JPH02200344A - 鋳型の成形方法 - Google Patents

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、精密鋳造用セラミック鋳型の成形方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、精密鋳造に使用されるセラミック鋳型は、鋳型材
の経済性や鋳型強度の点から製品キャビテイ面のみをセ
ラミックとし、他の部分はシャモットサンド等の骨材、
水ガラス等のバインダを用いたバックアップ部とから成
る２重構造の鋳型が公知であり、使用されている。

しかしながら、このようなセラミック鋳型を用いて鋳造
を行なった場合、製品部キャビテイ面は熱伝導性の悪い
セラミックであるため、製品部の溶湯は、押湯部に比べ
て冷却速度が遅くなり、最終凝固部となるべき押湯部の
溶湯から先に凝固が進行してしまい、このため、できあ
がった製品の表面や内部には凝固収縮等による鋳造欠陥
が発生していた。このため、このような不具合を解消す
るための方策の１つとして鋳型内に冷却孔を設け、鋳造
時に冷却孔内に水や冷却ガスを流して、製品部溶湯の指
向性凝固を行なわせる方法が用いられていた。

なお、冷却孔の形成法としては、鋳型の完成後ドリル等
で穿設する方法や、予め鋳型内に金属製のパイプを埋°
設しておく方法等が開示されている。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、上記の冷却孔形成法では以下のような問
題点がある。

すなわち、ドリル等で穿設する方法では、直線的な孔し
か形成できず、冷却孔の形状や形成位置が限定されてし
まい、有効な冷却能を有する冷却孔の形成は困難である
。

また、金属パイプを予め鋳型内に埋設する方法の場合、
セラミック鋳型は約１０００℃もの高温で焼成するする
ことによって完成するものであるため、鋳型内に金属製
のパイプ等が存在すると焼成時に鋳型とパイプの熱膨張
率の違いから鋳型に粗大な割れが発生していた。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために１本発明では、鋳型
の造型時に、この鋳型で鋳造する鋳造品の凝固を早めた
い部位や表面の酸化脱炭を防止したい部位等に対向する
上記鋳型内に流体用流通孔を形成させるに際して、この
孔を形成させるための消失性模型を前記鋳型内の孔形成
部に埋設し、その後前記消失性模型を燃焼気化させて消
失させることによって前記孔を形成させる。

［作１■月 本発明における流体用流通孔の形成法は、消失性模型を
バックアップ造型時に埋設しておき、セラミンク部の焼
成時の熱を利用して、該消失性模型を燃焼気化させるも
のであるため、消失性模型として従来からよく使用され
ている発泡ポリスチレン等の材料を用いれば、任意の寸
法形状の流体用流通孔の設計が可能であり、安価で精度
よく波体用流通孔を形成することができる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る下型の精密鋳造用セラミック鋳型
の平面図ならびに縦断面図、第２図は第１図のセラミッ
ク鋳型に押湯キャビティを右する」二型と型合わせＬ５
て鋳造に供する状態を示した縦断面図であり、第１図お
よび第２図を用いて未発明の詳細な説明する。

第１図において、符号ｌはバックアップ部、２はセラミ
ック部、３は製品キャビテ仁４は冷却孔、７は鋳枠、１
０は冷却ガス導入孔、および、１１は冷却ガス排出孔で
ある。

Ｆ型２０の製作は下記のようにして行なう、まず、製品
部キャビティ３よりセラミック部２の厚み分だけ大きい
形状のバックアップ用模型（図示せず）および鋳枠７を
使用して水ガラスを粘結材とするシャモットサンドにて
ＣＯ２プロセスでセラミックスラリ注入孔（図示せず）
を有するバックアップ型を製作する。

バックアップ型造型の際、シャモットサンドを充填する
時に、冷却孔４とほぼ同一の寸法形状を有する発泡ポリ
スチレン製消失性模型の両端を鋳枠７に設けである冷却
ガス導入孔１０および冷却ガス排出孔１１に差し込んで
シャモットサンド内に埋設する。シャモットサンドの硬
化後、バックアップ用模型を抜型し、このパックアップ
キャビティ内に製品模型（図示せず）を設置し、バック
アップ型と製品模型との隙間にセラミックスラリを注入
孔を介して流し込む。

なお、本実施例においては、セラミックスラリとしてジ
ルコンサンド、ジルコンフラワ、バインダおよび硬化促
進剤を適当量配合したものを用いた。スラリの硬化後、
製品模型を抜型し、ギャビティ表面をガス八−すで１次
焼成した後、さらに、鋳型全体を電気炉中に挿入し、１
０００℃で３時間保持の２次焼成を行なって下型２０は
完成する。

２次焼成昨に、バックアップ鋳型内に埋設された発泡ポ
リスチレン製消失性模型は、燃焼気化して冷却孔４が形
成される。なお、セラミック部２とバックアップ部ｌと
の境界３ａと冷却孔４との距離はなるべく小さく、例え
ば５〜１０ｍｍとするとよい。

つぎに、第２図に示すように、下型２０の上に、押湯キ
ャビティ５．抄部６．鋳枠７ａからなる上型２１を型合
わせしてＩｔＬ置し、この状態下で押湯キャビテイ５上
部より鋳込温度１６００℃で高合金鋳鋼の溶湯を鋳込ん
だ、この時、注湯直前から冷却孔４へは、図示しないＮ
２ガスボンベに付随した流量調節弁を適宜開度調整しな
がら、下型２０の冷却ガス導入孔１０まで配設された導
管を介して冷却孔４よりバックアップ部１へＮ２ガスが
供給される。このＮ２ガスは、溶湯の凝固が完７　Ｌ、
型ばらし可能な温度に冷却するまで波し続けた。この結
果、溶湯の最終凝固部は押湯内に生じるため、製品表面
で内部での凝固欠陥は全く発生せず１表面は酸化脱炭の
ない優れたものであった。

また、本実施例と同一形状の鋳型で、冷却ガスをＨｅと
しても、また、Ａｒとした場合にも、本実施例と同様な
結果が得られた。

なお１本実施例では製品キャビティ３の横断面形状が円
形であり、さらに、キャビティ３の底面部３ｂに鋳造欠
陥や酸化脱炭が発生しやすいため、底面部３ａ直下のバ
ックアップｌ内に円環状の冷却孔４を設けたが、冷却孔
の数１位置９寸法形状等は鋳造品固有の寸法形状や欠陥
の発生しやすい（＆置に合わせて、任意に設定すればよ
い。

また、前記したように、消失性模型を発泡ポリスチレン
製としたが、これに限定されるものでなく、電気炉中に
１０００℃で３時間放置したときに燃焼または溶解して
消失するものであればよく、例えば、ろうを適宜な形状
に固化したものを用いてもよい。

［発明の効果］ 以に、詳述したとおり、本発明によれば、鋳型を成形す
る場合、鋳造品の凝固を早めたい任意の部位や、鋳造品
表面の酸化脱炭を防止したい部位、ならびに、形状の複
雑な消失性模型が鋳造品の形状に合わせて配設できるた
めに安価で効率的な冷却孔を提供することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１［有］および第２図は本発明に係る精密鋳造法の１
実施例を示し、第１図は下型の精密鋳造用セラミック鋳
型の平面図ならびに縦断面図、第２図は第１図のセラミ
ック鋳型に押湯キャビティを有する上型と型合わせして
鋳造に供する状態に示した縦断面図である。 ｌ・・・バックアップ部、　　　２・・・セラミック部
、３・・・製品キャビティ、　　４・・・冷却孔、５・
・・押湯キャビティ、　　　６・・・抄部、７．７ａ・
・・鋳枠、　　　　１０・・・冷却ガス導入孔、１１・
・・冷却ガス排出孔、 ２０・・・下型、 ２１・・・上型。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型の造型時に、この鋳型で鋳造する鋳造品の凝固を早
   めたい部位や表面の酸化脱炭を防止したい部位等に対向
   する上記鋳型内に流体用流通孔を形成させるに際して、
   この孔を形成させるための消失性模型を前記鋳型内の孔
   形成部に埋設し、その後前記消失性模型を燃焼気化させ
   て消失させることによって前記孔を形成させることを特
   徴とする鋳型の成形方法。