JPH1058086A

JPH1058086A - 耐久鋳型の構造

Info

Publication number: JPH1058086A
Application number: JP22503396A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hattori; 高志服部; Abuhei Mene; メネ・アブヘイ
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】製品部の耐久性を確保し、更に方案部の製作
や変更に要する工数を少なくできる耐久鋳型の構造を得
る。【解決手段】方案部を囲む部分を流し込み成型した耐
火物とし、製品部を囲む部分を金型とする。そして、耐
火物の熱伝導率を金型の熱伝導率より小にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳物を欠陥が少なく低
コストに鋳造するための耐久鋳型の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳型全体を砂型で構成して鋳鉄系鋳物を
鋳造すると、砂噛みに代表される砂に起因する鋳造欠陥
が発生し易い。また、砂型を用いての鋳造は、作業環境
や廃棄物処理等の課題があり、これらを対策する必要が
ある。

【０００３】一方、金型をはじめとする砂を使わない、
いわゆる耐久鋳型は砂型の課題を解決できる可能性があ
り近年注目されている。例えば、特開平３−４７６４９
号公報には、押湯部を持つ鋳物を鋳造するためのアルミ
ニウム合金鋳物などを鋳造するための金型であって、押
湯部を囲む部分には断熱用空間を設け、製品部を囲む部
分には放熱しやすいフィンなどの形状部を設けて、押湯
部を囲む部分よりも製品部を囲む部分の方を相対的に熱
移動が容易な構造とする鋳造用金型の開示がある。この
特開平３−４７６４９号公報によれば、押湯部から製品
部へ溶湯補給作用を発揮して鋳造欠陥にない鋳物が得ら
れると共に押湯の体積も少なくして鋳造歩留を向上する
ことができるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平３−４７６
４９号公報においては、通気性がないためガス抜きの検
討をする必要がある。更に、金型は冷却能が高いため、
溶湯の注入から凝固までを考慮して湯道や押湯等方案部
の大きさや配置の検討が必要で、砂型に比べ方案部の決
定に多くの工数を要する。そのうえ、金型は一般に機械
加工により製作するため多大の時間と費用を要し、更に
方案部を変更することも困難な場合が多い。以上のこと
から、金型など耐久鋳型により鋳物を鋳造する場合、量
産の立上げまでに長期間を要し、耐久鋳型の適用分野が
拡大しない理由となっている。

【０００５】本発明の課題は、製品部を金型にし、方案
部を製作や変更が容易な構成とした耐久鋳型の構造を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の耐久鋳型の構造は、方案部を囲む部分が流
し込み成型した耐火物からなり、製品部を囲む部分が金
型からなることを特徴とする。そして、前記耐火物の熱
伝導率を前記金型の熱伝導率より小にすることを特徴と
する。

【０００７】本発明の耐久鋳型の構造は、特に、方案部
が耐熱性が高く製作が容易な流し込み成型の耐火物で構
成している。流し込み成型の耐火物は、水あるいは有機
溶剤で溶いてスラリーとし、これを発泡スチロールや木
型などの加工しやすい材料で製作した模型に流し込ん
で、硬化後乾燥・焼成するもので、安価にかつ短期間で
製作することができる。また、流し込み成型の耐火物
は、焼成前であれば手作業により湯口等の形状を作るこ
とも可能である。従って、湯口など方案部の決定には、
通常、試験吹きによる試行錯誤が必要であるが、方案部
を流し込み成型の耐火物で製作すれば、同時に多数の鋳
型が用意でき、また製作時間も短いので、前回の鋳造結
果を反映しての方案部変更の期間が大幅に短縮される。

【０００８】また、この方案部を構成する流し込み成型
の耐火物を、製品部の金型より冷却能の低い材質つまり
熱伝導率の低い材料を選択すれば、方案部である湯道や
堰を通過する間の溶湯の冷却を小さくし、製品部の金型
に注入される溶湯温度を高くすることで、製品部の湯廻
りを向上する。さらに、鋳物は、方案部が製品部より凝
固が遅くなるため、凝固収縮時に方案部から製品部に溶
湯補給が行われ、製品部の引けを抑制する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の実施の形態の一例の
耐久鋳型の構造を示す要部断面図である。この耐久鋳型
１により、球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ）ＦＣＤ８００で質量
約５００ｇを８個込めにて鋳造を行う。耐久鋳型１は、
湯口２ａ、湯道２ｂ、堰２ｃ、ガス抜き孔２ｄからなる
方案部を囲む部分を炭化珪素を主体とした耐火物２と、
製品部３ａを囲む部分を銅合金からなる金型３としてい
る。耐火物２の製作は、先ず、質量比で炭化珪素９０
％、アルミナ４％、シリカ３％に硬化材としてセメント
を加えた粒度が１００μｍ以下の粉末を準備し、この粉
末に水分８％を加えてスラリーを作製する。また、スラ
リ―作成の前には、発泡スチロールにより耐火物の形状
にあわせ模型を作製しておく。次に、模型にスラリーを
流し込み、硬化した後、抜型し、乾燥、焼結を行うこと
により、耐火物２は完成する。以上の耐火物２は、発泡
スチロール模型の作製から２〜３日の短期間で完成でき
る。更に、製品部３ａを囲む部分の金型３と耐火物２を
組み立てて、耐久鋳型１とすることができる。

【００１０】本実施の形態の耐久鋳型１を用いて鋳造す
れば、製品部３ａが金型３として、耐久性を確保し、更
に方案部を耐火物２として、製作や変更に要する工数が
少なくできる。更に、製品部に対して方案部の冷却が遅
くなるため、溶湯凝固時に湯道など方案部からの溶湯補
給が行われ、押湯を不要とすることもできる。

【００１１】図２は、比較例の金型の構造を示す断面図
であり、発明の実施の形態と同様の製品に適用した場合
を示す。金型１１は、湯口１２ａ、湯道１２ｂ、堰１２
ｃ、ガス抜き孔１２ｄおよび押湯１２ｅからなる方案部
１２を囲む部分と、製品部１３ａを囲む部分を、同じ材
質の銅合金で構成している。方案部１２を変更する場合
は、肉盛り溶接や機械加工によらなければならず、多大
の工数と費用を要する。また、金型１１の材質によって
は、肉盛り溶接が困難となり、肉盛り溶接と機械加工を
施した場合に約１０日を要することもあり、更に金型１
１全体を製作し直す場合には、約１月を要することもあ
る。また、金型１１は製品部１３ａと方案部の熱伝導率
が同じのため、溶湯凝固時に湯道など方案部からの溶湯
補給が極めて少なく、金型材質を変えて組み合わせた
り、水冷や空冷の通路を形成したりして凝固を制御する
必要があり、構造も複雑になりやすい。

【００１２】

【発明の効果】以上、詳細に説明の通り、本発明の耐久
鋳型の構造は、方案部を囲む部分を流し込み成型した耐
火物とし、製品部を囲む部分を金型としている。そし
て、耐火物の熱伝導率を金型の熱伝導率より小にしてい
るので、製品部の耐久性を確保し、更に方案部の製作や
変更に要する工数を少なくでき、経済的に著しい効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の耐久鋳型の構造を
示す要部断面図である。

【図２】比較例の金型の構造を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１：耐久鋳型、２：方案部、２ａ：湯
口、２ｂ：湯道、２ｃ：堰、２
ｄ：ガス抜き孔、３：金型、３ａ：製品部、
１１：金型、１２：方案部、１２ａ：湯
口、１２ｂ：湯道、１２ｃ：堰、１
２ｄ：ガス抜き孔、１２ｅ：押湯、１３ａ：製品部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】方案部を囲む部分が流し込み成型した耐
火物からなり、製品部を囲む部分が金型からなることを
特徴とする耐久鋳型の構造。
【請求項２】前記耐火物の熱伝導率を前記金型の熱伝
導率より小にすることを特徴とする請求項１記載の耐久
鋳型の構造。