JP2002292460A - 還元鋳造方法、還元鋳造装置及びこれに用いる成形型 - Google Patents
還元鋳造方法、還元鋳造装置及びこれに用いる成形型Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャビティ内に生成された還元性化合物と溶
湯の表面の酸化皮膜との還元反応を促進させ、溶湯の流
動性、湯周り性を向上させて良品を鋳造する。 【解決手段】 金属の溶湯を成形型１２のキャビティ１
２ｂ内に注湯し、成形型１２のキャビティ１２ｂ内で溶
湯と還元性化合物とを接触させて溶湯の表面に形成され
た酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法であっ
て、溶湯を前記キャビティ１２ｂに注湯する際に、該溶
湯をキャビティ１２ｂ内で乱流させながら注湯すること
を特徴とする。
湯の表面の酸化皮膜との還元反応を促進させ、溶湯の流
動性、湯周り性を向上させて良品を鋳造する。 【解決手段】 金属の溶湯を成形型１２のキャビティ１
２ｂ内に注湯し、成形型１２のキャビティ１２ｂ内で溶
湯と還元性化合物とを接触させて溶湯の表面に形成され
た酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法であっ
て、溶湯を前記キャビティ１２ｂに注湯する際に、該溶
湯をキャビティ１２ｂ内で乱流させながら注湯すること
を特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶湯の表面に形成さ
れた酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法、還元
鋳造装置及びアルミニウム還元鋳造方法に用いる成形型
に関する。
れた酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法、還元
鋳造装置及びアルミニウム還元鋳造方法に用いる成形型
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳造方法には種々の方法があるが重力鋳
造法は鋳造品の質の良さ、成形型の簡易さ等の多くの利
点を有する。図５は重力鋳造法によるアルミニウムの鋳
造に使用する成形型の例を示す。成形型１００は金属製
であり、下型１０２ａと上型１０２ｂの分割型によって
所望形状の鋳造品が鋳造されるキャビティ１０４が形成
されている。上型１０２ｂには、アルミニウムまたはそ
の合金等の金属の溶湯を注湯する湯口１０６とキャビテ
ィ１０４との間に押湯部１０８が形成され、キャビティ
１０４に注湯された際に、キャビティ１０４内の空気を
抜く空気抜き孔１１０が形成されている。
造法は鋳造品の質の良さ、成形型の簡易さ等の多くの利
点を有する。図５は重力鋳造法によるアルミニウムの鋳
造に使用する成形型の例を示す。成形型１００は金属製
であり、下型１０２ａと上型１０２ｂの分割型によって
所望形状の鋳造品が鋳造されるキャビティ１０４が形成
されている。上型１０２ｂには、アルミニウムまたはそ
の合金等の金属の溶湯を注湯する湯口１０６とキャビテ
ィ１０４との間に押湯部１０８が形成され、キャビティ
１０４に注湯された際に、キャビティ１０４内の空気を
抜く空気抜き孔１１０が形成されている。
【０００３】ところで、金属の溶湯が凝固する際には、
約３％程度の収縮が発生する。このため、キャビティに
充填された溶湯の凝固によって生じる収縮は、得られる
鋳造品にヒケ等の欠陥として発現する。図５に示す成形
型１００に設けた押湯部１０８は、キャビティ１０４に
充填された溶湯が凝固に伴なって収縮する際に、押湯部
１０８の重力によって溶湯を補充し、ヒケ等の欠陥が生
じることを防止する。押湯部１０８からキャビティ１０
４に溶湯を補充する作用は、押湯部１０８に注湯された
溶湯の重力の作用によるから、通常の鋳造装置では押湯
部１０８として大きな容積を確保している。
約３％程度の収縮が発生する。このため、キャビティに
充填された溶湯の凝固によって生じる収縮は、得られる
鋳造品にヒケ等の欠陥として発現する。図５に示す成形
型１００に設けた押湯部１０８は、キャビティ１０４に
充填された溶湯が凝固に伴なって収縮する際に、押湯部
１０８の重力によって溶湯を補充し、ヒケ等の欠陥が生
じることを防止する。押湯部１０８からキャビティ１０
４に溶湯を補充する作用は、押湯部１０８に注湯された
溶湯の重力の作用によるから、通常の鋳造装置では押湯
部１０８として大きな容積を確保している。
【０００４】これは、鋳造装置の成形型内での溶湯の流
動性が低いため、押湯部１０８の重量を大きくして強制
的に溶湯を補充する必要があるからである。たとえば、
アルミニウムの鋳造では、アルミニウムがきわめて酸化
しやすいため、溶湯の表面にアルミニウムの酸化皮膜が
形成され溶湯の流動性が低下するという問題があり、こ
のため、キャビティ１０４の内壁面に溶湯の流動性を向
上させる塗型剤を塗布するといったことが行われてい
る。
動性が低いため、押湯部１０８の重量を大きくして強制
的に溶湯を補充する必要があるからである。たとえば、
アルミニウムの鋳造では、アルミニウムがきわめて酸化
しやすいため、溶湯の表面にアルミニウムの酸化皮膜が
形成され溶湯の流動性が低下するという問題があり、こ
のため、キャビティ１０４の内壁面に溶湯の流動性を向
上させる塗型剤を塗布するといったことが行われてい
る。
【０００５】このようなアルミニウムの鋳造方法に関し
て、本出願人は先に塗型を使用することなくアルミニウ
ムの流動性を向上させることができ、良好な外観のアル
ミニウム鋳造品を得るアルミニウム鋳造方法について提
案した（特開2000-280063号公報）。このアルミニウム
鋳造方法においては、図６に示すように、成形型１００
のキャビティ１０４に還元性化合物であるマグネシウム
窒素化合物（Mg3N2）を導入した後、アルミニウムまた
はその合金の溶湯を注湯して鋳造することを特徴とす
る。マグネシウム窒素化合物は、アルミニウムまたはそ
の合金の溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元する作
用を有し、これによって溶湯の表面張力を低減して溶湯
の流動性、湯周り性を高め、湯じわ等をなくして高品質
の鋳造を可能にする。
て、本出願人は先に塗型を使用することなくアルミニウ
ムの流動性を向上させることができ、良好な外観のアル
ミニウム鋳造品を得るアルミニウム鋳造方法について提
案した（特開2000-280063号公報）。このアルミニウム
鋳造方法においては、図６に示すように、成形型１００
のキャビティ１０４に還元性化合物であるマグネシウム
窒素化合物（Mg3N2）を導入した後、アルミニウムまた
はその合金の溶湯を注湯して鋳造することを特徴とす
る。マグネシウム窒素化合物は、アルミニウムまたはそ
の合金の溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元する作
用を有し、これによって溶湯の表面張力を低減して溶湯
の流動性、湯周り性を高め、湯じわ等をなくして高品質
の鋳造を可能にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、重力鋳造法
ではキャビティに溶湯を充填する際にエアや酸化物が巻
き込まれることを防止するため、溶湯を層流にしてキャ
ビティに充填する。溶湯を層流として充填させるため、
従来の成形型では湯口とキャビティとを連絡するゲート
を大きくとり、乱流を極力生じさせないように、キャビ
ティの下面からゆっくりと湯面が上昇するように注湯し
ている。図５に示す成形型１００において押湯部１０８
の径を大きくとっているのは、押湯部１０８内の溶湯に
よる押湯の作用と、キャビティ１０４に注湯する際にで
きるだけエアや酸化物を巻き込まないようにするためで
ある。また、層流によって注湯するため成形型を傾斜さ
せて注湯する方法も広く行われている。
ではキャビティに溶湯を充填する際にエアや酸化物が巻
き込まれることを防止するため、溶湯を層流にしてキャ
ビティに充填する。溶湯を層流として充填させるため、
従来の成形型では湯口とキャビティとを連絡するゲート
を大きくとり、乱流を極力生じさせないように、キャビ
ティの下面からゆっくりと湯面が上昇するように注湯し
ている。図５に示す成形型１００において押湯部１０８
の径を大きくとっているのは、押湯部１０８内の溶湯に
よる押湯の作用と、キャビティ１０４に注湯する際にで
きるだけエアや酸化物を巻き込まないようにするためで
ある。また、層流によって注湯するため成形型を傾斜さ
せて注湯する方法も広く行われている。
【０００７】このように、重力鋳造法では注湯時に乱流
が生じないようにするためゲートを広くとったり、層流
によって注湯しやすい位置にゲートを設けるといった制
約があって、成形型や設備の自由度が規制されるという
問題がある。また、傾斜注湯を行うような場合には設備
が大型になって複雑になるという問題がある。また、従
来の重力鋳造法の場合の歩留まりは一般に５０〜６０％
程度であり、他の鋳造方法と比較して決して良好とは言
い難い。
が生じないようにするためゲートを広くとったり、層流
によって注湯しやすい位置にゲートを設けるといった制
約があって、成形型や設備の自由度が規制されるという
問題がある。また、傾斜注湯を行うような場合には設備
が大型になって複雑になるという問題がある。また、従
来の重力鋳造法の場合の歩留まりは一般に５０〜６０％
程度であり、他の鋳造方法と比較して決して良好とは言
い難い。
【０００８】本発明はこのような従来の重力鋳造法にお
ける課題を解決すべくなされたものであり、前述した還
元性化合物を利用して溶湯の表面に形成される酸化皮膜
を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法を利用することによ
って、高品質でかつ効率的な鋳造方法を提供することを
目的としている。還元鋳造方法による場合は、溶湯の表
面の酸化皮膜が還元されることで、溶湯の流動性が高ま
り、湯周り性が向上してキャビティ内での溶湯の充填性
が良好となる。本発明は、このような還元鋳造方法によ
る作用をさらに効果的に発揮することを可能にする還元
鋳造方法、還元鋳造装置及びアルミニウム還元鋳造に好
適に用いられる成形型を提供しようとするものである。
ける課題を解決すべくなされたものであり、前述した還
元性化合物を利用して溶湯の表面に形成される酸化皮膜
を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法を利用することによ
って、高品質でかつ効率的な鋳造方法を提供することを
目的としている。還元鋳造方法による場合は、溶湯の表
面の酸化皮膜が還元されることで、溶湯の流動性が高ま
り、湯周り性が向上してキャビティ内での溶湯の充填性
が良好となる。本発明は、このような還元鋳造方法によ
る作用をさらに効果的に発揮することを可能にする還元
鋳造方法、還元鋳造装置及びアルミニウム還元鋳造に好
適に用いられる成形型を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、次の構成を備える。すなわち、金属の溶湯を
成形型のキャビティ内に注湯し、成形型のキャビティ内
で溶湯と還元性化合物とを接触させて溶湯の表面に形成
された酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法であ
って、溶湯を前記キャビティに注湯する際に、該溶湯を
キャビティ内で乱流させながら注湯することを特徴とす
る。また、金属の溶湯を成形型のキャビティ内に注湯
し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物とを接
触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元しつつ
鋳造する還元鋳造方法であって、前記キャビティより上
流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーを設け、該
ランナーの流路径を調整して溶湯のキャビティ内への流
速を調整することを特徴とする。また、金属の溶湯とし
てアルミニウムまたはその合金の溶湯を使用し、成形型
内にマグネシウムガスと窒素ガスとを導入して反応させ
て得たマグネシウム窒素化合物を還元性化合物として鋳
造することを特徴とする。
するため、次の構成を備える。すなわち、金属の溶湯を
成形型のキャビティ内に注湯し、成形型のキャビティ内
で溶湯と還元性化合物とを接触させて溶湯の表面に形成
された酸化皮膜を還元しつつ鋳造する還元鋳造方法であ
って、溶湯を前記キャビティに注湯する際に、該溶湯を
キャビティ内で乱流させながら注湯することを特徴とす
る。また、金属の溶湯を成形型のキャビティ内に注湯
し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物とを接
触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元しつつ
鋳造する還元鋳造方法であって、前記キャビティより上
流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーを設け、該
ランナーの流路径を調整して溶湯のキャビティ内への流
速を調整することを特徴とする。また、金属の溶湯とし
てアルミニウムまたはその合金の溶湯を使用し、成形型
内にマグネシウムガスと窒素ガスとを導入して反応させ
て得たマグネシウム窒素化合物を還元性化合物として鋳
造することを特徴とする。
【００１０】また、金属の溶湯を成形型のキャビティ内
に注湯し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物
とを接触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元
しつつ鋳造する還元鋳造装置であって、前記キャビティ
の上流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーが設け
られていることを特徴とする。また、前記キャビティの
直前に押湯部が設けられ、該押湯部にランナーが接続さ
れていることを特徴とする。また、前記ランナーの上流
側に設けられる湯口に、溶湯をためる溶湯溜まりが設け
られ、溶湯溜まりとランナーとの連通を開閉する開閉部
材が設けられていることにより、溶湯溜まりに貯溜され
ている溶湯を一気にキャビティに注入することができ、
溶湯の流速を速めてキャビティに注入することができ
る。また、前記ランナーの内壁面が断熱処理され、ある
いは前記ランナーが、セラミック、アルミナボード等の
断熱材により成形されていることにより、ランナーにお
ける溶湯の流動性が良好となり、キャビティに注入され
る溶湯の流速を速めることができる。
に注湯し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物
とを接触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元
しつつ鋳造する還元鋳造装置であって、前記キャビティ
の上流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーが設け
られていることを特徴とする。また、前記キャビティの
直前に押湯部が設けられ、該押湯部にランナーが接続さ
れていることを特徴とする。また、前記ランナーの上流
側に設けられる湯口に、溶湯をためる溶湯溜まりが設け
られ、溶湯溜まりとランナーとの連通を開閉する開閉部
材が設けられていることにより、溶湯溜まりに貯溜され
ている溶湯を一気にキャビティに注入することができ、
溶湯の流速を速めてキャビティに注入することができ
る。また、前記ランナーの内壁面が断熱処理され、ある
いは前記ランナーが、セラミック、アルミナボード等の
断熱材により成形されていることにより、ランナーにお
ける溶湯の流動性が良好となり、キャビティに注入され
る溶湯の流速を速めることができる。
【００１１】また、アルミニウムまたはその合金の溶湯
をキャビティ内に注湯し、マグネシウムガスと窒素ガス
とを反応させて生成したマグネシウム窒素化合物と前記
溶湯とをキャビティ内で接触させ、溶湯の表面に形成さ
れた酸化皮膜を還元しつつ鋳造するアルミニウム還元鋳
造方法に用いられる成形型において、前記キャビティの
上流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーが設けら
れていることを特徴とする。
をキャビティ内に注湯し、マグネシウムガスと窒素ガス
とを反応させて生成したマグネシウム窒素化合物と前記
溶湯とをキャビティ内で接触させ、溶湯の表面に形成さ
れた酸化皮膜を還元しつつ鋳造するアルミニウム還元鋳
造方法に用いられる成形型において、前記キャビティの
上流側に、押湯部よりも流路径の細いランナーが設けら
れていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面とともに詳細に説明する。図１は本発明
に係る鋳造装置１０の全体構成を示す説明図であり、ア
ルミニウム鋳造に適用した例を示す。１２はアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を注湯して鋳造品を得る成形
型である。成形型１２には湯口１２ａ、キャビティ１２
ｂ、押湯部１５を介して湯口１２ａとキャビティ１２ｂ
とを連通するランナー１６が設けられている。
について、図面とともに詳細に説明する。図１は本発明
に係る鋳造装置１０の全体構成を示す説明図であり、ア
ルミニウム鋳造に適用した例を示す。１２はアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を注湯して鋳造品を得る成形
型である。成形型１２には湯口１２ａ、キャビティ１２
ｂ、押湯部１５を介して湯口１２ａとキャビティ１２ｂ
とを連通するランナー１６が設けられている。
【００１３】成形型１２は配管２２によって窒素ガスボ
ンベ２０と接続され、配管２２のバルブ２４を開放する
ことにより、成形型１２の窒素ガス導入口１２ｄからキ
ャビティ１２ｂ内に窒素ガスが注入され、キャビティ１
２ｂ内を窒素ガス雰囲気として実質的に非酸素雰囲気と
することができる。また、アルゴンガスボンベ１９は、
配管２６によって金属ガスを発生する発生器としての加
熱炉２８に接続されており、配管２６に設けられたバル
ブ３０を開くことによって加熱炉２８内にアルゴンガス
が注入される。この加熱炉２８は、ヒータ３２によって
加熱されており、炉内温度は金属ガスとしてのマグネシ
ウムガスを発生させるため、マグネシウム粉末が昇華す
る８００℃以上に設定されている。バルブ３０によって
加熱炉２８に注入されるアルゴンガス量を調整すること
ができる。
ンベ２０と接続され、配管２２のバルブ２４を開放する
ことにより、成形型１２の窒素ガス導入口１２ｄからキ
ャビティ１２ｂ内に窒素ガスが注入され、キャビティ１
２ｂ内を窒素ガス雰囲気として実質的に非酸素雰囲気と
することができる。また、アルゴンガスボンベ１９は、
配管２６によって金属ガスを発生する発生器としての加
熱炉２８に接続されており、配管２６に設けられたバル
ブ３０を開くことによって加熱炉２８内にアルゴンガス
が注入される。この加熱炉２８は、ヒータ３２によって
加熱されており、炉内温度は金属ガスとしてのマグネシ
ウムガスを発生させるため、マグネシウム粉末が昇華す
る８００℃以上に設定されている。バルブ３０によって
加熱炉２８に注入されるアルゴンガス量を調整すること
ができる。
【００１４】アルゴンガスボンベ１９は、バルブ３３が
介装された配管３４によって、マグネシウム粉末が収容
されているタンク３６に接続され、タンク３６は配管３
８によって、バルブ３０よりも下流側の配管２６に接続
されている。配管３８には加熱炉２８へのマグネシウム
粉末の供給量を制御するバルブ４０が介装されている。
加熱炉２８は、配管４２を介して成形型１２の金属ガス
導入口１２ｃに接続されており、加熱炉２８でガス化さ
れた金属ガスは成形型１２の金属ガス導入口１２ｃから
金属ガス導入路１２ｅを介してキャビティ１２ｂ内に導
入される。配管４２に介装したバルブ４５は、成形型１
２のキャビティ１２ｂに注入する金属ガスの供給量を調
節するためのものである。
介装された配管３４によって、マグネシウム粉末が収容
されているタンク３６に接続され、タンク３６は配管３
８によって、バルブ３０よりも下流側の配管２６に接続
されている。配管３８には加熱炉２８へのマグネシウム
粉末の供給量を制御するバルブ４０が介装されている。
加熱炉２８は、配管４２を介して成形型１２の金属ガス
導入口１２ｃに接続されており、加熱炉２８でガス化さ
れた金属ガスは成形型１２の金属ガス導入口１２ｃから
金属ガス導入路１２ｅを介してキャビティ１２ｂ内に導
入される。配管４２に介装したバルブ４５は、成形型１
２のキャビティ１２ｂに注入する金属ガスの供給量を調
節するためのものである。
【００１５】図２に成形型１２の構成を拡大して示す。
成形型１２は金属製の型部１３と、硫酸カルシウム等の
セラミック製のアダプター１４とを組み合わせて成り、
型部１３とアダプター１４とはその境界面で分割可能に
設けられている。また、型部１３はキャビティ１２ｂ内
で溶湯が凝固した後、型開きして鋳造品が型内から取り
出される分割型に形成されている。型部１３のキャビテ
ィ１２ｂの頂部には押湯部１５が配され、押湯部１５と
キャビティ１２ｂとは、押湯部１５よりも縮径したゲー
ト１５ａを介して接続されている。
成形型１２は金属製の型部１３と、硫酸カルシウム等の
セラミック製のアダプター１４とを組み合わせて成り、
型部１３とアダプター１４とはその境界面で分割可能に
設けられている。また、型部１３はキャビティ１２ｂ内
で溶湯が凝固した後、型開きして鋳造品が型内から取り
出される分割型に形成されている。型部１３のキャビテ
ィ１２ｂの頂部には押湯部１５が配され、押湯部１５と
キャビティ１２ｂとは、押湯部１５よりも縮径したゲー
ト１５ａを介して接続されている。
【００１６】本実施形態の成形型１２において、型部１
３に設けられている押湯部１５の容積は、従来の重力鋳
造装置に用いられる成形型に設けられる押湯部の容積に
くらべて、はるかに小さい。本実施形態において、この
ように押湯部１５の容積を小さく形成できるのは、還元
鋳造方法によって鋳造する場合は、注湯時の湯周り性が
きわめて良いため、押湯作用を利用することなく容易に
キャビティに溶湯を充填できることによる。したがっ
て、本実施形態において型部１３に形成する押湯部１５
の容積は、キャビティ１２ｂ内で溶湯が凝固する際のヒ
ケを補充する程度に設定すればよい。
３に設けられている押湯部１５の容積は、従来の重力鋳
造装置に用いられる成形型に設けられる押湯部の容積に
くらべて、はるかに小さい。本実施形態において、この
ように押湯部１５の容積を小さく形成できるのは、還元
鋳造方法によって鋳造する場合は、注湯時の湯周り性が
きわめて良いため、押湯作用を利用することなく容易に
キャビティに溶湯を充填できることによる。したがっ
て、本実施形態において型部１３に形成する押湯部１５
の容積は、キャビティ１２ｂ内で溶湯が凝固する際のヒ
ケを補充する程度に設定すればよい。
【００１７】アダプター１４に設けるランナー１６は、
押湯部１５を介してキャビティ１２ｂと湯口１２ａとを
連通するとともに、湯口１２ａからキャビティ１２ｂに
注入する溶湯の流速、流量を調節するために設けたもの
である。実施形態では、押湯部１５に向けて真っ直ぐに
垂下するようにランナー１６を配置し、湯口１２ａから
溶湯が垂直にキャビティ１２ｂに落とし込まれるように
している。ランナー１６の流路径を押湯部１５よりも細
く設定しているのは、キャビティ１２ｂに注入される溶
湯の流速を、湯口１２ａから単に押湯部１５を介してキ
ャビティ１２ｂに注入する場合よりも速めるためであ
る。ランナー１６からキャビティ１２ｂに溶湯を充填す
る際の溶湯の流速および流量は、ランナー１６の流路径
やランナー１６の長さ等を調節することによって制御す
ることが可能である。
押湯部１５を介してキャビティ１２ｂと湯口１２ａとを
連通するとともに、湯口１２ａからキャビティ１２ｂに
注入する溶湯の流速、流量を調節するために設けたもの
である。実施形態では、押湯部１５に向けて真っ直ぐに
垂下するようにランナー１６を配置し、湯口１２ａから
溶湯が垂直にキャビティ１２ｂに落とし込まれるように
している。ランナー１６の流路径を押湯部１５よりも細
く設定しているのは、キャビティ１２ｂに注入される溶
湯の流速を、湯口１２ａから単に押湯部１５を介してキ
ャビティ１２ｂに注入する場合よりも速めるためであ
る。ランナー１６からキャビティ１２ｂに溶湯を充填す
る際の溶湯の流速および流量は、ランナー１６の流路径
やランナー１６の長さ等を調節することによって制御す
ることが可能である。
【００１８】なお、湯口１２ａからキャビティ１２ｂに
注湯する際にある程度の流速で注湯できるようにするた
め、本実施形態では、湯口１２ａに一定量の溶湯を溜め
る溶湯溜まりを設け、ランナー１６の開口部に溶湯溜ま
りとランナー１６との連通を開閉する開閉部材としての
開閉栓１８を取り付け、湯口１２ａに一定量の溶湯が溜
まった時点で開閉栓１８をあけてキャビティ１２ｂに溶
湯を注入開始し、溶湯溜まりの溶湯の湯面が一定の高さ
を保持するよう溶湯を補充して注湯する。また、ランナ
ー１６を通過する際の溶湯の流動性を良好にするため、
断熱性を有する塗型を用いてランナー１６の内壁面に断
熱処理を施し、あるいはアダプター１４をセラミックあ
るいはアルミナボード等の断熱材によって形成してラン
ナー１６の断熱性をキャビティ１２ｂが形成されている
型部１３よりも高くする方法も有効である。
注湯する際にある程度の流速で注湯できるようにするた
め、本実施形態では、湯口１２ａに一定量の溶湯を溜め
る溶湯溜まりを設け、ランナー１６の開口部に溶湯溜ま
りとランナー１６との連通を開閉する開閉部材としての
開閉栓１８を取り付け、湯口１２ａに一定量の溶湯が溜
まった時点で開閉栓１８をあけてキャビティ１２ｂに溶
湯を注入開始し、溶湯溜まりの溶湯の湯面が一定の高さ
を保持するよう溶湯を補充して注湯する。また、ランナ
ー１６を通過する際の溶湯の流動性を良好にするため、
断熱性を有する塗型を用いてランナー１６の内壁面に断
熱処理を施し、あるいはアダプター１４をセラミックあ
るいはアルミナボード等の断熱材によって形成してラン
ナー１６の断熱性をキャビティ１２ｂが形成されている
型部１３よりも高くする方法も有効である。
【００１９】本実施形態に示す成形型１２のように、湯
口１２ａとキャビティ１２ｂとをランナー１６によって
連通し、ランナー１６を介してキャビティ１２ｂに溶湯
を注入すると、上記のように、注湯時の溶湯の流速が速
くなってキャビティ１２ｂ内へは、溶湯が乱流となって
注入される。本実施形態において、ランナー１６を細径
にしぼり、溶湯の流速を上げてキャビティ１２ｂに溶湯
を注入する構成としているのは、キャビティ１２ｂ内で
積極的に乱流を起こして溶湯を注入するためである。こ
のように、キャビティ１２ｂに溶湯を注入する際に乱流
を起こすようにして注湯する方法は、還元鋳造方法を用
いた鋳造方法にきわめて好適に利用することが出来る。
口１２ａとキャビティ１２ｂとをランナー１６によって
連通し、ランナー１６を介してキャビティ１２ｂに溶湯
を注入すると、上記のように、注湯時の溶湯の流速が速
くなってキャビティ１２ｂ内へは、溶湯が乱流となって
注入される。本実施形態において、ランナー１６を細径
にしぼり、溶湯の流速を上げてキャビティ１２ｂに溶湯
を注入する構成としているのは、キャビティ１２ｂ内で
積極的に乱流を起こして溶湯を注入するためである。こ
のように、キャビティ１２ｂに溶湯を注入する際に乱流
を起こすようにして注湯する方法は、還元鋳造方法を用
いた鋳造方法にきわめて好適に利用することが出来る。
【００２０】図１に示す鋳造装置１０によるアルミニウ
ムの還元鋳造は以下のようにしてなされる。まず、バル
ブ２４を開放し、窒素ガスボンベ２０から配管２２を経
て成形型１２のキャビティ１２ｂ内に窒素ガスを注入
し、キャビティ１２ｂ内の空気を窒素ガスによってパー
ジする。キャビティ１２ｂ内の空気は成形型１２の排気
孔（不図示）から排出され、キャビティ１２ｂ内が窒素
ガス雰囲気となって実質的に非酸素雰囲気となる。その
後、バルブ２４をいったん閉じる。
ムの還元鋳造は以下のようにしてなされる。まず、バル
ブ２４を開放し、窒素ガスボンベ２０から配管２２を経
て成形型１２のキャビティ１２ｂ内に窒素ガスを注入
し、キャビティ１２ｂ内の空気を窒素ガスによってパー
ジする。キャビティ１２ｂ内の空気は成形型１２の排気
孔（不図示）から排出され、キャビティ１２ｂ内が窒素
ガス雰囲気となって実質的に非酸素雰囲気となる。その
後、バルブ２４をいったん閉じる。
【００２１】成形型１２のキャビティ１２ｂ内の空気を
パージしている際に、バルブ３０を開放して加熱炉２８
内に、アルゴンガスボンベ１９からアルゴンガスを注入
し、加熱炉２８内を無酸素状態とする。次いで、バルブ
３０を閉じ、バルブ４０を開放し、アルゴンガス圧によ
りタンク３６内のマグネシウム粉末をアルゴンガスと共
に加熱炉２８内に送り込む。加熱炉２８は、ヒータ３２
によりマグネシウム粉末が昇華する８００℃以上の炉内
温度になるように加熱されている。このため、加熱炉２
８に送り込まれたマグネシウム粉末は昇華してマグネシ
ウムガスとなる。
パージしている際に、バルブ３０を開放して加熱炉２８
内に、アルゴンガスボンベ１９からアルゴンガスを注入
し、加熱炉２８内を無酸素状態とする。次いで、バルブ
３０を閉じ、バルブ４０を開放し、アルゴンガス圧によ
りタンク３６内のマグネシウム粉末をアルゴンガスと共
に加熱炉２８内に送り込む。加熱炉２８は、ヒータ３２
によりマグネシウム粉末が昇華する８００℃以上の炉内
温度になるように加熱されている。このため、加熱炉２
８に送り込まれたマグネシウム粉末は昇華してマグネシ
ウムガスとなる。
【００２２】次に、バルブ４０を閉じ、バルブ３０およ
びバルブ４５を開放し、アルゴンガスの圧力、流量を調
節しつつ、成形型１２の金属ガス導入口１２ｃから金属
ガス導入路１２ｅを経由してマグネシウムガスをキャビ
ティ１２ｂ内に注入する。キャビティ１２ｂ内にマグネ
シウムガスを注入した後、バルブ４５を閉じ、バルブ２
４を開放して、窒素ガス導入口１２ｄからキャビティ１
２ｂ内に窒素ガスを注入する。成形型１２内に窒素ガス
を注入することにより、マグネシウムガスと窒素ガスと
がキャビティ１２ｂ内で反応しマグネシウム窒素化合物
（Ｍｇ3Ｎ2）が生成される。マグネシウム窒素化合物は
キャビティ１２ｂの内壁面に粉体として析出する。窒素
ガスをキャビティ１２ｂ内に注入する際には、窒素ガス
の圧力および流量を適宜調節して行う。窒素ガスとマグ
ネシウムガスとが反応し易いように窒素ガスを予熱して
成形型１２の温度が低下しないようにして注入すること
もよい。
びバルブ４５を開放し、アルゴンガスの圧力、流量を調
節しつつ、成形型１２の金属ガス導入口１２ｃから金属
ガス導入路１２ｅを経由してマグネシウムガスをキャビ
ティ１２ｂ内に注入する。キャビティ１２ｂ内にマグネ
シウムガスを注入した後、バルブ４５を閉じ、バルブ２
４を開放して、窒素ガス導入口１２ｄからキャビティ１
２ｂ内に窒素ガスを注入する。成形型１２内に窒素ガス
を注入することにより、マグネシウムガスと窒素ガスと
がキャビティ１２ｂ内で反応しマグネシウム窒素化合物
（Ｍｇ3Ｎ2）が生成される。マグネシウム窒素化合物は
キャビティ１２ｂの内壁面に粉体として析出する。窒素
ガスをキャビティ１２ｂ内に注入する際には、窒素ガス
の圧力および流量を適宜調節して行う。窒素ガスとマグ
ネシウムガスとが反応し易いように窒素ガスを予熱して
成形型１２の温度が低下しないようにして注入すること
もよい。
【００２３】キャビティ１２ｂの内壁面にマグネシウム
窒素化合物が析出している状態で、湯口１２ａにアルミ
ニウムの溶湯５０を注湯する。注湯時には、ランナー１
６を開閉栓１８で閉止し、湯口１２ａに設けた溶湯溜ま
りに一定量の溶湯を溜めた後、開閉栓１８をあけて湯口
１２ａから溶湯５０を流下させるようにすることによっ
て、溶湯５０の流速を高めてキャビティ１２ｂに注入す
ることができる。図３に、湯口１２ａからキャビティ１
２ｂに溶湯５０を注入している状態を示す。溶湯５０は
ランナー１６を経由することで流れがしぼられて、流速
が速められた状態でキャビティ１２ｂに注入される。キ
ャビティ１２ｂに注入されたアルミニウムの溶湯はキャ
ビティ１２ｂ内のマグネシウム窒素化合物と接触し、マ
グネシウム窒素化合物の作用によって溶湯の表面の酸化
皮膜から酸素が奪われ、溶湯の表面が純粋なアルミニウ
ムに還元される。
窒素化合物が析出している状態で、湯口１２ａにアルミ
ニウムの溶湯５０を注湯する。注湯時には、ランナー１
６を開閉栓１８で閉止し、湯口１２ａに設けた溶湯溜ま
りに一定量の溶湯を溜めた後、開閉栓１８をあけて湯口
１２ａから溶湯５０を流下させるようにすることによっ
て、溶湯５０の流速を高めてキャビティ１２ｂに注入す
ることができる。図３に、湯口１２ａからキャビティ１
２ｂに溶湯５０を注入している状態を示す。溶湯５０は
ランナー１６を経由することで流れがしぼられて、流速
が速められた状態でキャビティ１２ｂに注入される。キ
ャビティ１２ｂに注入されたアルミニウムの溶湯はキャ
ビティ１２ｂ内のマグネシウム窒素化合物と接触し、マ
グネシウム窒素化合物の作用によって溶湯の表面の酸化
皮膜から酸素が奪われ、溶湯の表面が純粋なアルミニウ
ムに還元される。
【００２４】アルミニウムの溶湯は酸素と化合して溶湯
の酸化皮膜が形成されやすいという性質があり、酸化皮
膜が形成されることによって、キャビティ内での湯周り
性が阻害されて鋳造品に巣が生じたり、湯じわが生じた
りする原因となる。これに対して、マグネシウム窒素化
合物にアルミニウムの溶湯を接触させ、アルミニウムの
表面に形成される酸化皮膜を還元して鋳造する方法（還
元鋳造方法）の場合は、溶湯の表面の酸化皮膜が還元さ
れて純粋なアルミニウムの表面となることにより、酸化
皮膜が形成されて溶湯の表面張力が大きくなることを防
止し、湯周り性が良好となって短時間のうちにキャビテ
ィに溶湯を充填することができるとともに、溶湯の未充
填部がなくなり、湯じわ等のない良品が得られるという
特徴がある。
の酸化皮膜が形成されやすいという性質があり、酸化皮
膜が形成されることによって、キャビティ内での湯周り
性が阻害されて鋳造品に巣が生じたり、湯じわが生じた
りする原因となる。これに対して、マグネシウム窒素化
合物にアルミニウムの溶湯を接触させ、アルミニウムの
表面に形成される酸化皮膜を還元して鋳造する方法（還
元鋳造方法）の場合は、溶湯の表面の酸化皮膜が還元さ
れて純粋なアルミニウムの表面となることにより、酸化
皮膜が形成されて溶湯の表面張力が大きくなることを防
止し、湯周り性が良好となって短時間のうちにキャビテ
ィに溶湯を充填することができるとともに、溶湯の未充
填部がなくなり、湯じわ等のない良品が得られるという
特徴がある。
【００２５】本実施形態では、ランナー１６を経由して
キャビティ１２ｂに溶湯を注入することにより、アルミ
ニウムの溶湯が乱流状態となってキャビティ１２ｂに注
入される。このように乱流状態でキャビティ１２ｂに溶
湯５０を注入すると、キャビティ１２ｂ内に生成されて
いるマグネシウム窒素化合物とアルミニウムの溶湯５０
との還元反応が促進され、アルミニウムの溶湯の流動性
がたかまって、より短時間のうちにキャビティ１２ｂに
溶湯５０を充填することが可能となる。このように、溶
湯５０を乱流状態としてキャビティ１２ｂに注入する場
合には、引き続いてキャビティ１２ｂに注入されてくる
溶湯５０に対してもマグネシウム窒素化合物による還元
反応が持続して作用し、好適な鋳造がなされるようにな
る。図３は、乱流状態で溶湯５０が注入される状態を示
している。
キャビティ１２ｂに溶湯を注入することにより、アルミ
ニウムの溶湯が乱流状態となってキャビティ１２ｂに注
入される。このように乱流状態でキャビティ１２ｂに溶
湯５０を注入すると、キャビティ１２ｂ内に生成されて
いるマグネシウム窒素化合物とアルミニウムの溶湯５０
との還元反応が促進され、アルミニウムの溶湯の流動性
がたかまって、より短時間のうちにキャビティ１２ｂに
溶湯５０を充填することが可能となる。このように、溶
湯５０を乱流状態としてキャビティ１２ｂに注入する場
合には、引き続いてキャビティ１２ｂに注入されてくる
溶湯５０に対してもマグネシウム窒素化合物による還元
反応が持続して作用し、好適な鋳造がなされるようにな
る。図３は、乱流状態で溶湯５０が注入される状態を示
している。
【００２６】還元鋳造方法によって鋳造する場合は、ア
ルミニウムの流動性がきわめて良好になるから、数秒程
度のうちにキャビティ１２ｂへの溶湯の充填が完了す
る。したがって、ランナー１６を介してキャビティ１２
ｂに溶湯が注入され、押湯部１５に溶湯５０が充填され
たところで、ランナー１６を開閉栓１８によって閉止
し、キャビティ１２ｂ内の溶湯を凝固させるようにす
る。還元鋳造方法による場合は、キャビティ１２ｂへの
溶湯の充填が短時間のうちに完了するから、従来の鋳造
方法の場合のように、キャビティ内で溶湯が凝固しない
よう型温を高くしておく必要がない。したがって、キャ
ビティ１２ｂに充填された溶湯も短時間のうちに凝固が
完了する。実際、本実施形態の還元鋳造方法による場合
は、成形型１２を室温にしたまま鋳造することができ、
これによって湯じわや巣などのない良好な鋳造品を得る
ことができる。
ルミニウムの流動性がきわめて良好になるから、数秒程
度のうちにキャビティ１２ｂへの溶湯の充填が完了す
る。したがって、ランナー１６を介してキャビティ１２
ｂに溶湯が注入され、押湯部１５に溶湯５０が充填され
たところで、ランナー１６を開閉栓１８によって閉止
し、キャビティ１２ｂ内の溶湯を凝固させるようにす
る。還元鋳造方法による場合は、キャビティ１２ｂへの
溶湯の充填が短時間のうちに完了するから、従来の鋳造
方法の場合のように、キャビティ内で溶湯が凝固しない
よう型温を高くしておく必要がない。したがって、キャ
ビティ１２ｂに充填された溶湯も短時間のうちに凝固が
完了する。実際、本実施形態の還元鋳造方法による場合
は、成形型１２を室温にしたまま鋳造することができ、
これによって湯じわや巣などのない良好な鋳造品を得る
ことができる。
【００２７】上記実施形態の鋳造装置では、キャビティ
１２ｂの直前に設けた押湯部１５にランナー１６を接続
した成形型１２を使用することによって、ランナー１６
から注入される溶湯が最終的に押湯部１５を充填し、溶
湯が凝固する際のヒケを押湯部１５から補充して鋳造す
ることができる。また、鋳造後には、押湯部１５を分断
することで鋳造品を得ることができる。還元鋳造方法に
よる場合は押湯部１５の容積が小さくできるから溶湯が
凝固した後に押湯部１５内で凝固した金属を分断する作
業は容易である。
１２ｂの直前に設けた押湯部１５にランナー１６を接続
した成形型１２を使用することによって、ランナー１６
から注入される溶湯が最終的に押湯部１５を充填し、溶
湯が凝固する際のヒケを押湯部１５から補充して鋳造す
ることができる。また、鋳造後には、押湯部１５を分断
することで鋳造品を得ることができる。還元鋳造方法に
よる場合は押湯部１５の容積が小さくできるから溶湯が
凝固した後に押湯部１５内で凝固した金属を分断する作
業は容易である。
【００２８】なお、成形型に設けるランナー１６の位置
は、キャビティ１２ｂに連通する位置であれば製品に応
じて適宜選択することが可能である。図４は鋳造装置１
０で使用する成形型１２の他の実施形態を示す。この成
形型１２では、押湯部１５を経由してキャビティ１２ｂ
に連絡する湯路とは別に、キャビティ１２ｂにじかにラ
ンナー１６を接続する湯路を設けたことを特徴とする。
前述したように、本実施形態の成形型１２は、キャビテ
ィ１２ｂ内で乱流となるように溶湯５０を注入すること
を特徴とする。したがって、図４に示す成形型１２のよ
うにキャビティ１２ｂに注湯する上流側にキャビティ１
２ｂにじかにランナー１６を接続し、ランナー１６の径
を押湯部１５よりも細径として溶湯を注入する際の速度
を速めることによって、キャビティ１２ｂ内で乱流させ
ながら溶湯５０を注入することができる。
は、キャビティ１２ｂに連通する位置であれば製品に応
じて適宜選択することが可能である。図４は鋳造装置１
０で使用する成形型１２の他の実施形態を示す。この成
形型１２では、押湯部１５を経由してキャビティ１２ｂ
に連絡する湯路とは別に、キャビティ１２ｂにじかにラ
ンナー１６を接続する湯路を設けたことを特徴とする。
前述したように、本実施形態の成形型１２は、キャビテ
ィ１２ｂ内で乱流となるように溶湯５０を注入すること
を特徴とする。したがって、図４に示す成形型１２のよ
うにキャビティ１２ｂに注湯する上流側にキャビティ１
２ｂにじかにランナー１６を接続し、ランナー１６の径
を押湯部１５よりも細径として溶湯を注入する際の速度
を速めることによって、キャビティ１２ｂ内で乱流させ
ながら溶湯５０を注入することができる。
【００２９】本実施形態の成形型１２を使用する場合
は、前述したと同様にして、キャビティ１２ｂの内壁面
にマグネシウム窒素化合物が析出させた後、まず、湯口
１２ｆにアルミニウムの溶湯５０を注湯してランナー１
６からキャビティ１２ｂ内に溶湯を注入する。ランナー
１６からキャビティ１２ｂに注入された溶湯は、キャビ
ティ１２ｂ内へは乱流状態となって注入され、キャビテ
ィ１２ｂ内のマグネシウム窒素化合物と溶湯表面の酸化
皮膜との還元反応が促進され、アルミニウムの流動性が
より高められた状態で充填されていく。
は、前述したと同様にして、キャビティ１２ｂの内壁面
にマグネシウム窒素化合物が析出させた後、まず、湯口
１２ｆにアルミニウムの溶湯５０を注湯してランナー１
６からキャビティ１２ｂ内に溶湯を注入する。ランナー
１６からキャビティ１２ｂに注入された溶湯は、キャビ
ティ１２ｂ内へは乱流状態となって注入され、キャビテ
ィ１２ｂ内のマグネシウム窒素化合物と溶湯表面の酸化
皮膜との還元反応が促進され、アルミニウムの流動性が
より高められた状態で充填されていく。
【００３０】一方、湯口１２ａにも、湯口１２ｆへの注
湯と同時もしくは若干遅れてアルミニウムの溶湯５０を
注湯し押湯部１５を介してキャビティ１２ｂに溶湯を注
入する。最終的には押湯部に充填された溶湯によって凝
固の際のヒケを防止しながら凝固させる。還元鋳造方法
の場合は溶湯の湯周り性がきわめて良いから、押湯部を
ほとんど設けずに鋳造することも可能である。このよう
に、製品に応じてランナー１６あるいは必要に応じて押
湯部１５を配置することによって好適な還元鋳造を行う
ことが可能となる。
湯と同時もしくは若干遅れてアルミニウムの溶湯５０を
注湯し押湯部１５を介してキャビティ１２ｂに溶湯を注
入する。最終的には押湯部に充填された溶湯によって凝
固の際のヒケを防止しながら凝固させる。還元鋳造方法
の場合は溶湯の湯周り性がきわめて良いから、押湯部を
ほとんど設けずに鋳造することも可能である。このよう
に、製品に応じてランナー１６あるいは必要に応じて押
湯部１５を配置することによって好適な還元鋳造を行う
ことが可能となる。
【００３１】還元鋳造方法では溶湯表面に形成される酸
化皮膜を還元して溶湯の表面を純粋な溶湯金属としてキ
ャビティに充填させるようにすることが重要な条件であ
る。上記各実施形態において、ランナー１６を経由して
キャビティ１２ｂにアルミニウムの溶湯５０を注入し、
キャビティ１２ｂ内で溶湯を乱流させながら注湯してい
るのは、この還元反応を促進させるためであり、還元反
応を促進させることによって溶湯の流動性を高め、溶湯
の濡れ性、湯周り性を良好にして、キャビティ１２ｂの
内壁面との転写性（平滑性）に優れ、湯ジワ等のない良
好な鋳造品を得ることが可能とする。
化皮膜を還元して溶湯の表面を純粋な溶湯金属としてキ
ャビティに充填させるようにすることが重要な条件であ
る。上記各実施形態において、ランナー１６を経由して
キャビティ１２ｂにアルミニウムの溶湯５０を注入し、
キャビティ１２ｂ内で溶湯を乱流させながら注湯してい
るのは、この還元反応を促進させるためであり、還元反
応を促進させることによって溶湯の流動性を高め、溶湯
の濡れ性、湯周り性を良好にして、キャビティ１２ｂの
内壁面との転写性（平滑性）に優れ、湯ジワ等のない良
好な鋳造品を得ることが可能とする。
【００３２】キャビティの上流側にランナーを設けて、
ランナーを経由してキャビティに溶湯を注入する成形型
の場合は、ランナーの流路径および／または長さを調節
することによってキャビティに注入される溶湯の流速お
よび流量を調節することが可能である。したがって、成
形型を設計する際に、製品の形状、大きさ等に合わせて
ランナーの流路径あるいは長さを適宜設定しておくこと
により、製品ごとに最適な流速および流量で溶湯をキャ
ビティに注入して鋳造することができる。
ランナーを経由してキャビティに溶湯を注入する成形型
の場合は、ランナーの流路径および／または長さを調節
することによってキャビティに注入される溶湯の流速お
よび流量を調節することが可能である。したがって、成
形型を設計する際に、製品の形状、大きさ等に合わせて
ランナーの流路径あるいは長さを適宜設定しておくこと
により、製品ごとに最適な流速および流量で溶湯をキャ
ビティに注入して鋳造することができる。
【００３３】また、上述したように、還元鋳造方法によ
る場合は溶湯の湯周り性が良好となって成形型のキャビ
ティに容易に溶湯が充填されるから、従来の鋳造装置で
使用する成形型のように、成形型を保温する必要がな
く、成形型を加温する装置構成が不要となって鋳造装置
の構成を簡素化することができ、また、成形型に塗型を
用いたりする必要がなくなることから、成形型自体の構
造も簡素化できるという利点がある。
る場合は溶湯の湯周り性が良好となって成形型のキャビ
ティに容易に溶湯が充填されるから、従来の鋳造装置で
使用する成形型のように、成形型を保温する必要がな
く、成形型を加温する装置構成が不要となって鋳造装置
の構成を簡素化することができ、また、成形型に塗型を
用いたりする必要がなくなることから、成形型自体の構
造も簡素化できるという利点がある。
【００３４】なお、以上の説明では、溶湯としてアルミ
ニウムまたはその合金の溶湯を用いた鋳造方法について
説明したが、本発明はマグネシウムまたは鉄等の金属、
またはこれらの合金の溶湯を用いた鋳造方法にも適用で
きる。
ニウムまたはその合金の溶湯を用いた鋳造方法について
説明したが、本発明はマグネシウムまたは鉄等の金属、
またはこれらの合金の溶湯を用いた鋳造方法にも適用で
きる。
【００３５】
【発明の効果】本発明に係る還元鋳造方法、還元鋳造装
置およびこれに用いる成形型によれば、上述したよう
に、従来の重力鋳造方法における注湯方法とはまったく
異なり、キャビティに溶湯を注入する際に溶湯をキャビ
ティ内で乱流させながら注湯することによって、キャビ
ティ内に生成されている還元性化合物と溶湯表面の酸化
皮膜との還元反応が促進され、キャビティ内における溶
湯の流動性、湯周り性が良好となり、溶湯の未充填、湯
じわ等のない良品を得ることができる。また、溶湯の流
動性、湯周り性が良好となることから製品の歩留まりを
向上させることが可能となる。また、成形型について
は、キャビティの上流側にランナーを設けることによっ
て、キャビティ内に溶湯を乱流させながら注入させて、
好適な還元鋳造を行うことができる等の著効を奏する。
置およびこれに用いる成形型によれば、上述したよう
に、従来の重力鋳造方法における注湯方法とはまったく
異なり、キャビティに溶湯を注入する際に溶湯をキャビ
ティ内で乱流させながら注湯することによって、キャビ
ティ内に生成されている還元性化合物と溶湯表面の酸化
皮膜との還元反応が促進され、キャビティ内における溶
湯の流動性、湯周り性が良好となり、溶湯の未充填、湯
じわ等のない良品を得ることができる。また、溶湯の流
動性、湯周り性が良好となることから製品の歩留まりを
向上させることが可能となる。また、成形型について
は、キャビティの上流側にランナーを設けることによっ
て、キャビティ内に溶湯を乱流させながら注入させて、
好適な還元鋳造を行うことができる等の著効を奏する。
【図１】本発明に係る鋳造装置の全体構成を示す説明図
である。
である。
【図２】鋳造装置に用いる成形型の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】成形型に溶湯を注入している状態を示す説明図
である。
である。
【図４】鋳造装置に用いる成形型の他の構成例を示す断
面図である。
面図である。
【図５】従来の鋳造装置で使用される成形型の構成例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】アルミニウムの還元鋳造方法によって鋳造する
方法を示す説明図である。
方法を示す説明図である。
１０ 鋳造装置 １２ 成形型 １２ａ 湯口 １２ｂ キャビティ １２ｃ 金属ガス導入口 １２ｄ 窒素ガス導入口 １２ｅ 金属ガス導入路 １３ 型部 １４ アダプター １５ 押湯部 １５ａ ゲート １６ ランナー １８ 開閉栓 １９ アルゴンガスボンベ ２０ 窒素ガスボンベ ２８ 加熱炉 ３６ タンク ５０ 溶湯 １００ 成形型 １０２ａ 下型 １０２ｂ 上型 １０４ キャビティ １０６ 湯口 １０８ 押湯部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春原 昭 長野県上田市大字国分840番地 日信工業 株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 金属の溶湯を成形型のキャビティ内に注
湯し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物とを
接触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元しつ
つ鋳造する還元鋳造方法であって、 溶湯を前記キャビティに注湯する際に、該溶湯をキャビ
ティ内で乱流させながら注湯することを特徴とする還元
鋳造方法。 - 【請求項２】 金属の溶湯を成形型のキャビティ内に注
湯し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物とを
接触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元しつ
つ鋳造する還元鋳造方法であって、 前記キャビティより上流側に、押湯部よりも流路径の細
いランナーを設け、該ランナーの流路径を調整して溶湯
のキャビティ内への流速を調整することを特徴とする還
元鋳造方法。 - 【請求項３】 金属の溶湯としてアルミニウムまたはそ
の合金の溶湯を使用し、成形型内にマグネシウムガスと
窒素ガスとを導入して反応させて得たマグネシウム窒素
化合物を還元性化合物として鋳造することを特徴とする
請求項１または２記載の還元鋳造方法。 - 【請求項４】 金属の溶湯を成形型のキャビティ内に注
湯し、成形型のキャビティ内で溶湯と還元性化合物とを
接触させて溶湯の表面に形成された酸化皮膜を還元しつ
つ鋳造する還元鋳造装置であって、 前記キャビティの上流側に、押湯部よりも流路径の細い
ランナーが設けられていることを特徴とする還元鋳造装
置。 - 【請求項５】 前記キャビティの直前に押湯部が設けら
れ、該押湯部にランナーが接続されていることを特徴と
する請求項４記載の還元鋳造装置。 - 【請求項６】 前記ランナーの上流側に設けられる湯口
に、溶湯をためる溶湯溜まりが設けられ、溶湯溜まりと
ランナーとの連通を開閉する開閉部材が設けられている
ことを特徴とする請求項４または５記載の還元鋳造装
置。 - 【請求項７】 前記ランナーの内壁面が断熱処理され、
あるいは前記ランナーが、セラミック、アルミナボード
等の断熱材により成形されていることを特徴とする請求
項４、５または６記載の還元鋳造装置。 - 【請求項８】 アルミニウムまたはその合金の溶湯をキ
ャビティ内に注湯し、マグネシウムガスと窒素ガスとを
反応させて生成したマグネシウム窒素化合物と前記溶湯
とをキャビティ内で接触させ、溶湯の表面に形成された
酸化皮膜を還元しつつ鋳造するアルミニウム還元鋳造方
法に用いられる成形型において、 前記キャビティの上流側に、押湯部よりも流路径の細い
ランナーが設けられていることを特徴とするアルミニウ
ム還元鋳造方法に用いられる成形型。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101011A JP3592251B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 還元鋳造方法、還元鋳造装置及びこれに用いる成形型 |
| US10/105,377 US6752199B2 (en) | 2001-03-30 | 2002-03-26 | Reduction casting method, reduction casting apparatus and molding die using same |
| BR0200984-6A BR0200984A (pt) | 2001-03-30 | 2002-03-27 | Método de fundição por redução, aparelho de fundição por redução e matriz de moldagem que utiliza o mesmo |
| DE60223740T DE60223740T2 (de) | 2001-03-30 | 2002-03-28 | Verfahren und Vorrichtung zum reduzierenden Giessen und dazu verwendete Giessform |
| EP02007236A EP1245312B1 (en) | 2001-03-30 | 2002-03-28 | Reduction casting method, reduction casting apparatus and molding die using same |
| CNB021087458A CN1220565C (zh) | 2001-03-30 | 2002-04-01 | 还原铸造方法、还原铸造装置以及利用该方法的铸模 |
| US10/630,873 US6805191B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-07-31 | Reduction casting method, reduction casting apparatus and molding die using same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101011A JP3592251B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 還元鋳造方法、還元鋳造装置及びこれに用いる成形型 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002292460A true JP2002292460A (ja) | 2002-10-08 |
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|---|---|---|---|
| JP2001101011A Expired - Fee Related JP3592251B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 還元鋳造方法、還元鋳造装置及びこれに用いる成形型 |
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| EP (1) | EP1245312B1 (ja) |
| JP (1) | JP3592251B2 (ja) |
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| BR (1) | BR0200984A (ja) |
| DE (1) | DE60223740T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017119290A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 昭和電工株式会社 | ヒートシンク鍛造用素材、ヒートシンク鍛造用素材の製造方法、及びヒーシンクの製造方法 |
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| US6725900B2 (en) | 2001-03-15 | 2004-04-27 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Method of deoxidation casting and deoxidation casting machine |
| US7950441B2 (en) | 2007-07-20 | 2011-05-31 | GM Global Technology Operations LLC | Method of casting damped part with insert |
| TWM346510U (en) * | 2008-07-09 | 2008-12-11 | De-En Liu | Shaping mold for making ceramics with fine intaglio surface |
| WO2022140090A1 (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | Novelis Inc. | Systems and methods of controlling gas flow in a mold in aluminum casting |
| WO2023018964A1 (en) * | 2021-08-12 | 2023-02-16 | Superior Industries International Inc. | Multi-gate molten feedbox system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1410775A (en) * | 1917-11-24 | 1922-03-28 | Frank E Thomes | Mold for metal casting |
| US2830894A (en) * | 1947-11-07 | 1958-04-15 | Frank H Spedding | Production of uranium |
| US2770860A (en) * | 1952-07-23 | 1956-11-20 | Gen Motors Corp | Casting readily oxidizable alloys |
| US3680628A (en) * | 1970-06-10 | 1972-08-01 | Neil J Mclean | Device for excluding slag and other floating impurities from molten metal as the metal is poured into a mold |
| DE2146031A1 (de) * | 1971-09-15 | 1973-03-22 | Eduard Dipl Ing Baur | Giessform und schalenfoermige trichter fuer giessformen |
| GB1525707A (en) * | 1975-02-22 | 1978-09-20 | Booth & Co Ltd W H | Casting metals |
| SU703217A1 (ru) * | 1977-09-26 | 1979-12-15 | Предприятие П/Я В-8495 | Литникова система |
| SU1405943A1 (ru) * | 1987-01-12 | 1988-06-30 | Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья | Литейна форма |
| ES2031006T3 (es) * | 1988-09-22 | 1992-11-16 | Maschinenfabrik & Eisengiesserei Ed. Mezger Ag. | Plantilla de zapata de freno y procedimiento para su elaboracion. |
| JPH03230843A (ja) | 1990-02-07 | 1991-10-14 | Komatsu Ltd | 鋳鋼の溶鋼流動性向上方法 |
| JPH07155897A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-20 | Enkei Kk | 鋳型構造及び鋳造方法 |
| DK171732B1 (da) * | 1996-05-01 | 1997-04-21 | Georg Fischer Disa As | Indretning af støbeindløbssystem med efterfødningsreservoir i en indløbskanal til efterfødning af støbegods samt fremgangsmåde til udformning af støbeindløbssystem |
| JP3630383B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2005-03-16 | 本田技研工業株式会社 | 金属・セラミックス複合材料の製造方法 |
| DE19720056A1 (de) * | 1997-05-14 | 1998-11-19 | Wagner Heinrich Sinto Masch | Gießform für automatisch arbeitende Formanlagen sowie Verfahren zur Herstellung der Gießformen |
| DE19720183A1 (de) * | 1997-05-14 | 1998-11-19 | Wagner Heinrich Sinto Masch | Gießverfahren |
| US6171363B1 (en) * | 1998-05-06 | 2001-01-09 | H. C. Starck, Inc. | Method for producing tantallum/niobium metal powders by the reduction of their oxides with gaseous magnesium |
| JP2000280063A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Nissin Kogyo Co Ltd | アルミニウム鋳造方法 |
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- 2001-03-30 JP JP2001101011A patent/JP3592251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-03-26 US US10/105,377 patent/US6752199B2/en not_active Expired - Fee Related
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-
2003
- 2003-07-31 US US10/630,873 patent/US6805191B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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