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JP3755172B2 - Metal casting method and casting apparatus - Google Patents
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JP3755172B2 JP30840795A JP30840795A JP3755172B2 JP 3755172 B2 JP3755172 B2 JP 3755172B2 JP 30840795 A JP30840795 A JP 30840795A JP 30840795 A JP30840795 A JP 30840795A JP 3755172 B2 JP3755172 B2 JP 3755172B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属の鋳造方法およびそれに用いる鋳造装置に関する。さらに詳しくは、本発明は真空誘導炉を用いる金属の鋳造方法およびそれに用いる鋳造装置における改善に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、金属の精密鋳造においては、図6に示すように鋳型チャンバーa内に通気性を有する鋳型bを保持し、ついでこの鋳型湯口cを取鍋d内の溶融金属eに浸漬させ、その状態で鋳型チャンバーf内を減圧して溶融金属eを鋳型キャビティーf内に吸引注湯する方式が採用されている。
【0003】
しかしながら、この方式では溶融金属eを鋳型キャビティーf内に吸引注湯する際における雰囲気ガスの巻き込みなどの影響により、得られた鋳造品にピンホール欠陥が多いものが多く、製品の歩留まりが悪いというような問題がある。また、複雑な形状を有する鋳造品を鋳造する場合、鋳型キャビティーfの細部に充分な充填がなし得ないという問題もある。
【0004】
そのため、雰囲気ガスの巻き込みがなく、しかも複雑な形状の鋳型においても溶融金属の充分な充填率が確保できる、鋳造方法およびそれに適した鋳造装置の出現が精密鋳造関係者から熱望されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、雰囲気ガスの巻き込みがなく、しかも複雑な形状の鋳型においても充分な充填率が確保できる鋳造方法およびそれに用いる鋳造装置を提供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】
本発明者等はかかる従来技術の課題に対し、鋭意研究した結果、本件出願人が別途出願をし、特許を取得している真空誘導炉装置を減圧鋳造方式に組み込むことにより前記課題が氷解されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明の金属の鋳造方法は、減圧注入法による金属の鋳造方法であって、溶融金属を所定の真空雰囲気下で保持する第1手順と、鋳型を前記真空雰囲気と同圧の真空雰囲気下で保持する第2手順と、前記同圧の真空雰囲気下で保持された前記鋳型の鋳型湯口を前記真空雰囲気下で保持された前記溶融金属に浸漬する第3手順と、前記鋳型を前記真空雰囲気下に置きながら、前記溶融金属の表面を不活性ガスで押圧する第4手順とを含んでいることを特徴とする。
【0010】
本発明の金属の鋳造装置は、具体的には、溶融金属を保持する保持部を有する装置本体と、前記装置本体の直上に配設された第1室と、前記第1室の直上に配設された第2室と、前記第2室の上方に昇降自在に配設されている下端が開放端とされている第3室と、前記第3室内に昇降自在に配設されている鋳型が収納される第4室と、排気手段と、復圧手段とを備え、前記第1室天井の前記装置本体の保持部に対応する位置に、前記第2室に連通する第1透孔が形成され、前記第1透孔の前記第2室側の開口部には、その第1透孔を開閉する開閉手段が設けられ、前記第2室天井の前記第1透孔に対応する位置に第2透孔が形成され、前記第3室が前記第2室の屋上に降下した際に、前記開放端と前記第2透孔とが連通する位置に配設され、前記排気手段により前記第1室、第2室、第3室および第4室が所定の真空状態まで減圧可能とされ、前記復圧手段により第1室が前記真空状態から所定圧力まで回復可能とされてなることを特徴とする。
【0011】
【作用】
本発明においては、溶融金属が真空雰囲気下に置かれる時間が従来の減圧注入法に比して長くなるので、溶融金属の脱ガス精錬が進行し、溶融金属の清浄度が向上する。また、鋳型キャビティー内の残存ガスが極めて少ないので、溶融金属注入時のガス巻き込みが著しく抑制される。その結果、鋳造品のピンホール欠陥が著しく低減される。
【0012】
それとともに、鋳型キャビティー内の残存ガスが極めて少ないので、残存ガス圧が極めて低くなるため、残存ガス圧による溶融金属注入時の抵抗が小さく、溶融金属の充填率が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。
【0014】
本発明の金属の鋳造方法に用いる鋳造装置を図1に概略図で示し、この鋳造装置Aは、誘導炉本体10と、この誘導炉本体10の直上に配設されている溶解室(第1室)20と、この溶解室20の直上に配設されている中間室(第2室)30と、この中間室30の中央部の上方に昇降自在に配設されている真空チャンバー(第3室)40と、この真空チャンバー40内に昇降自在に配設されている鋳込チャンバー(第4室)50とを主要構成要素としてなる。
【0015】
誘導炉本体10の中央部には溶解炉(誘導炉)11あるいは取鍋12(以下、溶解炉11で代表する)が設けられ、この溶解炉11の中に鋳型キャビティーに充填される溶融金属(以下、単に湯という)13が入れられる。この湯13に溶解しているガスは、溶解室20に設けられている排気口21に排気管22を介して接続されている真空ポンプ(図示省略)により脱気される。すなわち、この溶解室20を所定の真空状態とすることにより湯13が脱ガスされる。また、この溶解室20には、溶解室20を復圧して溶解炉11に入れられている湯13の湯面を押圧するためのアルゴンガス供給口23も設けられている。
【0016】
この溶解室20の溶解炉11の真上に位置する天井には、鋳込チャンバー50が挿通できる口径の中間室30に連通する連通孔(第1透孔)24が設けられるとともに、この連通孔24の中間室30開口側には、この連通孔24を開閉するための仕切弁31が装着されている。そして、この仕切弁31を開閉するための開閉機構32が、この中間室30内に設置されている。この開閉機構32により、仕切弁31は湯13の脱ガス時に閉とされる。また、この中間室30開口部の周縁部は水冷フランジ33とされ、この水冷フランジ33の仕切弁31外縁と当接する個所にはOリング34が装着されていて、脱ガス時の溶解室20の気密性が確保されるものとされている。
【0017】
この仕切弁31を開閉する開閉機構32は、具体的には、先端が仕切弁31外周31aに接合されている支持腕321と、この支持腕321の基端部に先端が接合されている旋回ロッド322と、この旋回ロッド322を旋回させるとともに昇降させる昇降・旋回手段323とにより構成される。なお、この昇降・旋回手段323は、中間室30が真空にされた際に、この昇降・旋回手段323から潤滑油等が気化して中間室30内に拡散しないように、図1に示すように中間室30の屋上部35に設置されているのが好ましい。そのため、旋回ロッ322ドの中間室30の天井貫通部も適宜シールされている。
【0018】
この中間室30にも内部を所定の真空にするための排気口36が設けられ、またその天井部の仕切弁31の上方に位置する個所には、鋳込チャンバー50が挿通できる口径の透孔(第2透孔)37が設けられている。ここで、この第2透孔37の周縁部は通常フランジ38とされている。
【0019】
この第2透孔37の上方には、この第2透孔37の口径と同一の内径を有する昇降自在な有蓋円筒状の真空チャンバー40が配設されている。この真空チャンバー40の下端40aにはスカート41が形成され、このスカート41と第2透孔37の通常フランジ38との間にはOリング42が介装されている。これにより、真空チャンバー40が降下された際に真空チャンバー40と中間室30が気密に接合される。この真空チャンバー40の昇降は、例えばこの真空チャンバー40の上方適宜位置に設けられた、油圧シリンダ機構43のピストンロッド431の先端を真空チャンバー40の蓋40bの適宜位置に接合し、ついでこのピストンロッド431を進退させることによりなされる。
【0020】
この真空チャンバー40内には、鋳込チャンバー50がこの真空チャンバー40とは独立に昇降自在に保持されている。そして、この鋳込チャンバー50内には、鋳型60が保持される。この鋳型60の鋳込チャンバー50内での姿勢は、同チャンバー50内に収納されているバックアップサンド51によりなされる。また、鋳込チャンバー50の頭部には、吸引ヘッド521と吸引コーン522からなる吸引部52が形成されている。この吸引部52には、真空チャンバー40の蓋40bを貫通してきている吸引管53が接続されている。この吸引管53の蓋40b貫通部は吸引管53が、所望の気密性を確保しながらスライド可能とされている。この鋳込チャンバー50の昇降は、例えば真空チャンバー40の上方適宜位置に設けられた、油圧シリンダ機構54のピストンロッド541の先端を真空チャンバー40の蓋40bを貫通させて吸引ヘッド521の適宜位置に接合し、ついでこのピストンロッド541を進退させることによりなされる。このピストンロッド541の蓋40b貫通部も所望の気密性が確保されている。
【0021】
次に、図2〜図4を参照しながら、かかる構成とされている鋳造装置による精密鋳造について説明する。
【0022】
(1)仕切弁31を閉め、溶解室20を気密状態とする。
【0023】
(2)バルブV1を開け、バルブV2,V3,V4は閉として、真空ポンプP1を作動させ、溶解室20内を真空、例えば10torr以下とする。
【0024】
(3)溶解炉11で金属を溶融するとともに、その溶融状態を保持する。
【0025】
(4)鋳込チャンバー50に鋳型60をセットする。
【0026】
(5)真空チャンバー40を中間室30まで降下させ、中間室30上にセットする。
【0027】
(6)中間室30と鋳込チャンバー50を溶解室20と同圧になるまで真空ポンプP1により排気する。
【0028】
(7)中間室30と鋳込チャンバー50が溶解室20と同圧になった時点で仕切弁31を開ける。
【0029】
(8)真空チャンバー40に保持されている鋳込チャンバー50を降下させ、鋳型湯口60aを湯13に浸漬する。
【0030】
(9)鋳型湯口60aを湯13に浸漬後、バルブV1、V2を閉め、バルブV4を開けて溶解室20内にアルゴンガスを封入し、溶解室20内を550torr程度まで復圧し、溶解炉11内の湯13を鋳型キャビティー内に注入する。なお、このときバルブV3は開とされている。
【0031】
このように、この実施の形態によれば、溶解炉11あるいは取鍋12に入れられている湯13が従来よりも長く10torr以下の真空下に保持されるので、結果として湯13の脱ガス精錬が進行し、湯すなわち溶融金属13の清浄度が向上する。
【0032】
また、鋳込チャンバー50を真空チャンバー40内に保持し、鋳込チャンバー50を高真空としているため、鋳型キャビティー内に残存するガスが極めて少なく(従来に比して約1/150程度)することができ、溶融金属13を注入する際のガス巻き込みを大幅に抑制できる。
【0033】
さらに、鋳型キャビティー内の残存ガス圧が極めて小さいので、残存圧による溶融金属13注入時の抵抗が少なくなり、溶融金属13の充填率が著しく向上する。
【0034】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。
【0035】
実施例および比較実施例
本発明の鋳造方法により鋳造品を作製し、その鋳造品のピンホール欠陥の発生状況を調査した。その結果を図5に示す。
【0036】
比較のために従来法により鋳造品を作製し、その鋳造品のピンホール欠陥の発生状況を調査した。その結果を図5に併せて示す。
【0037】
図5より、実施例の製品は比較実施例の製品に比してピンホール欠陥が極めて少ないのがわかる。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、溶解炉あるいは取鍋に入れられている湯が従来よりも長く10torr以下の真空下に保持されるので、結果として湯の脱ガス精錬が進行し、溶融金属の清浄度が向上するとともに、鋳込チャンバーを真空チャンバー内に保持し、その中を高真空としていることにより、鋳型キャビティー内に残存するガスが極めて少なく(従来に比して約1/150程度)することができ、溶融金属を注入する際のガス巻き込みを大幅に抑制できるので、鋳造品のピンホール欠陥などを著しく低減でき、製品の品質を向上できるという優れた効果が得られる。
【0039】
また、鋳型キャビティー内に残存するガスが極めて少ないので、残存圧による溶融金属注入時の抵抗が少なくなり、溶融金属の充填率が著しく向上するという優れた効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の金属の鋳造方法に用いる鋳造装置の一実施の形態の概略図である。
【図2】同鋳造装置による鋳造手順の説明図であって、仕切弁が閉じられ、溶解室が気密状態にされている状態を示す。
【図3】同鋳造装置による鋳造手順の説明図であって、溶解室、中間室、真空チャンバーおよび鋳込チャンバーを所定の真空にしている状態を示す。
【図4】同鋳造装置による鋳造手順の説明図であって、鋳型湯口を湯に浸漬している状態を示す。
【図5】実施例および比較実施例におけるピンホール欠陥評点のグラフである。
【図6】従来の減圧鋳造法の説明図である。
【符号の説明】
10 誘導炉本体
11 溶解炉(誘導炉)
12 取鍋
13 溶融金属(湯)
20 溶解室(第1室)
21 排気口
22 排気管
23 アルゴンガス供給口
24 連通孔(第1透孔)
30 中間室(第2室)
31 仕切弁
32 開閉機構
33 水冷フランジ
34 Oリング
35 屋上部
36 排気口
37 第2透孔
38 通常フランジ
40 真空チャンバー(第3室)
40b 蓋
41 スカート
42 Oリング
43 油圧シリンダ機構
50 鋳込チャンバー(第4室)
51 バックアップサンド
52 吸引部
53 吸引管
54 油圧シリンダ機構
60 鋳型
60a 鋳型湯口
A 鋳造装置
1 真空ポンプ
V バルブ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal casting method and a casting apparatus used therefor. More specifically, the present invention relates to an improvement in a metal casting method using a vacuum induction furnace and a casting apparatus used therefor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in precision casting of metal, as shown in FIG. 6, a mold b having air permeability is held in a mold chamber a, and then the mold gate c is immersed in the molten metal e in the pan d. In this state, a method is adopted in which the inside of the mold chamber f is decompressed and the molten metal e is sucked and poured into the mold cavity f.
[0003]
However, in this method, due to the influence of atmospheric gas entrainment when the molten metal e is sucked and poured into the mold cavity f, many of the resulting castings have many pinhole defects, resulting in poor product yield. There is such a problem. In addition, when casting a cast product having a complicated shape, there is also a problem that the details of the mold cavity f cannot be sufficiently filled.
[0004]
Therefore, the appearance of a casting method and a casting apparatus suitable for the casting method that does not involve atmospheric gas and can ensure a sufficient filling rate of molten metal even in a mold having a complicated shape is eagerly desired.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a casting method that does not involve atmospheric gas and can ensure a sufficient filling rate even in a mold having a complicated shape, and a casting apparatus used therefor. It is an object.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research on the problems of the prior art, the present inventors solved the above problem by incorporating the vacuum induction furnace apparatus, which the applicant of the present application separately applied for and obtained a patent, into the reduced pressure casting method. As a result, the present invention has been completed.
[0007]
That is, the metal casting methods of the present invention is a method of casting metal by vacuum injection method, a vacuum atmosphere in the first procedure and the vacuum atmosphere in the same pressure the mold for holding the molten metal under a predetermined vacuum atmosphere A second procedure for holding the mold below, a third procedure for immersing a mold spout of the mold held in the vacuum atmosphere at the same pressure in the molten metal held in the vacuum atmosphere, and the mold in the vacuum And a fourth step of pressing the surface of the molten metal with an inert gas while being placed in an atmosphere.
[0010]
Specifically, the metal casting apparatus according to the present invention includes an apparatus main body having a holding portion for holding molten metal, a first chamber disposed immediately above the apparatus main body, and an immediately above the first chamber. A second chamber provided; a third chamber in which a lower end disposed above and below the second chamber is open; and a mold disposed in the third chamber so as to be movable up and down. Is provided with a fourth chamber, exhaust means, and pressure-reducing means, and a first through hole communicating with the second chamber is provided at a position corresponding to the holding portion of the apparatus main body on the ceiling of the first chamber. An opening and closing means for opening and closing the first through hole is provided in the opening of the first through hole on the second chamber side, and is provided at a position corresponding to the first through hole of the second chamber ceiling. A second through hole is formed, and the third chamber is disposed at a position where the open end communicates with the second through hole when the third chamber is lowered onto the roof of the second chamber; The first chamber, the second chamber, the third chamber, and the fourth chamber can be depressurized to a predetermined vacuum state by the exhaust unit, and the first chamber can be recovered from the vacuum state to a predetermined pressure by the return pressure unit. It is characterized by being made.
[0011]
[Action]
In the present invention, since the time during which the molten metal is placed in a vacuum atmosphere is longer than that in the conventional reduced pressure injection method, degassing of the molten metal proceeds and the cleanliness of the molten metal is improved. In addition, since the residual gas in the mold cavity is extremely small, gas entrainment during molten metal injection is remarkably suppressed. As a result, pinhole defects in the cast product are significantly reduced.
[0012]
At the same time, since the residual gas in the mold cavity is extremely small, the residual gas pressure is extremely low, so that the resistance at the time of molten metal injection due to the residual gas pressure is small, and the filling rate of the molten metal is improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiment.
[0014]
A casting apparatus used in the metal casting method of the present invention is schematically shown in FIG. 1, and this casting apparatus A includes an induction furnace main body 10 and a melting chamber (a first chamber disposed immediately above the induction furnace main body 10). Chamber) 20, an intermediate chamber (second chamber) 30 disposed immediately above the dissolution chamber 20, and a vacuum chamber (third chamber) disposed above and below the central portion of the intermediate chamber 30 so as to be movable up and down. Chamber) 40 and a casting chamber (fourth chamber) 50 disposed in the vacuum chamber 40 so as to be movable up and down are main components.
[0015]
A melting furnace (induction furnace) 11 or a ladle 12 (hereinafter represented by the melting furnace 11) is provided at the center of the induction furnace body 10, and the molten metal filled in the mold cavity in the melting furnace 11 is provided. 13 (hereinafter simply referred to as hot water). The gas dissolved in the hot water 13 is degassed by a vacuum pump (not shown) connected to an exhaust port 21 provided in the melting chamber 20 via an exhaust pipe 22. That is, the hot water 13 is degassed by bringing the melting chamber 20 into a predetermined vacuum state. The melting chamber 20 is also provided with an argon gas supply port 23 for returning the pressure of the melting chamber 20 and pressing the hot water surface of the hot water 13 put in the melting furnace 11.
[0016]
A communication hole (first through hole) 24 communicating with the intermediate chamber 30 having a diameter through which the casting chamber 50 can be inserted is provided on the ceiling of the melting chamber 20 directly above the melting furnace 11. A gate valve 31 for opening and closing the communication hole 24 is mounted on the opening side of the intermediate chamber 30 of 24. An opening / closing mechanism 32 for opening / closing the gate valve 31 is installed in the intermediate chamber 30. The gate valve 31 is closed by the opening / closing mechanism 32 when the hot water 13 is degassed. Further, the peripheral edge of the opening of the intermediate chamber 30 is a water cooling flange 33, and an O-ring 34 is attached to a portion of the water cooling flange 33 that contacts the outer edge of the gate valve 31, and the melting chamber 20 is degassed. Airtightness is supposed to be secured.
[0017]
Specifically, the opening / closing mechanism 32 that opens and closes the gate valve 31 has a support arm 321 whose tip is joined to the outer periphery 31a of the gate valve 31 and a swivel whose tip is joined to the base end of the support arm 321. It comprises a rod 322 and lifting / lowering means 323 for turning and raising / lowering the turning rod 322. As shown in FIG. 1, the lifting / swinging means 323 is configured so that when the intermediate chamber 30 is evacuated, lubricating oil or the like is vaporized from the lifting / swinging means 323 and does not diffuse into the intermediate chamber 30. It is preferably installed on the rooftop 35 of the intermediate chamber 30. Therefore, the ceiling penetrating part of the intermediate chamber 30 of the swivel lock 322 is also appropriately sealed.
[0018]
The intermediate chamber 30 is also provided with an exhaust port 36 for making the inside a predetermined vacuum, and a hole having a diameter through which the casting chamber 50 can be inserted is located above the gate valve 31 of the ceiling portion. A (second through hole) 37 is provided. Here, the peripheral edge portion of the second through hole 37 is usually a flange 38.
[0019]
Above the second through-hole 37, a freely-coverable cylindrical vacuum chamber 40 having an inner diameter identical to the diameter of the second through-hole 37 is disposed. A skirt 41 is formed at the lower end 40 a of the vacuum chamber 40, and an O-ring 42 is interposed between the skirt 41 and the normal flange 38 of the second through hole 37. Thereby, when the vacuum chamber 40 is lowered, the vacuum chamber 40 and the intermediate chamber 30 are joined in an airtight manner. The vacuum chamber 40 is moved up and down, for example, by connecting the tip of the piston rod 431 of the hydraulic cylinder mechanism 43 provided at an appropriate position above the vacuum chamber 40 to an appropriate position of the lid 40b of the vacuum chamber 40, and then the piston rod. This is done by advancing and retracting 431.
[0020]
A casting chamber 50 is held in the vacuum chamber 40 so as to be movable up and down independently of the vacuum chamber 40. A casting mold 60 is held in the casting chamber 50. The posture of the mold 60 in the casting chamber 50 is made by the backup sand 51 accommodated in the chamber 50. Further, a suction part 52 including a suction head 521 and a suction cone 522 is formed at the head of the casting chamber 50. The suction part 52 is connected to a suction pipe 53 that passes through the lid 40 b of the vacuum chamber 40. The suction tube 53 is slidable through the lid 40b penetrating portion of the suction tube 53 while ensuring a desired airtightness. The casting chamber 50 is moved up and down, for example, at an appropriate position of the suction head 521 by penetrating the tip of the piston rod 541 of the hydraulic cylinder mechanism 54 provided at an appropriate position above the vacuum chamber 40 through the lid 40 b of the vacuum chamber 40. It is made by joining and then moving the piston rod 541 forward and backward. Desirable airtightness is also ensured in the lid 40b penetrating portion of the piston rod 541.
[0021]
Next, precision casting by a casting apparatus having such a configuration will be described with reference to FIGS.
[0022]
(1) The gate valve 31 is closed, and the melting chamber 20 is airtight.
[0023]
(2) The valve V 1 is opened, the valves V 2 , V 3 , V 4 are closed, the vacuum pump P 1 is operated, and the inside of the melting chamber 20 is evacuated, for example, 10 torr or less.
[0024]
(3) The metal is melted in the melting furnace 11 and the molten state is maintained.
[0025]
(4) The mold 60 is set in the casting chamber 50.
[0026]
(5) The vacuum chamber 40 is lowered to the intermediate chamber 30 and set on the intermediate chamber 30.
[0027]
(6) The intermediate chamber 30 and the casting chamber 50 are evacuated by the vacuum pump P 1 until the pressure is the same as that of the melting chamber 20.
[0028]
(7) The gate valve 31 is opened when the intermediate chamber 30 and the casting chamber 50 have the same pressure as the melting chamber 20.
[0029]
(8) The casting chamber 50 held in the vacuum chamber 40 is lowered, and the mold gate 60 a is immersed in the hot water 13.
[0030]
(9) After immersing the mold sprue 60a to the hot water 13, closing the valves V 1, V 2, the argon gas was sealed in the melting chamber 20 by opening the valve V 4, pressure was regained the melting chamber 20 to about 550Torr, Hot water 13 in the melting furnace 11 is poured into the mold cavity. At this time, the valve V 3 is opened.
[0031]
Thus, according to this embodiment, since the hot water 13 put in the melting furnace 11 or the ladle 12 is kept under a vacuum of 10 torr or less longer than before, as a result, the degassing of the hot water 13 is performed. Advances, and the cleanliness of the hot water, that is, the molten metal 13 is improved.
[0032]
In addition, since the casting chamber 50 is held in the vacuum chamber 40 and the casting chamber 50 is in a high vacuum, the amount of gas remaining in the mold cavity is extremely small (about 1/150 compared to the conventional case). It is possible to significantly suppress gas entrainment when the molten metal 13 is injected.
[0033]
Further, since the residual gas pressure in the mold cavity is extremely small, the resistance when the molten metal 13 is injected due to the residual pressure is reduced, and the filling rate of the molten metal 13 is remarkably improved.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.
[0035]
Examples and Comparative Examples Cast products were produced by the casting method of the present invention, and the occurrence of pinhole defects in the cast products was investigated. The result is shown in FIG.
[0036]
For comparison, a cast product was produced by a conventional method, and the occurrence of pinhole defects in the cast product was investigated. The results are also shown in FIG.
[0037]
FIG. 5 shows that the product of the example has very few pinhole defects compared to the product of the comparative example.
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the hot water put in the melting furnace or ladle is kept under a vacuum of 10 torr or less longer than before, and as a result, degassing of the hot water proceeds. In addition to improving the cleanliness of the molten metal, the casting chamber is held in a vacuum chamber, and the inside of the chamber is set to a high vacuum, so that there is very little gas remaining in the mold cavity (about 1/150), and the entrainment of gas at the time of pouring molten metal can be greatly suppressed, so the pinhole defects of castings can be remarkably reduced and the product quality can be improved. It is done.
[0039]
Further, since the gas remaining in the mold cavity is extremely small, the resistance at the time of molten metal injection due to the residual pressure is reduced, and an excellent effect that the filling rate of the molten metal is remarkably improved can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a casting apparatus used in the metal casting method of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of a casting procedure by the casting apparatus, showing a state in which a gate valve is closed and a melting chamber is in an airtight state.
FIG. 3 is an explanatory view of a casting procedure by the casting apparatus, showing a state in which a melting chamber, an intermediate chamber, a vacuum chamber, and a casting chamber are in a predetermined vacuum.
FIG. 4 is an explanatory view of a casting procedure by the casting apparatus, showing a state in which a mold gate is immersed in hot water.
FIG. 5 is a graph of pinhole defect scores in examples and comparative examples.
FIG. 6 is an explanatory view of a conventional vacuum casting method.
[Explanation of symbols]
10 Induction furnace body 11 Melting furnace (induction furnace)
12 Ladle 13 Molten metal (hot water)
20 Dissolving chamber (first chamber)
21 Exhaust port 22 Exhaust pipe 23 Argon gas supply port 24 Communication hole (first through hole)
30 Intermediate room (2nd room)
31 Gate valve 32 Opening / closing mechanism 33 Water cooling flange 34 O-ring 35 Roof top 36 Exhaust port 37 Second through hole 38 Normal flange 40 Vacuum chamber (third chamber)
40b Lid 41 Skirt 42 O-ring 43 Hydraulic cylinder mechanism 50 Casting chamber (fourth chamber)
51 Backup Sand 52 Suction Part 53 Suction Pipe 54 Hydraulic Cylinder Mechanism 60 Mold 60a Mold Gate A Casting Equipment P 1 Vacuum Pump V Valve

Claims (2)

減圧注入法による金属の鋳造方法であって、溶融金属を所定の真空雰囲気下で保持する第1手順と、鋳型を前記真空雰囲気と同圧の真空雰囲気下で保持する第2手順と、前記同圧の真空雰囲気下で保持された前記鋳型の鋳型湯口を前記真空雰囲気下で保持された前記溶融金属に浸漬する第3手順と、前記鋳型を前記真空雰囲気下に置きながら、前記溶融金属の表面を不活性ガスで押圧する第4手順とからなることを特徴とする金属の鋳造方法。A method of casting metal by vacuum injection method, a first procedure for holding the molten metal under a predetermined vacuum atmosphere, and a second procedure for holding the mold in a vacuum atmosphere of the vacuum atmosphere and the same pressure, the same A third step of immersing a mold spout of the mold held in a vacuum atmosphere at a pressure in the molten metal held in the vacuum atmosphere, and a surface of the molten metal while placing the mold in the vacuum atmosphere And a fourth step of pressing the substrate with an inert gas. 溶融金属を保持する保持部を有する装置本体と、前記装置本体の直上に配設された第1室と、前記第1室の直上に配設された第2室と、前記第2室の上方に昇降自在に配設されている下端が開放端とされている第3室と、前記第3室内に昇降自在に配設されている鋳型が収納される第4室と、排気手段と、復圧手段とを備え、
前記第1室天井の前記装置本体の保持部に対応する位置に、前記第2室に連通する第1透孔が形成され、
前記第1透孔の前記第2室側の開口部には、その第1透孔を開閉する開閉手段が設けられ、
前記第2室天井の前記第1透孔に対応する位置に第2透孔が形成され、
前記第3室が前記第2室の屋上に降下した際に、前記開放端と前記第2透孔とが連通する位置に配設され、
前記排気手段により前記第1室、第2室、第3室および第4室が所定の真空状態まで減圧可能とされ、
前記復圧手段により第1室が前記真空状態から所定圧力まで回復可能とされてなる
ことを特徴とする金属の鋳造装置。
An apparatus main body having a holding portion for holding molten metal, a first chamber disposed immediately above the apparatus main body, a second chamber disposed immediately above the first chamber, and an upper side of the second chamber A third chamber in which a lower end disposed in a freely movable manner is an open end, a fourth chamber in which a mold disposed in the third chamber in a freely movable manner is accommodated, an exhaust means, Pressure means,
A first through hole communicating with the second chamber is formed at a position corresponding to the holding portion of the device body on the ceiling of the first chamber,
The opening portion on the second chamber side of the first through hole is provided with an opening / closing means for opening and closing the first through hole,
A second through hole is formed at a position corresponding to the first through hole on the ceiling of the second chamber;
When the third chamber descends to the roof of the second chamber, the open end and the second through hole are disposed at a position where they communicate with each other,
The first chamber, the second chamber, the third chamber, and the fourth chamber can be depressurized to a predetermined vacuum state by the exhaust means,
The metal casting apparatus, wherein the return chamber allows the first chamber to recover from the vacuum state to a predetermined pressure.
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