JPS591141B2 - 金属鋳造法とその装置 - Google Patents
金属鋳造法とその装置Info
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- JPS591141B2 JPS591141B2 JP8310878A JP8310878A JPS591141B2 JP S591141 B2 JPS591141 B2 JP S591141B2 JP 8310878 A JP8310878 A JP 8310878A JP 8310878 A JP8310878 A JP 8310878A JP S591141 B2 JPS591141 B2 JP S591141B2
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- molten metal
- casting
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- metal
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鋳造物品と少(とも同じ長さの鋳型内におい
て、ビレットのような細長い金属物品を鋳造することに
関する。
て、ビレットのような細長い金属物品を鋳造することに
関する。
本発明は、鋳造中の金属物品の凝固速度を制御するため
に、限定するわけではないが、たとえば平滑さ、表面下
の介在物の配分のような、著るしく改良された表面特性
を含む鋳造金属の改良した物理的かつ形態学的な特性を
提供する。
に、限定するわけではないが、たとえば平滑さ、表面下
の介在物の配分のような、著るしく改良された表面特性
を含む鋳造金属の改良した物理的かつ形態学的な特性を
提供する。
また本発明は、鋳造物品の改良した内部顕微鏡組織を提
供する1、 従来、鋳型より長さが長いまたは短い金属物品の鋳造、
すなわち連続鋳造または非連続鋳造の両方において、鋳
造中に固相一液相界面に沿って、すなわち鋳造中に凝固
している鋳造膜(5hell )と溶融金属すなわち湯
との界面において、金属の凝固する速度を制御しようと
する多くの試みが行なわれた。
供する1、 従来、鋳型より長さが長いまたは短い金属物品の鋳造、
すなわち連続鋳造または非連続鋳造の両方において、鋳
造中に固相一液相界面に沿って、すなわち鋳造中に凝固
している鋳造膜(5hell )と溶融金属すなわち湯
との界面において、金属の凝固する速度を制御しようと
する多くの試みが行なわれた。
これらの試みは、鋳型内への溶融金属の導入に続いて、
かつこれとは別に固相一液相界面のまわりの溶融金属の
流れを調整するために、基本的な鋳造装置に付加される
高価なかつ空間の消費される付加装置を使用することが
特徴であった。
かつこれとは別に固相一液相界面のまわりの溶融金属の
流れを調整するために、基本的な鋳造装置に付加される
高価なかつ空間の消費される付加装置を使用することが
特徴であった。
このような付加装置は、ツアバラス(Tzavaras
)を発明者とする米国特許第3693697号に記載
されているように、鋳型または鋳造物品のまわりに、溶
融金属かきまぜ装置と誘導コイルとを必要とした。
)を発明者とする米国特許第3693697号に記載
されているように、鋳型または鋳造物品のまわりに、溶
融金属かきまぜ装置と誘導コイルとを必要とした。
これらの誘導コイルは、溶融金属内に可動磁界を生じさ
せ、柱状樹枝状結晶を除去しまたは抑制し、化学的溶質
の改良した分散を生じさせ、鋳造物品の主要部分内の介
在物の層形成を抑制すると共に中心の多孔性を抑制する
ために、前記可動磁界が前記界面に沿って流れを誘導す
る。
せ、柱状樹枝状結晶を除去しまたは抑制し、化学的溶質
の改良した分散を生じさせ、鋳造物品の主要部分内の介
在物の層形成を抑制すると共に中心の多孔性を抑制する
ために、前記可動磁界が前記界面に沿って流れを誘導す
る。
西暦1970年6月30日発行の本発明者の米国特許第
3517725号には、鋼および他の金属のビレットを
、溶融金属源から比較的隔離された、端部を閉じた冷却
された鋳型により鋳造する、金属の連続鋳造技術が記載
されている。
3517725号には、鋼および他の金属のビレットを
、溶融金属源から比較的隔離された、端部を閉じた冷却
された鋳型により鋳造する、金属の連続鋳造技術が記載
されている。
端部の閉じた鋳型は、鋳造されているビレットの鋳造膜
を形成し、この鉄皮を介して溶融金属が相対的に後退し
ている鋳型へ流れ、この鋳型は、溶融金属源から遠い方
の端部において、ビレットの外側の鋳造膜を形成する。
を形成し、この鉄皮を介して溶融金属が相対的に後退し
ている鋳型へ流れ、この鋳型は、溶融金属源から遠い方
の端部において、ビレットの外側の鋳造膜を形成する。
溶融金属源の側の端部においてビレット鋳造数は、鋳型
の断面積の少くとも40係を占めるかもしれない。
の断面積の少くとも40係を占めるかもしれない。
この技術においては、固相一液相界面に沿う金属の掃き
くず流れは、通常は存在するであろうところの界面から
凝固顕微鏡組織を変化させ、結果として改良した顕微鏡
組織が得られる。
くず流れは、通常は存在するであろうところの界面から
凝固顕微鏡組織を変化させ、結果として改良した顕微鏡
組織が得られる。
しかしビレット殻造殻に相対的に移動する鋳型は、すべ
ての連続鋳造技術に共通な、若干の表面規則性を鋳造物
品に与える傾向を持っている。
ての連続鋳造技術に共通な、若干の表面規則性を鋳造物
品に与える傾向を持っている。
前記米国特許第3517725号の連続鋳造技術とは対
立して、少(とも鋳造物品と同じ長さの冷却されたまた
は冷却されない鋳型内において金属を鋳造する場合には
、鋳型の底部を通って鋳型内の所定の高さまで溶融金属
を鋳型内へ鋳込むのが慣例であった。
立して、少(とも鋳造物品と同じ長さの冷却されたまた
は冷却されない鋳型内において金属を鋳造する場合には
、鋳型の底部を通って鋳型内の所定の高さまで溶融金属
を鋳型内へ鋳込むのが慣例であった。
このような鋳込みの間、鋳造膜は鋳型に対して凝固し、
液状の心向において溶融金属が底部から頂部へ鋳造膜を
通って流れる。
液状の心向において溶融金属が底部から頂部へ鋳造膜を
通って流れる。
しかし鋳型光てんの間のこのような鋳造の間に、鋳型の
横断面積の40係よりかなり少な(鋳造膜が形成される
。
横断面積の40係よりかなり少な(鋳造膜が形成される
。
このような鋳型内への容量流れが比較的大きい間は、固
相一液相界面上に比較的大きい液状の心のウオツシング
(washing )効果は、はとんどまたは全(ない
。
相一液相界面上に比較的大きい液状の心のウオツシング
(washing )効果は、はとんどまたは全(ない
。
それゆえ、別の方法で制御するのでなげれば、凝固速度
を有効に調節することはできないし、凝固は柱状樹枝状
結晶の望ましくない成長と共に発生し、この結果局部的
に溶質が集中し、凝離した介在物が生じ、中心が多孔性
となり、これらはすべて鋳造顕微鏡組織において望まし
くないことである。
を有効に調節することはできないし、凝固は柱状樹枝状
結晶の望ましくない成長と共に発生し、この結果局部的
に溶質が集中し、凝離した介在物が生じ、中心が多孔性
となり、これらはすべて鋳造顕微鏡組織において望まし
くないことである。
本発明は、従来技術のこのような多(の難点を克服する
。
。
本発明の目的は、このような高価なかつ厄介な付加装置
を使用することな(、少くとも主として鋳型内への溶融
金属導入の関数としてこのような凝固制御装置の効果を
取得することにあると共に、一般に細長い金属物品、と
(に約1088℃ないし1643℃の範囲の融点を持つ
金属物品の鋳造技術を改良することにある。
を使用することな(、少くとも主として鋳型内への溶融
金属導入の関数としてこのような凝固制御装置の効果を
取得することにあると共に、一般に細長い金属物品、と
(に約1088℃ないし1643℃の範囲の融点を持つ
金属物品の鋳造技術を改良することにある。
本発明によれば、従来技術で作られた金属物品に少(と
も匹敵し、多くの場合に一層優秀な性質を備えた金属物
品を鋳造することができると共に、従来技術に比べて時
間、エネルギー、材料の消費を一層少なくし、安価に金
属物品を製造することができる11本発明方法は、溶融
金属を溶融金属源から鋳型の底部部分を通して導入し、
鋳造中に鋳型横断面積の少(とも40φを占め溶融心(
molten core )を持つ凝固鋳造数を形成す
るように溶融金属を鋳型内に流し、溶融金属を溶融金属
源から溶融心を通して鋳型の頂部へ向って流すことから
成る。
も匹敵し、多くの場合に一層優秀な性質を備えた金属物
品を鋳造することができると共に、従来技術に比べて時
間、エネルギー、材料の消費を一層少なくし、安価に金
属物品を製造することができる11本発明方法は、溶融
金属を溶融金属源から鋳型の底部部分を通して導入し、
鋳造中に鋳型横断面積の少(とも40φを占め溶融心(
molten core )を持つ凝固鋳造数を形成す
るように溶融金属を鋳型内に流し、溶融金属を溶融金属
源から溶融心を通して鋳型の頂部へ向って流すことから
成る。
本発明鋳造法によれば、溶融心が凝固した後の鋳造物品
は、その横断面全体にわたって比較的微細な粒子から成
る結晶構造を備えており、化学的偏析が減少させられて
おり、そのために物理的特性が改良され、たとえば本発
明鋳造法により鋳造された304ステンレス鋼は、従来
の鋳造法により鋳造された304ステンレス鋼に比べて
降伏強さ、引張強さが10ないし15係増加し、延性が
30係増加した。
は、その横断面全体にわたって比較的微細な粒子から成
る結晶構造を備えており、化学的偏析が減少させられて
おり、そのために物理的特性が改良され、たとえば本発
明鋳造法により鋳造された304ステンレス鋼は、従来
の鋳造法により鋳造された304ステンレス鋼に比べて
降伏強さ、引張強さが10ないし15係増加し、延性が
30係増加した。
又本発明鋳造法により鋳造された鋳造物品は、従来の鋳
造法により鋳造された鋳造物品に比べて遥かに高度の熱
間加工性を備えている。
造法により鋳造された鋳造物品に比べて遥かに高度の熱
間加工性を備えている。
さらに本発明鋳造法によれば鋳造された特殊合金は、表
面コンディショニング(surfaceconditi
oning)を行なうことなく圧延できるので、圧延ま
での歩どまりを向上させることができる。
面コンディショニング(surfaceconditi
oning)を行なうことなく圧延できるので、圧延ま
での歩どまりを向上させることができる。
以下本発明を図面について詳細に説明する。
第1図に示すように、溶融金属源10は柄杓の形をして
おり中に鋳造しようとする溶融金属を容れることができ
る。
おり中に鋳造しようとする溶融金属を容れることができ
る。
この金属源には柄杓をガス密に密閉する蓋部片12を設
けてかけがね14で締付けてありこの蓋を貫いて金属源
加圧用ガスたとえば窒素の入口16が設けである。
けてかけがね14で締付けてありこの蓋を貫いて金属源
加圧用ガスたとえば窒素の入口16が設けである。
前記の蓋12は金属源内にその底部近(に入目端部を持
つ耐火性の管部片18を垂下させている。
つ耐火性の管部片18を垂下させている。
この管部片18の内部は前記の蓋部片12によって支持
している耐火性のブロック20を貫通して延びる通路2
2に連通している。
している耐火性のブロック20を貫通して延びる通路2
2に連通している。
開いた位置で図示されているゲート23が通路22を耐
火性のノズル24に連通させる。
火性のノズル24に連通させる。
このノズル24は細長い形状の鋳型26の下端部内へ延
びている。
びている。
この鋳型の横断面形状はたとえば円形であり、型は垂直
線に対して傾斜している。
線に対して傾斜している。
実用上この傾斜は約86°でよい。原則的にはこの型は
垂直でよいのであるが、垂直の場合鋳型内の溶融金属の
流体圧の影響で実際的にはよくないという問題を生ずる
傾向があるからである。
垂直でよいのであるが、垂直の場合鋳型内の溶融金属の
流体圧の影響で実際的にはよくないという問題を生ずる
傾向があるからである。
すなわち、鋳型の壁構造の厚さを比較的太き(しなげれ
ばならないとか溶融金属をそのような垂直の型内で押し
上げるのに比較的高い圧力を必要とするなどの問題であ
る。
ばならないとか溶融金属をそのような垂直の型内で押し
上げるのに比較的高い圧力を必要とするなどの問題であ
る。
垂直に向けた鋳型では中の溶融金属に比較的小さいメニ
スカスを生じ、このような小さいメニスカスの方が後述
の理由によってほんとうに望ましいのである。
スカスを生じ、このような小さいメニスカスの方が後述
の理由によってほんとうに望ましいのである。
この装置は若し鋳型が水平であるとメニスカスが型の一
方の端部から他端部まで延びて作動できないのは明らか
である。
方の端部から他端部まで延びて作動できないのは明らか
である。
鋳型26の上端はキャップ28で塞いであり、このキャ
ップには鋳造作業によって生ずるガスを通過させるとと
もに溶融金属が通って出て(ることによって鋳型が満さ
れたことを示す貫通通気孔が設けである。
ップには鋳造作業によって生ずるガスを通過させるとと
もに溶融金属が通って出て(ることによって鋳型が満さ
れたことを示す貫通通気孔が設けである。
第1図においては鋳型26はその中間部分が溶けてしま
った状態で示しであるが、鋳造作業の初まりには鋳型は
底部から頂部まで連続しているのである。
った状態で示しであるが、鋳造作業の初まりには鋳型は
底部から頂部まで連続しているのである。
例示した本発明の型式においては、鋳型26は溶げてな
(なる性質のものであって、型またはその一部分が溶融
金属で満たされるのに次いで溶けてしまい、その溶けた
金属は鋳型がすっかり溶けてなくなってしまう前に型の
冷い部分の壁に凝固する。
(なる性質のものであって、型またはその一部分が溶融
金属で満たされるのに次いで溶けてしまい、その溶けた
金属は鋳型がすっかり溶けてなくなってしまう前に型の
冷い部分の壁に凝固する。
このことは後述するところによって一層間らかになる。
鋳型260周辺に互に間隔を隔てて複数本の縦方向に延
びる管部片27が配置してあって水のような冷却剤をそ
の源(図示してない)を導(。
びる管部片27が配置してあって水のような冷却剤をそ
の源(図示してない)を導(。
この冷却剤は後述するように鋳造作業中弁ノズル30か
ら型の外側に噴射される。
ら型の外側に噴射される。
弁ノズル30は型の軸線方向に間隔を隔てて型の側部に
向って配置した熱電対32によって制御される。
向って配置した熱電対32によって制御される。
型内で上昇する温度を感知する熱電対32は鋳型に溶融
金属を充てんする操作中を通じて冷却剤の噴射を鋳型の
下端部に向けて保持する噴射制御装置(図示してない)
に連結されており、鋳型光てん期間中鋳型内の溶融金属
のメニスカス330前後における鋳型の軸線方向部分に
沿って冷却前線を前進させる。
金属を充てんする操作中を通じて冷却剤の噴射を鋳型の
下端部に向けて保持する噴射制御装置(図示してない)
に連結されており、鋳型光てん期間中鋳型内の溶融金属
のメニスカス330前後における鋳型の軸線方向部分に
沿って冷却前線を前進させる。
しかし前進するメニスカスの後方、数字35で示した距
離の間部型に対する冷却剤を止めてその区間鋳型が鋳造
用シェルを溶かしてしまう。
離の間部型に対する冷却剤を止めてその区間鋳型が鋳造
用シェルを溶かしてしまう。
鋳型26は約0.20 cal /crrl/cm/
℃/secから0.65 cal /ca/cm/ ℃
/secの範囲の高い熱伝導率を持ち融点約476℃な
いし754℃の範囲の金属で作っである。
℃/secから0.65 cal /ca/cm/ ℃
/secの範囲の高い熱伝導率を持ち融点約476℃な
いし754℃の範囲の金属で作っである。
この鋳型は約7.62mないし60.46mの長さに対
して約1.27皿ないし12.70mmの厚さの壁を持
つ。
して約1.27皿ないし12.70mmの厚さの壁を持
つ。
このような鋳型は最大熱伝導率約0.25 cal /
crA/cm/ ’C/secを持っており融点が約1
088℃ないし1643℃の範囲の金属を鋳造するのに
用いられる。
crA/cm/ ’C/secを持っており融点が約1
088℃ないし1643℃の範囲の金属を鋳造するのに
用いられる。
但し以上述べた鋳型は好適な一例にすぎないのであって
他の式の底部注湯型鋳型も本発明に利用できるのはもち
うんである。
他の式の底部注湯型鋳型も本発明に利用できるのはもち
うんである。
鋳型26は第1,2図に示すように鋳型の軸線方向に沿
って互に間隔を隔てて配置した柱状支持部片34によっ
て支えられている、この支持部片3401つの上端部が
第2図に示しである。
って互に間隔を隔てて配置した柱状支持部片34によっ
て支えられている、この支持部片3401つの上端部が
第2図に示しである。
図に見られるように鋳型26は支持構造体とは実質的に
ただ線接触をしているだけであって冷却剤の噴霧が鋳型
全体をおおい鋳型の溶融が早過ぎるのを防止できるよう
にしである。
ただ線接触をしているだけであって冷却剤の噴霧が鋳型
全体をおおい鋳型の溶融が早過ぎるのを防止できるよう
にしである。
この支持部片には大きな伝熱性を持ちV字形くぼみ38
を備えた中空で端部を開いた金属ブロック36が設けで
ある。
を備えた中空で端部を開いた金属ブロック36が設けで
ある。
ブロック36は柱状部片34の上端に固定されていてそ
の(ぼみ38が図示のように鋳型を受ける。
の(ぼみ38が図示のように鋳型を受ける。
参照数字40で示したタンクが各支持部片34で支えて
あって鋳型26の下に延びており、鋳型26に噴付けら
れて落ちてくる冷却剤を捕捉しまた鋳型が溶けるときに
鋳型26からの溶融金属を捕捉する。
あって鋳型26の下に延びており、鋳型26に噴付けら
れて落ちてくる冷却剤を捕捉しまた鋳型が溶けるときに
鋳型26からの溶融金属を捕捉する。
このタンク40は適当なそらせ板42を備えていて鋳型
からの冷却剤や溶融金属を捉える。
からの冷却剤や溶融金属を捉える。
タンク40には適当な排出口(図示してない)を備えて
おり中に溜った金属を周期的に清掃する。
おり中に溜った金属を周期的に清掃する。
鋳型からの金属は落ちるときは溶融状態にあってタンク
40内でまたはタンク40へ来る水と接触して凝固する
。
40内でまたはタンク40へ来る水と接触して凝固する
。
第1図の装置は鋳造作業中の状態で示しである。
すなわち鋳型26に溶融金属を満たしているがそれがま
だ完了して℃・ない状態である。
だ完了して℃・ない状態である。
鋳造作業を初める前および鋳型26を鋳造用ノズル24
と組付ける間はある量の鋳物用粉末44が鋳型の下部に
、通常溶融金属に露出されると焼失して粉末を溶融金属
にさらすようにするプラスチック製の容器に入れて挿入
される、この粉末44は溶融金属と境を接するが密度が
低いので図示のように金属のメニスカスの上に来るよう
になる。
と組付ける間はある量の鋳物用粉末44が鋳型の下部に
、通常溶融金属に露出されると焼失して粉末を溶融金属
にさらすようにするプラスチック製の容器に入れて挿入
される、この粉末44は溶融金属と境を接するが密度が
低いので図示のように金属のメニスカスの上に来るよう
になる。
粉末の作用は以下に述べるとおりである。
鋳造作業を初めるに当って加圧ガスを入口16を通じて
金属源10内に送入すると溶融金属が管部片18の入口
端に、そしてブロック20次いで開いたゲート弁23を
経てノズル24に入り、さらに鋳型26の底部に達する
。
金属源10内に送入すると溶融金属が管部片18の入口
端に、そしてブロック20次いで開いたゲート弁23を
経てノズル24に入り、さらに鋳型26の底部に達する
。
鋳型への充てん速度は金属源10内のガス圧力を高める
ことによって調節される。
ことによって調節される。
このガス圧の調節は、任意適当な周知の手段によって行
なうことができる。
なうことができる。
たとえば、サーボ制御弁を、ガス源と入口16との間の
導管内に設け、溶融金属源10内の圧力に応じて制御す
るようにすればよい。
導管内に設け、溶融金属源10内の圧力に応じて制御す
るようにすればよい。
鋳型内で充てんされる金属のレベルが進むにつれて冷却
された鋳型と接触する金属は凝固しつつある殻46を形
成し、この殻は鋳型の横断面積の少(とも40係を占め
ると共にその中を通って流れる溶融した心48を持つ、
鋳型内への溶融金属の導入は液状の心48が殻46によ
って部分的に形成された固相/液相の境界面を洗い流し
鋳型を満たす期間中に柱状樹枝状結晶が成長するのを防
止するようにして行われる。
された鋳型と接触する金属は凝固しつつある殻46を形
成し、この殻は鋳型の横断面積の少(とも40係を占め
ると共にその中を通って流れる溶融した心48を持つ、
鋳型内への溶融金属の導入は液状の心48が殻46によ
って部分的に形成された固相/液相の境界面を洗い流し
鋳型を満たす期間中に柱状樹枝状結晶が成長するのを防
止するようにして行われる。
このような液状心48による掃引作用は少くとも部分的
には前記の樹枝状結晶の成長をすべての方向にほぼ同じ
寸法になるようにするかまた他の検微鏡的構造を生ずる
こともあり得ると思われる。
には前記の樹枝状結晶の成長をすべての方向にほぼ同じ
寸法になるようにするかまた他の検微鏡的構造を生ずる
こともあり得ると思われる。
このような液状の心の掃引作用は真の液状心と凝固しつ
つある殻□ ′46との間にいわゆるかゆ状区域の形成を防ぎそ□れ
によって鋳造物品の適正な凝固を得るだめの所望の温度
勾配を作る。
つある殻□ ′46との間にいわゆるかゆ状区域の形成を防ぎそ□れ
によって鋳造物品の適正な凝固を得るだめの所望の温度
勾配を作る。
この温度勾配は鋳造物の軸線方向に対して縦方向にも横
方向にも存在する。
方向にも存在する。
各溶質要素は鋳造物全体にわたって均等に分散される傾
向がありまた介在物の一部は鋳型が満たされるとき溶融
金属が鋳物用粉末44を洗い流すようにするのでその粉
末によって捕捉される傾向がある。
向がありまた介在物の一部は鋳型が満たされるとき溶融
金属が鋳物用粉末44を洗い流すようにするのでその粉
末によって捕捉される傾向がある。
鋳造作業中のこのような化学的や物理的な作用は、ツア
バラス(Tzavaras )の米国特許第36936
97に詳しく述べである。
バラス(Tzavaras )の米国特許第36936
97に詳しく述べである。
前述した介在物というのは金属の凝固前に形成されるも
ので、主として高温において安定な酸化物である。
ので、主として高温において安定な酸化物である。
凝固作用中に形成される介在物は大部分が硫化物、テル
ル化物、ヒ化物、窒化物およびある種の酸化物である。
ル化物、ヒ化物、窒化物およびある種の酸化物である。
鋼内の通常の介在物は酸素、硫黄および稀には窒素と組
合わせて鋼に用いられる各種の溶質または脱酸剤の化合
物である。
合わせて鋼に用いられる各種の溶質または脱酸剤の化合
物である。
前述の、たとえば鋼における溶質は合金を作る要素のよ
うな鉄以外の要素である。
うな鉄以外の要素である。
前述のような鋳造金属の加圧注入は鋳型26が頂上まで
満たされたときに終る。
満たされたときに終る。
鋳型光てん操作が終るとゲート弁23は閉じ、残りの冷
却剤の噴射も閉め切られる。
却剤の噴射も閉め切られる。
冷却剤噴射が閉め切られると鋳型の残りの部分の温度が
上昇し、鋳型は溶けてしまうが、鋳造物品は、鋳型が予
め柱状支持部片で支えられていたように、これ等の柱状
支持部片で支えられた状態のままになる。
上昇し、鋳型は溶けてしまうが、鋳造物品は、鋳型が予
め柱状支持部片で支えられていたように、これ等の柱状
支持部片で支えられた状態のままになる。
しかしキャップ28が挿入しである鋳型260部分は溶
けない。
けない。
こうして鋳造された金属製品は他の製品に比べてすぐれ
た表面特性を現わす。
た表面特性を現わす。
若し望むならば数個の同様な鋳型を同時に単一の金属源
から充てんしてもよいのは明らかである。
から充てんしてもよいのは明らかである。
溶融金属の加圧注入については鋳造に関してさきに述べ
たとおりであるが、鋳型26を真空注入によって充てん
してもよいしまた別の注入法によって底部から充てんし
てもよい。
たとおりであるが、鋳型26を真空注入によって充てん
してもよいしまた別の注入法によって底部から充てんし
てもよい。
鋳造例 1
鋳造しようとする金属は炭素最大0.08%、マンガン
最大2.0係、シリコン最大1.0係、クローム18−
20係、ニッケル8−11係、燐最大0.04%、硫葭
最大0.03係、あと鉄とから成るA15I−304不
銹鋼であり、1427℃で固相、1510℃で液相であ
る。
最大2.0係、シリコン最大1.0係、クローム18−
20係、ニッケル8−11係、燐最大0.04%、硫葭
最大0.03係、あと鉄とから成るA15I−304不
銹鋼であり、1427℃で固相、1510℃で液相であ
る。
100℃における熱伝導率0.39 cal /cry
/cm/ ’C/sec 。
/cm/ ’C/sec 。
鋳型の組成は銅4.5係、マグネシウム1.5係、マン
ガン6係、あとアルミニウムから成るアルミニウム合金
2024で、502℃で固相、638℃で液相である。
ガン6係、あとアルミニウムから成るアルミニウム合金
2024で、502℃で固相、638℃で液相である。
また熱伝導率は250℃で0、45 cal /cra
/cm/ ’C/sec 、である。
/cm/ ’C/sec 、である。
鋳型の長さは30.48m、壁の厚さ4.75mrr内
部の横断面100mmX100画、加圧注入による鋳型
光てん割合は4.834 kg/cni、/ m in
、液状心の速度約31.39m/minでその直径約5
0.8冊】。
部の横断面100mmX100画、加圧注入による鋳型
光てん割合は4.834 kg/cni、/ m in
、液状心の速度約31.39m/minでその直径約5
0.8冊】。
この鋳造例■においては、鋳型の傾斜角度は、水平に対
し約7展0であり、冷却率は毎分約570リツトルであ
った。
し約7展0であり、冷却率は毎分約570リツトルであ
った。
鋳造例 ■■
鋳造しようとする金属はニクロムであり、その組成は、
次のとおりである。
次のとおりである。
N i 77−7
Cr19−20%
Fe 最大1.0係
C最大0.25係
Mn 最大25係
Si O,75−1,5係
S 最大0.03係
そしてこの金属は、1400℃で液相であり、1350
℃で固相であり、熱伝導率は100℃において0.13
4 cal!、/c〃i/ crn、/ ’C/ se
cである。
℃で固相であり、熱伝導率は100℃において0.13
4 cal!、/c〃i/ crn、/ ’C/ se
cである。
鋳型はアルミニウム合金2024であり、その組成は次
のとおりである。
のとおりである。
Cu 4.5係
Mg 1.5係
Mn 6係
AI 残余部分
そして鋳型は638℃で液相であり、502℃で固相で
あり、熱伝導率は25℃において0.45cal /
crA/ cm/ ’C/secである0鋳型の長さは
6.1メートルであり、鋳型の内径は63.5mmであ
り、鋳型の壁の厚さは3.18mmである。
あり、熱伝導率は25℃において0.45cal /
crA/ cm/ ’C/secである0鋳型の長さは
6.1メートルであり、鋳型の内径は63.5mmであ
り、鋳型の壁の厚さは3.18mmである。
充てん割合は5.98Ay/cy4/m1n(189,
3kti/m1n)であり、液状心すなわち溶融上の直
径は31、7胴であり、溶融上の速度は30.5 m
/ m in。
3kti/m1n)であり、液状心すなわち溶融上の直
径は31、7胴であり、溶融上の速度は30.5 m
/ m in。
である。
鋳造例 ■
鋳造しようとする金属はインコネル600であり、その
組成は次のとおりである。
組成は次のとおりである。
F e 6−10係
Cr14−17%
Mn 最大1.0係
C最大0.15係
Cu 最大0.5係
Si 最大0.5係
S 最大0.015係
Ni 残余の部分
そしてこの金属は、1425℃で液相であり、1395
℃で固相であり、熱伝導率は100℃において0.03
6 cal / cfl/ c@/ ℃/ secであ
る。
℃で固相であり、熱伝導率は100℃において0.03
6 cal / cfl/ c@/ ℃/ secであ
る。
鋳型は、鋳造例■の場合と同じアルミニウム合金である
。
。
鋳型の長さは14.02メートルであり、鋳型の内側寸
法は152.4門X230.2順であり、鋳型の壁の厚
さは約5.08mmである。
法は152.4門X230.2順であり、鋳型の壁の厚
さは約5.08mmである。
。充てん割合は3.805 @10A/ m 1n(1
178,2kg/m1n)であり、液状心すなわち溶融
上の直径は81、08mmであり、溶融上の速度は27
.4m/minである。
178,2kg/m1n)であり、液状心すなわち溶融
上の直径は81、08mmであり、溶融上の速度は27
.4m/minである。
第3図は異る横断面積を持・つ各鋳型に関し異る金属光
てん割合を示す線図である。
てん割合を示す線図である。
図に見られるように1つの横断面積25.81c4の鋳
型に約2、39−23.9 @/1y7t、/ m i
nの割合で溶融金属を導入光てんする例が示しである。
型に約2、39−23.9 @/1y7t、/ m i
nの割合で溶融金属を導入光てんする例が示しである。
また横断面積967、74cmの鋳型に約0.239−
4.78 kq/ca、/minの割合で充てんする場
合がある。
4.78 kq/ca、/minの割合で充てんする場
合がある。
そして上記の中間の横断面積を持つ鋳型には矢張り上記
の中間の充てん割合を用いることが示しである。
の中間の充てん割合を用いることが示しである。
以上金属物品の鋳造に関する方法および装置について本
発明の数種の方式を説明したが、本発明の精神を逸脱す
ることなく種種の変化変型ができるのはもちろんである
。
発明の数種の方式を説明したが、本発明の精神を逸脱す
ることなく種種の変化変型ができるのはもちろんである
。
第1図は、鋳造作業中である本発明鋳造装置の一部を断
面にして示す側面図、第2図は第1図の2−2線に沿う
断面図、第3図は異なる断面寸法の鋳型に関する溶融金
属導入割合を示すグラフである。 第4図、第6図及び第8図は、本発明鋳造法及び鋳造装
置により鋳造された3インチ(約7.62cm)の外径
の金属物品を圧延して作った0、22インチ(約0.5
59cm)の外径を持つワイヤの横断面(倍率15倍)
、横断面(倍率100倍)及び縦方向断面(倍率100
倍)をそれぞれ示す顕微鏡写真である。 第5図、第7図及び第9図は従来の方法により鋳造した
20インチ×20インチ(約50.8 cm×50.8
cm)のインゴットを従来のように冷却、再加熱、圧
延、研削、圧延の各工程を経て作った0、22インチ(
約0.559cm)の外径を持つワイヤの横断面(倍率
15倍)、横断面(倍率100倍)及び縦方向断面(倍
率100倍)をそれぞれ示す顕微鏡写真である。 第10図、第11図及び第12図は、従来の方法により
鋳造した12インチ×12インチ(約30.48 cm
×30、’4 s cm )のバーを前述したような従
来の加工工程を経て作った0、578インチ(約1.4
68cyiの外径を持つ棒の縁部、縁部と中心部との中
間部及び中心部の各縦方向断面を倍率100倍でそれぞ
れ示す顕微鏡写真である。 第13図、第14図及び第15図は、本発明鋳造法及び
鋳造装置により鋳造された3、5インチ(約8.89c
fn)の外径を持つバーを圧延して作った0、54フイ
ンチ(約1.389)の外径を持つ棒の縁部、縁部と中
心部との中間部及び中心部の各縦方向断面を倍率100
倍でそれぞれ示す顕微鏡写真である。
面にして示す側面図、第2図は第1図の2−2線に沿う
断面図、第3図は異なる断面寸法の鋳型に関する溶融金
属導入割合を示すグラフである。 第4図、第6図及び第8図は、本発明鋳造法及び鋳造装
置により鋳造された3インチ(約7.62cm)の外径
の金属物品を圧延して作った0、22インチ(約0.5
59cm)の外径を持つワイヤの横断面(倍率15倍)
、横断面(倍率100倍)及び縦方向断面(倍率100
倍)をそれぞれ示す顕微鏡写真である。 第5図、第7図及び第9図は従来の方法により鋳造した
20インチ×20インチ(約50.8 cm×50.8
cm)のインゴットを従来のように冷却、再加熱、圧
延、研削、圧延の各工程を経て作った0、22インチ(
約0.559cm)の外径を持つワイヤの横断面(倍率
15倍)、横断面(倍率100倍)及び縦方向断面(倍
率100倍)をそれぞれ示す顕微鏡写真である。 第10図、第11図及び第12図は、従来の方法により
鋳造した12インチ×12インチ(約30.48 cm
×30、’4 s cm )のバーを前述したような従
来の加工工程を経て作った0、578インチ(約1.4
68cyiの外径を持つ棒の縁部、縁部と中心部との中
間部及び中心部の各縦方向断面を倍率100倍でそれぞ
れ示す顕微鏡写真である。 第13図、第14図及び第15図は、本発明鋳造法及び
鋳造装置により鋳造された3、5インチ(約8.89c
fn)の外径を持つバーを圧延して作った0、54フイ
ンチ(約1.389)の外径を持つ棒の縁部、縁部と中
心部との中間部及び中心部の各縦方向断面を倍率100
倍でそれぞれ示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 実質的に25.8c4と967.74crtf、ど
の間の横断面積と、鋳造しようとする金属物品と少くと
も同じ長さとを持つ細長い鋳型内において金属物品を鋳
造する鋳造法において、 (イ)頂部部分と底部部分とを生じさせるように、前記
細長い鋳型を傾斜させ、 (ロ)溶融金属を、溶融金属源から前記鋳型の底部部分
を通過して、横断面積25.8c77fの鋳型に対して
は、2.39 kq/crA/m inと、23.9
kq/crA/minとの間の充てん割合で導入し、横
断面積967.74crttの鋳型に対しては、0.2
39kg/crA/minと、4.78 kg/crt
1./ m inとの間の充てん割合で導入し、前記両
横断面積の間の横断面積の鋳型に対しては、前記両光て
ん割合の間の充てん割合で導入し、 (ハ)溶融金属を、前記溶融金属源と前記鋳型の頂部部
分との間に差圧を加えることによって、前記鋳型に沿っ
て流し、 に)前記鋳型に沿う溶融金属の流れを調節している間に
、前記鋳型を冷却して、溶融上を持つ凝固した鋳造殻を
形成し、 (ホ)溶融金属を前記溶融金属源から流して前記鋳造殻
及び溶融上を前記鋳型の頂部部分に向って延ばし、 (へ)その後に前記溶融上を凝固させる ことを特徴とする鋳造法。 2 前記鋳型を冷却する工程が、少くとも前記鋳型の壁
の一部分に、冷却剤の噴流を差し向けることと、前記溶
融上を通過して溶融金属が流れている間に、前記鋳型の
壁の・一部分上への冷却剤の噴流を中止することを含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の鋳造法。 3 (イ)溶融金属源10と、 (ロ)開口を持つ底部と、頂部部分とを備え、さらに2
5.8c4と、967.74crttとの間の横断面積
と、鋳造しようとする細長い金属物品と少くとも同じ長
さとを持ち、前記溶融金属源から溶融金属を受は取るよ
うに配置された傾斜した鋳型26と、 (ハ)前記鋳型に沿う溶融金属の流れを調節するために
、前記溶融金属源内の溶融金属の表面に圧力を加えるこ
とにより、前記溶融金属源10と前記鋳型の頂部部分と
の間に差圧を生じさせるように配置され、溶融金属を、
前記鋳型の開口内に導入するための加圧ガス源と、 に)前記鋳型を冷却するための冷却剤供給源(27,3
0)と、 を備えたことを特徴とする、細長い金属物品を鋳造する
鋳造装置。 4 前記冷却剤供給源に、締めることができる弁ノズル
30を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310878A JPS591141B2 (ja) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | 金属鋳造法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310878A JPS591141B2 (ja) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | 金属鋳造法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5514101A JPS5514101A (en) | 1980-01-31 |
| JPS591141B2 true JPS591141B2 (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=13792997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8310878A Expired JPS591141B2 (ja) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | 金属鋳造法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591141B2 (ja) |
-
1978
- 1978-07-10 JP JP8310878A patent/JPS591141B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5514101A (en) | 1980-01-31 |
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