JPH0813400B2 - 細口中空部を有する鋳物の精密鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は精密鋳造方法の一種であるインベストメント
（investment）鋳造におけるロストワックス法（lost−
wax process）により細口中空部を有する鋳物を鋳造す
る方法に関する。

［従来の技術］ ロストワックス法は最も代表的な精密鋳造方法であ
り、鋳肌及び寸法精度が優れているため、産業機械、自
動車、電気通信機器、又は航空機用部品等に広く使用さ
れている。

第２図は、このロストワックス法の各工程を概念的に
示す模式図である。先ず、ステップ１にてろう材を注入
してろう型を得る。そして、ステップ２にて、このろう
型を組み立ててワックスパターンを得た後、ステップ３
にてこれをスラリ内に浸漬し、ステップ４にて耐火材と
しての砂をふりかけて耐火材を被覆し乾燥させる。この
スラリ浸漬と耐火材被覆とを繰り返して所定厚さの鋳型
層を形成する。

そして、ソリッドモールド法においては、ステップ5a
にて耐火材鋳型層の周囲を充填してバックアップし、ス
テップ6aにて加熱して脱ろう処理し、更にワックスを完
全に燃焼させて除去する。次いで、ステップ7aにて溶湯
を注入し、凝固が完了するまで放置する。

そして、ステップ８にて砂おとし、切断及び仕上げ処
理すると、ステップ９に示すように製品が得られる。

なお、セラミックシェルモールド法においては、ステ
ップ5bに示すように、バックアップ処理することなく、
ステップ6bに示すように加熱して脱ろう処理し、次いで
ステップ7bにて溶湯を鋳込み作業する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の鋳造方法においては、長尺の鋳
抜き穴を有する鋳物とか、めくら穴を有する鋳物の場合
には、スラリー及び耐火物がこれらの穴の内面に付着し
にくく、乾燥もさせにくい。このため、鋳型強度が低く
なり、脱ロウ及び焼成時に鋳型が折損したり、溶湯を鋳
造したときの熱衝撃に鋳型が耐えきれず、細口中空部に
割れが発生して、湯もれ又はさし込みが生じやすく、こ
のため健全な鋳物が得られない。

なお、この細口中空部にセラミックスモールドを使用
したり、セッコウを細口中空部に注入したりして、上述
の欠点を解消せんとする技術も提案されているが、セラ
ミックスモールドは高価であり、また鋳放し性も劣る。
更にセッコウでは鋳型強度が不足し、脱ロウ処理又は焼
成処理中に割れが発生して健全な鋳物の製造が困難であ
るという上述の欠点が解消し得ないと共に、乾燥に長時
間が必要であるという難点もある。

上述の如く、従来のロストワックス法による鋳造方法
においては、細口中空部を有する鋳物の製造は極めて困
難である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、細口中空部に割れがなく、しかも放壊性が優れた鋳
型を造型することができ、欠陥がない鋳物を湯もれ等を
起こすることなく安定して、迅速に且つ低コストで製造
することができる細口中空部を有する鋳物の精密鋳造方
法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る細口中空部を有する鋳物の精密鋳造方法
は、細口中空部を有する所定形状のロウ型の表面に鋳型
層を被着する工程と、前記細口中空部内を挿通して可融
性樹脂を配置する工程と、前記細口中空部をセラミック
スで充填する工程と、脱ロウ処理する工程と、前記鋳型
層を焼成処理すると共に前記可融性樹脂を消失させる工
程と、前記ロウが抜けた空間に溶湯を注入して鋳造する
工程とを有することを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、ロウ型の細口中空部内を挿通する
ように可融性樹脂を配置した後、この細口中空部をセラ
ミックスで充填する。次いで、脱ロウ処理した後、ロウ
型を被覆する鋳型層を焼成処理する。そうすると、前記
可融性樹脂も溶融し、気化して消失するため、この可融
性樹脂が占めていた部分に穴が形成される。その後、ロ
ウが抜けた空間に溶湯を流し込んで鋳造すると、所望の
鋳造製品が得られる。この場合に、溶湯注入時には中空
部をセラミックスが充填しているから、鋳型強度が高
く、鋳型の破損等が防止される。また、焼成時に可融性
樹脂が消失して穴が形成されているので、この穴がガス
抜き穴として機能し、健全な鋳物の製造が可能である。
更に、この穴はセラミックスの放壊性を助長するので、
細口中空部の鋳放し性を向上させる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して
具体的に説明する。第１図（ａ）乃至（ｄ）は本発明の
実施例方法を工程順に示す模式図である。

第１図（ａ）に示すように、先ず、細口中空部12を有
するロウ型11を成形する。次いで、第１図（ｂ）に示す
ように、このロウ型11の表面に、従来と同様に、第１層
及び第２層の耐火材をコーティングして被覆層13を形成
する。そして、この被覆層13を乾燥させた後、芯金15に
縦添えした可融性樹脂14を中空部12内にこの中空部12を
挿通して配置する。この可融性樹脂14は例えばポリビニ
ルアルコールからなり、ひも状をなしている。芯金15は
直径が２乃至3mmの直線状のものであり、軟質の可融性
樹脂14を添わしてこの可融性樹脂14を直線状の姿勢を保
持するように支持している。そして、この可融性樹脂14
及び芯金15を細口中空部12に挿入し、その中央にてロウ
型11と同軸的になるように配置する。

その後、第１図（ｃ）に示すように、バインダーとし
てのケイ酸ゾルと、アルカリ性硬化剤とを含む流動セラ
ミックス16を中空部12内に流し込み、このセラミックス
16により中空部を充填する。次いで、このセラミックス
16を乾燥して硬化させた後、通常のコーティングを繰り
返す。なお、セラミックス16はアルコール蒸発による乾
燥であるから、乾燥速度は早い。

次いで、加熱により脱ろう処理し、被覆層13に囲まれ
たロウ型11を溶融させ、気化させて除去する。そうする
と、被覆層13により、ロウ型11が占めていた領域が注入
空間となる鋳型殻が形成される。

その後、第１図（ｄ）に示すように、この被覆層13
（鋳型殻）を含む全体を、例えば、800乃至850℃に加熱
して被覆層13を焼成処理する。これにより、被覆層13が
硬化すると共に、可融性樹脂14が融解し、更に気化して
消失する。このため、この可融性樹脂14が占めていた部
分に細いガス抜き孔17が形成される。このようにして製
造された鋳型を予熱した後、炉から取出して、被覆層13
に囲まれた空間に溶湯を注入した後放置すると、それが
凝固して細口中空部を有する鋳物が製造される。この溶
湯の注入工程においては、セラミックス16が被覆層13に
より構成される鋳型殻の背後でこれを支持しているか
ら、注入時の熱衝撃等によりこの鋳型殻が折損したり、
割れを生じたりすることが回避される。また、可融性樹
脂14が存在していた部分に孔17が形成され、この孔17が
ガス抜き孔として機能するから、割れがない健全な鋳物
を得るとができる。

溶湯の注入及びその凝固が完了した後、鋳型殻及び内
面のセラミックス16を除去する。このセラミックス16の
除去は、鋳物全体に振動を印加するか又はセラミックス
16に水圧を加えることにより行えばよい。この場合に、
ガス抜き孔として機能した孔17はこの鋳放し工程におい
ては、セラミックスの放壊性を助長する。従って、本実
施例においては、鋳放し時間が短い。

次に、本発明方法によりマグネシウム合金鋳物を製造
した結果について、その比較例と比較して説明する。

下記第１表は実施例及び比較例の鋳造条件及びその結
果を示す。

比較例２は、従来方法と同様に被覆層からなる鋳型殻
のみを設けたものであるが、この場合は鋳型くずれを起
こして鋳造不可能であった。一方、比較例１はセラミッ
クスを中空部12に流し込んであるから、細口中空部の造
型工程において、成形は可能であったが、キライ（酸化
物のまき込み）が発生した。しかし、本実施例のよう
に、可融性樹脂を配置した場合は、健全な鋳物製品が製
造され、また、鋳放し時間も短かった。

［発明の効果］ 本発明においては、ロウ型の細口中空部に可融性樹脂
を配置し、更にこの中空部をセラミックスで充填するか
ら、折損及び割れがなく、しかも放壊性が優れた鋳型殻
を造型し、欠陥がない健全な鋳物を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｄ）は本発明方法を工程順に示す模
式図、第２図は従来方法を示す模式図である。 11;ロウ型、12;細口中空部、13;被覆層、14;可融性樹
脂、15;芯金、16;セラミックス、17;孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細口中空部を有する所定形状のロウ型の表
   面に鋳型層を被着する工程と、前記細口中空部内を挿通
   して可融性樹脂を配置する工程と、前記細口中空部をセ
   ラミックスで充填する工程と、脱ロウ処理する工程と、
   前記鋳型層を焼成処理すると共に前記可融性樹脂を消失
   させる工程と、前記ロウが抜けた空間に溶湯を注入して
   鋳造する工程とを有することを特徴とする細口中空部を
   有する鋳物の精密鋳造方法。
2. 【請求項２】前記可融性樹脂は芯線に取着して配置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の細口中空部を有する
   鋳物の精密鋳造方法。