吉田キャストは日本で一番歴史の長い鋳造機メーカーです

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鋳造

焼成炉内の鋳型の温度が、希望する温度になったら(炉内温度表示が希望する温度に達した後、最低1時間その温度を保持します)鋳型を鋳造機にセットして地金の溶解を開始します。希望する鋳造のタイミングで溶湯(溶けた地金)を鋳型に鋳込みます。
地金の溶解には、『バーナー溶解』『電気式溶解炉による溶解』『高周波溶解』の3種類に分けられます。『バーナー溶解』では、溶湯の客観的な温度管理は不可能なので、鋳型温度の調節で鋳造温度の管理を行います。『電気式溶解炉(メタルメルト)による溶解』では、デジタルで温度が表示されるので、客観的な温度管理が可能です。『高周波溶解』の場合、鋳造機との併用となるため、使用する鋳造機に測温機能が搭載されているか、されていないかによります。『温度表示』の要・不要は、オペレーターの好みも含め、一概に言えませんが、仮に、温度表示機能が搭載されていなくても、溶解のある時点からカウントする『溶解時間』によって溶解基準を設け、客観的な鋳造タイミングを計る方法があり、この方法で鋳造を行っている方も数多くいらっしゃいます。(測温装置のない鋳造機での鋳造は、資料館にて情報を提供しています。)
鋳造法案には、おおまかに分けて4つの方案があります。このうち自重圧(地金の重さだけで鋳造を行う方法)は、ここでご紹介するような小さな物の鋳造には不向きなので、事実上は『遠心鋳造』『吸引鋳造』『加圧鋳造』の何れかの方法で鋳造を行います。この方案の内、吸引と加圧に関しては、地金傾注の方法が2種類あります。『底注ぎ方式』は、ルツボの底部に穴があり、その穴を耐熱性のストッパーで押さえておきます。地金が完全に溶解した後にこのストッパーを外し地金を鋳型に注ぎ入れる方式です。『傾注方式』とは、ルツボを傾けて溶湯を鋳型に注ぎ入れる方法を差します。ここでは。加圧法による底注ぎ方式での鋳造を例に取り解説しています。
また、地金の溶解雰囲気も『大気中溶解』『真空中溶解』『不活性ガス中溶解』などがあり、鋳造機の種類によっては、溶解雰囲気のオプションが設定できるものもあります。


金・銀合金鋳造/加圧による底注ぎ鋳造
底注ぎ法による鋳造の場合、鋳型の湯口とルツボの穴が合うように鋳型を設置します。黒鉛ストッパーがルツボの穴を塞ぐようにセットして、計量した鋳造地金をルツボに入れます。地金量が多すぎる場合には当然鋳型から地金があふれ出ますし、逆に少ない場合には、充分な押し湯効果が確保できないため、凝固時の地金の収縮の際に地金のフィーディング(凝固収縮により不足した地金を押し湯により供給すること)が不可能になり、収縮鋳巣の原因になります。地金のセット後は、溶解を開始します。
地金温度は、測温機能を搭載している鋳造機の場合には希望する測定値で鋳造を行います。測温機能を搭載していない鋳造機の場合には、地金の溶落(ルツボ内の未溶解の金属が、既に溶けている地金に沈み込む瞬間)後の時間を計測し、希望する秒数が経過した後に鋳造を行います。何れの方法にしても、ある程度の経験値で結果が左右されます。(温度が表示されていても、溶湯の測温位置や計器の誤差などで、実際の地金温度とは異なります。)溶湯が鋳型内の空洞を満たした後、加圧が行われ、地金が完全に凝固するまでのあいだ、圧力で地金を押え込み、細部にわたる空洞まで地金を行き渡らせます。(完全溶解前に加圧を停止すると、背厚(バックプレッシャー)により地金が押しも度されてしまいます。)地金が凝固したら、鋳型を取り出して鋳造の完了です。


鋳造開始前の準備

1.ネットのワックス重量に地金の比重を掛け、押し湯量を足した鋳造地金量を各鋳型ごとに計算し、それぞれの地金を計り分けて準備します。 2.鋳造温度に達した鋳型を焼成炉から取り出します。耐火手袋を必ず着用し、化学繊維など熱に溶けやすい衣服の着用は避けます。 3.鋳型を鋳造機にセットします。鋳型を室温にさらしても、鋳型の断熱効果により鋳型内部が急激に冷えることはありません。 4.計量した地金をルツボに入れます。粉地金の使用は避けます。

鋳造作業の流れ

5.加熱を開始します。地金が溶け始めたら、溶落の瞬間を待ちます。 6.表示温度又は溶落後の秒数が経過した後、地金を鋳込みます。加圧鋳造の場合、実際の鋳造及び、真空又は不活性ガス中溶解の場合には、鋳造機のフタを閉めて行います。 7.地金を鋳込みます。加圧鋳造の場合、加圧が行われます。掲載写真は、加圧が完了し、鋳造機内の圧力が大気圧に戻された後にフタを開けた状態です。 8.鋳造完了の鋳型を鋳造機から取り出し、鋳型を冷ますため、少しの間鋳型を放冷します

⇒次の工程は【鋳造物の取り出し】です。

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