型の通気性鋳型に溶湯を注湯して薄肉鋳物を製造する鋳造方法において、
前記上型と前記下型で形成されるキャビティ内の溶湯が流れやすい箇所に、熱分解性材料から成る湯流れ抵抗材を配置して、前記キャビティ内の湯流れを制御することを特徴とする薄肉鋳物の製造方法。
【請求項２】
前記湯流れ抵抗材が発泡スチロールから成る請求項１の薄肉鋳物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄肉鋳物の製造方法に関し、更に詳しくは、鋳型内における湯回りを均質化して、欠陥のない薄肉鋳物を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚みが数ｍｍオーダである薄肉鋳物の製造方法の１例を図３に示す。
まず、鋳型砂を用いて通気性の上型と下型を造型する。そして、下型の上に上型を配置して鋳型を組み立てる。その場合、下型５Ａに上型５Ｂを配置すると、両者の間には、鋳造目的の薄肉鋳物の形状に対応する空胴のキャビティ２が形成されるように、各型の寸法形状が設計される。
【０００３】
組み立てた鋳型の端部に湯道１を接続し、例えば鋳型の外周を減圧状態にして湯道１を介して注入口１Ａから鋳型のキャビティ内に溶湯を吸引する。吸引された溶湯はキャビティ内に充填され、冷却されて薄肉鋳物に鋳造される。
しかしながら、キャビティ２の厚みが薄い場合には、キャビティ２の隅々にまで完全に溶湯を充填させることが困難である。これは以下の理由に基づく。
【０００４】
まず、溶湯をキャビティ内に注湯すると、注入口１Ａから注湯された溶湯は、キャビティ２の中には当該溶湯の流勢や流れ方向を乱す要因が存在していないので、図３の仮想線で示したような軌跡を描いて真っ直ぐにキャビティ２の端部にまで流れ込んでいく。しかし、注入口１Ａ側に位置するキャビティ２の両側部には、流れ込まない。
【０００５】
すなわち、キャビティ２の中には、注入口１Ａの前方に溶湯の流れやすい箇所２Ａが発生し、また、注入口１Ａ側のキャビティ両側部に溶湯の流れない箇所または流れにくい箇所２Ｂが発生する。
そして、溶湯はキャビティ２の端部から注入口１Ａ側に向かってキャビティ２の中に順次充満していき、その過程で、上記した未充満のキャビティ両側部にも流れ込む。しかし鋳型からの抜熱で溶湯が冷却して流動性を消失した場合には、箇所２Ｂに溶湯は流れ込まないので、図４で示したように、そこが欠陥として残る。
【０００６】
このような問題に対して、従来、溶湯の温度を高くしたり、また溶湯の注湯速度を大きくしたりすることが行われている。しかしながら、前者の対応の場合、鋳型砂が溶湯と反応して鋳物にガス欠陥が発生しやすくなり、また後者の対応の場合、溶湯の流れが乱れてガスを巻き込み、鋳物に欠陥が発生する。
更には、図５で示したように、湯道とキャビティの間に複数（図では３個）の堰４を設けてキャビティへの注入箇所を増加する対策もとられている。この場合は、図３で示した場合よりも溶湯の湯回りは若干改善されて欠陥個所２Ｂは少なくなるが、依然として均質な湯回りは実現されていない。
【０００７】
また、仮にキャビティに溶湯が完全に充満して健全な鋳物が鋳造されたとしても、堰４の部分から鋳物を切り離す作業が残るという新たな問題が発生する。
薄肉鋳物の鋳造に関する上記したような問題に対しては、次のような方法が提案されている（特許文献１を参照）。
この方法では、最初に、鋳造目的の形状をし、例えば発泡スチロールから成る消失模型を製作し、これを砂型内に埋設し、そして溶湯を注湯する。溶湯の熱で消失模型は熱分解除去されて順次消失していき、そこに溶湯が置換されることにより、最終的には消失模型と同じ形状の鋳物が鋳造される。
【０００８】
しかしながら、この方法の場合、溶湯は消失模型の全体で大きな抵抗を受けることになり、薄肉鋳物の製造にとっては必ずしも好適であるとはいえない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−１５４０８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、薄肉鋳物の製造時における上記した問題を解決し、後述する手段を採用することにより、キャビティ内での溶湯の湯回りを均質化することができる薄肉鋳物の新規な製造方法の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、上型と下型から成る分割型の通気性鋳型に溶湯を注湯して薄肉鋳物を製造する鋳造方法において、
前記上型と前記下型で形成されるキャビティ内の溶湯が流れやすい箇所に、熱分解性材料から成る湯流れ抵抗材を配置して、前記キャビティ内の湯流れを制御することを特徴とする薄肉鋳物の製造方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施に際しては、鋳型砂で造型され、いずれもが通気性を備えている上型と下型を組み合わせて成り、内部に所定形状のキャビティを有する通気性鋳型が用いられる。
そして、キャビティ２の中には、図１で示したように、後述する湯流れ抵抗材６Ａ，６Ｂ，６Ｃが図示の位置関係で配置されている。
【００１３】
すなわち、これら抵抗材を配置しない状態で注湯したときに、溶湯が流れやすい箇所２Ａに、まず、抵抗材６Ａを配置する。また、抵抗材６Ｂ，６Ｃを、溶湯が流れにくい箇所２Ｂに配置する。
ここで、抵抗材としては、溶湯に接触すると溶湯の熱で熱分解してガス化することにより消失するような材料の薄片が用いられる。そのような材料としては、例えば、発泡スチロール、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレンなどをあげることができる。とくに、発泡スチロールは好適である。
【００１４】
上記した状態にあるキャビティ２の中に注湯すると、注入口１Ａから流れ込んだ溶湯は、キャビティ２の端部に直進する過程で抵抗材６Ａと衝突する。
そして、図１の矢線で示したように、溶湯の一部は溶湯が流れにくい箇所２Ｂの方へ湯流れの方向を変え、他の部分は、抵抗材６Ａを回り込むようにしてキャビティ２の端部の方へ流れていく。
【００１５】
箇所２Ｂの方へ流れ込んだ溶湯は、抵抗材６Ｂ，６Ｃと衝突し、そこで再び湯流れの方向を変える。
一方、溶湯の流れと衝突した抵抗材は、いずれも、溶湯の高熱で随時熱分解し、ガス化して自らは消失していく。発生したガスは、通気性の鋳型を介して外部に吸引され、キャビティ２の中に残留することはない。
【００１６】
このように、注湯された溶湯の一部は、抵抗材の上流側で複雑な回流運動を行い、また残りの部分はキャビティ２の端部側に流れ込んでいく。そのため、図３で示した場合に比べて、湯回りは大幅に向上することになる。
なお、これら抵抗材の配置に関しては、上型と下型で鋳型を組み立てる際に、下型５Ａの所定箇所に抵抗材を例えばでんぷん糊、ニカワ、ゴム系やビニール系の接着剤、エポキシ系接着剤のような接着剤で貼り付け、その後、上型５Ｂを重ねるという態様で行えばよい。その場合、抵抗材として発泡スチロールの薄片を用いると、それは比較的軟質であるため、目的鋳物の厚みよりも若干厚くしておけば、上型と下型の間で圧縮された状態で配置されて溶湯の流勢に対しても位置ずれを起こしにくいので好適である。
【００１７】
また、抵抗材の配置個所と、互いの位置関係、使用個数などは図１で示した態様に限定されるものではなく、湯道の接続位置、過去の経験的な知見などを勘案して適宜に選定すればよい。
例えば、図２で示したように、キャビティに堰４を設ける場合には、抵抗材６Ａ，６Ｂ，６Ｃを図２のように配置すればよい。
【００１８】
【実施例】
長さ３００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚み１．５ｍｍの平板鋳物を製造するための通気性鋳型を組み立てた。
長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚み１．７ｍｍで、発泡スチロールから成る薄片を３枚用意し、これらを、図１で示したように前記鋳型のキャビティ内に配置した。
【００１９】
そして、溶湯を注湯した。キャビティの隅々に溶湯は充満し、健全な平板鋳物が得られた。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、キャビティ内における湯流れを適正に均質化することができるので、欠陥のない、健全な薄肉鋳物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャビティ内における湯流れ抵抗材の配置状態の１例を示す斜視図である。
【図２】湯流れ抵抗材の別の配置状態を示す斜視図である。
【図３】従来のキャビティ内における湯流れ状態を示す説明図である。
【図４】従来の鋳型で鋳造された薄肉鋳物の１例を示す斜視図である。
【図５】従来の鋳型で鋳造された薄肉鋳物の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    湯道
１Ａ  注入口
２    キャビティ
２Ａ  溶湯が流れやすい箇所
２Ｂ  溶湯が流れにくい箇所
３    溶湯
４    堰
５Ａ  下型
５Ｂ  上型
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ  湯流れ抵抗材
【図１】
2004330254.tif 000003
【図２】
2004330254.tif 000004
【図３】
2004330254.tif 000005
【図４】
2004330254.tif 000006
【図５】
2004330254.tif 000007