真空吸引鋳造

真空吸引鋳造とは、 鋳型 の外部を減圧し、真空により発生する吸引力を利用した精密鋳造法のひとつです。真空吸引鋳造は、とくに 凝固 の遅い金属やガスを多く含む金属に向く鋳造方案です。

真空吸引方向に気体を引っ張るので、鋳型の内在ガスを吸引してくれるため、 溶湯 が鋳型内の空洞部を通過するときの抵抗が少なくなります。

また、溶湯が 凝固 するときに金属から放出されるガスも真空吸引してくれるため、ガスを多く取り込む金属や凝固の遅い金属には有効な 鋳造方案 となります。

重力鋳造（自重圧鋳造） と比べると当然ながら鋳造性は向上し、鋳肌も滑らかで鋳物の密度も上がります。

但し、鋳型内空洞のガスを真空吸引するため、鋳型の密度が高過ぎると 通気性 が損なわれ鋳造性が低下するので『硬すぎる鋳型』には注意が必要です。　

真空吸引鋳造で使用される真空は、ロータリー（油回転）式の真空ポンプが一般的なので、最大でも-0.1MPaとなり、それ以上の力がないので、極端に複雑な形状には不向きです。

ブロックモールド法 では、『一方向性真空吸引』と『多方向性真空吸引』の2つの種類があります。

一方向性真空吸引鋳造機

図のように、 鋳型 の下から真空吸引で 溶湯 を引っ張り地金の流れをアシストします。

鋳型を真空雰囲気にする密閉容器（チャンバー）を必要とせず、鋳型は大気開放でできるので、装置は比較的低価格です。

しかし、鋳込みの方向性が上から下への単一方向なので、鋳型に対して水平方向への 鋳込み 能力が低下します。このため ワックスツリー の立て方や 湯道 の取り付け方を重力に逆らわないように取り付けるなどの工夫が必要です。

多方向性真空吸引 に比べ、鋳造の方向性への対応が求められるため、鋳造物の形状により 鋳込み不良 が発生する場合があります。

多方向性真空吸引鋳造機

鋳型 の筒の側面に穴の開いた吸引鋳造専用の穴あきの鋳型（ 穴あきフラスコ ）が必要です。

鋳型は真空容器に入れ鋳型の底部と側面の穴から全体的に真空吸引を行うことができます。このため真空吸引方向（鋳込み方向）が水平にも確保されるため、鋳造性が向上します。 ブロックモールド法 で基本となる樹枝状の ワックスツリー が使用できます。

鋳造機の機構では、専用のフランジ付きの穴あき ステンリング を使用し、 鋳型 の上部を大気開放し、フランジより下を真空容器に入れて真空吸引を行う簡易型と鋳型を密閉容器に入れて容器全体を真空にし、金属の 溶解 も真空中で行える２つのタイプがあります。

多方向性真空吸引鋳造機（簡易型）

一般的に鋳造機の価格を抑えるため熱源（金属の溶解機能）が搭載されない場合が多く見られます。

図のように鋳型のフランジで真空容器を密閉して『首から下』を真空吸引します。真空が漏れないようにフランジ部にはドーナッツ状の耐熱シール材を取り付けます。カーボンやシリコーンゴムで作られていますが、数回の鋳造で劣化するため、ほぼ使い捨ての消耗材料です。

真空溶解多方向性真空吸引鋳造機

鋳型を真空容器に入れ全体を真空吸引します。 鋳型 の 湯口 部は鋳型下部と分離されています。鋳型上部には 底注ぎ式 の ルツボ が設置され、ルツボ内で溶解された金属をルツボの穴から下へ 注湯 します。

この方式では、ルツボ内の金属を不活性ガス雰囲気で溶解することが可能なため、大気溶解で発生する スラグ などの発生を低減できます。

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