JPH02192847A

JPH02192847A - 消失模型鋳造法

Info

Publication number: JPH02192847A
Application number: JP1103889A
Authority: JP
Inventors: Minoru Imai; 実今井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、消失模型鋳造法に関する。

（従来の技術）周知のように、消失模型鋳造法と称される鋳造法は、従
来の砂型鋳造法に比べ、■中空部材を製造する際に中子
を必要としないこと、■砂に粘着剤を混入させないので
、砂の回収・再利用が容易であること、■複雑な形状の
ものにも適用可能であること、などの種々の利点がある
ので、その開発が進められ、具体的には、自動車用エン
ジンの吸気マニホールドの鋳造に用いられる場合がある
。

そして、この消失模型鋳造法は１通常、得ようとする鋳
造品と同一形状の発泡スチロール製の消失鋳型を鋳物容
器内に収容して、この鋳物容器内に鋳物砂を充填して消
失鋳型を鋳物砂内に埋設した上で、消失鋳型に接続した
湯口から溶湯、所謂、溶融金属を注入することにより実
施されるものである。この結果、鋳物砂内では、湯口お
よび消失鋳型が順次熱分解して、この部分が溶湯に置換
され、所望する鋳物製品が製作される。

ところで、上述した消失模型鋳造法にあっては、複雑な
形状を有する鋳型については、この模型を複数の模型に
分割して、これらを接着剤等により相互に接着して形成
することが一般的であるとされている。

このため、形成された消失模型には、最終的に得られる
鋳造品の表面を平滑化する目的で、鋳物砂内への埋設前
に、消失模型の表面全体に、耐火物の微粒子を付着させ
ることが行なわれている。

すなわち、上述した耐火性微粒子を付着させるにあたっ
ては、粘結剤、界面活性剤、消泡剤を含む水溶液に耐火
性の微粒子を混合し、で得られる塗型剤を消失模型の表
面全体に塗布した後、これを乾燥させることで上記微粒
子を付着させるようにしている。

ところで、上述したような消失模型同士の接着において
、その接着が不完全であったり、また、消失模型の表面
に微小クラック等の傷があると、消失模型の表面に塗布
された塗型剤がこの接着の不完全な部分や傷のある部分
に侵入して、消失模型が熱分解してもこの塗型剤中の耐
火物の微粒子が分解せずに出来上がった鋳造品の内部に
残留してしまい、鋳造欠陥となる虞れがある。

このような鋳造欠陥の発生を防止するには、消失模型に
おいて、接着の不完全部分やその他の傷等の欠陥を完全
に解消することが必要となる。

すなわち、所望の接着を完璧に行うことと、消失模型の
表面を傷つけないようにする部品管理が求められる。

しかしながら、例えば、エンジンの吸気マニホールド等
のように接着面が曲面である模型の場合には、完全に接
着することには、曲面での剥雛等の問題からして困難な
点が多い。また、消失模型の材料である発泡スチロール
は、一般に、柔らかくて傷が付きやすいため、微小な傷
も付かないように管理することは困難である。

そこで、このような問題を解消する目的で、粘結剤を主
成分とする溶液を塗布した後に、耐火物微粒子を付着さ
せるようにして、消失模型の表面を一旦、粘結剤により
平滑化してから耐火物微粒子を付着させて消失模型の表
面における欠陥部内への耐火物微粒子の侵入を抑えるよ
うにすることが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述したような鋳造欠陥を防止するため
の方法にあっては、粘結剤を消失模型の表面に塗布する
ことで、傷等の欠陥部を粘結剤により充填したと同じ効
果を得ようとするものであるが、消失模型の表面におけ
る欠陥部分に該当する位置での粘結剤は、その欠陥部分
の改良に費やされてしまい、耐火物微粒子の結合のため
には、その膜厚等を含めた強度上、不安定な状態を呈す
る虞れがあり、仮りに、耐火物微粒子の固定結合が不十
分であると、その部分での耐火性が得られずに、溶湯が
鋳物砂内に滲出してしまい、結果として、鋳造欠陥を起
こすことになる。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の消失模型鋳造
法における問題に鑑み、消失模型の表面に形成される耐
火物の層を完全な状態に形成して溶湯の漏れ等による鋳
造欠陥を無くすことのできる鋳造法を得ることにある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明は、溶湯により消失す
る消失模型の表面に塗型剤を塗布した後これを乾燥させ
る第１工程と、該消失模型を鋳物砂内に埋設する第２工
程と、該消失模型の内部に上記溶湯を注入して該消失模
型を該溶湯に置換する第３工程とからなる消失模型鋳造
法において、上記第１工程は、上記消失模型の表面に粘
結剤を主成分とする溶液（水溶液を除く）を塗布する粘
結剤塗布工程と、続いて該消失模型表面の粘結剤層上に
、該粘結剤と同種若しくは異種の材質から成る粘結剤に
加えて耐火物微粒子を含む塗型剤を塗布する塗型剤塗布
工程とから構成することを提案するものである。

（作　用）本発明によれば、消失模型の表面に塗布される粘結剤の
膜層に加え、その表面に、耐火物微粒子を混合された粘
結剤の層が形成される。

（実　施　例）以下、第１図乃至第３図において本発明実施例の詳細を
説明する。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明実施例による消失模型
鋳造法に用いられる消失模型の表面部分の処理過程を説
明するための模型図である。

本実施例における消失模型１．２は、吸気マニホールド
を製造するためのものであり、第２図に示すように、い
ずれも発泡スチロール製の模型部分を接合して完成品と
同様な形状にされる。

このうち、消失模型１は、割型ＩＡ、ＩＢを互いに接合
し、また、消失模型２は、割型２Ａ、２Ｂを互いに接合
して形成されており、これら各型においては、吸気ポー
トとなる空気通路１ａ、２ａが内部にそれぞれ形成しで
ある。

なお、上述した模型における割型の接合面Ａ、Ｂは、曲
面で構成されているが、各接合面は、第１図（Ａ）示の
ように、全面的に整合する完全な接着面である必要はな
く、そして、接着にあたっても、全面的な接着とするこ
となく１点綴着であっても差し支えない。

上述したような消失模型１．２には、発泡スチロール製
の湯口３が取付けられる。本実施例の場合、第２図示の
ように、消失模型１．２を対向させて湯口３に接着させ
るようにしである。なお、第２図中、符号３Ａ、３Ｂは
、湯口３から各模型に向け、接続されている湯道となる
湯口３の核部分を示している。

このように加工された消失模型１，２を用いて鋳造が行
われるが、本実施例における鋳造法にあっては、消失模
型１．２の表面に、塗型剤を塗布した後に二九を乾燥す
る第１の工程と、消失４ｇ型１．２を鋳造容器４内に充
填される鋳物砂５内に埋設する第２の工程と、埋設され
た消失模型１．２の内部に溶湯を注入して、消失模型１
，２を溶湯に置換する第３の工程が実行される。

そして、本実施例の特徴とする点は、上述した第１の工
程を、■消失模型１．２の表面に粘結剤を主成分とする
溶液を塗布する粘結剤塗布工程。

■粘結剤と耐火物微粒子とを混合させた一般的な塗型剤
を塗布する塗型剤塗布工程で構成したことにある。

すなわち、第１の工程においては、まず、消失模型１，
２を、粘結剤を主成分とする溶液中に浸漬し、第１図（
Ａ）に示す消失模型１．２の接着面Ａ、Ｂの未接着部分
を含んだ消失模型の全表面に、第１図（Ｂ）示のように
、粘結剤の薄層（粘結剤薄層）６を形成する。

この処理工程において用いられる粘結剤を主成分とする
溶液は、水溶液を除いた消失模型１．２を侵さない有機
溶剤であって１例えば、アルコール溶液が用いられ、こ
のアルコール溶液中に、粘結剤としての酢酸ビニル樹脂
を１〜３０％程度含んだものが用いられる。なお、上述
した溶液として水溶液があるが、水溶液の場合、粘結剤
、界面活性剤および消泡剤を含む必要があるため、上述
したアルコール溶液に比べ、その成分上のコストが高く
なる問題があるので、あまり用いられない。

一方、上述した粘結剤薄Ｎ６を構成する溶液は。

消失模型１．２における表面の欠陥部、つまり、各割型
の接合不完全面りや偏部Ｅあるいは型表面に形成されて
いるビーズ模様の凹部Ｃ等の内部にまで侵入し、模型表
面での凹部の埋込が行われる。

そして、このような、処理に引き続いて、上述した粘結
剤薄層６の上面に、この粘結剤と同種若しくは、異種の
成分から成る粘結剤を主成分とする溶液と耐火物微粒子
とを混合した一般的な塗型剤が塗布される。

すなわち、上述した塗型剤における耐火物微粒子は、例
えば、シリカ（ＳｉＯ２）、ジルコニア（２ｒ　Ｏ，）
または雲母等の微粒子が用いられ、これら微粒子の選択
例としては、鉄材の鋳造の場合には、通常、シリカやジ
ルコニアが、そして、アルミニュウム系材料の鋳造の場
合には、断熱空間のある雲母が選択されるようになって
いる。

そして、このような耐火物微粒子は、第１図（Ｃ）にお
いて符号６Ａで示すように、粘結剤６′と混合されるこ
とにより、粘結剤中に入り込み、換言すれば、各粒子間
の結合が粘結剤６′を介して行われ、このように両者が
混合した層が、粘結剤薄層６上に形成される。

従って、上述した耐火物微粒子６Ａは、粘結剤薄Ｎ６と
粘結剤６′とが強固に結合されるのを介して、粘結薄Ｎ
６上での結合を強力なものとされ、容易に脱落しない状
態を維持される。また、この耐火物微粒子６Ａは、粘結
剤薄層６によって模型表面の欠陥部内には、侵入できな
いようになっており、各粘結剤が乾燥硬化した時点では
、消失模型１．２の表面において、均一な厚さの耐火層
を形成できるようになっている。

上述したような表面処理を経た消失模型１．２は、続い
て行われる第２の工程において鋳物砂５内に湯口３と共
に埋設される。

すなわち、第３図には、第２の工程が示されており、ま
ず、第３図（Ａ）に示すように、下部に適量だけ粘結剤
を添加混合されていない鋳物砂５を収容した鋳物容器４
内に、消失模型１．２を所定の姿勢にセットし、さらに
容器４内に対して、粘結剤を添加混合されていない鋳物
砂５を充填して、第３図（Ｂ）示のように、消失模型１
，２を完全に鋳物砂中に埋設する。なお、この鋳物砂５
の充填は、図示しない加振装置による振動を加えながら
行なわれ、鋳物砂間を稠密化するようになっている。

従って、このような方法で鋳物砂５を充填すると、上述
したような、砂同士での稠密化を促進できると共に、消
失模型１，２における通路空間１ａ、ＩＢ内への鋳物砂
の充填も完全となる。

そして、この第３図（Ｂ）に示した工程が終了すると、
第３図（Ｃ）および第３図（Ｄ）に示す第３の工程が実
行される６すなわち、第３の工程においては、湯口３を介して消失
模型１．２の内部へ、例えば、アルミニュウム系合金の
溶融金属、所謂、溶湯７を注入して、消失模型１．２を
この溶湯７に置換する。

つまり、湯口３を介して消失模型１．２の内部に溶湯７
を注入していくと、第３図（Ｃ）に示すように、高温の
溶湯７は、湯口３を熱分解しながら、消失模型１，２の
内部に侵入していき、消失模型１．２を徐々に熱分解し
ていく。

そして、この熱分解した部分、つまり湯口３および消失
模型１．２が存在していた空間は、溶湯７に置き換わり
、所望の金Ｒ鋳造品、本実施例では、エンジンの吸気マ
ニホールド８Ａ、８Ｂが製造される。

（発明の効果）以上、実施例の説明からも明らかなように、本発明によ
れば、鋳物砂内への消失模型の型込めに際し、その消失
模型の表面に塗型剤を塗布する工程において、消失模型
の表面に生じている欠陥部を埋めてその面の平滑化を行
なう粘結剤塗布工程と、これに加えて、上述した粘結剤
と同種若しくは異種の粘結剤に耐火物微粒子を混合した
塗型剤を用いた層を形成することにより、耐火物微粒子
を結合するための強度を、上記２番目の粘結剤により確
保することが可能になるので、消失模型表面での耐火層
を完全な状態で得られ、これによって、消失模型内に注
入される溶湯が消失模型と鋳物砂との境界から鋳物砂内
に漏洩するようなことを防止して、鋳造欠陥の発生を未
然に防ぐことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に用いられる消失模型に対する処
理過程を説明するための模型図、第２図は消失模型の一
例を説明するための模型図、第３図は本発明実施例によ
る鋳造法を説明するための模型図である。１．２・・・消失模型、３・・・湯口、４・・・鋳造容
器、５・・・鋳物砂、６・・・粘結剤薄層、６′・・・
粘結剤、　６Ａ・・・耐火物微粒子。

Claims

【特許請求の範囲】溶湯により消失する消失模型の表面に塗型剤を塗布した
後これを乾燥させる第１工程と、該消失模型を鋳物砂内
に埋設する第２工程と、該消失模型の内部に上記溶湯を
注入して該消失模型を該溶湯に置換する第３工程とから
なる消失模型鋳造法において、上記第１工程は、上記消失模型の表面に粘結剤を主成分
とする溶液（水溶液を除く）を塗布する粘結剤塗布工程
と、続いて該消失模型表面の粘結剤層上に、該粘結剤と
同種若しくは異種の材質から成る粘結剤に加えて耐火物
微粒子を含む塗型剤を塗布する塗型剤塗布工程とから構
成されていることを特徴とする消失模型鋳造法。